自動車のサスペンションクロスメンバ構造
【課題】パワーユニット等の整備作業性に優れると共に、剛性が確保できる自動車のサスペンションクロスメンバ構造を提供する。
【解決手段】サスペンションクロスメンバ１０は、車幅方向に延在する前部クロスメンバ本体１１Ａの各端部に左右のフロントサイドフレーム１に取付支持される前部取付部３３及び第１支持部３２を備えた前部クロスメンバ１１と、前部クロスメンバ本体１１Ａより車体後方で車幅方向に延在する後部クロスメンバ本体４１Ａの各端部にそれぞれ第１支持部３２に分離可能に締結する第２支持部４５を備えた後部クロスメンバ４１により構成する。前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１によりサスペンションクロスメンバ１０の剛性が確保できると共に、後部クロスメンバ４１を分離することによって前部クロスメンバ１１の後側に充分な作業スペースが確保できて整備作業性が向上する。
【解決手段】サスペンションクロスメンバ１０は、車幅方向に延在する前部クロスメンバ本体１１Ａの各端部に左右のフロントサイドフレーム１に取付支持される前部取付部３３及び第１支持部３２を備えた前部クロスメンバ１１と、前部クロスメンバ本体１１Ａより車体後方で車幅方向に延在する後部クロスメンバ本体４１Ａの各端部にそれぞれ第１支持部３２に分離可能に締結する第２支持部４５を備えた後部クロスメンバ４１により構成する。前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１によりサスペンションクロスメンバ１０の剛性が確保できると共に、後部クロスメンバ４１を分離することによって前部クロスメンバ１１の後側に充分な作業スペースが確保できて整備作業性が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のサスペンションクロスメンバ構造に関し、特に車幅方向に延在して各端部がそれぞれ左右のフロントサイドフレームに支持されてパワーユニット及びサスペンション装置を支持す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】
自動車の左右のフロントフレーム間に設けられるサスペンションクロスメンバには、前輪のサスペンション装置、前輪の操向装置、エンジン等のパワーユニットが支持される。一般にサスペンションクロスメンバはプレス加工した上下一対の鋼板の周囲を溶接した中空形状を有しており、その下面にステアリングギヤボックスを収納する凹部が車幅方向に延在して形成される。ところが、車幅方向に延在する凹部を形成するとサスペンションクロスメンバの前後方向の剛性が大幅に低下するため、サスペンション装置から入力さえる荷重に対抗する剛性が要求される。
【０００３】
この種のサスペンションクロスメンバとしては、例えば特許文献１に開示されるサスペンションクロスメンバ構造がある。特許文献１のサスペンションクロスメンバ構造は、左右のフロントサイドフレームに両端部が支持されるサスペンションクロスメンバの下面にステアリングギヤボックスを収容する凹部を車幅方向に沿って形成して前部及び後部に車幅方向に連続する中空部を形成している。このサスペンションクロスメンバの中央部上面にエンジンマウントブラケットを介してパワーユニットが支持され、車幅方向の両端部下面にサスペンション装置のサスペンションアームが支持されている。更に、サスペンションクロスメンバの両端部近傍において凹部を前後に架設する補強ブラケット及び補強プレートを設けている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のサスペンションクロスメンバ構造によると、サスペンションクロスメンバの下面に形成された凹部を前後に架設する補強ブラケット及び補強プレートを設けることから、サスペンション装置からサスペンション支持部に入力される荷重に対抗する剛性が確保できる。
【０００６】
しかし、車幅方向に連続し、かつ比較的前後方向の幅が大きく一体形成されたサスペンションクロスメンバの両端が左右のフロントサイドフレームに支持され、このサスペンションクロスメンバの中央部にエンジンマウントブラケットを介してパワーユニットを支持することから、整備作業等においてパワーユニットを着脱する際、パワーユニットと共に大きな外形寸法を有し重量が大きいサスペンションクロスメンバを左右のフロントサイドフレームから脱着しなければならず、整備作業性を阻害する要因となっている。
【０００７】
一方、近年、車体デザインの自由度や車室内スペースを確保のためにフロントオーバハング、即ち前輪中心から車体前端までの距離を短縮化する傾向がある。このためにエンジンルームの前後方向の短縮を図る必要があり、サスペンションクロスメンバの配設スペースが制限されてサスペンションクロスメンバの下面にステアリングギヤボックスを収容する凹部を形成することが困難であると共に、この凹部に配置されたステアリングギヤボックス等の取付機器の整備等にあたり取付機器を脱着する作業は厄介であり、作業者の負担の増大が懸念される。
【０００８】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、整備作業性に優れると共に、剛性が確保できる自動車のサスペンションクロスメンバ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する請求項１に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造の発明は、車幅方向に延在して各端部がそれぞれ左右のフロントサイドフレームに支持されてパワーユニット及びサスペンション装置を支持するサスペンションクロスメンバ構造において、各端部に上記左右のフロントサイドフレームに取付支持される前部取付部及び第１支持部を備えた前部クロスメンバと、該前部クロスメンバ本体より車体後方で各端部にそれぞれ上記各第１支持部に分離可能に締結する第２支持部を備えた後部クロスメンバとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によると、サスペンションクロスメンバが、車幅方向に延在して左右のフロントサイドフレームに取付支持される前部クロスメンバと、前部クロスメンバより車体後方で車幅方向に延在して前部クロスメンバに設けられた第１支持部に分離可能に締結する第２支持部を備えた後部クロスメンバとを備えることから、前部クロスメンバと後部クロスメンバによるサスペンションクロスメンバの剛性が確保できると共に、前部クロスメンバと後部クロスメンバとを近接配置することでサスペンションクロスメンバの前後方向の寸法を抑制することができ小型化及び軽量化が得られる。
【００１１】
また、後部クロスメンバを前部クロスメンバから分離することによって前部クロスメンバの後側に充分な作業スペースが確保できて、パワーユニットや取付機器の脱着等の整備及び点検作業が容易になり、作業者の負担を大幅に軽減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の自動車のサスペンションクロスメンバ構造において、上記第１支持部は、断面コ字状でそれぞれ上下方向に貫通する取付孔が穿通されて対向する上側取付部及び下側取付部を備え、上記第２支持部は、上記対向する第１支持部の上側取付部と下側取付部との間に嵌合すると共に上下方向に貫通する挿通孔が穿設された管筒を備え、上記上側取付部及び下側取付部の各取付孔及び管筒の挿通孔を貫通して第１支持部及び第２支持部を上記フロントサイドフレームに共締めする締結具を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この発明によると、第１支持部の上側取付部と下側取付部との間に第２支持部の管筒を嵌合して締結具により第１支持部及び第２支持部をフロントサイドフレームに共締めすることにより、第１支持部と第２支持部の結合剛性及びこれら第１支持部及び第２支持部とフロントサイドメンバとの結合剛性が確保できる。更に、単一の締結具によって前部クロスメンバと後部クロスメンバとを結合すると共にフロントサイドメンバへ取り付けることから、後部クロスメンバの脱着作業性が向上する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２の自動車のサスペンションクロスメンバ構造において、上端が前部クロスメンバ本体に結合され下端に第１サスペンション取付部が設けられた第１サスペンション支持ブラケットと、該第１サスペンション支持ブラケットと対向して上下方向に延在し下部に第１サスペンション取付部と協働してサスペンション装置のサスペンションアームを支持する第２サスペンション取付部が設けられ上部に上記上側取付部が形成された第２サスペンション支持ブラケットと、該第２サスペンション支持ブラケットに結合されて上記上側取付部と対向する上記下側取付部が形成された後部取付ブラケットと、上記第１サスペンション支持ブラケットの上部と第２サスペンション支持ブラケットの上部を連結する上側連結ブラケットと、上記第１サスペンション支持ブラケットの下部と第２サスペンション支持ブラケットの下部を連結する下側連結ブラケットと、上記第１サスペンション支持ブラケットの車幅方向内側部分と第２サスペンション支持ブラケットの車幅方向内側部分と前側クロスメンバ本体とを連結する内側連結パネルとを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、比較的簡単な形状の第１サスペンション支持ブラケット、第２サスペンション支持ブラケット、後部取付ブラケット、上側連結ブラケット、下側連結ブラケット、及び内側連結パネルにより重量が抑制されると共に剛性が確保された第１支持部及びサスペンション装置を支持するサスペンション支持部が形成できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造において、上記前部クロスメンバ本体と後部クロスメンバ本体を分離可能に連結する連結プレートを備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、前部クロスメンバ本体と後部クロスメンバ本体を連結プレートで連結することにより、サスペンションクロスメンバの剛性が更に向上すると共に、サスペンションクロスメンバの振動抑制が得られる。更に、連結プレートが飛散する小石等からパワーユニットや取付機器を保護する保護カバーとして機能する。
【００１８】
また、サスペンションアームから入力荷重や衝突時における衝撃荷重、例えばパワーユニットからサスペンションクロスメンバに入力される荷重を前部クロスメンバ及び後部クロスメンバの広範囲に分散でき、入力荷重をフロントサイドフレームに効率的に分散伝達することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４の自動車のサスペンションクロスメンバ構造において、上記連結プレートは、後端部が後部クロスメンバ本体に溶接結合し、上記各側部分の前端部が前部クロスメンバ本体に取り外し可能にボルト結合したことを特徴とする。
【００２０】
この発明は、連結プレートの具体的な構成であって、後端部分を後部クロスメンバ本体に溶接結合し前端部分を前部クロスメンバ本体にボルト結合することから、連結プレートを後部クロスメンバと共に脱着できる。また、サスペンションアームからの入力荷重や衝突時における衝撃荷重、例えばパワーユニットからの入力荷重を前部クロスメンバ及び後部クロスメンバの広範囲に効率的に分散でき、フロントサイドフレームに効率的に伝達することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、サスペンションクロスメンバが、前部クロスメンバと、前部クロスメンバに分離可能に締結する後部クロスメンバとを備えることから、サスペンションクロスメンバの剛性が確保できると共に、前部クロスメンバと後部クロスメンバとを近接配置することで小型化及び軽量化が得られる。
【００２２】
また、後部クロスメンバを前部クロスメンバから分離することによって前部クロスメンバの後側に充分な作業スペースが確保できて、パワーユニットや取付機器の脱着、整備及び点検等の作業等が容易になり、作業者の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る自動車のサスペンションクロスメンバ構造の実施の形態を図１乃至図１２を参照して説明する。なお、各図において矢印Ｆは車体前方方向を示している。
【００２４】
