JP2015174514A

JP2015174514A - 車体構造

Info

Publication number: JP2015174514A
Application number: JP2014050991A
Authority: JP
Inventors: 靖森田; Yasushi Morita
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-10-05

Abstract

【課題】自動車の操舵性を向上する。
【解決手段】車体に連結されるショックアブソーバ１１と、ショックアブソーバ１１の上端部の外周に設けられた第１スプリング受け部と、前記第１スプリング受け部に対向して設けられたロアスプリングシート１４と、前記第１スプリング受け部とロアスプリングシート１４との間に挟まれて配置されたコイルスプリングと、を有し、ロアスプリングシート１４の座面１４ａに前記コイルスプリングと接触する凸部１４ｂが設けられ、凸部１４ｂは、座面１４ａにおいて、車幅方向Ｙに沿ってかつショックアブソーバ１１を介して対向する位置に設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ストラット式サスペンションを備えた車体構造に関する。

ストラット式のサスペンションには、ショックアブソーバとコイルスプリング等を備えるストラットアッシーが組み込まれている。このストラットアッシーにおいて、ショックアブソーバ１１は、車幅方向と車両前後方向に対してオフセットされて設けられているため、車体からの反力が印加される。そして、この反力は曲げモーメントになり、ショックアブソーバの円滑な摺動を阻害するが、前記曲げモーメントは、例えば、ショックアブソーバの外周に設けられるコイルスプリングの中心線をショックアブソーバの軸線に対してオフセットさせること等によって低減される。なお、上記のようなコイルスプリングをオフセットさせたサスペンション構造については、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００８−２４７１８４号公報

ところが、コイルスプリングを用いた構造では、前述の曲げモーメントを発生させる要因の１つとしてスプリングシートのコイルスプリングとの接触位置も関係している。すなわち、前述のようなサスペンションにおいて、ストラットアッシーを左右共通部品として使用すると、例えば、車両前後方向の荷重をコイルスプリングにより右側のストラットアッシーで打ち消している場合、左側のストラットアッシーでは荷重が増幅されていることになる。したがって、左右のストラットアッシーで荷重（スプリングシートからの反力）が大きく異なると、ショックアブソーバに印加される荷重にも左右差が生じるため、走行性能上好ましくない。

本発明の目的は、自動車の操舵性を向上させることにある。

本発明の車体構造は、車体に連結されるショックアブソーバと、前記ショックアブソーバの上端部の外周に設けられた第１スプリング受け部と、前記第１スプリング受け部に対向して前記ショックアブソーバの外周に設けられた第２スプリング受け部と、前記ショックアブソーバの外周に設けられ、前記第１スプリング受け部と前記第２スプリング受け部との間に挟まれて配置されたコイルスプリングと、を有し、前記第１または第２スプリング受け部の少なくとも何れか一方の座面に前記コイルスプリングと接触する支持部が設けられ、前記支持部は、前記座面において、車幅方向に沿ってかつ前記ショックアブソーバを介して対向する位置に設けられているものである。

本発明によれば、ショックアブソーバに印加される荷重による摩擦の左右差を低減して自動車の操舵性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態である車体構造のサスペンションの構成を一部破断して示す正面図である。図１に示すサスペンションの側面図である。図１に示すサスペンションにおけるロアスプリングシートの構造の一例を示す斜視図である。図３のＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図３のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図３のＣ−Ｃ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図３のＤ−Ｄ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図３に示すロアスプリングシートにおける座面の高さとコイルスプリングの下端面の位置との関係の一例を示す位置関係図である。図５のＥ部の構造を示す部分拡大断面図である。図３に示すロアスプリングシートの構造を示す平面図である。図１０のＦ−Ｆ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。変形例のロアスプリングシートの構造を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車体構造のサスペンションの構成を一部破断して示す正面図、図２は図１に示すサスペンションの側面図である。

