JP2020040582A - サスペンションサポートブラケットおよびサスペンションサポートブラケットの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数の削減による構造の簡素化および溶接箇所の削減を図りながらも軽量化することができるサスペンションサポートブラケットおよびサスペンションサポートブラケットの製造方法を提供する。【解決手段】金属製板材W1における一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にプレス加工する。金属製板材W1における前記他方側の面をシェービング加工により略平坦形状に切削する。このようにして作製された金属製板材W1を折り曲げてブラケット本体21を作製し、該ブラケット本体21にインナカバーを接合することでサスペンションサポートブラケットを製造する。これにより、単一の金属製板材W1で成るブラケット本体21に厚板部と薄板部とを設けることが可能となり、サスペンションサポートブラケットを軽量化することができる。また、部品点数の削減を図ることができる。【選択図】図9

Description

本発明は車体のサスペンションサポートブラケットおよびサスペンションサポートブラケットの製造方法に係る。特に、本発明は、板厚寸法が互いに異なる複数の領域を備えたサスペンションサポートブラケットの改良に関する。
従来、特許文献1にも開示されているように、車両の車体フレームとして、車体前後方向に沿って延在する左右一対のサイドレール(サイドフレームとも呼ばれる)には、フロントサスペンション装置を支持するためのフロントサスペンションサポートブラケット(以下、単にサスペンションサポートブラケットという)が溶接等の手段によって接合されている。一般に、サスペンションサポートブラケットは、金属製板材(高張力鋼板等)がプレス加工等によって所定形状に成形されて構成されている。
特開2018−39327号公報
金属製板材(板厚寸法が均一な金属製板材)をプレス加工することによってサスペンションサポートブラケットを製造した場合、サスペンションサポートブラケットの全体に亘って板厚寸法が均一となる。そして、この板厚寸法は、サスペンションサポートブラケットにおいて特に荷重が大きく作用する部分での強度が十分に確保できるように規定されている。従って、それ以外の部分(作用する荷重が比較的小さい部分)では板厚寸法が無駄に大きくなってしまうことになる。このため、サスペンションサポートブラケットを軽量化して車体重量の軽減を図るには限界がある。
サスペンションサポートブラケットの軽量化を図る構造として、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル部材を一体的に溶接することでサスペンションサポートブラケットを構成することが考えられる。例えば、図11に示すように、サスペンションサポートブラケットaを、ブラケット本体bとリインフォースメントcとで構成し、ブラケット本体bを、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル部材b1,b2,b2,b3,b3を溶接することによって作製し、また、これらブラケット本体bとリインフォースメントcとを溶接によって一体化させるようにしたものである。なお、この図11は、ブラケット本体bを、アッパパネル部材b1、センタパネル部材b2,b2、ロアパネル部材b3,b3で構成した場合を表している。
アッパパネル部材b1には、図示しないサスペンション装置のコイルスプリングおよびショックアブソーバの取付部が設けられている。また、ロアパネル部材b3,b3は図示しないサイドレールに接合されることになる。このため、アッパパネル部材b1およびロアパネル部材b3,b3にはサスペンション装置からの荷重によって比較的大きな応力が発生する。このような構造において、アッパパネル部材b1およびロアパネル部材b3,b3それぞれの板厚寸法をセンタパネル部材b2,b2に比べて大きくしておく。つまり、作用する荷重が比較的小さい部分となるセンタパネル部材b2,b2の板厚寸法を小さくすることで、前記荷重に対する剛性を十分に得ながらもサスペンションサポートブラケットaの軽量化を図ることが可能になる。
しかしながら、このようにしてサスペンションサポートブラケットaを構成する場合、部品点数が多くなって、構造の複雑化を招いてしまう可能性がある。また、複数箇所での溶接が必要となることから、製造コストの高騰、溶接箇所での熱害(溶接箇所の強度低下)、錆の発生(溶接箇所の周辺部での錆の発生)を招いてしまう可能性がある。また、溶接箇所(接合箇所)の強度が低下する(分割構造としない場合に比べて強度が低下する)ことから板厚寸法(前記センタパネル部材b2,b2の板厚寸法)を小さくするには限界があり、その結果、サスペンションサポートブラケットaの軽量化を図るには限界があった。
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、部品点数の削減による構造の簡素化および溶接箇所の削減を図りながらも軽量化することができるサスペンションサポートブラケットおよびサスペンションサポートブラケットの製造方法を提供することにある。
前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、車両のサスペンション装置のショックアブソーバが取り付けられるサスペンション取付部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットを前提とする。そして、このサスペンションサポートブラケットは、単一の金属製板材で成り且つ前記サスペンション取付部を有するブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、前記サスペンション取付部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする。
この特定事項により、単一の金属製板材で成るブラケット本体に板厚寸法が大きく設定された厚板部と板厚寸法が小さく設定された薄板部とが設けられていることになる。つまり、サスペンションサポートブラケットにおいて特に荷重が大きく作用する部分であるブラケット本体のサスペンション取付部およびその周辺部の領域を厚板部で構成し、それに隣接する領域であって作用する荷重が比較的小さい部分を薄板部で構成することができ、これにより、作用する荷重に応じた板厚寸法を単一の金属製板材上に得ることができる。その結果、板厚寸法が無駄に大きくなってしまう領域を削減することができ、サスペンションサポートブラケットを軽量化することができる。また、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル部材を一体的に溶接する必要がないため(図11で示した構造を採用する必要がないため)、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。
