JP6091876B2 - 自動車のサスペンションメンバ補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、操向輪をロアアームを介して懸架支持するサスペンションメンバを補強部材で補強するようにした自動車のサスペンションメンバ補強構造に関する。

一般に、自動車のサスペンションメンバは、上，下の板部材を中空状をなすように結合すると共に、駆動ユニット等の配置スペースを確保するために前部を車両後方に向けて湾曲させた構造になっている。このようなサスペンションメンバでは、ロアアームからの荷重や操舵時の荷重により、車両平面視で車両前方部分が車両内側に変形すると共に、車両前後方向視で、前記上，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、前記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、該凹部の端部を起点にして前記変形が大きくなるおそれがある。

このような変形を防止するために、特許文献２では、サスペンションメンバの車幅方向全長に渡って延びる補強部材を配設している。

特開２０１１−９３３８５号公報 特開２００７−２５３４６２号公報

前記従来の、サスペンションメンバの車幅方向全長に渡る補強部材を配設する構造では、補強部材が大掛かりとなり、車両重量及びコストが増大し、生産性が悪化するという問題がある。

本発明は、前記従来の実情に鑑みてなされたもので、最低限の補強部材により効果的にサスペンションメンバの剛性を向上でき、車両重量及びコストの増大、生産性の悪化といった問題を回避できる自動車のサスペンションメンバ補強構造を提供することを課題としている。

本発明は、上，下の板部材が、中空状をなすように結合されると共に、前部が車両後方に凹むように湾曲形成され、車幅方向一方側の下面又は上面に車両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、前記車幅方向一方側及び他方側の両端部に車体取付け部が形成されたサスペンションメンバの、前記上，下の板部材を補強部材で橋渡しするように結合する自動車のサスペンションメンバ補強構造において、
前記補強部材は、前記上，下の板部材の、前記凹部部分間に配設された第１補強部材と、前記凹部の車幅方向他方側の内端部と前記他方側の車体取付け部との間の略中央に配設された第２補強部材とを含み、
前記第１補強部材及び第２補強部材は、前，後一対の縦壁部、該縦壁部の上下方向一端同士を結合する横壁部及び前記縦壁部の他端に屈曲形成されたフランジ部を有する横断面略ハット形状をなし、かつ前記前，後の縦壁部及び横壁部により囲まれた開口が車幅方向に向くように配置されていることを特徴としている。

本発明の自動車のサスペンションメンバ補強構造によれば、車幅方向の一方側においては、上，下の板部材の凹部部分間を第１補強部材で橋渡しして結合したので、断面積が小さいため剛性が低くなり易い凹部部分を効果的に補強でき、また他方側においては、剛性断点となり易い凹部の端部と剛性が確保されている車体取付け部との中間部分を第２補強部材で橋渡しして結合したので、上，下の板部材の上下方向の変形を抑えることができ、これにより、サスペンションメンバの湾曲部内への倒れ込みを防止することができる。このように、上，下の板部材の凹部と略中央部の２個所を橋渡し結合するだけの最低限の補強部材により車両重量，コストの増大、生産性の悪化を回避しつつサスペンションメンバの変形を抑えることができきる。

本発明の実施例１による補強構造が採用された自動車のサスペンションメンバの、ロアアーム,操舵力伝達機構及びスタビライザーが配設された状態の平面図である。 前記サスペンションメンバの車両上方から見た平面図である。 前記サスペンションメンバの車両後方から見た背面図である。 前記サスペンションメンバの車両側方から見た模式側面図である。 前記サスペンションメンバの断面側面図（図２のV-V線断面図）である。 前記サスペンションメンバの断面側面図（図２のVI-VI線断面図）である。 前記サスペンションメンバの断面側面図（図２のVII-VII線断面図）である。 前記サスペンションメンバの断面側面図（図２のVIII-VIII線断面図）である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図８は、本発明の実施例１による自動車のサスペンションメンバ補強構造を説明するための図である。図中、前，後、左，右とは車両進行方向に見た状態での前，後、左，右を意味する。

図において、１は車体フレームであり、該車体フレーム１は左，右のサイドメンバ２，３を備えている。該左，右のサイドメンバ２，３は車両前後方向に延びる本体部２ａ，３ａと、該本体部２ａ，３ａから車幅方向外側に寸法Ｄだけ拡がり、かつ上方に位置するように屈曲形成された屈曲部２ｂ，３ｂを有する。

そして前記左，右のサイドメンバ２，３の前部下面にサスペンションメンバ４が取付けられている。該サスペンションメンバ４の左，右端部には左，右のロアアーム５，５が上下揺動可能に支持されており、該ロアアーム５，５及び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、該ナックルアームと車体との間には懸架ばね及びダンパーが介在されている。

