JP2022108320A - サスペンションメンバ - Google Patents

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拓生 福田
Takuo Fukuda
良典 田中
Yoshinori Tanaka
恒昭 金子
Tsuneaki Kaneko
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Abstract

【課題】従来に比べて軽量化を図ることができるサスペンションメンバの提供。【解決手段】フロントクロスR部21が右サイドレールFR部41と一体化されており、フロントクロスL部22が左サイドレールFR部51と一体化されており、フロントクロスR部21とフロントクロスL部22が互いに溶接されている。そのため、フロントクロス部20とサイドレール部40,50との溶接を廃止して溶接個所をフロントクロス部20の車両左右方向中央部にすることができる。そのため、溶接個所をサスペンションアーム取付部90から最も離して設けることができ、サスペンションアームからの入力が加わった際に弱点である溶接部分に大入力が伝わることを抑制できる。よって、溶接部分の強度を高めるためにサスペンションメンバ10の板厚を大にする必要が無くなり、軽量化を図ることができる。【選択図】 図1

Description

本発明は、車両のサスペンションメンバに関する。
特開2015-096351号公報は、車両左右方向に延びるフロントクロス部およびリアクロス部(前側および後側クロスメンバ部)と、車両前後方向に延びる左右のサイドレール部(サイドメンバ部)と、を有し、フロントクロス部の車両左右方向の各端部の近傍に左右のサイドレール部がそれぞれ前端部で接合される、サスペンションメンバを開示している。
しかし、上記公報開示の技術には、つぎの問題点がある。
フロントクロス部の車両左右方向の各端部の近傍に左右のサイドレール部がそれぞれ前端部で接合されているため、フロントクロス部と左右のサイドレール部との接合部分と、サスペンションアームが取付けられるサスペンションアーム取付部との距離が、比較的近い。そのため、サスペンションアームからの入力が加わった際、弱点である接合部分に大入力が伝わってしまう。よって、接合部分の強度を上げるためにサスペンションメンバの板厚を大にする必要があり、軽量化を図る点で改善の余地がある。
特開2015-096351号公報
本発明の目的は、従来に比べて軽量化を図ることができるサスペンションメンバを提供することにある。
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
(1) 車両左右方向に延びるフロントクロス部およびリアクロス部と、車両前後方向に延びる左右のサイドレール部と、を有し、サスペンションアーム取付部が車両左右方向の両端部に設けられるサスペンションメンバであって、
前記フロントクロス部は、それぞれ別体に形成される、前記フロントクロス部の車両右側部分であるフロントクロスR部と、前記フロントクロス部の車両左側部分であるフロントクロスL部と、を有しており、
前記フロントクロスR部は、前記右サイドレール部の車両前側部分である右サイドレールFR部と一体化されており、
前記フロントクロスL部は、前記左サイドレール部の車両前側部分である左サイドレールFR部と一体化されており、
前記フロントクロスR部と前記フロントクロスL部は、互いに溶接されている、サスペンションメンバ。
(2) 前記フロントクロスR部と前記フロントクロスL部は、直接またはエクステンションパッチを介して、互いに溶接されている、(1)記載のサスペンションメンバ。
(3) リアサスペンションメンバである、(1)または(2)記載のサスペンションメンバ。
上記(1)のサスペンションメンバによれば、フロントクロスR部が右サイドレールFR部と一体化されており、フロントクロスL部が左サイドレールFR部と一体化されており、フロントクロスR部とフロントクロスL部が互いに溶接されているため、フロントクロス部とサイドレール部との溶接を廃止して溶接個所をフロントクロス部の車両左右方向中央部(近傍を含む)にすることができる。そのため、溶接個所をサスペンションアーム取付部から最も離して設けることができ、サスペンションアームからの入力が加わった際に弱点である溶接部分に大入力が伝わることを抑制できる。よって、溶接部分の強度を高めるためにサスペンションメンバの板厚を大にする必要が無くなり、従来に比べて軽量化を図ることができる。