また、本発明の技術的思想をサスペンションサポートブラケットの他の部分(サイドレール接合部)に適用した構造としては、車両のサスペンション装置を支持すると共に、車体前後方向に沿って延在するサイドレールに接合されるサイドレール接合部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットを前提とする。そして、このサスペンションサポートブラケットは、単一の金属製板材で成り且つ前記サイドレール接合部を有するブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、前記サイドレール接合部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする。
この特定事項によっても、単一の金属製板材で成るブラケット本体に板厚寸法が大きく設定された厚板部と板厚寸法が小さく設定された薄板部とが設けられていることになる。つまり、サスペンションサポートブラケットにおいて特に荷重が大きく作用する部分であるブラケット本体のサイドレール接合部およびその周辺部の領域を厚板部で構成し、それに隣接する領域であって作用する荷重が比較的小さい部分を薄板部で構成することができ、これにより、作用する荷重に応じた板厚寸法を単一の金属製板材上に得ることができる。その結果、前述した解決手段の場合と同様に、サスペンションサポートブラケットを軽量化することができると共に、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。
また、本発明の技術的思想をサスペンションサポートブラケットの他の部分(アッパアーム支持部)に適用した構造としては、車両のサスペンション装置のアッパアームを支持するアッパアーム支持部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットを前提とする。そして、このサスペンションサポートブラケットは、単一の金属製板材で成り且つ前記アッパアーム支持部を有するブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、前記アッパアーム支持部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする。
この特定事項によっても、単一の金属製板材で成るブラケット本体に板厚寸法が大きく設定された厚板部と板厚寸法が小さく設定された薄板部とが設けられていることになる。つまり、サスペンションサポートブラケットにおいて特に荷重が大きく作用する部分であるブラケット本体のアッパアーム支持部およびその周辺部の領域を厚板部で構成し、それに隣接する領域であって作用する荷重が比較的小さい部分(例えばブラケット本体のセンタ部)を薄板部で構成することができ、これにより、作用する荷重に応じた板厚寸法を単一の金属製板材上に得ることができる。その結果、前述した解決手段の場合と同様に、サスペンションサポートブラケットを軽量化することができると共に、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。
また、前述したサスペンション取付部の板厚寸法とアッパアーム支持部の板厚寸法との関係としては以下の構造であることが好ましい。つまり、車両のサスペンション装置のショックアブソーバが取り付けられるサスペンション取付部、および、前記サスペンション装置のアッパアームを支持するアッパアーム支持部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットを前提とする。そして、このサスペンションサポートブラケットは、単一の金属製板材で成り且つ前記サスペンション取付部および前記アッパアーム支持部を有するブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、前記サスペンション取付部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、前記アッパアーム支持部およびその周辺部の領域の板厚寸法よりも大きく、且つ前記アッパアーム支持部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定されていることが好ましい。
これによれば、作用する荷重の大きさに応じて少なくとも3種類の板厚寸法を単一の金属製板材上に得ることができ、サスペンションサポートブラケットのいっそうの軽量化を図ることができる。
前述した各解決手段の場合に、前記ブラケット本体における一方側の面(表裏各面のうちの一方側の面)には段差部が設けられており、前記段差部によって段落ちされた領域の裏面となる前記ブラケット本体の他方側の面には削り痕部(ブラケット本体の表面部分が削り取られたことによる削り痕部)が設けられていて、前記段差部を挟んで前記ブラケット本体の延在方向の一方側には厚板部が他方側には薄板部がそれぞれ設けられていることが好ましい。
つまり、ブラケット本体における一方側の面に段差部を設け、他方側の面に削り痕部を設けることで、単一の金属製板材で成るブラケット本体に厚板部(一方側の面における段落ちが小さい部分)と薄板部(一方側の面における段落ちが大きい部分)とを設けることが可能となる。
また、前記ブラケット本体は外側面および内側面を有するように屈曲しており、前記ブラケット本体において前記段差部が設けられている前記一方側の面は前記内側面とされ、前記ブラケット本体において前記削り痕部が設けられている前記他方側の面は前記外側面とされていることが好ましい。
サスペンションサポートブラケットのブラケット本体に外力が作用した場合、その外側面には引っ張り応力が発生する。この際、この外側面に段差部が存在していると、該段差部に応力が集中してしまう可能性がある。この点に鑑み、本解決手段では、内側面(前記一方側の面)に段差部を設けると共に、外側面(前記他方側の面)に削り痕部を設けて略平坦な面にし、これによって外側面での引っ張り応力の集中が生じないようにしている。これにより、サスペンションサポートブラケットの強度の信頼性を高めることができる。
また、前記サスペンションサポートブラケットの製造方法も本発明の技術的思想の範疇である。
