JPH058756A - 自動車の下部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サスペンションクロスメンバを補強する為に
それと直交状に設けられた補強部材又はこれをサスペン
ションクロスメンバに連結する連結部に衝撃吸収部を設
けた自動車の下部構造を提供する。 【構成】 自動車の下部構造は、サスペンションクロス
メンバ１３と、これと直交状でこれに後端部が連結され
且つ前端部が第１クロスメンバ７に連結されたセンター
メンバ２０と、このセンターメンバ２０又はこれをサス
ペンションクロスメンバ１３に連結する連結部に設けら
れ衝突時にセンターメンバ２９からサスペンションクロ
スメンバ１３に入力される衝撃を緩和する衝撃吸収部３
２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，自動車の下部構造に関
し、特にサスペンションクロスメンバをそれに直交方向
のセンターメンバにより補強し且つセンターメンバ又は
センターメンバの前記クロスメンバへの連結部に衝撃吸
収部を設けたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のフロントサスペンショ
ンやリヤサスペンションを車体に連結する為、車幅方向
に延びるサスペンションクロスメンバが設けられ、この
サスペンションクロスメンバはその両端部において車体
の左右のサイドフレームに固定される。例えば、フロン
トサスペンションの為のサスペンションクロスメンバ
は、その両端部において左右のフロントサイドフレーム
に固定され、またリヤサスペンションの為のサスペンシ
ョンクロスメンバは、その両端部において左右のリヤサ
イドフレームに固定され、またパワーユニットの左右両
端部は通常左右のフロントサイドフレームに弾性支持さ
れるが、その他１乃至２個所の支持部はサスペンション
クロスメンバに弾性支持される場合が多い。特に、前輪
駆動型の自動車の場合には、パワーユニットがサスペン
ションクロスメンバよりも前方に配置されることから、
パワーユニットの車幅方向途中部を支持する為に補助的
な補助フレームを前後方向向きに設けてその後端部をサ
スペンションクロスメンバに連結する場合もある。尚、
実開昭６２−９２９２２号公報には、パワーユニットを
支持する為の支持フレームを車体に支持する支持構造を
改良したパワーユニット支持構造が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記フロントのサスペ
ンションクロスメンバを含む下部構造に関して、自動車
の衝突時に、前記パワーユニットや補助フレームを介し
てサスペンションクロスメンバに衝突荷重が作用し、そ
の衝突荷重が大きい場合には衝突の影響が車室に及ぶこ
とが考えられる。前記補助フレームを設ける場合には、
その補助フレームによりサスペンションクロスメンバを
補強してあることから、補助フレームを設けない場合に
比較して、衝突時の安全性が向上する。しかし、従来の
補助フレームは、パワーユニットを支持しまたサスペン
ションクロスメンバを十分に補強する為に、全体に亙っ
て十分な強度・剛性の部材に構成されていたので、自動
車の衝突時の衝撃吸収作用が十分でなかった。特に、自
動車の軽量化の為、サスペンションクロスメンバをアル
ミニウムやアルミニウム合金製とする場合には、サスペ
ンションクロスメンバの強度・剛性及び衝撃吸収能が低
いため補助フレームのような補強部材と衝撃吸収機構を
設けることが必要になる。

【０００４】本発明の目的は、サスペンションクロスメ
ンバを補強する補強部材又はそれをサスペンションクロ
スメンバに連結する連結部に衝撃吸収機構を設けた自動
車の下部構造を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る自動車の
下部構造は、自動車の車幅方向に向けて配設され両端部
において下部車体に固定されたサスペンションクロスメ
ンバと、車幅方向中央部において車体前後方向に向けて
配設され、一端部がサスペンションクロスメンバに連結
されるとともに他端部が車体の前端部又は後端部に連結
されたセンターメンバと、前記センターメンバとセンタ
ーメンバをサスペンションクロスメンバに連結する連結
部との少なくとも一方に設けられ、衝突時にセンターメ
ンバからサスペンションクロスメンバに入力される衝撃
を吸収する衝撃吸収部とを備えたことを特徴とするもの
である。