図１を用いて、本実施の形態のストラット式サスペンションに適用されるストラット構造体１０について説明する。本実施の形態のストラット構造体１０は、ショックアブソーバ１１にコイルスプリング１２を取り付けた構造体であり、単に「ストラット」あるいは「ストラットアッシー」とも呼ぶ。ストラット構造体１０は、上端部１１ａがブラケット２１を介して車体２０に連結されるショックアブソーバ１１と、ショックアブソーバ１１の外周にショックアブソーバ１１を取り巻くように設けられたコイルスプリング１２とを有している。さらに、ストラット構造体１０は、ショックアブソーバ１１の上端部１１ａの外周に設けられたアッパースプリングシート（第１スプリング受け部）１３と、アッパースプリングシート１３に対向してショックアブソーバ１１の外周に設けられたロアスプリングシート（第２スプリング受け部）１４とを有している。そして、コイルスプリング１２は、上端面がアッパースプリングシート１３の座面に接触し、一方、下端面１２ａがロアスプリングシート１４の座面１４ａ（後述する図３参照）に接触している。なお、コイルスプリング１２の上端面およびアッパースプリングシート１３の座面のそれぞれの形状については、図示していないが、コイルスプリング１２の下端面１２ａおよびロアスプリングシート１４の座面１４ａのそれぞれの形状と同じである。そして、コイルスプリング１２の上端面とアッパースプリングシート１３の座面との接触状態についても、図示していないが、後述する図４および図５に示すコイルスプリング１２の下端面１２ａとロアスプリングシート１４の座面１４ａとの接触状態と同様である。

なお、ショックアブソーバ１１の上端部１１ａのブラケット２１は、複数のボルト２２によって車体２０にネジ固定されている。また、ショックアブソーバ１１の外筒部１５は、ブラケット１６に嵌め込まれて支持され、さらに、ブラケット１６は、車輪１８の支持部であるハウジング１７に対してボルト２３によってネジ固定されている。車輪１８には、車軸を介してハウジング１７と係合するホイール１９が組み込まれている。

以上のように、ストラット構造体１０は、ショックアブソーバ１１と、コイルスプリング１２と、アッパースプリングシート１３と、ロアスプリングシート１４と、ブラケット１６とを備えた構造体である。また、ショックアブソーバ１１は、衝撃吸収装置であり、後述する図３に示すように、シリンダとなる外筒部１５とロッド１１ｂの機能を用いており、例えば、ロッド１１ｂに上端部が支持されたコイルスプリング１２の下端面１２ａ（後述する図６参照）が、外筒部１５の外周に固着されたロアスプリングシート１４の座面１４ａに支持されて装着されている。

ここで、図１に示すストラット構造体１０は、車体２０の正面側からショックアブソーバ１１と車輪１８を眺めたものであり、外筒部１５を含むショックアブソーバ１１が、車幅方向（キャンバ方向）Ｙに対してオフセットされて（ずれて）設けられている。その結果、ショックアブソーバ１１には、車体２０からの車幅方向Ｙの反力Ｐ（横力とも呼ぶ）が印加される。また、図２に示すストラット構造体１０は、車体２０の側面側からショックアブソーバ１１と車輪１８を眺めたものであるが、車幅方向Ｙと同様に、外筒部１５を含むショックアブソーバ１１が、走行の安定化を図るために、車両前後方向（キャスタ方向）Ｘに対して僅かにオフセットされて設けられている。したがって、車両前後方向Ｘにおいても、ショックアブソーバ１１に対して、車体２０からの反力Ｑが印加される。

また、図１に示す反力Ｐ（反力Ｑも含む）を打ち消して（キャンセルして）低減するために、ショックアブソーバ１１の外周に設けられたコイルスプリング１２の中心線１２ｃをショックアブソーバ１１の軸線１１ｃに対してオフセットさせている（中心線１２ｃと軸線１１ｃとがずれている）。このコイルスプリング１２のオフセット配置によって、反力Ｐは低減される。ただし、反力Ｐによる曲げモーメントが発生する要因は、スプリングシートのコイルスプリング１２との接触位置も関係している。なお、サスペンションの組み立てでは、その生産性向上と部品コストの低減化の観点から、ショックアブソーバ１１やスプリングシートおよびブラケット等からなるストラット構造体（ストラットアッシー）１０を左右共通部品として使用する場合が多い。このストラット構造体１０を左右共通部品として使用すると、例えば、車両前後方向Ｘの荷重をコイルスプリング１２によって右側のストラット（ストラットアッシー）で打ち消している場合、左側のストラット（ストラットアッシー）では荷重が増幅されていることになる。したがって、左右のストラット（ストラットアッシー）で荷重（スプリングシートからの反力）が大きく異なっていると、ショックアブソーバ１１に印加される荷重による摩擦にも左右差が生じ、その結果、走行性能上好ましくない。

