JP6136482B2 - サスペンションアーム取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前輪を支持するサスペンションアームの取付け構造に関する。

車両のエンジンルームの下方に配設されるサスペンションフレームの左右両端部にそれぞれサスペンションアームが取り付けられている。サスペンションアームは、サスペンションフレームの左右両端部において車両前後方向に２か所設けられた取付部を介してサスペンションフレームに固定されている。サスペンションアームには、同軸的に配置された内筒及び外筒と、内筒と外筒の間に設けられたゴムブッシュとを有するブッシュが固定されている。ブッシュの内筒の穴とサスペンションフレームの取付部の取付穴を同軸的に位置決めし、そこへボルトを挿入することにより、サスペンションアームはサスペンションフレームに上下揺動可能に取り付けられる。

このようなサスペンションアームをサスペンションフレームへ取り付ける構造として、サスペンションアームの車両前後方向の後方の取付部をサスペンションフレームと共に車両のボディに共締めする構造が知られている（特許文献１）。共締めの場合、部組工程でサスペンションアームをサスペンションフレームに組付ける際、サスペンショアームは車両前後方向の前側の取付部では固定されるが、後側の取付部では固定されず仮組みした状態となる。そして、後側の取付部が仮組み状態のまま、サスペンションメンバを移動し車両のボディに固定する。すなわち、サスペンションメンバの固定作業時、後側の取付部ではサスペンションアームは自由な状態である。従って、サスペンションメンバをボディに固定する際、サスペンションアームの揺動に従ってブッシュが移動し、内筒の穴の軸心と取付穴の軸心がずれてしまい、取付けの作業性が著しく低下してしまうという問題があった。

このようなブッシュの内筒とサスペンションフレームの取付穴のずれを防止するために、例えば特許文献２には、板金性サスペンションフレームにおいて別部品である位置決め部材を用いることが記載されている。位置決め部材は取付穴の周囲に溶接して接合され、この位置決め部材を介してサスペンションアームが所定の位置に位置決めされる。

特開２００３−１２７８９２号公報 特開２００５−１７８４５８号公報

近年、車両の軽量化の観点からアルミ製のサスペンションフレームが用いられているが、アルミの溶接等は容易ではない。従って、アルミ製サスペンションフレームにおいては、上記のような板金性サスペンションフレームと同様の位置決め部材を追加することは困難である。また、位置決め部を別部品とした場合、別部品の製造による公差、別部品を組付ける際の公差などにより、位置決めの精度が低下してしまう。さらに、アルミ製サスペンションフレームの場合、鋳造等による型成型により位置決め部材を一体成型することが考えられるが、サスペンションアーム取付部の形状上、型抜きの方向が決まってしまうため、位置決め部材を一体成型するのは困難である。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、サスペンションメンバにおいてサスペンションアームの組み付けの作業性を向上させると共に、サスペンションアームの取付部の強度を向上させることを目的とする。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、サスペンションフレームの本体から車両の外側に向けて延出するよう設けられた上壁と、前記上壁と並行して前記本体から前記車両の外側に向けて延出するよう設けられた下壁と、前記上壁において前記車両上下方向の下方向に膨出する上壁膨出部であって、サスペンションアームを取り付けるためのボルトが挿通する取付穴が形成された上壁膨出部と、前記下壁において前記車両上下方向の上方向に膨出する下壁膨出部であって、前記ボルトが挿通する取付穴が形成された下壁膨出部とを備え、前記上壁膨出部の前記取付穴及び前記下壁膨出部の前記取付穴と前記サスペンションアームに固定された筒状のブッシュの穴とが同軸的に配置されるよう前記ブッシュを位置決めするための位置決め部が、前記上壁膨出部と前記下壁膨出部の少なくとも一方に一体的に形成され、前記ブッシュが前記位置決め部により位置決めされた状態で前記サスペンションアームが前記上壁膨出部と前記下壁膨出部とで挟み込まれるよう支持される。

