JP4405376B2 - 自動車のサスペンションアーム - Google Patents

Description

本発明は，車体の前後方向に並ぶ前部ピボット軸及び後部ピボット軸を介して車体に支持されるアーム基端部と，このアーム基端部の前端部から車体外側方に延びてナックルを支持するアーム部とを有すると共に，これらアーム基端部及びアーム部により，ナックルに転舵可能に支持される前輪の後部を受容する前輪用スペースを画成し，アーム基端部の前端部には，車体に固着される前部ピボット軸に回動可能に支持されるピボット支持筒を溶接し，アーム基端部の内側面には，ピボット支持筒の後端面が臨む組立作業用凹部を形成してなる，自動車のサスペンションアームの改良に関する。

かゝる自動車のサスペンションアームは，特許文献１に開示されるように，既に知られている。
特開２００２−２１９９１８号公報

従来のかゝる自動車のサスペンションアームでは，アーム基端部の内側面に，ピボット支持筒への前部ピボット軸の後方から装着を可能にするための組立作業用凹部を形成する必要があるが，そのような組立作業用凹部は，アーム基端部の断面２次モーメントを低下させる一因となるので，それを補うように，アーム部からアーム基端部にかけてそれらの断面２次モーメントを増強する必要がある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，アーム部からアーム基端部にかけてそれらの断面２次モーメントを効果的に増強し得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。

上記目的を達成するために，本発明は，車体の前後方向に並ぶ前部ピボット軸及び後部ピボット軸を介して車体に支持されるアーム基端部と，このアーム基端部の前端部から車体外側方に延びてナックルを支持するアーム部とを有すると共に，これらアーム基端部及びアーム部により，ナックルに転舵可能に支持される前輪の後部を受容する前輪用スペースを画成し，アーム基端部の前端部には，車体に固着される前部ピボット軸に回動可能に支持されるピボット支持筒を溶接し，アーム基端部の内側面には，ピボット支持筒の後端面が臨む組立作業用凹部を形成してなる，自動車のサスペンションアームにおいて，相互に溶接されるロアハーフ部材及びアッパハーフ部材によりアーム基端部及びアーム部を閉断面構造体に構成し，またアッパハーフ部材と，その外面に溶接される補強部材とでアーム部からアーム基端部に亙る部分を別の閉断面構造体に構成し，ロアハーフ部材及びアッパハーフ部材には，ピボット支持筒の外周面の一側に溶接されて前後に間隔を置いて並ぶ前側支持部及び後側支持部をそれぞれ形成し，また補強部材には，前側支持部及び後側支持部を覆ってピボット支持筒の外周面の上部に溶接される上側支持部を形成したことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，アッパハーフ部材の前記前輪用スペースに臨む側壁の，補強部材と溶接される部分を，補強部材の板厚に対応する深さの凹所としたことを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，相互に溶接されるロアハーフ部材，アッパハーフ部材及び補強部材により，特にアーム部からアーム基端部に亙る部分が二重の閉断面構造体に構成されるので，該部分の断面２次モーメントを効果的に増強することができ，アーム基端部の内側面の組立作業用凹部による断面２次モーメントの減少を充分に補うことができる。

またピボット支持筒に溶接される前側支持部及び後側支持部は，ロアハーフ部材及びアッパハーフ部材に個別に形成されるので，両支持部のピボット支持筒に対する前後支持間隔を自由に大きく設定することができ，さらにピボット支持筒の上面には，前側及び後側支持部を覆う，補強部材の上側支持部が重ねて溶接されるので，ピボット支持筒は，前後及び上部の三箇所で支持されることになり，ピボット支持筒の支持剛性を効果的に高めることができ，
また本発明の第２の特徴によれば，前輪用スペースに臨むアッパハーフ部材の側壁の，補強部材と溶接される部分は，補強部材の板厚に対応する深さの凹所とされるので，アッパハーフ部材の補強部材の無い部分と補強部材との境界部にできる段差を極力少なくし，該境界部に発生する応力集中を緩和することができるのみならず，補強部材による前輪用スペースの削減を回避することができる。

本発明の実施の形態を，図面に示す本発明の好適な実施例に基づき以下に説明する。

図１は本発明のサスペンションアームを備えた自動車のフロントサスペンション装置の平面図，図２は図１の２−２線拡大断面図，図３は図２の３−３線断面図，図４は上記サスペンションアームの平面図，図５は同サスペンションアームを，補強部材を取り除いた状態で示す図４との対応図，図６は同サスペンションアームの底面図，図７は図４の７矢視図，図８〜図１１は図４の８−８線，９−９線，１０−１０線及び１１−１１線に沿う断面図，図１２及び図１３は図５の１２−１２線及び１３−１３線に沿う断面図である。

