JP4580532B2 - サスペンション取付構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体前後方向に延びる左右一対のフレーム下面にサスペンションクロスメンバの両端部がそれぞれ接合されるサスペンション取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車等車両において、タイヤを装着した車輪の車体に対する懸架装置すなわちサスペンション取付構造として、車体前後方向に延びる左右一対のフレーム下面にサスペンションクロスメンバ(あるいはサスペンションサブフレーム)の両端部を接合固定し、該サスペンションクロスメンバに対して揺動自在に支持された車輪を、車体との間に介設されたダンパを構成するストラットによって緩衝するように構成したものが多用されている。図6は、このようなストラットタイプのサスペンション取付構造の典型的な例である。これを簡単に説明すると、図6(A)に示すように、車体前後方向に延びる左右一対のフレーム1の下面(図示のものはリヤサスペンション取付構造の例であり、後部トランクルームのフロア4の両側を凹設1Aして形成されたサイドフレーム1の下面)にサスペンションクロスメンバ3の両端部がそれぞれ後述する図6(B)のようにして接合される。
【0003】
前記サスペンションクロスメンバ3の両端部近傍に支点を有してラテラルリンク17等により上下揺動自在にタイヤTを装着した車輪ハウジング20が配設され、該車輪ハウジング20と車体との間にダンパを構成するストラット8Aが介設されて、タイヤTを介した路面からの衝撃等を緩衝するように構成される。図6(B)に示すように、前記サスペンションクロスメンバ3のフレーム1への接合取付けは、前記サスペンションクロスメンバ3の両端部における取付筒部3Dを貫通して下方から挿入された取付ボルト25を、前記フレーム1における凹設部1A内に固着されたウェルディングナット19に螺合緊締してなされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の構造にあって、サスペンションクロスメンバ3の両端部は複数の取付ボルト25によって強固に車体フレームに取り付けられているものの、前記取付ボルト25は前記フレーム1における凹設部1A内に固着されたウェルディングナット19に螺合緊締されているのみであるので、サスペンションクロスメンバ3に作用する横方向の力に対してはウェルディングナット19部近傍にてこれを負担しなければならず、上下方向のスパンが殆ど確保されないままこれらの力に対処することを余儀なくされていた。しかも、走行中を通じてサスペンションクロスメンバ3には、絶えずサスペンションからの衝撃入力を受けて捩りや曲げ力が加わる。このため、前記各取付ボルト25には複雑な力が作用する。一方、車体の様々な部位に取り付けられることが多い取付ボルトに関しては、その取付部剛性は必ずしも等価でなく、走行中に複雑な力を受けるサスペンションクロスメンバの各取付部の均衡を失して、サスペンションクロスメンバに弾性変形を引き起こし、きわめて僅かと言えども操縦安定性能の維持に好ましくないアライメント変化をもたらす虞れがあった。
【0005】
そこで本発明は、このような従来のサスペンション取付構造の課題を解決して、従来の構造を改変することなく僅かの追加構成のみにより、取付部剛性の向上とサスペンションクロスメンバの剛性向上を図り、取付ボルト間の相対変位をも防止して好ましくないアライメント変化を生じさせることのないサスペンション取付構造を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、車両のフロアと、前記フロア下面に設けられた車体前後方向に延びる左右一対のフレーム下面に、前記フロアと略フレームの高さ分だけ距離を置いて配置されるサスペンションクロスメンバの両端部がそれぞれ接合されるサスペンション取付構造において、前記サスペンションクロスメンバから前記フレームを貫通してフロア上面まで延びる取付ボルトによって、前記フロア上面に横架された、前記左右一対のフレームをつなぐ補剛部材がサスペンションクロスメンバと共締めされるとともに、前記補剛部材が、少なくとも車体中央近傍にて前記フロアに固定されように構成されたことを特徴とする。