(57)【要約】【課題】自動車のフロントサスペンション装置において、サスペンションクロスメンバーへの電動パワーステアリング装置の取付部分を簡単な手法で補強することにより、電動パワーステアリング装置の変形に起因した操舵フィーリングの悪化を防止する。【解決手段】車両Ｖのフロントサスペンション装置１０を構成するサスペンションクロスメンバー１の前面には、４ヶ所の取付座１１０が形成されている。取付座１１０には、パワステユニット２と、その前方から補強プレート３が共締め固定される。補強プレート３の両側部からは延長部３２が突出しており、その端部３２０が車両Ｖのフロントサイドフレームの下面に固定される。補強部３により、車輪からの横力によるパワステユニット２及びサスペンションクロスメンバー１の変形が防止され、パワステユニット２における狙いどおりの操舵フィーリングが確保される。【選択図】  図２
2004268607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールスクリュー式の電動パワーステアリング装置が取付けられたサスペンションクロスメンバーを含む自動車のフロントサスペンション装置であって、
上記電動パワーステアリング装置に、上記サスペンションクロスメンバーにボルト締結される複数の取付部が設けられ、
上記電動パワーステアリング装置の取付部のそれぞれに対応する取付部を一体的に有した補強プレートを備え、
該補強プレートは、該補強プレートの取付部を介して上記電動パワーステアリング装置とともに上記サスペンションクロスメンバーにボルトにより共締め固定されていることを特徴とする、自動車のフロントサスペンション装置。
【請求項２】
上記電動パワーステアリング装置には少なくとも直線的に配置されていない３ヶ所の取付部が設けられており、上記補強プレートには上記電動パワーステアリングの取付部に対応して少なくとも３ヶ所の取付部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の自動車のフロントサスペンション装置。
【請求項３】
上記補強プレートが、上記電動パワーステアリング装置とともに上記サスペンションクロスメンバーに共締め固定された状態での上記電動パワーステアリング装置の長手方向に沿った折曲部を有することを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の自動車のフロントサスペンション装置。
【請求項４】
上記補強プレートが、車体フレームに固定される延長部を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の自動車のフロントサスペンション装置。
【請求項５】
上記サスペンションクロスメンバーの前面に、上記電動パワーステアリング装置の取付部に対応する取付座が形成されており、
上記補強プレート及び上記電動パワーステアリング装置が上記取付座に共締め固定されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の自動車のフロント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、自動車のフロントサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、運転者のステアリング操作に要する操舵力を軽減するべく、パワーステアリング装置を車両に搭載することが行われている。この様なパワーステアリング装置は、近年、従来の油圧式のものに代えて電動モーターを用いた電気式のものが採用される様になっており、エンジンの負荷を軽減して燃費の向上に寄与している（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０８−３３２９６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この様な電動パワーステアリング装置は、フロントサスペンションを支持するとともに車両のエンジンルーム下部に設けられるサスペンションクロスメンバーに取付けられるのが一般的である。しかしながら、車両の運動性能向上のためフロントに幅の広いタイヤを装着した場合には、車両走行中にタイヤから大きな横力がタイロッドを介して電動パワーステアリング装置に入力される。このとき、特に電動パワーステアリング装置がボールスクリュー式である場合には、電動パワーステアリング装置が応答性向上や低電力化のため小型かつ軽量に構成されることに起因して比較的剛性が低いため、パワーステアリング装置内のシャフトが横力によって捩れなどの変形を生じてフリクションが増加し、狙った操舵フィーリングが得られなくなる場合がある。この様な問題に対しては、パワーステアリング装置が取付けられるサスペンションクロスメンバーの断面積を大きくしてパワーステアリング装置の支持剛性を高めることで対処できるものの、車両のエンジンルーム内のレイアウト等の制約によりサスペンションクロスメンバーの断面積を確保出来ない場合には、パワーステアリング装置を介して加えられるタイヤからの横力によってサスペンションクロスメンバーそのものが変形を生じることになるため、上記の操舵フィーリング悪化という問題は避けられない。
