JP2009264457A - アッパーマウント - Google Patents

Abstract

【課題】高い支持剛性を備え、信頼性に優れるとともに、軽量化及び低コスト化も可能な自動車用のサスペンション・アッパーマウントＭを提供する。
【解決手段】アッパーマウントＭは、ショックアブソーバＳのロッドＲの上端に締結されるインナブラケット１と、これにゴム弾性体２によって連結されるとともに車体パネルに締結されるアウタブラケット３と、を備える。アウタブラケット３は、それぞれ鉄系の薄板材を成形してなるアッパ部材４及びロワ部材５からなる。アッパ部材４は、上方に向かい開口する有底円筒状の本体部４０と、その上縁から延設された板状のフランジ部４１と、その両側縁から各々下方に垂下し内周側縁が本体部４０の外周にに溶接された側板部４２と、を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車のサスペンション装置においてショックアブソーバの上端を車体側に取り付けるアッパーマウントの構造の技術分野に属する。

従来より、この種のサスペンション・アッパーマウントとしては、ウイッシュボーン式やトレーリングアーム式のサスペンションに用いられ、コイルバネからの入力と分離してショックアブソーバからの入力を受ける入力分離タイプのものが広く用いられている。このようなアッパーマウントは通常、ゴム弾性体を有し、その弾生変形によって車体への衝撃や振動を軽減するようになっている。

例えば特許文献１の段落０００２〜０００４や図面の図５には、車体パネルに締結される外郭金具（アウタ金具）を鉄板のプレス成型品とし、その中央部に絞り成形したハウジングに内包金具（インナ金具）及びゴム弾生体を収容して、同じく鉄板のプレス成型品である蓋部材を被せたものが記載されている。そうして重ね合わせることで、プレス成型品であっても剛性を確保しやすい。

また、特許文献２には、ストラット式のサスペンションに用いられるアッパーマウントの例が記載されており、このものでは、車体パネルに締結される取付ブラケット（アウタ金具）の剛性を高めるために、プレス成型時にその周縁部を全周に亘り下方に折り曲げてリブを形成している。

さらに、前記のような鉄板のプレス成型品に代えて、アウタ金具にアルミ合金の鋳物を採用し、軽量化を図ったアッパーマウントも前記特許文献１や特許文献３に記載されている。
特開２００２−２７４１３７号公報 特許第３７５３０６６号公報 特開２００７−１７０４７８号公報

ところで、近年では小型車や軽自動車においても扁平タイヤの採用が進み、ホイールの大径化に伴いバネ下荷重の増大する傾向があって、アッパーマウントにもその支持剛性をさらに高めることが求められている。一方で、環境意識の高まりから自動車部品全体について軽量化の要求が高まりつつあり、しかも、従前からの低コスト化の要求も根強く存在する。

この点、外郭金具を鉄板のプレス成型品とした前者の従来例では、車体パネルに締結されるフランジ部の剛性が不足しやすく、蓋部材を重ね合わせた二重構造としても十分とは言えない。また、そうして二重構造にすると軽量化の妨げになるばかりか、部品点数や組み付け工数が増加することになって、コスト面でも不利になる。

一方で後者の従来例のようにアルミ合金の鋳物を採用すれば、剛性の確保と軽量化とを両立することはできるものの、アルミ合金は鉄系材料に比べて高価であるし、鋳物の場合は種類毎に専用の金型が必要になることもあって、コスト高になることは避けられない。

しかも、一般に鉄系材料で構成される自動車の車体パネルにアルミ合金製の部品を取り付けることには電解腐食の懸念があり、鋳物につきものの巣の発生も考慮すれば、高コストの割に信頼性にも不安が残るものと言える。

斯かる諸点に鑑みて本発明の目的は、高い支持剛性を備え、信頼性に優れるとともに、軽量化及び低コスト化も可能なアッパーマウントを提供することにある。

前記目的の達成のために、本発明のアッパーマウントは、前者の従来例と同様にアウタ金具を鉄系材料からなるものとし、そのフランジ部には側板部を一体成形するとともに、これを金具の本体部外周に溶接して支持剛性を大幅に高めたものである。

