JP2010111154A - サスペンションアームの支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 構造強度が高く、かつ汎用性が高いサスペンションアームの支持構造を提供する。
【解決手段】 リアフレーム２に突設された内側支持壁２１と、内側支持壁２１の車幅方向外方に所定の間隔を置いてリアフレーム２に突設された外側支持壁２２と、一端が内側支持壁２１と外側支持壁２２との間に配置されるとともに内側支持壁２１と外側支持壁２２とにピボットボルト２４を介して揺動自在に支持されたトレーリングアーム１０と、内側支持壁２１の車幅方向内側に配置され、上端部２３ａがリアフレーム２に接合されるとともに、下端部２３ｂが内側支持壁２１に接合されたスチフナ２３と、スチフナ２３と内側支持壁２１との間に配置されるとともに、スチフナ２３に保持され、ピボットボルト２４のねじ部がねじ込まれるナット２５とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明はサスペンションアームの支持構造に係り、より詳しくは自動車用リアサスペンションの支持構造に関するものである。

前輪駆動車用の後輪懸架装置として、例えば左右のトレーリングアームの中間部をトーションビームで連結してなるＨ型トーションビーム式サスペンションが知られている。Ｈ型トーションビーム式サスペンションを備えた車両では、通常、左右サスペンションアーム（トレーリングアーム）の前端がボディの車体フレーム（リアフレーム等）に揺動自在に支持されている。

サスペンションアームの支持構造には、所定の間隔をおいて配置された一対の支持壁を含む支持ブラケットを用い、左右サスペンションアームの前端を、支持軸を介して一対の支持壁の間に軸支するようにしたものがある。このようなサスペンションアームの支持構造の剛性を向上させるべく、一方の支持壁をクロスメンバに接合するとともに、クロスメンバ内に接合されたサポート部材によって支持軸の一端を固定するようにしたものがある（例えば、特許文献１）。
特開２００６−１６８６０７号公報

しかしながら、車体レイアウトによっては支持ブラケットがクロスメンバから離れて配置される場合があり、この場合には支持壁とクロスメンバとを接合することができないという問題がある。また、クロスメンバ内にサポート部材を設け、サポート部材と支持軸とを接合する構造は複雑であり、製造コストが高くなるという問題がある。

本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであって、構造強度が高く、かつ様々な車体レイアウトに適用可能なサスペンションアームの支持構造を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、車体フレーム（リアフレーム２）に接合された内側支持壁（２１）と、前記車体フレームに、前記内側支持壁に対して車幅方向外側に所定の間隔をもって接合された外側支持壁（２２）と、前記内側支持壁と前記外側支持壁との間に一端が配置されるとともに、前記内側支持壁と前記外側支持壁とを貫通する支持ボルト（ピボットボルト２４）によって揺動自在に支持されたサスペンションアーム（トレーリングアーム１０）と、前記内側支持壁の車幅方向内側に配置され、一端（上端部２３ａ）が前記車体フレームに接合されるとともに、他端（下端部２３ｂ）が前記内側支持壁に接合されたスチフナ（２３）と、前記スチフナと前記内側支持壁との間に配置されるとともに、前記スチフナに保持され、前記支持ボルトのねじ部がねじ込まれるナット（２５）とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、スチフナと、車体フレームと、内側支持壁とによって閉断面構造が形成されるため、サスペンションアームの支持構造の構造強度が向上する。また、内側支持壁、外側支持壁、スチフナは、リアフレームに接合されるためミドルクロスメンバ等のレイアウトに影響されず、任意の位置に配置することができる。さらに、ナットは予めスチフナに固定された状態で一部品とすることができるため、スチフナとリアフレームおよび内側支持壁との接合が容易で、組付作業性が向上する。また、製造コストを削減することができる。

第２の発明は第１の発明において、前記内側支持壁は、前記車体フレームの下部（底部２ｃ）に接合され、前記スチフナは、前記一端が前記車体フレームの車幅方向内側の側部（内側壁２ｄ）に接合されたことを特徴とする。

