JP2007038978A - 連結構造及び連結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの部材を連結する際に適切な初期トルクを付与可能な連結構造を提供する。
【解決手段】上記内筒１２と取付け板９，１０を貫通するボルト７にナット８を螺合し、ナット８に締付けトルクを付与しボルト頭部７ａとナット８によって軸方向両側から締め付けることで締結される。ボルト７の軸部における内筒１２の内径面と対向する位置にキーを設けると共に、内筒１２の内径面に上記キーを軸方向にのみ移動可能に嵌合するキー溝を設ける。さらに、上記締付けに応じて上記キーを所定回転角度だけ回転させるガイド部材１６，１７を備える。
【選択図】 図３

Description

弾性体を介して回動変位可能に連結する連結構造に係り、特にブッシュを介してサスペンションリンクを連結するのに好適な連結構造及び連結方法に関する。

車両のサスペンション装置にあっては、ブッシュ等を介して二つの部材を所定軸周りに回動変位可能な状態で連結することで行われる。例えば特許文献１のようなサスペンション装置において、サスペンションリンク３と車輪支持部材とがブッシュを介して連結される（段落番号００４５参照）。そして、特許文献の図１（ｂ）→（ｃ）のように、サスペンション中立状態では、ブッシュにトルク（初期撓み）が加わる構成となっている。
特開２０００−２５４３５号公報

特許文献１では、サスペンションリンクと車輪支持部材とを初期トルクがゼロの状態でブッシュを介して連結（ブッシュに初期撓みがない状態で連結）し、その後、バネ９の反力に抗して、サスペンションリンクを組付け位置まで持ち上げて、上記ブッシュに歪を付与すると共にサスペンションリンクの車体側取付け部を車体に連結することで、組み付けるものと思われる。このため、ブッシュに歪を付与すると共にバネ反力に打ち勝つ力で、組付け作業を実施する必要があることから、組付けが大変である。また、特許文献１では、サスペンションリンクと車輪支持部材とを連結する際に、上記ブッシュに適切な歪を付与するものではない。
また、上記ブッシュの弾性体は、組付け前の歪が０の状態であるため、最大に変位した際（バウンドした際）の歪量が大きいという問題もある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、二つの部材を連結する際に適切な初期トルクを付与可能な連結構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、第１部材と第２部材とを弾性体を介して所定の軸周りに相対回動可能に連結し、上記弾性体は第１部材及び第２部材の相対回動変位に応じて弾性変形する連結構造において、
上記第１部材及び第２部材を弾性体を介して連結する際に、上記弾性体に所定の大きさの回転方向の初期撓みを付与する撓み付与手段を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、組付け時に適切な歪を付与可能な連結構造を提供できる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、トレーリングアーム式サスペンションにおけるトレーリングアームとショックアブソーバの下端部との連結構造を例に説明する。
本実施形態のトレーリングアーム式サスペンションは、図１のように、左右一対のトレーリングアーム１の前端部がそれぞれブッシュ４を介して車体に連結し、その左右のトレーリングアーム１間がトーションバー２０で連結される。各トレーリングアーム１の後部には、車輪を支持するスピンドル（不図示）が結合していると共に、ブッシュ５を介してショックアブソーバ３の下端部が連結されている。ショックアブソーバ３の上端部は車体に揺動可能に連結されている。

ここで、上記構成のサスペンションでは、側面図である図２のように、標準状態（車輪接地状態）を基準（θ＝０）にすると、フルバウンド時には、ブッシュ５に角度θ２だけ内外筒捻れ角度が変化し、フルリバウンド時には角度θ１だけの内外筒捻れ角度が変化する。
したがって、車体をジャッキアップして車輪を浮かした状態で組付け作業を行う場合にあっては、単にトレーリングアーム１にショックアブソーバ３を連結した場合には、フルリバウンド状態で内外筒捻れ角度が０度となる結果、フルバウンド状態で内外筒捻れ角度が（θ１＋θ２）とバウンド時の捻れ角度が大きくなり、ブッシュ５の耐久上不利である。

