JP3679168B2 - 自動車のサスペンションアーム - Google Patents

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用のサスペンションに使用される自動車のサスペンションアームの構造を改良したものに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車用のサスペンションは、車輪側と車体側とを連結する機構であり、種々のリンク、レバー等により構成されているが、通常、これらリンク等は、サスペンションアームと総称されている。
【0003】
サスペンションアームには、単純な圧縮力や引張力のみが作用するものや、このような力のみでなく捩りや曲げモーメント等の複合された力が作用するものもある。このような複合力が作用するサスペンションアームは、各力に対抗し得るように設計しなければならないので、構造が複雑化し、これを製造するに当たっても部品点数が増大し、コスト高を招来するという傾向にある。
【0004】
例えば、このような複合力が作用するサスペンションアームに、ストラット式フロントサスペンションに使用されるトランスバースリンクがある。
【0005】
図6は、ストラット式フロントサスペンションを示す概略断面説明図、図7は、トランスバースリンクの周辺を略示する分解斜視図である。このサスペンションは、ドライブシャフト1に等速ジョイント2等を介して連結された車輪Wと、車体(図示せず)とを連結するものであり、ドライブシャフト1に軸受3を介して取付けられたステアリングナックル4の上部にショックアブソーバ5が取付けられ、下部にボールジョイント6を介してトランスバースリンク7が取付けられている。そして、このトランスバースリンク7が、車体側となるサスペンションメンバー8に回動可能に連結されている。
【0006】
トランスバースリンク7は、図7に示すように、3つの連結ポイントを有し、1つの連結ポイントは、車輪W側であるボールジョイント6が取付けられる車輪連結部R1 であり、他の2つの連結ポイントは先端が2又状に分岐されたサスペンションメンバー8、つまり車体側と連結される第1車体連結部R2 及び第2車体連結部R3 である。このようにトランスバースリンク7は、車輪W側から上下左右前後方向の力やモーメント等が作用するのみでなく、車体側からも力を受ける複合力が作用するものとなっている。
【0007】
したがって、従来のトランスバースリンク7は、安全性の確保からその機械的強度を高めるために、全体を鍛造加工等により一体的に仕上げたものや、一対のプレートをプレス加工し、このプレート間に鍛造成形された補強部材を介装したものがある(後者は特公平4−13,162号公報参照)。
【0008】
前者のものは、鍛造加工等により全体を一体的に仕上げた後に、図7,8に示すように、第1車体連結部R2 にブッシュ9を嵌着し、ボルト10とナット11とによりサスペンションメンバー8と連結、第2車体連結部R3 は、一体成形されたピン12にブッシュ13(図7参照)の内筒を圧入嵌合させた後にサスペンションメンバー8と受け部材14とによりボルトとナットにより締結し挟持ている。
【0009】
また、後者のものは、一対のプレートをプレス加工により全体を成形した後に、両プレート間に鍛造により形成された補強部材を介装し、前記プレートと溶接接合することによってトランスバースリンクを一体的に形成している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のトランスバースリンクは、鍛造品の場合、機械加工などの仕上げ工程が必要でありコスト高となる。またプレス加工によるものも、一対のプレートの他にカラー13をはじめピン12や補強部材等という付帯的構成部品が多数必要とな、部品点数溶接部分が多くなり、製品コスト高いものとなっている。
【0011】
特に、フロントサスペンションに使用されるトランスバースリンクのような操舵輪用のサスペンションアームでは、図8に示すように、転舵時に車輪Wの邪魔にならないような形状にしなければならないという制約から、リンク自体が大きな断面を確保しにくいものとなっている。この結果、図示するように第2車体連結部R3 には、機械的強度のある大径のピン12を使用し、前記大きな断面を確保できない点を前記ピン12により補っているが、このような大径のピン12は、重量が嵩み、サスペンションアームの全体重量が重くなるという問題があった。
