JP6137144B2

JP6137144B2 - サスペンションメンバ

Info

Publication number: JP6137144B2
Application number: JP2014240270A
Authority: JP
Inventors: 秀雄近藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: CN105644626B; JP2016101795A; US9889885B2; EP3025935A2; EP3025935A3; US20160152270A1; CN105644626A; EP3025935B1

Description

本発明は、サスペンションメンバに関する。

車幅方向中央部にエンジントルクロッドを取り付けるための取付ブラケットが設けられたサスペンションメンバは、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。また、サスペンションメンバの車体への取付箇所に補強用ビードを設け、サスペンションメンバに生じる振動を低減させるようにした構造が、従来から知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０−１３７７３６号公報特開２００１−１０６１１６号公報

しかしながら、エンジントルクロッドが有する上下方向の振動による共振周波数（固有振動数）と、サスペンションメンバが有する上下方向の振動による共振周波数（固有振動数）とが近いと、車両の走行時にこもり音が発生するおそれがある。

そこで、本発明は、車両の走行時にこもり音の発生を抑制できるサスペンションメンバを得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のサスペンションメンバは、サスペンションメンバ本体の車幅方向中央部に設けられたトルクロッド取付部と、前記サスペンションメンバ本体の車幅方向外側端部に設けられた車体取付部と、前記サスペンションメンバ本体の前記トルクロッド取付部よりも車幅方向外側で、かつ前記車体取付部よりも車幅方向内側に設けられたギアボックス取付部と、前記サスペンションメンバ本体の前記ギアボックス取付部よりも車幅方向外側で、かつ前記車体取付部よりも車幅方向内側に設けられ、車体前後方向に延在するビード部と、前記サスペンションメンバ本体の前記ビード部よりも車体前方側に設けられたスタビライザー取付部と、を備え、前記スタビライザー取付部が設けられた前記サスペンションメンバ本体の前側上面は、前記ギアボックス取付部が設けられた前記サスペンションメンバ本体の後側上面よりも低位に形成されており、前記ビード部は、断面視で前記前側上面と前記後側上面との境界部を含んで設けられている。

請求項１に記載の発明によれば、トルクロッド取付部を備えたサスペンションメンバにおいて、ギアボックス取付部よりも車幅方向外側で、かつ車体取付部よりも車幅方向内側に、車体前後方向に延在するビード部が設けられている。したがって、そのビード部により、サスペンションメンバが有する上下方向の振動による共振周波数が、エンジントルクロッドが有する上下方向の振動による共振周波数に近くなるのが抑制される。よって、車両の走行時において、こもり音の発生が抑制される。

なお、本発明における「中央部」には、正確な中央部から若干車幅方向にずれた略中央部も含まれる。

また、ビード部が、断面視で、スタビライザー取付部が設けられた前側上面と、ギアボックス取付部が設けられた後側上面との境界部を含んで設けられている。したがって、振動し易い境界部の剛性がビード部によって高められ、サスペンションメンバの上下方向の振動が抑制される。

また、請求項２に記載のサスペンションメンバは、請求項１に記載のサスペンションメンバであって、前記ビード部は、前記車体取付部よりも前記ギアボックス取付部に近い位置に設けられている。

請求項２に記載の発明によれば、ビード部が、車体取付部よりもギアボックス取付部に近い位置に設けられている。したがって、振動し易いギアボックス取付部付近の剛性がビード部によって高められ、サスペンションメンバの上下方向の振動が抑制される。

請求項１に係る発明によれば、車両の走行時において、こもり音の発生を抑制することができる。

また、請求項１に係る発明によれば、振動し易い境界部の剛性をビード部によって高めることができ、サスペンションメンバの上下方向の振動を抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、振動し易いギアボックス取付部付近の剛性をビード部によって高めることができ、サスペンションメンバの上下方向の振動を抑制することができる。