一方、車輪接地状態で、ピット内から組付け作業を行う場合には、トレーリングアーム１を角度αだけ持ち上げて標準位置の状態として組付け作業を行う必要がある。
そして、本実施形態では、ジャッキアップ状態で組付け作業を行う場合、つまりフルリバウンド状態で連結する連結構造で説明する。
上記トレーリングアーム１とショックアブソーバ３の下端部との連結は、図３のように、トレーリングアーム１に固定された取付け部であるコ字状の取付けブラケット６、ブッシュ５、ボルト７及びナット８を介して行われる。

ブラケット８は、車幅方向で対向する一対の取付け板９，１０を備え、その一対の取付け板９，１０の間隔は、その間にブッシュ５を介挿可能な間隔に設定されている。
ブッシュ５は、図４のように、入れ子状に配置された外筒１１と内筒１２との間に弾性体１３が介装されて構成され、外筒１１は、ショックアブソーバ３の下端部に圧入などによって結合されている。そして、上記内筒１２の内径面には、軸方向に延びるキー溝１４が形成されている。

また、本実施形態のボルト７は、図５に示すように、上記ボルト７の軸部７ｂにおける内筒１２の内径面と対向可能な位置に、上記キー溝１４に嵌合可能なキー１５が形成されていて、該キー１５はキー溝１４に案内されて軸方向には移動可能であるが、回転方向への移動がキー溝１４に拘束されてキー１５からキー溝１４に回転方向の力を伝達可能となっている。

また、ボルト７の頭部７ａと、その頭部７ａに対向する取付け板９との間に、図３，５，６のように、回転変位機構を構成する筒状のガイド部材１６，１７が配置されている。ガイド部材は、ボルト７の頭部７ａの着座面に同軸に固定された第１ガイド部材１６と、その第１ガイド部材１６に同軸に配置され且つ取付け板９に固定された第２ガイド部材１７から構成されている。

第１ガイド部材１６と第２ガイド部材１７の対向部は、相互に噛み合い可能な噛み合い部となっている。二つの噛み合い部の噛合面は、軸に対して傾斜した傾斜面１６ａ、１７ａ（ガイド面）を備え、噛み合い位置から周方向にずれた状態で第１ガイド部材１６と第２ガイド部材１７とが接近して当接すると、互いの傾斜面１６ａ、１７ａに沿って滑りながら軸方向に移動することで、相対的に第２ガイド部材１７に対し、第１ガイド部材１６は、噛み合うまで軸方向に移動しつつ周方向に回転変位するようになっている。傾斜面の両端部には、軸方向を向く肩部１６ｂ、１７ｂが形成されている。
図５及び図６における噛み合い面には、それぞれ左右二つの傾斜面１６ａ、１７ａを設けているが、傾斜面１６ａ、１７ａは１つでも構わない。なお、図６において、取付け板１０とナット８は分離している。

次に、連結作業について説明する。
一対の取付け板９，１０の間にブッシュ５を配置して、図７（ａ）に示すように、ボルト７の軸部７ｂで、内筒１２、および一対の取付け板９，１０を貫通する。このとき、キー１５がキー溝１４に差し込まれることで、第１ガイド部材１６についての組付け前の周方向位置が位置決めされる。なお、内筒１２側のキー溝１４は、ショックアブソーバ３に結合する際に、目的の相対変位を発生可能な周方向位置となるように設定する。

次に、他方の取付け板９，１０から突出した軸部７ｂにナット８を螺合させ、該ナット８に締付けトルクを付与してナット８を回転させることで、締付けを行う。このとき、まず、図７（ａ）のように、ナット８が他方の取付け板１０に当接し、続いて、ナット８に締付けトルクを付与するにつれて、ボルト７の軸部７ｂに軸方向のテンションが付与されることで、図７（ａ）→（ｃ）のように、ボルト７の頭部７ａは、ナット８側つまり一方の取付け板９に接近するように軸方向へ移動を行う。そして、ボルト７側の第１ガイド部材１６が第２ガイド部材１７の傾斜した傾斜面に当接すると、ボルト７は軸方向に前進しながら、傾斜した傾斜面１６ａ、１７ａによって生じる径方向への分力によって回転方向のトルクが付与されて回転変位をする。そして、図７（ｃ）のように、肩部同士が当接し完全に第１ガイド部材１６と第２ガイド部材１７が噛み合うと、取付け板９，１０に固定された第２ガイド部材１７によって回転が規制されて軸方向のみに移動可能となり、さらに目的の締付けトルクとなった時点で締結が完了する。