そこで、本実施の形態のストラット構造体１０では、コイルスプリング１２を支えるスプリングシートの座面形状に特徴を持たせている。なお、本実施の形態では、アッパースプリングシート１３とロアスプリングシート１４のうち、ロアスプリングシート１４の座面１４ａに特徴となる形状が設けられている場合を説明するが、アッパースプリングシート１３にも上記特徴の形状が形成されていてもよく、また、ロアスプリングシート１４とアッパースプリングシート１３の両方に形成されていてもよい。図３は図１に示すサスペンションにおけるロアスプリングシートの構造の一例を示す斜視図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図５は図３のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。また、図６は図３のＣ−Ｃ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図７は図３のＤ−Ｄ線に沿って切断した構造を示す部分断面図、図８は図３に示すロアスプリングシートにおける座面の高さとコイルスプリングの下端面の位置との関係の一例を示す位置関係図、図９は図５のＥ部の構造を示す部分拡大断面図である。

本実施の形態のロアスプリングシート（第２スプリング受け部）１４は、図３に示すように座面１４ａに、コイルスプリング１２を支持する支持部が設けられている。そして、前記支持部は、座面１４ａにおいて、車幅方向Ｙに沿って、かつショックアブソーバ１１を介して対向する位置に設けられている。すなわち、図３に示す座面１４ａの車幅方向Ｙ（Ａ−Ａ線に沿った方向）において、ショックアブソーバ１１を介して対向する位置に設けられている。言い換えると、座面１４ａの車幅方向Ｙにおいてショックアブソーバ１１の両側に前記支持部が設けられている。そして、本実施の形態では、前記支持部は、図６および図７に示すように、座面１４ａから上方（コイルスプリング配置側）に突出した凸部１４ｂである。すなわち、コイルスプリング１２の下端面１２ａが座面１４ａに設けられた２つの凸部１４ｂによって支持されている（２点で支持されている）。この時、サスペンション用のコイルスプリング１２は、全長に対してコイル直径が小さ過ぎないように設計されているため、コイルスプリング１２の下端面１２ａが、対向する２点のみで支持されていてもコイルスプリング１２が横に倒れることはない。

また、座面１４ａにおいて、凸部１４ｂ以外の箇所は、凸部１４ｂより低くなっている。断面構造で説明すると、図４に示すように、車幅方向Ｙにおいてコイルスプリング１２は、対向する２つの凸部１４ｂ（Ｒ部とＳ部）で支持されている。これにより、コイルスプリング１２は、車幅方向Ｙにおいて、ロアスプリングシート１４からの反力をこの２点（Ｒ部とＳ部）で受けている。これに対して、図５に示すように、車両前後方向Ｘにおいてコイルスプリング１２は、特に座面１４ａによっては支持されていない（Ｔ部とＵ部）。つまり、コイルスプリング１２と座面１４ａとの間に間隙が形成されている。これにより、コイルスプリング１２は、車両前後方向Ｘにおいて、ロアスプリングシート１４からの反力は受けていない。

また、ロアスプリングシート１４の座面１４ａは、図８に示すように、コイルスプリング１２の下端面１２ａの高さに沿って傾斜している。ここで、図３に示すように、座面１４ａの周方向の９０°ごとの位置を、Ｋ部、Ｌ部、Ｍ部、Ｎ部とし、一例として、図８に示すようにＫ部を０°、Ｌ部を９０°、Ｍ部を１８０°、Ｎ部を２７０°とすると、座面１４ａは、コイルスプリング１２の下端面１２ａの高さに沿うようにして高くなって（傾斜して）おり、３６０°で元のＫ部の高さに戻っている。例えば、図３のロアスプリングシート１４では、図８に示すように、９０°（Ｌ部）と２７０°（Ｎ部）の位置の２カ所で凸部１４ｂがコイルスプリング１２と接触し、その他の箇所はコイルスプリング１２と離れている。

以上のように、コイルスプリング１２の下端面１２ａは、座面１４ａの２つの凸部１４ｂのみと接触しており、コイルスプリング１２は、図１の中心線１２ｃ方向に対して２つの凸部１４ｂのみによって支持されている。その結果、図３に示すロアスプリングシート１４では、車幅方向Ｙの、対向する２箇所でコイルスプリング１２を支持することで、車幅方向Ｙに対してコイルスプリング１２の反力を受け、車両前後方向Ｘに対してはコイルスプリング１２の反力は受けていない。すなわち、ショックアブソーバ１１は、車幅方向Ｙのモーメント反力は受けているが、車両前後方向Ｘのモーメント反力は受けていない。

