JP6287823B2

JP6287823B2 - サスペンション取付構造

Info

Publication number: JP6287823B2
Application number: JP2014265043A
Authority: JP
Inventors: 黒川　博幸; 博幸黒川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: JP2016124345A

Description

本発明は、サスペンション取付構造に関する。

サスペンションハウジングに、リアサスペンションのダンパサポートが挿入されて取り付けられたリアサスペンションの取付構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４１１４００２号公報

しかしながら、リアサスペンションによって入力される荷重に対して、より高い支持剛性を確保するためのサスペンション取付構造には、未だ改善の余地がある。

そこで、本発明は、リアサスペンションによって入力される荷重に対して、より高い支持剛性を確保できるサスペンション取付構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のサスペンション取付構造は、車室を構成するリアパネルに車体後方側へ向かって突出形成され、少なくとも底壁、後壁及び左右の側壁を有して車幅方向に延在する荷室部と、前記荷室部よりも車幅方向外側における前記リアパネルに車体前方側端部が結合され、前記荷室部の前記左右の側壁よりも車体後方側へ向かって長く延在されるとともに、前記荷室部の前記左右の側壁にそれぞれ車体前後方向中途部が結合された左右一対のリアサイドメンバアッパと、前記荷室部の前記後壁の左右両端部と前記左右一対のリアサイドメンバアッパとをそれぞれ結合する左右一対の結合部材と、を備え、前記結合部材に、左右一対のリアサスペンションの上端部がそれぞれ取り付けられている。

本発明によれば、リアサスペンションによって入力される荷重に対して、より高い支持剛性を確保することができる。

本実施形態に係るサスペンション取付構造を備えた車両の後部を示す斜視図である。本実施形態に係るサスペンション取付構造を備えた車両の後部を示す側面図である。図２におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。図２におけるＹ−Ｙ線矢視断面図である。（Ａ）本実施形態に係るサスペンション取付構造を構成する荷室ボックスを示す断面図である。（Ｂ）本実施形態に係るサスペンション取付構造を構成する荷室ボックスの変形例を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記することなく前後、上下、左右の方向を記載した場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１、図２に示されるように、本実施形態に係るサスペンション取付構造１０を備えた車両１２の後部側には、車体後方側へ向かって延在するリアサイドメンバアッパ（以下「アッパメンバ」という）１４が左右一対で配置されている。各アッパメンバ１４は、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成されており、剛性及び強度の高い車両骨格部材となっている。

また、各アッパメンバ１４の前端部には、それぞれ平板状のフランジ部１６が溶接によって固着されており、各フランジ部１６が、リアパネル２０の上部側における左右両側に、それぞれボルト締結によって取り付けられている。リアパネル２０は、車室１８（図５参照）の後壁を構成する剛性及び強度の高い車両骨格部材であり、例えば炭素繊維強化樹脂材（ＣＦＲＰ）で形成されている。

また、リアパネル２０の上部側には、車体後方側へ突出し、かつ車幅方向に延在する荷室部としての荷室ボックス２２が一体に形成されている（図５（Ａ）参照）。サスペンション取付構造１０を構成する荷室ボックス２２は、中空状に形成されており、左右のアッパメンバ１４の車体前後方向中途部に、後述する側壁２２Ｃがボルト締結されて固定されている。なお、荷室ボックス２２と各アッパメンバ１４との締結構造については、後で詳述する。

また、車両１２の後部側で、かつ各アッパメンバ１４の車体下方側には、車幅方向から見た側面視で略「Ｌ」字状に屈曲されたリアサイドメンバロア（以下「ロアメンバ」という）２４が左右一対で配置されている。各ロアメンバ２４は、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成されており、剛性及び強度の高い車両骨格部材となっている。

そして、各ロアメンバ２４の前端部には、それぞれ略平板状のフランジ部２６が溶接によって固着されており、各フランジ部２６が、リアパネル２０の下部側における左右両側に、それぞれボルト締結によって取り付けられている。なお、以下において、ロアメンバ２４の車体後方側へ向かって延在する部位を前後ロアメンバ２４Ａとし、前後ロアメンバ２４Ａの後端部から車体上方側へ向かって延在する部位を上下ロアメンバ２４Ｂとする。