本発明において、前記上壁膨出部の前記位置決め部と前記下壁膨出部の前記位置決め部の少なくとも一方が、前記取付穴を中心として前記車両の車幅方向において前記ブッシュの内筒の外径が嵌合する幅を有し、前記内筒の一方の端部が嵌合する溝であり、該溝は前記車両の前後方向に延びるよう形成され、少なくとも車輌前方に向けて開放されている。

また、本発明において、前記上壁膨出部の前記位置決め部と前記下壁膨出部の前記位置決め部のいずれか一方の前記位置決め部は前記溝であり、他方の前記位置決め部は、前記取付穴に対して前記車両の内側において前記車両の前後方向に延びるよう形成され、前記内筒の他方の端部が係合する段部である。

また、本発明において、前記上壁は、前記本体と連続する上壁基端部と前記上壁膨出部の前記取付穴との間において前記車両に面する側が肉抜きされ、前記下壁は、前記本体と連続する下壁基端部と前記下壁膨出部の前記取付穴との間において前記車両と反対側の面が肉抜きされている。

また、本発明において、前記上壁膨出部の前記位置決め部及び前記下壁膨出部の前記位置決め部は、車両幅方向の断面形状において車両幅方向に延びる面と車両上下方向に延びる面とが直交して配置され、前記上壁の肉抜きされた部分の車両幅方向の断面形状は、前記上壁膨出部の前記位置決め部の近傍の側壁が湾曲する形状を有し、前記下壁の肉抜きされた部分の車両幅方向の断面形状は、前記下壁膨出部の前記位置決め部の近傍の側壁が湾曲する形状を有している。

また、本発明において、前記上壁は、前記上壁膨出部の前記取付穴の近傍における前記上壁膨出部の車両前後方向の幅よりも、前記本体と連続する上壁基端部の近傍における前記上壁膨出部の車両前後方向の幅が長く、前記下壁は、前記下壁膨出部の前記取付穴の近傍における前記下壁膨出部の車両前後方向の幅よりも、前記本体と連続する下壁基端部の近傍における前期下壁膨出部の車両前後方向の幅が長い。

上述のように、本発明に係るサスペンションアーム取付構造は、サスペンションフレームの本体から車両の外側に向けて延出するよう設けられた上壁と、上壁と並行して本体から車両の外側に向けて延出するよう設けられた下壁と、上壁において車両上下方向の下方向に膨出する上壁膨出部であって、サスペンションアームを取り付けるためのボルトが挿通する取付穴が形成された上壁膨出部と、下壁において車両上下方向の上方向に膨出する下壁膨出部であって、ボルトが挿通する取付穴が形成された下壁膨出部とを備え、上壁膨出部の取付穴及び下壁膨出部の取付穴とサスペンションアームに固定された筒状のブッシュの穴とが同軸的に配置されるようブッシュを位置決めするための位置決め部が、上壁膨出部と下壁膨出部の少なくとも一方に一体的に形成され、ブッシュが位置決め部により位置決めされた状態でサスペンションアームが上壁膨出部と下壁膨出部とで挟み込まれるよう支持されるため、次のような効果を得ることができる。

すなわち、ブッシュを位置決めするための位置決め部が上壁膨出部と下壁膨出部の少なくとも一方に一体的に設けられているため、別体の位置決め部品を配置する構造に比べ、別部品の製造による公差、別部品を組付ける際の公差などによる位置決め精度の低下が防止される。また、別部品を製造する必要がないため製造工程を削減することができる。さらに、別部品をサスペンションメンバに配設する必要がないため、サスペンションメンバ全体の重量の増加を抑えることができる。

また、上壁膨出部の位置決め部と下壁膨出部の位置決め部の少なくとも一方を、取付穴を中心として前記車両の車幅方向においてブッシュの内筒の外径が嵌合する幅を有し、内筒の一方の端部が嵌合する溝とし、この溝を車両の前後方向に延びるよう形成し、少なくとも車輌前方に向けて開放させることにより、車両の横方向からサスペンションアームに荷重がかかった場合、ブッシュを介して上壁膨出部と下壁膨出部の少なくとも一方の溝部で受けることができる。従って、荷重の受け止めが効率的に行われ、サスペンションアームを取り付ける部分の強度及び剛性が向上する。

