JP3931962B2 - サスペンション支持構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右のサスペンションアームをクロスメンバによって連結支持するサスペンション支持構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のサスペンション支持構造では、図9に示すように、サスペンションアーム103は、車幅方向に沿って略平行に配置された第1及び第2クロスメンバ101,102に連結支持され、第1及び第2クロスメンバ101,102の両端は、サイドフレーム(図示外)に対して固定されている。第1クロスメンバ101と第2クロスメンバ102とは、車体前後方向に沿って略平行に配置された2本のストラット104,105によって連結され、第1及び第2クロスメンバ101,102と共に全体として略矩形状を呈している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
図9のサスペンション支持構造を有する車両が、例えば図9の左方向へ走行している状態から制動状態に移った場合において、図示外の右駆動輪のタイヤが砂や氷に乗り上げて空転すると、タイヤ106が路面から後方への力107を受け、第1及び第2クロスメンバ101,102とサスペンションアーム103との連結部分には、車幅方向に沿って相反する方向への力108,109がそれぞれ作用する。この外力108,109は、第1及び第2クロスメンバ101,102とストラット104,105とによって構成される矩形構造体に、図中二点鎖線のような変形を生じさせるおそれがある。このため、第1及び第2クロスメンバ101,102とストラット104,105との各接合部分110,111,112,113に、係る変形を抑えて矩形構造体の剛性を確保するための部分的な補強を施す必要が生じる。また、このような補強は、第1及び第2クロスメンバとストラットとを一体構造とすることにより省略することもできるが、この場合、構造体の大型化によりその寸法精度が自ずと低下する。このため、クロスメンバをサイドフレームに組み付ける際の両者の相対位置にずれが生じ易くなり、組み付け性の低下を招くおそれがある。
【0004】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであって、部分的な補強を必要とせず、組み付け性が良好で、剛性を確保することができ、安価且つ軽量なサスペンション支持構造の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るサスペンション支持構造では、左右のサスペンションアームを、車幅方向に沿って配置された第1クロスメンバと、該第1クロスメンバの車体後方で車幅方向に沿って配置された第2クロスメンバと、によって連結支持する。第1クロスメンバは、第1中間部と、第1中間部の両端から車体斜め前方へ延びて車体側に支持される2つの第1端部と、を有する。第2クロスメンバは、第1中間部に連結される第2中間部と、第2中間部の両端から車体斜め後方へ延びて車体側に支持される2つの第2端部と、を有する。
【0006】
上記支持構造では、第1クロスメンバの第1中間部と第2クロスメンバの第2中間部とが連結され、第1中間部の両端から車体斜め前方に左右2つの第1端部が延びてそれぞれ車体側に支持され、第2中間部の両端から車体斜め後方に左右2つの第2端部が延びてそれぞれ車体側に支持されている。すなわち、サスペンションアームを連結支持する第1クロスメンバと第2クロスメンバとは、全体として略X形状を呈している。
【0007】
例えば、車両が走行状態から制動状態へ移った場合において、左右の駆動輪の一方が砂や氷に乗り上げて空転すると、もう一方の駆動輪のタイヤが後方への力を受けるため、第1クロスメンバと第2クロスメンバとには、それぞれ車幅方向に沿って相反する方向への力が作用する。
【0008】