この構成によれば、内側支持壁の上端とスチフナの上端とが離間されるため、スチフナと、車体フレームと、内側支持壁とによって形成される閉断面構造の面積が拡大され、サスペンションアームの支持構造の構造強度が向上する。

第３の発明は第１〜第２の発明のいずれかにおいて、前記スチフナは、前記ナットが固定された部位の周辺が前記内側支持壁に対して接近若しくは離反する側へと膨出していることを特徴とする。

この構成によれば、スチフナの剛性が向上し、サスペンションアームの支持構造の構造強度が向上する。

第４の発明は第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記外側支持壁は、車体側壁を構成する部材（サイドシル４）に接合されることを特徴とする。

この構成によれば、外側支持壁の構造強度が車体側壁を構成する部材によって補強され、サスペンションアームの支持構造の構造強度が向上する。

第５の発明は第１〜第３の発明のいずれかにおいて、前記ナットの他端は、前記内側支持壁に当接することを特徴とする。

この構成によれば、スチフナと、車体フレームと、内側支持壁とによって形成される閉断面構造の構造強度が向上され、サスペンションアームの支持構造の構造強度が向上する。

以上の構成により、サスペンションアームの支持構造の構造強度をスチフナによって向上させることができる。スチフナはクロスメンバ等のレイアウトに関係なく任意の位置に配置することが可能であるため、車体レイアウトの自由度が拡大する。

以下、図面を参照して、本発明を、Ｈ型トーションビーム式サスペンションを備えた自動車に適用した一実施形態について詳細に説明する。図１は実施形態に係る自動車の後部を示す側面図であり、図２は図１中のII矢視図であり、図３は図２中のIII矢視図であり、図４は図２のIV−IV断面図である。以下の説明では、車両の進行方向を前方とし、進行方向を向いた状態を基準として左右方向を規定する。

図１〜図３に示すように、本実施形態の自動車１は、その後方下部に車体構造材としてリアフレーム２，３、サイドシル４，５、ミドルクロスメンバ６、リアフロアパネル８、Ｈ型トーションビーム式サスペンション９を備えている。

リアフレーム２，３は、後方に進むにつれて車幅方向内側へ向かうように延設されている。また、リアフレーム２，３は、下面が水平な水平部２ａ，３ａと、水平部２ａ，３ａの後方で後方に進むにつれて上方へと向かう傾斜したキックアップ部２ｂとを備えている。リアフレーム２の前端は、車幅方向に延設されたミドルクロスメンバ６と接合されている。ミドルクロスメンバ６の左右端は、前後方向に延設されて車体の側部を形成するサイドシル４，５の内側壁４ａと接合されている。リアフロアパネル８は、リアフレーム２，３およびミドルクロスメンバ６に支持されるとともに、その両側部がサイドシル４，５に接合されている。各部材の接合は溶接（スポット溶接等）により行われている。

サスペンション９は、左右のトレーリングアーム１０，１１や、両トレーリングアーム１０，１１の中間部を連結するトーションビーム１２、トレーリングアーム１０，１１を揺動自在に支持する左右のサスペンション支持部１３，１４、懸架ばねである左右一対のコイルスプリング１５、左右一対のダンパ１６等から構成され、左右のホイール１７，１８を支持する。

以下、図２〜図４を用いて、サスペンション支持部１３，１４の構成を説明する。なお、サスペンション支持部１３，１４は左右対称の構造を有するため、車体左側のサスペンション支持部１３についてのみ説明する。サスペンション支持部１３は、内側支持壁２１と、外側支持壁２２と、スチフナ２３と、ピボットボルト（支持ボルト）２４と、ナット２５とを主要構成要素として備えている。内側支持壁２１、外側支持壁２２、スチフナ２３は鋼板を素材とするプレス成形品である。

