JP6603578B2 - サスペンションメンバの補強構造 - Google Patents

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本発明は、自動車に組み込まれるサスペンションメンバにおける補強構造に関する。
一般に、自動車のサスペンションメンバは、上・下のプレス成型された板部材を中空状をなすように結合するとともに、エンジンユニット等の配置スペースを確保するために前辺部を車両後方に凹むように湾曲させた形状になっている。また、サスペンションメンバにおいては、車両前後方向に延びるようにこのサスペンションメンバの下側に設けられるエキゾーストパイプ(機能部材)との干渉を避けるために、例えば底面の一部に凹部が形成される場合がある(例えば特許文献1を参照)。
このようなサスペンションメンバでは、操舵時のロアアームからの荷重により、車両前後方向視で、上下の板部材が近接するように変形するおそれがある。特に、特許文献1に開示されているように、サスペンションメンバに、エキゾーストパイプを回避するための凹部が形成されている場合は、当該凹部を起点にして変形が大きくなるおそれがある。このような変形を抑制するために、特許文献1では、サスペンションメンバの内部に補強部材が設けられている。同文献の図2、図3、図5等に示されるように、補強部材(同文献における第1補強部材13)は、サスペンションメンバの凹部に対応する位置に設けられている。この補強部材(第1補強部材13)は、一対の縦壁部(13a)、横壁部(13b)および一対のフランジ部(13c)を有して横断面略ハット形状をなしており、車両前後方向における中央付近に設けられている。このような補強部材を設けたサスペンションメンバの補強構造によれば、サスペンションメンバ(特に凹部付近)の変形が抑制される。
しかしながら、上記従来技術においては、補強部材が横断面ハット形状であるため、補強部材自体の重量が比較的に大きい。また、サスペンションメンバの凹部付近の変形抑制効果の点において、改善の余地があった。
特開2014−117986号公報
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、軽量化を図りつつ操舵時の荷重等に対する剛性を高めるのに適した、サスペンションメンバの補強構造を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。
本発明によって提供されるサスペンションメンバの補強構造は、上側板部材および下側板部材が中空状をなすように結合され、上記下側板部材の一部に機能部材を避ける凹部が車両前後方向に延びるように形成されたサスペンションメンバにおける補強構造であって、上記凹部の上方位置において上記上側板部材における車両前方側にある前方壁に形成され、車両前方または車両後方に変位する第1結合部を有する屈曲補強部と、車両前後方向に延びるとともに上記上側板部材の頂部壁および上記下側板部材の底部壁の各々に結合されており、車両前方側において上記第1結合部に結合された第2結合部を有する補強部材と、を備えることを特徴としている。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本発明に係るサスペンションメンバの補強構造の一例を示し、車両上方から見た平面図である。 図1のサスペンションメンバ補強構造を車両後方から見た背面図である。 屈曲補強部周辺を車両前方の斜め上から見た斜視図である。 上側板部材の頂部壁を除いた状態を示す部分拡大平面図である。 図3の背面図である。 図1のV−V線に沿う部分拡大断面図である。 屈曲補強部の他の例を示し、屈曲補強部周辺を車両前方の斜め上から見た斜視図である。 屈曲補強部の他の例を示し、屈曲補強部周辺を車両前方の斜め上から見た斜視図である。
以下、本発明の好ましい実施形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
図1および図2は、本発明に係るサスペンションメンバの補強構造の一例を示している。当該サスペンションメンバ補強構造A1は、サスペンションメンバ1に設けられた屈曲補強部2および補強部材3を備えて構成されている。なお、サスペンションメンバ1は、自動車に組み込まれるものであり、車両の進行方向(図1にて矢印D1で表す)に見た状態で前後および左右を規定するものとする。
