JP3654031B2 - サスペンションアーム構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のサスペンション装置で用いられるサスペンションアーム構造、特に、アーム本体の最大上方変位位置を規制するバンプストッパを設けたサスペンションアーム構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両のサスペンション装置は車体に対して車輪を上下動可能に連結するリンク機構と、車輪を介し入力した路面反力の変動成分を吸収するばねやショックアブソーバから成る衝撃吸収機構とを備え、これらの働きにより操向時の車輪を適正な整列状態に保持すると共に車体側の乗員が受ける衝撃を低減し、居住性を向上させている。
このようなサスペンション装置のリンク機構は各種のサスペンションアームを備え、これらサスペンションアームは車輪側からの路面反力を車体側のアーム取付部に伝達する上で十分な強度を要求され、しかも軽量化を図ることが望ましいことより、鍛造に代え板金製のものが多く採用されている。更に、この種の板金製のサスペンションアームはその揺動端がボールジョイントを介しナックルに連結され、しかも、アーム本体の中間部にはバンプストッパあるいは同バンプストッパが当接する回動規制部のいずれかが形成される。これらは揺動時に車体に当接することで、車輪側と共に揺動するサスペンションアームの揺動端部の最大上方変位位置を規制するようにしている。
【0003】
ところで、サスペンションアームが板金構造を採った場合、その揺動端の強度確保や、バンプストッパの取付部あるいは同バンプストッパが当接する回動規制部のいずれかが形成される部位の強度確保を図ることが耐久性確保の上で必要となる。たとえば、サスペンションアームがハット型断面の板金構造を採っているものでは、そのハット型断面の揺動端に補強部材を重ねて溶接して同部の剛性確保を図り、その揺動端にボールジョイント側の連結部材をボルト止めしたものが知られており、その一例が実開平1−158203号公報に開示される。更に、図6に示すように、サスペンションアーム100を閉断面の板金構造とし、そのアーム本体110の揺動端内部にボールジョイント120の連結部材130を差し込みそれらの重合部をボルト止めしたものが知られており、この場合、連結部材130が閉断面の揺動端を補強できる。
【0004】
一方、板金構造のサスペンションアームの揺動端部の最大上方変位位置を規制するにあたり、単に、アーム本体に回動規制部を膨出状にプレス成形するものが知られており、その一例が実開平1−158203号公報に開示される。更に、図6に示すように、閉断面の板金構造を採るサスペンションアーム100の場合、アーム本体110の中央にバンプストッパ140を取り付けるにあたり、そのバンプストッパ140の内部に補強ブラケット150を重ね一体化した構造を採るものがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、従来の板金製のサスペンションアームは荷重が集中し易いバンプストッパの取付部あるいは同バンプストッパが当接する回動規制部のいずれかを形成する場合、同各部を補強し耐久性を確保することがある。この場合、単に、サスペンションアームの本体に回動規制部を膨出状にプレス成形するだけでは十分な強度確保が困難である。一方、回動規制部裏側を補強ブラケット150等で補強した場合、部品数の増加やそのコスト増を招き易いという問題が生じる。
本発明の目的は、部品数やコスト増を抑えた上で、バンプストッパの取付部あるいは同バンプストッパが当接する回動規制部のいずれかの部位の強度アップを図れるサスペンションアーム構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項1の発明では、
板金製の上壁板と下壁板を重ね一体結合してなり、車体に設けたアーム取付部に基端を回動可能に結合したアーム本体を備え、同アーム本体の揺動端にボールジョイントを有し同ボールジョイントより板状に延出する連結部材を重ね合わせ締付結合し、且つ、車体に支持されたバンプストッパに当接可能な回動規制部を上壁面に形成し、上記連結部材の板状の部位は上記アーム本体の揺動端に形成された外向き開口より差し込まれ、上記アーム本体の揺動端とボルトで共締めされ、
上記連結部材には上記回動規制部の裏面に重なるように補強片部が車幅方向に延出形成されている。
