(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面から見て略ロ字状に形成されたペリメータフレームからなるサスペンションフレームを有する自動車のサスペンション装置において、上記サスペンションフレームの前半部分を中空パイプ成形部材からなる第１フレームによって構成するとともに、後半部分をプレス成形部材からなる第２フレームによって構成し、この第２フレームの前部に、車体の内方側に屈曲した屈曲部を設け、かつこの屈曲部内に、前後一対の側壁と上壁によって断面逆Ｕ字状に形成されたサスペンションアーム用の支持ブラケットを配設することにより上記第２フレームの前部を補強するとともに、第２フレームの屈曲部内に配設された上記支持ブラケットの前側の側壁から前方側であって第２フレームの上方部に、レインフォースメントを設置することにより、第２フレームの前部上方部分を重点的に補強したことを特徴とする自動車のサスペンション装置。
【請求項２】
第２フレームの後端部左右に連結ブラケットを設け、この連結ブラケットによってサスペンションフレームの後端部左右を車体のダッシュパネルおよびサイドシルに連結したことを特徴とする請求項１に記載の自動車のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輪を車体に懸架する自動車のサスペンション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平７−８１６１１号公報に示されるように、車幅方向に延設されたトランスバースメンバと、そのトランスバースメンバの両端部側にそれぞれ連続して車体前後方向に延設されている一対のサイド支持部材とを有し、その少なくとも車体前後方向両端側がインシュレータを介して車体に連結されるとともに、上記一対のサイド支持部材の車体前後方向前端側間に、車体幅方向へ延びるクロスメンバが横架されることにより、平面から見て略井桁形状に構成されたペリメータフレームからなるサスペンションフレーム（サスペンションメンバ）構造が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記サスペンションフレームには、車体に連結される連結ブラケットやサスペンションアームを支持する支持ブラケットの設置部を備え、これらがプレス成形鋼板によって一体に形成されている。このプレス成形鋼板を使用した場合には、複雑な形状を有するサスペンションフレームを安価に製造することができるという利点を有する反面、自動車の衝突時等に作用する衝撃荷重に応じてサスペンションフレームが容易に崩壊し易いので、衝突エネルギーの吸収作用が不充分になる傾向があるという問題があった。このため、上記衝突エネルギーを充分に吸収し得るように、上記プレス成形鋼板の板厚を大きくし、あるいは多数の補強プレートを設置する必要があり、車体重量が増大することが避けられないという問題がある。
【０００４】
上記サスペンションフレームの重量を増大させることなく、その強度を向上させて衝突エネルギーを充分に吸収し得るようにするために、パイプ材をハイドロフォーム法（液圧成形法）により平面から見て略ロ字状に形成することも考えられる。このパイプ材によって形成されたペリメータフレーム（枠型フレーム）からなるサスペンションフレームは、上記連結ブラケットや支持ブラケットの設置部を設けることが困難であるため、構造が複雑になって製造コストが高くなるとともに、その全体の剛性が高くなり過ぎるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で衝突時の衝突エネルギーを効果的に吸収することができるとともに、所定形状のサスペンションフレームを軽量かつ安価に製造することができる自動車のサスペンション装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、平面から見て略ロ字状に形成されたペリメータフレームからなるサスペンションフレームを有する自動車のサスペンション装置において、上記サスペンションフレームの前半部分を中空パイプ成形部材からなる第１フレームによって構成するとともに、後半部分をプレス成形部材からなる第２フレームによって構成し、この第２フレームの前部に、車体の内方側に屈曲した屈曲部を設け、かつこの屈曲部内に、前後一対の側壁と上壁によって断面逆Ｕ字状に形成されたサスペンションアーム用の支持ブラケットを配設することにより上記第２フレームの前部を補強するとともに、第２フレームの屈曲部内に配設された上記支持ブラケットの前側の側壁から前方側であって第２フレームの上方部に、レインフォースメントを設置することにより、第２フレームの前部上方部分を重点的に補強したものである。
【０００７】
上記構成によれば、第２フレームの前部に上記レインフォースメントが配設されて第２フレームの前部の強度が第１フレームの強度よりも大きな値に設定されるため、自動車の衝突時に作用する衝撃荷重に応じ、車体の前方側に配設された中空パイプ成形部材からなる第１フレームが変形して衝突エネルギーが効果的に吸収されることになる。また、第２フレームの前部に上記レインフォースメントが配設されて第２フレームの前部の強度が第１フレームの強度よりも大きな値に設定されるため、自動車の衝突時に作用する衝撃荷重に応じ、車体の前方側に配設された中空パイプ成形部材からなる第１フレームが変形して衝突エネルギーが効果的に吸収されることになる。さらに、自動車の衝突時に車体の前方側から衝撃荷重が作用した場合に、上記レインフォースメントが配設された第２フレームの前部上方部分の変形が抑制されるとともに、その下方部分の変形が許容されるため、サスペンションフレームの後端部が下降するように折れ曲がり、車体前部に配設されたエンジンの後退時に、その後端部が下降することになる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の自動車のサスペンション装置において、第２フレームの後端部左右に連結ブラケットを設け、この連結ブラケットによってサスペンションフレームの後端部左右を車体のダッシュパネルおよびサイドシルに連結したものである。
