JP6042231B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、サスペンションメンバの、車幅方向側端部の開口部内にロアアームの前，後ブッシュを締結し、上面にスタビライザを配設した自動車の前部車体構造に関する。

従来の自動車の前部車体構造として、サスペンションメンバを、アッパメンバとロアメンバとを中空状をなすように結合すると共に、車幅方向両側部に開口部に有するものとし、該開口部内に、ロアアームの前，後ブッシュを車両上下方向に向けて差し込んで締結し、さらにサスペンションメンバの上面にスタビライザを配設したものがある。このような前部車体構造では、上下揺動するロアアームや上下に変位するスタビライザとの干渉を回避するために、前記サスペンションメンバの左，右側端部の、前，後ブッシュの取付け部間部分を車幅方向内側に湾曲させた形状が採用される（例えば特許文献１参照）。

特許第３４１９２２１号公報

前記従来構造では、サスペンションメンバの左，右側端部の前，後ブッシュの取付け部間部分を車両内側に湾曲させているので、ロアアームからの車両前後方向入力により前記湾曲部に応力が集中し、強度・剛性不足となり易いという問題がある。

一方、アッパメンバの前記ブッシュが締結される車幅方向側端部を低くすることにより前記湾曲形状を極力浅くして応力集中を緩和することが考えられる。しかしこのようにすると、前記車幅方向側端部とサスペンションメンバの車幅方向中央部とのオフセット量が大きくなり、該オフセット部分に作用する曲げモーメントが大きくなり、強度・剛性不足となり易いという問題が生じる。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、サスペンションメンバの左，右両側端部における応力集中を緩和でき、かつロアアームやスタビライザとの干渉を回避しつつ側端部と中央部とのオフセット量を小さくできる自動車の前部車体構造を提供することを課題としている。

本発明は、アッパメンバとロアメンバとを中空状をなすように結合してなり、車幅方向中央部と、該中央部より低所に位置し、ロアアームの取付け部となる側部とを有し、該側部の、車幅方向端部には開口部が形成され、後端コーナ部には車体への取付け座面が形成されたサスペンションメンバと、前記開口部内に前，後ブッシュが上下方向に向けて挿入され前記側部に締結されたロアアームと、前記端部の上方を通るように配置され、ロアアームの上下揺動に伴って上下に変位するスタビライザとを有する自動車の前部車体構造において、
前記アッパメンバの前記側部に該側部より低い段落面を有する段差部を形成し、該段落面は、最下に変位した前記スタビライザとの干渉を回避可能の低位置に位置し、該スタビライザの少なくとも一部と上下方向に重なっており、前記段差部は、前記前ブッシュの取付け部と前記車体への取付け座面とを結ぶ直線と大略平行とされていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の自動車の前部車体構造において、
前記開口部近傍内に上横辺部，下横辺部及び縦辺部を有する断面略凹形状のバルク部材を配設し、前記段差部の前端は、平面視で前記バルク部材の前記上横辺部に形成された前ブッシュ取付け用フランジ部に連続するように配置され、
前記段差部の後端は、前記アッパメンバの前記車体への取付け座面に連続するように配置されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、アッパメンバの側部に該側部より低い段落面を有する段差部を形成し、該段落面を、最下に変位したスタビライザとの干渉を回避可能の低位置に位置させたので、ロアアームのブッシュ取付け部となるアッパメンバの側部を相対的に高い位置に位置させることができ、そのため該側部の中央部とのオフセット量を小さくでき、該オフセット部分に作用する曲げモーメントを小さくでき、強度・剛性不足の問題が生じるのを回避又は抑制できる。

また、前記段落面を低所に位置させたので、該段落面を、前記スタビライザの少なくとも一部と上下方向に重なるように車幅方向外側に位置させることができ、また前記段差部を、前記前ブッシュの取付け部と前記サスペンションメンバの車体への取付け座面とを結ぶ直線と大略平行にすることができ、これにより前記サスペンションメンバの前，後ブッシュ取付け部間部分の湾曲を浅くでき、補強部品を追加することなく該湾曲部への応力集中を緩和でき、この点からも強度・剛性不足の問題が生じるのを回避又は抑制できる。その結果、操縦安定性を向上でき、ロードノイズの発生を抑制できる。