具体的に請求項１の発明は、自動車のサスペンション装置においてショックアブソーバの上端を、弾性体を介して車体側に取り付けるアッパーマウントを対象として、前記ショックアブソーバの上端に固定されるインナ金具と、このインナ金具に前記弾性体によって連結されるとともに車体パネルに締結されるアウタ金具と、を備えている。アウタ金具は、上方に向かい開口する有底の筒状で側壁が前記インナ金具を囲むように配置される本体部と、その上縁から車体側との締結部位に向かって延設された板状のフランジ部と、を有するものとし、このフランジ部を、その延設方向に見て左右両側縁からそれぞれ折れ曲がって垂下する一対の側板部とともに鉄系の板材によって一体成形し、その上で、それら各側板部の各々の内周側縁を前記アウタ金具の本体部の側壁外周面に溶接する構成とする。

斯かる構成のアッパーマウントは、鉄系の板材の成形加工によってアウタ金具を構成しているから、溶接の手間を考慮してもアルミ合金のものに比べて低コスト化が図られる。しかも、アルミ合金製のもののような電解腐食や巣の問題が生じ得ず、信頼性にも優れている。

また、車体パネルに締結されるフランジ部には、その両側縁から垂下するように側板部を設けて、これを本体部の側壁に溶接しているから、上下方向について剛性が非常に高くなり、蓋部材を重ね合わせた二重構造のものに比べても高い支持剛性が得られる。しかも、そうした二重構造のものに比べると軽量化が図られ、部品点数や組み付け工数も削減できる。

さらに、前記アウタ金具に、下方に向かい開口する筒状のストッパ装着部を有し、その天井部が前記本体部の底部に下方から重ね合わされている場合には、そのストッパ装着部の側壁外周面にも各側板部の内周側縁を溶接することで（請求項２）、より高い支持剛性が得られる。

好ましいのは、アウタ金具の本体部もフランジ部や側板部と共に鉄系の板材によって一体に成形することであり（請求項３）、こうすれば、アウタ金具の部品点数及び溶接箇所を削減できて、さらなるコスト低減が図られる。

一方で、本体部とフランジ部とは別々に成形してから溶接して組み立てるようにしてもよく、こうすれば、互いに締結部位の異なる複数種類のアッパーマウントについて部品を共用することができるから、量産効果によるコスト低減が可能になる。

また、好ましいのは、アウタ金具のフランジ部上面に、車体側との締結部位が本体部の側壁上縁よりも一段高くなるように段差を形成し、この段差の形状は、平面視でフランジ部の両側縁から中央寄りに向かい徐々に前記締結部位に近づく「く」の字状とすることである（請求項４）。こうすればフランジ部の曲げ剛性を高くして、アッパーマウントの支持剛性をより確保しやすくなる。

さらに、前記アウタ金具のフランジ部毎に対をなす両側壁部に、互いに対向するように貫通穴を形成すれば、アッパーマウントをショックアブソーバに組み付けてアセンブリとする上で好ましい（請求項５）。

すなわち、一般的にアッパーマウントはショックアブソーバに組み付けたアセンブリ状態で搬送し、それを車体に組み付けるときにはショックアブソーバを少しだけ予圧縮した状態とするのが望ましいが、この発明のようにアウタ金具に側壁部を設けた場合、これに貫通穴を開けてひも状の結束部材を通せるようにすれば、この結束部材をショックアブソーバに巻き掛けて、予圧縮した状態に保つことができる。

以上、説明したように本発明に係るアッパーマウントによると、アウタ金具を鉄系材料にて構成し、車体側に締結されるフランジ部の両側縁には下方に垂下する側板部を設けて、これを本体部の外面に溶接したことで、比較的軽量で低コストなものとしながら、十分に高い支持剛性を確保することができ、信頼性にも優れたものとなる。特に、アウタ金具の本体部、フランジ部及び側板部を全て一体成形すれば、より低コスト化に有利な構造となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明に係るアッパーマウントを自動車のトレーリングアーム式サスペンションに適用する実施形態であり、図には手前側のもののみ示すが、アッパーマウントＭは、トレーリングアームＡの後端付近に取り付けられて上方に延びるショックアブソーバＳの上端を、図示しない車体パネルに取り付けるために用いられる。尚、図の例は、左右一対のトレーリングアームＡ，ＡにそれぞれコイルスプリングＣ及びショックアブソーバＳが取り付けられるとともに、それらがトーションビームＢによって連結された、所謂トーションビーム・アクスル式のものであるが、これは単なる例示に過ぎない。

この実施形態のアッパーマウントＭは、図２及び図３（図２のIII-III線断面図）に拡大して示すように、ショックアブソーバＳのロッドＲ（図３にのみ仮想線で示す）の上端に固定されるインナブラケット１（インナ金具）と、このインナブラケット１にゴム弾性体２によって連結されるとともに、図外の車体パネルに締結されるアウタブラケット３（アウタ金具）と、を備えている。

