JP2015189311A

JP2015189311A - 車体構造

Info

Publication number: JP2015189311A
Application number: JP2014067297A
Authority: JP
Inventors: 靖森田; Yasushi Morita
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2015-11-02

Abstract

【課題】自動車の操縦の安定性を向上する。
【解決手段】車体の車幅方向Ｙに延在し、かつトーション部１７ｂを備えたスタビライザ１７と、前記車体にボルト１９ａを介して取り付けられた補剛部材１４と、前記車体にブッシュ１９を介して取り付けられたサブフレーム１５と、サブフレーム１５と連結し、かつ車輪側のハウジング１８と連結するサスペンションリンク１３とを有し、スタビライザ１７のトーション部１７ｂは、補剛部材１４に支持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スタビライザを備えた車体構造に関する。

自動車のスタビライザは、車体の左右のサスペンションを連結し、かつ車体の過度の動揺を避けて車体の姿勢の安定化を図る装置である。このスタビライザは、車体の車幅方向に延在するサブフレーム（フレーム）に取り付けられていることが多い。そして、サブフレームは、車体に対してブッシュ（例えば、外筒が弾性部材からなるブッシュ）を介して取り付けられている。このように、スタビライザのトーション部（軸部）がサブフレームに取り付けられた構造については、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００９−２３６３８号公報

上述のスタビライザの支持構造では、サブフレームがブッシュの弾性部材に固定されているため、動いてしまう。その結果、スタビライザが十分に機能せず、サスペンションが想定通りに動作しない。

本発明の目的は、自動車の操縦の安定性を向上させることにある。

本発明の車体構造は、車幅方向に延在する軸部を備えたトーションバーと、車体に設けられる複数の支持部材に弾性部材を介して取り付けられたフレームと、前記フレームと連結し、前記トーションバーの端部を支持するサスペンションアームと、前記複数の支持部材の少なくともいずれか１つに取り付けられ、前記トーションバーの前記軸部を支持する補強部材と、を有する。

本発明によれば、車体に取り付けられた補強部材にスタビライザの反力を持たせることで、操縦の安定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ユニットの構成を示す斜視図である。図１に示すサスペンションユニットにおける車体固定部材およびスタビライザの支持構造を示す部分断面図である。図２に示すＡ部の詳細構造を示す部分拡大断面図である。図１に示すサスペンションユニットの補強部材におけるスタビライザの詳細支持構造を示す断面図である。図１に示すサスペンションユニットにおける車体固定部材の支持構造を示す模式図である。

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ユニットの構成を示す斜視図である。図１に示すサスペンションユニット１０の構成について説明すると、車体２０（図２参照）側と車輪側とを連結するサスペンションリンク（サスペンションアーム、アーム）１３と、このサスペンションリンク１３と車体側において連結するサブフレーム（フレーム）１５と、下端部がサスペンションリンク１３に取り付けられるショックアブソーバ１１とを備えている。つまり、サスペンションリンク１３は、一端が車輪側のハブベアリング取り付け用のハウジング１８と連結し、一端と反対側の他端が車体側のサブフレーム１５と連結している。また、ハウジング１８は、ロアアーム３０を介してサブフレーム１５と連結している。なお、サスペンションリンク１３は、サブフレーム１５を介して車体２０に連結される連結部１３ｅと、ハウジング１８に連結される連結部１３ｆと、連結部１３ｅと連結部１３ｆとの間に位置する連結部１３ｇ，１３ｈとを備えている。連結部１３ｅは、ボルト２８によってサブフレーム１５と連結しており、連結部１３ｆは、ボルト２９によってハウジング１８と連結している。そして、連結部１３ｇは、ボルト２１によってショックアブソーバ１１と連結しており、連結部１３ｈは、ボルト２６によってスタビライザリンク１７ａと連結している。ここで、図１に示すサスペンションユニット１０は、自動車のリヤのサスペンションの構造を示している。

