JP6696444B2 - サスペンションメンバ - Google Patents

Description

本発明は、サスペンションメンバに関する。

車幅方向に延在するフロントクロスメンバと、フロントクロスメンバの車幅方向両端部からそれぞれ車体後方側へ延在するフロントサイドレール部と、を有するフロントフレームと、車幅方向に延在するリアクロスメンバと、リアクロスメンバの車幅方向両端部からそれぞれ車体前方側へ延在するリアサイドレール部と、を有するリアフレームと、を備え、フロントサイドレール部の後端部とリアサイドレール部の前端部とがアーク溶接によって接合されてなるサスペンションメンバは、従来に提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１３６５４５号公報

しかしながら、このような構成のサスペンションメンバでは、車両の前面衝突時にエンジンを含むパワーユニットが後退してリアクロスメンバの前部に衝突すると（リアクロスメンバに車体前方側から衝突荷重が入力されると）、そのリアクロスメンバと一体に形成されているリアサイドレール部がフロントサイドレール部から破断して分離するおそれがある。

リアサイドレール部がフロントサイドレール部から分離すると、サスペンションメンバに対して車体前方側から入力された衝突荷重を、車体前後方向に延在するサイドレール部（フロントサイドレール部及びリアサイドレール部）の塑性変形によって効率よくエネルギー吸収することができなくなる。

そこで、本発明は、車体前方側から入力された衝突荷重を、車体前後方向に延在するサイドレール部によって効率よくエネルギー吸収できるサスペンションメンバ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メンバは、車体前後方向に延在するとともに、前端部にフロントボデーマウント部が形成され、後端部にリアボデーマウント部が形成された左右一対のサイドレール部と、車幅方向に延在し、前記サイドレール部の前記フロントボデーマウント部よりも車幅方向内側部分を連結するフロントクロスメンバと、車幅方向に延在し、前記サイドレール部の前記リアボデーマウント部よりも車幅方向内側部分を連結するリアクロスメンバと、を備え、前記サイドレール部は、該サイドレール部の延在方向略中央部よりも車体前方側で、かつ前記フロントボデーマウント部よりも車体後方側に、車幅方向から見た側面視で、車体下方側へ向かって凸となる屈曲部を有し、前記サイドレール部の前記屈曲部が形成されている部分に、車体前後方向に延在する補強レール部が設けられている。

請求項１に記載の発明によれば、フロントボデーマウント部からリアボデーマウント部まで車体前後方向に延在する左右一対のサイドレール部と、車幅方向に延在するリアクロスメンバと、が別体とされている。そして、サイドレール部の屈曲部が形成されている部分に、車体前後方向に延在する補強レール部が設けられている。したがって、車両の前面衝突時にエンジンを含むパワーユニットが後退してリアクロスメンバの前部に衝突しても（リアクロスメンバに車体前方側から衝突荷重が入力されても）、そのリアクロスメンバが破断するだけで、サイドレール部の破断が抑制される。よって、サスペンションメンバに対して車体前方側から入力された衝突荷重は、サイドレール部の塑性変形によって効率よくエネルギー吸収される。

以上のように、本発明によれば、車体前方側から入力された衝突荷重を、車体前後方向に延在するサイドレール部によって効率よくエネルギー吸収することができる。

本実施形態に係るサスペンションメンバを上方側から見て示す斜視図である。 本実施形態に係るサスペンションメンバを上方側から見て示す分解斜視図である。 本実施形態に係るサスペンションメンバの後部側を拡大して示す斜視図である。

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ＲＨを車体右方向とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１に示される本実施形態に係るサスペンションメンバ１０は、車体前後方向に沿って延在する左右一対のフロントサイドメンバ（図示省略）の前部下側に、そのフロントサイドメンバに吊り下げられた状態で支持されるようになっている。各フロントサイドメンバは、車体前部側を車体後部側よりも高位に位置させるためのキック部を有している。

