(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ材からなるクロスメンバ本体と、
車体側部材に対する取付け部が設けられた取付けアーム部材とを有し、
上記クロスメンバ本体の車幅方向の両端部に上記取付けアーム部材がそれぞれ取り付けられるとともに、この取付けアーム部材を介して上記クロスメンバ本体が車体側部材に取り付けられてなる車両用クロスメンバ構造において、
上記クロスメンバ本体は、車幅方向に延びる横架部と、この横架部の側端部から車体の前後方向に延びる左右一対の延長部と、この延長部と上記横架部との接続部となる湾曲部とを有し、これらがパイプ材により一体に形成され、
上記取付けアーム部材は、上部パネルと下部パネルとにより一体に形成されて、この上部パネルおよび下部パネルが上記湾曲部に外嵌されて固着され、
上記上部パネルと下部パネルとの間には、これら両パネルに接合され、かつ上記延長部の軸線方向である車体の前後方向に延びるガセットが配置されるとともに、
このガセットの前部が上記取付けアーム部材の上部パネルと下部パネルとの接合部および上記クロスメンバ本体の湾曲部の後面に沿って設置されることにより、この湾曲部と上部パネルおよび下部パネルとの固着部分の近傍に上記ガセットの前部が配設されたことを特徴とする車両用クロスメンバ構造。
【請求項２】
請求項１記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材に取り付けられたガセットに、車体の前後方向に延びるリブを突設したことを特徴とする車両用クロスメンバ構造。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材に取り付けられたガセットの設置部に、サスペンションのロアアームが連結されるロアアームの連結部を配設したことを特徴とする車両用クロスメンバ構造。
【請求項４】
請求項３記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材に設けられたロアアームの連結部の両側方に、車体側部材に対する取付け部を配設したことを特徴とする車両用クロスメンバ構造。
【請求項５】
請求項１に記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材の下面に、サスペンションのロアアームを取り付けるように構成したことを特徴とする車両用クロスメンバ構造。
【請求項６】
請求項５記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材に設けられたガセットの設置部に、ロアアームの連結ボルトが螺着されるナットを取り付けるとともに、その両側方にロアアームの下面部を支持するロアアームブラケットの取付け部を配設したことを特徴とする車両用クロスメンバ構造。
【請求項７】
請求項５または６記載の車両用クロスメンバ構造において、ロアアームブラケットの下面に、ロアアームの連結ボルトを保護する保護部材を設けたことを特徴とする車両用クロスメンバ構造。
【請求項８】
請求項１に記載の車両用クロスメンバ構造において、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車体フレームの設置部に、取付けアーム部材を取り付けるように構成したことを特徴とする車両用クロスメンバ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプ材からなるクロスメンバ本体を備えた車両用クロスメンバ構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば実開平６−５１０６５号公報に示されるように、断面円形のパイプを所定長さに切断した後に、ベント曲げによって円弧状に湾曲させることにより、車両の車幅方向に延びるクロスメンバ本体を形成し、このクロスメンバ本体に取り付けられたアッパプレス品とロアプレス品とからなる左右一対のプレスもなかを介して上記クロスメンバ本体を車体に取り付けるように構成されたサスペンションメンバが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記クロスメンバ本体は、パイプ材を曲げ成形することにより形成され、軽量で座屈強度および曲げ強度が大きいという性質を有しているので、車両の衝突時に上記クロスメンバ本体が後方に押圧された場合に、上記パイプ材に大きな変形を生じることがなく、車体に対する取付け部となるプレスもなかに衝突荷重が集中的に作用することにより、上記プレスもなかを構成するアッパプレス品とロアプレス品との接合部が剥離するように変形し易い構造となっていた。このため、車両の衝突時に、上記クロスメンバ本体に入力された衝突荷重を、車体のフロアフレーム等に設けられた衝撃吸収部に伝達することができず、この衝撃吸収部を塑性変形させることによる衝撃吸収作用を十分に得られないという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑み、車両の衝突時に、クロスメンバ本体に入力された衝突荷重を車体側部材に効果的に伝達することができる車両用クロスメンバ構造を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、パイプ材からなるクロスメンバ本体と、車体側部材に対する取付け部が設けられた取付けアーム部材とを有し、上記クロスメンバ本体の車幅方向の両端部に上記取付けアーム部材がそれぞれ取り付けられるとともに、この取付けアーム部材を介して上記クロスメンバ本体が車体側部材に取り付けられてなる車両用クロスメンバ構造において、上記クロスメンバ本体は、車幅方向に延びる横架部と、この横架部の側端部から車体の前後方向に延びる左右一対の延長部と、この延長部と上記横架部との接続部となる湾曲部とを有し、これらがパイプ材により一体に形成され、上記取付けアーム部材は、上部パネルと下部パネルとにより一体に形成されて、この上部パネルおよび下部パネルが上記湾曲部に外嵌されて固着され、上記上部パネルと下部パネルとの間には、これら両パネルに接合され、かつ上記延長部の軸線方向である車体の前後方向に延びるガセットが配置されるとともに、このガセットの前部が上記取付けアーム部材の上部パネルと下部パネルとの接合部および上記クロスメンバ本体の湾曲部の後面に沿って設置されることにより、この湾曲部と上部パネルおよび下部パネルとの固着部分の近傍に上記ガセットの前部が配設されたものである。
【０００６】
