JP6159974B2 - フロントクロスメンバ - Google Patents

Description

本発明は、ロアアームを車幅方向両端部に支持するようにしたフロントクロスメンバに関する。

車体前部構造の中には、車幅方向両側部に設けられるサイドメンバ間に、フロントクロスメンバを架け渡し、このフロントクロスメンバの車幅方向両端部に、サスペンション装置のロアアームを介して、車輪を支持するようにしたものが提供されている。

上述した車体前部構造を採用した車両の走行時においては、その車輪に対して、車両前方側あるいは車両後方側等から、様々な荷重が作用する。そして、車輪に対して作用した荷重は、それを支持するロアアームから、フロントクロスメンバに入力されることになる。

そこで、上述した車体前部構造では、車両走行時において車輪に作用する荷重に対処する必要があるため、フロントクロスメンバにおいて、ロアアーム支持部の強度及び剛性の向上を図るようにしている。そして、このような、従来のフロントクロスメンバは、例えば、特許文献１，２に開示されている。

特開２００４−２０３２４０号公報 特開２００８−１３０７号公報

上記従来のフロントクロスメンバにおいては、当該フロントクロスメンバをアッパプレート及びロアプレートから構成し、更に、それらのプレート間にロアアームを支持すると共に、アッパプレート及びロアプレートにおける各ロアアーム支持部同士を、補強板によって連結している。しかしながら、このような、従来のフロントクロスメンバにおいては、ロアアーム支持部の強度及び剛性については改善できるものの、補強板を備えた分、重量増加を招くおそれがある。

また、近年、燃費向上等の理由から、ボディー等の板厚を薄肉化して、車体の軽量化を図る傾向にあり、そのボディーを構成するフロントクロスメンバにおいても、例外ではない。

しかしながら、車体軽量化を図ることを目的として、フロントクロスメンバの薄肉化を図ろうとすると、その強度及び剛性は低下してしまう。特に、ロアプレートの車幅方向両端部は、ロアアームを支持する部位となるため、他の部位よりも強度及び剛性が必要となり、そのロアアーム支持部に対して薄肉化を図ることには、限度がある。

よって、上述したような、従来のフロントクロスメンバでは、軽量化と、ロアアームの支持強度及び支持剛性の維持との両立を図ることは困難であり、これらの両立については、改善の余地があると考えられる。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、ロアアームの支持強度及び支持剛性を向上または維持しつつ、軽量化を図ることができるフロントクロスメンバを提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るフロントクロスメンバは、
上部に配置されるアッパプレートと、下部に配置されるロアプレートとが、上下方向に向い合うように配置され、車輪を支持するロアアームの基端を、前記アッパプレートと前記ロアプレートとの間における車幅方向両端部に取り付けるようにしたフロントクロスメンバにおいて、
前記ロアプレートは、
車幅方向中央部に配置されるセンタプレートと、
車幅方向両側部に配置され、前記センタプレートの板厚よりも厚い板厚で形成されるサイドプレートと、
前記センタプレートの車幅方向両端部に立設し、その上端が前記アッパプレートに接合される第１補強板と、
前記第１補強板における車体前後方向の前端から車幅方向外側に向けて延設し、その下端が前記サイドプレートに接合される第２補強板とを有し、
前記アッパプレートと前記サイドプレートとの間に、前記ロアアームを支持する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るフロントクロスメンバは、
前記アッパプレートの上面にブラケットを介して取り付けられるスタビライザを備え、
前記第１補強板の上端と、前記アッパプレートと、前記ブラケットとを、上下方向に重ね合わせて接合する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るフロントクロスメンバは、
前記アッパプレートの上方に配置される車体骨格部材に支持されるアーム部材を備え、
前記アーム部材の基端を、前記アッパプレートと前記サイドプレートとに亘って支持する
ことを特徴とする。

従って、本発明に係るフロントクロスメンバによれば、ロアプレートを、センタプレートとサイドプレートとに分割し、センタプレートに補強板を形成する一方、アッパプレートとサイドプレートとの間にロアアームを支持することにより、サイドプレートの板厚のみをセンタプレートの板厚よりも厚く形成することができる。これにより、ロアアームの支持強度及び支持剛性を向上または維持しつつ、フロントクロスメンバ全体の軽量化を図ることができる。

本発明の一実施例に係るフロントクロスメンバを採用した車体前部構造の前方斜視図である。 ロアプレートの構成を示した図である。 本発明の一実施例に係るフロントクロスメンバの構成を示した分解斜視図である。 図３のIV-IV矢視断面図である。