先ず、ブラケット本体におけるサスペンション取付部およびその周辺部の領域の板厚寸法を大きく設定する場合、車両のサスペンション装置のショックアブソーバが取り付けられるサスペンション取付部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットの製造方法を対象とする。そして、このサスペンションサポートブラケットの製造方法は、プレス加工工程と、シェービング加工工程と、折り曲げ加工工程とを含んでいる。プレス加工工程では、前記サスペンションサポートブラケットのブラケット本体となる金属製板材における前記サスペンション取付部となる領域に隣接する領域の一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成する。シェービング加工工程では、前記プレス加工工程の後、前記金属製板材における前記他方側の面の前記凸状の部分を切削して削り痕部を形成する。折り曲げ加工工程では、前記シェービング加工工程の後、前記金属製板材を所定断面形状とするように折り曲げる。
また、ブラケット本体におけるサイドレール接合部およびその周辺部の領域の板厚寸法を大きく設定する場合、車両のサスペンション装置を支持すると共に、車体前後方向に沿って延在するサイドレールに接合されるサイドレール接合部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットの製造方法を対象とする。そして、このサスペンションサポートブラケットの製造方法にあっても、前述した解決手段と同様に、プレス加工工程と、シェービング加工工程と、折り曲げ加工工程とを含んでいる。プレス加工工程では、前記サスペンションサポートブラケットのブラケット本体となる金属製板材における前記サイドレール接合部となる領域に隣接する領域の一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成する。シェービング加工工程では、前記プレス加工工程の後、前記金属製板材における前記他方側の面の前記凸状の部分を切削して削り痕部を形成する。折り曲げ加工工程では、前記シェービング加工工程の後、前記金属製板材を所定断面形状とするように折り曲げる。
また、ブラケット本体におけるアッパアーム支持部およびその周辺部の領域の板厚寸法を大きく設定する場合、車両のサスペンション装置のアッパアームを支持するアッパアーム支持部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットの製造方法を対象とする。そして、このサスペンションサポートブラケットの製造方法にあっても、前述した解決手段と同様に、プレス加工工程と、シェービング加工工程と、折り曲げ加工工程とを含んでいる。プレス加工工程では、前記サスペンションサポートブラケットのブラケット本体となる金属製板材における前記アッパアーム支持部となる領域に隣接する領域の一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成する。シェービング加工工程では、前記プレス加工工程の後、前記金属製板材における前記他方側の面の前記凸状の部分を切削して削り痕部を形成する。折り曲げ加工工程では、前記シェービング加工工程の後、前記金属製板材を所定断面形状とするように折り曲げる。
これらの製造方法によって製造されたサスペンションサポートブラケットは、前記一方側の面においてプレス加工工程によって凹状に形成された部分の外縁に段差部が形成されている。また、前記他方側の面の凸状の部分がシェービング加工工程によって切削されて削り痕部が形成されている。これにより、前記段差部を挟んで金属製板材の延在方向の一方側には厚板部が他方側には薄板部がそれぞれ設けられることになる。
そして、この製造方法によって製造されたサスペンションサポートブラケットによっても、前述したように、板厚寸法が無駄に大きくなってしまう領域を削減することができ、軽量化することができる。また、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル部材を一体的に溶接する必要がないため、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。
本発明では、単一の金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットのブラケット本体におけるサスペンション取付部およびその周辺部の領域、サイドレール接合部およびその周辺部の領域、または、アッパアーム支持部およびその周辺部の領域の板厚寸法を、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定している。これにより、板厚寸法が無駄に大きくなってしまう領域を削減することができ、サスペンションサポートブラケットを軽量化することができる。また、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル部材を一体的に溶接する必要がないため、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。
実施形態に係る車体フレームを示す斜視図である。 サスペンションサポートブラケットによるサスペンション装置の支持状態を示す斜視図である。 サスペンションサポートブラケットを車幅方向の外側から見た斜視図である。 サスペンションサポートブラケットを車幅方向の内側から見た斜視図である。 サスペンションサポートブラケットにおける各部の板厚寸法を説明するための図3相当図である。 図5におけるVI−VI線に沿った断面図である。 図6におけるVII部分を拡大して示す概略図である。 サスペンションサポートブラケットにおける応力分布の一例を示す図であって、図8(a)はアッパ部の応力分布を示す図であり、図8(b)は各脚部の応力分布を示す図である。 サスペンションサポートブラケットのブラケット本体の製造工程の概略を説明するための図である。 製造過程におけるブラケット本体の斜視図であって、図10(a)は打ち抜き加工後の状態を、図10(b)はシェービング加工後の状態を、図10(c)は折り曲げ加工後の状態をそれぞれ示す図である。 板厚寸法が互いに異なる複数のパネル部材を一体的に溶接してサスペンションサポートブラケットを製造する場合を説明するための斜視図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、所謂ラダーフレームとして構成された車体フレームのサスペンションサポートブラケットに対して本発明を適用した場合について説明する。
−車体フレームの概略構造−
図1は本実施形態に係る車体フレーム1を示す斜視図である。なお、この図1における矢印FRは車体前方向、矢印UPは上方向、矢印RHは車体右方向、矢印LHは車体左方向をそれぞれ示している。
図1に示すように、車体フレーム1は、車幅方向の両外側において車体前後方向に沿って延在された左右一対のサイドレール11,11を備えている。このサイドレール11,11は、閉断面構造で成り、車体前後方向に沿って連続する中間部11a,11a、前側キック部11b,11b、前部11c,11c、後側キック部11d,11dおよび後部11e,11eを備えている。