このように、軸部７ｂのキー１５の周方向位置を、内筒１２のキー溝１４の位置に設定してから上記第１ガイド部材１６が第２ガイド部材１７に噛み合うまでの回動変位量を予め設定しておけば、所定の回動変位を内筒１２に付与、つまり内筒１２と外筒１１との間の弾性体１３に所定角度の初期撓みを付与可能となる。そして、組付け時における、周方向での上記キー溝１４の位置と第２ガイド部材１７の位置とを管理することで、組付け完了後、つまりボルト７の締結が完了後にブッシュ５に回動変位量θ１の回転方向の捻れを付与可能となる。これによって、車輪接地状態では、ブッシュ５の撓みをゼロにすることが可能となる。

このように、本実施形態では、ボルト締結作業によって、ブッシュ５に適切な角度の回転方向の歪を付与できる。したがって、適切な回転方向の歪を付与しても作業性を悪くすることはない。
ここで、上記実施形態では、ボルト７側に外径方向に突出するキー１５を設け内筒１２内径面にキー１５を案内するキー溝１４を設けているが、ボルト７側に溝からなるキー１５を設け、内筒１２内径面に上記溝からなるキー１５を案内する、突起からなるキー案内部を設けても良い。

また、図８及び図９のように、内筒１２と対向するボルト７の軸部７ｂ部分を断面多角形形状として角部をキー１５とし、内筒１２内径面の断面を、上記多角形形状をはめ込み可能な断面として隅部をキー案内部１４としても良い。
また、上記実施形態では、第１ガイド部材１６及び第２ガイド部材１７によって、キー１５に所定回転角度の変位量を付与する回転変位付与機構としているが、これに限定されない。例えば、上記キー溝１４を軸方向に沿って螺旋状に延びるように形成しておくと共に、キー１５側の回転変位を拘束（例えば、ボルトを取付け面に溶接）するようにしておけば、ボルト７の締付けに応じてキー１５が軸方向に移動するにつれて、その移動つまり締付けトルクに応じて内筒１２が回動変位することで弾性体１３に所定の回転角度が付与される。

また、上記実施形態では、ボルト７と、第１ガイド部材１６及びキー１５とを一体に構成する場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、図１０に示すように、ボルト７の軸部７ｂが貫通する筒体２１を備え、その筒体２１にキー１５を一体的に設けると共に、該筒体２１と第１ガイド部材１６とを一体に形成して、第１ガイド部材１６及びキー１５と、ボルト７とを別体に構成しても良い。この場合には、例えば、ナット８を取り付け板に溶着しておいて、ボルト７の頭部７ａに締付けトルクを付与することが可能となる。作用などは同じである。

また、上記実施形態では、サスペンションリンクとショックアブソーバ３との連結する連結構造で説明しているが、これに限定されない。サスペンションリンクと車体側部材や車輪指示部材等との連結など、所定の軸周りに回動変位可能な状態で弾性体１３を介して連結される場合であれば、適用することができる。

本発明に基づく実施形態に係るサスペンション構造を示す概念図である。 本発明に基づく実施形態に係るトレーリングアームとショックアブソーバとの連結関係を説明する側面図である。 本発明に基づく実施形態に係る連結構造を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係るブッシュを示す図である。 本発明に基づく実施形態に係るボルトを示す図である。 本発明に基づく実施形態に係るブラケットを示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る連結時の動作を説明する図である。 キーの別の例を示す図である。 キー溝の別の例を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る連結構造の別の例を示すボルトである。

符号の説明

１ トレーリングアーム（サスペンションリンク）
３ ショックアブソーバ
５ ブッシュ
６ ブラケット
７ ボルト
７ａ 頭部
７ｂ 軸部
８ ナット
９，１０ 取付け板
１１ 外筒
１２ 内筒
１３ 弾性体
１４ キー溝（キー案内部）
１５ キー
１６ 第１ガイド部材
１６ａ 傾斜面
１７ 第２ガイド部材
１７ａ 傾斜面
２１ 筒体

