JP3679168B2

JP3679168B2 - 自動車のサスペンションアーム

Info

Publication number: JP3679168B2
Application number: JP27160495A
Authority: JP
Inventors: 雅史山田
Original assignee: Yorozu Corp
Current assignee: Yorozu Corp
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2015-10-19
Also published as: JPH09109637A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用のサスペンションに使用される自動車のサスペンションアームの構造を改良したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用のサスペンションは、車輪側と車体側とを連結する機構であり、種々のリンク、レバー等により構成されているが、通常、これらリンク等は、サスペンションアームと総称されている。
【０００３】
サスペンションアームには、単純な圧縮力や引張力のみが作用するものや、このような力のみでなく捩りや曲げモーメント等の複合された力が作用するものもある。このような複合力が作用するサスペンションアームは、各力に対抗し得るように設計しなければならないので、構造が複雑化し、これを製造するに当たっても部品点数が増大し、コスト高を招来するという傾向にある。
【０００４】
例えば、このような複合力が作用するサスペンションアームに、ストラット式フロントサスペンションに使用されるトランスバースリンクがある。
【０００５】
図６は、ストラット式フロントサスペンションを示す概略断面説明図、図７は、トランスバースリンクの周辺を略示する分解斜視図である。このサスペンションは、ドライブシャフト１に等速ジョイント２等を介して連結された車輪Ｗと、車体（図示せず）とを連結するものであり、ドライブシャフト１に軸受３を介して取付けられたステアリングナックル４の上部にショックアブソーバ５が取付けられ、下部にボールジョイント６を介してトランスバースリンク７が取付けられている。そして、このトランスバースリンク７が、車体側となるサスペンションメンバー８に回動可能に連結されている。
【０００６】
トランスバースリンク７は、図７に示すように、３つの連結ポイントを有し、１つの連結ポイントは、車輪Ｗ側であるボールジョイント６が取付けられる車輪連結部Ｒ1 であり、他の２つの連結ポイントは先端が２又状に分岐されたサスペンションメンバー８、つまり車体側と連結される第１車体連結部Ｒ2 及び第２車体連結部Ｒ3 である。このようにトランスバースリンク７は、車輪Ｗ側から上下左右前後方向の力やモーメント等が作用するのみでなく、車体側からも力を受ける複合力が作用するものとなっている。
【０００７】
したがって、従来のトランスバースリンク７は、安全性の確保からその機械的強度を高めるために、全体を鍛造加工等により一体的に仕上げたものや、一対のプレートをプレス加工し、このプレート間に鍛造成形された補強部材を介装したものがある（後者は特公平４−１３，１６２号公報参照）。
【０００８】
前者のものは、鍛造加工等により全体を一体的に仕上げた後に、図７，８に示すように、第１車体連結部Ｒ2 にブッシュ９を嵌着し、ボルト１０とナット１１とによりサスペンションメンバー８と連結し、第２車体連結部Ｒ3 は、一体成形されたピン１２にブッシュ１３（図７参照）の内筒を圧入嵌合させた後にサスペンションメンバー８と受け部材１４とによりボルトとナットにより締結し挟持している。
【０００９】
また、後者のものは、一対のプレートをプレス加工により全体を成形した後に、両プレート間に鍛造により形成された補強部材を介装し、前記プレートと溶接接合することによってトランスバースリンクを一体的に形成している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のトランスバースリンクは、鍛造品の場合、機械加工などの仕上げ工程が必要でありコスト高となる。またプレス加工によるものも、一対のプレートの他にカラー１３をはじめピン１２や補強部材等という付帯的構成部品が多数必要となり、部品点数や溶接部分が多くなり、製品コストの高いものとなっている。
【００１１】
