(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
四輪自動車の前部側下部車体構造は、通常、以下のように構成されている。
車体前部の車両幅方向に設けられたダッシュパネルの左右両側には、ダッシュサイドパネルが設けられ、このダッシュサイドパネルの下部側には、車体後部側に向けてサイドシル部が設けられている。一方、車体の前後方向には、車体前方に延びる一対のフロントサイドメンバと、このフロントサイドメンバから車体後方に延びる一対のフロアサイドメンバが設けられている。フロントサイドメンバとフロアサイドメンバの接合部には、車体外側に延びるダッシュロアエクステンション(ダッシュサイドメンバとも言う。)がフロアサイドメンバに直角方向に設けられている。このダッシュロアエクステンションの外側端部は、前記サイドシル部の前端部に接合されている。
車輪を懸架するサスペンション装置は、車幅方向に延びるサスペンションフレームと、サスペンションフレームの両側にそれぞれ設けられたブラケットと、このブラケットに搖動可能に支持された左右のロアアームと、この左右のロアアームに装着された車輪と、これら左右のロアアームを前記フロントサイドメンバにそれぞれ懸架する懸架装置とで構成されている(例えば特許文献1〜3)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、このような従来の下部車体構造では、サスペンションフレームを支持するトルクロッド締結点、サスペンションフレームを車体に支持する左右の締結点、そして、左右のダッシュロアエクステンションのサイドシルとの締結点の位置に相関関係がないものが多いため、前方からの荷重に対して最適な荷重の分散を行うことができない。
また、サスペンションフレームとサスペンションフレームブラケットをフロアサイドメンバに共締めしているだけのものが多く、剛性が不十分であった。
さらに、フロアサイドメンバとダッシュロアエクステンションとの接合部は、ダッシュロアエクステンションが袋状になることから、スポット溶接の打点が打てないため、フロアパネルに穴を空けて打点を打ち、その後、穴に蓋をして水密シールを行わなければならない。蓋を施してシールがなされたとしても、穴がない状態よりも音の進入は多くなり、騒音、振動、乗り心地(NVH性能)が悪化することがある。
【0005】
本発明は、上記課題を解決し、前方からの荷重およびサスペンション荷重を効果的に分散して受けることができるとともに、剛性の向上を図ることができる車両前部の下部車体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するため、エンジンルームの両側に、車体の前後方向に配設されたフロントサイドメンバ
(4)と、このフロントサイドメンバ
(4)の後方フロアパネル
(5)下面側に車体の前後方向に配設されたフロアサイドメンバ
(6)と、一端部をそれぞれ車体側部のサイドシル部
(7)に接合された左右のダッシュロアエクステンション
(8)と、車両の幅方向に沿って配設されるとともに、左右の両端部を、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部とともに前記フロアサイドメンバ
(6)に締結されたサスペンションフレーム
(9)と、これらサスペンションフレーム
(9)の両端部に装着されたブラケット
(10)に揺動可能に支持されたロアアーム
(11)とを備え、
前記サスペンションフレーム(9)を、前側フレーム(91)と後側フレーム(92)で構成し、後側フレーム(92)を前側凸の円弧状に形成し、前側フレーム(91)を後側凸の円弧状に形成し、かつ前側フレーム(91)と後側フレーム(92)の中間位置を一体的に構成してトルクロッド懸架点(13)を設け、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部に接続される前記サスペンションフレーム
(9)の
後側フレーム(92)および前記ダッシュロアエクステンション
(8)を前方に凸形状の円弧形状を描くように形成し、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部に接続される前記サスペンションフレーム(9)の
後側フレーム(92)およびダッシュロアエクステンション
(8)の各締結点
(A,B,C)を前記円弧形状
(L1)の曲線上に位置させたことにある。
また、本発明は、前記サスペンションフレーム
(9)と、ブラケット
(10)と、ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部を、前記フロアサイドメンバ
(6)に共締めしたことにある。
さらに、本発明は、
前記前側フレーム(91)と後側フレーム