したがって、サスペンションメンバ１０は、後述する左右一対のサイドレール部２０の前端部であるフロントボデーマウント部３２が、キック部よりも車体前方側のフロントサイドメンバの前端部に取り付けられ、後述する左右一対のサイドレール部２０の後端部であるリアボデーマウント部３６が、キック部の下端部に取り付けられるようになっている。

図１、図２に示されるように、サスペンションメンバ１０は、車体前後方向に延在するとともに、前端部にフロントボデーマウント部３２が形成され、後端部にリアボデーマウント部３６が形成された左右一対のサイドレール部２０と、車幅方向に延在し、サイドレール部２０のフロントボデーマウント部３２よりも車幅方向内側部分（後述するクロス部３４）を連結するフロントクロスメンバ１２と、車幅方向に延在し、サイドレール部２０のリアボデーマウント部３６よりも車幅方向内側部分（後述する接合部３８）を連結するリアクロスメンバ１８と、を備えている。

フロントクロスメンバ１２は、アルミニウム合金等の軽金属材の押出成形により、長手方向（車幅方向）と直交する断面視で、一定の矩形閉断面形状に形成されている。そして、リアクロスメンバ１８は、アルミニウム合金等の軽金属材のダイカストによって車体下方側が開放された開断面形状に形成されており、平面視で、略矩形状に形成されている。

また、フロントクロスメンバ１２の上壁の長手方向（延在方向）略中央部から左端部側には、フロントクロスメンバ１２よりも短い長さで形成されたエンジンマウントブラケット１４が、ボルト締結及びアーク溶接によって接合されている。エンジンマウントブラケット１４は、アルミニウム合金等の軽金属材のダイカストによって車体下方側が開放された開断面形状に形成されており、その上面側に、エンジンマウント（図示省略）が取り付けられるようになっている。

つまり、サスペンションメンバ１０の車体上方側には、エンジン及びトランスミッションを含むパワーユニット（図示省略）が配設されるようになっており、パワーユニットは、エンジンマウントを介して、少なくともサスペンションメンバ１０によって車体下方側から支持される構成になっている。

また、フロントクロスメンバ１２の下壁には、フロントクロスメンバ１２とほぼ同じ長さで形成されたプロテクタ１６が、ボルト締結又は溶接等によって接合されている。プロテクタ１６は、アルミニウム合金等の軽金属材のプレス成形によって車体上方側が開放された開断面形状に形成されており、フロントクロスメンバ１２の下壁全体を路面との干渉から保護する構成になっている。

各サイドレール部２０は、アルミニウム合金等の軽金属材のプレス成形により、車体前後方向に長い平面視略「Ｌ」字状に形成されており、車体下方側が開放された開断面形状のアッパレール部２２と、車体上方側が開放された開断面形状のロアレール部２４と、を含んで構成されている。

すなわち、各サイドレール部２０は、各アッパレール部２２の左右の側壁における車体下方側の縁部と各ロアレール部２４の左右の側壁とがアーク溶接によって線状に接合されることにより、その延在方向（車体前後方向）と直交する断面視で矩形閉断面形状に形成されている。

そして、各サイドレール部２０の延在方向（車体前後方向）略中央部よりも車体前方側で、かつフロントボデーマウント部３２よりも車体後方側には、車幅方向から見た側面視で、車体下方側へ向かって凸となる（下凸状の）屈曲部２６（図１参照）が形成されている。

また、図２に示されるように、屈曲部２６が形成されている部分におけるアッパレール部２２とロアレール部２４との間には、車体前後方向に延在する補強レール部３０が設けられている。補強レール部３０は、アルミニウム合金等の軽金属材のプレス成形によって車体下方側が開放された開断面形状に形成されており、屈曲部２６を閉断面内から補強する構成になっている。

なお、補強レール部３０には、ボルト（図示省略）を挿通させる貫通孔３０Ａが車体前後方向に複数（例えば２個）並んで形成されており、補強レール部３０の下面には、各貫通孔３０Ａと同軸的にウエルドナット（図示省略）が固着されている。そして、アッパレール部２２にもボルトを挿通させる貫通孔２２Ａが車体前後方向に複数（例えば２個）並んで形成されている。つまり、補強レール部３０は、ボルト及びウエルドナットによりアッパレール部２２に固定される構成になっている。

