JP3701958B2 - サブフレームのマウントブッシュ - Google Patents

Description

本発明は、サスペンションアームを支持するサブフレームのマウントブッシュに関し、特に、サスペンションアームからの入力に対するサブフレームの負担を軽減し得るようにそのばね特性が設定されたマウントブッシュに関するものである。

車輪からの入力の車体への伝達量を低減してＮＶＨ（ノイズ、バイブレーション、ハーシュネス）特性を向上させるために、サスペンション装置の全体が組み付けられたサブフレームを、弾性材からなるマウントブッシュを介して車体に結合させるようにした構成が知られている。

このようなサブフレームと車体との結合点に介設されるマウントブッシュは、サスペンションアームを介してサブフレームに入力する車輪からの反力荷重で撓みを生じるが、操縦性（旋回性能）への悪影響を抑制して乗り心地を向上させるために、車両の左右方向入力に対しては比較的硬めにし（旋回時の車両姿勢の安定化）、前後および上下方向入力に対しては比較的軟らかめにする（路面凹凸を乗り越える際の衝撃吸収性向上）ことが一般的である。

また、定常走行時（定速走行、緩加減速）のＮＶＨ性能を高めるためには、マウントブッシュのコンプライアンスが高めである（柔らかい）方が良いが、コンプライアンスが高すぎると、ばね上とばね下間の過渡応答性の位相差が増大して操縦性が損なわれる。そこで操縦性と乗り心地とを両立させるために、一般にマウントブッシュのばね特性（荷重に対する撓み量の増大率）は、途中に変曲点を設けた非線形とされている（撓み変位の途中からばね剛性が増す）（特許文献１）。
特開平０５−００８６２４号公報

他方、上記のように、ＮＶＨ特性の向上のために車体との連結点に弾性材を介在させた場合、サスペンション入力の大部分をサブフレームで支持しなければならなくなるので、高いサスペンション剛性を確保するためには、サブフレームに高い剛性が要求される。そのため、サブフレームの重量増大が避けられないという問題がある。

本発明は、このような従来技術の不都合を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、サスペンション装置支持用サブフレームの重量増大を最小限にとどめた上で十分なＮＶＨ特性を確保し得るように改善されたマウントブッシュを提供することにある。

このような目的は、本発明によれば、外端にハブキャリアが連結されたサスペンションアームの内端を枢着して車体の左右方向に延在するサブフレームの左右各端の車体との結合点に介設され、かつ横方向の入力に対して中間点から増大方向に変曲する非線形のばね定数を有するマウントブッシュのばね定数変曲点を、車体外側から内側へ向けての入力に対するばね定数変曲点が、車体内側から外側へ向けての入力に対するばね定数変曲点よりも少ない変位量となるように設定することによって達成される。

このような構成によれば、左右方向入力に対しては、旋回円外側のマウントブッシュで荷重を負担するため、サブフレームにおけるクロスメンバのサスペンションアーム取付け点より内側の部分に加わる負荷が軽減される。即ち本発明によれば、左右のマウントブッシュのそれぞれのばね定数の変曲点を適切に定めるだけで、サブフレームの負担を軽減し得るので、サスペンション装置支持用サブフレームの重量増大を最小限にとどめた上で十分なＮＶＨ特性を確保する上に大きな効果を奏することができる。

以下に添付の図面に示された具体的な実施例に基づいて本発明の構成を詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明が適用されたマルチリンク式リヤサスペンションの要部を示している。このリヤサスペンションは、防振ゴムからなるマウントブッシュ１の中心孔に挿通されたボルト２を介して図示されないメインフレームの下面に取付けられたサブフレームＳＦと、各々の内端がサブフレームＳＦに枢着されたリーディングアーム３ａ、トレーリングアーム３ｂ、アッパアーム４ａ、ロワアーム４ｂ、及びコントロールアーム４ｃと、これら各アームの各外端にて支持されたリヤハブキャリア５と、ハブキャリア５のアッパアーム連結端の近傍にスタビライザリンク６を介してその両端が連結されたスタビライザロッド７とからなっている。