上記構成によれば、車両の衝突時にクロスメンバ本体から上記取付けアーム部材に入力された衝突荷重が、車体側部材に伝達されるようになるが、この取付けアーム部材とともにガセットにより上記衝突荷重が安定して支持される。また、上記取付けアーム部材を構成する上部パネルと下部パネルとがガセットによって一体に連結されることにより、車両の衝突時に作用する衝突荷重に応じて上記上部パネルと下部パネルとが剥離することが効果的に防止されるとともに、車両の衝突時に取付けアーム部材の前後方向に作用する衝突荷重がガセットにより安定して支持されることになる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、上記請求項１記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材に取り付けられたガセットに、車体の前後方向に延びるリブを突設したものである。
【０００８】
上記構成によれば、ガセットの重量をそれ程増大させることなく、ガセットの荷重支持力が効果的に増強され、車両の衝突時に取付けアーム部材の前後方向に作用する衝突荷重が、より安定して支持されることになる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、上記請求項１に記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材に取り付けられたガセットの設置部に、サスペンションのロアアームが連結されるロアアームの連結部を配設したものである。
【００１０】
上記構成によれば、取付けアーム部材に取り付けられた上記ガセットによってロアアームの連結部が効果的に補強され、サスペンションからロアアームを介して上記取付けアーム部材に入力される振動荷重等が安定して支持されることになる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、上記請求項３記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材に設けられたロアアームの連結部の両側方に、車体側部材に対する取付け部を配設したものである。
【００１２】
上記構成によれば、ロアアームの連結部が上記ガセットによって補強されることにより、ロアアームの支持剛性が向上するとともに、サスペンションからロアアームを介して上記取付けアーム部材に入力される振動荷重等が車体側に伝達されて効果的に支持される。また、上記ガセットの両側方において取付けアーム部材は車体側部材に取り付けられるので、車両の衝突時に取付けアーム部材およびガセットに入力された衝突荷重が車体側に効果的に伝達されることになる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、上記請求項１に記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材の下面に、サスペンションのロアアームを取り付けるように構成したものである。
【００１４】
上記構成によれば、サスペンションの修理時等に、上記クロスメンバ本体および取付けアーム部材を車体側部材から取り外すことなく、ロアアームを取付けアーム部材から取り外すことが可能となる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、上記請求項５記載の車両用クロスメンバ構造において、取付けアーム部材に設けられたガセットの設置部に、ロアアームの連結ボルトが螺着されるナットを取り付けるとともに、その両側方にロアアームの下面部を支持するロアアームブラケットの取付け部を配設したものである。
【００１６】
上記構成によれば、上記ガセットとロアアームブラケットとの間にロアアームの枢支部が配設された状態で安定して支持されるとともに、ロアアームの取付け作業が容易に行われることになる。
【００１７】
請求項７に係る発明は、上記請求項５または６記載の車両用クロスメンバ構造において、ロアアームブラケットの下面に、ロアアームの連結ボルトを保護する保護部材を設けたものである。
【００１８】
上記構成によれば、車両の走行時に車体がバウンスした場合等に、上記取付けボルトの頭部が路面に当接して連結ボルトが損傷したり、ロアアームの連結ボルトが傾斜状態となったりすること等が効果的に防止されることになる。
【００１９】
請求項８に係る発明は、上記請求項１に記載の車両用クロスメンバ構造において、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車体フレームの設置部に、取付けアーム部材を取り付けるように構成したものである。
【００２０】
上記構成によれば、クロスメンバ本体から取付けアーム部材を介して車体フレームに伝達された衝突荷重に応じ、上記荷重吸収部が塑性変形することにより、衝突時に車体に作用する衝突荷重が効果的に吸収されることになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明に係る車両用クロスメンバ構造の実施形態を示している。この車両用クロスメンバは、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および取付けアーム部材３とを有している。上記クロスメンバ本体１は、車幅方向に延びる横架部４と、その側端部から車体の前方側に延びる左右一対の延長部５と、この延長部５と上記横架部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。
【００２２】
そして、上記クロスメンバ本体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、上記取付けアーム部材３が、延長部５と逆方向、つまり車体の後方側に延びるように取り付けられている。
【００２３】
上記取付けアーム部材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。上記上部パネル１０および下部パネル１１は、その壁面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、前面内方部が上記湾曲部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。
【００２４】
上記ガセット１２は、車体の前後方向に延びる基板１３と、その内側辺部および後端部から上方に突設されたリブ１４，１５とからなり、上記基板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、上記基板１３の前面部およびリブ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および上記下部パネル１１がガセット１２を介して互いに連結されている。
