JP2018176916A - 車両のサスペンションアーム - Google Patents

車両のサスペンションアーム Download PDF

Info

Publication number
JP2018176916A
JP2018176916A JP2017077285A JP2017077285A JP2018176916A JP 2018176916 A JP2018176916 A JP 2018176916A JP 2017077285 A JP2017077285 A JP 2017077285A JP 2017077285 A JP2017077285 A JP 2017077285A JP 2018176916 A JP2018176916 A JP 2018176916A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber reinforced
reinforced resin
suspension arm
continuous
insertion hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017077285A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6708582B2 (ja
Inventor
隆 平野
Takashi Hirano
隆 平野
泰彦 鍋島
Yasuhiko Nabeshima
泰彦 鍋島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Toyota Motor Corp
Mitsubishi Chemical Group Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Toyota Motor Corp
Mitsubishi Chemical Holdings Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp, Toyota Motor Corp, Mitsubishi Chemical Holdings Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2017077285A priority Critical patent/JP6708582B2/ja
Priority to US15/941,292 priority patent/US10576802B2/en
Priority to DE102018205175.5A priority patent/DE102018205175A1/de
Priority to CN201810310668.4A priority patent/CN108790651B/zh
Publication of JP2018176916A publication Critical patent/JP2018176916A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6708582B2 publication Critical patent/JP6708582B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/001Suspension arms, e.g. constructional features
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/04Buffer means for limiting movement of arms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/737Articles provided with holes, e.g. grids, sieves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/10Constructional features of arms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/10Constructional features of arms
    • B60G2206/11Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/70Materials used in suspensions
    • B60G2206/71Light weight materials
    • B60G2206/7101Fiber-reinforced plastics [FRP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

【課題】 要求される強度を満足し、かつ、軽量なサスペンションアームを提供する。【解決手段】 サスペンションアーム1は、アーム部10と連結部20とから構成され、全体が繊維強化樹脂によって一体的に形成されている。アーム部10は、その全体がランダム繊維強化樹脂Bによって形成されている。連結部20は、弾性ブッシュ50の挿入孔21の中心点Oa,Obを結ぶ直線L1と直交し挿入孔21の中心点Oa,Obを通る平面Fa,Fbと交差する位置Xを含んで、挿入孔21の中心軸L2回りに、サスペンションアーム1の先端側となる少なくとも半周以上となる連続した領域にわたって、連続繊維が挿入孔21の周方向に沿うように配向された連続繊維強化樹脂Aによって形成されている。【選択図】 図2

