JP2004306952A - サブフレームのマウントブッシュ - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンション装置支持用サブフレームの重量増大を最小限にとどめた上で十分なＮＶＨ特性を確保し得るように改善されたマウントブッシュを提供する。
【解決手段】一端がハブキャリアに連結されたサスペンションアームの他端が枢着されたサブフレームに於ける車体の左右方向に延在するクロスメンバの両端の車体との結合点に介設され、かつ撓み範囲の中間点から増大方向に変曲する非線形のばね定数を有するマウントブッシュの車体外側から内側へ向けての入力に対するばね定数変曲点を、車体内側から外側へ向けての入力に対するばね定数変曲点よりも少ない変位量に設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、サスペンションアームを支持するサブフレームのマウントブッシュに関し、特に、サスペンションアームからの入力に対するサブフレームの負担を軽減し得るようにそのばね特性が設定されたマウントブッシュに関するものである。

車輪からの入力の車体への伝達量を低減してＮＶＨ（ノイズ、バイブレーション、ハーシュネス）特性を向上させるために、サスペンション装置の全体が組み付けられたサブフレームを、弾性材からなるマウントブッシュを介して車体に結合させるようにした構成が知られている。

このようなサブフレームと車体との結合点に介設されるマウントブッシュは、サスペンションアームを介してサブフレームに入力する車輪からの反力荷重で撓みを生じるが、操縦性（旋回性能）への悪影響を抑制して乗り心地を向上させるために、車両の左右方向入力に対しては比較的硬めにし（旋回時の車両姿勢の安定化）、前後および上下方向入力に対しては比較的軟らかめにする（路面凹凸を乗り越える際の衝撃吸収性向上）ことが一般的である。

また、定常走行時（定速走行、緩加減速）のＮＶＨ性能を高めるためには、マウントブッシュのコンプライアンスが高めである方が良いが、コンプライアンスが高すぎると、ばね上とばね下間の過渡応答性の位相差が増大して操縦性が損なわれる。そこで操縦性と乗り心地とを両立させるために、一般にマウントブッシュのばね特性（荷重に対する撓み量の増大率）は、途中に変曲点を設けた非線形とされている（撓み変位の途中からばね剛性が増す）（特許文献１）。
特開平０５−００８６２４号公報

他方、上記のように、ＮＶＨ特性の向上のために車体との連結点に弾性材を介在させた場合、サスペンション入力の大部分をサブフレームで支持しなければならなくなるので、高いサスペンション剛性を確保するためには、サブフレームに高い剛性が要求される。そのため、サブフレームの重量増大が避けられないという問題がある。

本発明は、このような従来技術の不都合を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、サスペンション装置支持用サブフレームの重量増大を最小限にとどめた上で十分なＮＶＨ特性を確保し得るように改善されたマウントブッシュを提供することにある。

このような目的は、本発明によれば、車輪の接地中心から見て前後に振り分け方向に延在するサスペンションアームを揺動自在に支持した上で左右の間隔が前後で互いに異なるように位置設定された前後左右の４点で車体に結合されるサブフレームの車体との結合点に介設され、かつ中間点から増大方向に変曲する非線形のばね定数を有するマウントブッシュのばね定数変曲点を、前後の車体との結合点同士の中心を結んだ直線と、車輪接地点入力の前後方向ベクトル線との交点に近い側の方が、遠い側よりも少ない変位量に設定する、あるいは、車体外側から内側へ向けての入力に対するばね定数変曲点を、車体内側から外側への入力に対するばね定数変曲点よりも少ない変位量に設定することによって達成される。

このような構成によれば、前後入力に対しては、例えば前側のマウントブッシュで荷重を負担するため、サブフレームのサイドメンバのサスペンションアーム取付け点より後側の部分に加わる負荷が軽減される。そして左右方向入力に対しても、旋回円外側のマウントブッシュで荷重を負担するため、サブフレームのクロスメンバのサスペンションアーム取付け点より内側の部分に加わる負荷が軽減される。即ち本発明によれば、左右のマウントブッシュのそれぞれのばね定数の変曲点を適切に定めるだけで、サブフレームの負担を軽減し得るので、サスペンション装置支持用サブフレームの重量増大を最小限にとどめた上で十分なＮＶＨ特性を確保する上に大きな効果を奏することができる。

以下に添付の図面に示された具体的な実施例に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明が適用されたマルチリンク式リヤサスペンションの要部を示している。このリヤサスペンションは、防振ゴムからなるマウントブッシュ１の中心孔に挿通されたボルト２を介して図示されないメインフレームの下面に取付けられたサブフレームＳＦと、各々の内端がサブフレームＳＦに枢着されたリーディングアーム３ａ、トレーリングアーム３ｂ、アッパアーム４ａ、ロワアーム４ｂ、及びコントロールアーム４ｃと、これら各アームの各外端にて支持されたリヤハブキャリア５と、ハブキャリア５のアッパアーム連結端の近傍にスタビライザリンク６を介してその両端が連結されたスタビライザロッド７とからなっている。

サブフレームＳＦは、車体の左右方向に延在する一対のクロスメンバ８ｆ・８ｒと、前後方向に延在する一対のサイドメンバ９ｌ・９ｒとを一体接続してなっており、平面視で前側が広がった台形をなすと共に、前下がりに車体に取付けられている。そして両サイドメンバ９ｌ・９ｒの前後方向中央部にアッパ、ロワ両アーム４ａ・４ｂの内端がそれぞれ枢着され、クロスメンバ８ｆ・８ｒと、サイドメンバ９ｌ・９ｒとの結合部の近傍に、リーディングアーム３ａ、トレーリングアーム３ｂ、及びコントロールアーム４ｃの各内端がそれぞれ枢着されている。また、リーディングアーム３ａの外端がハブキャリア５の上端（車軸の上方）に、トレーリングアーム３ｂの外端がハブキャリア５の下端（車軸の下方）に、それぞれ連結されている。そして前記したマウントブッシュ１は、クロスメンバ８ｆ・８ｒとサイドメンバ９ｌ・９ｒとの各結合部（４ヶ所）のメインフレームに対する結合点に介設されている。

