JPH0589158U - 車両のクロスメンバー構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品点数を増やすことなく湾曲部及びマウン
ト部の強度・剛性を向上する。 【構成】 ステアリングラックユニット４５をサスペン
ションクロスメンバー１７に固定する為のマウントブラ
ケット４６に、サスペンションクロスメンバー１７のク
ロスメンバー本体１８の両端近傍部に形成された湾曲部
１８ａ側へ延びる補強部４６ａを設け、補強部４６ａに
デファレンシャル装置５のマウント装置５９・６２を設
け、補強部４６ａでもって湾曲部１８ａの強度・剛性を
高めるとともに、マウント装置５９・６２及びマウント
ブラケット４６のサスペンションクロスメンバー１７に
対する取付け強度を高めた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は車両のクロスメンバー構造に関し、特に左右のサスペンション装置を 車体に連結支持する為のクロスメンバー構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ストラット方式やダルブウィッシュボーン方式のサスペンション装置 を備えた自動車においては、サスペンション装置の車体に対する組付性を向上す るとともに横荷重に対する強度・剛性を高めるため、左右のサスペンション装置 を連結する車幅方向向きのサスペンションクロスメンバーが設けられている（実 開昭６２−２０２４０２号公報参照）。 通常、前記フロントサスペンション装置を連結支持する為のサスペンションク ロスメンバーは、その両端部から上方へ突出状に延びるブラケット部材を介して フロントサイドフレームの下壁部に固定されている。また、四輪駆動車ではサス ペンションクロスメンバーにステアリングラックユニットやフロントデファレン シャル装置などがマウントされる関係上、タイロッド及び車軸とサスペンション クロスメンバーのブラケット部材との干渉を防止し且つサスペンションクロスメ ンバーとデファレンシャル装置のケーシングとの干渉を回避しつつサスペンショ ンクロスメンバーを設ける必要があり、サスペンションクロスメンバーの両端近 傍部には、デファレンシャル装置側へ湾曲した湾曲部が形成されている。 また、前記のようにサスペンションクロスメンバーの両端近傍部に湾曲部を形 成すると、その強度・剛性が大幅に低下するので、補強部材などで湾曲部を補強 したものもある。また、サスペンションクロスメンバーのうちのデファレンシャ ル装置のマウント部及びステアリングラックユニットのマウント部を夫々補強部 材を介して補強して、制振性及び操縦安定性を向上するようにしたものもある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記のようにサスペンションクロスメンバーの湾曲部を補強する補強部材とデ ファレンシャル装置やステアリングラックユニットをサスペンションクロスメン バーにマウントするマウント部とを夫々別個の部材で構成すると、部品点数が増 えて車体重量が増大し、溶接工数などが増えて製作コストが高くなる。 本考案の目的は、部品点数を増やすことなく湾曲部及びマウント部の強度・剛 性を向上し得る車両のクロスメンバー構造を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係る車両のクロスメンバー構造は、左右のサスペンションアーム間 に配設され両者を連結するクロスメンバーであって、両端近傍部にクロスメンバ ーの後側に並設される前輪駆動系構成部材側へ湾曲した湾曲部を有し、両端部が 車体に固定されたクロスメンバーの構造において、前記湾曲部を補強する為の補 強部材を設け、前記補強部材に前輪駆動系構成部材の為のマウント部を設けたも のである。 請求項２に係る車両のクロスメンバー構造は、請求項１に記載のクロスメンバ ー構造において、前記補強部材がステアリングラックユニットをクロスメンバー に固定する為のブラケット部材と一体的に形成されているものである。