上壁膨出部の位置決め部と下壁膨出部の位置決め部のいずれか一方の位置決め部を前記溝とし、他方の前記位置決め部を、取付穴に対して車両の内側において車両の前後方向に延びるよう形成し、内筒の他方の端部が係合する段部とすることにより、車両の横方向からサスペンションアームに荷重がかかった場合、ブッシュを介して溝部と段部で受けることができる。従って、荷重の受け止めがより効率的に行われ、サスペンションアームを取り付ける部分の強度及び剛性がさらに向上する。

さらに、サスペンションアームを取り付ける上壁膨出部及び下壁膨出部の剛性の向上により、サスペンションメンバにおいてサスペンションを正確に機能させるために必要な剛性を確保することができる。

また、上壁及び下壁に肉抜きされた部分を設けることにより、サスペンションフレームの軽量化が図られる。

また、上壁は、上壁膨出部の取付穴の近傍における上壁膨出部の車両前後方向の幅よりも、本体と連続する上壁基端部の近傍における上壁膨出部の車両前後方向の幅を長くし、下壁は、下壁膨出部の取付穴の近傍における下壁膨出部の車両前後方向の幅よりも、本体と連続する下壁基端部の近傍における下壁膨出部の車両前後方向の幅を長くすることにより、サスペンションアームの横方向からかかる荷重を分散して車両のボディに伝えることができる。従って、ボディの特定の箇所に応力が集中することが防止される。

本発明の実施形態に係るサスペンションメンバの斜視図である。 本発明の実施形態に係るサスペンションメンバのサスペンションアーム取付け部分の拡大図である。 図２の線Ａ−Ａ矢視断面図である。 図２の線Ｂ−Ｂ矢視断面図である。 図３の線Ｃ−Ｃの位置で切断した場合の後側取付部を示す断面図である。 サスペンションアーム取付け部を下から示す斜視図である。 サスペンションアーム取付け部の上壁の平面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施形態に係るアルミ製サスペンションメンバを示す斜視図である。サスペンションメンバ１は車両のエンジンルームの下方に配設される。サスペンションメンバ１はサスペンションフレーム１０を有し、サスペンションフレーム１０の左右両端にはそれぞれサスペンションアーム２０、３０が取り付けられている。

図２は、サスペンションアーム２０が取り付けられたサスペンションフレーム１０の左端部の近傍を拡大して示す図である。サスペンションアーム２０は、車両前後方向の前側取付部１０Ａと後側取付部１０Ｂの２か所でサスペンションフレーム１０の左端部１０Ｌに取り付けられる。

図３〜図５は後側取付部１０Ｂの断面を拡大して示す図であり、図３は図２の線Ａ−Ａ矢視断面図、図４は図２の線Ｂ−Ｂ矢視断面図である。図５は後側取付部１０Ｂを図３の線Ｃ−Ｃの位置で切断し車両の外側から示した図である。図６は、後側取付部１０Ｂを下方から示す斜視図である。図５及び６において、構成を明示するため一部の部材は省略されている。サスペンションフレーム１０の後側取付部１０Ｂにおいて、サスペンションフレーム１０の本体と一体的に上壁１１、下壁１２が形成されている。上壁１１はサスペンションフレーム１０の本体から車両の外側に向けて延出するよう設けられ、下壁１２は上壁１１と所定の距離をおいて上壁１１と並行してサスペンションフレーム１０の本体から車両の外側に向けて延出するよう設けられている。上壁１１は本体側の車両上下方向の下向きに膨出する上壁膨出部１１Ｂを有し、上壁膨出部１１Ｂにおいて上壁基端部１１Ａと反対側には、固定ボルト８０が挿通する取付穴１１Ｃが形成されている。下壁１２は本体側の車両上下方向の上向きに膨出する上壁膨出部１２Ｂを有し、下壁膨出部１２Ｂにおいて下壁基端部１２Ａと反対側には、固定ボルト８０が挿通する取付穴１２Ｃが形成されている。取付穴１１Ｃ及び１２Ｃは、同一の形状、大きさを有し、車両上下方向から見たときその中心が一致するよう形成されている。

