JP3952704B2 - 自動車のサスペンションクロスメンバ構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダブルウイッシュボーン形式のリヤサスペンションにおけるサスペンションアームの車体内方側の端部を揺動自在に支持するサスペンションクロスメンバを備えたような自動車のサスペンションクロスメンバ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例の自動車のサスペンションクロスメンバ構造としてはドイツ登録明細書第１９６１５２０７号(ＤＥ１９６１５２０７Ｃ１)に記載の構造がある。
すなわち、図８、図９にその構造の片側のみを示すように、リヤサスペンションフレーム９１に前端弾性マウント９２、中間弾性マウント９３、後端弾性マウント９４の合計３個の弾性マウントを配置し、これら片側３個の弾性マウント９２，９３，９４を図８に示すように平面視で車両前後方向に延びるライン９５上に一直線上に配列させると共に、図９に示すように側面視で各弾性マウント９２，９３，９４を結ぶ直線９６，９７，９８が三角形を構成するように配列したものである。
【０００３】
従前の両側で４個の弾性マウントを用いてサスペンションクロスメンバを車体に支持すると、付勢される入力荷重を４点で支えるので、弾性マウントには、ある程度のバネ定数が必要となり、バネ定数が高くなるが、図８、図９に示すように、片側３個、すなわち、両側で６個の弾性マウントを用いると、これら弾性マウント９２，９３，９４のバネ定数を低くすることができて、乗り心地を向上させることができると共に、マウント数の増加により図９に示すように三角形の面で荷重を受けることができるので、横剛性の向上を図ることができる。
【０００４】
特に、弾性マウント９２，９３，９４を図８に示す如くライン９５上に一直線に配列すると、上下荷重入力時に弾性中心がライン９５上に位置し、不要なモーメントが発生しないので剛性が良好となる。要するに、図８、図９に示す従来構造のものは乗り心地の向上と、操縦安定性との両立を図ることができる。
【０００５】
ところで、上述のサスペンションクロスメンバ構造を備えた車両において、リヤデファレンシャルのワインドアップ振動を防止し、発進、加速性能を向上させる目的で、エンジンおよびトランスミッションからなるパワーユニット、リヤデファレンシャルとの間を、リジットに連結するパワープラントフレーム(いわゆるＰＰＦ)を設けた場合には、次のような問題点が発生する。
【０００６】
すなわち、上述のパワープラントフレームはワインドアップを防止することができる反面、このパワープラントフレームの作用によりエンジンのロール力がリヤデファレンシャルに伝達され、リヤデファレンシャルを中心としてリヤサスペンションフレーム９１が上下方向に動かされるという問題がある。
【０００７】
また、上述のパワープラントフレームの採用に伴うエンジンロールがサスペンションクロスメンバに作用した場合の振動は、左右のライン９５，９５間のスパンつまりデファレンシャルの中心から左右のそれぞれの弾性マウントまでのスパンが長い程、弾性マウント位置での上下変位が大きくなるため、この問題は顕著となる。一方で、この振動力を抑制するためにスパンを小さくすると、サスペンションから入力される力に対して変位量が大きくなって、振動の増大、横剛性の低下にともなう操安性の低下が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、パワーユニットとデファレンシャルとの間にパワープラントフレームを設ける一方、サスペンションクロスメンバを車体に対して支持する両側にそれぞれ前後方向に３点づつ配置された弾性マウントを設け、片側３個の弾性マウントを平面視で前端および後端に配設された各弾性マウント間を結ぶ直線に対して、中間の弾性マウントを車体内方側に配設することで、パワープラントフレームの作用に伴うエンジンロールがサスペンションクロスメンバに作用した際の振動を低減することができると共に、操安性の低下を抑制することができ、しかも、上記中間および後端の弾性マウントを側面視でほぼ同一水平面上に設ける一方、前端の弾性マウントを、上記水平面より車体下方側に位置するように設けたことで、ほぼ同一水平面上に位置する中間および後端の弾性マウントでエンジンからの振動を受け、上記水平面より車体下方側に位置する前端の弾性マウントが配設された部分のねじれを許容して、この前端の弾性マウントのバネ定数低下を図って、乗り心地の向上を図ることができ、また前端の弾性マウントのバネ定数低下によりロードノイズの伝達を良好に防止することができる自動車のサスペンションクロスメンバ構造の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明による自動車のサスペンションクロスメンバ構造は、ダブルウイッシュボーン形式のサスペンションにおけるサスペンションアームの車体内方側の端部を揺動自在に支持するサスペンションクロスメンバを備えた自動車のサスペンションクロスメンバ構造であって、パワーユニットとデファレンシャルとの間にパワープラントフレームが張架される一方、上記サスペンションクロスメンバを車体に対して支持する両側にそれぞれ前後方向に３点づつ配置された弾性マウントを備え、上記弾性マウントは平面視で前端および後端に配設された各弾性マウント間を結ぶ直線に対して、中間の弾性マウントが車体内方側に配設され、上記中間および後端の弾性マウントは側面視でほぼ同一水平面上に設けられる一方、前端の弾性マウントは上記水平面より車体下方側に位置するように設けられたものである。
【００１０】
上記構成のサスペンションアームは、アッパアームとロアアームとで構成することができる。また上記構成のサスペンションクロスメンバはフロントクロスメンバと、リヤクロスメンバと、左右のサイドクロスメンバとを組合わせて構成してもよい。
【００１１】
上記構成によれば、弾性マウントを片側３点、両側で６点化することにより、弾性マウントのバネ定数を低くすることができて、乗り心地の向上を図ることができると共に、マウント数の増加により、横剛性の向上を図ることができる。
また前端、中間、後端の各弾性マウントが平面視で三角形状に配設されるので、固有振動数が向上し、デフ振動の軽減、クロスメンバの軽量化が図れる。
【００１２】
さらに、中間の弾性マウントが車体内方側に配設されているので、左右の中間弾性マウント間のスパンが短くなり、この結果、パワープラントフレームの作用にともなうエンジンロールがサスペンションクロスメンバに作用した際のショック、振動を軽減することができると共に、操安性の低下を抑制することができる。
【００１３】
しかも、上記中間および後端の弾性マウントは側面視でほぼ同一水平面上に設けられる一方、前端の弾性マウントは上記水平面より車体下方側に位置するように設けられたものであるから、ほぼ同一水平面上に位置する中間および後端の弾性マウントでエンジンからの振動を受け、上記水平面より車体下方側に位置する前端の弾性マウントが配設された部分のねじれを許容して、この前端の弾性マウントのバネ定数低下を図って、乗り心地の向上を図ることができる。また前端の弾性マウントのバネ定数低下によりロードノイズの伝達を良好に防止することができる。
【００１４】
この発明の一実施態様においては、上記前端の弾性マウントの下部には、該下部から車外方向前方に向けて延びるブラケットが設けられたものである。
【００１５】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は自動車のサスペンションクロスメンバ構造を示し、図１において、車両前部にエンジン１と変速機２とを備えたパワーユニット３を配設し、車両後部に減速装置としてのリヤデファレンシャル装置４を配設し、変速機２の出力軸５とリヤデファレンシャル装置４のドライブピニオン等の入力軸との間を、プロペラシャフト６で連結している。
【００１６】
つまり、ＦＲ(フロントエンジン・リヤドライブ、前部機関後輪駆動)方式の駆動系を構成し、エンジン１の回転力を、変速機２、プロペラシャフト６、リヤデファレンシャル装置４に伝達して、アクスルシャフト７，７を介して後輪を駆動すべく構成している。なお、図中、８，９はユニバーサルジョイントである。
【００１７】
車両前後に離間して配設されたパワーユニット３とリヤデファレンシャル装置４との間に張架され、車両前後方向に延びるパワープラントフレーム１０を設けている。