図１は車体前部の概略を示す概略平面図であり、エンジンルームＥの両側に沿って車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム１の間にサスペンションクロスメンバ１０が車幅方向に延在して架設されている。このサスペンションクロスメンバ１０は車幅方向に延在する前部クロスメンバ１１及び後部クロスメンバ４１を備え、両端にサスペンション装置のサスペンションアーム３の基端を支持するサスペンション支持部３１が形成されている。
【００２５】
前部クロスメンバ１１の中央部に設けたエンジンマウントブラケット１４Ａ、１４Ｂを介してエンジン６の後方に変速機７が配置された縦置きのパワーユニット５のエンジン部分を支持し、変速機７から駆動軸４を介して前輪に動力伝達される。更に、前側クロスメンバ１１の前部に車幅方向に延在するスタビライザ９がブラケット２８を介して支持されている。後部クロスメンバ４１の後部にギヤボックスマウントブラケット４７を介してステアリング装置のステアリングギヤボックス８が取り付けられている。
【００２６】
次に、この前部クロスメンバ１１及び後部クロスメンバ４１を備えたサスペンションクロスメンバ１０について説明する。図２はサスペンションクロスメンバ１０の上方斜め後方からの斜視図、図３はサスペンションクロスメンバ１０の下方斜め前方からの斜視図、図４は図２のＡ部拡大図、図５は前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１とを分離した状態を示す斜視図である。なお、サスペンションクロスメンバ１０は車体中心にほぼ左右対称形に構成されることからサスペンションクロスメンバ１０の端部構造については一方の端部構造を主に説明し、他方の詳細な説明は省略する。
【００２７】
前部クロスメンバ１１は、上面１２Ａとこの上面１２Ａの前縁及び後縁から下方に折曲形成された前面１２Ｂ及び後面１２Ｃを有する下方が開放された断面略コ字状で略直線状で延在する中央部から両端に移行するに従って滑らかに上昇して車幅方向に延在するアッパパネル１２と、アッパパネル１２の前面１２Ｂの下端と後面１２Ｃの下端との間に架設されて車幅方向に延在するロアパネル１３とにより中空状に形成された前部クロスメンバ本体１１Ａを備えている。
【００２８】
アッパパネル１２の上面１２Ａの車幅方向端部にそれぞれフロントサイドフレーム１に形成された前部取付部１Ｄに下方から重合する取付部１２Ｄが隆起して形成されている。この取付部１２Ｄに上下方向に貫通する取付孔１２Ｄａが穿設されている。
【００２９】
アッパパネル１２の上面１２Ａの中央部近傍に一対のエンジンマウントブラケット１４Ａ、１４Ｂが互いに車幅方向に離間して設けられ、ロアパネル１３の中央部近傍にナットを備えた一対の連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂが車幅方向に離間して形成されている。
【００３０】
前部クロスメンバ１１の端部構造について、図６乃至図１０を参照して説明する。図６は図４のＢ矢視図、図７は図５のＣ矢視図であり、図８は図５のＤ矢視図、図９は図５のＥ矢視図、図１０は分解斜視図である。
【００３１】
前部クロスメンバ１１の端部には、比較的簡単な形状のサスペンション支持ブラケットである第１サスペンション支持ブラケット２１、第２サスペンション支持ブラケット２２、後部取付ブラケット２３、上部連結ブラケット２４、下部連結ブラケット２５、内側連結パネル２６、スタビライザ取付ブラケット２７、及び前側取付ブラケット２９により形成されたブラケット構造体２０を備えている。このブラケット構造体２０によってサスペンション支持部３１及び後部クロスメンバ４１と連結する第１支持部３２及び前部クロスメンバ１１をフロントサイドフレーム１に取り付ける前部取付部３３が形成される。
【００３２】
第１サスペンション支持ブラケット２１は、車幅方向に延在する基部２１Ａ及びこの基部２１Ａの車幅方向外側の縁部から前方に折曲形成される外側面部２１Ｂを備えた断面略Ｌ字状で上下方向に連続すると共に、外側面部２１Ｂの前端縁から車幅方向外方に折曲形成された上下方向に延在するフランジ部２１Ｃとが一体形成された板金部材であって、基部２１Ａの上部がアッパパネル１２の後面１２Ｃに結合される。更に基部２１Ａの下端近傍に前後方向に貫通する取付孔２１Ｄａを備えた第１サスペンション取付部２１Ｄが形成されている。基部２１の車幅方向の幅は下部に形成された第１サスペンション取付部２１Ｄからアッパパネル１２の後面１２Ｃに結合する上部に移行するに従って漸次増大してアッパパネル１２の結合長を確保してアッパパネル１２との結合剛性を確保している。
【００３３】
第２サスペンション支持ブラケット２２は、第１サスペンション支持ブラケット２１の基部２１Ａと対向する基部２２Ａ及びこの基部２２Ａの車幅方向外側の縁部から前方に折曲形成される外側面部２２Ｂを備えた断面略Ｌ字状で上下方向に連続すると共に、基部２２Ａの上端に車体後方に折曲形成されて上下方向に貫通する取付孔２２Ｃａが穿設された上側取付部２２Ｃが一体形成されている。基部２２Ａの下端近傍にはサービス孔２２Ａａが開口している。
【００３４】
更に第２サスペンション支持ブラケット２２の基部２２Ａの上下方向中間部に上側取付部２２Ｃと離間して対向すると共に上下方向に貫通する取付孔２３Ｃａが穿設された下側取付部２３Ｃを備えた後部取付ブラケット２３が取り付けられる。これら第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃと後部取付ブラケット２３の下側取付部２３Ｃによって後方が開放されたコ字状の第１支持部３２が形成される。
【００３５】
上側連結ブラケット２４は、上方が開放された断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する基部２４Ａを有し、基部２４Ａの前縁部に沿って形成されたフランジ部２４Ｂがアッパパネル１２の後面１２Ｃ及び第１サスペンション支持ブラケット２２の上部に結合される。基部２４Ａの後縁部に第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃの上面に結合されると共にフロントサイドフレーム１に設けられたクロスメンバ支持ブラケット６６の下面に重合可能な取付部２４Ｃが折曲形成されている。この取付部２４Ｃに第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃに形成された取付孔２２Ｃａと対応する取付孔２４Ｃａが穿設されている。
【００３６】
更に、基部２４Ａの車幅方向端縁前部に第１サスペンション支持ブラケット２１の外側面部２１Ｂに結合される外側面部２４Ｄが折曲形成され、基部２４Ａの車幅方向端縁前部に第１サスペンション支持ブラケット２１の外側面部２１Ｂに結合される外側面部２４Ｅが折曲形成される。この上側連結ブラケット２４により第１サスペンション支持ブラケット２１の上部分と第２サスペンション支持ブラケット２２の上部分が連結される。
【００３７】
下側連結ブラケット２５は、上側連結ブラケット２４の基部２４Ａの下面と対向する基部２５Ａと、基部２５Ａの後縁から第２サスペンション支持ブラケット２２の外側面部２２Ｂの端縁に沿って下方に折曲形成されて第１サスペンション支持ブラケット２１の基部２１Ａに形成された第１サスペンション取付部２１Ｄと対向して取付孔２５Ｂａが穿設された第２サスペンション取付部２５Ｂと、第２サスペンション取付部２５Ｂの下縁から後方に折曲形成されて第２サスペンション支持ブラケット２２の下端に結合される下端部２５Ｃとが連続形成される。
【００３８】
更に基部２５Ａの車幅方向外側の縁部に上側連結ブラケット２４の外側面部２４Ｄ及び第１サスペンション支持ブラケット２１の外側面部２１Ｂに結合する外側面部２５Ｄが折曲形成され、第２サスペンション取付部２５Ｂの縁部に第２サスペンション支持ブラケット２２の外側面部２２Ｂに結合する結合フランジ部２５Ｅが折曲形成されている。また、基部２５Ａの車幅方向内側の縁部に後述する内側連結パネル２６の基部２６Ａの下縁に結合する内側結合フランジ２５Ｆが折曲形成されている。これにより第２サスペンション支持ブラケット２２の下端部に第２サスペンション取付部２５Ｂが設けられると共に、下側連結ブラケット２５によって第１サスペンション支持ブラケット２１の下部分と第２サスペンション支持ブラケット２２の下部分が連結される。
【００３９】
内側連結パネル２６は、図７に示しように矩形平板状の基部２６Ａと基部２６の前縁に延設されクロスメンバ結合部２６Ｂを備え、基部２６Ａの後縁２６Ａａが第２サスペンション支持ブラケット２２の基部２２Ａの下部に、下縁２６Ａｂが下部連結ブラケット２５の内側結合フランジ２６Ｆに、前縁２６Ａｃが第１サスペンション支持ブラケット２１の基部２１Ａの下部にそれぞれ結合し、クロスメンバ結合部２６Ｂがアッパパネル１２の前面１２Ｂ及び後面１２Ｃの下縁及びロアパネル１３、即ちクロスメンバ本体１１Ａに結合されている。これにより前側リンクブラケット２１の車幅方向内側部分と後部リンクブラケット２２の車幅方向内側部分と前側クロスメンバ本体１１Ａと内側連結パネル２６によって強固に連結されて第１サスペンション支持ブラケット２１や第２サスペンション支持ブラケット２２の剛性が向上する。
【００４０】
スタビライザ取付ブラケット２７は、上縁がアッパパネル１２の前面１２Ｂに結合されて垂下すると共に下縁が車幅方向外方に移行するに従って漸次下降すると共の車幅方向外方の端縁が上下方向に延在する略三角形の平板状の基部２７Ａを有している。基部２７Ａの端縁の近傍にスタビライザ取付部２７Ｂが前方に膨出して形成され、このスタビライザ取付部２７Ｂにブラケット２８を介してスタビライザ９が支持される。
【００４１】
前側取付ブラケット２９は、第１サスペンション支持ブラケット２１のフランジ部２１Ｃとスタビライザ取付ブラケット２７の基部２７Ａとの間において上下方向に延在する平板状の基部２９Ａと、基部２９Ａの前縁に沿って折曲形成されてスタビライザ取付ブラケット２７の基部２７Ａに結合されるフランジ２９Ｂと、基部２９Ａの後縁に沿って折曲形成されて第１サスペンション支持ブラケット２１のフランジ部２１Ｃに結合するフランジ部２９Ｃと、基部２９Ａの上端から車幅方向外方に折曲形成されてアッパパネル１２に形成された取付部１２Ｄと上下方向に離間して対向する取付部２９Ｄとが一体形成されている。取付部２９Ｄにアッパパネル１２の取付部１２Ｄに形成され取付孔１２Ｄａに対応する取付孔２９Ｄａが穿設されている。
【００４２】
このアウタパネル１２の取付部１２Ｄと前側取付ブラケット２９の取付部２９Ｄによってクロスメンバ前部取付部３３が形成される。
【００４３】
このように形成された前部クロスメンバ１１は、アッパパネル１２とロアパネル１３によって中央部上面にエンジンマウントブラケット１４及び下面に連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂが設けられて車幅方向に延在する剛性に優れた中空状の前部クロスメンバ本体１１Ａが形成される。
【００４４】
この前部クロスメンバ本体１１Ａの端部に第１サスペンション支持ブラケット２１と第２サスペンション支持ブラケット２２とを上側連結ブラケット２４及び下側連結ブラケット２５によって連結することによって前部クロスメンバ本体１１Ａから下方にオフセットした第１サスペンション支持ブラケット２１の第１サスペンション取付部２１Ｄと下側連結ブラケット２５の第２サスペンション取付部２５Ｂによるサスペンションアーム４の基端を支持するサスペンション支持部３１が形成される。更に、互いに結合される第１サスペンション支持ブラケット２１のフランジ部２１Ｃと前側取付ブラケット２９のフランジ部２９Ｃによって第１サスペンション取付部２１Ｄと前側取付ブラケット２９の取付部２９Ｃと間に連続する剛性が確保されたリブ３５が形成される。このリブ３５は第１サスペンション取付部２１から取付部２９Ｃへ効率的に荷重伝達する荷重伝達系路となる。
【００４５】
この上側連結ブラケット２４の断面略Ｕ字状に車幅方向に連続するＵ字状の基部２４Ａ上に車幅方向に延在する駆動軸４が貫通する駆動軸配設スペースが確保される。
【００４６】
また、内側連結パネル２６の基部２６Ａによって第２サスペンション支持ブラケット２２の基部２２Ａの下部、下部連結ブラケット２５の内側結合フランジ２６Ｆ、第１サスペンション支持ブラケット２１の基部２１Ａの下部が互い連結され、かつクロスメンバ結合部２６Ｂがクロスメンバ本体１１Ａに結合されて第１サスペンション支持ブラケット２１、第２サスペンション支持ブラケット２２、上側連結ブラケット２４等の変形が拘束されて第１サスペンション支持ブラケット２１と第２サスペンション支持ブラケット２２が強固に連結される。また、サスペンションアーム４からサスペンション支持部３１に入力される軸方向の荷重を確実に受け止めることができる。更に、第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃと後部取付ブラケット２３の下側取付部２３Ｃによって形成される第１支持部３２と前部クロスメンバ本体１０Ａとの結合剛性が確保できる。