特に、フロントサスペンションに使用されるトランスバースリンクのような操舵輪用のサスペンションアームでは、図８に示すように、転舵時に車輪Ｗの邪魔にならないような形状にしなければならないという制約から、リンク自体が大きな断面を確保しにくいものとなっている。この結果、図示するように第２車体連結部Ｒ3 には、機械的強度のある大径のピン１２を使用し、前記大きな断面を確保できない点を前記ピン１２により補っているが、このような大径のピン１２は、重量が嵩み、サスペンションアームの全体重量が重くなるという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、部品点数及び溶接部分が少なく、軽量で安価な、機械的強度のある自動車のサスペンションアームを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、請求項毎に次のように構成される。
請求項１に記載の発明は、車輪側と連結される車輪連結部と、該車輪連結部より車幅方向に所定間隔離れた位置に設けられ、車体側と回動可能に連結される第１車体連結部及び第２車体連結部とを有し、該第２車体連結部は前記第１車体連結部に対し車両前後方向に所定距離離間した位置に設けられた自動車のサスペンションアームにおいて、それぞれ別体にプレス加工により形成した、前記第１車体連結部(R2)を含む主要部と、前記第２車体連結部を含む支部とを有し、該支部は、前記第１車体連結部近傍を車両内方に向かって開放されたコ字状断面とし、前記第２車体連結部を当接部分が車両内方側に位置する筒状断面とし、さらに、前記第１車体連結部のコ字状断面部分から前記第２車体連結部の筒状断面部分まで断面を連続的に変化させた１枚の板材であり、前記支部を前記主要部に溶接によって一体的に接合したことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明に係る支部は、コ字状断面の開放側端部にクロージングプレートを固着したことを特徴とする。
【００１５】
【作用】
請求項１に記載の発明は、サスペンションアーム全体を形成するに当たりプレス加工により行ない、このプレス加工によってそれぞれ別体に形成した主要部と支部とを溶接によって一体的に接合したので、サスペンションアーム全体重量を軽量化できる。
【００１６】
しかも、支部は、第１車体連結部近傍を車両内方に向かって開放されたコ字状断面とし、第２車体連結部を筒状断面に形成し、このコ字状断面部分から筒状断面部分に至るまで断面が連続的に変化するように成形すれば、下記する理由により機械的強度が増大し、支部に複合力が作用しても十分これに対抗することができ、先端部のピンを廃止することができる。
【００１７】
第１に、第１車体連結部近傍のコ字状断面部分の開放端側と同様に車両内方側に位置する第２車体連結部の当接部分には、主に筒状形状の軸方向に強度上有利な引張応力が作用するため、合理的な構成となる点。
【００１８】
第２に、この筒状断面部分は、当該筒状断面部分単体で密着するように成形されると同時にブッシュを圧入することにより完全密着の状態となり、中空パイプと同等の構造強度を有するようになる点。
【００１９】
第３に、板材を筒状に冷間成形したときには、板材に加工硬化が発生し、素材の機械的強度を増大させることが可能となる点。
【００２０】
また、支部と主要部を溶接する場合にも溶接部分の長さがたっぷり取れることになり、溶接部分の強度も向上する。
【００２１】
したがって、このサスペンションアームは、全体が軽量で、機械的強度のあるものとなり、その製造も部品点数や溶接部分の低減により容易で安価にでき、場合によっては、強度が向上する分、低い強度の材料つまり安価な材料を使用しても所望の強度を維持でき、これによっても一層安価に製造できることになる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、支部の開放端部をクロージングプレートにより閉塞した筒状のものとしたので、支部の捩り剛性が高いものとなり、一層軽量で、機械的強度のあるサスペンションアームとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施の形態に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態に係るトランスバースリンクの正面図、図２は図１の２−２線に沿う断面図、図３は図１の３−３線に沿う断面図、図４は図１の４−４線に沿う断面図であり、図６〜８に示す部材と共通する部材には同一符号を付している。
【００２４】