【０００５】
従って、上記の様な場合には、電動パワーステアリング装置のモーターを出力の大きなものとして、電動パワーステアリング装置が若干変形しても操舵力のアシストをスムースに行える様にすること以外に操舵フィーリングを確保する方法が無いのであるが、この方法は大きな電力を必要とし、車両のバッテリーの負荷が大きくなるため、より好ましい解決策が望まれていた。
【０００６】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自動車のフロントサスペンション装置において、サスペンションクロスメンバーへの電動パワーステアリング装置の取付部分を簡単な手法で補強することにより、電動パワーステアリング装置の変形に起因した操舵フィーリングの悪化を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の構成は、ボールスクリュー式の電動パワーステアリング装置が取付けられたサスペンションクロスメンバーを含む自動車のフロントサスペンション装置であって、上記電動パワーステアリング装置に、上記サスペンションクロスメンバーにボルト締結される複数の取付部が設けられ、上記電動パワーステアリング装置の取付部のそれぞれに対応する取付部を一体的に有した補強プレートを備え、該補強プレートは、該補強プレートの取付部を介して上記電動パワーステアリング装置とともに上記サスペンションクロスメンバーにボルトにより共締め固定されているものである。
【０００８】
上記の構成によれば、電動パワーステアリング装置が、取付部を一体的に有した補強プレートとともにサスペンションサブフレームにボルトにより共締め固定されるため、電動パワーステアリング装置の取付部分がサスペンションサブフレームごと補強プレートにより補強される。従って、タイヤからの外力が加わっても電動パワーステアリング装置はその変形が防止され、特にボールスクリュー式の電動パワーステアリング装置の場合に生じ易い操舵フィーリングの悪化を防止することが出来る。しかも、その様な効果が、補強プレートを共締め固定するという簡単な構造にて実現される。
【０００９】
本発明の第２の構成は、上記電動パワーステアリング装置には少なくとも直線的に配置されていない３ヶ所の取付部が設けられており、上記補強プレートには上記電動パワーステアリングの取付部に対応して少なくとも３ヶ所の取付部が設けられているものである。
【００１０】
上記の構成によれば、補強プレート及び電動パワーステアリング装置のサスペンションクロスメンバーへの取付部が少なくとも３ヶ所であり、しかもそれらが直線的に配置されていないため、３ヶ所の取付部によって補強プレートが面として作用する。従って、捻れ方向の力に対しても確実に補強効果が発揮され、補強プレートによる補強効果をより高めることが出来る。
【００１１】
本発明の第３の構成は、上記補強プレートが、上記電動パワーステアリング装置とともに上記サスペンションクロスメンバーに共締め固定された状態での上記電動パワーステアリング装置の長手方向に沿った折曲部を有するものである。
【００１２】
上記の構成によれば、補強プレートが電動パワーステアリング装置の長手方向に沿う折曲部を有するため、折曲部によって電動パワーステアリング装置の曲げ方向の変形が防止される。
【００１３】
本発明の第４の構成は、上記補強プレートが、車体フレームに固定される延長部を有するものである。
【００１４】
上記の構成によれば、補強プレートが複数の取付部に加え、延長部を介して車体フレームに取付けられるため、より強固に補強プレートが固定される。従って、補強プレートそのものが変形或いは変位してしまうことが最大限に防止され、より確実に操舵フィーリングの確保を行うことが出来る。
【００１５】
本発明の第５の構成は、上記サスペンションクロスメンバーの前面に、上記電動パワーステアリング装置の取付部に対応する取付座が形成されており、上記補強プレート及び上記電動パワーステアリング装置が上記取付座に共締め固定されるものである。
