JP6023603B2 - サスペンションクロスメンバ - Google Patents

Description

本発明は、車両のボディ内部に設けられるサイドメンバに対するクロスメンバの固定構造に関する。

従来の車両の構造として、車体のフロア左右を前後に走る骨格構造であるサイドメンバに対して、サスペンションの剛性向上のために車体の横方向に設けられる補強部材であるクロスメンバを接続する構成が一般的に知られており、この一例が例えば「特許文献１」に開示されている。サイドメンバとクロスメンバとの接続部は、図１１に示すパイプからなるブラケット１、あるいは「特許文献１」に開示されているような図１２に示す板材からなる主部材２ａとその内部に配置された副部材２ｂとからなるブラケット２等をクロスメンバ側に固定配置し、このブラケット１，２及び他の部位をサイドメンバにボルト等によって固定している。

特開２０１１−９３３４７号公報

図１１に示した構成では、ブラケット１としてパイプ材を用いているため板金と比べると加工しにくくコストがかかるという問題点がある。また図１２に示した構成では、ブラケット２が主部材２ａと副部材２ｂとから構成されているため部品点数及び製造工程が増えるためにコストがかかると共に、重量が重くなる虞がある。

本発明は上述の問題点を解決し、加工が簡単かつコストを抑えた構成で、軽量かつ支持剛性を向上した支持ブラケットを備えるサスペンションクロスメンバの提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、車幅方向に延設され、本体の車幅方向両側が一対の支持ブラケットを介して車体の下部に支持されるサスペンションクロスメンバにおいて、前記支持ブラケットは断面Ｕ字形状に形成した板金部材から構成され、前記本体に溶接によって固定されるよう構成された基部と、前記基部から上方に向けて車幅方向外側に傾斜するよう延設されて前記車体に固定される腕部とを備え、前記基部は前記断面Ｕ字形状の両側壁部が延設されて互いの端部が対向するよう内側に向けて曲折形成された一対の延設部を有し、前記基部の断面がＣ字形状であり、前記各延設部は前記腕部まで連続して延設されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のサスペンションクロスメンバにおいて、さらに前記基部は前記本体の上部を構成するアッパメンバと前記本体の下部を構成するロアメンバとに貫通した状態でそれぞれ溶接により固定されるよう構成されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のサスペンションクロスメンバにおいて、さらに前記腕部の上端部には前記車体に固定される固定部が設けられ、該固定部にはその外周の全域にわたって前記両側壁部と連続するフランジ部が形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のサスペンションクロスメンバにおいて、さらに前記固定部は前記上端部を曲折して水平方向に延設することにより形成され、前記腕部は前記固定部の曲折方向と前記両側壁部の開放側とが同一方向となるように形成されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２から４までの何れか１つに記載のサスペンションクロスメンバにおいて、さらに前記アッパメンバ及び前記ロアメンバには前記基部が貫通する穴部が設けられ、該穴部の周囲には該穴部を囲むように段差部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、支持ブラケットを板金部材により断面Ｕ字形状に形成したので加工がし易くコストダウンと共に軽量化を図ることができる。しかも、支持ブラケットの基部においては、断面Ｕ字形状の両端部を延設して互いの端部が対向するよう内側に曲折された延設部を設け、断面がＣ字形状となるように構成しているので、基部の剛性が向上されている。また、延設部が設けられることで支持ブラケットの基部とサスペンションクロスメンバとの溶接部における溶接端への応力集中が緩和されるので、結合強度が向上される。従って、サスペンションクロスメンバの支持剛性を維持または向上しつつ、コストの低減及び軽量化を図ることができる。

本発明の一実施形態を採用した車両の車体構造を示す概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるサスペンションクロスメンバのクロスメンバ本体と支持ブラケットとを示す概略斜視図である。 本発明の一実施形態に用いられる支持ブラケットの基部とクロスメンバ本体との溶接部と同溶接部の周囲の形状を示す概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる支持ブラケットの概略斜視図である。 図４におけるＡ−Ａ断面図である。 図４におけるＤ−Ｄ断面図である。 図４におけるＢ−Ｂ断面図である。 図４におけるＣ−Ｃ断面図である。 基部が断面Ｕ字形状とされた支持ブラケットを従来のクロスメンババ本体に溶接した場合の溶接部の状態を示す概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる支持ブラケットとクロスメンバ本体との溶接部の状態を示す概略図である。 従来用いられている支持ブラケットの概略斜視図である。 従来用いられている支持ブラケットの概略斜視図である。