このように補強部品を追加することなく湾曲部の応力集中を緩和できるため、軽量化が図られ、その結果コストを抑制できる。

請求項２の発明によれば、段差部によりバルク部材の前ブッシュ取付け用フランジ部とアッパメンバの車体への取付け座面とを繋いだので、ロアアームからの前後方向入力に対する剛性をさらに高めることができ、その結果、より一層操縦安定性を向上でき、ロードノイズの発生を抑制できる。

本発明の実施例１に係る自動車の前部車体構造の平面図である。 前記構造におけるロアアーム取付け部の断面側面図（図１のII-II線断面図）である。 前記構造における取付け脚部部分の断面正面図（図１のIII-III線断面図）である。 前記構造におけるバルク部材の車幅方向内側から見た斜視図である。 前記バルク部材の平面図である。 前記構造におけるロアアームの平面図である。 前記構造におけるサスペンションメンバの車体フレームへの取付け状態を模式的に示す側面図である。 前記構造におけるスタビライザ及びロアアームの挙動を示す断面正面図（図１のVIII-VIII線断面図）である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図８は本発明の実施例１に係る自動車の前部車体構造を説明するための図であり、本実施例において、前，後，左，右とは、車両前方を見た状態での前，後，左，右を意味している。

図において、１２は車体骨格部材を構成する左，右のサイドメンバであり、該サイドメンバ１２は車両前後方向に延びる本体部１２ａと、該本体部１２ａから車幅方向外側に拡開しつつ斜め上方に延び、そこから水平に前方に延びる前部１２ｂとを有する。

前記サイドメンバ１２の本体部１２ａの前端部下面から前記前部１２ｂの下方に渡るようにサスペンションメンバ１４が配置されている。このサスペンションメンバ１４は、アッパメンバ２とロアメンバ３とを中空状をなすように結合するとともに、車幅方向両側部に開口部１ｄを有するサスペンションメンバ本体１と、該開口部１ｄの前部近傍に設けられ、該サスペンションメンバ本体１を前記サイドメンバ（車体骨格部材）１２に支持させる取付け脚部９とを備えている。

前記サスペンションメンバ本体１は、前記左，右の取付け脚部９，９をボルト１２ｃで前記サイドメンバ１２の前部１２ｂに締め付け、後述する後部コーナ部に形成された車体への取付け部１ｇをボルト１２ｄで前記サイドメンバ１２の本体部１２ａに締め付けることにより前記サイドメンバ１２に固定支持されている。

前記サスペンションメンバ本体１は、車両前後方向視で、車幅方向中央に位置する中央部１ａと、車幅方向左，右側部で、かつ前記中央部１ａより低所に段違い状を成すように配置された左，右のサイド部（側部）１ｂ，１ｂと、該左，右のサイド部１ｂ，１ｂと前記中央部１ａとを接続するように配設され、車幅方向中央側ほど高くなる傾斜をなす左，右の傾斜部１ｃ，１ｃとを有する。

また前記サスペンションメンバ本体１の前部には、エンジンユニット等の配置スペースを確保するための凹部１ｅが車両後方に凹むように形成されている。また前記サスペンションメンバ本体１の後部コーナ部には該サスペンションメンバ本体１を前記サイドメンバ１２の本体部１２ａに取付けるための取付け部１ｇが形成されている。なお、１ｆは、前記左，右の傾斜部１ｃから中央部１ａに渡るように凹設された補強用ビードである。

前記左，右のサイド部１ｂ，１ｂに後述するロアアーム４を差し込むための前記開口部１ｄが形成されている。

前記サスペンションメンバ本体１は、板金製で、横断面略ハット形状の前記アッパメンバ２と、同じく板金製で横断面略ハット形状の前記ロアメンバ３とを中空状をなすように、かつ前記開口部１ｄが形成されるように結合したものである。

前記アッパメンバ２は、上壁部２ａ，前壁部２ｂ，後壁部２ｃ及び前，後フランジ部２ｄ，２ｅを有し、前述の横断面略ハット形状をなしている。また、前記ロアメンバ３は、下壁部３ａ，前壁部３ｂ，後壁部３ｃ及び前，後フランジ部３ｄ ，３ｅを有し、前述の横断面略ハット形状をなしている。前記ロアメンバ３の前，後のフランジ部３ｄ，３ｅと前記アッパメンバ２の前，後のフランジ部２ｄ，２ｅとがスポット溶接により結合されている。

