JP2005531455A - サスペンションアームおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、車輪支持部におけるサスペンションアーム（１）の関節部（３）と、上記サスペンションアーム（１）と車両の車台との間に形成されるヒンジの前部の関節部（４）と、上記ヒンジの後部の関節部（５）とにそれぞれ対応する、３つの開口を有する自動車の前部のサスペンションアーム（１）を提供する。このサスペンションアームは、金属板の単一の部品（２）で形成され、上記ヒンジの上記前部の関節部（４）に対応する上記開口の軸と上記ヒンジの上記後部の関節部（５）に対応する上記開口の軸は、概ね直交することを特徴とする。

Description

本発明は、車両の前部に配置された、下側のサスペンションアームに関し、特に一枚金属板の「直角」タイプのサスペンションアームに関する。

上述のタイプのアームは、車軸支持部に固定する１つの固定領域と、アームと自動車の車台との間のヒンジを構成する２つの固定領域とを有する、独特の部品形状を呈する。このヒンジの、前方の関節部と後方の関節部は、概ね平行な２つの軸を呈する。アームを装着する車両に応じて、ヒンジの２つの関節部は軸が水平方向のものであるか、あるいはヒンジの２つの関節部は軸が垂直方向のものである。このような配置は、周知のＢ点と呼ばれる、ヒンジの後方の関節部の半径方向の柔軟性を可能にしない。Ｂ点が限定された場所に位置されるとしても、大寸法の弾性ブロックをしかるべきところに配置することが実際に必要となろう。

従って、本発明の目的の１つは、ヒンジの関節部の柔軟性についてのこれらの要請に、一枚金属板のアームを用いて応えることにある。

このため、本発明は、車輪支持部におけるサスペンションアームの関節部と、上記サスペンションアームと車両の車台との間に形成されるヒンジの前部の関節部と、上記ヒンジの後部の関節部とにそれぞれ対応する、３つの開口を有する自動車の前部のサスペンションアームを提供する。

上記サスペンションアームは、金属板の単一の部品で形成され、上記ヒンジの上記前部の関節部に対応する上記開口の軸と上記ヒンジの上記後部の関節部に対応する上記開口の軸は、概ね直交することを特徴とする。

本発明の他の１つの特徴によれば、上記ヒンジの上記前部の関節部の中心と上記ヒンジの上記後部の関節部の中心は、縦方向の同一平面内に位置する。

容積が最小な前車軸・車輪部を提供するために、上記ヒンジの上記前部の関節部の中心は、上記車輪支持部上の上記サスペンションアームの上記関節部の中心を通る横方向の面に対して後退して設けられる。

本発明の１つの特徴によれば、上記単一の部品は、平らな中心部と、上記車輪支持部における上記サスペンションアームの上記関節部と上記ヒンジの上記後部の関節部とを連結する第１の側面と、上記車輪支持部における上記サスペンションアームの上記関節部と上記ヒンジの上記前部の関節部とを連結する第２の側面と、上記ヒンジの上記前部の関節部と上記ヒンジの上記後部の関節部とを連結する第３の側面とを有する、型打ち成形された金属板で形成される。

上記前部の関節部は水平方向を向いているので、上記前部の関節部に近接した領域における上記サスペンションアームは、大きな応力を受ける。このため、許容応力の基準に適応したサスペンションアームを提供するために、概ね垂直な接合面が、上記第２の側面を上記ヒンジの上記前部の関節部に対応する上記開口の周囲へ連結し、概ね水平な接合面が上記第３の側面を、上記ヒンジの上記前部の関節部に対応する上記開口の周囲へ連結する。

制動または縦方向の衝撃の際における上記サスペンションアームの断面を安定にし、方向転換の応力に対する上記サスペンションアームの剛性をそれぞれ高めるために、上記第１の側面は垂直壁を備え、上記第２の側面は高さが漸進的に変化する高められた縁を備え、上記高められた縁は、上記高められた縁と直角に、上記サスペンションアームの外側へ向けられた屈折縁をその上に有する。

