JP2010215030A - アップライト保持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アップライトとアームを接続する球面軸受けの球体部を簡易に両持ち固定するアップライト保持構造を提供する。
【解決手段】車輪ハブが取付けられるアップライトと、車体側より延長し、かつ上記アップライトの上下に先端が取付けられるアーム部材とよりなるアップライト保持構造であって、アップライト側に設けられ、収容部を介して互いに対向する一対の保持部と、この保持部間に上記収容部を介し、橋絡されたボルト頭部付きのボルト部材と、上記ボルト部材が貫通する貫通孔を有するとともに、外周が球状に成形されたベアリング部材と、上記ボルト部材の一端とボルト頭部との間に介在され、上記ベアリング部材の一端を押圧する筒状スペーサを備え、上記アーム部材の先端を上記収容部に収容し、かつ、上記ベアリング部材を包囲するようにして保持するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、アップライト保持構造に関し、特にアップライトとアームを接続する球面軸受けの球体部を保持するアップライト保持構造に関する。

従来、自動車のサスペンションにおいて、車体から延長するアームとアップライトを保持するアップライト保持構造は、図９に示すように、２個の保持部材Ａ，Ｂに設けた孔Ｃ，Ｄにボルト部材Ｅを貫通させ、このボルト部材Ｅを球面軸受けの球体部としてのベアリング部材Ｆに貫通させて、ベアリング部材Ｆを保持し、ボルト部材Ｅの先端にはナットＧを螺入させて、このナットＧとボルト頭Ｈとで、保持部材Ａ，Ｂを内側方向に挟ませて、かつ、アームＫの先端では球状内面の孔Ｋａでベアリング部材Ｆを包むように保持していた。

上記保持部材Ｂが、ボルト頭Ｈの端面Ｈａによる締め付けで挟むことでベアリング部材Ｆの端面の部分Ｆａが保持部材Ｂで圧接状態となるが、端面の部分Ｆａに対して反対側の部分Ｆｂは非接触となり、ベアリング部材Ｆに対する締め付け力が、一つの端面のなかで部分部分によってアンバランスとなって、締め付け力が弱くなり、ボルト部材Ｅに緩みを発生させたり、ベアリング部材Ｆへの締め付け力の耐久性に劣化が生じていた。
すなわち、保持部材Ｂを撓ませているため、保持部材Ｂに内部応力がかかるのに加え、保持部材Ｂの板圧が薄いので強度的に低く、懸架装置などのような比較的に大きな荷重がかかるところでは上記保持構造を使用することができなかった。
さらに、固定接触部に注目すると、固定されるときにはベアリング部材Ｆとしてのスフェリカルの角部が保持部材Ｂの被固定面にまず接触し、ボルト部材の締め付けを続けるとスフェリカルの角部あるいは、保持部材Ｂの被固定面のいずれかが削れて、スフェリカルの角部と保持部材Ｂの被固定面がなじむように固定されるので、接触面の圧力は、一様ではない問題があった。

また、図１０に示すように、保持部材Ａの孔Ｃをネジ孔として、ここにボルト部材Ｅを螺入して取付けることとし、ベアリング部材Ｆの両端面と保持部材Ａ，Ｂ間にリング状のシム薄板Ｉ，Ｊを介挿したものが提案されている。
しかし、ベアリング部材Ｆと保持部材Ａ，Ｂの製造誤差によってシム薄板Ｉ，Ｊの取付け枚数は、ベアリング部材Ｆと保持部材Ａ，Ｂの組み合わせによって毎回異なるため、シム薄板の部品枚数も毎回確認をして挿入しなくてはならないので作業効率が悪化し、また、耐久性も悪化してしまう欠点があった。
しかも、上記のような方法では、スフェリカル固定面と保持部材Ｂの被固定面及びシム薄板の表面はともに平行な平面でないと成立しないため、加工精度が要求される。また、シム薄板を挟み込むという作業は非常に集中力を要するものであり、作業者によってその完成度が左右されるおそれがある。さらに、厳密にはこれらの部品間に間隙が発生しているので、完全な固定とは言えなかった。

特開２００２−２１８６７号公報

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するもので、アップライトとアーム部材を接続するベアリング部材を簡易に両持ち固定するアップライト保持構造を提供することを目的とする。