【００１８】
このパワープラントフレーム１０は、エンジン駆動系からのロール方向の動きを許容する一方、リヤデファレンシャル装置４のワインドアップを防止するフレームで、曲げ剛性が強く、ねじりに対して柔軟性を有するように構成されている。
【００１９】
この実施例では、上述のパワープラントフレーム１０における主要部は図２の（ａ）に示すように閉断面構造に形成され、ミッションケースおよびデフハウジングに対する前後の取付け部は図２の（ｂ）に示すようにコの字状に形成されている。
【００２０】
図３は図１の要部拡大平面図であって、左右の後輪を独立懸架するダブルウィッシュボーン形式のリヤサスペンション１１は同図および図４、図５に示すように構成されている。
【００２１】
すなわち、このリヤサスペンション１１は左右ほぼ対称に構成されており、前後のロアアーム１２，２１と、このロアアーム１２，２１よりもアーム長が短い前後のアッパアーム１３Ｆ，１３Ｒとから成るサスペンションアームと、フロントクロスメンバ１４(図６参照)と、リヤクロスメンバ(図７参照)１５と、左右のサイドクロスメンバ１６，１６とを、平面視で方形枠状に組合わせたサスペンションクロスメンバとを備えている。
【００２２】
上述のサスペンションクロスメンバは、ロアアーム１２，２１およびアッパアーム１３Ｆ，１３Ｒの車体内方側の端部を揺動自在に支持するメンバである。
アッパアーム１３Ｆ，１３Ｒよりもアーム長が長い後部のロアアーム１２は、ホイールサポート１７(車輪支持部材)の後方延長部１７ａ（図 4 参照）とリヤクロスメンバ１５の下部との間にロアアームブッシュを用いて枢支されている。一方、図４に底面図で示すようにホイールサポート１７の下方延長部１７ｃとサイドクロスメンバ１６の前部下面との間には前部のロアアーム２１を枢支している。
【００２３】
また、上述のアッパアーム１３Ｆ，１３Ｒの車体外方側の端部はボールジョイント１８を介してホイールサポート１７の上方延長部１７ｂに取付けられ、アッパアーム１３Ｆ，１３Ｒの車体内方側の端部は支持ブッシュ１９(アッパアームブッシュ)およびブラケット２０を介してサイドクロスメンバ１６の前後に枢支されている。
【００２４】
一方、ホイールサポート１７の前方延長部１７ｄと、サイドクロスメンバ１６の前部上面との間にはコントロールリンク２２を枢支している。
【００２５】
また、リヤクロスメンバ１５の背面部にブラケット２３および保持具２４を用いて、スタビライザ２５を保持させている。このスタビライザ２５は、ねじり剛性の抵抗により片輪のみのバンプ、リバウンド時にロール角を抑制するものである。
【００２６】
さらに、ホイールサポート１７の内方延長部１７ｅとボディとの間には、図５に示すように、アッパシート２６、ロアシート２７、コイルスプリング２８、ストラット２９を備えたダンパ３０を設けている。このダンパ３０は図３に示すように平面視で前後のアッパアーム１３Ｆ，１３Ｒ間に位置する。
一方、図４に示すように、サイドクロスメンバ１６の前部下面とリヤクロスメンバ１５の前側の縦壁との間には補強メンバ３１を斜交い状に張架している。
【００２７】
ところで、図３に示すように左右のサイドクロスメンバ１６，１６にはサスペンションクロスメンバの全体を車体に対して支持する片側３点づつの弾性マウント３２，３３，３４をそれぞれ前後方向に配置している。
【００２８】
これらの弾性マウント３２，３３，３４は、図３に平面図で示すように、平面から見て前端および後端に配設された各弾性マウント３２，３４間を結ぶ直線Ｌ１に対して、中間の弾性マウント３３が車体内方側に位置するように配設され、左右の中間弾性マウント３３，３３間の車幅方向のスパン短縮を図っている。
【００２９】
しかも、中間および後端に位置する弾性マウント３３，３４は車体前後方向に延びる車体中央線Ｌ２に対して略平行となるように車体前後方向に配設されている。
【００３０】
ここで、上述のリヤクロスメンバ１５、後部のロアアーム１２、ダンパ３０は中間の弾性マウント３３と後端の弾性マウント３４との間に位置するように設けられており、上述のリヤクロスメンバ１５の前側の縦壁にはリヤデファレンシャル装置取付け用のブラケット３５，３５が設けられている。
【００３１】