図１には，自動車の左側のフロントサスペンション装置Ｓが示されており，右側のものはそれと対称的であるので，図には省略してある。このフロントサスペンション装置Ｓは，自動車の車体の一部を構成するサブフレームＦに，上下方向揺動可能支持されるサスペンションアーム１と，このサスペンションアーム１の揺動端部のナックル連結孔１７にボールジョイントを介して連結されるナックルＮと，このナックルＮとその上方の車体との間に接続されてサスペンションアーム１の上下揺動を緩衝するストラット型ダンパ２とからなっている。

サスペンションアーム１は，車両の前後方向に延びるアーム基端部３と，このアーム基端部３から車体外側方へ延出するアーム部４とからなっていて，概略Ｌ字状をなしている。アーム基端部３の前端部には，車体の前後方向に軸線を向けるピボット支持筒５が溶接されており，このピボット支持筒５には前部ピボット軸６が次のようにして装着される。

即ち，図２及び図３に示すように，前部ピボット軸６の中間部外周面には，それを同心状に囲繞する外筒１０が弾性ブッシュ１１を介して結合される。この外筒１０の後端にはフランジ１０ａが形成されており，このフランジ１０ａに，その後方で弾性ブッシュ１１を介して対向するストッパフランジ６ａが前部ピボット軸６の中間部に一体に形成されている。

この前部ピボット軸６の，ピボット支持筒５の前後に突出する両端部は，それぞれボルト孔１２，１２を持った平板状の取り付け部６ｆ，６ｒに形成されており，これら取り付け部６ｆ，６ｒが，ボルト孔１２，１２に挿通したボルト１３，１３によりサブフレームＦに締結される。

再び図１において，アーム基端部３の後端部には，前部ピボット軸６と略同軸状に並ぶ後部ピボット軸７が溶接されており，この後部ピボット軸７に弾性ブッシュ（図示せず）を介して支持するブラケット１４がサブフレームＦにボルト１５により固着される。

アーム部４は，その先端部にナックル連結孔１７を有しており，そのナックル連結孔１７に，前輪Ｗを転舵可能に支持するナックルＮがボールジョイント（図示せず）を介して連結される。アーム基端部３の外側面及びアーム部４の背面は，連続した凹状の湾曲面１９に形成されており，この湾曲面１９の内側のスペースＳは，転舵する前輪Ｗの後部を受容する前輪用スペースとされる。

アーム基端部３の内側面には，その前端から中間部にかけて組立作業用凹部２３が形成され，この組立作業用凹部２３でピボット支持筒５への前部ピボット軸６の装着が行われるようになっている。

さて，上記サスペンションアーム１の構造を図４〜図１３により詳しく説明する。

図４〜図６に示すように，サスペンションアーム１は，それぞれアーム基端部３及びアーム部４に対応する部分を備えた略Ｌ字状のロアハーフ部材２０及びアッパハーフ部材２１と，アッパハーフ部材２１の上面に接合される補強部材２２とで構成され，これらロアハーフ部材２０，アッパハーフ部材２１及び補強部材２２は，何れも鋼板をプレス成形されたものである。

図４及び図９に示すように，アーム部４において，ロアハーフ部材２０及びアッパハーフ部材２１はチャンネル状に形成され，この両ハーフ部材２０，２１は，開放面を向い合わせながらアッパハーフ部材２１を外側にして相互に嵌合され，そして側壁同士が溶接される。アッパハーフ部材２１の先端部は，ロアハーフ部材２０よりも長く突出しており，その突出部に前記連結孔１７が設けられる。こうしてアーム部４は，その略全長に亙り閉断面構造体に構成される。

図４，図８及び図１０に示すように，アーム基端部３において，アッパハーフ部材２１は，開放面を下向きにしたチャンネル状に形成されると共に，その内側壁の下端から車体内方に向かって水平に張り出す鍔部２１ａが形成され，この鍔部２１ａは，前記組立作業用凹部２３を画成するように湾曲している。同じくアーム基端部３において，ロアハーフ部材２０は略平板状に形成される。この平板状のロアハーフ部材２０は，チャンネル状のアッパハーフ部材２１の鍔部２１ａの下面に重ねながら，アッパハーフ部材２１の開放面を閉じるように配置されると共に，アッパハーフ部材２１の外側壁内面と鍔部２１ａとに溶接される。こうしてアーム基端部３は，その略全長に亙り閉断面構造体に構成されると共に，鍔部２１ａと，それとのロアハーフ部材２０の重なり部２０ａとにより，該閉断面構造体の下部から車体内方に張り出す厚肉の補強リブ２５が構成される。