本発明の第１の形態として、車輪ハブが取付けられるアップライトと、車体側より延長し、かつアップライトの上下に先端が取付けられるアーム部材とよりなるアップライト保持構造であって、アップライト側に設けられ、収容部を介して互いに対向する一対の保持部と、この保持部間に収容部を介し、橋絡されたボルト頭部付きのボルト部材と、ボルト部材が貫通する貫通孔を有するとともに、外周が球状に成形されたベアリング部材と、ボルト部材の一端とボルト頭部との間に介在され、ベアリング部材の一端を押圧する筒状スペーサを備え、アーム部材の先端を収容部に収容し、かつ、ベアリング部材を包囲するようにして保持するように構成した。
本発明によれば、ベアリング部材が筒状スペーサを介してボルト頭部により押圧されて、保持部間の収容部に固定されることにより、ベアリング部材を包囲するアーム部材を球面に沿って回動自在にベアリング部材と接続することができる。また、ベアリング部材の一端が保持部に当接し、他端が筒状スペーサによって押圧されることにより、ベアリング部材は、両方の端部がボルト部材の頭部と一方の保持部とにガタ無く挟まれて固定される。

本発明の第２の形態として、アーム部材は、アップライトを軸支するキャスター角又は、キャンバー角又はトウ角を設定するアーム又はタイロッド作動アームから構成した。
本発明によれば、アップライトが、キャスター角又は、キャンバー角又はトウ角を設定するアーム又はタイロッド作動アームにより接続されることにより、ガタ無く固定されたベアリング部材とアームが接続することにより、アップライトを所定のキャスター角又は、キャンバー角又はトウ角が得られるように保持することができる。

本発明の第３の形態として、ボルト部材は、一方の保持部に形成した保持孔より貫通して、この保持孔に中心軸が一致するように他方の保持部に形成したネジ孔に先端側が螺入されることで一対の保持部間に橋絡され、ボルト部材の一端を包囲するように、かつ、保持孔より若干端部がはみ出る長さで筒状スペーサを取付ける構成とした。
本発明によれば、ボルト部材が筒状スペーサを介して一対の保持部間に橋絡されるように設けられることにより、ボルト部材により保持されるベアリング部材を一方の保持部とボルト部材とで両持ち固定することができるので、ボルト部材の支持が強固となる。

本発明の第４の形態として、ベアリング部材の貫通孔の中心軸が車体前後方向を向くように、ボルト部材が前後方向に延長されるように位置する構成とした。
本発明によれば、ベアリング部材と接続するアーム部材が、アップライトと衝突することなく上下に移動することができる。

本発明の第５の形態として、ベアリング部材の貫通孔の中心軸が車体内外方向又は、上下方向を向くようにボルト部材が前後方向に延長されるように位置する構成とした。
本発明によれば、アーム部材の可動方向に対してベアリング部材の貫通孔の中心軸が直交するようにアップライトとアーム部材、又はアーム部材と車体とが接続するように設定することでベアリング部材を任意に使用することができる。

本発明に係るアップライト保持構造を用いた懸架装置の正面図。 本発明に係るアップライト保持構造を用いた懸架装置の外観斜視図。 本発明に係るアップライト保持構造を用いたアップライトの部分拡大図。 本発明に係るアップライト保持構造を用いたアップライトの断面図。 本発明に係る下部ピックアップの拡大斜視図。 本発明に係る下部ピックアップの断面図。 本発明に係る上部ピックアップの拡大斜視図。 本発明に係る上部ピックアップの断面図。 従来の保持構造図。 従来の保持構造図。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴と組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

図１は、車体に設けられた懸架装置の正面図を示し、図２は、車体に設けられた懸架装置の斜視図を示し、図３は、アッパーアーム２及びロアアーム３とアップライト１２の部分拡大図を示し、アップライト１２と各アーム２，３は、いずれもアップライト保持構造６０ａ，６０ｂ，６０ｃを有する。
図１〜図３において、車体１の上下位置からアッパーアーム２，ロアアーム３が車輪中央のハブ５方向にほぼ平行状態で突出している。このアッパーアーム２及びロアアーム３は、それぞれ一端が車体１に設けられたヒンジ構成の固定部１ｕ，１ｄに上下方向に回動自在に結合し、他端がアップライト１２と回動自在に結合し、アッパーアーム２の下方に位置するロアアーム３とサスペンション機構６に接続されて支承されることで、車輪Ｔから伝わる振動を吸収する。
アッパーアーム２，ロアアーム３の先端はアップライト保持構造６０ａ，６０ｂを介してアップライト１２を保持する。なお、タイロッド６１の先端はアップライト保持構造６０ｃを介してアップライト１２に接続される。