【０００６】請求項２に係る自動車の下部構造は、請求
項１の自動車の下部構造において、前記衝撃吸収部が、
前記連結部に車体前後方向に向けて設けられた折り返し
状のＵ字プレートであって、一端部がセンターメンバに
固定されまた他端部がサスペンションクロスメンバに固
定されたＵ字プレートで構成されたことを特徴とするも
のである。

【０００７】請求項３に係る自動車の下部構造は、請求
項１に記載の自動車の下部構造において、前記衝撃吸収
部が、センターメンバに形成されたことを特徴とするも
のである。

【０００８】 請求項４に係る自動車の下部構造は、請
求項３の自動車の下部構造において、前記衝撃吸収部
が、前記連結部付近においてセンターメンバに形成した
緩湾曲状且つ低剛性の弱部からなることを特徴とするも
のである。

【０００９】

【作用】請求項１に係る自動車の下部構造においては、
車幅方向中央部において車体前後方向に向けて配設さ
れ、一端部がサスペンションクロスメンバに連結される
とともに他端部が車体の前端部又は後端部に連結された
センターメンバを設け、センターメンバとセンターメン
バをサスペンションクロスメンバに連結する連結部との
少なくとも一方に、衝突時にセンターメンバからサスペ
ンションクロスメンバに入力される衝撃を吸収する衝撃
吸収部を設けたので、自動車の衝突時センターメンバに
衝突荷重が作用したときに、この衝撃吸収部により衝撃
が吸収されるためサスペンションクロスメンバへ伝達さ
れる衝撃が緩和される。 従って、自動車の前部の下部
構造の場合、センターメンバの衝撃吸収部により衝撃を
吸収することで、車室に対する衝突の影響を緩和して安
全を向上出来る。自動車の後部の下部構造の場合、前記
同様にセンターメンバの衝撃吸収部により衝撃を吸収す
ることで、車室に対する衝突の影響を緩和して安全を向
上出来る。

【００１０】請求項２に係る自動車の下部構造において
は、基本的に請求項１と同様の作用が得られるうえ、前
記衝撃吸収部が、前記連結部に車体前後方向に向けて設
けられた折り返し状のＵ字プレートであって、一端部が
センターメンバに固定されまた他端部がサスペンション
クロスメンバに固定されたＵ字プレートで構成されてい
るので、センターメンバに衝突荷重が作用したときＵ字
プレートのＵ字部が衝突荷重と同方向へ移動していくよ
うな変形が生じるため簡単な構成によって効果的に衝撃
を吸収できる。

【００１１】請求項３に係る自動車の下部構造において
は、基本的に請求項１と同様の作用が得られるうえ、前
記衝撃吸収部が、センターメンバに形成されているの
で、サスペンションクロスメンバと関係なく衝撃吸収部
を構成でき、設計・製作の自由度が大きくなる。

【００１２】請求項４に係る自動車の下部構造において
は、基本的に請求項３と同様の作用が得られるうえ、前
記衝撃吸収部が、前記連結部付近においてセンターメン
バに形成した緩湾曲状且つ低剛性の弱部からなるので、
衝撃吸収部の構造を簡単化できる。

【００１３】

【発明の効果】前記作用の項で説明したように、次のよ
うな効果が得られる。請求項１に係る自動車の下部構造
によれば、一端部がサスペンションクロスメンバに連結
されまた他端部が車体の前端部又は後端部に連結された
センターメンバを設け、センターメンバとこれをサスペ
ンションクロスメンバに連結する連結部との少なくとも
一方に衝撃吸収部を設けたことにより、自動車の衝突時
衝撃吸収部により衝撃が吸収されるためサスペンション
クロスメンバへ伝達される衝撃が緩和される。このよう
に、前記衝撃吸収部により衝撃を吸収することで、車室
に対する衝突の影響を緩和して安全を向上出来る。