アーム基端部３の後端部では，アッパハーフ部材２１及びロアハーフ部材２０間に後部ピボット軸７が嵌合され，溶接して固着される（図１１参照）。

図５，図７及び図１３に示すように，ロアハーフ部材２０及びアッパハーフ部材２１には，前記ピボット支持筒５の外周面の一側に衝合して前後に間隔を置いて並ぶ前側支持部２７及び後側支持部２８がそれぞれ形成され，これら前側支持部２７及び後側支持部２８とピボット支持筒５との各衝合部は車体前方側で溶接される。アッパハーフ部材２１に形成された後側支持部２８とピボット支持筒５との衝合部の車体前方側での溶接は，アッパハーフ部材２１をロアハーフ部材２０と結合する前に行われる。またロアハーフ部材２０に形成された前側支持部２７とピボット支持筒５との衝合部の車体前方側での溶接は，ロアハーフ部材２０及びアッパハーフ部材２１の結合後に行われる。

後側支持部２８の下端には，アッパハーフ部材２１の鍔部２１ａ，したがって補強リブ２５が連なっている。

図４，図７，図８及び図１０に示すように，アッパハーフ部材２１の外面には，そのアーム部４の中間部からアーム基端部３の後端部に亙り補強部材２２が接合される。この補強部材２２は，図８及び図１０に示すように，開放面を下向きにしたチャンネル状をなしており，アッパハーフ部材２１と側壁同士で溶接される。

その際，特に，前記前輪用スペースＳに臨むアッパハーフ部材２１の側壁の，補強部材２２と溶接される部分は，補強部材２２の板厚分だけ凹入した凹所３０となっており，これによりアッパハーフ部材２１の補強部材２２の無い部分と補強部材２２との境界部にできる段差を極力少なくし，該境界部に発生する応力集中を緩和することができ，のみならず補強部材２２による前輪用スペースＳの削減を回避することができる。

また図８に示すように，アーム基端部３において，補強部材２２は，内側壁が前記鍔部２１ａの上面に垂直に突き当てられて溶接される。

さらに図４及び図８に示すように，補強部材２２には，前記前側及び後側支持部２７，２８を覆って前記ピボット支持筒５の上面に重ねて溶接される上側支持部２９が形成される。

次に，この実施例の作用について説明する。

自動車の走行中，前輪Ｗの上下振動は，サスペンションアーム１が弾性ブッシュ１１に捩じり変形を与えながら前部及び後部ピボット軸５，６周りに揺動することにより許容される。

前進走行中，ブレーキ装置の作動により，前輪Ｗからサスペンションアーム１に後ろ向きのブレーキ力が作用し，それに伴ないピボット支持筒５にも後ろ向きのブレーキ力が加えられるので，ピボット支持筒５は，弾性ブッシュ１１に剪断変形を与えながら，その後端を外筒１０のフランジ１０ａと共に，前部ピボット軸６のストッパフランジ６ａに当接させることで，その後ろ向きのブレーキ力を前部ピボット軸６に受け止めさせることができる。

このように，ストッパフランジ６ａによりピボット支持筒５の後端を受け止めるために，サスペンションアーム１の製作時，前部ピボット軸６は，ピボット支持筒５に，その後方から装着する必要があるが，アーム基端部３の内側面には，ピボット支持筒５の後端が臨む組立作業用凹部２３が形成されているので，この組立作業用凹部２３において前部ピボット軸６をピボット支持筒５に容易に装着すること，即ち弾性ブッシュ１１の外筒１０をピボット支持筒５に圧入して，ストッパフランジ６ａを，外筒１０のフランジ１０ａを挟んでピボット支持筒５の後端面に対置させることができる。

ところで，上記組立作業用凹部２３は，アーム基端部３の断面２次モーメントを減少させるので，できるだけ浅く形成することが望まれる。

そこでアッパハーフ部材２１及びロアハーフ部材２０にそれぞれ形成した後側支持部２８及び前側支持部２７をピボット支持筒５に溶接する際には，組立作業用凹部２３を使用せず，個別に前方から行うようにしたので，それらの溶接を考慮することなく組立作業用凹部２３は，前部ピボット軸６のピボット支持筒５への後方装着のみを可能にする範囲で極力浅く形成することが可能となり，アーム基端部３の断面２次モーメントの減少を最小限に抑えることができる。

またアーム部４及びアーム基端部３は何れも，互いに溶接されるロアハーフ部材２０及びアッパハーフ部材２１により略全長に亙り連続した閉断面構造体に構成されているから，それ自体で充分な断面２次モーメントを確保することができる。その上，アーム基端部３においては，アッパハーフ部材２１の鍔部２１ａと，それとのロアハーフ部材２０の重なり部２０ａとにより，該閉断面構造体の下部から車体内方に張り出す厚肉の補強リブ２５が構成されるので，アーム基端部３の断面２次モーメントを更に高め，組立作業用凹部２３による断面２次モーメントの減少を補うことができる。

