JP6784493B2 - Lower arm - Google Patents
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Description
本発明は、繊維強化樹脂構造体に関する。 The present invention relates to a fiber reinforced resin structure.
近年、種々の構造体において、軽量化しながら強度を向上させるために、炭素繊維強化樹脂(CFRP)等の繊維強化樹脂が利用されている。このような繊維強化樹脂からなる構造体である繊維強化樹脂構造体は、2以上の繊維強化樹脂部材を含む場合がある。そして、2以上の繊維強化樹脂部材を含む繊維強化樹脂構造体に関する分野において、繊維強化樹脂構造体の機械特性を向上させるための技術が提案されている。 In recent years, fiber reinforced resins such as carbon fiber reinforced plastic (CFRP) have been used in various structures in order to improve the strength while reducing the weight. The fiber reinforced resin structure, which is a structure made of such a fiber reinforced resin, may include two or more fiber reinforced resin members. Then, in the field of a fiber reinforced resin structure including two or more fiber reinforced resin members, a technique for improving the mechanical properties of the fiber reinforced resin structure has been proposed.
例えば、特許文献1には、サンドイッチ構造体の端部同士を締結部材等を用いることなく容易にかつ安価に一体に接合でき、しかも接合部に十分に高い強度と剛性を付与でき、外観にも優れたサンドイッチ構造体を提供するために、コア材とその両面に配置したFRPスキン板を有し、端部同士を突き合わせ接合したサンドイッチ構造体において、両端部の表面にわたって延びるFRP連結層を設けるとともに、突き合わせ端面間に樹脂拡散媒体を含む層を設ける技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, the ends of a sandwich structure can be joined together easily and inexpensively without using a fastening member or the like, and sufficiently high strength and rigidity can be imparted to the joined portion, and the appearance is also improved. In order to provide an excellent sandwich structure, in a sandwich structure having a core material and FRP skin plates arranged on both sides thereof and butt-joining the ends, an FRP connecting layer extending over the surfaces of both ends is provided. , A technique of providing a layer containing a resin diffusion medium between the butt end faces is disclosed.
ところで、自動車車体の構造部品についても、車体の軽量化のために、炭素繊維強化樹脂(CFRP)等の繊維強化樹脂を利用した構成部品が使用されつつある。例えば、このような自動車車体の構造部品について、2以上の繊維強化樹脂部材を含み、繊維強化樹脂部材間の接合部を有する繊維強化樹脂構造体が適用され得る。ここで、自動車車体の構造部品に対して、曲げ変形を生じさせる比較的大きな荷重が入力される場合がある。接合部を有する構造部品に曲げ変形が生じた場合には、曲げ変形によって生じる引っ張り力又は圧縮力によって、一般的に強度が弱い接合部を起点として破壊が生じ得る。ゆえに、自動車車体の構造部品について接合部を有する繊維強化樹脂構造体を適用した場合には、当該繊維強化樹脂構造体の曲げ変形に対する強度を向上させることが望ましいと考えられる。 By the way, as for the structural parts of an automobile body, components using a fiber reinforced resin such as carbon fiber reinforced resin (CFRP) are being used in order to reduce the weight of the body. For example, a fiber reinforced resin structure including two or more fiber reinforced resin members and having a joint portion between the fiber reinforced resin members can be applied to such a structural component of an automobile body. Here, a relatively large load that causes bending deformation may be input to the structural parts of the automobile body. When a structural part having a joint is bent and deformed, the tensile force or compressive force generated by the bending deformation may cause fracture starting from the joint, which is generally weak in strength. Therefore, when a fiber reinforced resin structure having a joint is applied to a structural part of an automobile body, it is considered desirable to improve the strength of the fiber reinforced resin structure against bending deformation.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、曲げ変形に対する強度を向上させることが可能な、新規かつ改良された繊維強化樹脂構造体を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved fiber reinforced resin structure capable of improving the strength against bending deformation. To do.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、繊維強化樹脂製の上部部材と、下部部材とを含み車両に搭載されるロアアームであって、前記上部部材及び前記下部部材に渡って設けられ、前記上部部材及び前記下部部材の接合部に沿って延在する補強部材を備え、前記補強部材は、車体前方側に位置する前方側補強部材と、車体後方側に位置する後方側補強部材とを含み、前記前方側補強部材は、前記ロアアームに曲げ変形が生じた時に前記接合部の車体前方側の部分に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化し、前記後方側補強部材は、前記ロアアームに曲げ変形が生じた時に前記接合部の車体後方側の部分に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化し、前記上部部材及び前記下部部材のそれぞれには、凹部が設けられ、前記上部部材及び前記下部部材のそれぞれの前記凹部が対向することにより、前記ロアアームの内部側に閉空間が形成され、前記補強部材は、前記引っ張り力の方向に沿って設けられ、前記閉空間側へ突出する突起部を有する、ロアアームが提供される。また、前記補強部材は、前記上部部材及び前記下部部材に渡って設けられ、前記接合部に沿って延在する渡り部をさらに有し、前記突起部は、前記渡り部から前記閉空間側へ突出してもよい。 