(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】P2024043677
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】フロントサスペンション装置
(51)【国際特許分類】
B60G 7/00 20060101AFI20240326BHJP
【FI】
B60G7/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022148806
(22)【出願日】2022-09-20
(71)【出願人】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉田 昇平
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 昂史
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 浩之
(72)【発明者】
【氏名】岡野 航汰
(72)【発明者】
【氏名】澤田 庸介
(72)【発明者】
【氏名】本地 宏昌
(72)【発明者】
【氏名】向川 康介
(72)【発明者】
【氏名】田部 威智郎
(72)【発明者】
【氏名】花手 諒太
【テーマコード(参考)】
3D301
【Fターム(参考)】
3D301AA72
3D301AA73
3D301DA33
3D301DA90
3D301DA93
3D301DB16
(57)【要約】
【課題】スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形を出来る限り抑制する。
【解決手段】一端部に車両1の前輪3を支持する前輪支持部41が設けられ、他端部に前輪支持部41よりも車幅方向内側に位置するように車両1の車体部材に取り付けられる車体取付部42,51が設けられたサスペンションアーム33と、サスペンションアーム33における前輪支持部41の近傍に設けられたダンパ支持部44に支持され、上部で車体と連結されるダンパ32と、を備え、ダンパ支持部44は、破断容易部45を有する。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フロントサスペンション装置であって、
一端部に車両の前輪を支持する前輪支持部が設けられ、他端部に該前輪支持部よりも車幅方向内側に位置するように該車両の車体部材に取り付けられる車体取付部が設けられたサスペンションアームと、
前記サスペンションアームにおける前記前輪支持部の近傍に設けられたダンパ支持部に支持され、上部で車体部材と連結されるダンパと、を備え、
前記ダンパ支持部は、破断容易部を有することを特徴とするフロントサスペンション装置。
【請求項2】
請求項1に記載のフロントサスペンション装置において、
前記ダンパ支持部は、前記ダンパの下端部を収容しかつ車両前後方向に貫通する孔部を有し、
前記破断容易部は、前記ダンパ支持部の前記孔部以外の部分に設けられていることを特徴とするフロントサスペンション装置。
【請求項3】
請求項2に記載のフロントサスペンション装置において、
前記破断容易部は、前記ダンパ支持部における前記孔部よりも上側の部分及び下側の部分の両方にそれぞれ設けられていることを特徴とするフロントサスペンション装置。
【請求項4】
請求項1に記載のフロントサスペンション装置において、
前記破断容易部は、車両前後方向に凹む溝部であることを特徴とするフロントサスペンション装置。
【請求項5】
請求項1に記載のフロントサスペンション装置において、
前記サスペンションアームにおける前記ダンパ支持部から前記前輪支持部までの部分である外側部分の後面部は、平面視で、車両前側に向かって湾曲したアーチ状をなしていることを特徴とするフロントサスペンション装置。
【請求項6】
請求項5に記載のフロントサスペンション装置において、
前記破断容易部は、前記ダンパ支持部の前面部に形成されかつ車両前後方向に凹む溝部であることを特徴とするフロントサスペンション装置。
【請求項7】
請求項6に記載のフロントサスペンション装置において、
前記破断容易部の車幅方向の位置は、前記後面部における最も車両前側に位置する湾曲頂部の車幅方向の位置と同じであることを特徴とするフロントサスペンション装置。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか1つに記載のフロントサスペンション装置において、
前記サスペンションアームは鍛造により成形されていることを特徴とするフロントサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
ここに開示された技術は、フロントサスペンション装置に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【0002】
