JP4994635B2 - 車両のフロントサスペンション - Google Patents

Description

本発明は、シングルピボット方式、或いは、ダブルピボット方式で車輪に車体を懸架する車両のフロントサスペンションに関する。

従来より、車輪に車体を懸架するフロントサスペンションとしては、剛性を適切に設定し意図する操縦安定性が得られるように、様々なタイプのものが開発され、実用化されている。また、近年においては、車両の衝突安全性を高めるため、車体の剛性を低下させる傾向があり、衝突安全性と操縦安定性とを高い次元で両立することが求められている。

ところで、車体前方下面のパワーユニット下部には、アンダーカバーが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２３３２５２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示されるようなアンダーカバーは、あくまでも車体下部を飛び石等から保護するものにすぎず、車体の剛性を向上させるものではない。このため、衝突安全性を確保しつつ剛性を補剛して操縦安定性を高め、衝突安全性と操縦安定性をより高い次元で両立させることができる技術が求められている。そこで、サスペンションを構成する各部品個々の剛性を高めるために、パイプ等を架設して補剛することも考えられるが、形状が複雑となり、また、狭いサスペンションの空間でこれら補剛のためのパイプを複数設けることは困難で、却って重量増加、コスト増加を招いてしまう虞もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車体下部への飛び石等を防止し、重量増加、コスト増加も最低限に抑えつつ、衝突安全性と操縦安定性をより高い次元で両立させることが可能な車両のフロントサスペンションを提供することを目的としている。

本発明は、フロントサスペンション本体の車幅方向に設けたクロスメンバと、上記フロントサスペンション本体の左右それぞれの側から後方に向けて延出し、それぞれの後端部を車体の左右の固定部と連結する左右のリンクと、前側を上記クロスメンバに固定する一方、後側を上記車体の左右の固定部に上記左右のリンクと共に固定して上記クロスメンバとの固定部分から上記車体の左右の固定部分にかけての面を覆う板部材で形成した補剛カバーとを備え、上記クロスメンバは、少なくとも前縁部分に下方に向けて延出するフランジ形状の前側フランジ部分を形成し、後縁部分に下方に向けて延出するフランジ形状の後側フランジ部分を形成したものであって、上記補剛カバーを、上記前側フランジ部分と上記後側フランジ部分とに固定する前側カバーと、前側を上記後側フランジ部分に固定する一方、後側を上記車体の左右の固定部に上記左右のリンクと共に固定する後側カバーとで形成したことを特徴としている。

本発明による車両のフロントサスペンションによれば、車体下部への飛び石等を防止し、重量増加、コスト増加も最低限に抑えつつ、衝突安全性と操縦安定性をより高い次元で両立させることが可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図８は本発明の実施の第１形態を示し、図１はフロントサスペンションの斜視図、図２は補剛カバーの取り付けの概略図、図３はフロントサイドフレーム後端部への補剛カバー固定の一例を示す説明図、図４は補剛カバーが後方にずれる方向の力が作用した際に屈曲する補剛カバーの一例を示す説明図、図５はクロスメンバに車幅方向の力が作用した際の補剛の状況の説明図、図６はクロスメンバの後側フランジ部分に前後方向の力が作用した際の補剛の状況の説明図、図７はクロスメンバにＺ軸回りの回転力が作用した際の補剛の状況の説明図、図８はフロントサイドフレームを開く力が作用した際の補剛の状況の説明図である。

図１において、符号１は車両のフロントサスペンション本体を示し、このフロントサスペンション本体１は、本第１形態ではシングルピボット方式のフロントサスペンションの例であり、Ｌ形状のトランスバースリンク２を有して構成されている。

トランスバースリンク２の前端の上部には、左右それぞれのフロントドライブシャフト３にて回転される図示しない車輪を回転自在に支持するフロントハウジング４が設けられており、このフロントハウジング４の上部には、コイルスプリング５を備えたストラット６が上方に向けて立設されている。

また、トランスバースリンク２の略中央からは、車体中央に向けてリンク７が延出されており、このリンク７の端部は、車体に固定されるクロスメンバ８の左右端の下部と連結されている。

トランスバースリンク２の前端とリンク７との間には、スタビライザリンク９の一端が連結されており、このスタビライザリンク９の他端は、左右間を連通するフロントスタビライザ１０の端部と連結されている。

クロスメンバ８の前縁部分は、下方に向けて延出するフランジ形状の前側フランジ部分８ａが形成され、後縁部分は、下方に向けて延出するフランジ形状の後側フランジ部分８ｂが形成されている。

