(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延設された左右一対のサイドメンバに左右端が締付結合される車幅方向延出部材と、後端が同車幅方向延出部材の左右端より所定量車体中央側に配備した位置で接合固定し、前端が上記両サイドメンバを互いに連結するクロスメンバの左右端より所定量車体中央側に配備した位置で締付結合される左右一対の前後方向延出部材とを有したサブフレーム、一端が車輪を枢支した車輪支持部材に連結され他端が上記前後方向延出部材に連結されたアッパアーム、一端が上記車輪支持部材に連結され、他端が上記車幅方向延出部材に連結されたロアアーム、上記車幅方向延出部材の左右端と上記ロアアームの上部との間に配備されたコイルスプリングを具備したことを特徴とする車両のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のサスペンション装置に関し、特に、車体の下壁構成部材にアッパアームを用いたリンク機構及びコイルスプリングを用いた衝撃吸収機構を有する独立懸架サスペンションを介して車輪を枢支するナックルを取付る車両のサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のサスペンション装置は車体に対して車輪を上下動可能に連結するリンク機構と、車輪を介し入力した路面反力の変動成分を吸収する衝撃吸収機構とを備え、これらの働きにより操縦安定性を確保し、車体側の乗員が受ける衝撃を低減し、居住性を向上させている。
このサスペンション装置の内、アッパアーム、ロアアーム等の複数のサスペンションアームを有したリンク機構とコイルスプリング及びショックアブソーバを並設した衝撃吸収機構を備えたダブルウイッシュボーン型独立懸架サスペンションが操縦安定性や居住性の優れたものとして多用されている。
ところで、ダブルウイッシュボーン型独立懸架サスペンションは、特に旋回時、車両のロールに伴いその外側輪側にロールセンタが移動し、同ロールセンタに上向きの反力が生じ、旋回時の操縦不安定化を招くという、所謂、ジャッキアップ現象が生じることがあり、その防止対策の一つとして、アッパアームのアーム長を大きくすることが有効である。
【０００３】
このため、ダブルウイッシュボーン型独立懸架サスペンションの製作にあたり、できるだけアッパアームを長く設定することが行われているが、このような構成を採る上で、アッパアームの枢支端をできるだけ車体中央側に取り付けることが有効となるが、車室側壁によって規制を受けることが多く、十分にアッパアームの長さを確保できていない。
そこで、アッパアームの基端側を車室のフロア下方に枢支することが有効と見做され、その一例が特開平９−１５８９６９号公報に開示される。このリアサスペンション装置では、フロア下側のサイドメンバに前後端が支持され中間部が車体中央側に湾曲して形成されるサブフレームを有する。このサブフレームの中間湾曲部にはアッパアームの枢支端が枢支され、アッパアームをフロア下方に枢支している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平９−１５８９６９７号公報に開示されるリアサスペンション装置では、サブフレームがその中央の湾曲部にアッパアームからの荷重を受け、その位置より車外側の前後端よりサイドメンバに荷重を分散させる。このためサブフレームはねじり応力を常に受けることとなり、耐久性確保の上で問題がある。しかも、ここでのコイルスプリングの上端はサイドメンバに連結され、組付作業時に、リンク機構とは別に、コイルスプリングは別途にサイドメンバへ取付られる必要があり、組み付け作業に手間取るという問題があった。
本発明の目的は、耐久性を確保でき、しかも、組み付け作業性の良好な車両のサスペンション装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、車幅方向延出部材と左右一対の前後方向延出部材とを有したサブフレームを備え、車幅方向延出部材は車体前後方向に延設された左右一対のサイドメンバに左右端が締付結合され、左右一対の前後方向延出部材は後端が同車幅方向延出部材の左右端より所定量車体中央側に配備した位置で接合固定し、前端が上記両サイドメンバを互いに連結するクロスメンバの左右端より所定量車体中央側に配備した位置で締付結合され、アッパアームを備え、同アッパアームは一端が車輪を枢支した車輪支持部材に連結され他端が上記前後方向延出部材に連結され、ロアアームを備え、同ロアアームは一端が上記車輪支持部材に連結され、他端が上記車幅方向延出部材に連結され、上記車幅方向延出部材の左右端と上記ロアアームの上部との間にコイルスプリングを配備している。