従来より、車両の前面衝突の一形態として、車両のフロントサイドフレームよりも車幅方向外側で障害物と衝突するスモールオーバーラップ衝突が知られている。このスモールオーバーラップ衝突時には、前輪が後退して、前輪の車両後側に位置する車体部材に衝突する場合がある。この場合には、その時の衝突によって車室に衝突荷重が作用するおそれがある。
【0003】
このようなスモールオーバーラップ衝突への対策として、例えば特許文献1では、サスペンションアームにおける車体取付部の近傍に、脆弱部を設けて、前輪に対して車両前側から所定値以上の荷重が入力されたときに、前輪が脆弱部を中心に車両後側に向かって回動するように、該脆弱部を基点に該サスペンションアームを屈曲させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記特許文献1の構成では、サスペンションアームを脆弱部を基点に屈曲させることで、前輪を脆弱部を中心に車幅方向外側へ回動させることができる。これにより、前輪を介して車室に作用する衝突荷重を出来る限り低減することが期待できる。
【0006】
しかしながら、本願発明者らが検討したところ、前記特許文献1のような構成では、前輪は、スモールオーバーラップ衝突の進行に伴い、車幅方向外側へ回動しつつも、車両後側に位置するサイドシルが比較的大きく変形してしまうことが分かった。このため、車体の変形を抑制して、車室への荷重伝達を抑制するという観点からは改良の余地がある。
【0007】
ここに開示された技術は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形を出来る限り抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するために、ここに開示された技術の第1の態様では、フロントサスペンション装置を対象として、一端部に車両の前輪を支持する前輪支持部が設けられ、他端部に該前輪支持部よりも車幅方向内側に位置するように該車両の車体部材に取り付けられる車体取付部が設けられたサスペンションアームと、前記サスペンションアームにおける前記前輪支持部の近傍に設けられたダンパ支持部に支持され、上部で車体と連結されるダンパと、を備え、前記ダンパ支持部は、破断容易部を有する、という構成とした。
【0009】
この構成によると、スモールオーバーラップ衝突時には、前輪に車両後向きの荷重がかかることで、サスペンションアームの前輪支持部に車両後向きの荷重がかかる。サスペンションアームの車幅方向内側の端部は車体取付部により車体と接続されているため、前輪支持部に車両後向きの荷重かかったときには、サスペンションアームは、車幅方向外側の部分ほど車両後側に位置するように湾曲変形する。このとき、ダンパは車体と接続されているため、ダンパを支持するダンパ支持部は、サスペンションアームにおける前輪支持部の近傍部分の中では変位しにくい。一方で、サスペンションアームにおけるダンパ支持部よりも車幅方向外側の部分は、ダンパ支持部と比較して大きく変位する。これにより、ダンパ支持部に衝突荷重が集中して、サスペンションアームは、ダンパ支持部の破断容易部の位置で破断する。この結果、前輪が車体から独立して移動可能になる。
【0010】
一方で、サスペンションアームが湾曲変形することで、サスペンションアームから車体に横向きの成分を含む反力がかかる。特に、破断後にもサスペンションアームに荷重がかかれば、車体には前記前輪から離れるような横向きの力が入力されることになる。これにより、車体が横移動(いわゆるグランスオフ)して、前記前輪と車体とが互いに離れるようになる。
【0011】
これらの結果、前輪によって車体部材が変形されるのが抑制されるため、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形を抑制することができる。
【0012】
ここに開示された技術の第2の態様は、前記第1の態様において、前記ダンパ支持部は、前記ダンパの下端部を収容しかつ車両前後方向に貫通する孔部を有し、前記破断容易部は、前記ダンパ支持部の前記孔部以外の部分に設けられている、という構成とした。
【0013】
この構成によると、破断容易部が設けられた部分は、サスペンションアームの他の部分と比較して、比較的厚みが薄くなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時には、破断容易部を基点に破断しやすくなるため、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0014】
ここに開示された技術の第3の態様は、前記第2の態様において、前記破断容易部は、前記ダンパ支持部における前記孔部よりも上側の部分及び下側の部分の両方にそれぞれ設けられている、という構成とした。
【0015】
この構成によると、スモールオーバーラップ衝突時において、サスペンションアームは破断容易部を基点に破断しやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0016】
ここに開示された技術の第4の態様は、前記第1の態様において、前記破断容易部は、車両前後方向に凹む溝部である、という構成とした。
【0017】
