JP2016124400A - 車両用サスペンションアーム - Google Patents

Abstract

【課題】製造工数および製造コストを低減することができるとともに、ブッシュの圧入時や車両の走行時に作用する筒状部材への荷重によってアーム本体と筒状部材との溶接部に亀裂が生じることがない車両用サスペンションアームを提供すること。【解決手段】車両用サスペンションアーム１は板状のアーム本体３と筒状部材５を備える。筒状部材５は、矩形状の板状部材がその両端縁同士が隙間１１を介して近接した状態で対向するように円筒状に屈曲成形されてなる。アーム本体３は、両端部に筒状部材５が溶接され結着される。アーム本体３の板面の両側が隙間１１を中途部に含む一定の長さに亘って連続的に溶接される。隙間１１は、筒状部材５がアーム本体３に結着された後に塗装されるとき、筒状部材５の両端縁に塗料が付着し、かつ、塗装後でも両端縁の間に隙間が介在するような寸法に設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の懸架装置の一部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。

特許文献１に示されている従来の車両用サスペンションアームには、アーム本体の前部に筒状部材が溶着されているものがある。

特開２０１４−９７７７２号公報

しかしながら、従来の車両用サスペンションアームの筒状部材は、板材を丸めて端部同士を突き合わせたのち、その突き合わせ部を溶接することによって円筒状に形成していたため、製造工数が多くなり、その分、製造コストも増加していた。
そこで、製造工数および製造コストを低減するために、突き合わせ部の溶接を廃止することが考えられる。
しかし、突き合わせ部の溶接を廃止すると、サスペンションアームを塗装する際に、筒状部材の突き合わせ部の隙間に塗料が付着し難くいため、該突き合わせ部では塗装による防錆処理が好適に行われない虞があった。
また、筒状部材の突き合わせ部を跨いでアーム本体の端部が筒状部材の外周面に接合された状態で筒状部材とアーム本体とが溶接されているので、該筒状部材内にブッシュを圧入すると、その圧入のときや、圧入されたブッシュに対して車両の走行中に作用する力によって、筒状部材の突合部を拡げる力が加わる。その結果、アーム本体と筒状部材との溶接部に大きな荷重が加わり、その溶接部の溶接ビードに亀裂を生じさせる虞があった。

本発明は、これらの問題を解消するためになされたもので、製造工数および製造コストを低減することができるとともに、ブッシュの圧入時や車両の走行時に作用する筒状部材への荷重によってアーム本体と筒状部材との溶接部に亀裂が生じることがない車両用サスペンションアームを提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る車両用サスペンションアームは、矩形状の板状部材がその両端縁同士が隙間を介して近接した状態で対向するように円筒状に屈曲成形されてなり、内部にブッシュが挿入される筒状部材と、長手方向の端部に前記筒状部材が溶接され結着される板状のアーム本体とを備えた車両用サスペンションアームであって、前記アーム本体の前記端部は、筒状部材の外周の形状に沿って円弧状に形成され、前記アーム本体は、その板面が前記筒状部材の軸芯と直交し、かつ、前記円弧状に形成された部分が前記隙間を跨いで前記筒状部材の外周面に接合された状態で、その接合部における前記アーム本体の板面の両側が前記隙間を中途部に含む一定の長さに亘って連続的に円弧状に溶接され、前記筒状部材の前記隙間は、前記筒状部材が前記アーム本体に結着された後に塗装されるとき、前記筒状部材の前記両端縁に塗料が付着し、かつ、塗装後でも前記両端縁の間に間隙が介在するような寸法に設定されていることを特徴とするものである。

請求項２に記載した発明に係る車両用サスペンションアームは、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、前記筒状部材の前記隙間は、塗装前において０．５ないし１ミリメートルに設定されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載した発明に係る車両用サスペンションアームは、請求項１または請求項２に記載の車両用サスペンションアームにおいて、前記筒状部材の軸芯方向両端の環状の各端面における領域であって前記筒状部材の前記隙間を跨ぎ前記各端面に沿って周方向に延びる一定の領域がそれぞれ凹状に切り欠かれ、前記筒状部材の軸芯に沿う方向から見て該軸芯と前記隙間の中央とを通る仮想直線が前記各端面を横切る横断部分の近傍で、かつ、前記各端面における前記横断部分の両側の領域がそれぞれ凹状に切り欠かれていることを特徴とするものである。