Description

本発明は、車輪を車体に懸架するサスペンションに用いられるサスペンションアームに関する。
車両のサスペンションアームは、車体部材と車輪支持部材とを連結部材を介して連結する部材である。例えば、サスペンションアームは、アーム部と、アーム部の両端に形成される環状の連結部とから構成される。連結部には、弾性ブッシュあるいはボールジョイントが挿入される挿入孔が設けられている。連結部の一方は、車体部材であるサスペンションメンバーに連結され、連結部の他方は、車輪支持部材であるキャリアに連結される。
最近では、軽量化のために、従来から用いられている金属(鉄、あるいは、アルミ)に代えて、繊維強化樹脂によって製造されたサスペンションアームも知られている。例えば、特許文献1に提案されたサスペンションアームは、連続繊維に樹脂を含浸させた連続繊維強化樹脂によって全体が形成されている。
独国出願公開第102013007284号明細書
サスペンションアームは、車体部材と車輪支持部材との間に設けられるため、主にアーム部の軸線方向において、引っ張り荷重と圧縮荷重とが作用する。連続繊維強化樹脂は、連続繊維の方向における引っ張り荷重に対しては高い強度を有するが、引っ張り荷重と反対方向に作用する圧縮荷重に対しては強度が低い。特許文献1に提案されたサスペンションアームでは、アーム部の連続繊維がアーム部の軸線方向と同じ方向に向けられている。このため、アーム部に働く引っ張り荷重に対しては強いものの、圧縮荷重に対しては弱い。
そこで、サスペンションアーム全体を、不連続繊維を強化繊維としてランダムに配向したランダム繊維強化樹脂にて形成することを考えてみる。ランダム繊維強化樹脂は、圧縮荷重に対しては高い強度を有するが、引っ張り荷重に対しては強度が低い。サスペンションアームは、図4に示すように、アーム部Xの両端に形成される連結部Yにおいて、符号Wで示す部位で最も大きな引っ張り荷重が働く。ランダム繊維強化樹脂にてサスペンションアームを形成した場合、この部分Wが、引っ張り荷重に対して最も強度が低い最弱部となり、要求される耐久性に応えられない。図中において、符号Zは弾性ブッシュを表し、符号Uは、弾性ブッシュが挿入される挿入孔である。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、要求される強度を満足し、かつ、軽量なサスペンションアームを提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の特徴は、
中実棒状に形成されたアーム部(10)と、
前記アーム部の両端に設けられ、車体部材あるいは車輪支持部材に連結するための連結部材(50)が挿入される挿入孔(21)が形成された環状の2つの連結部(20a,20b)と
から構成され、全体が繊維強化樹脂によって一体的に形成された車両のサスペンションアームにおいて、
前記繊維強化樹脂は、連続繊維を樹脂で固めた連続繊維強化樹脂(A)と、不連続繊維をランダムな配向にて樹脂で固めたランダム繊維強化樹脂(B)とからなり、
前記アーム部は、前記ランダム繊維強化樹脂によって形成されており、
前記2つの連結部は、それぞれの前記挿入孔の中心点(Oa,Ob)を結ぶ直線(L1)と直交し前記挿入孔の中心点を通る平面(Fa,Fb)と交差する位置(X)を含んで、前記挿入孔の中心軸(L2)回りに、サスペンションアームの先端側となる少なくとも半周以上となる連続した領域にわたって、前記連続繊維が前記挿入孔の周方向に沿うように配向された前記連続繊維強化樹脂によって形成されていることにある。
本発明における車両のサスペンションアームは、中実棒状に形成されたアーム部と、アーム部の両端に設けられる2つの連結部とから構成され、全体が繊維強化樹脂によって一体的に形成されている。連結部は、車体部材あるいは車輪支持部材に連結するための連結部材が挿入される挿入孔が形成されている。この連結部材は、例えば、弾性ブッシュ、あるいは、ボールジョイントである。
繊維強化樹脂は、連続繊維を樹脂で固めた連続繊維強化樹脂(連続繊維を強化繊維として備えた樹脂)と、不連続繊維をランダムな配向にて樹脂で固めたランダム繊維強化樹脂(ランダムに配向した不連続繊維を強化繊維として備えた樹脂)とからなり、サスペンションアームの部位によって、それらが使い分けられている。
アーム部は、ランダム繊維強化樹脂によって形成されている。従って、引っ張り荷重と圧縮荷重とが作用しても、要求される強度を維持することができる。一方、2つの連結部は、それぞれの挿入孔の中心点を結ぶ直線と直交し挿入孔の中心点を通る平面と交差する位置を含んで、挿入孔の中心軸回りに、サスペンションアームの先端側となる少なくとも半周以上となる連続した領域にわたって、連続繊維が挿入孔の周方向に沿うように配向された連続繊維強化樹脂によって形成されている。従って、引っ張り荷重に対して最も強度が低い最弱部が、連続繊維強化樹脂にて形成されているため、この最弱部においても要求される強度を維持することができる。
この場合、連続繊維が一方向に揃えて配向されている連続繊維強化樹脂においては、その連続繊維が、挿入孔の中心軸に直交する平面に平行となるように挿入孔の周方向に沿うように設けられるとよい。また、連続繊維が織物状に編まれている連続繊維強化樹脂においては、挿入孔の中心軸方向に視た平面視において、連続繊維が挿入孔の周方向に沿うように設けられていればよい。
本発明の一側面の特徴は、
前記2つの連結部のうちの少なくとも1つは、前記連続繊維強化樹脂によって形成されている領域(R1,R2)が前記挿入孔の中心軸回りに円弧状に形成され、その円弧状に形成された領域よりも前記アーム部側が前記ランダム繊維強化樹脂によって形成されていることにある。