内側支持壁２１は、その上端部を外側支持壁２２側へと屈曲させることにより形成したフランジ部２１ａと、ピボットボルト２４が嵌挿するボルト孔２１ｂとを備えている。図４に示すように、リアフレーム２は、底部２ｃと、底部２ｃの車幅方向内側に立設された内側壁２ｄと、底部２ｃの車幅方向外側に立設された外側壁２ｅとから構成されたコ字状の横断面形状を呈し、内側壁２ｄおよび外側壁２ｅの上端にはリアフロアパネル８の下面に溶接される鍔部２ｆを備えている。内側支持壁２１は、リアフレーム２の長手方向に対して概ね平行に配置され、フランジ部２１ａをリアフレーム２のキックアップ部２ｂの底部２ｃに溶接されることによって、リアフレーム２に対して立設されている。このとき、内側支持壁２１のフランジ部２１ａが、リアフレーム２の底部２ｃの幅方向における中間部に配置されるように位置が調整されている。また、内側支持壁２１は、図２および図３に示すように、前端部２１ｃがサイドシル４の内側壁４ａに溶接されている。

外側支持壁２２は、図４に示すように、その上端部２２ａがリアフレーム２の外側壁２ｅに溶接され、その下端部２２ｂが上端部２２ａに対して車幅方向外側に位置するように屈曲して形成されている。外側支持壁２２の下端部２２ｂは、サイドシル４の内側壁４ａに溶接されており、外側支持壁２２と、サイドシル４と、リアフロアパネル８と、リアフレーム２とによって閉断面構造が形成される。外側支持壁２２には、内側支持壁２１のボルト孔２１ｂに相対する位置にボルト孔２２ｃが穿設されている。サイドシル４には、外側支持壁２２のボルト孔２２ｃと一致する位置にボルト孔４ｂが穿設されている。また、外側支持壁２２は、図２に示すように、その前部が車幅方向内側へと屈曲し、前端部２２ｄが内側支持壁２１の側部に溶接されている。

スチフナ２３は、図２〜図４に示すように、その上端部２３ａがリアフレーム２の内側壁２ｄの下端付近に溶接され、その下端部２３ｂが内側支持壁２１の下端部２１ｄに溶接されている。これにより、リアフレーム２と、内側支持壁２１と、スチフナ２３とによって閉断面構造が形成されている。スチフナ２３は、内側支持壁２１のボルト孔２１ｂと相対する位置にボルト孔２３ｃが穿設されており、ボルト孔２３ｃの内側支持壁２１側にはナット２５が溶接されている。ナット２５は、一端にフランジ部２５ａを備えたプレートナットであり、他端においてスチフナ２３に溶接されている。

スチフナ２３は、ボルト孔２３ｃの周囲がナット２５側と異なる方向に膨出した膨出部２３ｄを備えている。これにより、スチフナ２３がリアフレーム２および内側支持壁２１に溶接された状態において、ナット２５のフランジ部２５ａが内側支持壁２１に接触するようになっている。このとき、ナット２５と内側支持壁２１のボルト孔２１ｂとは一致している。

また、スチフナ２３は、ボルト孔２３ｃから放射線状に延設されたビード２３ｅや、上端部２３ａより下方に向けて延設されたビード２３ｆ等を備えている。

トレーリングアーム１０の前端部には円筒部１０ａが形成されており、円筒部１０ａにはブッシュ３０が取り付けられている。ブッシュ３０は、円筒部１０ａに圧入されるアウタカラー３１と、アウタカラー３１の内部にブッシュラバー３２を介して同軸に接続されたインナカラー３３とを有している。インナカラー３３の長さは、内側支持壁２１のボルト孔２１ｂと外側支持壁２２のボルト孔２２ｃとの間の距離に等しくなるように調整されている。

図４に示すように、ピボットボルト２４はサイドシル４側より、ワッシャ３５、サイドシル４のボルト孔４ｂ、外側支持壁２２のボルト孔２２ｃ、インナカラー３３、内側支持壁２１のボルト孔２１ｂを貫通し、ナット２５と螺合する。これにより、トレーリングアーム１０が、ブッシュ３０を介してピボットボルト２４に軸支される。

ピボットボルト２４とナット２５との螺合により、サイドシル４と外側支持壁２２とが締結され、内側支持壁２１とナット２５とが締結され、内側支持壁２１と、スチフナ２３と、リアフレーム２とによって形成される閉断面構造の構造強度が向上される。

