特開 2023-183129 車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183129

(43)【公開日】2023-12-27

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   B62D 21/00 20060101AFI20231220BHJP

   B62D 21/11 20060101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

B62D21/00 A

B62D21/11

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022096581

(22)【出願日】2022-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井頭 健治

【テーマコード（参考）】

3D203

【Ｆターム（参考）】

3D203AA02

3D203BA13

3D203BA15

3D203BA17

3D203BA19

3D203CA53

3D203CA54

3D203CA66

3D203CB03

3D203CB19

3D203DA05

3D203DA22

(57)【要約】

【課題】サスペンションメンバを備える車両を提供する。
【解決手段】車両は、ボデーと、ボデーの下部に配置されているサスペンションメンバと、を備える。サスペンションメンバは、車両の前後方向に延びる１対のサイドレールを備える。サスペンションメンバは、一対のサイドレール間に配置され車幅方向に延びているフロントクロスメンバを備える。サスペンションメンバは、フロントクロスメンバと１対のサイドレールとを接続している一対の接続部材を備える。一対の接続部材の各々は、上板、下板、側板を備える。上板は、サイドレールの上面に接合しているとともに、サイドレールから車幅方向内側へ突出している。下板は、サイドレールの下面に接合しているとともに、サイドレールから車幅方向内側へ突出している。側板は、サイドレールから突出している上板と下板とを接続している。下板とフロントクロスメンバの上面とが接合している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボデーと、
前記ボデーの車両前方側の下部に取り付けられているサスペンションメンバと、
を備える車両であって、
前記サスペンションメンバは、
車両の前後方向に延びる１対のサイドレールと、
一対の前記サイドレール間に配置され車幅方向に延びているフロントクロスメンバと、
前記フロントクロスメンバと１対の前記サイドレールとを接続している一対の接続部材と、
を備えており、
一対の前記接続部材の各々は、
前記サイドレールの上面に接合しているとともに、前記サイドレールから車幅方向内側へ突出している上板と、
前記サイドレールの下面に接合しているとともに、前記サイドレールから車幅方向内側へ突出している下板と、
前記サイドレールから突出している前記上板と前記下板とを接続している側板と、
を備え、
前記下板と前記フロントクロスメンバの上面とが接合している、
車両。

【請求項2】

前記フロントクロスメンバから車両前方へ突出しており、ラジエータを支持可能に構成されているブラケットをさらに備え、
前記ブラケットは、前記フロントクロスメンバから離れており前記フロントクロスメンバと対向しているとともに車幅方向に延びている板状部材を備えており、
前記板状部材の車幅方向における存在領域が、前記接続部材の車幅方向における存在領域の少なくとも一部と重複している、請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記サイドレールの車両前方方向の先端に配置されているフランジをさらに備え、
前記フランジが前記ブラケットに接続されている、請求項２に記載の車両。

【請求項4】

前記上板は、前記サイドレールの上方に位置する第１領域と、前記サイドレールから車幅方向内側へ突出している第２領域と、を備えており、
前記第１領域から前記第２領域にわたって配置されている原動機マウントをさらに備える、請求項１に記載の車両。

【請求項5】

前記原動機マウントは、前記上板とともに前記サイドレールに締結されている、請求項４に記載の車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術は、車両に関する。特に、サスペンションを支持するサスペンションメンバの構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両前後方向に延びる１対のサイドレールと、サイドレール間に配置され車幅方向に延びるフロントクロスメンバと、を備えるサスペンションメンバが開示されている。サスペンションメンバは、サスペンション（特に、サスペンションアーム）を支持するための車両の構造体であり、車両前部においてボデーに下方から取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－６４３６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