本発明の一側面によれば、連結部の少なくとも1つにおいては、連続繊維強化樹脂が挿入孔の中心軸回りに円弧状に形成され、その連続繊維強化樹脂が円弧状に形成された領域よりもアーム部側がランダム繊維強化樹脂によって形成される。連続繊維強化樹脂は、ランダム繊維強化樹脂に比べて高コストである。従って、本発明の一側面によれば、低コストにて、引っ張り荷重に対して要求される強度を維持することができる。
本発明の一側面の特徴は、
前記2つの連結部のうちの少なくとも1つは、前記連続繊維強化樹脂によって形成されている領域(R3)が前記挿入孔の中心軸回りに一周した環状に形成されていることにある。
本発明の一側面によれば、連結部の少なくとも1つにおいては、連続繊維強化樹脂によって形成されている領域が挿入孔の中心軸回りに一周した環状に形成されている。従って、挿入孔の中心軸回りとなる周方向に、連続繊維強化樹脂とランダム繊維強化樹脂とが接合する接合面が形成されないため、耐久性を向上させることができる。また、成形性を向上させることができる。
本発明の一側面の特徴は、
前記2つの連結部のうちの少なくとも1つは、径方向における肉厚の一部において、前記連続繊維強化樹脂によって形成され、径方向における肉厚の残り部において、前記ランダム繊維強化樹脂によって形成されていることにある。
本発明の一側面によれば、連結部の少なくとも1つにおいては、径方向(挿入孔の径方向)における肉厚の一部において連続繊維強化樹脂によって形成されている。また、径方向における肉厚の残り部においてランダム繊維強化樹脂によって形成されている。従って、要求される強度に応じて連続繊維強化樹脂の肉厚を設定することで、低コストにて、引っ張り荷重に対して要求される強度を維持することができる。
本発明の一側面の特徴は、
前記連続繊維および前記不連続繊維は、炭素繊維であることにある。
本発明の一側面によれば、高い機械特性が得られる。
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
実施形態に係るサスペンションアームの斜視図である。 サスペンションアームの連結部における連続繊維強化樹脂Aとランダム繊維強化樹脂Bとの配置を説明するための図であって、連結部の軸方向から視た断面図である。 サスペンションアームの連結部における連続繊維強化樹脂Aとランダム繊維強化樹脂Bとの配置を説明するための図であって、連結部の軸方向から視た断面図である。 連結部の軸方向から視た引っ張り荷重に対する最弱部を表す図である。 実施形態に係るサスペンションアームの製造方法を表す斜視図である。 実施形態に係るサスペンションアームの製造方法を表す斜視図である。
以下、本発明の一実施形態に係る車両のサスペンションアームについて図面を用いて説明する。図1は、実施形態として、車両のサスペンションアームを表す。
サスペンションアーム1は、車体部材と車輪支持部材とを、連結部材を介して連結する部材である。サスペンションアーム1は、アーム部10と、アーム部10の両端に形成される2つの連結部20a,20bとから一体的に形成されている。以下、2つの連結部20a,20bについては、基本的な構成が共通するため、それらを区別する必要がある場合を除いて、連結部20と呼ぶ。
アーム部10は、中実の棒状体であって、本実施形態においては、角が丸みを帯びた四角柱状に形成されている。本実施形態のアーム部10は、他部品との干渉を避けるために湾曲した棒状に形成されているが、直線棒状に形成されていてもよい。
連結部20は、環状体であって、その一方(20a)が車体部材(例えば、サスペンションメンバー)に連結され、他方(20b)が車輪支持部材(例えば、キャリア)に連結される。連結部20には、連結部材である弾性ブッシュあるいはボールジョイントが挿入固定される挿入孔21が設けられている。図1に示されるサスペンションアーム1は、挿入孔21に弾性ブッシュ50が装着された状態を示している。弾性ブッシュ50は、金属性の円筒チューブ51の外周に円筒状のゴム弾性体52が固着されている。
連結部20の一方(20a)は、締結用ボルト(図示略)を円筒チューブ51内に挿通して車体部材に連結され、連結部20の他方(20b)は、締結用ボルト(図示略)を円筒チューブ51内に挿通して車輪支持部材に連結される。
従来のサスペンションアームは、金属製(鉄あるいはアルミ)であったが、本実施形態のサスペンションアーム1は、軽量化のために、強化繊維としての炭素繊維を樹脂で固めた炭素繊維複合材料(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)によって一体的に形成されている。このサスペンションアーム1は、炭素繊維の形態の異なる2種類の炭素繊維複合材料が用いられて形成されている。その一つは、連続繊維からなる炭素繊維を樹脂で固めた連続繊維強化樹脂A(連続繊維からなる炭素繊維を強化繊維として備えた樹脂)であり、もう一つは、不連続繊維からなる炭素繊維をランダムな方向に配向して樹脂で固めたランダム繊維強化樹脂B(ランダムに配向した不連続繊維からなる炭素繊維を強化繊維として備えた樹脂)である。
連続繊維強化樹脂Aは、連続繊維を一方向に引き揃えて樹脂で含浸したものと、連続繊維を織物状に編んだ状態で樹脂で含浸したものとが知られているが、何れであってもよい。本実施形態においては、連続繊維強化樹脂Aとして、連続繊維を一方向に引き揃えて樹脂で固めた一方向炭素繊維複合材料が用いられる。また、本実施形態におけるランダム繊維強化樹脂Bで用いられる炭素繊維は、最大で約25mm程度の長さにカットされている。
連続繊維強化樹脂Aおよびランダム繊維強化樹脂Bにおけるマトリックス(母材)は、共通の熱特性を有する材料が用いられ、熱可塑性樹脂(例えば、ポリアミド樹脂:PA6,PA66、ポリプロピレン樹脂等)であってもよいし、熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂等)であってもよい。SMC(Sheet Molding Compound)製法で製造する場合には、熱硬化性樹脂が用いられ、射出成形により製造する場合には、熱可塑性樹脂が用いられる。
