JP4391729B2 - サスペンションメンバの取付け構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体側に設けられたブラケットの一対の支持部と、該支持部の間に配置されたサスペンションメンバのブッシュの筒部材とに締結具を挿通してなるサスペンションメンバの取付け構造、およびその取付け方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車のサスペンションアーム等のサスペンションメンバのブッシュを取付けるために、図1に示すように、サブフレーム1のサイドメンバ1A、1Bにはブラケット11が設けられている。図2に参照されるように、車体側に設けられた互いに平行とされたブラケット11の一対の支持部11aの間には、サスペンションアーム2の端部に設けられたサスペンションブッシュ21が介在されている。サスペンションブッシュ21は、サスペンションアーム2の端部に固着される外筒21aと、この外筒21aの軸芯部に配置される内筒21bと、両者21a、21bの間に介在される弾性体21cと、を含んで構成されている。そして、サスペンションブッシュ21は一般に、ブラケット11の支持部11a間に挿入配置されて、内筒21bの軸方向端面部がブラケット11の支持部11aの内側面に当接した状態とされており、ブラケット11およびサスペンションブッシュ21の内筒21bにボルト30を挿入してナット31を螺合し所定のトルクで締付けることにより、サスペンションアーム2のサスペンションブッシュ21と車体側のブラケット11とを締結している。(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
一方、近年においては、省エネルギなどの要請から自動車の軽量化を図ることが考えられており、特にサスペンションアームやサスペンションのリンク部品などのサスペンションメンバ、あるいはサブフレームをアルミニウムなどの軽金属材料により構成することが行われるようになってきている(例えば、文献2を参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−197924号公報
【特許文献2】
特開昭9−175438号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図2に示したように、ブラケット11の支持部11aとサスペンションブッシュ21の内筒21bとの間の当接面には所謂面圧が所定の値で存在する。ボルト30とナット31によってサスペンションブッシュ21の内筒21bと共に締付けられるブラケット11に必要な所定の強度を付与する一つの手法として、ブラケット11と内筒21bの両端部との間の面圧が許容される最大の面圧(限界面圧)以下となるように設計することが挙げられる。
【0006】
しかしながら、サブフレームお1よびこれに設けられるブラケット11をアルミニウムなどの軽金属材料で構成した場合には特に、その必要な強度を得るために、サスペンションブッシュ21の内筒21bとの間の面圧を低下させるべく、ブラケット11と内筒21bの両端部との接触面積を増加させる目的から内筒21bを大径化するなど、サスペンションブッシュ21に必要とされる性能やその強度に関わらず、サスペンションブッシュ21とブラケット11を必要以上の大きさに設計する必要があった。したがって、このような従来の技術では、無駄が多く、不要なコストがかかるという問題があった。
【0007】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、自動車の車体側に設けられるブラケットの少なくともアルミニウム合金からなる一対の支持部の限界面圧を向上させてこれに締結されるサスペンションメンバのブッシュを小型化することができるサスペンションメンバの取付け構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1のサスペンションメンバの取付け構造に係る発明は、上記目的を達成するため、自動車の車体側に設けられたブラケットのアルミニウム合金からなる一対の支持部と、該支持部の間に配置されたサスペンションメンバのブッシュの筒部材とに締結具としてボルトを挿通してナットで締結してなるサスペンションメンバの取り付け構造であって、前記ブラケットの少なくとも支持部が、素材を塑性変形させることによりその素材の材質自体が加工硬化されて成形されたものであり、該ブラケットの一対の支持部の間に前記サスペンションメンバのブッシュの筒部材の両端面が当接された状態で前記ボルトとナットにより締結されていることを特徴とするものである。
【0009】