(92)の両端部に左右のロアアーム
(11)の懸架部を設けたことにある。
またさらに、本発明は、前記ダッシュロアエクステンション
(8)は、一端部にサイドシル部
(7)前端部との接合部を有し、他端部に前記フロアサイドメンバ
(6)との締結部を設け、その間に横断面ハット形の胴部
(8c)が設けられ、前記胴部
(8c)は前記サスペンションフレーム
(9)の円弧形状に沿うように形成されていることにある。
また、本発明は、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の底面
(8f)は、平面状に形成され、前記フロアサイドメンバ
(6)底面
(6a)から前記サイドシル部底面
(7a)に徐々に移行するように前記ダッシュロアエクステンション
(8)の底面(8f)を前記フロアサイドメンバ
(6)底面と前記サイドシル部底面
(7a)にそれぞれ接合したことにある。
さらに、本発明は、前記フロアサイドメンバ
(6)の近傍の前記ダッシュロアエクステンション
(8)の底面部に、車両牽引用の長穴を形成し、この長穴の周囲に補強部材を接合し、この補強部材を前記サスペンションフレームまたは前記フロアサイドメンバ
(6)に接合し、前記長穴は、前記サスペンションフレーム
(9)と、前記ブラケットとともに、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部を前記フロアサイドメンバ
(6)に共締めするための締結穴を兼ねることにある。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、エンジンルームの両側に、車体の前後方向に配設されたフロントサイドメンバ
(4)と、このフロントサイドメンバ
(4)の後方フロアパネル
(5)下面側に車体の前後方向に配設されたフロアサイドメンバ
(6)と、一端部をそれぞれ車体側部のサイドシル部
(7)に接合された左右のダッシュロアエクステンション
(8)と、車両の幅方向に沿って配設されるとともに、左右の両端部を、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部とともに前記フロアサイドメンバ
(6)に締結されたサスペンションフレーム
(9)と、これらサスペンションフレーム
(9)の両端部に装着されたブラケット
(10)に揺動可能に支持されたロアアーム
(11)とを備え、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部に接続される前記サスペンションフレーム
(9)の
後側フレーム(92)および前記ダッシュロアエクステンション
(8)を前方に凸形状の円弧形状を描くように形成し、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部に接続される前記サスペンションフレーム(9)の
後側フレーム(92)およびダッシュロアエクステンション
(8)の各締結点
(A,B,C)を前記円弧形状
(L1)の曲線上に位置させたので、前方からの荷重を前側に凸の円弧形状で受けることができるとともに、サスペンション荷重なども円弧形状に沿って荷重分散することができる。
また、前記サスペンションフレーム
(9)と、ブラケット
(10)と、ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部を、前記フロアサイドメンバ
(6)に共締めしたので、円弧形状を構成するサスペンションフレームと、ブラケットと、ダッシュロアエクステンションの結合剛性が向上する。
さらに、前記サスペンションフレーム
(9)を、前側フレーム
(91)と後側フレーム
(92)で構成し、後側フレーム
(92)を前側凸の円弧状に形成し、前側フレーム
(91)を後側凸の円弧状に形成し、かつ前側フレーム
(91)と後側フレーム
(92)の中間位置を一体的に構成してトルクロッド懸架点
(13)を設け、前記前側フレーム
(91)と後側フレーム
(92)の両端部に左右のロアアーム
(11)の懸架部を設けたので、ロアアームに装着された車輪のタイヤからの荷重が前側ロアアーム懸架点にかかるとき、荷重がかかった側の共締め点だけではなく、円弧形状に沿った荷重伝達により、反対側の共締め点に伝達することができる。また、後側ロアアーム懸架への荷重は、共締め点を介して円弧形状の構造に分散され、主に、フロアサイドメンバとダッシュロアエクステンション経由でサイドシル部に分散される。さらに、エンジンの前後動を懸架するトルクロッドの荷重は主に前後方向に働くので、前側に凸の円弧状の中心であるトルクロッド締結部から円弧形状に沿って分散されフロアサイドメンバとサイドシル部に伝達される。
またさらに、前記ダッシュロアエクステンション
(8)は、一端部にサイドシル部