また本発明は、車両のフロアと、前記フロア下面に設けられた車体前後方向に延びる左右一対のフレーム下面に、前記フロアと略フレームの高さ分だけ距離を置いて配置されるサスペンションクロスメンバの両端部がそれぞれ接合されるサスペンション取付構造において、前記サスペンションクロスメンバから前記フレームを貫通してフロア上面まで延びる取付ボルトによって、他端側をストラットタワー頂部に固定した傾斜バーがサスペンションクロスメンバと共締めされるとともに、前記傾斜バーの左右一対の交差部が互いに固定されるように構成されたことを特徴とする。また本発明は、前記フロア上面に横架された補剛部材を前記サスペンションクロスメンバおよび傾斜バーと共締めされるように構成されたことを特徴とする。また本発明は、前記サスペンションクロスメンバの両端部におけるフレームへの接合点を車体前後方向に複数か所とし、これら接合点を連結する前後結合部を前記補剛部材および傾斜バーの両端部に形成したことを特徴とするもので、サスペンションクロスメンバのフレームへの取付ボルトをフロアの上面まで延設してこれらを補剛部材とともに共締めするだけの簡素な追加構成の採用のみで、取付部剛性とサスペンションクロスメンバの剛性が格段に向上し、取付ボルト間の相対変位をも防止して好ましくないアライメント変化を生じさせることがない。
【0007】
【実施の形態】
以下、本発明のサスペンション取付構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1〜図4は本発明のサスペンション取付構造の第1実施の形態を示し、図1は要部後面図、図2は図1のA部拡大図、図3はサスペンションクロスメンバおよび補剛部材の斜視図、図4はサスペンション各部への力の作用状態の説明図である。
本発明のサスペンション取付構造は、図1に示すように、車体前後方向に延びる左右一対のフレーム1、2(右フレーム2については後述実施の形態の図5参照)の下面にサスペンションクロスメンバ3の両端部がそれぞれ接合されるサスペンション取付構造において、前記サスペンションクロスメンバ3から前記フレーム1を貫通してフロア4の上面まで延びる取付ボルト5によって、前記フロア4の上面に横架された補剛部材7がサスペンションクロスメンバ3と共締めされるように構成されたことを特徴とする。本実施の形態は、フロントにエンジンルームが配設されリヤにトランクルームが配設されたリヤサスペンション側に適用された例であるが、リヤエンジンでフロントにトランクルームが配設されたフロントサスペンションに適用することも可能である。
【0008】
図1のA部拡大図である図2、および図3を参照して詳細に説明すると、本実施の形態では図3に示すように、サスペンションクロスメンバ3の両端部には、フレーム1への接合点を車体前後方向に2か所とすべく取付筒部3D、3Dが形成されている。一方、トランクルームのフロア4の上面に横架される補剛部材7は、例えば断面円形の直線状の横バー7と該横バー7の両端部近傍から分岐形成された左右の二股部7A、7Bとから構成され、それらの端部には前記サスペンションクロスメンバ3の両端部における取付筒部3D、3Dに対応する位置に取付筒部7D、7Dが形成される。そして、これら前後の取付筒部7D、7D同士が前後結合部7Cによって結合され、サスペンションクロスメンバ3のフレーム1、2への複数の接合点同士を結合して高い剛性が確保される。また、好適には横バー7を、後述する図5(B)に示すように、少なくとも車体中央近傍にて前記フロア4に固定される。必要なら、中央近傍以外の部位もフロアに固定してもよい。
【0009】
フレーム1、2(フレーム1側についてのみ説明する)へのサスペンションクロスメンバ3の接合取付けは、サスペンションクロスメンバ3の両端部における前後一対の取付筒部3D、3Dの下方から挿入された比較的長い各取付ボルト5を、フレーム1における凹設部1Aの底部に固着されたウェルディングナット19に螺合していき、フロア4の上面から突出した先端を前記横バー7および二股部における取付筒部7D、7Dに挿入して、ナット6によって螺合緊締する。かくして、図1に示すように、車体に接合されたサスペンションクロスメンバ3の両端部近傍に支点を有してラテラルリンク17、18(後述する図4参照)が上下揺動自在に支持され、これらラテラルリンク17、18の自由端部にはタイヤTを装着した車輪ハウジング20が配設される。車輪ハウジング20と車体との間にダンパを構成するストラット8Aが介設されて、タイヤTを介した路面からの衝撃等が緩衝される。