すなわち、スモールオーバーラップ衝突時における衝突荷重は、車両前側から車両後側に向かう荷重であるため、前記の構成であれば、スモールオーバーラップ衝突時において、サスペンションアームは破断容易部を基点に破断しやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0018】
ここに開示された技術の第5の態様は、前記第1の態様において、前記サスペンションアームにおける前記ダンパ支持部から前記前輪支持部までの部分である外側部分の後面部は、平面視で、車両前側に向かって湾曲したアーチ状をなしている、という構成とした。
【0019】
この構成によると、スモールオーバーラップ衝突の衝突荷重により、外側部分は、前面部が山折れするように変形しやすくなる。このため、ダンパ支持部に破断容易部を設けていれば、サスペンションアームは破断容易部を基点に破断しやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0020】
ここに開示された技術の第6の態様は、前記第5の態様において、前記破断容易部は、前記ダンパ支持部の前面部に形成されかつ車両前後方向に凹む溝部である、という構成とした。
【0021】
この構成によると、前面部が山折れするように変形するときに、破断容易部が特に破断の基点になりやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0022】
ここに開示された技術の第7の態様は、前記第6の態様において、前記破断容易部の車幅方向の位置は、前記後面部における最も車両前側に位置する湾曲頂部の車幅方向の位置と同じである、という構成とした。
【0023】
この構成によると、前面部が特に破断容易部の位置で山折れ変形しやすくなるため、破断容易部が破断の基点になりやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0024】
ここに開示された技術の第8の態様は、前記第1~7の態様のいずれか1つにおいて、前記サスペンションアームは鍛造により成形されている、という構成とした。
【0025】
この構成によると、サスペンションアーム全体の剛性を高くすることができるため、通常時のサスペンションアームの支持性能を十分に高くすることができる。また、サスペンションアーム全体の剛性が高ければ、破断容易部のように周囲と比較して剛性が低下した部分を破断の基点にしやすくなる。また、サスペンションアーム破断後の残存部が座屈しにくくなるため、残存部の圧縮変形による横向きの力を効果的に発揮することができ、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【0026】
以上説明したように、ここに開示された技術によると、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形を出来る限り抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【
図1】
図1は、例示的な実施形態に係るサスペンション装置が搭載された車両の前部の要部を示す平面図である。
【
図2】
図2は、車両の前部の要部を前側かつ上側から見た斜視図である。
【
図3】
図3は、車両の前部における右側のサスペンション装置周辺を示す拡大図である。
【
図4】
図4は、右側のサスペンションアームを斜め上側から見た斜視図である。
【
図5】
図5は、右側のサスペンションアームを示す平面図である。
【
図6】
図6は、右側のサスペンションアームを示す正面図である。
【
図7】
図7は、右側のサスペンションアームにおける外側部分を拡大して示す拡大図である。
【
図8】
図8は、第1挿通部の後側部分を示す斜視図である。
【
図9】
図9は、第1締結部の前側部分を示す斜視図である。
【
図11】
図11は、車両の前面の右側部分で障害物とのスモールオーバーラップ衝突が発生したときにおいて、右側の前輪に衝突荷重が入力されたときの、右側のサスペンションアームの変形前の状態を概略的に示す平面図である。
【
図12】
図12は、
図11から障害物が車両に対して更に後退したときの、右側のサスペンションアームの変形の様子を概略的に示す平面図であって、右側のサスペンションアームの破断前の状態を示す。
【
図13】
図13は、
図12から障害物が車両に対して更に後退して、右側のサスペンションアームが破断した状態を示す平面図である。
【
図14】
図14は、
図13から障害物が車両に対して更に後退して、右側の前輪が車両に対して右後側に移動した状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0029】
(車両前部構造)
図1及び
