JP6209897B2 - サスペンションフレーム - Google Patents

Description

本発明は、車両下部で車幅方向に延び車幅方向外側にサスペンションアームが固定され車幅方向中央にエンジンマウントが取り付けられるサスペンションフレームに関するものである。

車両には、一般的に、前後方向に延びる左右一対のサイドメンバに掛け渡されるようにサスペンションフレームが取り付けられる。このサスペンションフレームの車幅方向外側には、車輪を懸架するサスペンションアーム（ロアアームとも称される）が取り付けられる（例えば特許文献１）。サスペンションアームには走行時の振動による負荷が加わるため、特許文献１では、サスペンションフレームの内部にリンフォースを配置することにより、剛性の向上を図っている。

特開２００８−００１３０７号公報

サスペンションフレームにエンジンを懸架するエンジンマウント（トルクストッパとも称される）が取り付けられる場合、サスペンションフレームには、サスペンションアームからの負荷に加え、エンジンマウントを介してエンジンからの負荷がかかる。詳細には、エンジンでは、回転数の変化により前後方向への回転力（トルク）の変動が発生する。このため、エンジンとサスペンションフレームをエンジンマウントで連結することにより、サスペンションフレームによって前後方向への回転力を抑制する構造としている。しかしながら、このときエンジンマウントが上下方向に引っ張られることにより、サスペンションフレームに上下方向の荷重が加わり、サスペンションフレームの両端を支点とした上下振動が生じてしまう。

特許文献１のサスペンションに設けられているリンフォースは、サスペンションフレーム自体の剛性の向上には、ある程度の効果が得られると考えられる。しかしながら、特許文献１では、リンフォースはサスペンションフレームの中央部にしか設けられていない。このため、特許文献１の構成の場合、サスペンションフレームの両端を支点とした上下振動を抑制することができない。したがって、特許文献１の技術では、エンジンマウントを介して入力されるエンジンからの荷重に対する十分な強度が得られ難く、更なる改良の余地があった。

本発明は、このような課題に鑑み、エンジンマウントを介して入力されるエンジンからの荷重に対して高い強度を得ることが可能なサスペンションフレームを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかるサスペンションフレームの代表的な構成は、車両下部で車幅方向に延び車幅方向外側にサスペンションアームが固定され車幅方向中央にエンジンマウントが取り付けられるサスペンションフレームであって、車幅方向の中央に位置しエンジンマウントが取り付けられる中央部と、中央部の車幅方向両端から車幅方向外側に向かうにしたがって前方に延び車幅方向外側の端部にサスペンションアームが固定される右アーム部および左アーム部と、右アーム部、中央部および左アーム部の内部に立設され車幅方向に延びるリンフォースとを含み、リンフォースは、中央部の前面に近接していて、右アーム部および左アーム部では車幅方向外側に向かうにしたがってそれらの前面から離隔していることを特徴とする。

上記構成によれば、サスペンションの内部において、リンフォースは、中央部だけでなく、右アーム部から中央部を通って左アーム部に至って配置される。これにより、中央部だけではなく、右アーム部および左アーム部の強度を高めることができるためサスペンションフレームの両端を支点とした上下振動を抑制することが可能となる。特に、右アーム部および左アーム部において、リンフォースが車幅方向外側に向かうにしたがってそれらの前面から離隔していることにより、リンフォースは右アーム部および左アーム部を斜めに横切るように配置される。これにより、上下方向だけでなく、前後方向や左右方向、および捩れ方向の荷重に対する強度を向上させることが可能となり、振動をより効果的に抑制することができる。

当該サスペンションフレームの中央部、右アーム部および左アーム部は、上下に分割された上部材および下部材が連結されることで構成され、右アーム部および左アーム部の後面にはそれぞれ開口部が形成されていて、開口部は、上部材および下部材からそれぞれ伸び互いに連結される連結部によって、車幅方向中央で区画されているとよい。

