JP6488598B2 - サスペンションフレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両下部で車幅方向に延びその車幅方向外側に位置するサスペンションアームを固定するサスペンションフレームと、サスペンションフレーム内部に配置される補強部材とを含むサスペンションフレーム構造に関するものである。

一般に、車両には、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

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、リンフォースは後壁に沿うように配置されているため、かかる後壁の変形の抑制には寄与できるものの、前壁の変形を抑制する効果は不十分である。このため、特許文献１の構成では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、サスペンションアームから入力される荷重に対してより高い剛性を得ることができ、ひいては変形を好適に抑制す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構造の代表的な構成は、車両下部で車幅方向に延びその車幅方向外側に位置するサスペンションアームを固定するサスペンションフレームと、サスペンションフレーム内部に配置される補強部材とを含むサスペンションフレーム構造であって、補強部材は、サスペンションフレームの内部で上下方向に延びサスペンションフレームの上壁と下壁とを接続する支持部と、支持部の側面から車両前方に向かうにしたがって車幅方向外側に延びサスペンションフレームの上壁または下壁の少なくとも一方に接合される前側立設壁と、支持部の側面から車両後方に向かうにしたがって車幅方向外側に延びサスペンションフレームの上壁または下壁の少なくとも一方に接合される後側立設壁とを有し、平面視において、前側立設壁および後側立設壁が支持部で屈曲するＬ字形状を形成していることを特徴とする。

上記構成によれば、補強部材が、前側立設壁、後側立設壁および支持部からなるＬ字形状である。このため、補強部材は、前後方向および左右方向に立体的な形状となる。したがって、サスペンションアームからの荷重に対して高い剛性が得られるため、サスペンションフレームの変形を抑制する効果を高めることが可能となる。

特に前側立設壁と後側立設壁が前後方向に開いたＬ字形状であることにより、左右方向にかかる荷重に対するサスペンションフレームの前壁および後壁の変形を好適に抑制することが可能である。また前側立設壁および後側立設壁が、サスペンションフレームの上壁や下壁に接合されることにより、上下方向にかかる荷重に対するサスペンションフレームの上壁や下壁の変形を抑制する効果を高めることもできる。

上記サスペンションフレームは、車幅方向に延びる中央部と、中央部の端の前部から外側に向かって延びサスペンションアームを固定する前側アーム部と、中央部の端の後部から外側に向かって延びサスペンションアームを固定する後側アーム部とを有し、平面視において、支持部は、中央部の前壁および前側アーム部の前壁のそれぞれの延長線の交点、または中央部の後壁および後側アーム部の後壁のそれぞれの延長線の交点よりも車幅方向内側に配置されていて、前側立設壁および後側立設壁の車幅方向外側の端は、中央部の前壁および前側アーム部の前壁のそれぞれの延長線の交点、または中央部の後壁および後側アーム部の後壁のそれぞれの延長線の交点よりも車幅方向外側に位置するとよい。

かかる構成によれば、補強部材は、サスペンションフレームの内部のうち、中央部と、前側アーム部および後側アーム部の境界近傍に配置される。中央部と、前側アーム部および後側アーム部の境界近傍は、前壁および後壁に角度変化が生じるため、他の箇所よりもサスペンションアームからの荷重によって変形が生じやすい。そこで、境界近傍に補強部材を配置することにより、変形が生じやすい箇所を好適に補強することができ、変形抑制効果を更に高めることが可能である。

平面視において、上記前側立設壁と後側立設壁とがなす屈曲角は９０度以上であり、支持部を車幅方向に通過する線分と前側立設壁および後側立設壁とがそれぞれ成す角はほぼ等しい角度であるとよい。前側立設壁および後側立設壁とがなす屈曲角、すなわち開き角を９０度以上とすることにより、かかる前側立設壁および後側立設壁が支持部を補強する効果を高めることができる。また支持部と、前側立設壁および後側立設壁とが成す角を等しくすることにより、支持部をバランスよく補強することが可能となる。