図１〜図３に示すように、アッパーアーム２は、車体前後位置に分割され２本のアーム体２ａ，２ｂの一端が、それぞれ車体１の固定部１ｕ，１ｕに取付けられ、他端は接続片７を介して結合してアップライト１２の上部を支持する支持片９と接続する。
また、ロアアーム３は、車体前後位置に分割された２本のアーム体３ａ，３ｂの一端が、それぞれ車体１の固定部１ｄ，１ｄに取付けられ、他端は接続片７を介して結合してアップライト１２の下部を支持する支持片１１と接続する。
上記支持片９，１１の先端で支持される平板状のアップライト１２は、中央にハブ取付け孔１３が設けられ、このハブ取付け孔１３に車輪ハブが貫通されてハブ取付け孔１３周りに形成された複数の取付け孔１３ａでハブがネジ止めされる。

図３〜図６に示すように、アップライト１２の下部には、保持基部１５ｐが形成され、この保持基部１５ｐには下部方向に突出する前後並びの一対の保持部６２，６３が設けられ、この保持部６２，６３の間で、下部ピックアップ１６を収容する収容部６４が形成され、この収容部６４内に横向きに球体（スフェリカル）よりなる横向きの下部ピックアップ１６が取付けられる。下部ピックアップ１６を備えるアップライト保持構造６０ｂについては後述する。

また、図３，４及び図７，８に示すように、アップライト１２の上部には、車体の内外方向に貫通された横長の収容部３０ｃが形成された枠部３０が一体化される。
図７，８に示すように、この枠部３０の下枠３０ａよりなる後述の保持部６２ｍと、上枠３０ｂよりなる保持部６３ｍとの間の前後位置に、外周面が球状に成形された球体としての上部ピックアップ２１ｍ，２１ｎがそれぞれ固定される。
なお、収容部３０ｃの前後には、後述の上部ピックアップ２１ｍの収容部６４ｍと上部ピックアップ２１ｎの収容部６４ｎが形成される。上部ピックアップ２１ｍ，２１ｎは縦置きタイプとなっている。
上部ピックアップ２１ｍ，２１ｎを備えるアップライト保持構造６０ａ，６０ｃについては、後述する。

次に、本発明によるアップライト保持構造６０ａ，６０ｂ，６０ｃのうち、まず、アップライト保持構造６０ｂについて説明する。
アップライト保持構造６０ｂは、図５，６に示すように上記アップライト１２の下端の保持基部１５ｐに設けられた切り欠きよりなる一定スペースの収容部６４と、この収容部６４を介し互いに対向する一対の保持部６２，６３と、この保持部６２，６３間に橋絡されたボルト頭部６５を有するとともに先端外周がネジ切りされたボルト部材６６と、上記ボルト部材６６が貫通する貫通孔６７を有するとともに外周が球状に成形された球体６８を有する下部ピックアップ１６としてのベアリング部材６９とを有する。このベアリング部材６９の両端には筒体７０，７１が一体化されている。
この場合、アップライト保持構造６０ｂは、上記ボルト部材６６の外周側に位置され、かつベアリング部材６９とボルト部材６６の上記ボルト頭部６５との間に介在された筒状スペーサ７２を備える。

上記ボルト部材６６は、一方の保持部６３に形成した保持孔７３側より貫入され、この保持孔７３に中心軸が一致するように他方の保持部６２に形成したネジ孔７４に先端側が螺入されることで一対の保持部６２，６３間に橋絡される。
上記筒状スペーサ７２は、上記ボルト部材６６のボルト頭部６５側の外周を包囲し、保持孔７３の内径に対してガタが発生しない嵌め合いの外径を有し、かつ、保持孔７３より若干、ボルト頭部６５側の端部７２ｃがはみ出る長さに設定されている。