而して、上述のブラケット３５，３５にはデフマウント３６，３６を介してリヤデファレンシャル装置４が支持されている。一方、前述のエンジン１は図１に示すように、その左右両部から車幅方向外方に延びるブラケット３７，３７およびエンジンマウント３８，３８を介して車体に支持されている。
【００３２】
上述のサイドクロスメンバ１６は図３、図５に示すように平面から見て車幅方向内方側へ突出するように湾曲状に形成されると共に、その前部は車外方向に向けて斜め下方に延びるように形成されており、図５に側面図で示すように、中間弾性マウント３３と後端弾性マウント３４とは側面から見てほぼ同一水平面上に設けられる一方、前端の弾性マウント３２は上述の水平面よりも車体下方側に位置するようにサイドクロスメンバ１６の前端部に設けられている。
また、この前端の弾性マウント３２の下部には該下部から車外方向前方に向けて延びるブラケット３９が設けられている。
【００３３】
このように、上記実施例の自動車のサスペンションクロスメンバ構造は、ダブルウイッシュボーン形式のサスペンションにおけるサスペンションアーム(ロアアーム１２，２１、アッパアーム１３Ｆ，１３Ｒ参照)の車体内方側の端部を揺動自在に支持するサスペンションクロスメンバ(クロスメンバ１４，１５，１６，１６参照)を備えた自動車のサスペンションクロスメンバ構造であって、パワーユニット３とリヤデファレンシャル装置４との間にパワープラントフレーム１０が張架される一方、上記サスペンションクロスメンバ(クロスメンバ１４，１５，１６，１６参照)を車体に対して支持する両側にそれぞれ前後方向に３点づつ配置された弾性マウント３２，３３，３４を備え、上記弾性マウントは平面視で前端および後端に配設された各弾性マウント３３，３４間を結ぶ直線Ｌ１に対して、中間の弾性マウント３３が車体内方側に配設されたものである。
【００３４】
この構成によれば、弾性マウント３２，３３，３４を片側３点、両側で６点化することにより、弾性マウント３２，３３，３４のバネ定数を低くすることができて、乗り心地の向上を図ることができる。
また前端、中間、後端の各弾性マウント３２，３３，３４が平面視で三角形状に配設されるので、固有振動数が向上し、デフ振動の軽減、クロスメンバの軽量化が図れる。
【００３５】
しかも、中間の弾性マウント３３が車体内方側に配設されているので、左右の中間弾性マウント３３，３３間のスパンが短くなり、この結果、パワープラントフレーム１０の作用にともなうエンジンロールがサスペンションクロスメンバ(クロスメンバ１４，１５，１６，１６参照)に作用した際の振動を軽減することができると共に、操安性の低下を抑制することができる。
【００３６】
さらに、上記中間および後端の弾性マウント３３，３４は車体前後方向に延びる車体中央線Ｌ２に対して略平行となるよう車体前後方向に配設されたものである。
この構成によれば、特にエンジンロールがサスペンションクロスメンバ(クロスメンバ１４，１５，１６，１６参照)に作用した時、車体中央線Ｌ２と略平行に配設された中間弾性マウント３３と後端弾性マウント３４とで入力荷重を受けるので、ねじれの発生がなく、乗り心地の向上と、騒音低減とを図ることができる。
【００３７】
そのうえ、上記中間の弾性マウント３３と後端の弾性マウント３４との間にリヤクロスメンバ１５が設けられ、上記リヤクロスメンバ１５にリヤデファレンシャル装置４が支持されたものである。
【００３８】
この構成によれば、エンジン１からの振動力、特にエンジンロールがサスペンションクロスメンバ(クロスメンバ１４，１５，１６，１６参照)作用した時、この入力荷重を中間の弾性マウント３３と後端の弾性マウント３４との双方に分担させることができ、この結果、弾性マウント３３，３４のバネ定数を低くすることができ、乗り心地の向上と、操縦安定性の向上とを図ることができる。
【００３９】
さらには、上記中間および後端の弾性マウント３３，３４は側面視でほぼ同一水平面上に設けられる一方、前端の弾性マウント３２は上記水平面より車体下方側に位置するように設けられたものである。
【００４０】