上述のトランスバースリンク２、リンク７、クロスメンバ８の関係を、簡略的に、より分かり易く示した図が、図２であり、トランスバースリンク２の後端部は、左右のフロントサイドフレーム１１の後端部分に取付板１２を用いてボルト１３により固定されている。

また、略台形形状の板部材で形成した補剛カバー１４が、前側をクロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂの下側にボルト１５にて固定され、後側を左右のフロントサイドフレーム１１の後端部分に取付板１２と共にボルト１３により固定されている。

補剛カバー１４の後側のボルト１３によりフロントサイドフレーム１１に取り付けられる部分、すなわち、図３（ａ）に示す部分は、例えば、図３（ｂ）に示すように、前方に開口する切り欠き部１６が設けられており、衝突等に際して補剛カバー１４に対して後方にずれる方向の力が作用した際に、補剛カバー１４が後方へとスライドし、ボルト１３による固定から離脱できるようになっている。すなわち、この切り欠き部１６により離脱部が形成されている。

また、図３（ｂ）の他の例として、例えば、図３（ｃ）に示すように、ボルト１３の前方にボルト１３よりも外径の大きな孔１７を穿設し、衝突等に際して補剛カバー１４に対して後方にずれる方向の力が作用した際に、補剛カバー１４が後方へとスライドし、ボルト１３が孔１７を通過して、ボルト１３による固定から離脱できるように構成しても良い。すなわち、この孔１７により離脱部が形成される。

補剛カバー１４に対して、上述の図３（ｂ）、或いは、図３（ｃ）に示すような、離脱部を形成する場合、取付板１２の後縁部を斜め下方に屈曲してガイド部１２ａを設けることにより、補剛カバー１４が後方に移動した際に、補剛カバー１４の下方への離脱をより確実、円滑に行わしめることができる。

また、上述の図３に示すような離脱部を形成しない場合、図４に示すように、補剛カバー１４を略中央で下方に向けて屈曲させた屈曲部１４ａを形成しても良い。すなわち、衝突等により後側フランジ部分８ｂが後方に傾き、一定以上の力が補剛カバー１４に加わると、図４（ｂ）の１点破線で示すように、屈曲部１４ａに応力が集中して、補剛カバー１４が折れ曲がり、衝突力を吸収できるようにするのである。

このように、図３、或いは、図４に示す、離脱部、或いは、屈曲部を設けることにより、補剛カバー１４は、車体前部の圧壊を妨害することがない。

また、補剛カバー１４を設けることにより、以下のように車体の剛性を補剛して操縦安定性を向上する。
例えば、図５に示すように、クロスメンバ８に対して横方向の力（クロスメンバ８を横に移動させる力、クロスメンバ８を横方向に伸縮させる力）が作用した場合を説明する。この場合、ボルト１５の左右方向の動きに対して、他方の側のボルト１５、及び、他方の側のボルト１３がその動きを抑制する方向に作用するため、剛性が高められる。

また、例えば、図６（ａ）に示すように、クロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂを前後方向に倒すような力が作用した場合を説明する。この場合、補剛カバー１４をクロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂに固定するボルト１５の前後方向の動きに対して、図６（ｂ）に示すように、同じ側のボルト１３、及び、反対側のボルト１３がその動きを抑制する方向に作用するため、剛性が高められる。

また、例えば、図７に示すように、クロスメンバ８を車体の上下方向を軸として回転させるような力が作用した場合を説明する。この場合、補剛カバー１４をクロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂに固定するボルト１５が回転しようとする動きに対して、反対側のボルト１３がその動きを抑制する方向に作用するため、剛性が高められる。

また、例えば、図８に示すように、フロントサイドフレーム１１に対して車幅方向に開こうとするような力が作用した場合を説明する。この場合、補剛カバー１４をフロントサイドフレーム１１に固定するボルト１３の外側への動きに対して、反対側のボルト１３及びボルト１５がその動きを抑制する方向に作用するため、剛性が高められる。

このように本実施の第１形態によれば、単純な板部材で形成した補剛カバー１４を前側をクロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂの下側に固定し、後側を左右のフロントサイドフレーム１１の後端部分に取付板１２と共に固定することにより、車体下部への飛び石等を防止し、重量増加、コスト増加も最低限に抑えつつ、衝突安全性と操縦安定性をより高い次元で両立させることが可能となっている。

