JP6429111B2 - 車両のスタビライザ支持構造 - Google Patents

Description

本開示は、車両の前部に設けられるスタビライザの支持構造に関する。

スタビライザの支持構造に関して、従来、例えば特許文献１、及び特許文献２が知られており、特許文献１には、車両衝突時における衝撃エネルギの吸収を大きくできるスタビライザの支持構造が示されている。
この特許文献１には、フロントクロスメンバの左右端部における車両前方側にそれぞれスタビライザ取り付けられるスタビライザブラケットと、該スタビライザブラケットの上方を覆って前記スタビライザブラケットの上端部に固着された補機ブラケットと、を有して、両ブラケットを一体化することによって、両ブラケットの剛性が高められるため、スタビライザブラケットとフロントクロスメンバとの車両前後方向オフセットを大きくでき、車両衝突時における衝撃エネルギの吸収を大きくすることが開示されている。

また、特許文献２には、スタビライザのアーム部の振れ回りを抑制するとともに、スタビライザの取り付け部がサイドメンバの支持剛性を向上させる取付け構造が示されている。

特許第３６４４３１７号公報 特許第５１６１７２３号公報

前述のように、特許文献１、及び特許文献２には、車両衝突時における衝撃エネルギの吸収を大きくする改良や、スタビライザの取り付け部がサイドメンバの支持剛性を向上させる支持構造について開示されているが、スタビライザを支持するスタビライザブラケット等の支持部材に生じる損傷を抑制すると共に、その損傷の発生を予知する技術についての記載は見られない。

また、一般的に、車両は、過酷な走行条件で走行距離を重ねた場合は、走行機能に影響がある部品が損傷することがあるが、車両の足回り構造においては、通常覗き込んで目視で確認することが困難であり、特に、走行機能に影響がある損傷を生じているかを予測することは困難である。

また、スタビライザを、スタビライザブラケットを介して車体に取り付ける構造を採用する場合、悪路走行での車体のロール時には、スタビライザからスタビライザブラケットに大きな負荷がかかるため、スタビライザブラケットを車体側取り付ける溶接接合箇所に大きな応力が繰り返し作用し、走行距離を重ねた場合には、亀裂や破断等の損傷が発生しやすい。

そこで、これら技術的課題に鑑み、本発明の少なくとも一つの実施形態の目的は、スタビライザを支持するスタビライザブラケット等の支持部材または支持部材の溶接箇所に生じる損傷を抑制するとともに、該損傷が発生する前にユーザに損傷の前兆を知らせることができるスタビライザの支持構造を提供することにある。

本発明の少なくとも一実施形態に係る車両のスタビライザ支持構造は、車両前後方向に延設され車幅方向に一対のサイドメンバと、車両の前部に配設され車幅方向に延設され、前記一対のサイドメンバ同士を連結するフロントクロスメンバと、前記フロントクロスメンバの左右端部に固着され前記フロントクロスメンバを前記サイドメンバに取り付けるフロントクロスメンバブラケットと、前記フロントクロスメンバブラケットの車両前方側に後端縁が溶接接合されるとともに、前面にスタビライザが取り付けられるスタビライザブラケットと、該スタビライザブラケットの上端部と前記サイドメンバとを連結するとともに、前記スタビライザから前記スタビライザブラケットに作用する繰り返し負荷によって、所定の荷重蓄積量に達したときに亀裂を発生させる連結部材と、を備えたことを特徴とする。

かかる構成によると、スタビライザに作用する負荷は、スタビライザブラケットからフロントクロスメンバ側を介してサイドメンバに伝達される負荷伝達経路とは別に、フロントクロスメンバ側を介さずに、連結部材によって、直接サイドメンバに負荷を伝達することができる。その結果、スタビライザブラケットとフロントクロスメンバ側との溶接個所への負荷伝達を低減でき、溶接個所の亀裂や変形を抑制できる。

また、連結部材は、連結部材に前記スタビライザから前記スタビライザブラケットにかかる繰り返し負荷（上下方向の繰り返し負荷）によって、所定の荷重蓄積量に達したときに亀裂が生じるので、ユーザにスタビライザブラケットへの繰り返し負荷による損傷発生の危険性を知らせることができる。