【００１３】
上記構成によれば、第２フレームの後端部左右が上記連結ブラケットを介して車体のダッシュパネルおよびサイドシルに連結されることにより、自動車の衝突時に、上記サスペンションフレームを横移動させる方向にモーメント荷重が作用することが効果的に防止されるとともに、上記第２フレームの前部を拡開変形させる方向にモーメント荷重が作用することが効果的に防止されることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１および図２は、本発明に係る自動車のサスペンション装置の実施形態を示している。このサスペンション装置は、ペリメータフレームからなるサスペンションフレーム１と、このサスペンションフレーム１の後部に前後一対のロアアーム２，３および上方のアッパアーム４からなるサスペンションアームを介して連結された左右一対の前輪支持部材５と、下端部が前方側のロアアーム２に支持された左右一対のサスペンションダンパー６と、左右のサスペンションダンパー６を互いに連結するスタビライザー７とを有している。
【００１５】
上記サスペンションフレーム１は、平面から見て略コ字状に形成された前半部分の第１フレーム８と、平面から見て略コ字状に形成された後半部分の第２フレーム９によって構成され、この第２フレーム９の前端部に上記第１フレーム８の後端部が挿入されて溶接される等の手段で接合されることにより、平面から見て略ロ字状に形成されている。
【００１６】
上記第１フレーム８は、ハイドロフォーム法等により曲げ加工された角パイプ材等の中空パイプ成形部材からなり、その前端部左右には、コーナ部を補強する補強部材１０が配設されるとともに、上記サスペンションフレーム１の前端部左右を車体のフロントサイドフレーム（図示せず）に連結するための連結ブラケット１１およびインシュレータ１２がそれぞれ設置されている。
【００１７】
上記第２フレーム９は、上下一対のプレス成形鋼板を溶接して接合する等により成形されたプレス成形部材からなり、その前部には、上記ロアアーム２，３等の設置スペースを確保するために、車体の内方側に屈曲した屈曲部１３が設けられている。また、上記第２フレーム８の後端部左右には、先端部が車体の斜め前方側に延びるように設置された後方側のロアアーム３からなるサスペンションアーム用の支持ブラケット１４と、サスペンションフレーム１の後端部左右を車体に連結するための連結ブラケット１５とがそれぞれ設けられている。この連結ブラケット１５には、後述するように車体のダッシュパネルに取付ブラケット３０を介して固定される第１ボルト１６が後端部に設置されるとともに、サイドシル３１に固定される第２ボルト１７が外端部に設置されている（図５参照）。
【００１８】
上記第２フレーム９の前部に設けられた屈曲部１３内には、車幅方向に延びるように設置された前方側のロアアーム２からなるサスペンションアーム用の支持ブラケット１８が配設されている。このロアアーム２用の支持ブラケット１８は、図３に示すように、前後一対の側壁１９，２０と、上壁２１とによって断面逆Ｕ字状に形成され、上記両側壁１９，２０間にロアアーム２の基端部が回動自在に枢支されるように構成されている。そして、上記ロアアーム２用の支持ブラケット１８が上記屈曲部１３内に配設されることにより、上記第２フレーム９の前部に補強用の節部が形成されている。
【００１９】
上記支持ブラケット１８の前方側には、水平方向に延びる所定幅の基板２２と、左右一対のフランジ部２３とからなるレインフォースメント１９が設置されている。このレインフォースメント１９が第２フレーム９の前部に設置されることにより、その設置部の強度が、上記第１フレーム８の強度よりも大きな値に設定されるようになっている。また、上記レインフォースメント１９は、図４に示すように、第２フレーム９の上方側に配設され、これによって第２フレーム９の前部上方側部分が重点的に補強されている。
【００２０】
上記のように平面から見て略ロ字状に形成されたペリメータフレームからなるサスペンションフレーム１を有する自動車のサスペンション装置において、上記サスペンションフレーム１の前半部分を中空パイプ成形部材からなる第１フレーム８によって構成するとともに、後半部分をプレス成形部材からなる第２フレーム９によって構成し、この第２フレーム９の前部に、車体の内方側に屈曲した屈曲部１３を設け、かつこの屈曲部１３内に、ロアアーム２からなるサスペンションアーム用の支持ブラケット１８を配設することにより上記第２フレーム９の前部を補強したため、自動車の衝突時に作用する衝撃荷重に応じて上記第２フレーム９が上記屈曲部１３において容易に変形することを防止し、衝突エネルギーを充分に吸収することができる。
【００２１】
すなわち、上記のようにサスペンションフレーム１の後半部分を構成する第２フレーム９を、軽量で成形性に優れたプレス成形部材によって形成した場合には、上記第２フレーム９の剛性が、上記中空パイプ成形部材からなる第１フレーム８に比べて低くなる傾向がある。このため、自動車の衝突時に作用する衝撃荷重に応じ、上記第１フレーム８の後端部が接合された第２フレーム９の前部、特に上記屈曲部１３が容易に崩壊し易く、衝突エネルギーの吸収作用が不充分になり易いが、上記のように屈曲部１３内に支持ブラケット１８を配設して補強用の節部を構成することにより、上記屈曲部１３の変形を効果的に抑制することができる。