これに対し、本発明に係る支持構造では、第1クロスメンバと第2クロスメンバとが全体として略X形状を呈しているので、第1及び第2のクロスメンバに相反する方向への力が作用しても、斜め前方へ延びる左右の第1端部と斜め後方へ延びる左右の第2端部とが、これを的確に支持する。従って、部分的な補強を要することなく、第1及び第2クロスメンバに作用する力を堅牢に支持することができる。
【0009】
また、本発明に係る支持構造は、第1クロスメンバと第2クロスメンバとを両者の中間部(第1及び第2中間部)で連結した構成、換言すれば全体として略X形状を呈する構造体を2つの部材に分割した構成を有する。このため、全体を1つの部材によって構成する場合に比べて、1つの部材が小型となり、製造時に所望の寸法精度が確保される。従って、第1及び第2クロスメンバを車体側へ組み付ける際の両者の相対位置にずれが生じ難く、良好な組み付け性が得られる。
【0010】
さらに、部分的な補強を必要としないので、構造が簡素化し、コストの低減及び構造の軽量化を図ることができる。
【0011】
また、第1クロスメンバの第1中間部と第2クロスメンバの第2中間部とは、相互に離間した状態で対向配置されると共に、連結部材によって連結されている。
【0012】
係る構成では、車幅方向に延びる第1中間部や第2中間部と斜め方向に延びる第1端部や第2端部とが曲折又は湾曲して接続されているが、両中間部同士が相互に離間している分だけ接続部分の曲げ角度を小さくすることができる。このため、曲折又は湾曲して斜め方向に延びることに起因する第1クロスメンバや第2クロスメンバの単体(素材)としての強度低下を抑えることができ、構造体全体の剛性がさらに向上する。
【0013】
また、連結部材は、第1中間部と第2中間部との距離の変更を許容して連結する。具体的には、連結部材がボルトにより第1中間部及び第2中間部に締結固定されると共に、連結部材に形成されるボルト挿通孔が車体前後方向に沿った長孔形状を有している。
【0014】
係る構成では、第1及び第2クロスメンバに製造時の寸法誤差が生じた場合であっても、この誤差を第1中間部と第2中間部との距離の変更によって吸収することができる。従って、第1及び第2クロスメンバの車体側への組み付け性がさらに向上する。
【0015】
さらに、ハンドル操舵を左右の車輪に伝達するためのステアリングラックユニットを支持するラック用ブラケットを、第1クロスメンバの第1端部又は第2クロスメンバの第2端部の少なくとも1箇所に固定しても良い。
【0016】
係る構成では、第1中間部や第2中間部と第1端部や第2端部とが曲折又は湾曲して接続されていることに起因する第1クロスメンバや第2クロスメンバの単体(素材)としての強度低下をラック用ブラケットによって抑えることができ、構造体全体の剛性がさらに向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
【0018】
図1は本実施形態に係るサスペンション支持構造の平面図、図2は図1の斜視図、図3は図1の分解斜視図、図4は図1の要部拡大図、図5はステアリングラックユニットを図1の第1クロスメンバによって支持した状態を示す平面図、図6は図5の斜視図、図7は図2の第1クロスメンバとラック用ブラケットとを矢印VII方向から視た要部拡大図である。なお、以下の説明において、前後方向は車体の前後方向であり、左右方向は車体前方へ向いた状態での左右方向である。また、図中矢印Ftは、車体前方を表している。
【0019】
図1に示すように、シャシフレーム付き自動車の車体下部には、車幅方向左右両側で車体前後方向に沿って延びるシャシフレームとしての左右一対のサイドメンバ1が設けられている。各サイドメンバ1は、車幅方向内側へ開口するように配置された横向きの略U状断面を有する。
【0020】
左右のサイドメンバ1には、それぞれブラケット2が固定されている。各ブラケット2は、サイドメンバ1の底壁下面にそれぞれ締結される取付板部3と、図2に示すように各取付板部3の前部から下方へ延びる前脚部4と、各取付板部3の後部から下方へ延びる後脚部5と、を有する。
【0021】