In order to solve the above problems, according to a certain viewpoint of the present invention, the lower arm including the upper member made of fiber reinforced resin and the lower member and mounted on the vehicle extends over the upper member and the lower member. The upper member and the reinforcing member extending along the joint portion of the lower member are provided, and the reinforcing member is a front side reinforcing member located on the front side of the vehicle body and a rear side located on the rear side of the vehicle body. The front side reinforcing member includes the reinforcing member, and the front side reinforcing member strengthens the rigidity in the direction of the tensile force applied to the vehicle body front side portion of the joint portion when the lower arm is bent and deformed, and the rear side reinforcing member. Strengthens the rigidity of the joint portion in the direction of the tensile force applied to the rear portion of the vehicle body when the lower arm is bent and deformed, and each of the upper member and the lower member is provided with a recess. A closed space is formed on the inner side of the lower arm by facing the recesses of the upper member and the lower member, and the reinforcing member is provided along the direction of the tensile force to form the closed space. A lower arm is provided that has a protruding portion that projects to the side . Further, the reinforcing member is provided over the upper member and the lower member, and further has a crossover portion extending along the joint portion, and the protrusion portion is from the crossover portion to the closed space side. It may protrude.
前記補強部材は、前記引っ張り力の方向に沿って強化繊維が配向した一方向繊維強化樹脂部材であってもよい。 The reinforcing member may be a unidirectional fiber reinforced resin member in which reinforcing fibers are oriented along the direction of the tensile force.
前記補強部材の前記突起部は、前記接合部において、前記上部部材及び前記下部部材により挟まれてもよい。 The protrusions of the reinforcing member before Symbol junction, may be sandwiched between the upper member and the lower member.
前記補強部材は、前記上部部材及び前記下部部材の外周部に渡って設けられてもよい。 The reinforcing member may be provided over the outer peripheral portion of the upper member and the lower member .
車体に支持される車体前方側の第1の基部及び車体後方側の第2の基部を備え、前記前方側補強部材は、前記接合部における前記ロアアームの先端部と前記第1の基部との間の部分に沿い、前記ロアアームに曲げ変形が生じた時に前記接合部における前記ロアアームの先端部と前記第1の基部との間の部分に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化し、前記後方側補強部材は、前記接合部における前記ロアアームの先端部と前記第2の基部との間の部分に沿い、前記ロアアームに曲げ変形が生じた時に前記接合部における前記ロアアームの先端部と前記第2の基部との間の部分に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化してもよい。 It includes a first base on the front side of the vehicle body and a second base on the rear side of the vehicle body supported by the vehicle body, and the front side reinforcing member is between the tip end portion of the lower arm and the first base portion at the joint portion. When the lower arm is bent and deformed along the portion of, the rigidity with respect to the direction of the tensile force applied to the portion between the tip portion of the lower arm and the first base portion at the joint portion is strengthened, and the rear portion The side reinforcing member is along the portion between the tip of the lower arm and the second base at the joint, and when the lower arm is bent and deformed, the tip of the lower arm and the second at the joint are formed. Rigidity in the direction of the tensile force applied to the portion between and the base of the
以上説明したように本発明によれば、繊維強化樹脂構造体において、曲げ変形に対する強度を向上させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the strength against bending deformation in the fiber reinforced resin structure.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted. Further, in the present specification and the drawings, a plurality of components having substantially the same functional configuration may be distinguished by adding different alphabets after the same reference numerals. However, if it is not necessary to distinguish each of the plurality of components having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals are given.