本発明の他の１つの特徴によれば、上記屈折縁が、インデックス化手段を有する。

本発明の他の１つの特徴によれば、上記屈折縁が、車両の安定決め手段を有する。

本発明の他の１つの特徴によれば、溝が、上記サスペンションアームの上記単一の部品の中心部に沿って形成されている。

上記サスペンションアームは単一の部品からなるということから、上記サスペンションアームの車台への取り付けと、上記サスペンションアームの上記車台上における上記関節部を確保する弾性手段の取り付けを可能にするために、上記ヒンジの上記前部の関節部に対応する上記開口に連続してカラーが形成され、上記カラーは、上記ヒンジの上記後部の関節部の方向へ向けられている。上記カラーのこの向きは、上記ヒンジの上記前部の関節部を保証するための弾性部品の取り付け方向を定め、この弾性部品は、制動の応力に良好に対処するために、「カラーに対向して」装着される。

本発明は、上記車台及び車輪支持部との、３つの上記関節部を有する金属板の単一の部品の型打ち成形を含んでなり、２つの先端に軸が垂直方向の開口を有する三角形の平らな面を形成する工程と、上記ヒンジの上記前部の関節部と車輪支持部の上記関節部との間に位置する上記第２の側面上に、高められた縁と、上記高められた縁に直角に支持された屈折縁とを形成する工程と、上記ヒンジの上記後部の関節部と車輪支持部の上記関節部との間に位置する上記第１の側面上に垂直壁を形成する工程と、軸が概ね水平方向の上記ヒンジの上記前部の関節部を設けるために、隣接する複数の上記側面に相補的な緩和形状及び接合面を形成する工程と、上記ヒンジの上記前部の関節部に対応する上記開口の延長部に、上記ヒンジの上記後部の関節部の方向に、カラーを形成する工程と、上記屈折縁にマーキングとインデックス化を行う工程とを少なくとも含むことを特徴とする、上記のようなサスペンションアームの製造方法にも関する。

本発明のその他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明を、添付の図面を参照して読むことによって明らかとなるであろう。これらの図面において：
図１は、本発明によるサスペンションアームの斜視図であり、
図２は、図１に示したようなサスペンションアームの、車両の内側から見た側面図である。

以下の記述において、自動車において伝統的に用いられ、図１の３面、Ｌ、Ｖ、Ｔによって表わされた向きに従って、縦、垂直、横方向を非限定的に用いる。

図１に示されているような前部の下側のサスペンションアーム１は、車輪支持部上の関節部３の領域と、サスペンションアーム１と車両の車台との間のヒンジを形成する２つの関節部４、５の領域とを連結する単一の部品２から構成される。これらの３つの領域は、ほぼ直角三角形を形成する。この直角三角形の斜辺は、車輪支持部上の関節部３の中心と、ヒンジの後部の関節部５の中心とを結ぶ。この直角三角形の３辺は、サスペンションアームと車台との間のヒンジを形成する２つの関節部４、５の中心間の距離が、ヒンジの前部の関節部４の中心と車輪支持部上のサスペンションアーム１の関節部３の中心との距離よりも、約２／３の比で、小であるようなものである。

サスペンションアーム１は、斜辺の各先端に、一方は、サスペンションアーム１と車台との間のヒンジの後部の関節部５に対応し、他方は、車輪支持部上のサスペンションアーム１の関節部３に対応する、軸が垂直方向の開口を有するように型打ち成形される。ヒンジの前部の関節部４に対応する先端には、サスペンションアーム１は、軸が概ね縦方向の開口を有する。従って、車台上のサスペンションアーム１の２つの関節部４、５は、互いに略直交する軸を有し、これらの関節部のそれぞれの中心は、縦方向の同一の面内に置かれる。