前記インナブラケット１は、中央に丸穴１ａの開いた円盤状の鋼板からなり、その丸穴１ａに下方からショックアブソーバＳのロッドＲの上端の雄ねじ部ｒ１が挿入されて、図示しないナットにより締結される。また、ゴム弾生体２は、インナブラケット１の外周全体を取り囲むドーナツ状に加硫一体化成形されていて、図の例では上下両面に円環状の溝部２ａ，２ａが設けられ、ショックアブソーバＳの上端の位置決めと衝撃や振動の吸収性能とを両立させている。

一方、アウタブラケット３は、それぞれ鉄系の薄板材を成型してなるアッパ部材４及びロワ部材５からなり、それらが溶接により結合されている。図の例ではアッパ部材４には、板材を絞り加工して扁平な有底円筒状の本体部４０が成形されており、この本体部４０の底部には円筒状のロワ部材５の天井部が下方から重ね合わされている。本体部４０の底部及びロワ部材５の天井部には、それぞれ、ショックアブソーバＳのロッドＲが挿通されるように、これよりも大径の丸穴４０ａ，５ａが開口して互いに合わされている。

また、前記アッパ部材４の本体部４０の側壁は、内径がゴム弾生体２の外径と略同じ円筒状で、その上縁において直径方向に相対向する部位からそれぞれ径方向外方に向かって延びるように、一対のフランジ部４１，４１が成形されている。これらの各フランジ部４１は先窄まりの台形板状とされていて、その先端寄り、即ち外周寄りの部位には車体パネルへの締結ボルトが挿入される丸穴４１ａ（締結部位：以下、ボルト穴と呼ぶ）が開口している。

前記フランジ部４１には、その延設方向に見て左右両側縁からそれぞれ湾曲して垂下するように、一対の側板部４２，４２が一体成形されている。図の例では各側板部４２は、本体部４０に近い内周側縁が最も上下に長く、そこから外周側に向かって徐々に高さ寸法の短くなる鏝状とされている。すなわち、側板部４２の下縁は、内周側縁から外周側に向かう途中で緩やかに上昇した後に、ボルト穴４１ａの付近で略一定の高さになっており、この高さは、車体への組み付け時における工具との干渉を考慮して決められている。

そうして各フランジ部４１毎に設けられた側壁部４２，４２のそれぞれの内周側縁は、その上部においてアッパ部材４の本体部４０の側壁外周面に溶接されるとともに（図２にEW1として溶接部位を示す）、その下部においてはロワ部材５の側壁外周面にも溶接されて（同EW2として示す）、フランジ部４１に作用する上下方向の荷重をしっかりと受け止めるようになっている。このことはアッパ部材４及びロワ部材５同士の結合を強化して、アウタブラケット３全体の剛性を高める上でも有利である。

また、前記フランジ部４１の上面には、車体パネルに締結されるボルト穴４１ａの開口する部位が本体部４０の側壁上縁よりも一段、高くなるように段差４１ｂが形成されている。この段差４１ｂは、本体部４０に連なるフランジ部４１の内周寄りの部位において、平面視でフランジ部４１の両側から中央寄りに向かい徐々にボルト穴４１ａに近づく「く」の字形状とされ、フランジ部４１の剛性を高める補強リブとして機能する。

すなわち、そのような段差４１ｂを設けたことによってフランジ部４１の曲げ剛性は、本体部４０に連なる内周側縁から外周寄りのボルト穴４１ａ付近に亘って効果的に高められることになり、この効果が前記した側壁部４２による効果に加わって、アウタブラケット３の支持剛性がより高くなるのである。図４は、この実施形態のアッパーマウントＭの上下方向（図２、３の軸線Ｚ方向）の静バネ特性を計測した実験結果のグラフ図であり、一点鎖線で示す従来型のものに比べて、側壁部４２を設けることにより剛性が格段に高くなり（図に破線で示す）、さらにフランジ部４１に段差４１ｂを設けることによっても剛性が高まることが分かる（図に実線で示す）。

この実施形態では前記アッパ部材４は、１枚の板材から打ち抜いたブランクを成形して本体部４０，フランジ部４１及び側板部４２を一体に成形したものである。具体的には、まず、ブランクの中央部を深皿状に絞り加工して本体部４０を成形するとともに、フランジ部４１の段差４１ｂを成形し、その後、曲げ加工によってフランジ部４１の両側縁に連なる側板部４２，４２を成形する。