本実施形態では、上記ベアリング部材６９の貫通孔６７の中心軸が車体前後方向に位置するように上記一対の保持部６２，６３の保持孔７３とネジ孔７４が設けられ、ボルト部材６６が前後方向に延長するように位置されているが、車体内外方向又は、上下方向を向くように位置しても良い。
上記収容部６４に収容されたベアリング部材６９は、両側の筒体７０，７１を除く中央側外周が球体６８に成形され、このベアリング部材６９の球体６８にロアアーム３の支持片１１の先端側に設けられた球状の受孔７５で包囲するように保持し、支持片１１の先端が収容部６４に収容される。受孔７５は、前後に開孔して、この開孔部７６，７７よりベアリング部材６９の筒体７０，７１が突出するとともに、中央側がリング状に膨らんで球体６８を包囲し、これにより下部ピックアップ１６としてのベアリング部材６９は、上記ロアアーム３の支持片１１に対して３次元方向の運動を許容している。

また、筒状スペーサ７２の内径はボルト部材６６のネジ切りされていない基部７９の外径より若干大きく設定され、基部７９の外周と、保持孔７３の内周との間に、微小な隙間を設けて、筒状スペーサ７２にボルト部材６６を挿入し易くして、作業性を高めている。
筒状スペーサ７２の先端部７２ａが、ベアリング部材６９の一方の筒体７１の端面７１ａに当接して、ボルト頭部６５の押圧力が、筒状スペーサ７２を介して、ベアリング部材６９の他方の筒体７０に作用するように構成される。
このように、筒状スペーサ７２を介してベアリング部材６９を締め付ける構造であるため、ベアリング部材６９を固定する保持基部１５ｐの保持部６２，６３により形成される収容部６４の製造に高い精度を必要としなくても容易にベアリング部材６９が、固定される構造となっている。

上記構成により、ベアリング部材６９と保持部６２，６３との間には若干の間隙の形成を許容できるため、ボルト部材６６の組み付け作業性を向上できる。筒体７０，７１を含むベアリング部材６９と筒状スペーサ７２は炭素鋼、クロームモリブデン鋼などのほぼ同硬度部材で形成され、保持部６２，６３を含むアップライト１２は、ベアリング部材６９，筒状スペーサ７２に比較して、軟硬度部材、例えばアルミニウム，鉄，マグネシウムなどの素材で形成しても良い。

本実施形態では、実質的に互いに対向する一対の保持部６２，６２にボルト部材６６が橋絡されて両持ち構造により取付けられるのでボルト部材６６の両側に荷重が分散して加わり、片持ちタイプのものに比較してボルト部材破損の危険を防止でき、信頼性を向上できる。

次に、図７，図８に示すように、上部ピックアップ２１ｍよりなるアップライト保持構造６０ａは、縦向きではあるが、横向きのアップライト保持構造６０ｂと同一構成となっている。すなわち、上記アップライト１２の上端に設けられた収容部３０ｃには、上部ピックアップ２１ｍ（後述するベアリング部材６９ｍ）を収容するための収容部６４ｍ（３０ｃ）と、この収容部６４ｍを介し上下互いに対向する一対の保持部６２ｍ（下枠３０ａ）と、保持部６３ｍ（上枠３０ｂ）と、この保持部６２ｍ，６３ｍ間に橋絡されたボルト頭部６５ｍを有するとともに先端外周がネジ切りされたボルト部材６６ｍと、上記ボルト部材６６ｍが貫通するベアリング部材６９ｍの貫通孔６７ｍを有し、外周が球状に成形された球体６８ｍを有する上部ピックアップ２１ｍとしてのベアリング部材６９ｍとを有する。このベアリング部材６９ｍの両端には、筒体７０ｍ，７１ｍが一体化されている。
この場合、アップライト保持構造６０ａは、上記ボルト部材６６ｍの上部の外周側に位置され、かつ、ベアリング部材６９ｍの筒体７１ｍの一端とボルト部材６６ｍの上記ボルト頭部６５ｍとの間に介在された筒状スペーサ７２ｍを備える。なお、アップライト保持構造６０ａの他の構成は、アップライト保持構造６０ｂと同一である。