サスペンションメンバ1は、アッパーパネル11(上側板部材)およびロアパネル12(下側板部材)を備える。アッパーパネル11およびロアパネル12は、鋼板等の板部材を大略ハット状にプレス成型したものであり、その周縁に一体形成されたフランジ部113,123をスポット溶接等により結合することで中空状の最中構造とされている。より詳細には、アッパーパネル11は、サスペンションメンバ1の上部を塞ぐ頂部壁111と、当該頂部壁111の周縁から筒状に延びる外周壁112と、外周壁112の周縁から水平外方に延びるフランジ部113とを有する。ロアパネル12は、サスペンションメンバ1の下部を塞ぐ底部壁121と、当該底部壁121の周縁から筒状部に延びる外周壁122と、外周壁122周縁から水平外方に延びるフランジ部123とを有する。
サスペンションメンバ1の車幅方向における左右両端部には、車体取付け部13,13が設けられている。この車体取付け部13は、上記アッパーパネル11の上面より上方に突出する脚形状の前取付け部131と、平坦形状の後取付け部132とを含んで構成されている。これら左右の前取付け部131,131および後取付け部132,132は、例えば図示しないボディ(サイドメンバ)にボルト締結によって取り付けられている。
また、サスペンションメンバ1の車幅方向における左右両端部には、図示しないロアアームが上下揺動可能に連結されている。このロアアームには、図示しないナックルアームを介して左右の操向輪が支持され、当該ナックルアームと車体との間には懸架ばねおよびダンパーが介在されている。
サスペンションメンバ1の前方には、図示しないエンジンユニットが配置される。サスペンションメンバ1は、当該エンジンユニットの配置スペースを確保するため、前方部の車幅方向中央が後方に凹むように湾曲している。
サスペンションメンバ1(ロアパネル12)の車幅方向における右寄りの下面には、エキゾーストパイプ5(本発明でいう機能部材の一例)との干渉を避けるための凹部124が形成されている。凹部124は、車両前後方向に延びるトンネル形状とされている。より詳細には、凹部124は、ロアパネル12の車幅方向右側の一部を、上方凸形状をなすように屈曲させて形成されたものである。そのため、ロアパネル12の底部壁121とアッパーパネル11の頂部壁111との間隔は、他の部分より狭くなっている。
アッパーパネル11の頂部壁111には、図示しないステアリングギアケースが取り付けられている。当該ステアリングギアケースは、図2に示した3箇所のギアケース取付け部114,115,116において、ボルト締結によって取り付けられる。上記ステアリングギアケースは、ステアリング装置を構成するピニオンギアや操向軸(いずれも図示せず)を収容しており、当該操向軸の両端部にはタイロッドやナックルアームを介して操向輪が連結されている。また、ステアリング装置において、上記ピニオンギアにはステアリングシャフトを介してステアリングホイールが接続されており、当該ステアリングホイールを回動させることで上記操向輪(即ち、車両)を所望方向に向けることが可能となっている。
屈曲補強部2および補強部材3は、サスペンションメンバ1を補強するものであり、ロアパネル12の凹部124の上方位置に設けられている。
図3、図4、図6に示すように、屈曲補強部2は、アッパーパネル11の外周壁112のうち車両前方側にある前方壁112aに設けられている。屈曲補強部2は、例えばアッパーパネル11の前方壁112aの一部を屈曲させて形成されたものであり、左右一対の起立片21,21と、突出片22とを有する。
本実施形態において、突出片22は、屈曲補強部2周辺の前方壁112aの他の部分よりも車両前方に変位している。突出片22は、本発明でいう第1結合部の一例に相当する。一対の起立片21,21は、屈曲補強部2周辺の前方壁112aの他の部分から車両前方に向けて屈曲している。一対の起立片21,21は、突出片22と当該前方壁112aの他の部分との両方につながっている。
