(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付けられる第１の取付部と、サスペンションアームを取り付ける第２の取付部とを左右の側部にそれぞれ有し、エンジンマウントを複数組のボルト及びナットで取り付ける第３の取付部を左右の側部の中間部に有し、アッパパネルとロアパネルとによって閉じ構造に形成される自動車のフロントサスペンションメンバと、車体の前後方向へ伸びるセンタメンバとを複数組のボルト及びナットで連結する構造であって、
前記フロントサスペンションメンバは、前記左の第１の取付部と、前記左の第２の取付部と、前記第３の取付部と、前記右の第１の取付部と、前記右の第２の取付部とにわたり、前記アッパパネルと前記ロアパネルとの間に配置された補強パネルを備え、
前記フロントサスペンションメンバと前記センタメンバとを連結する複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組と、前記エンジンマウントを前記第３の取付部に取り付ける複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組とは、前記アッパパネル及び前記補強パネルによって形成された閉じ構造と前記補強パネル及び前記ロアパネルによって形成された閉じ構造とが隣り合って位置する部位に配置された、フロントサスペンションメンバとセンタメンバとの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車、特に乗用車のフロントサスペンションメンバとセンタメンバとの連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のフロントサスペンションメンバは左右の各側部にサスペンションアームを、両側部の中間部にエンジンマウントをそれぞれ取り付けて支持し、左右の各側部で車体に取り付けられる。その結果、サスペンションアームから主として車体の幅方向、つまり横方向の荷重が加わり、エンジンマウントから主として上下方向の荷重が加わる。
【０００３】
フロントサスペンションメンバはアッパパネルとロアパネルとを重ね合わせて閉じ構造に形成され、それ自体で十分な剛性を有するが、荷重が加わる部位はその他の部位と比べて剛性を高める必要がある。そこで、左右の各側部と、エンジンマウントを取り付ける中間部とに補強パネルを配置して剛性を高めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
フロントサスペンションメンバが３つの補強パネルを、各補強パネルが独立した形態で備えていることから、部品点数が多くなっているばかりでなく、フロントサスペンションメンバの製作を煩雑にしている。
【０００５】
左右のサスペンションアーム取付部間にわたって丸棒を配置した技術（トヨタ技術公開集、発行番号4228：1991年9月20日）によれば、前記課題を解決しうるとも考えられるが、この技術は左右のサスペンションアーム取付部だけを補強しており、車体との取付部やエンジンマウントの取付部の補強については考慮されていない。
【０００６】
ところで、フロントサスペンションメンバのエンジンマウントの取付部近傍には、車体の前後方向へ伸びるセンタメンバが結合される。そこで、センタメンバが結合されるフロントサスペンションメンバの部位にブラケットパネルを配置し、このブラケットパネルとアッパパネルとによって閉じ構造を形成してセンタメンバの結合部としているが、前記閉じ構造だけでエンジンマウントからのねじり荷重を受け止めるのには十分でなく、ねじり荷重による振動発生の原因となっている。
【０００７】
本発明は、フロントサスペンションメンバとセンタメンバとの剛性の高い連結構造を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車体に取り付けられる第１の取付部と、サスペンションアームを取り付ける第２の取付部とを左右の側部にそれぞれ有し、エンジンマウントを複数組のボルト及びナットで取り付ける第３の取付部を左右の側部の中間部に有し、アッパパネルとロアパネルとによって閉じ構造に形成される自動車のフロントサスペンションメンバと、車体の前後方向へ伸びるセンタメンバとを複数組のボルト及びナットで連結する構造である。前記フロントサスペンションメンバは、前記左の第１の取付部と、前記左の第２の取付部と、前記第３の取付部と、前記右の第１の取付部と、前記右の第２の取付部とにわたり、前記アッパパネルと前記ロアパネルとの間に配置される補強パネルを備える。
【０００９】
前記フロントサスペンションメンバと前記センタメンバとを連結する複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組と、前記エンジンマウントを前記第３の取付部に取り付ける複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組とは、前記アッパパネル及び前記補強パネルによって形成された閉じ構造と前記補強パネル及び前記ロアパネルによって形成された閉じ構造とが隣り合って位置する部位に配置されている。
【００１０】
【作用及び効果】
