JP3919054B2 - Car suspension frame structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のサスペンションフレーム構造に関し、さらに詳しくは、サスペンションフレームに生じる振動を低減し得るようにした自動車のサスペンションフレーム構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図12は従来の自動車のサスペンションフレーム構造を示すものであって、同図において、30は車体に取付けられたサスペンションフレーム、31はこのサスペンションフレーム30の両側にそれぞれ回動可能に取付けられたサスペンションロアアーム、32はナックル33を介してこれらのサスペンションロアアーム31にそれぞれ回動可能に連結された前輪である。
【0003】
上述のサスペンションフレーム30は、サスペンションロアアーム31やスタビライザ(図示せず)等が取付けられる自動車部品であり、その両側部が車体に取付けられている。サスペンションフレーム30の基本構造は、アッパプレート34及びロアプレート35(図13参照)を互いに上下に重ね合わせてスポット溶接等にて閉断面形状に結合して成るフレーム本体部36と、このフレーム本体部36の左右両部であってかつ車体前方側の端部にそれぞれ付設された一対のサスペンションロアアーム取付用ブラケット37aとで構成されている。
【0004】
また、サスペンションフレーム30は、基本的には既述の如く両側部が車体に取付けられ、そしてサスペンションフレーム30の中央部にエンジンマウントメンバを介してエンジン等が取付けられるようになっている。なお、車体へのサスペンションフレーム30の両側部の取付けは、通常、いわゆる6点支持によってなされている。すなわち、サスペンションフレーム30の左右の側部は、各々、サスペンションフレーム30の側縁部に設けられた3つの取付孔38a,38b,38c(図12〜図14参照)を利用して、3箇所における締付固定(3点支持)により車体に固着されている。
【0005】
さらに具体的に述べると、サスペンションフレーム30には、その後方側の左右両端部に取付孔38aが設けられ、取付孔38aよりも幅方向中央寄りでかつ前方寄りの箇所に取付孔38bが設けられ、車幅方向において取付孔38aと取付孔38bとの間の領域であってかつ取付孔38bよりも前方寄りの箇所に取付孔38cが設けられている。かくして、これらの取付孔38a,38b,38cを取付点としてサスペンションフレーム30がボルト締めにて車体側に固定支持されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のサスペンションフレーム30についての問題点は、振動騒音を生じることである。すなわち、サスペンションフレーム30の中央部及び車体取付部である両側部の剛性が低いと、車体との共振により「こもり音」が発生して振動騒音となるという問題点がある。
【0007】
上述の如き従来のサスペンションフレーム構造では、サスペンションフレーム30の両側部をそれぞれ3点支持にて車体への取付けを行なっているものの、実際には、3点支持部における締付強度(支持強度)は均一とはならず、最も内側の取付孔38bの箇所におけるサスペンションフレーム30の締付強度が弱くなってしまうのが実状である。そのため、車体に6点支持されたサスペンションフレーム30の1次振動モードは、サスペンションフレーム30の左右両側部の車体側取付箇所の間の部分が上下方向に波状に変形するモード(図8参照)となり、その際には図14の外側取付点α,βを結ぶ直線ラインL1 が振動拘束ラインとなる。また、各3点取付箇所の内側2点(図14のγ点)での車体側取付部(車体支持部)で歪みエネルギが大きくなる。
【0008】
そこで、このような不具合を解消するためには、この内側2点の部分(γ点部分)の板厚を厚くしたり、パッチを当てたり、リーンフォースメントを追加する等に対策により剛性を上げて振動を低減させるようにすれば良いのであるが、この場合には板厚アップにより重量が増大したり、パッチやリーンフォースメントを設けることに伴って重量の増大や部品点数の増加を来すという不具合を生じる。また、サスペンションフレーム30自体で対処できないときは、ダンパを取付ける対策を施すことが考えられるが、この場合にもダンパの分だけ重量が増加すると共に部品点数が増大する。