ブッシュ４０は外筒４１、内筒４２、ゴムブッシュ４３を有する。外筒４１は径方向の寸法より軸線方向の寸法が短い円筒状の部材である。内筒４２は軸線方向の寸法より径方向の寸法が短い円筒状の部材である。さらに、内筒４２は軸線方向の寸法が外筒４１の軸線方向の寸法より長く、外筒４１よりも小径である。内筒４２は外筒４１の穴４１Ａにおいて上下端部が外筒４１から突出するよう配置され、ゴムブッシュ４３を介して外筒４１の穴４１Ａ内に固定されている。サスペンションアーム２０は、その端部が外筒４１の外周面に固定されている。

上壁膨出部１１Ｂには、取付穴１１Ｃを中心として車両の車幅方向においてブッシュ４０の内筒４２の外径が嵌合する幅を有する溝５０が車両の前後方向に延びるよう形成されている。図３に示されるように、溝５０の車両幅方向の断面形状は、車両左右方向に延びる面５０Ａと車両上下方向に延びる面５０Ｂ、５０Ｃとが直交する形状を有する。上壁１１は、基端部１１Ａと上壁膨出部１１Ｂの間において車体に面する側が肉抜きされた上壁肉抜部１１Ｄを有する。上側肉抜部１１Ｄの車両幅方向の断面形状は、溝５０の近傍の側壁５１が湾曲しており、側壁５１はアールがつけられている。すなわち、上壁膨出部１１Ｂから上側肉抜部１１Ｄにかけて車両幅方向の断面形状はクランク状を呈している。

下壁膨出部１２Ｂには、取付穴１２Ｃに対して車両の内側において、段部６０が車両の前後方向に延びるよう形成されている。図３に示されるように、段部６０の車両幅方向の断面形状は、車両左右方向に延びる面６０Ａと車両上下方向に延びる面６０Ｂとが直交する形状を有する。下壁１２は、基端部１２Ａと下壁膨出部１２Ｂの間において車体とは反対側の面が肉抜きされた下壁肉抜部１２Ｄを有する。下側肉抜部１２Ｄの車両幅方向の断面形状は、段部６０の近傍の側壁６１が湾曲しており、側壁６１はアールがつけられている。すなわち、下壁膨出部１２Ｂから下側肉抜部１２Ｄにかけて、車両幅方向の断面形状はクランク状を呈している。

図３及び図４に示すように、ブッシュ４０の内筒４２の車両方向上側の端部は上壁膨出部１１Ｂの溝５０に嵌合し、内筒４２の車両方向下側の端部は下壁膨出部１２Ｂの段部６０に係合している。これにより内筒４２の穴４２Ａの軸心が上壁膨出部１１Ｂの取付穴１１Ｃ及び下壁膨出部１２Ｂの１２Ｃの中心を貫くよう、各部が位置決めされる。そして、上壁膨出部１１Ｂは車両のボディの壁部７０に当接している。この状態で、固定ボルト８０は下壁１２側から取付穴１２Ｃ、ブッシュ４０の内筒４２の穴４２Ａ、取付穴１１Ｃを挿通し、先端部が壁部７０を貫通しており、壁部７０側でナットが締め付けられている。すなわち、サスペンションアーム２０は、車両のボディに対してサスペンションフレーム１０と共締めされている。

図７に示すように、上壁１１は、取付穴１１Ｃの近傍における上壁膨出部１１Ｂの車両前後方向の長さαよりも、基端部１１Ａの近傍における上壁膨出部１１Ｂの車両前後方向の長さβが長くなるよう形成されている。同様に、下壁１２も、取付穴１２Ｃの近傍における下壁膨出部１２Ｂの車両前後方向の長さよりも、基端部１２Ａの近傍における下壁膨出部１２Ｂの車両前後方向の長さが長くなるよう形成されている。

尚、サスペンションアーム３０が取り付けられたサスペンションフレーム１０の右端部においても、左端部と同様の構成を有する。すなわち、車両前後方向の後側取付部１０Ｄ（図１参照）における各部の構成は、図３〜７に示す構成と同様の構成を有しており、サスペンションアーム３０は車両のボディに対してサスペンションフレーム１０と共締めされている。

