JP4743004B2

JP4743004B2 - サスペンション構造

Info

Publication number: JP4743004B2
Application number: JP2006163803A
Authority: JP
Inventors: 友貴村山; 考広渡辺; 善裕今野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2026-06-13
Also published as: CN101092106A; CN100509456C; JP2007331488A

Description

本発明は、ショックアブソーバ若しくはスタビライザを備えたサスペンション構造に関するものである。

従来のサスペンション構造としては、例えば特許文献１に記載される構造がある。このサスペンション構造では、サスペンションアームを、アッパプレートとロアプレートとで形成し、アッパプレート及びロアプレートの一方に対し、ショックアブソーバの下端部を取り付けるためのダンパー取付け部を形成すると共に、他方のプレートの上記ダンパー取付け部に対応する位置に、サスペンションアームの厚さ方向に延びる折り曲げ部を形成することで、ショックアブソーバからの入力に耐える強度を確保する構造が開示されている。
特開平５−１６２５２０号公報

上記従来技術でも開示されているように、サスペンションアームに対しショックアブソーバやスタビライザなどの大きな反力を発生する部品を取り付けると、サスペンションアームへの取付け部に高い支持剛性が要求される。上記従来技術では、２つのプレートで中空部を形成してサスペンションアームとする製造方法が前提となっており、板部材を加工することで支持剛性を高くしている。

ここに昨今、アルミ合金等の鋳物でサスペンションアームを構成することが多い。鋳物でサスペンションアームを製造した場合、上記のような支持剛性を確保しようとして、サスペンションアームと一体成形で連結部を形成し、ボルトで締結して連結する構成を想定した場合に、ボルト締結に所定以上の締結力を確保するためには、ボルト締結時にサスペンションアームに設けた連結部がある程度、撓む必要がある。言い換えると、上記連結部にある程度の弾性が必要となる。しかし、鋳物で連結部を形成すると、鋳物の材料特性によって、局部剛性は高くなって高い支持剛性を確保することは可能であるものの、弾性を確保することは難しい。したがって、鋳物製のサスペンションアームに対し、ショックアブソーバやスタビライザなどを取り付けるための連結部を一体成形した構造にあっては、支持剛性と締結力を共に確保することが困難なことが想定される。

本発明は、上記のような点に着目したもので、サスペンションアームがたとえ鋳物製であっても、ショックアブソーバやスタビライザを取り付けるための連結部に対し、支持剛性と締結力を共に所定以上の剛性にすることが可能とすることを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明のサスペンション構造は、車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と、その車輪支持部材と車体側部材とを連結するサスペンションアームと、を備え、そのサスペンションアームに対し、ショックアブソーバの下部取付け部又はスタビライザの車輪側取付け部の一方の取付け部を連結するサスペンション構造において、
上記サスペンションアーム部材に対し、互いに対向する２つの支持板を設け、その２つの支持板の間に上記一方の取付け部を配置して、その一方の取付け部及び２つの支持板を貫通するボルトで締結することで、上記一方の取付け部をサスペンションアームに連結する構成とし、上記２つの支持板を、サスペンションアームと一体成形された第１支持板と、サスペンションアームと別体に形成されて両端部がサスペンションアームに固定されることでアームに支持される第２支持板と、から構成し、上記一方の取付け部を挟んだ第１支持板と第２支持板との間の間隔は、当該一方の取付け部よりも広いことを特徴とするものである。

本発明によれば、ショックアブソーバやスタビライザを取り付けるための連結部に対し、支持剛性と締結力を共に所定以上の剛性とすることが可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係るサスペンション構造を示す斜視図であり、図２は、ショックアブソーバ５及びスタビライザと、サスペンションアーム３（本実施形態ではロアアーム）との取付け部を示す車両前方から見た図である。

（構成）
まず構成について説明すると、車輪１がアクスル２（車輪支持部材）に回転自在に支持されている。そのアクスル２の下端部に対してサスペンションアーム３の外端部がボールジョイントを介して連結している。サスペンションアーム３は、車幅方向に延びて内端部がブッシュ９を介してサスペンションメンバ４に上下方向へ揺動可能に連結している。
そのサスペンションアーム３の車輪側位置に対してショックアブソーバ５の下端部（下部取付け部）が連結している。図１中の符号６は、ショックアブソーバ５の上部に設けられたアッパーマウントである。