請求項１記載の発明によれば、矩形状の板状部材がその両端縁同士が隙間を介して近接した状態で対向するように円筒状に屈曲成形されることで筒状部材が構成されているので、両端縁同士の溶接が不要となり、その分、安価に製造することができる。
また、高剛性および高強度を有するアーム本体の端部が筒状部材の隙間を跨いで筒状部材の外周面に接合され、その接合部におけるアーム本体の板面の両側が筒状部材の隙間を中途部に含む一定の長さに亘って連続的に円弧状に溶接されているので、筒状部材の外周面における、隙間を含む一定の領域は、高剛性および高強度を有するアーム本体の端部によって強度が補完される。

また、アーム本体の板面の両側に形成されて該両面と筒状部材の外周面とをそれぞれ溶接する各溶接部同士の間隔は、アーム本体の板厚分しか離れていないので各溶接部同士が隣接することになるため、各溶接部同士で溶接強度が補完され強固になる。
また、筒状部材の隙間は、筒状部材がアーム本体に結着された後に塗装されるとき、筒状部材の両端縁に塗料が付着し、かつ、塗装後でも両端縁の間に間隙が介在するような寸法に設定されているので、筒状部材の隙間に雨水が浸入しても確実に排水され、錆びる虞はない。
請求項２記載の発明によれば、筒状部材の隙間は、塗装する前において０．５ないし１ミリメートルに設定されているので、サスペンションアームが塗装されるとき、筒状部材の両端縁に塗料が付着し、かつ、塗装後でも両端縁の間に間隙が介在する。

請求項３記載の発明によれば、筒状部材の各端面における、隙間と反対側の部位を挟んだ両側がそれぞれ凹状に切り欠かれているので、該切り欠き部を、筒状部材をアーム本体に溶接するときの位置決めに利用することができる。
また、製作の都合上、複数の矩形状の板状部材が連結部によって繋がれた状態で打ち抜かれることで複数の筒状部材の素材を１枚の板金から製作する場合、該連結部を前記切り欠き部の間に形成することで、カッターによって連結部を切除する際に、筒状部材における連結部の近傍部分とカッターとが干渉することなく連結部のみを容易に切断することができる。
また、筒状部材の各端面における隙間を跨ぐ一定の領域がそれぞれ凹状に切り欠かれているので、製作の都合上、板状部材が円筒状に屈曲成形された後にカッターにより前記連結部を切除する場合でも、筒状部材の隙間側から連結部側に向かってカッターを移動させながら連結部を支障なく切断することができる。
さらにまた、筒状部材の各端面における隙間を跨ぐ一定の領域がそれぞれ凹状に切り欠かれているので、筒状部材の軸芯に沿う方向の隙間の長さは、その分、短くなるため、サスペンションアームが塗装されるとき、該隙間に塗料が浸入しやすくなり筒状部材の両端縁に確実に塗料が付着する。

（１）図は本発明の実施の形態に係るサスペンションアームを正面から見た状態を示す正面図であり、（２）図は同サスペンションアームを上方から見た状態を示す平面図である。 図１の（１）図の左右方向中間部を省略して各筒状部材およびその近傍を拡大して示す図である。 （１）図は図２中の矢視Ｐの方向から見た筒状部材のみを示す図であり、（２）図は矢視Ｐの方向とは逆の方向から見た筒状部材のみを一部を破断して示す図である。 複数の筒状部材の素材となる板状部材が連結部によって繋がれた状態を示す図である。 （１）図は図２において左側の筒状部材にブッシュが圧入された状態を示す図であり、（２）図は（１）図の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図１ないし図５を参照して詳細に説明する。図１において符号１で示すものは、本発明の実施の形態に係る車両用サスペンションアームの一例であり、該サスペンションアーム１は、自動車の車輪を懸架する懸架装置の一部を構成する部材である。該サスペンションアーム１は、板状のアーム本体３と、該アーム本体３の長手方向の両端部にそれぞれ溶接され結着された円筒状の筒状部材５と、アーム本体３の板厚に対応する一方の側面と各筒状部材５の外周面とに接合された状態でアーム本体３および筒状部材５に溶接され結着された補強板７とを備える。サスペンションアーム１は、防錆のため表面が塗装されている。塗装方法としては、電着塗装や静電塗装が挙げられる。