図5に示すように、本実施形態においては、一対の起立片21,21は、上方に向かうにつれて互いに近づいており、背面視(車両後方から前方を見る)においてハの字状となっている。また、本実施形態においては、図6に示すように、突出片22は、前方壁112aに平行ではなく、上方に向かうにつれて前方壁112aに近づくように前方壁112aに対して傾斜している。このような構成により、起立片21は、三角形状とされている。
図5に示すように、補強部材3は、例えば鋼板等からなる板部材が屈曲した形状とされており、背面視において大略Z字形状である。補強部材3は、起立板31、下部板32、上部板33および前方板34を有する。
起立板31は、上下方向においてロアパネル12の底部壁121からアッパーパネル11の頂部壁111まで至る。また、起立板31は、車両前後方向に延びており、図1、図4から理解されるように、後端部がサスペンションメンバ1の後方寄りに位置し、かつ前端部が屈曲補強部2まで至る。
下部板32は、底部壁121の内面と面的に接触しており、底部壁121に対して例えばプラグ溶接等の適宜手段により結合されている。図4において図中斜線を付した部位321が溶接箇所である。
上部板33は、頂部壁111の内面と面的に接触しており、頂部壁111に対して例えばスポット溶接等の適宜手段により結合されている。図4において図中斜線を付した部位331が溶接箇所である。また、図4、図5から理解されるように、上部板33の一部は、平面視において頂部壁111のギアケース取付け部116と重なっており、締付ボルト61によってステアリングギアケースの取付け部分6とともに頂部壁111に結合されている。
前方板34は、起立板31の前方端部から屈曲するとともに、屈曲補強部2の突出片22と重なり合っている。前方板34は、突出片22に対して例えばスポット溶接等の適宜手段により結合されている。図4、図5において図中斜線を付した部位341が溶接箇所である。前方板34は、本発明でいう第2結合部の一例に相当する。
本実施形態のサスペンションメンバ補強構造A1においては、図1、図2に示すように、第2補強部材4を備えている。第2補強部材4は、サスペンションメンバ1の車幅方向における左寄りに設けられている。第2補強部材4は、背面視において大略Z字形状である。第2補強部材4は、上下方向においてロアパネル12の底部壁121からアッパーパネル11の頂部壁111まで至る。また、第2補強部材4は、車両前後方向に延びており、後端部がサスペンションメンバ1の後方寄りに位置し、かつ前端部が前方壁112aまで至る。
次に、上記したサスペンションメンバ補強構造A1の作用について説明する。
本実施形態のサスペンションメンバ補強構造A1は、サスペンションメンバ1における凹部124の上方位置の内部空間に設けられた屈曲補強部2および補強部材3を備える。屈曲補強部2は、アッパーパネル11の前方壁112aに形成されており、車両前方に変位する突出片22を有する。補強部材3は、車両前後方向に延びる起立板31と、アッパーパネル11の頂部壁111およびロアパネル12の底部壁121の各々に結合される上部板33および下部板32と、上記突出片22に結合された前方板34と、を有する。このような構成によれば、サスペンションメンバ1が例えば操舵時においてサスペンションメンバ1がロアアームからの荷重(例えば図1に表された矢印F1)を受けても、凹部124に対応する箇所に設けられた屈曲補強部2および補強部材3によってサスペンションメンバ1の剛性が高められる。したがって、本実施形態によれば、サスペンションメンバ1の変形を抑制することができ、操縦安定性を高めることができる。
本実施形態においては、補強部材3が車両前後方向において比較的長く延びて前方壁112a近傍まで延びており、前方壁112aに形成された屈曲補強部2に結合されている。このような構成によれば、凹部124に対応する箇所に設けられた屈曲補強部2および補強部材3の協働によってサスペンションメンバ1への荷重による応力が分散し、サスペンションメンバ1の変形抑制効果が高められる。また、屈曲補強部2および補強部材3によってサスペンションメンバ1への荷重による応力が分散することで、これら屈曲補強部2および補強部材3の溶接部への応力も分散され、溶接部の強度を適切に確保することができる。