かかる構成によれば、上部材および下部材は、後面のすべての縁ではなく、開口部を区画する連結部、すなわち後面の縁の一部分において連結される。これにより、右アーム部および左アーム部の振動モードを調整することが可能となるため、エンジンの回転数の変化に起因するトルク変動による荷重に対して、より簡素な構造で振動を抑制することが可能となる。

上記リンフォースの端部は、右アーム部および左アーム部の端部にそれぞれ設けられ車体に連結される連結部材の前端から後端までの間に位置するとよい。これにより、連結部材はリンフォースの端部の延長上に位置することとなり、リンフォースと連結部材とが車両横方向に並んだ配置となる。これにより、サスペンションフレームにかかった荷重をリンフォースから連結部材に好適に分散することができる。したがって、サスペンションフレームの上下方向の振動をより効果的に抑制することが可能となる。

本発明によれば、エンジンマウントを介して入力されるエンジンからの荷重に対して高い強度を得ることが可能なサスペンションフレームを提供することができる。

本実施形態にかかるサスペンションを説明する斜視図である。 図１（ｂ）のサスペンションフレームの上面図である。 図１（ａ）のサスペンションフレームの背面斜視図である。 図１（ａ）のサスペンションフレームの断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態にかかるサスペンションフレーム１００を説明する斜視図であり、図１（ａ）は本実施形態のサスペンションフレーム１００の外観斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のサスペンションフレーム１００の内部を透過させた状態の斜視図である。なお、図１（ｂ）では、内部を仮想線にて図示している。図１（ａ）に示すように、本実施形態にかかるサスペンションフレーム１００は、車両下部（車両は不図示）に取り付けられて車幅方向に延び、車幅方向外側にサスペンションアームである左側サスペンションアーム１３０ａおよび右側サスペンションアーム１３０ｂが固定され、エンジン（不図示）を懸架するエンジンマウント１０２が車幅方向中央に取り付けられる。

図１（ａ）に示すように、サスペンションフレーム１００では、中央部１１２が車幅方向の中央に位置し、かかる中央部１１２の中央には、エンジンマウント１０２が取り付けられるエンジンマウント取付部１１２ａが設けられている。中央部１１２の車幅方向両端からは、外側に向かうにしたがって前方に延びる左アーム部および右アーム部（以下、前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂと称する）が設けられている。これらの前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂの車幅方向外側の端部に左側サスペンションアーム１３０ａおよび右側サスペンションアーム１３０ｂがそれぞれ固定される。また中央部１１２の車幅方向両端からは、外側に向かって延びる後側左アーム部１１６ａおよび後側右アーム部１１６ｂが設けられている。

図１（ａ）に示すように、サスペンションフレーム１００の車幅方向外側の端部の前側、すなわち前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂの車幅方向外側の端部には、左側サスペンションアーム１３０ａおよび右側サスペンションアーム１３０ｂがそれぞれ固定されるアーム固定部１１８ａ・１１８ｂが設けられている。またアーム固定部１１８ａ・１１８ｂの後方には、サスペンションフレーム１００に固定され、かかるサスペンションフレーム１００を車体（不図示）に連結する連結部材１４０ａ・１４０ｂがそれぞれ配置されている。

図２は、図１（ｂ）のサスペンションフレーム１００の上面図である。図１（ｂ）に示すように、サスペンションフレーム１００において、前側左アーム部１１４ａ、中央部１１２および前側右アーム部１１４ｂの内部には、それらの上面および下面（サスペンションフレーム１００の上面および下面）を連結して車幅方向に延びるリンフォース１５０が設けられている。そして本実施形態の特徴として、図２に示すように、リンフォース１５０は、中央部１１２の前面１１２ｂに近接していて、前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂでは車幅方向外側に向かうにしたがってそれらの前面１１４ｃ・１１４ｄから離隔している。