所定の形状に形成された補強パネルをアッパパネルとロアパネルとの間に配置して位置決めし、例えばスポット溶接によって接合することにより、フロントサスペンションメンバが得られる。
【００１１】
１枚の補強パネルが左右の第１の取付部及び第２の取付部と、中間の第３の取付部とにわたっているため、部品点数を減らすことができる。また、１枚の補強パネルをアッパパネルとロアパネルとの間に配置して接合するだけでよく、フロントサスペンションメンバを製作する際の煩雑さを解消できる。
【００１２】
本発明に係る連結構造の発明では、エンジンマウントの取付部が補強パネルによって補強されているため、エンジンマウントの可及的近くに位置するセンタメンバの連結剛性を高めることができることと、エンジンマウントの可及的近くにセンタメンバを位置させることにより、エンジンマウントから加わるねじり荷重によってセンタメンバに働くモーメントの距離、いわゆるモーメントアームが小さくなり、モーメントが小さくなることから、振動の発生を抑えることができる。
【００１３】
フロントサスペンションメンバとセンタメンバとを連結する複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組と、エンジンマウントを第３の取付部に取り付ける複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組とは、アッパパネル及び補強パネルによって形成された閉じ構造と補強パネル及びロアパネルによって形成された閉じ構造とが隣り合って位置する部位に配置されているため、大きな剛性部での締付けとなり、振動の発生を抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
自動車のフロントサスペンションメンバ１０は、分解斜視状態の図１と、フロントサスペンションメンバ１０に取り付けられる部品を分解した斜視状態の図２と、部品を取り付けた斜視状態の図３とに示すように、アッパパネル１２と、ロアパネル１４と、補強パネル１６とからなる。フロントサスペンションメンバ１０は、車体（図示せず）に取り付けられる第１の取付部１８と、サスペンションアームを取り付ける第２の取付部２０とを左右の側部にそれぞれ有し、エンジンマウントを取り付ける第３の取付部２２を左右の側部の中間部に有し、アッパパネル１２とロアパネル１４との間に補強パネル１６を配置して閉じ構造に形成されている。
【００１５】
アッパパネル１２は鋼板をプレス成形して作られたもので、全体に上方に向けて凸状となっており、本体部分２４と、本体部分２４の前方の左右側部から横方へ張り出された第１部分２５と、本体部分２４の後方の左右側部から横方へ張り出された第２部分２６とを一体に有する。上下に貫通する穴２７が第１部分２５に、また上下に貫通する穴２８が第２部分２６に開けられている。
【００１６】
ロアパネル１４は鋼板をプレス成形して作られたもので、全体に下方に向けて凸状となっており、本体部分３０と、本体部分３０の前方の左右側部から前方へ張り出された第１部分３１と、第１部分３１の後方となる本体部分３０の左右側部から横方へ張り出された第２部分３２と、本体部分３０の後方の左右側部から横方へ張り出された第３部分３３とを一体に有する。上下に貫通する２つの穴３４，３５が第３部分３３に開けられている。
【００１７】
補強パネル１６は鋼板をプレス成形して作られたもので、本体部分３８と、本体部分３８の左右側部から前方へ張り出された第１部分３９と、本体部分３８の左右側部から横方へ張り出された第２部分４０と、本体部分３８の左右側部から後方へ張り出された第３部分４１とを一体に有する。第１部分３９には一対の支持部分４２が前後に間隔をおいて設けられており、前後方向に貫通する穴４３が支持部分４２に開けられている。さらに、上下に貫通する穴４４が第２部分４０に開けられている。
【００１８】
ブラケット５０が補強パネル１６に接合される。ブラケット５０は鋼板をプレス成形して作られたもので、本体部分５２と、本体部分５２から前方へ張り出された第１部分５３と、本体部分５２から横方へ張り出された第２部分５４とを一体に有する。上下に貫通する２つの穴５５，５６が第２部分５４に開けられている。ブラケット５０は、その第１部分５３を補強パネル１６の第３部分４１と重ね合わせてスポット溶接し、補強パネル１６に接合されている。
【００１９】
フロントサスペンションメンバ１０は、ロアパネル１４の上側に補強パネル１６を重ね合わせ、さらに補強パネル１６の上側にアッパパネル１２を重ね合わせ、３枚のパネルを接合して形成される。重ね合わせに際し、補強パネル１６の第１部分３９の一対の支持部分４２をロアパネル１４の第１部分３１に載せ、補強パネル１６の第２部分４０をロアパネル１４の第２部分３２に載せる。そして、補強パネル１６に接合されたブラケット５０の第２部分５４の穴５５をロアパネル１４の第３部分３３の穴３４と、またブラケット５０の穴５６をロアパネル１４の穴３５とそれぞれ整合させる。さらに、アッパパネル１２の第１部分２５を補強パネル１６の第２部分４０に載せてアッパパネル１２の穴２７を補強パネル１６の穴４４と整合させ、アッパパネル１２の第２部分２６をブラケット５０の本体部分５２と第２部分５４とに載せてアッパパネル１２の穴２８をブラケット５０の穴５５と整合させる。この状態で、３枚のパネルをスポット溶接し、接合するとフロントサスペンションメンバ１０となる。
