JP4696486B2 - 車両用サスペンションアーム - Google Patents

Description

本発明は、車両に用いられるサスペンションアームに関するものであり、特に一枚の金属板をプレス加工して成形する場合に好適なものである。

このような車両用サスペンションアームとしては、例えば入力方向と平行又は略平行に配置される板状部の両端部に、略パイプ状の補強部を形成したものがある（例えば特許文献１参照）。
特開平８−１８８０２２号公報

しかしながら、前記従来の車両サスペンションアームでは、板状部の両端部に、パイプ状の補強部を形成しなければならないため、部品重量の面で改善の余地がある。
本発明はこれらの諸問題を解決するために開発されたものであり、部品重量を軽減できると共に、強度にも優れる車両用サスペンションアームを提供することを目的とするものである。

上記諸問題を解決するため、本発明の車両用サスペンションアームは、荷重の入力方向と平行又は略平行に板状部を配置し、この板状部の端部のうち、前記荷重の入力側と反対側の端部にのみ、断面半円弧又はコ字状のカール部を、当該板状部に連接し且つ当該板状部と一連に形成したことを特徴とするものである。また、前記板状部とカール部との連接部を、当該カール部の開放端部と逆方向に膨出するとよい。

而して、本発明の車両用サスペンションアームによれば、荷重の入力方向と平行又は略平行に板状部を配置し、この板状部の端部のうち、前記荷重の入力側と反対側の端部にのみ、断面半円弧又はコ字状のカール部を、当該板状部に連接し且つ当該板状部と一連に形成したことにより、荷重に対する強度を確保しながら部品重量を軽減することが可能となる。また、前記板状部とカール部との連接部を、当該カール部の開放端部と逆方向に膨出することにより、サスペンションアームの剪断中心と断面中心とを含む面を、板状部に近づけることができ、これにより強度を向上することができる。

次に、本発明の車両用サスペンションアームをフロントサスペンションのトランスバースリンクに適用した一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本実施形態のフロントサスペンション全体の斜視図である。図中の符号１はサスペンションメンバー、符号２はショックアブソーバ及びコイルスプリングからなるストラット、符号３はスタビライザバー、符号４がトランスバースリンクである。トランスバースリンクとは、車両横方向又は斜め横方向に配設されるリンクを意味する。

本実施形態のトランスバースリンク４は、一枚の金属板をプレス加工して成形される。前左輪用のトランスバースリンク４の平面図を図２に、そのＡ−Ａ断面を図３に示す。このトランスバースリンク４は、車両前後方向に離れた二カ所の支持点２１，２２で車体側、即ちサスペンションメンバー１に支持され、それらの支持点から車両斜め前方に位置する連結点２３で、車輪側部材であるアクスル５に連結される。全体の形状としては、平面視でくの字状に形成され、車両後方側の支持点２１から車両斜め前方に長手の基幹部６と、そこから車両横方向に延設される延長部７とから構成され、基幹部６の車両前方部位を前記車両前方の支持点２２で車体側、即ちサスペンションメンバー１に支持する。

このトランスバースリンク４は、前記サスペンションメンバー１に支持される二カ所の支持点２１，２２並びにアクスル５に連結される連結点２３、及び後述する最弱部を除き、略一様の断面をしている。この断面のうち、最も強度面で不利な断面が、図１のＡ−Ａ断面となる。この種のトランスバースリンク４には、例えば突起乗り越しに伴ってアクスル連結点２３から車両前後方向荷重が入力される。この荷重の入力方向は前方から後方であり、その荷重に対して、最も脆弱な断面が基幹部６と延長部７との連結部位に相当するＡ−Ａ断面となるのである。

このＡ−Ａ断面に代表してトランスバースリンク４の縦断面を図３に示す。本実施形態のトランスバースリンク４は、前述のように一枚の金属板をプレス加工して成形されたものであるので、その基本形状である板状部８は、前記荷重入力方向と平行又は略平行に配置される。そして、板状部８の車両前後方向両端部のうち、車両後方側、つまり前記前後方向荷重の入力側と反対側の端部には、断面コ字状のカール部９が下向きに形成され、そのカール部９と板状部８との連接部１０は、板状部８の面直方向で、且つ、当該カール部９の開放端部と逆方向、つまり上方に膨出されている。勿論、板状部８も、連接部１０も、カール部９も、一枚の金属板をプレス加工して成形しているので、一連で且つ互いに連接している。なお、カール部９については、例えば断面半円弧形状であってもよい。

