JP2009113647A - 車両用サスペンション取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体前部において車体前後方向に延びる左右一対のフロントフレームと、これらのフロントフレームを車幅方向に連結し、サスペンションが取り付けられるサスペンションクロスメンバとを有する車両用サスペンション取り付け構造において、フロントフレームの断面を拡大し、かつサスペンションの取り付け自由度を向上可能な車両用サスペンションの取り付け構造を提供する。
【解決手段】フロントフレーム１３に、サスペンションクロスメンバ３１の端部が取り付けられる部位において屈曲部１３ｂを設けると共に、前記サスペンションクロスメンバ３１の端部３１ｄを、前記屈曲部１３ｂにより形成される凹部１３ｃに嵌る形状とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、サスペンションがサスペンションクロスメンバに取り付けられる車両用サスペンション取り付け構造に関し、車両用サスペンションの技術分野に属する。

車両用サスペンションの取り付け構造として、例えば、特許文献１〜３には、車体前部において車体前後方向に延びる左右一対のフロントフレームを車幅方向に連結するサスペンションクロスメンバを設け、該サスペンションクロスメンバにサスペンションを取り付けたものが開示されている。特許文献４には、その構造がより詳しく開示されており、該文献によれば、サスペンションクロスメンバは、車幅方向両端部がフロントフレームの下面に取り付けられ、これらの端部に、サスペンションアームの車幅方向内端部が取り付けられている。

特開２００３−３２６９８１号公報 特開２００５−０２８９１１号公報 特開２００５−０２９０５７号公報 特開２００３−１１８６３０号公報

ところで、フロントフレームは、前部側がフロアパネルよりも高い位置に配置され、後部側が下方にキックダウンして、フロアパネル下面に設けられた左右一対のフロアフレームに接続される場合があるが、フロントフレームに衝撃荷重が作用したときのことを想定すると、前記キックダウンによる段差が小さく、かつフロントフレームの断面積が大きいのが好ましい。

しかし、フロントフレームの直下方には、前述のようにサスペンションクロスメンバへのサスペンションアームの取り付け部が設けられており、フロントフレームの前部側を低くすると、この取り付け位置が低くなって、上下方向取り付け位置範囲が狭くなり自由度が制限されると共に、サスペンションアームの地上高を十分確保できなくなる虞がある。すなわち、フロントフレームの前部側を低くするのは限度がある。

そこで、本発明は、フロントフレームの断面を拡大し、かつサスペンションの取り付け位置の自由度を向上可能な車両用サスペンションの取り付け構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、車体前部において車体前後方向に延びる左右一対のフロントフレームと、これらのフロントフレームを車幅方向に連結し、サスペンションが取り付けられるサスペンションクロスメンバとを有する車両用サスペンション取り付け構造であって、前記フロントフレームには、サスペンションクロスメンバの端部が取り付けられる部位において屈曲部が設けられていると共に、前記サスペンションクロスメンバの端部は、前記屈曲部により形成される凹部に嵌る形状とされていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の車両用サスペンション取り付け構造において、前記フロントフレームの屈曲部は、上方に屈曲していることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の車両用サスペンション取り付け構造において、前記フロントフレームの屈曲部は、車幅方向内方に屈曲していることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項２に記載の車両用サスペンション取り付け構造において、前記フロントフレームの屈曲部により形成される凹部は側面視で台形状とされていると共に、前記サスペンションクロスメンバの端部はこの凹部に対応する台形状とされていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記左右のフロントフレームを、その前端部において連結する第１クロスメンバが設けられていると共に、前記サスペンションクロスメンバは、左右のフロントフレームの下部間を連結しており、前記左右のフロントフレームの上部間を、平面視でサスペンションクロスメンバと重なる位置において車幅方向に連結する第２クロスメンバが設けられていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、前記請求項１に記載の車両用サスペンション取り付け構造において、前記サスペンションは、車幅方向に延びて、車幅方向外端部が車輪に連結され、車幅方向内端部がサスペンションクロスメンバに連結されるアッパーアーム及びロアアームを有するダブルウィッシュボーン式のものであることを特徴とする。

次に、本発明の効果について説明する。

まず、請求項１に記載の発明によれば、前記フロントフレームには、サスペンションクロスメンバの端部が取り付けられる部位において屈曲部が設けられていると共に、前記サスペンションクロスメンバの端部は、前記屈曲部により形成される凹部に嵌る形状とされているから、サスペンションクロスメンバの端部は、フロントフレームの一部とみなすことができる。したがって、屈曲部が設けられている部位においては、フロントフレームの断面積がサスペンションクロスメンバの分、実質的に拡大することとなる。