幾つかの実施形態では、連結部材には前記所定の荷重蓄積量に達したときに亀裂を発生させる脆弱部が形成されたことを特徴とする。

かかる構成によると、脆弱部を設けるため、ユーザは脆弱部を確認することで連結部材の損傷を容易に目視で確認することができる。

幾つかの実施形態では、前記脆弱部における前記所定の荷重蓄積量は、前記スタビライザブラケットと前記フロントクロスメンバ側との溶接接合箇所における亀裂の発生の荷重蓄積量に達する以前の条件に設定されることを特徴とする。

かかる構成によると、スタビライザブラケットとフロントクロスメンバ側との溶接個所の亀裂が生じる前に、該脆弱部において亀裂を生じさせることができるので、ユーザにスタビライザブラケットとフロントクロスメンバ側との溶接個所の損傷の前兆を確実に知らせることができる。

幾つかの実施形態では、前記連結部材は板金材によって形成され、前記脆弱部は、前記連結部材の長手方向に沿って形成された補強形成領域を除く部位であることを特徴する。

かかる構成によると、前記脆弱部は、板金材によって形成された連結部材の長手方向に沿って形成された補強リブ等の補強形成領域を除く部位であるので、補強が形成されていない部位をユーザが目視によって確認することで、容易に亀裂の有無を確認することができる。

幾つかの実施形態では、前記連結部材は板金材によって形成され、前記脆弱部は、穴若しくは切欠きによって連結部材の幅が狭められる部位であることを特徴とする。

かかる構成によると、前記脆弱部は、板金材によって形成された連結部材の穴若しくは切欠きによって連結部材の幅が狭められる部位であるので、この穴や切欠き周囲をユーザが目視によって確認することで、容易に亀裂の有無を確認することができる。

幾つかの実施形態では、前記連結部材は板金材によって形成され、前記脆弱部は、幅方向全域にわたって形成されるビード形状の部位であることを特徴とする。

かかる構成によると、前記脆弱部は、板金材によって形成された連結部材の幅方向全域にわたって形成されるビード形状の部位であるので、該ビード部を目視によって確認することで、容易に亀裂の有無を確認することができる。

幾つかの実施形態では、前記連結部材は、前記スタビライザブラケットの上端部に溶接される基部と、該基部より幅が細く形成されて前記基部から立設され、上端部が前記サイドメンバの内側壁面に溶接される柱部とを有し、該柱部に前記脆弱部が形成されたことを特徴とする。

かかる構成によると、簡単な構成によってスタビライザブラケットとサイドメンバとを直接繋がる連結部材を形成することができる。
また、基部と柱部とに分けているため、基部はスタビライザブラケットの上端部に溶接しやすい形状に、また、柱部は脆弱部を形成しやすい形状に対応した形状とすることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、スタビライザを支持するスタビライザブラケット等の支持部材または支持部材の溶接箇所に生じる損傷を抑制するとともに、該損傷が発生する前にユーザに損傷の前兆を知らせることができる。

本発明の第１実施形態に係るスタビライザ構造の全体を示す概略図である。 サイドメンバとフロントクロスメンバとスタビライザブラケットとの連結部分の拡大説明図である。 図２のＡ−Ａ線断面説明図である。 連結部材部分の拡大説明図である。 連結部材の脆弱部の第２実施形態の説明図である。 連結部材の脆弱部の第３実施形態の説明図である。 連結部材の脆弱部の第４実施形態の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、これらの実施形態に記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係るスタビライザ構造の全体を示す概略図である。同図において、車両１の左右でそれぞれサイドメンバ３、３が車両前後方向に延び、両サイドメンバ３、３の前端には、フロントバンパを構成するフロントバンパクロスメンバ５が連結されている。

また、フロントバンパクロスメンバ５の後方には間隔をおいて、車幅方向に延びる丸パイプ状のフロントクロスメンバ７が設けられ、両サイドメンバ３、３は、フロントクロスメンバ７によって連結されている。
また、このフロントクロスメンバ７の後方には間隔をおいて、両サイドメンバ３、３から下方へ延びる後側のロアアームブラケット９ｂ、９ｂ間に車幅方向へ延びるリアクロスメンバ１１の左右端部がそれぞれ連結されて、リアクロスメンバ１１により両サイドメンバ３、３が連結されている。

図１、２に示すように、フロントクロスメンバ７の左右端部には、フロントクロスメンバ７をサイドメンバ３に取り付けるフロントクロスメンバブラケット１３が固着され、そのフロントクロスメンバブラケット１３の下部には、ダブルウイッシュボーン型サスペンション１５の二股ロアアーム１７の前側を取り付けるための前側のロアアームブラケット９ａが固定されている。
また、各サイドメンバ３、３には、ダブルウイッシュボーン型サスペンション１５の図示しない二股アッパーアーム２１を取り付けるためのアッパーアームブラケット２３、２３が車両前後方向に間隔をおいてそれぞれ固定されている。