また、各ロアメンバ２４の断面積は、各アッパメンバ１４の断面積よりも大きく形成されている。これにより、各ロアメンバ２４の強度及び剛性が、各アッパメンバ１４の強度及び剛性よりも高くなる構成になっている。また、各アッパメンバ１４は、各ロアメンバ２４よりも車幅方向外側に配置されているが、各アッパメンバ１４は、例えば意匠的に、平面視で車体後方側が車幅方向内側へ向かってカーブするような曲率を有する形状とされていてもよい。

各ロアメンバ２４の車体後方側へ延在する各前後ロアメンバ２４Ａの下面には、それぞれ後述するリアサスペンション６０のロアアーム６４を取り付けるためのロアブラケット２８が設けられている。なお、各前後ロアメンバ２４Ａのロアブラケット２８が設けられている部位を、車幅方向に延在するロアクロスメンバ（図示省略）によって連結して補強するようにしてもよい。このロアクロスメンバも、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成される。

また、各アッパメンバ１４の後端部と各ロアメンバ２４の車体上方側へ延在する各上下ロアメンバ２４Ｂの上端部とが、それぞれ左右一対のジョイント部材３０によって連結されている。各ジョイント部材３０は、アルミニウム等の軽量金属材により、前壁の一部と下壁の一部と内壁の一部とがそれぞれ開口された筐体状に形成されている。

したがって、各アッパメンバ１４の後端部及び各上下ロアメンバ２４Ｂの上端部は、それぞれ車体前方側及び車体下方側からジョイント部材３０の前壁及び下壁の各開口内へ挿入され、各開口の縁部にアーク溶接によって接合されている。これにより、各アッパメンバ１４の後端部と各上下ロアメンバ２４Ｂ（各ロアメンバ２４）の上端部とがジョイント部材３０を介して連結されている。

また、左右のジョイント部材３０同士が、車幅方向に延在するアッパクロスメンバ３２によって連結されている。アッパクロスメンバ３２は、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって閉断面形状に形成されており、その左右両端部が、ジョイント部材３０の内壁の開口内へ挿入され、その開口の縁部にアーク溶接によって接合されている。なお、この車両１２には、各ジョイント部材３０の上壁３０Ａとリアパネル２０とを連結する左右一対の連結ロッド３４も設けられている。

また、各ロアメンバ２４の前後ロアメンバ２４Ａと上下ロアメンバ２４Ｂとの境界部分（屈曲部分）の近傍には、車体後方側へ延在する左右一対のエクステンションメンバ３６の前端部が、それぞれボルト締結によって取り付けられている。各エクステンションメンバ３６も、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成されている。

また、各エクステンションメンバ３６の後端部には、車幅方向に延在するリアバンパリインフォースメント３８が架設されている。このリアバンパリインフォースメント３８も、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって扁平な閉断面形状に形成されており、各エクステンションメンバ３６の後端部にアーク溶接によって接合されている。

なお、リアバンパリインフォースメント３８の車体前方側で、かつ各ロアメンバ２４の間には、エンジンを含むパワーユニット４０が配置されている。そして、リアバンパリインフォースメント３８の車幅方向中央部は、パワーユニット４０から延びる円筒状のマフラ４２を回避するために、車体上方側へ円弧状に湾曲されている。

次に、荷室ボックス２２と各アッパメンバ１４との締結構造について詳細に説明する。図１〜図５に示されるように、中空状に形成された荷室ボックス２２は、底壁２２Ａと後壁２２Ｂと左右の側壁２２Ｃと上壁２２Ｄとを有している。そして、図３に示されるように、左右の側壁２２Ｃが、それぞれ左右のアッパメンバ１４の車幅方向内側を向く内壁１４Ａに複数（例えば上下に２つで前後に３つの合計６個）のボルト４８によって締結固定されている。

詳細に説明すると、各アッパメンバ１４の内壁１４Ａには、複数（例えば上記６個）の雌ネジ部１４Ｂが形成されており、荷室ボックス２２の各側壁２２Ｃには、ボルト４８を挿通させるための複数（例えば上記６個）の貫通孔２３が形成されている。したがって、荷室ボックス２２の各側壁２２Ｃは、その内面側からボルト４８が貫通孔２３に挿通されて雌ネジ部１４Ｂに螺合されることにより、各アッパメンバ１４の内壁１４Ａに締結固定されている。