屈曲補強部2および補強部材3を互いに別部材で構成することで、車両前後方向に延びて形成された凹部124に対応する比較的広い範囲を補強することができる。即ち、別部材からなる屈曲補強部2および補強部材3を具備することにより、車両前後方向に沿った縦断面形状が変化する、頂部壁111や底部壁121と前方壁112aとの間を、適切に補強することができる。
また、サスペンションメンバ1の前方部の車幅方向中央が後方に凹むように湾曲しているが、屈曲補強部2および補強部材3によって、車両前後方向に延びて前方壁112aに至る広い範囲が補強される。このような構成によれば、サスペンションメンバ1の前方の湾曲部分へ応力が集中するのを回避することができる。
屈曲補強部2は、一対の起立片21,21および突出片22を有するブロック状とされているので、剛性が適切に高められる。これにより、前方壁112a(アッパーパネル11)の板厚を相対的に小さすることが可能であり、サスペンションメンバ1の軽量化を図ることができる。補強部材3は、車両前後方向において前方壁112a近傍に至るまで比較的長く延びるとともに、背面視で大略Z字形状とされている。この補強部材3によれば、凹部124によって狭くなった部分において頂部壁111および底部壁121の間を上下に突っ張ることで剛性が適切に高められる。一方、大略Z字形状とされることで無駄な重量を削減することができ、補強部材3の軽量化および低コスト化を図ることができる。
図5に示すように、屈曲補強部2は、背面視においてハの字状とされている。このような構成によれば、ロアアームから受ける荷重(例えば同図中左方向を向く矢印)を、ハの字を構成する起立片21に沿わせて(例えば同図中左斜め上方を向く2つの矢印)、適切に分散させることができる。かかる構成は、サスペンションメンバ1の剛性を高めるうえで好ましい。
本実施形態においては、補強部材3(上部板33)がステアリングギアケースとも結合されているため、ステアリングギアケースの取付け剛性をも高めることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に変更が可能である。
上記実施形態においては、屈曲補強部2の突出片22(第1結合部)が車両前方に変位する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば図7に示すように、突出片22が車両後方に変位する構成としてもよい。また、一対の起立片21,21の形状は三角形状に限定されず、例えば図8に示すように、矩形状の起立片21,21を有する構成としてもよい。即ち、前方壁112aが屈曲させられることで剛性が高められ、かつ補強部材3の前方板34(第2結合部)に結合される突出片22(第1結合部)を有する構成であれば、屈曲補強部2は種々な形状を採用することができる。
A1 サスペンションメンバ補強構造
1 サスペンションメンバ
11 アッパーパネル(上側板部材)
111 頂部壁
112 外周壁
112a 前方壁
113 フランジ部
114,115,116 ギアケース取付け部
12 ロアパネル(下側板部材)
121 底部壁
122 外周壁
123 フランジ部
124 凹部
13 車体取付け部
131 前取付け部
132 後取付け部
2 屈曲補強部
21 起立片
22 突出片(第1結合部)
3 補強部材
31 起立板
32 下部板
33 上部板
34 前方板(第2結合部)
4 第2補強部材
5 エキゾーストパイプ(機能部材)

Claims (1)

  1. 上側板部材および下側板部材が中空状をなすように結合され、上記下側板部材の一部に機能部材を避ける凹部が車両前後方向に延びるように形成されたサスペンションメンバにおける補強構造であって、
    上記凹部の上方位置において上記上側板部材における車両前方側にある前方壁に形成され、上記前方壁の他の部分よりも車両前方または車両後方に変位する第1結合部、および、各々が上記第1結合部と上記前方壁の他の部分との両方につながっており、車両前後方向視においてハの字状とされた一対の起立片、を有する屈曲補強部と、
    車両前後方向に延びるとともに上記上側板部材の頂部壁および上記下側板部材の底部壁の各々に結合されており、車両前方側において上記第1結合部に結合された第2結合部を有する補強部材と、を備える、サスペンションメンバの補強構造。
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