【０００６】
ここで、両前後方向延出部材はその後端が車幅方向延出部材の左右端より所定量車体中央側に接合固定され、その前端がクロスメンバの左右端より所定量車体中央側に締付結合されている。このように、両前後方向延出部材は左右の両サイドメンバより車体中央寄りに配備されるので、この前後方向延出部材とナックルとを連結するアッパアームは比較的長く形成でき、アッパアームを用いた独立懸架サスペンションで生じ易いジャッキアップ現象による操縦不安定化を防止できる。しかも、コイルスプリングを車幅方向延出部材の左右端に連結するので、アッパアーム及びロアアームを含むリンク機構及びコイルスプリングをサブフレームに組み込み、サブアッセンブリ化した上でサスペンション装置の組み付けを行え、この点で組み付けラインでの組み付け作業が容易化される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３には本発明の適用された車両のサスペンション装置としてのリアサスペンション装置Ｓを示した。
このリアサスペンション装置Ｓは四輪独立懸架方式を採り、図示しない自動車の車体下部に設けられる下壁構成部材及びこれに複数箇所が締付結合されるサブフレームとしてのシャシメンバ１（図３参照）に対し後輪２をリンク機構ｓ１及び衝撃吸収機構ｓ２を介し連結するという構成を採る。
ここで、下壁構成部材は、図１、図２に示すように、上面を車室Ｒと対向するフロア部材３と同フロア部材３の下面に接合し車体の前後方向Ｘに長い左右一対のサイドメンバ４とこれら両サイドメンバ間を一体結合するクロスメンバ５とから成る。クロスメンバ５は左右一対のサイドメンバ４の比較的前側（図１で上側）に溶接され、クロスメンバ５の左右端より所定量車体中央側に前部左右の前取付部Ｊ１が形成される。しかも、左右一対のサイドメンバ４の比較的後側（図２で下側）には後部左右の後取付部Ｊ２がそれぞれ形成される。
【０００８】
各取付部Ｊ１、Ｊ２は共に図示しない締付ボルトを上下方向に挿通させる図示しないボルト穴を備え、そのボルト穴に挿通されたボルトにより、各取付部Ｊ１、Ｊ２の下面に当接されるシャシメンバ１側の各対向部を締付接合するように構成される。
下壁構成部材に締付接合されるシャシメンバ１は、図３に示すように、車幅方向Ｙに延設される車幅方向延出部材６と同車幅方向延出部材６に後端を溶接した前後方向Ｘに延設される左右一対の前後方向延出部材７とから成る。
【０００９】
車幅方向延出部材６は平面視において、図１に示すように、車幅方向Ｙに直状に延設され、後面視において、図２に示すように、屈曲バー状に延設される。即ち、車幅方向延出部材６は直状の中央部６０１と、中央部６０１の両側の下屈曲側端６０４より斜め上方に延出する立上り部６０２と、立上り部６０２の左右端より車幅方向Ｙ外側にほぼ水平に延出するばね受け端部６０３とを備えており、図４に示すように、ハット形断面の上板材６ａ及び平板状の下板材６ｂとを互いに重ね合わせて周縁部を溶接し、閉断面形状を成すように形成されている。なお、車幅方向延出部材６はその上板材６ａと下板材６ｂの両端を皿状端部に形成し、これらを上下に重ね皿状のばね受け端部６０３を形成している。このばね受けの中央部がボルト穴ｈを形成され、同部が左右のサイドメンバ４の各後取付部Ｊ２に重ね合わされ、図示しない締付ボルトで締付固定される。
【００１０】
前後方向Ｘに延設され互いに並設される左右一対の前後方向延出部材７は各後端を車幅方向延出部材６の左右端より所定量車体中央側、即ちばね受け端部６０３の車体中央側の側壁に溶接固定され、前端をクロスメンバ５上の左右一対の前取付部Ｊ１に締付固定される。両前後方向延出部材７は略直状バー部材を成し両サイドメンバ４に対し車体中央側に並設される。ここで、両前後方向延出部材７は各中間部がパイプ部材８で互いに接合され、しかも、その前端をクロスメンバ５の両前取付部Ｊ１に結合され、その後端を車幅方向延出部材６に溶接される。このため、左右一対の前後方向延出部材７事態の剛性はもとよりシャシメンバ１全体の剛性が十分強化されている。
【００１１】
