(57)【要約】【課題】本発明は、ステアリングギヤボックスを活用した簡単な構造で、干渉回避用凹部が有る部位の補強が十分に行えるサスペンションクロスメンバ構造を提供する。【解決手段】本発明は、アッパパネル３とロアパネル５を接合し、外側へ突き出る延設部２ａを有し、下面部に凹部７を有するクロスメンバ１と、ハウジング部２７が凹部を跨るよう延設部間に配置されたステアリングギヤボックス２１と、ハウジング部２７の凹部を跨る両側を延設部に固定する端側固定部３１、中央を延設部間に固定する中央側固定部３３とを備えるクロスメンバ構造で、クロスメンバは、ハウジング部と隣り合う膨出部８ａを有し、中央側固定部は、膨出部のハウジング部と向き合う壁部に設けた開口部４７と、ハウジング部から開口部に差し込まれ膨出部のアッパパネルとロアパネル間を埋める差込部４１と、膨出部のアッパパネルとロアパネル間を締結する連結部４４，５１を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アッパパネルの縁部とロアパネルの縁部とを閉断面に接合して構成され、車幅方向両側に車両前方斜め外側へ突き出る延設部を有し、下面部に前記延設部間の下面部分の一部を車両前後方向に渡り凹ませた干渉回避用の凹部を有するサスペンションクロスメンバと、
車幅方向に延びるハウジング部が前記凹部を跨るよう前記延設部間に配置され、当該ハウジング部を介して、操舵入力をタイヤ側へ伝えるステアリングギヤボックスと、
前記ステアリングギヤボックスのハウジング部の前記凹部を跨る両端側をそれぞれ前記延設部に固定する端側固定部、前記ステアリングギヤボックスのハウジング部の中央側を前記凹部に固定する中央側固定部と
を備えるサスペンションクロスメンバ構造であって、
前記サスペンションクロスメンバは、前記凹部の有る上面部に、前記ハウジング部と隣り合う位置から前記アッパパネルが前記ロアパネルから離れる方向に膨出された膨出部を有し、
前記中央側固定部は、
前記膨出部の前記ハウジング部と向き合う壁部に設けられた開口部と、
前記ハウジング部から前記開口部へ突き出し、前記開口部に差し込まれて前記膨出部のアッパパネルとロアパネルとの間を埋めるように介在される差込部と、
前記差込部を挟んで前記膨出部のアッパパネルとロアパネルとの間を締結する連結部と
を有することを特徴とするサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項２】
前記ハウジング部は、筒形のハウジング内に軸部材を摺動可能に収めて構成され、
前記差込部は、前記ハウジングの一部を平板状に突出させて構成される
ことを特徴とする請求項１に記載のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項３】
前記端側固定部は、
前記ハウジング部の端側から前記差込部とは反対側に突き出して設けられ、前記延設部に配置される支持座と、
前記支持座が配置される前記延設部のアッパパネルとロアパネルとの間を埋めるように設けられた固定部材と、
前記支持座と前記固定部材とを締結する固定具と
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサスペンションクロスメンバ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングギヤが組み付くサスペンションクロスメンバで構成されるサスペンションクロスメンバ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車（車両）では、フロントサスペンションの取付精度の確保や、フロントサスペンションの支持剛性の確保ため、サスペンションクロスメンバ（以下、単にクロスメンバという）が、車体のフロント下部、具体的にはパワーユニット（エンジンなどから構成）と隣接した位置に設けられる。クロスメンバには、パネル構造、例えばアッパパネルとロアパネルといった二枚のパネル部材を接合して、パネル間を閉断面とし、車幅方向両側にロアアーム（サスペンションメンバ）などを組み付けるため車両前方斜め外側へ突き出る延設部を有した箱形の構造がある。このクロスメンバの上面部に、操舵入力をタイヤ側へ伝えるステアリングギヤボックスが組み付けられる。
【０００３】
ところで、４ＷＤ車などに据え付けられるクロスメンバには、パワーユニット（トランスファ）から車両後方向へ延びるプロペラシャフトや、パワーユニット（エンジン）から車両後方向へ延びる排気管などの干渉を避けるために、クロスメンバの下面部の一部に凹部、具体的には延設部間の下面部分を凹ませた干渉回避用の凹部を形成した、鞍形をしたクロスメンバが用いられる。