サスペンションアーム1は、車体部材と車輪支持部材との間に設けられるため、主に、アーム部10の軸線方向、つまり、連結部20aの挿入孔の中心点Oaと連結部20bの挿入孔の中心点Obとを結んだ軸線L1方向において、引っ張り荷重と圧縮荷重とが作用する。尚、挿入孔21の中心点Oa,Obは、弾性ブッシュ50の円筒チューブ51の開口孔51aの中心点と共通する。
炭素繊維複合材料(CFRP)で製造された製品は、炭素繊維(強化繊維)の配置状態により、引張荷重に対する強度(引張強度)と圧縮荷重に対する強度(圧縮強度)とに違いが生じる。例えば、ランダム繊維強化樹脂Bは、引張強度は低く、圧縮強度は高い。一方、連続繊維強化樹脂Aは、連続繊維方向について、引張強度は非常に高く、圧縮強度は低い。
サスペンションアーム1においては、軸線L1方向における引張入力に対しては、主に、連結部20に荷重が作用する。連結部20において最も引張強度の低い部位は、図1に符号Wにて示す部位(最弱部Wと呼ぶ)である。最弱部Wは、軸線L1に直交し、挿入孔の中心点Oa(Ob)を通る平面Fa(Fb)と交差する位置Xの周りの領域に位置する。一方、軸線L1方向における圧縮入力に対しては、主に、アーム部10全体に荷重が作用する。
そこで、アーム部10に関しては、強化繊維樹脂として、アーム長さ方向の全体にわたってランダム繊維強化樹脂Bが用いられている。つまり、アーム部10は、その全体がランダム繊維強化樹脂Bによって形成されている。
一方、連結部20に関しては、上記位置X(向かい合って2カ所存在する)を含んで、挿入孔21の中心点Oa(Ob)の中心軸L2回りに、サスペンションアーム1の先端側となる少なくとも半周以上となる連続した領域にわたって、連続繊維強化樹脂Aが用いられ、その領域よりもアーム部10側においてランダム繊維強化樹脂Bが用いられている。つまり、連結部20は、挿入孔21の中心点Oa,Obを結ぶ直線L1と直交し挿入孔21の中心点Oa,Obを通る平面Fa,Fbと交差する位置Xを含んで、挿入孔21の中心軸L2回りに、サスペンションアーム1の先端側となる少なくとも半周以上となる連続した領域にわたって連続繊維強化樹脂Aによって形成され、その領域よりもアーム部10側においてランダム繊維強化樹脂Bによって形成されている。
連続繊維強化樹脂Aは、その連続繊維が挿入孔21の周方向に沿うように配向されている。この場合、連続繊維が一方向に揃えて配向されている連続繊維強化樹脂Aにおいては、その連続繊維が、挿入孔21の中心軸L2に直交する平面に平行となるように挿入孔21の周方向に沿うように設けられる。また、連続繊維が織物状に編まれている連続繊維強化樹脂Aにおいては、挿入孔21の中心軸L2方向に視た平面視において、連続繊維が挿入孔21の周方向に沿うように設けられていればよい。
連結部20は、図2(a)に示すように、位置X−X間の連続した半周円弧領域R1が連続繊維強化樹脂Aで形成されていてもよいし、図2(b)に示すように、半周円弧領域R1よりも周方向に長いC状円弧領域R2が連続繊維強化樹脂Aで形成されていてもよい。
また、連結部20は、図2(c)に示すように、C状円弧領域R2よりも周方向に長い円環状領域R3が連続繊維強化樹脂Aで形成されていてもよい。尚、円環状領域R3は、連結部20とアーム部10とが一連につながる領域である境界領域にまでアーム部10側に延びていてもよい。この境界領域においては、連続繊維強化樹脂Aとランダム繊維強化樹脂Bとが、アーム幅方向において重なるように形成されているとよい。
また、連結部20は、図3に示すように、径方向(挿入孔21の径方向)における肉厚の一部においてのみ、連続繊維強化樹脂Aで形成されていてもよい。この例では、C状円弧領域R2の内径側のみが連続繊維強化樹脂Aで形成されているが、C状円弧領域R2の外径側のみが連続繊維強化樹脂Aで形成されていてもよい。また、半周円弧領域R1の内径側のみ、あるいは、外径側のみが連続繊維強化樹脂Aで形成されていてもよい。また、円環状領域R3の内径側のみ、あるいは、外径側のみが連続繊維強化樹脂Aで形成されていてもよい。
上記図2、図3において表されている連続繊維強化樹脂Aの形成領域は、連結部20の軸方向(挿入孔21の軸方向)のどの位置における断面おいても共通である、
また、2つの連結部20a,20bにおいては、連続繊維強化樹脂Aが形成されている領域を互いに等しくする必要は無く、それぞれ独立して上記の領域を設定することができる。
こうしたサスペンションアームは、例えば、SMC製法、あるいは、射出成形によってシームレスに製造することができる。図5および図6は、SMC製法の一例を示している。サスペンションアームは、ランダム炭素繊維複合材を得るための基材であるシート(一般にSMC材と呼ばれるため、以下、SMC材と呼ぶ)と、一方向性の連続炭素繊維複合材を得るための基材であるシート(一般に、UDプリプレグと呼ばれるため、以下、UDプリプレグと呼ぶ)とを用いて形成される。「UD」は、「Unidirectional」の略である。
SMC材は、熱硬化性樹脂内に炭素繊維(例えば、約25mm以下の長さにカットされている炭素繊維)がランダムな方向に配向されて混入されている半硬化状態のシート状材料である。UDプリプレグは、一方向に揃えて配向した炭素繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた半硬化状態のシート状材料である。
