JP6057171B2 - サスペンションフレームの構造 - Google Patents
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Description
このような荷重及び振動としては、例えば、車両の制動及び加速時における車両前後方向の荷重及び振動、車両旋回時における車両幅方向の荷重及び振動、路面の凹凸に起因する車両上下方向の荷重及び振動、これらの荷重及び振動の合成成分による荷重及び振動等が挙げられる。また、車体に対して車両前後方向または車両幅方向から外部荷重が直接的に加えられる場合もある。このような荷重及び振動は、車両の走行安定性を低減させ、かつ車室内に振動及び騒音を発生させる要因となる可能性を有している。
そこで、これらの問題に対応するため、左右一対のサイドメンバ及びロアアームの間には、サスペンションフレームが懸架されており、このサスペンションフレームによって、上記の荷重及び振動を受けるとともに、車体の剛性を高めるようにしている。
このような従来のサスペンションフレームの構造において、車両前方から車体前部に大きな荷重が掛かると、バンパーメンバ、フロントサイドメンバなどが変形しつつ当該荷重を吸収していくことになる。このとき、トランスミッションなどのエンジンルーム内の部材が車両後方に移動し、ダッシュパネル等に当接してくることになる。また、エンジン、トランスミッションの運転時の揺動を抑えるトルクロッドがサスペンションフレームに取付けられているので、サスペンションフレームの中央部付近にも荷重が掛かることになる。一方、車体前部が当該荷重によって変形すると、前輪タイヤも車両後方に移動し、タイヤ、ロアアームからサスペンションフレームの車両幅方向の両端部にも荷重が掛かることになる。サスペンションフレームに掛かるこれらの荷重は、サスペンションフレームをフロア周囲の車体(フロアサイドメンバやフロア底部)に干渉させ、車体の変形を起こしてしまうという問題があった。しかも、車体前部が変形して当該荷重を吸収したいが、フロアは変形せずに乗員の空間を確保したいという要望がある。
したがって、本発明の構造によれば、車両前方の駆動機構(エンジン、トランスミッション等)からサスペンションフレームの中央部に掛かる荷重、フロントサイドメンバから車両後方に掛かる荷重、前輪タイヤからロアアームを介してサスペンションフレームの左右両端部に掛かる荷重などがサスペンションフレームを介してサイドメンバへの後側取付部に集められることになるので、集められた荷重を効率良く車両後方に伝達して分散させることが可能となる。そして、内側ガセットの存在によりフロアサイドメンバだけでなく、内側ガセットとセンタートンネル部との間の領域に位置するフロア前端部が変形することにより当該荷重を吸収し、センタートンネル部後方へ荷重を分散させることが可能となるので、フロア全体の変形を確実に低減させることができる。しかも、サスペンションフレームの中央部に荷重が掛かると、湾曲形状の部分が変形し、左右両端部が車両外側に移動し、単に車両後方への荷重伝達ではなく、車両外側への荷重に変換することが可能となるので、内側ガセットとセンタートンネル部との間の領域が広がるような変形に誘発されることになり、目的の変形を生じさせることができる。
図1〜図3は本発明の実施形態に係るサスペンションフレームの構造を示すものである。
また、車体前部1には、サスペンション機構を構成する左右一対のロアアーム7が設けられている。これらロアアーム7は、サイドメンバ5の下方において、エプロンサイドメンバ3を車両前後方向で跨ぐように配置されており、車両走行時において、前輪タイヤなどからの荷重及び振動が当該ロアアーム7を経由して車体に入力されるようになっている。さらに、車体前部1の車体フロア8には、車両前後方向に沿って延在し、かつ車室内側へ向かって突出する凸形状のセンタートンネル部9が設けられており、センタートンネル部9は、車体フロア8の車両幅方向の中央部に配置されている。なお、図1及び図2において、矢印Fr方向は車両前方を示している。
さらに、車体前部1には、トルクロッド11が設けられており、当該トルクロッド11は、車両前後方向に沿って配置されている。トルクロッド11の一端部(後端部)は、サスペンションフレーム10の車両幅方向の中央部に取付けられており、トルクロッド11によって駆動機構(図示せず)とサスペンションフレーム10とが連結されている。