アーム本体３は、その板面に直交する方向から見て略へ字状に形成され、長手方向の両端部は筒状部材５の外周の形状に沿って円弧状に形成されている。また、アーム本体３の長手方向に沿って複数の貫通孔９…が穿設されている。各貫通孔９は、アーム本体３の板面の幅方向における略中間にそれぞれ位置するよう穿設されている。
筒状部材５は、熱間圧延鋼板または冷間圧延鋼板からなる矩形状の板状部材がその両端縁５ａ，５ｂ同士が隙間１１を介して近接した状態で対向するように円筒状に屈曲成形されることによって構成されている。なお、前記両端縁５ａ，５ｂの符号は、図２において二点鎖線の円で囲む部分を拡大した図中に記している。

ここで、筒状部材５の製造工程の一例を詳述すると、まず、筒状部材５の素材となる矩形状の板状部材を、長い帯状の板金を順送させながらプレス装置（図示せず）で打ち抜くことで製作する。このとき、図４に示すように、複数の矩形状の板状部材５'がそれらの長手方向を縦にして横方向一列に一定の間隔を隔てて並び、隣り合う板状部材５'，５'同士が帯状の連結部１２によって繋がれた状態で打ち抜かれる。
次に、複数の矩形状の板状部材５'が連結部１２によって繋がれた状態で、複数の板状部材５'のうち、端に位置する板状部材５'（例えば図４の左端の板状部材５'）がその両端縁５ａ，５ｂ同士が隙間１１を介して近接した状態で対向するようにプレス装置によって塑性加工され円筒状に屈曲成形される。連結部１２によって繋がれた状態で板状部材５'を円筒状に屈曲成形することで、該板状部材５'は連結部１２を介して他の板状部材５'によって支持されたまま屈曲成形することができ、成形時の作業性が向上する。
次に、円筒状に屈曲成形された板状部材５'の部分とそれ以外の板状部材５'の部分とを繋ぐ連結部１２のうち除去領域Ｃがプレス装置のカッターによって切除されて、円筒状に屈曲成形された板状部材５'が分離されることで、筒状部材５が１つ完成する。その後、同様の工程により筒状部材５が次々に製作される。

筒状部材５がアーム本体３に溶接され結着されて完成したサスペンションアーム１の筒状部材５の内部には、図５に示すように、ブッシュＢが圧入される。なお、図５では、サスペンションアーム１の２つある筒状部材５のうち一方の筒状部材５だけ図示しているが、他方の筒状部材５の内部にも同様にブッシュＢが圧入される。サスペンションアーム１は、その筒状部材５に圧入されたブッシュＢの内部にさらに軸部材が挿入されて、該軸部材を介して車両の所定の部位に揺動可能に取り付けられる。ブッシュＢは、筒状部材５内に圧入される円筒状の外筒Ｂ１と、該外筒Ｂ１より小径でかつ長尺な円筒状の内筒Ｂ２と、これらの外筒Ｂ１と内筒Ｂ２との間に配設され外筒Ｂ１と内筒Ｂ２とに接着または焼き付けにより固着された緩衝部材Ｂ３とを備えている。緩衝部材Ｂ３は、ゴム部材またはその他の樹脂材からなる弾性部材により構成されている。

一方、筒状部材５の隙間１１は、筒状部材５とアーム本体３と補強板７とが結着された後に塗装されるとき、筒状部材５の両端縁５ａ，５ｂに塗料が付着し、かつ、塗装後でも両端縁５ａ，５ｂの間に隙間が介在するような寸法に設定されている。隙間１１の寸法としては、塗装される前において０．５ないし１ミリメートルに設定されている。
アーム本体３は、その板面が筒状部材５の軸芯Ｏ（図２参照）と直交し、かつ、長手方向の両端部の円弧状に形成された部分が筒状部材５の隙間１１を跨いで筒状部材５の外周面に接合された状態で、その接合部におけるアーム本体３の板面の両側が筒状部材５の隙間１１を中途部に含む一定の長さに亘って連続的に円弧状に溶接されて溶接ビード１３が形成されている。