本実施形態のように、サスペンションフレーム１００の内部において、前側左アーム部１１４ａから中央部１１２を通って前側右アーム部１１４ｂに至るリンフォース１５０を設けることにより、中央部１１２だけではなく、前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂの強度を高めることができる。したがって、サスペンションフレーム１００の両端を支点とした上下振動を抑制することが可能となる。

また中央部１１２ではその前面１１２ｂにリンフォース１５０が近接していることにより、サスペンションフレーム１００の前面１１２ｂ近傍の剛性（強度）を向上させることができる。特に本実施形態のように、中央部１１２の前面１１２ｂにおいて、エンジンマウント１０２を挿入する孔１１２ｅ（図１（ａ）参照）が設けられている場合、その孔１１２ｅによって低下しがちな剛性を前面１１２ｂに近接しているリンフォース１５０によって補うことができる。

一方、前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂでは、リンフォース１５０が車幅方向外側に向かうにしたがってそれらの前面１１４ｃ・１１４ｄから離隔していることにより、リンフォース１５０は前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂを斜めに横切るように配置される。これにより、上下方向に加え、前後方向や左右方向、および捩れ方向の荷重に対する強度を向上させることができるため、振動をより効果的に抑制することが可能となる。

更に本実施形態では、図２に示すように、リンフォース１５０の端部１５２・１５４を、連結部材１４０ａ・１４０ｂのそれぞれの前端１４２ａ・１４２ｂから後端１４４ａ・１４４ｂまでの間に位置させることで、連結部材１４０ａ・１４０ｂはリンフォース１５０の端部１５２・１５４の延長上に位置し、リンフォース１５０と連結部材１４０ａ・１４０ｂとが車両横方向に並んだ配置となる。これにより、サスペンションフレーム１００にかかった荷重を、リンフォース１５０から連結部材１４０ａ・１４０ｂに効率的に伝達することができる。したがって、サスペンションフレーム１００にかかった荷重の分散性能を高め、ひいてはサスペンションフレーム１００の上下方向の振動をより効果的に抑制することが可能となる。

図３は、図１（ａ）のサスペンションフレーム１００の背面斜視図であり、図３（ａ）は図１（ａ）に示すサスペンションフレーム１００を車両後方から観察した背面斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の拡大斜視図である。なお、図３（ａ）および（ｂ）では、図１（ａ）で示した左側サスペンションアーム１３０ａおよび右側サスペンションアーム１３０ｂの図示を省略している。図３（ａ）に示すように、本実施形態のサスペンションフレーム１００は、上下に分割された上部材１１０ａおよび下部材１１０ｂが連結されることで、中央部１１２、前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂが構成される。

図３（ａ）に示すように、前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂの後面１１４ｅ・後面１１４ｆにはそれぞれ開口部１１４ｇ・１１４ｈが形成されている。そして、本実施形態では、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、上部材１１０ａおよび下部材１１０ｂからそれぞれ伸び互いに連結される連結部１２０ａ・１２０ｂ・１２０ｃ・１２０ｄによって、開口部１１４ｇ・１１４ｈが車幅方向中央で区画される。換言すれば、上部材１１０ａおよび下部材１１０ｂは、後面１１４ｅ・１１４ｆのすべての縁ではなく、後面１１４ｅ・１１４ｆの縁の一部分であって開口部１１４ｇ・１１４ｈを区画する連結部１２０ａ・１２０ｂ・１２０ｃ・１２０ｄにおいて連結される。これにより、前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂの振動モードを調整することができ、エンジンの回転数の変化に起因するトルク変動による荷重に対して、より簡素な構造で振動を抑制することが可能となる。

図４は、図１（ａ）のサスペンションフレーム１００の断面図であり、図４（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図４（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図４（ｂ）に示すように、本実施形態では、リンフォース１５０は、縦面１５６、その上端および下端から車両前後方向に延びる上フランジ１５８ａおよび下フランジ１５８ｂからなり、コの字形状の断面を有する。そして、上フランジ１５８ａがサスペンションフレーム１００の上面１００ａに固定され、下フランジ１５８ｂがサスペンションフレーム１００の下面１００ｂに固定されることにより、サスペンションフレーム１００内部においてリンフォース１５０が固定される。

