JP2001214920A - アーム用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状の部材本体の少なくとも一端に継手部が
設けられたアーム用部材であって、路面からの衝撃を十
分に吸収することのできる軽量なアーム用部材を提供す
ること。 【解決手段】 アーム用部材A1の部材本体10には、厚さ
方向に貫通するとともに長さ方向に向いた断面略長方形
状の中空孔11が、２〜５個長さ方向に一列に並んで設け
られている。そして、このアーム用部材A1は、前記中空
孔11の長さ寸法をＬ、幅寸法をＷとし、また部材本体の
幅方向両外面のうち一方の外面から中空孔までの部材本
体の肉厚寸法をｔ1、他方の外面から中空孔までの部材
本体の肉厚寸法をｔ2とするとともに、ｔ1とｔ2のうち
小寸の方をｔ1とすると、Ｌ、Ｗ及びｔ1が、Ｌ／Ｗ≧
３、Ｗ≧ｔ1の関係式を満たしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の車両
のサスペンションアーム、エンジンマウント、リンク等
として用いられるアーム用部材に関し、詳述すれば、他
の部材と連結される継手部を備えた金属製アーム用部材
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３及び図４は、それぞれ自動車のマル
チリンク式のサスペンションアームとして用いられる従
来のアーム用部材（A2）（A3）を示している。

【０００３】図３に示したアーム用部材（A2）は、所定
長さを有する棒状の金属製部材本体（50）の両端に、他
の部材（図示せず）と連結される金属製継手部（J3）
（J3）が一体に設けられたものである。このアーム用部
材（A2）は、該アーム用部材（A2）の側面形状に対応し
た横断面形状を有する長尺な板状の押出材（図示せず）
を製造用素材として用い、これをその押出方向に対して
略直交する平面内でスライス状に切断した切断品から製
作されたものである。

【０００４】前記継手部（J2）は、ゴム弾性部を有する
円筒型の防振ブッシュ（図示せず）を装着する略円筒状
のブッシュ装着部（60）からなる。このブッシュ装着部
（60）は、断面円形状のブッシュ装着孔（61）を有して
いる。この装着孔（61）内には、前記ブッシュが圧入さ
れ、これにより該ブッシュが固定状態に装着される。こ
のブッシュを介して他の部材と連結されることにより、
アーム用部材（A2）が自動車に取り付けられる。

【０００５】前記部材本体（50）には、厚さ方向に貫通
した断面略方形状の中空孔（51）が複数個（同図では４
個）長さ方向に一列に並んで設けられている。これら中
空孔（51）…は、アーム用部材（A2）の軽量化を図るた
めのものである。また、隣り合う２個の中空孔（51）
（51）の間には、所定肉厚を有する隔壁部（52）が形成
されている。

【０００６】一方、図４に示したアーム用部材（A3）
は、鍛造や鋳造により製造されたものであって、所定長
さを有する棒状の部材本体（70）の一端（同図において
左端）に第１継手部（J3）が一体に設けられる一方、他
端（同図において右端）に第２継手部（J3）が一体に設
けられているものである。

【０００７】前記第１継手部（J3）は、上記したアーム
用部材（A2）の継手部（J2）と同一構成のものであっ
て、すなわち断面円形状のブッシュ装着孔（81）を有す
る略円筒状のブッシュ装着部（80）からなる。一方、前
記第２継手部（J3）は、一対の対向する取付け片（83）
（83）を有する断面コ字状のヨーク部（82）からなる。

【０００８】前記部材本体（70）の厚さ方向の各外面に
は、該部材本体（70）の長さ方向に延びた凹部（71）
（71）が略全面に亘って設けられている。一方の凹部
（71）と他方の凹部（71）との間には、隔壁部（72）が
形成され、同図（ｂ）に示すように該部材本体（70）が
横断面略Ｈ字状に形成されている。これら凹部（71）
（71）は、アーム用部材（A3）の軽量化を図るためのも
のである。

【０００９】上記２つのアーム用部材（A2）（A3）は、
いずれも一方の継手部（J2）（J3）がブッシュ等を介し
て他の部材と連結され、他方の継手部（J2）（J3）が同
じくブッシュを介して他の部材と連結されることによ
り、自動車に取り付けられるものであり、走行時に路面
からの衝撃を吸収して自動車の乗り心地を良くするとい
う役割を果たすものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】而して、これらアーム
用部材（J2）（J3）が自動車に取り付けられた状態にお
いて、一方の継手部（J2）（J3）が固定されて、他方の
継手部（J2）（J3）に部材本体（50）（70）の軸線回り
の荷重（イ'）が加わった場合には、部材本体（50）（7
0）にねじり荷重が作用するから、該部材本体（50）（7
0）がこのねじり荷重（イ'）（イ'）を受けてねじり変
形をすることとなる。