請求項1の発明では、アルミニウム合金からなるブラケットの少なくとも一対の支持部が、素材を塑性変形させることによりその素材の材質自体が加工硬化されて成形されたものであることにより、その限界面圧が向上する。したがって、ブラケットの一対の支持部とサスペンションメンバのブッシュの筒部材に締結具としてのボルトが挿通されて、筒部材の両端面が一対の支持部に当接した状態でボルトとナットにより締結しても、筒部材と支持部との接触面積を増加させて面圧を低下させる必要がないことから、支持部に締結されるサスペンションメンバのブッシュを小型化してコストが低減される。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を、サスペンションメンバがサスペンションアーム2であり、ブラケット11が自動車の車体側であるサブフレーム1に設けられ、両者1、11がアルミニウム合金により構成されてなる場合により、図1〜図5に基づいて詳細に説明する。なお、同一符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明のサブフレーム1のブラケット11に対するサスペンションアーム2の取付け構造は、概略、サブフレーム1に設けられたアルミニウム合金からなるブラケット11の一対の支持部11a、11aと、この一対の支持部11a、11aの間に配置されたサスペンションアーム2のブッシュ21の内筒21bとに締結具としてボルト30を挿通してナット31により締結してなるもので、ブラケット11の少なくとも支持部11a、11aが、素材110を塑性変形させることによりその素材の材質自体が加工硬化されて成形されたものであり、このブラケット11の一対の支持部11a、11aの間にサスペンションアーム2のブッシュ21の内筒21bの軸方向の両端面が当接した状態でボルト30とナット31により締結されている。
【0011】
サスペンションブッシュ21は、その軸方向がサスペンションアーム2の軸方向とほぼ直交するように配設されてなるもので、サスペンションアーム2の基端部が固設される外筒21aと、この外筒21aの軸芯部に配置されてボルト30の軸部が挿通される内筒21bと、外筒22aと内筒21bとの間に介在される弾性体21cと、を備えた構成とされている。外筒21aおよび弾性体21cの軸方向の幅は、ブラケット11の支持部11aの互いの対向面に当接することがないように設定されている。一方、内筒21bの軸方向長さは、ブラケット11の支持部11aの互いの対向面に当接するように、ブラケット11の支持部11aの幅に応じて設定されている。
【0012】
サブフレーム1は、図1に示すように、自動車の前後方向に沿うように延在する一対のサイドレール1A、1Bと、両サイドレール1A、1Bの前後をそれぞれ接続するように固設されるクロスメンバ1C、1Dとを備えてなるもので、この実施の形態においては、アルミニウム合金をダイキャストにより一体に、または押出し成形されたものを接合することにより、成形することができる。サブフレーム1の所定の箇所には、サスペンションメンバを支持するためのブラケット11が溶接などにより固設されている。
【0013】
この実施の形態におけるブラケット11は、サブフレーム1と同様のアルミニウム合金により構成されてなるもので、平板状の素材110(図4および図5の(a)を参照)から所定の加工を施してその両端を曲げ成形することにより、所定の間隔で相対向して内筒の端部が当接される支持部11aと、支持部11aの基端部間に位置してサブフレーム1に接合される接合部11bと、を備えた構成とされている(図4および図5の(d)を参照)。そして、本発明においては、アルミニウム合金からなるブラケット11の、少なくとも支持部11aが硬化するように加工が施されてなるものである。以下に、本発明の、ブラケット11を加工硬化させるための実施の形態を説明する。
【0014】
図4に示した実施の形態は、アルミニウム合金からなる平板状の素材110(a)の両端の、支持部11aとなる部分を張出し成形して平面方向に引張り歪を付与した第1粗形材111Aを成形し(b)、次に、このように張出し成形された部分を平滑な面となるように成形した第2粗形材112を成形し(c)、ボルト30を挿入するための穴11cを穿設すると共に曲げ成形して接合部11bの両端から支持部11aが起立した形状のブラケット11を成形したものである(d)。
【0015】
図5に示した実施の形態は、アルミニウム合金からなる平板状の素材110(a)の両端の、支持部11aとなる部分をコイニングなどによって波形状に成形して板厚方向に圧縮歪を付与した第1粗形材111Bを成形し(b)、次に、このようにコイニングされた部分を平滑な面となるように成形した第2粗形材112を成形し(c)、ボルト30を挿入するための穴11cを穿設すると共に曲げ成形して接合部11bの両端から支持部11aが起立した形状のブラケット11を成形したものである(d)。
【0016】