【０００５】

【作用】

請求項１に係る車両のクロスメンバー構造においては、左右のサスペンション アーム間に配設され両者を連結するクロスメンバーの湾曲部を補強する為の補強 部材が設けられ、この補強部材に前輪駆動系構成部材の為のマウント部が設けら れているので、湾曲部及びマンウト部を共通の補強部材で補強するこが出来、部 品点数を増やすことなく湾曲部及びマウント部の強度・剛性を高めることが出来 る。 請求項２に係る車両のクロスメンバー構造においては、補強部材がステアリン グラックユニットをクロスメンバーに固定する為のブラケット部材と一体的に形 成されているので、部品点数を増やすことなくステアリングラックユニットの取 付け強度も共通の補強部材で高めることが出来る。

【０００６】

【考案の効果】

前記作用の欄で説明したように、次のような効果が得られる。 請求項１に係る車両のクロスメンバー構造によれば、クロスメンバーの湾曲部 を補強する為の補強部材に前輪駆動系構成部材の為のマウント部を設けたので、 湾曲部及びマンウト部を共通の補強部材で補強するこが出来、部品点数を増やす ことなく湾曲部及びマウント部の強度・剛性を高めることが出来る。 請求項２に係る車両のクロスメンバー構造によれば、補強部材がステアリング ラックユニットをクロスメンバーに固定する為のブラケット部材と一体的に形成 されているので、部品点数を増やすことなくステアリングラックユニットの取付 け強度も共通の補強部材で高めることが出来る。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 本実施例は、ストラット式のフロントサスペンション装置を備えた自動車のク ロスメンバー構造に本考案を適用した場合のものであり、自動車の前後左右を基 準に前後左右を定義して説明する。 図１に示すように、この自動車１は４輪駆動車で、エンジン２の出力はマニュ アルトランスミッション３を介して変速された後、トランスファー装置４を介し て前後のデファレンシャル装置５・６に分配され、デファレンシャル装置５・６ から前後の車輪７・８に夫々伝達される。尚、前記トランスミッョン３とトラン スファ装置４と前後のデファレンシャル装置５・６の構成は、一般的なものなの でその詳細な説明を省略する。

【０００８】 前記自動車１の左右のフロントサスペンション装置１０を支持するため、自動 車１の前部にはサスペンションクロスメンバー１７が設けられ、このサスペンシ ョンクロスメンバー１７は次のような構成のクロスメンバー取付構造を介して車 体に固定されている。 前記クロスメンバー取付構造について説明すると、図２〜図４に示すように、 自動車１の車体前部には前後方向に延びる左右１対のフロントサイドフレーム１ ３が設けられ、左右のフロントサイドフレーム１３の途中部には第１〜第３の３ つの車体側取付ブラケット１４〜１６が前側から順に適当間隔あけて設けられ、 これら３つの取付ブラケット１４〜１６は略相似形に構成されてフロントサイド フレーム１３から下方へ突出状に設けられ、車室に近い取付ブラケット１６程つ まり後側の取付ブラケット１６程、大型で且つ強度・剛性が高くなるように設定 され、サスペンションクロスメンバー１７は左右の第１・第２取付ブラケット１ ４・１５を介して車幅方向向きに左右のフロントサイドフレーム１３に固定され ている。

【０００９】 前記サスペンションクロスメンバー１７は、図２〜図８に示すように、車幅方 向に延びる閉断面状のクロスメンバー本体１８と、クロスメンバー本体１８の両 端部から上方へ突出状に延びて第２取付ブラケット１５に固定される左右１対の ブラケット部材２２と、ブラケット部材２２から前方斜め上方へ突出状に延びて 第１取付ブラケット１４に固定される左右１対のアーム部材２１とから構成され 、クロスメンバー本体１８のストレート状の途中部は前側のデファレンシャル装 置５の下部の前側を通って略左右方向向きに配設され、クロスメンバー本体１８ の左右両端近傍部には後方へ湾曲した湾曲部１８ａが形成され、クロスメンバー 本体１８の左右両端部は下面開放に構成されて第２取付ブラケット１５の下方に 配置され、クロスメンバー本体１８の左右両端部の前端上部及び後端上部には下 方に向けて拡大する前後１対の傾斜壁部１８ｂが夫々形成されている。