また、前側アーム14の車両幅方向の外側端部には、車両外側へ向かって延びる前側懸架体18が設けられており、該前側懸架体18には、車両外側へ向かって延びる懸架アーム19が設けられている。懸架アーム19の車両外側端部の中心部には、車体側の取付部として、エプロンサイドメンバ3(サイドメンバ5)への前側取付部19aが設けられ、この前側取付部19aにおいて、前側アーム14の前側懸架体18及び懸架アーム19がエプロンサイドメンバ3の下面に取付けられて懸架されるようになっている。
しかも、フレームガセット15は、後側アーム13との連結部における後側アーム13の法線方向C2と同じ傾きに配置され、もしくは、前端部15aが後側アーム13との連結部における後側アーム13の法線方向C2に対して車両外側に位置するように傾斜して配置されている。したがって、フレームガセット15が前側アーム14に対して法線方向C2に突っ張るような位置関係となり、車両運転時には前輪タイヤからの振動や荷重に対する剛性が確保され、かつ、車体変形時には後側アーム13の折り畳みに起因して、フレームガセット15が法線方向C2に対して傾斜角度が小さくなり、折れ変形へ円滑に移行することが可能となっている。
なお、フロアサイドメンバ4は、車両後方へ向かって車両外側に広がる形状、すなわち平面視でハの字形状に形成されている。フロアサイドメンバ4がハの字形状を有していると、車両前方からの荷重がサスペンションフレーム10の左右両端部などに荷重が掛かったときに、後述の内側ガセット20及び外側ガセット21やフレームガセット15の傾きによる倒れ込みが促進されることなる。
これにより、車両前方などからサスペンションフレーム10の中央部や左右両側部に荷重が掛かった場合、フロアサイドメンバ4だけでなく、内側ガセット20とセンタートンネル部9との間の領域に位置するフロア前端部が変形して当該荷重が吸収され、センタートンネル部9の後方へ荷重が分散されるようになっている。しかも、サスペンションフレーム10の中央部に荷重が掛かると、後側アーム13の湾曲形状の部分が変形し、左右両端部が車両外側に移動し、車両外側への荷重に変換されて内側ガセット20とセンタートンネル部9との間の領域が広がるように変形されるようになっている。
これにより、車体フロア8の幅全部を使って荷重吸収と荷重分配が行われ、かつ外側ガセット21を介してサイドシル6にも荷重分配が行われることになり、車体フロア8の変形が低減されるようになっている。
本実施形態のサスペンションフレーム10は、トルクロッド11の一端部が取付けられる車両幅方向の中央部を中心にして車両前方へ向かって突出する湾曲形状に形成された後側アーム13と、後側アーム13の前方で同中央部を中心にして車両後方へ向かって突出する湾曲形状に形成された前側アーム14とを有し、後側アーム13と前側アーム14とが車両幅方向の左右両側に設けたフレームガセット15によって連結され、フレームガセット15の前端部15aが車両前後方向の軸線C1に対して車両外側に位置するように傾斜して配置されている。しかも、サスペンションフレーム10の車両後方側には、車体フロア9のセンタートンネル部9の左右両側から斜め前方へ向かって延びる左右一対の内側ガセット20が配置され、内側ガセット20の車両幅方向の外側端部とサイドメンバ5のフロアサイドメンバ4とが、サイドメンバ5への後側取付部16aの周辺で連結され、フロアサイドメンバ4の車両幅方向外側にはサイドシルが配置され、フロアサイドメンバ4とサイドシル6とが、車両外側へ向かって斜め後方に配置される外側ガセット21によって連結され、外側ガセット21の車両幅方向の内側端部が、サイドメンバ5への後側取付部16aの周辺で連結され、内側ガセット20と外側ガセット21とは、互いに反対側へ向かって傾斜するように配置されている。
したがって、本実施形態のサスペンションフレーム10の構造によれば、車両前方からの荷重をすべてフロアサイドメンバ4などのサイドメンバ5が受ける従来の構造と比べて、フロアサイドメンバ4などへの入力荷重を減らし、フロアサイドメンバ4などのサイドメンバ5の軽量化を図ることができる。また、前輪タイヤからロアアーム7を介して旋回荷重、減速及び加速荷重、振動などが掛かるサスペンションフレーム10が、フレームガセット15によって連結される湾曲形状の後側アーム13及び前側アーム14を有し、かつエプロンサイドメンバ3、内側ガセット20、外側ガセット21などの部材に連結されて配置されているため、車両前後方向等の荷重及び振動に対する車体フロア8の剛性を高めることが可能となり、車体フロア8の変形を抑え、車両の走行安定性を高め、振動及び騒音を低減させることができ、運転操作性及び室内居住性の向上を図ることができる。