以下、本発明に係るフロントクロスメンバについて、図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、車体前部には、中空状のフロントクロスメンバ１１が車幅方向に延在して設けられている。このフロントクロスメンバ１１は、上部に配置されるアッパプレート３１と、下部に配置されるロアプレート３２とを、上下方向に向かい合わせるようにして構成されている。

アッパプレート３１は、下方に開口した箱型をなす一方、ロアプレート３２は、平板状に形成されている。よって、アッパプレート３１における前下縁部及び後下縁部と、ロアプレート３２の前縁部及び後縁部とを、溶接やボルト等によって接合することにより、中空状のフロントクロスメンバ１１を得ることができる。

ここで、フロントクロスメンバ１１の車幅方向両端部には、アーム部材１２が、車幅方向外側で、且つ、上方に向けて突出するように設けられている。そして、アーム部材１２の基端は、アッパプレート３１とロアプレート３２とに亘って支持されている。一方、アーム部材１２の上端は、車幅方向両側部に設けられるサイドメンバ（車体骨格部材）１３の下面に支持されている。

なお、フロントクロスメンバ１１における車幅方向両端部の後方側には、取付部１１ａが形成されている。そして、フロントクロスメンバ１１は、取付部１１ａ及びアーム部材１２の上端の４点で、サイドメンバ３１に支持されている。

また、アッパプレート３１及びロアプレート３２の車幅方向両端部には、サスペンション装置を構成するロアアーム１４の基端が、ゴムブッシュ１５を介して、上下方向に揺動可能に支持されている。そして、ロアアーム１４の先端には、ジョイント部１６を介して、操舵輪（前輪）１７のナックル（図示省略）が支持されている。このように、サスペンション装置を、サイドメンバ１３に取り付けられたフロントクロスメンバ１１に支持することにより、当該サスペンション装置の支持剛性が向上されることになる。

更に、アッパプレート３１及びロアアーム１４の上面には、スタビライザ１８が支持されている。このスタビライザ１８は、アッパプレート３１及びロアアーム１４の上面に沿うように車幅方向に延在して配置されている。

なお、ロアアーム１４においては、スタビライザ１８の車幅方向両端部が、ゴムブッシュ１９を介して支持されている。一方、アッパプレート３１においては、スタビライザ１８の車幅方向中間部が、ブラケット２０を介して支持されている。このように、スタビライザ１８を、フロントクロスメンバ１１及びロアアーム１４に亘って支持することにより、車両のロール剛性が向上されることになる。

次に、フロントクロスメンバ１１の構成について、図２〜図４を用いて詳細に説明する。なお、図３及び図４においては、フロントクロスメンバ１１の車幅方向左側部分を図示している。

図２〜図４に示すように、ロアプレート３２は、車幅方向中央部に配置されるセンタプレート４１と、車幅方向両側部に配置されるサイドプレート４２とから構成されている。サイドプレート４２は、センタプレート４１の車幅方向両端部に接合されており、その板厚は、センタプレート４１の板厚よりも厚く形成されている。

センタプレート４１の車幅方向両端部には、第１補強板（補強板）５１が立設されており、この第１補強板５１には、第２補強板（補強板）５２が接続されている。

そして、第１補強板５１の上端は、アッパプレート３１の下面に接合されており、この接合位置は、アッパプレート３１におけるブラケット２０の取付位置と上下方向において対向している。即ち、スタビライザ１８を支持するブラケット２０のアッパプレート３１への取付位置と、第１補強板５１の上端のアッパプレート３１への接合位置とが、アッパプレート３１を挟んだ上下の位置で同じ位置となるように構成されている。具体的には、アッパプレート３１における第１補強板５１の上端が接合された接合位置に、ブラケット２０がボルトによって締結されている。一方、第１補強板５１の下端は、サイドプレート４２の上面に接続されている。

また、第２補強板５２は、第１補強板５１の前端から車幅方向外側に向けて延びており、その下端は、サイドプレート４２の上面に接合されている。

このように、センタプレート４１に第１補強板５１及び第２補強板５２を形成することにより、スタビライザ１８の支持剛性が向上されるだけでなく、フロントクロスメンバ１１の剛性も向上することになる。なお、上述した実施形態では、第１補強板５１と第２補強板５２とを一体で形成させているが、それらを別体で形成させるようにしても構わない。

更に、アッパプレート３１とサイドプレート４２との間には、アーム部材１２が上下方向に貫通して支持されると共に、ロアアーム１４が上下方向に挟まれて支持されている。

つまり、ロアプレート３２においては、車両走行時において操舵輪１７に作用した荷重が、ロアアーム１４を支持する車幅方向両側部に対して、より多く入力されるため、その車幅方向中央部に位置するセンタプレート４１と、車幅方向両側部に位置するサイドプレート４２とからなる２分割構造とし、センタプレート４１の板厚を薄くする一方、サイドプレート４２の板厚を厚くするようにしている。これにより、ロアアーム１４の支持剛性を向上させながら、ロアプレート３２（フロントクロスメンバ１１）の軽量化を図っている。

