JP6252503B2 - サスペンションアーム取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、サスペンションアーム取付構造に関する。

サスペンションアームを取り付けるためのサスペンションアーム取付ブラケットを接合するサブフレーム側のアッパパネルとロアパネルとのパネル形状を略球殻形状にし、サスペンションアームの取付強度を向上させるようにしたサブフレーム構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１４５１１０号公報

しかしながら、サスペンションアームを取り付けるためのサスペンションアーム取付ブラケット自体の強度を向上させる構造には、未だ改善の余地がある。

そこで、本発明は、サスペンションアーム取付ブラケット自体の強度を向上させられるサスペンションアーム取付構造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アーム取付構造は、車体前後方向に延在して車体の骨格を構成する車体骨格部材と、前記車体骨格部材が嵌合されて接合される第１凹部と、サスペンションアームの車幅方向内側端部が挿入されて結合される第２凹部と、を有するとともに、外形が球体形状に形成されたサスペンションアーム取付ブラケットと、を備えている。なお、本発明における球体形状には、略球体形状も含まれる。

本発明によれば、サスペンションアーム取付ブラケット自体の強度を向上させることができる。

本実施形態に係るサスペンションアーム取付構造を備えた車両の前部側を示す斜視図である。 本実施形態に係るサスペンションアーム取付構造を備えた車両の前部側を示す底面図である。 本実施形態に係るサスペンションアーム取付構造を示す斜視図である。 本実施形態に係るサスペンションアーム取付構造を一部断面で示す正面図である。 本実施形態に係るサスペンションアーム取付構造を示す側面図である。 本実施形態に係るサスペンションアーム取付構造を示す平面図である。 本実施形態に係るサスペンションアーム取付構造の変形例を示す斜視図である。

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ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記することなく前後、上下、左右の方向を記載した場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。更に、本実施形態に係るサスペンションアーム取付構造１０は、車両１２の前部側及び後部側に適用することができるが、ここでは車両１２の前部側を例に採って説明する。

図１、図２に示されるように、車両１２の前部側には、車体前後方向に沿って延在するアッパメンバ１４が左右一対で配置されている。各アッパメンバ１４は、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成されている。そして、各アッパメンバ１４の後端部には、それぞれキャップ部材１６が装着されている。

各キャップ部材１６の後端部には、車幅方向外側後方へ延在するフランジ部１８が一体に形成されており、そのフランジ部１８が、車室の前壁を構成するフロントパネル２０の車幅方向外側上端部（フロントピラー）に、それぞれボルト締結によって取り付けられている。なお、フロントパネル２０は、樹脂製とされており、例えば炭素繊維強化樹脂材（ＣＦＲＰ）にて成形されている。

各アッパメンバ１４の車体下方側には、車体前後方向に沿って延在する車体骨格部材としてのフロントサイドメンバ２４が左右一対で配置されている。各フロントサイドメンバ２４は、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成されている。

そして、各フロントサイドメンバ２４の後端部には、それぞれキャップ部材２６が装着されている。各キャップ部材２６の下端部には、車体後方下側へ延在するフランジ部２８が一体に形成されており、そのフランジ部２８が、フロントパネル２０の下端部における左右両側に、それぞれボルト締結によって取り付けられている。

また、左右それぞれのアッパメンバ１４の前端部とフロントサイドメンバ２４の前端部とが連結メンバ（カーブメンバ）２２によって一体的に連結されている。各連結メンバ２２は、アルミニウム等の軽量金属材により、車体前方側に向かって側面視略「Ｕ」字状に湾曲した湾曲形状に形成されており、アッパメンバ１４の前端部とフロントサイドメンバ２４の前端部とに、それぞれ溶接によって接合されている。

また、各フロントサイドメンバ２４は、その長手方向（車体前後方向）中途部が、車幅方向に沿って延在する２本のロアクロスメンバ（図示省略）によって連結されている。各ロアクロスメンバも、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成されており、その車幅方向両端部が、それぞれ各フロントサイドメンバ２４に溶接によって接合されている。

そして、各ロアクロスメンバと各フロントサイドメンバ２４との連結部における下面には、それぞれサスペンションアーム３０を取り付けるためのサスペンションアーム取付ブラケット４０が前後に設けられている。サスペンションアーム３０の車幅方向外側端部には、前輪６０が取り付けられており、サスペンションアーム３０の車幅方向内側端部は、フロント側アーム３２とリア側アーム３４とに分岐されている。

