JP6066815B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、左，右のサイドメンバと、該両サイドメンバの下方に吊り設されたサスペンションメンバと、該サスペンションメンバに上下揺動可能に支持され、前輪を支持するロアアームとを備えた自動車の前部車体構造に関する。

ロアアームを上下揺動可能に支持するサスペンションメンバを左，右のサイドメンバの下方に架設した自動車の前部車体構造として、従来、例えば特許文献１，２に開示されたものがある。特許文献１に開示された従来構造では、サスペンションメンバの車幅方向中央部下面に上方に凹む屈曲部を形成し、該サスペンションメンバの両端部をサイドメンバにボルト締め固定するとともに、該両端部によりロアアームの基端部を上下揺動可能に支持している。

また前記特許文献２では、サイドメンバの下面にサスペンションメンバを、ブラケットを介在させて下方に離して吊り設し、該サスペンションメンバの車幅方向中途部に、上方に凹形状となる屈曲部を形成し、該サスペンションメンバの屈曲部の両端部に、車幅方向に略直線状に延びるブレースを架け渡して結合している。

実開閉４−１００６号公報 特許第４１２４３３４号公報

一般に、サスペンションメンバでは、ロアアームに支持された車輪に作用する前後方向入力の車幅方向分力が、ロアアームのサスペンションメンバへの取付け点から該サスペンションメンバに作用することとなる。特許文献１に開示された従来のサスペンションメンバでは、サスペンションメンバの下面に上方に凹む屈曲部を形成しているので、前記ロアアームから入力される前記車幅方向分力により、前記サスペンションメンバの屈曲部に比較的大きな曲げモーメントが発生するため、車輪支持剛性を確保しにくいという問題がある。

また前記特許文献２では、サスペンションメンバの屈曲部をブレースで橋渡し結合しているものの、該ブレースが略直線状をなしているので、前記車幅方向分力をサスペンションメンバとブレースとに効率良く分散させて負担させることができない。そのためサスペンションメンバの屈曲部に曲げモーメントが発生する。また前記サスペンションメンバは剛体として機能するサイドメンバから下方に離れているため、この点からも曲げモーメントが大きくなり、結局、ブレースを追加しながら車輪支持剛性をそれほど向上させることができない。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、前記車幅方向分力をサスペンションメンバとブレースとに分散させて負担させることにより車輪の支持剛性を高めることが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。

請求項１の発明は、車幅方向両側部に配置され車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバと、該両サイドメンバの下方に吊り下げるように架設されたサスペンションメンバと、該サスペンションメンバにその基端部が上下揺動可能に支持されたロアアームとを備えた自動車の前部車体構造において、
前記サスペンションメンバの車幅方向中央部に上方に向かって凹形状をなすサス側屈曲部を形成し、車幅方向に延びるブレース部材を、前記サスペンションメンバのサス側屈曲部の両端部に該サス側屈曲部を橋渡しするように結合し、該ブレース部材の、前記サスペンションメンバのサス側屈曲部に対向する部位に下方に向かって凹形状となるブレース側屈曲部を形成し、前記ロアアームの前記基端部に設けた支持ブッシュの中心部を、前記サス側屈曲部と前記ブレース側屈曲部の図心位置に略一致させた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、
前記サス側屈曲部とブレース側屈曲部とを、車体部品支持ブラケットにより結合したことを特徴としている。

本発明によれば、サスペンションメンバに上方に凹形状をなすように形成されたサス側屈曲部の両端部を、下方に凹形状をなすように形成されたブレース側屈曲部で橋渡しするように結合し、さらに該両屈曲部の断面の図心とロアアームの基端部の支持ブッシュの中心部とを略同じ高さに位置させたので、前記ロアアームの基端部から車幅方向に向かう荷重を、前記サスペンションメンバとブレースとの略図心に向かって入力させることができ、従って前記車幅方向荷重をサスペンションメンバとブレース部材とに略均等に分散させて負担させることができる。また、前記両部材の図心の前記入力に対するオフセット量が小さいので、前記両部材に発生する図心オフセットによる曲げモーメントを小さくでき、その結果前輪の支持剛性を向上できる。