図１は、本発明の一実施形態を採用した車両の車体構造を示す概略図である。同図において、符号３は車体のフロア左右を前後に走る骨格部材であるサイドメンバを示している。符号４はサスペンションの剛性向上のために車体の幅方向に設けられる補強部材であるサスペンションクロスメンバを示しており、サスペンションクロスメンバ４は、車幅方向両側の部位がサイドメンバ３に支持されている。サスペンションクロスメンバ４は、車幅方向に延設されるクロスメンバ本体７とクロスメンバ本体７の車幅方向両端側に設けられた一対の支持ブラケット６とを備えている。本実施形態では、サスペンションクロスメンバ４は、クロスメンバ本体７の車幅方向両側における前後の箇所でサイドメンバ３に固定されており、前方側は支持ブラケット６を介してサイドメンバ３に対してボルト５によって締結され、後方側はクロスメンバ本体７が直接サイドメンバ３に対してボルト５によって締結されている。つまり、支持ブラケット６とクロスメンバ本体７の支持ブラケット６より後方側の２箇所の計４箇所においてサイドメンバ３にボルト５によって固定されることにより、サスペンションクロスメンバ４がサイドメンバ３に支持されている。続いて、クロスメンバ本体７及び支持ブラケット６について詳細に説明する。

クロスメンバ本体７は、図２に示すように上部を構成するアッパメンバ７ａと下部を構成するロアメンバ７ｂとによって閉断面を形成するように構成されており、クロスメンバ本体７の車幅方向両端にはタイヤを支持する図示しないロアアームが連結されている。クロスメンバ本体７の車幅方向左右両側には、アッパメンバ７ａ及びロアメンバ７ｂにそれぞれ穿設された穴部７ｃ及び穴部７ｄ（図３参照）が設けられており、当該穴部７ｃ，７ｄに後述する支持ブラケット６の基部６ａが貫通されて溶接部８で溶接固定されている。つまり、支持ブラケット６が、アッパメンバ７ａ及びロアメンバ７ｂの両者に貫通した状態で溶接によって結合されている。また図３に示すように、アッパメンバ７ａ及びロアメンバ７ｂの穴部７ｃ，７ｄの周囲には段差部７ｅ，７ｆが形成されており、本実施形態では穴部７ｃ，７ｄの周囲の面がクロスメンバ本体７の他の面より一段高くなるように構成されている。つまり、穴部７ｃ，７ｄの周囲に段差部７ｅ，７ｆを形成することで、クロスメンバ本体７と支持ブラケット６との溶接部８の周囲の面剛性を向上させた構造となっている。これにより溶接部８の周囲の面が撓みにくくなり、溶接部８に生じる応力が緩和するよう構成されている。

支持ブラケット６は、図４に示すように板金部材を折り曲げてかつプレス加工されて形成されており、クロスメンバ本体７に溶接される基部６ａと、基部６ａから上方に伸びる腕部６ｂと、腕部６ｂの上端部に設けられサイドメンバ３にボルト５によって固定される固定部６ｃとを有している。腕部６ｂは車幅方向外側に傾斜するように延設されており、固定部６ｃは腕部６ｂから車幅方向外側に曲折されて水平方向に延設されている。

基部６ａは、そのＡ−Ａ断面形状が図５に示すようなＣ字形状となるように、その両側壁部６ｅから延長された延設部６ｄが互いに近付くように内側に向けて曲折形成されている。腕部６ｂは、そのＤ−Ｄ断面形状が図６に示すように、車幅方向外側に開放するＵ字形状となるようにその両側壁部６ｅが形成されている。すなわち腕部６ｂの断面は、固定部６ｃの曲折方向と同一方向に両側壁部６ｅが開放されたＵ字形状となるように形成されている。固定部６ｃは、そのＢ−Ｂ断面形状が図７に示すように、Ｃ−Ｃ断面形状が図８に示すようにそれぞれ下方側に向かって曲折されたフランジ部６ｆを有しており、当該フランジ部６ｆは、腕部の両側壁部６ｅから連続して固定部６ｃの外周を囲むように形成されている。

すなわち、支持ブラケット６は全体が断面Ｕ字形状の開断面に形成された部材であり、クロスメンバ本体７との結合部分である基部６ａにおける断面のみＣ字形状となる構成とされている。

図９は基部が断面Ｕ字形状で形成された支持ブラケット２０を従来のクロスメンバ本体１０に溶接した場合の溶接部３０の状態を示しており、図１０は本発明の支持ブラケット６のクロスメンバ本体７との溶接部８の状態を示している。図９、図１０を比較すると、図９に示す支持ブラケット２０の場合、基部２０ａにおけるＵ字形状の両側壁部２０ｂの端部２０ｃが穴部１０ａ，１０ｂの縁部に突き当たる状態で溶接されている。従って、支持ブラケット２０に外力が作用して変形した際に、この端部２０ｃの箇所、すなわち溶接部３０の端部に応力が集中しやすい。これに対して、本実施形態の支持ブラケット６の場合、基部６ａが断面Ｃ字形状とされているので、図９の支持ブラケット２０とは異なり、基部６ａが穴部７ｃ，７ｄの縁部に対して面で当接される構成となっている。しかもクロスメンバ本体７との溶接部８を両側の延設部６ｄにまで延ばすことができるので、溶接端への応力集中を緩和することができる。また、基部６ａ自体の剛性も向上され、クロスメンバ本体７側においても段差部７ｅを設けることで剛性を確保しているため、より一層溶接部８に生じる応力を緩和することができる構成となっている。