【００２５】
上記基板１３の前部は、先窄まりの三角形状に形成され、その外側辺部および内側辺部が、取付けアーム部材３の上部パネル１０と下部パネル１１との接合部および上記クロスメンバ本体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と上記取付けアーム部材３との接続部の近傍に、上記基板１３の前部が配設されている。
【００２６】
上記ガセット１２の基板１３上には、ロアアーム８の後方枢支部８ｂを取付けアーム部材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、上記取付けアーム部材３の下部パネル１１には、上記ロアアーム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およびスペーサ２０が、上記ナット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。
【００２７】
そして、上記スペーサ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、上記ガセット１２の下面との間に、ロアアーム８の後方枢支部８ｂが配設された状態で、この後方枢支部８ｂが上記連結ボルト１６により枢支されるようになっている。
【００２８】
また、上記スペーサ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、上記スペーサ２１を挿通するように設置された取付けボルト２８が、上記連結フレーム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、上記連結フレーム２６および連結ブラケット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。
【００２９】
なお、上記スペーサ２０を挿通した取付けボルト２４が、連結フレーム２６上に設置されたナット３１に螺着されることにより、上記取付けボルト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、上記スペーサ２１を挿通する取付けボルト２８によっても上記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。
【００３０】
上記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によって上記連結ボルト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、上記取付けアーム部材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および図３参照）。さらに、上記クロスメンバ本体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。
【００３１】
上記構成において、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およびその側端部に連設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、上記フロントフレーム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上記横架部４等に入力されることになる。
【００３２】
そして、上記クロスメンバ本体１は、座屈強度およ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、上記衝突荷重が作用した場合においても、大きな塑性変形を生じることがなく、クロスメンバ本体１の湾曲部６に取り付けられた上記取付けアーム部材３に衝突荷重が集中的に作用することになるが、上記取付けアーム部材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、上記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上記ガセット１２によって効果的に抑制することができる。
【００３３】
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、上記取付けアーム部材３を介して連結フレーム２６および連結ブラケット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、上記連結フレーム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、上記衝突荷重を効果的に吸収することができる。
【００３４】
また、上記のようにプレス成形品等からなる上部パネル１０と、下部パネル１１とによって上記取付けアーム部材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、上記取付けアーム部材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を上記上部パネル１０および下部パネル１１にそれぞれ接合することにより、上記ガセット１２を介して両パネル１０，１１を互いに連結したため、上記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上記ガセット１２によって効果的に防止することができる。
【００３５】
このため上記上部パネル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、上記取付けアーム部材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、上記取付けアーム部材３から車体側部材に伝達して支持することができる。
【００３６】
さらに上記のように車体の前後方向に延びる上記延長部５の軸線方向に沿って上記ガセット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、上記取付けアーム部材３の変形を効果的に抑制することができる。
【００３７】
特に、上記実施形態に示すように、車体の前後方向に延びるリブ１４を上記ガセット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なく、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、上記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。
【００３８】