上記ボルト部材６６ｍは、上方の保持部６３ｍに形成した保持孔７３ｍより貫入され、この保持孔７３ｍに中心軸が一致するように下方の保持部６２ｍに形成したネジ孔７４ｍに先端側が螺入されることで一対の保持部６２ｍ，６３ｍ間に橋絡される。
上記筒状スペーサ７２ｍは、上記ボルト部材６６ｍの上部側外周を包囲し、保持孔７３ｍの内径に対してガタが発生しない嵌め合いの外径を有し、かつ、上記保持孔７３ｍより若干先端部７２ａがはみ出る長さに設定されている。
本実施形態では、上記ベアリング部材６９ｍの貫通孔６７ｍの中心軸が車体上下方向に位置するように上記一対の保持部６２ｍ，６３ｍが上下に設けられ、ボルト部材６６ｍが上下方向に延長するように縦置きに位置されている。

上記収容部６４ｍに収容されたベアリング部材６９ｍは、上下の筒体７０ｍ，７１ｍを除く中央側の外周が球体６８ｍに成形され、このベアリング部材６９ｍの球体６８ｍは、アッパーアーム２の先端側の球状の受孔７５ｍで外周が包囲されて保持している。アッパーアーム２の先端は収容部６４ｍに収容される。受孔７５ｍは上下に開孔して、この開孔部７６ｍ，７７ｍよりベアリング部材６９ｍの筒体７０ｍ，７１ｍが突出するとともに、中央側がリング状に膨らんで球体６８ｍを包囲し、これにより上部ピックアップ２１ｍとしてのベアリング部材６９ｍは、上記アッパーアーム２の支持片９に対して３次元方向の運動を許容している。

また、筒状スペーサ７２ｍの内径はボルト部材６６ｍのネジ切りされていない上部の基部７９ｍの外径より若干大きく設定され、基部７９ｍの外周と上部の保持孔７３ｍの内周との間に微小な間隙が設けられる。これにより筒状スペーサ７２ｍにボルト部材６６ｍを挿入し易くして、作業性を高めている。
筒状スペーサ７２ｍの下部がベアリング部材６９ｍの一方の筒体７１ｍの上端面に当接して、ボルト頭部６５ｍの押圧力が、筒状スペーサ７２ｍを介してベアリング部材６９ｍの他方の筒体７０ｍに作用するように構成される。
このように、筒状スペーサ７２ｍを介してベアリング部材６９ｍを締め付ける構造であるため、アップライト１２の保持部６２ｍ，６３ｍ及びベアリング部材６９ｍの製造精度がそれ程要求されない構造となっている。

上記構成により、ベアリング部材６９ｍと保持部６２ｍ，６３ｍとの間には、若干の間隙を形成できるのでボルト部材６６ｍの組み付け作業性を向上できる。
アップライト保持構造６０ｃは、タイロッド６１の先端をアップライト１２に取付けるためのものであり、図７において、アップライト１２の先端に設けられた後部側の収容部３０ｃに先端が収容されたタイロッドと接続する上部ピックアップ２１ｎ（後述するベアリング部材６９ｎ）を有し、このタイロッドと接続する上部ピックアップ２１ｎを収容するための収容部６４ｎと、この収容部６４ｎ（３０ｃ）を介し、上下互いに対向する一対の保持部６２ｍ（下枠３０ａ），６３ｍ（上枠３０ｂ）と、この保持部６２ｍ，６３ｍ間に橋絡されたボルト頭部６５ｎを有するとともに先端外周がネジ切りされたボルト部材６６ｎと、上記ボルト部材６６ｎが貫通する貫通孔６７ｎを有するとともに、外周が球状に成形された球体６８ｎを有するベアリング部材６９ｎとを有する。このベアリング部材６９ｎの両端には、筒体７０ｎ，７１ｎが一体化されている。
この場合、アップライト保持構造６０ｃは、上記ボルト部材６６ｎの上部側の外周側に位置され、かつ、ベアリング部材６９ｎの筒体７１ｎの一端とボルト部材６６ｎの上記ボルト頭部６５ｎとの間に介在された筒状スペーサ７２ｎを備える。他の構成は、アップライト保持構造６０ｂと同一となっている。
すなわち、球体６８ｎ、タイロッド６１の先端の受孔７５ｎ、筒体７０ｎ，７１ｎ、筒状スペーサ７２ｎ、基部７９ｎなどの寸法構成は同一となっている。