【００１６】
上記の構成によれば、サスペンションクロスメンバーの前方に電動パワーステアリングが取付けられるため、パワートレインの搭載位置をより後方に位置させることが出来る。すなわち、特にフロントエンジン・リアドライブ（ＦＲ）の駆動形態をとる車両においては車両の運動性能を向上するためにパワートレインを出来る限り後方にレイアウトするニーズがある。その際、ＦＲ車においてはトランスミッションが縦置きとなることに起因してエンジンルーム内においてパワートレインの後方にスペースを確保するのが困難となりがちであるが、上記の構成により、その様な場合でも、サスペンションクロスメンバーにおける電動パワーステアリング装置の取付箇所を確保することが出来る。また、電動パワーステアリング装置がサスペンションクロスメンバーの前方に取付座を介して取付けられかつサスペンションクロスメンバーが補強プレートにより補強されるため、可及的にサスペンションクロスメンバーの上下寸法を小さく出来る。従って、エンジンの搭載高さを下げることが出来、車両の外観デザインにおける自由度を高めることにも寄与する。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、自動車のフロントサスペンション装置において、サスペンションクロスメンバーへの電動パワーステアリング装置の取付部分を簡単な手法で補強することにより、電動パワーステアリング装置の変形に起因した操舵フィーリングの悪化を防止することが出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１乃至図３を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明によるフロントサスペンション装置１０が適用された車両Ｖの概略側面図である。車両Ｖは、いわゆるフロントエンジン・リアドライブの駆動形式（ＦＲ）のものであり、車両Ｖの前部に形成されたエンジンルームＥＣ内にエンジンＥとトランスミッションＴからなるパワートレインＰが搭載されている。トランスミッションＴは、エンジンＥの直後でいわゆる縦置きに搭載されており、パワートレインＰが側面視でエンジンルームＥＣの後部から車室ＰＣの前部を占めている。具体的には、パワートレインＰが前輪の車軸よりも後方に位置する様に搭載されており、車両Ｖはいわゆるフロントミッドシップの形態となっている。
【００２０】
エンジンＥの下部において、サスペンションクロスメンバー１が図示しない車両Ｖのフロントサイドフレームの下方に取付けられている。サスペンションクロスメンバー１には、詳細は図２を参照しながら後述するが、サスペンション装置１０を構成するサスペンションアーム１０１やコイルダンパー１０２、及び後述する電動パワーステアリングユニット２（以下、パワステユニットと称する）が予め組付けられ、フロントサスペンション装置１０はサスペンションユニットとして車両Ｖに搭載されている。パワステユニット２は、上述の様にパワートレインＰがエンジンルームＥＣの後部を占めるため、サスペンションクロスメンバー１の前面に取付けられる。
【００２１】
次に、パワステユニット２のサスペンションクロスメンバー１への取付について、図２を参照しながら説明する。図２は、サスペンションクロスメンバー１を含むサスペンションユニット１０、パワステユニット２、及び後述する補強プレート３を前側方から見た分解斜視図である。
【００２２】
サスペンションクロスメンバー１には、上述の様に、車両Ｖのサスペンション装置１０を構成する部品として、サスペンションアーム１０１、コイルダンパー１０２、ホイールサポート１０３、ブレーキディスク１０４、ブレーキキャリパ１０５、スタビライザ１０６などが予め組付けられている。サスペンションクロスメンバー１は、上面視で略矩形状の形状を有し、車両Ｖの前方側で車幅方向に延びる前側フレーム１１の両側が上方に湾曲していてフロントサイドフレームへの取付部及びサスペンションアーム１０１の取付部を構成している。また、サスペンションクロスメンバー１における前側フレーム１１の前面には、上下に離間した２つの取付座１１０の組が車幅方向に離間して２組設けられており、合計４ヶ所の取付座１１０が形成されている。すなわち、サスペンションクロスメンバー１には、４ヶ所の取付座１１０が一直線状にない配置で形成されている。この取付座１１０は、前側フレーム１１の前面を前方に突出させて形成されたものであり、パワステユニット２及び補強プレート３が、後述の様に固定される。
【００２３】