【００１４】請求項２に係る自動車の下部構造によれ
ば、基本的に請求項１と同様の効果が得られるうえ、前
記衝撃吸収部を、一端部がセンターメンバに固定されま
た他端部がサスペンションクロスメンバに固定されたＵ
字プレートで構成したことにより、簡単な構成によって
効果的に衝撃を吸収できる。

【００１５】請求項３に係る自動車の下部構造によれ
ば、基本的に請求項１と同様の効果が得られるうえ、前
記衝撃吸収部を、センターメンバに形成したことによ
り、サスペンションクロスメンバと関係なく衝撃吸収部
を構成でき、設計・製作の自由度が大きくなる。

【００１６】請求項４に係る自動車の下部構造によれ
ば、基本的に請求項３と同様の効果が得られるうえ、前
記衝撃吸収部を、前記連結部付近においてセンターメン
バに形成した緩湾曲状且つ低剛性の弱部で構成したこと
により、衝撃吸収部の構造を簡単化できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。本実施例は、前輪駆動型の自動車の前部
の下部構造に本発明を適用した場合の実施例であり、以
下の説明では自動車の前後左右を前後左右として説明す
る。図１、図２に示すように、自動車１の前部の車体構
造に関して、左右のホイールエプロン２の下端に沿って
夫々延びる左右１対のフロントサイドフレーム３が設け
られ、各ホイールエプロン２にはその上端のホイールエ
プロンレインフォースメント４とホイールハウス５とサ
スペンションタワー６とが設けられ、左右のフロントサ
イドフレーム３の前端部は第１クロスメンバ７により連
結され、また左右のフロントサイドフレーム３の前端部
にはバンパー８が設けられ、左右のフロントサイドフレ
ーム３の後端部はカウル部９の下方に続くダッシュロア
パネル１０の下端部の閉断面状のクロスメンバ（図示
略）に夫々連結されている。但し、左右のフロントサイ
ドフレーム３の後端部をクロスメンバよりも後方まで延
長し、各フロントサイドフレーム３の後端部を対応する
サイドシル１２に連結してもよい。

【００１８】左右のホイールエプロン２間のエンジンル
ームの後部には、アルミニウム又はアルミニウム合金製
のサスペンションクロスメンバ１３が左右方向に向けて
配設され、このサスペンションクロスメンバ１３の前端
部の左右１対の第１固定部１４は、対応するフロントサ
イドフレーム３の下面に固定されるとともにサスペンシ
ョンクロスメンバ１３の後端部の左右１対の第２固定部
１５は、クロスメンバ１１の下方において対応するフロ
ントサイドフレーム３の下面に固定されている。前記各
第１固定部１４の外側へ延長された延長部の先端部に
は、サスペンション装置のリンク部材を連結する為の連
結部１６が形成され、また各第１固定部１４の付近部の
下側部には、前輪１７を支持するＡ形サスペンションア
ーム１８の前腕の基端部を連結する為の連結部１１が形
成され、また各第２固定部１５の外側へ延長された延長
部にはＡ形サスペンションアーム１８の後腕の基端部を
連結する為の連結部１９が形成されている。

【００１９】このサスペンションクロスメンバ１３は、
Ａ形サスペンションアーム１８などを含むフロントサス
ペンション機構を連結して支持し且つステアリング機構
のうちの車幅方向に延びる軸状部材（ラック・ピニオン
機構やパワーステアリング機構など）を取付ける為のも
のであるが、このサスペンションクロスメンバ１３はセ
ンターメンバ２０を介してエンジンと変速機とからなる
パワーユニット２１を支持する機能も果たすものであ
る。前記パワーユニット２１の左右両端部の前後方向略
中央部に対応する位置において、各フロントサイドフレ
ーム３にはエンジンマウントブラケット２２が設けら
れ、パワーユニット２１の左右両端部はこれらエンジン
マウントブラケット２２に弾性支持されるが、パワーユ
ニット２１の車幅方向の途中部の前後両端部を支持し且
つ前記サスペンションクロスメンバ１３を補強する為の
センターメンバ２０が次のように設けられる。