上記(2)のサスペンションメンバによれば、フロントクロスR部とフロントクロスL部が、直接またはエクステンションパッチを介して互いに溶接されているため、エクステンションパッチが設けられているか否か、および、エクステンションパッチが設けられる場合には設けられるエクステンションパッチの車両左右方向長さによって、フロントクロスR部とフロントクロスL部との車両左右方向間隔を異ならせることができる。よって、一体化されているフロントクロスR部および右サイドレールFR部、および、一体化されているフロントクロスL部および左サイドレールFR部を、それぞれ共用化(共通化)しつつトレッド対応できる。
上記(3)のサスペンションメンバによれば、以下の効果を得ることができる。
一般的に、リアサスペンションメンバには、デファレンシャルギアユニットまたはモータ(後輪駆動用モータ)が取付けられる。そして、これらを取り付けるために、リアサスペンションメンバにあってはリアクロス部が上下方向に比較的長い(高い)形状となっている。そのため、リアサスペンションメンバにあっては、フロントサスペンションメンバと異なり、サイドレール部をリアクロス部と一体化(一体形成)する構成が取りにくくなっている。そこで、従来(現状)では、サイドレール部をリアクロス部と別体に形成しており、それに合わせて、サイドレール部をフロントクロス部とも別体に形成している。
しかし、本発明では、サイドレール部の前側部分をフロントクロス部と一体化した。これにより、サスペンションメンバがリアサスペンションメンバであっても、上記(1)、(2)と同様の効果を得ることができる。
本発明実施例のサスペンションメンバの模式平面図である。 本発明実施例のサスペンションメンバの分解斜視図である。 本発明実施例のサスペンションメンバのトレッド対応する際における分解斜視図である。 本発明実施例のサスペンションメンバにおいて、フロントクロスR部と右サイドレールFR部との接続部とその近傍を、下側からみたときにおける部分拡大斜視図である。 本発明実施例の比較例(本発明実施例とは異なる)の、分解斜視図である。 図5の比較例の、トレッド対応する際における分解斜視図である。 図5の比較例において、フロントクロス部と右サイドレール部との接続部とその近傍を、下側からみたときにおける部分拡大斜視図である。
以下に、本発明実施例のサスペンションメンバを、図面を参照して、説明する。なお、図中、FRは車両前方、RHは車両左右方向の右側、LHは車両左右方向の左側を示す。
本発明実施例のサスペンションメンバ10は、車両後部に設けられるリアサスペンションメンバである。サスペンションメンバ10は、車両の両サイドで車両前後方向に延びて設けられる図示略のリアサイドメンバに取付けられている。
サスペンションメンバ10は、たとえば鋼製である。図1に示すように、サスペンションメンバ10は、車両左右方向に延びるフロントクロス部20と、フロントクロス部20より車両後方で車両左右方向に延びるリアクロス部30と、車両前後方向に延びる左右のサイドレール部40、50と、を有しており、平面視で略矩形枠状となっている。
フロントクロス部20は、それぞれ別体に形成されるフロントクロスR部21とフロントクロスL部22と、を有する。フロントクロスR部21は、フロントクロス部20の車両左右方向の右側部分であり、フロントクロスL部22は、フロントクロス部20の車両左右方向の左側部分である。
フロントクロスR部21は、右サイドレール部40の車両前側部分である右サイドレールFR部41と一体化されている。なお、「一体化」とは、少なくとも平面視または正面視において溶接部がなく一体に形成されていることをいう(以下、同じ)。一体化されているため、フロントクロスR部21と右サイドレールFR部41とが一体化されてなる部材であるフロントR部材60は、平面視で略L字状となっている。
フロントR部材60は、図2に示すように、それぞれプレス成形品であり互いに固定される上下分割構造となっている。フロントR部材60の上側部材60aは、下方に開放された断面コ字(U字)形状となっている。フロントR部材60の下側部材60bは、上方に開放された断面コ字(U字)形状となっている。フロントR部材60は、上側部材60aと下側部材60bが互いに固定されるため、閉断面構造となっている。
フロントR部材60は、フロントクロスR部21と右サイドレールFR部41との接続部61から車両左右方向右側(車両の幅方向外側)に延びる右方延出部62を有している。右方延出部62の延び方向先端部に、サスペンションメンバ10を図示略の右側のリアサイドメンバに取付けるための締結部62aが設けられている。また、図4に示すように、右方延出部62の下面に、図示略のサスペンションアーム(右側の前側ロアアーム)を取り付けるためのサスペンションアーム取付部90が設けられている。