<1.サスペンション装置>
まず、図1〜図3を参照して、本実施形態に係る繊維強化樹脂構造体に相当する車両のロアアーム20を備えたサスペンション装置1について説明する。図1は、ロアアーム20を備えた車両の前輪のサスペンション装置1の構成の一例を示す模式図であり、図2は、ロアアーム20及びサスペンションクロスメンバ8の分解斜視図である。また、図3は、ロアアーム20の一例を示す斜視図である。
<1. Suspension device>
First, the suspension device 1 provided with the
図1に示したように、サスペンション装置1において、エンジンルーム2の左右は、車体フレームの構成要素であるフロントホイールエプロン3で仕切られている。フロントホイールエプロン3は、車体の前後方向に延在する左右一対のサイドフレーム5に接合されている。また、フロントホイールエプロン3の後部にストラットタワー6が形成されている。ストラットタワー6に、ストラット式のサスペンション7が収容されている。サスペンション7の上部が、ストラットタワー6の上部に形成されたストラット支持部6aに、ストラットアッパマウント7aを介して支持されている。
As shown in FIG. 1, in the suspension device 1, the left and right sides of the engine room 2 are partitioned by a front wheel apron 3 which is a component of a vehicle body frame. The front wheel apron 3 is joined to a pair of left and
エンジンルーム2の下部には、サスペンションクロスメンバ8が配設されている。サスペンションクロスメンバ8の車幅方向両端の上面が、サイドフレーム5に対して、ボルト及びナット等の締結具を介して固定されている。また、サスペンションクロスメンバ8の上面には、図示しないエンジンの後部が、エンジンマウントを介して搭載される。また、サスペンションクロスメンバ8の車幅方向両端部の下面に、アーム支持部9が突設されている。左右の各アーム支持部9は、図2に示したように、所定間隔を開けて前後左右に対向する一対のブラケット9a,9bを備え、各ブラケット9a,9bにボルト挿通孔9cが穿設されている。ブラケット9a,9b間には、ロアアーム20の一方の基端に設けられた筒状の第1の基部21が配置されている。
A
ロアアーム20は、一方の基端となる第1の基部21から先端部23に連続するとともに、中央部から分岐して後方に延びて他方の基端となる第2の基部22に連続する、略T字状あるいはL字状の平面形状を有する。ロアアーム20の第1の基部21内には、図示しない円筒部材が圧入される。当該円筒部材には、ブラケット9a,9bに穿設されているボルト挿通孔9cに対して外方から挿通されたボルト12の軸部が貫通され、ボルト12の軸部はナット13によって締結されている。
The
また、第2の基部22には、図示しない円筒部材が圧入される。第2の基部22は、当該円筒部材を介してサイドフレーム5に軸支される。さらに、揺動端となる先端部23には、図示しない円筒部材が圧入される。先端部23は、当該円筒部材を介して図示しないボールジョイントに連結され、前輪11を固定する図示しないホイールハブが回動自在に支持される。これにより、ロアアーム20は、図示しないハブハウジングを介して、サスペンション7の下部を支持するとともに、サスペンションクロスメンバ8及びサイドフレーム5に揺動可能に支持される。
Further, a cylindrical member (not shown) is press-fitted into the
図3に示したように、ロアアーム20は、サスペンションクロスメンバ8に連結される第1の基部21と、サイドフレームに連結される第2の基部22と、ボールジョイントが連結される先端部23とを有する。第1の基部21には、円筒部材27が圧入されている。第2の基部22には、円筒部材28が圧入されている。先端部23には、円筒部材29が圧入されている。筒状の第1の基部21に圧入された円筒部材27は、車両の前後方向に略一致する中心軸を有し、先端部23の上下方向の揺動を可能にする。また、第2の基部22に圧入された円筒部材28は、略鉛直方向に沿う中心軸を有し、先端部23の水平方向の揺動を可能にする。
As shown in FIG. 3, the
また、本実施形態に係るロアアーム20は、2以上の繊維強化樹脂部材を含む繊維強化樹脂構造体であり、繊維強化樹脂部材間の接合部を有する。具体的には、ロアアーム20は、図3に示したように、上部部材210と、下部部材220を接合部240において接合することによって得られる。上部部材210及び下部部材220のそれぞれには凹部が設けられ、当該凹部のそれぞれが対向することによって、ロアアーム20の内部側に閉空間が形成される。ロアアーム20のように立体的な形状を有する部材を繊維強化樹脂によって成形する場合、一般に、プレス加工によって成形することは困難な場合がある。ゆえに、後述するように、上部部材210及び下部部材220は、例えば、積層された繊維強化樹脂シートを成形型の成形面へ密着させ、硬化させることによって製造され得る。このように製造された上部部材210及び下部部材220において、成形面側の表面の加工精度は比較的高い。ゆえに、このように製造された上部部材210及び下部部材220のそれぞれの成形面と逆側の部分を接合することによって、立体的な形状を有するロアアーム20が製造される。