ここで、本実施形態に係るサスペンションメンバの取付け手順を説明する。
サスペンションアーム２０をサスペンションフレーム１０の左端部の前側取付部１０Ａで固定し、後側取付部１０Ｂで仮組みする。仮組みとは、ブッシュ４０の内筒４２の車両方向上側の端部をサスペンションフレーム１０の上壁１１の上壁膨出部１１Ｂの溝５０に嵌合させ、内筒４２の車両方向下側の端部を下壁１２の下壁膨出部１２Ｂの段部６０に係合させた状態で、固定ボルト８０による締め付けは行われていない状態である。固定ボルト８０により固定されていないので、サスペンションアーム２０は自由な状態であるが、ブッシュ４０の内筒４２の上端部が溝５０に嵌合し、下端部が段部６０に係合しているため、サスペンションアーム６０に外力が加わっても、取付穴１１Ｃ、１２Ｃと内筒４２の穴４２Ａがずれることがない。また、仮に内筒４２の穴４２Ａに対してずれたとしても、溝５０、段部６０を介して容易にずれを修正することができる。同様に、サスペンションアーム３０をサスペンションフレーム１０の右端部の後側取付部１０Ｄで仮組みする。

サスペンションアーム２０及び３０を後側取付部１０Ｂ及び１０Ｄでサスペンションフレーム１０に仮組みした状態で、サスペンションフレーム１０を車両のボディ内の取り付け位置に配置する。そして、後側取付部１０Ｂにおいて固定ボルト８０を下壁膨出部１２Ｂの取付穴１２Ｃから挿入し、ボディの壁部７０に固定する。同様に、後側取付部１０Ｄにおいて固定ボルトを下壁膨出部の取付穴から挿入し、ボディの壁部に固定する。

このように、本発明に係る実施形態によれば、ブッシュ４０の内筒４２の位置決め部として、上壁膨出部１１Ｂに溝５０が形成され、下壁膨出部１２Ｂに段部６０が形成されている。すなわち、内筒４２の位置決め部はサスペンションフレーム１０の上壁膨出部１１Ｂ、下壁膨出部１２Ｂに一体的に設けられている。従って、サスペンションフレーム１０とは別体の位置決め部品を配置する構造に比べ、別部品の製造による公差、別部品を組付ける際の公差などに起因する位置決め精度の低下が防止される。また、別部品を製造する必要がないため製造工程を削減することができる。さらに、別部品をサスペンションメンバ１に配設する必要がないため、サスペンションメンバ１全体の重量の増加を抑えることができる。

ブッシュ４０の内筒４２は、上側の端部が溝５０の車両上下方向に延びる面５０Ｂ、５０Ｃに当接し、下側の端部が段部６０の車両上下方向に延びる面６０Ｂに当接している。従って、車両の外側から横方向にサスペンションアーム２０に荷重がかかった場合、内筒４２を介して溝５０及び段部６０で荷重を受けることができる。従って、荷重の受け止めがより効率的に行われ、サスペンションアーム２０が取り付けられた部分の強度及び剛性が向上する。そして、サスペンションアーム２０が取り付けられた部分の強度及び剛性の向上により、サスペンションメンバ１においてサスペンションを正確に機能させるために必要な剛性を確保することができる。

上述のように、上壁１１には上壁肉抜部１１Ｄが設けられ、下壁１２には下壁肉抜部１２Ｄが設けられている。従って、サスペンションメンバ１の軽量化が図られる。

また、上壁１１及び下壁１２は、それぞれ、車両前後方向の幅が膨出部よりも基端部が長くなるよう形成されている。従って、車両の外側から横方向にサスペンションアーム２０を介して荷重がかかった場合、その荷重は分散してボディの壁部７０に伝達され、ボディの特定の箇所に応力が集中することが防止される。