【０００４】
クロスメンバは、ロアアームからの入力が上下方向から繰り返し加わるなど、各部から荷重が入力されるため、これらに耐え得る剛性・強度が求められる。特にクロスメンバの車両前部は、タイヤからの荷重を直接的に受けるため、これに耐える剛性・強度が求められる。
ところが、上記のように干渉回避用凹部を有するクロスメンバは、干渉回避用凹部の有る部位における上下方向断面が最小となるので、その影響でクロスメンバ全体の剛性・強度が低下する難点がある。
【０００５】
そこで、従来、クロスメンバでは、引用文献１、２に開示されているようにステアリングギヤボックスのハウジング部を、クロスメンバの凹部を跨るように配置して、同ハウジング部の両端側を各延設部の上面に固定し、ハウジング部の中央を延設部間のクロスメンバ部分の上面に固定して、クロスメンバ全体の剛性を高めることが行われている（補強）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８９１３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−  ６４６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
こうしたステアリングギヤボックスのハウジング部を用いた補強構造は、ハウジング部の中央での支持剛性により、凹部に十分な剛性・強度がもたらせるかが重要である。
ところが、引用文献１、２のようにアルミ合金などダイカストの一部品でクロスメンバが構成される場合、確かにハウジング部の中央をクロスメンバ上面に固定するだけで高い支持剛性が確保されるため、クロスメンバの凹部が十分に補強されるものの、アッパパネルとロアパネルとを接合した閉断面のパネル構造のクロスメンバの場合、ロッド部の中央をクロスメンバの上面に固定しただけでは、支持剛性がパネル部材に依存されるため、支持剛性に乏しく干渉用凹部の剛性・強度の向上には至らない。このため、ハウジング部の中央を固定しても、クロスメンバの剛性・強度を十分に高めることは難しい。
【０００８】
そのため、パネル製のクロスメンバは、他の手段、例えば補強部材を併用して、干渉用凹部の剛性・強度を高めることが行われるが、これでは補強構造がクロスメンバを複雑にするだけである。
そこで、本発明の目的は、ステアリングギヤボックスを活用した簡単な構造で、サスペンションクロスメンバの干渉回避用凹部が有る部位の補強が十分に行えるサスペンションクロスメンバ構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様は、アッパパネルの縁部とロアパネルの縁部とを閉断面に接合して構成され、車幅方向両側に車両前方斜め外側へ突き出る延設部を有し、下面部に延設部間の下面部分の一部を車両前後方向に渡り凹ませた干渉回避用の凹部を有するサスペンションクロスメンバと、車幅方向に延びるハウジング部が凹部を跨るよう延設部間に配置され、当該ハウジング部を介して、操舵入力をタイヤ側へ伝えるステアリングギヤボックスと、ステアリングギヤボックスのハウジング部の凹部を跨る両端側をそれぞれ延設部に固定する端側固定部、ステアリングギヤボックスのロッド部の中央側を凹部に固定する中央側固定部とを備えるサスペンションクロスメンバ構造であって、サスペンションクロスメンバは、凹部の有る上面部に、ハウジング部と隣り合う位置からアッパパネルがロアパネルから離れる方向に膨出された膨出部を有し、中央側固定部は、膨出部のハウジング部と向き合う壁部に設けられた開口部と、ハウジング部から開口部へ突き出し、開口部に差し込まれて膨出部のアッパパネルとロアパネルとの間を埋めるように介在される差込部と、差込部を挟んで膨出部のアッパパネルとロアパネルとの間を締結する連結部とを有するものとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ステアリングギヤボックスのハウジング部中央と、剛性・強度に難のある干渉回避用の凹部とは、ハウジング部から突き出た差込部が、隣接した位置に有る膨出部内に差し込まれて干渉回避用凹部におけるアッパパネルとロアパネルとの間隙を埋め、差込部と各パネルとが締結されることにより固定される。このため、各パネルは、差込部を挟んだまま締結されることで一体となり、この一体物とハウジング部とが固定されるので、同固定部（中央側固定部）の支持剛性は中実部材の如く高められ、凹部における同固定部の剛性・強度は高められる（補強）。
【００１１】