フロントR部材60の下側部材60bには、フロントクロスR部21と右サイドレールFR部41との接続部61またはその近傍に、図示略のスタビライザバーを取り付けるためのスタビブラケット部91が一体に形成されている。スタビブラケット部91が一体に形成されているため、フロントR部材60と別体のスタビブラケットは不要である。なお、スタビブラケット部91の補強のために、フロントR部材60の下側部材60bの内面(上面)には、スタビパッチ92が溶接等にて固定して取り付けられていることが望ましい。
図1に示すように、フロントクロスL部22は、左サイドレール部50の車両前側部分である左サイドレールFR部51と一体化されている。そのため、フロントクロスL部22と左サイドレールFR部51とが一体化されてなる部材であるフロントL部材70は、平面視で略L字状となっている。
フロントL部材70は、フロントR部材60と、サスペンションメンバ10の車両左右方向中央を通り車両左右方向と直交する平面に対して、対称形状となっている。フロントL部材70は、図2に示すように、それぞれプレス成形品であり互いに固定される上下分割構造となっている。フロントL部材70の上側部材70aは、下方に開放された断面コ字(U字)形状となっている。フロントL部材70の下側部材70bは、上方に開放された断面コ字(U字)形状となっている。フロントL部材70は、上側部材70aと下側部材70bが互いに固定されるため、閉断面構造となっている。
フロントL部材70は、フロントR部材60と同様に、フロントクロスL部22と左サイドレールFR部51との接続部71から車両左右方向左側(車両の幅方向外側)に延びる左方延出部72を有している。左方延出部72の延び方向先端部に、サスペンションメンバ10を図示略の左側のリアサイドメンバに取付けるための締結部72aが設けられている。また、図示はしないが、左方延出部72にも、右方延出部62と同様に、図示略のサスペンションアーム(左側の前側ロアアーム)を取り付けるためのサスペンションアーム取付部90が設けられている。
右方延出部62と左方延出部72にそれぞれサスペンションアーム取付部90が設けられているため、サスペンションアーム取付部90は、サスペンションメンバ10の車両左右方向の両端部に設けられている。
図示はしないが、図4に示すフロントR部材60と同様に、フロントL部材70の下側部材70bにも、フロントクロスL部22と左サイドレールFR部51との接続部71またはその近傍に、図示略のスタビライザバーを取り付けるためのスタビブラケット部91が一体に形成されている。スタビブラケット部91が一体に形成されているため、フロントL部材70と別体のスタビブラケットは不要である。なお、図示はしないが、フロントR部材60と同様に、フロントL部材70の下側部材70bの内面(上面)にも、スタビブラケット部91の補強のためにスタビパッチ92が溶接等にて固定して取り付けられていることが望ましい。
図3に示すように、フロントR部材60とフロントL部材70とは、フロントクロスR部21の車両左側端部21aとフロントクロスL部22の車両右側端部22aとが互いに溶接されることで、互いに溶接されている。フロントクロスR部21とフロントクロスL部22は、直接またはエクステンションパッチ80を介して、互いに溶接されている。
エクステンションパッチ80は、種々のトレッド(左右のタイヤの中心線の間の距離)対応のために設けられる。詳しく説明する。フロントクロスR部21とフロントクロスL部22がエクステンションパッチ80を介して溶接される場合、フロントクロスR部21とフロントクロスL部22が直接溶接される場合に比べて、フロントクロスR部21とフロントクロスL部22との車両左右方向間隔を大にすることができる。また、設けられるエクステンションパッチ80の車両左右方向長さが大になればなる程(設けられるエクステンションパッチ80が短いタイプ80aではなく長いタイプ80bになる程)、フロントクロスR部21とフロントクロスL部22との車両左右方向間隔を大にすることができる。よって、エクステンションパッチ80の有無、およびエクステンションパッチ80の車両左右方向長さによって、トレッド対応が可能になる。このため、種々のトレッドに対応できるようにするために、車両左右方向長さが異なる複数種類のエクステンションパッチ80a、80bを予め作製しておくことが望ましい。