各ブラケット2の前脚部4及び後脚部5には、サイドメンバ1よりも車幅方向外側へ延びて前輪6(図1に車両進行方向右側のみ示す)を支持する左右のサスペンションアーム7(図1に車両進行方向右側のみ示す)がそれぞれ締結固定されている。左右のサスペンションアーム7は略V形状を呈し、その両端部は前脚部4と後脚部5とにそれぞれ締結固定され、その両端部から車幅方向外側に延びてクロスする部分は前輪6と連結されている。
【0022】
左右のブラケット2の前脚部4の間には、下方へ開口する略U状断面を有する第1クロスメンバ8が車幅方向に沿って配置されている。第1クロスメンバ8は、車幅方向に沿って配置された第1中間部9と、第1中間部9の両端から延びる2つの第1端部10と、を有する。各第1端部10は、第1中間部9から湾曲状に曲折して車体斜め前方へ延びる延長部11と、延長部11から湾曲状に曲折して車幅方向に沿って外側へ延びる先端部12と、を有する。左右の先端部12は、それぞれ左右のブラケット2の前脚部4に締結固定されている。
【0023】
左右のブラケット2の後脚部5の間には、下方へ開口する略U状断面を有する第2クロスメンバ13が第1クロスメンバ8の後方で車幅方向に沿って配置されている。第2クロスメンバ13は、第1中間部9の後方に離間した状態で車幅方向に沿って配置された第2中間部14と、第2中間部14の両端から延びる2つの第2端部15と、を有する。各第2端部15は、第2中間部14から湾曲状に曲折して車体斜め後方へ延びる延長部16と、延長部16から湾曲状に曲折して車幅方向に沿って外側へ延びる先端部17と、を有する。左右の先端部17は、それぞれ左右のブラケット2の後脚部5に締結固定されている。
【0024】
ブラケット2と第1及び第2クロスメンバ8,13との締結構造について、図3に基づきさらに詳しく説明する。
【0025】
図3に示すように、ブラケット2の前脚部4及び後脚部5の下方内端部分には、相対向して車幅方向内側へ延びる一対のクロスメンバ用取付板18,19がそれぞれ固定されている。第1及び第2クロスメンバ8,13の先端部12,17は、取付板18,19の間にそれぞれ挿入され、ボルト及びナット(図示外)によって取付坂18,19に締結固定される。
【0026】
このように、第1及び第2クロスメンバ8,13は、ブラケット2を介して、車体側のサイドメンバ1に支持されると共に左右のサスペンションアーム7を連結支持している。
【0027】
相互に離間した状態で対向配置された第1クロスメンバ8の第1中間部9と第2クロスメンバ13の第2中間部14とは、連結部材20によって連結されている。具体的には、図3に示すように、第1中間部9には、その後端から第2中間部14に向かって後方へ突出する第1フランジ部21が形成され、第2中間部14には、その前端から第1中間部9に向かって前方へ突出する第2フランジ部22が形成されている。連結部材20は、第1フランジ部21と第2フランジ部22とを跨ぐように両フランジ部21,22上に載置される。両フランジ部21,22には、それぞれボルト穴23,24が2箇所ずつ形成されている。連結部材20には、ボルト挿通孔27,28が前後に2箇所ずつ形成されている。ボルト挿通孔27,28を挿通するボルト25,26をボルト穴23,24に螺合することにより、連結部材20が第1及び第2クロスメンバ8,13に締結固定される。
【0028】
図4に示すように、車体後方側の2つのボルト挿通孔28は、車体前後方向に沿った長孔形状を有する。係る長孔形状により、第1クロスメンバ8の先端部12と第2クロスメンバ13の先端部17との距離を、予め設定された前脚部4の後側の取付板18と後脚部5の前側の取付板19間の距離L(図3に示す)に応じて変更し調整することができる。なお、図4では、ボルト25,26の図示を省略している。
【0029】
図5及び図6に示すように、第1クロスメンバ8の上方には、ハンドル操舵を左右の前輪6(図1に右側のみ示す)に伝達するためのステアリングラックユニット29が配置されている。ステアリングラックユニット29は、ステアリング・シャフト(図示外)の先端のピニオンギヤ(図示外)と噛み合うステアリングラック(図示外)と、ステアリングラックを覆うラックチューブ30と、を備えている。ステアリングラックの両端から延びるタイロッド31は、左右のナックルアーム32(図5及び図6に右側のみ示す)に連結されている。なお、図6では、サスペンションアーム7の図示を省略している。
