JP6687311B2 - リヤサスペンションの補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の左右の後輪を車体に懸架するリヤサスペンションの補強構造に関する。

自動車などの車両には、車輪を車体に懸架するサスペンションが設けられている。例えば、左右の後輪を車体に懸架するリヤサスペンションとして、車両前後方向に延びる左右のサスペンションアームを備え、サスペンションアームの前端部がブラケットを介して車体側に取り付けられ、後端部が車輪側に固定される構造のサスペンション（例えばトレーリングアーム式サスペンションなど）が知られている。

特許文献１には、左右のリヤサイドメンバに取り付けられた支持ブラケットによりトレーリングアーム（サスペンションアーム）の前端部を揺動可能に支持するようにした自動車の下部車体構造が開示されている。特許文献１に記載の下部車体構造においては、左右の支持ブラケット３の間に車幅方向に延びる連結バー１８が配設されている（特に、特許文献１の段落［００１９］〜［００２１］、図１及び図２を参照）。連結バー１８の両端部の平板部１８ｂは、支持ブラケット３の内側壁部３ｂにボルトで固定されており、これにより左右の支持ブラケット３が連結バー１８により一体的に連結されている。また、連結バー１８は、車両側方から見ると、平板部１８ｂから斜め下方に延びた後、燃料タンク９の後端部９ａの下方を通るように配置されている。

特開２０１６−１２０７６５号公報

リヤサスペンションにおいて、車両旋回時に車輪から車幅方向の入力（横力）が作用することによってサスペンションアームが左右方向に変位し、サスペンションアームの前端部を支持するブラケットの内壁部に荷重が入力される。例えば、左旋回時には、左右の後輪に左向きの横力が作用してサスペンションアームが左方向に変位し、外輪側となる右側のサスペンションアームの前端部がブラケットの内壁部を押圧することによって、右側のブラケットに対して車幅方向の内方に向けて荷重が入力される。また、車両旋回時には、ロールが発生し、左右のサスペンションアームが逆位相で上下動する。具体的には、外輪側が下方にストロークし、内輪側が上方にストロークする。したがって、車両旋回時には、サスペンションアームからブラケットに車幅方向の荷重が入力される他、上下方向の荷重も入力されることになる。車両旋回時の荷重入力によっては、ブラケットが変形して口開きするなど、操縦安定性が悪化するおそれがある。よって、操縦安定性を改善する観点から、車両旋回時の荷重入力に対するブラケットの変形を抑制することが望まれる。

本発明の目的の一つは、車両旋回時の荷重入力に対するブラケットの変形を効果的に抑制できるリヤサスペンションの補強構造を提供することにある。

特許文献１では、左右のブラケット間に補強部材として連結バーを配設し、両ブラケットを連結バーにより連結することで、車幅方向の荷重入力によるブラケットの変形を抑制することを提案している。本発明者らは、左右のブラケット間に取り付けられる補強部材の形状を工夫することで、車両旋回時の荷重入力に対してブラケットの変形をより効果的に抑制できることを見出した。

本発明者らは、車両旋回時に補強部材に作用する荷重の入力方向について着目し、車両旋回時の荷重入力方向に基づいて、補強部材の形状を設定することを提案する。上述したように、車両旋回時には、車幅方向の荷重と上下方向の荷重が入力され得る。本発明者らが、車両旋回時の荷重入力方向について鋭意検討したところ、次の知見を得た。車幅方向の荷重入力方向は、厳密には、車幅方向に対して平行ではなく、平面視において車両後方に向かって車幅方向内側へ傾斜する。一方、上下方向の荷重入力方向は、厳密には、後面視において斜め方向に傾斜する。そして、これら車両旋回時の荷重入力方向に一致するように、補強部材の両端部を屈曲させて傾斜部を形成することで、それぞれの荷重入力方向に対応することができる。これにより、車両旋回時の荷重入力に対する補強部材の剛性をより高めることができ、ブラケットの変形を効果的に抑制できる。