中間部11aは、前輪(図示省略)の配設位置と後輪(図示省略)の配設位置との間の所定範囲において車体前後方向に沿って水平方向に延在している。
前側キック部11bは、前記中間部11aの前端に連続し車体前方側に向かうに従って上方へ湾曲する形状となっている。前部11cは、前側キック部11bの前端に連続し車体前方側に延在している。この前部11cにおける車幅方向の外側には前記前輪が配設されている。このため、このサイドレール11,11の前部11c,11cにおける車幅方向の寸法(左右の各前部11c,11c間の寸法)は、この前輪との干渉を考慮して、前記中間部11a,11aにおける車幅方向の寸法(左右の各中間部11a,11a間の寸法)よりも短く設定されている。このため、前側キック部11b,11bは、車体後方側に向かうに従って車幅方向の外側に湾曲する形状となっている。
後側キック部11dは、前記中間部11aの後端に連続し車体後方側に向かうに従って上方へ湾曲する形状となっている。後部11eは、後側キック部11dの後端に連続し車体後方側に延在している。この後部11eにおける車幅方向の外側には前記後輪が配設されている。このため、このサイドレール11,11の後部11e,11eにおける車幅方向の寸法(左右の各後部11e,11e間の寸法)も、この後輪との干渉を考慮して、前記中間部11a,11aにおける車幅方向の寸法(左右の各中間部11a,11a間の寸法)よりも短く設定されている。このため、後側キック部11d,11dは、車体前方側に向かうに従って車幅方向の外側に湾曲する形状となっている。
左右一対のサイドレール11,11の前部11c,11cの前側には、車両前突時にエネルギ(衝突荷重)を吸収するためのクラッシュボックス12,12がそれぞれ設けられている。左右一対のクラッシュボックス12,12の前端部には、車幅方向に沿って延在するバンパリインフォースメント(図示省略)が架け渡されている。
各サイドレール11,11同士の間には、車幅方向に沿って延在された複数のクロスメンバ13a〜13hが架け渡されている。図中における符号13aは第1クロスメンバ、符号13bは第2クロスメンバ、符号13cは第3クロスメンバ、符号13dは第4クロスメンバ、符号13eは第5クロスメンバ、符号13fは第6クロスメンバ、符号13gは第7クロスメンバ、符号13hはリヤクロスメンバである。
サイドレール11,11の前部11c,11cにおける第1クロスメンバ13aと第2クロスメンバ13bとの間の位置には、車幅方向の外側に突出する金属製のサスペンションサポートブラケット(フロントサスペンションサポートブラケット)2,2が配設されている。
また、サイドレール11の前側キック部11bの後端部、サイドレール11の前部11cの前端部、サイドレール11の後側キック部11dの前端部それぞれには、キャブマウントブラケット15a,15b,15cが配設されている。これらキャブマウントブラケット15a,15b,15cは、車幅方向の外側へ突出されており、図示しないキャブマウントが取り付けられるようになっている。そして、キャブマウントおよびキャブマウントブラケット15a,15b,15cを介して、キャビン(図示省略)をサイドレール11に連結できるように構成されている。
−サスペンション装置の支持状態−
本実施形態の特徴は、サスペンション装置を支持する前記サスペンションサポートブラケット2の構造にある。このサスペンションサポートブラケット2の構造について説明する前に、該サスペンションサポートブラケット2によるサスペンション装置の支持状態について説明する。
図2は、サスペンションサポートブラケット2によるサスペンション装置4の支持状態を示す斜視図である。この図2は、車両の右前輪部分を車体前方から見た図である。
本実施形態におけるサスペンション装置4は、車幅方向に沿って延在するアッパアーム41とロアアーム42とを備えるダブルウィッシュボーン式のものとなっている。
アッパアーム41は、車幅方向の内側が二股に分岐した形状となっており、その車幅方向の内側の基端部41aがサスペンションサポートブラケット2によって回動自在に(車体前後方向に沿う回動軸周りに回動自在に)支持されている。
前記第1クロスメンバ13aおよび第2クロスメンバ13b(図2では図示省略)それぞれの車幅方向の外側端には、ロアアーム取付部13iが備えられている。そして、前記ロアアーム42は、車幅方向の内側が二股に分岐した形状となっており、その車幅方向の内側の基端部42aがロアアーム取付部13iによって回動自在に(車体前後方向に沿う回動軸周りに回動自在に)支持されている。
そして、アッパアーム41およびロアアーム42それぞれの車幅方向外側の先端41b,42bには、車輪(図示省略)が取り付けられたナックル43の上下両端43a,43bが連結されている。
前記サスペンションサポートブラケット2とロアアーム42との間には、サスペンションユニット45が介装されている。このサスペンションユニット45は、コイルスプリング46とショックアブソーバ47とを備えている。ショックアブソーバ47の上端はサスペンションサポートブラケット2のサスペンション取付部23cに連結されている。また、ショックアブソーバ47の下端はロアアーム42に連結されている。これにより、路面からの突き上げ荷重等に対して、コイルスプリング46が衝撃を吸収すると共に、ショックアブソーバ47がコイルスプリング46の振動を減衰するようになっている。
−サスペンションサポートブラケットの構造−
次に、サスペンションサポートブラケット2の構造について説明する。
図3はサスペンションサポートブラケット2を車幅方向の外側から見た斜視図である。また、図4は、サスペンションサポートブラケット2を車幅方向の内側から見た斜視図である。図3および図4における矢印FRは車体前方向、矢印UPは上方向、矢印OUTは車幅方向の外側をそれぞれ示している。
これらの図に示すように、サスペンションサポートブラケット2は、2枚の金属製板材W1,W2が溶接されて構成されている。より具体的に、サスペンションサポートブラケット2は、車幅方向の外側に位置するブラケット本体21と、該ブラケット本体21に対して車幅方向の内側に接合されたインナカバー22とを備えている。つまり、一方側の金属製板材W1によってブラケット本体21が構成されており、他方側の金属製板材W2によってインナカバー22が構成されていて、これらブラケット本体21とインナカバー22とが一体的に溶接されてサスペンションサポートブラケット2が構成されている。
ブラケット本体21は、前記ショックアブソーバ47の上端が連結される部分であるアッパ部23、このアッパ部23における車体前後方向の両側の下端から下方に延在するセンタ部24,24、各センタ部24,24の下端から下方に延在する脚部25,25を備えている。