本実施形態に係るサスペンションメンバの斜視図である。本実施形態に係るサスペンションメンバの一部を拡大して示す斜視図である。本実施形態に係るサスペンションメンバの一部を拡大して示す平面図である。図３のＸ−Ｘ線矢視断面図である。図３のＹ−Ｙ線矢視断面図である。（Ａ）本実施形態に係るサスペンションメンバの振動状態を誇張して示す図３のＺ−Ｚ線矢視断面図である。（Ｂ）本実施形態に係るサスペンションメンバの振動状態を誇張して示す図５に相当する断面図である。（Ａ）比較例に係るサスペンションメンバの振動状態を誇張して示す図６（Ａ）に相当する断面図である。（Ｂ）比較例に係るサスペンションメンバの振動状態を誇張して示す図６（Ｂ）に相当する断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＯＵＴを車幅方向外側とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１に示されるように、車体骨格部材である左右一対のフロントサイドメンバ（図示省略）に吊り下げられた状態で支持されるサスペンションメンバ１０は、アッパメンバ１２とロアメンバ１４とが接合されることで構成されている。そして、このサスペンションメンバ１０は、車幅方向が長手方向とされたサスペンションメンバ本体２０を備えている。

サスペンションメンバ本体２０（アッパメンバ１２）の前壁２２における車幅方向略中央部には、図示しないエンジントルクロッドの後端部が取り付けられるトルクロッド取付部としてのトルクロッド取付孔２４が形成されている。なお、図示のトルクロッド取付孔２４は、車幅方向が長径とされた略楕円形状に形成されているが、この形状に特に限定されるものではない。

また、サスペンションメンバ１０は、サスペンションメンバ本体２０の車幅方向外側前端部（前壁２２の両端部）から、それぞれ車体前方側へ略角柱状に延在されたフロントアーム部１６と、サスペンションメンバ本体２０の車幅方向外側端部（両端部）から、それぞれ車体上方外側へ延在された略角柱状の角部１７と、を一体的に有している。

各フロントアーム部１６の前端部が、それぞれ図示しない支持部材を介してフロントサイドメンバに支持され、各角部１７の上端部が、それぞれフロントサイドメンバに直接的に取り付けられるようになっている。なお、図１〜図３では、車体左方側の角部１７の一部を省略している。

また、サスペンションメンバ１０は、サスペンションメンバ本体２０の車幅方向外側後端部からそれぞれ車体後方側へ突出された略平板状のリア部１８を一体的に有している。各リア部１８も、それぞれフロントサイドメンバに直接的に取り付けられるようになっている。したがって、各リア部１８の車体後方側端部には、それぞれフロントサイドメンバに対する車体取付部としての円形状の車体取付孔２６が形成されている。

つまり、車体下方側から、図示しないボルトが各車体取付孔２６に挿通されて、各フロントサイドメンバに設けられたウエルドナット（図示省略）に螺合されることにより、各リア部１８が、各フロントサイドメンバに締結固定される構成になっている。以上により、サスペンションメンバ１０が、フロントサイドメンバに吊り下げられた状態で支持されるようになっている。

また、図１〜図３に示されるように、トルクロッド取付孔２４よりも車幅方向外側で、かつ各車体取付孔２６（リア部１８）よりも車幅方向内側のサスペンションメンバ本体２０には、ステアリングギアが内蔵された略円筒状のステアリングギアボックス３６（図１参照）を取り付けるためのギアボックス取付部としての円形状のギアボックス取付孔２８が左右一対で形成されている。

図示しないが、ステアリングギアボックス３６の外周には、取付ブラケットが左右一対で設けられており、各取付ブラケットには、ボルト挿通用の貫通孔が形成されている。したがって、車体上方側から、図示しないボルトが各取付ブラケットの貫通孔及び各ギアボックス取付孔２８に挿通されて、サスペンションメンバ本体２０（アッパメンバ１２）の内面に設けられたウエルドナット（図示省略）に螺合されることにより、ステアリングギアボックス３６がサスペンションメンバ本体２０に締結固定される構成になっている。

また、図１〜図３に示されるように、各ギアボックス取付孔２８よりも車幅方向外側で、かつ各車体取付孔２６（リア部１８）よりも車幅方向内側のサスペンションメンバ本体２０（アッパメンバ１２）には、車体前後方向に延在する（車体前後方向が長手方向とされた）左右一対のビード部３０が一体に形成されている。

各ビード部３０は、車体上方側へ向かって盛り上がるように左右対称形状で形成されており、図４に示されるように、車幅方向における最大幅Ｗが、後述する後側上面２０Ｂからの最大高さＨよりも大きくなる（Ｗ＞Ｈとなる）ように形成されている。そして、各ビード部３０は、各車体取付孔２６よりも各ギアボックス取付孔２８に近い位置に（隣接して）形成されている。

また、各ビード部３０よりも車体前方側のサスペンションメンバ本体２０には、図示しないスタビライザーを取り付けるためのスタビライザー取付部としてのスタビライザーブラケット３２が左右一対で設けられている。各スタビライザーブラケット３２は、断面略「Ｕ」字状に形成されており、前後フランジ部３４が、それぞれサスペンションメンバ本体２０（アッパメンバ１２）にボルト締結によって固定されている。

また、図５に示されるように、各スタビライザーブラケット３２が設けられたサスペンションメンバ本体２０（アッパメンバ１２）の前側上面２０Ａは、各ギアボックス取付孔２８が形成されたサスペンションメンバ本体２０（アッパメンバ１２）の後側上面２０Ｂよりも低位に形成されている。そして、各ビード部３０は、図５の断面視で、前側上面２０Ａと後側上面２０Ｂとの境界部としての傾斜壁２１を含んで形成されている。

詳細に説明すると、前側上面２０Ａ及び後側上面２０Ｂは、共に平面とされており、両者の高さが異なることにより、前側上面２０Ａと後側上面２０Ｂとの間には、車体後方上側（車体前方下側）へ向けて傾斜する傾斜壁２１が形成されている。各ビード部３０は、後側上面２０Ｂの車体後方側の稜線部２０Ｃから、傾斜壁２１と後側上面２０Ｂとの境界線である稜線部２１Ｂを含み、傾斜壁２１と前側上面２０Ａとの境界線である稜線部２１Ａまで達するように（覆うように）車体前後方向に延在されている。

以上のような構成のサスペンションメンバ１０において、次にその作用について説明する。

まず、図７に示される比較例に係るサスペンションメンバ１００について説明する。この比較例に係るサスペンションメンバ１００は、トルクロッド取付孔２４を有するが、ビード部３０を有していない一般的なサスペンションメンバである。このサスペンションメンバ１００において、車両の走行中に車体上下方向に最も振動し易い領域は、フロントサイドメンバに締結固定されていない領域である。つまり、サスペンションメンバ本体１２０のステアリングギアボックス３６が配置されている（トルクロッド取付孔２４を含む）領域である。

図７（Ａ）、図７（Ｂ）に、車両の走行中におけるサスペンションメンバ本体１２０及びステアリングギアボックス３６の挙動を誇張して示す。この図７（Ａ）に示されるように、サスペンションメンバ本体１２０のステアリングギアボックス３６が配置されている領域は、車体上下方向に大きく振動する。したがって、図７（Ｂ）に示されるように、サスペンションメンバ本体１２０の左右両側も、それに伴って車体上下方向に比較的大きく振動する。

これに対し、本実施形態に係るサスペンションメンバ１０では、ステアリングギアボックス３６が取り付けられる各ギアボックス取付孔２８に隣接した上記位置に、それぞれ車体上方側へ向かって盛り上がるビード部３０が形成されている。各ビード部３０は、サスペンションメンバ本体２０において、上記幅Ｗとされるとともに、傾斜壁２１を含んで車体前後方向に延在されており、稜線部２０Ｃと稜線部２１Ｂと稜線部２１Ａとを覆うように形成されている。