上記前側立設壁は前側アーム部の前壁に沿うように延びていて、後側立設壁は後側アーム部の後壁に沿うように延びているとよい。このように前側立設壁および後側立設壁が、前側アーム部の前壁および後側アーム部の後壁に沿うように延びている、すなわちそれらに近接していることにより、前側立設壁および後側立設壁を前側アーム部の前壁および後側アーム部の後壁と連動させることができる。したがって、応力を効率的に分散することができ、サスペンションフレームの変形量を低減することが可能となる。またかかる構成によれば、前側立設壁および後側立設壁は、中央部の断面を覆うように配置される。これにより、中央部のねじれ変形を抑制する効果を得ることもできる。

当該サスペンションフレーム構造は、後側アーム部の後縁に後側アーム部を延長するようになだらかに取り付けられサスペンションフレームを車体構造部材に接続するエクステンションブラケットを更に含み、平面視において、エクステンションブラケットの車両内側の稜線は、後側立設壁の延長線と連続するとよい。これにより、後側立設壁で受けた荷重を、エクステンションブラケットを介して車体構造部材に効率的に伝達することができるため、上述した変形抑制効果を更に高めることが可能である。

上記支持部は、サスペンションフレームの上方に配置され車幅方向に延びるステアリングギアボックスを支持するとよい。ステアリングギアボックスは高い剛性を有するため、これを補強部材の支持部を介してサスペンションフレームに連結することにより、サスペンションフレームの剛性を高めることができる。また支持部に前側立設壁および後側立設壁が接合されていることにより、支持部の剛性が高まる。これにより、ステアリングギアボックスの取付強度を高めることができ、操縦安定性の向上、ロードノイズ等の振動の低減を図ることが可能となる。

本発明によれば、サスペンションアームから入力される荷重に対してより高い剛性を得ることができ、ひいては変形を好適に抑制す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。

本実施形態のサスペンションフレーム構造の全体斜視図である。 図１のサスペンションフレーム構造の右側部分を上方から観察した拡大図である。 図２のサスペンションフレーム構造を車内側上方から観察した斜視図である。

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、本実施形態のサスペンションフレーム構造１００の全体斜視図である。図２は、図１のサスペンションフレーム構造１００の右側部分を上方から観察した拡大図である。図３は、図２のサスペンションフレーム構造１００を車内側上方から観察した斜視図である。なお、理解を容易にするために、図２および図３では、図１に示すステアリングギアボックス１５０を不図示とし、サスペンションフレーム１１０の内部の補強部材１３０を仮想線にて図示している。

図１に示すように、本実施形態のサスペンションフレーム構造１００は、車両下部で車幅方向に延びるサスペンションフレーム１１０、かかるサスペンションフレーム１１０内部に配置される補強部材１３０（図２および図３参照）、およびサスペンションフレーム１１０を車体構造部材（不図示）に接続する右側エクステンションブラケット１４０ａ・左側エクステンションブラケット１４０ｂを含んで構成される。

サスペンションフレーム１１０の左右両側には、その車幅方向外側に位置する右側サスペンションアーム１２０ａ・左側サスペンションアーム１２０ｂがそれぞれ固定される。更に、本実施形態では、サスペンションフレーム１１０の上方には、車幅方向に延びるステアリングギアボックス１５０が配置される。なお、以下の説明では、サスペンションフレーム構造１００の右側の構造を例示するが、左側においても同様の構成を有することは言うまでもない。

図２に示すように、サスペンションフレーム１１０の中央では、中央部１１２が車幅方向に延びている。かかる中央部１１２の端の前部からは前側アーム部１１４が外側に向かって延びていて、中央部１１２の端の後部からは後側アーム部１１６が外側に向かって延びている。そして、サスペンションフレーム１１０では、これらの前側アーム部１１４および後側アーム部１１６にサスペンションアーム（右側サスペンションアーム１２０ａ）が固定される。