【0009】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、サスペンションフレームの車体側取付箇所の板厚を厚くしたり、剛性向上用のパッチ,リーンフォースメント等の別部品や振動減衰用のダンパを使用することなく、サスペンションフレームの振動の低減を図ることができ、ひいてはサスペンションフレームの軽量化並びに部品点数の削減を図り得るような自動車のサスペンションフレーム構造を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、車輪を懸架するサスペンションフレームを車幅方向に沿って配置すると共に、前記サスペンションフレームの左右両端部を車体に取付けるようにした自動車のサスペンションフレーム構造において、前記サスペンションフレームを、アッパプレートとロアプレートとを上下に重ね合わせて閉断面形状に形成し、前記サスペンションフレームの両側部を、各々3箇所における締付固定により車体に固着し、前記車体への前記サスペンションフレームの、各両側部の締付固定箇所で最も内側であって車両前後方向の中間位置における取付箇所の上面部に、ほぼ車幅方向に沿って延びるビードを設けるようにしている。
また、本発明では、補強用ビードを、前記サスペンションフレームの取付箇所の下面部においてほぼ車体前後方向に沿って延びるように形成している。
また、本発明では、前記ビードを前記閉断面形状部の内方に突出するように形成している。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図1〜図8を参照して説明する。
【0012】
図1は、本発明の一実施形態に係るサスペンションフレーム構造を備えた自動車の車体前部の構成を示すものである。図1に示すように、サスペンションフレーム1は、車幅方向に沿って延びるように配置され、左右一対のエプロンサイドメンバ2a,2bに下端部の間に架設状態で取付けられている。なお、図1において、3はエプロンサイドメンバ2a,2bに前端部の間に架設されたクロスメンバ、4a,4bはエプロンサイドメンバ2a,2bの外側にそれぞれ配設された左右一対のフロントフェンダエプロン、5はダッシュパネルである。
【0013】
上述のサスペンションフレーム1は、図2に示すアッパプレート1aと図6に示すロアプレート1bとを上下に重ね合わせて閉断面形状に結合して成る全体としてコ字形状の部材(車体部品)であり、サスペンションフレーム1の後端側の左右両側部がエプロンサイドメンバ2a,2bに従来と同様にそれぞれ3点支持により取付けられている。そして、図2に示すように、サスペンションフレーム1の後方側の側端箇所R1 と、サスペンションフレーム1の側部の前端箇所R2 にサスペンションロアアーム6がそれぞれ回動自在に取付けられると共に、サスペンションロアアーム6の車体外側の端部が前輪のナックル(図示せず)に回動自在に取付けられている。
【0014】
次に、サスペンションフレーム1の構成、並びに、エプロンサイドメンバ2a,2bへの取付構造について詳述すると、以下の通りである。まず、サスペンションフレーム1の上面部を構成するアッパプレート1aの左右両部には、図3に示す如く、適宜な三角形の頂点に対応する3つの箇所に取付孔7a,7b,7cがそれぞれ設けられている。さらに、このアッパプレート1aの適宜箇所には、サスペンションフレーム1を位置決めするための左右一対の位置決め孔8が設けられている。一方、サスペンションフレーム1の下面部を構成するロアプレート1bの左右両部には、図6に示す如く、既述のアッパプレート1aの取付孔7a,7b,7cに対応する3箇所に取付孔9a,9b,9cがそれぞれ設けられている。かくして、これらの取付孔7a〜7c及び9a〜9cを利用してサスペンションフレーム1の左右両側部が取付点α,β,γにおいてそれぞれ3点支持されている。なお、図2,図3及び図6において、10はエンジンマウントメンバ取付用孔である。
【0015】
また、本実施形態のサスペンションフレーム1には、そのアッパプレート1a及びロアプレート1bの車体取付箇所に、それぞれ1次振動モードの振動低減に有効なビード11a,11b,11cが設けられている(図2〜図5参照)。さらに詳述すると、アッパプレート1aには、左右方向(ほぼ車幅方向)に沿って互いに平行状に延びる3本の補強用ビード11a〜11cが屈曲形成により設けられている。具体的には、3つの取付孔7a,7b,7cのうち最も内側の取付孔7bの配設位置であってかつ左右の取付孔7b,7bを互いに結ぶ直線ライン(車幅方向の直線ライン)L2 の上に沿って延びる1本の補強用ビード11aが屈曲成形により設けられると共に、この補強用ビード11aから車体前後方向に所定間隔を隔てた位置において互いに平行状に延びる2本の補強用ビード11b,11cが屈曲成形により設けられている。なお、上述の補強用ビード11aは、前記取付孔7bの形成箇所において中断されている。また、これら3本のビード11a,11b,11cは、図4及び図5に示すように、サスペンションフレーム1の閉断面形状部13の内方に突出するように屈曲形成されている。