したがって、サスペンションメンバ本体２０のステアリングギアボックス３６が配置されている（トルクロッド取付孔２４と各ギアボックス取付孔２８付近と傾斜壁２１の一部を含む）領域の剛性を効果的に向上させることができる。これにより、サスペンションメンバ本体２０のステアリングギアボックス３６が配置されている領域の振動を効果的に抑制することができる。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、車両の走行中におけるサスペンションメンバ本体２０及びステアリングギアボックス３６の挙動を誇張して示す。この図６（Ａ）に示されるように、サスペンションメンバ本体２０のステアリングギアボックス３６が配置されている領域における車体上下方向の振動は、比較例に係るサスペンションメンバ本体１２０の車体上下方向の振動よりも低減されている。

よって、図６（Ｂ）に示されるように、サスペンションメンバ本体２０の左右両側における車体上下方向の振動も、比較例に係るサスペンションメンバ本体１２０の左右両側における車体上下方向の振動よりも低減されている。

また、エンジントルクロッドが有する上下方向の振動による共振周波数（固有振動数）に、比較例に係るサスペンションメンバ１００が有する上下方向の振動による共振周波数（固有振動数）が近い場合がある。この場合には、車両の走行時において、こもり音が発生するおそれがある。

しかしながら、本実施形態に係るサスペンションメンバ１０（サスペンションメンバ本体２０）の共振周波数（固有振動数）は、左右一対のビード部３０が一体に形成されていることにより、比較例に係るサスペンションメンバ１００（サスペンションメンバ本体１２０）の共振周波数と異なっている。

つまり、エンジントルクロッドが有する上下方向の振動による共振周波数から、サスペンションメンバ１０が有する上下方向の振動による共振周波数を遠ざけることができる。したがって、車両の走行時において、こもり音の発生を抑制する（音圧感度を低減させる）ことができる。

また、本実施形態に係るサスペンションメンバ１０では、サスペンションメンバ本体２０（アッパメンバ１２）に左右一対のビード部３０を形成するだけでよいため、部品点数の増加に伴う質量増加による燃費性能の悪化を抑制又は防止することができ、更には部品点数の増加に伴う作業工程数の増加を抑制又は防止することができる。

以上、本実施形態に係るサスペンションメンバ１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係るサスペンションメンバ１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えばビード部３０の形状は、サスペンションメンバ本体２０の振動を抑制できる形状であればよく、図示の形状に限定されるものではない。

また、サスペンションメンバ本体２０の振動を抑制できるのであれば、ビード部３０は、車体取付孔２６よりもギアボックス取付孔２８に近い位置に設けられていなくてもよい。更に、サスペンションメンバ本体２０の振動を抑制できるのであれば、ビード部３０は、前側上面２０Ａと後側上面２０Ｂとの境界部である傾斜壁２１、即ち各稜線部２０Ｃ、２１Ｂ、２１Ａを含んで（覆うように）設けられていなくてもよい。

１０サスペンションメンバ
２０サスペンションメンバ本体
２１傾斜壁（境界部）
２４トルクロッド取付孔（トルクロッド取付部）
２６車体取付孔（車体取付部）
２８ギアボックス取付孔（ギアボックス取付部）
３０ビード部
３２スタビライザーブラケット（スタビライザー取付部）

Claims

サスペンションメンバ本体の車幅方向中央部に設けられたトルクロッド取付部と、
前記サスペンションメンバ本体の車幅方向外側端部に設けられた車体取付部と、
前記サスペンションメンバ本体の前記トルクロッド取付部よりも車幅方向外側で、かつ前記車体取付部よりも車幅方向内側に設けられたギアボックス取付部と、
前記サスペンションメンバ本体の前記ギアボックス取付部よりも車幅方向外側で、かつ前記車体取付部よりも車幅方向内側に設けられ、車体前後方向に延在するビード部と、
前記サスペンションメンバ本体の前記ビード部よりも車体前方側に設けられたスタビライザー取付部と、
を備え、
前記スタビライザー取付部が設けられた前記サスペンションメンバ本体の前側上面は、前記ギアボックス取付部が設けられた前記サスペンションメンバ本体の後側上面よりも低位に形成されており、
前記ビード部は、断面視で前記前側上面と前記後側上面との境界部を含んで設けられているサスペンションメンバ。
前記ビード部は、前記車体取付部よりも前記ギアボックス取付部に近い位置に設けられている請求項１に記載のサスペンションメンバ。