図３に示すように、サスペンションフレーム１１０の内部には補強部材１３０が配置される。補強部材１３０は、支持部１３２、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６を含んで構成される。支持部１３２は、サスペンションフレーム１１０の内部で上下方向に延び、サスペンションフレーム１１０の上壁１１０ａ（図１参照）と下壁１１０ｂ（図３参照）とを接続する。前側立設壁１３４は、支持部１３２の側面から車両前方に向かうにしたがって車幅方向外側に延び、サスペンションフレーム１１０の上壁１１０ａまたは下壁１１０ｂに接合される。後側立設壁１３６は、支持部１３２の側面から車両後方に向かうにしたがって車幅方向外側に延び、サスペンションフレーム１１０の上壁１１０ａまたは下壁１１０ｂに接合される。

なお、本実施形態では、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６の上端をサスペンションフレーム１１０の上壁１１０ａに接合した後に、前側立設壁１３４のフランジ１３４ａおよび後側立設壁１３６のフランジ１３６ａ（図２参照）をサスペンションフレーム１１０の下壁１１０ｂに接合している。ただし、これに限定するものではなく、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６は、サスペンションフレーム１１０の上壁１１０ａおよび下壁１１０ｂの少なくとも一方に接合されていればよい。

本実施形態の特徴として、図２に示すように、補強部材１３０は、平面視において、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６が支持部１３２で屈曲するＬ字形状を形成している。これにより、補強部材１３０は、前後方向および左右方向に立体的な形状となるため、右側サスペンションアーム１２０ａ（サスペンションアーム）からの荷重に対して高い剛性が得られる。したがって、サスペンションフレーム１１０の変形を抑制する効果を高めることが可能となる。

特に本実施形態では、補強部材１３０は、前側立設壁１３４と後側立設壁１３６が前後方向に開いたＬ字形状である。これにより、左右方向にかかる荷重に対するサスペンションフレーム１１０の前壁１１０ｃ（図１参照）および後壁１１０ｄ（図３参照）の変形を好適に抑制することができる。また前側立設壁１３４および後側立設壁１３６がサスペンションフレーム１１０の上壁１１０ａや下壁１１０ｂに接合されることにより、上下方向にかかる荷重に対するサスペンションフレーム１１０の上壁１１０ａや下壁１１０ｂの変形を抑制する効果を高め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、補強部材１３０において、支持部１３２は、中央部１１２の前壁１１２ａの延長線Ｌ１と、前側アーム部１１４の前壁１１４ａのそれぞれの延長線Ｌ２の交点Ｐ１（変曲点）よりも車幅方向内側に配置されている。また前側立設壁１３４および後側立設壁１３６の車幅方向外側の端は、延長線Ｌ１・Ｌ２の交点Ｐ１よりも車幅方向外側に位置する。すなわち本実施形態では、補強部材１３０は、サスペンションフレーム１１０の内部のうち、中央部１１２と、前側アーム部１１４の境界近傍に配置される。

図２に示すように、中央部１１２と前側アーム部１１４との境界近傍では、それらの前壁１１２ａ・１１４ａが連続する部分において角度変化が生じるため、荷重の集中による変形が生じやすい傾向がある。そこで、上記説明したように中央部１１２と前側アーム部１１４の境界近傍に補強部材１３０を配置することにより、かかる境界近傍を好適に補強することができ、その変形を好適に抑制することが可能となる。

なお、本実施形態では、支持部１３２を、中央部１１２の前壁１１２ａおよび前側アーム部１１４の前壁１１４ａの延長線Ｌ１・Ｌ２の交点Ｐ１よりも車幅方向内側に配置し、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６の車幅方向外側の端を、かかる交点Ｐ１よりも車幅方向外側に位置させる構成を例示したが、これに限定するものではない。例えば、支持部１３２を、中央部１１２の後壁１１２ｂの延長線Ｌ３と、後側アーム部１１６の後壁１１６ｂの延長線Ｌ４の交点Ｐ２よりも車幅方向内側に配置し、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６の車幅方向外側の端を、延長線Ｌ３・Ｌ４の交点Ｐ２よりも車幅方向外側に位置させる構成としてもよい。これによれば、中央部１１２の後壁１１２ｂおよび後側アーム部１１６の後壁１１６ｂの境界近傍を好適に補強することが可能となる。