【００２２】
したがって、上記ロアアーム２，３等の設置部が設けられたサスペンションフレーム１の後半部分をプレス成形部材からなる第２フレーム９によって構成したにも拘わらず、自動車の衝突時に、上記中空パイプ成形部材からなる第１フレーム８を徐々に変形させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができるとともに、複雑な形状を有するサスペンションフレーム１を軽量かつ安価に製造できるという利点がある。しかも、上記ロアアーム２用の支持ブラケット１８を、第２フレーム９の屈曲部１３内に配設することにより、この第２フレーム９の前部を補強したため、簡単な構成で上記屈曲部１３の変形を効果的に抑制することができるとともに、上記支持ブラケット１８を第２フレーム９の外壁面から車体の外方側に突設した場合に比べて、ロアアーム２用の支持部を車体の外方側に位置させることができるため、所定の長さを有するロアアーム２の設置スペースを充分に確保することができる。
【００２３】
また、上記のように第２フレーム９の屈曲部１３内に配設された上記支持ブラケット１８の設置部の前方側にレインフォースメント１９を設置することにより、このレインフォースメント１９の設置部の強度を、第１フレーム８の強度よりも大きな値に設定したため、自動車の衝突時に作用する衝撃荷重に応じ、上記第２フレーム９の前部が変形する前に、所定の剛性を有する上記中空パイプ成形部材からなる第１フレーム８を変形させることができ、これによって上記サスペンションフレーム１が急激に崩壊するのを確実に防止し、上記第１フレーム８および第２フレーム９を徐々に変形させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。
【００２４】
また、上記のようにレインフォースメント１９を第２フレーム９の上方部に配設することにより、第２フレーム９の前部上方部分を重点的に補強したため、自動車の衝突時に車体の前方側から衝撃荷重が作用した場合に、上記レインフォースメント１９が配設された第２フレームの前部上方部分の変形が抑制されるとともに、第２フレーム９の前部下方部分の変形が許容されることになる。したがって、衝突時の衝撃荷重に応じ、サスペンションフレーム１の略中央部に位置する上記第２フレーム９の前部において、サスペンションフレーム１を側面から見てへの字状に折曲させることにより、車体前部に配設されたエンジン（図示せず）の後退時に、その後端部を下降させることができ、自動車の衝突時に、エンジンが車室内に進入するのを確実に防止できるという利点がある。
【００２５】
さらに、上記実施形態では、図５に示すように、第２フレーム９の後端部左右に連結ブラケット１５を設け、この連結ブラケット１５によってサスペンションフレーム１の後端部左右を車体のダッシュパネルに設けられた取付ブラケット３０およびサイドシル３１に連結するように構成したため、上記サスペンションフレーム１の後端部左右を安定して車体に支持させることができる。したがって、自動車の衝突時に、上記サスペンションフレーム１を横移動させる方向にモーメント荷重が作用するのを効果的に抑制することができるとともに、上記第２フレーム９の前部を拡開変形させる方向にモーメント荷重が作用するのを効果的に抑制することにより、上記モーメント荷重に応じてサスペンションフレーム１が急変形するという事態の発生を防止できるという利点がある。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、平面から見て略ロ字状に形成されたペリメータフレームからなるサスペンションフレームを有する自動車のサスペンション装置において、上記サスペンションフレームの前半部分を中空パイプ成形部材からなる第１フレームによって構成するとともに、後半部分をプレス成形部材からなる第２フレームによって構成し、この第２フレームの前部に、車体の内方側に屈曲した屈曲部を設け、かつこの屈曲部内に、前後一対の側壁と上壁によって断面逆Ｕ字状に形成されたサスペンションアーム用の支持ブラケットを配設することにより上記第２フレームの前部を補強するとともに、第２フレームの屈曲部内に配設された上記支持ブラケットの前側の側壁から前方側であって第２フレームの上方部に、レインフォースメントを設置することにより、第２フレームの前部上方部分を重点的に補強したため、簡単な構成で衝突時の衝突エネルギーを効果的に吸収することができるとともに、所定形状のサスペンションフレームを軽量かつ安価に製造できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車のサスペンション装置の実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明に係る自動車のサスペンション装置の実施形態を示す斜視図である。
【図３】第２フレームの前部構造を示す側面図である。
【図４】レインフォースメントの設置部を示す断面図である。
【図５】第２フレームの後部構造を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１  サスペンションフレーム
２  ロアアーム（サスペンションアーム）
８  第１フレーム
９  第２フレーム
１３  屈曲部
１５  連結ブラケット
１８  支持ブラケット
１９  レインフォースメント
３０  ダッシュパネルの取付ブラケット
３１  サイドシル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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