【００４７】
後側クロスメンバ４１は、図１乃至図５に示すように前方が開放された断面コ字状で略直線状で延在する中央部から両端に移行するに従って滑らかに上昇して車幅方向に延在する後側パネル４２と、後方が開放された断面コ字状で後側クロスメンバ４１と嵌合及び結合して車幅方向に延在する前側パネル４３とにより断面中空状に形成された後部クロスメンバ本体４１Ａを備えている。後部クロスメンバ本体４１Ａの後部にギヤボックスマウントブラケット４７を介して車幅方向に延在するステアリングギヤボックス８が取り付けられる。
【００４８】
後部クロスメンバ本体４１Ａの端部に管筒４６によって形成された第２支持部４５が設けられている。管筒４６は、上下方向に貫通する挿通孔４６ａを有し、前部クロスメンバ１１の側部構造体２０を形成する第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃと後部取付ブラケット２３の下側後部取付部２３Ｃの間に嵌合する軸方向の長さの円筒部材によって形成されている。この互いに嵌合する前部クロスメンバ１１の第１支持部３２によって第１支持部材３２と後部クロスメンバ４１の第２支持部４５によってフロントサイドメンバ１の後部取付部１Ｅに共に結合されるクロスメンバ後部取付部３６が形成される。
【００４９】
後部クロスメンバ本体４１Ａの下面中央部に連結プレート５１が取り付けられている。連結プレート５１は、図３に示すように前後方向に延在する一対の側部分５１Ａ、５１Ｂの中間部を連結した平面視略Ｈ字状乃至Ｘ字状であって、各側部分５１Ａ、５１Ｂの各後端部に形成された後部取付部５１Ｃ、５１Ｄが後部クロスメンバ本体４１Ａの下面に溶接結合される。各側部分５１Ａ、５１Ｂの前端部に前部クロスメンバ１１の下面に形成された連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂに対応して取付孔が穿設された前部取付部５１Ｅ、５１Ｆが形成されている。この平面視Ｈ字状乃至Ｘ字状に形成された連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆと後部取付部５１Ｃ、５１Ｄは図３に仮想線で示すように交差する平面視Ｘ字状に配置される。
【００５０】
次に、サブクロスメンバ１０のクロスメンバ前部取付部３３及びクロスメンバ後部取付部３６をフロントサイドメンバ１に取り付ける取付部構造について説明する。
【００５１】
各フロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄは、図１１に図１のＩ−Ｉ線断面図を示すように、上側面１Ａ、内側面１Ｂ、下側面１Ｃを有しエンジンルームＥの側部を形成するホイールエプロン２の内面に上方フランジ１ａ及び下方フランジ１ｂが結合された断面略ハット状で前後方向に延在し、上側面１Ａ、内側面１Ｂ、下側面１Ｃの内側に沿って上側面６１Ａ、内側面６１Ｂ、下側面６１Ｃを有する断面コ字状のリンフォース６１が配設されている。フロントサイドフレーム１及びリンフォース６１の下側面１Ｃ、６１Ｃに貫通孔１Ｃａ、６１Ｃａが穿設されている。
【００５２】
前部クロスメンバ１１のアッパパネル１２の取付部１２Ｄの取付孔１２Ｄａに上方から円筒状のフランジ付きブッシュ６２が挿入されその先端が前部取付ブラケット２８の取付部２８Ｄに当接して位置決めされている。一方、フロントサイドフレーム１の下側面１Ｃと上側面１Ａとの間、より詳細にはリンフォース６１の下側面６１Ｃと上側面６１Ａとの間に筒状のナット６３が配置されている。
【００５３】
そして、下方から前部取付ブラケット２８の取付部２８Ｄに形成された取付孔２８Ｄａから挿入されてブッシュ６２の貫通孔６２ａ、フロントサイドフレーム１及びリンフォース６１の貫通孔１Ｃａ、６１Ｃａを貫通してナット６３に螺合する取付ボルト６５によって前部クロスメンバ１１がフロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄに締結される。
【００５４】
このようにしてフロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄに取り付けられた前部取付部３３は、フロントサイドフレーム１の下面１Ｃと前側取付ブラケット２９の取付部２９Ｄの間に介在する円筒状のブッシュ６２を介して前部取付ブラケット２９がフロントサイドフレーム１に強固に結合される。また、リンフォース６１の下側面６１Ｃと上側面６１Ａとの間に筒状のナット６３が掛け渡されるように配置されて、フロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄの変形が拘束されてフロントサイドフレーム１と前部取付部３３の結合剛性が確保できる。
【００５５】
フロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅは、図１２に図１のＩＩ−ＩＩ線断面図を示すように、フロントサイドフレーム１の下側面１Ｃに貫通孔６７ａ及び６８ａが形成された第１ブラケット６７及び第２ブラケット６８からなるクロスメンバ支持ブラケット６６が設けられている。第１ブラケット６７の上面に、その貫通孔６７ａに対応してナット６９が配設されている。
【００５６】
一方、前部クロスメンバ１１の第１支持部３２を形成する第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃと後部取付ブラケット２３の下側取付部２３Ｃとの間に、後部クロスメンバ４１の第２支持部４５を形成する管筒４６が嵌合して配置される。
【００５７】
そして、下方から下側取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａから挿入され、管筒４６の挿通孔４６ａ、上側取付部２２Ｃに穿設された取付孔２２Ｃａ、上側連結ブラケット２４の取付部２３Ｃに穿設された取り付け孔２３Ｃａ及び第１ブラケット６７の貫通孔６７ａを貫通してナット６９に螺合する締結具である取付ボルト７０によって前部クロスメンバ１１の第１支持部３２及び後部クロスメンバ４１の第２支持部３４が共にフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに締結される。
【００５８】
このようにしてフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに取り付けられたクロスメンバ後部取付部３６は、後部取付ブラケット２３の下側取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａ、管筒４６の挿通孔４６ａ、第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃに穿設された取付孔２２Ｃａ、上側連結ブラケット２４の上側取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａ、及び第１ブラケット６７の貫通孔６７ａを貫通する取付ボルト７０及びナット６９により共締めすることから、第１支持部３２及び第２支持部４５の変形が拘束されて前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１が互いに強固に結合されると共にクロスメンバ支持ブラケット６６を介してフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに締結される。
【００５９】
更に、後部クロスメンバ４１の下面に後端取付部５１Ｃ、５１Ｄが結合された連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆを前部クロスメンバ１０の下面に形成された連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂに重合する。そして、下方から連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆに穿設された取付孔に挿入して連結結合部１３Ａ、１３Ｂに設けられたナットに螺合する取付ボルト７１によって前部クロスメンバ１０の下面に連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆを結合する。
【００６０】
これにより、車幅方向に延在して左右のフロントサイドフレーム１に両端が支持された前部クロスメンバ１０及び後部クロスメンバ４１を備え、この前部クロスメンバ１０と後部クロスメンバ４１が連結プレート５１によって連結されたフロントサスペンションクロスメンバ１０が形成される。
【００６１】
前部クロスメンバ本体１１Ａの中央部に設けられた一対のエンジンマウント１４Ａ、１４Ｂを介してエンジン６が支持されてパワーユニット５が搭載される。また、第１サスペンション支持ブラケット２１の第１サスペンション取付部２１Ｄ及び下側連結ブラケット２５の第２サスペンション取付部２５Ｂによって構成されたサスペンション支持部３１にサスペンションアーム３の基端が取り付けられる。このサスペンションアーム３の取り付けは、サスペンションアーム３の基端に設けられた弾性ブッシュを第１サスペンション取付部２１Ｄと第２サスペンション取付部２５Ｂの間にセットし、第１サスペンション取付部２１Ｄの取付孔２１Ｄａから挿入して弾性ブッシュを貫通して第２サスペンション取付部２５Ｂの取付孔２５Ｂａから突出する取付ボルトに、第２サスペンション支持ブラケット２２のサービス孔２２Ａａから挿入する締付工具によってナットを螺合することによって取り付けられる。
【００６２】
同様に、スタビライザ９が前部クロスメンバ１１の前部にブラケット２８を介して取り付けられる。更にステアリングギヤボックス８がギヤボックスマウントブラケット４７を介して後部クロスメンバ４１の後部に車幅方向に延在して取り付けられる。これらスタビライザ９及びステアリングギヤボックス８は、サスペンションクロスメンバ１０の前後方向の寸法が抑制されて比較的作業スペースが容易に確保できる前部クロスメンバ１１の前側及び後部クロスメンバ４１の後側にブラケット２８やギヤボックスマウントブラケット４７を介して取り付けられることから、脱着作業性に優れ交換や補修等のメンテナンスが容易に行える。また、仕様の異なるスタビライザ９及びステアリングギヤボックス８と交換することができる。
【００６３】
このように構成されたサスペンションクロスメンバ１０は、前側クロスメンバ１１の前部取付部３３が、フロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄにフロントサイドフレーム１の下面１Ｃと前側取付ブラケット２９の取付部２９Ｄの間に介在する円筒状のブッシュ６２を介して取付ボルト６５及びナット６３によって強固に締結され、前側クロスメンバ１１の第１支持部３２を形成する上側取付部２２Ｃと下側取付部２３Ｃとの間に後側クロスメンバ４１の第２支持部４５を形成する剛性が確保された管筒４６に嵌合して取付ボルト７０及びナット７６によってフロントフレーム１の後部取付部１Ｅに設けられたクロスメンバ支持ブレケット６６に締結することから、第１支持部３２と第２支持部４５の結合剛性及びこれら第１支持部３２及び第２支持部４５とフロントサイドメンバ１との結合剛性が確保でき、更に前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１とが連結プレート５１を介して連結されてサスペンションクロスメンバ１０の剛性及びサスペンションクロスメンバ１０とフロントサイドフレーム１との結合剛性が確保される。
【００６４】
しかも、後部クロスメンバ４１の後方にステアリングギヤボックス８を配設することにより前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１を近接配置されてサスペンションクロスメンバ１０の前後方向の寸法を抑制することができサスペンションクロスメンバ１０の小型化及び軽量化が得られる。
【００６５】
また、前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１の下面を連結する連結プレート５１が、サスペンションクロスメンバ１０全体の振動を抑制すると共に、パワーユニット５や取付機器、特に変速機７を飛散する小石等から保護する保護カバーとして機能する。
【００６６】