この場合、アーム本体の揺動端に形成された外向き開口より差し込まれて締付結合される連結部材及び補強片部にアーム本体の揺動端を補強する部材としての機能とバンプストッパに当接可能な回動規制部の補強部材としての機能を持たせることができる。即ち、板金製の上壁板と下壁板を重ね一体結合してなるアーム本体の揺動端と締付結合された連結部材に2つの箇所の補強部材としての役割を持たせることができ、サスペンションアーム全体としての部品点数削減を図れ、軽量化を図れる。
【0009】
図1、図2には参考例としてのサスペンションアーム構造を適用したアッパアーム1を有するサスペンション装置Sを示した。
このサスペンション装置Sは四輪独立懸架方式を採り、図示しない自動車の車体側に対し後輪2をリンク機構S1及び衝撃吸収機構S2を介し連結する。ここで、車体側は車体前後方向X(図2参照)に延設される左右のサイドメンバ(左側のみ示した)3と両サイドメンバを連結する車幅方向Yに伸びるクロスメンバ4とこれらの各上部が接合固定されるフロア5(図1参照)と、サイドメンバ3とクロスメンバ4に亘り複数箇所が締付結合されるシャシメンバ14とを備える。
【0010】
衝撃吸収機構S2は後輪2より入力した路面6からの反力変動成分を吸収低減するもので、コイルばね7及びショックアブソーバ8で構成される。
リンク機構S1は後輪2を枢支するナックル9を備え、後輪2及びナックル9側を前後左右方向のズレを規制し上下動可能に5つのサスペンションアームを介し車体側に連結する。5つのサスペンションアームはロアアーム11、アッパアーム1、トーコントロールアーム12及びトレーリングアーム13から成り、これらはナックル9と車体側との間に並列的に配置される。ロアアーム11はナックル9の下端部とシャシメンバ14の下屈曲側端141とにそれぞれ図示しないゴムブッシュを介しピン結合され、アッパアーム1はナックル9の上側ボス901とシャシメンバ14の前延出部142(図2参照)の前後2か所にそれぞれ相対変位可能に連結され、トーコントロールアーム12はナックル9の前側端と前延出部142側の下向きブラケット143にそれぞれ相対変位可能に連結され、トレーリングアーム13はナックル9の上側ボス901の近傍の図示しない上前方ボスとサイドメンバ3とにそれぞれ相対変位可能に連結される。
【0011】
ロアアーム11はその揺動端の近傍にショックアブソーバ取付部112を、中央部にコイルばね7の下端を取り付けるばね受け部113をそれぞれ形成される。更に、ショックアブソーバ8はその上端をサイドメンバに一体結合された図示しないブラケットに取付られ、コイルばね7はその上端をシャシメンバ14の側端の皿状ばね受け部143に取付られている。
サスペンションアームの内で最も上方に配備されるアッパアーム1は、平面視が略二又形状を成し、シャシメンバの前延出部142に形成されたアーム取付部としての前後アームブラケット15,16にゴムブッシュ17(図4参照)を介しピン結合される。
【0012】
図3に示すように、アッパアーム1は、板金製の上壁板1aと下壁板1bとを備え、これらの周縁部を上下に屈曲した上で互いの縁部を連続して溶接し、全体として最中状に形成されている。図1乃至図4に示すように、このアッパアーム1のアーム本体は平面視が略二又形状の主部101と、主部の基端を成す筒状の前後一対の枢支端102,103と、上下に揺動可能な外向き開口m(図3参照)を有する揺動端104とを備える。
前後一対の筒状の枢支端102,103はそれぞれゴムブッシュ17を介し内筒18を支持し、内筒18内に挿通されるピンc(図2参照)を介し前後アームブラケット15,16にそれぞれピン結合される。
図3に示すボールジョイント20はそのケース201とその内部に収容した球体202と、ケース201の開口部をシールするブーツ203とから成る継手本体と、ケース201および球体202から延出する各連結部材204,205を備え、これらの金属部分は鍛造されている。なお、この鍛造に代えて、鋳造されても良い。
【0013】
ここで球体202側の一方の連結部材である軸部材205はナックル9の上側ボス901に嵌着され、ナット206(図1参照)により締付結合される。他方の板状の連結部材204は図4に示すように、ボールジョイント20のケース201の外径と同等の幅で延出する車幅方向Yで外側(図4で下側)部位に一対のボルト21の挿通穴h(図3参照)を並列的に形成され、同外側部位より先細り状に延出する車幅方向Yで内側部位に一本のボルト21の挿通穴h1を形成している。このような板状の連結部材204は揺動端104の外向き開口mより差し込み嵌着され、その揺動端104と連結部材204の重合部の内の外側(図3で左側)部位を2本の締付ボルト21で、内側部位を後述のバンプストッパ22の延出ボルト221により共締されている。