各前後方向延出部材７はその中間部の外側壁面に前後に所定間隔を保って前後アームブラケット９，１１を接合固定する。両前後アームブラケット９，１１にはサスペンションアームとしての後述のアッパアーム１２の基端が連結される。この場合、両前後アームブラケット９，１１からの入力荷重の内、車幅方向の荷重はパイプ部材８で相互に打ち消され、しかも、各前後方向延出部材７に加わるその他の荷重は両前取付部Ｊ１及び両後取付部Ｊ２を経てクロスメンバ５や車幅方向延出部材６に分散して伝達され、この際、直状の各前後方向延出部材７は曲げ応力を発生するのみで、ねじり応力は発生しないように構成されている。なお、このようなシャシメンバ１には図示しないディファレンシャル装置が補強部材２７を介して支持される。
【００１２】
リアサスペンション装置Ｓのリンク機構ｓ１は、図１、図２に示すように、後輪２を枢支するナックル１５を備え、このナックル１５側を前後左右方向のズレを規制し上下動可能に４つのサスペンションアームを用いて車体側に連結する。ここで、ロアアーム１６、アッパアーム１２、トーコントロールアーム１７及びトレーリングアーム１８から成る４つのサスペンションアームはナックル１５と車体との間に並列的に配置される。即ち、ロアアーム１６はナックル１５の下側ボス１５１と車幅方向延出部材６の下屈曲側端６０４とにそれぞれ図示しないゴムブッシュを介して回動可能にピン結合され、アッパアーム１２は揺動端がナックル１５の上側ボス１５２と図示しないボールジョイントを介し結合され、基端が前後方向延出部材７の前後アームブラケット９，１１とそれぞれ図示しないゴムブッシュを介して回動可能にピン結合され、トーコントロールアーム１７はナックル１５の前側ボス１５３と前後方向延出部材７側の下向きブラケット１９にそれぞれ図示しないゴムブッシュを介して回動可能にピン結合され、トレーリングアーム１８はナックル１５の上側ボス１５２の近傍の図示しない上前方ボスとサイドメンバ４のクロスメンバ取付構造位置より前方のトレーリングアームブラケット２０とにそれぞれ図示しないゴムブッシュを介して回動可能にピン結合される。
【００１３】
このリンク機構ｓ１では、図５に示すように、ロアアーム１６とトレーリングアーム１８の両延長線が交わる交点Ｐ１が設定され、これとアッパアーム１２の揺動端の球継手の位置Ｐ２とを結ぶキングピン軸Ｋが設定される。ここで、キングピン軸Ｋ回りの後輪２及びナックル１５側の回転変位はトーコントロールアーム１７で阻止され、非操舵輪のリンク機構として構成されている。
リアサスペンション装置Ｓの衝撃吸収機構ｓ２は後輪２より入力した路面ｅからの反力変動成分を吸収低減するもので、コイルスプリング１３及びショックアブソーバ１４で構成される。左右のコイルスプリング１３は車幅方向延出部材６に形成されるばね受け端部６０３と、ロアアーム１６の中間部のばね受け１６１との間に圧縮付勢された状態で装着される。左右一対のショックアブソーバ１４は、ロアアーム１６内に設けた下端取付部１６２に下端がピン結合され、車体側の側方縦壁板２１に設けた上端取付部２２に上端が緩衝部材を介しピン結合される。
【００１４】
左右の後輪２は過度の相対的な上下変動を車幅方向に配設されるスタビライザー２３で規制されている。このスタビライザー２３は金属製のトーションバーであり、その左右端近傍を図示しないゴムブッシュを介しスタビライザーブラケット２４で前後方向延出部材７の前部下壁にそれぞれ締付結合している。スタビライザー２３の左右端は直状のレバー部２３１を構成し、その先端部は縦リンク２５の下端にピン結合される。各縦リンク２５はその上端をそれぞれ対向するアッパアーム１２の下面に溶接された取付片２６にピン結合される。このように、スタビライザー２３はシャシメンバ１側に確実に支持されるが、周辺部材との干渉を避けるため、適宜、屈曲形成されている。
上述のようなリアサスペンション装置Ｓを装備する車両の生産時には、予めシャシメンバ１にリンク機構ｓ１、衝撃吸収機構ｓ２、スタビライザー２３及び図示しないディファレンシャル機構等が仮組みされ、シャシメンバアッセンブリとして車両の生産ラインに供給される。
【００１５】
この生産ラインでは、上述した各取付部Ｊ１、Ｊ２が形成されている車体後部側の下壁構成部材にシャシメンバ１の４つの締付箇所を対設させる。その上で、クロスメンバ５の前部左右の前取付部Ｊ１に左右の前後方向延出部材７の前端を図示しない締付ボルトで順次締付結合し、サイドメンバ４の後部左右の後取付部Ｊ２に車幅方向延出部材６の左右端のばね受け端部６０３を図示しない締付ボルトで順次締付結合する。これにより、シャシメンバアッセンブリ側が下壁構成部材に容易に、確実に支持される。なお、このシャシメンバ１の組み付け後に、リンク機構ｓ１では、トレーリングアーム１８の前端部がサイドメンバ４のクロスメンバ取付構造位置より前方のトレーリングアームブラケット２０にピン結合され、衝撃吸収機構ｓ２ではショックアブソーバ１４の上端が側方縦壁板２１に設けた上端取付部２２にピン結合される。これにより、リアサスペンション装置Ｓの組み付けを比較的容易な組み付け作業で行うことができる。