【００１０】 前記左右のブラケット部材２２は、クロスメンバー本体１８の前壁部と上壁部 とに固定された前後１対の補強部２２ａと、前後の補強部２２ａの上端部から斜 め上方へ延びて前後の傾斜壁部１８ｂに夫々固定された前後１対の傾斜部２２ｂ と、クロスメンバー本体１８の上壁部に固定されたフランジ部２２ｃと、前後の 傾斜部２２ｂの上端部及びフランジ部２２ｃの外端部から上方へ突出状に延びて 第２取付ブラケット１５の下壁部１５ａに固定される断面コ字状の固定部２２ｄ とから一体的に形成され、固定部２２ｄの上壁部２２ｅには前後方向に細長い長 孔状の左右１対のボルト孔２７が形成され、第２取付ブラケット１５の下壁部１ ５ａにはボルト孔２７の後端部に対応させてナット部材２８が固着され、固定部 ２２ｄの外端部は開口され、固定部２２ｄ内にはボルト締結用の作業空間２９が 形成されている。

【００１１】 前記左右のアーム部材２１は前方且つ下方へ向けて開口する断面略コ字状に形 成され、アーム部材２１の基端部は前側の補強部２２ａに固定され、アーム部材 ２１の前端部には第１取付ブラケット１４に固定される上壁部２１ａが形成され 、上壁部２１ａの前部には位置決めピン２３が上方へ向けて突出状に設けられ、 上壁部２１ａの後部にはボルト挿通孔２４が形成され、第１取付ブラケット１４ の下壁部１４ａの前部には位置決めピン２３が挿通される位置決め孔２５が設け られ、下壁部１４ａのボルト挿通孔２４に対応する位置にはナット部材２６が固 着され、サスペンションクロスメンバー１７は位置決めピン２３を介して車体に 位置決めされ、第１取付ブラケット１４のナット部材２６に下方から締結された ボルト部材３０と第２取付ブラケット１５の左右のナット部材２８に下方から締 結された１対のボルト部材３１を介して左右のフロントサイドフレーム１３に夫 々固定されている。

【００１２】 前記自動車１の左右のフロントサスペンション装置１０は、図２〜図４・図６ に示すように、ショックアブソーバ３５とコイルバネ（図示略）とＡ型アーム３ ６を備えた一般的な構成のストラット方式のサスペンション装置で、次のように して車体に連結支持されている。 前記サスペンション装置１０のＡ型アーム３６の外端部はボールジョイント３ ７を介してホイールサポート３４に揺動自在に連結され、Ａ型アーム３６の前側 の車幅方向向きの前部アーム部３６ａの内端部はクロスメンバー本体１８の両端 部内に挿入され、クロスメンバー本体１８の前後両壁部及び補強部２２ａに枢支 された前後方向向きの軸部材３８及びラバーブッシュ３９を介してクロスメンバ ー本体１８に回動自在に連結支持され、Ａ型アーム３６の後側の後部アーム部３ ６ｂの内端部には後方へ延びる軸部４０が形成され、後部アーム部３６ｂは軸部 ４０に外嵌されたラバーブッシュ（図示略）と外筒４１と固定部材４２とを介し て第３取付ブラケット１６に回動自在に連結支持され、ショックアブソーバ３５ の上端は図示外のサスペンションタワーの上壁部に固定され、第３取付ブラケッ ト１６はダッシュパネル４３の立壁部の下側に配設されている。