アッパ部23は、略水平方向に沿って延在されており、その中央部に開口23aが形成されていると共に、この開口23aの周辺部の4箇所に、ショックアブソーバ47の上端をボルト止めするためのボルト挿通孔23b,23b,…が形成されている。つまり、このアッパ部23における開口23aおよびボルト挿通孔23b,23b,…の周辺部は下側にショックアブソーバ47の上端が重ね合わされて該ショックアブソーバ47が取り付けられるサスペンション取付部23cとなっている。
センタ部24は、その車幅方向の内側部分の上部にリインフォースメント51が接合されている。そして、このリインフォースメント51の接合部分にあってはセンタ部24およびリインフォースメント51に亘って水平方向に貫通する貫通孔52が形成されており、各センタ部24およびリインフォースメント51それぞれの貫通孔52に亘ってアッパアーム支持パイプ53が挿通されている。つまり、アッパアーム41の各基端部41aは、このアッパアーム支持パイプ53に挿入されたシャフト部材54(図2を参照)によって回動自在に(車体前後方向に沿う回動軸周りに回動自在に)支持されることになる。このため、このセンタ部24における貫通孔52の周辺部が本発明でいうアッパアーム支持部24aとなっている。また、このセンタ部24の下端縁には、車体前後方向の両側に延在するフランジ部24bが形成されている。
脚部25は、前記センタ部24の下側に連続しており、車体前後方向の両側に延在するフランジ部25aを備えている。このフランジ部25aは、前記センタ部24の下端縁に形成されている前記フランジ部24bに連続している。また、この脚部25のフランジ部25aは、脚部25をサイドレール11の外側面に接合する部分である。このため、このフランジ部25aが本発明でいうサイドレール接合部となっている。
インナカバー22は、前記ブラケット本体21のアッパ部23およびセンタ部24それぞれの車幅方向内側部分を覆うように、当該アッパ部23およびセンタ部24に亘って接合されている。また、このインナカバー22には、車体前後方向の両側に延在するフランジ部22aが形成されている。このフランジ部22aは、前記センタ部24の下端縁に形成されている前記フランジ部24bに連続している。
(サスペンションサポートブラケットの板厚寸法)
サスペンションサポートブラケット2の特徴は、ブラケット本体21において、板厚寸法が互いに異なる複数の領域が備えられている点にある。本実施形態では、板厚寸法が互いに異なる3種類の領域が備えられている。板厚寸法が最も大きい領域を第1領域Aと呼び、板厚寸法が第2番目に大きい領域を第2領域Bと呼び、板厚寸法が最も小さい領域を第3領域Cと呼ぶこととする。
図5は、サスペンションサポートブラケット2における各部の板厚寸法を説明するための図3相当図である。また、図6は、図5におけるVI−VI線に沿った断面図である。また、図7は、図6におけるVII部分を拡大して示す概略図である。
板厚寸法が互いに異なる複数の領域を設けるための構造として、具体的には、図6および図7に示すように、ブラケット本体21の内側の面(本発明でいうブラケット本体における一方側の面)26を部分的に凹陥させることで段差部27が設けられているのに対し、外側の面(本発明でいうブラケット本体の他方側の面)28が略平坦になっており、内側の面26の凹陥寸法が異なっていることで板厚寸法が互いに異なる複数の領域が構成されている。つまり、板厚寸法は、前記内側の面26において段差部27によって段落ちされた領域と前記外側の面28との間の寸法(図7における寸法t1,t2)によって決定されることになり、前記凹陥寸法が大きい領域ほど(段差部27による段落ちが大きいほど)板厚寸法が小さい領域として構成されている。このため、前記段差部27を挟んでブラケット本体21の延在方向の一方側(段差部27による段落ちが小さい部分)は板厚寸法が比較的大きい領域(本発明でいう厚板部)となっており、ブラケット本体21の延在方向の他方側(段差部27による段落ちが大きい部分)は板厚寸法が比較的小さい領域(本発明でいう薄板部)となっている。
図7に示すものでは、段差部27を挟んで左側の領域と右側の領域とでは板厚寸法が異なっている。この部分にあっては、段差部27を挟んで左側の領域が本発明でいう厚板部(板厚寸法t1の部分)となっており、段差部27を挟んで右側の領域が本発明でいう薄板部(板厚寸法t2の部分)となっている。
このようにブラケット本体21の内側の面26を部分的に凹陥させて段差部27を設けると共に、外側の面28を略平坦にするための製造方法としては、金属製板材(ブラケット本体21となる金属製板材)W1のプレス加工とシェービング加工とが行われる。詳しくは後述するが、金属製板材W1における一方側の面(ブラケット本体21の内側となる面26)を凹状に他方側の面(ブラケット本体21の外側となる面28)を凸状にそれぞれ形成するプレス加工を行った後に(このプレス加工が終了した時点での金属製板材W1の形状を図7において仮想線で示す)、この金属製板材W1における前記他方側の面(ブラケット本体21の外側となる面28)の前記凸状の部分を切削するシェービング加工を行い(このシェービング加工が終了した時点での金属製板材W1の形状を図7において実線で示す)、この他方側の面(ブラケット本体21の外側となる面28)を略平坦にする。つまり、一方側の面(ブラケット本体21の内側となる面26)には凹部を残して前記段差部27を設けると共に、他方側の面(ブラケット本体21の外側となる面28)の凸状の部分を切削することでこの面を略平坦にする。これにより、前述したような板厚寸法が互いに異なる複数の領域を1枚の金属製板材W1上に形成するようにしている。
このようにして金属製板材W1を加工した場合、前記他方側の面(外側の面)28にあっては、シェービング加工によって前記凸状の部分を切削したことに伴い、この他方側の面28の一部には削り痕部(段差部27によって段落ちされた領域の裏面となる金属製板材W1の他方側の面28に設けられた削り痕部)29が存在することになる。この削り痕部29は、前記凸状の部分を切削した部分の切断面が現れている部分であって、他の部分(切削されていない部分)とは明らかに表面の形状(表面の光沢や表面粗さ等)が異なっている。例えば、金属製板材W1の表面処理が施されていた場合には、その表面処理層が除去されている。また、金属製板材W1の表面に酸化被膜が存在していた場合には、その酸化被膜が除去されている。また、場合によっては、削り痕部29の外縁部には僅かなエッジが残っている。また、この削り痕部29は、他の部分と完全に面一な平坦となっているとは限らず、他の部分よりも僅かに(例えば0.1mm程度)隆起した形状となっている場合もある。