フロントクロスメンバ７の左右端部における車両前方側には、車両後方に開口する断面略コ字状のスタビライザブラケット２５と、スタビライザブラケット２５の上方を覆う上側スタビライザブラケット２７と、下方を覆う下側スタビライザブラケット２９とがそれぞれ配置されて、箱形に一体化されている。

左右両側のスタビライザブラケット２５、２５のそれぞれの後端縁は、フロントクロスメンバ７が固定されたフロントクロスメンバブラケット１３の前側壁面１３ａに溶接Ｓ１によって結合されている。この溶接Ｓ１の箇所は、図２に示すように、スタビライザブラケット２５の後端縁の全周に渡って形成されている。

左右両側のスタビライザブラケット２５、２５の前面２５ａには、車幅方向に延びるスタビライザ３１が取付け具３３によって取り付けられている。
すなわち、図２、３に示すように、スタビライザブラケット２５の前面２５ａには、凹形状の受部３５が形成されるとともに、受部３５の両側にボルト３７が螺合するナット３９が溶接され取り付けられている。
この受部３５に対向して外側から円柱状または円筒状のスタビライザ３１を、ブッシュ部材４１を介して挟むようにしてボルト３７、３７で固定する取付け具３３によってスタビライザ３１を支持している。

また、図３、４に示すように、スタビライザブラケット２５の上方を覆う上側スタビライザブラケット２７の上面には、サイドメンバ３との間を、フロントクロスメンバブラケット１３を介さずに直接連結する連結部材４３が取り付けられている。

この連結部材４３は、板状の金属材料によって形成されており、上側スタビライザブラケット２７の上面（上端部）に溶接される基部４４と、該基部４４より幅が細く形成されて基部４４から立設されて、上部がサイドメンバ３の内壁面に溶接Ｓ２によって結合される柱部４５とを有して形成されている。

基部４４の形状は、Ｌ字形状を２つ合わせた階段状に形成され、各辺部４４ａ、４４ｂ、４４ｃの下端面が上側スタビライザブラケット２７の上面に溶接Ｓ３によって結合されている。中央部分の辺部４４ｂには、車両上下方向に立設して幅Ｗの柱部４５が形成されている。
この基部４４はＬ字形状を２つ合わせた階段状の形状を有しているため、車両前後方向、左右方向での倒れが発生しづらく、溶接Ｓ３に高応力が発生することを防ぐことができる。
なお、基部４４には、連結部材４３を溶接する際の位置決めのための穴４７が形成されている。

また、図４に示すように、柱部４５には、柱部４５の軸方向に沿って、幅Ｗの略中央部に補強用の縦ビード４９が形成され、途中で縦ビード４９は途切れて、それ以外の部分は平板状態の領域によって脆弱部Ｂを形成している。脆弱部Ｂは、連結部材４３の長手方向に沿って形成された縦ビード４９による補強形成領域を除く部位に形成されている。

この脆弱部Ｂは、スタビライザ３１を介してスタビライザブラケット２５にかかる上下方向の繰り返し負荷荷重によって、連結部材４３に亀裂若しくは変形が生じやすいようにした部分である。従って、ユーザに対して、スタビライザブラケット２５への繰り返し負荷によるスラビライザブラケット２５、２７、２９への損傷発生の危険性を知らせる部位として機能するようになっている。
従って、ユーザは脆弱部Ｂを目視することで連結部材４３の損傷の有無を容易に確認することができる。

さらに、脆弱部Ｂに生じる亀裂発生や変形の開始が、スタビライザブラケット２５とフロントクロスメンバブラケット１３との溶接Ｓ１を介してサイドメンバ３に伝達される負荷荷重によって、溶接Ｓ１の箇所で生じる亀裂が発生する以前に開始するように、脆弱部Ｂの脆弱特性が設定されている。すなわち、脆弱部Ｂを形成する柱部４５の断面係数（形状、材質等）が設定されている。