また、前記板状部８の両端部のうち、車両前方側、つまり前記前後方向荷重の入力側の端部を前記連接部１０と同方向、つまり上方に膨出して膨出部１１を形成し、且つその端部を膨出方向と逆方向、つまり下方に曲げてフランジ部１２を形成している。例えば、図３中の中央部の黒丸が図心、即ち断面の中心であるとすると、この図心から連接部１０上端までの高さＢは、同じく図芯から膨出部１１上端までの高さＣより大きい。

図２を参照しながら、前後方向の荷重が入力されたときについて説明すると、前記基幹部６と延長部７との連接部位に相当するＡ−Ａ断面では、車両後方側、つまり荷重入力側と反対側の端部に挫屈応力が集中する。従って、トランスバースリンク４の縦断面において、荷重入力側と反対側の端部の強度を高める必要がある。金属板をプレス加工してトランスバースリンク４、つまりサスペンションアームを成形する場合、強度の向上は、必要部分の断面積の増大によってなされる。そこで、本実施形態では、板状部８の両端部のうち、車両後方側、つまり前記前後方向荷重の入力側と反対側の端部に、断面コ字状のカール部９を下向きに形成し、これにより断面積を増大して強度を確保する。また、カール部９と板状部８との連接部１０を上方に膨出することによっても断面積が増大し、強度が向上される。勿論、トランスバースリンク４の車両前方端部の強度も、或る程度は必要であり、そのために、当該車両前方端部に膨出部１１やフランジ部１２を形成して断面積を増大し、強度を向上している。

例えば前記特許文献１に記載されるように板状部８の両端部を略パイプ状にすると、図３に破線で示すような形状になる。このうち、車両前方側、つまり荷重入力側の端部では、前記カール部９のように断面積を確保しなくとも十分な強度が得られるので、本実施形態のトランスバースリンク４では、その分だけ、断面積を減少し、その結果、部品重量を軽減することが可能となる。

また、前記車両後方側端部に下向きのカール部９を形成すると、カール部９と板状部８との間、つまり連接部１０における剪断中心が下方に下がる。そこで、本実施形態では、カール部９と板状部８との間の連接部１０を上方に膨出させ、当該連接部１０における剪断中心を上方に持ち上げる。すると、剪断中心と前記図心、つまり断面中心とを含む面が板状部８とに近づくので前記前後方向に荷重の入力があっても、板状部８に曲げやねじりなどの力を小さくすることができ、強度的に有利である。このとき、結果的に、前記膨出部１１の高さＣよりも連接部１０の高さＢの方が高くなるので、連接部１０の断面積が増大しないように、当該連接部１０の車両前後方向の幅を狭くした。また、このように連接部１０の幅を狭くすることにより、当該連接部１０を上方に膨出する際、剪断中心を効果的に上方に持ち上げることができる。

また、本実施形態のトランスバースリンク４では、図２に○で囲んだ部分、つまり車両前方側端部のうち、本来、前記膨出部１１及びフランジ部１２がある部分をフラット、つまり板状部８と同様の平坦部とすることにより、その部分に最弱部１３を形成している。前述したように、このトランスバースリンク４で、前後方向荷重に対して最も脆弱なのは基幹部６と延長部７との連接部位であるＡ−Ａ断面部である。本実施形態では、前述のような構成とすることにより、通常の走行に対しては十分な強度を確保しているが、例えば過大な前後方向荷重が入力された結果、Ａ−Ａ断面部の車両後方側端部が挫屈すると、その挫屈部分を中心として、それより車両前方の部分が車両後方に折れ曲がり、結果的にアクスル５、即ち車輪はトーアウト方向に変位する。ところが、車輪のトーアウト方向への変位は、転舵の方向と略同じなので、一見したところではトランスバースリンク４が変形しているのか、転舵しているのかが判断できない。これは、挫屈部分がトランスバースリンク４の車両後方側端部である場合、及び車両前方側端部であっても前記前後方向入力に対して直交する部分である場合には、同様に発生する問題である。