さて、車輪Ｗの接地点に作用する車体前後方向への入力についての前後の各マウントブッシュ１のばね定数は、前後の各マウント中心を結んだ直線と入力の前後方向ベクトルとの交点に対して前側のマウントブッシュ１FL・１FRの方がより近い（ｌ1＜ｌ2）ので、図３に示すように、前側の方を後側よりも短いストロークで（ＳtF＜ＳtR）で初期のばね定数ｋ1から高いばね定数ｋ2に立ち上がるように、その変曲点を設定しておく。これにより、例えば前進制動時のように後方への力が車輪接地点に作用した際には、リーディング、トレーリング両アーム３ａ・３ｂに引っ張り荷重が作用するが、ハブキャリア５との連結位置の違いによるモーメントの釣り合いから、トレーリングアーム３ｂにより大きな引っ張り荷重が作用し、前側のマウントブッシュ１FL・１FRが先に底突きを起こす。この逆に、例えば後退制動時にのように前方への力が車輪接地点に作用した際にも、リーディング、トレーリング両アーム３ａ・３ｂに作用する圧縮荷重の差から、同じく前側のマウントブッシュ１FL・１FRが先に底突きを起こす。

上記のように各マウントブッシュのばね特性を設定すると、前後力が入力した場合に、前側のマウントブッシュ１FL・１FRが後側のマウントブッシュ１RL・１RRよりも先に変位限度に達してその位置が拘束されるため、後側のマウントブッシュ１RL・１RRはストロークに余裕がある状態であり、両サイドメンバ９ｌ・９ｒのトレーリングアーム３ｂの連結点より後側の部分には、前側のマウントブッシュ１FL・１FRが引き受ける以上の引っ張り（圧縮）応力が作用しないこととなる。従って、両サイドメンバ９ｌ・９ｒの強度負担が軽減されるため、サブフレームＳＦを軽量化できる。

これに対し、前後両マウントブッシュのばね特性を上記とは逆に後側が前側より先に変曲点に達するように設定すると、前後入力によって前側より後側が先に変位限度に達してその位置が拘束されてしまう。すると、前側はまだストロークできるために両サイドメンバのトレーリングアームの連結点より後側の部分に大きな引っ張りあるいは圧縮応力が作用してしまい、サブフレームの強度をそれだけ高めねばならないので、軽量化の上から不利になる。

次に、車輪Ｗの接地点に左右方向の入力が生じた場合を想定する。図４に示したように、横力に対しては、車体外側へ向けての変位ＳtOに対するよりも、車体内側へ向けての変位ＳtIに対する方が、より短いストローク（ＳtI＜ＳtO）で初期のばね定数ｋ1から高いばね定数ｋ2に立ち上がるようにマウントブッシュのばね定数の変曲点が設定してある。換言すれば、旋回円の中心に対して外側に位置するマウントブッシュの方が先に底突きを起こす。

例えば右旋回時には、旋回円の外側に位置する左車輪に車体内向きの横力が、旋回円の内側に位置する右車輪には車体外向きの横力がそれぞれ作用するが、この時、外側つまり左側のマウントブッシュ１FL・１RLが、内側つまり右側のマウントブッシュ１FR・１RRよりも先に変位限度に達してその位置が拘束されるため、右側のマウントブッシュ１FR・１RRはストロークに余裕がある状態であり、クロスメンバ８ｆ・８ｒには、左側のマウントブッシュ１FL・１RLが引き受ける以上の引っ張り（圧縮）応力が作用しないこととなる。従って、上記サイドメンバ９ｌ・９ｒと同様に、クロスメンバ８ｆ・８ｒの強度負担が軽減されるため、サブフレームＳＦを軽量化できる。

本発明が適用されるサスペンション用サブフレームの平面図である。 本発明が適用されるサスペンション用サブフレームの側面図である。 前後方向についてのばね定数の特性線図である。 左右方向についてのばね定数の特性線図である。

符号の説明

１ マウントブッシュ
２ ボルト
３・４ サスペンションアーム
５ ハブキャリア
６ スタビライザリンク
７ スタビライザ
８ クロスメンバ
９ サイドメンバ

Claims (2)

1. 車輪の接地中心から見て前後に振り分け方向に延在するサスペンションアームを揺動自在に支持した上で左右の間隔が前後で互いに異なるように位置設定された前後左右の４点で車体に結合されるサブフレームの車体との結合点に介設され、かつ中間点から増大方向に変曲する非線形のばね定数を有するマウントブッシュであって、
   該マウントブッシュのばね定数変曲点が、前後の車体との結合点同士の中心を結んだ直線と、車輪接地点入力の前後方向ベクトル線との交点に近い側の方が、遠い側よりも少ない変位量に設定されることを特徴とするサブフレームのマウントブッシュ。
2. 車輪の接地中心から見て前後に振り分け方向に延在するサスペンションアームを揺動自在に支持した上で左右の間隔が前後で互いに異なるように位置設定された前後左右の４点で車体に結合されるサブフレームの車体との結合点に介設され、かつ中間点から増大方向に変曲する非線形のばね定数を有するマウントブッシュであって、
   車体外側から内側へ向けての入力に対するばね定数変曲点が、内側から外側への入力に対するばね定数変曲点よりも少ない変位量に設定されることを特徴とするサブフレームのマウントブッシュ。

Images