この構成によれば、ほぼ同一水平面上に位置する中間および後端の弾性マウント３３，３４でエンジン１からの振動を受け、上記水平面より車体下方側に位置する前端の弾性マウント３２が配設された部分のねじれを許容して、この前端の弾性マウント３２のバネ定数低下を図って、乗り心地の向上を図ることができる。また前端の弾性マウント３２のバネ定数低下により、ロードノイズの伝達を良好に防止することができる。
【００４１】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のサスペンションアームは、実施例のロアアーム１２，２１およびアッパアーム１３Ｆ，１３Ｒに対応し、
以下同様に、
サスペンションクロスメンバは、各クロスメンバ１４，１５，１６，１６に対応し、
デファレンシャルは、リヤデファレンシャル装置４に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００４２】
【発明の効果】
この発明によれば、パワーユニットとデファレンシャルとの間にパワープラントフレームを設ける一方、サスペンションクロスメンバを車体に対して支持する両側にそれぞれ前後方向に３点づつ配置された弾性マウントを設け、片側３個の弾性マウントを平面視で前端および後端に配設された各弾性マウント間を結ぶ直線に対して、中間の弾性マウントを車体内方側に配設するので、パワープラントフレームの作用に伴うエンジンロールが、サスペンションクロスメンバに作用した際の振動を低減することができると共に、操安性の低下を抑制することができる効果があり、しかも、上記中間および後端の弾性マウントを、側面視でほぼ同一水平面上に設ける一方、前端の弾性マウントを、上記水平面より車体下方側に位置するように設けたので、ほぼ同一水平面上に位置する中間および後端の弾性マウントでエンジンからの振動を受け、上記水平面より車体下方側に位置する前端の弾性マウントが配設された部分のねじれを許容して、この前端の弾性マウントのバネ定数低下を図って、乗り心地の向上を図ることができ、また前端の弾性マウントのバネ定数低下によりロードノイズの伝達を良好に防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のサスペンションクロスメンバ構造を備えた駆動系の平面図。
【図２】 パワープラントフレームの断面図。
【図３】 本発明の自動車のサスペンションクロスメンバ構造を示す平面図。
【図４】 サスペンションクロスメンバ構造の要部の底面図。
【図５】 サスペンションクロスメンバ構造の要部の側面図。
【図６】 フロントクロスメンバの正面図。
【図７】 リヤクロスメンバの背面図。
【図８】 従来のサスペンションクロスメンバ構造を示す部分平面図。
【図９】 従来のサスペンションクロスメンバ構造を示す側面図。
【符号の説明】
３…パワーユニット
４…リヤデファレンシャル装置
１０…パワープラントフレーム
１１…リヤサスペンション
１２，２１…ロアアーム(サスペンションアーム)
１３Ｆ，１３Ｒ…アッパアーム(サスペンションアーム)
１４〜１６…クロスメンバ(サスペンションクロスメンバ)
３２〜３４…弾性マウント
Ｌ１…直線
Ｌ２…車体中央線

Claims (2)

1. ダブルウイッシュボーン形式のサスペンションにおけるサスペンションアームの車体内方側の端部を揺動自在に支持するサスペンションクロスメンバを備えた自動車のサスペンションクロスメンバ構造であって、
   パワーユニットとデファレンシャルとの間にパワープラントフレームが張架される一方、上記サスペンションクロスメンバを車体に対して支持する両側にそれぞれ前後方向に３点づつ配置された弾性マウントを備え、
   上記弾性マウントは平面視で前端および後端に配設された各弾性マウント間を結ぶ直線に対して、中間の弾性マウントが車体内方側に配設され、
   上記中間および後端の弾性マウントは側面視でほぼ同一水平面上に設けられる一方、
   前端の弾性マウントは上記水平面より車体下方側に位置するように設けられた
   自動車のサスペンションクロスメンバ構造。
2. 上記前端の弾性マウントの下部には、該下部から車外方向前方に向けて延びるブラケットが設けられた
   請求項１記載の自動車のサスペンションクロスメンバ構造。

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