JP2022162568A - サスペンションアーム - Google Patents

Abstract

【課題】腕部が開断面を有する形状であるが、優れた剛性と強度とを備えるサスペンションアームを提供する。【解決手段】車体に対する取付部と車輪の支持部材との間に延在する腕部とを備えるサスペンションアームであり、腕部は、底面側が解放された開断面を有する板状の部材であり、車幅方向の外側に配される第１凸部と、車幅方向の内側に配される第１平坦部と、第１凸部及び第１平坦部の間に隣接した凹部とを幅方向に設けた第１断面を車輪の支持部材の取付部寄りに備え、車幅方向の外側に配される第２凸部と、第２凸部に比して窪んだ形状であり幅方向に隣接して車幅方向の内側に配される第２平坦部とを幅方向に設けた第２断面を、車体に対する取付部寄りに備え、第１断面と第２断面は、腕部の幅方向に延在し、第１凸部と第２凸部とは腕部の延在方向に連続する突条を構成し、第１平坦部と第２平坦部とは連続する平坦面を構成し、凹部は、凹穴を構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用のサスペンションアームに関する。

特許文献１に記載されているように、車体に対する取付部と、車輪の支持部材の取付部と、腕部とを有するサスペンションアームが知られている。特許文献１のサスペンションアームは、腕部は、板状の第１のアーム部材と、板状の第２のアーム部材とを溶接により接合したものであり、閉断面からなる中空形状を有する。

また、特許文献２に記載されているように、車体に対する取付部と、車輪の支持部材の取付部と、腕部とを有するサスペンションアームにおいて、腕部を開断面の板状の部材で構成したサスペンションアームも知られている。

特許第４０３８８９０号公報 特開２０２０－１７９７５４号公報

特許文献１に係るサスペンションアームは、腕部の内側と外側にそれぞれ凸部を備えており、両凸部の間に凹部を備えており、腕部の底部分は第２のアーム部材によって閉じた形状となっている。このサスペンションアームは、底部分が閉じた形状を備えるため、高い剛性を発揮すると思われる。しかしながら、底部分が閉じた形状を備えているため、その製造工程が煩雑になりやすく、サスペンションアームの重量が大きくなりやすい。

特許文献２に係るサスペンションアームは、腕部の底部分が開いた形状となっている。このため、重量が小さい点で優れている。しかしながら、特許文献２のサスペンションアームは、車輪に対して後方に向けて大きな荷重が入力されると、サスペンションアームが斜め前方に傾くように変形するように設計されており、サスペンションアームに荷重が入力された際に、サスペンションアームの変形や破損が生じにくくするために、サスペンションアームの剛性や強度を向上させるものではなかった。

本発明は、腕部が開断面を有する形状としながらも、優れた剛性と強度とを備えるサスペンションアームを提供することを目的とする。

車両の進行方向の前後方向に離隔して車幅方向の内側に設けられる一対の車体に対する取付部と、車幅方向の外側に設けられる車輪の支持部材の取付部と、前記車体に対する取付部と前記車輪の支持部材との間に延在する腕部とを備えるサスペンションアームであり、前記腕部は、底面側が解放された開断面を有する板状の部材であり、前記腕部は、車幅方向の外側に配される第１凸部と、車幅方向の内側に配される第１平坦部と、前記第１凸部及び前記第１平坦部の間に隣接して設けられており前記第１凸部及び前記第１平坦部に比して窪んだ形状である凹部とを前記腕部の幅方向に設けた第１断面を、前記車輪の支持部材の取付部寄りに備える形状であり、前記腕部は、車幅方向の外側に配される第２凸部と、前記第２凸部に比して窪んだ形状であり前記第２凸部に対し前記腕部の幅方向に隣接して車幅方向の内側に配される第２平坦部とを前記腕部の幅方向に設けた第２断面を、前記車体に対する取付部寄りに備える形状であり、前記第１断面と前記第２断面とは、それぞれ前記腕部の幅方向に延在する断面であり、前記第１凸部と前記第２凸部とは前記腕部の延在方向に連続する突条を構成し、前記第１平坦部と前記第２平坦部とは連続する平坦面を構成し、前記凹部は、前記平坦面に比して、窪んだ凹穴を構成するサスペンションアームにより、上記の課題を解決する。