また、サブフレーム１５は、後述する図２に示す車体２０に取り付けられたボルト１９ａが挿通したブッシュ１９に固定されており、車幅方向Ｙに対して左右両側に配置されたブッシュ１９に固定されている。すなわち、サブフレーム１５は、車体２０にブッシュ１９を介して取り付けられている。そして、ボルト１９ａの車体取り付け側と反対側の端部には、補剛部材（補強部材）１４が取り付けられている。補剛部材１４は、車幅方向Ｙの左右両側に配置されたブッシュ１９間を橋渡しして補強している。つまり、補剛部材１４は、車体２０に設けられた複数のブッシュ１９のうちの車幅方向Ｙの左右両側の２つのブッシュ１９の下面に跨がって配置され、かつボルト１９ａを介して車体２０に取り付けられている。詳細には、補剛部材１４は、車体２０の車幅方向Ｙに沿って延在し、かつ車幅方向Ｙにおける車体２０の左右両側の２つのブッシュ１９の設置箇所で車体２０にボルト１９ａを介して取り付けられている。これにより、補剛部材１４は、非常に剛性が高く、サブフレーム１５の取り付け部の剛性を高めている。言い換えると、補剛部材１４は、サブフレーム１５の取り付け部に固定されたサスペンションの補強部材である（例えば、車幅方向Ｙの左右に設けられたサスペンションリンク１３やハウジング１８を繋ぐ補強部材である）。そして、補剛部材１４は、例えば金属製である。

また、補剛部材１４には、車体２０の車幅方向Ｙの左右のサスペンションを連結して車体２０の横揺れを減少させる棒状のスタビライザ（トーションバー）１７が取り付けられている。なお、スタビライザ１７は、車体２０の車幅方向Ｙに延在するトーション部（軸部）１７ｂと、このトーション部１７ｂから両側に延びる一対のアーム部１７ｇとを備えており、両側のアーム部１７ｇのそれぞれの端部は、スタビライザリンク１７ａを介してサスペンションリンク１３に連結している。すなわち、スタビライザ１７の両側のアーム部１７ｇの端部は、それぞれスタビライザリンク１７ａを介してサスペンションリンク１３によって支持されている。そして、本実施の形態の車体構造では、スタビライザ１７は、そのトーション部１７ｂが補剛部材１４に支持されている。

また、衝撃吸収装置であるショックアブソーバ１１は、その周囲にコイル状のスプリング１２が配設されて成るものであり、スプリング１２の下端部をロアスプリングシート２３で支持し、スプリング１２の上端側をアッパースプリングシート２４で支持している。すなわち、スプリング１２は、ロアスプリングシート２３とアッパースプリングシート２４とによって挟まれた状態で保持されている。そして、ショックアブソーバ１１の上端部は、車体２０に固定され、一方、ショックアブソーバ１１の下端部は、サスペンションリンク１３に固定されている。

ここで、サスペンションリンク１３は、サスペンション用のアームでもあり、連結部１３ｅでは、車体２０に、サブフレーム１５、ブッシュ１９を介して連結し、さらに連結部１３ｇでは、ショックアブソーバ１１を介して車体２０に連結されている。なお、連結部１３ｅ、連結部１３ｆ、連結部１３ｇおよび連結部１３ｈでは、それぞれ相互に対向して配置され、かつ車幅方向Ｙに延在する板状の支持部１３ａ，１３ｂ（後述する図２参照）を有している。そして、連結部１３ｇでは、対向して配置された支持部１３ａと、支持部１３ｂとの間に、ショックアブソーバ１１の下端部が取り付けられている。また、連結部１３ｈでは、スタビライザリンク１７ａに連結されている。

次に、図２は図１に示すサスペンションユニットにおける車体固定部材およびスタビライザの支持構造を示す部分断面図、図３は図２に示すＡ部の詳細構造を示す部分拡大断面図である。図２に示すように、スタビライザ１７は、スタビライザリンク１７ａを介してサスペンションリンク１３に取り付けられている。スタビライザリンク１７ａのサスペンションリンク１３への取り付けは、スタビライザリンク１７ａの先端の金属外筒部１７ｃに係合されたブッシュ１７ｆに嵌め込まれた筒状部材１７ｄの貫通孔１７ｅにボルト２６を通し、サスペンションリンク１３の支持部１３ａ，１３ｂそれぞれの孔部１３ｄの外側の両側からナット２７によって締め付けて固定している。すなわち、スタビライザリンク１７ａの先端の金属外筒部１７ｃに係合するブッシュ１７ｆに嵌め込まれた筒状部材１７ｄが、サスペンションリンク１３の連結部１３ｈの対向する支持部１３ａ，１３ｂの間に配置され、ボルト２６とナット２７とによって支持部１３ａ，１３ｂそれぞれの対向面１３ｃに締結されている。なお、金属外筒部１７ｃは、スタビライザリンク１７ａの先端に、例えば、溶接等で接合されている。