(7)前端部との接合部を有し、他端部に前記フロアサイドメンバ
(6)との締結部を設け、その間に横断面ハット形の胴部
(8c)が設けられ、前記胴部
(8c)は前記サスペンションフレーム
(9)の円弧形状に沿うように形成されているので、円弧形状に沿って伝達する荷重に対し、局所的な荷重集中をすることなく、サイドシル部に荷重を伝達することができる。
また、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の底面
(8f)は、平面状に形成され、前記フロアサイドメンバ
(6)底面
(6a)から前記サイドシル部底面
(7a)に徐々に移行するように前記ダッシュロアエクステンション
(8)の底面(8f)を前記フロアサイドメンバ
(6)底面と前記サイドシル部底面
(7a)にそれぞれ接合したので、円弧状構造の底面部を伝達する荷重は、局所的な荷重集中をすることなく、サイドシル部に荷重を伝達することができる。
さらに、前記フロアサイドメンバ
(6)の近傍の前記ダッシュロアエクステンション
(8)の底面部に、車両牽引用の長穴を形成し、この長穴の周囲に補強部材を接合し、この補強部材を前記サスペンションフレームまたは前記フロアサイドメンバ
(6)に接合し、前記長穴は、前記サスペンションフレーム
(9)と、前記ブラケットとともに、前記ダッシュロアエクステンション
(8)の他端部を前記フロアサイドメンバ
(6)に共締めするための締結穴を兼ねるので、車両牽引用のフックポイントを荷重吸収性能の良い円弧状の構造に設け、フロアサイドメンバとフロアパネルを溶接するための溶接ガン進入用穴に用いることができることから、フロアパネル側に穴を空ける必要がなくなる。長穴の周囲に補強部材を接合し、この補強部材をサスペンションフレームまたはフロアサイドメンバに接合したので、ダッシュロアエクステンションと、サスペンションフレームブラケットもしくはフロアサイドメンバとの接合剛性を向上することができることから、円弧状の構造の結合剛性を向上することができる。前記長穴は、前記サスペンションフレームと、前記ブラケットとともに、前記ダッシュロアエクステンションの他端部を前記フロアサイドメンバに共締めするための締結穴を兼ねることができるので、組付け作業性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1ないし
図6は、本発明の実施の形態による車両前部の下部車体構造を示したものである。
【0010】
本発明の実施の形態による車両は、
図1ないし
図6に示すように、四輪タイプの自動車であり、このタイプの自動車の車両前部1の下部車体構造は、エンジンルーム2の両側に、車体3の前後方向に配設された一対のフロントサイドメンバ4と、このフロントサイドメンバ4の後方フロアパネル5下面側に車体3の前後方向に配設された一対のフロアサイドメンバ6と、一端部を車体3両側のサイドシル部7に接合された左右のダッシュロアエクステンション8と、車両の幅方向に沿って配設されるとともに、左右の両端部を、前記ダッシュロアエクステンション8の他端部とともにフロアサイドメンバ6に締結されたサスペンションフレーム9と、これらサスペンションフレーム9の両端部に装着されたブラケット10に揺動可能に支持されたロアアーム11とを備えている。
【0011】
前記フロントサイドメンバ4の後端部と、フロアサイドメンバ6の前端部は互いに接合されて一本のメンバを形成しており、これらメンバを繋ぐように前記サスペンションフレーム9が車幅方向に配設されている。このサスペンションフレーム9は、それぞれ横断面コ字状の前側フレーム9
1と後側フレーム9
2で構成されており、後側フレーム9
2を前側凸の円弧状L1に形成し、前側フレーム9
1を後側凸の円弧状L2に形成している。これら前側フレーム9
1と後側フレーム9
2の両端部には、それぞれ懸架部としてブラケット10
1、10
2が接合されており、これらブラケット10
1、10
2を介して車輪を懸架するロアアーム11が揺動可能に支持されている。前記前側フレーム9
1と後側フレーム9
2の中間位置は枠体12で包囲されて一体的に構成され、この枠体12部分にトルクロッド懸架点(締結点A)13が設けられている。前記ロアアーム11の前側アーム11aは、車幅方向の中心方向に延出されて前記前側フレーム9
1のブラケット10
1に車幅方向の外側から組付けられて前後方向の軸14で揺動可能に軸支され、前記ロアアーム11の後側アーム11bは、車体後方側に湾曲されて後側フレーム9
2のブラケット10
2に車体前方側から組付けられて上下方向の軸15で揺動可能に軸支されている。
【0012】
サスペンションフレーム9は、後側フレーム9
2のブラケット10
2に、後側フレーム9
2を車体後方に延長する後方アーム16が接合されており、この後方アーム16を前記フロアサイドメンバ6にねじ17等を介して締結している。この後方アーム16は後側フレーム9
