JP2020050262A - サスペンションアーム及び車両の懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突安全性能を確保しつつ、ノーズダイブ現象を抑制できるサスペンションアーム及び車両の懸架装置を提供する。【解決手段】サスペンションアームは、車体側に取り付けられる第一取付部及び第二取付部と、車輪側に取り付けられる第三取付部とを備える。第一取付部及び第二取付部の各々は、第一弾性体及び第二弾性体を有し、第三取付部はボールジョイントが取り付けられる。第一弾性体の中心と第二弾性体の中心とを結ぶ第一軸線と、第一弾性体の中心とボールジョイントの中心とを結ぶ第二軸線との角度が９０°超である。サスペンションアームの第一取付部側の横断面における第一せん断中心と第一軸線との距離をＬ１とし、サスペンションアームの第二取付部側の横断面における第二せん断中心と第一軸線との距離をＬ２とするとき、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。【選択図】図２

Description

本発明は、サスペンションアーム及び車両の懸架装置に関する。

車両の懸架装置として、車体に揺動自在に支持されて、揺動端部に車輪を支持するサスペンションアームを備える構成が知られている。特許文献１は、フロントサスペンションのサスペンションアームとして、特定の形状のロアアームを備えた懸架装置を開示する。

このロアアームは、車両の平面視でほぼＬ型の形状をしている。ロアアームの屈曲箇所となる中間部には、車体に取り付けられる第一取付部（前部枢支具）を有する。ロアアームの一端には第一取付部よりも車両の後方にて車体に取り付けられる第二取付部（後部枢支具）を備える。第一・第二取付部の各々は、ゴムブッシュなどの弾性体を介して車体に取り付けられる。ロアアームの他端には、ボールジョイントを介して車輪に固定される第三取付部を備える。第三取付部は、第一取付部と第二取付部を繋ぐ軸を揺動軸として揺動される揺動端部である。

このようなロアアームは、一般に、第一取付部と第二取付部とをつなぐ第一軸線と、第一取付部と第三取付部とをつなぐ第二軸線との角度が９０°未満に設定される。また、第二取付部の車幅方向の位置は、第一取付部の車幅方向の位置と実質的に同じか、車幅方向の外側に配置されている。この構成により、車両の前面衝突時、第一取付部と第二取付部とをつなぐ車体側アーム（アーム基部）の途中を座屈させることで衝突安全性能を満足している。

特開２０１２−１５８２００号公報

一方で、上記の構成のロアアームは、車両の操縦安定性の点でさらなる改善の余地がある。特に制動時、フロントサスペンションがフルバンプし、リアサスペンションがフルリバウンドするノーズダイブ現象が生じやすい。制動時、第一取付部は、制動荷重により第三取付部に対して相対的に低くなり、かつ第二取付部に対しても相対的に低くなる。その際、第一取付部と第三取付部を結ぶ軸線を軸として回転するようにロアアームが挙動し、第二取付部が車幅方向の外側かつ上方に変位しようとする。このようなロアアームの挙動が、制動時の車輪の安定性を阻害する。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、衝突安全性能を確保しつつ、ノーズダイブ現象を抑制できるサスペンションアームを提供することにある。

（１）本発明の第一の態様に係るサスペンションアームは、第一弾性体を介して車体に対して取り付けられる第一取付部と、前記第一取付部よりも車長方向の後方にて第二弾性体を介して前記車体に取り付けられる第二取付部と、前記第一取付部よりも車幅方向の外側にてボールジョイントを介して車輪に取り付けられる第三取付部と、前記第一取付部と前記第二取付部とをつなぐ車体側アームと、前記第一取付部と前記第三取付部とをつなぐ車輪側アームとを備える。このサスペンションアームは、前記第一弾性体の中心と前記第二弾性体の中心とを結ぶ第一軸線と、前記第一弾性体の中心と前記ボールジョイントの中心とを結ぶ第二軸線との角度が９０°超であり、前記車体側アームの前記第一取付部側の横断面における第一せん断中心と前記第一軸線との距離をＬ１とし、前記車体側アームの前記第二取付部側の横断面における第二せん断中心と前記第一軸線との距離をＬ２とするとき、Ｌ１＞Ｌ２を満たす。