エクステンションパッチ80は、フロントクロスR部21(フロントR部材60)およびフロントクロスL部22(フロントL部材70)と同材料で作製されており、車両右側端部でフロントクロスR部21(フロントR部材60)と溶接され、車両左側端部でフロントクロスL部22(フロントL部材70)と溶接されている。
右サイドレール部40は、それぞれ別体に形成される右サイドレールFR部41と右サイドレールRR部42と、を有する。右サイドレールFR部41は右サイドレール部40の車両前側部分であり、右サイドレールRR部42は、右サイドレール部40の車両後側部分である。
右サイドレールFR部41は、前述のように、フロントクロスR部21とともにフロントR部材60に形成されている。右サイドレールRR部42は、右サイドレールFR部41の車両後側にあり前端部で右サイドレールFR部41の後端部と直接溶接されている。右サイドレールRR部42は、それぞれプレス成形品であり互いに固定される上下分割構造となっている。右サイドレールRR部42の上側部材42aは、下方に開放された断面コ字(U字)形状となっている。右サイドレールRR部42の下側部材42bは、上方に開放された断面コ字(U字)形状となっている。右サイドレールRR部42は、上側部材42aと下側部材42bが互いに固定されるため、閉断面構造となっている。
右サイドレールRR部42の車両後側端部は、車両左右方向右側(車両の幅方向外側)に折れ曲がって延びる延長部42cとなっている。そして、延長部42cの延び方向先端部に、サスペンションメンバ10を図示略の右側のリアサイドメンバに取付けるための後側締結部42dが設けられている。
左サイドレール部50は、右サイドレール部40と、サスペンションメンバ10の車両左右方向中央を通り車両左右方向と直交する平面に対して、対称形状となっている。左サイドレール部50は、それぞれ別体に形成される左サイドレールFR部51と左サイドレールRR部52と、を有する。左サイドレールFR部51は左サイドレール部50の車両前側部分であり、左サイドレールRR部52は、左サイドレール部50の車両後側部分である。
左サイドレールFR部51は、前述のように、フロントクロスL部22とともにフロントL部材70に形成されている。左サイドレールRR部52は、左サイドレールFR部51の車両後側にあり前端部で左サイドレールFR部51の後端部と直接溶接されている。左サイドレールRR部52は、それぞれプレス成形品であり互いに固定される上下分割構造となっている。左サイドレールRR部52の上側部材52aは、下方に開放された断面コ字(U字)形状となっている。左サイドレールRR部52の下側部材52bは、上方に開放された断面コ字(U字)形状となっている。左サイドレールRR部52は、上側部材52aと下側部材52bが互いに固定されるため、閉断面構造となっている。
左サイドレールRR部52の車両後側端部は、右サイドレールRR部42と同様に、車両左右方向左側(車両の幅方向外側)に折れ曲がって延びる延長部52cとなっている。そして、延長部52cの延び方向先端部に、サスペンションメンバ10を図示略の左側のリアサイドメンバに取付けるための後側締結部52dが設けられている。
リアクロス部30は、車両左右方向に直線状(略直線状を含む)に延びている。リアクロス部30は、車両右側端部で右サイドレールRR部42の延長部42c以外の部分に溶接されており、車両左側端部で左サイドレールRR部52の延長部52c以外の部分に溶接されている。
リアクロス部30は、それぞれプレス成形品であり互いに固定される前側部材30aと後側部材30bとからなる。そのため、リアクロス部30は、前後分割構造となっている。リアクロス部30は、種々のトレッドに応じてそれぞれ作製される。
図5~図7は、本発明実施例とは異なる、本発明実施例の比較例を示している。比較例では、以下の点が主に本発明実施例と異なっている。
(i)フロントクロス部20がフロントクロスR部21とフロントクロスL部22とに分割されていない。
(ii)フロントクロス部20と左右のサイドレール部40,50とが一体化されていない。
上記(i)、(ii)以外は本発明実施例と略同様であるため、本発明実施例に対応する部分には、同じ符号に´(ダッシュ)を付けて説明する。
比較例には、以下の問題点がある。
(a) 図7に示すように、フロントクロス部20´と左右のサイドレール部40´、50´とが、フロントクロス部20´の車両左右方向の各端部で溶接される(図7では右サイドレール部40´の方のみを図示している)。そのため、フロントクロス部20´と左右のサイドレール部40´、50´との溶接部分と、サスペンションアーム取付部90´との距離が比較的近い。よって、サスペンションアームからの入力が加わった際、弱点である溶接部分に大入力が伝わってしまう。その結果、溶接部分の強度を上げるためにサスペンションメンバ10´の板厚を大にする必要があり、軽量化を図ることが難しい。