2から前記フロアサイドメンバ6に連続的に移行するように円弧状L3に湾曲して形成されている。
【0013】
前記ダッシュロアエクステンション8は、
図5および
図6に示すように、一端部にサイドシル部7前端部との接合部8aを有し、他端部に前記フロアサイドメンバ6との締結部8bを設け、その間に横断面ハット形の胴部8cが設けられ、前記フロアサイドメンバ6との締結部8bに共締め用の締結穴8dが設けられている。
前記ダッシュロアエクステンション8は、前記サイドシル部7から他端部側を前記サスペンションフレーム9の後側フレーム9
2に連続するように車体中心側を車体前方側斜め方向に延出されており、前記胴部8cを前記サスペンションフレーム9の後側フレーム9
2の円弧形状L1に沿うように連続させて形成している。前記ダッシュロアエクステンション8の締結部8bは、前記サスペンションフレーム9の後側フレーム9
2のブラケット10
2と共に共締め用の締結穴8dに軸15を通して前記フロアサイドメンバ6に共締めされている(締結点B)。
前記サスペンションフレーム9のブラケット10
1、10
2相互間は外側ブレース18によって連結されて互いに一定の間隔を保持するように補強されている。
【0014】
前記ダッシュロアエクステンション8には、フロアサイドメンバ6の近傍の底面部に、車両牽引用の長穴8eを形成し、この長穴8eの周囲に補強部材19を接合し、この補強部材19をフロアサイドメンバ6に接合している。この補強部材19はサスペンションフレーム9に接合してもよい。
前記長穴8eは、前記サスペンションフレーム9と、前記サスペンションフレーム9のブラケット10
2とともに、前記ダッシュロアエクステンション8の他端部を前記フロアサイドメンバ6に共締めするための締結穴8dを兼ねることもできる。
【0015】
前記前側フレーム9
1のブラケット10
1には、前記ロアアーム11に形成されたガイド穴11cに係合するガイド用ピン20を有するアーム21が支持されている。前記ロアアーム11の先端には、タイヤ22を装着した車輪を懸架する懸架部11dが設けられ、かつ、この懸架部11dの近傍に車体3側に上端を支持されたストラット(図示せず)の下端が組付けられている。
【0016】
前記サスペンションフレーム9の後側フレーム9
2およびダッシュロアエクステンション8は、後側フレーム9
2の前側凸の円弧形状L1に沿って全体で前方に凸形状の円弧を描くように形成されており、前記ダッシュロアエクステンション8の前記サイドシル部7との接合部(締結点C)まで、円弧を描くように形成して該サイドシル部7に接合させている。
前記サスペンションフレーム9およびダッシュロアエクステンション8の各締結点A,Bおよび前記ダッシュロアエクステンション8の前記サイドシル部7との接合部(締結点C)を前記円弧形状L1の曲線上に位置させている。
【0017】
次に、上記実施の形態の作用を、
図7を参照しながら説明する。
自動車の前部に、車体の前方から荷重が加わった場合、サスペンションフレーム9の後側フレーム9
2およびダッシュロアエクステンション8は、後側フレーム9
2の前側凸の円弧形状L1に沿って全体で前方に凸形状の円弧を描くように形成されているので、サスペンション荷重なども円弧形状L1に沿って分散し、荷重をダッシュロアエクステンション8を通してサイドシル部7との接合部(締結点C)まで伝達して吸収することができる。
エンジンの動きを懸架するトルクロッド懸架点(締結点A)13にかかる荷重は、トルクロッド懸架点(締結点A)13から後側フレーム9
2および後方アーム16、または後側フレーム9
2およびダッシュロアエクステンション8の円弧構造を通してフロアサイドメンバ6またはサイドシル部7に分散して伝達される。
次に、ロアアーム11にかかるタイヤ22からの荷重Zは、前側ロアアーム11aの懸架部分と後ろ側ロアアーム11bの懸架部分で受けるが、後ろ側ロアアーム11b懸架部分への荷重は、共締め点を介して円弧形状の構造Z1,Z2に分散される。
また、タイヤ22からの荷重が前側ロアアーム11aの懸架点にかかるとき、荷重がかかった側の共締め点(締結点B)だけでなく円弧形状に沿った荷重伝達Yにより、反対側の結合部(締結点)Cに伝達することもできる。
【0018】
さらに、前突時に一定以上の荷重を受けると、フロントサイドメンバ4から入力される荷重により、フロントサイドメンバ4からフロアサイドメンバ6へと接続する構造が、車体外側から、車体内側に湾曲させて円弧を描くように再び車体3外側に移行するようにフロントサイドメンバ4からフロアサイドメンバ6へと、円弧状に形成して屈曲ポイントを形成しているので、この屈曲ポイントからフロントサイドメンバ4の後端部が車体3外側に屈曲して荷重を吸収する。この変形モードを起こしやすくすることで車室内へのフロントサイドメンバ4またはフロアサイドメンバ6の車室内への侵入量を抑制しながら衝突ストロークを稼ぎ、荷重を低減させることができる。