前記溶接Ｓ１の箇所における亀裂や変形等の損傷発生の条件は、連結部材４３を介して負荷荷重がサイドメンバ３に伝達される状態であって、溶接Ｓ１の箇所での繰り返し負荷荷重により発生する応力のデータを基に、溶接Ｓ１の箇所で損傷の発生条件が算出される。すなわち、通常走行運転で走行した場合に溶接Ｓ１の箇所において、繰り返し荷重（繰り返し負荷）の作用によって、亀裂発生に至る回数を算出する。
この算出した回数を荷重蓄積量として評価する。なお、評価パラメータについては必ずしも回数だけではなく、運転時間や走行距離等やそれらを合わせて荷重蓄積量としてもよい。

次に、前記と同一条件での悪路走行運転時の場合において、連結部材４３の脆弱部Ｂでの繰り返し負荷荷重により発生する応力のデータを基に、前記設定した溶接Ｓ１の箇所における損傷の発生時期より早い時期（回数）に、例えば、荷重蓄積量として７０〜８０％の時期に損傷が成立するように脆弱部Ｂの脆弱特性、つまり断面係数が設定されるとよい。

以上の構成を備えたスタビライザ構造において、車体のロール時には、特に悪路走行時には、左右のタイヤの上下方向の位相差荷重がスタビライザ３１を支持する左右のスタビライザブラケット２５、２５にそれぞれ上下方向の負荷荷重として入力される。
スタビライザブラケット２５に入力した負荷荷重は、本実施形態の連結部材４３がない場合には、スタビライザブラケット２５の後端縁が溶接Ｓ１によって結合されたフロントクロスメンバブラケット１３を介してサイドメンバ３に伝達されるため、溶接Ｓ１の箇所における亀裂の発生や変形等の損傷が生じやすい。

しかし、本実施形態においては、スタビライザブラケット２５からフロントクロスメンバブラケット１３を介してサイドメンバ３に伝達される負荷伝達経路とは別に、フロントクロスメンバブラケット１３を介さずに、連結部材４３によって、直接サイドメンバ３に負荷荷重を伝達することができる。
その結果、スタビライザブラケット２５とフロントクロスメンバブラケット１３との溶接Ｓ１の箇所への負荷荷重の伝達を低減でき、溶接個所の亀裂や変形の発生を抑制できる。

また、脆弱部Ｂに生じる亀裂発生や変形の開始が、スタビライザブラケット２５とフロントクロスメンバブラケット１３との溶接Ｓ１の箇所を介してサイドメンバ３に伝達される負荷荷重による亀裂発生や変形の開始以前に開始するように、脆弱部Ｂの脆弱特性が設定されているため、脆弱部Ｂは、連結部材４３自体の損傷発生の危険性だけではなく、ユーザにスタビライザブラケット２５とフロントクロスメンバブラケット１３との溶接Ｓ１の箇所の損傷の前兆を事前に知らせる機能を有する。

従って、脆弱部Ｂの亀裂等の確認によって、ユーザは、スタビライザブラケット２５とフロントクロスメンバブラケット１３との溶接Ｓ１箇所の損傷の前兆を知ることができるため、メンテナンス時等に脆弱部Ｂの目視確認の結果によって、例えば補強溶接等の補修を行うことができる。
また、連結部材４３により溶接Ｓ１への発生応力は脆弱部Ｂに亀裂が発生するまでは小さくすることができる。
結果溶接Ｓ１部の耐久寿命を延ばすことができており、通常走行において脆弱部Bに亀裂が発生した場合は補修を行わなくても必要十分な耐久強度は確保できている。

（第２実施形態）
図５を参照して、脆弱部Ｃの第２実施形態を説明する。図５は、第１実施形態の柱部４５に相当する部分を示すものであり、柱部６１は、幅方向の両側には、柱部６１の軸方向に沿って補強用にフランジ６２が形成されている。フランジ６２は途中で途切れて切欠き部６３を形成している。両側の切欠き部６３、６３の間の箇所で脆弱部Ｃを形成している。

脆弱部Ｃは、板金材によって形成された連結部材の柱部６１に形成された切欠き部６３によって柱部６１の幅Ｗが狭められる部位であるので、この切欠き部６３の周囲をユーザが目視によって確認することで、容易に亀裂Ｋ１や変形の有無を確認することができる。
また、切欠き部６３の大きさ（長さ、幅）を任意に設定することで、脆弱特性を変更できる。その他の構成及び効果は、前記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図６を参照して、脆弱部Ｄの第３実施形態を説明する。第３実施形態は、前記第２実施形態に対して、柱部７１の軸方向に沿って両側に補強用のフランジ７２が形成され、幅方向の中央部分であって、さらに柱部７１の軸方向の中央部分に円形の穴部７３が形成され、その穴部７３の両側の箇所で脆弱部Ｄを形成している点が相違する。
脆弱部Ｄは、柱部７１に形成された穴部７３によって柱部７１の幅が狭められる部位である。この穴部７３の周囲をユーザが目視によって確認することで、容易に亀裂Ｋ２や変形の有無を確認することができる。
また、穴部７３の大きさを任意に設定することで、脆弱特性を変更できる。その他の効果は、前記第２実施形態と同様である。