本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。以下、本発明について説明する。

本発明の一態様に係るリヤサスペンションの補強構造は、
車両の左右の後輪を車体に懸架するリヤサスペンションの補強構造であって、
車両前後方向に延びる左右のサスペンションアームと、
前記車体の下部に取り付けられ、前記各サスペンションアームの前端部を車幅方向の内外から挟んで支持する内壁部と外壁部とを有する左右のブラケットと、
前記両ブラケット間に架け渡されるように取り付けられる補強部材とを備え、
前記補強部材は、
前記各ブラケットに連結される両端部と、
前記両端部よりも車両後方且つ上方に配置され、車幅方向に延びる中間部と、
前記両端部と前記中間部との間に位置し、前記両端部から車両後方に向かって車幅方向内側へ傾斜すると共に斜め上方に傾斜する傾斜部とを有し、
前記各傾斜部の傾斜角度は、車両旋回時の荷重入力方向に一致するような角度範囲に設定されている。

上記リヤサスペンションの補強構造は、左右のブラケットの間に補強部材を備え、補強部材において、中間部が両端部よりも車両後方且つ上方に配置され、両端部と中間部との間に位置する傾斜部が両端部から車両後方に向かって車幅方向内側へ傾斜すると共に斜め上方に傾斜する。そして、傾斜部の傾斜角度が車両旋回時の荷重入力方向に一致するような角度範囲に設定されている。つまり、傾斜部は、車両旋回時に荷重が入力されたとき、車幅方向及び上下方向の荷重入力方向に一致するように傾斜しており、各方向の荷重入力を略垂直に受け止めることが可能である。よって、補強部材が特定の方向に傾斜する傾斜部を有することで、車両旋回時の荷重入力に対する補強部材の剛性を大幅に高めることができる。したがって、上記リヤサスペンションの補強構造によれば、補強部材によって、車両旋回時の荷重入力に対するブラケットの変形を効果的に抑制できる。これにより、ブラケットの口開きを効果的に抑制でき、操縦安定性を向上できる。ブラケットの口開きとは、ブラケットの内壁部が車幅方向の内方に向けて変形するなどして、内壁部と外壁部との間に形成された開口が広がるように開くことをいう。

また、上記リヤサスペンションの補強構造によれば、車両旋回時の荷重入力に対する補強部材の剛性を高めることができるので、補強部材の材質を強度が低い安価なものにしたり、補強部材の太さ（径）を小さくすることができるなど、補強部材の低コスト化や軽量化を図ることができる。

実施形態１に係るリヤサスペンションの補強構造を適用するリヤサスペンションの一例を示す概略斜視図である。 実施形態１に係るリヤサスペンションの補強構造の要部を車両上方から見た概略部分平面図である。 実施形態１に係るリヤサスペンションの補強構造の要部を車両後方から見た概略部分後面図である。 実施形態１に係るリヤサスペンションの補強構造に備える補強部材の全体を示し、（Ａ）は上方から見た概略平面図、（Ｂ）は後方から見た概略後面図である。

本発明の実施形態に係るリヤサスペンションの補強構造を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」とは、車両の正面を「前」とし、これを基準とする方向を意味し、図中、矢印ＦＲは車両前後方向の前側、矢印ＲＲは後側、矢印ＬＨは車両左右方向（車幅方向）の左側、矢印ＲＨは右側、矢印ＵＰは車両上下方向の上側、矢印ＬＷＲは下側を示す。

［実施形態１］
図１〜図４を参照して、実施形態１に係るリヤサスペンションの補強構造を説明する。実施形態１では、この補強構造を図１に例示するリヤサスペンション１０に適用した例を説明する。リヤサスペンション１０は、車体２（図２、図３参照）の下部後方側に配置され、左右の後輪３を車体２に懸架する。リヤサスペンション１０は、車両前後方向に延びる左右のサスペンションアーム１１を備え、図２、図３に示すように、各サスペンションアーム１１の前端部１１０が車体２の下部に取り付けられた左右のブラケット２０を介して揺動可能に支持される。実施形態１の補強構造の特徴の一つは、図２、図３に示すように、左右のブラケット２０間に架け渡されるように取り付けられる補強部材３０を備えており、補強部材３０が特定の形状を有する点にある。リヤサスペンション１０が取り付けられる車体２の下部構造は、実質的に左右対称構造であるので、図２、図３では、右側部分のみ図示し、左側部分については図示を省略する。