【0016】
一方、ロアプレート1bには、ほぼ車体前後方向に沿って互いにほぼ並行して延びる2本の補強用ビード12a,12bが屈曲形成により設けられている(図6及び図7参照)。具体的には、3つの取付孔9a,9b,9cのうち内側の2つの取付孔9b,9cを互いに結ぶほぼ車体前後方向の直線ラインL3 にほぼ沿って延びる2本の補強用ビード12a,12bが屈曲形成されている。なお、最も内側の取付孔9bは、補強用ビード12aの配設箇所の一部上に設けられている。また、これら2本のビード12a,12bは、図7に示すように、サスペンションフレーム1の閉断面形状部13の内方に突出するように屈曲形成されている。
【0017】
このような構成のサスペンションフレーム構造によれば、サスペンションフレーム1の車体側取付部で歪みエネルギが最も大きくなる最内側の取付点β(図2参照)の近傍に車幅方向に延びる補強用ビード11a〜11cをアッパプレート1aに設けるようにしているので、図8に示すようなサスペンションフレーム1の1次振動モード(図9において取付点αとγとを結ぶ直線ラインを振動拘束ラインとする振動モード)における振幅を小さく抑えることができる。さらに、取付点βとγとを結ぶほぼ車体前後方向の直線ラインL3 にほぼ沿って延びる補強用ビード12a,12bをロアプレート1bに設けるようにしたので、サスペンションフレーム1の2次振動モード(図10に示す如くサスペンションフレーム1の左右両側部の車体側取付箇所を中心とするサスペンションフレーム1の前後端の上下方向への回動変形)における振幅を小さく抑えることができる。また、補強用ビード12a,12bの延設方向はほぼ車体前後方向であるため、このビード延設方向は、サスペンションフレーム1の制動、並びに、サスペンションフレーム1に横力が作用時の剛性アップにも効果的である。
【0018】
なお、ロアプレート1bの補強用ビード12a,12bをアッパプレート1aの補強用ビード11a〜11cと同様に車幅方向に延びるように形成すると、1次振動モードにおける振動低減には有効であるが、2次振動モードに対する振動低減効果は低下することとなる。しかし、サスペンションフレーム1の振動低減に当たって最も重要なのは1次振動モードにおける振幅を低減させることなので、2次振動モードについての振動低減対策があまり重要ではない場合には、補強用ビード11a〜11c及び補強用ビード12a,12bの全てを車幅方向に沿って延びるように形成して1次振動モードの振動低減効果をより一層向上させるようにしても良い。
【0019】
また、図11は、本発明の参考例としてのサスペンションフレーム構造を示すものである。本例においては、サスペンションフレーム1の上面部を構成するアッパプレート1aに車幅方向(左右方向)に対して傾斜する方向に延びる3本の補強用ビード11a,11b,11cが屈曲成形により設けられている。具体的には、図11に示すように、エプロンサイドメンバ2(車体)へのサスペンションフレーム1の取付箇所すなわち最内側の取付孔7bの近傍箇所に、車幅方向(直線ラインL2 )に対して傾斜しかつ取付点βとγとを結ぶほぼ車体前後方向の直線ラインL 3 に対してほぼ直交する方向に延びる補強用ビード11a〜11cが屈強成形により設けられている。一方、サスペンションフレーム1の下面部を構成するロアプレート1bには、補強用ビードは設けられていない。
【0020】
このような構成のサスペンションフレーム構造によれば、上述の如く配設された補強用ビード11a〜11cの存在により、1次振動モード及び2次振動モードの両方に対して振動低減効果を発揮することができる。従って、補強用ビード11a〜11cをアッパパネル1aに設けるだけで、ロアプレート1bには補強用ビードを設けなくて済み、サスペンションフレーム1の製造が容易になると共に製造コストを低く抑えることが可能となる。なお、この場合、補強用ビード11a〜11cの傾斜の度合いを適宜に選択することによって、1次振動モードの低減効果の程度及び2次振動モードの低減効果の程度の調整を適宜に行なうことが可能である。