また本実施形態では、図２に示すように、平面視において、前側立設壁１３４と後側立設壁１３６とがなす屈曲角θを９０度以上とし、支持部１３２を車幅方向に通過する線分Ｌ５と、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６とがそれぞれ成す角θ１・θ２をほぼ等しい角度としている。このように前側立設壁１３４および後側立設壁１３６の屈曲角θ、すなわち開き角を９０度以上とすることにより、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６が支持部１３２を補強する効果を高めることができる。また支持部１３２と、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６とが成す角θ１・θ２を等しくすることにより、支持部１３２をバランスよく補強することができ、上述した効果を高め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、前側立設壁１３４は前側アーム部１１４の前壁１１４ａに沿うように延びていて、後側立設壁１３６は後側アーム部１１６の後壁１１６ｂに沿うように延びている。すなわち、前側立設壁１３４は前側アーム部１１４の前壁１１４ａに近接するように延びていて、後側立設壁１３６は後側アーム部１１６の後壁１１６ｂに近接するように延びている。

上記構成により、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６を前側アーム部１１４の前壁１１４ａおよび後側アーム部１１６の後壁１１６ｂと連動させることができる。このため、応力を効率的に分散することができ、サスペンションフレーム１１０の変形量を低減することが可能となる。またかかる構成によれば、前側立設壁１３４および後側立設壁１３６は、中央部１１２の断面を覆うように（塞ぐように）配置されるため、中央部１１２のねじれ変形を抑制する効果を得ることもできる。

ここで、上述したように本実施形態のサスペンションフレーム構造１００は、サスペンションフレーム１１０を車体構造部材（不図示）に接続する右側エクステンションブラケット１４０ａ（エクステンションブラケット）を含んで構成される。図２に示すように、右側エクステンションブラケット１４０ａは、後側アーム部１１６の後縁に、かかる後側アーム部１１６を延長するようになだらかに取り付けられる。

図２に示すように、本実施形態では、平面視において、エクステンションブラケットの車両内側の稜線Ｌ６は、後側立設壁の延長線Ｌ７と連続する。これにより、後側立設壁１３６の延長線Ｌ７は、右側エクステンションブラケット１４０ａの車両内側の稜線Ｌ６の前端での接線と一致することとなる。かかる構成によれば、後側立設壁１３６で受けた荷重を、右側エクステンションブラケット１４０ａを介して車体構造部材に効率的に伝達することができる。したがって、荷重分散性能を向上し、上述した変形抑制効果を更に高めることが可能である。

更に本実施形態では、サスペンションフレーム１１０の上方に配置されるステアリングギアボックス１５０（図１参照）を支持部１３２において支持する。すなわち、サスペンションフレーム１１０には、補強部材１３０の支持部１３２を介してステアリングギアボックス１５０が連結される。これにより、ステアリングギアボックス１５０の高い剛性によってサスペンションフレーム１１０の剛性を高めることができる。

また上述したように本実施形態では、支持部１３２に前側立設壁１３４および後側立設壁１３６が接合されているため、支持部１３２の剛性を高めることができる。これにより、ステアリングギアボックス１５０の取付強度を高めることができ、ロードノイズ等の振動を低減し、操縦安定性の向上を図ることが可能となる。

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その車幅方向外側に位置するサスペンションアームを固定するサスペンションフレームと、サスペンションフレーム内部に配置される補強部材とを含むサスペンションフレーム構造に利用することができる。