それ故、ステアリングギヤボックスを活用した簡単な構造で、干渉回避用凹部が有る部位の剛性・強度を高めることができ、サスペンションクロスメンバ全体の剛性・強度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る態様となるサスペンションクロスメンバ構造を示す斜視図。
【図２】ステアリングギヤボックスを取り外したサスペンションクロスメンバ構造を示す分解斜視図。
【図３】ステアリングギヤボックスのハウジング部中央をサスペンションクロスメンバに固定する構造を説明するための斜視図。
【図４】図１中のＡ‐Ａ線に沿うハウジング部中央の固定構造の断面図。
【図５】（ａ）は図１中のＢ‐Ｂ線に沿うハウジング部両側の固定構造を示す断面図、（ｂ）は同固定構造を分解した断面図。
【図６】図１に示すサスペンションクロスメンバ構造の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図１から図６に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１はサスペンションクロスメンバ構造が示され、図２はステアリングギヤボックスを外した状態が示され、図３〜図６は同サスペンションクロスメンバ構造の各部をそれぞれ示している。図１中の矢印Ｆは車両前側を示し、矢印Ｒは車両後側を示す。
図１および図２を参照してサスペンションクロスメンバ構造を説明すると、図中１はサスペンションクロスメンバ（以下、単にクロスメンバという）、２１は同クロスメンバ１に組み付くステアリングギヤボックスを示している。
【００１４】
クロスメンバ１は、図示はしないが車体のフロント下部に車幅方向に渡り配置される部品である。このクロスメンバ１は、上下でパネル部材を閉断面になるよう組み合わせたパネル製の箱部品で構成され、車幅方向両側部が車両前後方向に二股に分かれている。
このクロスメンバ１は、例えば、車幅方向両側が前後Ｖ形に分かれたハット形断面をもつアッパパネル３の前後縁部（車両前後方向）と、同様に車幅方向両側が前後Ｖ形に分かれた逆ハット形断面をもつロアパネル５の前後縁部（車両前後方向）とを接合（例えば溶接）して、扁平な閉断面とした箱形部品から構成される。アッパパネル３は、上横壁３ａの周縁部に縦壁３ｂを有し、ロアパネル５は、下横壁５ａの周縁部に縦壁５ｂを有する。このクロスメンバ１の下面部の車幅方向中央には、干渉回避用の凹部７が形成されている。凹部７は、クロスメンバ１の下面部をなすロアパネル５の下横壁５ａ，縦壁５ｂ（図１、図２、図４に図示）の一部を車両前後方向に渡り円弧形に上方に凹ませてなる。
【００１５】
つまり、クロスメンバ１は、凹部７の有る中央部分が本体部１ａをなし、この本体部１ａの車幅方向両側に一対の二股部２（Ｖ部分）、すなわち車両前方斜め外側へ突き出る延設部２ａ（本願の延設部に相当）と車両後方斜め外側へ突き出る延設部２ｂとでなる二股部２を有する構造となっている。また本体部１ａの上面、例えばアッパパネル３の上横壁３ａの前部側には、上横壁３ａの一部を上方（ロアパネル５から離れる方向）に台形に膨出させた膨出部８ａ（本願の膨出部に相当）が形成されている。膨出部８ａと隣接した後側にも上横壁３ａの一部を山形に膨出させた膨出部８ｂが形成されていて、クロスメンバ１の上面部を、クロスメンバ１上に組み付く部品（ステアリングギヤボックス２１や図示しないスタビライザなど）が配置可能としたキックアップ形状にしている。
【００１６】
このクロスメンバ１の左右の各延設部２ａ，２ｂ間に、サスペンション部材である一対のロアアーム１１（図１に片側だけ図示）が組み付けられ、同ロアアーム１１に左右のフロントタイヤ（図示しない）が支持されるようにしている。そして、車体前部に搭載されるパワーユニット（図示しない）、ここでは４ＷＤ車のパワーユニット（エンジンやトランスファなどで構成）から延びたプロペラシャフト１５や排気管１７（いずれも図１に二点鎖線で図示）が、凹部７内を通過して、リヤ側へ延びる。つまり、凹部７により、プロペラシャフト１５や排気管１７とクロスメンバ１が干渉せずにすむようにしている（干渉回避）。
【００１７】
このクロスメンバ１の本体部１ａ前側（車両前後方向）に上記ステアリングギヤボックス２１、具体的にはラック・アンド・ピニオン式のステアリングギヤボックス２１が組み付けられる。ステアリングギヤボックス２１は、例えば図２に示されるようなステアリングシャフト（図示しない）に連携して回転するピニオン軸２３と、同ピニオン軸２３からの回転運動を車幅方向に沿う直線運動に換えるラック軸２５と、これらを収めるピニオンハウジング２７ａや長筒形のラックハウジング２７ｂからなるハウジング部２７とを有して構成され、ピニオン軸２３から入力された操舵入力をフロントタイヤ側へ伝える機構部である。