サスペンションアーム１の中心部６は、幅が、斜辺の２つの先端３、５、に存在する２つの開口の大きい方の開口、例えばヒンジの後部の関節部５に対応する開口の直径よりも大で、斜辺の２つの先端３、５を結ぶ、円弧に該当する。型打ち成形された金属板には、この開口の周囲に、サスペンションアーム１の中心部６に連続して、該開口と同心の第１のカラー５１が形成される。同様に、型打ち成形された金属板には、車輪支持部上の関節部３に対応する開口の周囲に、該開口と同心の第２のカラー３１が形成されるが、第２のカラー３１の直径は、第１のカラー５１の直径よりも小さいので、サスペンションアーム１の円弧状の中心部６の幅に対する縮小部３２が必要になる。

型打ち成形された金属板の底に、円弧状の中心部６の長手方向に、溝７が作成される。周知のように、このような溝７は、平面性を改善しながら、金属板が種々の応力を受けた際の、金属板の褶曲とサスペンションアーム１の不安定性の回避を可能にする。溝７の各先端は、斜辺の２つの先端にそれぞれ存在する開口から、計算によってあらかじめ定められた距離だけ離して設けられる。

サスペンションアーム１の円弧状の中心部６の縁に、この円弧の湾曲部の内側に位置する、第１の側面８が形成される。この第１の側面８は、垂直壁９を有する。垂直壁９は、車輪支持部上の関節部３の近傍に形成された縮小部３２から、ヒンジの後部の関節部５の中心を通る横方向の面まで伸びる。このような垂直壁９は、制動または縦方向の衝撃に起因する圧縮を受けてサスペンションアーム１が変形する際に、サスペンションアーム１の断面が最も安定するように寸法決めされる。このような状態は、車両の後方へ向けられた縁の第１の側面８に大きな荷重をもたらすので、単一の部品２の座屈を回避することが問題になる。この垂直壁９の高さは、例えば、４０ｍｍの値である。

車輪支持部上の関節部３とヒンジの前部の関節部４との間に位置する第２の側面１０も、同様に高められた縁１１を有する。サスペンションアーム１の溝７に関して、高められた縁１１と対称に向かい合わされた垂直壁９は高さは一定であるが、高められた縁１１は、車輪支持部上の関節部３の近傍におけるゼロの高さから、ヒンジの前部の関節部４の近傍における、向かい合わされた垂直壁９に等しい高さまで、漸進的に増加する高さを有する。向きが垂直なこの高められた縁１１は、その自由端に、高められた縁１１と直角をなし、車両の前方へ向けられた、屈折縁１２を有する。この屈折縁１２は、車台との前方の連結部と車輪支持部との連結部との間に大きな応力を発生させる方向転換の荷重に起因する、サスペンションアーム１の圧縮の際における、全体の剛性強化を可能にする。また、屈折縁１２の平面は、様々な機能の統合を可能にする。同じ１組の、左右のサスペンションアーム１の各々は、一方では、加工された部品のトレーサビリティのためのマーク１３を、他方では、周知の方法で車両の姿勢の値を指示し、車両のヘッドライトの向きを調整するために必要な、制御リンクロッドのための固定穴（車両の安定化手段）１４を、対称に有している。また、左のサスペンションアーム１は、車両の組立ての際に、前車軸・車輪部組立体のインデックス化を可能にする、図示しない誤操作防止装置を屈折縁１２上に有している。

軸が略縦方向の、ヒンジの前部の関節部４に対応する開口は、その周囲に該開口と同心の第３のカラー４１を有する。第３のカラー４１は、対応する開口に連続して、型打ちによって形成され、車両の後方へ向けられたフランジ４２を有する。ヒンジの前部の関節部４の中心は、車輪支持部上の関節部３の中心を通る横方向の面に対して後退して置かれている。例えば、７０ｍｍの後退量は、よりコンパクトで、従ってよりかさばらない、サスペンションアームを得ることを可能にする。

サスペンションアーム１の上述の実施の形態の幾何学的な特徴によって、ヒンジの前部の関節部４は、サスペンションアーム１の円弧状の中心部６によって定義される円の外側に位置付けされる。