１００…サスペンションフレーム構造、１１０…サスペンションフレーム、１１０ａ…上壁、１１０ｂ…下壁、１１０ｃ…前壁、１１０ｄ…後壁、１１２…中央部、１１２ａ…前壁、１１２ｂ…後壁、１１４…前側アーム部、１１４ａ…前壁、１１６…後側アーム部、１１６ｂ…後壁、１２０ａ…右側サスペンションアーム、１２０ｂ…左側サスペンションアーム、１３０…補強部材、１３２…支持部、１３４…前側立設壁、１３４ａ…フランジ、１３６…後側立設壁、１３６ａ…フランジ、１４０ａ…右側エクステンションブラケット、１４０ｂ…左側エクステンションブラケット、１５０…ステアリングギアボックス

Claims (4)

1. 車両下部で車幅方向に延びその車幅方向外側に位置するサスペンションアームを固定するサスペンションフレームと、該サスペンションフレーム内部に配置される補強部材とを含むサスペンションフレーム構造であって、
   前記補強部材は、
   前記サスペンションフレームの内部で上下方向に延び該サスペンションフレームの上壁と下壁とを接続する支持部と、
   前記支持部の側面から車両前方に向かうにしたがって車幅方向外側に延び前記サスペンションフレームの上壁または下壁の少なくとも一方に接合される前側立設壁と、
   前記支持部の側面から車両後方に向かうにしたがって車幅方向外側に延び前記サスペンションフレームの上壁または下壁の少なくとも一方に接合される後側立設壁とを有し、
   平面視において、前記前側立設壁および前記後側立設壁が前記支持部で屈曲するＬ字形状を形成し、
   前記サスペンションフレームは、
   車幅方向に延びる中央部と、
   前記中央部の端の前部から外側に向かって延び前記サスペンションアームを固定する前側アーム部と、
   前記中央部の端の後部から外側に向かって延び前記サスペンションアームを固定する後側アーム部とを有し、
   平面視において、
   前記支持部は、前記中央部の前壁および前記前側アーム部の前壁のそれぞれの延長線の交点、または該中央部の後壁および前記後側アーム部の後壁のそれぞれの延長線の交点よりも車幅方向内側に配置されていて、
   前記前側立設壁および前記後側立設壁の車幅方向外側の端は、前記中央部の前壁および前記前側アーム部の前壁のそれぞれの延長線の交点、または該中央部の後壁および前記後側アーム部の後壁のそれぞれの延長線の交点よりも車幅方向外側に位置し、
   前記前側立設壁は、前記前側アーム部の前壁に沿うように延び、前記中央部の前壁および該前側アーム部の前壁が連続していて角度変化が生じている第１の角度変化部の車幅方向の範囲内に位置し、
   前記後側立設壁は、前記後側アーム部の後壁に沿うように延び、前記中央部の後壁および該後側アーム部の後壁が連続していて角度変化が生じている第２の角度変化部の車幅方向の範囲内に位置し、
   前記支持部は、前記サスペンションフレームの上方に配置され車幅方向に延びるステアリングギアボックスを支持することを特徴とするサスペンションフレーム構造。
2. 平面視において、
   前記前側立設壁と前記後側立設壁とがなす屈曲角は９０度以上であり、
   前記支持部を車幅方向に通過する線分と前記前側立設壁および前記後側立設壁とがそれぞれ成す角はほぼ等しい角度であ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構造。
3. 平面視において、
   前記前側立設壁と前記後側立設壁とがなす屈曲角は９０度以上であり、
   前記支持部を車幅方向に通過する線分と前記前側立設壁および前記後側立設壁とがそれぞれ成す角はほぼ等しい角度であ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構造。
4. 当該サスペンションフレーム構造は、前記後側アーム部の後縁に該後側アーム部を延長するようになだらかに取り付けられ前記サスペンションフレームを車体構造部材に接続するエクステンションブラケットを更に含み、
   平面視において、
   前記エクステンションブラケットの車両内側の稜線は、前記後側立設壁の延長線と連続することを特徴とする請求項１または３のいずれか１項に記載のサスペンションフレーム構造。
   

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