【0010】
このように構成されているので、走行中にサスペンションクロスメンバ3に加わる図4(B)に示すような横方向の衝撃等の力は、図2に示すようにフレーム1、2における底部のウェルディングナット19近傍を支点とする比較的長いスパンHを隔てた取付ボルト5の先端側において小さな耐力にても高い強度にて受け持つことができる。しかも、取付ボルト5の先端側の少なくとも左右はフロア4の上面に横架された補剛部材7によって強固に連結されているので、サスペンションクロスメンバ3に作用する複雑な前後左右および上下方向の衝撃に対する高い剛性を確保して、車輪のアライメント変化等を生じさせることがない。つまり、図4(A)に示すように、前後のラテラルリンク17、18を介してサスペンションクロスメンバ3に作用する荷重にずれが生じても、補剛部材7のバックアップによりサスペンションクロスメンバ3が変形することがなく、車輪にトー変化を生じさせることが殆どない。また、前記サスペンションクロスメンバ3の両端部におけるフレーム1、2への接合点を車体前後方向に複数か所とし、これら接合点を連結する前後結合部7Cを形成した場合は、特に、サスペンションクロスメンバ3に作用する捩れに対しても有効に高い剛性を発揮できる。さらに、補剛部材7の車体中央近傍がフロア4に固定されている場合には、補剛部材7の補強部材としての剛性機能がフロア4にバックアップされてさらに向上する。
【0011】
図5は本発明のサスペンション取付構造の第2実施の形態を示し、図5(A)は全体後面図、図5(B)は図5(A)のB−B断面拡大図である。
本実施の形態のものは、車体前後方向に延びる左右一対のフレーム1、2の下面にサスペンションクロスメンバ3の両端部がそれぞれ接合されるサスペンション取付構造において、前記サスペンションクロスメンバ3から前記フレーム1、2を貫通してフロア4の上面まで延びる取付ボルト5、5によって、他端側をストラットタワー9(8)頂部に固定した傾斜バー10(11)がサスペンションクロスメンバ3と共締めされるように構成されたことを特徴とする。本実施の形態では、傾斜バー10、11を交差状に配設して、サスペンションクロスメンバ3に作用する種々の力をストラットタワー8、9の頂部に転嫁して剛性を確保するものであるが、さらに加えて前記第1実施の形態のものと同様に、フロア4の上面に横架された補剛部材7をも配設して、前記サスペンションクロスメンバ3および傾斜バー10、11と共締めされるように構成して、より高い剛性を確保するように構成することもできる。
【0012】
前記傾斜バーの左右一対10、11の交差結合部Pにおいて互いを固定することにより、該交差結合部Pを介して個々に作用するサスペンションクロスメンバ3からの荷重が両者に分散転嫁されるので、左右一対の傾斜バー10、11の互いの剛性が補完される。また、傾斜バー10、11の取付ボルト5、5への取付部およびストラットタワー8、9の頂部への取付部についても、車体前後方向に複数か所(図示の例では2か所)とし、これら接合点を連結する前後結合部10C、11C(図5(A)のストラットタワー9の上方に描かれた取付ボルト13、13を連結する前後結合部11C参照)が形成されて、サスペンションクロスメンバ3の捩れに対する剛性の向上を図ることができる。さらに、図5(B)に示すように、フロア4の上面に横架された補剛部材である横バー7をアングル部材15を介して、少なくとも車体中央近傍にて前記フロア4に固定される。その固定は、フロア4の下面に固着される車体側クロスメンバ14とともにスポット溶接S等によりなされる。そして、左右のストラットタワー8、9の頂部同士が頂部横バー12によって連結されてストラットタワー8、9間の剛性を高め、傾斜バー10、11のストラットタワー8、9による補剛機能が高められる。
【0013】