【００２０】前記センターメンバ２０は、サスペンショ
ンクロスメンバ１３よりも前方における車幅方向の略中
央部において前後方向向きに配設され、その前端部は第
１クロスメンバ７に固定されまたその後端部はサスペン
ションクロスメンバ１３に固定されている。前記センタ
ーメンバ２０の構造について説明すると、図３〜図５に
示すように、センターメンバ２０の前部１／３部分の連
結支持部２３は鋼製の成形された上板２３ａと１対の下
板２３ｂとを接合して平面視にて略細長三角形状に形成
してなり、残り２／３部分の本体部２４は鋼製パイプ部
材からなり、連結支持部２３の後端部を本体部２４の前
端部の上部と側部とにラップさせて接合してあり、連結
支持部２３の前端部には１対のボルト穴２５が形成さ
れ、この連結支持部２３を第１クロスメンバ７の下面に
当接させボルト穴２５に挿通させた１対のボルトを介し
てセンターメンバ２０の前端部が第１クロスメンバ７に
固定される。更に、連結支持部２３にはパワーユニット
２１の前端部を支持するエンジンマウントブラケット２
６を固定する為のマウント部２７が設けられている。

【００２１】前記本体部２４の後端部よりも前側の所定
長さ部分には、パイプ部材を水平の偏平状（断面長円形
状）に成形して低剛性とした偏平部２８が形成され、ま
た本体部２４の後端部にはパイプ部材を水平の２重の板
状に成形して一層低剛性とした板状部２９が形成され、
この板状部２９の後部はサスペンションクロスメンバ１
３の下面にラバーブッシュ３０を介してボルト３１によ
り固定され、偏平部２８とそれに続く板状部２９の前部
とで、全体として下側へ緩く湾曲した弱部３２（これ
が、衝撃吸収部に相当する）が構成され、偏平部２８と
板状部２９との境界部に緩い屈曲状の最弱部３３が形成
されている。

【００２２】以上説明した自動車の下部構造の作用につ
いて説明する。前記アルミニウム又はアルミニウム合金
製で比較的強度・剛性の低いサスペンションクロスメン
バ１３を鋼製のセンターメンバ２０を介して第１クロス
メンバ７に連結したので、センターメンバ２０によりサ
スペンションクロスメンバ１３を十分に補強することが
でき、センターメンバ２０は小型軽量のものなので、費
用対効果において優れている。自動車１の正面衝突時に
は、第１クロスメンバ７を介してセンターメンバ２０に
衝突荷重が入力するが、この衝突時仮想線で図示のよう
に、センターメンバ２０の最弱部３３が屈曲しその後順
次偏平部２８が屈曲していって衝撃を吸収するので、サ
スペンションクロスメンバ１３への衝撃が著しく緩和さ
れる。特に、センターメンバ２０の弱部３２の崩壊的変
形を介して質量の大きなパワーユニット２１がサスペン
ションクロスメンバ１３とは独立に動き得るので、パワ
ーユニット２１によっても衝突エネルギーが吸収される
から、サスペンションクロスメンバ１３への衝撃は一層
緩和されることになる。前記センターメンバ２０におい
ては、パイプ部材からなる本体部２４の後端側部分を成
形加工するという簡単な方法で衝撃吸収部を簡単に形成
でき、衝撃吸収部の製作コストを最小限に抑えることが
できる。