図１に示す本実施の形態１のサスペンションアームは、ストラット式フロントサスペンションのトランスバースリンクであり、該トランスバースリンク２０は、サスペンションメンバー８の両端と車輪Ｗとの間にそれぞれ設けられ、各々が、３つの連結ポイントを有している。
【００２５】
３つの連結ポイントとは、車輪Ｗ側と連結されるボールジョイント６が取付けられる車輪連結部Ｒ1 と、該車輪連結部Ｒ1 より車幅方向に所定間隔離れた位置に設けられ、車体（図示せず）側、つまり、サスペンションメンバー８と回動可能に連結される第１車体連結部Ｒ2 及び第２車体連結部Ｒ3 であり、第２車体連結部Ｒ3 は、第１車体連結部Ｒ2 に対し車両前後方向（図中矢印で示す方向Ｆｒ）に所定距離だけ離間した位置に設けられている。
【００２６】
前記第１車体連結部Ｒ2 には、ブッシュ９が嵌着される通孔が開設され、該ブッシュ９内にはボルト１０（図７参照）が挿通され、ボルト１０の端部にナット１１を螺合することによりサスペンションメンバー８の第１分岐部８ａに連結されている。
【００２７】
第２車体連結部Ｒ3 は、図２に示すように、断面円筒状に形成されており、これを外部から２つ割りにされた半円状カラー１３，１３（図７参照）により覆い、受け部材１４によりサスペンションメンバー８の第２分岐部８ｂとの間に挟持するようにしている。
【００２８】
特に、本実施の形態では、第１車体連結部Ｒ2 を含む部分を主要部Ｍとし、第２車体連結部Ｒ3 を含む部分を支部Ｓとし、これら主要部Ｍと支部Ｓとをそれぞれ１枚の鋼板をプレス加工することにより別体に構成した後に、両者を溶接により接合している。
【００２９】
まず、主要部Ｍは、本実施の形態では、第１車体連結部Ｒ2から車輪連結部Ｒ1に至る部分であり、プレス加工によって、概して図４に示すような下方に開放された断面コ字状に成形されているが、車輪連結部Ｒ1は平坦とされ、ここには、ボールジョイント６を圧入装着するための通孔が開設され、該通孔の内周縁は円筒状のフランジが立設され、ボールジョイント６の圧入装着を容易にしている。また、車体側はブッシュ９が圧入装着されるように円筒状に成形されている。
【００３０】
一方、支部Ｓは、第２車体連結部Ｒ3 から主要部Ｍに至る部分であり、主要部Ｍ近傍の基端部は、図３に示すように、車両内方に向かって開放された断面コ字状に成形され、先端部の第２車体連結部Ｒ3 は、円筒状に形成されている。この円筒状部分の接合面は、車両内方側に位置するようになっており、しかも、断面コ字状の基端部から円筒状の先端部にかけては、断面が連続的に変化するように成形している。
【００３１】
このように形成したトランスバースリンク２０は、車輪側から伝わってくる急制動時あるいは発進時等の大きな力により大きな曲げモーメントが支部Ｓに付加されることがあるが、前述したように、基端部を車両内方に向かって開放された断面コ字状とするとともに先端部を円筒状に形成し、その間を連続的に変化するように構成すれば、機械的強度が増大することになる。
【００３２】
この理由としては、第１に、第１車体連結部Ｒ2 近傍のコ字状断面部分の開放端側と同様に車両内方側に位置する第２車体連結部の当接部分には、主に筒状形状の軸方向に強度上有利な引張応力が作用するため、合理的な構成となる点、
第２に、筒状断面部分は、当該筒状断面部分単体で密着するように成形されると同時にブッシュ１３を圧入することにより完全密着の状態となり、中空パイプと同等の構造強度を有するようになる点、
第３に、板材を筒状に冷間成形したときには、板材に加工硬化が発生し、素材の機械的強度を増大させることが可能となる点、
等が挙げられ、これらの理由からトランスバースリンク２０の機械的強度が増大することが期待できる。
【００３３】
しかも、支部Ｓの基端部を主要部Ｍに溶接する場合に溶接部分の長さがたっぷり取れることになり、溶接部分の強度も向上することになるので、これら理由から、先端部に取付けるピンを廃止することができることになる。
【００３４】
したがって、部品点数が低減できるのみでなく、溶接部分もの主要部Ｍと支部Ｓとを連結する部分である１か所で良いので、トランスバースリンク２０全体の重量を軽減でき、製造コストも低減できる。
【００３５】
（実施の形態２）
図５は、図１の３−３線に沿う部分の断面に相当する部分を示す図である。
【００３６】
前述した実施の形態１のトランスバースリンク２０は、図３に示すように、支部Ｓの基端部から先端部にかけて車両内方に向かって開放された断面コ字状としているが、車両によっては、例えば大きな捩り剛性や曲げ剛性が必要となるものもある。