第３のカラー４１の上面は、従って、屈折縁１２と出会うまで、概ね横方向の面内を伸びる。このようにして形成された接合面４３は、垂直面内に位置される。

第３のカラー４１の下面は、ヒンジを構成する２つの関節部、すなわちヒンジの前部の関節部４とヒンジの後部の関節部５の間の円弧状の中心部６によって定義される第３の側面１６と出会うまで、略縦方向の面内を伸びる。このようにして形成された接合面４４は、水平面内に位置される。

型打ちによるサスペンションアーム１の形成は、この領域内に、垂直な部分から水平な部分まで移行する緩和形状を容易に得ること可能にする。また、この型打ちは、フランジ４２を、溶接によって付加する部品を用いることなく得ること可能にする。従って、サスペンションアーム１は完全に単体部品であり、ヒンジの前部の関節部４に必要な弾性部品を「カラーに対向」して嵌め合わせることを可能にする。すなわち、フランジ４２はヒンジの後部の関節部５へ向けられているけれども、弾性部品を車両の前方へ向けて嵌め合わせることを可能にする。このタイプの嵌め合わせは、制動の応力を良好に処理することを可能にする。

ヒンジの前部の関節部４の周囲のこの構成は、この関節の点における、縦方向の応力の減少をもたらす。すなわち、サスペンションアーム１と車台との間に形成されるヒンジにおいて、後部の関節部５は、前部の関節部４に対して概ね直交して配置されているので、ヒンジの後部の関節部５に対応する点の縦方向応力への寄与の増加が可能になる。制動時の例として、次式をたてる：

ヒンジの後部の関節部５の点をより強固にすることができれば、ヒンジの後部の関節部５の点の負荷荷重Ｆ_ｘＢが増加し、従って、制動時の荷重Ｆ_ｘＥを一定とすれば、ヒンジの前部の関節部４の点における負荷荷重Ｆ_ｘＡの減少が可能になる。

一枚金属板のこのようなサスペンションアーム１は、サスペンションアーム１を得るのに適した、独特の型打ち工程から得られる。この工程は、一方では、サスペンションアーム１と車両の車台との間に形成される、ヒンジの前部の関節部４の軸とヒンジの後部の関節部５の軸とが概ね直交する、この特有の幾何学形状において独特であり、他方では、特に制動または方向転換の際の応力に対する剛性と応力の処理との観点から有効と認められ、また多部品のテクノロジに頼ることがないことにおいて独特である。接合面４３を屈折縁１２とヒンジの前部の関節部４の近傍に位置するサスペンションアームの部分との間に設け、同じく接合面４４をサスペンションアームのこの部分とサスペンションアーム１の円弧状の中心部６との間に設けることが望ましい。これらの緩和形状は、垂直面と水平面の断面の間を応力が通過する際に、過度の応力を発生させないことを可能にする。

本発明は、記載され、例としてのみ示された実施の形態によって限定されるものではない。

Claims (15)