図5に示すように、下金型100には、サスペンションアーム1の下側(連結部の軸方向における一方側)を賦形する凹部110が形成されている。この凹部110は、その中央側であるアーム部10の下側を賦形するアーム部賦形領域111と、アーム部賦形領域の両側に連続して設けられ連結部20の下側を賦形する連結部賦形領域112a,112bとからなる。
図6に示すように、アーム部賦形領域111には、SMC材200が重ねられた状態でアーム部10の長さ方向に平行に縦方向に配置される。SMC材200は、アーム部10の形状に合わせて、重ね枚数、および、それぞれのシート形状が決められている。また、連結部賦形領域112a,112bには、それぞれ、弾性ブッシュ50が、その外周(円筒面)に複数枚のUDプリプレグ300が重ねて巻かれた状態で配置される。この場合、各UDプリプレグ300は、その連続繊維が弾性ブッシュ50の周方向に沿う向き(挿入孔21の中心軸L2に直交する平面に平行となるように挿入孔21の周方向に沿う向き)となるように、向きが決められている。この例では、図2(c)のように、円環状領域R3を連続繊維強化樹脂Aで形成する場合であって、UDプリプレグ300は、弾性ブッシュ50の全周を巻くような状態に取り付けられる。
SMC材200、および、UDプリプレグ300が巻かれた弾性ブッシュ50は、このよう下金型100にセットされた後、図示しない上金型(下金型100と同様のサスペンションアーム1の上側を賦形する凹部が形成されている金型)が降ろされることによって、上下の金型によって加圧されると同時に加熱される。この場合、真空引きが同時に行われる。
これにより、SMC材200、UDプリプレグ300、弾性ブッシュ50がシームレスに一体化してサスペンションアーム1が成形される。
尚、例えば、図2(a),(b)に示すように円弧領域R1,R2を連続繊維強化樹脂Aで形成する場合には、弾性ブッシュ50の外周面に、円弧領域R1,R2に相当する周方向領域にUDプリプレグ300が仮固定され、それ以外の周方向領域にSMC材200が仮固定される。そして、SMC材200およびUDプリプレグ300が仮固定された弾性ブッシュ50が、連結部賦形領域112a,112bに配置されればよい。同様に、図3に示すように、連結部20の径方向における肉厚の一部を連続繊維強化樹脂Aによって形成する場合には、弾性ブッシュ50において連続繊維強化樹脂Aを形成したい部分にUDプリプレグ300が仮固定され、それ以外の部分にSMC材200が仮固定される。そして、SMC材200およびUDプリプレグ300が仮固定された弾性ブッシュ50が、連結部賦形領域112a,112bに配置されればよい。
また、本実施形態においては、連続炭素繊維複合材を得るための基材として、UDプリプレグ300が用いられるが、それに代えて、炭素繊維からなる織物に樹脂を含浸させたシート(一般に、ファブリックプリプレグと呼ばれるため、以下、ファブリックプリプレグと呼ぶ)を用いてもよい。この場合、ファブリックプリプレグは、UDプリプレグ300と同様に、複数枚重ねられて、弾性ブッシュ50の外周面に半周以上巻かれた状態で、連結部賦形領域112a,112bに配置されればよい。これにより、ファブリックプリプレグにおける連続炭素繊維は、挿入孔21の中心軸L2方向に視た平面視において、挿入孔21の周方向に沿うように設けられる。
以上説明した本実施形態のサスペンションアーム1によれば、2つの連結部20が、それぞれの挿入孔21の中心点を結ぶ直線と直交し挿入孔21の中心点を通る平面と交差する位置を含んで、挿入孔21の中心軸回りに、サスペンションアーム1の先端側となる少なくとも半周以上となる連続した領域にわたって、連続繊維が挿入孔21の周方向に沿うように配向された連続繊維強化樹脂Aによって形成されている。従って、引っ張り荷重に対して最も強度が低い最弱部が、連続繊維強化樹脂Aにて形成されているため、この最弱部においても、要求される強度を維持しつつ、軽量化を図ることができる。
また、連続繊維強化樹脂Aは、ランダム繊維強化樹脂Bに比べて高コストであることから、図2(a),(b)に示すように、連続繊維強化樹脂Aが挿入孔21の中心軸回りに円弧状に形成されているサスペンションアーム1においては、低コストにて、引っ張り荷重に対して要求される強度を維持することができる。
また、図2(c)に示すように、連続繊維強化樹脂Aによって形成されている領域が挿入孔21の中心軸回りに一周した環状に形成されているサスペンションアーム1においては、挿入孔21の中心軸回りとなる周方向に、連続繊維強化樹脂Aとランダム繊維強化樹脂Bとが接合する接合面が形成されないため、耐久性を向上させることができる。また、成形性を向上させることができる。
また、図3に示すように、連結部20の径方向(挿入孔の径方向)における肉厚の一部が連続繊維強化樹脂Aによって形成され、径方向における肉厚の残り部においてランダム繊維強化樹脂Bによって形成されてサスペンションアーム1においては、要求される強度に応じて連続繊維強化樹脂Aの肉厚を設定することで、低コストにて、引っ張り荷重に対して要求される強度を維持することができる。
また、サスペンションアーム1は、シームレスに成形することができるため、繰返し疲労入力に対しても耐久性が高い。
以上、本実施形態の車両のサスペンションアームについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
1…サスペンションアーム、10…アーム部、20a,20b…連結部、21…挿入孔、50…弾性ブッシュ、51…円筒チューブ、52…ゴム弾性体、100…下金型、110…凹部、111…アーム部賦形領域、112a,112b…連結部賦形領域、200…SMC材、300…UDプリプレグ、A…連続繊維強化樹脂、B…ランダム繊維強化樹脂、Fa,Fb…平面、L1…軸線、L2…中心軸、Oa,Ob…中心点、R1…半周円弧領域、R2…C状円弧領域、R3…円環状領域、W…最弱部。