前記サスペンションメンバ４は、アッパ，ロアプレート（上，下の板部材）８，９を中空状をなすように結合してなる最中構造を有し、アッパプレート８の上面にはステアリング装置の操舵力伝達機構６及び車体のロールを抑制するためのスタビライザー１０が搭載されている。

前記操舵力伝達機構６は、ステアリングホイールに接続されたステアリングシャフトの下端に連結されたピニオンギヤが収容されたステアリングギヤケース６ａと、該ケース６ａ内に配設され、前記ピニオンギヤに噛合するラック歯を有する操向軸６ｂと、該操向軸６ｂの両端部に接続されたタイロッド６ｃ，６ｃとを有する。該タイロッド６ｃ，６ｃは前記ナックルアームを介して前記操向輪に連結されており、前記ステアリングホイールを回動させることで車両を所望方向に向けることができる。

前記ステアリングギヤケース６ａは、これの左，右端部に形成されたフランジ部６ｄ，６ｄを前記サスペンションメンバ４のアッパプレート８に形成された取付け座８ａ，８ａにボルト７ａにより締め付け固定することにより該サスペンションメンバ４に固定されている。

前記スタビライザー１０は、丸棒を平面視略コ字形状に折り曲げたものであり、前記アッパプレート８の、前記取付け座８ａの車幅方向外側に位置する取付け部座８ｂにボルト７ｂにより締め付け固定されている。

前記サスペンションメンバ４のアッパ，ロアプレート８，９は、鋼板を大略ハット状にプレス成形したものであり、その周縁に一体形成されたフランジ８ｃ，９ｃをスポット溶接等により結合することで前記中空状の最中構造をなしている。

また前記サスペンションメンバ４の、前部には、エンジンユニット（図示せず）の配置スペースを確保するための湾曲部４ａが車両後方に凹むように形成されている。この湾曲部４ａの左，右前端部４ｂ，４ｂに前記左，右のロアアーム５，５の基部５ａ，５ａが支持されている。

また前記サスペンションメンバ４の車幅方向右側の下面には、エキゾーストパイプ（車両部材）１１との干渉を避けるための凹部４ｃが車両前後方向に延びるトンネル形状に形成されている。この凹部４ｃは、詳細には、前記ロアプレート９の車幅方向右側の一部を、車幅方向内側端部９ｅ，外側端部９ｆ及び頂部９ｄを有する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。そのため前記頂部９ｄと前記アッパプレート８との間隔は他の部分より狭くなっている。

さらにまた前記サスペンションメンバ４の、車幅方向左，右端部には左，右の車体取付け部１２，１２が形成されている。この車体取付け部１２は、前記アッパプレート８の上面より上方に突出する脚形状の前取付け部１２ａと、平坦形状の後取付け部１２ｂとで構成されている。前記左，右の前取付け部１２ａ，１２ａは前記左，右のサイドメンバ２，３の屈曲部２ｂ，３ｂの下面にボルト７ｃにより締め付け固定されており、また前記左，右の後取付け部１２ｂ，１２ｂは前記左，右のサイドメンバ２，３の本体部２ａ，３ａの下面にボルト７ｄで締め固定されている。従って前記前取付け部１２ａのボルト穴１２ｃと後取付け部１２ｂのボルト穴１２ｄとは前記サイドメンバ２，３の拡がり形状に合わせて車幅方向に寸法Ｄだけ偏位している。

そして前記サスペンションメンバ４は、前記アッパプレート８とロアプレート９とを第１補強材１３及び第２補強部材１４で橋渡しするように結合することで補強されている。前記第１補強部材１３は、鋼板を、縦壁部１３ａ，横壁部１３ｂ及びフランジ部１３ｃを有する横断面略ハット形状をなすようにプレス成形したものである。

前記第１補強部材１３は、前記アッパ，ロアプレート８，９の前記凹部４ｃ部分間に、車幅方向に開口するように配置され、そのフランジ部１３ｃは前記アッパプレート８の内面にスポット溶接等で固定され、また横壁部１３ｂは前記ロアプレート９の前記頂部９ｄにスポット溶接等で固定されている。

前記第２補強部材１４は、前記第１補強部材１３と同様に、鋼板を、縦壁部１４ａ，横壁部１４ｂ及びフランジ部１４ｃを有する横断面略ハット形状をなすようにプレス成形したものである。

前記第２補強部材１４は、前記凹部４ｃの車幅方向内側端部９ｅと前記車体取付け部１２との間の略中央における前記アッパ，ロアプレート８，９間に、車幅方向に開口するように配置されている。詳細には、前記第２補強部材１４は、該補強部材１４から前記前取付け部１２ａのボルト穴１２ｃと後取付け部１２ｂのボルト穴１２ｄとの偏位寸法Ｄの中間までの距離Ｌ１と、前記第２補強部材１４から前記凹部４ｃの車幅方向内側端部９ｅまでの距離Ｌ２とが略同じとなる位置に配置されている。