そこで、本実施形態では、図２に○で囲んだ部分、つまり基幹部６の前端部に設けられた支持点２２のすぐ後方の車体側の側部、換言すれば前後方向荷重の入力側端部のうち、当該前後方向荷重の入力方向に対して直交でない部分に最弱部１３を形成し、過大な前後方向荷重が入力したときに最弱部１３で挫屈が生じるようにした。図４ａは、トランスバースリンク４が変形していないときの前左輪を側方から見たときのリンク４及び車輪２０の概略を示している。前述のように、過大な前後方向荷重により前記最弱部１３で挫屈が生じると、図４ｂに示すように、最弱部１３より車両前方の部分が車両後方且つ上方に変形し、その結果、アクスル５、即ち車輪はトーアウト方向と共にネガティブキャンバ方向に変位する。このようなキャンバ方向への車輪の変位は、通常の転舵では表れない車輪挙動なので、一見してトランスバースリンク４が変形しているものと判断することができる。

このように本実施形態のトランスバースリンク４によれば、前後方向荷重の入力方向と平行又は略平行に板状部８を配置し、この板状部８の端部のうち、前後方向荷重の入力側と反対側の端部にのみ、断面半円弧又はコ字状のカール部９を、当該板状部８に連接し且つ当該板状部８と一連に形成したことにより、前後方向荷重の入力側と反対側の端部の強度を確保しながら、前後方向荷重の入力側の端部の断面積を減少し、もって部品重量を軽減することができる。

また、板状部８とカール部９との連接部１０を、当該カール部９の開放端部と逆方向に膨出したことにより、連接部１０における剪断中心と断面形状の中心とを含む平面を、前後方向荷重の入力方向と平行にすることができ、これにより前後方向荷重に対する強度を向上することができる。
また、板状部８の端部のうち、前後方向荷重の入力側の端部を、連接部１０と同方向に膨出して膨出部１１を形成し、且つその端部を膨出方向と逆方向に曲げてフランジ部１２を形成したことにより、前後方向荷重の入力側の端部の強度も或る程度確保しながら、部品重量を軽減することが可能となる。

また、板状部８の端部のうち、前後方向荷重の入力側の端部で且つ前後方向荷重の入力方向と直交でない部位の強度を、他の部位の強度に対して低くして最弱部１３を形成したことにより、過大な前後方向荷重による変形を容易に判断することが可能となる。

本発明の車両用サスペンションアームをトランスバースリンクに適用した一実施形態を示すサスペンション全体の斜視図である。 図１のトランスバースリンクの平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２のトランスバースリンクの作用の説明図である。

符号の説明

１はサスペンションメンバー
２はストラット
３はスタビライザバー
４はトランスバースリンク（車両用サスペンションアーム）
５はアクスル
６は基幹部
７は延長部
８は板状部
９はカール部
１０は連接部
１１は膨出部
１２はフランジ部
１３は最弱部

Claims (2)

1. 車両前後方向後方向きの荷重の入力方向と平行又は略平行に板状部を配置し、この板状部の端部のうち、前記荷重の入力側と反対側の端部にのみ、断面半円弧又はコ字状のカール部を、当該板状部に連接し且つ当該板状部と一連に形成し、前記板状部とカール部との連接部を、前記板状部の面直方向に、且つ、当該カール部の開放端部と逆方向に膨出し、前記板状部の端部のうち、前記荷重の入力側の端部を、前記連接部と同方向に膨出して膨出部とし、且つその端部を前記膨出部の膨出方向と逆方向に曲げてフランジ部とし、断面中心から前記連接部上端までの高さを、断面中心から前記膨出部上端までの高さより高くし、前記連接部の車両前後方向の幅を前記膨出部の車両前後方向の幅より狭くしたことを特徴とする車両用サスペンションアーム。
2. 前記板状部の端部のうち、前記荷重の入力側の端部で且つ荷重の入力方向と直交でない部位の強度を、他の部位の強度に対して低くして最弱部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンションアーム。

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