(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のサスペンションを支持するための車両のクロスメンバ構造において、
前記クロスメンバを車両の前方に開いた略Ｕ字状に形成し、該クロスメンバの車体の幅方向に対する両側前端部に、車体内方から外方に開く斜面部を設けたことを特徴とする車両のクロスメンバ構造。
【請求項２】
前記クロスメンバは、車両の幅方向に対して略対称な形状のパイプ材からな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構造。
【請求項３】
前記クロスメンバは車両のフロントサスペンションを支持す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構造。
【請求項４】
車両の前方に開いた略Ｕ字状に形成され、前後方向に延びる腕部の先端と、該車両に設けられた自動変速機のバルブボディとが車両の前後方向に重なる位置に配設された車両のフロントサスペンションを支持するための車両のクロスメンバ構造において、
前記クロスメンバを車両の前方に開いた略Ｕ字状に形成し、該クロスメンバの端部に車体内方から外方に開く斜面部を設け、前記バルブボディが車両前方から後方に向けて移動して前記斜面部と前後方向から当接することにより、前記クロスメンバを構成する前後方向に延びる腕部がその後端部を中心に車体の幅方向に開くように変形することを特徴とする車両のクロスメンバ構造。
【請求項５】
前記クロスメンバは、車両の幅方向に対して略対称な形状のパイプ材からなることを特徴とする請求項４に記載の車両のクロスメンバ構造。
【請求項６】
前記斜面部は、該クロスメンバの車体の幅方向に対する両側前端部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の車両のクロスメンバ構造。
【請求項７】
前記斜面部が設けられた両側前端部は、その一方の前端部が自動変速機に対向する位置でその後方に設けられ、他方の前端部がエンジンに対向する位置でその後方に設けられ、車両の前突時にエンジンと自動変速機が車体後方に移動したときに、前記両側前端部の斜面部と衝突して、該斜面部がそれぞれ車体内方から外方に開くように構成されていることを特徴とする請求項１又は６に記載の車両のクロスメンバ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のサスペンションを支持するクロスメンバ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平７−３１５２４５号には、車両のサスペンションを支持するクロスメンバを車体の前方に開いたＵ字状のパイプ材で構成したものが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のクロスメンバ構造では、車両の前突時にエンジンや自動変速機に衝突荷重が作用し、クロスメンバの両側前端部がエンジン或いは自動変速機に平面で衝突したとき、クロスメンバの剛性が高いのでエンジンや自動変速機が破損したり、衝突荷重の吸収が行われにくくなってしまうという欠点がある。
【０００４】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、その目的は、車両の前突時に、クロスメンバ前方に配置された部品の破損を抑制し、衝突荷重を有効に吸収できる車両のクロスメンバ構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両のクロスメンバ構造は、以下の構造を備える。即ち、
車両のサスペンションを支持するための車両のクロスメンバ構造において、前記クロスメンバを車両の前方に開いた略Ｕ字状に形成し、該クロスメンバの車体の幅方向に対する両側前端部に、車体内方から外方に開く斜面部を設けた。
【０００６】
また、好ましくは、前記クロスメンバは、車両の幅方向に対して略対称な形状のパイプ材からなる。
【０００８】
また、好ましくは、前記クロスメンバは車両のフロントサスペンションを支持する。
【０００９】
また、本発明の車両のクロスメンバ構造は、以下の構造を備える。即ち、