【0021】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態においては3本の補強用ビード11a〜11c及び2本の補強用ビード12a,12bを設けるようにしたが、補強用ビードの本数,形状・寸法(長さ及び深さ)等は適宜に変更可能であり、これらを適宜に選定することによりサスペンションフレーム1の固有振動数を調整することが可能である。
【0023】
【発明の効果】
請求項1に記載の本発明は、車輪を懸架するサスペンションフレームを車幅方向にそって配置すると共に、前記サスペンションフレームの左右両端部を車体に取付けるようにした自動車のサスペンションフレーム構造において、サスペンションフレームを、アッパプレートとロアプレートとを上下に重ね合わせて閉断面形状に形成し、サスペンションフレームの両側部を、各々3箇所における締付固定により車体に固着し、車体へのサスペンションフレームの、各両側部の締付固定箇所で最も内側であって車両前後方向の中間位置における取付箇所の上面部に、ほぼ車幅方向に沿って延びるビードを設けるようにしたものであるから、サスペンションフレームを構成するプレートにビードを屈曲形成するだけで、重量の増加や部品点数の増加を来すことなく、1次振動モードの振動を低減させることが可能となる。従って、従来のようにサスペンションフレームの車体側取付箇所の板厚を厚くしたり、サスペンションフレームの車体側取付箇所にパッチやリーンフォースメント等の補強用部品を取付ける必要がなくなるため、その分だけサスペンションフレームの軽量化並びに部品点数の削減を図ることができる。
【0025】
請求項2に記載の本発明は、補強用ビードを、サスペンションフレームの取付箇所の下面部においてほぼ車体前後方向に沿って延びるように形成したものであるから、車体前後方向に沿って延びる補強用ビードの存在により、2次振動モードの振動を効果的に低減させることができる。さらに、既述のような車幅方向のビード(1次振動低減用ビード)を設けたことに伴う2次振動抑制効果の低減を上述の車体前後方向の補強用ビードで抑えることができ、1次及び2次の振動低減効果の相互間の調整を図ることが可能である。
【0026】
請求項3に記載の本発明は、ビードを閉断面形状部の内方に突出するように形成したものであるから、ビードがサスペンションフレームの外表面から外方へ突出してエンジンマウントメンバ等の他部品と干渉を生じるような不具合を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るサスペンションフレーム構造を備えた自動車の車体前部の構成を示す斜視図である。
【図2】サスペンションフレームへのサスペンションロアアームの取付状態を示す平面図である。
【図3】サスペンションフレームのアッパフレームの平面図である。
【図4】図2におけるA−A線拡大断面図である。
【図5】図2におけるB−B線拡大断面図である。
【図6】サスペンションフレームのロアフレームの平面図である。
【図7】図6におけるC−C線拡大断面図である。
【図8】サスペンションフレームの1次振動モードを概略的に示す正面図である。
【図9】サスペンションフレームの1次振動モード時における振動拘束ラインを示す平面図である。
【図10】サスペンションフレームの2次振動モードを概略的に示す斜視図である。
【図11】 本発明の参考例に係る自動車のサスペンションフレーム構造を示すものであって、サスペンションフレームの平面図である。
【図12】従来の自動車のサスペンションフレーム構造を示す斜視図である。
【図13】図12のサスペンションフレーム構造に用いられているサスペンションフレームの分解斜視図である。
【図14】図13のサスペンションフレームの平面図である。
【符号の説明】
1 サスペンションフレーム
1a アッパプレート
1b ロアプレート
2a,2b エプロンサイドメンバ(車体)
7a〜7c 取付孔
9a〜9c 取付孔
11a〜11c 補強用ビード
12a,12b 補強用ビード
13 閉断面形状部
L1 振動拘束ライン
L2 車幅方向の直線ライン
L3 ほぼ車体前後方向の直線ライン(補強用ビード延設方向の直線ライン)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automobile suspension frame structure, and more particularly to an automobile suspension frame structure that can reduce vibration generated in the suspension frame.
