JP2020059305A - フロントロアアーム - Google Patents

Abstract

【課題】車両左右方向の両側に車両前後方向に延在するように設けられるサイドレール３の外面に片持ち梁状に傾動自在に支持されるフロントロアアーム２０において、ショックアブソーバ５０の支持剛性を可及的に向上させる。【解決手段】フロントロアアーム２０において、車両左右方向内端には、サイドレール３に支持されるインナピボット２２，２３が設けられており、車両左右方向外端には、ナックル連結用のボールジョイント２５が取り付けられており、車両前後方向前側の上角部において車両左右方向の中間には、ショックアブソーバ５０の下端が取り付けられる取付部（１５）が接合されている。【選択図】図１

Description

本発明は、フロントロアアームに関する。

例えば特許文献１には、ロアアームの上面の中央付近に支持ブラケットを溶接し、この支持ブラケットにショックアブソーバの下端の枢支軸を介して取り付けるようにした車両のサスペンション支持構造が記載されている。

前記支持ブラケットは、上面視で略平行四辺形のような四角筒形状に形成されており、その対向する一対の長い起立板において車両幅方向の外端側が互いに当接するように屈曲されているが、内端側は離隔した状態になっている。

特許第５６９８４９３号（特開２０１２−８１９１５号）公報

上記特許文献１では、前記ロアアームの上面に前記支持ブラケットの前記一対の起立板を溶接しているので、ショックアブソーバの上下動に伴う繰り返し荷重により前記上面が変形するおそれがある。

また、上記特許文献１では、前記ロアアームの上面において一対の起立板の前記内端側が溶接される部位が前記一対の起立板の前記外端側が溶接される部位よりも車両上下方向で高くなっているために、前記一対の起立板の対向間に水や泥水等の水分が入ると、この水分が排出されずに溜り、ひいては前記一対の起立板ならびにその溶接部位が錆びることによって前記支持ブラケットの耐荷重性が経時的に低下することが懸念される。

この他、前記ロアアームの側面に前記支持ブラケットを溶接することも考えられるが、その場合には、ショックアブソーバの上下動に伴う繰り返し荷重によってロアアームにねじり応力が発生することが推定されるために、前記ロアアームによる前記ショックアブソーバの支持剛性が不足することが懸念される。

このような事情に鑑み、本発明は、フロントロアアームによるショックアブソーバの支持剛性を可及的に向上させることを目的としている。

本発明は、車両左右方向の両側に車両前後方向に延在するように設けられるサイドレールの外面に片持ち梁状に傾動自在に支持されるフロントロアアームにおいて、車両左右方向内端には、前記サイドレールに支持されるインナピボットが設けられており、車両左右方向外端には、ナックル連結用のボールジョイントが取り付けられており、車両前後方向前側の上角部において車両左右方向の中間には、ショックアブソーバの下端が取り付けられる取付部が接合されている、ことを特徴としている。

この構成では、前記フロントロアアームにおいて上面または側面に比べて剛性が高い上角部に前記ショックアブソーバの取付部を接合しているから、当該取付部ならびに当該取付部の被接合部位（前記上角部）の耐荷重性が前記フロントロアアームの上面または側面に前記取付部を接合する場合に比べて向上する。

これにより、前記ショックアブソーバの上下動に伴う繰り返し荷重が前記取付部に入力されるものの、当該取付部ならびに当該取付部の被接合部位（前記上角部）の変形や破損が抑制または防止される等、前記フロントロアアームによる前記ショックアブソーバの支持剛性が可及的に向上することになる。

ところで、上記フロントロアアームにおいて、前記取付部は、四角筒形状に形成されており、その対向する二つの壁部が車両左右方向に沿うように配置されかつ残りの対向する二つの壁部が車両前後方向に沿うように配置されており、前記取付部の接合は、少なくとも前記車両左右方向に沿うとともに車両前後方向の後側に配置される一つの壁部の下辺と前記車両前後方向に沿う二つの壁部の各下辺とされており、前記車両左右方向に沿う二つの壁部のうちの少なくともいずれか一方には、水抜き路が設けられている、構成とすることができる。

この構成によれば、仮に前記四角筒形状の取付部の内部空間に水または泥水等の水分が入ったとしても、当該水分が前記水抜き路から前記内部空間の外へ排出されることになる等、排水性が向上する。これにより、前記取付部ならびにその接合部位の防錆性が向上することになる。