上記のサスペンションアームは開断面を備えており、軽量であるという特性と、優れた剛性及び強度とを備える。このため、車両の軽量化に寄与する一方で、車輪から入力される荷重によって、サスペンションアームが変形してアライメント特性に過度の乱れが生じたり、サスペンションアームが破損したりすることを防止することができる。

上記のサスペンションアームにおいて、前記第１平坦部又は前記第２平坦部には補強材を固定してもよい。これにより、サスペンションアームの剛性、強度をさらに向上させることができる。

上記のサスペンションアームにおいて、前記腕部は、第１腕部と第２腕部とを含み、前記車輪の支持部材の取付部は、前記第１腕部及び前記第２腕部のうちの一方に寄った位置に設けられており、前記突条と前記凹穴とは、前記一方の腕部に設けられる構成とすることができる。車輪の支持部材がサスペンションアームの中ほどに設けられるのではなく、偏った位置に設けられる場合は、車輪の支持部材から入力される荷重が偏って作用する。そのような場合は、前記一方の腕部に前記突条と前記凹穴を設けることにより、偏荷重に対してサスペンションアームを効果的に補強することができる。

上記のサスペンションアームにおいて、前記突条と前記凹穴とは、サスペンションアームの湾曲部分に設けることができる。サスペンションアームの湾曲部には、車輪の支持部材から入力される荷重が集中しやすい。湾曲部に前記突条と前記凹穴を設けることにより、サスペンションアームを効果的に補強することができる。

本発明によれば、腕部が開断面を有する形状としながらも、優れた剛性と強度とを備えるサスペンションアームを提供することができる。

第１実施形態に係るサスペンションアームの平面図である。 図１のサスペンションアームを平面側から見た斜視図である。 図１のサスペンションアームを底面側から見た斜視図である。 図１のＡＡ部における断面図（第１断面）である。 図１のＢＢ部における断面図（第２断面）である。 図１のＣＣ部における断面図である。 第２実施形態に係るサスペンションアームの平面図である。 図７のＤＤ部における断面図（第１断面）である。 図７のＥＥ部における断面図（第２断面）である。 サスペンションアームの適用例を示す模式図である。

以下、本発明のサスペンションアームの実施形態について説明する。以下に示す各実施形態と使用例は、限られたに過ぎず、本発明の技術的範囲は例示した実施形態に限定されるものではない。

［第１実施形態］

図１ないし図６に、第１実施形態に係るサスペンションアーム１ａを示す。本実施形態のサスペンションアーム１ａは、図１ないし図６に示すように、車幅方向の内側に車両の進行方向の前後方向に離隔して設けられる一対の車体に対する取付部１１と、車幅方向の外側に設けられる車輪の支持部材９３の取付部１２と、前記車体に対する取付部１１と前記車輪の支持部材９３の取付部１２との間に延在する腕部１３とを備える。

前記腕部１３は、図３ないし図６に示したように、底面側が解放された開断面を有する板状の部材である。前記腕部１３は、図４に示したように、車幅方向の外側に配される第１凸部２１と、車幅方向の内側に配される第１平坦部２２と、前記第１凸部２１と前記第１平坦部２２との間に配されており前記第１凸部２１及び前記第１平坦部２２に比して窪んだ形状である凹部２３とを有する第１断面を、前記車輪の支持部材の取付部１２に寄った部分に備える形状である。外側、内側とは、車幅方向の外側と内側を基準とする。図１に示したように、前記腕部１３は湾曲した略Ｕ字状の形状となっているため、車体に対する取付部１１に寄るにつれて、前記外側は車両の進行方向に対して後側となり、前記内側は車両の進行方向に対して前側となるように変化する。車幅方向の外側という場合は、車両の進行方向の後側も含む。車幅方向の内側という場合は、車両の進行方向の前側も含む。前記腕部１３は、図５に示したように、車幅方向の外側に配される第２凸部３１と、前記第２凸部３１に比して窪んだ形状であり、車幅方向の内側に配される第２平坦部３２とを有する第２断面を、前記車体に対する取付部１１に寄った部分に備える形状である。図４及び図５に示したように、前記第１断面及び前記第２断面においては、底面側が共に解放された形状とされている。前記第１断面と前記第２断面とは、それぞれ前記腕部１３の幅方向に延在する断面であり、腕部１３の延在する方向に連続するように設けられている。前記第１断面は、図４のＡＡ部における断面にあたる。前記第２断面は、図５のＢＢ部における断面にあたる。