上記のコの字形状のリンフォース１５０は、コの字の開口が車両後方側に向くように配置されることが好ましい。これにより、上フランジ１５８ａおよび下フランジ１５８ｂが縦面１５６に対して車両後方側に位置するため、リンフォース１５０をよりサスペンションフレーム１００の前面１１２ｂ（図１参照）に近づけることができ、エンジンマウント１０２を挿入する孔１１２ｅ近傍（図１参照）の強度を高めることが可能となる。

また図４（ｂ）に示すように、リンフォース１５０の上下のフランジは、車両前後方向において下フランジ１５８ｂが上フランジ１５８ａよりも長くなるよう設定することが好ましい。上部材１１０ａ、下部材１１０ｂおよびリンフォース１５０の組付けの一例として、リンフォース１５０の上フランジ１５８ａを上部材１１０ａに予め溶接した後に、上部材１１０ａと下部材１１０ｂとを溶接することが考えられる。この場合、上部材１１０ａと下部材１１０ｂとが溶接されることによって、リンフォース１５０はそれらの内部に配置される。したがって、下フランジ１５８ｂと下部材１１０ｂとを溶接するために、下部材１１０ｂの下面１００ｂには図４（ｂ）に示すようにスリット１００ｃが設けられている。

上述した順序にて上部材１１０ａ、下部材１１０ｂおよびリンフォース１５０を組み付ける場合、車両前後方向において下フランジ１５８ｂの長さが上フランジ１５８ａの長さ以下であると、すなわち下フランジ１５８ｂにおいて十分な長さが確保されていないと、スリット１００ｃと下フランジ１５８ｂとの位置合わせが困難となり、作業性の低下、ひいては下部材１１０ｂと下フランジ１５８ｂとの溶接不良を招くおそれがある。これに対し、本実施形態のように下フランジ１５８ｂの長さを上フランジ１５８ａよりも長く設定することにより、下フランジ１５８ｂにおいて十分な長さが確保され、スリット１００ｃを下フランジ１５８ｂによって確実に覆うことができる。したがって、それらの位置合わせを良好に行うことができ、作業性および品質を高めることが可能となる。

更に好ましくは、図４（ａ）に示すリンフォース１５０と連結部材１４０ａとの間隔Ｉは、リンフォース１５０の下フランジ１５８ｂ（図４（ｂ）参照）の幅Ｗと同等以下とするとよい（リンフォース１５０と連結部材１４０ｂとの間においても同様）。仮に連結部材１４０ａとリンフォース１５０との間隔Ｉが広すぎると、それらの間の剛性が著しく低下してしまう。これに対し、本実施形態のように間隔Ｉを下フランジ１５８ｂの幅Ｗと同等以下とすることにより間隔Ｉが適切な範囲に保たれるため、連結部材１４０ａとリンフォース１５０との間の剛性を十分に確保することができる。なお、リンフォース１５０と連結部材１４０ａとの間隔Ｉをなくすこと、すなわちリンフォース１５０と連結部材１４０ａとを接触させた構成とすることも可能である。

上記説明したように、本実施形態にかかるサスペンションフレーム１００では、その内部に、前側左アーム部１１４ａから中央部１１２を通って前側右アーム部１１４ｂに至るリンフォース１５０を設けることで、サスペンションフレーム１００の前部全体の強度を高めることができる。したがって、エンジンマウント１０２からの荷重によるサスペンションフレーム１００の両端を支点とした上下振動を抑制することが可能となる。