また、上記フロントロアアームは、前記インナピボットを有するロアアーム本体と、このロアアーム本体の車両左右方向外端に溶接により結合されかつ前記ボールジョイントが取り付けられるボールジョイントブラケットと、を備え、前記ロアアーム本体は、上板部材と下板部材とを組み合わせることによりボックス形状に形成されかつ車両左右方向の外側が開口とされており、前記ボールジョイントブラケットは、鍛造品とされ、その車両左右方向の内端部が前記ロアアーム本体の開口内に嵌入される外形形状に形成されており、前記ロアアーム本体と前記ボールジョイントブラケットとの溶接部分は、前記ロアアーム本体の開口内に前記ボールジョイントブラケットの内端部を嵌入させた状態で当該内端部の外周が前記開口の端面に溶接される形態とされている、構成とすることができる。

この構成によれば、前記ロアアーム本体が軽量でありながら十分な剛性が確保されることになり、また、前記ボールジョイントブラケットが高剛性の鍛造品とされることに加えて、前記溶接部分の総長さが可及的に長くなるために、当該溶接部分の耐剥離性が向上することになる。

本発明によれば、フロントロアアームによるショックアブソーバの支持剛性を可及的に向上することが可能になる。また、本発明によれば、ショックアブソーバの取付部ならびにその接合部位の防錆性が向上することになる。

本発明に係るフロントロアアームの一実施形態を示す平面図である。 図１のフロントロアアームの分解斜視図である。 図１の（３）−（３）線断面の矢視図である。 図１の（４）−（４）線断面の矢視図である。 図１においてショックアブソーバブラケットの後壁部を見た図である。 図１から図５に示すフロントロアアームを備えたフロントサスペンション装置を車両の前方から見た図である。 図６を車両外側から見た図で、ディスクブレーキおよびナックルを省略して示している。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

本発明に係る車両は、車両左右方向（車幅方向ともいう）の両側に車両前後方向（車長さ方向ともいう）に延在するように設けられる左右のサイドレール、左右のフロントサスペンション装置、キャビン（客室構成部材）等を少なくとも有する構成を前提としたものである。

図１から図７に示す本発明の一実施形態では、車両の右側前方のみを示している。つまり、車両の左側前方の構成については、図示していないが、車両の右側前方の構成と基本的に同様になっているものとする。

図６および図７において、符号２は右側のフロントサスペンション装置、３は右側のサイドレールである。

右側のサイドレール３と不図示の左側のサイドレールとには、車両左右方向に沿う前後二つのクロスメンバ５，６（図７参照）が車両前後方向に平行に離隔して架設されている。

フロントサスペンション装置２は、図６および図７に示すように、ハイマウントアッパアームタイプのダブルウィッシュボーン構造とされており、フロントロアアーム２０、フロントアッパアーム３０、ナックル４０、ショックアブソーバ５０等を備えている。

フロントロアアーム２０は、サイドレール３の外面に車両左右方向の外向きに張り出すような片持ち梁状に傾動自在に支持されるものであって、図１および図２に示すように、ロアアーム本体２１と、前後二つのインナピボット２２，２３と、ボールジョイントブラケット２４と、を有している。

ロアアーム本体２１は、図１に示すように、平面視でサイドレール３側から車両左右方向の外向きに漸次幅狭になる三角形のような形状に形成されている。

前後二つのインナピボット２２，２３は、円筒形に形成されており、それぞれロアアーム本体２１の車両左右方向内側で二股に分岐する部分に溶接されている。

フロントインナピボット２２は、サイドレール３に固定されているフロントクロスメンバ５にブッシュ２２ａおよび不図示の支持ピンを介して支持される。また、リアインナピボット２３は、サイドレール３に固定されているリアクロスメンバ６にブッシュ２３ａおよび不図示の支持ピンを介して支持されている。

このように、この実施形態では、フロントインナピボット２２がサイドレール３にフロントクロスメンバ５を介して間接的に支持されており、また、リアインナピボット２３がサイドレール３にリアクロスメンバ６を介して間接的に支持されている。

ボールジョイントブラケット２４は、ロアアーム本体２１に溶接される高強度な鍛造品からなり、ボールジョイント２５が取り付けられている。このボールジョイント２５にはナックル４０の下側連結部４１が連結されている。

フロントアッパアーム３０は、サイドレール３に固定されるタワー部７に車両左右方向の外向きに張り出すような片持ち梁状に傾動自在に支持されるものであって、アッパアーム本体３１と、前後二つのインナピボット３２，３３と、ボールジョイント取付部３４と、を有している。