【００２０】
３枚のパネルを重ね合わせて接合した結果、第１取付部１８がアッパパネル１２の第１部分２５と補強パネル１６の第２部分４０とによって作られ、第２取付部２０が補強パネル１６の第１部分３９とロアパネル１４の第１部分３１とによって作られ、第３取付部２２がアッパパネル１２の本体部分２４と補強パネル１６の本体部分３８とロアパネル１４の本体部分３０とによって作られる。従って、補強パネル１６は左の第１の取付部１８と、左の第２の取付部２０と、第３の取付部２２と、右の第１の取付部１８と、右の第２の取付部２０とにわたっていることとなる。
【００２１】
フロントサスペンションメンバ１０は、左右のサスペンションアーム６０（図３には右のサスペンションアーム６０のみを示してある）と、エンジンマウント６２と、ステアリングギア６４とを取り付けて支持し、センタメンバ６６がフロントサスペンションメンバ１０に連結される。フロントサスペンションメンバ１０は、左右の側部にある第１の取付部１８の穴４４，２５と、さらに左右の側部にある、ロアパネル１４の第３部分３３の穴３５及びブラケット５０の第２部分５４の穴５６とを貫通するボルト（図示せず）によって車体に取り付けられる。
【００２２】
サスペンションアーム６０はいわゆるＬ形アームである。前方の端部６８は、断面状態の図４に示すように、第２の取付部２０である、補強パネル１６の第１部分３９とロアパネル１４の第１部分３１とに接合された一対の支持部分４２に前後方向へ伸びる水平軸７０によって取り付けられている。サスペンションアーム６０の後方の端部６９は、ブラケット５０の第２部分５４の穴５５周縁にある取付面５７とアッパアーム１２の第２部分２６との間に配置され、穴５５，２８を貫通する垂直軸（図示せず）によってフロントサスペンションメンバ１０に取り付けられる。サスペンションアーム６０は、それ自体公知のように、各端部６８，６９に配置したゴムのブッシュのたわみにより上下に揺動可能である。
【００２３】
エンジンマウント６２は、図２と、断面状態の図５とに示すように、支持部材７２の前方にある２本のボルト７４のそれぞれを第３の取付部２２、つまりアッパパネル１２の本体部分２４と補強パネル１６の本体部分３８との間に配置したカラー７６に通し、カラー７６を締め付けるようにナット７８をボルト７４にねじ込んで第３の取付部２２（図３）に取り付けられている。さらに、支持部材７２の後方にある２本のボルト８０をアッパパネル１２に開けた２つの孔８２に通し、ナット（図示せず）をねじ込んでアッパパネル１２に取り付けられている。
【００２４】
サスペンションアーム６０とエンジンマウント６２とは、それぞれ前後の２箇所でフロントサスペンションメンバ１０に取り付けられているのに対し、補強パネル１６は、サスペンションアーム６０との１箇所の取付部とエンジンマウントとの１箇所の取付部とにわたっているだけである。これは、次の理由による。図示のサスペンションアーム６０は平面形状がＬ字状を呈しており、前方の端部６８の横方にタイヤの回転中心が配置されることから、タイヤから加わる横方向の荷重の大半が図３の矢印Ａで示すように、前方の端部６８を経てフロントサスペンションメンバ１０に入力することによる。また、エンジンマウント６２から加わる荷重は、図５の矢印Ｂで示すように、エンジンマウント６２の前方の取付部又はその近傍を経てフロントサスペンションアーム１０に入力することによる。
このように、大きな荷重が入力する取付部間にわたる補強パネル１６を備えることにより、荷重を分散させる効果が大きくなることから、補強パネル１６は、大きな荷重が入力する取付部には必ず位置することが必要である。なお、比較的小さい荷重が入力する取付部にも補強パネルが位置するように補強パネルを形成することもできる。
【００２５】
ステアリングギア６４は、図２と、図３と、断面状態の図６とに示すように、前方に配置した２本のボルト８４をアッパパネル１２の本体部２４と、補強パネル１６の本体部３８とにそれぞれ開けた穴に通し、ボルト８４にナット８６をねじ込んで締め付け、フロントサスペンションメンバに取り付けられている。さらに、後方に配置した２本のボルト８８をアッパパネル１２の本体部２４と、ブラケット５０の本体部５２とにそれぞれ開けた穴に通し、ボルト８８にナット９０をねじ込んで締め付け、フロントサスペンションメンバに取り付けられている。図３に示すように、ステアリングギア６４の前方の取付部６５には矢印Ｃで示した横方向の荷重が入力することから、補強パネル１６を取付部６５に配置して剛性を高めている。
【００２６】
次に、図２と、図３と、図５とを参照して自動車のフロントサスペンションメンバ１０と、車体の前後方向へ伸びるセンタメンバ６６とを複数組のボルト及びナットで連結する構造を説明する。フロントサスペンションメンバ１０は、前述のものである。一方、センタメンバ６６は、アッパパネル１００とロアパネル１０２とによって閉じ構造に形成されている。
【００２７】