Further, the
以上説明したロアアーム20に対して、後述するように、曲げ変形を生じさせる比較的大きな荷重が入力される場合がある。ロアアーム20に曲げ変形が生じた場合には、ロアアーム20の接合部240に引っ張り力及び圧縮力が負荷される。本実施形態に係るロアアーム20は、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化する図示しない補強部材を備える。それにより、本実施形態によれば、このようなロアアーム20に曲げ変形が生じた場合であっても、接合部240を起点とした破壊の発生を防止することができる。以下、ロアアーム20に生じる曲げ変形について説明した後に、曲げ変形に対する強度を向上させることができるロアアーム20の詳細について説明する。
As will be described later, a relatively large load that causes bending deformation may be input to the
<2.ロアアーム>
(2−1.ロアアームの曲げ変形)
まず、図4〜図6を参照して、ロアアーム20に生じる曲げ変形について説明する。図4及び図5は、ロアアーム20に曲げ変形が生じた時に接合部240に負荷される引っ張り力及び圧縮力について説明するための説明図である。図4及び図5では、図3に示したロアアーム20を上部部材210側から見た模式図が示されている。
<2. Lower arm >
(2-1. Bending deformation of lower arm)
First, the bending deformation that occurs in the
図4では、車体後方側を向く力が先端部23に掛かっている状態が示されている。図4における矢印F10は、先端部23に掛かっている力の方向を示す。図4に示すように、先端部23に掛かっている力は、第1の基部21から第2の基部22へ向かう方向の成分を有する。ロアアーム20において、第1の基部21及び第2の基部22は車体に対して固定されている。ゆえに、図4に示すように、車体後方側を向く力が先端部23に掛かっている場合、先端部23が車体後方側へ撓むような曲げ変形がロアアーム20に生じる。それにより、先端部23と第1の基部21との間に位置する接合部240の車体前方側の部分240aに引っ張り力が負荷される。一方、先端部23と第2の基部22との間に位置する接合部240の車体後方側の部分240bに圧縮力が負荷される。
FIG. 4 shows a state in which a force facing the rear side of the vehicle body is applied to the
図5では、車体前方側を向く力が先端部23に掛かっている状態が示されている。図5における矢印F20は、先端部23に掛かっている力の方向を示す。図5に示すように、先端部23に掛かっている力は、第2の基部22から第1の基部21へ向かう方向の成分を有する。図5に示すように、車体前方側を向く力が先端部23に掛かっている場合、先端部23が車体前方側へ撓むような曲げ変形がロアアーム20に生じる。それにより、接合部240の車体前方側の部分240aに圧縮力が負荷される。一方、接合部240の車体後方側の部分240bに引っ張り力が負荷される。
FIG. 5 shows a state in which a force facing the front side of the vehicle body is applied to the
なお、上記では、図4及び図5を参照して、ロアアーム20に生じる曲げ変形において、上部部材210及び下部部材220の接合部240に負荷される引っ張り力及び圧縮力の方向と、接合部240の延在方向とが略一致する例について説明したが、当該引っ張り力及び圧縮力の方向と、当該延在方向とは、相違してもよい。
In the above, referring to FIGS. 4 and 5, the directions of the tensile force and the compressive force applied to the
ここで、本実施形態に係るロアアーム20と異なり、補強部材を備えない比較例に係るロアアームの接合部について説明する。図6は、比較例に係るロアアーム90の構成の一例について説明するための車幅方向に略直交する断面における断面図である。図6は、比較例に係るロアアーム90の先端部における断面を示しており、図4及び図5に示したロアアーム20の先端部23における車幅方向に略直交する断面であるA−A断面と対応する。