一方、パワステユニット２は、ボールスクリュー式のものであり、上記前側フレーム１１に形成された取付座１１０に対応して４ヶ所、取付部としての貫通孔２０が設けられている。また、パワステユニット２の左右両側に延びるタイロッド２１が、ホイールサポート１０３から延びるナックルアーム１０７に回動自在に固定される。それで、運転者のステアリングホイール（不図示）の操舵により操舵力がステアリングシャフト（不図示）を介してパワステユニット２に入力されると、パワステユニット２内のモーター（不図示）により操舵力がアシストされ、操舵方向に応じてタイロッド２１が左右に変位されることにより、車輪が転舵される。ボールスクリュー式のパワステユニット２の構成及び作動は周知のものであるため、説明を省略する。
【００２４】
補強プレート３は、パワステユニット２の前方からパワステユニット２とともに前側フレーム１１の取付座１１０にボルト４により共締め固定されるものである。補強プレート３は上記４ヶ所の取付座１１０を覆う形状を有するとともに、取付座１１０に対応する箇所にボルト４が貫通可能なボルト孔３０が設けられている。すなわち、補強プレート３には、サスペンションクロスメンバー１に設けられた取付座１１０に対応して、４ヶ所のボルト穴３０が一体的に、一直線上にない配置で形成されている。また、補強プレート３は、その長手方向（車両に取付けられた状態でパワステユニット２の長手方向と略一致する方向）に沿って曲げ成形され、長手方向に垂直な方向の断面が一様な略Ω状となっている。すなわち断面が円弧状に形成された湾曲部３１０とその両側のフランジ部３１１とからなる本体部３１を有している。フランジ部３１１には、上記ボルト孔３０が形成されている。更に、補強プレート３の長手方向両端には左右に突出する延長部３２が設けられている。延長部３２は本体部３１とは別体に形成されたもので、左右の延長部３２における本体部３１側には、ボルト穴３０に対応してそれぞれ２ヶ所のボルト穴（不図示）が形成されており、補強プレート３及びパワステユニット２とともに、取付座１１０に共締め固定される。一方、延長部３２の車幅方向に対応する端部３２０は、車両Ｖのフロントサイドフレームの下面にボルト固定される。端部３２０は、エンジンＥの保守点検などのためサスペンションユニット１全体を車両Ｖから容易に取外すことが出来るよう、着脱自在に固定するのが好ましい。補強プレート３の形状はより詳細に後述する。
【００２５】
それで、パワステユニット２は、外側（前方）から補強プレート３を介して、４つのボルト４により前側フレーム１１に共締め固定される。パワステユニット２及び補強プレート３の前側フレーム１１への固定に当たっては、まずパワステユニット２を、タイロッド２１をナックルアーム１０７に対して位置決めしつつ貫通孔２０が前側フレーム１１の取付座１１０に対応するようあてがった状態で、外側（前方）から補強プレート３の本体部３１をそのボルト孔３０がパワステユニット２の貫通孔２０に対応するよう位置決めするとともに延長部３２のボルト穴も同様に貫通孔２０に対応するよう位置決めし、その状態で４つのボルト４により本体部３１と延長部３２、及びパワステユニット２を取付座１１０に共締め固定するという作業を行う。そして、パワステユニット２及び補強プレート３が取付けられたサスペンションユニット１０を車両Ｖに固定する際に、あるいはその後の工程において、各延長部３２の端部３２０が、車両Ｖのフロントサイドフレームにボルト固定され、補強プレート３の取付を完了する。
【００２６】
なお、パワステユニット２と補強プレート３は、サスペンションユニット１０が車両Ｖに組付けられた後で前側フレーム１１に固定される様にしても良い。すなわち、サスペンションユニット１０を車両Ｖに固定した後、上記の様にパワステユニット２と補強プレート３の本体部３１及び延長部３２を位置決めしてボルト４により共締め固定し、その後延長部３２の端部３２０をフロントサイドフレームに固定するようにしても良い。
【００２７】
補強プレート３の車両Ｖへの固定が完了した状態では、補強プレート３がパワステユニット２とともに前側フレーム１１に４ヶ所で共締め固定されているため、その湾曲部３１０の形状と相俟って、パワステユニット２及びサスペンションクロスメンバー１に加わる外力に対する補強として機能する。すなわち、車両走行中にフロントタイヤから横力が入力しても、補強プレート３が直線的には配置されていない３ヶ所以上の取付箇所で固定されていること、及びパワステユニット２の長手方向に沿って曲げ成形されていることにより、パワステユニット２に捻れや曲げ方向の外力が加わっても、パワステユニット２及び前側フレーム１１は変形を生じることが無いため、パワステユニット２は変形を生じること無くスムースに操舵トルクをアシストし、狙った操舵フィーリングを確保することが出来る。また、延長部３２によって補強プレート３がフロントサイドフレームにも固定されているため、補強プレート３はより強固に車両Ｖに固定され、補強プレート３そのものが変形或いは変位するのを最大限に防止出来る。