Claims (5)

  1. 中実棒状に形成されたアーム部と、
    前記アーム部の両端に設けられ、車体部材あるいは車輪支持部材に連結するための連結部材が挿入される挿入孔が形成された環状の2つの連結部と
    から構成され、全体が繊維強化樹脂によって一体的に形成された車両のサスペンションアームにおいて、
    前記繊維強化樹脂は、連続繊維を樹脂で固めた連続繊維強化樹脂と、不連続繊維をランダムな配向にて樹脂で固めたランダム繊維強化樹脂とからなり、
    前記アーム部は、前記ランダム繊維強化樹脂によって形成されており、
    前記2つの連結部は、それぞれの前記挿入孔の中心点を結ぶ直線と直交し前記挿入孔の中心点を通る平面と交差する位置を含んで、前記挿入孔の中心軸回りに、サスペンションアームの先端側となる少なくとも半周以上となる連続した領域にわたって、前記連続繊維が前記挿入孔の周方向に沿うように配向された前記連続繊維強化樹脂によって形成されていることを特徴とする車両のサスペンションアーム。
  2. 請求項1記載の車両のサスペンションアームにおいて、
    前記2つの連結部のうちの少なくとも1つは、前記連続繊維強化樹脂によって形成されている領域が前記挿入孔の中心軸回りに円弧状に形成され、その円弧状に形成された領域よりも前記アーム部側が前記ランダム繊維強化樹脂によって形成されていることを特徴とする車両のサスペンションアーム。
  3. 請求項1記載の車両のサスペンションアームにおいて、
    前記2つの連結部のうちの少なくとも1つは、前記連続繊維強化樹脂によって形成されている領域が前記挿入孔の中心軸回りに一周した環状に形成されていることを特徴とする車両のサスペンションアーム。
  4. 請求項1ないし請求項3の何れか一項記載の車両のサスペンションアームにおいて、
    前記2つの連結部のうちの少なくとも1つは、径方向における肉厚の一部において、前記連続繊維強化樹脂によって形成され、径方向における肉厚の残り部において、前記ランダム繊維強化樹脂によって形成されていることを特徴とする車両のサスペンションアーム。
  5. 請求項1ないし請求項4の何れか一項記載の車両のサスペンションアームにおいて、
    前記連続繊維および前記不連続繊維は、炭素繊維である車両のサスペンションアーム。
JP2017077285A 2017-04-10 2017-04-10 車両のサスペンションアーム Active JP6708582B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017077285A JP6708582B2 (ja) 2017-04-10 2017-04-10 車両のサスペンションアーム
US15/941,292 US10576802B2 (en) 2017-04-10 2018-03-30 Suspension arm for a vehicle
DE102018205175.5A DE102018205175A1 (de) 2017-04-10 2018-04-06 Verbindungsstrebe für ein Fahrzeug
CN201810310668.4A CN108790651B (zh) 2017-04-10 2018-04-09 车辆的悬架臂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017077285A JP6708582B2 (ja) 2017-04-10 2017-04-10 車両のサスペンションアーム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018176916A true JP2018176916A (ja) 2018-11-15
JP6708582B2 JP6708582B2 (ja) 2020-06-10