（第４実施形態）
図７を参照して、脆弱部Ｅの第４実施形態を説明する。第４実施形態は、前記第１実施形態に対して、柱部８１の軸方向の中央部分に、幅方向に沿って凹断面形状（凸断面形状）のビード部８３が形成され、そのビード部８３で脆弱部Ｅを形成している。
脆弱部Ｅは、柱部８１に形成された幅方向に延びて形成されたビード部であるので、上下方向の負荷荷重が作用したときに、このビード形状が変形して、深さが浅くなるように伸び変形や亀裂Ｋ３を確認することでユーザが目視によって容易に損傷を確認することができる。
また、ビード部８３の凹断面形状（凸断面形状）の大きさを任意に設定することで、脆弱特性を変更できる。その他の効果は、前記第１実施形態と同様である。

本発明の一実施形態によれば、スタビライザを支持するスタビライザブラケット等の支持部材または支持部材の溶接箇所に生じる損傷を抑制するとともに、該損傷が発生する前にユーザに損傷の前兆を知らせることができるので、車両のスタビライザ支持構造への適用に有効である。

１ 車両
３ サイドメンバ
５ フロントバンパクロスメンバ
７ フロントクロスメンバ
１３ フロントクロスメンバブラケット
１５ ダブルウイッシュボーン型サスペンション
１７ 二股ロアアーム
２１ 二股アッパーアーム
３１ スタビライザ
２５ スタビライザブラケット
２７ 上側スタビライザブラケット
２９ 下側スタビライザブラケット
４３ 連結部材
４４ 基部
４５、６１、７１、８１ 柱部
４９ 縦ビード
６３ 切欠き部
７３ 穴部
８３ ビード部
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ 脆弱部
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 溶接
Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３ 亀裂

Claims (7)

1. 車両前後方向に延設され車幅方向に一対のサイドメンバと、
   車両の前部に配設され車幅方向に延設され、前記一対のサイドメンバ同士を連結するフロントクロスメンバと、
   前記フロントクロスメンバの左右端部に固着され前記フロントクロスメンバを前記サイドメンバに取り付けるフロントクロスメンバブラケットと、
   前記フロントクロスメンバブラケットの車両前方側に後端縁が溶接接合されるとともに、前面にスタビライザが取り付けられるスタビライザブラケットと、
   該スタビライザブラケットの上端部と前記サイドメンバとを連結するとともに、前記スタビライザから前記スタビライザブラケットに作用する繰り返し負荷によって、所定の荷重蓄積量に達したときに亀裂を発生させる連結部材と、を備えたことを特徴とする車両のスタビライザ支持構造。
2. 該連結部材には前記所定の荷重蓄積量に達したときに亀裂を発生させる脆弱部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両のスタビライザ支持構造。
3. 前記脆弱部における前記所定の荷重蓄積量は、前記スタビライザブラケットと前記フロントクロスメンバ側との溶接接合箇所における亀裂の発生の荷重蓄積量に達する以前の条件に設定されることを特徴とする請求項２に記載の車両のスタビライザ支持構造。
4. 前記連結部材は板金材によって形成され、前記脆弱部は、前記連結部材の長手方向に沿って形成された補強形成領域を除く部位であることを特徴する請求項２または３に記載の車両のスタビライザ支持構造。
5. 前記連結部材は板金材によって形成され、前記脆弱部は、穴若しくは切欠きによって連結部材の幅が狭められる部位であることを特徴とする請求項２または３に記載の車両のスタビライザ支持構造。
6. 前記連結部材は板金材によって形成され、前記脆弱部は、幅方向全域にわたって形成されるビード形状の部位であることを特徴とする請求項２または３に記載の車両のスタビライザ支持構造。
7. 前記連結部材は、前記スタビライザブラケットの上端部に溶接される基部と、該基部より幅が細く形成されて前記基部から立設され、上端部が前記サイドメンバの内側壁面に溶接される柱部とを有し、該柱部に前記脆弱部が形成されたことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の車両のスタビライザ支持構造。

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