車両の前方に開いた略Ｕ字状に形成され、前後方向に延びる腕部の先端と、該車両に設けられた自動変速機のバルブボディとが車両の前後方向に重なる位置に配設された車両のフロントサスペンションを支持するための車両のクロスメンバ構造において、前記クロスメンバを車両の前方に開いた略Ｕ字状に形成し、該クロスメンバの端部に車体内方から外方に開く斜面部を設け、前記バルブボディが車両前方から後方に向けて移動して前記斜面部と前後方向から当接することにより、前記クロスメンバを構成する前後方向に延びる腕部がその後端部を中心に車体の幅方向に開くように変形する。
【００１１】
また、好ましくは、前記クロスメンバは、車両の幅方向に対して略対称な形状のパイプ材からなる。
【００１２】
また、好ましくは、前記斜面部は、該クロスメンバの車体の幅方向に対する両側前端部に設けられている。
また、好ましくは、前記斜面部が設けられた両側前端部は、その一方の前端部が自動変速機に対向する位置でその後方に設けられ、他方の前端部がエンジンに対向する位置でその後方に設けられ、車両の前突時にエンジンと自動変速機が車体後方に移動したときに、前記両側前端部の斜面部と衝突して、該斜面部がそれぞれ車体内方から外方に開くように構成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図３は、本発明に係る実施形態の車両のクロスメンバ構造を示す図である。
【００１５】
図１〜図３に示すように、本実施形態の車両のクロスメンバは、車両の前方に開いた略Ｕ字状に形成され、車両の幅方向に対して略対称なパイプ材からなるクロスメンバ本体１と、このクロスメンバ本体１を車体側部材に取り付ける左右一対の取付けブラケット２及び取付けアーム部材３を有する。クロスメンバ本体１は、車幅方向に延びる横架部４と、その側端部から車体前方に延びる左右一対の延長部５と、この延長部５と横架部４との接続部となる湾曲部６とを有し、これらが丸パイプまたは角パイプ等からなるパイプ材を曲げ加工することによって一体に形成されている。
【００１６】
クロスメンバ本体１の延長部５には、フロントフレーム７からなる車体側部材にボルト止めされる取付けブラケット２が立設されるとともに、前輪用サスペンションを構成するロアアーム８の前方枢支部８ａを支持する支持ブラケット９が取り付けられている。また、クロスメンバ本体１の湾曲部６には、取付けアーム部材３が、延長部５と逆方向、つまり車体の後方に延びるように取り付けられている。
【００１７】
延長部５の一端面５ａは、自動変速機の下部に設けられたバルブボディ６０に対向する位置で、バルブボディ６０の後方に配置されている。この一端面５ａは、車体内方から外方に開く方向に傾斜するように形成されている。延長部５の他端面５ｂは、エンジンの下部に設けられたオイルパン５０に対向する位置で、オイルパン５０の後方に配置されている。この他端面５ａも、車体内方から外方に開く方向に傾斜するように形成されている。
【００１８】
図７は、延長部５の一端面５ａ及び他端面５ｂを傾斜させたことによりクロスメンバ本体１が奏する作用について説明する図である。
【００１９】
図７に示すように、車両の前突時にエンジンや自動変速機に衝突荷重が作用して車体後方に移動した場合、自動変速機のバルブボディ６０はクロスメンバ本体１の一端面５ａに衝突し、延長部５はクロスメンバ本体の曲折部６を中心に車体の幅方向の外方に開くように変形するように作用する。尚、図示を省略しているが、クロスメンバ本体１の他端面５ｂも、一端面５ａと同様に作用する。即ち、延長部５の他端面５ｂは、車両の前突時にオイルパン５０をエンジンごと車体内方に移動させ、更に、オイルパン５０が車体内方に移動されると、他端面５ｂ側の延長部５はクロスメンバ本体の曲折部６を中心に車体の幅方向の外方に開くように変形する。
【００２０】
以上のように、クロスメンバ本体１の延長部５の一端面５ａ及び他端面５ｂを傾斜させたことにより、車両の前突時にクロスメンバの前方に配置された自動変速機やエンジンの破損を抑制し衝突荷重を有効に吸収できる。
【００２１】
取付けアーム部材３は、図４〜図６に示すように、プレス成形品からなる上部パネル１０と下部パネル１１とによって構成され、その間には車体の前後方向に作用する荷重を支持するガセット１２が配設されている。上部パネル１０及び下部パネル１１は、その壁画部が上下に所定間隔を置いて相対向して設置され、その外周部に設けられたフランジ部が互いに溶接されて接合されるとともに、前面内方部が湾曲部６の後部に外嵌されて溶接されることにより固着されている。
【００２２】