【００１３】 次に、前記サスペンションクロスメンバー１７の上方やや前方に左右方向向き に配設されるステアリングラックユニット４５の取付構造について説明すると、 図２〜図６・図８・図９に示すように、ステアリングラックユニット４５の両端 近傍部は左右１対のマウントブラケット４６及び固定金具４４を介してサスペン ションクロスメンバー１７に固定され、マウントブラケット４６の外側の取付部 には湾曲部１８ａの上半部上に延びる断面略コ字状の補強部４６ａ（これが、補 強部材に相当する）が形成され、ステアリングラックユニット４５から左右両側 へ延びるタイロッド４７は第２取付ブラケット１５の前側を通ってホイールサポ ート３４に連結され、第２取付ブラケット１５の前端面には下端部側程後退する 傾斜面１５ｂが形成され、傾斜面１５ｂはタイロッド４７よりも高く且つ後方に 位置し、且つ所定距離上下にラップするように配設され、ステアリングハンドル ５０（図１参照）の操舵力は、ステアリングシャフト５１と中間シャフト５２と ユニバーサルジョイント５３等を介してステアリングラックユニット４５に設け られた入力軸５４に伝達される。

【００１４】 次に、前記デファレンシャル装置５の取付構造について説明すると、図２〜図 ５に示すように、デファレンシャル装置５はサスペンションクロスメンバー１７ の右部の後側に配置され、デファレンシャル装置５から左右両側へ延びるサイド ギヤシャフト５５は自在継手５５ａと車軸５５ｂと自在継手５５ｃとアクスルハ ブ５５ｄなどを介して前輪７に連結され、自在継手５５ａはブラケット部材２２ の前側に配置され、車軸５５ｂの軸心はＡ型アーム３６の前後方向中央部よりも やや前側よりに配置され、第３取付ブラケット１６に対応する位置には車幅方向 向きに延びるデフクロスメンバー５６が設けられ、デフクロスメンバー５６は第 ３取付ブラケット１６とフロントサイドフレーム１３の下壁部とに亙って固定さ れ、デフクロスメンバー５６の右部はデファレンシャル装置５の入力軸管５７の 下方を通るように湾曲状に形成され、デファレンシャル装置５のケーシング５ａ の前端部にはサスペンションクロスメンバー１７の右側の湾曲部１８ａ上へ延び る支持部材５８が設けられ、支持部材５８は湾曲部１８ａに設けられたマウント 装置５９を介してサスペンションクロスメンバー１７に弾性支持され、デファレ ンシャル装置５の左側へ延びる車軸管６０の左端近傍部には前方へ延びる支持部 材６１が設けられ、支持部材６１は左側の湾曲部１８ａに設けられたマウント装 置６２を介してサスペンションクロスメンバー１７に弾性支持され、ケーシング ５ａの後部には後方へ延びる支持部材６１が設けられ、支持部材６１の後端部は デフクロスメンバー５６に設けられたマウント装置６４を介してデフクロスメン バー５６に弾性支持されている。

【００１５】 前記左右の湾曲部１８ａに設けられたマウント装置５９・６２の取付構造につ いて説明するが両者は略左右対称の構成なので、左側のマウント装置５９の取付 構造について説明すると、図９に示すように、湾曲部１８ａの上壁部には下方へ 延びる上下方向向きの筒部６５が一体的に形成され、筒部６５に対応する補強部 ４６ａの上壁部には開口部６６が形成され、筒部６５及び開口部６６内には略円 筒状の外筒６７が内嵌状に固定され、外筒６７の上端部には抜け止め用のフラン ジ部６７ａが形成され、外筒６７内には略円筒状の内筒６８がラバーブッシュ６ ９を介して外筒６７と同心状に設けられ、ラバーブッシュ６９の上端部にはフラ ンジ部６７ａ上へ延びる緩衝部６９ａが形成され、内筒６８の上下両側には内筒 ６８の上下方向への移動を規制する略円板状の規制板７０・７１が設けられ、支 持部材６１の前端部は規制板７０上に配置され、支持部材６１の前端部と上下の 規制板７０・７１とは内筒６８を挿通する上下方向向きのボルト部材７２を介し て内筒６８に固定され、内筒６８の下端部には断面略Ｌ字状の補強部材７３が設 けられ、この補強部材７３と筒部６８と湾曲部１８ａの上壁部とで閉断面状の補 強構造７４が形成されている。尚、前記マウント装置６４の取付構造は、補強部 ４６ａ以外の構成において前記マウント装置５９の取付構造と同様の構成なので 、その詳細な説明を省略する。