【００３７】
このような場合には、支部Ｓの形状を、図５に示すように、前記コ字状断面の開放側端部にクロージングプレート２１を溶接により固着し全体を筒状に形成しても良い。このようにすれば、支部Ｓの断面形状は、基端部から先端部にかけて全体が筒状となるので、捩り剛性がより高いものとなり、機械的強度がさらに増大することになる。
【００３８】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々改変することができる。例えば、上述した実施の形態１，２は、第１車体連結部Ｒ2 から車輪連結部Ｒ1 に至る部分を主要部Ｍとし、第２車体連結部Ｒ3 から当該主要部Ｓに至る部分を支部Ｓとしているが、第１車体連結部Ｒ2 の近傍を主要部Ｍとし、車輪連結部Ｒ1 から第２車体連結部Ｒ3 に至る部分を支部Ｓとしても良い。
【００３９】
なお、前記実施の形態では、第２車体連結部Ｒ3 は、円筒状断面に形成しているが、場合によっては、断面が惰円状、矩形状、多角形状等をした筒状断面であっても良く、また、支部Ｓの基端部の断面形状も、厳密にコ字状断面のみに限定されるものではなく、類似の形状であるＵ字状のものあるいは一端が開放された多角形状などとすることもできる。さらに、上述した実施の形態では、サスペンションアームの内、トランスバースリンクについて説明したが、本発明は、これのみでなく、他の同様なアームにも適用することができることはいうまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、請求項毎に次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明では、プレス加工によってそれぞれ別体に形成した主要部と支部とを溶接によって一体的に接合したので、全体重量を軽量化でき、また、支部の形状を、主要部近傍を車両内方に向かって開放されたコ字状断面から第２車体連結部の円筒状断面まで断面が連続的に変化するようにし、しかも溶接部分の長さも十分取れるような構造としたので、サスペンションアーム自体の機械的強度が増大し、ピンの廃止による部品点数も低減し、溶接部分も少なく、溶接強度も向上し、安価なものとなる。
【００４１】
請求項２に記載の発明は、クロージングプレートにより支部の捩り剛性が高いものとなり、一層軽量で、機械的強度のあるサスペンションアームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の正面図である。
【図２】図１の２−２線に沿う断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図１の４−４線に沿う断面図である。
【図５】図１の３−３線に沿う断面相当図である。
【図６】ストラット式フロントサスペンションを示す概略断面説明図である。
【図７】トランスバースリンクの周辺を略示する分解斜視図である。
【図８】トランスバースリンクと車輪との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
２０…サスペンションアーム、２１…クロージングプレート、
Ｍ…主要部、Ｒ1 …車輪連結部、
Ｒ2 …第１車体連結部、Ｒ3 …第２車体連結部、
Ｓ…支部、Ｗ…車輪。

Claims

車輪(W）側と連結される車輪連結部(R1)と、該車輪連結部(R1)より車幅方向に所定間隔離れた位置に設けられ、車体側と回動可能に連結される第１車体連結部(R2)及び第２車体連結部(R3)とを有し、該第２車体連結部(R3)は前記第１車体連結部(R2)に対し車両前後方向に所定距離離間した位置に設けられた自動車のサスペンションアーム(20)において、
それぞれ別体にプレス加工により形成した、前記第１車体連結部(R2)を含む主要部(M）と、前記第２車体連結部(R3)を含む支部(S）とを有し、
該支部 (S ）は、前記第１車体連結部 (R2) 近傍を車両内方に向かって開放されたコ字状断面とし、前記第２車体連結部 (R3) を当接部分が車両内方側に位置する筒状断面とし、さらに、前記第１車体連結部 (R2) のコ字状断面部分から前記第２車体連結部 (R3) の筒状断面部分まで断面を連続的に変化させた１枚の板材であり、
前記支部(S）を前記主要部(M）に溶接によって一体的に接合したことを特徴とする自動車のサスペンションアーム。
前記支部(S）は、コ字状断面の開放側端部にクロージングプレート(21)を固着したことを特徴とする請求項１に記載の自動車のサスペンションアーム。