本実施形態のサスペンションアーム１ａは、前記第１断面においては、前記第１凸部２１と、前記凹部２３と、前記第１平坦部２２とが、腕部の幅方向に連続する形状を有する。前記第１凸部２１と前記凹部２３との間には、下り勾配の傾斜部２４が設けられる。また、前記第１平坦部２２と前記凹部２３との間には、下り勾配の傾斜部２４が設けられる。

本実施形態のサスペンションアーム１ａでは、前記第１凸部２１と前記第２凸部３１とは、腕部１３の延在方向に連続し、車体の上側に突出した幅のある突条を構成する。前記凹部２３は、図２に示したように、前記第１凸部２１及び前記第１平坦部２２に比して窪んでおり、傾斜部２４に周囲を囲まれている。前記凹部２３により凹穴が構成される。前記第２平坦部３２は、第２凸部３１及び第１凸部２１に比して窪んでおり、前記傾斜部２４の縁部と前記第１平坦部２２と連続する。前記第１平坦部２２と前記第２平坦部３２とは、平坦な連続面として構成される。前記凹部２３は、傾斜部２４により、平坦面に比して、窪んだ形状とされている。

本実施形態のサスペンションアーム１ａは、前記第２断面においては、前記第２凸部３１と、前記第２平坦部３２とが、腕部１３の幅方向に連続する形状を有する。前記第２凸部３１と前記第２平坦部３２との間には、下り勾配の傾斜部が設けられる。

本実施形態のサスペンションアーム１ａは、図１０に示したように、ダブルウィッシュボーン式のサスペンション装置９を構成するアッパーアーム９１として用いられる。図１０に示したサスペンション装置９は、アッパーアーム９１と、ロアアーム９２と、アッパーアーム９１及びロアアーム９２のそれぞれの車幅方向における外側に配される取付部１２に固定される車輪の支持部材９３とを有する。ロアアーム９２には、ブラケット９２１を介して、コイルスプリング９２４を取り付けたショックアブソーバー９２３の端部が揺動可能な状態で固定される。

アッパーアーム９１及びロアアーム９２のそれぞれの車幅方向における内側の部分には、車体に対する取付部１１が固定されている。図１０の例では、車体に対する取付部１１は、円筒状の管で構成される。管の内部には、ゴムブッシュが取り付けられる。車体に対する取付部１１の構成はこれに限定されず、その他の構成にしてもよい。

図１０の例では、車輪の支持部材９３は、ハブを備えるナックルと、ナックルをサスペンションアーム１ａに対して変位可能な状態で支持するボールジョイント及びカップとで構成される。アッパーアーム９１及びロアアーム９２の車幅方向における外側部分に配される取付部１２には、ボールジョイントのカップが固定されており、カップに摺動可能な状態で嵌められたボールジョイントの先端部は、ナックルに固定される。図２に示したように、本実施形態のサスペンションアーム１においては、取付部１２は、サスペンションアーム１を上下方向に貫通する孔から構成される。車輪の支持部材の取付部の構成は、これに限定されず、例えば、溶接、螺子留めなど、車輪の支持部材を取り付けるのに適した構造であればよい。車輪の支持部材は、一部材から構成されるものに限定されず、複数の部材から構成されるものであってもよい。