【００２３】次に、前記実施例の衝撃吸収部の変形例に
ついて説明する。図６、図７に示すように、前記センタ
ーメンバ２０Ａの本体部２４Ａの後端側部分には、水平
の偏平状に成形してなる低剛性としたストレート状偏平
部３４が形成され、このストレート状偏平部３４をサス
ペンションクロスメンバ１３に連結する連結部材として
のＵ字プレート３５が設けられている。このＵ字プレー
ト３５は、センターメンバ２０からサスペンションクロ
スメンバ１３へ伝達される衝撃を吸収する衝撃吸収部に
相当するもので、このＵ字プレート３５は、ストレート
状偏平部３４の下面に当接された上板部３６と、上板部
３６の前端で小さな半径にてＵ字状に下方に折り返し状
に反転して上板部３６の下面側近傍に沿って上板部３６
の途中部まで延びる下板部３７と、下板部３７の後端の
両側から立上げられた左右１対の取付け脚部３８とを一
体形成してなり、上板部３６の後端部がストレート状偏
平部３４の後端部にボルト４０により固定され、また左
右１対の取付け脚部３８の上端の取付けフランジ部３９
が、夫々ボルト４１によりラバーブッシュ４２を介して
サスペンションクロスメンバ１３の下面に固定されてい
る。尚、センターメンバ２０のその他の構造は前記セン
ターメンバ２０と同様である。

【００２４】前記センターメンバ２０Ａ及びＵ字プレー
ト３５においては、自動車１の衝突時に、仮想線で図示
のように、Ｕ字プレート３５のＵ字部３５ａが順次後方
へ移動するような塑性変形を介して衝撃を吸収するの
で、前記同様にサスペンションクロスメンバ１３への衝
撃が著しく緩和されることになる。尚、前記実施例で
は、１本のセンターメンバ２０・２０Ａを設けた場合に
ついて説明したが、複数のセンターメンバを設けてもよ
く、また本発明はリヤのサスペンションクロスメンバに
も略同様に適用できるがその場合にはセンターメンバの
後端部が車体後端部のクロスメンバに連結され、後突時
におけるサスペンションクロスメンバへの衝撃を吸収す
るように構成するものとする。尚、本発明は後輪駆動車
の下部構造にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車の前部車体構造と下部構造の平面図であ
る。

【図２】自動車の前部車体構造と下部構造の斜視図であ
る。

【図３】センターメンバの平面図である。

【図４】センターメンバとサスペンションクロスメンバ
の縦断側面図である。

【図５】図３の５−５線断面図である。

【図６】変形例に係る下部構造の要部縦断側面図であ
る。

【図７】Ｕ字プレートの斜視図である。

【符号の説明】

３ フロントサイドフレーム １３ サスペンションクロスメンバ ２０、２０Ａ センターメンバ ２８ 偏平部 ２９ 板状部 ３２ 衝撃吸収部 ３５ Ｕ字プレート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の車幅方向に向けて配設され両端
   部において下部車体に固定されたサスペンションクロス
   メンバと、 車幅方向中央部において車体前後方向に向けて配設さ
   れ、一端部がサスペンションクロスメンバに連結される
   とともに他端部が車体の前端部又は後端部に連結された
   センターメンバと、 前記センターメンバとセンターメンバをサスペンション
   クロスメンバに連結する連結部との少なくとも一方に設
   けられ、衝突時にセンターメンバからサスペンションク
   ロスメンバに入力される衝撃を吸収する衝撃吸収部と、 を備えたことを特徴とする自動車の下部構造。
2. 【請求項２】 前記衝撃吸収部が、前記連結部に車体前
   後方向に向けて設けられた折り返し状のＵ字プレートで
   あって、一端部がセンターメンバに固定されまた他端部
   がサスペンションクロスメンバに固定されたＵ字プレー
   トで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動
   車の下部構造。
3. 【請求項３】 前記衝撃吸収部が、センターメンバに形
   成されたことを特徴とする自動車の下部構造。
4. 【請求項４】 前記衝撃吸収部が、前記連結部付近にお
   いてセンターメンバに形成した緩湾曲状且つ低剛性の弱
   部からなることを特徴とする請求項３に記載の自動車の
   下部構造。