フロントコンパートメント内の各種部品のレイアウトの都合により、フロントクロスメンバをサイドレールよりも下方側に位置させることが好ましい場合がある。しかし、フロントクロスメンバをサイドレールよりも下方側に位置させると、一対のサイドレール間を接続する補強部材としての機能が低下し、サスペンションメンバの剛性が低下するおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示する車両は、ボデーと、ボデーの車両前方側の下部に取り付けられているサスペンションメンバと、を備える。サスペンションメンバは、車両の前後方向に延びる１対のサイドレールを備える。サスペンションメンバは、一対のサイドレール間に配置され車幅方向に延びているフロントクロスメンバを備える。サスペンションメンバは、フロントクロスメンバと１対のサイドレールとを接続している一対の接続部材を備える。一対の接続部材の各々は、上板と、下板と、側板と、を備える。上板は、サイドレールの上面に接合しているとともに、サイドレールから車幅方向内側へ突出している。下板は、サイドレールの下面に接合しているとともに、サイドレールから車幅方向内側へ突出している。側板は、サイドレールから突出している上板と下板とを接続している。下板とフロントクロスメンバの上面とが接合している。

【0006】

「接合」の態様は、特に限定されず、例えば溶接やボルト締結によって行われてもよい。また「接合」は、接合される部品間に、スペーサなどの他の部品が介在する態様を含む概念である。

【0007】

上記した車両では、接続部材の下面が、サイドレールの下面に接続している。また接続部材の下面に、フロントクロスメンバの上面が接合している。従って、フロントクロスメンバをサイドレールよりも下方側に位置させることができる。そして接続部材は、上板、下板、側板によって形成された閉断面構造を備えている。閉断面構造を介してフロントクロスメンバをサイドレールに接続することができるため、接続部の剛性を十分に確保することができる。フロントクロスメンバの補強部材としての機能を維持しながら、サイドレールに対するフロントクロスメンバの位置を低下させることが可能となる。

【0008】

フロントクロスメンバから車両前方へ突出しており、ラジエータを支持可能に構成されているブラケットをさらに備えていてもよい。ブラケットは、フロントクロスメンバから離れておりフロントクロスメンバと対向しているとともに車幅方向に延びている板状部材を備えていてもよい。板状部材の車幅方向における存在領域が、接続部材の車幅方向における存在領域の少なくとも一部と重複していてもよい。この構造によると、接続部材が存在している領域におけるフロントクロスメンバの剛性を、板状部材によって高めることができる。接続部の剛性を十分に確保することができる。

【0009】

サイドレールの車両前方方向の先端に配置されているフランジをさらに備えていてもよい。フランジがブラケットに接続されていてもよい。この構造によると、サイドレール、フランジ、ブラケット、フロントクロスメンバ、接続部材によって、環状構造を形成することができる。接続部の剛性を高めることが可能となる。

【0010】

上板は、サイドレールの上方に位置する第１領域と、サイドレールから車幅方向内側へ突出している第２領域と、を備えていてもよい。第１領域から第２領域にわたって配置されている原動機マウントをさらに備えていてもよい。原動機マウントが支持する原動機は特に限定されない。原動機は、電動モータ、電動モータと制御部が一体化されたモータユニット、エンジン、などを含む概念である。この構造によると、接続部材を、原動機マウントを支持するための機構としても機能させることができる。

【0011】

原動機マウントは、上板とともにサイドレールに締結されていてもよい。この構造によると、原動機マウントの締結によって、接続部材とサイドレールとを強固に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】車両１の概要を示す側面図である。

【図2】サスペンションメンバ１０の上面図である。

【図3】サスペンションメンバ１０の車両前方右側部における分解斜視図である。

【図4】図３のIV－IV線における概略断面図である。

【図5】図３のV－V線における概略断面図である。

【図6】図３のVI－VI線における概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜車両構造＞
図面を参照して、実施例の車両１について説明する。図１の座標系の「Ｆｒｏｎｔ」は、車両前方方向を示している。「Ｕｐ」は、車両上方向を示している。「Ｌｅｆｔ」は、車両の後方から前方をみたときの「左」を示している。以後の図でも、座標系の意味は同じである。なお、本実施形態の車両は左右対称形状のため、以後、車両の一方の側部についてのみ説明する場合がある。