次に、図９〜図１６は本発明の実施の第２形態を示し、図９はフロントサスペンションの斜視図、図１０は補剛カバーの取り付けの概略図、図１１は補剛カバー固定の一例を示す説明図、図１２はクロスメンバに車幅方向の力が作用した際の補剛の状況の説明図、図１３はクロスメンバの前側及び後側フランジ部分に前後方向に倒れる力が作用した際の補剛の状況の説明図、図１４はクロスメンバの前側及び後側フランジ部分に拡開及び閉じる方向の力が作用した際の補剛の状況の説明図、図１５はクロスメンバにＺ軸回りの回転力が作用した際の補剛の状況の説明図、図１６はフロントサイドフレームを開く力が作用した際の補剛の状況の説明図である。尚、本実施の第２形態は、補剛カバーを、クロスメンバの後側フランジ部分のみならず、前側フランジ部分にまで固定するように変更した点が前記第１形態とは異なり、他の構成部分は第１形態と同様であるので同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図９及び図１０に示すように、フロントサスペンション本体１の下部には、前側を、クロスメンバ８の前側フランジ部分８ａとボルト２１で固定され、クロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂとボルト１５で固定される一方、後側を、左右のフロントサイドフレーム１１の後端部分に取付板１２と共にボルト１３により固定された、略台形形状の板部材で形成した補剛カバー２２が取り付けられている。

補剛カバー２２は、例えば、図１１に示すように、前側フランジ部分８ａと後側フランジ部分８ｂとの間には、略中央で下方に向けて屈曲させた前側屈曲部２２ａが形成されており、衝突等により前側フランジ部分８ａが後方に傾き、一定以上の力が補剛カバー２２に加わると、図１１（ｂ）の１点破線で示すように、前側屈曲部２２ａに応力が集中して、補剛カバー２２が折れ曲がり、衝突力を吸収できるようになっている。

また、補剛カバー２２の後側のボルト１３によりフロントサイドフレーム１１に取り付けられる部分は、前述の第１形態で説明したように、図３に示すような離脱部、或いは、この離脱部ではなく、図４に示すような屈曲部が形成されており、クロスメンバ８の圧壊を妨害しない構造となっている。

このように、図１１、図３、或いは、図４に示す、前側屈曲部２２ａ、離脱部、或いは、屈曲部を設けることにより、補剛カバー２２は、車体前部の圧壊を妨害することがない。

また、補剛カバー２２を設けることにより、以下のように車体の剛性を補剛して操縦安定性を向上する。
例えば、図１２に示すように、クロスメンバ８に対して横方向の力（クロスメンバ８を横に移動させる力、クロスメンバ８を横方向に伸縮させる力）が作用した場合を説明する。この場合、左右どちらか一方の側の、補剛カバー２２をクロスメンバ８の前側フランジ部分８ａ或いは後側フランジ部分８ｂに固定するボルト２１，１５の左右方向の動きに対して、他方の側の、ボルト２１、ボルト１５、ボルト１３がその動きを抑制する方向に作用するため、剛性が高められる。

また、例えば、図１３（ａ）に示すように、クロスメンバ８の前側フランジ部分８ａ及び後側フランジ部分８ｂを前後方向に倒すような力が作用した場合を説明する。この場合、補剛カバー２２をクロスメンバ８の前側及び後側フランジ部分８ａ，８ｂに固定するボルト２１，１５の前後方向の動きに対して、図１３（ｂ）に示すように、同じ側のボルト１３、及び、反対側のボルト１３がその動きを抑制する方向に作用するため、剛性が高められる。

また、例えば、図１４に示すように、クロスメンバ８の前側フランジ部分８ａと後側フランジ部分８ｂとが開く方向、或いは、閉じる方向の力が作用した場合を説明する。この場合、ボルト２１の前後方向の動きに対しては両側のボルト１５がその動きを抑制する方向に作用し、また、ボルト１５の前後方向の動きに対しては両側のボルト２１がその動きを抑制する方向に作用するため、剛性が高められる。

また、例えば、図１５に示すように、クロスメンバ８を車体の上下方向を軸として回転させるような力が作用した場合を説明する。この場合、補剛カバー２２をクロスメンバ８の前側フランジ部分８ａに固定するボルト２１、及び、補剛カバー２２をクロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂに固定するボルト１５が回転しようとする動きに対して、反対側のボルト１３がその動きを抑制する方向に作用するため、剛性が高められる。