次に、以上のように構成した実施形態の作用効果について説明する。本実施形態における内側支持壁２１は、リアフレーム２とスチフナ２３と接合して閉断面構造を形成しているため構造強度が向上されている。同様に、外側支持壁２２は、リアフレーム２と、リアフロアパネル８と、サイドシル４と接合して閉断面構造を形成しているため構造強度が向上されている。

内側支持壁２１とリアフレーム２との接合部をリアフレーム２の底部２ｃの幅方向における中間部に配置して、スチフナ２３とリアフレーム２との接合部から離間させたことにより、内側支持壁２１と、リアフレーム２と、スチフナ２３とによって形成された閉断面構造はリアフレーム２の幅方向において幅広となって面積が拡大され、構造強度が向上される。本実施形態では、内側支持壁２１と、リアフレーム２と、スチフナ２３とによって形成された閉断面構造は、断面が略三角形を呈している。

スチフナ２３は、膨出部２３ｄやビード２３ｅ，２３ｆを備えて立体的に形成されているため、強度や剛性が向上する。ピボットボルト２４の先端に結合するナット２５にフランジ部２５ａを有するナット２５を用いたことにより、内側支持壁２１とナット２５との当接する面積が拡大され、構造強度が向上する。

ナット２５は予めスチフナ２３に固定された状態で一部品とすることができるため、スチフナ２３とリアフレーム２および内側支持壁２１との接合が容易で、組付作業性が向上する。また、サスペンション支持部１３にトレーリングアーム１０を固定する際にナット２５を固定する作業が必要ないため、ピボットボルト２４の取付作業性が向上される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、内側支持壁２１、外側支持壁２２にそれぞれビードを設けて各部材の構造強度を向上させてもよい。その他装置の構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係る自動車の後部を示す側面図である。 図１中のII矢視図である。 図２中のIII矢視図である。 図２のIV−IV断面図である。

符号の説明

１：自動車、２，３：リアフレーム、４，５：サイドシル、６：ミドルクロスメンバ、８：リアフロアパネル、９：Ｈ型トーションビーム式サスペンション、１０，１１：トレーリングアーム、１３，１４：サスペンション支持部、２１：内側支持壁、２２：外側支持壁、２３：スチフナ、２３ａ：上端部、２３ｂ：下端部、２３ｄ：膨出部、２３ｅ，２３ｆ：ビード、２４：ピボットボルト、２５：ナット、３０：ブッシュ

Claims (5)

1. 車体フレームに接合された内側支持壁と、
   前記車体フレームに、前記内側支持壁に対して車幅方向外側に所定の間隔をもって接合された外側支持壁と、
   前記内側支持壁と前記外側支持壁との間に一端が配置されるとともに、前記内側支持壁と前記外側支持壁とを貫通する支持ボルトによって揺動自在に支持されたサスペンションアームと、
   前記内側支持壁の車幅方向内側に配置され、一端が前記車体フレームに接合されるとともに、他端が前記内側支持壁に接合されたスチフナと、
   前記スチフナと前記内側支持壁との間に配置されるとともに、前記スチフナに保持され、前記支持ボルトのねじ部がねじ込まれるナットと
   を備えたことを特徴とするサスペンションアームの支持構造。
2. 前記内側支持壁は、前記車体フレームの下部に接合され、
   前記スチフナは、前記一端が前記車体フレームの車幅方向内側の側部に接合されたことを特徴とする、請求項１に記載のサスペンションアームの支持構造。
3. 前記スチフナは、前記ナットが保持された部位の周辺が前記内側支持壁に対して接近若しくは離反する側へと膨出していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のサスペンションアームの支持構造。
4. 前記外側支持壁は、車体側壁を構成する部材に接合されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載のサスペンションアームの支持構造。
5. 前記ナットの他端は、前記支持ボルトのねじ部がねじ込まれた状態において、前記内側支持壁に当接することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載のサスペンションアームの支持構造。

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