前記取付け部１ｇは、前記アッパメンバ２の上壁部２ａ，ロアメンバ３の下壁部３ａに形成された取付け座面２ｈ，３ｈ間にカラー１３ｂを配設し、溶接固定した構造を有する。

前記サスペンションメンバ本体１の左，右側部内には板金製のバルク部材６が配設されている。このバルク部材６は、バルク前部６′とバルク後部６′′の前，後２部品を溶接結合したものであり、サスペンションメンバ本体１の前後方向長さと略同じ長さを有し、該サスペンションメンバ本体１の前記開口部１ｄの前部から前記傾斜部１ｃに渡るように少し斜めに配置されている。

前記バルク部材６の前記バルク前部６′は、前記サイド部１ｂと略同じ幅を有する上横辺部６ａ，下横辺部６ｂ及び前記サイド部１ｂと略同じ高さを有する縦辺部６ｃを有する横断面凹形状をなしている。また前記バルク後部６′′には上フランジ部６ｄが形成されている。前記上横辺部６ａ及び上フランジ部６ｄ、下横辺部６ｂ及び下縁部６ｅは、前記アッパメンバ２の上壁部２ａ，ロアメンバ３の下壁部３ａにそれぞれ溶接固定されており、このようにして前記バルク部材６は、前記アッパメンバ２の上壁部２ａとロアメンバ３の下壁部３ａとを橋渡ししており、かつ前記開口部１ｄを略塞いでいる。

前記アッパメンバ２の上壁部２ａの前記サイド部１ｂ部分の前部，後部には、前記ロアアーム４の前，後ブッシュ４ａ，４ｂの上端部を取り付けるための凹状のアッパ前ビード２ｆ，アッパ後ビード２ｇが前記開口部１ｄ内に突出するように、かつ前記開口部１ｄ側から前記傾斜部１ｃまで車幅方向に延びるように凹設されている。同様に、前記ロアメンバ３の下壁部３ａの前記アッパ前ビード２ｆ，アッパ後ビード２ｇに対向する部分には、ロアアーム４の前，後ブッシュ４ａ，４ｂの下端部を取り付けるためのロア前ビード３ｆ，ロア後ビード３ｇが前記開口部１ｄ内に突出するように、かつ前記開口部１ｄ側から前記立ち上がり傾斜部１ｃまで車幅方向に延びるように形成されている。

また前記バルク部材６のバルク前部６′の上横辺部６ａ，下横辺部６ｂには、前記アッパ前ビード２ｆ，ロア前ビード３ｆを補強するための上補強ビード６ｆ，下補強ビード６ｇが前記開口部１ｄ内に突出するように、かつアッパ前ビード２ｆ，ロア前ビード３ｆに内側から当接するように形成されている。該上補強ビード６ｆ，下補強ビード６ｇは、アッパ前ビード２ｆ，ロア前ビード３ｆに溶接固定されており、前記前ブッシュ４ａを取り付けるための上，下フランジ部となっている。

そして前記アッパ前ビード２ｆ及び上補強ビード６ｆからロア前ビード３ｆ及び下補強ビード６ｇを上下に貫通するように前ボルト孔ａが形成され、前記アッパ後ビード２ｇからロア後ビード３ｇを上下に貫通するように後ボルト孔ｂが形成されている。

ここで前記アッパメンバ２の上壁部２ａとバルク部材６の上横辺部６ａとで閉断面Ａが以下のようにして前記前ボルト孔ａから車両後方に拡がるように形成されている。即ち、前記下補強ビード６ｇは前記ロア前ビード３ｆと大略同じ形状，サイズに形成されているのに対し、前記上補強ビード６ｆは前記アッパ前ビード２ｆより車両後方に大きく拡がるように延長されている。この上補強ビード６ｆの延長部６ｆ′と前記上壁部２ａの該延長部６ｆ′に対応する部分２ｆ′により前記閉断面Ａが形成されている。

前記ロアアーム４は、車両前後方向に延びる基部４ｇと、該基部４ｇの前部から車幅方向外方に延びるアーム本体４ｅとを有する大略Ｌ字形状をなしており、前記基部４ｇの前，後端部に前記前，後ブッシュ４ａ，４ｂがその軸線を上下方向に向けて固定されている。前記前ブッシュ４ａ，後ブッシュ４ｂは、内筒４ｃと外筒４ｄとの間にゴム部材４ｆを焼付け固定したものである。