Family

ID=63710193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017077285A Active JP6708582B2 (ja) 2017-04-10 2017-04-10 車両のサスペンションアーム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10576802B2 (ja)
JP (1) JP6708582B2 (ja)
CN (1) CN108790651B (ja)
DE (1) DE102018205175A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019069951A1 (ja) * 2017-10-03 2019-04-11 株式会社ブリヂストン 自動車用アーム及び自動車用アームの製造方法
JP2021062588A (ja) * 2019-10-17 2021-04-22 三菱重工業株式会社 補強繊維束付き複合材、及びボルト締結構造体
WO2022239311A1 (ja) * 2021-05-14 2022-11-17 株式会社ソミックマネージメントホールディングス アーム部材及びその製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016210072B4 (de) * 2016-06-08 2023-12-07 Ford Global Technologies, Llc Radaufhängungseinheit für ein Kraftfahrzeug
JP2018052214A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 本田技研工業株式会社 サスペンションアームの補強構造及び製造方法
DE102018202307A1 (de) * 2018-02-15 2019-08-22 Ford Global Technologies, Llc Lenker für eine Radaufhängung
CN111455565A (zh) * 2019-01-18 2020-07-28 江苏天鸟高新技术股份有限公司 仿形立体织物
JP7424762B2 (ja) * 2019-06-25 2024-01-30 日本発條株式会社 懸架装置
WO2022005697A1 (en) * 2020-07-01 2022-01-06 Gemini Composites Llc A compression-tension component for connecting mechanical parts
DE102022129801A1 (de) * 2022-11-10 2024-05-16 MIRANDA & IRMÃO, LDª Kurbelarm und Kurbelarmanordnung für ein Fahrrad