（２）本発明の第一の態様に係る車両の懸架装置は、上記サスペンションアームを備え、前記第二弾性体の中心は前記第一弾性体の中心よりも車幅方向の内側にて車体に取り付けられている。

上記のサスペンションアームは、次の効果を奏する。
第一軸線と第二軸線との角度（以下、アーム角ということがある。）を鈍角とすることで、アンチダイブ特性に優れたサスペンションアームとすることができる。アーム角が鈍角であれば、第二取付部を第一取付部に対して車幅方向の内側に容易に配置することができるからである。制動時、第一取付部は、制動荷重により第三取付部に対して相対的に低くなり、かつ第二取付部に対しても相対的に低くなる。その際、第一取付部と第三取付部を結ぶ第二軸線を軸として回転するようにロアアームが挙動する。アーム角が鈍角であれば、上記のロアアームの挙動により、第二取付部が車幅方向の外側かつ上方に変位しようとすることが抑制され、制動時の車輪の安定性を確保することができる。

上記距離Ｌ１と距離Ｌ２との関係をＬ１＞Ｌ２とするようなサスペンションアームの横断面形状とすることで、アーム角を鈍角としながらも、高い疲労耐久強度を実現することができる。アーム角を鈍角とすると、上述のようにアンチダイブ特性に優れるが、制動時、特に第一取付部の後方側に応力が集中する。第三取付部に作用する制動荷重に伴って第二取付部が第一軸線に対してねじられるからである。車体側アームの横断面形状をＬ１＞Ｌ２を満たす形状とすれば、車体側アームの第二取付部側は上述のねじれが生じ難く、第一取付部の後方側に応力が集中することを抑制できる。そのため、アーム角を鈍角としながらも、疲労耐久強度に優れたサスペンションアームとすることができる。

上記距離Ｌ１と距離Ｌ２とが第一取付部側と第二取付部側とで異なることで、車体側アームの途中で断面係数の変位点が生じることになる。よって、車両の前面衝突時、第一取付部と第二取付部とをつなぐ車体側アームの途中を座屈させやすく、衝突安全性能を満たすことができる。

上記の車両の懸架装置は、上記のサスペンションアームを備えることで、衝突安全性能を確保しつつ、疲労耐久強度の高いサスペンションアームで懸架装置を構成できる。特に、第二弾性体の中心が第一弾性体の中心よりも車幅方向の内側にて車体に取り付けられていることで、ノーズダイブ現象を効果的に抑制することができる。

車両前方から見た実施形態に係る懸架装置の概略構成図である。 実施形態に係るサスペンションアームの概略平面図である。 実施形態に係るサスペンションアームの概略側面図である。 実施形態に係る懸架装置を示す概略平面図である。 実施形態に係るサスペンションアームを示し、（Ａ）〜（Ｄ）は図１のＡ−Ａ〜Ｄ−Ｄの矢視断面図である。 実施形態に係るサスペンションアームを示し、（Ｅ）〜（Ｈ）は図１のＥ−Ｅ〜Ｈ−Ｈの矢視断面図である。

［実施形態１］
本発明の実施形態の詳細を図面を参照しつつ説明する。ここでは、実施形態に係る懸架装置としてストラット式の懸架装置を例とし、この懸架装置に実施形態に係るサスペンションアームを用いた場合を例として説明する。このサスペンションアームは、フロントサスペンションに用いられるロアアームである。図２において、車両前方をＦＲ、車両後方をＲＲ、車幅方向の外側をＯＵＴ、車幅方向の内側をＩＮで示す。

[概要]
図１に示すように、実施形態に係る懸架装置は、車体に対して車輪を揺動自在に支持する。車体は、車長方向に延びるサイドメンバ（図示略）と、サイドメンバに固定されるサブフレーム２０とを備える。サブフレーム２０には、ロアアーム１０の第一取付部１１と第二取付部１２とが取り付けられる。一方、ロアアーム１０の第三取付部１３は、ボールジョイント１３Ｂを介してステアリングナックル３０の後方の下部に取り付けられる。ステアリングナックル３０の中央部には、車輪４０のホイール４２に取り付けられると共に、ステアリングの操舵に伴って車幅方向にスライドするタイロッド５０の端部が連結される。ステアリングナックル３０の上部には、ショックアブソーバを備えるストラット６０の下端が連結される。ストラット６０の上端は、サスペンションタワー７０に固定される。