さらにアッパハーフ部材２１には，アーム部４の中間からアーム基端部３の後端部に亙り補強部材２２が接合されるので，アーム部４の中間からアーム基端部３の後端部に至る部分を二重の閉断面構造体とすることができて，その部分の２次モーメントを一層高めることができる。

かくして，サスペンションアーム１のアーム部４及びアーム基端部３は，前記ブレーキ時に受ける大なる曲げモーメントに充分に耐えることができる。

またピボット支持筒５に結合される前側支持部２７及び後側支持部２８は，ロアハーフ部材２０及びアッパハーフ部材２１に個別に形成されるので，両支持部２７，２８のピボット支持筒５に対する前後支持間隔を自由に大きく設定することができ，しかも後側支持部２８は，前記補強リブ２５に連なっていて剛性が付与されるので，両支持部２７，２８によるピボット支持筒５の支持剛性を効果的に高めることができ，前記ブレーキ時，ピボット支持筒５が種々の方向から受ける捩じり力に対して充分耐えることができる。

さらにピボット支持筒５の上面には，前側及び後側支持部２７，２８を覆う，補強部材２２の上側支持部２９が重ねて溶接されるので，ピボット支持筒５は，前後及び上部の三箇所で支持されることになり，その支持剛性を一層効果的に高めることができる。

本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，最初にロアハーフ部材２０，アッパハーフ部材２１及び補強部材２２を相互に溶接し，その後，前側支持部２７，後側支持部２８及び上側支持部２９をそれらの周囲でピボット支持筒５の外周面に溶接することもできる。

本発明のサスペンションアームを備えた自動車のフロントサスペンション装置の平面図。 図１の２−２線拡大断面図。 図２の３−３線断面図。 上記サスペンションアームの平面図。 同サスペンションアームを，補強部材を取り除いた状態で示す図４との対応図。 同サスペンションアームの底面図。 図４の７矢視図。 図４の８−８線断面図。 図４の９−９線断面図。 図４の１０−１０線断面図。 図４の１１−１１線断面図。 図５の１２−１２線断面図（補強部材は取り除かれている。）。 図５の１３−１３線断面図（補強部材は取り除かれている。）。

符号の説明

Ｆ・・・・・・車体（サブフレーム）
Ｎ・・・・・・ナックル
Ｓ・・・・・・前輪用スペース
Ｗ・・・・・・前輪
１・・・・・・サスペンションアーム
３・・・・・・アーム基端部
４・・・・・・アーム部
５・・・・・・ピボット支持筒
６・・・・・・前部ピボット軸
７・・・・・・後部ピボット軸
２０・・・・・ロアハーフ部材
２１・・・・・アッパハーフ部材
２３・・・・・組立作業用凹部
２７・・・・・前側支持部
２８・・・・・後側支持部
２９・・・・・上側支持部
３０・・・・・凹所

Claims (2)

1. 車体（Ｆ）の前後方向に並ぶ前部ピボット軸（６）及び後部ピボット軸（７）を介して車体（Ｆ）に支持されるアーム基端部（３）と，このアーム基端部（３）の前端部から車体（Ｆ）外側方に延びてナックル（Ｎ）を支持するアーム部（４）とを有すると共に，これらアーム基端部（３）及びアーム部（４）により，ナックル（Ｎ）に転舵可能に支持される前輪（Ｗ）の後部を受容する前輪用スペース（Ｓ）を画成し，アーム基端部（３）の前端部には，車体（Ｆ）に固着される前部ピボット軸（６）に回動可能に支持されるピボット支持筒（５）を溶接し，アーム基端部（３）の内側面には，ピボット支持筒（５）の後端面が臨む組立作業用凹部（２３）を形成してなる，自動車のサスペンションアームにおいて，
   相互に溶接されるロアハーフ部材（２０）及びアッパハーフ部材（２１）によりアーム基端部（３）及びアーム部（４）を閉断面構造体に構成し，またアッパハーフ部材（２１）と，その外面に溶接される補強部材（２２）とでアーム部（４）からアーム基端部（３）に亙る部分を別の閉断面構造体に構成し，ロアハーフ部材（２０）及びアッパハーフ部材（２１）には，ピボット支持筒（５）の外周面の一側に溶接されて前後に間隔を置いて並ぶ前側支持部（２７）及び後側支持部（２８）をそれぞれ形成し，また補強部材（２２）には，前側支持部（２７）及び後側支持部（２８）を覆ってピボット支持筒（５）の外周面の上部に溶接される上側支持部（２９）を形成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. 請求項１記載の自動車のサスペンションアームにおいて，
   アッパハーフ部材（２１）の前記前輪用スペース（Ｓ）に臨む側壁の，補強部材（２２）と溶接される部分を，補強部材（２２）の板厚に対応する深さの凹所（３０）としたことを特徴とする，自動車のサスペンションアーム。
   

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