なお、各アッパメンバ１４の車幅方向外側を向く外壁１４Ｃには、アッパメンバ１４の長手方向に沿って延在する溝部１５が形成されており、その溝部１５内にスライドドア（図示省略）のスライドレール４４が取付ボルト４６によって締結固定されている。また、図４に示されるように、荷室ボックス２２の後壁２２Ｂの左右両端部（コーナー部２２Ｅ）が、結合部材としてのアッパブラケット５０を介して、各アッパメンバ１４に結合されている。

詳細に説明すると、各アッパブラケット５０は、平面視で、開放側を車体後方側に向けた略「Ｕ」字状に形成されており、その車幅方向外側に配置された外壁５４がアッパメンバ１４の内壁１４Ａにアーク溶接によって接合固定されている。そして、各アッパブラケット５０の車体前方側に配置された前壁５２に、荷室ボックス２２の後壁２２Ｂの左右両端部（コーナー部２２Ｅ）が、それぞれボルト４８によって締結固定されている。

すなわち、前壁５２には、雌ネジ部５２Ａが形成されており、後壁２２Ｂの左右両端部には、ボルト４８を挿通させるための貫通孔２３が形成されている。したがって、荷室ボックス２２の後壁２２Ｂは、その内面側からボルト４８が貫通孔２３に挿通されて雌ネジ部５２Ａに螺合されることにより、各アッパブラケット５０の前壁５２に締結固定されている。

つまり、荷室ボックス２２の中で最も固い（最も変形し難い）左右のコーナー部２２Ｅが、平面視で略「Ｌ」字状をなす各アッパブラケット５０の前壁５２及び外壁５４によって各アッパメンバ１４に結合されている。また、図１、図２に示されるように、各アッパブラケット５０の外壁５４及び車幅方向内側に配置された内壁５６（図４参照）の下端部は、各アッパメンバ１４よりも車体下方側へ突出されている。

そして、各アッパブラケット５０の外壁５４及び内壁５６の下端部には、車幅方向に連通するボルト挿通用の貫通孔（図示省略）が形成されている。これにより、各アッパブラケット５０の下端部に、左右一対とされたリアサスペンション６０のショックアブソーバ部６２の上端部が、それぞれボルト６６及びナット６８によって締結されている（図４参照）。

また、図５（Ａ）に示されるように、荷室ボックス２２は、シートバック５８を前傾させることで、その前方側が開放され、車室１８側から荷物等を入れられるようになっているが、図５（Ｂ）に示されるように、上壁２２Ｄが車外から開閉可能となるように構成されていてもよい。この場合、各ボルト４８の締結を車外から行えるので、その作業性が向上される。なお、各ボルト４８を荷室ボックス２２の内部から締結することで、各ボルト４８の頭部が外部へ露出するのを防止するようになっている。

以上のような構成とされたサスペンション取付構造１０において、次にその作用について説明する。

上記したように、各アッパメンバ１４の内壁１４Ａに、荷室ボックス２２の各側壁２２Ｃがそれぞれボルト締結され、各アッパメンバ１４の内壁１４Ａに外壁５４が溶接された各アッパブラケット５０の前壁５２に、荷室ボックス２２の後壁２２Ｂの左右両端部（コーナー部２２Ｅ）がそれぞれボルト締結されている。ここで、荷室ボックス２２は、リアパネル２０に一体に形成されており、その強度及び剛性が高い。

したがって、荷室ボックス２２を、左右のアッパメンバ１４を連結する補強クロスメンバとして機能させることができ、リアパネル２０と各アッパメンバ１４との結合強度及び剛性を向上させることができる。よって、鋼板よりも強度の低いアルミニウムやＣＦＲＰなどの軽量材で構成された車両１２において、その強度及び剛性を補強することができ、補強部品の追加や板厚の増加などによる重量増加及びコストアップを回避することができる。