このロアアーム１０の特徴の一つは、Ｌ型に屈曲されたロアアーム１０の屈曲角度（後述するアーム角θ_１）を鈍角としたことにある。また、このロアアーム１０の別の特徴の一つは、ロアアーム１０の断面形状を、第一取付部１１側と第二取付部１２側とで特定の条件を満たすように設定したことにある。以下、ロアアーム１０の構成を詳細に説明する。

[ロアアーム]
ロアアーム１０は、プレス成形した金属板からなるアーム本体１０Ｓを備える。アーム本体１０Ｓは、車両に組み付けた状態の平面視で、Ｌ型に屈曲されている。また、アーム本体１０Ｓは、横断面形状も所定の形状に屈曲されているが、その点については後述する。

（第一取付部）
ロアアーム１０の屈曲箇所の外周縁には、サブフレーム２０に取り付けられる第一取付部１１が設けられている。第一取付部１１は、アーム本体１０Ｓの屈曲箇所に溶接された筒状のカラー１１Ｃを有する。カラー１１Ｃの内部には、第一弾性体１１ｒが配置される。第一弾性体１１ｒは、第一支持軸１１ａの外周に設けられたゴムブッシュが利用できる。このゴムブッシュは、カラー１１Ｃと第一支持軸１１ａが同軸となるようにカラー１１Ｃ内に挿入される。第一支持軸１１ａの両端部は、第一支持軸１１ａの軸方向が実質的に車長方向に沿った方向となるようサブフレーム２０に支持される。この第一弾性体１１ｒの弾性変形の中心を第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１とする。上述したカラー１１Ｃに対するアーム本体１０Ｓとの溶接箇所は、第一弾性体１１ｒの中心よりも下方にずれている。

（第二取付部）
ロアアーム１０の一端には、第一取付部１１よりも車両の後方にてサブフレーム２０に取り付けられる第二取付部１２を備える。第二取付部１２は、アーム本体１０Ｓの一端に形成された貫通孔１２ｈを有する。この貫通孔１２ｈには、図３に二点鎖線で示すように、薄い環状部材１２ｃが圧入されている。つまり、貫通孔１２ｈと環状部材１２ｃの軸方向は、アーム本体１０Ｓの厚み方向に沿った方向である。この環状部材１２ｃ内には第二弾性体１２ｒが配置される。第二弾性体１２ｒも第一弾性体１１ｒと同様に、第二支持軸１２ａの外周に設けられたゴムブッシュが利用できる。このゴムブッシュは、環状部材１２ｃと第二支持軸１２ａが同軸となるように環状部材１２ｃ内に挿入される。第二支持軸１２ａの両端部は、第二支持軸１２ａの軸方向が実質的に車両の高さ方向に沿った方向となるようサブフレーム２０に支持される。この第二弾性体１２ｒの弾性変形の中心を第二弾性体１２ｒの中心Ｃ２とする。第二取付部１２を構成するアーム本体１０Ｓの横片（後述する）は、第二弾性体１２ｒの中心Ｃ２よりも上方に位置するように環状部材１２ｃに対して固定される。さらに、第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１と第二弾性体１２ｒの中心Ｃ２とをつなぐ結ぶ線分を第一軸線ａ１とする。第一軸線ａ１は、図３に示すように、アーム本体１０Ｓの上面の近傍に概ね沿った線分であり、第一取付部１１から第二取付部１２に向かうに従って、僅かに上方に傾斜している。

（第三取付部）
ロアアーム１０の他端には、ボールジョイント１３Ｂを介して車輪に固定される第三取付部１３を備える。第三取付部１３は、第一軸線ａ１を揺動軸として揺動される揺動端部である。第三取付部１３は、アーム本体１０Ｓの他端に形成された貫通孔１３ｈを有する。この貫通孔１３ｈには、ボールジョイント１３Ｂのボールを収納するソケットが支持される。このボールの中心をボールジョイントの中心Ｃ３とする。第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１とボールジョイント１３Ｂの中心Ｃ３とを結ぶ線分を第二軸線ａ２とする。