前記ロアアーム４は、前ブッシュ４ａを、これの軸線を上下に向けて前記前ボルト孔ａに一致させ、また後ブッシュ４ｂをこれの軸線を上下に向けて前記後ボルト孔ｂに一致させ、この状態で前記内筒４ｃに下方からボルト５を挿入し、ナット部材５ａを締め付けることでサスペンションメンバ本体１に支持されている。

ここで前記ロアアーム４の基部４ｇの大部分は、前記アッパメンバ２，ロアメンバ３の前記サイド部１ｂを構成する上壁部２ａ，下壁部３ａ間に位置しており、左，右車輪の上下ストロークに伴って図３に示すように上下に揺動する。

前記サスペンションメンバ本体１の、前記左，右の前ブッシュ４ａの取付けボルト５の少し後方には、板金製の前記左，右の取付け脚部９，９が上方に突出するように形成されている。該各取付け脚部９は、車幅方向内側に位置する本体部１０と、車幅方向外側に位置する補強部１１とを溶接結合した筒状体である。

前記補強部１１の基部１１ａ，突出部１１ｂの下端にはフランジ部１１ｃ，１１ｄが外方に折り曲げ形成されている。前記フランジ部１１ｄは、前記アッパメンバ２の上壁部２ａの前記閉断面Ａを構成する部分２ｆ′に溶接固定されている。また前記フランジ部１１ｃは前記アッパ前ビード２ｆの前記閉断面Ａとの境界部付近に溶接固定されている。

また前記本体部１０の下端部１０ｅは、前記アッパメンバ２の上壁部２ａからロアメンバ３の下壁部３ａを下方に貫通しており、前記下端部１０ｅは前記上壁部２ａ及び下壁部３ａに溶接固定され、さらに前，後壁部１０ａの外端部１０ａ′は前記バルク部材６の縦壁部６ｃに溶接固定されている。

前記取付け脚部９の上端部には外方に向かう開口が形成され、該開口内にはカラー１３ａが配設されている。前記取付け脚部９を前記サイドメンバ１２の前部１２ｂに固定するボルト１２ｃは前記カラー１３ａ内を挿通している。

また前記サスペンションメンバ本体１の上面にはスタビライザ１５が配設されている。このスタビライザ１５は、ばね鋼製丸棒からなる平面視大略コ字形状のもので、車幅方向に延びる横辺部１５ａと、これの両端部に続いて前方に屈曲形成された縦辺部１５ｃ，１５ｃを有する。前記横辺部１５ａの両端部は支持ブラケット１５ｂ，１５ｂにより前記サスペンションメンバ本体１の前記中央部１ａの両端部に回転自在に支持され、前記縦辺部１５ｃは図示しない連結ロッドを介して前記ロアアーム４側に連結されている。

前記スタビライザ１５は左，右車輪の上下ストローク差に応じて捩じられ、該捩じりに伴って前記縦辺部１５ｃが図８に示すように上下に変位する。

ここで、前記アッパメンバ２の前記サイド部１ｂを構成する上壁部２ａの車幅方向外端部には、該上壁部２ａより低所に位置する段落面１６ａを有する段差部１６が形成されている。前記段落面１６ａは、最下に変位した前記スタビライザ１５′との干渉を回避可能の低位置に位置しており、平面視でスタビライザ１５′の一部と上下方向に重なる位置まで車幅方向外方に延びている。

また前記段差部１６は、平面視で、前記前ブッシュ４ａの取付け部、より具体的には前記ボルト５と、前記車体への取付け座面２ｈ、より具体的にはボルト１２ｄとを結ぶ直線Ｂと大略平行とされている。ここで正確には、前記段落面１６ａは前後方向中央部ほど幅広に形成されており、該段落面１６ａの外端面１６ａ′は前記直線Ｂに平行により近くなっている。

さらにまた、前記段差部１６ａの前端１６ｂは、平面視で前記バルク部材６の前記前ブッシュ取付け用フランジ部６ａの外縁に連続するように配置され、
前記段差部１６ａの後端１６ｃは、前記アッパメンバ２の前記車体への取付け座面２ｈに連続するように配置されている。