【００１６】
このように、シャシメンバアッセンブリを組み付ける場合、シャシメンバ１側を下壁構成部材である左右一対のサイドレール４及びクロスメンバ５に締付接合するのみで良く、生産ライン上で行う組み付け作業が極めて少なく、作業性の向上を図れる。しかも、シャシメンバアッセンブリ側の各部品がシャシメンバ１に対して、予め精度良く組み付けられることより、艤装後の組み付け精度を容易に確保することができる。
【００１７】
更に、このようなリアサスペンション装置Ｓでは、左右一対の前後方向延出部材７がその前後の取付部Ｊ１，Ｊ２との対向部を含み全てが両サイドメンバ４に対し車体中央側に並設されるので、各前後方向延出部材７上の各前後アームブラケット９，１１に枢支されるアッパアーム１２は車幅方向に比較的長くアーム長を確保できる。このようにダブルウイッシュボーン型独立懸架サスペンションでのアッパアーム長を長く設定でき、旋回時の操縦不安定化を招く、所謂、ジャッキアップ現象の発生を抑えることができる。しかも、この際、各前後方向延出部材７に各前後アームブラケット９，１１を介しアッパアーム１２側より路面反力が入力しても、入力荷重は両前取付部Ｊ１及び両後取付部Ｊ２を経てクロスメンバ５や車幅方向延出部材６に分散して伝達され、この際、直状の各前後方向延出部材７は曲げ応力を発生するのみで、ねじり応力は発生することがなく、十分の耐久性を確保できる。特に、ここでの車幅方向の入力荷重はパイプ部材８で相互に打ち消され、前後方向延出部材７を含むシャシメンバ１はより十分の耐久性を確保できる。
【００１８】
上述の処において、両前後方向延出部材７はその中間部をパイプ部材８で互いに結合していたが、場合によりパイプ部材８を排除して、シャシメンバ１の構造の簡素化を図っても良く、この場合も、図１のリアサスペンション装置Ｓとほぼ同様の作用効果を得られる。
図１のリアサスペンション装置Ｓは４つのサスペンションアームを備えていたが、その他のアッパアームを有するダブルウイッシュボーン型独立懸架サスペンションに本発明を適用でき、それらの場合も、図１のリアサスペンション装置Ｓとほぼ同様の作用効果を得られる。更に、上述の処においてリアサスペンション装置Ｓを説明したが、フロント側のサスペンション装置にも本発明を適用でき、それらの場合も、図１のリアサスペンション装置Ｓとほぼ同様の作用効果を得られる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１の発明では、両前後方向延出部材は左右の両サイドメンバより車体中央寄りに配備されるので、この前後方向延出部材とナックルとを連結するアッパアームは比較的長く形成でき、アッパアームを用いた独立懸架サスペンションで生じ易いジャッキアップ現象による操縦不安定化を防止できる。しかも、コイルスプリングを車幅方向延出部材の左右端に連結するので、アッパアーム及びロアアームを含むリンク機構及びコイルスプリングをサブフレームに組み込み、サブアッセンブリ化した上でサスペンション装置の組み付けを行え、この点で組み付けラインでの組み付け作業が容易化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例としてのリアサスペンション装置の平面視での要部断面図である。
【図２】図１のリアサスペンション装置の後面視での要部断面図である。
【図３】図１のリアサスペンション装置内のサブフレームの斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面拡大図である。
【図５】図１のリアサスペンション装置内のリンク機構の機能説明図である。
【符号の説明】
１      シャシメンバ
２      後輪
４      サイドメンバ
５      クロスメンバ
６      車幅方向延出部材
７      前後方向延出部材
１２    アッパアーム
１３    コイルスプリング
１５    ナックル
１６    ロアアーム
ｓ１    リンク機構
ｓ２    衝撃吸収機構
Ｘ      車体前後方向
Ｓ      リアサスペンション装置
【図１】
0003601352.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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