（車体側アームと車輪側アーム）
アーム本体１０Ｓは、第一取付部１１と第二取付部１２とをつなぐ車体側アーム１０Ｂと、第一取付部１１と第三取付部１３とをつなぐ車輪側アーム１０Ｗとを備える。アーム本体１０Ｓの屈曲の内側の縁部は、車体側アーム１０Ｂから車輪側アーム１０Ｗにかけて概ね円弧状の曲線である。車体側アーム１０Ｂの外側の縁部は、一旦第一取付部１１から車幅方向の外側に窪み、途中から車幅方向の内側に向かって膨らむＳ字状の曲線である。車輪側アーム１０Ｗの外側の縁部は、概ね車両前方に向かって膨らむ円弧状の曲線である。車体側アーム１０Ｂは第一取付部１１側から第二取付部１２側に向かうに従って、幅が大きくなっている。第二取付部１２側ほど車体側アーム１０Ｂの幅を大きくすることで、第二取付部１２側のねじりに対する剛性を高めることができる。車体側アーム１０Ｂには幅方向の中央部に窪みが設けられており、その窪みの幅も第二取付部１２側ほど広くなるように成形されている。車体側アーム１０Ｂを平面視した際、窪みの輪郭は、第二取付部１２側が閉じて、第一取付部１１側が開いた形状になっている。一方、車輪側アーム１０Ｗは第一取付部１１側から第二取付部１２側に至るまでほぼ同じ幅である。車輪側アーム１０Ｗにも幅方向の中央部に窪みが設けられているが、その窪みの幅も、第一取付部１１側から第二取付部１２側に至るまでほぼ同じ幅である。車輪側アーム１０Ｗを平面視した際、窪みの輪郭は、第一取付部１１側が閉じて、第三取付部１３側が開いた形状になっている。

その他、車体側アーム１０Ｂと車輪側アーム１０Ｗとの連結箇所には、大きな貫通孔１０ｈ１が形成されている。この貫通孔１０ｈ１は、ロアアーム１０をサブフレーム２０に取り付ける際の工具を通すため及び軽量化のための孔である。さらに、車体側アーム１０Ｂの第二取付部１２側、車輪側アーム１０Ｗの第三取付部１３側の各々には、水抜き孔１０ｈ２が形成されている。

（アーム角）
この車体側アーム１０Ｂと車輪側アーム１０Ｗとのアーム角θ_１、即ち、第一軸線ａ１と第二軸線ａ２の角度は９０°超である。このアーム角θ_１を鈍角とすることで、第二取付部１２を第一取付部１１よりも車幅方向の内側に容易に配置することができる。アーム角の上限は１３５°程度である。より好ましいアーム角θ_１の上限は、１２０°以下、特に１００°以下である。本例では、アーム角θ_１を９５°以上１００°以下としている。

（第一弾性体の中心と第二弾性体の中心との変位角θ_２）
上記のロアアーム１０は、車体への組付け状態の平面視において、第二弾性体１２ｒの中心Ｃ２が第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１よりも車幅方向の内側に位置する。図４に示すように、第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１を通る車長方向の線を軸線ｂとするとき、軸線ｂに対して第一軸線ａ１は変位角θ_２の角度をなす。この変位角θ_２は、０°超３．０°以下、さらに０．５°以上２．０°以下、特に０．８°以上１．２°以下が好ましい。変位角θ_２を設定することで、アンチダイブ特性を向上させることができる。

（第一弾性体の中心とボールジョイントの中心との変位角θ_３）
上記のロアアーム１０は、車体への組付け状態の平面視において、ボールジョイントの中心Ｃ３が第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１よりも車長方向の前方に位置する。図４に示すように、第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１を通る車幅方向の線を軸線ｃとするとき、軸線ｃに対して第二軸線ａ２は変位角θ_３の角度をなす。この変位角θ_３は、２．０°以上６．０°以下、さらに３．０°以上５．５°以下、特に４.０°以上５．０°以下が好ましい。変位角θ_３の上限値を満たすことで、第二取付部１２の第一軸線ａ１に対するねじれを抑制し易い。

（各中心で構成される平面とアーム本体との関係）
ロアアーム１０を平面視した際、第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１と第二弾性体１２ｒの中心Ｃ２とボールジョイント１３Ｂの中心Ｃ３とを結ぶ平面に対して、アーム本体１０Ｓの大部分は上記平面よりも上方に位置する。特に、車体側アーム１０Ｂは、後述する第一横片１１１や縦片１２０の下部を除いた箇所が上記平面よりも上方に位置している。つまり、後述する第二横片１１３は上記平面よりも上方に位置している。これらの位置関係によっても、第二取付部１２の第一軸線ａ１に対するねじれを抑制し易い。