本実施例によれば、図８に示すように、アッパメンバ２のサイド部１ｂを構成する上壁部２ａの車幅方向外側端部に、該上壁部２ａより低い段落面１６ａを有する段差部１６を形成し、該段落面１６ａを、最下に変位したスタビライザ１５′との干渉を回避可能の低位置に位置させたので、ロアアーム４の前，後ブッシュ４ａ，４ｂの取付け部となるアッパメンバ２の上壁部２ａをｈ１だけ相対的に高い位置に位置させることができ、そのため該上壁部２ａの中央部１ａとのオフセット量ｈ２を小さくできる。その結果、前記ロアアーム４からの上下入力により、前記オフセット量ｈ２を有する傾斜部１ｃ部分に発生する曲げモーメントを小さくでき、強度・剛性不足の問題が生じるのを回避又は抑制できる。

また、前記段落面１６ａを低所に位置させたので、該段落面１６ａを、前記スタビライザ１５の一部と上下方向に重なるように車幅方向外側に位置させることができ、また前記段差部１６を平面視で、前記前ブッシュ４ａの取付け部と前記サスペンションメンバ本体１の車体への取付け座面２ｈとを結ぶ直線Ｂと大略平行にすることができる。これにより前記サスペンションメンバ本体１の前，後ブッシュ取付け部間部分の湾曲を浅くでき、該湾曲部への応力集中を緩和でき、この点からも強度・剛性不足の問題が生じるのを回避又は抑制できる。その結果、操縦安定性を向上でき、ロードノイズの発生を抑制できる。

また補強部品を追加することなく湾曲部の応力集中を緩和できるため、軽量化が図られ、その結果コストを抑制できる。

さらにまた、段差部１６によりバルク部材６の前ブッシュ取付け用フランジ部６ａとアッパメンバ２の車体への取付け座面２ｈとを繋いだので、ロアアーム４からの前後方向入力に対する剛性をさらに高めることができ、その結果、より一層操縦安定性を向上でき、ロードノイズの発生を抑制できる。

また、サスペンションメンバ本体１の開口部１ｄの近傍内にバルク部材６を配設し、該バルク部材６の上横辺部６ａ，下横辺部６ｂを前記アッパメンバ２の上壁部２ａ，ロアメンバ３の下壁部３ａにそれぞれ溶接固定したので、サスペンションメンバ本体１の、開口部１ｄ近傍部分を上下に橋渡しでき、前記開口部１ｄ周辺の剛性を高めることができる。

１ サスペンションメンバ本体
１ａ 中央部
１ｂ サイド部（側部）
１ｄ 開口部
２ アッパメンバ
２ｈ 取付け座面
３ ロアメンバ
４ ロアアーム
４ａ，４ｂ 前，後ブッシュ
６ バルク部材
６ａ 上横辺部
６ｂ 下横辺部
６ｃ 縦辺部
６ｆ 上補強ビード（ブッシュ取付け用フランジ部）
１５ スタビライザ
１６ 段差部
１６ａ 段落面
１６ｂ 段差部の前端
１６ｃ 段差部の後端
Ｂ 直線

Claims (2)

1. アッパメンバとロアメンバとを中空状をなすように結合してなり、車幅方向中央部と該中央部より低所に位置し、ロアアームの取付け部となる側部とを有し、該側部の、車幅方向端部には開口部が形成され、後端コーナ部には車体への取付け座面が形成されたサスペンションメンバと、前記開口部内に前，後ブッシュが上下方向に向けて挿入され前記側部に締結されたロアアームと、前記車幅方向端部の上方を通るように配置され、ロアアームの上下揺動に伴って上下に変位するスタビライザとを有する自動車の前部車体構造において、
   前記アッパメンバの前記側部に該側部より低い段落面を有する段差部を形成し、
   該段落面は、最下に変位した前記スタビライザとの干渉を回避可能の低位置に位置し、かつ該スタビライザの少なくとも一部と上下方向に重なるように形成され、
   前記段差部は、前記前ブッシュの取付け部と前記車体への取付け座面とを結ぶ直線と大略平行とされている
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。
2. 請求項１に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記開口部近傍内に上横辺部，下横辺部及び縦辺部を有する断面略凹形状のバルク部材を配設し、
   前記段差部の前端は、平面視で前記バルク部材の前記上横辺部に形成された前ブッシュ取付け用フランジ部に連続するように配置され、
   前記段差部の後端は、前記アッパメンバの前記車体への取付け座面に連続するように配置されている
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。

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