図5では、これら板厚寸法が互いに異なる複数の領域を区別するためにそれぞれに斜線を付している。具体的には、第1領域Aには右斜め下に向かって傾斜する実線の斜線を付している。第2領域Bには前記第1領域Aとは異なる方向に向かって傾斜する実線の斜線を付している。第3領域Cには斜線を付していない。各領域A〜Cの板厚寸法の一例として、第1領域Aは4.0mm、第2領域Bは3.0mm、第3領域Cは2.5mmとなっている。なお、前記センタ部24のアッパアーム支持部24aに接合されている前記リインフォースメント51の板厚寸法は3.0mmとなっている。また、インナカバー22の板厚寸法は2.5mmとなっている。これら値はこれに限定されるものではない。
(各領域の適用箇所)
次に、前記各領域A〜Cの適用箇所について説明する。
第1領域A(各領域A〜Cのうち最も板厚寸法が大きい領域)の適用箇所は以下のとおりである。
・アッパ部23において、開口23aおよびボルト挿通孔23b,23b,…の周囲を含む車幅方向の外側部分。より具体的には、前記サスペンション取付部23cであって、アッパ部23における車幅方向の外寄りの約3/4の範囲となる部分
・センタ部24においてアッパ部23の第1領域Aに連続する上端縁部分
・各脚部25となる部分
第2領域B(各領域A〜Cのうち2番目に板厚寸法が大きい領域)の適用箇所は以下のとおりである。
・アッパ部23において、前記第1領域A以外の部分。より具体的には、アッパ部23における車幅方向の内寄りの約1/4の範囲となる部分
・センタ部24における前記アッパアーム支持部24a
第3領域C(各領域A〜Cのうち最も板厚寸法が小さい領域)の適用箇所は以下のとおりである。
・各センタ部24における前記アッパアーム支持部24a以外の部分
このように、サスペンションサポートブラケット2のブラケット本体21にあっては、サスペンション取付部23cおよびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域(センタ部24)の板厚寸法よりも大きく設定されている。また、脚部25のフランジ部25a(サイドレール接合部)およびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域(センタ部24)の板厚寸法よりも大きく設定されている。また、アッパアーム支持部24aおよびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域(センタ部24におけるアッパアーム支持部24a以外の部分)の板厚寸法よりも大きく設定されている。そして、前記サスペンション取付部23cおよびその周辺部の領域の板厚寸法が、前記アッパアーム支持部24aおよびその周辺部の領域の板厚寸法よりも大きく、且つ前記アッパアーム支持部24aおよびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域(センタ部24におけるアッパアーム支持部24a以外の部分)の板厚寸法よりも大きく設定されている。
ブラケット本体21におけるサスペンション取付部23cおよびフランジ部25aにはサスペンション装置4からの荷重によって比較的大きな応力が発生する。そして、本実施形態では、この比較的大きな応力が発生するサスペンション取付部23cおよびフランジ部25aの板厚寸法が、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定されている。これにより、サスペンション装置4から入力される上下方向の荷重によって応力が高くなりやすい領域の強度を高くすることができるようにしている。
前述した各部の板厚寸法は、サスペンション装置4からの入力によってサスペンションサポートブラケット2(ブラケット本体21)に発生する応力に応じて設定される。図8は、サスペンションサポートブラケット2における応力分布の一例を示す図であって、図8(a)はアッパ部23の応力分布を示す図であり、図8(b)は各脚部25,25の応力分布を示す図である。これらの図からも明らかなように、アッパ部23において、サスペンション取付部23cとなる開口23aおよびボルト挿通孔23b,23b,…の周囲にあっては特に応力が大きくなっている。また、各脚部25,25のフランジ部25a(サイドレール接合部)も特に応力が大きくなっている。これらを考慮して各部の板厚寸法は設定されている。
−サスペンションサポートブラケットの製造工程−
次に、前述の如く構成されるサスペンションサポートブラケット2の製造工程について説明する。
このサスペンションサポートブラケット2の製造工程としては、金属製板材(例えば高張力鋼板等)W1の打ち抜き加工工程、プレス加工工程、シェービング加工工程、折り曲げ加工工程、ブラケット本体21とインナカバー22との接合工程が順に行われる。
図9は、ブラケット本体21の製造工程の概略を説明するための図である。また、図10は、その製造過程におけるブラケット本体21(金属製板材W1)の斜視図である。
先ず、図示しない剪断機によって金属製板材W1を所定形状に剪断する。図10(a)は打ち抜き加工後の金属製板材W1の状態を示している。この打ち抜き加工では、前記開口23aおよびボルト挿通孔23b,23b,…も形成される。このようにして所定形状に打ち抜かれた金属製板材W1をプレス機100にセットする(図9(a)を参照)。このプレス機100は、上面にパンチ101が設置されたベース台102と、このベース台102に対して昇降可能なダイス103とを備えている。このダイス103を昇降させるための機構は従来のプレス機と同様であるのでここでの説明は省略する。
そして、ベース台102上に載置した金属製板材W1に向けてダイス103を下降させることで(プレス加工工程)、金属製板材W1の下面に凹部を上面に凸部をそれぞれ形成する(図9(b)を参照)。このプレス加工工程で得られた前記凹部が、将来的に前記段差部27を構成することになる。
また、ここでの凹部の凹陥寸法としては、金属製板材W1の板厚寸法よりも小さく設定されている。また、この凹部の凹陥寸法は、後述するシェービング加工工程によって得ようとする板厚寸法(目標板厚寸法)に応じて設定される。つまり、目標板厚寸法が大きいほど凹部の凹陥寸法が小さくなるように、前記パンチ101の凸部の突出寸法および前記ダイス103の凹部の凹陥寸法がそれぞれ設定される。
その後、前記プレス加工された金属製板材W1のシェービング加工を行う。このシェービング加工では、金属製板材W1における上面を略平坦形状に切削する。具体的には、プレス加工された金属製板材W1を前記ベース台102上に載置した状態のまま、前記ダイス103に代えて押さえ治具200を配置する。この押さえ治具200の下面は平坦面となっている。また、この押さえ治具200は、金属製板材W1との間にシェービング加工用の工具(切削刃)201が通過する空間だけベース台102との間に空間を存している。図9(c)に示すように、この空間に切削刃201を通過させることで、金属製板材W1における凸部を切削により切除し、この金属製板材W1の上面が略平坦面とされる。