（横断面形状）
一方、車体側アーム１０Ｂは、その横断面形状が次の特定の条件を満たす形状である。その条件とは、車体側アーム１０Ｂの第一取付部１１側の横断面における第一せん断中心と第一軸線ａ１との距離をＬ１とし、車体側アーム１０Ｂの第二取付部１２側の横断面における第二せん断中心と第一軸線ａ１との距離をＬ２とするとき、Ｌ１＞Ｌ２を満たすことである。換言すれば、車体側アーム１０Ｂの横断面において、第一取付部１１側よりも第二取付部１２側の方が断面係数が大きいともいえる。この距離Ｌ１と距離Ｌ２との関係は、第二取付部１２側ほど距離Ｌ２が小さくなるようにすることが好ましい。但し、車体側アーム１０Ｂの途中において、第二取付部１２側ほど距離Ｌ２が小さくならない箇所があっても構わない。

第一取付部１１側と第二取付部１２側の各横断面は、第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１及び第二弾性体１２ｒの中心Ｃ２の各々から等距離にある箇所で横断面を採り、各横断面における距離Ｌ１と距離Ｌ２との関係を比較することが好ましい。特に、第一取付部近傍と第二取付部近傍とでＬ１＞Ｌ２を満たすことが好適である。第一取付部１１側とは、第一取付部１１と第二取付部１２の中央から第一取付部１１までの範囲であり、第二取付部１２側とは、第一取付部１１と第二取付部１２の中央から第二取付部１２までの範囲である。ロアアームの形状や寸法にもよるが、距離Ｌ２は距離Ｌ１の１／８以上〜１／１２以下程度、特に１／１０程度であればよい。つまり、０．１２５Ｌ１≦Ｌ２≦０．０８３Ｌ１程度を満たせばよい。

ロアアーム１０の各部の横断面形状を図５、図６を参照して具体的に説明する。両図において、Ｓはロアアーム１０の横断面形状の重心で白抜きの丸で示し、Ｍは当該横断面形状のせん断中心で、黒塗りの丸で示す。また、図２において、黒塗りの丸はロアアーム１０の横断面形状のせん断中心である。特に、図５（Ａ）における第二取付部１２に近いせん断中心Ｍは第二せん断中心であり、図５（Ｅ）における第一取付部１１に近いせん断中心Ｍは第一せん断中心である。

まず、車体側アーム１０Ｂのうち、最も第二取付部１２に近い箇所の横断面形状は、図５（Ａ）に示すように、横片１１０の両側から下方に延びる縦片１２０を備える倒立Ｕ字状である。この横断面形状のせん断中心Ｍは横片１１０の直上で、かつほぼ第一軸線ａ１の直上に位置する（図２も併せて参照）。重心Ｓは横片１１０の幅方向中央の直下に位置する。つまり、せん断中心Ｍは、重心Ｓのほぼ真上に位置し、重心Ｓとの距離もかなり近い。

次に、車体側アーム１０Ｂのうち、第二取付部１２から二番目に近い箇所の横断面形状は、図５（Ｂ）に示すように、Ｍ字状である。車体側アーム１０Ｂの幅方向の中央は窪んでおり、その窪みの底部に第一横片１１１を備える。第一横片１１１の両端には、幅方向の両端に向かうに従って上方に傾斜する傾斜片１１２を有する。さらに傾斜片１１２の幅方向の両端の各々には、第二横片１１３を備える。そして、第二横片１１３の幅方向の両端部から下方に延びる縦片１２０を備える。この断面形状において、せん断中心Ｍは第一横片１１１の上方で第二横片１１３とほぼ同じ高さに位置する。また、せん断中心Ｍは、図２に示すように、第一軸線ａ１の僅かに車幅方向の内側に位置する。重心Ｓは第一横片１１１の上面にほぼ重なる位置で、かつ幅方向の中央に位置する。よって、せん断中心Ｍは、重心Ｓのほぼ真上に位置し、重心Ｓとの距離も図５（Ａ）の横断面形状の場合と同じぐらい近い。