さらに、上記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、上記クロスメンバ本体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、上記ガセット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上記湾曲部６と取付けアーム部材３との接合部の近傍を、上記ガセット１２の前部によって補強することにより、上記剥離の発生および伝播を防止して上記取付けアーム部材３の変形を効果的に抑制することができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、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、上記ロアアーム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の連結部を上記ガセット１２によって補強するように構成したため、上記ロアアーム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を介して上記取付けアーム部材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。
【００４０】
そして、上記実施形態に示すように、上記ナット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２８，２５によって上記取付けアーム部材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上記ガセット１２によって効果的に補強できるとともに、上記ロアアーム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。
【００４１】
また、上記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を取り付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、上記取付けアーム部材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。
【００４２】
さらに、上記実施形態では、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およびスペーサ２０を設けたため、上記ロアアーム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。
【００４３】
また、上記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によって上記連結ボルト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。
【００４４】
また、上記実施形態では、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を取り付けるように構成したため、上記クロスメンバ本体１から取付けアーム部材３を介して上記車体フレームに伝達された衝突荷重に応じて上記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。
【００４５】
なお、本発明に係る車両用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。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、パイプ材からなるクロスメンバ本体と、車体側部材に対する取付け部が設けられた取付けアーム部材とを有し、上記クロスメンバ本体の車幅方向の両端部に上記取付けアーム部材がそれぞれ取り付けられるとともに、この取付けアーム部材を介して上記クロスメンバ本体が車体側部材に取り付けられてなる車両用クロスメンバ構造において、上記クロスメンバ本体は、車幅方向に延びる横架部と、この横架部の側端部から車体の前後方向に延びる左右一対の延長部と、この延長部と上記横架部との接続部となる湾曲部とを有し、これらがパイプ材により一体に形成され、上記取付けアーム部材は、上部パネルと下部パネルとにより一体に形成されて、この上部パネルおよび下部パネルが上記湾曲部に外嵌されて固着され、上記上部パネルと下部パネルとの間には、これら両パネルに接合され、かつ上記延長部の軸線方向である車体の前後方向に延びるガセットが配置されるとともに、このガセットの前部が上記取付けアーム部材の上部パネルと下部パネルとの接合部および上記クロスメンバ本体の湾曲部の後面に沿って設置されることにより、この湾曲部と上部パネルおよび下部パネルとの固着部分の近傍に上記ガセットの前部が配設された構成としため、車両の衝突時に作用する衝突荷重によって上記取付けアーム部材が塑性変形するのを防止し、クロスメンバ本体に入力された衝突荷重を車体側部材に伝達して効果的に支持することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る車両用クロスメンバ構造の実施形態を示す平面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】  上記車両用クロスメンバ構造の右側部分を示す背面図である。
【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線断面図である。
【図６】  図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【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
６  湾曲部（接続部）
８  ロアアーム
１０  上部パネル
１１  下部パネル
１２  ガセット
１４  リブ
１６  ロアアームの連結ボルト
１７  ナット（ロアアーム取付け部）
１８  ロアアームブラケット
１９  ナット（車体側部材に対する取付け部）
２０  スペーサ（車体側部材に対する取付け部）
２１，２７  スペーサ（ロアアームブラケットの取付け部）
２６  連結フレーム（車体フレーム）
【図１】
0003924835.tif 000002
【図２】
0003924835.tif 000003
【図３】
0003924835.tif 000004
【図４】
0003924835.tif 000005
【図５】
0003924835.tif 000006
【図６】
0003924835.tif 000007