また前輪の支持剛性を高めることができるので、ロアアームの基端部の支持ブッシュの弾性部材の特性を効果的に発揮でき、高い操縦安定性と乗り心地を両立できる。

また、サス側屈曲部とブレース側屈曲部との間に比較的大きな空間が形成されるので、該空間を利用して駆動系等の車両部品のレイアウト上の自由度を向上することができる。

請求項２の発明によれば、前記サス側屈曲部とブレース側屈曲部とを、車体部品支持ブラケットにより結合したので、サスペンションメンバの剛性を高めることができ、操縦安定性を向上できる。また、駆動系ユニットを剛性の高いサスペンションメンバに結合した場合には、該駆動系ユニットの支持ブラケットをフロアに固定した場合のような駆動系の振動がフロアパネルから車室内に伝わるのを防止でき、振動，騒音性能を向上できる。

本発明の実施例１による自動車の前部車体構造の平面図である。 前記前部車体構造の背面図である。 前記前部車体構造の左側面図である。 前記前部車体構造の断面側面図(図２のIV-IV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４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、車室内から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、本実施例１に係る前部車体１は、車幅方向両側部に配置され車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバ２，２と、該両サイドメンバ２，２の下方に吊り下げるように架設されたサスペンションメンバ３と、該サスペンションメンバ３に上下揺動可能に支持されたロアアーム４とを備えている。

前記左，右のサイドメンバ２，２は、横断面視で縦壁部２ａ，底壁部２ｂ及び上縁に折り曲げ形成されたフランジ部２ｃを有する上方に開口するハット形状をなしており、前記フランジ部２ｃ上にフロアパネル７が固定されている。

前記サスペンションメンバ３は、前側メンバ５と、後側メンバ６とからなり、それぞれ前側ブラケット８，後側ブラケット９を介して前記サイドメンバ２から下方に離れた位置にて、該左，右のサイドメンバ２，２を橋渡しするように架設されている。

前記前側メンバ５は、車幅方向に略直線状に延び、左，右端部５ａ，５ａが開口する角筒状をなしている。前記左，右端部５ａ，５ａは前記前側ブラケット８の脚部８ａに固定され、該脚部８ａの上端に設けられたフランジ部８ｂが前記サイドメンバ２の底壁２ｂにボルト１０ａにより締め付け固定されている。

前記前側メンバ５の左，右端部５ａの開口内に、前記ロアアーム４の前アーム部４ａの基端部に固定された前側ブッシュ４ｂが挿入配置されている。この前側ブッシュ４ｂは、内，外筒間にゴム等の弾性部材を焼付け固定してなる円筒ブッシュであり、その中心軸ａを車両前後方向やや前下りに向けて配置され、ボルト１０ｂにより前記左，右端部５ａに上下揺動可能に取付けられている。

前記ロアアーム４は、前記前アーム部４ａとここから車両後方斜め内側に延びる後アーム部４ｃとで略Ｌ字形状をなしており、該Ｌ字形状のコーナ部から車幅方向外側に突出する支持部４ｄに図示しないナックルアームを介して前輪２０が取付けられている。

前記ロアアーム４の後アーム部４ｃの基端部４ｃ′には後側ブッシュ４ｅが固定されており、該後側ブッシュ４ｅは内，外筒間にゴム等の弾性部材を焼付け固定したものであり、その軸線ｂをやや外側斜め上方に拡がる縦向きに向けて前記後側メンバ６の後述する左，右端部１１ａの開口１１ｂ内に挿入配置され、ボルト１０ｅにより上下揺動可能に取付けられている。