次に、車体側アーム１０Ｂの長手方向のほぼ中央、即ち第二取付部１２から三番目で、第一取付部１１からも三番目に近い位置の横断面形状は、図５（Ｃ）に示すように、Ｍ字状である。この横断面形状も、図５（Ｂ）の横断面形状と同様に、第一横片１１１、傾斜片１１２、第二横片１１３、縦片１２０を備える。但し、車体側アーム１０Ｂの幅方向の一端側、つまりロアアーム１０の屈曲形状の内縁側の縦片１２０の下端には、対向する縦片１２０側に屈曲して延びる内フランジ１２１を備える。この場合、重心Ｓは第一横片１１１の上面にほぼ重なる位置で、かつ幅方向の中央に位置し、図５（Ｂ）の場合と大きくは変わらない。一方で、せん断中心Ｍはロアアーム１０の幅方向の中心よりもロアアーム１０の内縁側に寄り、図２に示すように、第一軸線ａ１からも離れている。また、重心Ｓとせん断中心Ｍの距離は、図５（Ｂ）の場合に比べて広がっている。

次に、車体側アーム１０Ｂの第一取付部１１から二番目に近い位置の横断面形状は、図５（Ｄ）に示すように、変形したＣ字状である。この横断面形状は、横片１１０と、その両側から下方に延びる縦片１２０と、一方の縦片１２０の下端から対向する他方の縦片１２０に向かって屈曲される内フランジ１２１とを備える。一方の縦片１２０とはロアアーム１０の内縁側の縦片１２０である。この内フランジ１２１は、図５（Ｃ）の内フランジ１２１に比べて長い。但し、横片１１０の幅方向の中央部は、両端部に比べてわずかに窪んでいる。この場合、せん断中心Ｍは横片１１０の上方で、ロアアーム１０の内縁側の縦片１２０の近傍に位置する。このせん断中心Ｍの位置は、図２に示すように、第一軸線ａ１からは大きく離れている。一方、重心Ｓは、横片１１０の幅方向のほぼ中央で、かつ横片１１０の下面の直下である。但し、重心Ｓとせん断中心Ｍの距離は、図５（Ｃ）の場合に比べてさらに広がっている。

次に、車体側アーム１０Ｂのうち、最も第一取付部１１に近い位置の横断面形状は、図６（Ｅ）に示すように、Ｃ字状である。この横断面形状は、横片１１０と、その両側から下方に延びる縦片１２０と、一方の縦片１２０の下端から対向する他方の縦片１２０に向かって屈曲される内フランジ１２１とを備える。この横片１１０は、図５（Ｄ）の横片１１０に比べて窪みがなく、ほぼ直線状である。この場合、せん断中心Ｍは横片１１０の上方で、ロアアーム１０の内縁側の縦片１２０の近傍に位置する。このせん断中心Ｍの位置は、図２に示すように、第一軸線ａ１からは全横断面の中で最も大きく離れている。横片１１０の幅方向のほぼ中央で、かつ横片１１０の下面の下方である。そして、重心Ｓとせん断中心Ｍの距離は、図５（Ｄ）の場合に比べて変わらないぐらい広い。

さらに、車輪側アーム１０Ｗの横断面形状も併せて説明する。車輪側アーム１０Ｗのうち、第一取付部１１から最も近い位置の横断面形状は、図６（Ｆ）に示すように、扁平なＭ字状である。この横断面形状も、図５（Ｂ）の横断面形状と同様に、第一横片１１１、傾斜片１１２、第二横片１１３、縦片１２０を備える。但し、第一横片１１１が第二横片１１３に比べて長く、横断面形状全体が扁平である。また、図５（Ｄ）の場合と同様に、ロアアーム１０の内縁側の縦片１２０の下方には内フランジ１２１を備えている。この場合、せん断中心Ｍは、ロアアーム１０の内縁側の傾斜片１１２の上端部に重なる。図２に示すように、第一軸線ａ１からせん断中心Ｍまでの距離は図５（Ｃ）の場合と同じぐらい広がっている。重心Ｓは、第一横片１１１の幅方向の中央部に重なる。そして、重心Ｓとせん断中心Ｍの距離は、図５（Ｅ）の場合よりも若干近い。