筒状部材５は、その軸芯Ｏ方向両端の環状の各端面１５における領域であって筒状部材５の隙間１１を跨ぎ各端面１５に沿って周方向に延びる一定の領域がそれぞれ凹状に切り欠かれて第１凹部１７が形成されている。
また、筒状部材５の軸芯Ｏに沿う方向から見て該軸芯Ｏと隙間１１の中央とを通る仮想直線Ｌ（図２参照）が各端面１５，１５を横切る横断部分の近傍で、かつ、各端面１５，１５における前記横断部分の両側の領域がそれぞれ凹状に切り欠かれて各端面１５，１５に一対の第２凹部１９，１９がそれぞれ形成されている。換言すると、筒状部材５の各端面１５，１５における、隙間１１と反対側の部位を挟んだ両側がそれぞれ凹状に切り欠かれて一対の第２凹部１９，１９がそれぞれ形成されている。これらの一対の第２凹部１９，１９は、筒状部材５をアーム本体３に溶接するとき、アーム本体３に対して筒状部材５の軸芯Ｏ回りの回転角度位置を位置決めするための治具を係合するのに利用される。

なお、上述した筒状部材５の製造工程において形成される連結部１２は、一対の第２凹部１９，１９間に形成されている。
補強板７は、アーム本体３の板厚に対応する一方の側面に沿って屈曲形成され、該側面と各筒状部材５の外周面とに接合された部位が溶接されてそれぞれ溶接ビード２１および溶接ビード２３が形成されている。

上述したような本発明の実施の形態に係るサスペンションアーム１によれば、矩形状の板状部材がその両端縁５ａ，５ｂ同士が隙間を介して近接した状態で対向するように円筒状に屈曲成形されることで筒状部材５が構成されているので、両端縁同士の溶接が不要となり、その分、安価に製造することができる。
一方、車両に装着されたときのサスペンションアーム１の使用条件からアーム本体３は、剛性および強度が十分確保された板厚寸法や幅寸法で形成されている。このような高剛性および高強度を有するアーム本体３の端部が筒状部材５の隙間１１を跨いで筒状部材５の外周面に接合され、その接合部におけるアーム本体３の板面の両側が筒状部材５の隙間１１を中途部に含む一定の長さに亘って連続的に円弧状に溶接されているので、筒状部材５の外周面における、隙間１１を含む一定の領域は、高剛性および高強度を有するアーム本体３の端部によって強度が補完される。

また、アーム本体３の板面の両側に形成されて該両面と筒状部材５の外周面とをそれぞれ溶着する各溶接ビード１３同士の間隔は、アーム本体３の板厚分しか離れていないので各溶接ビード１３同士が隣接することになるため、各溶接ビード１３同士で溶接強度が補完され強固になる。
これらのことにより、筒状部材５に隙間１１があるにも拘わらず、内部にブッシュＢが圧入されても筒状部材５が大きく拡径することなく該ブッシュＢを強固に保持することができる。また、筒状部材５内にブッシュＢを圧入するときや、圧入されたブッシュＢに対して車両の走行中に作用する力によって、筒状部材５の隙間１１を拡げる力が加わったりアーム本体３と筒状部材５との溶接部に大きな荷重が加わったりしても、溶接部の溶接ビード１３に亀裂が生じる虞はない。

また、筒状部材５の隙間１１は、筒状部材５がアーム本体３や補強板７に結着された後に塗装されるとき、筒状部材５の両端縁５ａ，５ｂに塗料が付着し、かつ、塗装後でも両端縁５ａ，５ｂの間に間隙が介在するような寸法に設定されているので、サスペンションアーム１が取り付けられた車両が走行している際に、サスペンションアーム１の筒状部材５の隙間１１に雨水が浸入しても確実に排水され、錆びる虞もない。
また、筒状部材５の隙間１１は、塗装する前において０．５ないし１ミリメートルに設定されているので、サスペンションアーム１が塗装されるとき、筒状部材５の両端縁５ａ，５ｂに塗料が付着し、かつ、塗装後でも両端縁５ａ，５ｂの間に隙間が介在する。
また、筒状部材５の製造工程の途中で形成される各板状部材５'間の連結部１２は、筒状部材５の隣り合う第２凹部１９，１９間に形成されているので、カッターによって連結部１２の除去領域Ｃを切除する際に、筒状部材５における連結部１２の近傍部分とカッターとが干渉することなく連結部１２のみを容易に切除することができる。