上述のように本実施形態では、支持ブラケット６を板金部材により断面略Ｕ字形状の開断面構造に形成しているので材料の加工が簡単な上、コストダウン及び軽量化を図ることができる。また基部６ａに延設部６ｄが設けられていて断面Ｃ字形状となるように形成されているので、基部が断面Ｕ字形状のもの（図９参照）と比べて基部６ａ全体の剛性が向上されるため、支持ブラケット６に外力が作用した際に基部６ａが変形しにくくなっている。また、溶接部８を両側の延設部６ｄにまで延ばすことができるので溶接端への応力集中が緩和され、クロスメンバ本体７に対する支持ブラケット６の接続強度を十分に確保することができる。また、断面Ｃ字形状として各延設部６ｄ間に隙間を有しているので、外力作用時に各延設部６ｄ同士が擦れて異音が発生することを防止できる。

また、固定部６ｃには外周の全域にわたってフランジ部６ｆが形成されているので、外力を受けた際に固定部６ｃが変形しにくく車体側との結合剛性を向上することができる。これにより、例えば衝突時にサスペンションクロスメンバ４に大きな荷重が作用した場合であっても、固定部６ｃにおける亀裂や破断が発生しにくく、衝突早期にサスペンションクロスメンバ４が脱落する等、意図しないサスペンションクロスメンバ４の脱落を防止することができる。さらに、固定部６ｃの曲折方向と同一方向に両側壁部６ｅが開放されたＵ字形状となるように腕部６ｂが形成され、フランジ部６ｆと両側壁部６ｅとを連続的に形成できるので、固定部６ｃと腕部６ｂとの境界部分における変形を抑制することができ、固定部６ｃの剛性をより一層向上させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、加工が簡単かつコストを抑えた構成で、軽量かつ支持剛性を向上した支持ブラケットを備えるサスペンションクロスメンバを提供することが可能となる。

３ 車体（サイドメンバ）
４ サスペンションクロスメンバ
６ 支持ブラケット
６ａ 基部
６ｂ 腕部
６ｃ 固定部
６ｄ 延設部
６ｅ 両側壁部
６ｆ フランジ部
７ 本体
７ａ アッパメンバ
７ｂ ロアメンバ
７ｃ，７ｄ 穴部
７ｅ，７ｆ 段差部

Claims (5)

1. 車幅方向に延設され、本体の車幅方向両側が一対の支持ブラケットを介して車体の下部に支持されるサスペンションクロスメンバにおいて、
   前記支持ブラケットは断面Ｕ字形状に形成した板金部材から構成され、前記本体に溶接によって固定されるよう構成された基部と、前記基部から上方に向けて車幅方向外側に傾斜するよう延設されて前記車体に固定される腕部とを備え、
   前記基部は前記断面Ｕ字形状の両側壁部が延設されて互いの端部が対向するよう内側に向けて曲折形成された一対の延設部を有し、前記基部の断面がＣ字形状であり、
   前記各延設部は前記腕部まで連続して延設されることを特徴とするサスペンションクロスメンバ。
2. 請求項１記載のサスペンションクロスメンバにおいて、
   前記基部は前記本体の上部を構成するアッパメンバと前記本体の下部を構成するロアメンバとに貫通した状態でそれぞれ溶接により固定されるよう構成されていることを特徴とするサスペンションクロスメンバ。
3. 請求項１または２記載のサスペンションクロスメンバにおいて、
   前記腕部の上端部には前記車体に固定される固定部が設けられ、該固定部にはその外周の全域にわたって前記両側壁部と連続するフランジ部が形成されていることを特徴とするサスペンションクロスメンバ。
4. 請求項３記載のサスペンションクロスメンバにおいて、
   前記固定部は前記上端部を曲折して水平方向に延設することにより形成され、前記腕部は前記固定部の曲折方向と前記両側壁部の開放側とが同一方向となるように形成されていることを特徴とするサスペンションクロスメンバ。
5. 請求項２から４までの何れか１つに記載のサスペンションクロスメンバにおいて、
   前記アッパメンバ及び前記ロアメンバには前記基部が貫通する穴部が設けられ、該穴部の周囲には該穴部を囲むように段差部が設けられていることを特徴とするサスペンションクロスメンバ。

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