JP2015231780A - 車両用サスペンションアーム - Google Patents

Abstract

【課題】高張力鋼板を使用してもサスペンションアームの幅を減少させることなく、かつ、上下方向への折り曲げ部分の折り曲げ高さを十分に確保して高い強度を得ることができるようにする。
【解決手段】高張力鋼板をプレス加工してなるアーム本体１０と、アーム本体１０とは別部材で構成されるブラケット２０とを備え、アーム本体１０の縁部には外側縦板部１０ｂが形成され、ブラケット２０はアーム本体１０に溶接されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に設けられるサスペンション装置を構成する車両用サスペンションアームに関するものである。

従来より、車両前部に取り付けられるサスペンションアームとして、例えば特許文献１、２に開示されているように平面視でＬ字に近い形状のＬ型サスペンションアームが知られている。図７に示すように、サスペンションアーム１００の車両前側及び後側には、それぞれ車体に取り付けられる前側取付部１０１及び後側取付部１０２が設けられている。前側取付部１０１及び後側取付部１０２は、前側ブッシュジョイント１０３及び後側ブッシュジョイント１０４を介して車体に取り付けられる。また、サスペンションアーム１００の車幅方向外側には、車輪を支持する車輪支持部１０５が設けられている。

前側ブッシュジョイント１０３は、その中心軸が前後方向に延びる姿勢で取り付けられるので、サスペンションアーム１００における前側ブッシュジョイント１０３の近傍には、前側ブッシュジョイント１０３をよけるように車幅方向外側に向けて湾曲した湾曲部１０６が設けられることになる。また、サスペンションアーム１００の周縁部には、図８に示すように上下方向への折り曲げ部分がプレス加工によって一体成形される。

特開平８−３３２８２０号公報 特開２００２−２０５５２０号公報

上述したようにサスペンションアーム１００には前側取付部１０１の近傍に車幅方向外側に湾曲する湾曲部１０６が形成されることになり、この湾曲部１０６の形状と、上下方向の折り曲げ形状とが重なって３次元形状の成形部分ができる。

一方、近年、車両の重量軽減の要求が強く、サスペンションアームについても軽量化が求められている。サスペンションアームの軽量化の手法としては、いわゆるハイテン材と呼ばれる高張力鋼板を使用して板材の薄肉化を図ることが考えられる。

しかしながら、高張力鋼板は普通鋼板に比べて成形性に劣るので、高張力鋼板を使用して上記湾曲部１０６と上下方向への折り曲げ形状とを３次元形状にプレス成形しようとすると、高張力鋼板に割れが発生する懸念がある。

高張力鋼板が割れないようにするには、湾曲部１０６の湾曲度合いを緩くすればよいのであるが、前側ブッシュジョイント１０３及び後側ブッシュジョイント１０４の位置は車体構造の制約を受けて変えることができないので、図７に仮想線で示すように湾曲部１０６を車幅方向外側に向けて大きく湾曲させなければならない場合がある。こうすると、サスペンションアームの幅が減少して強度不足を招く結果となる。

また、高張力鋼板が割れないようにする別の方法としては、下方への折り曲げ量を少なくする方法がある。ところが、折り曲げ量を少なくすると強度不足を招く結果となる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高張力鋼板を使用してもサスペンションアームの幅を減少させることなく、かつ、上下方向への折り曲げ部分の折り曲げ高さを十分に確保して高い強度を得ることができるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、ブッシュジョイントの取付部を、高張力鋼板からなるアーム本体とは別部材で成形するようにした。

第１の発明は、
車両の前輪を支持する車輪支持部と、車体に取り付けられる取付部とを備え、上記取付部から車幅方向外側へ延びるように形成された車両用サスペンションアームにおいて、
高張力鋼板をプレス加工してなるとともに、上記車輪支持部を有するアーム本体と、
上記アーム本体とは別部材で構成されるとともに、上記取付部を有するブラケットとを備え、
上記アーム本体の縁部には上下方向に折り曲げられた折り曲げ部が形成され、
上記ブラケットは上記アーム本体に溶接されていることを特徴とする。

この構成によれば、取付部を有するブラケットをアーム本体とは別部材で構成してアーム本体に溶接するようにしたので、アーム本体には車幅方向外側へ向けて湾曲する湾曲部を設けなくても済み、アーム本体の幅を全体的に広くすることが可能になる。また、湾曲部を設けなくても済む分、アーム本体のプレス加工を行う際の形状がシンプルになるので、高張力鋼板を用いても上下方向への折り曲げ部を形成することが可能になる。