また、筒状部材５の両端面１５，１５には、それぞれ第１凹部１７が形成されているので、筒状部材５の製造工程において、筒状部材５の素材となる板状部材５'がプレス装置によって円筒状に屈曲成形された後にプレス装置のカッターにより連結部１２の除去領域Ｃを切除する場合に、カッターと干渉しないような形状に第１凹部１７を形成することで、第１凹部１７側から連結部１２側に向かってカッターを移動させながら連結部１２の除去領域Ｃを切除することができる。このため、筒状部材５の素材となる板状部材５'が円筒状に屈曲成形された後でも支障なく連結部１２を切除することができる。
さらにまた、筒状部材５の両端面１５，１５に形成された第１凹部１７は、隙間１１を跨いで形成されているので、筒状部材５の軸芯Ｏに沿う方向の隙間１１の長さは、その分、短くなるため、サスペンションアーム１が塗装されるとき、隙間１１に塗料が浸入しやすくなり筒状部材５の両端縁５ａ，５ｂに確実に塗料が付着する。

上述した本発明の実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と明細書との全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更後のサスペンションアーム１もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
例えば、上述した実施の形態では、サスペンションアーム１が取り付けられる車両として自動車の例を示したが、これに限らず、それ以外の車両、例えば、自動二輪車、自動三輪車または雪上車等にも本発明を適用することができる。
また、上述した実施の形態では、アーム本体３および各筒状部材５に補強板７が結着されて構成されたサスペンションアーム１の例を示したが、これに替えて、アーム本体３の板厚をさらに厚くし、アーム本体３だけで車両の使用条件に応じた剛性および強度が確保された板厚とすれば補強板７を省略してもよい。
また、上述した実施の形態では、アーム本体３は、板面に直交する方向から見て略へ字状に形成され、かつ、平坦な形状に形成されていたが、これに限らず、車両の使用条件に応じて適宜、形状を変更することができる。その形状としては、直線状やＳ字状等を挙げることができ、また、平坦な形状だけでなく三次元的に屈曲した形状を採用することもできる。
さらにまた、上述した実施の形態では、アーム本体３の長手方向の両端部にそれぞれ筒状部材５が結着されたサスペンションアーム１の例を示したが、これとは異なり、アーム本体３の長手方向の一端部に筒状部材５を結着する一方、他端部に筒状部材５とは異なる他の形態の部材（例えば、車両の構成部材に連結するための取付孔が穿設され、横断面形状が略コ字状に形成されたブラケット）を結着して構成されたサスペンションアームでも本発明を適用することができる。

１ 車両用サスペンションアーム
３ アーム本体
５ 筒状部材
５' 板状部材
５ａ 端縁
５ｂ 端縁
１１ 隙間
１５ 端面
Ｂ ブッシュ
Ｌ 仮想直線
Ｏ 軸芯

Claims (3)

1. 矩形状の板状部材がその両端縁同士が隙間を介して近接した状態で対向するように円筒状に屈曲成形されてなり、内部にブッシュが挿入される筒状部材と、
   長手方向の端部に前記筒状部材が溶接され結着される板状のアーム本体とを備えた車両用サスペンションアームであって、
   前記アーム本体の前記端部は、筒状部材の外周の形状に沿って円弧状に形成され、
   前記アーム本体は、その板面が前記筒状部材の軸芯と直交し、かつ、前記円弧状に形成された部分が前記隙間を跨いで前記筒状部材の外周面に接合された状態で、その接合部における前記アーム本体の板面の両側が前記隙間を中途部に含む一定の長さに亘って連続的に円弧状に溶接され、
   前記筒状部材の前記隙間は、前記筒状部材が前記アーム本体に結着された後に塗装されるとき、前記筒状部材の前記両端縁に塗料が付着し、かつ、塗装後でも前記両端縁の間に間隙が介在するような寸法に設定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、
   前記筒状部材の前記隙間は、塗装前において０．５ないし１ミリメートルに設定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。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用サスペンションアームにおいて、
   前記筒状部材の軸芯方向両端の環状の各端面における領域であって前記筒状部材の前記隙間を跨ぎ前記各端面に沿って周方向に延びる一定の領域がそれぞれ凹状に切り欠かれ、
   前記筒状部材の軸芯に沿う方向から見て該軸芯と前記隙間の中央とを通る仮想直線が前記各端面を横切る横断部分の近傍で、かつ、前記各端面における前記横断部分の両側の領域がそれぞれ凹状に切り欠か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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