Here, unlike the
図6に示したように、比較例に係るロアアーム90は、繊維強化樹脂部材である上部部材910及び下部部材920を接合して得られる繊維強化樹脂構造体である。上部部材910の下端部と下部部材920の上端部とを、接合部940において、当接させて、接着剤を用いて接合することによって、上部部材910と下部部材920とが接合される。上部部材910と下部部材920との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。上部部材910及び下部部材920のそれぞれには、凹部912及び凹部922が設けられ、凹部912及び凹部922が対向することにより、ロアアーム90の内部側に閉空間930が形成される。図6に示す接合部940の車体前方側の部分940aは、接合部940における先端部と第1の基部との間に位置する。また、図6に示す接合部940の車体後方側の部分940bは、接合部940における先端部と第2の基部との間に位置する。
As shown in FIG. 6, the
図4を参照して説明したように、車体後方側を向く力がロアアーム90の先端部に掛かっている状態において、図6に示す接合部940の車体前方側の部分940aには、引っ張り力が負荷され、接合部940の車体前後側の部分940bには、圧縮力が負荷される。また、図5を参照して説明したように、車体前方側を向く力がロアアーム90の先端部に掛かっている状態において、図6に示す接合部940の車体前方側の部分940aには、圧縮力が負荷され、接合部940の車体前後側の部分940bには、引っ張り力が負荷される。
As described with reference to FIG. 4, in a state where a force toward the rear side of the vehicle body is applied to the tip end portion of the
比較例では、ロアアーム90に曲げ変形が生じた時に接合部940に負荷される引っ張り力及び圧縮力に対する強度は、接合部940における上部部材910と下部部材920との接合強度に依存する。ここで、2つの部材の接合部における接合強度は、当該2つの部材の接触面積が小さいほど、小さくなる。ゆえに、ロアアーム90において、上部部材910と下部部材920との接触面積を十分に確保できない場合には、曲げ変形によって生じる引っ張り力又は圧縮力によって、接合部940を起点として破壊が生じ得る。
In the comparative example, the strength against the tensile force and the compressive force applied to the
(2−2.構成)
続いて、図7を参照して、本実施形態に係るロアアーム20の構成について説明する。図7は、本実施形態に係るロアアーム20の構成の一例について説明するための車幅方向に略直交する断面における断面図である。図7は、具体的には、図4及び図5に示した本実施形態に係るロアアーム20の先端部23における車幅方向に略直交する断面であるA−A断面における断面図である。
(2-2. Configuration)
Subsequently, the configuration of the
図7に示したように、本実施形態に係るロアアーム20は、上部部材210と、下部部材220と、補強部材250と、を備える。ロアアーム20は、2以上の繊維強化樹脂部材を含む本発明に係る繊維強化樹脂構造体に相当する。また、上部部材210及び下部部材220は、本発明に係る繊維強化樹脂部材に相当する。
As shown in FIG. 7, the
上部部材210及び下部部材220の各々は、種々の製造方法によって製造され得る。例えば、上部部材210及び下部部材220の各々は、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させた繊維強化樹脂シートを例えば金属又は繊維強化樹脂等からなる成形型の成形面上に積層し、得られた繊維強化樹脂積層体を被覆材で覆い、真空ポンプを用いて当該被覆材と成形型の間の空間を減圧することにより、繊維強化樹脂積層体を成形型の成形面へ密着させ、硬化させることによって、製造される。
Each of the
また、上部部材210及び下部部材220の各々は、繊維強化樹脂シートを成形型の成形面上に積層し、得られた繊維強化樹脂積層体を被覆材で覆い、当該被覆材と当該被覆材の上方に固定される固定部材との間の空間へ空気又は蒸気を送り込み、当該空間を加圧することにより、当該被覆材を介して繊維強化樹脂積層体を成形型の成形面へ密着させ、硬化させることによって、製造されてもよい。なお、被覆材と当該被覆材の上方に固定される固定部材との間の空間を、オートクレーブ装置を用いて、加熱しながら加圧してもよい。
Further, each of the
また、上部部材210及び下部部材220の各々は、当該被覆材と成形型の間の空間の減圧と、当該被覆材と当該被覆材の上方に固定される固定部材との間の空間の加圧と、を並行して行うことによって、製造されてもよい。