第２の発明は、第１の発明において、
上記ブラケットを構成する鋼鈑は、上記アーム本体を構成する鋼鈑よりも引張強さが低いことを特徴とする。

この構成によれば、引張強さが低い鋼鈑でブラケットを構成することで、サスペンションアーム全体としての必要強度を確保しながら製造コストを低減することが可能になる。

第３の発明は、第１または２の発明において、
上記アーム本体の折り曲げ部の先端縁部には、該折り曲げ部の板厚方向に屈曲した屈曲部が形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、折り曲げ部の先端縁部の屈曲部により、折り曲げ部のスプリングバック現象が抑制されるとともに、変形が抑制される。

第４の発明は、第３の発明において、
上記折り曲げ部に上記ブラケットが溶接されていることを特徴とする。

すなわち、ブラケットの溶接によって折り曲げ部の歪みが誘発される恐れがあるが、折り曲げ部の先端縁部に屈曲部が形成されていることで、屈曲部によって溶接時の歪みが抑制されて所期の形状が維持される。

第１の発明によれば、車体への取付部を有するブラケットを、車輪取付部を有するアーム本体とは別部材で構成してアーム本体に溶接するようにしたので、高張力鋼板を使用したアーム本体の幅を減少させることなく、かつ、アーム本体の上下方向への折り曲げ部分の折り曲げ高さを十分に確保して高い強度を得ることができる。

第２の発明によれば、アーム本体を構成する鋼鈑よりも引張強さが低い鋼鈑でブラケットを構成したので、サスペンションアーム全体としての必要強度を確保しながら製造コストを低減できる。

第３の発明によれば、アーム本体の折り曲げ部の先端縁部に屈曲部を形成したので、折り曲げ部のスプリングバック現象を抑制できるとともに、変形も抑制できる。

第４の発明によれば、折り曲げ部にブラケットを溶接する場合に、折り曲げ部の屈曲部によって溶接時の歪みを抑制して所期の形状を維持できる。

実施形態に係るサスペンションアームを上方から見た斜視図である。 サスペンションアームの平面図である。 サスペンションアームの分解斜視図である。 サスペンションアームの底面図である。 サスペンションアームを車両後側から見た図である。 サスペンションアームを車両前側から見た図である。 従来のサスペンションアームの平面図である。 図７のVIII−VIII線断面図である。

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、本発明の実施形態に係る車両用サスペンションアーム１の斜視図である。このサスペンションアーム１は、自動車等の車両に設けられるフロントサスペンション装置の一構成部材であるロアアームとして用いられるものである。従って、サスペンションアーム１は、車両の前部において下部に取り付けられる。尚、図１のサスペンションアーム１は、車両右側に取り付けられるものである。

この実施形態の説明では、説明の便宜を図るために、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」というものとする。

サスペンションアーム１は、アーム本体１０と、アーム本体１０とは別部材で構成されるブラケット２０とを備えている。アーム本体１０は、高張力鋼板をプレス加工してなるものである。本実施形態において高張力鋼板とは、引張強さが３４０ＭＰａ以上の鋼板である。アーム本体１０を構成する鋼鈑としては、引張強さが７８０ＭＰａ以上の高張力鋼板を使用するのが好ましい。いわゆる超高張力鋼板も本発明の高張力鋼板に含まれる。

アーム本体１０は、図２に示すように平面視で中間部が湾曲した形状となっている。すなわち、アーム本体１０の車幅方向内側部分は略前後方向に延びており、その内側部分の前端部から車幅方向外側へ向かって大きく湾曲しながら延びた後、車幅方向外側部分は外側へ向かって延びている。アーム本体１０の幅は、後端部が最も広く設定されており、その後端部よりも前側、車幅方向外側部分にかけては略同一幅に設定されている。

図３や図４にも示すように、アーム本体１０の後端部には、車体に取り付けられる後側取付部１１が設けられている。後側取付部１１の中心部には、上下方向に貫通する取付孔１１ａが形成されている。この取付孔１１ａに後側ブッシュジョイント（図示せず）が挿入された状態で固定されるようになっている。後側ブッシュジョイントは、筒状のゴムブッシュと、ゴムブッシュが嵌入する鋼製のブッシュパイプとを有している。ブッシュパイプが上下方向に延びる姿勢で取付孔１１ａに挿入され、ブッシュパイプの外周面と取付孔１１ａの周縁部とが溶接されている。

アーム本体１０の車幅方向外端部には、前輪を支持する車輪支持部１３が設けられている。車輪支持部１３には、上下方向に貫通する取付孔１３ａが形成されている。図示しないボールジョイントが取付孔１３ａに挿入された状態で固定されるようになっている。車輪支持部１３の取付孔１３ａは、後側取付部１１の取付孔１１ａよりも小径である。