したがって、サスペンションアーム取付ブラケット４０は、サスペンションアーム３０のフロント側アーム３２の車幅方向内側端部が取り付けられるフロント側ブラケット４２と、サスペンションアーム３０のリア側アーム３４の車幅方向内側端部が取り付けられるリア側ブラケット４４と、を有している。なお、フロント側ブラケット４２とリア側ブラケット４４とは、ほぼ同じ構成であるため、以下においては、リア側ブラケット４４を例に採って説明する。

図３〜図６に示されるように、リア側ブラケット４４は、その外形が略球体形状になるように、アルミニウム等の軽量金属材のダイキャストによって形成されており、その上部には、フロントサイドメンバ２４の下部を嵌合させる第１凹部４６が形成されている。そして、リア側ブラケット４４の側部には、リア側アーム３４の車幅方向内側端部３４Ａを挿入させる第２凹部４８が形成されている。

詳細に説明すると、第１凹部４６は、フロントサイドメンバ２４の下部を嵌合させるように、そのフロントサイドメンバ２４の長手方向（軸方向）に沿った断面「凹」字形状に形成されている。これにより、リア側ブラケット４４は、フロントサイドメンバ２４の下部に第１凹部４６が下側から嵌合され、その第１凹部４６の周縁部がアーク溶接されることにより、そのフロントサイドメンバ２４の下部に接合されるようになっている。

第２凹部４８は、リア側ブラケット４４の側部を水平方向にくり抜くようにして形成されており、その内壁５０は、車体前方側及び車幅方向外側を向く平断面視円弧状の曲面形状とされている。そして、第２凹部４８を構成する上壁５２及び下壁５４には、リア側アーム３４の車幅方向内側端部３４Ａをボルト締結するためのボルト挿通用の貫通孔５２Ａ、５４Ａがそれぞれ形成されている。

なお、上壁５２の上部に第１凹部４６が形成されており、少なくとも第２凹部４８の開口側を除く外壁５１が球面形状に形成されている。そして、フロントサイドメンバ２４のリア側ブラケット４４が接合される部位には、上壁５２の貫通孔５２Ａと連通する貫通孔（図示省略）が形成されており、その貫通孔と同軸となるウエルドナット５８（図４参照）が、フロントサイドメンバ２４の下壁２４Ａの内面に固着されている。

また、リア側アーム３４の車幅方向内側端部３４Ａには、車体上下方向を軸方向とする円環状のゴムブッシュ３６が加硫成形されている。そして、ゴムブッシュ３６の軸心部には、円筒状のカラー部材３８が挿入されて接合されている。更に、リア側アーム３４の車幅方向内側端部３４Ａにおける側面は、内壁５０にほぼ沿った平面視円弧状に形成されている（図６参照）。

したがって、リア側アーム３４の車幅方向内側端部３４Ａは、第２凹部４８内に挿入され、車体下方側からボルト５６が、下壁５４の貫通孔５４Ａ、カラー部材３８の貫通孔（図示省略）、上壁５２の貫通孔５２Ａ及びフロントサイドメンバ２４の貫通孔に挿通されてウエルドナット５８に螺合されることにより、リア側ブラケット４４に結合されるようになっている。

なお、リア側ブラケット４４の下壁５４の外壁５１側における貫通孔５４Ａ周りには、ボルト５６の頭部５６Ａが外壁５１から車体下方側へ突出しないように、その頭部５６Ａの高さ以上の深さを有する窪み部５５が形成されている。また、図５、図６に示されるように、第１凹部４６及び第２凹部４８は、フロントサイドメンバ２４とリア側アーム３４とが平面視で交差するように、その長手方向や開口方向及び高さ位置が設定されている。

一方、フロント側ブラケット４２は、リア側ブラケット４４とほぼ同様に構成されており、図１に示されるように、その上部には、リア側ブラケット４４と同様の第１凹部４６が形成されている。そして、図１、図２に示されるように、フロント側ブラケット４２の下部には、フロント側アーム３２の車幅方向内側端部３２Ａが結合される第２凹部４８が形成されている。