また、スタビライザ７の車輪側端部（車輪側取付け部）も、ショックアブソーバ５の下端部と車両前後方向からみて重なる位置でサスペンションアーム３に連結している。
ここで、スタビライザ７は、車幅方向に延在するスタビライザ本体７ａと、そのスタビライザ本体７ａの両端部に連続する左右のアーム部７ｂと、その各アーム部７ｂに一方の端部が連結し他端部がサスペンションアーム３に連結するロッド８とを備える。このロッド８の他端部８ａがスタビライザ７の車輪側端部を構成する。なお、上記スタビライザ本体７ａは、左右対称な位置で、サスペンションメンバ４に対しブラケットを介して弾性支持されている。

次に、サスペンションアーム３へのショックアブソーバ５の下端部（下部取付け部）及びスタビライザ７の車輪側端部（車輪側取付け部）の取付け構造について説明する。
サスペンションアーム３に２枚の支持板１１，１２が設けられている。この２枚の支持板１１，１２は、車両前後方向で対向しており、その両者１１，１２の間は、ショックアブソーバ５の下端部を挿入可能な間隔を有している。また、２枚の支持板１１，１２には、同心にボルト挿通穴が開口している。

本実施形態では、図３及び図４に示すように、２枚の支持板１１，１２のうち、スタビライザ７のロッド８が固定される車両前後方向前側の支持板１１（以下、第１支持板１１とも呼ぶ）は、サスペンションアーム３と一体成形されていて当該サスペンションアーム３から上方に立ち上がっている。また、車両前後方向後側の支持板１２（以下、第２支持板１２とも呼ぶ）は、サスペンションアーム３とは別体の板部材から構成されている。

その第２支持板１２は、上記第１支持板１１と対向する支持部本体１２ａと、その支持部本体１２ａの車輪側に対し前側に屈曲した中間部を介して連続し端部にボルト穴が上下に２つ開口した車輪側端部１２ｂと、上記支持部本体１２ａのサスペンションメンバ４側に連続して後側に斜めに屈曲し端部にボルト穴が開口しているメンバ側端部１２ｃとからなる。また、上記支持部本体１２ａには、ボルトを通すためのボルト挿通穴が開口している。

そして、図３及び図４に示すように、第２支持板１２の両端部１２ｂ、１２ｃがサスペンションアーム３の側面にボルト締結されて固定されている。これによって第２支持板１２は、両端固定の梁構造でサスペンションアーム３に支持されることとなる。
ここで、上記第２支持板１２の支持部本体１２ａと第１支持板１１との対向距離は、後述のブッシュ１３の内筒１３ａの長さよりも若干長く設定されている。

上記ショックアブソーバ５の下端部には、軸を車両前後方向に向けたブッシュ１３が設けられている。このブッシュ１３は、内筒と外筒との間に弾性体が介挿されて構成され、上記外筒がショックアブソーバ５に固定されている。なお、ブッシュ１３は、外筒よりも内筒１３ａの方が長く、内筒１３ａが２枚の支持板１１，１２に当接した状態にボルト１４で固定されることになる。
また、上記スタビライザ７の車輪側端部を構成するロッド８の上端部８ａにもボルト１４を挿入可能な貫通穴が開口している。

そして、図５及び図６に示すように、上記２枚の支持板１１，１２の間に対し、ブッシュ１３を、その支持板１１，１２のボルト挿通穴と同軸となるように配置すると共に、２枚の支持板１１，１２のうちの車両前後方向前側の支持板１１における車両前後方向前側の表面に対して上記ロッド８上端部８ａの貫通穴を配置した状態で、ボルト１４の軸を、ロッド８側から、ロッド８の上端部８ａに形成した貫通穴、２枚の支持板１１，１２の挿通穴、及びブッシュ１３の内筒を同軸に貫通させ、そのボルト１４の軸の先端部にナット２３を締結して締め付けることで固定する。このとき、ブッシュ１３の内筒の軸方向両端部が第１支持板１１と第２支持体の両方に当接するまで、ナット２３で締め付ける。
これによって、１本の同じボルト１４によって、サスペンションアーム３に設けられた２枚の支持板１１，１２に対し、ショックアブソーバ５の下端部、およびスタビライザ７の車輪側端部８ａが、連結した構造となる。