アーム本体１０の後側取付部１１と車輪支持部１３との間の湾曲した部分には、工具が挿通する工具挿通孔１７が上下方向に貫通するように形成されている。工具挿通孔１７は略円形であり、サスペンションアーム１の幅方向略中央部に位置している。

また、図５や図６にも示すように、アーム本体１０は、上述のように湾曲して延びる上面部１０ａと、上面部１０ａにおける湾曲形状の外側縁部から下方へ折り曲げられて延びる外側縦板部（折り曲げ部）１０ｂと、上面部１０ａにおける湾曲形状の内側縁部から下方へ折り曲げられて延びる内側縦板部１０ｃとを備えている。上面部１０ａと外側縦板部１０ｂと内側縦板部１０ｃとは一体成形されている。上面部１０ａには、下方へ窪むように形成された凹部１０ｄが後側取付部１１から車輪支持部１３に亘って形成されている。

外側縦板部１０ｂは、上面部１０ａの外側縁部全体に亘って連続して延びている。また、内側縦板部１０ｃは、上面部１０ａの内側縁部全体に亘って連続して延びている。これら外側縦板部１０ｂ及び内側縦板部１０ｃの形成により、アーム本体１０が下方に開放するコ字状に近い断面形状となるのでアーム本体１０の強度が高まる。

外側縦板部１０ｂの下縁部には、板厚方向に屈曲した屈曲板部（屈曲部）１０ｅが形成されている。屈曲板部１０ｅは、外側縦板部１０ｂの長手方向の中間部において、アーム本体１０の湾曲形状に対応する部位に位置しており、湾曲形状の外側へ向かって屈曲している。屈曲板部１０ｅの形成により、外側縦板部１０ｂのスプリングバック現象が抑制されるとともに、変形が抑制される。

ブラケット２０は、図１に示すようにアーム本体１０の湾曲している部分の外側に溶接されるものであり、図３に示すように上側ブラケット部材２１と下側ブラケット部材２２と筒部材２３とを備えている。筒部材２３は、車体前部に取り付けられる前側取付部を構成するものであり、中心線が前後方向に延びる姿勢でアーム本体１０に固定される。筒部材２３には、前側ブッシュジョイント（図示せず）が固定されるようになっている。前側ブッシュジョイントは、筒状のゴムブッシュと、ゴムブッシュに嵌入する鋼製のブッシュパイプとを有している。サスペンションアーム１は、前側ブッシュジョイント及び後側ブッシュジョイントを介して上下方向に揺動可能に車体に取り付けられる。

上側ブラケット部材２１及び下側ブラケット部材２２を構成する鋼鈑は、アーム本体１０を構成する鋼鈑よりも引張強さが低く設定されている。この実施形態では、上側ブラケット部材２１及び下側ブラケット部材２２を構成する鋼鈑を普通鋼鈑としているが、これに限られるものではない。普通鋼鈑とは、引張強さが２７０ＭＰａ以上、かつ、上記高張力鋼板の引張強さよりも低い鋼鈑である。

上側ブラケット部材２１及び下側ブラケット部材２２を構成する鋼鈑を普通鋼鈑とすることで、アーム本体１０の高張力鋼板に比べて成形性が良好になり、複雑な形状も成形可能になる。

上側ブラケット部材２１は、上板部２１ａを備えている。上板部２１ａは、略水平に延びており、車幅方向に長い形状となっている。上板部２１ａの後縁部２１ｂは、アーム本体１０の上面部１０ａの湾曲形状に対応して湾曲している。この後縁部２１ｂがアーム本体１０の上面部１０ａに載置された状態で溶接される。上側ブラケット部材２１の前縁部には、下方へ折り曲げられて延びる縦板部２１ｃが形成されている。また、上板部２１ａの車幅方向内側の縁部には、車幅方向内側へ延出する延出板部２１ｄが形成されている。この延出板部２１ｄは筒部材２３の外周面に沿って延びるように形成され、該外周面に溶接される。

下側ブラケット部材２２は、下板部２２ａを備えている。下板部２２ａは、上側ブラケット部材２１の上板部２１ａから下方に離れた状態で上板部２１ａに対して略平行に延びており、図６に示すようにアーム本体１０の外側縦板部１０ｂの上下方向中間部に対応する高さに位置している。図３に示すように、下板部２２ａの後縁部２２ｂは、略車幅方向に延びており、後縁部２２ｂの車幅方向内側の部分には、上方へ折り曲げられて延びる後側縦板部２２ｃが形成されている。後側縦板部２２ｃの上縁部は、上側ブラケット部材２１の上板部２１ａの下面に溶接されている。