また、サスペンションクロスメンバの端部がフロントフレームの凹部と同じ高さに設けられることとなるが、この端部にサスペンションの取り付け部を設ければ、フロントフレームの上下位置が従来と同じでも、取り付け部の位置を従来よりも上方に位置させることができる。したがって、サスペンションの取り付け位置の自由度が向上する。

一方、サスペンションの取り付け部の上下位置が従来と同等でよいときは、フロントフレームの上下位置を従来よりも低くすることができる。したがって、フロントフレームにキックアップ部が設けられているような場合には、キックアップ部の段差を少なくすることができる。また、この位置と従来位置との中間の高さにフロントフレームを設ければ、取り付け部の位置を従来よりも上方に位置させつつ、キックアップ部の段差を少なくすることができる

また、請求項２に記載の発明によれば、前記フロントフレームの屈曲部は、上方に屈曲しているから、フロントフレームの断面が、上下方向にサスペンションクロスメンバの分、実質的に拡大することとなる。そして、車幅に影響を与えることなく、請求項１に記載の効果を得ることができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、前記フロントフレームの屈曲部は、車幅方向内方に屈曲しているから、フロントフレームの断面が、車幅方向にサスペンションクロスメンバの分、実質的に拡大することとなる。そして、車高に影響を与えることなく、請求項１に記載の効果を得ることができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、前記フロントフレームの屈曲部により形成される凹部は側面視で台形状とされていると共に、前記サスペンションクロスメンバの端部はこの凹部に対応する台形状とされているから、サスペンションクロスメンバを車体の下方から取り付ける場合、台形状の凹部内に、サスペンションクロスメンバの端部を誘導することができ、組み付け性が向上する。

また、請求項５に記載の発明によれば、前記左右のフロントフレームを、その前端部において連結する第１クロスメンバが設けられているから、車体前端部の車幅方向剛性が向上することとなる。加えて、前記サスペンションクロスメンバは、左右のフロントフレームの下部間を連結しており、前記左右のフロントフレームの上部間を、平面視でサスペンションクロスメンバと重なる位置において車幅方向に連結する第２クロスメンバが設けられているから、車両正面視で枠状の構造が形成されることとなり、車体における左右のサスペンション取り付け部周辺、ひいては車体前部の車幅方向剛性が向上する。したがって、設定されたサスペンション・ジオメトリによる走行特性を確実に発揮させることができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、前記サスペンションは、車幅方向に延びて、車幅方向外端部が車輪に連結され、車幅方向内端部がサスペンションクロスメンバに連結されるアッパーアーム及びロアアームを有するダブルウィッシュボーン式のものであるから、ストラット式等と比べて、車輪のキャンバ変化やロールセンタ等、サスペンション・ジオメトリの設定自由度を良好に確保することができる。その場合に、前述のように、サスペンションの取り付け位置を従来よりも上方に位置させることができる、例えばアッパーアームとロアアームとの上下間隔を大きくすることができるので、サスペンション・ジオメトリの設定自由度が一層向上することとなり、例えばキャンバの変化を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る車両用サスペンション取り付け構造について説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る車両の車体前部の要部の側面図、図２は同平面図、図３は同正面図である。本車両１は、車体前部に設けられたエンジンルーム２内に配置されたエンジン３により変速機４及び動力伝達機構５を介して後輪（図示せず）を駆動するＦＲタイプの車両であり、また、エンジン５が前輪６の軸心６ａよりも後方に位置するフロントミッドシップタイプの車両として構成されている。

この車両１の車体前部には、エンジンルーム２と車室７とを仕切るダッシュパネル１１が設けられていると共に、該ダッシュパネル１１の下端から後方に延び、車体の床面を構成するフロアパネル１２が設けられている。ダッシュパネル１１の下部側及びフロアパネル１２には、車体前後方向に延び、かつ上方に膨出するトンネル部１２ａが形成されている。そして、前記エンジン３の後部側、変速機４、及び動力伝達機構５は、このトンネル部１２ａ内に収容されている。

ダッシュパネル１１の前方には、車体前後方向に延びる左右一対のフロントフレーム１３，１３が設けられている。フロントフレーム１３は、車体前後方向に延びる略四角形の閉断面を形成している。また、フロントフレーム１３の前部側は、フロアパネル１２よりも高い位置で車体前後方向に延びており、該フロントフレーム１３の後部には、ダッシュパネル１１の下部及びフロアパネル１２の前部の湾曲部１２ｂに沿うように、キックアップ部１３ａが設けられている。そして、その後端部は、フロアパネル１２の下面側において車体前後方向に延びる左右一対のフロアフレーム１４，１４に接続されている。