次に、車輪側アーム１０Ｗのうち、若干第三取付部１３側に寄った位置における横断面形状は、図６（Ｇ）に示すように、扁平なＭ字状である。この横断面形状も、図６（Ｆ）の場合と同様に第一横片１１１、傾斜片１１２、第二横片１１３、縦片１２０を備える。但し、ロアアーム１０の内縁側の傾斜片１１２が図６（Ｈ）の場合に比べて長く、第一横片１１１が短い。この場合、せん断中心Ｍは、ロアアーム１０の内縁側の傾斜片１１２の下端の上方に位置し、第一軸線ａ１からロアアーム１０の内縁側に位置する。一方、重心Ｓは第一横片１１１の幅方向のほぼ中央で、第一横片１１１に重なっている。そして、重心Ｓとせん断中心Ｍの距離は、図６（Ｆ）の場合よりも若干近い。

最後に、車輪側アーム１０Ｗのうち、第三取付部１３に最も近い位置の横断面形状は、図６（Ｈ）に示すように、横片１１０を備え、横片１１０の一端側はＬ字状、他端側はＪ字状である。横片１１０は図６（Ｆ）、（Ｇ）の第一横片１１１よりも長い。横片１１０の一端側はロアアーム１０の外縁側、他端側はロアアーム１０の内縁側である。横片１１０の一端側の縦片１２０は、図６（Ｆ）の縦片１２０よりも短い。横片１１０の他端側は、一旦上方に盛り上がってから下方に向かって延びる縦片１２０を有し、さらに縦片１２０の下端は対向する縦片１２０に向かって延びる内フランジ１２１を有する。この場合、せん断中心Ｍは、横片１１０の幅方向の中央から若干他端寄りの直上に位置する。一方、重心Ｓは第一横片１１１の幅方向の中央から若干他端寄りに位置し、第一横片１１１に重なっている。そして、重心Ｓとせん断中心Ｍの距離は、図６（Ｇ）の場合よりもさらに近い。

以上のように、車体側アーム１０Ｂの断面係数を確保するには、横断面において、軸方向に垂直な断面を多く確保することが好ましい。より具体的には、屈曲点の多い断面形状が好適である。例えば、屈曲点を２点以上、３点以上、４点以上、５点以上、又は６点以上有する断面形状とすることが挙げられる。

[作用効果]
上記の実施形態に係るサスペンションアーム及び懸架装置は、以下の効果を奏することができる。

（１）アーム角θ_１を鈍角とすることで、アンチダイブ特性に優れたサスペンションアームとすることができる。アーム角θ_１が鈍角であれば、第二取付部１２を第一取付部１１に対して車幅方向の内側に容易に配置することができるからである。制動時、第一取付部１１は、制動荷重により第三取付部１３に対して相対的に低くなり、かつ第二取付部１２に対しても相対的に低くなる。その際、第一弾性体１１ｒの中心とボールジョイント１３Ｂの中心Ｃ３とを結ぶ第二軸線ａ２を軸として回転するようにロアアーム１０が挙動する。但し、アーム角θ_１を鈍角とし、第二弾性体１２ｒの中心Ｃ２を第一弾性体１１ｒの中心Ｃ１よりも車幅方向の内側に配置すると、第二取付部はほぼ車長方向に沿って上方に変位しようとするか、車幅方向の内側かつ上方に変位するように挙動する。このロアアーム１０の挙動により、第二取付部１２が車幅方向の外側かつ上方に変位しようとすることが抑制され、制動時の車輪の安定性を確保することができる。

（２）上記距離Ｌ１と距離Ｌ２との関係をＬ１＞Ｌ２とするようなサスペンションアームの横断面形状とすることで、アーム角θ_１を鈍角としながらも、高い疲労耐久強度を実現することができる。アーム角θ_１を鈍角とすると、上述のようにアンチダイブ特性に優れるが、制動時、特に第一取付部１１の後方側に応力が集中する。第三取付部１３に作用する制動荷重に伴って第二取付部１２が第一軸線ａ１に対してねじれるからである。車体側アーム１０Ｂの横断面形状をＬ１＞Ｌ２を満たす形状とすれば、車体側アーム１０Ｂの第二取付部１２側は上述のねじれが生じ難く、第一取付部１１の後方側に応力が集中することを抑制できる。そのため、アーム角θ_１を鈍角としながらも、疲労耐久強度に優れたサスペンションアームとすることができる。