前記後側メンバ６は、後側メンバ本体１１と、ブレース部材１２とで構成されている。この後側メンバ本体１１は、車幅方向に延び、その左，右端部１１ａ，１１ａから上方に凹形状をなすように屈曲形成されたサス側屈曲部１１ｂを有する。そしてこの後側メンバ本体１１は、前記左，右のサイドメンバ２，２の底部に固定された前記左，右の後側ブラケット９，９の下面に架け渡すように配置され、前記左，右端部１１ａ，１１ａの上フランジ部１１ａ′が前記後側ブラケット９，９のフランジ部９ａにボルト１０ｃにより締め付け固定されている。

前記後側メンバ本体１１は、横断面視で上方に開口するハット形状の下部材１１ｃと、該下部材１１ｃの上側開口を閉塞するように固定された蓋部材１１ｄとで構成されている。前記左，右端部１１ａは、前記後側ブッシュ４ｅを配置可能とするよう前後方向及び上下方向に大きく拡大されており、かつ前記ロアアーム４の後アーム部４ｃの基端部４ｃ′の上下揺動と干渉しない大きさの開口１１ｅを有する。そして前記拡大された左，右端部１１ａの前記フランジ部１１ａ′が前記後側ブラケット９のフランジ部９ａにボルト１０ｃにより締め付け固定されている。

前記ブレース部材１２には、前記後側メンバ本体１１のサス側屈曲部１１ｂと略対称をなす下方への凹形状をなすブレース側屈曲部１２ｂが形成されており、該両屈曲部１２ｂと１１ｂとにより大きな空間Ｃが形成されている。

前記ブレース部材１２は、横断面視で下方に開口するハット形状の上部材１２ｃと、該上部材１２ｃの下側開口を閉塞するように固定された蓋部材１２ｄとで構成されている。前記上部材１２ｃの左，右端部１２ａ，１２ａが前記後側メンバ本体１１の前記下部材１１ｃの前記屈曲部１１ｂを構成する傾斜部に溶接固定されている。なお、前記ブレース部材１２の蓋部材１２ｄの左，右端部と前記後側メンバ本体１１の下部材１１ｃとの間には前記溶接作業用の開口ｃが形成されている。この開口ｃから溶接機のトーチ等を挿入して前記上部材１２ｃと下部材１１ｃとの結合点Ａ部分を溶接することとなる。

ここで前記後側メンバ本体１１とブレース部材１２との結合ポイントＡは、前記左，右の後側ブッシュ４ｅ，４ｅの軸方向中心点ｄ，ｄを結ぶ直線Ｂと略一致する高さ位置に設定されている。ここで、前記後側ブッシュ４ｅの軸方向中心点ｄは、前記サス側屈曲部１１ｂ及びブレース側屈曲部１２ｂの両方の横断面における図心Ｇ（図４参照）の位置と略一致するように配設されている。なお、図心Ｇは、図２ではその高さ位置のみが表示されている。

そして前記後メンバ本体１１の下部材１１ｃと、前記ブレース部材１２の上部材１２ｃとは支持ブラケット１３で結合されている。この支持ブラケット１３は、横断面平面視でコ字形状をなしており、前輪用差動機構１４のマウント部材１５を支持している。

前記マウント部材１５は内，外筒間に弾性部材を焼付けてなる円筒ブッシュからなり、車幅方向に略水平に挿入されたボルト１０ｄにより前記支持ブラケット１３に固定されている。前記マウント部材１５に固定されたマウントブラケット１５ａは前記差動機構１４に固定されている。該差動機構１４にユニバーサルジョイント１６ａを介して接続されたプロペラシャフト１６は、前記後側メンバ本体１１とブレース部材１２との間の空間Ｃを通って前記後側メンバ６の後側に搭載されたエンジンユニット（不図示）に接続されている。