図2は、本実施形態に係るサスペンション装置30が搭載された車両1の前部の要部を示す。この車両1の前部には、車両1の左右の前輪3を駆動する不図示のパワートレインが配置されるパワートレインルーム2が設けられている。前記パワートレインは、エンジンやモータなどの動力源と、該動力源により生成された動力が入力されるトランスミッションとで構成されている。前記パワートレインルーム2は、左右一対のフロントサイドフレーム11の間に形成される。以下、車両1についての前側、後側、上側、及び下側を単に前、後、上、及び下ということがある。また、後から前を見たときの左側及び右側を、それぞれ左及び右ということがある。尚、左右方向は車幅方向と一致している。
【0030】
各フロントサイドフレーム11は、前後方向に延びている。各フロントサイドフレーム11の後側には、前後方向に延びる左右一対のフロアフレーム12がそれぞれ配置されている。各フロアフレーム12の車幅方向外側には、前後方向に延びる左右一対のサイドシル13がそれぞれ配置されている。左側のフロアフレーム12と左側のサイドシル13とは左側のトルクボックス14により左右方向に接続されており、右側のフロアフレーム12と右側のサイドシル13とは右側のトルクボックス14により左右方向に接続されている。各サイドシル13は、それぞれ各前輪3の後側に位置している。
【0031】
各フロントサイドフレーム11の下側には、左右一対の下側フレーム20がそれぞれ配置されている。各下側フレーム20は、前後方向に延びているとともに、前後方向の中央が前端及び後端よりも車幅方向の内側に位置するように湾曲している。図示は省略しているが、各下側フレーム20は、各フロントサイドフレーム11と左側同士及び右側同士で上下方向に連結されている。
【0032】
各下側フレーム20の前端にはクラッシュカン15がそれぞれ設けられ、これら左右のクラッシュカン15の前端面は、左右方向に延びるバンパービーム16にそれぞれ固定されている。
【0033】
各下側フレーム20の前端部は、左右方向に延びる前側クロスメンバ21により左右方向に接続されている。各下側フレーム20の後端部は、左右方向に延びる後側クロスメンバ23により左右方向に接続されている。各下側フレーム20の前後方向の中央部は、左右方向に延びる中央クロスメンバ22により左右方向に接続されている。前側クロスメンバ21、後側クロスメンバ23、及び中央クロスメンバ22は、それぞれ各下側フレーム20の車幅方向内側に位置している。
【0034】
図2に示すように、各下側フレーム20の車幅方向外側には、左右一対のサスペンション装置30がそれぞれ設けられている。各サスペンション装置30は、前後方向において中央クロスメンバ22から後側クロスメンバ23の間の位置に配置されている。左右の前輪3は、各サスペンション装置30の車幅方向外側の端部(後述する前輪支持部41)にハブキャリア(ナックル)を介して接続されている。各サスペンション装置30は、左右方向に延びるアンチロールバー31により左右方向に接続されている。
【0035】
各サスペンション装置30は、左右一対のダンパ32をそれぞれ有する。各ダンパ32は、上側に向かって車幅方向内側に向かって傾斜して延びている。具体的には、左側のダンパ32は上側に向かって右側に傾斜して延びており、右側のダンパ32は上側に向かって左側に傾斜して延びている。各ダンパ32の上部にはコイルスプリングがそれぞれ設けられている。各ダンパ32の上端部は、不図示の左右一対のサスペンションタワーにそれぞれ接続されている。前記各サスペンションタワーは車体を構成するため、各ダンパ32は、上部で車体とそれぞれ連結されている。
【0036】
(サスペンション装置)
次に、サスペンション装置30の構成について詳細に説明する。尚、左側のサスペンション装置30と右側のサスペンション装置30とは左右対称であるため、以下の説明では右側のサスペンション装置30の構成のみを詳細に説明し、左側のサスペンション装置30の構成については説明を省略する。
【0037】
本実施形態に係るサスペンション装置30は、いわゆるダブルウィッシュボーン式のサスペンション装置である。サスペンション装置30は、
図3~
図5に示すように、前後方向及び左右方向に延びるサスペンションアーム33(ロアアーム)を有する。サスペンションアーム33は、左右方向に略真っ直ぐに延びかつ相対的に前側に位置する前側アーム40と、前側アーム40の後側に位置しかつ左側に向かって後側に湾曲して延びる後側アーム50とを有する。前側アーム40及び後側アーム50は、共に鍛造により形成されている。尚、以下の説明において、前側アーム40と後側アーム50とを特に区別しないときには、単にサスペンションアーム33ということがある。また、図示は省略しているが、サスペンションアーム33とは別にアッパーアームも設けられている。
【0038】
前側アーム40は、右側端部に右側の前輪3を支持する前輪支持部41を有する。前輪支持部41は、ブラケット41aを有する。ブラケット41aは、ボルト及びナット41b(
図6参照)により前側アーム40の右側端部に取付固定されている。ブラケット41aは、前後方向に離間して配置される一対のボス41cを有する。前輪支持部41には、前記ハブキャリアが上側に取り付けられる。各ボス41cには上側からボルトが挿入されようになっており、このボルトが下側でナットと締結されることにより前記ハブキャリアが前輪支持部41に固定されるようになっている。