また中央部１１２ではその前面１１２ｂにリンフォース１５０が近接していることにより、前面１１２ｂにおいて、エンジンマウント１０２を挿入する孔１１２ｅの近傍の剛性を高めることができる。更に、前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂでは、リンフォース１５０が車幅方向外側に向かうにしたがってそれらの前面１１４ｃ・１１４ｄから離隔していることにより、上下方向に加え、前後方向や左右方向、および捩れ方向の荷重に対する強度を向上させ、振動をより効果的に抑制することが可能となる。

なお、本実施形態では、中央部１１２、前側左アーム部１１４ａおよび前側右アーム部１１４ｂを構成する上部材１１０ａおよび下部材１１０ｂとリンフォース１５０を別部材とする構成を例示したが、これに限定するものではなく、リンフォース１５０は上部材１１０ａおよび下部材１１０ｂと一体に成形されていてもよい。その場合、リンフォース１５０は、上部材１１０ａおよび下部材１１０ｂの両方に分割して形成してもよいし、いずれか一方に、他方に到達する高さのリンフォース１５０を形成する構成としてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両下部で車幅方向に延び車幅方向外側にサスペンションアームが固定され車幅方向中央にエンジンマウントが取り付けられるサスペンションフレームに利用することができる。

１００…サスペンションフレーム、１００ａ…上面、１００ｂ…下面、１００ｃ…スリット、１０２…エンジンマウント、１１０ａ…上部材、１１０ｂ…下部材、１１２…中央部、１１２ａ…エンジンマウント取付部、１１２ｂ…前面、１１２ｅ…孔、１１４ａ…前側左アーム部、１１４ｂ…前側右アーム部、１１４ｃ…前面、１１４ｄ…前面、１１４ｅ…後面、１１４ｆ…後面、１１４ｇ…開口部、１１４ｈ…開口部、１１６ａ…後側左アーム部、１１６ｂ…後側右アーム部、１１８ａ…アーム固定部、１１８ｂ…アーム固定部、１２０ａ・１２０ｂ・１２０ｃ・１２０ｄ…連結部、１３０ａ…左側サスペンションアーム、１３０ｂ…右側サスペンションアーム、１４０ａ…連結部材、１４０ｂ…連結部材、１４２ａ…前端、１４２ｂ…前端、１４４ａ…後端、１４４ｂ…後端、１５０…リンフォース、１５２…端部、１５４…端部、１５６…縦面、１５８ａ…上フランジ、１５８ｂ…下フランジ

Claims (3)

1. 車両下部で車幅方向に延び車幅方向外側にサスペンションアームが固定され車幅方向中央にエンジンマウントが取り付けられるサスペンションフレームであって、
   車幅方向の中央に位置し前記エンジンマウントが取り付けられる中央部と、
   前記中央部の車幅方向両端から車幅方向外側に向かうにしたがって前方に延び車幅方向外側の端部に前記サスペンションアームが固定される右アーム部および左アーム部と、
   前記右アーム部、前記中央部および前記左アーム部の内部に立設され車幅方向に延びるリンフォースとを含み、
   前記リンフォースは、縦面、その上端および下端から車両前後方向に延びる上フランジおよび下フランジからなるコの字形状の断面を有し、
   前記上フランジが当該サスペンションフレームの上面に固定され、前記下フランジが当該サスペンションフレームの下面に固定され、
   前記リンフォースは、前記中央部の前面に近接していて、前記右アーム部および前記左アーム部では車幅方向外側に向かうにしたがってそれらの前面から離隔していることを特徴とするサスペンションフレーム。
2. 当該サスペンションフレームの前記中央部、前記右アーム部および前記左アーム部は、上下に分割された上部材および下部材が連結されることで構成され、
   前記右アーム部および前記左アーム部の後面にはそれぞれ開口部が形成されていて、
   前記開口部は、前記上部材および前記下部材からそれぞれ伸び互いに連結される連結部によって、車幅方向中央で区画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。
3. 前記リンフォースの端部は、前記右アーム部および前記左アーム部の端部にそれぞれ設けられ車体に連結される連結部材の前端から後端までの間に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンションフレーム。

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