図１０の例では、例えば、車輪から荷重が入力されると、車体に対する取付部１１を軸として、車輪の支持部材と、ロアアーム９２と、アッパーアーム９１とが一体に上下に揺動する。このとき、サスペンションアーム１ａに、負荷がかかる。サスペンションアーム１ａの剛性や強度が不十分であると、サスペンションアーム１ａが変形してアライメントが狂ったり、サスペンションアーム１ａが破損したりする原因となる。

本実施形態のサスペンションアーム１ａは、腕部１３において応力が集中しやすい部分に、前記凹穴、前記突条及び前記平坦部を構成する前記第１断面と前記第２断面とが連続するように設けられている。応力が集中しやすい部分の断面形状を複雑化することによって、図３に示したように、腕部１３の底面が閉じておらず、底面が開いた断面形状が腕部１３の一端部から他端部に連続する形状を有するにもかかわらず、腕部１３が高い剛性と強度とを発揮する。しかも、腕部１３の底面は、開いているため、サスペンションアーム１ａの重量は、腕部の底面が閉じた形状を有するサスペンションアームに比して小さくなる。

本実施形態のサスペンションアーム１ａにおいては、腕部１３は、車輪の支持部材の取付部１２から、第１腕部１３１と、第２腕部１３２とが、湾曲しながら車体に対する取付部１１へと延在する形状を有する。第１腕部１３１の一端部又は第２腕部１３２の一端部と車体に対する取付部１１とは、溶接により、連結されている。第１腕部１３１の他端部と第２腕部１３２の他端部とは、車輪の支持部材９３の取付部１２において、連続する形状である。

本実施形態のサスペンションアーム１ａにおいては、車輪の支持部材９３の取付部１２は、第１腕部１３１に寄った位置に設けられる。これにより、第１腕部１３１の長さは、第２腕部１３２の長さに比して、短く構成される。サスペンションアーム１ａにおいては、車輪から入力される荷重が、第１腕部１３１が湾曲する部分に集中しやすい。補強のために、本実施形態のサスペンションアーム１ａにおいては、第１腕部１３１の湾曲部を、前記凹部、前記突条、及び前記平坦部を形成する前記第１断面と前記第２断面とが連続する断面形状としている。

本実施形態のサスペンションアーム１ａにおいては、第２腕部１３２には、第１腕部１３１に比して、小さい荷重が作用する。このため、第２腕部１３２は、図６に示したように、腕部の両端部に配される第４凸部４１及び第５凸部４２と第４凸部又は第５凸部に比して窪んだ形状であり、第４凸部４１及び第５凸部４２の間に隣接して配される第２凹部４３とを有する断面を第２腕部１３２が湾曲する部分に備えており、当該断面が第２腕部１３２の延在方向に連続する形状を有する。

第１腕部又は第２腕部は、車体の上方となる平面側と側面側とが鋼材などの構成材で閉じられており、少なくとも底面側の一部分が開いた断面形状となるようにすればよい。本実施形態のサスペンションアーム１ａでは、図３に示したように、第１腕部１３１又は第２腕部１３２は、平面側の板材と平面側の板材の両端部から下方に伸びる側面側の板材とを備えており、底面側が解放された断面形状が、腕部の延在方向に連続する形状を有する。図３におけるＦ部のように、一方の側面側の板材の端部又は他方の側面側の板材から内側に延びる板材を備えており、両板材は底面側において接合せず、底面の一部が解放された形状にしてもよい。

本実施形態のサスペンションアーム１では、図４に示したように、前記第１断面の前記第１平坦部２２及び前記第２断面の前記第２平坦部３２に補強材２が固定されている。補強材２は、平面側の板材と、平面側の板材の端部から下方に延びる側面側の板材とを有しており、サスペンションアーム１の形状に沿う形状を有する。補強材２の平面側の板材が第１平坦部２２及び第２平坦部３２を構成する平面側の板材に当接し、補強材２の側面側の板材が第１平坦部２２及び第２平坦部３２の端部から下方に延びる側面側の板材に当接するように、溶接により固定される。前記補強材２によって、サスペンションアーム１は、車輪から入力される荷重に対して、より高い剛性と強度を発揮する。

