JP3619856B2 - ステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウト - Google Patents

ステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウト Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウトに係り、より詳しくは、電動式独立操向装置のアセンブリーを一体化して一つの組立体をなすステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車におけるサブフレームは、自動車エンジンルームの下部、例えば、車体の前側下部に車幅方向に配置されて懸架装置と車体とを連結して、ステアリングギヤボックスアセンブリーを支持する役割を果たす。
【０００３】
このようなサブフレームは、車体の剛性に大きな影響を及ぼすため一定以上の剛性を保有しなければならず、その両端に配置される懸架装置の構成品などを堅固に支持しなければならない。
【０００４】
従来、サブフレーム１００は、図７及び図８に示したように、２つの上、下部鋼板プレート１０２、１０４を一定の形状にプレス加工して、その縁に形成されるフランジ部を相互溶接で固定させることによって、その中間部に所定の形状の密閉空間を確保する密閉チューブ方式を採用していた。
【０００５】
サブフレーム１００の上部を形成する上部鋼板プレート１０２の後側部分の中間部には長さ方向に一定の高さの突出部１０６が形成され、この突出部１０６の両側にはステアリングギヤボックスアセンブリー１０８のマウンティングのためのマウンティングブラケット１１０が形成されて、これにステアリングギヤボックスアセンブリー１０８が別途の固定部材１１２によって固定される。
【０００６】
また、サブフレーム１００の両端には、車体との固定のためのマウント部が形成されてボルトのような固定手段で車体と連結され、それに隣接して懸架装置を構成するコントロールアームが連結される。
【０００７】
しかし、前記のようにサブフレームとステアリングギヤボックスアセンブリーとを別々に組立てる方式では、このサブフレームが固有の機能を遂行するために剛性が保持できるように製作する必要があり、大型で高荷重となっていた。
【０００８】
上部後側にはステアリングギヤボックスアセンブリーを取付けるための突出部を形成する必要があり、これにステアリングギヤボックスアセンブリーが組立てられるため、全体的に荷重が増大して軽量化に逆行していた。さらに、エンジンルームの下部空間を多く占有するため、エンジンルームの空間利用率が低くなるという問題点があった。
【０００９】
さらに、別の工程でサブフレーム上にステアリングギヤボックスアセンブリーを組立てなければならないため、余計な作業時間を要するとともに、ステアリングギヤボックスアセンブリーの組立てのための多数の部品を必要とし、原価上昇、車体下部構造の複雑化という問題点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ステアリング機構アセンブリーとサブフレームとを一体化してモジュール化することにより、組立時間を短縮して生産性を向上させ、原価を節減するとともに、剛性の向上によって衝突時にステアリングギヤモーターが室内に飛び込んでくるのを防止して、安全性の高いステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウトを提供することにある。
【００１１】
また、サイドメンバーに両操向ホイールの各ステアリングギヤモーターが装着されることによってクロスメンバーの設計自由度を向上させるのはもちろん、占有空間の縮少によってエンジンルームの空間確保率を高めることができ、従来のように車幅方向に配置される動力シリンダーを含むステアリングギヤモーターを省略して、４ＷＤ車両でのプロペラシャフトの通過ルートを最適化することができるステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウトを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を実現するために、本発明のステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウトは、車幅方向へ一定の間隔をおいて車体長さ方向に配置される複数のサイドメンバー、及び車幅方向に配置されて前記サイドメンバーを固定連結するクロスメンバーを含むサブフレームと；前記サブフレームのサイドメンバー各々に独立的に配置されて作動ロッドを進退させるステアリングギヤモーター、及び作動ロッドの進退動作をナックルの回転動作に転換するステアリング動力伝達手段を含むステアリング機構アセンブリーと；を含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。
図１乃至図３は本発明によるサブフレームを示したものであって、符号２はサブフレームを総称する。
サブフレーム２は、車幅方向に一定の間隔をおいて車体長さ方向に配置されるサイドメンバー４、６と、サイドメンバー４、６の前側部に車幅方向に配置されて相互固定されるクロスメンバー８とを含んで構成され、全体の形状がほぼ門形になる。
【００１４】
サブフレーム２の後端部は図示していない車体フレームのメインクロスメンバーに固定されるが、この時、完全固着方式で固定する方式と、ブッシュを介在して連結部に柔軟性を持たせる方法がある。
【００１５】
サイドメンバー４、６の両側前側部には懸架装置のロアーコントロールアーム（ｌｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｒｍ）１２、１４が装着されるが、前側連結部１６、１８は水平形ブッシュを介在して連結され、連結部２０、２２は水平形ゴムブッシュを介在して連結される。
ただし、前記で垂直形ブッシュと水平形ブッシュとの位置が前記位置に限られるわけではない。
【００１６】
また、サイドメンバー４、６の前端部上側には一定の高さを有するブラケット２５、２７が配置されて、その上側にメインサイドメンバー２４、２６（図３参照）が配置され、このメインサイドメンバー２４、２６はメインクロスメンバー８とも連結される。
【００１７】
サブフレーム２において、サイドメンバー４、６の後部上側には各々ステアリングギヤモーター２８、３０が配置されるが、図４のように、上側部材３２を半円形または曲面に形成してこれにステアリングギヤモーター２８、３０が載せられ、そのステアリングギヤモーター２８、３０は上側カバー３４によって固定される。
【００１８】
ロッド３６、３８は、ステアリングギヤモーター２８、３０により作動するが、その詳細な機構は公知であるため説明は省略する。
【００１９】
また、図５のように、平板の上側部材３２にステアリングギヤモーター２８、３０を載せて上側カバー３４で固定する構造にすることも出来る。
【００２０】
そして、ステアリングギヤモーター２８、３０のロッド３６、３８は、クロスメンバー８の両側上部に固定された回転軸５２、５４のヒンジ部４０、４２を介してほとんど直角状の４４、４６、４８、５０、タイロッド５６、５８などのステアリング動力伝達手段を通じてナックル６０、６２と連結される。
【００２１】
また、回転軸５２、５４は相互対称に配置され、相互反対方向に回転するが、必ず対称に配置するのではなく、同一方向に配置することもできる。
【００２２】
次に、前記構成を有する本発明の作用について説明する。
左折しようとしてハンドル（図示していない）を左に切ると、これをコントロールユニットが認識して両ステアリングギヤモーター２８、３０を制御するようになるが、この時、ホイール６４、６６が同一方向に作動するためには、図６のようにステアリングギヤモーター２８、３０のロッド３６、３８の作動方向が反対方向にならなければならない。
両ホイール６４、６６は独自のステアリングギヤモーター２８、３０を保有しているので、独立操向が可能である。
【００２３】
本発明は、図面に示した一実施例を参考に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野にて通常の知識を有する者であれば、これから様々な変形及び均等な実施例が可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、ステアリング機構アセンブリーとサブフレームとを一体化し、モジュール化することにより、剛性が向上し、組立て時間の短縮による生産性を向上、原価を節減が可能である。さらに、衝突時にステアリングギヤモーターが車体のフロア下側に位置するため、室内に飛び込むのを防止することができ、安全性も向上する。
【００２５】
また、従来のように、車幅方向に長く配置されるステアリング機構が省略されるので、クロスメンバーの形状を自由にすることができ、設計自由度を向上させるのはもちろん、占有空間が縮少してエンジンルームの空間確保率を高めることができ、４ＷＤ車両でのプロペラシャフトの通過ルートを最適化することができる。
【００２６】
そして、タイロッドの位置設定が自由であるので、懸架装置のジオメトリー設定が自由になり、独立操向が可能であるため、最適の操向角が具現でき、ホイールのグリップ力を極大化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウトの斜視図である。
【図２】本発明の実施例によるステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウトの平面図である。
【図３】本発明の実施例によるステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウトのＡ方向からの側面図である。
【図４】本発明の実施例において、操向モーターの装着状態に関する第１形態を示したＸ−Ｘ方向の断面図である。
【図５】本発明の実施例において、操向モーターの装着状態に関する第２形態を示したＸ−Ｘの断面図である。
【図６】本発明の実施例によるステアリングギヤフレームが適用される操向装置の作動状態図である。
【図７】従来の技術による操向装置マウンティング構造の斜視図である。
【図８】図７のＹ−Ｙの断面図である。
【符号の説明】
２、１００ サブフレーム
４、６ サイドメンバー
８ クロスメンバー
１２、１４ ロウアーコントロールアーム
１６、１８ 前側連結部
２０、２２ 後側連結部
２４、２６ メインサイドメンバー
２５、２７ ブラケット
２８、３０ ステアリングギヤモーター
３２ 上側部材
３４ 上側カバー
３６、３８ ロッド
４０、４２ ヒンジ部
４４、４８ 車体長さ方向リンク
４６、５０ 車幅方向リンク
５２、５４ 回転軸
５６、５８ タイロッド
６０、６２ ナックル
６４、６６ ホイール
１０２ 上部鋼板プレート
１０４ 下部鋼板プレート
１０６ 突出部
１０８ ステアリングギヤボックスアセンブリー
１１０ マウンティングブラケット
１１２ 固定部材