また、走行等に伴うサスペンションアーム３から車体側部体２０のサスペンション支持部３１に主にサスペンションアーム３の延在方向、即ち外方から内方に移行する従って上昇するように傾斜した車幅方向の外力が入力されるが、その外力はサスペンション支持部３１を形成する第１サスペンション支持ブラケット２１の第１サスペンション取付部２１Ｄ及び下側連結ブラケット２５の第２サスペンション取付部２５Ｂに分散して入力され、内側連結パネル２６、下部連結ブラケット２５、上側連結ブラケット２４等によって変形が拘束された第１サスペンション支持ブラケット２１及び第２サスペンション支持ブラケット２３等により構成されたブラケット構造体２０を介して前側クロスメンバ１１及び後側クロスメンバ４１に分散されて左右のフロントサイドフレーム１により確実に受け止められる。
【００６７】
具体的には、第１サスペンション取付部２１Ｄに入力されたサスペンションアーム３からの外力は、主に第１サスペンション支持ブラケット２１、第１サスペンション支持ブラケット２１に結合された前側取付ブラケット２９を介してアッパパネル１２及び前部クロスメンバ取付部３３に伝達され、前部クロスメンバ取付部３３からフロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄに分散伝達されて効率的にフロントサイドフレーム１によって受け止められる。また、アッパパネル１２から前部クロスメンバ１１及び前部クロスメンバ１１に連結プレート５１を経由して後部クロスメンバ４１に伝達されてサスペンションクロスメンバ１０を介して左右のフロントサイドフレーム１の広範囲に分散伝達される。
【００６８】
特に、下端部に第１サスペンション取付部２１Ｄが形成された第１サスペンション支持ブラケット２１のフランジ部２１Ｃと前側取付ブラケット２９のフランジ部２９Ｃとの結合によって第１サスペンション取付部２１Ｄと取付部２９Ｄとの間に連続形成されたリブ３５を荷重伝達系路として第１サスペンション取付部２１に入力された荷重を直接的に前部取付部３３に伝達されて効率的にフロントサイドフレーム１によって受け止められる。
【００６９】
一方、第２サスペンション取付部２５Ｂに入力されたサスペンションアーム３からの入力荷重は、主に第２サスペンション取付部２５Ｂが設けられた第２サスペンション支持ブラケット２２を介して第２サスペンション支持ブラケット２２の上部に形成された第１支持部３２及び第２支持部４５を介して後部取付部３６からフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに伝達されてフロントサイドフレーム１によって受け止められると共に、互いに結合された第１支持部３２及び第２支持部４５及び連結プレート５１を介して前部クロスメンバ１１及び後部クロスメンバ４１に分散伝達されて左右のフロントサイドフレーム１の広範囲に分散されて受け止められる。
【００７０】
一方、前面衝突等により車体前方から外力、即ち衝撃荷重がパワーユニット５に入力されたときには、その外力がパワーユニット５を支持するエンジンマウントブラケット１４Ａ、１４Ｂから前部クロスメンバ１１に伝達され、前部クロスメンバ１１の両端の各前部取付部３３から左右のフロントサイドフレーム１に分散伝達すると共に、連結プレート５１を介して後部クロスメンバ４１にも伝達されて各クロスメンバ後部取付部３６からそれぞれ左右のフロントサイドフレーム１に分散伝達されてパワーユニット５の後退を効率よく受け止めることができる。特に、連結プレート５１を平面視Ｈ字状乃至Ｘ字状に形成し前部クロスメンバ１１に連結する前部取付部５１Ｅ、５１Ｆと後部クロスメンバ４１に連結する後部取付部５１Ｃ、５１Ｄを図３に仮想線で示すように交差するＸ字状に配置することにより、パワーユニット５に外力Ｐ２が前方からオフセットして入力された際にも前部クロスメンバ１１から後部クロスメンバ４１の広範囲に効率的に分散して伝達することができる。
【００７１】
次に、整備及び点検等におけるパワーユニット５の変速機７を脱着に作業について説明する。
【００７２】
変速機７の取り外し作業は、連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆを前部クロスメンバ本体１１Ａに締結している取付ボルト７１を取り外して連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆから前部クロスメンバ１１の連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂを分離させる。
【００７３】
また、前部クロスメンバ１１の第１支持部３２及び後部クロスメンバ４１の第２支持部４５をフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに設けられたクロスメンバ支持ブラケット６６に共に締結している取付ボルト７０を取り外してフロントサイドブレーム１と第１支持部３２と第２支持部４５の締結を解除する。そして、後部クロスメンバ４１の端部に設けられた第２支持部４５の管筒４６を第１支持部３２の上側取付部２２Ｃと下側取付部２３Ｃとの間から抜き出して後部クロスメンバ４１を取り外す。この後部クロスメンバ４１を取り外すことにより前部クロスメンバ１１の後側に充分な作業スペースを確保する。
【００７４】
そして、エンジン６がエンジンマウントブラケット１４Ａ、１４Ｂを介して前部クロスメンバ１１に支持された状態で、エンジン６と変速機７を結合している図示しない取付ボルト等を取り外してエンジン６から変速機７を分離する。このエンジン６から分離した変速機７を後部クロスメンバ４１が取り外されて作業スペースが確保された前部クロスメンバ１１の後側からエンジンルームＥの下方に搬出する。
【００７５】
一方、変速機７の装着は、後部クロスメンバ１１が取り外されて前部クロスメンバ４１の後方に確保された作業スペースから変速機７をエンジンルームＥ内に搬入し、前部クロスメンバ１１に支持されたエンジン１１に変速機７を取り付けて取付ボルトにより締結する。
【００７６】
そして、前部クロスメンバ１１の第１支持部３２を形成する上側取付部２２Ｃと下側取付部２３Ｃとの間に、後部クロスメンバ４１の第２支持部４５を形成する管筒４６を差し込み嵌合する。更に、下側取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａから取付ボルト７０を挿入して、管筒４６の挿通孔４６ａ、上側取付部２２Ｃに穿設された取付孔２２Ｃａ、上側連結ブラケット２４の取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａ、第１ブラケット６７の貫通孔６７ａを貫通してナット６９に締結して前部クロスメンバ１１の第１支持部３２及び後部クロスメンバ４１の第２支持部３４が共にフロントサイドフレーム１の後部クロスメンバ取付部１Ｅに取り付ける。
【００７７】
しかる後、連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆを前部クロスメンバ１１の連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂに取付ボルト７１により締結する。
【００７８】
この変速機７の脱着は、後部クロスメンバ１１が取り外して前部クロスメンバ４１の後方に作業スペースを確保した状態で前部クロスメンバ１１に支持されたエンジン６から変速機７を脱着し、かつ後部クロスメンバ４１が取り外されて作業スペースが確保された前部クロスメンバ１１の後方より変速機７をエンジンルームＥから搬出及び搬入することから、容易に変速機７の脱着ができ、作業者の負担が大幅に軽減される。
【００７９】
また、後部クロスメンバ４１を取り外して前部クロスメンバ１１の後方に作業スペースを確保してステアリングギヤボックス８や他の取付機器の交換及び整備等をすることによりその作業者の負担を大幅に軽減することができる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記実施の形態では後部クロスメンバ４１を後側パネル４２と前部パネル４３により中空状に形成したが、パイプ等によって形成することもできる。また、第１支持部３２及び第２支持部４５をクロスメンバ支持ブラケット６６を介在してフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに結合したが、クロスメンバ支持ブラケット６６を介在することなく、直接的に後面取付部１Ｅに結合することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に係るサスペンションクロスメンバを備えた車体前部の概略平面図である。
【図２】サスペンションクロスメンバの上方斜め後方からの斜視図である。
【図３】サスペンションクロスメンバの下方斜め前方からの斜視図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【図５】前部クロスメンバと後部クロスメンバとを分離した状態のサスペンションクロスメンバの斜視図である。
【図６】図４のＢ矢視図である。
【図７】図５のＣ矢視図である。
【図８】図５のＤ矢視図である。
【図９】図５のＥ矢視図である。
【図１０】分解斜視図である。
【図１１】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ フロントサイドフレーム
１Ｄ 前部取付部
１Ｅ 後部取付部
３ サスペンションアーム（サスペンション装置）
５ パワーユニット
６ エンジン
７ 変速機
８ ステアリングギヤボックス
１０ サスペンションクロスメンバ
１１ 前部クロスメンバ
１１Ａ 前部クロスメンバ本体
１２ アッパパネル
１２Ｄ 取付部
１３ ロアパネル
１３Ａ、１３Ｂ 連結プレート結合部
２０ ブラケット構造体
２１ 第１サスペンション支持ブラケット（サスペンション支持ブラケット）
２１Ｃ フランジ部
２１Ｄ 第１サスペンション取付部
２２ 第２サスペンション支持ブラケット
２２Ｃ 上側取付部
２３ 後部取付ブラケット
２３Ｃ 下側取付部
２４ 上側連結ブラケット
２５ 下側連結ブラケット
２５Ｂ 第２サスペンション取付部
２６ 内側連結パネル
２９ 前側取付ブラケット
２９Ｃ フランジ部
２９Ｄ 取付部
３１ サスペンション支持部
３２ 第１支持部
３３ 前部取付部
３５ リブ
３６ クロスメンバ後部取付部
４１ 後部クロスメンバ
４１Ａ 後部クロスメンバ本体
４５ 第２支持部
４６ 管筒
４７ ギヤボックスマウントブラケット
５１ 連結プレート
５１Ａ、５１Ｂ 側部分
５１Ｃ、５１Ｄ 後部取付部
５１Ｅ、５１Ｆ 前部取付部
６５ 取付ボルト
６６ クロスメンバ支持ブラケット
６７ 第１ブラケット
７０ 取付ボルト（締結具）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のサスペンションクロスメンバ構造に関し、特に車幅方向に延在して各端部がそれぞれ左右のフロントサイドフレームに支持されてパワーユニット及びサスペンション装置を支持す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】
自動車の左右のフロントフレーム間に設けられるサスペンションクロスメンバには、前輪のサスペンション装置、前輪の操向装置、エンジン等のパワーユニットが支持される。一般にサスペンションクロスメンバはプレス加工した上下一対の鋼板の周囲を溶接した中空形状を有しており、その下面にステアリングギヤボックスを収納する凹部が車幅方向に延在して形成される。ところが、車幅方向に延在する凹部を形成するとサスペンションクロスメンバの前後方向の剛性が大幅に低下するため、サスペンション装置から入力さえる荷重に対抗する剛性が要求される。
【０００３】
この種のサスペンションクロスメンバとしては、例えば特許文献１に開示されるサスペンションクロスメンバ構造がある。特許文献１のサスペンションクロスメンバ構造は、左右のフロントサイドフレームに両端部が支持されるサスペンションクロスメンバの下面にステアリングギヤボックスを収容する凹部を車幅方向に沿って形成して前部及び後部に車幅方向に連続する中空部を形成している。このサスペンションクロスメンバの中央部上面にエンジンマウントブラケットを介してパワーユニットが支持され、車幅方向の両端部下面にサスペンション装置のサスペンションアームが支持されている。更に、サスペンションクロスメンバの両端部近傍において凹部を前後に架設する補強ブラケット及び補強プレートを設けている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１のサスペンションクロスメンバ構造によると、サスペンションクロスメンバの下面に形成された凹部を前後に架設する補強ブラケット及び補強プレートを設けることから、サスペンション装置からサスペンション支持部に入力される荷重に対抗する剛性が確保できる。