［第２実施形態］
図７ないし図９に第２実施形態のサスペンションアーム１ｂを示す。サスペンションアーム１ｂの基本的な構成は、第１実施形態のサスペンションアーム１ａと同様である。第２実施形態のサスペンションアーム１ｂにおける第１腕部１３１は前記補強材２を備えていない点で、第１実施形態のサスペンションアーム１ａとは異なる。

第２実施形態のサスペンションアーム１ｂは、前記補強材２を備えていないが、第１実施形態のサスペンションアーム１ａと同様の凹凸形状を備える第１断面と第２断面を備えており、車輪から入力される荷重に対して耐え得る強度と剛性とを備える。

上記の例では、サスペンションアームを、ダブルウィッシュボーン式の懸架装置のアッパーアームとして使用する例について説明した。前記サスペンションアームを、前記ロアアームとして使用してもよい。また、その用途は、ダブルウィッシュボーン式の懸架装置に限定されず、その他の懸架装置にも使用することができる。

前記第１断面、及び前記第２断面は、サスペンションアームにおいて、車輪から入力される荷重が集中しやすい部分に設ければよい。例えば、サスペンションアームの形状が、車輪の支持部材の取付部が車両の進行方向の中ほどに設けられ、第１腕部の長さと第２腕部の長さとが同じである形状である場合には、第１腕部の湾曲部と第２腕部の湾曲部の両方に、第１断面と第２断面とからなる形状を適用してもよい。

前記凹部２３から構成される凹穴には、貫通孔を設けることにより、凹状の孔にしてもよい。

１ａ サスペンションアーム
１１ 車体に対する取付部
１２ 車輪の支持部材の取付部
１３ 腕部
２１ 第１凸部
２２ 第１平坦部
２３ 凹部
３１ 第２凸部
３２ 第２平坦部
２ 補強材
１３１ 第１腕部
１３２ 第２腕部
１ｂ サスペンションアーム

Claims (4)

1. 車両の進行方向の前後方向に離隔して車幅方向の内側に設けられる一対の車体に対する取付部と、
   車幅方向の外側に設けられる車輪の支持部材の取付部と、
   前記車体に対する取付部と前記車輪の支持部材との間に延在する腕部とを備えるサスペンションアームであり、
   前記腕部は、底面側が解放された開断面を有する板状の部材であり、
   前記腕部は、車幅方向の外側に配される第１凸部と、車幅方向の内側に配される第１平坦部と、前記第１凸部及び前記第１平坦部の間に隣接して設けられており前記第１凸部及び前記第１平坦部に比して窪んだ形状である凹部とを前記腕部の幅方向に設けた第１断面を、前記車輪の支持部材の取付部寄りに備える形状であり、
   前記腕部は、車幅方向の外側に配される第２凸部と、前記第２凸部に比して窪んだ形状であり前記第２凸部に対し前記腕部の幅方向に隣接して車幅方向の内側に配される第２平坦部とを前記腕部の幅方向に設けた第２断面を、前記車体に対する取付部寄りに備える形状であり、
   前記第１断面と前記第２断面とは、それぞれ前記腕部の幅方向に延在する断面であり、
   前記第１凸部と前記第２凸部とは前記腕部の延在方向に連続する突条を構成し、
   前記第１平坦部と前記第２平坦部とは連続する平坦面を構成し、
   前記凹部は、前記平坦面に比して、窪んだ凹穴を構成するサスペンションアーム。
2. 前記第１平坦部又は前記第２平坦部に補強材が固定された請求項１に記載のサスペンションアーム。
3. 前記腕部は、第１腕部と第２腕部とを含み、
   前記車輪の支持部材の取付部は、前記第１腕部及び前記第２腕部のうちの一方に寄った位置に設けられており、
   前記突条と前記凹穴とは、前記一方の腕部に設けられる請求項１又は２に記載のサスペンションアーム。
4. 前記突条と前記凹穴とは、サスペンションアームの湾曲部分に設けられる請求項１ないし３のいずれかに記載のサスペンションアーム。

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