【0039】
図3に示すように、前側アーム40は、左側端部に下側フレーム20の中央部に取り付けられる第1車体取付部42を有する。つまり、第1車体取付部42は、前輪支持部41よりも車幅方向内側に位置するように該車両1の車体部材(ここでは右側の下側フレーム20)に取り付けられている。第1車体取付部42は、第1ブラケット42aと、第1筒状部材42b(
図4及び
図6参照)と、第1支持軸42c(
図4及び
図6参照)とを有する。第1筒状部材42bは、第1支持軸42cが挿通する内筒と、内筒の周囲に配置されたゴムブッシュと、ゴムブッシュの外側に位置する外筒と、を有している。第1ブラケット42aは、第1支持軸42cに取付支持されている。前側アーム40は、第1ブラケット42aが車体部材(ここでは下側フレーム20)に固定された状態で、該車体に対して第1支持軸42c周りに回動可能である。特に、第1支持軸42cは、前後方向に延びるように配置されているため、前側アーム40は、上下方向に回動可能である。
【0040】
図4~
図6に示すように、前側アーム40は、前輪支持部41の近傍位置にダンパ32を支持するダンパ支持部44を有する。より具体的には、ダンパ支持部44は、後側アーム50の右側端部よりも右側(車幅方向外側)に位置する外側部分43に設けられている。ダンパ支持部44は、外側部分43のうち左側端部の近傍に形成されている。このため、前側アーム40におけるダンパ支持部44から前輪支持部41までの部分を外側部分43ということもできる。外側部分43は、左右方向(車幅方向)に真っ直ぐに延びている。
【0041】
ダンパ支持部44は、前後方向に貫通する孔部44aを有する。孔部44aはダンパ32の下端部を収容する。ダンパ支持部44における孔部44aよりも上部(以下、支持上部44bという)及び孔部44aよりも下部(以下、支持下部44cという)は、上下方向の厚みが前側アーム40における他の部分よりも薄くなっている。
【0042】
ダンパ支持部44は、破断容易部45を有する。破断容易部45は、車両1の前面における下側フレーム20よりも車幅方向外側の部分と障害物71(
図11~
図14参照)とが衝突する、いわゆるスモールオーバーラップ衝突が発生したときに、破断の基点となる部分である。破断容易部45は、ダンパ支持部44における支持上部44b及び支持下部44cの前面部にそれぞれ形成されている。つまり、破断容易部45は、ダンパ支持部44における孔部44a以外の部分に形成されている。各破断容易部45は、前後方向に凹む溝部、特に前側から後側に向かって逆三角形状に凹む溝部で構成されている。
【0043】
破断容易部45は、前輪3に対して前側から所定値以上の荷重が入力されたときに破断する。破断容易部45が破断したときには、前輪支持部41ごと前輪3がサスペンションアーム33から切り離される。所定値は、スモールオーバーラップ衝突時に、前輪3が後退して、その後側の車体に当接するような荷重よりも僅かに小さい値であって、当接した前輪3により前記車体が僅かに変形する程度の荷重である。
【0044】
図7に示すように、外側部分43の後面部43aは、平面視で、左右方向の中間部分が左右方向の両側端部よりも前側に位置するように、前側に向かって湾曲したアーチ状をなしている。後面部43aにおいて最も前側に位置する湾曲頂部43bは、破断容易部45の後側に位置する。具体的には、湾曲頂部43bの左右方向の位置と、破断容易部45の左右方向の位置とは同じ位置である。
【0045】
前側アーム40の左右方向の中央上部には、アンチロールバー31が支持されるバー支持部46が形成されている。
【0046】
後側アーム50は、後端に下側フレーム20の後端部に取り付けられる第2車体支持部51を有する。第2車体支持部51は、前輪支持部41よりも車幅方向内側に位置している。第2車体支持部51は、第2ブラケット51aと、第2筒状部材51bとを有する。第2筒状部材51bは、第2ブラケット51aに溶接により固定されている。第2筒状部材51b内には、第2支持軸(図示省略)と、該第2支持軸の周囲に配置されたゴムブッシュ(図示省略)とを有する。前記第2支持軸は、第1支持軸42cと平行に延びている。第2ブラケット51aは、下側フレーム20の後端部にボルトにより固定される。後側アーム50は、第2ブラケット51aが車体部材(ここでは下側フレーム20)に固定された状態で、該車体に対して前記支持軸周りに回動可能である。特に、前記第2支持軸は、第1支持軸42cと平行に前後方向に延びるように配置されているため、後側アーム50は、上下方向に回動可能である。このため、前側アーム40及び後側アーム50を有するサスペンションアーム33全体が、車体に対して上下方向に回動可能になっている。
【0047】
後側アーム50の左前側の部分は、前側に向かって膨出した膨出部52になっている。この膨出部52が形成されていることにより、後側アーム50の左右方向の幅を出来る限り大きくすることができるため、後側アーム50の水平方向の曲げ剛性が高くなる。このため、膨出部52により、スモールオーバーラップ衝突時における後側アーム50の変形量を抑えることができる。