前記第２補強部材１４のフランジ部１４ｃは前記アッパプレート８の内面にスポット溶接等で固定され、また横壁部１４ｂは前記ロアプレート９の内面にスポット溶接等で固定されている。

本実施例１に係る自動車のサスペンションメンバ補強構造では、車幅方向右側凹部４ｃを形成したので、該凹部４ｃ部分の断面積が他の部分より小さくなる分剛性が低下する懸念があるが、アッパ，ロアプレート８，９の前記凹部４ｃに対応する部分間を第１補強部材１３で橋渡しして結合したので、該凹部４ｃ部分を効果的に補強でき、前記剛性低下を改善できる。

また剛性断点となり易い凹部４ｃの車幅方向内側端部９ｅについては、剛性が確保されている車体取付け部１２との略中央部分に第２補強部材１４配置し、該補強部材１４によりアッパ，ロアプレート８，９を橋渡しして結合したので、ロアアーム５からの荷重や操舵時の荷重によりアッパ，ロアプレート８，９が上下方向に変形するのを抑えることができ、ひいては前記湾曲部４ａの左，右前端部４ｂ，４ｂが湾曲部４ａの内側に倒れ込むのを防止することができる。

また、第１，第２補強部材１３，１４を、車幅方向に開口するように配置したので、前記アッパ，ロアプレート８，９の上下方向の変形により前記ハット形状が口開きするのを防止できる。

このようにアッパ，ロアプレート８，９の前記凹部４ｃ部分と、該凹部４ｃの内側端部９ｅと車体取付け部１２との略中央部との２個所を橋渡し結合するだけの最低限の第１，第２補強部材１３，１４により車両重量，コストの増大、生産性の悪化を回避しつつサスペンションメンバ１の変形を抑えることができ、ロードノイズの低減，スポット溶接の剥がれを抑制できる。

また、本実施例１では、前記アッパプレート８の、前記第１，第２補強部材１３，１４に隣接する部位に形成されたケース取付け座８ａ，８ａにステアリングギヤケース６ａのフランジ部６ｄを固定したので、このステアリングギヤケース６ｄが前記サスペンションメンバ４の左，右前端部４ｂ，４ｂが内側に倒れ込むのを阻止する突っ張り部材として機能するので、この点からも前記内倒れを防止できる。また、前記第１，第２補強部材１３，１４により前記ステアリングギヤケース６ａの取付け剛性を高めることができる。

なお、前記実施例では、第１，第２補強部材１３，１４を、フランジ部１３ｃ，１４ｃがアッパプレート８側に位置する倒立状態に配置したが、これらの補強部材を、フランジ部がロアプレート側に位置する正立状態に配置して良い。

また前記実施例では、凹部４ｃをサスペンションメンバ４の下面側に形成し、該凹部４ｃにエキゾーストパイプ１１を配置した場合を説明したが、本発明の凹部はサスペンションメンバ４の上面側に形成しても良く、またブレーキ配管や各種ケーブル等を凹部に配置しても良い。

また前記実施例では、車両前部に配置されたフロントサスペンションメンバを説明したが、本発明は、車両後部に配置されたリヤサスペンションメンバにも適用可能である。

４ サスペンションメンバ
４ａ 湾曲部
４ｃ 凹部
８，９ アッパ，ロアプレート（上，下の板部材）
１１ エキゾーストパイプ（車両部材）
１２ 車体取付け部
１３ 第１補強部材
１４ 第２補強部材

Claims (1)

1. 上，下の板部材が、中空状をなすように結合されると共に、前部が車両後方に凹むように湾曲形成され、車幅方向一方側の下面又は上面に車両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、前記車幅方向一方側及び他方側の両端部に車体取付け部が形成されたサスペンションメンバの、前記上，下の板部材を補強部材で橋渡しするように結合する自動車のサスペンションメンバ補強構造において、
   前記補強部材は、前記上，下の板部材の、前記凹部部分間に配設された第１補強部材と、
   前記凹部の車幅方向他方側の内端部と前記他方側の車体取付け部との間の略中央に配設された第２補強部材とを含み、
   前記第１補強部材及び第２補強部材は、前，後一対の縦壁部、該縦壁部の上下方向一端同士を結合する横壁部及び前記縦壁部の他端に屈曲形成されたフランジ部を有する横断面略ハット形状をなし、かつ前記前，後の縦壁部及び横壁部により囲まれた開口が車幅方向に向くように配置されている
   ことを特徴とする自動車のサスペンションメンバ補強構造。

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