【0030】
第1クロスメンバ8の左右の第1端部10の延長部11上には、ラック用ブラケット33が固定され、ラックチューブ30は、ラック用ブラケット33上に載置され締結固定されている。図2に示すように、ラック用ブラケット33は、下方へ開口する略U状断面を有し、車体前後方向に沿って第1端部10と交叉するように配置されている。図7に示すように、各第1端部10には、ラック用ブラケット33の対向壁34がそれぞれ差し込まれる2つの溝35が形成されている。溝35に対向壁34が挿入され溶着されることにより、第1端部10にラック用ブラケット33が固定されている。
【0031】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【0032】
車両走行時において、前輪6のタイヤ6aが車幅方向内側又は外側への力を受けると、この外力は、サスペンションアーム7を介して第1及び第2クロスメンバ8,13へ作用する。このとき、第1及び第2クロスメンバ8,13に作用する力は、同方向を向くため、サイドメンバ1と第1及第2クロスメンバ8,13とによって確実に分散され支持される。
【0033】
また、例えば車両が走行状態から制動状態へ移った場合において、図示外の左側の前輪(左右の駆動輪の一方)が砂や氷に乗り上げて空転すると、右側の前輪6(左右の駆動輪の他方)のタイヤ6aが路面から後方(図1の矢印40の方向)への力を受ける。この外力は、サスペンションアーム7を介して第1及び第2クロスメンバ8,13へ作用する。このとき、第1及び第2クロスメンバ8,13に作用する力は、相反する方向(図1中の矢印41の方向と矢印42の方向)を向く。
【0034】
これに対し、本実施形態では、図1に示すように、第1クロスメンバ8の第1中間部9と第2クロスメンバ13の第2中間部14とが連結部材20を介して連結され、第1中間部9の両端から車体斜め前方に左右2つの第1端部10が延びてそれぞれ車体側に支持され、第2中間部14の両端から車体斜め後方に左右2つの第2端部15が延びてそれぞれ車体側に支持されている。すなわち、左右のサスペンションアーム7を連結支持する第1クロスメンバ8と第2クロスメンバ13とは、連結部材20を介して全体として略X形状を呈している。
【0035】
従って、第1及び第2のクロスメンバ8,13に相反する方向41,42への力が作用しても、斜め前方へ延びる左右の第1端部10と斜め後方へ延びる左右の第2端部15とが、これを的確に支持する。従って、部分的な補強を要することなく、第1及び第2クロスメンバ8,13に作用する力を堅牢に支持することができ、結果として、構造が簡素化し、コストの低減及び構造の軽量化を図ることができる。
【0036】
なお、車両制動時だけでなく、車両走行時においても、図示外の左側の前輪が砂や氷に乗り上げて空転すると、右側の前輪6のタイヤ6aが今度は路面から前方(図1の矢印40の反対方向)への力を受け、第1及び第2クロスメンバ8,13には相反する方向(図1中の矢印41と矢印42のそれぞれ反対方向)に力が作用する。この場合においても、第1及び第2クロスメンバ8,13は作用する力を堅牢に支持できる。
【0037】
また、本実施形態に係る支持構造は、第1クロスメンバ8と第2クロスメンバ13とを両者の中間部(第1及び第2中間部9,14)で連結部材20を介して連結した構成、換言すれば全体として略X形状を呈する構造体を2つの部材(第1クロスメンバ8と第2クロスメンバ13)に分割した構成を有する。このため、全体を1つの部材によって構成する場合に比べて、1つの部材が小型となり、製造時に所望の寸法精度が確保される。従って、第1及び第2クロスメンバ8,13を車体側へ組み付ける際の両者の相対位置にずれが生じ難く、良好な組み付け性が得られる。
【0038】