次に、補剛部材１４とサブフレーム１５のそれぞれの固定について説明する。補剛部材１４は、車体固定部材でもあり、上述のように車体２０の左右両側それぞれのブッシュ１９の下面に跨がって配置され、それぞれのブッシュ１９の下面において、図２および図３に示すようにボルト１９ａと車体２０に溶接されたナット１９ｂとによって車体２０に直接取り付けられている。一方、サブフレーム１５は、ブッシュ１９の表面の外筒部（金属外筒部１９ｅ）に溶接等で接合されている。

ここで、図３を用いてブッシュ１９の構造について詳しく説明する。ブッシュ１９は、ボルト１９ａを通す孔を有する筒状の金属内筒部（支持部材、カラー）１９ｃと、金属内筒部１９ｃの外側に配置され、かつ弾性力を有する弾性体筒部（弾性部材）１９ｄと、弾性体筒部１９ｄの外側に配置された筒状の金属外筒部１９ｅとを備えている。また、弾性体筒部１９ｄは、例えば、ゴムからなるが、空間部１９ｆを介して２層構造となっており、内側の層に対して外側の層が動き易くなっている。そして、内側の層は金属内筒部１９ｃと密着し、一方、外側の層は金属外筒部１９ｅと密着し、この金属外筒部１９ｅにサブフレーム１５が溶接等で接合されている。したがって、弾性体筒部１９ｄの外側の層と金属外筒部１９ｅを介して接合しているサブフレーム１５は、ある程度弾性力を持って支持された状態となっている。これにより、サブフレーム１５は、走行中の車体２０の振動に対する防振効果を生み出している。そして、サブフレーム１５の取り付け部での剛性が低い分を、ブッシュ１９の下面に取り付けられた補剛部材１４によって補っている。すなわち、補剛部材１４を設けたことでサブフレーム１５の取り付け部の剛性が高められている。

ここで、図４は図１に示すサスペンションユニットの補強部材におけるスタビライザの詳細支持構造を示す断面図、図５は図１のサスペンションユニットにおける車体固定部材の支持構造を示す模式図である。本実施の形態では、図４および図５に示すように、スタビライザ１７は、そのトーション部１７ｂが、上記剛性が高い補剛部材１４に支持されている。具体的には、車体２０にボルト１９ａを介して直接取り付けられた補剛部材１４に、スタビライザ１７のトーション部１７ｂが支持されている。ただし、スタビライザ１７のトーション部１７ｂの両側のアーム部１７ｇのそれぞれの端部は、図２に示すようにスタビライザリンク１７ａを介してサスペンションリンク１３に取り付けられている。

また、スタビライザ１７のトーション部１７ｂは、図４に示すように、補剛部材１４にラバーブッシュ（ブッシュ）２５を介して支持されている。すなわち、スタビライザ１７のトーション部１７ｂを通したラバーブッシュ２５が、スタビライザクランプ１６と補剛部材１４とによって挟持されている。スタビライザクランプ１６と補剛部材１４は、ボルト１６ａおよびナット１６ｂによって締結されており、ラバーブッシュ２５は補剛部材１４に強固に取り付けられている。

つまり、本実施の形態の車体構造では、図５に示すように、車幅方向Ｙの左右２箇所のサブフレーム１５の取り付け部（ブッシュ１９の設置箇所）で車体２０に取り付けられた剛性の高い補剛部材１４により、スタビライザ１７が支持されている。補剛部材１４は、車幅方向Ｙに対して左右両側に配置されたブッシュ１９間を橋渡しして補強している。言い換えると、車体２０の車幅方向Ｙの中心から左右に隔離した位置において、車体２０にサブフレーム１５を取り付ける左右両側の２つのブッシュ１９を連結する補剛部材１４に、左右の車輪の上下方向への揺動で起こる逆位相動作を規制するスタビライザ１７のトーション部１７ｂの支持点を設けたものである。そして、補剛部材１４は、車体２０の左右両側それぞれのブッシュ１９の下面に亘って延在しており、そこでボルト１９ａを介して車体２０に取り付けられている。これにより、左右のサスペンションの剛性、およびサブフレーム１５の取り付け部の剛性を高めることができる。そして、剛性が高い補剛部材１４によってスタビライザ１７のトーション部１７ｂが支持されているため、スタビライザ１７のトーション部１７ｂでの反力を補剛部材１４に持たせることができる。なお、本実施の形態の車体構造は、スタビライザ１７のトーション部１７ｂの支持部が、サブフレーム１５の取り付け部の剛性を高める補剛部材１４と共用になっているとも言え、スタビライザ１７に補剛部材１４を固定していることにもなる。