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0162905U (ja) 1987-10-19 1989-04-21
EP2130756B1 (en) * 2003-06-11 2012-10-03 CAMPAGNOLO S.r.l. Bicycle component and method for manufacturing such a component
DE102008001989A1 (de) * 2008-05-27 2009-12-03 Zf Friedrichshafen Ag Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug
JP5585069B2 (ja) 2009-12-16 2014-09-10 トヨタ自動車株式会社 連結部材の製造方法
EP2632710A1 (en) * 2010-10-29 2013-09-04 E.I. Du Pont De Nemours And Company Overmolded polyamide composite structures and processes for their preparation
JP2012196186A (ja) * 2011-03-23 2012-10-18 Globeride Inc 魚釣用スピニングリール
EP2695722B1 (en) * 2011-04-05 2017-07-05 Toray Industries, Inc. Composite molded body and method for producing same
JP5468644B2 (ja) * 2012-06-15 2014-04-09 日本発條株式会社 スタビリンク
EP2759423B1 (de) * 2013-01-28 2015-04-22 Gestamp Umformtechnik GmbH Querlenker aus faserverstärktem Kunststoff für eine Radaufhängung eines Fahrzeuges
DE102013007284A1 (de) 2013-04-27 2014-10-30 Volkswagen Ag Verbindungsstrebe und Verfahren zur Herstellung derselben
CN203282994U (zh) * 2013-05-07 2013-11-13 浙江天瑞汽车零部件有限公司 汽车悬架臂
JP6236291B2 (ja) * 2013-11-12 2017-11-22 豊田鉄工株式会社 サスペンションアームの製造方法
JP6402861B2 (ja) * 2016-01-21 2018-10-10 トヨタ自動車株式会社 車両のサスペンション部材
CN105835642A (zh) * 2016-04-11 2016-08-10 重庆长安汽车股份有限公司 一种汽车悬架摆臂结构
CN106080074B (zh) * 2016-08-19 2019-05-14 浙江吉利新能源商用车有限公司 主副板簧悬架系统及具有该主副板簧悬架系统的车辆
JP6981322B2 (ja) * 2018-03-19 2021-12-15 トヨタ自動車株式会社 車両骨格構造

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019069951A1 (ja) * 2017-10-03 2019-04-11 株式会社ブリヂストン 自動車用アーム及び自動車用アームの製造方法
JP2021062588A (ja) * 2019-10-17 2021-04-22 三菱重工業株式会社 補強繊維束付き複合材、及びボルト締結構造体
JP7365847B2 (ja) 2019-10-17 2023-10-20 三菱重工業株式会社 補強繊維束付き複合材、及びボルト締結構造体
WO2022239311A1 (ja) * 2021-05-14 2022-11-17 株式会社ソミックマネージメントホールディングス アーム部材及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6708582B2 (ja) 2020-06-10
CN108790651A (zh) 2018-11-13
US20180290512A1 (en) 2018-10-11
US10576802B2 (en) 2020-03-03
CN108790651B (zh) 2021-05-11
DE102018205175A1 (de) 2018-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6708582B2 (ja) 車両のサスペンションアーム
US5397272A (en) Braided composite shaft with yoke member
AU2008271894B2 (en) Arrangement for connecting an elongate element to a further component
US10427482B2 (en) Linking arm, for example for a vehicle wheel suspension, and method for manufacturing same
EP0594131A1 (en) Composite chassis structure and method of manufacture
CN109291469B (zh) 复合材料连杆
US20110129639A1 (en) Process for manufacturing a structural part made of an organic matrix composite and part obtained
US10220653B2 (en) Composite wheel and insert
JP2011126075A (ja) 連結部材およびその製造方法
JP4930283B2 (ja) 繊維強化樹脂製歯車
IT201800007978A1 (it) Montante o articolazione di sospensione a basso peso
US10556623B2 (en) Metal cross member with composite fibre subframe
US10654227B2 (en) Method of manufacturing resin molded article and resin molded article
US20230204071A1 (en) Composite lug with enhanced performance
US20180222167A1 (en) Shaft-like composite member
CN116917138A (zh) 由纤维-塑料复合体制成的辐条星形件
WO2021192431A1 (ja) 釣竿用リールシート、釣竿用ハンドル部材及び釣竿
JPH05309750A (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂棒状体の補強方法
JPS5823627Y2 (ja) フランジ構造体
JP2022119507A (ja) 車いす用のハンドリムおよび車いす用ハンドリムの製造方法
JPH03161326A (ja) 繊維強化複合材料製フランジ付パイプおよびその製造方法
US20220001711A1 (en) Compression-tension component for connecting mechanical parts
JPH051384Y2 (ja)
TW202344415A (zh) 具有由至少一個子預製件構造之凸緣區域的車輛輪輞;及用於製造輪輞體之方法
JP2014195918A (ja) 接合構造体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190801

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200414

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200428

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200521

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6708582

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250