【００１８】
このステアリングギヤボックス２１のハウジング部２７は、図１および図２に示されるように凹部７を跨るよう、クロスメンバ１の本体部１ａの最前部の上面部を通り、車幅方向左右両側、具体的には延設部２ａ，２ａの根本部間に配置される。そして、ハウジング部２７の両端側が、左右一対の側方固定部３１（本願の端側固定部に相当）を介して、それぞれクロスメンバ１の左右の延設部２ａの根本部に固定され、ハウジング部２７の中央が、中央固定部３３（本願の中央側固定部に相当）を介して、上下方向の断面が小さい凹部７の凹壁の頂部付近に固定される。
【００１９】
このうち側方固定部３１は、図２および図５（図１中のＢ−Ｂ線に沿う断面）に示されるようにハウジング部２７（ラックハウジング２７ｂ）の両側に、車両前側に張り出す一対の固定ボス部３５（本願の支持座に相当）を形成し、同固定ボス部３５を、後述するボルトナットで、延設部２ａ上面に形成してある座面３６に固定する構造となっている。具体的には、例えば固定ボス部３５は、ハウジング部２７（ラックハウジング２７ｂ）の側部から張り出した筒形のボスでなる。ボルトナットは、座面３６の有る地点の閉空間の上下壁間、具体的には座面３６の有るアッパパネル３の上横壁３ａとロアパネル５の下横壁５ａとの間を埋めるように取着されたパイプナット３７a（本願の固定部材に相当）と、長尺のボルト部材３７ｂ（本願の固定具に相当）とが用いられる。ハウジング部２７の両側の固定は、図５に示されるように座面３６上に固定ボス部３５を配置し、固定ボス部３５のボルト挿通孔３５ａ（図２）から、ボルト部材３７ｂを挿入し、パイプナット３７ａに締結（螺挿）されることによって行われる。つまり、固定ボス部３５は、パイプナット３７ａで一体となった各アッパ・ロアパネル３，５を介して、延設部２ａに固定される構造となっている。
【００２０】
また中央固定部３３には、図１〜図４（図１中のＡ−Ａ線に沿う断面）に示されるようにハウジング部２７の中央部（車幅方向）に、固定ボス部３５とは反対側（車両後側）に張り出す差込み突起部４１（本願の差込部に相当）を設け、この差込み突起部４１と、ハウジング部２７（ラックハウジング２７ｂ）と隣り合せて配置されるクロスメンバ１の膨出部８ａとを連結する構造が用いられている。
【００２１】
具体的には、図２〜図４に示されるように凹部７上の膨出部８ａのうち、中央下部（車幅方向中央）をなす下横壁５ａ部分（ロアパネル５）には、例えば同下横壁５ａ部分を上方に円形状に突き出した支持座４３ａが設けられている。この支持座４３ａの下部にはナット部材４４が取着されている。また膨出部８ａの、支持座４３ａ直上の上横壁３ａ部分（アッパパネル３）には、ボルト孔４５が設けられ、支持座４３ａの有るロアパネル部分と、ボルト孔４５の有るアッパパネル部分との間に据付空間を形成している。さらに膨出部８ａの、据付空間の前側に配置される縦壁３ｃには、据付空間に準じた大きさの開口部４７、例えば長方形状の開口部４７が設けられている。
【００２２】
一方、差込み突起部４１は、図２〜図４に示されるようにラックハウジング２７ｂの一部を、クロスメンバ１の膨出部８ａ側、具体的には膨出部８ａの開口部４７に向かって平板状、ここでは三角板状に突出させて構成される。さらに述べると差込み突起部４１は、開口部４７へ差込み可能な形状、すなわち開口部４７（据付空間）の各部の寸法に準じた寸法で形成される。さらにこの差込み突起部４１の突出寸法は、据付空間における開口部４７とは反対側の端に先端部が届く寸法で設定されていて、図２のように予め設定されたクロスメンバ１の最前部の据付位置でステアリングギヤボックス２１を据え付ける作業を利用して、差込み突起部４１が、ボルト孔４５や支持座４３ａに届くまで、開口部４７から差し込めるようにしている。これにより、開口部４７から差し込まれた差込み突起部４１は、ボルト孔４５と支持座４３ａとの間、すなわち膨出部８ａのアッパパネル３の上横壁３ａとロアパネル５の下横壁５ａとの間隙を埋めるよう介在される。
【００２３】
この差込み突起部４１の先端部には、ボルト孔４５に対応してボルト挿通孔４９が設けられている。これにより、図２〜図４に示されるように差込み突起部４１を開口部４７へ差し込んだ後、膨出部８ａ上側のボルト孔４５から、ボルト部材５１が、差込み突起部４１のボルト挿通孔４９、支持座４３ａに形成したボルト孔５２（図３）を通じ、支持座４３ａ裏面のナット部材４４へ螺挿されることによって、差込み突起部４１と凹部７の凹壁（本体部１ａ）とが締結（固定）される。つまり、差込み突起部４１は、アッパパネル３とロアパネル５との間に挟まれたままで固定される。