【0014】

図１に示すように、車両１は、ボデー２と、複数の車輪１４ｆ、１４ｒとを備える。ボデー２の車両前方側の下部には、サスペンションメンバ１０が取り付けられている。サスペンションメンバ１０は、主にサスペンション（特に、サスペンションアーム）を支持するための構造体である。サスペンションメンバ１０には、ラジエータ３０およびモータユニット４０が取り付けられている。モータユニット４０は、モータおよび電力制御ユニットが一体化された部品である。モータユニット４０は、複数の車輪１４ｆ、１４ｒの少なくとも一つを駆動する。

【0015】

＜サスペンションメンバ１０の構造＞
図２に、サスペンションメンバ１０の上面図を示す。図３に、サスペンションメンバ１０の車両前方右側部における分解斜視図を示す。サスペンションメンバ１０は、一対のサイドレール１１、フロントクロスメンバ１２、一対の接続部材１３、リアクロスメンバ１４、一対の締結部材１５および１６、一対のフランジ１７、一対のブラケット２１、を備える。サイドレール１１は、左右方向において互いに対称な形状を有しており、それぞれ車両の前後方向に沿って延びている。フロントクロスメンバ１２は、車両の前方において、一対のサイドレール１１の間を車両の幅方向に延びている。一対の接続部材１３は、フロントクロスメンバ１２と１対のサイドレール１１とを接続している。リアクロスメンバ１４は、車両の後方において、一対のサイドレール１１の間を車両の幅方向に接続している。なお、一対のサイドレール１１やフロントクロスメンバ１２の具体的な形状や構造については、特に限定されない。

【0016】

締結部材１５は、サスペンションメンバ１０の後部を、ボデー２に固定する部材である。締結部材１６は、サスペンションメンバ１０の前部を、フロントサイドメンバ（不図示）に固定する部材である。締結部材１５および１６により、ボデー２の下側にサスペンションメンバ１０が吊り下げられた状態で固定されている。

【0017】

＜接続部材１３の構造＞
図４に、図３のIV－IV線における概略断面図を示す。図５に、図３のV－V線における概略断面図を示す。図３～図５に示すように、接続部材１３は、上板１３Ｕ、下板１３Ｌ、側板１３Ｓを備えている。上板１３Ｕは、サイドレール１１の上面１１ｔに接合しているとともに、サイドレール１１から車幅方向内側へ突出している。下板１３Ｌは、サイドレール１１の下面１１ｂに接合しているとともに、サイドレール１１から車幅方向内側へ突出している。側板１３Ｓは、サイドレール１１から突出している上板１３Ｕと下板１３Ｌとを接続している。また側板１３Ｓは、サイドレール１１の車幅方向内側の側面１１ｓに接合している。
。これにより接続部材１３は、上板１３Ｕ、下板１３Ｌ、側板１３Ｓによって形成された閉断面構造を備えている。そして上板１３Ｕと下板１３Ｌとによって、サイドレール１１を上下から挟み込むような構造を備えている。よって、サイドレール１１と接続部材１３との接合強度を高めることができる。下板１３Ｌの下面には、フロントクロスメンバ１２の上面１２ｔが接合されている。これにより、フロントクロスメンバ１２の車両上下方向の位置を、サイドレール１１の下面１１ｂよりも下方側にすることができる。

【0018】

図４に示すように、上板１３Ｕは、サイドレール１１の上方に位置する第１領域Ｒ１と、サイドレール１１から車幅方向内側へ突出している第２領域Ｒ２と、を備えている。また図３に示すように、モータマウント４１は、第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２にわたって、上板１３Ｕに配置されている。モータマウント４１は、モータユニット４０をサスペンションメンバ１０に固定するための部材である。なお図３では、モータマウント４１は、単純化した板状部材として記載している。モータマウント４１は、不図示のボルト等によって、上板１３Ｕとともにサイドレールに締結されている。これにより、モータマウント４１のサイドレール１１への締結によって、接続部材１３とサイドレール１１とを強固に固定することができる。