また、例えば、図１６に示すように、フロントサイドフレーム１１に対して車幅方向に開こうとするような力が作用した場合を説明する。この場合、補剛カバー２２をフロントサイドフレーム１１に固定するボルト１３の外側への動きに対して、反対側のボルト２１，１５，１３がその動きを抑制する方向に作用するため、剛性が高められる。

このように本実施の第２形態によれば、単純な板部材で形成した補剛カバー２２を、前側を、クロスメンバ８の前側フランジ部分８ａと後側フランジ部分８ｂの下側に固定し、後側を左右のフロントサイドフレーム１１の後端部分に取付板１２と共に固定することにより、車体下部への飛び石等を防止し、重量増加、コスト増加も最低限に抑えつつ、衝突安全性と操縦安定性をより高い次元で両立させることが可能となっている。

次に、図１７〜図１９は本発明の実施の第３形態を示し、図１７はフロントサスペンションの斜視図、図１８は補剛カバーの取り付けの概略図、図１９は前側カバーに対するガイド部の説明図である。尚、本実施の第２形態は、補剛カバーを、クロスメンバの下部を覆う前側カバーと、クロスメンバの下部からフロントサイドフレーム後端にかけて覆う後側カバーとに分けて形成したことが前記第２形態と異なり、他の構成部分は第２形態と同様であるので同じ符号を記し、説明は省略する。

すなわち、図１７及び図１８に示すように、フロントサスペンション本体１の下部には、前側カバー３１と後側カバー３２の２部品で構成する補剛カバー３０が取り付けられている。

補剛カバー３０の前側カバー３１は、略台形形状の板部材で形成されており、前側をクロスメンバ８の前側フランジ部分８ａの下側にボルト２１にて固定され、後側をクロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂの下側に、後側カバー３２の前側を介してボルト１５にて固定されている。

補剛カバー３０の後側カバー３２も、略台形形状の板部材で形成されており、前側をクロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂの下側に、前側カバー３１の後側と共にボルト１５にて固定され、後側を左右のフロントサイドフレーム１１の後端部分に取付板１２と共にボルト１３により固定されている。

前側カバー３１の後側のボルト１５によりクロスメンバ８の後側フランジ部分８ｂに取り付けられる部分は、例えば、図１９に示すように、ボルト１５の前方にボルト１５よりも外径の大きな孔３３が穿設されており、衝突等に際して前側カバー３１に対して後方にずれる方向の力が作用した際に、前側カバー３１が後方へとスライドし、ボルト１５が孔３３を通過して、ボルト１５による固定から離脱できるように構成されている。すなわち、これは、前述の第1形態の図３（ｃ）と同様の構成となっている。尚、この離脱部の構成は、もちろん図３（ｂ）と同様の切り欠き部を設けることによって、離脱部を構成するものであっても良い。

そして、前側カバー３１の後方への移動で、前側カバー３１の落下を円滑に行えるように、後側カバー３２には、ボルト１５の後方に当たる部分に、斜め下方へ突出させたガイド部３４が形成されている。この構成も、前述の第１形態の図３（ｄ）に対応する構成である。

尚、図１９に示すような、離脱部を設けない場合は、前述の第２形態で説明したような前側屈曲部を、前側カバー３１の前側フランジ部分８ａと後側フランジ部分８ｂとの間に設け、衝突力を吸収できるようにしても良い。

また、後側カバー３２の後側のボルト１３によりフロントサイドフレーム１１に取り付けられる部分は、前述の第１形態で説明したように、図３に示すような離脱部、或いは、この離脱部ではなく、図４に示すような屈曲部が形成されており、クロスメンバ８の圧壊を妨害しない構造となっている。

このように、前側カバー３１に離脱部、或いは、屈曲部を設ける一方、後側カバー３２に離脱部、或いは、屈曲部を設けることにより、補剛カバー３０は、車体前部の圧壊を妨害することがない。

また、補剛カバー３０を設けることにより、前述の第２形態で説明したように、車体の剛性を補剛して操縦安定性を向上することができるようになっている。

このように本実施の第３形態によれば、単純な板部材で形成した２分割の補剛カバー３０を、車体の下側に取り付けることにより、車体下部への飛び石等を防止し、重量増加、コスト増加も最低限に抑えつつ、衝突安全性と操縦安定性をより高い次元で両立させることが可能となっている。