そして、センタプレート４１に第１補強板５１及び第２補強板５２を一体的に形成し、第１補強板５１を、高剛性体となるスタビライザ１８の取付位置に重合接合させると共に、第２補強板５２を、板厚を厚くして高剛性化を図ったサイドプレート４２に接合させることにより、センタプレート４１の剛性を向上させることができる。これにより、センタプレート４１の板厚を薄くするに際し、その板厚を可能な限り薄くすることができる。

また、サイドプレート４２を、上述したような第１補強板５１に連続した第２補強板５２によって補強すると共に、高剛性体となるサイドメンバ１３に接合されたアーム部材１２に支持させることにより、サイドプレート４２の剛性を向上させることができる。これにより、サイドプレート４２の板厚を厚くするに際し、その板厚を必要以上に厚くすることを防止して、当該サイドプレート４２におけるロアアーム１４の支持剛性を向上させることができる。

従って、本発明に係るフロントクロスメンバ１１によれば、ロアプレート３２を、センタプレート４１とサイドプレート４２とに２分割し、このうち、センタプレート４１に第１補強板５１及び第２補強板５２を形成する一方、サイドプレート４２にロアアーム１４を支持し、そのサイドプレート４２の板厚をセンタプレート４１の板厚よりも厚く形成することにより、ロアアーム１４の支持強度及び支持剛性を向上または維持しつつ、軽量化を図ることができる。

しかも、第１補強板５２の上端を、アッパプレート３１と、スタビライザ１８を取り付けるためのブラケット２０とに重合接合させることにより、アッパプレート３１に対するセンタプレート４１の剛性を向上させることができる。これにより、センタプレート４１の剛性が向上された分、当該センタプレート４１の板厚を薄くすることができるので、更に、軽量化を図ることができる。更に、スタビライザ１８から入力された荷重に対しても、十分に対応することができる。

また、サイドメンバ１３に支持されるアーム部材１２に基端を、サイドプレート４２に支持することにより、サイドプレート４２の剛性を向上させることができる。これにより、サイドプレート４２の板厚を必要以上に厚くすることなく、ロアアーム１４の支持強度及び支持剛性を向上させることができる。また同時に、フロントクロスメンバ１１におけるアーム部材１２の支持剛性及びサイドメンバ１３への支持剛性も、向上させることができる。

本発明は、フロントクロスメンバの薄肉化を実現することにより、車体軽量化を図ることを目的とした車体構造に適用可能である。

１１ フロントクロスメンバ
１２ アーム部材
１３ サイドメンバ
１４ ロアアーム
１７ 操舵輪
１８ スタビライザ
２０ ブラケット
３１ アッパプレート
３２ ロアプレート
４１ センタプレート
４２ サイドプレート

Claims (3)

1. 上部に配置されるアッパプレートと、下部に配置されるロアプレートとが、上下方向に向い合うように配置され、車輪を支持するロアアームの基端を、前記アッパプレートと前記ロアプレートとの間における車幅方向両端部に取り付けるようにしたフロントクロスメンバにおいて、
   前記ロアプレートは、
   車幅方向中央部に配置されるセンタプレートと、
   車幅方向両側部に配置され、前記センタプレートの板厚よりも厚い板厚で形成されるサイドプレートと、
   前記センタプレートの車幅方向両端部に立設し、その上端が前記アッパプレートに接合される第１補強板と、
   前記第１補強板における車体前後方向の前端から車幅方向外側に向けて延設し、その下端が前記サイドプレートに接合される第２補強板とを有し、
   前記アッパプレートと前記サイドプレートとの間に、前記ロアアームを支持する
   ことを特徴とするフロントクロスメンバ。
2. 請求項１に記載のフロントクロスメンバにおいて、
   前記アッパプレートの上面にブラケットを介して取り付けられるスタビライザを備え、
   前記第１補強板の上端と、前記アッパプレートと、前記ブラケットとを、上下方向に重ね合わせて接合する
   ことを特徴とするフロントクロスメンバ。
3. 請求項１または２に記載のフロントクロスメンバにおいて、
   前記アッパプレートの上方に配置される車体骨格部材に支持されるアーム部材を備え、
   前記アーム部材の基端を、前記アッパプレートと前記サイドプレートとに亘って支持する
   ことを特徴とするフロントクロスメンバ。

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