例えば、既述の実施の形態では、サスペンションフレーム10が後側アーム13及び前側アーム14を有しているが、適用車種などによっては、車両幅方向の中央部が車両前方へ向かって突出する湾曲形状に形成された1本の後側アーム13によって構成されたサスペンションフレームを用いても良い。この場合、サスペンションフレームの左右両端部は、車両前後方向へ分岐した二股形状に形成され、車体側の取付部としてサイドメンバ5への取付部が前後で2つ設けられている。
2 フロントサイドメンバ
3 エプロンサイドメンバ
4 フロアサイドメンバ
5 サイドメンバ
6 サイドシル
7 ロアアーム
8 車体フロア
9 センタートンネル部
10 サスペンションフレーム
11 トルクロッド
12 中央連結体
13 後側アーム
14 前側アーム
15 フレームガセット
16 後側懸架体
16a サイドメンバへの後側取付部
17 補強取付体
17a 後端部
18 前側懸架体
19 懸架アーム
19a サイドメンバへの前側取付部
20 内側ガセット
21 外側ガセット
C1 車両前後方向の軸心
C2 後側アームの法線方向
Claims (5)
- 車両前後方向に沿って延在するフロントサイドメンバ、エプロンサイドメンバ及びフロアサイドメンバを含み、車両幅方向に間隔を空けて配置される左右一対のサイドメンバと、前記左右一対のサイドメンバ間を連結するものであって、車両の駆動機構に対して車両前後方向に間隔を空けて配置されるサスペンションフレームと、車両前後方向に沿って配置され、一端部が前記サスペンションフレームの車両幅方向の中央部に取付けられることにより前記駆動機構及び前記サスペンションフレームを連結するトルクロッドとを備え、前記サスペンションフレームには、車体側の取付部として前記サイドメンバへの後側取付部及び前側取付部が設けられているサスペンションフレームの構造において、
前記サスペンションフレームは、車両幅方向の中央部が車両前方へ向かって突出する湾曲形状に形成されたアームによって構成され、前記サスペンションフレームの車両後方側には、車体フロアの車両幅方向の中央部に設けたセンタートンネル部の左右両側から斜め前方へ向かって延びる左右一対の内側ガセットが配置され、前記内側ガセットの車両幅方向の外側端部と前記サイドメンバとは、前記サスペンションフレームの左右両端部に位置する前記サイドメンバへの後側取付部の周辺で連結され、
前記サスペンションフレームには、車両幅方向両端部から車両外側へ向かって延びる後側懸架体が設けられ、該後側懸架体の下側壁の中心部には、前記サイドメンバへの後側取付部が設けられ、該後側取付部において、前記後側懸架体が前記サイドメンバの下面に取付けられて懸架され、
前記後側懸架体の後端部には、車両後方へ向かって延びる補強取付体が設けられ、該補強取付体の後端部は、前記サイドメンバの下面に取付けられていることを特徴とするサスペンションフレームの構造。 - 前記サイドメンバの車両幅方向外側には、車両前後方向に沿って延在するサイドシルが配置され、前記サイドメンバと前記サイドシルとは、車両幅方向の外側端部が車両外側へ向かって斜め後方に配置される外側ガセットによって連結され、前記外側ガセットの車両幅方向の内側端部は、前記サスペンションフレームの左右両端部に位置する前記サイドメンバへの後側取付部の周辺で前記サイドメンバに連結され、前記内側ガセットと前記外側ガセットとは、互いに反対側へ向かって傾斜する山形状となるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のサスペンションフレームの構造。
- 前記エプロンサイドメンバは、前端部が車両前後方向の軸線に対して車両外側もしくは車両内側に位置するように傾斜して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のサスペンションフレームの構造。
- 前記エプロンサイドメンバは、車体とは別部品であり、前記サスペンションフレームの左右両端部に位置する前記サイドメンバへの取付部で、前後に位置する前記フロントサイドメンバ及び前記フロアサイドメンバと車両下方視で重複して配置されていることを特徴とする請求項3に記載のサスペンションフレームの構造。
- 前記フロアサイドメンバは、車両後方へ向かって車両外側に広がる形状に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のサスペンションフレームの構造。
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