（リヤサスペンション）
図１に示すリヤサスペンション１０は、トレーリングアーム式サスペンションであり、車両前後方向に延びる左右のサスペンションアーム１１と、車幅方向に延びて左右のサスペンションアーム１１を連結するトーションビーム１２とを備える。トーションビーム１２は、左右のサスペンションアーム１１の中間部同士を連結するように設けられている。左右のサスペンションアーム１１の前端部１１０は、筒状に形成されており、その内部に軸孔を有するブッシュ１１１が圧入されている。各サスペンションアーム１１の前端部１１０は、図２、図３に示すように、車体２の下部に取り付けられた左右のブラケット２０内に挿入され、ブッシュ１１１の軸孔（図１参照）にボルト２５を挿通してブラケット２０に締結することによって、ブラケット２０に揺動可能に連結される。サスペンションアーム１１の後端部には、車輪取付部１３が設けられ、後輪３が取り付けられると共に、ショックアブソーバー１４やコイルスプリング１５といった緩衝装置が取り付けられる。この例では、リヤサスペンション１０として、トーションビーム１２を備える構造のものを例示しているが、サスペンションアーム１１が車体２に揺動可能に取り付けられる構造のものであれば特に限定されない。

（車体の下部構造）
車体２は、図２、図３に示すように、車両前後方向に延びる左右のリヤサイドメンバ４を備え、各リヤサイドメンバ４の下方には、ブラケット２０が取り付けられている。両リヤサイドメンバ４間の上方には、リヤフロアパネル５（図３参照）が配置されている。また、各リヤサイドメンバ４の車幅方向の外側にロッカ６が配置されており、ロッカ６はリヤサイドメンバ４の外側面に溶接で固定されている。

（ブラケット）
ブラケット２０は、図２、図３に示すように、サスペンションアーム１１の前端部１１０を揺動可能に支持する部材であり、サスペンションアーム１１の前端部１１０を車幅方向の内外から挟んで支持する内壁部２１と外壁部２２とを有する。ブラケット２０の下方側及び後方側は、サスペンションアーム１１の前端部１１０を挿入できるように、内壁部２１と外壁部２２との間が開口している。

内壁部２１及び外壁部２２は、例えば、鋼製の板材を加工して形成されている。内壁部２１の上端部には、車幅方向外側に屈曲して上壁部２１ｕが形成され、内壁部２１の下端部には、車幅方向内側に屈曲してフランジ部２１ｆが形成されている。一方、外壁部２２の上端部には、車幅方向内側に屈曲して上壁部２２ｕが形成され、外壁部２２の下端部には、車幅方向外側に屈曲してフランジ部２２ｆが形成されている。ブラケット２０は、内壁部２１及び外壁部２２の上壁部２１ｕ、２２ｕをリヤサイドメンバ４の下面に溶接することで固定されている。

（補強部材）
補強部材３０は、図２、図３に示すように、左右のブラケット２０間に架け渡されるように取り付けられ、各ブラケット２０に連結される両端部３１と、車幅方向に延びる中間部３２と、両端部３１と中間部３２との間に位置する傾斜部３３とを有する（図４も併せて参照）。補強部材３０は、例えば、鋼製のパイプ材を加工して形成されており、図４に示すように、平面視（図４（Ａ）参照）において中間部３２が車両後方側に膨らみ、且つ、後面視（図４（Ｂ）参照）において中間部３２が車両上方側に膨らむように形成されている。この例では、補強部材３０をパイプ材で形成しているが、補強部材３０は板材や棒材でもよい。

両端部３１は、プレス加工などによって平板状に形成されており、各ブラケット２０の下方に配置され、後述するブレース４０を介して内壁部２１及び外壁部２２の下端部に固定されている。また、中間部３２は、両端部３１よりも車両後方且つ上方に配置され、傾斜部３３は、両端部３１から車両後方に向かって車幅方向内側へ傾斜すると共に斜め上方に傾斜している。