また、図５および図９に示すように、車両前後方向（車幅方向Ｙに交差する方向）Ｘに対する座面１４ａのスプリング端部側（０°側）には、コイルスプリング１２の側面を支持する折り曲げ部（側面支持部）１４ｄが設けられている。図９に示すように、この折り曲げ部１４ｄと周壁部１４ｅとでコイルスプリング１２の側面を挟むことにより、コイルスプリング１２の座面１４ａに沿った方向への位置を規制することができる。すなわち、コイルスプリング１２の車両前後方向Ｘを含むコイル直径方向に対する位置ズレを抑えることができる。さらに、コイルスプリング１２の周方向への回転の位置ズレを抑えることができる。

また、図３に示すように、座面１４ａの車両外側方向の外周部には周壁部（壁部）１４ｅが設けられている。座面１４ａの外周部に設けられた壁部のうち、車輪１８（図１参照）側の周壁部１４ｅは、車輪１８の反対側の周壁部１４ｅと比べて高さが高く形成されている。これは、例えばコイルスプリング１２が折損した際に、折損したコイルスプリング１２が車輪１８上に落下して車輪１８が損傷することを防ぐものであり、これにより、折損したコイルスプリング１２の落下による車輪１８の損傷を抑制することができる。すなわち、コイルスプリング１２の応力は支持部（凸部１４ｂ）で高くなり、コイルスプリング１２の塗装が剥がれ易いのも支持部である。そして、コイルスプリング１２の折損は、塗装が剥がれた箇所で発生し易く、したがって、座面１４ａの外周部のうち、車輪１８側に高さの高い周壁部１４ｅを設けることが、車輪１８の損傷の抑制には効果的である。

次に、図１０は図３に示すロアスプリングシートの構造を示す平面図、図１１は図１０のＦ−Ｆ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。図１１に示すように、ロアスプリングシート１４の座面１４ａには、コイルスプリング１２の終端部１２ｂを支持する立ち壁部（端部支持部）１４ｃが設けられている。この立ち壁部１４ｃは、例えば、座面１４ａを折り曲げによって形成するものである。この立ち壁部１４ｃが設けられたことにより、コイルスプリング１２の終端部１２ｂを立ち壁部１４ｃに突き当てることができる。その結果、コイルスプリング１２のコイル巻き方向への位置ズレを抑制することができる。なお、コイルスプリング１２の終端部１２ｂの立ち壁部１４ｃへの当て方は任意である。

本実施の形態のストラット構造体（ストラットアッシー）１０を有する車体構造によれば、ロアスプリングシート１４の座面１４ａの車幅方向Ｙに沿って、かつ対向する位置にコイルスプリング１２の下端面１２ａを支持する凸部１４ｂが形成されたことで、コイルスプリング１２とロアスプリングシート１４との接触位置を車幅方向Ｙに規制することができる。これにより、車両前後方向Ｘに対しては余計なロアスプリングシート１４からの反力が入力されないようにすることができる。詳細には、コイルスプリング１２からロアスプリングシート１４に伝わる荷重の位置を車幅方向Ｙのみに限定することができる。すなわち、ロアスプリングシート１４による反力が、車両前後方向Ｘには発生しなくなるため、荷重（反力）を制御することが容易になる。言い換えると、コイルスプリング１２の車両前後方向Ｘにおける曲げ成分を発生させないようにすることで、コイルスプリング１２の車両前後方向Ｘの曲げ成分（モーメント）をロアスプリングシート１４から外筒部１５（ショックアブソーバ１１）に伝えないようにすることができる。つまり、ロアスプリングシート１４とコイルスプリング１２の接触位置を規制して荷重の伝わる位置を制御することで、車両前後方向Ｘにおける曲げ成分を安定して制御することができる。

これにより、ストラット構造体（ストラットアッシー）１０を共通部品として左右のサスペンションで使用した場合であっても、荷重の入力点が車幅方向Ｙに限定されるため、車両前後方向Ｘには荷重を打ち消さずに済む。その結果、左右のサスペンションで荷重（モーメント量）が大きく異なることは回避でき、ストラットアッシーに印加される荷重に大きな左右差が発生することを防止できる（ショックアブソーバ１１で発生する摩擦の左右差を低減することができる）。これにより、ショックアブソーバ１１が円滑に摺動するため、操舵性を向上させることができる。