【００２８】
次に、補強プレート３の形状について図３（ａ）乃至図３（ｃ）を参照しながら説明する。図３（ａ）は補強プレート３を、車両取付状態において正面に相当する方向から見た正面図、図３（ｂ）は車両取付状態において下側に相当する方向から見た下面図、図３（ｃ）は同じく車両取付状態において車両進行方向左側に相当する方向から見た側面図である。
【００２９】
上述の様に、補強プレート３は、その長手方向（車両に取付けられた状態でパワステユニット２の長手方向と略一致する方向）に沿って曲げ成形され、長手方向に垂直な方向の断面が一様な略Ω状となっている。すなわち断面が円弧状に形成された湾曲部３１０とその両側のフランジ部３１１とからなる本体部３１を有している。
フランジ部３１１には、上記ボルト孔３０が形成されている。また、補強プレート３の長手方向両端からは所定の角度を持って略三角形の延長部３２が設けられており、左右の延長部３２の本体部３１側がボルト４によりパワステユニット２及び本体部３１と共締め固定され、端部３２０が車両Ｖのフロントサイドフレームの下面に着脱自在にボルト固定される。
【００３０】
具体的には、本体部３１は、長方形の一枚の鋼板を断面が略Ω状となるようにプレス成形して形成される。その後、各フランジ部３１１の両側端近傍に、ボルト孔３０が形成される。
【００３１】
また、延長部３２は、上述の様に本体部３１の湾曲部３１０の両端から本体部３１に対し所定の角度を持って左右に突出する。延長部３２は本体部３１側の縁を底辺とする略三角形の形状を有し、その三角形の頂点に対応する部分が端部３２０となる。左右の延長部３２の本体部３１側は二又状に分岐しており、各分岐部にフランジ３１１に設けられたボルト穴３０に対応して不図示のボルト穴が形成されている。そのボルト穴を介して、延長部３２は本体部３１、及びパワステユニット２とともにサスペンションサブフレーム１の取付座１１０に共締め固定される。
【００３２】
一方延長部３２の端部３２０にはボルト孔が形成されており、不図示のボルトを介してフロントサイドフレームに着脱自在に固定される。補強プレート３の本体部３１がサスペンションクロスメンバー１に、そして延長部３２が車両Ｖのフロントサイドフレームに固定された際には、延長部３２が補強プレート３の本体部３１とフロントサイドフレームとの間に張設されることになる。
【００３３】
以上、本発明を好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでも無い。例えば、補強プレート３の本体部３１は略Ω状の断面のものに限らず、略ハット状の断面のものであっても良い。また、補強プレート３及びパワステユニット２のサスペンションクロスメンバー１への取付箇所の数が少なくとも複数であれば、補強プレート３は補強機能を果たすことが出来る。より好ましくは、取付箇所を少なくとも３ヶ所とし、それらを一直線上にない配置とすれば、補強プレート３は取付部によって構成される面として作用するので、サスペンションクロスメンバー１及びパワステユニット２をより強固に補強することが出来る。或いは取付箇所を一直線上にない配置で５ヶ所以上設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフロントサスペンション装置が適用された車両の概略側面図である。
【図２】サスペンション装置、パワステユニット、及び補強プレートを前側方から見た分解斜視図である。
【図３】（ａ）補強プレートを車両取付状態において正面に相当する方向から見た正面図、（ｂ）補強プレートを車両取付状態において下側に相当する方向から見た下面図、及び（ｃ）補強プレートを車両取付状態において車両進行方向左側に相当する方向から見た側面図、である。
【符号の説明】
１    サスペンションクロスメンバー
２    電動パワーステアリング装置（電動パワーステアリングユニット、パワステユニット）
３    補強プレート
４    ボルト
２０    貫通孔（取付部）
３０    ボルト孔（取付部）
３２    延長部
１１０    取付座
３１０    湾曲部（折曲部）
Ｖ    車両（自動車）
【図１】
2004268607.tif 000003
【図２】
2004268607.tif 000004
【図３】
2004268607.tif 000005