各傾斜部３３の傾斜角度は、車両旋回時の荷重入力方向に一致するような角度範囲に設定されている。車両旋回時の荷重入力方向とは、車両旋回時に補強部材３０に作用する荷重の平均値（平均荷重）を求め、平均荷重のときの荷重入力方向を意味する。図２、図３を参照して、車両旋回時の荷重入力方向について具体的に説明する。図２において、太線矢印は旋回方向（左旋回）を示す。例えば、左旋回時、左右の後輪３（図１参照）に左向きの横力が入力され、外輪側となる右側では、サスペンションアーム１１の前端部１１０がブラケット２０の内壁部２１を押圧することによって、車幅方向の内方に向けて荷重が入力される。このときの車幅方向の荷重入力方向は、図２中白抜き矢印で示すように、平面視で車両後方に向かって車幅方向内側へ傾斜し、車幅方向に対する傾斜角度ａが５°以上１５°以下、より具体的には１０°前後である。また、左旋回時にはロールが発生し、外輪側となる右側が下方にストロークすることによって、下方向に荷重が入力される。このときの上下方向の荷重入力方向は、図３中白抜き矢印で示すように、後面視で斜め方向に傾斜し、車幅方向に対する傾斜角度ｂが５°以上１５°以下、より具体的には１０°前後である。なお、右旋回時には、車幅方向及び上下方向の荷重入力方向の向きが逆になる。

傾斜部３３は、車幅方向及び上下方向の荷重入力方向にそれぞれ一致するように傾斜している。具体的には、平面視（図４（Ａ）参照）において、車幅方向に平行な仮想直線Ｌ１に対する傾斜部３３における車両後方に向かって車幅方向内側へ傾斜する角度αが、５°以上１５°以下、好ましくは１０°前後に設定されている。また、後面視（図４（Ｂ）参照）において、車幅方向に平行な仮想直線Ｌ２に対する傾斜部３３における上方に傾斜する角度βが、５°以上１５°以下、好ましくは１０°前後に設定されている。

（ブレース）
本実施形態では、図２に示すように、左右の各ブラケット２０と左右の各リヤサイドメンバ４とを結合するブレース４０を備える。ブレース４０は、左右のブラケット２０にそれぞれ設けられている。ブレース４０は、各ブラケット２０から車両前方に延びるように設けられ、ブラケット２０に結合される後端部４１と、リヤサイドメンバ４に結合される前端部４２（図２参照）とを有する。ブレース４０は、例えば、鋼製の板材を加工して形成されている。

この例では、図３に示すように、ブレース４０の後端部４１がブラケット２０の下側の開口を跨ぐように配置され、内壁部２１及び外壁部２２のフランジ部２１ｆ、２２ｆにボルト４５で締結されることによって、内壁部２１及び外壁部２２の下端部に固定されている。また、後端部４１は、ブラケット２０と補強部材３０の端部３１との間に介在し、後端部４１の下面に補強部材３０の端部３１がボルト３５で締結されている。つまり、補強部材３０の両端部３１は、ブレース４０を介して、ブラケット２０の下側の開口を跨ぐように内壁部２１及び外壁部２２の下端部に固定されている。

更に、この例では、図２に示すように、ブレース４０の前端部４２が車幅方向に二股に分かれており、一方がリヤサイドメンバ４の下面にボルト４６で固定され、もう一方がリヤクロスメンバ７の下面にボルト４７で固定されている。

＜効果＞
上述した実施形態１の補強構造は、次の効果を有する。
（１）左右のブラケット２０の間に補強部材３０を備え、両ブラケット２０間が補強部材３０で連結されていることで、車両旋回時の荷重入力を補強部材３０が突っ張ることで受け止めることにより、ブラケット２０の変形を抑制できる。特に、補強部材３０が特定の方向に傾斜する傾斜部３３を有し、傾斜部３３の傾斜角度が荷重入力方向に一致するような角度範囲に設定されているので、荷重入力を略垂直に受け止めることができる。よって、車両旋回時の荷重入力に対する補強部材３０の剛性を大幅に高めることができ、ブラケット２０の変形を効果的に抑制できる。これにより、ブラケット２０の下側に形成された開口が広がるように開くといった口開きを効果的に抑制でき、操縦安定性を向上できる。また、車両旋回時の荷重入力に対する補強部材３０の剛性を高めることができるので、補強部材３０の材質を強度が低い安価なものにしたり、補強部材３０の太さ（径）を小さくすることができるなど、補強部材３０の低コスト化や軽量化を図ることができる。