フロントサスペンションメンバ１０とセンタメンバ６６とを連結する複数組のボルト及びナットのうち１組は、エンジンマウント６２を第３の取付部２２に取り付ける複数組のボルト及びナットのうち１組と共通にされている。
【００２８】
図示の実施例では、センタメンバ６６の端部がフロントサスペンションメンバ１０の上に載り、フロントサスペンションメンバ１０とセンタメンバ６６とは３組のボルト及びナットで連結されている。そして、エンジンマウント６２の支持部材７２の取付座のうち前方の右側にある取付座がセンタメンバ６６の端部に載り、エンジンマウント６２は２組のボルト及びナットで第３の取付部２２に取り付けられており、そのうち１組が共通となっている。すなわち、センタメンバ６６は、ボルト１０４及びナット１０５と，ボルト（図示せず）及びナット１０６と、ボルト７４及びナット７８でフロントサスペンションメンバ１０に連結されている。そして、エンジンマウント６２の支持部材７２は２組のボルト７４及びナット７８で第３の取付部２２に取り付けられ、そのうち右側にある１組のボルト７４及びナット７８がフロントサスペンションメンバ１０とセンタメンバ６６とを連結し、共通となっている。
【００２９】
図５から明らかであるように、エンジンマウント６２を取り付けるボルト７４とナット７８とは、アッパパネル１２の本体部２４と補強パネル１６の本体部３８とによって形成された閉じ構造１１０内に位置している。この閉じ構造１１０は、補強パネル１６の本体部３８とロアパネル１４の本体部３０とによって形成された閉じ構造１１２と隣り合って位置している。このように、共通のボルト７４及びナット７８が隣り合って位置する２つの閉じ構造１１０，１１２によって支持されている結果、共通のボルト７４及びナット７８がある第３取付部２２は大きな剛性を有する。
【００３０】
前記実施例では、１組のボルト７４及びナット７８を共通に使用しているが、これに代えて次のような構造とすることもできる。すなわち、フロントサスペンションメンバ１０とセンタメンバ６６とを連結する複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組と、エンジンマウント６２を第３の取付部２２に取り付ける複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組とを、アッパパネル１２及び補強パネル１６によって形成された閉じ構造１１０と、補強パネル１６及びロアパネル１４によって形成された閉じ構造１１２とが隣り合って位置する部位に配置させる。例えば、図３において、センタメンバ６６を右側へずらし、その端部を３組のボルト及びナットでフロントサスペンションメンバ１０に連結する一方、そのうち後方の２組を閉じ構造１１０に位置させるようにし、エンジンマウント６２を第３の取付部２２に取り付ける２組のボルト７４及びナット７８を閉じ構造１１０に位置させるようにする。
【００３１】
断面状態の図７に示した従来の連結構造では、センタメンバ１２０は、アッパパネル１２２とブラケットパネル１２４とによって形成された閉じ構造１２６に関連して連結されていたが、１つの閉じ構造があるだけであったため、連結剛性は十分ではなかった。そのため、図５のようなねじりモーメントＭが加わるとき、振動が発生していた。これに対して、センタメンバ６６とフロントサスペンションメンバ１０とを連結する複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組と、エンジンマウントを取りつける複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組とを２つの閉じ構造１１０，１１２に関連して位置させることにより、連結剛性を高めてねじりモーメントＭによる振動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車のフロントサスペンションメンバを示す分解斜視図である。
【図２】自動車のフロントサスペンションメンバを示す斜視図で、実線で補強パネルを示し、仮想線でアッパパネル及びロアパネルを示し、さらにエンジンマウントとステアリングギアとの取付前の状態を示している。
【図３】自動車のフロントサスペンションメンバを示す斜視図で、サスペンションアームと、エンジンマウントと、ステアリングギアと、センタメンバとを取り付けた状態を示している。
【図４】図３の４−４線で切断した断面図である。
【図５】図３の５−５線で切断した断面図である。
【図６】図３の６−６線で切断した断面図である。
【図７】従来の連結構造を示す、図５と同様な断面図であるが、エンジンマウントは図示してない。
【符号の説明】
１０  フロントサスペンションメンバ
１２  アッパパネル
１４  ロアパネル
１６  補強パネル
１８  第１の取付部
２０  第２の取付部
２２  第３の取付部
６０  サスペンションアーム
６２  エンジンマウント
６４  ステアリングギア
６６  センタメンバ
【図１】
0003562343.tif 000002
【図２】
0003562343.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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