【0048】
後側アーム50の上面部には、下側に向かって凹む凹部53が略全体に形成されている。また、図示は省略しているが、後側アーム50の下面部には、上側に向かって凹む凹部が略全体に形成されている。
【0049】
前側アーム40と後側アーム50とは、相対的に車幅方向外側に位置する第1接続部61と、第1接続部61よりも車幅方向内側に位置する第2接続部62とにより互いに固定されている。第1接続部61は、後側アーム50の右側端部(車幅方向外側の端部)に位置しており、第2接続部62は、後側アーム50の左右方向の中央部に位置している。
【0050】
図5に示すように、第1接続部61は、前側アーム40に設けられかつボルト61aが挿通される第1挿通部61bと、後側アーム50に設けられかつボルト61aが締結される第1締結部61cとを有する。第1挿通部61bに形成された貫通孔にはネジ切りがされておらず、第1挿通部61bとボルト61aとは螺合しない。
【0051】
図8及び
図10に示すように、第1挿通部61bの後端部には、貫通孔の周囲の全周に、前側に向かって凹む第1凹部61dが形成されている。一方で、
図9及び
図10に示すように、第1締結部61cの前端部には、第1凹部61dと対応する位置に前側に向かって突出する第1突出部61eが形成されている。第1突出部61eは、第1締結部61cの締結孔の周囲を囲むように全周に亘って形成されている。前側アーム40が後側アーム50に固定された状態、つまり、第1締結部61cにボルト61aが締結された状態で、第1突出部61eは第1凹部61d内に収容される。これにより、スモールオーバーラップ衝突のときに、前側アーム40と後側アーム50とが互いに異なる方向に相対移動したとしても、第1突出部61eが第1凹部61dの壁部に当接することで、第1挿通部61bと第1締結部61cとの相対移動が抑制される。この結果、スモールオーバーラップ衝突のときに、ボルト61aに剪断応力がかかりにくくなり、第1接続部61の固定状態が維持される。
【0052】
一方で、第2接続部62は、第1接続部61と同様に、前側アーム40に設けられかつボルト62aが挿通される第2挿通部62bと、後側アーム50に設けられかつボルト62aが締結される第2締結部62cと、を有する。第2挿通部62bに形成された貫通孔(図示省略)にはネジ切りがされておらず、第2挿通部62bとボルト62aとは螺合しない。
【0053】
第2接続部62の第2挿通部62bは、第1挿通部61bのような凹部を有していない。また、第2接続部62の第2締結部62cは、第1締結部61cのような突出部を有していない。
【0054】
尚、第1突出部61eは、第1締結部61cと一体形成されていてもいいし、別体のスリーブ等を固定して形成してもよい。また、第1挿通部61bに第1突出部61eが形成され、第1締結部61cに第1凹部61dが形成されていてもよい。また、第1突出部61eは、ボルト61aに対して車幅方向の両側に位置する部分、特にボルト61aに対して車幅方向外側に位置する部分にさえ設けられていれば、第1締結部61cの周囲の全周に亘って形成されていなくてもよい。また、第2接続部62にも、第1接続部61と同様に、第2挿通部62b及び第2締結部62cの一方に凹部を形成して、他方に該凹部内に向かって突出する突出部を形成してもよい。
【0055】
(スモールオーバーラップ衝突時のサスペンションアームの挙動)
次に、車両1の前面の右側部分で障害物71とのスモールオーバーラップ衝突が発生した際の、右側のサスペンションアーム33の挙動について、
図11~
図14を参照しながら説明する。
【0056】
障害物71が車両1に対して更に後退したときには、
図11に示すように、障害物71が右側の前輪3に衝突して、該前輪3には、その前側から荷重(衝突荷重)が入力される。前輪3に荷重が入力されることで、サスペンションアーム33の前輪支持部41に荷重が入力される。
【0057】
障害物71が車両1に対して更に後退すると、
図12に示すように、前輪3ごと前輪支持部41は後退する。サスペンションアーム33の左側の端部は第1及び第2車体取付部42,51により車体と接続されているため、前輪3に後向きの荷重かかったときには、サスペンションアーム33は、右側の部分ほど後側に位置するように湾曲変形する。このとき、前側アーム40における第1接続部61よりも左側の部分は、後側アーム50が荷重を受けることで変形しにくい。特に、第1接続部61は、第1凹部61dと第1突出部61eとの凹凸構造によりボルト61aが剪断しにくい構造となっているため、前側アーム40が湾曲変形したとしても、第1接続部61の結合状態が維持されて、後側アーム50で荷重を受けることができる。一方で、前側アーム40の外側部分43の後側には後側アーム50が位置しておらず、外側部分43のみで荷重を受けるため、外側部分43は変形しやすい。ここで、外側部分43のうちダンパ支持部44はダンパ32を介して車体と接続されているため、ある程度変位しにくくなっている。このため、前輪3に後向きの荷重かかったときには、外側部分43のうち特にダンパ支持部44よりも外側の部分が後側に向かって大きく湾曲変形する。これにより、ダンパ支持部44の破断容易部45に荷重が集中して入力される。