ガセット１２は、車体の前後方向に延びる基板１３と、その内側辺部及び後端部から上方に突設されたリブ１４、１５とからなり、基板１３が下部パネル１１の上面に溶接されて接合されるとともに、基板１３の前面部及びリブ１４、１５の上端部が上部パネル１０の裏面に溶接されて接合されることにより、この上部パネル１０及び下部パネル１１がガセット１２を介して互いに連結されている。
【００２３】
基板１３の前部は、先窄まりの三角形状に形成され、その外側辺部及び内側辺部が、取付けアーム部材３の上部パネル１０と下部パネル１１との接合部及びクロスメンバ本体１の湾曲部６の後面に沿って設置されることにより、この湾曲部６と取付けアーム部材３との接続部の近傍に、基板１３の前部が配設されている。
【００２４】
ガセット１２の基板１３上には、ロアアーム８の後方枢支部８ｂを取付けアーム部３に連結する連結ボルト１６用のナット１７が溶接されている。そして、取付けアーム部材３の下部パネル１１には、ロアアーム８の後方枢支部８ｂの下面部を支持するロアアームブラケット１８の取付け部となるナット１９及びスペーサ２０が、ナット１７が設けられたロアアーム８の連結部の左右両側方に取り付けられるとともに、その後方側に車体側部材に対する取付け部となるスペーサ２１，２２がそれぞれ取り付けられている。
【００２５】
そして、スペーサ２１，２２を挿通するように設置される取付けボルト２３，２４によってロアアームブラケット１８が取付けアーム部材３の下面に取り付けられ、このロアアームブラケット１８の上面と、ガセット１２の下面との間に、ロアアーム８の後方枢支部８ｂが配置された状態で、この後方枢支部８ｂが連結ボルト１６により枢支されるようになっている。
【００２６】
また、スペーサ２２を挿通するように設置された取付けボルト２５が、フロントフレーム７の後方に連設された連結フレーム２６の取付け孔に挿入されてナット２７に螺着されるとともに、スペーサ２１を挿通するように設置された取付けボルト２８が、連結フレーム２６に取り付けられた連結ブラケット２９の取付け孔に挿入されてナット３０に螺着されることにより、連結フレーム２６及び連結ブラケット２９からなる車体側部材に取付けアーム部材３が取り付けられるように構成されている。
【００２７】
なお、スペーサ２０を挿通した取付けボルト２４が、連結ブラケット２６上に設置されナット３１に螺着されることにより、取付けボルト２４によっても取付けアーム部材３が車体側部材に取り付けられている。また、スペーサ２１を挿通する取付けボルト２８によってもロアアームブラケット１８が取付けアーム部材３の下面に取り付けられるようになっている。
【００２８】
ロアアームブラケット１８の下面には、連結ボルト１６を保護する保護部材３２が設置されている。この保護部材３２は、連結ボルト１６の軸部が挿通される挿通孔を有する円板状の基板３３と、この基板３３の外周部から下方に突設された鍔部３４とからなり、この鍔部３４によって連結ボルト１６の頭部１６ａを囲繞して保護するように構成されている。また、取付けアーム部材３の上面には、図示を省略したトーションバーの取付け部となる取付け孔３５が設けられている（図１及び図３参照）。さらに、クロスメンバ本体１の横架部４には、図示を省略したエンジンのマウントブラケットが取り付けられるようになっている。
【００２９】
構成において、車両の衝突時には、車幅方向に延びるパイプ材からなる横架部４及びその側端部に連接されて車体の前後方向に延びる左右一対の延長部５を有するクロスメンバ本体１を後方に押圧する衝突荷重が、フロントサイドフレーム７から取付けブラケット２を介してクロスメンバ本体１の延長部５に入力されるとともに、エンジンからマウントブラケットを介して横架部４等に入力されることになる。
【００３０】
そして、クロスメンバ本体１は、座屈強度及び曲げ強度が大きいパイプ材によって形成されているため、衝突荷重が作用した場合においても、大きな塑性変化を生じることがなく、クロスメンバ本体１の湾曲部６に取り付けられた取付けアーム部材３に衝突荷重が集中的に作用することになるが、取付けアーム部材３には、車体の前後方向に作用する荷重を支持するガセット１２が設けられているため、衝突荷重に応じて取付けアーム部材３が塑性変形するのをガセット１２によって効果的に抑制することができる。
【００３１】