1. 車輪支持部におけるサスペンションアーム（１）の関節部（３）と、上記サスペンションアーム（１）と車両の車台との間に形成されるヒンジの前部の関節部（４）と、上記ヒンジの後部の関節部（５）とにそれぞれ対応する、３つの開口を有する自動車の前部のサスペンションアーム（１）において、金属板の単一の部品（２）で形成され、上記ヒンジの上記前部の関節部（４）に対応する上記開口の軸と上記ヒンジの上記後部の関節部（５）に対応する上記開口の軸は、概ね直交することを特徴とする自動車の前部のサスペンションアーム。
2. 上記ヒンジの上記前部の関節部（４）の中心と上記ヒンジの上記後部の関節部（５）の中心は、縦方向の同一平面内に位置することを特徴とする請求項１に記載のサスペンションアーム。
3. 上記ヒンジの上記前部の関節部（４）の中心は、上記車輪支持部上の上記サスペンションアーム（１）の上記関節部（３）の中心を通る横方向の面に対して後退して設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンションアーム。
4. 上記単一の部品（２）は、平らな中心部（６）と、上記車輪支持部における上記サスペンションアーム（１）の上記関節部（３）と上記ヒンジの上記後部の関節部（５）とを連結する第１の側面（８）と、上記車輪支持部における上記サスペンションアーム（１）の上記関節部（３）と上記ヒンジの上記前部の関節部（４）とを連結する第２の側面（１０）と、上記ヒンジの上記前部の関節部（４）と上記ヒンジの上記後部の関節部（５）とを連結する第３の側面（１６）とを有する、型打ち成形された金属板で形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のサスペンションアーム。
5. 概ね垂直な接合面（４３）が、上記第２の側面（１０）を、上記ヒンジの上記前部の関節部（４）に対応する上記開口の周囲へ連結することを特徴とする請求項４に記載のサスペンションアーム。
6. 概ね水平な接合面（４４）が、上記第３の側面（１６）を、上記ヒンジの上記前部の関節部（４）に対応する上記開口の周囲へ連結することを特徴とする請求項４または５に記載のサスペンションアーム。
7. 上記第１の側面（８）は、垂直壁（９）を備えたことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載のサスペンションアーム。
8. 上記第２の側面（１０）は、高さが漸進的に変化する、高められた縁（１１）を備えたことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１つに記載のサスペンションアーム。
9. 上記第２の側面（１０）の上記高められた縁（１１）は、上記高められた縁（１１）と直角に、上記サスペンションアーム（１）の外側へ向けられた屈折縁（１２）を有することを特徴とする請求項８に記載のサスペンションアーム。
10. 上記屈折縁（１２）が、インデックス化用の開口を有することを特徴とする請求項９に記載のサスペンションアーム。
11. 上記屈折縁（１２）が、車両の安定決め手段（１４）を有することを特徴とする請求項９に記載のサスペンションアーム。
12. 溝（７）が、上記サスペンションアーム（１）の上記単一の部品の中心部（６）に沿って形成されていることを特徴とする請求項４〜１１のいずれか１つに記載のサスペンションアーム。
13. 上記ヒンジの上記前部の関節部（４）に対応する上記開口に連続して、カラー（４１）が形成され、上記カラー（４１）は、上記ヒンジの上記後部の関節部（５）の方向へ向けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のサスペンションアーム。
14. 上記車台及び車輪支持部との、３つの上記関節部（３、４、５）を有する金属板の単一の部品（２）の型打ち成形を含んでなる、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の自動車のサスペンションアームの製造方法において、
    ２つの先端に、軸が垂直方向の開口を有する三角形の平らな面（６）を形成する工程と、
    上記ヒンジの上記前部の関節部（４）と車輪支持部の上記関節部（３）との間に位置する第２の側面（１０）上に、高められた縁（１１）と、上記高められた縁（１１）に直角に支持された屈折縁（１２）とを形成する工程と、
    上記ヒンジの上記後部の関節部（５）と車輪支持部の上記関節部（３）との間に位置する第１の側面（８）上に垂直壁（９）を形成する工程と、
    軸が概ね水平方向の上記ヒンジの上記前部の関節部（４）を設けるために、隣接する複数の上記側面（１０、１６）に相補的な緩和形状及び接合面（４３、４４）を形成する工程と、
    上記ヒンジの上記前部の関節部（４）に対応する上記開口の延長部に、上記ヒンジの上記後部の関節部（５）の方向に、カラー（４１）を形成する工程と、
    上記屈折縁（１２）にマーキングとインデックス化を行う工程と、
    を少なくとも含むことを特徴とする自動車のサスペンションアームの製造方法。
15. 請求項１〜１３のいずれか１つに記載のサスペンションアームの取り付け方法において、上記車台と車輪支持部上に上記サスペンションアーム（１）の上記関節部（３、４、５）を実現させる弾性部品を配置する工程を含んでなり、上記サスペンションアーム（１）と上記車台との間に形成される上記ヒンジの上記前部の関節部（４）を実現させる上記弾性部品は、上記カラー（４１）に対向する向きに装着されることを特徴とする、サスペンションアームの取り付け方法。

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