本実施形態では、アッパーアーム２，ロアアーム３の先端にアップライト１２の上下端を保持するものについて説明したが、アッパーアーム２やロアアーム３が車体に取付けられる部分においても本発明のアップライト保持構造を適用してもよく、また、他のアーム部材、例えばトウ角設定用のアーム，キャンバー角設定用のアームの先端をアップライト（ナックル）に取付け、保持する場合についても、アップライト保持構造６０ａ，６０ｂ，６０ｃと同様な構造を適用できる。
なお、ベアリング部材は、球体と筒体からなる構成として説明したが、筒体を備えない球体部分だけのものでもよく、球体部分を固定するときに、球体を貫通する貫通孔の一方の端面が筒状スペーサによって圧接され、他方の端面が取付け部分に押圧されて固定されれば良い。

１ 車体、２ アッパーアーム、２ａ アーム体、２ｂ アーム体、
３ ロアアーム、５ ハブ、６ サスペンション機構、７ 接続片、９ 支持片、
１１ 支持片、１２ アップライト、１３ ハブ取付け孔、１３ａ 取付け孔、
１６ 下部ピックアップ、２１ｍ 上部ピックアップ、２１ｎ 上部ピックアップ、
３０ 枠部、３０ａ 下枠、３０ｂ 上枠、３０ｃ 収容部、
６０ａ アップライト保持構造、６０ｂ アップライト保持構造、
６０ｃ アップライト保持構造、６１ タイロッド、
６２ 保持部、６２ｍ 保持部、６２ｎ 保持部、
６３ 保持部、６３ｍ 保持部、６３ｎ 保持部、
６４ 収容部、６４ｍ 収容部、６４ｎ 収容部、６５ ボルト頭部、
６６ ボルト部材、６７ 貫通孔、６８ 球体、６９ ベアリング部材、７０ 筒体、
７１ 筒体、７２ 筒状スペーサ、７２ａ 先端部、７２ｃ 端部、７３ 保持孔、
７４ ネジ孔、７５ 受孔、７６ 開孔部、７７ 開孔部、７９ 基部、Ｔ 車輪。

Claims (5)

1. 車輪ハブが取付けられるアップライトと、車体側より延長し、かつ上記アップライトの上下に先端が取付けられるアーム部材とよりなるアップライト保持構造であって、
   上記アップライト側に設けられ、収容部を介して互いに対向する一対の保持部と、この保持部間に上記収容部を介し、橋絡されるボルト頭部付きのボルト部材と、
   上記ボルト部材が貫通する貫通孔を有するとともに、外周が球状に成形されたベアリング部材と、
   上記ボルト部材の一端とボルト頭部との間に介在され、上記ベアリング部材の一端を押圧する筒状スペーサを備え、上記アーム部材の先端を上記収容部に収容し、かつ、上記ベアリング部材を包囲するようにして保持するようにしたことを特徴とするアップライト保持構造。
2. 上記アーム部材は、上記アップライトを軸支するキャスター角又は、キャンバー角又はトウ角を設定するアーム又はタイロッド作動アームから構成したことを特徴とする請求項１に記載のアップライト保持構造。
3. 上記ボルト部材は、一方の保持部に形成した保持孔より貫通して、この保持孔に中心軸が一致するように他方の保持部に形成したネジ孔に先端側が螺入されることで一対の保持部間に橋絡され、
   上記ボルト部材の一端を包囲するように、かつ、上記保持孔より若干端部がはみ出る長さで上記筒状スペーサを取付けたことを特徴とする請求項１に記載のアップライト保持構造。
4. 上記ベアリング部材の貫通孔の中心軸が車体前後方向を向くように、ボルト部材が前後方向に延長されるように位置されたことを特徴とする請求項１に記載のアップライト保持構造。
5. 上記ベアリング部材の貫通孔の中心軸が車体内外方向又は、上下方向を向くようにボルト部材が前後方向に延長されるように位置されたことを特徴とする請求項１に記載のアップライト保持構造。

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