【００１１】しかしながら、上記二つの従来のアーム用
部材（A2）（A3）では、このねじり荷重（イ'）が部材
本体（50）（70）に作用することにより、部材本体（5
0）（70）と継手部（J2）（J3）との連結部分（Ｃ）に
ねじり応力が集中してしまい、この連結部分（Ｃ）にお
いてアーム用部材（A2）（A3）が塑性変形するという難
点があった。このようにアーム用部材（A2）（A3）が塑
性変形してしまうと、ねじり荷重（イ'）が解除された
ときに、アーム用部材（A2）（A3）が元の形状に戻らな
くなって、路面からの衝撃を十分に吸収できずに自動車
の乗り心地が悪くなったり、ねじり変形に対する繰返し
耐久性が低下するという問題が発生する。

【００１２】この難点を解消するため、ねじり応力の集
中部分（Ｃ）を厚肉に設定して部材本体（50）（70）の
ねじり剛性を増大させることが従来から行われている。
しかしながら、ねじり応力の集中部分を厚肉に設定する
とアーム用部材（A2）（A3）の重量が増大するから、こ
の方法によれば、アーム用部材（A2）（A3）の軽量化を
図ることができなくなるという難点があった。

【００１３】この発明は、上記のような技術背景に鑑み
てなされたもので、その目的は、棒状の部材本体の少な
くとも一端に継手部が設けられたアーム用部材であっ
て、路面からの衝撃を十分に吸収することのできる軽量
なアーム用部材を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、棒状の部材本体の少なくとも一端に継
手部が設けられたアーム用部材であって、前記部材本体
に、厚さ方向に貫通するとともに長さ方向に向いた断面
略長方形状の中空孔が、２〜５個長さ方向に並んで設け
られるとともに、前記中空孔の長さ寸法をＬ、幅寸法を
Ｗとし、また部材本体の幅方向両外面のうち一方の外面
から中空孔までの部材本体の肉厚寸法をｔ1、他方の外
面から中空孔までの部材本体の肉厚寸法をｔ2とすると
ともに、ｔ1とｔ2のうち小寸の方をｔ1とすると、Ｌ、
Ｗ及びｔ1が、 Ｌ／Ｗ≧３ ・・・（i） Ｗ≧ｔ1 ・・・（ii） の関係式を満たしていることを特徴としている。

【００１５】この発明においては、Ｌ、Ｗ、ｔ1及びｔ2
が上記二つの関係式（ｉ）及び（ii）を満たすことによ
り、部材本体がねじれ易くなる。このため、走行時に路
面からの衝撃によって部材本体にねじり荷重が作用した
際に、該部材本体が弾性的にねじり変形をし得るものと
なり、一方、ねじり荷重が解除された際には、部材本体
が自己の弾性復元力により迅速に元の形状に戻り得るも
のとなる。この結果、アーム用部材は、路面からの衝撃
を十分に吸収し得るものとなり、もって車両の乗り心地
が良くなる。また、部材本体が弾性的にねじり変形をし
得るものとなることにより、ねじり変形に対する繰返し
耐久性も向上する。なお、この発明において、ｔ1とｔ2
は、アーム用部材として要求される部材本体の座屈強度
を満足し得る値に設定されていれば良く、例えば部材本
体がアルミニウム（その合金を含む、以下同じ）製であ
る場合には、一般的にｔ1とｔ2はそれぞれ１〜７ｍｍの
範囲内に設定される。

【００１６】さらに、この発明では、部材本体に設けら
れる中空孔の個数は、２〜５個でなければならない。す
なわち、中空孔の個数が１個であったり、５個を超えて
いる場合には、もし仮にアーム用部材が上記二つの関係
式（ｉ）及び（ii）を満たすものであったとしても、部
材本体が弾性的にねじり変形をし得なくなって上記した
所望特性を得ることができなくなる。そこで、この発明
では、上記した所望特性を得るために、中空孔の個数が
２〜５個であることを必須要件としている。特に中空孔
の個数は２〜３個であることが好ましい。

【００１７】また、この発明において、前記部材本体の
幅方向両外面の少なくとも一方に、凸条が長さ方向に沿
って設けられている場合には、部材本体の座屈強度が凸
条の分だけ増大し、もってアーム用部材として要求され
る座屈強度を確実に満たし得るものとなる。

【００１８】なお、この発明に係るアーム用部材におい
て、継手部としては、例えば、ブッシュを装着するブッ
シュ装着部、ボールジョイントを装着するボールジョイ
ント装着部、ヨーク部が対応する。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００２０】図１〜図２は、この発明の一実施形態のア
ーム用部材（A1）を示している。このアーム用部材（A
1）は、アッパーアーム、ロアアーム、トレーリングア
ーム、コントロールアーム、リーディングアーム等の自
動車のマルチリンク式のサスペンションアームとして用
いられるものであって、アルミニウム押出形材製のもの
である。