本実施の形態の車体構造によれば、車体２０に取り付けられた補剛部材１４によってスタビライザ１７が支持されることで、スタビライザ１７の反力を補剛部材１４に持たせることが可能になる。この時、スタビライザ１７の反力をサブフレーム１５によって支えようとすると、サスペンションが想定通りに動作しなくなってしまう。しかしながら、本実施の形態のサスペンションユニット１０を有する車体構造では、スタビライザ１７の反力を、車体２０に固定された補剛部材１４に持たせるため、左右の車輪の上下方向への揺動で起こる逆位相動作を十分に規制することができる。これにより、サスペンションを想定通りに動作させることができ、自動車の操縦の安定性を向上させることができる。さらに、補剛部材１４がサスペンションの剛性を向上させることが可能なため、自動車の操縦の安定性をさらに向上させることができる。

また、組み立てにおいて、補剛部材１４をスタビライザ１７によって仮保持することができ、これにより、艤装作業性を向上させることができる。さらに、補剛部材１４にスタビライザ１７を取り付けることで、スタビライザ専用の取り付け部材を使用せず、補剛部材１４にスタビライザ１７の反力を持たすことができる。その結果、コスト・質量・作業性の効率を向上させることができる。

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１に示すスタビライザ１７の取り付け構造が、リヤのサスペンションに取り付けられている場合を説明したが、上述のスタビライザ１７の取り付け構造は、フロントのサスペンションに適用してもよい。また、前述の実施の形態では、補剛部材１４が、車体２０に設けられた複数の金属内筒部（支持部材）１９ｃのうちの２つに跨がって取り付けられている場合を説明したが、補剛部材１４は、少なくとも１つの金属内筒部１９ｃに取り付けられていればよい。

１０サスペンションユニット
１１ショックアブソーバ
１２スプリング
１３サスペンションリンク（アーム）
１３ａ，１３ｂ支持部
１３ｃ対向面
１３ｄ孔部
１３ｅ，１３ｆ，１３ｇ，１３ｈ連結部
１４補剛部材（補強部材）
１５サブフレーム（フレーム）
１６スタビライザクランプ
１６ａボルト
１６ｂナット
１７スタビライザ（トーションバー）
１７ａスタビライザリンク
１７ｂトーション部（軸部）
１７ｃ金属外筒部
１７ｄ筒状部材
１７ｅ貫通孔
１７ｆブッシュ
１７ｇアーム部
１８ハウジング
１９ブッシュ
１９ａボルト
１９ｂナット
１９ｃ金属内筒部
１９ｄ弾性体筒部
１９ｅ金属外筒部
１９ｆ空間部
２０車体
２１ボルト
２３ロアスプリングシート
２４アッパースプリングシート
２５ラバーブッシュ（ブッシュ）
２６ボルト
２７ナット
２８，２９ボルト
３０ロアアーム

Claims

車幅方向に延在する軸部を備えたトーションバーと、
車体に設けられる複数の支持部材に弾性部材を介して取り付けられたフレームと、
前記フレームと連結し、前記トーションバーの端部を支持するアームと、
前記複数の支持部材の少なくともいずれか１つに取り付けられ、前記トーションバーの前記軸部を支持する補強部材と、
を有する、車体構造。
請求項１記載の車体構造において、
前記補強部材は、前記複数の支持部材のうちの２つに跨がって取り付けられている、車体構造。
請求項１または２記載の車体構造において、
前記補強部材は、前記車幅方向に沿って延在している、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、
前記支持部材は、金属内筒部であり、
前記フレームは、前記金属内筒部と前記弾性部材を介して設けられた金属外筒部に接合されている、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、
前記トーションバーの前記軸部は、前記補強部材にブッシュを介して支持されている、車体構造。