また、補剛カバー３０は２分割で構成されるため、前側カバー３１の形状と、後側カバー３２の形状とに自由度があり、クロスメンバ８の形状（前側フランジ部分８ａと後側フランジ部分８ｂとの幅）が変わっても、また、後側フランジ部分８ｂとフロントサイドフレーム１１との幅が変わっても、それぞれ柔軟に適用しやすい。例えば、前側カバー３１のみ共通部品とし、後側カバー３２のみ車種毎に変更する等がし易い。

尚、本実施の各形態は、シングルピボット方式フロントサスペンションのトランスバースリンク（ロアアーム）を用いている例で説明しているが、他のダブルピボット方式フロントサスペンションのリンクにおいても適用できることは云うまでもない。

本発明の実施の第１形態による、フロントサスペンションの斜視図 同上、補剛カバーの取り付けの概略図 同上、フロントサイドフレーム後端部への補剛カバー固定の一例を示す説明図 同上、補剛カバーが後方にずれる方向の力が作用した際に屈曲する補剛カバーの一例を示す説明図 同上、クロスメンバに車幅方向の力が作用した際の補剛の状況の説明図 同上、クロスメンバの後側フランジ部分に前後方向の力が作用した際の補剛の状況の説明図 同上、クロスメンバにＺ軸回りの回転力が作用した際の補剛の状況の説明図 同上、フロントサイドフレームを開く力が作用した際の補剛の状況の説明図 本発明の実施の第２形態による、フロントサスペンションの斜視図 同上、補剛カバーの取り付けの概略図 同上、補剛カバー固定の一例を示す説明図 同上、クロスメンバに車幅方向の力が作用した際の補剛の状況の説明図 同上、クロスメンバの前側及び後側フランジ部分に前後方向に倒れる力が作用した際の補剛の状況の説明図 同上、クロスメンバの前側及び後側フランジ部分に拡開及び閉じる方向の力が作用した際の補剛の状況の説明図 同上、クロスメンバにＺ軸回りの回転力が作用した際の補剛の状況の説明図 同上、フロントサイドフレームを開く力が作用した際の補剛の状況の説明図 本発明の実施の第３形態による、フロントサスペンションの斜視図 同上、補剛カバーの取り付けの概略図 同上、前側カバーに対するガイド部の説明図

符号の説明

１ フロントサスペンション本体
２ トランスバースリンク
４ フロントハウジング
７ リンク
８ クロスメンバ
８ａ 前側フランジ部分
８ｂ 後側フランジ部分
１１ フロントサイドフレーム
１２ 取付板
１２ａ ガイド部
１３ ボルト
１４ 補剛カバー
１４ａ 屈曲部
１５ ボルト
１６ 切り欠き部（離脱部）
１７ 孔（離脱部）

Claims (4)

1. フロントサスペンション本体の車幅方向に設けたクロスメンバと、
   上記フロントサスペンション本体の左右それぞれの側から後方に向けて延出し、それぞれの後端部を車体の左右の固定部と連結する左右のリンクと、
   前側を上記クロスメンバに固定する一方、後側を上記車体の左右の固定部に上記左右のリンクと共に固定して上記クロスメンバとの固定部分から上記車体の左右の固定部分にかけての面を覆う板部材で形成した補剛カバーとを備え、
   上記クロスメンバは、少なくとも前縁部分に下方に向けて延出するフランジ形状の前側フランジ部分を形成し、後縁部分に下方に向けて延出するフランジ形状の後側フランジ部分を形成したものであって、
   上記補剛カバーを、上記前側フランジ部分と上記後側フランジ部分とに固定する前側カバーと、前側を上記後側フランジ部分に固定する一方、後側を上記車体の左右の固定部に上記左右のリンクと共に固定する後側カバーとで形成したことを特徴とする車両のフロントサスペンション。
2. 上記車体の左右の固定部は、左右のフロントサイドフレームであることを特徴とする請求項１記載の車両のフロントサスペンション。
3. 上記補剛カバーは、該補剛カバーが後方にずれる方向の力が作用した際に、上記車両の左右の固定部から離脱自在な離脱部と、上記作用力により屈曲する屈曲部のどちらかを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両のフロントサスペンション。
4. 上記前側カバーは、該前側カバーが後方にずれる方向の力が作用した際に、上記後側フランジ部分から離脱自在な前側離脱部と、上記前側フランジ部分と上記後側フランジ部分との間で屈曲する前側屈曲部のどちらかを備えたことを特徴とする請求項１記載の車両のフロントサスペンション。

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