左右のフロントフレーム１３，１３の前端部の間には、第１クロスメンバ３０が設けられている。

左右のフロントフレーム１３，１３の前後方向略中間部の間には、前輪６，６用フロントサスペンション２０，２０が取り付けられるサスペンションクロスメンバ３１が設けられている。

その場合に、各フロントフレーム１３には、サスペンションクロスメンバ３１の端部が取り付けられる部位において上方への屈曲部１３ｂが設けられている。フロントフレーム１３の屈曲部１３ｂにより形成される凹部１３ｃは側面視で台形状とされている。

サスペンションクロスメンバ３１は、車幅方向に延びる車幅方向延設部３１ａと、該車幅方向延設部３１ａの左右の端部から後方に延び、後端部がフロアパネル１２に固定される後方延設部３１ｂ，３１ｂと、車幅方向延設部３１ａの左右の端部から上方に延びる上方延設部３１ｃ，３１ｃと、該上方延設部３１ｃ，３１ｃの車幅方向外側に形成された前後方向延設部３１ｄ，３１ｄとを有し、左右のフロントフレーム１３，１３の下部間を連結している。

前後方向延設部３１ｄ，３１ｄは、側面視で前記フロントフレーム１３の屈曲部１３ｂにより形成される凹部１３ｃに対応する台形状とされていると共に、フロントフレーム１３に沿って前後に延びる閉断面を有しており、フロントフレーム１３の屈曲部１３ｂの上面部１３ｄと前後方向延設部３１ｄの下面部３１ｅ間を上下に貫通するボルト３２Ａ，３２Ａと、ナット３２Ｂ，３２Ｂとにより、フロントフレーム１３に固定されている。

また、左右のフロントフレーム１３，１３を、平面視で車幅方向延設部３１ａと重なる位置において連結する第２クロスメンバ３３が設けられている。これによれば、サスペンションクロスメンバ３１とで、車両正面視で枠状の構造が形成される。

フロントサスペンション２０は、ダブルウィッシュボーン式のものであり、前輪６を回転自在に支持するホイールサポート２１と、上下に離間して配置され、サスペンションクロスメンバ３１とホイールサポート２１とを連結するアッパーアーム２２及びロアアーム２３と、緩衝装置２４とを有している。

アッパーアーム２２は、Ｖ字状形状をしており、車幅方向内端部２２ａ，２２ａが、サスペンションクロスメンバ３１の前後方向延設部３１ｄの外側面部３１ｆに、車体前後方向に延びる軸部材２５を中心として回動可能に取り付けられている。なお、軸部材２５は、頭部とは反対の端部側にナット２６螺合用のねじ部が形成されたボルトにより構成されている。一方、車幅方向外端部２２ｂは、ホイールサポート２１に形成された上方延設部２１ａの上端部にボールジョイントを介して取り付けられている。

ロアアーム２３は、アッパーアーム２２同様、Ｖ字状形状をしており、車幅方向内端部２３ａ，２３ａが、サスペンションクロスメンバ３１の上方延設部３１ｃの下端部に、車体前後方向に延びる軸部材２７を中心として回動可能に取り付けられている。なお、軸部材２７は、頭部とは反対の端部側にナット２８螺合用のねじ部が形成されたボルトにより構成されている。一方、車幅方向外端部２３ｂは、ホイールサポート２１に形成された下方延長部２１ｂの下端部にボールジョイントを介して取り付けられている。

緩衝装置２４は、ダンパやコイルスプリング等で構成される一般的なものであり、図示しないが、例えば、これらの上端部が車体に固定され、ダンパの下端部がロアアーム２３に取り付けられ、コイルスプリングの下端部がダンパの側面に固定されている。

次に、本実施の形態に係る車両のサスペンション構造の作用、効果について説明する。

まず、フロントフレーム１３には、サスペンションクロスメンバ１３の前後方向延設部１３ｄ（端部）が取り付けられる部位において屈曲部１３ｂが設けられていると共に、サスペンションクロスメンバ３１の前後方向延設部３１ｄは、屈曲部１３ｂにより形成される凹部１３ｃに嵌る形状とされているから、該サスペンションクロスメンバ３１の前後方向延設部１３ｄは、フロントフレーム１３の一部とみなすことができる。したがって、屈曲部１３ｂが設けられている部位において、フロントフレーム１３の断面積がサスペンションクロスメンバ１３の前後方向延設部１３ｄの分、上下方向に実質的に拡大することとなる。したがって、フロントフレーム１３に衝撃荷重が作用したときの耐力を向上させることができる。