アッパアーム本体３１は、平面視でＵ字形のワンピース構造とされている。前後二つのインナピボット３２，３３は、円筒形に形成されており、それぞれアッパアーム本体３１の車両左右方向内側で二股に分岐する部分に一体に形成されている。

フロントインナピボット３２およびリアインナピボット３３は、図６に示すように、それぞれタワー部７に不図示のブッシュおよび支持ピンを介して支持されている。

ボールジョイント取付部３４は、アッパアーム本体３１に形成される貫通孔からなり、ボールジョイント３５が取り付けられている。このボールジョイント３５には、ナックル４０の上側連結部４２が連結されている。

ナックル４０は、フロントディスクブレーキ８および前輪１が取り付けられるハブ９を回転自在に支持するものであって、フロントロアアーム２０のボールジョイントブラケット２４が連結される下側連結部４１と、フロントアッパアーム３０のボールジョイント３５が連結される上側連結部４２と、を有している。

なお、ナックル４０には、ハンドル操作に応じて作動するパワーステアリング装置１０がタイロッド１１を介して連結されている。また、スタビライザ１２の一端（図では右端）のスタビライザリンク１３は、フロントロアアーム２０の支軸部材６０に取り付けられている。

支軸部材６０は、ボールジョイントブラケット２４よりも車両前後方向の前側に前向きに突出するように設けられている。

この支軸部材６０の軸方向途中には、径方向外向きに突出する突条部６１が設けられている。この支軸部材６０において突条部６１よりも軸方向一端側の外周面にはスプライン歯６２が形成されており、また、支軸部材６０において前記突条部６１よりも軸方向他端側の内部には雌ねじ孔６３が設けられている。

ショックアブソーバ５０は、上端がタワー部７に支持されていて、その下端がフロントロアアーム２０の下記するショックアブソーバブラケット１５（特許請求の範囲の取付部に相当）に支持されている。

このショックアブソーバ５０の下端には円筒部５１が設けられており、この円筒部５１の内径側には、ブッシュ５２を介して円筒形のカラー５３が取り付けられている。

そして、ショックアブソーバ５０の円筒部５１がフロントロアアーム２０のショックアブソーバブラケット１５にボルト１６およびナット１７を介して支持されるようになっている。

ショックアブソーバブラケット１５は、フロントロアアーム２０のロアアーム本体２１において車両前後方向前側の上角部において車両左右方向の中間（支軸部材６０よりも車両左右方向の内側）に取り付けられている。

このショックアブソーバブラケット１５は、四角筒形状に形成されており、その対向する二つの壁部１５ａ，１５ｂが車両左右方向に沿うように配置されかつ残りの対向する二つの壁部１５ｃ，１５ｄが車両前後方向に沿うように配置されている。

なお、以下では、前記車両左右方向に沿う二つの壁部のうち車両前後方向の前側に配置される一つの壁部１５ａを「前壁部」と言い、後側に配置される一つの壁部１５ｂを「後壁部」と言うことにする。また、前記車両前後方向に沿う二つの壁部のうち車両左右方向の外側に配置される一つの壁部１５ｃを「外側壁部」と言い、内側に配置される一つの壁部１５ｄを「内側壁部」と言うことにする。

このショックアブソーバブラケット１５の下側開口端がロアアーム本体２１に溶接等により接合されている。

具体的に、後壁部の１５ｂの下辺と外側壁部１５ｃおよび内側壁部１５ｄの各下辺とがロアアーム本体２１において車両前後方向前側の上角部に接合されている。

ところで、ショックアブソーバブラケット１５の前壁部１５ａは、図１および図４に示すように、ロアアーム本体２１において車両前後方向前側の上角部よりも前側に飛び出した状態で配置されることにより、前壁部１５ａの内面がロアアーム本体２１において車両前後方向前側の上角部から離隔された状態になっていて、前壁部１５ａがロアアーム本体２１に接合されていない状態になっている。

この離隔された部分を離隔部１８と言うことにする。また、後壁部１５ｂの下側には、図５に示すように、切り欠き１９が設けられている。前記した離隔部１８および切り欠き１９が、特許請求の範囲に記載の水抜き路となる。

そして、上記四角筒形状のショックアブソーバブラケット１５の内部空間は、ショックアブソーバ５０の下端の円筒部５１が嵌入可能となるような大きさに形成されている。

また、ショックアブソーバブラケット１５の前壁部１５ａおよび後壁部１５ｂには、前記ボルト１６が挿通される貫通孔１５ｅが設けられている。

次に、フロントロアアーム２０のロアアーム本体２１とボールジョイントブラケット２４との接合形態を詳細に説明する。

ロアアーム本体２１は、軽量でありながら要求される強度を確保するために、図２および図３に示すように、プレス加工された金属製の上板部材２１ａと下板部材２１ｂとを組み合わせることによりボックス形状に形成されている。