（２）左右の各ブラケット２０にブレース４０が取り付けられ、ブレース４０によりブラケット２０がリヤサイドメンバ４に結合されている。そのため、サスペンションアーム１１からブラケット２０に作用する荷重入力をブレース４０を介してリヤサイドメンバ４へ効率よく伝達して、サスペンションアーム１１からの荷重入力をリヤサイドメンバ４で受けることができる。これにより、ブラケット２０単体の場合に比較して、荷重入力に対するブラケット２０の剛性を高めることができ、ブラケット２０の変形をより効果的に抑制できるので、操縦安定性をより向上できる。

（３）更に、ブレース４０の後端部４１がブラケット２０の下側の開口を跨ぐように内壁部２１及び外壁部２２の下端部に固定されていることから、ブラケット２０の口開きをより効果的に抑制できる。また、ブレース４０の前端部４２が車幅方向に二股に形成され、それぞれが車体２の下部（この例では、リヤサイドメンバ４とリヤクロスメンバ７）に固定されているため、車幅方向の荷重入力に対する剛性をより高めることができる。

本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、上述した実施形態１では、補強部材３０の両端部３１が、ブレース４０を介して、ブラケット２０の下側の開口を跨ぐように固定されている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、ブレース４０を備えていなくてもよい。ブレース４０を備えない場合、補強部材３０の両端部３１を左右の各ブラケット２０の下側の開口を跨ぐように配置し、内壁部２１及び外壁部２２のフランジ部２１ｆ、２２ｆにボルト４５で締結することによって、内壁部２１及び外壁部２２の下端部に固定することが挙げられる。これにより、補強部材３０の端部３１がブラケット２０の下側の開口を跨ぐように固定されることから、ブラケット２０の口開きを効果的に抑制できる。また、ブレース４０の後端部４１及び補強部材３０の端部３１をそれぞれブラケット２０の下側の開口を跨ぐように固定してもよく、この場合、ブラケット２０の口開きを更に効果的に抑制できる。

２ 車体
３ 後輪
４ リヤサイドメンバ
５ リヤフロアパネル
６ ロッカ
７ リヤクロスメンバ
１０ リヤサスペンション（トレーリングアーム式サスペンション）
１１ サスペンションアーム（トレーリングアーム）
１１０ 前端部
１１１ ブッシュ
１２ トーションビーム
１３ 車輪取付部
１４ ショックアブソーバー
１５ コイルスプリング
２０ ブラケット
２１ 内壁部
２１ｕ 上壁部
２１ｆ フランジ部
２２ 外壁部
２２ｕ 上壁部
２２ｆ フランジ部
２５ ボルト
３０ 補強部材
３１ 端部
３２ 中間部
３３ 傾斜部
３５ ボルト
４０ ブレース
４１ 後端部
４２ 前端部
４５、４６、４７ ボルト

Claims (1)

1. 車両の左右の後輪を車体に懸架するリヤサスペンションの補強構造であって、
   車両前後方向に延びる左右のサスペンションアームと、
   前記車体の下部に取り付けられ、前記各サスペンションアームの前端部を車幅方向の内外から挟んで支持する内壁部と外壁部とを有する左右のブラケットと、
   前記両ブラケット間に架け渡されるように取り付けられる補強部材とを備え、
   前記補強部材は、
   前記各ブラケットに連結される両端部と、
   前記両端部よりも車両後方且つ上方に配置され、車幅方向に延びる中間部と、
   前記両端部と前記中間部との間に位置し、前記両端部から車両後方に向かって車幅方向内側へ傾斜すると共に斜め上方に傾斜する傾斜部とを有し、
   前記各傾斜部の傾斜角度は、車両旋回時の荷重入力方向に一致するような角度範囲に設定されており、
   前記両端部は、前記各ブラケットの下側の開口を跨ぐように前記内壁部及び前記外壁部の下端部に固定され、
   前記両端部が前記各ブラケットの下側の開口を跨ぐ方向と前記両端部から前記各傾斜部が延びる方向とは、車両上方から見て直線状に設定されているリヤサスペンションの補強構造。

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