【0019】
上記の実施の形態によれば、サスペンションフレーム9の後側フレーム9
2およびダッシュロアエクステンション8を前方に凸形状の円弧を描くように形成し、前記サスペンションフレーム9の後側フレーム9
2およびダッシュロアエクステンション8の各締結点A、B、Cを前記円弧形状L1の曲線上に位置させたので、前方からの荷重を前側に凸の円弧形状L1で受けることができるとともに、サスペンション荷重などもダッシュロアエクステンション8または後方アーム16を通じた円弧形状L1,L2に沿って荷重分散することができる。
【0020】
また、サスペンションフレーム9の後側フレーム9
2と、ブラケット10
2と、ダッシュロアエクステンション8の他端部を、前記フロアサイドメンバ6に共締めしたので、円弧形状L1を構成するサスペンションフレーム9の後側フレーム9
2と、ブラケット10
2と、ダッシュロアエクステンション8の結合剛性が向上する。
【0021】
さらに、サスペンションフレーム9を、前側フレーム9
1と後側フレーム9
2で構成し、後側フレーム9
2を前側凸の円弧形状L1に形成し、前側フレーム9
1を後側凸の円弧形状L2に形成し、かつ前側フレーム9
1と後側フレームの中間位置を枠体12によって一体的に構成してトルクロッド懸架点13を設け、前側フレーム9
1と後側フレーム9
2の両端部に左右のロアアーム11の懸架部10
1、10
2を設けたので、ロアアーム11に装着された車輪のタイヤ22からの荷重が前側ロアアーム11aの懸架点にかかるとき、荷重がかかった側の共締め点だけではなく、円弧形状に沿った荷重伝達により、反対側の共締め点Bに伝達することができる。また、後側ロアアーム11b懸架点への荷重は、共締め点Bを介して円弧形状L3とL1の構造に分散され、主に、フロアサイドメンバ6とダッシュロアエクステンション8経由でサイドシル部7に分散される。さらに、エンジンの前後動を懸架するトルクロッド13の荷重は主に前後方向に働くので、前側に凸の円弧形状L1の中心であるトルクロッド締結部13から円弧形状L1,L3に沿って分散され、フロアサイドメンバ6とサイドシル部7に伝達される。
【0022】
またさらに、ダッシュロアエクステンション8は、一端部8aにサイドシル部7前端部との接合部を有し、他端部8bに前記フロアサイドメンバ6との締結部を設け、その間に横断面ハット形の胴部8cが設けられ、前記フロアサイドメンバ6との締結部に共締め用の締結穴8dが設けられ、前記胴部8cは前記サスペンションフレーム9の円弧形状L1に沿うように形成されているので、円弧形状L1に沿って伝達する荷重に対し、局所的な荷重集中をすることなく、サイドシル部7に荷重を伝達することができる。
【0023】
また、ダッシュロアエクステンション8の底面部8fは、平面状に形成され、フロアサイドメンバ6底面6aからサイドシル部7底面7aに徐々に移行するようにダッシュロアエクステンション8の底面部8fをフロアサイドメンバ6底面6aとサイドシル部7底面7aにそれぞれ接合したので、円弧状構造の底面部を伝達する荷重は、局所的な荷重集中をすることなく、サイドシル部7に荷重を伝達することができる。
【0024】
さらに、フロアサイドメンバ6の近傍のダッシュロアエクステンション8の底面部8fに、車両牽引用の長穴8eを形成し、この長穴8eの周囲に補強部材19を接合し、この補強部材19をサスペンションフレーム9またはフロアサイドメンバ6に接合したので、車両牽引用のフックポイントを荷重吸収性能の良い円弧状の構造に設け、フロアサイドメンバ6とフロアパネル5を溶接するための溶接ガン進入用穴に用いることができることからフロアパネル5側に穴を空ける必要がなくなる。長穴8eの周囲に補強部材19を接合し、この補強部材19をサスペンションフレーム9またはフロアサイドメンバ6に接合したので、ダッシュロアエクステンション8と、サスペンションフレームブラケット10
2もしくはフロアサイドメンバ6との接合剛性を向上することができることから、円弧状の構造の結合剛性を向上することができる。
【0025】
なお、本発明は、上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、ダッシュロアエクステンション8は、サスペンションフレーム9の後側フレーム9
2に連続して、フロアサイドメンバ6とサイドシル部7を一定の角度で接続するものであれば、特に形状を特定されるものではない。等、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜、変形、または変更して実施し得ることはいうまでもない。