また、図１、図２に示されるように、各サイドレール部２０（アッパレール部２２及びロアレール部２４）の前端部における各コーナー部が、各フロントサイドメンバの前端部に支持されるフロントボデーマウント部３２とされている。各フロントボデーマウント部３２には、車体上下方向に貫通する貫通孔３２Ａが形成されており、各貫通孔３２Ａには、それぞれ円筒状のカラー部材３３（図２参照）が車体下方側から挿入されて取り付けられるようになっている。

また、各サイドレール部２０のフロントボデーマウント部３２よりも車幅方向内側部分が、その車幅方向内側へ延在する矩形閉断面形状のクロス部３４とされている。そして、各クロス部３４が、それぞれフロントクロスメンバ１２の車幅方向両端部に被せられ（フロントクロスメンバ１２の車幅方向両端部が、それぞれ各クロス部３４内に挿入され）、その車幅方向内側の縁部３４Ａ（図２参照）が、フロントクロスメンバ１２の上壁、下壁及び側壁にアーク溶接によって線状に接合されている。

また、各サイドレール部２０（アッパレール部２２）の後端部における各コーナー部が、各フロントサイドメンバのキック部の下端部に取り付けられるリアボデーマウント部３６とされている。各リアボデーマウント部３６は、車体上下方向に貫通する貫通孔３６Ａを有する略円筒状に形成されており、各貫通孔３６Ａに車体下方側からボルト（図示省略）が挿通されるようになっている。

そして、各サイドレール部２０（アッパレール部２２）の後部側で、かつリアボデーマウント部３６よりも車体前方側における車幅方向外側端部には、サスペンションアーム（図示省略）を構成するロアアーム（図示省略）を取り付けるためのロアアーム取付部２８が形成されている。ロアアーム取付部２８は、略平板状に上下一対で形成されており、車体上下方向に貫通する貫通孔２８Ａを有している。

また、各サイドレール部２０（アッパレール部２２）の後部側で、かつ車幅方向内側部分が、リアクロスメンバ１８の車幅方向両端部がアーク溶接によって接合される接合部３８とされている。接合部３８は、リアクロスメンバ１８の板厚分薄く形成された段差部３８Ａを有しており、リアクロスメンバ１８の車幅方向両端部が、その段差部３８Ａに上方から重ねられて接合されたときに、リアクロスメンバ１８の上面が、各サイドレール部２０の上面と面一になる構成になっている。

また、図１〜図３に示されるように、各サイドレール部２０（アッパレール部２２）の後部側で、かつリアボデーマウント部３６と接合部３８との間における上壁４０には、車幅方向に延在するスタビライザー４８（図３参照）を取り付けるためのスタビライザー取付部４２が車体前後方向に２個並んで形成されている。

詳細に説明すると、各スタビライザー取付部４２は、左右一対のスタビライザーブラケット４６（図３参照）をボルト締結するための貫通孔を有するボス部（図示省略）で構成されており、各ボス部は、車体下方側へ突出する円筒状に形成されている。なお、左右一対のスタビライザーブラケット４６には、スタビライザー４８の車幅方向両端部がそれぞれ取り付けられている。

また、各サイドレール部２０（アッパレール部２２）の後部側で、かつスタビライザー取付部４２よりも車体前方側における上壁４０には、車幅方向に延在するステアリングギアボックス（図示省略）を取り付けるためのギアボックス取付部４４が形成されている。このギアボックス取付部４４も、ステアリングギアボックスをボルト締結するための貫通孔を有するボス部（図示省略）で構成されており、各ボス部は、車体下方側へ突出する円筒状に形成されている。

以上のような構成とされた本実施形態に係るサスペンションメンバ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、本実施形態に係るサスペンションメンバ１０は、フロントボデーマウント部３２からリアボデーマウント部３６まで車体前後方向に延在する左右一対のサイドレール部２０を有している。そして、各サイドレール部２０と、車幅方向に延在するリアクロスメンバ１８と、が別体として構成されている。