一方、ロワ部材５は円板を深絞り加工して有底の円筒状としたので、その上下を反転して前記アッパ部材４の本体部４０に下方から重ね合わせ、スポット溶接により接合する。こうしてアッパ部材４及びロワ部材５を結合した後に、アッパ部材４の側壁部４２の内周側縁をアッパ部材４の本体部４０の側壁外周面及びロワ部材５の側壁外周面に、それぞれアーク溶接によって接合する。これにより、アッパ部材４及びロワ部材５がしっかりと結合されて一体化され、アウタブラケット３全体の剛性が非常に高くなる。

そして、そうして構成されたアウタブラケット３のアッパ部材４の本体部４０に対して、図２に示すように上方からインナブラケット１及びゴム弾生体２の組立体を例えば圧入接着等により取り付ける。こうすると、インナブラケット１とアウタブラケット３とがゴム弾性体２によって連結されて、アッパーマウントＭが完成する。前記図３に示すように、インナブラケット１の丸穴１ａはアウタブラケット３の丸穴４０ａ，５ａの上方に略同心状に位置づけられ、丸穴４０ａ，５ａを下方から挿通するショックアブソーバＳのロッドＲの雄ねじ部ｒ１が、丸穴１ａに挿入されるようになる。

尚、前記のようにしてアッパーマウントＭに装着されるショックアブソーバＳのロッドＲには、バンプストッパ（図１にのみ符号Ｄとして示す）が外挿されてロワ部材５に内側から嵌め込まれるようになっており、ロワ部材５はバンプストッパを保持するストッパ装着部として機能する。また、図３にのみ示すが、アッパ部材４の本体部４０やロワ部材５には、それぞれ貫通孔４０ｂ、５ｂが穿孔されており、これは生産時に塗装の溜まりを防止するとともに、使用時には水抜き穴としても機能するようになっている。

したがって、この実施形態に係るサスペンション・アッパーマウントＭによると、まず、アウタブラケット３を鉄板のプレス成型品としたことで、溶接の手間を考慮してもアルミ合金の鋳物に比べて低コスト化が図られ、しかも、電解腐食や巣の問題が生じない。

また、自動車の車体パネルに締結されるフランジ部４１には、その両側縁から垂下する側板部４２，４２を設けて、これをアッパ部材４の本体部４０やロワ部材５に溶接するとともに、フランジ部４１には補強リブとして機能する段差４１ｂも設けたから、アッパーマウントＭの上下方向の支持剛性が非常に高くなる。

すなわち、サスペンションのリバウンド時にアッパーマウントＭには、フランジ部４１ａを車体パネルから引き剥がすような力が加わることになるので、その上に蓋部材を重ね合わせた二重構造としたり車体パネルを補強したりしても、十分な効果は得られないが、この実施形態のようにフランジ部４１ａやアッパーマウントＭ全体の剛性を高くすれば、リバウンド時の荷重に対しても十分に高い支持剛性を確保することができる。

そうして高い支持剛性を確保できることから、別体の蓋部材を重ね合わせる必要がなくなって軽量化が図られるとともに、部品点数や組み付け工数も削減することができる。側板部４２の曲げ加工やそれを溶接するための工数の増加はあっても、これによるコストの上昇は概ね相殺可能になる。

しかも、前記の実施形態では、アウタブラケット３において本体部４０、フランジ部４１及び側板部４２まで１枚の板材によって一体に成形して、アッパ部材４を構成しているから、溶接箇所はあまり多くはならず、部品点数も少なくて済み、低コスト化に有利な構造と言える。

（他の実施形態）
本発明の構成は前記実施形態のものに限定されず、その他の種々の構成をも含み得る。すなわち、例えばアウタブラケット３のアッパ部材４は、本体部４０とフランジ部４１とを別々に成形して溶接することも可能であり、こうすると溶接箇所は増えるものの、互いに締結部位の異なる複数種類のアッパーマウントについて部品を共用可能になるから、量産効果による低コスト化が期待できる。

一例を挙げれば、前記実施形態では車体パネルに対し２点で締結するタイプのアッパーマウントＭについて説明しているが、これに限らず、３点或いは４点で締結するタイプのものとすることもでき、その場合にアッパ部材の本体部に対して溶接するフランジ部の数を変えることにより、低コストで複数種類のマウントが得られるのである。