フロント側アーム３２の車幅方向内側端部３２Ａは、リア側アーム３４の車幅方向内側端部３４Ａと同様に形成されている。したがって、フロント側アーム３２の車幅方向内側端部３２Ａは、第２凹部４８に車体下方側から挿入され、車体下方側からボルト５６が、カラー部材３８の貫通孔、上壁５２の貫通孔及びフロントサイドメンバ２４の貫通孔に挿通されてウエルドナット５８に螺合されることにより、フロント側ブラケット４２に結合されるようになっている。

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アーム取付構造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、サスペンションアーム取付ブラケット４０は、その外形が略球体形状に形成されている。すなわち、フロント側ブラケット４２及びリア側ブラケット４４の外壁５１が球面形状とされている。ここで、曲面形状は、剛性及び強度を確保する上で効率的な形状であり、球面形状は、その中で最も効果が高い。

したがって、サスペンションアーム取付ブラケット４０（フロント側ブラケット４２及びリア側ブラケット４４）自体の剛性及び強度を、その外形が略球体形状とされていない構成に比べて向上させることができる。よって、サスペンションアーム３０から比較的大きい荷重が入力されるサスペンションアーム取付ブラケット４０自体の剛性及び強度を充分に確保することができる。

更に、サスペンションアーム取付ブラケット４０、即ちフロント側ブラケット４２及びリア側ブラケット４４は、フロントサイドメンバ２４の下部に第１凹部４６が嵌合されてアーク溶接によって接合されている。したがって、フロント側ブラケット４２及びリア側ブラケット４４にサスペンションアーム３０から入力された荷重は、フロントサイドメンバ２４へ効率よく分散されて伝達される。

よって、サスペンションアーム取付ブラケット４０（フロント側ブラケット４２及びリア側ブラケット４４）の耐久強度（耐久寿命）を向上させることができる。そして、これにより、走行時における車体捩れや振動を低減させることができるため、車両１２の操縦安定性能を向上させることができる。

特に、アッパメンバ１４の前端部とフロントサイドメンバ２４の前端部とが、曲率を有する湾曲形状の連結メンバ２２によって連結されていると、フロントサイドメンバ２４の支持剛性を向上させることができるため、より一層、車両１２の操縦安定性能を向上させることができる。

また、これにより、サスペンションアーム取付ブラケット４０及びフロントサイドメンバ２４を含む車体構成部品や車体骨格部材に補強部材を追加したり、車体構成部品や車体骨格部材の板厚を増加させたりする必要がなくなる。よって、車両１２の軽量化を図ることができ、車両１２の燃費性能を向上させることができる。そして、車両１２において、部品点数の増加が抑制又は防止されるため（簡素な構造で済むため）、生産性を向上させることができる。

なお、サスペンションアーム取付ブラケット４０は、外壁５１の略全体が球面形状に形成される構成に限定されるものではなく、例えば図７に示されるリア側ブラケット４４のように、外壁５１の一部だけが球面形状に形成される構成とされていてもよい。すなわち、例えば内壁５０が形成されている部位の表面側である一部の外壁５１のみが球面形状に形成される構成とされていてもよい。

このように、外壁５１の一部のみが球面形状に形成されたリア側ブラケット４４であっても、上記に近い作用効果が得られる。また、サスペンションアーム取付ブラケット４０は、その外壁５１が、単一の球面形状に形成される構成に限定されるものではなく、例えば複数の球面形状の組み合わせや球面形状に近い曲面形状の組み合わせによって形成されていてもよい。

以上、本実施形態に係るサスペンションアーム取付構造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アーム取付構造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、アッパメンバ１４やフロントサイドメンバ２４等は、それぞれ一定断面とされた軽量金属材の押出成形によって形成される構成に限定されるものではなく、図示しないアウタパネルとインナパネルとを接合することで閉断面形状に形成される構成とされていてもよい。また、アッパメンバ１４とフロントサイドメンバ２４と連結メンバ２２とが軽量金属材の押出成形によって一体に形成される構成とされていてもよい。

１０ サスペンションアーム取付構造
２４ フロントサイドメンバ（車体骨格部材）
３０ サスペンションアーム
４０ サスペンションアーム取付ブラケット
４６ 第１凹部
４８ 第２凹部

Claims (1)

1. 車体前後方向に延在して車体の骨格を構成する車体骨格部材と、
   前記車体骨格部材が嵌合されて接合される第１凹部と、サスペンションアームの車幅方向内側端部が挿入されて結合される第２凹部と、を有するとともに、外形が球体形状に形成されたサスペンションアーム取付ブラケットと、
   を備えたサスペンションアーム取付構造。