Further, each of the
成形素材となる繊維強化樹脂シートは、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させて形成される。使用される強化繊維は、特に限定されるものではなく、例えば、炭素繊維やガラス繊維、アラミド繊維等であってもよく、さらにはこれらの強化繊維を組み合わせて使用してもよい。中でも、炭素繊維は、機械特性が高く、強度設計を行いやすいことから、強化繊維が炭素繊維を含むことが好ましい。 The fiber-reinforced resin sheet used as a molding material is formed by impregnating reinforcing fibers with a matrix resin. The reinforcing fibers used are not particularly limited, and may be, for example, carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, or the like, and further, these reinforcing fibers may be used in combination. Among them, it is preferable that the reinforcing fiber contains carbon fiber because the carbon fiber has high mechanical properties and the strength can be easily designed.
強化繊維は、繊維強化樹脂シートの一端から他端まで連続する連続繊維であってもよく、繊維強化樹脂シートの一端から他端までの長さより短い短繊維であってもよい。なお、1つの繊維強化樹脂シートに連続繊維と短繊維が混在してもよい。上部部材210及び下部部材220の製造過程において積層される繊維強化樹脂シートには、繊維が一方向に配向した繊維強化樹脂シートが含まれてもよく、強化繊維が複数方向に向けて配置された繊維強化樹脂シートが含まれてもよい。各繊維強化樹脂シートの強化繊維の配向方向を揃えることによって、得られる上部部材210又は下部部材220の当該配向方向に対する強度を効果的に向上させることができる。また、積層される繊維強化樹脂シートのうちの少なくとも1枚の繊維強化樹脂シートの強化繊維の配向方向を異ならせることによって、得られる上部部材210又は下部部材220の強度に異方性を持たせることができる。
The reinforcing fiber may be a continuous fiber continuous from one end to the other end of the fiber reinforced resin sheet, or may be a short fiber shorter than the length from one end to the other end of the fiber reinforced resin sheet. In addition, continuous fiber and short fiber may be mixed in one fiber reinforced resin sheet. The fiber-reinforced resin sheet laminated in the manufacturing process of the
また、繊維強化樹脂シートのマトリックス樹脂には熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ABS樹脂、ポリスチレン樹脂、AS樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリイミド樹脂などが例示される。 Further, a thermoplastic resin or a thermosetting resin is used as the matrix resin of the fiber reinforced resin sheet. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, ABS resin, polystyrene resin, AS resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, thermoplastic polyester resin, PPS (polyphenylene sulfide) resin, and fluorine. Examples thereof include resins, polyetherimide resins, polyether ketone resins, and polyimide resins.