【０００６】
しかし、車幅方向に連続し、かつ比較的前後方向の幅が大きく一体形成されたサスペンションクロスメンバの両端が左右のフロントサイドフレームに支持され、このサスペンションクロスメンバの中央部にエンジンマウントブラケットを介してパワーユニットを支持することから、整備作業等においてパワーユニットを着脱する際、パワーユニットと共に大きな外形寸法を有し重量が大きいサスペンションクロスメンバを左右のフロントサイドフレームから脱着しなければならず、整備作業性を阻害する要因となっている。
【０００７】
一方、近年、車体デザインの自由度や車室内スペースを確保のためにフロントオーバハング、即ち前輪中心から車体前端までの距離を短縮化する傾向がある。このためにエンジンルームの前後方向の短縮を図る必要があり、サスペンションクロスメンバの配設スペースが制限されてサスペンションクロスメンバの下面にステアリングギヤボックスを収容する凹部を形成することが困難であると共に、この凹部に配置されたステアリングギヤボックス等の取付機器の整備等にあたり取付機器を脱着する作業は厄介であり、作業者の負担の増大が懸念される。
【０００８】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、整備作業性に優れると共に、剛性が確保できる自動車のサスペンションクロスメンバ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する請求項１に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造の発明は、車幅方向に延在して各端部がそれぞれ左右のフロントサイドフレームに支持されてパワーユニット及びサスペンション装置を支持するサスペンションクロスメンバ構造において、各端部に上記左右のフロントサイドフレームに取付支持される前部取付部及び第１支持部を備えた前部クロスメンバと、該前部クロスメンバ本体より車体後方で各端部にそれぞれ上記各第１支持部に分離可能に締結する第２支持部を備えた後部クロスメンバとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によると、サスペンションクロスメンバが、車幅方向に延在して左右のフロントサイドフレームに取付支持される前部クロスメンバと、前部クロスメンバより車体後方で車幅方向に延在して前部クロスメンバに設けられた第１支持部に分離可能に締結する第２支持部を備えた後部クロスメンバとを備えることから、前部クロスメンバと後部クロスメンバによるサスペンションクロスメンバの剛性が確保できると共に、前部クロスメンバと後部クロスメンバとを近接配置することでサスペンションクロスメンバの前後方向の寸法を抑制することができ小型化及び軽量化が得られる。
【００１１】
また、後部クロスメンバを前部クロスメンバから分離することによって前部クロスメンバの後側に充分な作業スペースが確保できて、パワーユニットや取付機器の脱着等の整備及び点検作業が容易になり、作業者の負担を大幅に軽減することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の自動車のサスペンションクロスメンバ構造において、上記第１支持部は、断面コ字状でそれぞれ上下方向に貫通する取付孔が穿通されて対向する上側取付部及び下側取付部を備え、上記第２支持部は、上記対向する第１支持部の上側取付部と下側取付部との間に嵌合すると共に上下方向に貫通する挿通孔が穿設された管筒を備え、上記上側取付部及び下側取付部の各取付孔及び管筒の挿通孔を貫通して第１支持部及び第２支持部を上記フロントサイドフレームに共締めする締結具を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この発明によると、第１支持部の上側取付部と下側取付部との間に第２支持部の管筒を嵌合して締結具により第１支持部及び第２支持部をフロントサイドフレームに共締めすることにより、第１支持部と第２支持部の結合剛性及びこれら第１支持部及び第２支持部とフロントサイドメンバとの結合剛性が確保できる。更に、単一の締結具によって前部クロスメンバと後部クロスメンバとを結合すると共にフロントサイドメンバへ取り付けることから、後部クロスメンバの脱着作業性が向上する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２の自動車のサスペンションクロスメンバ構造において、上端が前部クロスメンバ本体に結合され下端に第１サスペンション取付部が設けられた第１サスペンション支持ブラケットと、該第１サスペンション支持ブラケットと対向して上下方向に延在し下部に第１サスペンション取付部と協働してサスペンション装置のサスペンションアームを支持する第２サスペンション取付部が設けられ上部に上記上側取付部が形成された第２サスペンション支持ブラケットと、該第２サスペンション支持ブラケットに結合されて上記上側取付部と対向する上記下側取付部が形成された後部取付ブラケットと、上記第１サスペンション支持ブラケットの上部と第２サスペンション支持ブラケットの上部を連結する上側連結ブラケットと、上記第１サスペンション支持ブラケットの下部と第２サスペンション支持ブラケットの下部を連結する下側連結ブラケットと、上記第１サスペンション支持ブラケットの車幅方向内側部分と第２サスペンション支持ブラケットの車幅方向内側部分と前側クロスメンバ本体とを連結する内側連結パネルとを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、比較的簡単な形状の第１サスペンション支持ブラケット、第２サスペンション支持ブラケット、後部取付ブラケット、上側連結ブラケット、下側連結ブラケット、及び内側連結パネルにより重量が抑制されると共に剛性が確保された第１支持部及びサスペンション装置を支持するサスペンション支持部が形成できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造において、上記前部クロスメンバ本体と後部クロスメンバ本体を分離可能に連結する連結プレートを備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、前部クロスメンバ本体と後部クロスメンバ本体を連結プレートで連結することにより、サスペンションクロスメンバの剛性が更に向上すると共に、サスペンションクロスメンバの振動抑制が得られる。更に、連結プレートが飛散する小石等からパワーユニットや取付機器を保護する保護カバーとして機能する。
【００１８】
また、サスペンションアームから入力荷重や衝突時における衝撃荷重、例えばパワーユニットからサスペンションクロスメンバに入力される荷重を前部クロスメンバ及び後部クロスメンバの広範囲に分散でき、入力荷重をフロントサイドフレームに効率的に分散伝達することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４の自動車のサスペンションクロスメンバ構造において、上記連結プレートは、後端部が後部クロスメンバ本体に溶接結合し、上記各側部分の前端部が前部クロスメンバ本体に取り外し可能にボルト結合したことを特徴とする。
【００２０】
この発明は、連結プレートの具体的な構成であって、後端部分を後部クロスメンバ本体に溶接結合し前端部分を前部クロスメンバ本体にボルト結合することから、連結プレートを後部クロスメンバと共に脱着できる。また、サスペンションアームからの入力荷重や衝突時における衝撃荷重、例えばパワーユニットからの入力荷重を前部クロスメンバ及び後部クロスメンバの広範囲に効率的に分散でき、フロントサイドフレームに効率的に伝達することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、サスペンションクロスメンバが、前部クロスメンバと、前部クロスメンバに分離可能に締結する後部クロスメンバとを備えることから、サスペンションクロスメンバの剛性が確保できると共に、前部クロスメンバと後部クロスメンバとを近接配置することで小型化及び軽量化が得られる。
【００２２】
また、後部クロスメンバを前部クロスメンバから分離することによって前部クロスメンバの後側に充分な作業スペースが確保できて、パワーユニットや取付機器の脱着、整備及び点検等の作業等が容易になり、作業者の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る自動車のサスペンションクロスメンバ構造の実施の形態を図１乃至図１２を参照して説明する。なお、各図において矢印Ｆは車体前方方向を示している。
【００２４】
図１は車体前部の概略を示す概略平面図であり、エンジンルームＥの両側に沿って車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム１の間にサスペンションクロスメンバ１０が車幅方向に延在して架設されている。このサスペンションクロスメンバ１０は車幅方向に延在する前部クロスメンバ１１及び後部クロスメンバ４１を備え、両端にサスペンション装置のサスペンションアーム３の基端を支持するサスペンション支持部３１が形成されている。
【００２５】
前部クロスメンバ１１の中央部に設けたエンジンマウントブラケット１４Ａ、１４Ｂを介してエンジン６の後方に変速機７が配置された縦置きのパワーユニット５のエンジン部分を支持し、変速機７から駆動軸４を介して前輪に動力伝達される。更に、前側クロスメンバ１１の前部に車幅方向に延在するスタビライザ９がブラケット２８を介して支持されている。後部クロスメンバ４１の後部にギヤボックスマウントブラケット４７を介してステアリング装置のステアリングギヤボックス８が取り付けられている。
【００２６】
次に、この前部クロスメンバ１１及び後部クロスメンバ４１を備えたサスペンションクロスメンバ１０について説明する。図２はサスペンションクロスメンバ１０の上方斜め後方からの斜視図、図３はサスペンションクロスメンバ１０の下方斜め前方からの斜視図、図４は図２のＡ部拡大図、図５は前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１とを分離した状態を示す斜視図である。なお、サスペンションクロスメンバ１０は車体中心にほぼ左右対称形に構成されることからサスペンションクロスメンバ１０の端部構造については一方の端部構造を主に説明し、他方の詳細な説明は省略する。
【００２７】
前部クロスメンバ１１は、上面１２Ａとこの上面１２Ａの前縁及び後縁から下方に折曲形成された前面１２Ｂ及び後面１２Ｃを有する下方が開放された断面略コ字状で略直線状で延在する中央部から両端に移行するに従って滑らかに上昇して車幅方向に延在するアッパパネル１２と、アッパパネル１２の前面１２Ｂの下端と後面１２Ｃの下端との間に架設されて車幅方向に延在するロアパネル１３とにより中空状に形成された前部クロスメンバ本体１１Ａを備えている。
【００２８】
アッパパネル１２の上面１２Ａの車幅方向端部にそれぞれフロントサイドフレーム１に形成された前部取付部１Ｄに下方から重合する取付部１２Ｄが隆起して形成されている。この取付部１２Ｄに上下方向に貫通する取付孔１２Ｄａが穿設されている。
【００２９】
アッパパネル１２の上面１２Ａの中央部近傍に一対のエンジンマウントブラケット１４Ａ、１４Ｂが互いに車幅方向に離間して設けられ、ロアパネル１３の中央部近傍にナットを備えた一対の連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂが車幅方向に離間して形成されている。
【００３０】
前部クロスメンバ１１の端部構造について、図６乃至図１０を参照して説明する。図６は図４のＢ矢視図、図７は図５のＣ矢視図であり、図８は図５のＤ矢視図、図９は図５のＥ矢視図、図１０は分解斜視図である。
【００３１】
前部クロスメンバ１１の端部には、比較的簡単な形状のサスペンション支持ブラケットである第１サスペンション支持ブラケット２１、第２サスペンション支持ブラケット２２、後部取付ブラケット２３、上部連結ブラケット２４、下部連結ブラケット２５、内側連結パネル２６、スタビライザ取付ブラケット２７、及び前側取付ブラケット２９により形成されたブラケット構造体２０を備えている。このブラケット構造体２０によってサスペンション支持部３１及び後部クロスメンバ４１と連結する第１支持部３２及び前部クロスメンバ１１をフロントサイドフレーム１に取り付ける前部取付部３３が形成される。
【００３２】