（作用・効果）
ショックアブソーバ５は、車輪１の上下ストロークに伴い減衰力を発生する。また、スタビライザ７は、スタビライザ本体７ａの捩り反力によって、左右の車輪１に発生した逆相の上下ストロークを抑制する。このとき、スタビライザ７の捩り反力を大きくしてスタビライザ７の効率を向上させるためには、スタビライザ７の車輪側端部８ａをできるだけ車輪寄りに配置することが好ましい。

本実施形態では、上記構成のように、サスペンションアーム３に対する、ショックアブソーバ５下部の取付け部（下部取付け部）、及びスタビライザ７の取付け部（車輪側取付け部）を同軸にすることで、ショックアブソーバ５下部と共に、スタビライザ７の車輪側端部８ａも、より車輪寄りに近づけて配置することが出来る。この結果、スタビライザ７の効率を向上させることが出来るので、転舵時における車体のロールが小さくなって乗り心地が向上する。

また、スタビライザ７に捩り反力が発生すると、サスペンションアーム３のスタビライザ７取付け点に反力が伝搬され、この取付け点に支持反力が発生する。この支持反力は、ボルト１４を介して２枚の支持板１１，１２で支持されるので、不要な揺動となる力がショックアブソーバ５の下端部に伝達されることが抑えられる。
すなわち、車輪１の上下ストロークによって、スタビライザ７の支持反力がショックアブソーバ５の下端部に作用した場合を想定すると、その力は、ショックアブソーバ５を、当該ショックアブソーバ５の長手方向の軸まわりに回転変位させる力として作用して、ショックアブソーバ５の周囲に配置されてショックアブソーバ５と力学的に連結しているコイルスプリングにも、ねじり方向の変位が入力されることで荷重変動が生じる。この荷重変動によって、車輪１を転舵方向にふらつかせる。

これに対し、本実施形態では、スタビライザ７の支持反力がボルト１４に入力されても、ボルト１４は、剛性の高いサスペンションに設けられた２枚の支持板１１，１２に支持されることで、支持剛性が高く、上記のようなショックアブソーバ５の揺動が発生しない。
また、ボルト１４はサスペンションアーム３とほぼ一体になって上下に揺動するだけであり、また、ボルト１４を支持するサスペンションアーム３は、取付け剛性が高く変位量が小さいために、スタビライザ７の車輪側端部の取付け軸の揺動によるスタビライザ機能の低下も抑えられる。

また、上記ボルト１４には、スタビライザ７のねじり反力と共にショックアブソーバ５の減衰力も作用するが、上述のようにボルト１４を、２枚の支持板１１，１２によって両持ち構造とすることで、固定部である２枚の支持板１１，１２の剛性をその分小さく、つまり、２枚の支持板１１，１２を小さくすることが出来て、レイアウト上有利である。
ここで、２枚の支持板１１，１２を共にサスペンションアーム３と一体成形した場合には、サスペンションアーム３の材質によっては、静的強度から要求される支持剛性と、ショックアブソーバ５を締結する際の締結力の確保を両立させることが難しい事がある。すなわち、上記締結力は、支持板にある程度の撓みが発生しないと締結力を確保出来ない。

これに対して、本実施形態では、第２支持板１２について車幅方向両端部を固定した両持ちの梁構造としてあるので、サスペンションアーム３の材質とは関係無く、当該第２支持板１２に撓みを生じさせて所定のバネが発揮した状態とすることで、目的とする締結力を確保することが出来る。
またこのとき、ロッド８に近い側の第１支持板１１をサスペンションアーム３と一体に構成することで、ロッド８の支持剛性上、有利な構成となっている。

ここで、スタビライザ７及びショックアブソーバ５、特にショックアブソーバ５から上下方向の力がボルト１４に入力されて２枚の支持板１１，１２で受ける事になる。これを考慮して、上記第２支持板１２について、ボルト１４の軸方向である、板の厚さ方向に対し、上下方向の幅を大きくすることが好ましい。上下方向の幅を大きくすることで、上下方向入力に対する断面二次モーメントを稼ぐ事で、上下の静的強度を確保できる。また、車両水平方向の幅（厚さ方向）を小さくすることで、上記締結力のためのたわみを生じさせることが出来る。

また、サスペンションアーム３の軽量化のために、サスペンションアーム３及びそれと一体成型された第１支持板１１の材質を、アルミニウム製やアルミニウム合金製のアルミ材とした場合には、第２支持板１２の材料を、アルミ材よりも弾性力が大きな材質、例えば鉄材とすることが好ましい。このような構成にすると、鉄材はアルミ材に比べて弾性に富むため、サスペンションアーム３の軽量化を図りつつ、目的とする締結力を第２支持板１２の撓みによるバネで発揮可能となる。