【００２１】図１に示すように、このアーム用部材（A
1）は、真直な棒状の部材本体（10）の両端に、他の部
材（図示せず）と連結される継手部（J1）（J1）が一体
に設けられているものである。同図において、（ｘ）、
（ｙ）及び（ｚ）は、それぞれ部材本体（10）の長さ方
向、厚さ方向及び幅方向を示している。

【００２２】前記継手部（J1）は、上記従来のアーム用
部材（A2）のものと同一構成であって、ゴム弾性部を有
する円筒型の防振ブッシュ（Ｂ）を装着する略円筒状の
ブッシュ装着部（20）からなる。このブッシュ装着部
（20）は、断面円形状のブッシュ装着孔（21）を有して
いる。そして、この装着孔（21）内にブッシュ（Ｂ）が
圧入されることにより、該ブッシュ（Ｂ）が固定状態に
装着され、このブッシュ（Ｂ）を介して他の部材と連結
されることにより、アーム用部材（A1）が自動車に取り
付けられる。

【００２３】前記部材本体（20）は横断面略方形状のも
ので、該部材本体（20）の幅寸法及び厚さ寸法は長さ方
向に一定になっている。さらに、この部材本体（20）に
は、アーム用部材（A1）の軽量化を図るために、厚さ方
向（ｙ）に真っ直ぐに貫通するとともに長さ方向（ｘ）
に向いた断面略長方形状の中空孔（11）が、２個長さ方
向（ｘ）に一列に並んで設けられている。図２（ａ）に
おいて、Ｌは前記中空孔（11）の長さ寸法、Ｗは前記中
空孔（11）の幅寸法を示している。これら中空孔（11）
（11）は、互いに同寸・同形に設定されている。また、
部材本体（10）の幅方向（ｚ）の両外面のうちの一方の
外面から中空孔（11）までの部材本体（10）の肉厚寸法
ｔ1と、他方の外面から中空孔（10）までの部材本体（1
0）の肉厚寸法ｔ2とは、この実施形態では同寸に設定さ
れている（即ち、ｔ1＝ｔ2）。ここで、ｔ1、ｔ2は、ア
ーム用部材として要求される部材本体（10）の座屈強度
を満足すべく、例えば１〜７ｍｍの範囲内に設定されて
いる。また、隣り合う２個の中空孔（11）（11）の間に
は、所定肉厚を有する隔壁部（12）が形成されている。

【００２４】さらに、部材本体（10）の幅方向（ｚ）の
各外面には、図２（ｂ）に示すように、突端部が断面略
半円形状の凸条（13）が長さ方向（ｘ）に沿って一体に
設けられている。

【００２５】而して、このアーム用部材（A1）は、該ア
ーム用部材（A1）の側面形状に対応した横断面形状を有
する長尺な板状のアルミニウム製押出材（図示せず）を
製造用素材として用い、これをその押出方向に対して略
直交する平面内でスライス状に切断した切断品から製作
されたものである。また、前記凸条（13）は、前記切断
品を切削加工することにより形成されたものである。

【００２６】さらに、このアーム用部材（A1）において
は、Ｌ、Ｗ及びｔ1（＝ｔ2）は、Ｌ／Ｗ≧３とＷ≧ｔ1
の双方の関係式を満たすように設定されている。

【００２７】以上の構成のアーム用部材（A1）は、部材
本体（10）に２個の中空孔（11）（11）が設けられたも
のであり、且つ、Ｌ、Ｗ及びｔ1が上述したようにＬ／
Ｗ≧３とＷ≧ｔ1の双方の関係式を満たすように設定さ
れているので、部材本体（10）がねじれ易くなってい
る。したがって、このアーム用部材（A1）は、路面から
の衝撃により部材本体（10）にねじり荷重（イ）が作用
した際に、部材本体（10）が弾性的にねじり変形をし得
るものとなっており、一方、ねじり荷重（イ）が解除さ
れた際には、部材本体（10）が自己の弾性復元力により
迅速に元の形状に戻り得るものとなっている。したがっ
て、このアーム用部材（A1）は、これを自動車に取り付
けると、路面からの衝撃を十分に吸収することができて
自動車の乗り心地を良くすることができるものとなって
いる。

【００２８】さらに、このアーム用部材（A1）は、部材
本体（10）の幅方向（ｚ）の両外面に凸条（13）（13）
が設けられているので、路面からの衝撃を受けて部材本
体（10）が不本意に座屈してしまう虞がなく、座屈強度
に対して高い強度的信頼性を有している。