また、フロントフレーム１３の屈曲部１３ｂは上方に屈曲しているから、フロントフレーム１３の前部側の高さが従来と同じとすれば、図４に示すように、サスペンション２０のアッパーアーム２２を従来よりも上方に設けることができる。その場合に、本実施の形態に係るサスペンション２０は、前述のように上下に離間して配置されたアッパーアーム２２とロアアーム２３とを有するダブルウィッシュボーン式のものであり、ストラット式等と比べて、もともとサスペンションジオメトリの設定自由度は比較的大きいが、本実施の形態によれば、アッパーアーム２２を従来よりも前述のように上方に位置させて、アッパーアーム２２とロアアーム２３との上下間隔を大きくすることができるので、前輪６のキャンバ変化やロールセンタ等、サスペンション・ジオメトリの設定自由度が一層向上することとなり、例えばキャンバの変化を抑制したり、ロールセンタを低くしたりすることができる。

また、フロントフレーム１３の屈曲部１３ｂにより形成される凹部１３ｃは側面視で台形状とされていると共に、サスペンションクロスメンバ３１の前後方向延設部３１ｄ（端部）は、凹部１３ｃに対応した台形状とされているから、具体的には、図５に示すように、サスペンションクロスメンバ３１を（サスペンションクロスメンバ３１にサスペンション２０が取り付けられた状態で）フロントフレーム１３に車体の下方から取り付ける場合に、フロントフレーム１３の凹部１３ｃの下辺の前後長Ｘは、サスペンションクロスメンバ３１の前後方向延設部３１ｄの上辺の前後長Ｙよりも大きいから、サスペンションクロスメンバ３１の前後方向延設部３１ｄ（端部）を凹部３１ｃ内に下方から容易にはめ込み、かつ所定の取り付け位置に誘導することができる。したがって、組み付け性が向上する。

また、左右のフロントフレーム１３を、その前端部において連結する第１クロスメンバ３０が設けられているから、車体前端部の車幅方向剛性が向上することとなる。加えて、サスペンションクロスメンバ３１は、左右のフロントフレーム１３，１３の下部間を連結していると共に、該左右のフロントフレーム１３，１３を、平面視でサスペンションクロスメンバ３１と重なる位置において車幅方向に連結する第２クロスメンバ３３が設けられているから、車両正面視で枠状の構造が形成されることとなり、車体における左右のサスペンション取り付け部周辺、ひいては車体前部の車幅方向剛性が向上する。したがって、設定されたサスペンション・ジオメトリによる走行特性を確実に発揮させることができる。

なお、サスペンションのアッパーアーム取り付けの上下位置が従来と同等でよいときは、フロントフレームの上下位置を従来よりも低くすることができる。したがって、フロントフレームにキックアップ部が設けられているような場合には、キックアップ部の段差を少なくすることができる。また、この位置と従来位置との中間の高さにフロントフレームを設ければ、取り付け部の位置を従来よりも上方に位置させつつ、キックアップ部の段差を少なくすることができる

次に、第２の実施の形態について説明する。

すなわち、図６〜図８に示すように、各フロントフレーム１３′には、サスペンションクロスメンバ３１′の端部が取り付けられる部位において車幅方向内方への屈曲部１３ｂ′が設けられている。

サスペンションクロスメンバ３１′は、車幅方向に延びる車幅方向延設部３１ａ′と、該車幅方向延設部３１ａ′の左右の端部から後方に延び、後端部がフロアパネル１２′に固定される後方延設部３１ｂ′，３１ｂ′と、車幅方向延設部３１ａ′の左右の端部から上方に延びる上方延設部３１ｃ′，３１ｃ′と、該上方延設部３１ｃ′，３１ｃ′の上方で前後に延びる前後方向延設部３１ｄ′，３１ｄ′とを有し、左右のフロントフレーム１３′，１３′の下部間を連結している。

前後方向延設部３１ｄ′，３１ｄ′は、平面視で前記フロントフレーム１３′の屈曲部１３ｂ′により形成される凹部１３ｃ′に嵌る形状とされていると共に、フロントフレーム１３′に沿って前後に延びる閉断面を有しており、前後方向延設部３１ｄ′の外側面部３１ｅ′とフロントフレーム１３′の内側面部１３ｄ′と間を車幅方向に貫通するボルト３２Ａ′，３２Ａ′と、ナット３２Ｂ′，３２Ｂ′とにより、フロントフレーム１３′に固定されている。

また、左右のフロントフレーム１３′，１３′を、平面視で車幅方向延設部３１ａ′と重なる位置において連結する第２クロスメンバ３３′が設けられている。これによれば、サスペンションクロスメンバ３１′とで、車両正面視で枠状の構造が形成される。