また、第1クロスメンバ8の第1中間部9と第2クロスメンバ13の第2中間部14とを、相互に離間した状態で対向配置すると共に、連結部材20によって連結している。ここで、車幅方向に延びる第1中間部9や第2中間部14と斜め方向に延びる第1端部10や第2端部15とが曲折又は湾曲して接続されているが、第1及び第2中間部9,14同士が相互に離間している分だけ接続部分の曲げ角度を小さくすることができる。このため、湾曲状に曲折して斜め方向に延びることに起因する第1クロスメンバ8や第2クロスメンバ13の単体(素材)としての強度低下を抑えることができ、構造体全体の剛性がさらに向上する。
【0039】
また、連結部材20の後方側のボルト挿通孔28(図4に示す)を長孔形状としたので、第1クロスメンバ8の先端部12と第2クロスメンバ13の先端部17との距離を、予め設定された前脚部4の後側の取付板18と後脚部5の前側の取付坂19間の距離L(図3に示す)に応じて変更し調整することができる。
【0040】
すなわち、第1クロスメンバ8や第2クロスメンバ13に製造時の寸法誤差が生じた場合であっても、この誤差を第1中間部9と第2中間部14との距離の変更によって吸収することができる。従って、第1及び第2クロスメンバ8,13の車体側への組み付け性がさらに向上する。なお、本実施形態においては、連結部材20のボルト挿通孔28を長孔形状としたが、第1中間部9、又は第2中間部14の第1フランジ部21、又は第2フランジ部22に形成されるボルト穴23,24を長孔形状としても良い。
【0041】
さらに、ハンドル操舵を左右の車輪に伝達するためのステアリングラックユニット29を支持するラック用ブラケット33を、第1クロスメンバ8の第1端部10の延長部11に固定したので、第1中間部9と第1端部10とが曲折又は湾曲して接続されていることに起因する第1クロスメンバ8の単体(素材)としての強度低下をラック用ブラケット29によって抑えることができ、構造体全体の剛性がさらに向上する。
【0042】
このように、本実施形態によれば、部分的な補強を必要とせず、組み付け性が良好で、剛性を確保することができ、安価且つ軽量なサスペンション支持構造を得ることができる。
【0043】
なお、本実施形態においては、ラック用ブラケット33を第1クロスメンバ8の第1端部10の延長部11に固定したが、第1クロスメンバ8のいずれの場所に固定しても第1クロスメンバ8の強度低下を抑えることができる。従って、ラック用ブラケット33を第1中間部9、あるいは先端部12に固定しても良いが、第1クロスメンバ8で最も強度が低下する延長部11に固定するのが好ましい。
【0044】
次に、参考例を図8に基づいて説明する。
【0045】
参考例に係る支持構造は、上記本発明の実施形態の連結部材20を省略したものであり、本発明の実施形態と同様の部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【0046】
すなわち、参考例では、図8に示すように、第1クロスメンバ50の第1中間部9と第2クロスメンバ51の第2中間部14とが前後に隣接して配置され、両中間部9,14同士が図示外のボルト・ナットによって直接締結固定されている。
【0047】
参考例によれば、本発明の実施形態と同様に、左右のサスペンションアーム7を連結支持する第1クロスメンバ50と第2クロスメンバ51とは全体として略X形状を呈しているので、第1及び第2のクロスメンバ50,51に相反する方向への力が作用しても、斜め前方へ延びる左右の第1端部10と斜め後方へ延びる左右の第2端部15とが、これを的確に支持する。従って、部分的な補強を要することなく、第1及び第2クロスメンバ50,51に作用する力を堅牢に支持することができ、結果として、構造が簡素化し、コストの低減及び構造の軽量化を図ることができる。
【0048】
また、全体として略X形状を呈する構造体を2つの部材(第1クロスメンバ50と第2クロスメンバ51)に分割した構成を有するため、全体を1つの部材によって構成する場合に比べて、1つの部材が小型となり、製造時に所望の寸法精度が確保される。従って、第1及び第2クロスメンバ50,51を車体側へ組み付ける際の両者の相対位置にずれが生じ難く、良好な組み付け性が得られる。