このロアアーム本体２１の車両左右方向の外側は開放されている。この外側の開放部分を、以下において外側開口と言う。

ボールジョイントブラケット２４は、高剛性の鍛造品とされており、その車両左右方向の内端部２４ａがロアアーム本体２１の前記外側開口内に嵌入された状態で溶接により固定されている。

具体的に、図４に示すように、ボールジョイントブラケット２４の車両左右方向の内端部２４ａは、ロアアーム本体２１の前記外側開口内に嵌入される外形形状に形成されており、ボールジョイントブラケット２４の車両前後方向の前側には、メススプライン孔２４ｂが設けられている。

前記したロアアーム本体２１とボールジョイントブラケット２４との溶接部分２６は、ロアアーム本体２１の外側開口内にボールジョイントブラケット２４の内端部２４ａを嵌入させた状態で当該内端部２４ａの外周が前記外側開口の端面に溶接される形態とされている。

この溶接部分２６は、図１に示すように、平面視で当該溶接部分２６の車両前後方向前側から後側へ向けて車両左右方向外側へ傾斜されている。

次に、ボールジョイントブラケット２４に対する支軸部材６０の取り付け形態を詳細に説明する。

まず、図４に示すように、支軸部材６０の軸方向一端側のスプライン歯６２をボールジョイントブラケット２４のメススプライン孔２４ｂにスプライン嵌合させる。この状態において、支軸部材６０の突条部６１とボールジョイントブラケット２４のメススプライン孔２４ｂの開口端との当接部分を溶接する。

そして、スタビライザリンク１３の下端の円筒部１３ａのカラー１３ｃを支軸部材６０に嵌合し、支軸部材６０の雌ねじ孔６３にボルト６４を螺合装着することによって、スタビライザリンク１３の下端が支軸部材６０に固定されるようになっている。

このようにしてボールジョイントブラケット２４に支軸部材６０を取り付けると、当該支軸部材６０の中心軸線の延長線が前記傾斜している溶接部分２６に対して交差するように配置されている（図１参照）。

この支軸部材６０にスタビライザリンク１３を取り付けるには、スタビライザリンク１３の円筒部１３ａを支軸部材６０に嵌め合わせ、この支軸部材６０の雌ねじ孔６３にボルト６４を螺合装着すればよい。

次に、ショックアブソーバブラケット１５にショックアブソーバ５０の下端を取り付けるには、図３に示すように、ショックアブソーバ５０の円筒部５１をショックアブソーバブラケット１５の前壁部１５ａと後壁部１５ｂとの対向間に挿入し、円筒部５１の中心孔と前壁部１５ａおよび後壁部１５ｂの各貫通孔１５ｅにボルト１６を挿入し、このボルト１６のねじ軸部先端にナット１７を螺合装着すればよい。

なお、ボルト１６の螺合量によってカラー５３を軸方向に圧縮変形させてブッシュ５２を径方向に膨張させることにより、ショックアブソーバ５０の円筒部５１とショックアブソーバブラケット１５の前壁部１５ａおよび後壁部１５ｂとの間の隙間を無くすことができる。

以上説明したように、本発明に係る実施形態によれば、フロントロアアーム２０において上面または側面に比べて剛性が高い上角部にショックアブソーバブラケット１５を接合しているから、当該ショックアブソーバブラケット１５ならびに当該ショックアブソーバブラケット１５の被接合部位（前記上角部）の耐荷重性がフロントロアアーム２０の上面または側面にショックアブソーバブラケット１５を接合する場合に比べて向上する。

これにより、ショックアブソーバ５０の上下動に伴う繰り返し荷重がショックアブソーバブラケット１５に入力されるものの、当該ショックアブソーバブラケット１５ならびに当該ショックアブソーバブラケット１５の被接合部位（前記上角部）の変形や破損が抑制または防止される等、フロントロアアーム２０によるショックアブソーバ５０の支持剛性が向上することになる。

しかも、仮に前記四角筒形状のショックアブソーバブラケット１５の内部空間に水または泥水等の水分が入ったとしても、当該水分が前記水抜き用の離隔部１８および切り欠き１９から前記内部空間の外へ排出されることになる等、排水性が向上する。これにより、ショックアブソーバブラケット１５やその接合部位に錆が発生することを防止することが可能になる等、防錆性が向上するので、ショックアブソーバブラケット１５の耐荷重性を長期にわたって維持できるようになる。