フロントサスペンション２０′は、アッパーアーム２２′の車幅方向内端部２２ａ′，２２ａ′が、サスペンションクロスメンバ３１′の前後方向延設部３１ｄ′の外側面部３１ｅ′に取り付けられている。なお、それ以外の点は、第１の実施の形態と同様の構成であり、説明は省略する。

第２の実施の形態によれば、屈曲部１３ｂ′が設けられている部位において、フロントフレーム１３′の断面積がサスペンションクロスメンバ１３′の前後方向延設部１３ｄ′の分、車幅方向に実質的に拡大することとなる。したがって、第１の実施の形態同様、衝撃荷重等に対する耐力が向上することとなる。

また、サスペンション２０′は、ダブルウィッシュボーン式のものであり、もともとサスペンションジオメトリの設定自由度は比較的大きいが、第２実施の形態においても、第１の実施の形態同様、アッパーアーム２２′を従来よりも上方に位置させて、ロアアーム２３′と離間させることができ、前輪６′のキャンバ変化やロールセンタ等、サスペンション・ジオメトリについての設定自由度がより一層向上することとなる。

また、第２クロスメンバ３３′とサスペンションクロスメンバ３１′とによる枠状構造により、第１の実施の形態同様の効果が得られることとなる。

本発明に係る車両用サスペンション取り付け構造によれば、フロントフレームの断面を拡大し、かつサスペンションの取り付け位置の自由度を向上させることができ、車両産業に広く利用される可能性がある。

本発明の第１の実施の形態に係る車両の車体前部の要部の側面図である。 同平面図である（便宜上ロアアームは省略している）。 図２のＡ−Ａ断面図である。 効果の説明図である。 サスペンションクロスメンバの組み付けの説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る車両の車体前部の要部の側面図である。 同平面図である（便宜上ロアアームは省略している）。 図７のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１，１′ 車両
６，６′ 車輪
１３，１３′ フロントフレーム
１３ａ キックアップ部
１３ｂ，１３ｂ′ 屈曲部
１３ｃ，１３ｃ′ 凹部
２０，２０′ サスペンション
２１ ホイールサポート
２２，２２′ アッパーアーム
２２ａ，２２ａ，２２ａ′，２２ａ′ 車幅方向内端部
３０ 第１クロスメンバ
３１，３１′ サスペンションクロスメンバ
３１ｄ，３１ｄ′ 前後方向延設部（端部）
３３，３３′ 第２クロスメンバ

Claims (6)

1. 車体前部において車体前後方向に延びる左右一対のフロントフレームと、これらのフロントフレームを車幅方向に連結し、サスペンションが取り付けられるサスペンションクロスメンバとを有する車両用サスペンション取り付け構造であって、
   前記フロントフレームには、サスペンションクロスメンバの端部が取り付けられる部位において屈曲部が設けられていると共に、
   前記サスペンションクロスメンバの端部は、前記屈曲部により形成される凹部に嵌る形状とされていることを特徴とする車両用サスペンション取り付け構造。
2. 前記請求項１に記載の車両用サスペンション取り付け構造において、
   前記フロントフレームの屈曲部は、上方に屈曲していることを特徴とする車両用サスペンション取り付け構造。
3. 前記請求項２に記載の車両用サスペンション取り付け構造において、
   前記フロントフレームの屈曲部は、車幅方向内方に屈曲していることを特徴とする車両用サスペンション取り付け構造。
4. 前記請求項２に記載の車両用サスペンション取り付け構造において、
   前記フロントフレームの屈曲部により形成される凹部は側面視で台形状とされていると共に、前記サスペンションクロスメンバの端部はこの凹部に対応する台形状とされていることを特徴とする車両用サスペンション取り付け構造。
5. 前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用サスペンション取り付け構造において、
   前記左右のフロントフレームを、その前端部において連結する第１クロスメンバが設けられていると共に、
   前記サスペンションクロスメンバは、左右のフロントフレームの下部間を連結しており、
   前記左右のフロントフレームの上部間を、平面視でサスペンションクロスメンバと重なる位置において車幅方向に連結する第２クロスメンバが設けられていることを特徴とする車両用サスペンション取り付け構造。
6. 前記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用サスペンション取り付け構造において、
   前記サスペンションは、車幅方向に延びて、車幅方向外端部が車輪に連結され、車幅方向内端部がサスペンションクロスメンバに連結されるアッパーアーム及びロアアームを有するダブルウィッシュボーン式のものであることを特徴とする車両用サスペンション取り付け構造。

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