【００２４】
これにより、膨出部８ａの一部は、差込み突起部４１、アッパパネル３、ロアパネル５が重なり合うよう締結されて一体物となるため、中央固定部３３の支持剛性は、中実部材の如く高められ、凹部７の剛性・強度がロッド部２９により高められる（補強）。
以上のようにハウジング部２７中央から突き出た差込み突起部４１を膨出部８ａの内部で固定する構造によって、剛性・強度に難のある干渉回避用の凹部７とハウジング部２７とは、凹部７に高い剛性をもたらす構造、すなわち差込み突起部４１、アッパパネル３、ロアパネル５が重なり合う一体の壁部構造で固定される。このため、中央固定部３３における剛性・強度は高められ、ステアリングギヤボックス２１による補強が十分に行える。
【００２５】
それ故、ステアリングギヤボックス２１を活用した簡単な構造で、干渉回避用凹部７が有る部位の剛性・強度を高めることができる。このため、ステアリングギヤボックス２１のハウジング部２７両側と中央の三点を固定する構造だけで、クロスメンバ１全体の剛性・強度の向上が図れる。特に凹部７の補強は、ハウジング部２７（ステアリングギヤボックス２１）と隣接した部位に有る膨出部８ａを活用しただけなので、簡単な構造ですむ。
【００２６】
しかも、差込み突起部４１は、ハウジング部２７（ラックハウジング２７ｂ）の一部を平板状に突出させるだけでよく、部品点数も増えることはない。
またハウジング部２７の端側は、単なるクロスメンバ１の上面における固定ではなく、パイプナット３７ａ（固定部材）をアッパパネル３とロアパネル５との間の間隙を埋めるよう組み付け、このパイプナット３７ａに、ボルト部材３７ｂといった固定具で、ハウジング部２７をクロスメンバ１に連結する固定構造を用いたことにより、パイプナット３７ａ、アッパパネル３、ロアパネル５の三者が一体化されるので、延設部２ａにおける支持剛性も高められ、ハウジング部２７の端側における剛性・強度の向上が図れる。それだけでなく、図６の平面図に示されるようにハウジング部２７の両側を固定する側方固定部３１（固定ボス部３５およびパイプナット３７ａ）は、ハウジング部２７から車両前側に張り出して配置され、ハウジング部２７の中央側を固定する中央固定部３３は、それとは反対の車両後側に張り出して配置されるから、クロスメンバ１の前部には、図６中の一点鎖線ａに示されるような側方固定部３１、中央固定部３３間を結んだ高剛性領域αが形成される。
【００２７】
高剛性領域αは、ハウジング部２７（延設部２ａ間）、固定ボス部３５、差込み突起部４１を横方向の骨格部とし、アッパ・ロアパネル３，５間の間隙を埋めるパイプナット３７ａ（固定部材）をそれぞれ縦方向の骨格部とした、上下のたわみに対して高い剛性をもたらす三角柱状領域を形成、つまり前方斜め外側に張り出る延設部２ａ，２ａ間に三角柱状領域αを形成するものである。このため、クロスメンバ１の前部、特に凹部７の有る部位は、ステアリングギヤボックス２１を組み付けるだけで、タイヤ入力に十分に耐え得る剛性・強度が与えられ、クロスメンバ１に搭載される既存部品の活用だけで、求められるクロスメンバ１前側の剛性・強度の確保が可能となる。
【００２８】
なお、上述した一実施形態における各構成およびそれの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であることはいうまでもない。また本発明は、上述した一実施形態によって限定されることはなく、「特許請求の範囲」によってのみ限定されることはいうまでもない。例えば一実施形態では、既にクロスメンバの上面に形成されている部分を膨出部として用いた一例を挙げたが、これに限らす、別途、ハウジング部と隣り合う地点に膨出部を形成する構造でも構わない。
【符号の説明】
【００２９】
１  サスペンションクロスメンバ
２ａ  延設部
３  アッパパネル
５  ロアパネル
７  凹部
８ａ  膨出部
２１  ステアリングギヤボックス
２５  ラック軸（軸部材）
２７  ハウジング部
３１  側方固定部（端側固定部）
３３  中央固定部（中央側固定部）
３５  固定ボス部（支持座）
３７ａ  パイプナット（固定部材）
３７ｂ  ボルト部材（固定具）
４１  差込み突起部（差込部）
４４，５１  ナット部材、ボルト部材（連結部）
４７  開口部
【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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