【0012】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、部品点数及び溶接部分が少なく、軽量で安価な、機械的強度のある自動車のサスペンションアームを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、請求項毎に次のように構成される。
請求項1に記載の発明は、車輪側と連結される車輪連結部と、該車輪連結部より車幅方向に所定間隔離れた位置に設けられ、車体側と回動可能に連結される第1車体連結部及び第2車体連結部とを有し、該第2車体連結部は前記第1車体連結部に対し車両前後方向に所定距離離間した位置に設けられた自動車のサスペンションアームにおいて、それぞれ別体にプレス加工により形成した、前記第1車体連結部(R2)を含む主要部と、前記第2車体連結部を含む支部とを有し該支部は、前記第1車体連結部近傍を車両内方に向かって開放されたコ字状断面とし、前記第2車体連結部を当接部分が車両内方側に位置する筒状断面とし、さらに、前記第1車体連結部のコ字状断面部分から前記第2車体連結部の筒状断面部分まで断面を連続的に変化させた1枚の板材であり、前記支部を前記主要部に溶接によって一体的に接合したことを特徴とする。
【0014】
請求項2に記載の発明に係る支部は、コ字状断面の開放側端部にクロージングプレートを固着したことを特徴とする。
【0015】
【作用】
請求項1に記載の発明は、サスペンションアーム全体を形成するに当たりプレス加工により行ない、このプレス加工によってそれぞれ別体に形成した主要部と支部とを溶接によって一体的に接合したので、サスペンションアーム全体重量を軽量化できる。
【0016】
しかも、支部は、第1車体連結部近傍を車両内方に向かって開放されたコ字状断面とし、第2車体連結部を筒状断面に形成し、このコ字状断面部分から筒状断面部分に至るまで断面が連続的に変化するように成形すれば、下記する理由により機械的強度が増大し、支部に複合力が作用しても十分これに対抗することができ、先端部のピンを廃止することができる。
【0017】
第1に、第1車体連結部近傍のコ字状断面部分の開放端側と同様に車両内方側に位置する第2車体連結部の当接部分には、主に筒状形状の軸方向に強度上有利な引張応力が作用するため、合理的な構成となる点。
【0018】
第2に、この筒状断面部分は、当該筒状断面部分単体で密着するように成形されると同時にブッシュを圧入することにより完全密着の状態となり、中空パイプと同等の構造強度を有するようになる点。
【0019】
第3に、板材を筒状に冷間成形したときには、板材に加工硬化が発生し、素材の機械的強度を増大させることが可能となる点。
【0020】
また、支部と主要部を溶接する場合にも溶接部分の長さがたっぷり取れることになり、溶接部分の強度も向上する。
【0021】
したがって、このサスペンションアームは、全体が軽量で、機械的強度のあるものとなり、その製造も部品点数や溶接部分の低減により容易で安価にでき、場合によっては、強度が向上する分、低い強度の材料つまり安価な材料を使用しても所望の強度を維持でき、これによっても一層安価に製造できることになる。
【0022】
請求項2に記載の発明は、支部の開放端部をクロージングプレートにより閉塞した筒状のものとしたので、支部の捩り剛性が高いものとなり、一層軽量で、機械的強度のあるサスペンションアームとなる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施の形態に基づき説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態に係るトランスバースリンクの正面図、図2は図1の2−2線に沿う断面図、図3は図1の3−3線に沿う断面図、図4は図1の4−4線に沿う断面図であり、図6〜8に示す部材と共通する部材には同一符号を付している。
【0024】
図1に示す本実施の形態1のサスペンションアームは、ストラット式フロントサスペンションのトランスバースリンクであり、該トランスバースリンク20は、サスペンションメンバー8の両端と車輪Wとの間にそれぞれ設けられ、各々が、3つの連結ポイントを有している。
【0025】