【0049】
また、ラック用ブラケット33を第1クロスメンバ50の第1端部10の延長部11に固定したので、第1クロスメンバ50の単体(素材)としての強度低下をラック用ブラケット33によって抑えることができ、構造体全体の剛性がさらに向上する。
【0050】
さらに、参考例では、第1クロスメンバ50と第2クロスメンバ51とを直接連結したので、ストラットを要する上記した本発明の一実施形態に比して部品点数の低減及び構造の簡素化を図ることができる。
【0051】
このように、参考例によれば、部分的な補強を必要とせず、組み付け性が良好で、剛性を確保することができ、安価且つ軽量なサスペンション支持構造を得ることができる。
【0052】
なお、本発明の実施形態において、サスペンション支持構造をシャシフレーム付き自動車に適用した例を説明したが、モノコックボディ車に適用することもできる。また、第1及び第2クロスメンバ8,13,50,51を、ブラケット2を用いることなく、サイドメンバ1に直接連結しても良い。また、サスペンションアーム7を、ブラケット2ではなく第1及び第2クロスメンバ8,13に直接連結しても良い。さらに、ラック用ブラケット33を、第2クロスメンバ13,51の第2端部15に固定しても良い。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部分的な補強を必要とせず、組み付け性が良好で、剛性を確保することができ、安価且つ軽量なサスペンション支持構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るサスペンション支持構造の平面図である。
【図2】 図1の斜視図である。
【図3】 図1の分解斜視図である。
【図4】 図1の要部拡大図である。
【図5】 ステアリングラックユニットを図1の第1クロスメンバによって支持した状態を示す平面図である。
【図6】 図5の斜視図である。
【図7】 図2の第1クロスメンバとラック用ブラケットとを矢印VII方向から視た要部拡大図である。
【図8】 参考例に係るサスペンション支持構造の平面図である。
【図9】 従来の構造を示す平面図である。
Claims (2)
- 左右のサスペンションアームを、車幅方向に沿って配置された第1クロスメンバと、該第1クロスメンバの車体後方で車幅方向に沿って配置された第2クロスメンバと、によって連結支持するサスペンション支持構造であって、
前記第1クロスメンバは、第1中間部と、該第1中間部の両端から車体斜め前方へ延びて車体側に支持される2つの第1端部と、を有し、
前記第2クロスメンバは、前記第1中間部に連結される第2中間部と、該第2中間部の両端から車体斜め後方へ延びて車体側に支持される2つの第2端部と、を有し、
前記第1クロスメンバの第1中間部と前記第2クロスメンバの第2中間部とを、相互に離間した状態で対向配置すると共に、連結部材によって連結し、
前記連結部材は、第1ボルト挿通孔を有し、
前記第1中間部及び前記第2中間部の一方は、第2ボルト挿通孔を有し、
前記第1中間部及び前記第2中間部の一方と前記連結部材とは、前記第1ボルト挿通孔及び前記第2ボルト挿通孔を挿通するボルトによって連結され、
前記第1ボルト挿通孔及び前記第2ボルト挿通孔の一方は、車体前後方向に延びる長孔形状を有し、
前記長孔形状は、前記第1クロスメンバと前記第2クロスメンバとを前記連結部材を介して連結する際に、前記第1中間部と前記第2中間部との距離の変更を許容して製造時に生じた寸法誤差を吸収する
ことを特徴とするサスペンション支持構造。 - 請求項1に記載のサスペンション支持構造であって、
ハンドル操舵を左右の車輪に伝達するためのステアリングラックユニットを支持するラック用ブラケットを、前記第1クロスメンバ又は前記第2クロスメンバの少なくとも1箇所に固定する
ことを特徴とするサスペンション支持構造。
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