(b) フロントクロス部20´と左右のサイドレール部40´、50´とがフロントクロス部20´の車両左右方向の各端部で溶接されるため、フロントクロス部20´とサイドレール部40´、50´を溶接した後にフロントクロス部20´とサイドレール部40´、50´とをまたぐ別体のスタビブラケット91´をフロントクロス部20´とサイドレール部40´、50´に溶接する工程(スタビブラケットの溶接後付け工程)が必要になる。
(c) 図5に示すように、フロントクロス部20´が左右分割構造となっていないため、種々のトレッドに対応させるためには、種々のトレッドに応じてフロントクロス部20´を、図6に符号20-1´、20-2´、20―3´にて示すようにそれぞれ新設しなければならない。
(d) フロントクロス部20´、右サイドレールFR部41´および左サイドレールFR部51´がそれぞれ閉断面構造となるためには、フロントクロス20´を形成する上側部材および下側部材と、右サイドレールFR部41´を形成する上側部材および下側部材と、左サイドレールFR部51´を形成する上側部材および下側部材と、が必要になるため、サスペンションメンバ10´の前側部分を構成する部品が合計6部品あり、部品点数が多い。
それに対して、本発明実施例では、以下の作用、効果を得ることができる。
(A)図2に示すように、フロントクロスR部21が右サイドレールFR部41と一体化されており、フロントクロスL部22が左サイドレールFR部51と一体化されており、フロントクロスR部21とフロントクロスL部22が互いに溶接されているため、フロントクロス部20とサイドレール部40,50との溶接を廃止して溶接個所をフロントクロス部20の車両左右方向中央部(近傍を含む)にすることができる。そのため、溶接個所をサスペンションアーム取付部90から最も離して設けることができ、サスペンションアームからの入力が加わった際に弱点である溶接部分に大入力が伝わることを抑制できる。よって、溶接部分の強度を高めるためにサスペンションメンバ10の板厚を大にする必要が無くなり、比較例の上記(a)と異なり、軽量化を図ることができる。
(B)フロントクロスR部21と右サイドレールFR部41とが一体化されており、フロントクロスL部22と左サイドレールFR部51とが一体化されているため、フロントクロス部と左右のサイドレール部とがフロントクロス部の車両左右方向の各端部近傍で溶接される場合(比較例の上記(b))と異なり、フロントクロス部とサイドレール部との溶接後に行われるスタビブラケットの溶接後付け工程を廃止できる。さらに、フロントクロスR部21と右サイドレールFR部41とが一体化されており、フロントクロスL部22と左サイドレールFR部51とが一体化されているため、一体化されるフロントクロスR部21と右サイドレールFR部41からなる部材(フロントR部材60)を成形する際、および、一体化されるフロントクロスL部22と左サイドレールFR部51からなる部材(フロントL部材70)を成形する際に、それぞれにスタビブラケットの形状と同一(ほぼ同一)の形状(スタビブラケット部91)を成形することができ、別体品のスタビブラケットを廃止できる。
(C)フロントクロスR部21とフロントクロスL部22が、直接またはエクステンションパッチ80を介して互いに溶接されているため、エクステンションパッチ80が設けられているか否か、および、エクステンションパッチ80が設けられる場合には設けられるエクステンションパッチ80の車両左右方向長さによって、フロントクロスR部21とフロントクロスL部22との車両左右方向間隔を異ならせることができる。よって、比較例の上記(c)と異なり、同一のフロントクロスR部21およびフロントクロスL部22を種々のトレッドに共用化(共通化)させることができる。この結果、フロントR部材60、フロントL部材70および左右のサイドレールRR部42,52を、種々のトレッドにそれぞれ共用化(共通化)させることができる。
また、フロントR部材60、フロントL部材70および左右のサイドレールRR部42,52を、種々のトレッドにそれぞれ共用化(共通化)させることができるため、つぎの効果を得ることができる。
(C1)フロントR部材60、フロントL部材70および左右のサイドレールRR部42,52を、それぞれトレッドによらず同一の成形型(プレス型)を用いて成形できる。そのため、それぞれトレッドに応じて異なる成形型を用いて成形する場合に比べて、設備投資および型の組替工数の削減を図ることができる。