3つの連結ポイントとは、車輪W側と連結されるボールジョイント6が取付けられる車輪連結部R1 と、該車輪連結部R1 より車幅方向に所定間隔離れた位置に設けられ、車体(図示せず)側、つまり、サスペンションメンバー8と回動可能に連結される第1車体連結部R2 及び第2車体連結部R3 であり、第2車体連結部R3 は、第1車体連結部R2 に対し車両前後方向(図中矢印で示す方向Fr)に所定距離だけ離間した位置に設けられている。
【0026】
前記第1車体連結部R2 には、ブッシュ9が嵌着される通孔が開設され、該ブッシュ9内にはボルト10(図7参照)が挿通され、ボルト10の端部にナット11を螺合することによりサスペンションメンバー8の第1分岐部8aに連結されている。
【0027】
第2車体連結部R3 は、図2に示すように、断面円筒状に形成されており、これを外部から2つ割りにされた半円状カラー13,13(図7参照)により覆い、受け部材14によりサスペンションメンバー8の第2分岐部8bとの間に挟持するようにしている。
【0028】
特に、本実施の形態では、第1車体連結部R2 を含む部分を主要部Mとし、第2車体連結部R3 を含む部分を支部Sとし、これら主要部Mと支部Sとをそれぞれ1枚の鋼板をプレス加工することにより別体に構成した後に、両者を溶接により接合している。
【0029】
まず、主要部Mは、本実施の形態では、第1車体連結部R2から車輪連結部R1に至る部分であり、プレス加工によって、概して図4に示すような下方に開放された断面コ字状に成形されているが、車輪連結部R1は平坦とされ、ここには、ボールジョイント6を圧入装着するための通孔が開設され、該通孔の内周縁は円筒状のフランジが立設され、ボールジョイント6の圧入装着を容易にしている。また、車体側はブッシュ9が圧入装着されるように円筒状に成形されている。
【0030】
一方、支部Sは、第2車体連結部R3 から主要部Mに至る部分であり、主要部M近傍の基端部は、図3に示すように、車両内方に向かって開放された断面コ字状に成形され、先端部の第2車体連結部R3 は、円筒状に形成されている。この円筒状部分の接合面は、車両内方側に位置するようになっており、しかも、断面コ字状の基端部から円筒状の先端部にかけては、断面が連続的に変化するように成形している。
【0031】
このように形成したトランスバースリンク20は、車輪側から伝わってくる急制動時あるいは発進時等の大きな力により大きな曲げモーメントが支部Sに付加されることがあるが、前述したように、基端部を車両内方に向かって開放された断面コ字状とするとともに先端部を円筒状に形成し、その間を連続的に変化するように構成すれば、機械的強度が増大することになる。
【0032】
この理由としては、第1に、第1車体連結部R2 近傍のコ字状断面部分の開放端側と同様に車両内方側に位置する第2車体連結部の当接部分には、主に筒状形状の軸方向に強度上有利な引張応力が作用するため、合理的な構成となる点、
第2に、筒状断面部分は、当該筒状断面部分単体で密着するように成形されると同時にブッシュ13を圧入することにより完全密着の状態となり、中空パイプと同等の構造強度を有するようになる点、
第3に、板材を筒状に冷間成形したときには、板材に加工硬化が発生し、素材の機械的強度を増大させることが可能となる点、
等が挙げられ、これらの理由からトランスバースリンク20の機械的強度が増大することが期待できる。
【0033】
しかも、支部Sの基端部を主要部Mに溶接する場合に溶接部分の長さがたっぷり取れることになり、溶接部分の強度も向上することになるので、これら理由から、先端部に取付けるピンを廃止することができることになる。
【0034】
したがって、部品点数が低減できるのみでなく、溶接部分もの主要部Mと支部Sとを連結する部分である1か所で良いので、トランスバースリンク20全体の重量を軽減でき、製造コストも低減できる。
【0035】
(実施の形態2)
図5は、図1の3−3線に沿う部分の断面に相当する部分を示す図である。
【0036】
前述した実施の形態1のトランスバースリンク20は、図3に示すように、支部Sの基端部から先端部にかけて車両内方に向かって開放された断面コ字状としているが、車両によっては、例えば大きな捩り剛性や曲げ剛性が必要となるものもある。
【0037】
このような場合には、支部Sの形状を、図5に示すように、前記コ字状断面の開放側端部にクロージングプレート21を溶接により固着し全体を筒状に形成しても良い。このようにすれば、支部Sの断面形状は、基端部から先端部にかけて全体が筒状となるので、捩り剛性がより高いものとなり、機械的強度がさらに増大することになる。