マトリックス樹脂としては、これらの熱可塑性樹脂うちの1種類、あるいは2種類以上の混合物を使用することができる。あるいは、マトリックス樹脂は、これらの熱可塑性樹脂の共重合体であってもよい。また、マトリックス樹脂をこれらの熱可塑性樹脂の混合物とする場合には相溶化剤を併用してもよい。さらには、マトリックス樹脂は、難燃剤としての臭素系難燃剤や、シリコン系難燃剤、赤燐等を含んでいてもよい。 As the matrix resin, one kind or a mixture of two or more kinds of these thermoplastic resins can be used. Alternatively, the matrix resin may be a copolymer of these thermoplastic resins. Further, when the matrix resin is used as a mixture of these thermoplastic resins, a compatibilizer may be used in combination. Further, the matrix resin may contain a brominated flame retardant as a flame retardant, a silicon flame retardant, red phosphorus and the like.
この場合、使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、芳香族ポリアミド等の樹脂が挙げられる。中でも熱可塑性マトリックス樹脂が、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン及びフェノキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
In this case, examples of the thermoplastic resin used include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyamide resins such as
また、マトリックス樹脂として使用可能な熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂などが例示される。マトリックス樹脂としては、これらの熱硬化性樹脂のうちの1種類、あるいは2種類以上の混合物を使用することができる。これらの熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂に使用する場合、熱硬化性樹脂に、適切な硬化剤や反応促進剤が添加されてもよい。 Examples of the thermosetting resin that can be used as the matrix resin include epoxy resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, phenol resin, polyurethane resin, and silicon resin. As the matrix resin, one kind or a mixture of two or more kinds of these thermosetting resins can be used. When these thermosetting resins are used in the matrix resin, an appropriate curing agent or reaction accelerator may be added to the thermosetting resin.
繊維強化樹脂シートは、例えば、一般的なフィルム含浸法や溶融含浸法等のプロセスにより、強化繊維を連続的に送り出しながらマトリックス樹脂を当該強化繊維に含浸させる方法により製造される。この繊維強化樹脂シートを所望のサイズに切断することにより、成形素材としての繊維強化樹脂シートが得られる。所望のサイズに切断した複数の繊維強化樹脂シートの幅方向の端部を接着剤等により互いに接合して、所望の幅及び長さの繊維強化樹脂シートを形成してもよい。繊維強化樹脂シートの厚さは、例えば、0.03〜1mmの範囲内の値とすることができる。 The fiber-reinforced resin sheet is produced, for example, by a process such as a general film impregnation method or a melt impregnation method, in which the reinforcing fibers are impregnated with the matrix resin while continuously delivering the reinforcing fibers. By cutting this fiber-reinforced resin sheet to a desired size, a fiber-reinforced resin sheet as a molding material can be obtained. The widthwise ends of the plurality of fiber-reinforced resin sheets cut to a desired size may be joined to each other with an adhesive or the like to form a fiber-reinforced resin sheet having a desired width and length. The thickness of the fiber reinforced resin sheet can be, for example, a value in the range of 0.03 to 1 mm.