Claims (8)

1. 第１部材と第２部材とを弾性体を介して所定の軸周りに相対回動可能に連結し、上記弾性体は第１部材及び第２部材の相対回動変位に応じて弾性変形する連結構造において、
   上記第１部材及び第２部材を弾性体を介して連結する際に、上記弾性体に所定の大きさの回転方向の初期撓みを付与する撓み付与手段を備えることを特徴とする連結構造。
2. 入れ子状に配置された外筒と内筒との間に弾性体が介装されたブッシュを備え、第１部材が外筒に結合すると共に、第２部材が内筒に締結部品を介して締結することで、ブッシュの軸周りに相対回動可能な連結構造において、
   上記締結の際に、その締付けトルクによって、外筒に対し内筒を所定回転角度だけ回転変位させて弾性体に撓みを付与する撓み付与手段を備えることを特徴とする連結構造。
3. 上記内筒と第２部材の締結は、第２部材の取付け部及び上記内筒を貫通するボルトにナットを螺合し、ナットに締付けトルクを付与しボルト頭部とナットによって軸方向両側から締め付けることで締結される連結構造において、
   ボルトの軸部における内筒内径面と対向する位置にキーを設けると共に、内筒内径面に上記キーを軸方向にのみ移動可能に嵌合するキー案内部を設け、
   さらに、上記締付けに応じて上記キーを所定回転角度だけ回転させる回転変位機構を備えることで撓み付与手段を構成することを特徴とする請求項２に記載した連結構造。
4. 上記第２部材の取付け部は、ボルト頭部と内筒との間に介挿される取付け板を備えた連結構造において、
   上記回転変位機構は、上記ボルト頭部と取付け板との間に介装されて、ボルト頭部から取付け板に向けて突設する第１ガイド部材と、取付け板から上記第１ガイド部材に向けて突設して該第１ガイド部材に噛み合う第２ガイド部材とからなり、
   上記第１ガイド部材及び第２ガイド部材の噛合面は、ボルトの軸に対し傾斜した傾斜面からなるガイド面を有し、ボルト頭部が取付け板に接近するにつれて、相対的に上記ガイド面に案内されて第２ガイド部材に対して第１ガイド部材を噛み合い位置まで回動変位することを特徴とする請求項３に記載した連結構造。
5. 上記内筒と第２部材の締結は、第２部材の取付け部及び上記内筒を貫通するボルトにナットを螺合し、ナット若しくはボルト頭部に締付けトルクを付与しボルト頭部とナットによって軸方向両側から締め付けることで締結される連結構造において、
   ボルトの軸部が貫通する筒体を備え、その筒体における内筒内径面と対向する位置にキーを設けると共に、内筒内径面に上記キーを軸方向にのみ移動可能に嵌合するキー案内部を設け、
   さらに、上記締付けに応じて上記キーを所定回転角度だけ回転させる回転変位機構を備えることを特徴とする請求項２に記載した連結構造。
6. 上記第２部材の取付け部は、ボルト頭部と内筒との間に介挿される取付け板を備えた連結構造において、
   上記回転変位機構は、上記ボルト頭部と取付け板との間に介装されて、上記筒体と一体になっていると共にボルト頭部に当接して取付け板に向けて突出する第１ガイド部材と、取付け板から上記第１ガイド部材に向けて突設して該第１ガイド部材に噛み合う第２ガイド部材とからなり、
   上記第１ガイド部材及び第２ガイド部材の噛合面は、ボルトの軸に対し傾斜した傾斜面からなるガイド面を有し、ボルト頭部が取付け板に接近するにつれて、相対的に上記ガイド面に案内されて第２ガイド部材に対して第１ガイド部材を噛み合い位置まで回動変位することを特徴とする請求項５に記載した連結構造。
7. 上記第１部材は、ショックアブソーバであり、第２部材はサスペンションリンクであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載した連結構造。
8. サスペンションリンクに固定されて車輪を回転自在に支持する車輪支持部材に加わる車両上下方向の荷重が、車体の重量を車体が備える全車輪で支持しているときの荷重よりも小さい状態で、
   請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載した連結構造を介して、サスペンションリンクとショックアブソーバとを連結することを特徴とする連結方法。

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