【0058】
また、サスペンションアーム33が湾曲変形することで、サスペンションアーム33から車体に横向きの成分を含む反力Fがかかる。
【0059】
また、前輪3はサスペンションアーム33が湾曲変形することで、前部が後部に対して右側に位置するように斜めに傾斜した姿勢で、車体(ここでは、右側のサイドシル13)と当接する。
【0060】
そして、障害物71が車両1に対して更に後退して、破断容易部45に所定値以上の荷重がかかると、
図13に示すように、前側アーム40が破断容易部45の位置で破断する。これにより、前輪3が前輪支持部41ごと車体から切り離される。また、ダンパ支持部44が破断するため、ダンパ32と前側アーム40との接続が弱くなる。
【0061】
その後、障害物71が車両1に対して更に後退すると、破断後のサスペンションアーム33おける車体に取り付けられた部分(以下、残存部という)に荷重がかかる。該残存部はダンパ32との接続が弱くなっているため、前記荷重によって湾曲変形しやすい。これにより、車体には前輪3から離れるような横向きの力(前記反力Fの横向き成分)が入力されて、車体が横移動(所謂グランスオフ)する。さらに、前輪3は、車体と切り離されかつ斜めを向いた姿勢でありかつ後部が車体に当接しているため、後向きの荷重が入力されたときには、車体との当接位置を支点に右側に回転するように移動する。この結果、前輪3と車体とが互いに離れるようになる。
【0062】
車両1の前面の左側部分でスモールオーバーラップ衝突が発生して、左側の前輪3に、その前側から衝突荷重が入力された場合も、右側のサスペンションアーム33と同様に、左側のサスペンションアーム33が湾曲変形し、左側の前側アーム40が破断容易部45で破断することで、左側の前輪3と車体とが互いに離れるように移動する。
【0063】
よって、前輪3が後退したとしても、前輪3によって車体部材が変形されるのが抑制されるため、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形を抑制することができる。
【0064】
(まとめ)
したがって、本実施形態では、一端部に車両1の前輪3を支持する前輪支持部41が設けられ、他端部に前輪支持部41よりも車幅方向内側に位置するように車両1の車体部材に取り付けられる第1及び第2車体取付部42,51が設けられたサスペンションアーム33と、サスペンションアーム33における前輪支持部41の近傍に設けられたダンパ支持部44に支持され、上部で車体と連結されるダンパ32と、を備え、ダンパ支持部44は、破断容易部45を有する。この構成により、スモールオーバーラップ衝突時に、前輪3を介して前輪支持部41に荷重が入力されると、サスペンションアーム33が湾曲変形して、破断容易部45で破断する。これにより、前輪3は車体から切り離される一方、車体にはサスペンションアーム33からの反力により横向きの力が入力される。この結果、前輪3と車体とが互いに離れるように移動するため、前輪3が後退したとしても、前輪3によって車体部材が変形されるのが抑制される。よって、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形を抑制することができる。
【0065】
また、本実施形態では、ダンパ支持部44は、ダンパ32の下端部を収容しかつ前後方向に貫通する孔部44aを有し、破断容易部45は、ダンパ支持部44の孔部44a以外の部分に設けられている。これにより、破断容易部45が設けられた部分は、サスペンションアーム33の他の部分と比較して、比較的厚みが薄くなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時には、破断容易部45を基点に破断しやすくなるため、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0066】
また、本実施形態では、破断容易部45は、ダンパ支持部44における孔部44aよりも上側の支持上部44b及び下側の支持下部44cの両方にそれぞれ設けられている。これにより、スモールオーバーラップ衝突時において、サスペンションアーム33は破断容易部45を基点に破断しやすくなるため、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0067】
また、本実施形態では、破断容易部45は、車両前後方向に凹む溝部である。これにより、スモールオーバーラップ衝突時において、前側から後側に向かう衝突荷重がサスペンションアーム33にかかった際に、サスペンションアーム33が破断容易部45を基点に破断しやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0068】