【0038】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々改変することができる。例えば、上述した実施の形態1,2は、第1車体連結部R2 から車輪連結部R1 に至る部分を主要部Mとし、第2車体連結部R3 から当該主要部Sに至る部分を支部Sとしているが、第1車体連結部R2 の近傍を主要部Mとし、車輪連結部R1 から第2車体連結部R3 に至る部分を支部Sとしても良い。
【0039】
なお、前記実施の形態では、第2車体連結部R3 は、円筒状断面に形成しているが、場合によっては、断面が惰円状、矩形状、多角形状等をした筒状断面であっても良く、また、支部Sの基端部の断面形状も、厳密にコ字状断面のみに限定されるものではなく、類似の形状であるU字状のものあるいは一端が開放された多角形状などとすることもできる。さらに、上述した実施の形態では、サスペンションアームの内、トランスバースリンクについて説明したが、本発明は、これのみでなく、他の同様なアームにも適用することができることはいうまでもない。
【0040】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、請求項毎に次のような効果を奏する。
請求項1に記載の発明では、プレス加工によってそれぞれ別体に形成した主要部と支部とを溶接によって一体的に接合したので、全体重量を軽量化でき、また、支部の形状を、主要部近傍を車両内方に向かって開放されたコ字状断面から第2車体連結部の円筒状断面まで断面が連続的に変化するようにし、しかも溶接部分の長さも十分取れるような構造としたので、サスペンションアーム自体の機械的強度が増大し、ピンの廃止による部品点数も低減し、溶接部分も少なく、溶接強度も向上し、安価なものとなる。
【0041】
請求項2に記載の発明は、クロージングプレートにより支部の捩り剛性が高いものとなり、一層軽量で、機械的強度のあるサスペンションアームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の正面図である。
【図2】 図1の2−2線に沿う断面図である。
【図3】 図1の3−3線に沿う断面図である。
【図4】 図1の4−4線に沿う断面図である。
【図5】 図1の3−3線に沿う断面相当図である。
【図6】 ストラット式フロントサスペンションを示す概略断面説明図である。
【図7】 トランスバースリンクの周辺を略示する分解斜視図である。
【図8】 トランスバースリンクと車輪との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
20…サスペンションアーム、 21…クロージングプレート、
M…主要部、 R1 …車輪連結部、
R2 …第1車体連結部、 R3 …第2車体連結部、
S…支部、 W…車輪。

Claims (2)

  1. 車輪(W)側と連結される車輪連結部(R1)と、該車輪連結部(R1)より車幅方向に所定間隔離れた位置に設けられ、車体側と回動可能に連結される第1車体連結部(R2)及び第2車体連結部(R3)とを有し、該第2車体連結部(R3)は前記第1車体連結部(R2)に対し車両前後方向に所定距離離間した位置に設けられた自動車のサスペンションアーム(20)において、
    それぞれ別体にプレス加工により形成した、前記第1車体連結部(R2)を含む主要部(M)と、前記第2車体連結部(R3)を含む支部(S)とを有し
    該支部 (S )は、前記第1車体連結部 (R2) 近傍を車両内方に向かって開放されたコ字状断面とし、前記第2車体連結部 (R3) を当接部分が車両内方側に位置する筒状断面とし、さらに、前記第1車体連結部 (R2) のコ字状断面部分から前記第2車体連結部 (R3) の筒状断面部分まで断面を連続的に変化させた1枚の板材であり、
    前記支部(S)を前記主要部(M)に溶接によって一体的に接合したことを特徴とする自動車のサスペンションアーム。
  2. 前記支部(S)は、コ字状断面の開放側端部にクロージングプレート(21)を固着したことを特徴とする請求項1に記載の自動車のサスペンションアーム。
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