(C2)フロントR部材60と右サイドレールRR部42とを溶接する際、フロントL部材70と左サイドレールRR部52とを溶接する際、および、フロントR部材60とフロントL部材70とを直接またはエクステンションパッチ80を介して溶接する際に、フロントR部材60を支える治具、右サイドレールRR部42を支える治具、フロントL部材70を支える治具、および左サイドレールRR部55を支える治具を、トレッドによらずそれぞれ共用化できる。よって、それぞれトレッドに応じて異なる治具を要する場合に比べて、設備投資を削減できるだけでなく、溶接の品質確保も容易になる。
(C3)フロントR部材60、フロントL部材70および左右のサイドレールRR部42,52に施される錆止めのための塗装を、トレッドによらずそれぞれ同一品質で容易に行うことができる。よって、錆止めのための塗装の品質確保が容易である。
(D)フロントR部材60を形成する上側部材60aおよび下側部材60bと、フロントL部材70を形成する上側部材70aおよび下側部材70bとで、サスペンションメンバ10の前側部分を構成できる。そのため、サスペンションメンバ10の前側部分を構成する部品点数が4部品で済み、比較例の上記(d)に比べて、部品点数を削減できコスト低減できる。
本発明実施例では、さらに以下の作用、効果を得ることができる。
(E)サスペンションメンバ10がリアサスペンションメンバである。ここで、一般的に、リアサスペンションメンバにはデファレンシャルギアユニットまたはモータ(後輪駆動用モータ)が取付けられる。そして、これらを取り付けるために、リアサスペンションメンバにあってはリアクロス部が上下方向に比較的長い(高い)形状となっている。そのため、リアサスペンションメンバにあっては、フロントサスペンションメンバと異なり、サイドレール部をリアクロス部と一体化(一体形成)する構成が取りにくくなっている。そこで、従来(現状)では、サイドレール部をリアクロス部と別体に形成しており、それに合わせて、サイドレール部をフロントクロス部とも別体に形成している。
しかし、本発明実施例では、サイドレール部40の前側部分(左右サイドレールFR部41,51)をフロントクロス部20と一体化した。これにより、サスペンションメンバ10がリアサスペンションメンバであっても、上記(A)~(D)と同様の効果を得ることができる。
10 サスペンションメンバ
20 フロントクロス部
21 フロントクロスR部
22 フロントクロスL部
30 リアクロス部
40 右サイドレール部
41 右サイドレールFR部
42 右サイドレールRR部
50 左サイドレール部
51 左サイドレールFR部
52 左サイドレールRR部
60 フロントR部材
61 フロントクロスR部と右サイドレールFR部との接続部
62 右方延出部
62a 締結部
70 フロントL部材
71 フロントクロスL部と左サイドレールFR部との接続部
72 左方延出部
80、80a、80b エクステンションパッチ
90 サスペンションアーム取付部
91 スタビブラケット部
92 スタビパッチ

Claims (1)

  1. 車両左右方向に延びるフロントクロス部およびリアクロス部と、車両前後方向に延びる左右のサイドレール部と、を有し、サスペンションアーム取付部が車両左右方向の両端部に設けられるサスペンションメンバであって、
    前記フロントクロス部は、それぞれ別体に形成される、前記フロントクロス部の車両右側部分であるフロントクロスR部と、前記フロントクロス部の車両左側部分であるフロントクロスL部と、を有しており、
    前記フロントクロスR部は、前記右サイドレール部の車両前側部分である右サイドレールFR部と一体化されており、
    前記フロントクロスL部は、前記左サイドレール部の車両前側部分である左サイドレールFR部と一体化されており、
    前記フロントクロスR部と前記フロントクロスL部は、互いに溶接されている、サスペンションメンバ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7493133B1 (ja) 2022-11-29 2024-05-31 Jfeスチール株式会社 自動車用サブフレーム構造およびその補剛部品
WO2024116578A1 (ja) * 2022-11-29 2024-06-06 Jfeスチール株式会社 自動車用サブフレーム構造およびその補剛部品

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