したがって、車両の衝突時に、クロスメンバ本体１に入力された衝突荷重を、取付けアーム部材３を介して連結フレーム２６及び連結ブラケット２９からなる車体側部材に伝達して支持することができるとともに、連結フレーム２６またはこれに連続するフロアフレーム等に設けられたビード部からなる衝撃吸収部を塑性変形させることにより、衝突荷重を効果的に吸収することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、プレス成形品等からなる上部パネル１０と、下部パネル１１とによって取付けアーム部材３を構成したため、この取付けアーム部材３の構造を簡略化してその重量を軽量化することができる。そして、取付けアーム部材３の上部パネル１０と下部パネル１１との間にガセット１２を配設し、このガセット１２を上部パネル１０及び下部パネル１１にそれぞれ接合することにより、ガセット１２を介して両パネル１０、１１を互いに連結したため、衝突荷重に応じて上部パネル１０と下部パネル１１との接合部が剥離するように変形するのをガセット１２によって効果的に防止することができる。
【００３３】
このため上部パネル１０と、下部パネル１１とによって取付けアーム部材３を構成することにより、その構造を簡略化して軽量化を図るように構成したにも拘らず、取付けアーム部材３の変形を効果的に抑制することができ、これによって車両の衝突時に作用する衝突荷重を、取付けアーム部材３から車体側部材に伝達して支持することができる。
【００３４】
さらに本実施形態では、車体の前後方向に延びる延長部５の軸線方向に沿ってガセット１２を設置したため、車両の衝突時に取付けアーム部材３の前後方向に作用する衝突荷重をガセット１２により安定して支持し、取付けアーム部材３の変形を効果的に抑制することができる。
【００３５】
特に、本実施形態に示すように、車体の前後方向に延びるリブ１４をガセット１２に突設した場合には、ガセット１２の重量をそれ程増大させること無く、ガセット１２が有する荷重支持力を、簡単な構成で効果的に増強することができるため、衝突荷重に応じて取付けアーム部材３が変形するのを、より効果的に抑制することができる。
【００３６】
さらに、本実施形態に示すように、ガセット１２の前部を先窄まりの三角形状に形成し、クロスメンバ本体１の湾曲部６と、取付けアーム部材３との接合部の近傍に、ガセット１２の前部を配設するように構成した場合には、衝突荷重に応じて上部パネル１０と下部パネル１１との剥離が生じ易い湾曲部６と取付けアーム部材３との接合部の近傍を、ガセット１２の前部によって補強することにより、剥離の発生及び伝播を防止して取付けアーム部材３の変形を効果的に抑制することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、取付けアーム部材３に取り付けられたガセット１２の設置部に、ロアアーム８の取付け部となるナット１７を固着し、このナット１７が設置されたロアアーム８の連結部をガセット１２によって補強するように構成したため、ロアアーム８の支持剛性が効果的に向上し、サスペンションからロアアーム８を介して取付けアーム部材３に入力される振動荷重等を安定して支持することができる。
【００３８】
そして、本実施形態に示すように、ナット１７からなるロアアーム取付け部が設置されたガセット１２の両側方に、車体側部材に対する取付け部となるスペーサ２１，２２を配設し、このスペーサ２１，２２を挿通する取付けボルト２８，３５によって取付けアーム部材３を車体側部材に取り付けるように構成したため、この取付けアーム部材３に設けられた車体側部材に対する取付け部をガセット１２によって効果的に補強できるとともに、ロアアーム８から取付けアーム部材３に入力された荷重を車体側部材に伝達することにより、安定して支持できるという利点がある。
【００３９】
また、本実施形態に示すように、取付けアーム部材３の下面に、サスペンションのロアアーム８を取りつけるように構成した場合には、サスペンションの修理時等に、取付けアーム部材３を車体から取り外すことなく、ロアアーム８を取付けアーム部材３から取り外すことができ、サスペンションの修理作業等を容易に行うことができる。
【００４０】
さらに、実施形態では、取付けアーム部材３に設けられたガセット１２の設置部に、ロアアーム８の連結ボルト１６が螺着されるナット１７を取り付けるとともに、その両側方にロアアーム８の下面部を支持するロアアームブラケット１８の取付け部となるナット１９及びスペーサ２０を設けたため、ロアアーム８の後方枢支部８ａを、ガセット１２とロアアームブラケット１８とにより安定して支持することができるとともに、ロアアーム８の取付け作業を容易に行うことができる。