下側ブラケット部材２２の下板部２２ａの前縁部には、上方へ折り曲げられて延びる前側縦板部２２ｄが形成されている。前側縦板部２２ｄは、上側ブラケット部材２１の縦板部２１ｃの前側の面に重ねられて溶接されている。従って、ブラケット２０は閉断面構造となる。

下側ブラケット部材２２の後縁部２２ｂにおける車幅方向外側部分は、アーム本体１０の外側縦板部１０ｂの上下方向中間部に突き当てた状態で溶接される。従って、ブラケット２０の上側ブラケット部材２１の上板部２１ａと、下側ブラケット部材２２の下板部２２ａとが、それぞれアーム本体１０の上下方向に離れた部位に固定されることになる。

この実施形態では、下側ブラケット部材２２の後縁部２２ｂが、アーム本体１０の外側縦板部１０ｂにおいて屈曲板部１０ｅの上方に溶接される。溶接の際、外側縦板部１０ｂが加熱された後、冷却されるので、外側縦板部１０ｂに歪みが発生する恐れがあるが、外側縦板部１０ｂは屈曲板部１０ｅの形成によって変形が抑制されるので、所期の形状が維持される。

また、下板部２２ａの車幅方向内側の縁部には、車幅方向内側へ延出する延出板部２２ｅが形成されている。この延出板部２２ｅは筒部材２３の外周面に沿って延びるように形成され、該外周面に溶接される。

以上説明したように、この実施形態によれば、車体前部に取り付けられる筒部材２３を有するブラケット２０をアーム本体１０とは別部材で構成してアーム本体１０に溶接するようにしたので、アーム本体１０には、従来例の図７に二点鎖線で示すように車幅方向外側へ向けて湾曲する湾曲部を設けなくても済む。これにより、アーム本体１０の幅を全体的に広くすることが可能になる。また、湾曲部を設けなくても済む分、アーム本体１０のプレス加工を行う際の形状がシンプルになるので、高張力鋼板を用いても十分な高さ寸法を有する外側縦板部１０ｂ及び内側縦板部１０ｃを形成することが可能になる。したがって、サスペンションアーム１の強度を高めることができる。

また、引張強さが低い鋼鈑でブラケット２０を構成することで、サスペンションアーム１の全体としての必要強度を確保しながら製造コストを抑制することが可能になる。

また、アーム本体１０の外側縦板部１０ｂの先端縁部に屈曲板部１０ｅを形成したので、外側縦板部１０ｂのスプリングバック現象を抑制できるとともに、変形を抑制できる。

また、ブラケット２０の溶接によってアーム本体１０の外側縦板部１０ｂの歪みが誘発される恐れがあるが、外側縦板部１０ｂの先端縁部に屈曲板部１０ｅを形成したことで、屈曲板部１０ｅによって溶接時の歪みを抑制でき、所期の形状を維持できる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係る車両用サスペンションアームは、例えばフロントロアアームとして使用することができる。

１ 車両用サスペンションアーム
１０ アーム本体
１０ｂ 外側縦板部（折り曲げ部）
１０ｅ 屈曲板部（屈曲部）
１１ 後側取付部
１３ 車輪支持部
２０ ブラケット
２３ 筒部材（取付部）

Claims (4)

1. 車両の前輪を支持する車輪支持部と、車体に取り付けられる取付部とを備え、上記取付部から車幅方向外側へ延びるように形成された車両用サスペンションアームにおいて、
   高張力鋼板をプレス加工してなるとともに、上記車輪支持部を有するアーム本体と、
   上記アーム本体とは別部材で構成されるとともに、上記取付部を有するブラケットとを備え、
   上記アーム本体の縁部には上下方向に折り曲げられた折り曲げ部が形成され、
   上記ブラケットは上記アーム本体に溶接されていることを特徴とする車両用サスペンションアーム。
2. 請求項１に記載の車両用サスペンションアームにおいて、
   上記ブラケットを構成する鋼鈑は、上記アーム本体を構成する鋼鈑よりも引張強さが低いことを特徴とする車両用サスペンションアーム。
3. 請求項１または２に記載の車両用サスペンションアームにおいて、
   上記アーム本体の折り曲げ部の先端縁部には、該折り曲げ部の板厚方向に屈曲した屈曲部が形成されていることを特徴とする車両用サスペンションアーム。
4. 請求項３に記載の車両用サスペンションアームにおいて、
   上記折り曲げ部に上記ブラケットが溶接されていることを特徴とする車両用サスペンションアーム。

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