【0019】

なお、接続部材１３の閉断面構造の形成方法は様々であってよい。鋼板を折り曲げた部材を組み合わせて互いに溶接することで形成してもよい。削り出しや３Ｄプリンタで作成した、一体形成部品であってもよい。

【0020】

また接続部材１３は、側板１３Ｓが配置されていない開口部１３ａを備えている。開口部１３ａを備えることで、溶接や締結などの各工程を実施しやすくすることができる。強度を維持しながら、組み立て作業性を向上させることが可能となる。

【0021】

＜ブラケット２１の構造＞
ブラケット２１は、ラジエータ３０の下端に連結され、ラジエータ３０を下方から支持する部材である。二つのブラケット２１は、サスペンションメンバ１０の前部において、左右対称に設けられている。各々のブラケット２１は、サスペンションメンバ１０に固定されており、フロントクロスメンバ１２から車両前方へ突出している。ブラケット２１は、孔部２１ａを備えている。

【0022】

ラジエータ３０は、薄型の略直方体形状の部品であり、車両幅方向及び車両上下方向に沿って延在している。図３に示すように、ラジエータ３０は、ゴムブッシュ３１を備えている。ゴムブッシュ３１は、ラジエータ３０の下部において、左右対称に設けられている。ゴムブッシュ３１の配置位置は、ブラケット２１の孔部２１ａに対応している。

【0023】

ブラケット２１は、板状部材２２を備えている。図５に示すように、板状部材２２は、断面Ｌ字形状であり、下面２２ｂおよび側面２２ｓを有している。またフロントクロスメンバ１２は、断面ハット形状であり、車両前方へ突出しているフランジ部１２ｆを有している。板状部材２２の下面２２ｂは、フランジ部１２ｆの上面に接合されている。これにより、板状部材２２の側面２２ｓは、フロントクロスメンバ１２の側面１２ｓから車両前方へ離れて配置されている。また板状部材２２の側面２２ｓは、フロントクロスメンバ１２の側面１２ｓと対向しているとともに車幅方向に延びて配置されている。

【0024】

これにより、フロントクロスメンバ１２の長手方向（車幅方向）に垂直な断面（図５参照）において、断面を構成する部材を板状部材２２によって追加することができる。断面形状をより複雑化できるため、フロントクロスメンバ１２の断面２次モーメントを大きくすることができる。そして図２に示すように、板状部材２２の車幅方向における存在領域Ｅ１が、接続部材１３の車幅方向における存在領域Ｅ２の少なくとも一部と重複している。これにより、接続部材１３が存在している領域におけるフロントクロスメンバ１２の剛性を、板状部材２２によって高めることができる。ブラケット２１と板状部材２２とを組み合わせることで、省スペース性を維持しながら、接続部材１３による接続部の剛性を向上させることが可能となる。

【0025】

＜フランジ１７の構造＞
一対のサイドレール１１の車両前方方向の先端の各々には、フランジ１７が配置されている。フランジ１７には、クラッシュボックス（図示省略）を介して、バンパリインフォースメント（図示省略）が取り付けられる。またフランジ１７の車幅方向内側の端部１７ｅは、ブラケット２１に接続されている。

【0026】

この構造によると、サイドレール１１、フランジ１７、ブラケット２１、フロントクロスメンバ１２、接続部材１３によって、環状構造を形成することができる。接続部材１３による接続部の剛性を高めることが可能となる。