このような構成により、サスペンションクロスメンバ3に作用する種々の荷重は、比較的長いスパンHを隔てた取付ボルト5の先端側において小さな耐力にても高い強度にて受け持つことができる。しかも、取付ボルト5の先端側は左右のストラットタワー8、9の頂部と強固に連結されて互いに交差する傾斜バー10、11によってバックアップされているので、サスペンションクロスメンバ3に作用する複雑な前後左右および上下方向の衝撃に対する高い剛性を確保して、車輪のアライメント変化等を生じさせることがない。また、フロア4の上面に横架された補剛部材7を前記サスペンションクロスメンバ3および傾斜バー10、11と共締めされるように構成することによって、より高い剛性が確保できる。さらに、傾斜バー10、11の交差部を固定して交差結合部Pを設けた場合は、サスペンションクロスメンバ3からの力を受けた取付ボルト5が、ウェルディングナット19近傍を支点とするサスペンションクロスメンバ3との逆方向に移動しようとしても、交差する相手側の傾斜バーの突張りによって耐力を示してストラットタワーに転嫁できる。この耐力はストラットタワー頂部同士を連結する頂部横バー12の配設によって倍加する。
【0014】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、サスペンションクロスメンバの形状、形式(サスペンションサブフレームの形式でもよい)、断面形状を含むフレームの形状、形式、ウェルディングナットの形状、配設形態、サスペンションクロスメンバが取り付けられる部位(リヤのみならず、リヤエンジン形式のフロント部にも適用可能である)、取付ボルトの形状、形式、補剛部材である横バー、傾斜バーの形状(サスペンションクロスメンバとの接合点の数、前後結合部の形成形態および交差結合部の固定形態を含むパイプ形状、棒状、板状等)、形式、材質(鋼材、アルミ材、繊維強化樹脂等)およびそのフロアならびにストラットタワーへの取付形態、サスペンションクロスメンバへの車輪の懸架形式、車輪と車体との間のストラットの介設形態等については適宜選定できる。
【0015】
【発明の効果】
以上詳細に述べてきたように、本発明によれば、車両のフロアと、前記フロア下面に設けられた車体前後方向に延びる左右一対のフレーム下面に、前記フロアと略フレームの高さ分だけ距離を置いて配置されるサスペンションクロスメンバの両端部がそれぞれ接合されるサスペンション取付構造において、前記サスペンションクロスメンバから前記フレームを貫通してフロア上面まで延びる取付ボルトによって、前記フロア上面に横架された、前記左右一対のフレームをつなぐ補剛部材がサスペンションクロスメンバと共締めされるとともに、前記補剛部材が、少なくとも車体中央近傍にて前記フロアに固定されように構成されたことにより、幾分スパンの長い取付ボルトの採用のみにて、トランクルーム等の目立たない部分に後付けにて簡単に補剛部材を追加して、走行中にサスペンションクロスメンバに加わる横方向の衝撃力は、フレーム底部を支点とする比較的長いスパンを隔てた取付ボルトの先端側において小さな耐力にても高い強度にて受け持つことができ、サスペンション周りの剛性を向上させることができ、車輪のアライメント変化等を生じさせることがない。しかも、補剛部材の補強部材としての剛性機能がフロアにバックアップされてさらに向上する。
【0016】
また、車両のフロアと、前記フロア下面に設けられた車体前後方向に延びる左右一対のフレーム下面に、前記フロアと略フレームの高さ分だけ距離を置いて配置されるサスペンションクロスメンバの両端部がそれぞれ接合されるサスペンション取付構造において、前記サスペンションクロスメンバから前記フレームを貫通してフロア上面まで延びる取付ボルトによって、他端側をストラットタワー頂部に固定した傾斜バーがサスペンションクロスメンバと共締めされるとともに、前記傾斜バーの左右一対の交差部が互いに固定された場合は、後付けにて追加された傾斜バーを介して、サスペンションクロスメンバに作用する種々の荷重は、比較的長いスパンを隔てた取付ボルトの先端側において小さな耐力にて高い強度にて受け持つことができ、対向する反対側のストラットタワーの頂部にて確実に負担されて、高い剛性が確保されて車輪のアライメント変化等を生じさせることがない。しかも、サスペンションクロスメンバからの力を受けた取付ボルトが、ウェルディングナット近傍を支点とするサスペンションクロスメンバとの逆方向に移動しようとしても、交差する相手側の傾斜バーの突張りによって耐力を示してストラットタワーに転嫁して、高い剛性を確保できる。