図3は、アルミニウム合金を加工したときの加工率に対する降伏点の相関関係を示したグラフである。なお、図3に示した実線と鎖線は、それぞれ異なる種類の材質のアルミニウム合金AおよびB(例えば、5000系と1000系など)の場合を示している。また図3に示した破線は、鋼鉄の場合の降伏点を示している。図3から明らかなように、いずれの材質のアルミニウム合金AおよびBも、上述した加工により硬化して、降伏点が向上する。本発明では、少なくとも支持部11aを必要に応じて、鋼鉄製のものの降伏点や疲労強度あるいは耐性などの機械的特性に近づけるか、同等またはそれ以上となるように加工硬化させることができる。
【0017】
このように成形されたブラケット11は、その接合部11bがサブフレーム1の所定の個所に固着される。
【0018】
そして、図2に示すように、ブラケット11の支持部11aの間にサスペンションブッシュ21の両端が当接するように配置されて、ブラケット11の穴11cとサスペンションブッシュ21の内筒21bとを整合させてボルト30の軸部を挿通し、そのネジ部にナット31を螺合させて所定のトルクで締結する。ブラケット11の支持部11aは、上述したように硬化されて所定の機械的特性を有しており、限界面圧が向上しているため、内筒11cが介在した状態でボルト30とナット31により締め付けられ、あるいは自動車の走行などにより負荷を受けても塑性変形することなく、したがって、従来の技術のように不要にブラケット11およびサスペンションブッシュ21を大型化させる必要がないことから、ブラケット11およびサスペンションブッシュ21を小型化してコストを低減させることができる。
【0019】
なお、本発明のサブフレーム1のブラケット11と締結されるサスペンションメンバは、自動車のフロント側およびリヤ側のロッド型、A型、I型形状のロアまたはアッパのサスペンションアームやトウコントロールアームに適用することができる。また、図示は省略したが、必要に応じて、サスペンションブッシュ21の位置を調整するための公知の調整機構を設けることもできる。
さらに、本発明のサブフレーム1のブラケット11は、上述した実施の形態のように平板状の素材を曲げ加工することにより接合部を介して一対の支持部が一体に成形されたものに限定されることなく、例えば、支持部を個別に成形してサブフレームに所定の間隔で互いに対向させるように固設することもできる。
さらにまた、ブラケット11を硬化させるための加工は、張出し成形やコイニングに限定されることなく、塑性変形による他の手法を採用することもできる。
また、本発明のブラケット11は、自動車のサブフレーム1に設けられる場合に限定されることなく、自動車のフレーム自体に直接設けられる場合にも適用することができる。
【0020】
【発明の効果】
本発明によれば、アルミニウム合金からなる一対のブラケットの少なくとも支持部が、素材を塑性変形させることによりその素材の材質自体が加工硬化されて成形されたものであることにより、ブラケットの支持部材の間にサスペンションメンバのブッシュの筒部材の両端面が当接した状態で締結されても、支持部の限界面圧が向上されているため、支持部と筒部材の接触する面を不要に大きくする必要がないことから、支持部に締結されるサスペンションメンバのブッシュを小型化することができるサスペンションメンバの取付け構造を容易に且つ確実に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるサブフレームを示す斜視図である。
【図2】サスペンションアームが締結されるブラケットの部分拡大断面図である。
【図3】本発明に基づいて加工することによる素材の降伏点の変化を示すグラフである。
【図4】張出し成形により支持部を硬化させてブラケットを成形するための手順の一例を示す説明図である。
【図5】コイニングにより支持部を硬化させてブラケットを成形するための手順の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 サブフレーム
11 ブラケット
11a 支持部
2 サスペンションアーム
21 サスペンションブッシュ
21a 外筒
21b 内筒
21c 弾性体
30 ボルト
31 ナット
Claims (1)
- 自動車の車体側に設けられたブラケットのアルミニウム合金からなる一対の支持部と、該支持部の間に配置されたサスペンションメンバのブッシュの筒部材とに締結具としてボルトを挿通してナットで締結してなるサスペンションメンバの取り付け構造であって、
前記ブラケットの少なくとも支持部が、素材を塑性変形させることによりその素材の材質自体が加工硬化されて成形されたものであり、
該ブラケットの一対の支持部の間に前記サスペンションメンバのブッシュの筒部材の両端面が当接された状態で前記ボルトとナットにより締結されていることを特徴とするサスペンションメンバの取付け構造。
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