また、ロアスプリングシート１４の座面１４ａの車幅方向Ｙに沿って対向する位置に、コイルスプリング１２を支持する凸部１４ｂが形成されたことで、車両前後方向Ｘのコイルスプリング１２の支持が無くなるため、左右のサスペンションで共通のストラット構造体（ストラットアッシー）１０を用いることができる。すなわち、スプリングシート等を含むストラット構造体（ストラットアッシー）１０を左右共通部品として使用することができ、生産性（組み立て性）やコスト効率を高めることができる。

次に、本実施の形態の変形例について説明する。図１２は変形例のロアスプリングシートの構造を示す平面図である。

図１２は、変形例のロアスプリングシート（第２スプリング受け部）１４を示すものである。すなわち、図１２に示すロアスプリングシート１４は、座面１４ａの支持部（凸部１４ｂ）の周囲に複数の開口部１４ｆが形成されているものである。これにより、ロアスプリングシート１４を軽量化することができ、図１に示すストラット構造体１０の軽量化を図ることができる。なお、ロアスプリングシート１４の強度が損なわれない範囲で、開口部１４ｆを多く形成することが好ましく、これにより、ロアスプリングシート１４の軽量化をさらに図ることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の実施の形態では、図３に示すロアスプリングシート１４の座面１４ａの形状がフロントのサスペンションに適用されている場合を説明したが、座面１４ａの形状は、リヤのサスペンションのスプリングシートに適用してもよい。また、座面１４ａの形状は、アッパースプリングシート１３の座面に適用してもよい。さらに、ロアスプリングシート１４とアッパースプリングシート１３の両方に適用してもよい。また、スプリングシートの座面に形成されてコイルスプリング１２を支持する支持部は、凸部１４ｂに限定されるものではない。前記支持部は、例えば、カシメによって加工された把持部等であってもよく、座面に形成された前記把持部にコイルスプリング１２を挟み込んで支持してもよい。

１０ストラット構造体
１１ショックアブソーバ
１１ａ上端部
１１ｂロッド
１１ｃ軸線
１２コイルスプリング
１２ａ下端面
１２ｂ終端部
１２ｃ中心線
１３アッパースプリングシート（第１スプリング受け部）
１４ロアスプリングシート（第２スプリング受け部）
１４ａ座面
１４ｂ凸部（支持部）
１４ｃ立ち壁部（端部支持部）
１４ｄ折り曲げ部（側面支持部）
１４ｅ周壁部（壁部）
１４ｆ開口部
１５外筒部
１６ブラケット
１７ハウジング
１８車輪
１９ホイール
２０車体
２１ブラケット
２２，２３ボルト

Claims

車体に連結されるショックアブソーバと、
前記ショックアブソーバの上端部の外周に設けられた第１スプリング受け部と、
前記第１スプリング受け部に対向して前記ショックアブソーバの外周に設けられた第２スプリング受け部と、
前記ショックアブソーバの外周に設けられ、前記第１スプリング受け部と前記第２スプリング受け部との間に挟まれて配置されたコイルスプリングと、
を有し、
前記第１または第２スプリング受け部の少なくとも何れか一方の座面に前記コイルスプリングと接触する支持部が設けられ、
前記支持部は、前記座面において、車幅方向に沿ってかつ前記ショックアブソーバを介して対向する位置に設けられている、車体構造。
請求項１記載の車体構造において、
前記支持部は、前記座面からコイルスプリング配置側に突出した凸部である、車体構造。
請求項１または２記載の車体構造において、
前記コイルスプリングの終端部を支持する端部支持部が前記座面に設けられている、車体構造。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体構造において、
前記車幅方向に交差する方向に対して前記コイルスプリングを支持する側面支持部が、前記座面に設けられている、車体構造。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体構造において、
前記座面の車輪側の外周部に壁部が設けられている、車体構造。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の車体構造において、
前記座面の前記支持部の周囲に開口部が形成されている、車体構造。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の車体構造において、
前記コイルスプリングの中心線が前記ショックアブソーバの軸線に対してずれている、車体構造。