尚、本実施形態では、上壁膨出部１１Ｂに溝５０が設けられ、下壁膨出部１２Ｂに段部６０が設けられているがこれに限るものではない。上壁膨出部１１Ｂに段部を設け、下壁膨出部１２Ｂに溝を設けてもよいし、上壁膨出部１１Ｂと下壁膨出部１２Ｂの双方に溝を設けてもよい。また、上壁膨出部１１Ｂと下壁膨出部１２Ｂのいずれか一方に位置決め部を設ける構成としてもよい。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

１ サスペンションメンバ
１０ サスペンションフレーム
１１ 上壁
１１Ｂ 上壁膨出部
１２ 下壁
１２Ｂ 下壁膨出部
２０、３０ サスペンションアーム
４０ ブッシュ
４１ 外筒
４２ 内筒
５０ 溝部
６０ 段部
７０ 壁部
８０ 固定ボルト

Claims (5)

1. サスペンションフレームの本体から車両の外側に向けて延出するよう設けられた上壁と、
   前記上壁と並行して前記本体から前記車両の外側に向けて延出するよう設けられた下壁と、
   前記上壁において前記車両上下方向の下方向に膨出する上壁膨出部であって、サスペンションアームを取り付けるためのボルトが挿通する取付穴が形成された上壁膨出部と、
   前記下壁において前記車両上下方向の上方向に膨出する下壁膨出部であって、前記ボルトが挿通する取付穴が形成された下壁膨出部とを備え、
   前記上壁膨出部の前記取付穴及び前記下壁膨出部の前記取付穴と前記サスペンションアームに固定された筒状のブッシュの穴とが同軸的に配置されるよう前記ブッシュを位置決めするための位置決め部が、前記上壁膨出部と前記下壁膨出部の少なくとも一方に一体的に形成され、
   前記ブッシュが前記位置決め部により位置決めされた状態で前記サスペンションアームが前記上壁膨出部と前記下壁膨出部とで挟み込まれるよう支持され、
   前記上壁膨出部の前記位置決め部と前記下壁膨出部の前記位置決め部の少なくとも一方が、前記取付穴を中心として前記車両の車幅方向において前記ブッシュの内筒の外径が嵌合する幅を有し、前記内筒の一方の端部が嵌合する溝であり、該溝は前記車両の前後方向に延びるよう形成され、少なくとも車両前方に向けて開放されていることを特徴とするサスペンションアーム取付構造。
2. 前記上壁膨出部の前記位置決め部と前記下壁膨出部の前記位置決め部のいずれか一方の前記位置決め部は前記溝であり、他方の前記位置決め部は、前記取付穴に対して前記車両の内側において前記車両の前後方向に延びるよう形成され、前記内筒の他方の端部が係合する段部であることを特徴とする請求項１に記載のサスペンションアーム取付構造。
3. 前記上壁は、前記本体と連続する上壁基端部と前記上壁膨出部の前記取付穴との間において前記車両に面する側が肉抜きされ、
   前記下壁は、前記本体と連続する下壁基端部と前記下壁膨出部の前記取付穴との間において前記車両と反対側の面が肉抜きされていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のサスペンションアーム取付構造。
4. 前記上壁膨出部の前記位置決め部及び前記下壁膨出部の前記位置決め部は、車両幅方向の断面形状において車両幅方向に延びる面と車両上下方向に延びる面とが直交して配置され、
   前記上壁の肉抜きされた部分の車両幅方向の断面形状は、前記上壁膨出部の前記位置決め部の近傍の側壁が湾曲する形状を有し、
   前記下壁の肉抜きされた部分の車両幅方向の断面形状は、前記下壁膨出部の前記位置決め部の近傍の側壁が湾曲する形状を有している
   ことを特徴とする請求項３に記載のサスペンションアーム取付構造。
5. 前記上壁は、前記上壁膨出部の前記取付穴の近傍における前記上壁膨出部の車両前後方向の幅よりも、前記本体と連続する上壁基端部の近傍における前記上壁膨出部の車両前後方向の幅が長く、
   前記下壁は、前記下壁膨出部の前記取付穴の近傍における前記下壁膨出部の車両前後方向の幅よりも、前記本体と連続する下壁基端部の近傍における前期下壁膨出部の車両前後方向の幅が長いことを特徴とする請求項１に記載のサスペンションアーム取付構造。

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