【００２９】その上、このアーム用部材（A1）は、部材
本体（10）に中空孔（11）が２個設けられているので、
軽量化が図られており、しかもアルミニウム製なので、
極めて軽量になっている。加えて、このアーム用部材
（A1）は、押出形材製なので、これを能率的に且つコス
ト的に有利に製造することができるという利点を有して
いる。

【００３０】以上、この発明の実施形態を説明したが、
この発明は上記実施形態のものに限定されるものではな
い。

【００３１】例えば、上記実施形態では、部材本体（1
0）に設けられた中空孔（11）の個数は、２個である
が、この発明においては、中空孔（11）の個数は２〜５
個の範囲内にあれば良い。

【００３２】また、上記実施形態では、アーム用部材
（A1）は、押出形材製であるが、この発明においては、
アーム用部材の製造手段は限定されず、ダイカストや鋳
造等により製造されたものであっても良い。

【００３３】また、上記実施形態では、継手部（J1）
は、ブッシュ装着部（20）からなるものであるが、この
発明においては、ボールジョイントを装着するボールジ
ョイント装着部（図示せず）からなるものであっても良
いし、ヨーク部からなるものであっても良い。

【００３４】

【発明の効果】上述の次第で、この発明によれば、棒状
の部材本体の少なくとも一端に継手部が設けられたアー
ム用部材であって、部材本体に、厚さ方向に貫通すると
ともに長さ方向に向いた断面略長方形状の中空孔が、２
〜５個長さ方向に並んで設けられているものなので、ア
ーム用部材の軽量化を図ることができる。さらに、この
発明に係るアーム用部材は、中空孔の長さ寸法をＬ、幅
寸法をＷとし、また部材本体の幅方向両外面のうち一方
の外面から中空孔までの部材本体の肉厚寸法をｔ1、他
方の外面から中空孔までの部材本体の肉厚寸法をｔ2と
するとともに、ｔ1とｔ2のうち小寸の方をｔ1とする
と、Ｌ、Ｗ及びｔ1が、所定の関係式（即ち、Ｌ／Ｗ≧
３、Ｗ≧ｔ1）を満たしているので、路面からの衝撃に
よって部材本体にねじり荷重が作用した際に、部材本体
が弾性的にねじり変形をし得るものとなっているし、ね
じり荷重が解除された際には、部材本体が自己の弾性復
元力により元の形状に迅速に戻り得るものとなっている
ので、ねじり変形の追従性が高く、路面からの衝撃を確
実に吸収することができるという利点を有している。さ
らに、この発明に係るアーム用部材は、部材本体が弾性
的にねじり変形をし得るものとなっているので、ねじり
変形に対する繰返し耐久性が高いという利点を有してい
る。

【００３５】また、部材本体の幅方向両外面の少なくと
も一方に、凸条が長さ方向に沿って設けられている場合
には、凸条の分だけ部材本体の座屈強度が高くなるか
ら、部材本体の座屈変形を確実に防止することができる
という利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態のアーム用部材の斜視図
である。

【図２】（ａ）は図１中のII（ａ）−II（ａ）線断面
図、（ｂ）は図１中のII（ｂ）−II（ｂ）線断面図であ
る。

【図３】従来の一つのアーム用部材の斜視図である。

【図４】従来のもう一つのアーム用部材を示す図で、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は図４（ａ）中のIV−IV線断面
図である。

【符号の説明】 A1…アーム用部材 10…部材本体 11…中空孔 13…凸条 J1…継手部 20…ブッシュ装着部 ｘ…部材本体の長さ方向 ｙ…部材本体の厚さ方向 ｚ…部材本体の幅方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状の部材本体（10）の少なくとも一端
   に継手部（J1）が設けられたアーム用部材（A1）であっ
   て、 前記部材本体（10）に、厚さ方向（ｙ）に貫通するとと
   もに長さ方向（ｘ）に向いた断面略長方形状の中空孔
   （11）が、２〜５個長さ方向（ｘ）に並んで設けられる
   とともに、 前記中空孔（11）の長さ寸法をＬ、幅寸法をＷとし、ま
   た前記部材本体（10）の幅方向（ｚ）両外面のうち一方
   の外面から中空孔（11）までの部材本体の肉厚寸法をｔ
   1、他方の外面から中空孔（11）までの部材本体の肉厚
   寸法をｔ2とするとともに、ｔ1とｔ2のうち小寸の方を
   ｔ1とすると、Ｌ、Ｗ及びｔ1が、 Ｌ／Ｗ≧３ Ｗ≧ｔ1 の関係式を満たしていることを特徴とするアーム用部
   材。
2. 【請求項２】 前記部材本体（10）の幅方向（ｚ）両外
   面の少なくとも一方に、凸条（13）が長さ方向（ｘ）に
   沿って設けられている請求項１記載のアーム用部材。