【００１６】 次に、前記クロスメンバー取付構造の作用について説明する。 自動車１が前面衝突したときには、フロントサイドフレーム１３やその付近の 車体側部材が前側から順に潰れて衝突エネルギが吸収されるので、前面衝突時に おける衝突エネルギを効率的に吸収する為には、強度・剛性の高いサスペンショ ンクロスメンバー１７やＡ型アーム３６による突っ張りを防止して、車体側部材 の潰れ残りを防止することが望ましい。

【００１７】 前記サスペンションクロスメンバー１７のアーム部材２１は、前方且つ下方へ 向けて開口する断面コ字状に形成されており、後方への荷重に対する強度・剛性 が比較的低く設定されているので、前面衝突時にアーム部材２１が突っ張っるこ とによるアーム部材２１に対応する車体側部材の潰れ残りが防止される。また、 アーム部材２１の前端近傍部に位置決めピン２３が設けられ、アーム部材２１は 位置決めピン２３の後方に設けられたボルト部材３０を介して第１取付ブラケッ ト１４に固定されるので、アーム部材２１の前端近傍部の第１取付ブラケット１ ４に対する結合強度を低く設定することが出来、前面衝突時におけるアーム部材 ２１の突っ張りを少なく出来る。

【００１８】 前記サスペンションクロスメンバー１７のブラケット部材２２が、長孔状のボ ルト孔２７を挿通するボルト部材３１を介して第２取付ブラケット１５に固定さ れているので、後方への大きな荷重がサスペンションクロスメンバー１７に対し て作用すると、第２ブラケット１５のナット部材２８に締結されたボルト部材３ １がボルト孔２７に沿って前方へ相対移動し、ボルト部材３１がボルト孔２７の 前端部で係止されたときの衝撃荷重で、ボルト部材３１或いはボルト孔２７の前 端部の破断が促進される。このため、前面衝突時に後方への大きな荷重がサスペ ンションクロスメンバー１７に作用すると、ブラケット部材２２がＡ型アーム３ ６の前部アーム部３６ａとともに第２取付ブラケット１５から離脱し、Ａ型アー ム３６が突っ張ることによるＡ型アーム３６に対応する車体側部材の潰れ残りが 防止される。

【００１９】 前記ブラケット部材２２が第２取付ブラケット１５に２本のボルト部材３１を 介して強固に結合されるとともに、ブラケット部材２２がその傾斜部２２ｂを介 してクロスメンバー本体１８の下方へ向けて拡大する前後１対の傾斜壁部１８ｂ に固定されているので、前部アーム部３６に作用する上下方向の荷重に対するサ スペンションクロスメンバー１７の取付け強度を十分に確保出来る。また、ブラ ケット部材２２の前後の補強部２２ａがクロスメンバー本体１８の前後両壁部に 固定されているので、ブラケット部材２２のクロスメンバー本体１８に対する取 付け強度を向上出来るとともに、サスペンション装置の前部アーム部の内端部の クロスメンバー本体１８に対する取付け強度を向上出来る。 前記取付ブラケット１４〜１６は後側のもの程その強度・剛性が高く設定され 、最も強度・剛性の高い第３取付ブラケット１６の上方位置にダッシュパネル４ ３を配置させてあるので、前面衝突時におけるダッシュパネル４３の車室側への 変形を効果的に防止することが出来る。