このシェービング加工工程で得られた金属製板材W1は、切削刃201によって切除された領域が薄板部として加工されることになり、その他の部分が厚板部として加工されることになる。図10(b)はシェービング加工後の金属製板材W1の状態を示している。この図10(b)ではシェービング加工によって切除された領域(削り痕部29)に斜線を付している。
図9では、説明を簡単にするために金属製板材W1の中央部および両側部に厚板部を、それ以外の領域に薄板部を加工する場合について説明したが、前述したように、実際のブラケット本体21にあっては、板厚寸法が互いに異なる3種類の領域が各所に備えられているため、これら板厚寸法が得られるように前記パンチ101およびダイス103が作製されており、プレス加工工程で作製された複数箇所の凸部が切削刃201によって切除されることになる。つまり、前記プレス加工工程としては、本発明でいう「サスペンションサポートブラケットのブラケット本体となる金属製板材におけるサスペンション取付部となる領域に隣接する領域の一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成するプレス加工工程」、「サスペンションサポートブラケットのブラケット本体となる金属製板材におけるサイドレール接合部となる領域に隣接する領域の一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成するプレス加工工程」、「サスペンションサポートブラケットのブラケット本体となる金属製板材におけるアッパアーム支持部となる領域に隣接する領域の一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成するプレス加工工程」となっておればよい。
そして、このようにして板厚寸法が互いに異なる領域が備えられたブラケット本体21を、図9(d)および図10(c)に示すように。プレス加工等によってコ字状に成形(折り曲げ加工工程)し、このブラケット本体21にインナカバー22(図9および図10では図示省略)を溶接することによってサスペンションサポートブラケット2が製造されることになる。
−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態では、金属製板材W1における一方側の面(ブラケット本体21の内側となる面)26に段差部27を設け、他方側の面(ブラケット本体21の外側となる面)28に削り痕部29を設けることで、単一の金属製板材W1に厚板部と薄板部とを設けるようにしている。つまり、この金属製板材W1によってブラケット本体21を作製することにより、該ブラケット本体21において特に荷重が大きく作用する部分を厚板部で構成し、作用する荷重が比較的小さい部分を薄板部で構成することができ、これにより、作用する荷重に応じた板厚寸法を単一の金属製板材W1上に得ることができる。具体的には、サスペンション取付部23cおよびその周辺部の領域の板厚寸法を、それに隣接する他の領域(センタ部24)の板厚寸法よりも大きく設定している。また、フランジ部25a(サイドレール接合部)およびその周辺部の領域の板厚寸法を、それに隣接する他の領域(センタ部24)の板厚寸法よりも大きく設定している。また、アッパアーム支持部24aおよびその周辺部の領域の板厚寸法を、それに隣接する他の領域(センタ部24におけるアッパアーム支持部24a以外の部分)の板厚寸法よりも大きく設定している。その結果、板厚寸法が無駄に大きくなってしまう領域を削減することができ、サスペンションサポートブラケット2を軽量化することができる。また、板厚寸法が互いに異なる複数のパネル部材を一体的に溶接する必要がないため(図11で示した構造を採用する必要がないため)、部品点数の削減を図ることができ、構造の簡素化、および、溶接箇所の削減による製造コストの低廉化、熱害の抑制、錆の発生の抑制を図ることができる。
また、本実施形態では、ブラケット本体21およびインナカバー22それぞれは単一の部材として構成されている。このため、2枚の金属製板材W1,W2のみによってサスペンションサポートブラケット2を構成することが可能になり、サスペンションサポートブラケット2を構成するための部材の点数(金属製板材W1,W2の使用枚数)を大幅に削減することができる。
また、本実施形態では、サスペンションサポートブラケット2(ブラケット本体21)の内側の面26に段差部27が設けられ、外側の面28に削り痕部29が設けられて略平坦とされている。サスペンションサポートブラケット2に外力が作用した場合、その外側の面28には引っ張り応力が発生する。この際、この外側の面28に段差部が存在していると、該段差部に応力が集中してしまう可能性がある。この点に鑑み、本実施形態では、内側の面26に段差部27を設けると共に、外側の面28に削り痕部29を設けて略平坦な面にし、これによって外側の面28での引っ張り応力の集中が生じないようにすることができる。これにより、サスペンションサポートブラケット2の強度の信頼性を高めることができる。
−他の実施形態−
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。
例えば、前記実施形態では、板厚寸法が互いに異なる3種類の領域を備えたブラケット本体21について説明した。本発明はこれに限らず、板厚寸法が互いに異なる2種類の領域を備えたブラケット本体や、板厚寸法が互いに異なる4種類以上の領域を備えたブラケット本体としてもよい。また、各領域の配設箇所や形状も前記実施形態に限定されることなく、適宜設定することが可能である。
また、前記実施形態では、金属製板材W1において段差部27が設けられている面をサスペンションサポートブラケット2の内側の面とし、平坦となっている面をサスペンションサポートブラケット2の外側の面としていた。本発明はこれに限らず、金属製板材において段差部が設けられている面をサスペンションサポートブラケットの外側の面とし、平坦となっている面をサスペンションサポートブラケットの内側の面とするようにしてもよい。
また、本発明では、前述した構造のサスペンションサポートブラケット2を製造する手段として、金属の3Dプリンタ(パウダヘッド方式やメタルデポジッション方式等)を使用するようにしてもよい。
本発明は、フレーム構造の車体フレームに適用されるサスペンションサポートブラケットおよびサスペンションサポートブラケットの製造方法に適用可能である。
11 サイドレール
2 サスペンションサポートブラケット
21 ブラケット本体
23c サスペンション取付部
24 センタ部
24a アッパアーム支持部
25a フランジ部(サイドレール接合部)
26 内側の面(一方側の面)
27 段差部
28 外側の面(他方側の面)