また、前記実施形態においてフランジ部４１の段差４１ｂは、平面視で「く」の字形状としなくてもよく、フランジ部４１の両側縁から中央寄りに向かい徐々にボルト穴４１ａに近づくような、言い換えると徐々に本体部４０の中心（軸線Ｚ）から離れるような形状とすればよい。或いはフランジ部４１に段差は設けなくてもよい。

また、前記実施形態のアッパーマウントＭに対して従来の板金タイプのものと同様に、フランジ部４１の上に重ね合わせる蓋部材を追加することもできる。

さらに、前記実施形態のアウタブラケット３におけるアッパ部材４の側壁部４２には、図５に一例を示すように、各フランジ部４１毎に互いに対向して対をなすよう貫通穴４２ａを形成してもよい。図６に一例を示すように、その貫通穴４２ａにストラップ６（結束部材）を通してショックアブソーバＳに巻き掛ければ、それを予圧縮した状態でアセンブリすることができるから、アッパーマウントＭをショックアブソーバＳに組み付けて搬送し、それを車体に組み付けるときの作業性が向上する。

尚、そうしてストラップ６を係合する部位は、前記実施形態のアッパーマウントＭのように比較的大きな側壁部４２があるからこそ、設けることができるのであって、従来までのものに係合部を形成しようとしても、剛性の低下やコストの上昇を招き、困難なものである。

さらにまた、本発明に係るアッパーマウントを用いるサスペンションは、前記実施形態のようなトレーリングアーム式のものに限定されず、それ以外に例えばウィッシュボーン式、マルチリンク式はもとよりストラット式のサスペンションにも本発明に係るアッパーマウントを適用可能である。

以上、説明したように本発明に係るアッパーマウントは、比較的低コストでありながら十分に高い支持剛性を確保でき、信頼性に優れるとともに軽量化も図れるもので、乗用車のサスペンションに特に好適である。

本発明のアッパーマウントが用いられる自動車のトレーリングアーム式サスペンションの概略構成図である。 アッパーマウントを、インナブラケット及びゴム弾生体とアウタブラケットとに分解して示す斜視図である。 アッパーマウントの構造を示す図２のIII-III線断面図である。 アッパーマウントの静ばね特性を示す荷重−変位グラフ図である。 他の実施形態に係る図２相当図である。 ショックアブソーバに組み付けたアセンブリ状態を示す図である。

符号の説明

Ｓ ショックアブソーバ
１ インナブラケット（インナ金具）
２ ゴム弾生体（弾性体）
３ アウタブラケット（アウタ金具）
４ アッパ部材
４０ 本体部
４１ フランジ部
４１ｂ 段差
４２ 側板部
４２ａ 貫通穴
５ ロワ部材（ストッパ装着部）

Claims (5)

1. 自動車のサスペンション装置においてショックアブソーバの上端を、弾性体を介して車体側に取り付けるアッパーマウントであって、
   前記ショックアブソーバの上端に固定されるインナ金具と、
   前記インナ金具に前記弾性体によって連結されるとともに、車体パネルに締結されるアウタ金具と、を備え、
   前記アウタ金具は、上方に向かい開口する有底筒状とされて、側壁が前記インナ金具を囲むように配置される本体部と、その上縁から車体側との締結部位に向かって延設された板状のフランジ部と、を有し、
   前記フランジ部は、その延設方向に見て左右両側縁からそれぞれ折れ曲がって垂下する一対の側板部とともに、鉄系の板材によって一体に成形されていて、その各側板部の各々の内周側縁が前記本体部の側壁外周面に溶接されている
   ことを特徴とするアッパーマウント。
2. 前記アウタ金具は、その本体部の底部に下方から天井部が重ね合わされて、下方に向かい開口する筒状のストッパ装着部を有し、このストッパ装着部の側壁外周面にも前記各側板部の内周側縁が各々溶接されている、請求項１に記載のアッパーマウント。
3. 前記アウタ金具の本体部及びフランジ部が鉄系の板材によって一体に成形されている、請求項１又は２のいずれかに記載のアッパーマウント。
4. 前記アウタ金具のフランジ部上面には、車体側との締結部位が本体部の側壁上縁よりも一段高くなるように段差が形成されていて、この段差の形状が、平面視でフランジ部の両側縁から中央寄りに向かい徐々に前記締結部位に近づく「く」の字状である、請求項３に記載のアッパーマウント。
5. 前記アウタ金具のフランジ部毎に対をなす両側壁部に、互いに対向して貫通穴が形成されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載のアッパーマウント。

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