図3、図4に示すように、バンプストッパ22はゴムの略四角錐体である弾性体222と同弾性体の下部に加硫接着され延出ボルト221の一端が溶接された結合部223とを有する。バンプストッパ22はアーム本体の揺動端104と連結部材204の重合部上で締付結合された外側部位以外の部位である内側(図3で右側)部位に重ね合わされ、同部の挿通穴hに延出ボルト221を挿通し、同延出ボルト221にナットを締め付けることにより、重合部の内側部位をバンプストッパ22と共締めしている。
【0014】
図1に示すように、バンプストッパ22の上方でサイドメンバ3の外側壁と対向する部位には回動規制部としての回動規制ブラケット23が接合固定されている。この回動規制ブラケット23はアッパアーム1側のバンプストッパ22が当接可能な位置に配備される。なお、バンプストッパ22はアッパアーム1と一体の弾性体222が定常位置P1より最大変位位置P2に達した際に、バンプストッパ22の更なる上方変位を規制できる位置に形成される。
なお、本車両はそのカーゴスペースを広げた結果、サイドメンバ3及び同サイドメンバ3に支持される回動規制ブラケット23を比較的車外側に配備しており、これと対向するバンプストッパ22を比較的アッパアーム1の揺動端側近傍に配置したことより、揺動端104とボールジョイント20の連結部材204との重合部全体を比較的短くできたが、例えば、図4に2点鎖線で示すように、揺動端104よりバンプストッパ22’が比較的大きく離れた場合には連結部材204’の延出部の途中をくびれ状に形成し、軽量化を図ることが望ましい。
【0015】
上述のアッパアーム1を有するサスペンション装置Sは、車両の通常走行時に、リンク機構S1により後輪2を所定の整列状態に保持しつつ上下に作動させ、衝撃吸収機構S2により路面3から入力荷重の反力変動成分を吸収低減するように作動する。この場合、後輪2と共に揺動端を上下に揺動するアッパアーム1は最中状の板金部材であるため十分の強度を保持でき、耐久性を確保でき、しかも、ばね下加重の低減を図れる。
更に、車両が凹凸路走行中に過度な路面反力を受けた場合、アッパアーム1が大きく上方に変位し、同アッパアーム1及び弾性体222が定常位置P1より上方に大きく変位しても弾性体221が回動規制ブラケット23に当接し、最大変位位置P2に変位量を規制することができる。
【0016】
特に、アッパアーム1の揺動端104に重ね合わされ締付結合される連結部材204は十分な強度を有する鍛造部品であり、その連結部材204を延長して、車幅方向Yで外側部位(図3で左側部位)にアーム本体の揺動端104を補強する部材としての機能を持たせ、車幅方向Yで内側部位(図3で右側部位)にバンプストッパ22の取付部の補強部材としての機能を持たせることができた。このように十分な強度を有する連結部材204を有効利用し、これに2つの補強部材としての役割を持たせることができ、アッパアーム1の全体としての構成部品数を低減できる。
しかも、ここでは、重合部上で内側部位(図3で右側部位)にバンプストッパの結合部223と一体の延出ボルト221を用い、同延出ボルトによりバンプストッパを共締めすることとなり、バンプストッパの共締め作業が容易と成り、より部品点数削減を図れ、低コスト化を図れる。更に、バンプストッパ22が当接するボディー側には回動規制ブラケット23を配備するのみで構造が複雑化することがなく、この点でも低コスト化を図れる。
【0017】
図1のアッパアーム1に取り付けられているバンプストッパ22はその結合部223と一体の延出ボルト221を用い揺動端104と連結部材204の重ね合わされた重合部に共締めされていたが、これに代えて、本発明のサスペンションアーム構造を適用したアッパアーム1aを図5(a)に示すように構成しても良い。ここでのアッパアーム1aはバンプストッパ22aの結合部223aと締付ボルトBを別体としている。この場合、バンプストッパ22aの結合部223aと、揺動端104a及び連結部材204aの重ね合わされた重合部には左右一対のボルト穴h2(一方側のみ示した)が形成され、これらのボルト穴h2に各締付ボルトBが挿通され、ナット締めされることによりバンプストッパ22aが揺動端104aとボールジョイント20aの連結部材204aとが重ね合わされた重合部に共締めされる。この場合も図1のアッパアーム1と同様の作用効果が得られる。