また、リアサスペンション６０のショックアブソーバ部６２の上端部は、荷室ボックス２２の中で最も固い（最も変形し難い）コーナー部２２Ｅに直接的に結合されたアッパブラケット５０にボルト締結されている。したがって、後輪からリアサスペンション６０のショックアブソーバ部６２を介して、アッパブラケット５０に車体上方側へ向かう荷重が入力されても、その荷重に対する支持強度及び支持剛性を充分に確保することができる。

よって、車両１２自体の強度及び剛性を向上させることができ、車両１２の走行時における車体の捩れや振動を大幅に抑制することができる。つまり、車両１２の操縦安定性能を向上させることができる。また、車両１２が後面衝突したときには、各アッパメンバ１４や各エクステンションメンバ３６が軸方向（車体前後方向）に圧縮変形して衝突荷重の一部を吸収するとともに、荷室ボックス２２が障壁になる。

すなわち、各アッパメンバ１４及び各エクステンションメンバ３６だけではなく、荷室ボックス２２を後面衝突時のエネルギー吸収体として機能させることができる。しかも、この車両１２は、左右のジョイント部材３０同士がアッパクロスメンバ３２によって連結されているため、左右何れか一方のアッパメンバ１４に入力された荷重を、左右何れか他方のアッパメンバ１４へ伝達して分散させることができる。

したがって、左右何れか一方のアッパメンバ１４への荷重集中を軽減させることができ、荷室ボックス２２を除くリアパネル２０（車室１８）の変形を抑制することができる。よって、鋼板よりも強度の低いアルミニウムやＣＦＲＰなどの軽量材で構成された車両１２において、衝突安全性能（乗員保護性能）を向上させることができる。

以上、本実施形態に係るサスペンション取付構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係るサスペンション取付構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。

例えば、アッパブラケット５０の外壁５４は、アッパメンバ１４の内壁１４Ａにアーク溶接によって結合される構成に限定されるものではなく、ボルト締結によってアッパメンバ１４の内壁１４Ａに結合される構成とされていてもよい。

また、ロアメンバ２４は、側面視で、車体前後方方向に延在する前後ロアメンバ２４Ａと車体上下方向に延在する上下ロアメンバ２４Ｂとを有する屈曲形状に形成される構成に限定されるものではなく、車体後方上側へ向かってカーブするような湾曲形状に形成されていてもよい。

また、エクステンションメンバ３６は、ロアメンバ２４にボルト締結によって結合される構成に限定されるものではなく、図示しないリベットやアーク溶接によってロアメンバ２４に結合される構成とされていてもよい。

更に、アッパメンバ１４、ロアメンバ２４、アッパクロスメンバ３２、エクステンションメンバ３６、リアバンパリインフォースメント３８等は、それぞれ一定断面とされた軽量金属材の押出成形によって形成される構成に限定されるものではなく、図示しないアウタパネルとインナパネルとを接合することで閉断面形状に形成される構成とされていてもよい。

また、アッパメンバ１４、ロアメンバ２４、エクステンションメンバ３６等は、断面矩形状に形成される構成に限定されるものではなく、例えば断面円形状等に形成される構成とされていてもよい。

１０サスペンション取付構造
１４アッパメンバ（リアサイドメンバアッパ）
１８車室
２０リアパネル
２２荷室ボックス（荷室部）
２２Ａ底壁
２２Ｂ後壁
２２Ｃ側壁
５０アッパブラケット（結合部材）
６０リアサスペンション

Claims

車室を構成するリアパネルに車体後方側へ向かって突出形成され、少なくとも底壁、後壁及び左右の側壁を有して車幅方向に延在する荷室部と、
前記荷室部よりも車幅方向外側における前記リアパネルに車体前方側端部が結合され、前記荷室部の前記左右の側壁よりも車体後方側へ向かって長く延在されるとともに、前記荷室部の前記左右の側壁にそれぞれ車体前後方向中途部が結合された左右一対のリアサイドメンバアッパと、
前記荷室部の前記後壁の左右両端部と前記左右一対のリアサイドメンバアッパとをそれぞれ結合する左右一対の結合部材と、
を備え、
前記結合部材に、左右一対のリアサスペンションの上端部がそれぞれ取り付けられているサスペンション取付構造。