【0017】
また、前記フロア上面に横架された補剛部材を前記サスペンションクロスメンバおよび傾斜バーと共締めされるように構成された場合は、ボックス形状と筋交い機能の相乗効果によってより高い補剛性能が発揮される。
さらに、前記サスペンションクロスメンバの両端部におけるフレームへの接合点を車体前後方向に複数か所とし、これら接合点を連結する前後結合部を前記補剛部材および傾斜バーの両端部に形成した場合は、特に、サスペンションクロスメンバに作用する捩れに対して有効に高い剛性が発揮される。
このように、本発明によれば、従来の構造を改変することなく僅かの追加構成のみにより、取付部剛性の向上とサスペンションクロスメンバの剛性向上を図り、取付ボルト間の相対変位をも防止して好ましくないアライメント変化を生じさせることのないサスペンション取付構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のサスペンション取付構造の第1実施の形態を示し、要部後面図である。
【図2】同、図1のA部拡大図である。
【図3】同、サスペンションクロスメンバおよび補剛部材の斜視図である。
【図4】同、サスペンション各部への力の作用状態の説明図である。
【図5】本発明のサスペンション取付構造の第2実施の形態を示し、図5(A)は全体後面図、図5(B)は図5(A)のB−B断面拡大図である。
【図6】従来のサスペンション取付構造を示す後面およびその要部拡大図である。
【符号の説明】
1 左フレーム
1A 凹設部
2 右フレーム
3 サスペンションクロスメンバ
3D 取付筒部
4 フロア
5 取付ボルト
6 ナット
7 横バー(補剛部材)
7A 左二股部
7B 右二股部
7C 前後結合部
7D 取付筒部
8 左ストラットタワー
8A ストラット
9 右ストラットタワー
9A ストラット
10 第1傾斜バー(補剛部材)
11 第2傾斜バー(補剛部材)
11C 前後結合部
12 頂部横バー(補剛部材)
13 取付ボルト
16 トレーリングリンク
17 ラテラルリンク
18 ラテラルリンク
19 ウェルディングナット
20 車輪ハウジング
H 補強スパン
P 交差結合部
S スポット溶接部
T タイヤ
Claims (4)
- 車両のフロアと、前記フロア下面に設けられた車体前後方向に延びる左右一対のフレーム下面に、前記フロアと略フレームの高さ分だけ距離を置いて配置されるサスペンションクロスメンバの両端部がそれぞれ接合されるサスペンション取付構造において、前記サスペンションクロスメンバから前記フレームを貫通してフロア上面まで延びる取付ボルトによって、前記フロア上面に横架された、前記左右一対のフレームをつなぐ補剛部材がサスペンションクロスメンバと共締めされるとともに、前記補剛部材が、少なくとも車体中央近傍にて前記フロアに固定されように構成されたことを特徴とするサスペンション取付構造。
- 車両のフロアと、前記フロア下面に設けられた車体前後方向に延びる左右一対のフレーム下面に、前記フロアと略フレームの高さ分だけ距離を置いて配置されるサスペンションクロスメンバの両端部がそれぞれ接合されるサスペンション取付構造において、前記サスペンションクロスメンバから前記フレームを貫通してフロア上面まで延びる取付ボルトによって、他端側をストラットタワー頂部に固定した傾斜バーがサスペンションクロスメンバと共締めされるとともに、前記傾斜バーの左右一対の交差部が互いに固定されるように構成されたことを特徴とする請求項3に記載のサスペンション取付構造。
- 前記フロア上面に横架された補剛部材を前記サスペンションクロスメンバおよび傾斜バーと共締めされるように構成されたことを特徴とする請求項2に記載のサスペンション取付構造。
- 前記サスペンションクロスメンバの両端部におけるフレームへの接合点を車体前後方向に複数か所とし、これら接合点を連結する前後結合部を前記補剛部材および傾斜バーの両端部に形成したことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のサスペンション取付構造。
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