[0002]
[Prior art]
FIG. 12 shows a conventional suspension frame structure of an automobile. In FIG. 12,
[0003]
The above-described
[0004]
The
[0005]
More specifically, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the problem with this type of
[0007]
In the conventional suspension frame structure as described above, both sides of the
[0008]
Therefore, in order to solve such problems, the rigidity is increased by measures such as increasing the thickness of the inner two points (gamma point), applying patches, and adding reinforcements. However, in this case, the weight increases as the plate thickness increases, and the weight and the number of parts increase as the patch and lean reinforcement are provided. This causes a malfunction. Further, when the
[0009]
The present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof is to increase the plate thickness of the suspension frame on the vehicle body side, or to provide other parts such as a patch for improving rigidity, a reinforcement, etc. To provide a suspension frame structure for an automobile that can reduce the vibration of the suspension frame without using a damper for damping vibrations and can reduce the weight of the suspension frame and the number of parts. is there.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, in a suspension frame structure for an automobile, suspension frames for suspending wheels are arranged along the vehicle width direction, and both left and right ends of the suspension frame are attached to a vehicle body. The suspension frame is formed in a closed cross-sectional shape by superimposing an upper plate and a lower plate on top and bottom, and both side portions of the suspension frame are fixed to the vehicle body by fastening and fixing at three locations, respectively . wherein the suspension frame, on the upper surface of the attachment points in the innermost and an in vehicle longitudinal direction of the intermediate position in a fixed position tightening the both side portions, so that providing the bi over de extending substantially along the vehicle width direction .
Also, in the present invention, the bead for reinforcement is formed so as to extend substantially along the longitudinal direction of the vehicle body at the lower surface of the attachment points of the suspension frame.
Also, in the present invention, to form the bi over de so as to protrude inward of the closed cross section portion.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0012]
FIG. 1 shows a configuration of a front part of a vehicle body having a suspension frame structure according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
[0013]
The above-described
[0014]
Next, the configuration of the
[0015]
In addition, the
[0016]
On the other hand, the lower plate 1b is provided with two reinforcing
[0017]
According to the suspension frame structure having such a configuration, the reinforcing bead 11a extends in the vehicle width direction in the vicinity of the innermost attachment point β (see FIG. 2) where the distortion energy is greatest at the vehicle body side attachment portion of the
[0018]
If the reinforcing
[0019]
FIG. 11 shows a suspension frame structure as a reference example of the present invention. In this example , three reinforcing beads 11a, 11b, 11c extending in a direction inclined with respect to the vehicle width direction (left-right direction) are provided on the upper plate 1a constituting the upper surface portion of the
[0020]
According to the suspension frame structure configured as described above, the presence of the reinforcing beads 11a to 11c arranged as described above exhibits a vibration reduction effect in both the primary vibration mode and the secondary vibration mode. Can do. Therefore, only by providing the reinforcing beads 11a to 11c on the upper panel 1a, it is not necessary to provide the reinforcing beads on the lower plate 1b, so that the
[0021]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, three reinforcement beads 11a~11c and two reinforcing
[0023]
【The invention's effect】
The present invention described in
[0025]
According to the second aspect of the present invention, since the reinforcing bead is formed so as to extend substantially along the longitudinal direction of the vehicle body at the lower surface portion of the attachment portion of the suspension frame, the reinforcing bead extends along the longitudinal direction of the vehicle body. The presence of the bead can effectively reduce the vibration in the secondary vibration mode. Furthermore, it is possible to suppress the reduction of the secondary vibration suppressing effect due to the provision of the vehicle width direction of the bi-over de such as described above (first vibration reducing bead) in the longitudinal direction of the vehicle body reinforcing bead above It is possible to adjust the primary and secondary vibration reduction effects between each other.
[0026]
The present invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a front part of a vehicle body having a suspension frame structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a state in which a suspension lower arm is attached to a suspension frame.
FIG. 3 is a plan view of an upper frame of a suspension frame.
4 is an enlarged sectional view taken along line AA in FIG. 2. FIG.
5 is an enlarged sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 6 is a plan view of a lower frame of the suspension frame.
7 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC in FIG.
FIG. 8 is a front view schematically showing a primary vibration mode of a suspension frame.
FIG. 9 is a plan view showing a vibration restraint line when the suspension frame is in a primary vibration mode.
FIG. 10 is a perspective view schematically showing a secondary vibration mode of the suspension frame.
11 there is shown a suspension frame structure for an automobile according to a reference example of the present invention, it is a plan view of a suspension frame.
FIG. 12 is a perspective view showing a conventional suspension frame structure of an automobile.
13 is an exploded perspective view of a suspension frame used in the suspension frame structure of FIG.
14 is a plan view of the suspension frame of FIG. 13;
[Explanation of symbols]
1 Suspension frame 1a Upper plate
7a-
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