29 削り痕部
4 サスペンション装置
47 ショックアブソーバ
W1 金属製板材

Claims (9)

  1. 車両のサスペンション装置のショックアブソーバが取り付けられるサスペンション取付部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットにおいて、
    単一の金属製板材で成り且つ前記サスペンション取付部を有するブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、前記サスペンション取付部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定されていることを特徴とするサスペンションサポートブラケット。
  2. 車両のサスペンション装置を支持すると共に、車体前後方向に沿って延在するサイドレールに接合されるサイドレール接合部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットにおいて、
    単一の金属製板材で成り且つ前記サイドレール接合部を有するブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、前記サイドレール接合部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定されていることを特徴とするサスペンションサポートブラケット。
  3. 車両のサスペンション装置のアッパアームを支持するアッパアーム支持部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットにおいて、
    単一の金属製板材で成り且つ前記アッパアーム支持部を有するブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、前記アッパアーム支持部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定されていることを特徴とするサスペンションサポートブラケット。
  4. 車両のサスペンション装置のショックアブソーバが取り付けられるサスペンション取付部、および、前記サスペンション装置のアッパアームを支持するアッパアーム支持部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットにおいて、
    単一の金属製板材で成り且つ前記サスペンション取付部および前記アッパアーム支持部を有するブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、前記サスペンション取付部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、前記アッパアーム支持部およびその周辺部の領域の板厚寸法よりも大きく、且つ前記アッパアーム支持部およびその周辺部の領域の板厚寸法が、それに隣接する他の領域の板厚寸法よりも大きく設定されていることを特徴とするサスペンションサポートブラケット。
  5. 請求項1〜4のうち何れか一つに記載のサスペンションサポートブラケットにおいて、
    前記ブラケット本体における一方側の面には段差部が設けられており、前記段差部によって段落ちされた領域の裏面となる前記ブラケット本体の他方側の面には削り痕部が設けられていて、前記段差部を挟んで前記ブラケット本体の延在方向の一方側には厚板部が他方側には薄板部がそれぞれ設けられていることを特徴とするサスペンションサポートブラケット。
  6. 請求項5記載のサスペンションサポートブラケットにおいて、
    前記ブラケット本体は外側面および内側面を有するように屈曲しており、
    前記ブラケット本体において前記段差部が設けられている前記一方側の面は前記内側面とされ、前記ブラケット本体において前記削り痕部が設けられている前記他方側の面は前記外側面とされていることを特徴とするサスペンションサポートブラケット。
  7. 車両のサスペンション装置のショックアブソーバが取り付けられるサスペンション取付部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットの製造方法であって、
    前記サスペンションサポートブラケットのブラケット本体となる金属製板材における前記サスペンション取付部となる領域に隣接する領域の一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成するプレス加工工程と、
    前記プレス加工工程の後、前記金属製板材における前記他方側の面の前記凸状の部分を切削して削り痕部を形成するシェービング加工工程と、
    前記シェービング加工工程の後、前記金属製板材を所定断面形状とするように折り曲げる折り曲げ加工工程と、
    を含んでいることを特徴とするサスペンションサポートブラケットの製造方法。
  8. 車両のサスペンション装置を支持すると共に、車体前後方向に沿って延在するサイドレールに接合されるサイドレール接合部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットの製造方法であって、
    前記サスペンションサポートブラケットのブラケット本体となる金属製板材における前記サイドレール接合部となる領域に隣接する領域の一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成するプレス加工工程と、
    前記プレス加工工程の後、前記金属製板材における前記他方側の面の前記凸状の部分を切削して削り痕部を形成するシェービング加工工程と、
    前記シェービング加工工程の後、前記金属製板材を所定断面形状とするように折り曲げる折り曲げ加工工程と、
    を含んでいることを特徴とするサスペンションサポートブラケットの製造方法。
  9. 車両のサスペンション装置のアッパアームを支持するアッパアーム支持部を有する金属製板材で成るサスペンションサポートブラケットの製造方法であって、
    前記サスペンションサポートブラケットのブラケット本体となる金属製板材における前記アッパアーム支持部となる領域に隣接する領域の一方側の面を凹状に他方側の面を凸状にそれぞれ形成するプレス加工工程と、
    前記プレス加工工程の後、前記金属製板材における前記他方側の面の前記凸状の部分を切削して削り痕部を形成するシェービング加工工程と、
    前記シェービング加工工程の後、前記金属製板材を所定断面形状とするように折り曲げる折り曲げ加工工程と、
    を含んでいることを特徴とするサスペンションサポートブラケットの製造方法。
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