（３）距離Ｌ１と距離Ｌ２とが第一取付部１１側と第二取付部１２側とで異なることで、車体側アーム１０Ｂの途中で断面係数の変位点が生じることになる。よって、車両の前面衝突時、第一取付部１１と第二取付部１２とをつなぐ車体側アーム１０Ｂの途中を座屈させやすく、衝突安全性能を満たすことができる。

［試算例］
実施形態に係るロアアームと比較例に係るロアアームの応力解析モデルを設定して、静止時のロアアームと振動疲労状態のロアアームに生じる応力分布と形状の変位をシミュレーションソフトを用いて解析した。試験例１は、実施形態１に係るロアアームのモデルである。このモデルは、上記第一軸線と第二軸線の角度（アーム角θ_１）が約９６°であり、図３、４に示す横断面形状を有して、上記距離Ｌ１＞距離Ｌ２を満たす。試験例２は、アーム角θ_１は試験例１のモデルと同じであるが、各部の横断面形状及び実質的に上記距離Ｌ１＝距離Ｌ２を満たす点が試験例１と異なる。材質や各取付部間の寸法などの基本構成は、試験例１と共通である。試験例３は、アーム角θ_１が約８９°であり、実質的に上記距離Ｌ１＝距離Ｌ２を満たす点で試験例１と異なる。材質や各取付部間の寸法などの基本構成は、試験例１と共通である。

その結果、いずれのモデルも、第一取付部とアーム本体との接合箇所のうち、車両後方側の領域に一定の応力が集中し易いことがわかった。但し、試験例１は最も応力の集中が緩和されていることがわかった。試験例２及び試験例３は、いずれも上記の第一取付部とアーム本体との接合箇所に試験例１よりも大きな応力が生じていることがわかった。

本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係るサスペンションアームや車両の懸架装置は、例えば車両のフロントサスペンションのロアアームとして好適に利用することができる。

１０ ロアアーム
１０Ｓ アーム本体
１０Ｂ 車体側アーム
１０Ｗ 車輪側アーム
１０ｈ１ 貫通孔
１０ｈ２ 水抜き孔
１１ 第一取付部
１１Ｃ カラー
１１ｒ 第一弾性体
１１ａ 第一支持軸
１２ 第二取付部
１２ｈ 貫通孔
１２ｃ 環状部材
１２ｒ 第二弾性体
１２ａ 第二支持軸
１３ 第三取付部
１３Ｂ ボールジョイント
１３ｈ 貫通孔
２０ サブフレーム
３０ ステアリングナックル
４０ 車輪
４２ ホイール
５０ タイロッド
６０ ストラット
７０ サスペンションタワー
１１０ 横片
１１１ 第一横片
１１２ 傾斜片
１１３ 第二横片
１２０ 縦片
１２１ 内フランジ
ａ１ 第一軸線
ａ２ 第二軸線
ｂ、ｃ 軸線
θ_１ アーム角
θ_２、θ_３ 変位角
Ｃ１ 第一弾性体の中心
Ｃ２ 第二弾性体の中心
Ｃ３ ボールジョイントの中心

Claims (2)

1. 第一弾性体を介して車体に対して取り付けられる第一取付部と、
   前記第一取付部よりも車長方向の後方にて第二弾性体を介して前記車体に取り付けられる第二取付部と、
   前記第一取付部よりも車幅方向の外側にてボールジョイントを介して車輪に取り付けられる第三取付部と、
   前記第一取付部と前記第二取付部とをつなぐ車体側アームと、
   前記第一取付部と前記第三取付部とをつなぐ車輪側アームとを備え、
   前記第一弾性体の中心と前記第二弾性体の中心とを結ぶ第一軸線と、前記第一弾性体の中心と前記ボールジョイントの中心とを結ぶ第二軸線との角度が９０°超であり、
   前記車体側アームの前記第一取付部側の横断面における第一せん断中心と前記第一軸線との距離をＬ１とし、前記車体側アームの前記第二取付部側の横断面における第二せん断中心と前記第一軸線との距離をＬ２とするとき、Ｌ１＞Ｌ２を満たすサスペンションアーム。
2. 請求項１に記載のサスペンションアームを備え、
   前記第二弾性体の中心は前記第一弾性体の中心よりも車幅方向の内側にて車体に取り付けられている車両の懸架装置。

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