また、上記実施形態によれば、ロアアーム本体２１をプレス加工された金属製の上板部材２１ａと下板部材２１ｂとを組み合わせてボックス形状に形成しているから、ロアアーム本体２１が軽量でありながら十分な剛性が確保されることになり、また、ボールジョイントブラケット２４を高剛性の鍛造品としていることに加えて、ロアアーム本体２１に対するボールジョイントブラケット２４の溶接部分の総長さを可及的に長くしているから、当該溶接部分の耐剥離性が向上することになる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）上記実施形態では、ショックアブソーバブラケット１５に水抜き用の離隔部１８および切り欠き１９を設置した例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。

例えば、図示していないが、水抜き用の離隔部１８および切り欠き１９を設けていない構造、ならびに上記実施形態において水抜き用の離隔部１８および切り欠き１９のうちのいずれか一方のみを設けた構造も本発明に含まれる。

（２）上記実施形態では、フロントロアアーム２０のロアアーム本体２１を上板部材２１ａと下板部材２１ｂとを組み合わせた構造とした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。例えば図示していないが、ロアアーム本体２１をワンピース構造としたものも本発明に含まれる。

（３）上記実施形態では、フロントロアアーム２０をサイドレール３にフロントクロスメンバ５およびリアクロスメンバ６を介して間接的に支持させるようにした構成を例に挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。

例えば図示していないが、フロントロアアーム２０をサイドレール３に直接的に支持させるような構成にしたものも本発明に含まれる。

本発明は、フロントロアアームに好適に利用することが可能である。

１３ スタビライザリンク
１３ａ 円筒部
１３ｂ ブッシュ
１３ｃ カラー
１５ ショックアブソーバブラケット（取付部に相当）
１５ａ 前壁部
１５ｂ 後壁部
１５ｃ 外側壁部
１５ｄ 内側壁部
１５ｅ 貫通孔
１６ ボルト
１７ ナット
１８ 離隔部
１９ 切り欠き
２０ フロントロアアーム
２１ ロアアーム本体
２１ａ 上板部材
２１ｂ 下板部材
２２ フロントインナピボット
２３ リアインナピボット
２４ ボールジョイントブラケット
２５ ボールジョイント
２６ 溶接部分
４０ ナックル
４１ 下側連結部
４２ 上側連結部
５０ ショックアブソーバ
５１ 円筒部
５２ ブッシュ
５３ カラー

Claims (3)

1. 車両左右方向の両側に車両前後方向に延在するように設けられるサイドレールの外面に片持ち梁状に傾動自在に支持されるフロントロアアームにおいて、
   車両左右方向内端には、前記サイドレールに支持されるインナピボットが設けられており、
   車両左右方向外端には、ナックル連結用のボールジョイントが取り付けられており、
   車両前後方向前側の上角部において車両左右方向の中間には、ショックアブソーバの下端が取り付けられる取付部が接合されている、ことを特徴とするフロントロアアーム。
2. 請求項１に記載のフロントロアアームにおいて、
   前記取付部は、四角筒形状に形成されており、その対向する二つの壁部が車両左右方向に沿うように配置されかつ残りの対向する二つの壁部が車両前後方向に沿うように配置されており、
   前記取付部の接合は、少なくとも前記車両左右方向に沿うとともに車両前後方向の後側に配置される一つの壁部の下辺と前記車両前後方向に沿う二つの壁部の各下辺とされており、
   前記車両左右方向に沿う二つの壁部のうちの少なくともいずれか一方には、水抜き路が設けられている、ことを特徴とするフロントロアアーム。
3. 請求項１または２に記載のフロントロアアームは、
   前記インナピボットを有するロアアーム本体と、このロアアーム本体の車両左右方向外端に溶接により結合されかつ前記ボールジョイントが取り付けられるボールジョイントブラケットと、を備え、
   前記ロアアーム本体は、上板部材と下板部材とを組み合わせることによりボックス形状に形成されかつ車両左右方向の外側が開口とされており、
   前記ボールジョイントブラケットは、鍛造品とされ、その車両左右方向の内端部が前記ロアアーム本体の開口内に嵌入される外形形状に形成されており、
   前記ロアアーム本体と前記ボールジョイントブラケットとの溶接部分は、前記ロアアーム本体の開口内に前記ボールジョイントブラケットの内端部を嵌入させた状態で当該内端部の外周が前記開口の端面に溶接される形態とされている、ことを特徴とするフロントロアアーム。

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