ここで、図６中における、符号２０はナックルストッパである。このように第２支持板１２にナックルストッパ２０を設けると、第２支持板１２とナックルストッパ２０とのサスペンションアーム３への取付け部を共用することが出来て、部品点数の削減となる。もちろん、ナックルストッパ２０を第２支持板１２に固定しなくても良い。
また、図７のように、第２支持板１２におけるブッシュ１３と対向する側面に対して、ブッシュ１３の内筒１３ａの外周面、特にブッシュ１３の軸の高さよりも下側の内筒外周面に接する突起部２１を、１個または２個以上設けておくと良い。
このように、突起部２１を設けておくと、２枚の支持板１１，１２の間に対し、ショックアブソーバ５の下端部を差し込んだ際に、ブッシュ１３の内筒１３ａの端部外周面が上記突起部２１に当接することでショックアブソーバ５下端部の位置決めがなされる。これによって上記締結作業が容易になる。

（応用）
ここで、上記実施形態では、第１支持板１１の外側にスタビライザ７の車輪側端部８ａを固定しているが、スタビライザ７の車輪側端部８ａを別の連結部に取り付けても良い。
また、上記実施形態では、２枚の支持板１１，１２の間に対しショックアブソーバ５の下端部を取り付ける場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、２枚の支持板１１、１２をサスペンションアーム３から、車両前後方向前方に張り出させ、その２枚の支持板１１，１２の間に対して、上記ロッド８の他端部８ａ（車輪側端部）を配置して、ボルト締結しても良い。

本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンション構造を示す斜視図である。本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンションアームへの取付けを示す正面図である。本発明に基づく第２実施形態に係る支持板を示す斜視図である。本発明に基づく第２実施形態に係る支持板を示す平面図である。本発明に基づく第２実施形態に係る取付けを示す斜視図である。本発明に基づく第２実施形態に係る取付けを示す平面図である。本発明に基づく第１実施形態に係る突起部の位置を示す図である。

符号の説明

１車輪
２アクスル（車輪支持部材）
３サスペンションアーム
４サスペンションメンバ（車体側部材）
５ショックアブソーバ
７スタビライザ
８ロッド
８ａロッドの他端部（スタビライザの車輪側端部）
１１第１支持板
１２第２支持板
１３ブッシュ
１４ボルト
２０ナックルストッパ
２１突起部

Claims

車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と、その車輪支持部材と車体側部材とを連結するサスペンションアームと、を備え、そのサスペンションアームに対し、ショックアブソーバの下部取付け部又はスタビライザの車輪側取付け部の一方の取付け部を連結するサスペンション構造において、
上記サスペンションアーム部材に対し、互いに対向する２つの支持板を設け、その２つの支持板の間に上記一方の取付け部を配置して、その一方の取付け部及び２つの支持板を貫通するボルトで締結することで、上記一方の取付け部をサスペンションアームに連結する構成とし、
上記２つの支持板を、サスペンションアームと一体成形された第１支持板と、サスペンションアームと別体に形成されて両端部がサスペンションアームに固定されることでアームに支持される第２支持板と、から構成し、
上記一方の取付け部を挟んだ第１支持板と第２支持板との間の間隔は、当該一方の取付け部よりも広いことを特徴とするサスペンション構造。
上記一方の取付け部を、ショックアブソーバの下部取付け部とし、
更に、第１支持板における上記ショックアブソーバの下部取付け部と対向する面とは反対側の面に対して、スタビライザの車輪側取付け部を連結することを特徴とする請求項１に記載したサスペンション構造。
上記第２支持板は、第１支持板との対向方向の幅が、上下方向の幅に対して小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したサスペンション構造。
上記サスペンションアーム及び第１支持板を、アルミニウム若しくはアルミニウム合金から構成し、第２支持板を、第１支持板の材質よりも弾性力が大きい材料から構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したサスペンション構造。
上記第２支持板に、ナックルストッパを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずか１項に記載したサスペンション構造。
上記第２支持板におけるショックアブソーバの下部取付け部と対向する面において、ショックアブソーバの下部取付け部の位置を規制する突起部材を設けたことを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載したサスペンション装置。