また、本実施形態では、サスペンションアーム33の外側部分43の後面部43aは、平面視で、前側に向かって湾曲したアーチ状をなしている。これにより、スモールオーバーラップ衝突の衝突荷重により、外側部分43は、前面部が山折れするように変形しやすくなる。このため、ダンパ支持部44に破断容易部45を設けていれば、サスペンションアーム33は破断容易部45を基点に破断しやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0069】
また、本実施形態では、破断容易部45は、ダンパ支持部44の前面部に形成されかつ前後方向に凹む溝部である。これにより、前面部が山折れするように変形するときに、破断容易部45が特に破断の基点になりやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0070】
特に、本実施形態では、破断容易部45の車幅方向の位置は、後面部43aにおける最も車両前側に位置する湾曲頂部43bの車幅方向の位置と同じである。これにより、前面部が特に破断容易部45の位置で山折れ変形しやすくなるため、破断容易部45が破断の基点になりやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0071】
また、本実施形態では、サスペンションアーム33は、車幅方向に真っ直ぐに延びる前側アーム40と、前側アーム40の後側に位置し、前側アーム40に固定された後側アーム50と、を有し、後側アーム50の車幅方向外側の端部は、ダンパ支持部44よりも車幅方向内側に位置する。これにより、スモールオーバーラップ衝突時に、ダンパ支持部44を含む前側アーム40の外側部分43が、前側アーム40における該外側部分43よりも車幅方向内側の部分と比べてかなり変形しやすくなる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時に、サスペンションアーム33を破断容易部45の位置で破断させやすくなる。また、サスペンションアーム33の破断後の前記残存部が座屈しにくくなるため、前記残存部の圧縮変形による横向きの力を効果的に発揮することができる。これらの結果、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0072】
また、本実施形態では、サスペンションアーム33は、前側アーム40及び後側アーム50共に鍛造により成形されている。これにより、サスペンションアーム33全体の剛性を高くすることができるため、通常時のサスペンションアーム33の支持性能を十分に高くすることができる。また、サスペンションアーム33全体の剛性が高ければ、破断容易部45のように周囲と比較して剛性が低下した部分を破断の基点にしやすくなる。また、サスペンションアーム33の破断後の前記残存部が座屈しにくくなるため、前記残存部の圧縮変形による横向きの力を効果的に発揮することができ、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形をより効果的に抑制することができる。
【0073】
(その他の実施形態)
ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【0074】
例えば、前述の実施形態では、破断容易部45は、ダンパ支持部44の前面部に形成されていたが、これに限らず、ダンパ支持部44の後面部に形成されていてもよい。この構成では、スモールオーバーラップ衝突時には、サスペンションアーム33の前面部が破断容易部45の位置で山折れ変形し易くなるため、変形の際にダンパ支持部44の前部に荷重がかかる。これにより、サスペンションアーム33がダンパ支持部44の位置で引きちぎられるように破断する。したがって、この構成でも、破断容易部45を基点としてサスペンションアーム33を破断させることができる。
【0075】
また、前述の実施形態では、支持上部44b及び支持下部44cの両方に破断容易部45が形成されていたが、これに限らず、支持上部44b及び支持下部44cの一方にのみ破断容易部45が形成されていてもよい。この構成でも、支持上部44b及び支持下部44cのうち破断容易部45が設けられた方が破断すれば、他方には大きな荷重がかかるようになるため、最終的には破断するようになる。
【0076】
また、前述の実施形態では、前側アーム40の外側部分43の後面部43aは、平面視で、前側に向かって湾曲したアーチ状をなしていた。これに限らず、後面部43aが車幅方向に真っ直ぐに延びていてもよい。
【0077】
前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【0078】
ここに開示された技術は、スモールオーバーラップ衝突時における車体の変形を出来る限り抑制するためのフロントサスペンション装置として有用である。
【符号の説明】
【0079】
1 車両
3 前輪
13 サイドシル
20 下側アーム(車体取付部が取り付けられる車体部材)
30 サスペンション装置
32 ダンパ
33 サスペンションアーム
41 前輪支持部
42 第1車体取付部
43 外側部分
43a 後面部
43b 湾曲頂部
44 ダンパ支持部
44a 孔部
45 破断容易部
51 第2車体取付部