第１サスペンション支持ブラケット２１は、車幅方向に延在する基部２１Ａ及びこの基部２１Ａの車幅方向外側の縁部から前方に折曲形成される外側面部２１Ｂを備えた断面略Ｌ字状で上下方向に連続すると共に、外側面部２１Ｂの前端縁から車幅方向外方に折曲形成された上下方向に延在するフランジ部２１Ｃとが一体形成された板金部材であって、基部２１Ａの上部がアッパパネル１２の後面１２Ｃに結合される。更に基部２１Ａの下端近傍に前後方向に貫通する取付孔２１Ｄａを備えた第１サスペンション取付部２１Ｄが形成されている。基部２１の車幅方向の幅は下部に形成された第１サスペンション取付部２１Ｄからアッパパネル１２の後面１２Ｃに結合する上部に移行するに従って漸次増大してアッパパネル１２の結合長を確保してアッパパネル１２との結合剛性を確保している。
【００３３】
第２サスペンション支持ブラケット２２は、第１サスペンション支持ブラケット２１の基部２１Ａと対向する基部２２Ａ及びこの基部２２Ａの車幅方向外側の縁部から前方に折曲形成される外側面部２２Ｂを備えた断面略Ｌ字状で上下方向に連続すると共に、基部２２Ａの上端に車体後方に折曲形成されて上下方向に貫通する取付孔２２Ｃａが穿設された上側取付部２２Ｃが一体形成されている。基部２２Ａの下端近傍にはサービス孔２２Ａａが開口している。
【００３４】
更に第２サスペンション支持ブラケット２２の基部２２Ａの上下方向中間部に上側取付部２２Ｃと離間して対向すると共に上下方向に貫通する取付孔２３Ｃａが穿設された下側取付部２３Ｃを備えた後部取付ブラケット２３が取り付けられる。これら第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃと後部取付ブラケット２３の下側取付部２３Ｃによって後方が開放されたコ字状の第１支持部３２が形成される。
【００３５】
上側連結ブラケット２４は、上方が開放された断面略Ｕ字状で車幅方向に連続する基部２４Ａを有し、基部２４Ａの前縁部に沿って形成されたフランジ部２４Ｂがアッパパネル１２の後面１２Ｃ及び第１サスペンション支持ブラケット２２の上部に結合される。基部２４Ａの後縁部に第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃの上面に結合されると共にフロントサイドフレーム１に設けられたクロスメンバ支持ブラケット６６の下面に重合可能な取付部２４Ｃが折曲形成されている。この取付部２４Ｃに第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃに形成された取付孔２２Ｃａと対応する取付孔２４Ｃａが穿設されている。
【００３６】
更に、基部２４Ａの車幅方向端縁前部に第１サスペンション支持ブラケット２１の外側面部２１Ｂに結合される外側面部２４Ｄが折曲形成され、基部２４Ａの車幅方向端縁前部に第１サスペンション支持ブラケット２１の外側面部２１Ｂに結合される外側面部２４Ｅが折曲形成される。この上側連結ブラケット２４により第１サスペンション支持ブラケット２１の上部分と第２サスペンション支持ブラケット２２の上部分が連結される。
【００３７】
下側連結ブラケット２５は、上側連結ブラケット２４の基部２４Ａの下面と対向する基部２５Ａと、基部２５Ａの後縁から第２サスペンション支持ブラケット２２の外側面部２２Ｂの端縁に沿って下方に折曲形成されて第１サスペンション支持ブラケット２１の基部２１Ａに形成された第１サスペンション取付部２１Ｄと対向して取付孔２５Ｂａが穿設された第２サスペンション取付部２５Ｂと、第２サスペンション取付部２５Ｂの下縁から後方に折曲形成されて第２サスペンション支持ブラケット２２の下端に結合される下端部２５Ｃとが連続形成される。
【００３８】
更に基部２５Ａの車幅方向外側の縁部に上側連結ブラケット２４の外側面部２４Ｄ及び第１サスペンション支持ブラケット２１の外側面部２１Ｂに結合する外側面部２５Ｄが折曲形成され、第２サスペンション取付部２５Ｂの縁部に第２サスペンション支持ブラケット２２の外側面部２２Ｂに結合する結合フランジ部２５Ｅが折曲形成されている。また、基部２５Ａの車幅方向内側の縁部に後述する内側連結パネル２６の基部２６Ａの下縁に結合する内側結合フランジ２５Ｆが折曲形成されている。これにより第２サスペンション支持ブラケット２２の下端部に第２サスペンション取付部２５Ｂが設けられると共に、下側連結ブラケット２５によって第１サスペンション支持ブラケット２１の下部分と第２サスペンション支持ブラケット２２の下部分が連結される。
【００３９】
内側連結パネル２６は、図７に示しように矩形平板状の基部２６Ａと基部２６の前縁に延設されクロスメンバ結合部２６Ｂを備え、基部２６Ａの後縁２６Ａａが第２サスペンション支持ブラケット２２の基部２２Ａの下部に、下縁２６Ａｂが下部連結ブラケット２５の内側結合フランジ２６Ｆに、前縁２６Ａｃが第１サスペンション支持ブラケット２１の基部２１Ａの下部にそれぞれ結合し、クロスメンバ結合部２６Ｂがアッパパネル１２の前面１２Ｂ及び後面１２Ｃの下縁及びロアパネル１３、即ちクロスメンバ本体１１Ａに結合されている。これにより前側リンクブラケット２１の車幅方向内側部分と後部リンクブラケット２２の車幅方向内側部分と前側クロスメンバ本体１１Ａと内側連結パネル２６によって強固に連結されて第１サスペンション支持ブラケット２１や第２サスペンション支持ブラケット２２の剛性が向上する。
【００４０】
スタビライザ取付ブラケット２７は、上縁がアッパパネル１２の前面１２Ｂに結合されて垂下すると共に下縁が車幅方向外方に移行するに従って漸次下降すると共の車幅方向外方の端縁が上下方向に延在する略三角形の平板状の基部２７Ａを有している。基部２７Ａの端縁の近傍にスタビライザ取付部２７Ｂが前方に膨出して形成され、このスタビライザ取付部２７Ｂにブラケット２８を介してスタビライザ９が支持される。
【００４１】
前側取付ブラケット２９は、第１サスペンション支持ブラケット２１のフランジ部２１Ｃとスタビライザ取付ブラケット２７の基部２７Ａとの間において上下方向に延在する平板状の基部２９Ａと、基部２９Ａの前縁に沿って折曲形成されてスタビライザ取付ブラケット２７の基部２７Ａに結合されるフランジ２９Ｂと、基部２９Ａの後縁に沿って折曲形成されて第１サスペンション支持ブラケット２１のフランジ部２１Ｃに結合するフランジ部２９Ｃと、基部２９Ａの上端から車幅方向外方に折曲形成されてアッパパネル１２に形成された取付部１２Ｄと上下方向に離間して対向する取付部２９Ｄとが一体形成されている。取付部２９Ｄにアッパパネル１２の取付部１２Ｄに形成され取付孔１２Ｄａに対応する取付孔２９Ｄａが穿設されている。
【００４２】
このアウタパネル１２の取付部１２Ｄと前側取付ブラケット２９の取付部２９Ｄによってクロスメンバ前部取付部３３が形成される。
【００４３】
このように形成された前部クロスメンバ１１は、アッパパネル１２とロアパネル１３によって中央部上面にエンジンマウントブラケット１４及び下面に連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂが設けられて車幅方向に延在する剛性に優れた中空状の前部クロスメンバ本体１１Ａが形成される。
【００４４】
この前部クロスメンバ本体１１Ａの端部に第１サスペンション支持ブラケット２１と第２サスペンション支持ブラケット２２とを上側連結ブラケット２４及び下側連結ブラケット２５によって連結することによって前部クロスメンバ本体１１Ａから下方にオフセットした第１サスペンション支持ブラケット２１の第１サスペンション取付部２１Ｄと下側連結ブラケット２５の第２サスペンション取付部２５Ｂによるサスペンションアーム４の基端を支持するサスペンション支持部３１が形成される。更に、互いに結合される第１サスペンション支持ブラケット２１のフランジ部２１Ｃと前側取付ブラケット２９のフランジ部２９Ｃによって第１サスペンション取付部２１Ｄと前側取付ブラケット２９の取付部２９Ｃと間に連続する剛性が確保されたリブ３５が形成される。このリブ３５は第１サスペンション取付部２１から取付部２９Ｃへ効率的に荷重伝達する荷重伝達系路となる。
【００４５】
この上側連結ブラケット２４の断面略Ｕ字状に車幅方向に連続するＵ字状の基部２４Ａ上に車幅方向に延在する駆動軸４が貫通する駆動軸配設スペースが確保される。
【００４６】
また、内側連結パネル２６の基部２６Ａによって第２サスペンション支持ブラケット２２の基部２２Ａの下部、下部連結ブラケット２５の内側結合フランジ２６Ｆ、第１サスペンション支持ブラケット２１の基部２１Ａの下部が互い連結され、かつクロスメンバ結合部２６Ｂがクロスメンバ本体１１Ａに結合されて第１サスペンション支持ブラケット２１、第２サスペンション支持ブラケット２２、上側連結ブラケット２４等の変形が拘束されて第１サスペンション支持ブラケット２１と第２サスペンション支持ブラケット２２が強固に連結される。また、サスペンションアーム４からサスペンション支持部３１に入力される軸方向の荷重を確実に受け止めることができる。更に、第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃと後部取付ブラケット２３の下側取付部２３Ｃによって形成される第１支持部３２と前部クロスメンバ本体１０Ａとの結合剛性が確保できる。
【００４７】
後側クロスメンバ４１は、図１乃至図５に示すように前方が開放された断面コ字状で略直線状で延在する中央部から両端に移行するに従って滑らかに上昇して車幅方向に延在する後側パネル４２と、後方が開放された断面コ字状で後側クロスメンバ４１と嵌合及び結合して車幅方向に延在する前側パネル４３とにより断面中空状に形成された後部クロスメンバ本体４１Ａを備えている。後部クロスメンバ本体４１Ａの後部にギヤボックスマウントブラケット４７を介して車幅方向に延在するステアリングギヤボックス８が取り付けられる。
【００４８】
後部クロスメンバ本体４１Ａの端部に管筒４６によって形成された第２支持部４５が設けられている。管筒４６は、上下方向に貫通する挿通孔４６ａを有し、前部クロスメンバ１１の側部構造体２０を形成する第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃと後部取付ブラケット２３の下側後部取付部２３Ｃの間に嵌合する軸方向の長さの円筒部材によって形成されている。この互いに嵌合する前部クロスメンバ１１の第１支持部３２によって第１支持部材３２と後部クロスメンバ４１の第２支持部４５によってフロントサイドメンバ１の後部取付部１Ｅに共に結合されるクロスメンバ後部取付部３６が形成される。
【００４９】
後部クロスメンバ本体４１Ａの下面中央部に連結プレート５１が取り付けられている。連結プレート５１は、図３に示すように前後方向に延在する一対の側部分５１Ａ、５１Ｂの中間部を連結した平面視略Ｈ字状乃至Ｘ字状であって、各側部分５１Ａ、５１Ｂの各後端部に形成された後部取付部５１Ｃ、５１Ｄが後部クロスメンバ本体４１Ａの下面に溶接結合される。各側部分５１Ａ、５１Ｂの前端部に前部クロスメンバ１１の下面に形成された連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂに対応して取付孔が穿設された前部取付部５１Ｅ、５１Ｆが形成されている。この平面視Ｈ字状乃至Ｘ字状に形成された連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆと後部取付部５１Ｃ、５１Ｄは図３に仮想線で示すように交差する平面視Ｘ字状に配置される。
【００５０】
次に、サブクロスメンバ１０のクロスメンバ前部取付部３３及びクロスメンバ後部取付部３６をフロントサイドメンバ１に取り付ける取付部構造について説明する。
【００５１】
各フロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄは、図１１に図１のＩ−Ｉ線断面図を示すように、上側面１Ａ、内側面１Ｂ、下側面１Ｃを有しエンジンルームＥの側部を形成するホイールエプロン２の内面に上方フランジ１ａ及び下方フランジ１ｂが結合された断面略ハット状で前後方向に延在し、上側面１Ａ、内側面１Ｂ、下側面１Ｃの内側に沿って上側面６１Ａ、内側面６１Ｂ、下側面６１Ｃを有する断面コ字状のリンフォース６１が配設されている。フロントサイドフレーム１及びリンフォース６１の下側面１Ｃ、６１Ｃに貫通孔１Ｃａ、６１Ｃａが穿設されている。
【００５２】
前部クロスメンバ１１のアッパパネル１２の取付部１２Ｄの取付孔１２Ｄａに上方から円筒状のフランジ付きブッシュ６２が挿入されその先端が前部取付ブラケット２８の取付部２８Ｄに当接して位置決めされている。一方、フロントサイドフレーム１の下側面１Ｃと上側面１Ａとの間、より詳細にはリンフォース６１の下側面６１Ｃと上側面６１Ａとの間に筒状のナット６３が配置されている。