したがって、車両の前面衝突時にパワーユニット（エンジンやトランスミッション）が後退してリアクロスメンバ１８の前部に衝突しても（リアクロスメンバ１８に車体前方側から衝突荷重が入力されても）、そのリアクロスメンバ１８が破断するか、又は接合部３８から剥離して分離するだけで、各サイドレール部２０が破断することは抑制又は防止される。

よって、サスペンションメンバ１０（サイドレール部２０）に対して車体前方側から衝突荷重が入力されても、そのサイドレール部２０が、屈曲部２６を起点として側面視略「Ｚ」字状に効率よく塑性変形することができ、その衝突荷重を効率よくエネルギー吸収することができる。

また、スタビライザー４８を取り付けるためのスタビライザー取付部４２と、ステアリングギアボックスを取り付けるためのギアボックス取付部４４とが、それぞれ各サイドレール部２０の後部側における上壁４０のみに形成されている。つまり、スタビライザー取付部４２及びギアボックス取付部４４は、リアクロスメンバ１８には形成されない構成になっている。

したがって、リアクロスメンバ１８が破断しても（又は接合部３８から分離しても）、スタビライザー４８及びステアリングギアボックスの取付状態を維持することができ、パワーユニット（エンジンやトランスミッション）の後退を、そのスタビライザー４８及びステアリングギアボックスによって抑制することができる。これにより、パワーユニットの後退量を低減させることができ、車室側に向かうボデー変形量を低減させることができる。

更に、サイドレール部２０（アッパレール部２２）とリアクロスメンバ１８とがアーク溶接によって接合されていると、両者の間に異物が入り込むのを抑制又は防止することができる。したがって、両者の間で電食が発生するのを抑制又は防止することができる。なお、これは、アッパレール部２２とロアレール部２４とのアーク溶接による接合及びクロス部３４とフロントクロスメンバ１２とのアーク溶接による接合においても同様である。

以上、本実施形態に係るサスペンションメンバ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メンバ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、軽金属材としては、アルミニウム合金に限定されるものではなく、マグネシウム合金等であってもよい。

また、サイドレール部２０（アッパレール部２２）とリアクロスメンバ１８との接合、アッパレール部２２とロアレール部２４との接合及びクロス部３４とフロントクロスメンバ１２との接合は、それぞれアーク溶接に限定されるものではなく、例えばレーザー溶接とされていてもよい。

更に、スタビライザー４８やステアリングギアボックスのように車幅方向に延在して左右のサイドレール部２０に跨って取り付けられる車両構成部品において、その取付部が、各サイドレール部２０に加えてリアクロスメンバ１８に設けられる構成とされていてもよい。また、リアクロスメンバ１８に、その下面を覆うロアメンバ（図示省略）を設けるようにしてもよい。

１０ サスペンションメンバ
１２ フロントクロスメンバ
１８ リアクロスメンバ
２０ サイドレール部
３２ フロントボデーマウント部
３６ リアボデーマウント部

Claims (2)

1. 車体前後方向に延在するとともに、前端部にフロントボデーマウント部が形成され、後端部にリアボデーマウント部が形成された左右一対のサイドレール部と、
   車幅方向に延在し、前記サイドレール部の前記フロントボデーマウント部よりも車幅方向内側部分を連結するフロントクロスメンバと、
   車幅方向に延在し、前記サイドレール部の前記リアボデーマウント部よりも車幅方向内側部分を連結するリアクロスメンバと、
   を備え、
   前記サイドレール部は、該サイドレール部の延在方向略中央部よりも車体前方側で、かつ前記フロントボデーマウント部よりも車体後方側に、車幅方向から見た側面視で、車体下方側へ向かって凸となる屈曲部を有し、
   前記サイドレール部の前記屈曲部が形成されている部分に、車体前後方向に延在する補強レール部が設けられているサスペンションメンバ。
2. 前記サイドレール部の後部に、車幅方向に延在するスタビライザーを取り付けるためのスタビライザー取付部が形成されている請求項１に記載のサスペンションメンバ。