【0018】
次に、図1のアッパアーム1はその揺動端104にバンプストッパ22を締付結合していたが、これに代えて、本発明のサスペンションアーム構造を適用したアッパアーム1bを図5(b)に示すように構成しても良い。ここでアッパアーム1bのアーム本体101bの平坦な揺動端104bにはボールジョイント20bの板状の連結部材204bが重ね合わされる。この連結部材204bは車幅方向Yに比較的長く形成され、補強片部nを形成している。即ち、アーム本体101bの揺動端104bとその内部に嵌挿され、連結部材204bと重ね合わされた重合部の内、車幅方向Yで外側部位(図5(b)で左側部位)は2本の締付ボルト21(一方のみ図示した)で締付け処理され、この外側締付部位より車幅方向Yで所定量内側部位は補強片部nと回動規制部Aが重なり、更にその内側部位が2本の締付ボルトB(一方のみ図示した)で締付け処理されている。この内、補強片部nと回動規制部Aが重なる部位が車体側のバンプストッパ22bに当接しアッパアーム1bの過度の上方への揺動を規制する様に機能する。
【0019】
この場合、アッパアーム1bはその回動規制部Aを連結部材204bにより補強されているので、過度な入力荷重を受けても十分の耐久性を保持できる。しかも、アーム本体101bの揺動端104bと締付結合された連結部材204bが揺動端104bを補強でき、図1のアッパアーム1と同様の作用効果を得られる。なお、この場合、バンプストッパ22bを支持しないので、サスペンションアーム1b全体としての部品点数削減を図れ、軽量化を図れる。
上述のところにおいて、本発明のサスペンションアーム構造は後輪用のアッパアーム1に適用されていたが、これに代えて前輪用の図示しないアッパアーム等に適用されても良く、更に、図示しないトレーリングアーム等の他のサスペンションアームに適用されても良く、これらの場合も図1のアッパアーム1とほぼ同様の作用効果が得られる。
【0020】
【発明の効果】
請求項1の発明では、アーム本体の揺動端に形成された外向き開口より差し込まれて締付結合される連結部材及び補強片部にアーム本体の揺動端を補強する部材としての機能とバンプストッパに当接可能な回動規制部の補強部材としての機能を持たせることができる。即ち、板金製の上壁板と下壁板を重ね一体結合してなるアーム本体の揺動端と締付結合された連結部材に2つの箇所の補強部材としての役割を持たせることができ、サスペンションアーム全体としての部品点数削減を図れ、軽量化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例としてのサスペンションアーム構造を適用されたアッパアームを有するサスペンション装置の要部切欠後面図である。
【図2】図1のサスペンション装置の要部切欠平面図である。
【図3】図1のアッパアームの要部拡大切欠断面図である。
【図4】図1のアッパアームの拡大平面図である。
【図5】本発明の他の実施形態例としてのサスペンションアーム構造を適用されたアッパアームの要部拡大切欠断面図であり、(a)は第1の他の実施形態を、(b)は第2の他の実施形態を示す。
【図6】従来のサスペンションアームの要部切欠断面図である。
【符号の説明】
1 アッパアーム
101 主部
102 筒状の枢支端
103 筒状の枢支端
104 アーム本体の揺動端
15,16 前後アームブラケット
20 ボールジョイント
204 連結部材
22 バンプストッパ
23 回動規制ブラケット
n 補強片部
A アーム側の回動規制部
S サスペンション装置
Claims (1)
- 板金製の上壁板と下壁板を重ね一体結合してなり、車体に設けたアーム取付部に基端を回動可能に結合し、且つ、車体に支持されたバンプストッパに当接可能な回動規制部を上壁面に形成したアーム本体と、
揺動端にボールジョイントを備え同ボールジョイントより板状に延出する連結部材と、
を具備し、
上記連結部材の板状の部位は上記アーム本体の揺動端に形成された外向き開口より差し込まれ、上記アーム本体の揺動端とボルトで共締めされ、
上記連結部材には上記回動規制部の裏面に重なるように補強片部が車幅方向に延出形成された、
ことを特徴とするサスペンションアーム構造。
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