【００５３】
そして、下方から前部取付ブラケット２８の取付部２８Ｄに形成された取付孔２８Ｄａから挿入されてブッシュ６２の貫通孔６２ａ、フロントサイドフレーム１及びリンフォース６１の貫通孔１Ｃａ、６１Ｃａを貫通してナット６３に螺合する取付ボルト６５によって前部クロスメンバ１１がフロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄに締結される。
【００５４】
このようにしてフロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄに取り付けられた前部取付部３３は、フロントサイドフレーム１の下面１Ｃと前側取付ブラケット２９の取付部２９Ｄの間に介在する円筒状のブッシュ６２を介して前部取付ブラケット２９がフロントサイドフレーム１に強固に結合される。また、リンフォース６１の下側面６１Ｃと上側面６１Ａとの間に筒状のナット６３が掛け渡されるように配置されて、フロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄの変形が拘束されてフロントサイドフレーム１と前部取付部３３の結合剛性が確保できる。
【００５５】
フロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅは、図１２に図１のＩＩ−ＩＩ線断面図を示すように、フロントサイドフレーム１の下側面１Ｃに貫通孔６７ａ及び６８ａが形成された第１ブラケット６７及び第２ブラケット６８からなるクロスメンバ支持ブラケット６６が設けられている。第１ブラケット６７の上面に、その貫通孔６７ａに対応してナット６９が配設されている。
【００５６】
一方、前部クロスメンバ１１の第１支持部３２を形成する第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃと後部取付ブラケット２３の下側取付部２３Ｃとの間に、後部クロスメンバ４１の第２支持部４５を形成する管筒４６が嵌合して配置される。
【００５７】
そして、下方から下側取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａから挿入され、管筒４６の挿通孔４６ａ、上側取付部２２Ｃに穿設された取付孔２２Ｃａ、上側連結ブラケット２４の取付部２３Ｃに穿設された取り付け孔２３Ｃａ及び第１ブラケット６７の貫通孔６７ａを貫通してナット６９に螺合する締結具である取付ボルト７０によって前部クロスメンバ１１の第１支持部３２及び後部クロスメンバ４１の第２支持部３４が共にフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに締結される。
【００５８】
このようにしてフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに取り付けられたクロスメンバ後部取付部３６は、後部取付ブラケット２３の下側取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａ、管筒４６の挿通孔４６ａ、第２サスペンション支持ブラケット２２の上側取付部２２Ｃに穿設された取付孔２２Ｃａ、上側連結ブラケット２４の上側取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａ、及び第１ブラケット６７の貫通孔６７ａを貫通する取付ボルト７０及びナット６９により共締めすることから、第１支持部３２及び第２支持部４５の変形が拘束されて前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１が互いに強固に結合されると共にクロスメンバ支持ブラケット６６を介してフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに締結される。
【００５９】
更に、後部クロスメンバ４１の下面に後端取付部５１Ｃ、５１Ｄが結合された連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆを前部クロスメンバ１０の下面に形成された連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂに重合する。そして、下方から連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆに穿設された取付孔に挿入して連結結合部１３Ａ、１３Ｂに設けられたナットに螺合する取付ボルト７１によって前部クロスメンバ１０の下面に連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆを結合する。
【００６０】
これにより、車幅方向に延在して左右のフロントサイドフレーム１に両端が支持された前部クロスメンバ１０及び後部クロスメンバ４１を備え、この前部クロスメンバ１０と後部クロスメンバ４１が連結プレート５１によって連結されたフロントサスペンションクロスメンバ１０が形成される。
【００６１】
前部クロスメンバ本体１１Ａの中央部に設けられた一対のエンジンマウント１４Ａ、１４Ｂを介してエンジン６が支持されてパワーユニット５が搭載される。また、第１サスペンション支持ブラケット２１の第１サスペンション取付部２１Ｄ及び下側連結ブラケット２５の第２サスペンション取付部２５Ｂによって構成されたサスペンション支持部３１にサスペンションアーム３の基端が取り付けられる。このサスペンションアーム３の取り付けは、サスペンションアーム３の基端に設けられた弾性ブッシュを第１サスペンション取付部２１Ｄと第２サスペンション取付部２５Ｂの間にセットし、第１サスペンション取付部２１Ｄの取付孔２１Ｄａから挿入して弾性ブッシュを貫通して第２サスペンション取付部２５Ｂの取付孔２５Ｂａから突出する取付ボルトに、第２サスペンション支持ブラケット２２のサービス孔２２Ａａから挿入する締付工具によってナットを螺合することによって取り付けられる。
【００６２】
同様に、スタビライザ９が前部クロスメンバ１１の前部にブラケット２８を介して取り付けられる。更にステアリングギヤボックス８がギヤボックスマウントブラケット４７を介して後部クロスメンバ４１の後部に車幅方向に延在して取り付けられる。これらスタビライザ９及びステアリングギヤボックス８は、サスペンションクロスメンバ１０の前後方向の寸法が抑制されて比較的作業スペースが容易に確保できる前部クロスメンバ１１の前側及び後部クロスメンバ４１の後側にブラケット２８やギヤボックスマウントブラケット４７を介して取り付けられることから、脱着作業性に優れ交換や補修等のメンテナンスが容易に行える。また、仕様の異なるスタビライザ９及びステアリングギヤボックス８と交換することができる。
【００６３】
このように構成されたサスペンションクロスメンバ１０は、前側クロスメンバ１１の前部取付部３３が、フロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄにフロントサイドフレーム１の下面１Ｃと前側取付ブラケット２９の取付部２９Ｄの間に介在する円筒状のブッシュ６２を介して取付ボルト６５及びナット６３によって強固に締結され、前側クロスメンバ１１の第１支持部３２を形成する上側取付部２２Ｃと下側取付部２３Ｃとの間に後側クロスメンバ４１の第２支持部４５を形成する剛性が確保された管筒４６に嵌合して取付ボルト７０及びナット７６によってフロントフレーム１の後部取付部１Ｅに設けられたクロスメンバ支持ブレケット６６に締結することから、第１支持部３２と第２支持部４５の結合剛性及びこれら第１支持部３２及び第２支持部４５とフロントサイドメンバ１との結合剛性が確保でき、更に前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１とが連結プレート５１を介して連結されてサスペンションクロスメンバ１０の剛性及びサスペンションクロスメンバ１０とフロントサイドフレーム１との結合剛性が確保される。
【００６４】
しかも、後部クロスメンバ４１の後方にステアリングギヤボックス８を配設することにより前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１を近接配置されてサスペンションクロスメンバ１０の前後方向の寸法を抑制することができサスペンションクロスメンバ１０の小型化及び軽量化が得られる。
【００６５】
また、前部クロスメンバ１１と後部クロスメンバ４１の下面を連結する連結プレート５１が、サスペンションクロスメンバ１０全体の振動を抑制すると共に、パワーユニット５や取付機器、特に変速機７を飛散する小石等から保護する保護カバーとして機能する。
【００６６】
また、走行等に伴うサスペンションアーム３から車体側部体２０のサスペンション支持部３１に主にサスペンションアーム３の延在方向、即ち外方から内方に移行する従って上昇するように傾斜した車幅方向の外力が入力されるが、その外力はサスペンション支持部３１を形成する第１サスペンション支持ブラケット２１の第１サスペンション取付部２１Ｄ及び下側連結ブラケット２５の第２サスペンション取付部２５Ｂに分散して入力され、内側連結パネル２６、下部連結ブラケット２５、上側連結ブラケット２４等によって変形が拘束された第１サスペンション支持ブラケット２１及び第２サスペンション支持ブラケット２３等により構成されたブラケット構造体２０を介して前側クロスメンバ１１及び後側クロスメンバ４１に分散されて左右のフロントサイドフレーム１により確実に受け止められる。
【００６７】
具体的には、第１サスペンション取付部２１Ｄに入力されたサスペンションアーム３からの外力は、主に第１サスペンション支持ブラケット２１、第１サスペンション支持ブラケット２１に結合された前側取付ブラケット２９を介してアッパパネル１２及び前部クロスメンバ取付部３３に伝達され、前部クロスメンバ取付部３３からフロントサイドフレーム１の前部取付部１Ｄに分散伝達されて効率的にフロントサイドフレーム１によって受け止められる。また、アッパパネル１２から前部クロスメンバ１１及び前部クロスメンバ１１に連結プレート５１を経由して後部クロスメンバ４１に伝達されてサスペンションクロスメンバ１０を介して左右のフロントサイドフレーム１の広範囲に分散伝達される。
【００６８】
特に、下端部に第１サスペンション取付部２１Ｄが形成された第１サスペンション支持ブラケット２１のフランジ部２１Ｃと前側取付ブラケット２９のフランジ部２９Ｃとの結合によって第１サスペンション取付部２１Ｄと取付部２９Ｄとの間に連続形成されたリブ３５を荷重伝達系路として第１サスペンション取付部２１に入力された荷重を直接的に前部取付部３３に伝達されて効率的にフロントサイドフレーム１によって受け止められる。
【００６９】
一方、第２サスペンション取付部２５Ｂに入力されたサスペンションアーム３からの入力荷重は、主に第２サスペンション取付部２５Ｂが設けられた第２サスペンション支持ブラケット２２を介して第２サスペンション支持ブラケット２２の上部に形成された第１支持部３２及び第２支持部４５を介して後部取付部３６からフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに伝達されてフロントサイドフレーム１によって受け止められると共に、互いに結合された第１支持部３２及び第２支持部４５及び連結プレート５１を介して前部クロスメンバ１１及び後部クロスメンバ４１に分散伝達されて左右のフロントサイドフレーム１の広範囲に分散されて受け止められる。
【００７０】
一方、前面衝突等により車体前方から外力、即ち衝撃荷重がパワーユニット５に入力されたときには、その外力がパワーユニット５を支持するエンジンマウントブラケット１４Ａ、１４Ｂから前部クロスメンバ１１に伝達され、前部クロスメンバ１１の両端の各前部取付部３３から左右のフロントサイドフレーム１に分散伝達すると共に、連結プレート５１を介して後部クロスメンバ４１にも伝達されて各クロスメンバ後部取付部３６からそれぞれ左右のフロントサイドフレーム１に分散伝達されてパワーユニット５の後退を効率よく受け止めることができる。特に、連結プレート５１を平面視Ｈ字状乃至Ｘ字状に形成し前部クロスメンバ１１に連結する前部取付部５１Ｅ、５１Ｆと後部クロスメンバ４１に連結する後部取付部５１Ｃ、５１Ｄを図３に仮想線で示すように交差するＸ字状に配置することにより、パワーユニット５に外力Ｐ２が前方からオフセットして入力された際にも前部クロスメンバ１１から後部クロスメンバ４１の広範囲に効率的に分散して伝達することができる。
【００７１】
次に、整備及び点検等におけるパワーユニット５の変速機７を脱着に作業について説明する。
【００７２】