Claims (7)

  1. 車幅方向へ一定の間隔をおいて車体長さ方向に配置される複数のサイドメンバー、及び車幅方向に配置されて前記サイドメンバーを固定連結するクロスメンバーを含むサブフレームと；
    前記サブフレームのサイドメンバー各々に独立的に配置されて作動ロッドを進退させるステアリングギヤモーター、及び作動ロッドの進退動作をナックルの回転動作に転換するステアリング動力伝達手段を含むステアリング機構アセンブリーと；
    を含むことを特徴とするステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウト。
  2. 前記サブフレームは、サイドメンバーの前側部分が車体のメインサイドメンバーに固定されることを特徴とする、請求項１に記載のステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウト。
  3. サブフレームのサイドメンバー各々の前側部分の外側にロウアーコントロールアームが連結されることを特徴とする、請求項１に記載のステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウト。
  4. 前記サイドメンバーには屈曲部が形成され、
    前記ステアリングギヤモーターは前記屈曲部に取付けられることを特徴とする、請求項１に記載のステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウト。
  5. 前記ステアリング機構アセンブリーの前記ステアリングギヤモーターは、前記サブフレームのサイドメンバーに長さ方向に配置され、
    前記屈曲部は、前記サイドメンバーの上側面に形成され、
    前記ステアリングギヤモーターは前記屈曲部に載せられた状態で上側カバーによって固定されることを特徴とする、請求項４に記載のステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウト。
  6. 前記ステアリング動力伝達手段は、左右ナックルに連結されるタイロッド、車幅方向リンク、及び車体長さ方向リンクを含む複数の回転体を含み、
    前記車幅方向リンクは前記ステアリングギヤモーターの作動ロッドとヒンジ連結され、
    前記車体長さ方向リンクは前記タイロッドと連結されることを特徴とする、請求項１に記載のステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウト。
  7. 前記複数の回転体は対称的に配置されることを特徴とする、請求項６に記載のステアリングギヤフレームを利用したサスペンションレイアウト。
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