【0027】

＜効果＞
フロントコンパートメント内の各種部品のレイアウトの都合により、フロントクロスメンバ１２をサイドレール１１よりも下方側に位置させることが好ましい場合がある。しかしフロントクロスメンバ１２は、一対のサイドレール１１間を接続する補強部材として機能する。従って、フロントクロスメンバ１２をサイドレール１１の下方側に位置させる場合、サスペンションメンバ１０の剛性が低下するおそれがある。そこで本明細書の技術では、フロントクロス構造を、車幅方向に延びる部材（フロントクロスメンバ１２）と、サイドレール１１に接続する部材（接続部材１３）とに分割している。そして、サイドレールの側方に接続部材１３を接合するとともに、接続部材１３の下面にフロントクロスメンバ１２の上面を接合している。これにより、フロントクロスメンバ１２をサイドレール１１よりも下方側に位置させることが可能となる。そして接続部材１３は、上板１３Ｕ、下板１３Ｌ、側板１３Ｓによって形成された閉断面構造を備えている。閉断面構造を介してフロントクロスメンバ１２をサイドレール１１に接続することができるため、両者の接続部の剛性を十分に確保することができる。サスペンションメンバ１０の剛性低下を防止しながら、サイドレール１１に対するフロントクロスメンバ１２の位置を低下させることが可能となる。その結果、モータールーム内の構造物をより下方側に配置する事ができるため、車両の低重心化や、フード位置を低下させた意匠が実現可能となる。また、モータールームの小型化およびオーバーハングの短い車両を実現できるため、車両の大型化を抑制することが可能となる。

【0028】

図６に、図３のVI－VI線における概略断面図を示す。図６では、ラジエータ３０、モータユニット４０、配管５０が搭載された状態における断面図を示している。配管５０は、ラジエータ３０とモータユニット４０を接続している。また従来構造におけるフロントクロスメンバ１１２の断面を一点鎖線で示し、本実施例におけるフロントクロスメンバ１２の断面を実線で示している。従来のフロントクロスメンバ１１２に比して、本実施例のフロントクロスメンバ１２では、車両上下方向の位置を下方へ移動させることができる。これにより、配管５０の搭載スペースＭＳを形成することができるため、ラジエータ３０、モータユニット４０、配管５０の搭載位置を低下させることができる。車両の低重心化やモータールームの小型化が可能となる。また、これらの機器の搭載位置を低下させたことにより、点検や交換作業に必要な作業スペースＷＳを確保することが可能となる。また、フロントクロスメンバ１２とラジエータ３０との干渉を回避できるため、軽衝突損傷の回避ストロークＳＴを確保することが可能となる。

【0029】

比較例として、接続部材１３を備えずに、フロントクロスメンバ１２の高さをサイドレール１１よりも低くする場合を考える。この状態において、サイドレール１１上にモータマウント４１を配置する場合には、サイドレール１１の上面１１ｔのみでモータマウント４１を支持する必要がある。モータマウント４１の支持面積が小さくなってしまう。一方、本実施例の技術では、接続部材１３を、モータマウント４１を支持するための部材としても機能させることができる。サイドレール１１の上面１１ｔおよび第２領域Ｒ２でモータマウント４１を支持することができるため、モータマウント４１の支持面積を拡大することができる。モータユニット４０を安定して固定することが可能となる。

【0030】

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書、又は、図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書又は図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【0031】

＜変形例＞
本実施例の車両構造は、モータを原動機とする電動車両に限られず、エンジンを有する車両にも好適に採用することができる。なお、ここでいう電動車両には、例えば、外部の電源によって充電される再充電式の電気自動車、燃料電池を電源とする燃料電池車、及び、エンジンを併せ持つハイブリッド車等が含まれる。

【0032】

モータマウント４１は、原動機マウントの一例である。

【符号の説明】

【0033】

２：ボデー １０：サスペンションメンバ １１：サイドレール １２：フロントクロスメンバ １２ｔ：上面 １３：接続部材 １３Ｕ：上板 １３Ｓ：側板 １３Ｌ：下板 １７：フランジ ２１：ブラケット ２２：板状部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】