本実施例によれば、サスペンションメンバ３の後側部分を構成する後側メンバ６の後側メンバ本体１１に上方に凹形状をなすようにサス側屈曲部１１ｂを形成し、該サス側屈曲部１１ｂの左，右端部１１ａ，１１ａに、ブレース部材１２の下方に凹形状をなすように形成されたブレース側屈曲部１２ｂの左，右端部１２ａ，１２ａを橋渡しするように結合し、かつ該両屈曲部１１ｂ，１２ｂの結合点Ａを、ロアアーム４の基端部４ｃ′に設けた後側ブッシュ４ｅの中心部ｄ，ｄを結ぶ直線Ｂと略同じ高さに位置させている。そして前記中心部ｄは、前記サス側屈曲部１１ｂ及びブレース側屈曲部１２ｂの両断面の図心Ｇの位置に略一致している。

このように構成したので、前記前輪２０に作用する車両前後方向荷重が車幅方向に作用する車幅方向荷重Ｆを、ロアアーム４の後側ブッシュ４ｅから前記後側メンバ６の図心Ｇに略一致するように入力させることができ、これにより前記横方向荷重Ｆを後側メンバ本体１１とブレース部材１２とに略均等に分散させて負担させることができる。そして両部材１１，１２の屈曲部１１ｂ，１２ｂの図心Ｇの前記入力位置に対するオフセットが小さいので、該両屈曲部に発生する曲げモーメントを小さくでき、その結果前輪２０の支持剛性を向上できる。

また前輪２０の支持剛性を向上できるので、ロアアーム４の後側アーム部４ｃの後側ブッシュ４ｅのゴム硬度を下げることができ、操縦安定性を確保しつつ乗り心地を向上できる。

また、サス側屈曲部１１ｂとブレース側屈曲部１２ｂとの間に比較的大きな空間Ｃが形成されるので、該空間Ｃを利用して、例えば前輪２０用の差動機構１４とエンジンユニットとを接続するプロペラシャフト１６を挿通配置で、これらの車両部品のレイアウト上の自由度を向上することができる。

また、前記サス側屈曲部１１ｂとブレース側屈曲部１２ｂとを、支持ブラケット１３により結合したので、後側メンバ６の剛性を大幅に向上でき、この点からも前輪２０の支持剛性を向上できる。

また前記前輪用差動機構１４の支持ブラケット１３を、前記両屈曲部１１ｂ，１２ｂ間に結合したので、前記支持ブラケット１３をフロアパネル７に固定した場合のような駆動系の振動がフロアパネル７から車室内に伝わるのを防止できる。

なお、前記実施例では、サスペンションメンバ３が前側メンバ５と後側メンバ６とに分離されている場合を説明したが、本発明は、前側メンバと後側メンバとが結合されているサスペンションメンバにも勿論適用可能である。

１ 車体前部
２ サイドメンバ
４ ロアアーム
４ｃ′ 基端部
４ｅ 支持ブッシュ
１１ 後側メンバ本体（サスペンションメンバ）
１１ｂ サス側屈曲部
１２ ブレース部材
１２ｂ ブレース側屈曲部
１３ 支持ブラケット
ｄ 支持ブッシュの中心部
Ｇ 図心

Claims (2)

1. 車幅方向両側部に配置され車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバと、該両サイドメンバの下方に吊り下げるように架設されたサスペンションメンバと、該サスペンションメンバにその基端部が上下揺動可能に支持されたロアアームとを備えた自動車の前部車体構造において、
   前記サスペンションメンバの車幅方向中央部に上方に向かって凹形状をなすサス側屈曲部を形成し、
   車幅方向に延びるブレース部材を、前記サスペンションメンバのサス側屈曲部の両端部に該サス側屈曲部を橋渡しするように結合し、
   該ブレース部材の、前記サスペンションメンバのサス側屈曲部に対向する部位に下方に向かって凹形状となるブレース側屈曲部を形成し、
   前記ロアアームの前記基端部に設けた支持ブッシュの中心部を、前記サス側屈曲部と前記ブレース側屈曲部の両断面の図心位置に略一致させた
   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、
   前記サス側屈曲部とブレース側屈曲部とを、車体部品支持ブラケットにより結合した
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。

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