変速機７の取り外し作業は、連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆを前部クロスメンバ本体１１Ａに締結している取付ボルト７１を取り外して連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆから前部クロスメンバ１１の連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂを分離させる。
【００７３】
また、前部クロスメンバ１１の第１支持部３２及び後部クロスメンバ４１の第２支持部４５をフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに設けられたクロスメンバ支持ブラケット６６に共に締結している取付ボルト７０を取り外してフロントサイドブレーム１と第１支持部３２と第２支持部４５の締結を解除する。そして、後部クロスメンバ４１の端部に設けられた第２支持部４５の管筒４６を第１支持部３２の上側取付部２２Ｃと下側取付部２３Ｃとの間から抜き出して後部クロスメンバ４１を取り外す。この後部クロスメンバ４１を取り外すことにより前部クロスメンバ１１の後側に充分な作業スペースを確保する。
【００７４】
そして、エンジン６がエンジンマウントブラケット１４Ａ、１４Ｂを介して前部クロスメンバ１１に支持された状態で、エンジン６と変速機７を結合している図示しない取付ボルト等を取り外してエンジン６から変速機７を分離する。このエンジン６から分離した変速機７を後部クロスメンバ４１が取り外されて作業スペースが確保された前部クロスメンバ１１の後側からエンジンルームＥの下方に搬出する。
【００７５】
一方、変速機７の装着は、後部クロスメンバ１１が取り外されて前部クロスメンバ４１の後方に確保された作業スペースから変速機７をエンジンルームＥ内に搬入し、前部クロスメンバ１１に支持されたエンジン１１に変速機７を取り付けて取付ボルトにより締結する。
【００７６】
そして、前部クロスメンバ１１の第１支持部３２を形成する上側取付部２２Ｃと下側取付部２３Ｃとの間に、後部クロスメンバ４１の第２支持部４５を形成する管筒４６を差し込み嵌合する。更に、下側取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａから取付ボルト７０を挿入して、管筒４６の挿通孔４６ａ、上側取付部２２Ｃに穿設された取付孔２２Ｃａ、上側連結ブラケット２４の取付部２３Ｃに穿設された取付孔２３Ｃａ、第１ブラケット６７の貫通孔６７ａを貫通してナット６９に締結して前部クロスメンバ１１の第１支持部３２及び後部クロスメンバ４１の第２支持部３４が共にフロントサイドフレーム１の後部クロスメンバ取付部１Ｅに取り付ける。
【００７７】
しかる後、連結プレート５１の前部取付部５１Ｅ、５１Ｆを前部クロスメンバ１１の連結プレート結合部１３Ａ、１３Ｂに取付ボルト７１により締結する。
【００７８】
この変速機７の脱着は、後部クロスメンバ１１が取り外して前部クロスメンバ４１の後方に作業スペースを確保した状態で前部クロスメンバ１１に支持されたエンジン６から変速機７を脱着し、かつ後部クロスメンバ４１が取り外されて作業スペースが確保された前部クロスメンバ１１の後方より変速機７をエンジンルームＥから搬出及び搬入することから、容易に変速機７の脱着ができ、作業者の負担が大幅に軽減される。
【００７９】
また、後部クロスメンバ４１を取り外して前部クロスメンバ１１の後方に作業スペースを確保してステアリングギヤボックス８や他の取付機器の交換及び整備等をすることによりその作業者の負担を大幅に軽減することができる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記実施の形態では後部クロスメンバ４１を後側パネル４２と前部パネル４３により中空状に形成したが、パイプ等によって形成することもできる。また、第１支持部３２及び第２支持部４５をクロスメンバ支持ブラケット６６を介在してフロントサイドフレーム１の後部取付部１Ｅに結合したが、クロスメンバ支持ブラケット６６を介在することなく、直接的に後面取付部１Ｅに結合することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態に係るサスペンションクロスメンバを備えた車体前部の概略平面図である。
【図２】サスペンションクロスメンバの上方斜め後方からの斜視図である。
【図３】サスペンションクロスメンバの下方斜め前方からの斜視図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【図５】前部クロスメンバと後部クロスメンバとを分離した状態のサスペンションクロスメンバの斜視図である。
【図６】図４のＢ矢視図である。
【図７】図５のＣ矢視図である。
【図８】図５のＤ矢視図である。
【図９】図５のＥ矢視図である。
【図１０】分解斜視図である。
【図１１】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ フロントサイドフレーム
１Ｄ 前部取付部
１Ｅ 後部取付部
３ サスペンションアーム（サスペンション装置）
５ パワーユニット
６ エンジン
７ 変速機
８ ステアリングギヤボックス
１０ サスペンションクロスメンバ
１１ 前部クロスメンバ
１１Ａ 前部クロスメンバ本体
１２ アッパパネル
１２Ｄ 取付部
１３ ロアパネル
１３Ａ、１３Ｂ 連結プレート結合部
２０ ブラケット構造体
２１ 第１サスペンション支持ブラケット（サスペンション支持ブラケット）
２１Ｃ フランジ部
２１Ｄ 第１サスペンション取付部
２２ 第２サスペンション支持ブラケット
２２Ｃ 上側取付部
２３ 後部取付ブラケット
２３Ｃ 下側取付部
２４ 上側連結ブラケット
２５ 下側連結ブラケット
２５Ｂ 第２サスペンション取付部
２６ 内側連結パネル
２９ 前側取付ブラケット
２９Ｃ フランジ部
２９Ｄ 取付部
３１ サスペンション支持部
３２ 第１支持部
３３ 前部取付部
３５ リブ
３６ クロスメンバ後部取付部
４１ 後部クロスメンバ
４１Ａ 後部クロスメンバ本体
４５ 第２支持部
４６ 管筒
４７ ギヤボックスマウントブラケット
５１ 連結プレート
５１Ａ、５１Ｂ 側部分
５１Ｃ、５１Ｄ 後部取付部
５１Ｅ、５１Ｆ 前部取付部
６５ 取付ボルト
６６ クロスメンバ支持ブラケット
６７ 第１ブラケット
７０ 取付ボルト（締結具）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に延在して各端部がそれぞれ左右のフロントサイドフレームに支持されてパワーユニット及びサスペンション装置を支持するサスペンションクロスメンバ構造において、
各端部に上記左右のフロントサイドフレームに取付支持される前部取付部及び第１支持部を備えた前部クロスメンバと、
該前部クロスメンバより車体後方で各端部にそれぞれ上記第１支持部に分離可能に締結する第２支持部を備えた後部クロスメンバと、
を備えたことを特徴とする自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項２】
上記第１支持部は、断面コ字状でそれぞれ上下方向に貫通する取付孔が穿設されて対向する上側取付部及び下側取付部を備え、
上記第２支持部は、上記対向する第１支持部の上側取付部と下側取付部との間に嵌合すると共に上下方向に貫通する挿通孔が穿設された管筒を備え、
上記上側取付部及び下側取付部の各取付孔及び管筒の挿通孔を貫通して上記第１支持部及び第２支持部を上記左右のフロントサイドフレームに共締めする締結具を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項３】
上端が前部クロスメンバ本体に結合され下端に第１サスペンション取付部が設けられた第１サスペンション支持ブラケットと、
該第１サスペンション支持ブラケットと対向して上下方向に延在し下部に第１サスペンション取付部と協働してサスペンション装置のサスペンションアームを支持する第２サスペンション取付部が設けられ上部に上記上側取付部が形成された第２サスペンション支持ブラケットと、
該第２サスペンション支持ブラケットに結合されて上記上側取付部と対向する上記下側取付部が形成された後部取付ブラケットと、
上記第１サスペンション支持ブラケットの上部と第２サスペンション支持ブラケットの上部を連結する上側連結ブラケットと、
上記第１サスペンション支持ブラケットの下部と第２サスペンション支持ブラケットの下部を連結する下側連結ブラケットと、
上記第１サスペンション支持ブラケットの車幅方向内側部分と第２サスペンション支持ブラケットの車幅方向内側部分と前側クロスメンバ本体とを連結する内側連結パネルと
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項４】
上記前部クロスメンバ本体と後部クロスメンバ本体を分離可能に連結する連結プレートを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項５】
上記連結プレートは、
後端部が後部クロスメンバ本体に溶接結合し、上記各側部分の前端部が前部クロスメンバ本体に取り外し可能にボルト結合したことを特徴とする請求項４に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項１】
車幅方向に延在して各端部がそれぞれ左右のフロントサイドフレームに支持されてパワーユニット及びサスペンション装置を支持するサスペンションクロスメンバ構造において、
各端部に上記左右のフロントサイドフレームに取付支持される前部取付部及び第１支持部を備えた前部クロスメンバと、
該前部クロスメンバより車体後方で各端部にそれぞれ上記第１支持部に分離可能に締結する第２支持部を備えた後部クロスメンバと、
を備えたことを特徴とする自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項２】
上記第１支持部は、断面コ字状でそれぞれ上下方向に貫通する取付孔が穿設されて対向する上側取付部及び下側取付部を備え、
上記第２支持部は、上記対向する第１支持部の上側取付部と下側取付部との間に嵌合すると共に上下方向に貫通する挿通孔が穿設された管筒を備え、
上記上側取付部及び下側取付部の各取付孔及び管筒の挿通孔を貫通して上記第１支持部及び第２支持部を上記左右のフロントサイドフレームに共締めする締結具を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項３】
上端が前部クロスメンバ本体に結合され下端に第１サスペンション取付部が設けられた第１サスペンション支持ブラケットと、
該第１サスペンション支持ブラケットと対向して上下方向に延在し下部に第１サスペンション取付部と協働してサスペンション装置のサスペンションアームを支持する第２サスペンション取付部が設けられ上部に上記上側取付部が形成された第２サスペンション支持ブラケットと、
該第２サスペンション支持ブラケットに結合されて上記上側取付部と対向する上記下側取付部が形成された後部取付ブラケットと、
上記第１サスペンション支持ブラケットの上部と第２サスペンション支持ブラケットの上部を連結する上側連結ブラケットと、
上記第１サスペンション支持ブラケットの下部と第２サスペンション支持ブラケットの下部を連結する下側連結ブラケットと、
上記第１サスペンション支持ブラケットの車幅方向内側部分と第２サスペンション支持ブラケットの車幅方向内側部分と前側クロスメンバ本体とを連結する内側連結パネルと
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項４】
上記前部クロスメンバ本体と後部クロスメンバ本体を分離可能に連結する連結プレートを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【請求項５】
上記連結プレートは、
後端部が後部クロスメンバ本体に溶接結合し、上記各側部分の前端部が前部クロスメンバ本体に取り外し可能にボルト結合したことを特徴とする請求項４に記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−１６８７９１（Ｐ２００８−１６８７９１Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４０３１（Ｐ２００７−４０３１）
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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