【００２０】 第２取付ブラケット１５がタイロッド４７よりも高くかつ後方に位置し且つタ イロッド４７と所定距離上下にラップするように配設されているので、第１取付 ブラケット１５から離脱したサスペンションクロスメンバー１７の下方への移動 が促進され、前面衝突時にステアリングラックユニット４５を下方へ逃がすこと で、ステアリングハンドル５０からステアリングラックユニット４５に至る操舵 力伝達系を複雑化することなく、ステアリングハンドル５０の後退移動を防止出 来る。更に、第２取付ブラケット１５の前端面に下端に行く程後退する傾斜面１ ５ｂが形成されているので、第２取付ブラケット１５から離脱したサスペンショ ンクロスメンバー１７の下方への移動が一層促進され、ステアリングハンドル５ ０の後退移動をより確実に防止出来る。更に、クロスメンバー本体１８が前方上 がりに傾斜したアーム部材２１を介して第１取付ブラケット１４に固定されてい るので、前面衝突時にはアーム部材２１に作用する後方への荷重でもって、クロ スメンバー本体１８が図６に矢印で図示の方向へ回動されるので、ステアリング ラックユニット４５の下方への移動が促進され、ステアリングハンドル５０の後 退移動をより一層効果的に防止出来る。

【００２１】 マウントブラケット４６の補強部４６ａを湾曲部１８ａ上へ延長してあるので 、部品点数を増やすことなく湾曲部１８ａの強度・剛性を高めることが出来る。 しかも、補強部４６ａで補強された部分にデファレンシャル装置５のマウント装 置５９・６２を設けたので、マウント装置５９・６２の取付強度も向上出来る。

【００２２】 尚、本実施例では、マウントブラケット４６の取付部を湾曲部１８ａ側へ延長 して湾曲部１８ａを補強するようにしたが、湾曲部１８ａを補強する為の補強部 材を別途設けてもよい。 尚、前記長孔状のボルト孔２７に代えて、図１０に示すように、左右のブラケ ット部材２２Ａの上壁部２２ｅに車体前後方向に細長く且つ一端が開放された切 欠き状のボルト孔２７Ａを夫々左右１対設けてもよい。 尚、図１１に示すように、アーム部材２１Ｂの後端部をクロスメンバー本体１ ８及びブラケット部材２２に複数のボルト８０で着脱可能に固定してもよい。こ の場合、サスペンションクロスメンバー１７全体を取り外すことなく、ステアリ ングラックユニット４５を取り外すことが出来、ステアリングラックユニット４ ５のサービス性を向上出来る。 尚、本実施例では、４輪駆動車に本考案を適用したが、リヤドライブ方式或い はフロントドライブ方式の自動車に対しても本考案を同様に適用出来る。また、 ストラット方式のサスペンション装置１０を備えた自動車に本考案を適用したが 、ダブルウィッシュボーン方式のサスペンション装置を備えた自動車に対しても 本考案を同様に適用出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車の駆動系の全体構成図である。

【図２】車体前部の平面図である。

【図３】車体前部の正面図である。

【図４】図３の４−４線断面図である。

【図５】サスペンションクロスメンバーの平面図であ
る。

【図６】図３の６−６線断面図である。

【図７】図６の７−７線断面図である。

【図８】図２の８−８線断面図である。

【図９】図２の９−９線断面図である。

【図１０】変形例に係るアーム部材及びブラケット部材
の図７相当図である。

【図１１】変形例に係るアーム部材及びブラケット部材
の図７相当図である。

【符号の説明】

５ デファレンシャル装置 １０ サスペンション装置 １７ サスペンションクロスメンバー １８ａ 湾曲部 ４５ ステアリングラックユニット ４６ マウントブラケット ４６ａ 補強部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右のサスペンションアーム間に配設さ
   れ両者を連結するクロスメンバーであって、両端近傍部
   にクロスメンバーの後側に並設される前輪駆動系構成部
   材側へ湾曲した湾曲部を有し、両端部が車体に固定され
   たクロスメンバーの構造において、前記湾曲部を補強す
   る為の補強部材を設け、前記補強部材に前輪駆動系構成
   部材の為のマウント部を設けたことを特徴とする車両の
   クロスメンバー構造。
2. 【請求項２】 前記補強部材がステアリングラックユニ
   ットをクロスメンバーに固定する為のブラケット部材と
   一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の車両のクロスメンバー構造。