【００４１】
また、本実施形態に示すように、ロアアームブラケット１８の下面に、ロアアーム８の連結ボルト１６を保護する保護部材３２を設け、この保護部材３２の鍔部３４によって連結ボルト１６の頭部１６ａを囲繞するように構成した場合には、車両の走行時に車体がバウンスした場合等に、連結ボルト１６の頭部１６ａが路面に当接して損傷したり、連結ボルト１６が傾斜状態となったりすること等を効果的に防止することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、車両の衝突時に塑性変形することによって衝突荷重を吸収する荷重吸収部が設けられた連結フレーム２６からなる車体フレームの設置部に、取付けアーム部材３を取りつけるように構成したため、クロスメンバ本体１から取付けアーム部材３を介して車体フレームに伝達された衝突荷重に応じて荷重吸収部を塑性変形させることにより、衝突時に作用する衝突荷重を効率よく吸収することができる。
【００４３】
なお、取付けアーム部材３をプレス成形品等からなる一枚の板材によって形成した構造としてもよい。また、本発明に係る車両のクロスメンバ構造は、前部車体に取り付けられて前輪用サスペンションを支持する部分に限定されることなく、後部車体に取り付けられて後輪用サスペンションを支持する部分にも適用可能である。
【００４４】
本発明はその趣旨を逸脱することなく種々に変形が可能である。
【００４５】
例えば、エンジンや自動変速機のレイアウトに応じて、延長部５の一端部５ａ或いは他端部５ｂのいずれか一方を傾斜するように形成してもよい。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クロスメンバを車両の前方に開いた略Ｕ字状に形成し、クロスメンバの車体の幅方向に対する両側前端部に、車体内方から外方に開く斜面部を設けたことにより、車両の前突時に、斜面部の前方に配置された部品の破損を抑制し、衝突荷重を有効に吸収できる。
【００４６】
また、クロスメンバは、車両の幅方向に対して略対称な形状のパイプ材からなることにより、前突時の衝突荷重を左右均等に吸収できる。
【００４８】
また、本発明によれば、クロスメンバを車両の前方に開いた略Ｕ字状に形成し、クロスメンバの端部に車体内方から外方に開く斜面部を設けたことにより、車両前突時にバルブボディの破損を防止できる。
【００４９】
また、バルブボディが車両前方から後方に向けて移動して斜面部と前後方向から当接することにより、クロスメンバを構成する前後方向に延びる腕部がその後端部を中心に車体の幅方向に開くように変形することにより、バルブボディの破損を抑えつつ、前突時の衝突荷重を有効に吸収できる。
【００５０】
また、クロスメンバは、車両の幅方向に対して略対称な形状のパイプ材からなることにより、前突時の衝突荷重を左右均等に吸収できる。
【００５１】
また、斜面部は、クロスメンバの車体の幅方向に対する両側前端部に設けられていることにより、その斜面部の前方に配置されたエンジン等の部品の破損を抑制できる。
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態の車両のクロスメンバ構造を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の車両のクロスメンバ構造の右側部分を車体後方から見た図である。
【図４】取付けアーム部材の右側部分を示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図４のＣ−Ｃ断面図である。
【図７】本実施形態の車両のクロスメンバ構造の作用を説明する図である。
【符号の説明】
１…クロスメンバ本体
３…取付けアーム部材
４…横架部
５…延長部
５ａ…一端部
５ｂ…他端部
６…湾曲部
５０…エンジンのオイルパン
６０…自動変速機のバルブボディ
【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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【図６】
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【図７】
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