サブフレームＳＦは、車体の左右方向に延在する一対のクロスメンバ８ｆ・８ｒと、前後方向に延在する一対のサイドメンバ９ｌ・９ｒとを一体接続してなっており、平面視で前側が広がった台形をなすと共に、前下がりに車体に取付けられている。そして両サイドメンバ９ｌ・９ｒの前後方向中央部にアッパ、ロワ両アーム４ａ・４ｂの内端がそれぞれ枢着され、クロスメンバ８ｆ・８ｒと、サイドメンバ９ｌ・９ｒとの結合部の近傍に、リーディングアーム３ａ、トレーリングアーム３ｂ、及びコントロールアーム４ｃの各内端がそれぞれ枢着されている。また、リーディングアーム３ａの外端がハブキャリア５の上端（車軸の上方）に、トレーリングアーム３ｂの外端がハブキャリア５の下端（車軸の下方）に、それぞれ連結されている。そして前記したマウントブッシュ１は、クロスメンバ８ｆ・８ｒとサイドメンバ９ｌ・９ｒとの各結合部（４ヶ所）のメインフレームに対する結合点に介設されている。

上述の構成のサブフレームＳＦを用いた車体において、車輪Ｗの接地点に左右方向の入力が生じた場合を想定する。図３に示したように、横力に対しては、車体内側（前後方向中心線側）から外側へ向けての変位ＳtOに対するよりも、車体外側から内側へ向けての変位ＳtIに対する方が、より短いストローク（ＳtI＜ＳtO）で初期のばね定数ｋ1から高いばね定数ｋ2に立ち上がるようにマウントブッシュのばね定数の変曲点が設定してある。換言すれば、各マウントブッシュにおけるメインフレーム（車体）又はサブフレームに対する連結中心から見て、車体外側を向く部位と車体内側を向く部位とでばね定数の変曲点を違えている。図示の実施例の場合、各マウントブッシュは、中心孔がメインフレームに結合され、外周面がサブフレームＳＦに結合されているので、円環状をなすマウントブッシュの車体外側を向く部位が車体内側を向く部位より先に変曲点に達してばね剛性が高くなるように設定されている。

右旋回を想定して本発明の作用を説明する。旋回円の外側に位置する左車輪を支持したサスペンションアームの連結点に車体内向きの横力が、旋回円の内側に位置する右車輪を支持したサスペンションアームの連結点に車体外向きの横力が、それぞれサブフレームＳＦに入力する。両横力は、共にサブフレームＳＦを車体に対して旋回円の中心側へ、つまりこの場合は右方へ変位させようとする力である。サブフレームＳＦが右方へ変位させられるとき、クロスメンバ８ｆ・８ｒの左右各端を車体に連結するマウントブッシュ１FL・１RL・１FR・１RRのばね定数の設定が上述の如く設定されているので、サブフレームＳＦ、つまりクロスメンバ８ｆ・８ｒの右方への変位がＳtIを超えると、左右のマウントブッシュのばね定数に差が生じ、左側（旋回円の外側）のマウントブッシュ１FL・１RLのばね定数が相対的に高く（硬く）なり、右側（旋回円の内側）のマウントブッシュ１FR・１RRのばね定数が相対的に低く（柔らかく）なる。これにより、サブフレームＳＦにおける旋回円外側に位置する部位の車体との拘束力が高く、旋回円内側に位置する部位の車体との拘束力が低い状態となる（外側は踏ん張り、内側は力を抜いた状態）。即ち、旋回円内側のマウントブッシュにはストロークに余裕がある状態であるから、その分、クロスメンバ８ｆ・８ｒの左右両マウントブッシュ間に延在する部位に作用する応力が低くなる。従って、クロスメンバ８ｆ・８ｒの強度負担が軽減されるため、サブフレームＳＦを軽量化できる。もしも力の方向に対するマウントブッシュのばね定数を均一にしたとすると、旋回円内側に位置するマウントブッシュの荷重負担がそのままクロスメンバ８ｆ・８ｒの左右両マウントブッシュ間に延在する部位に作用するので、クロスメンバ８ｆ・８ｒの荷重負担が高くなる。左旋回時はこの逆である。

本発明が適用されるサスペンション用サブフレームの平面図である。 本発明が適用されるサスペンション用サブフレームの側面図である。 左右方向についてのばね定数の特性線図である。

符号の説明

１ マウントブッシュ
２ ボルト
３・４ サスペンションアーム
５ ハブキャリア
６ スタビライザリンク
７ スタビライザ
８ クロスメンバ
９ サイドメンバ

Claims (1)

1. 外端にハブキャリアが連結されたサスペンションアームの内端を枢着して車体の左右方向に延在するサブフレームの左右各端の車体との結合点に介設され、かつ横方向の入力に対して中間点から増大方向に変曲する非線形のばね定数を有するマウントブッシュであって、
   車体外側から内側へ向けての入力に対するばね定数変曲点が、車体内側から外側へ向けての入力に対するばね定数変曲点よりも少ない変位量に設定されることを特徴とするサブフレームのマウントブッシュ。

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