上部部材210と下部部材220とは、直接的に又は他の部材を介して接合される。例えば、上部部材210の下端部と下部部材220の上端部とを、接合部240において、当接させて、接着剤を用いて接合することによって、上部部材210と下部部材220とが接合される。上部部材210と下部部材220との接合に使用可能な接着剤としては、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系の接着剤等を適宜使用することができる。なお、以下で説明する接着剤を用いた各部材間の接合において、上部部材210と下部部材220との接合に使用可能な接着剤として例示した上記接着剤を適宜使用することができる。上部部材210及び下部部材220のそれぞれには、凹部212及び凹部222が設けられ、凹部212及び凹部222が対向することにより、ロアアーム20の内部側に閉空間230が形成される。
The
補強部材250は、図7に示したように、上部部材210及び下部部材220に渡って設けられ、上部部材210及び下部部材220の接合部240に沿って延在する。補強部材250は、例えば、繊維強化樹脂からなる部材であり、上部部材210及び下部部材220と同様の製造方法によって製造されてもよい。補強部材250は、具体的には、上部部材210の下端部の側面から下部部材220の上端部の側面に渡って設けられ、上部部材210及び下部部材220と接合されている。例えば、補強部材250は、上部部材210の下端部の側面及び下部部材220の上端部の側面と接着剤を用いて接合されている。
As shown in FIG. 7, the reinforcing
本実施形態に係るロアアーム20では、上部部材210及び下部部材220に渡って設けられ、接合部240に沿って延在する補強部材250が設けられることによって、上部部材210と下部部材220との接合強度に寄与する部材間の接着面積を増大させることができる。ゆえに、上部部材210と下部部材220との接合強度を増大させることができる。
In the
また、補強部材250は、ロアアーム20に曲げ変形が生じた時に上部部材210及び下部部材220の接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化する。本実施形態に係る補強部材250は、具体的には、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に沿って強化繊維が配向した一方向繊維強化樹脂部材である。ここで、繊維強化樹脂部材に含まれる強化繊維の配向方向を揃えることによって、当該繊維強化樹脂部材の配向方向に対する引っ張り強度を効果的に向上させることができる。ゆえに、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に沿って強化繊維が配向した一方向繊維強化樹脂部材を補強部材250として用いることによって、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させることができる。
Further, the reinforcing
具体的には、車体前方側に位置する補強部材250である前方側補強部材250aによって、接合部240の車体前方側の部分240aに負荷される引っ張り力の方向に対する剛性が強化される。また、車体後方側に位置する補強部材250である後方側補強部材250bによって、接合部240の車体後方側の部分240bに負荷される引っ張り力の方向に対する剛性が強化される。
Specifically, the front
それにより、図4に示すように、車体後方側を向く力がロアアーム20の先端部23に掛かる場合には、接合部240の車体前方側の部分240aに負荷される引っ張り力によるロアアーム20の変形を、前方側補強部材250aによって、抑制することができる。また、図5に示すように、車体前方側を向く力がロアアーム20の先端部23に掛かる場合には、接合部240の車体後方側の部分240bに負荷される引っ張り力によるロアアーム20の変形を、後方側補強部材250bによって、抑制することができる。ゆえに、ロアアーム20の曲げ変形に対する強度を向上させることができる。よって、ロアアーム20に曲げ変形が生じた場合であっても、接合部240を起点とした破壊の発生を防止することができる。このように、ロアアーム20に入力される荷重の方向に応じて、接合部240において異なる位置に引っ張り力が生じ得る。本実施形態では、補強部材250は、上述したように、ロアアーム20への荷重の入力方向の各々について、接合部240において引っ張り力が生じる位置にそれぞれ設けられる。それにより、ロアアーム20に入力される荷重の方向に応じて、適切にロアアーム20の曲げ変形を抑制することができる。
As a result, as shown in FIG. 4, when a force toward the rear side of the vehicle body is applied to the
また、補強部材250は、図7に示したように、上部部材210及び下部部材220の外周部に渡って設けられてもよい。具体的には、上部部材210の外周部の下部及び下部部材220の外周部の上部には、それぞれロアアーム20の内部側へ窪んだ窪み部214及び窪み部224が設けられ、上部部材210と下部部材220とが接合された状態において、窪み部214と窪み部224とは隣接する。補強部材250、例えば、このような窪み部214及び窪み部224により形成される窪み空間内に設置された状態で、上部部材210及び下部部材220へ接合され得る。
Further, as shown in FIG. 7, the reinforcing
窪み部214及び窪み部224により形成される当該窪み空間の形状は、補強部材250の形状と対応する形状であってもよい。例えば、補強部材250の形状が帯形状である場合に、当該窪み空間の形状は補強部材250より幅方向の寸法がやや大きい溝形状であってもよい。それにより、上部部材210及び下部部材220への補強部材250の接着において、補強部材250の位置決めをより容易に行うことができる。
The shape of the recessed space formed by the recessed
一般に、物体に曲げ変形が生じる時に、当該物体において最大の引っ張り応力が負荷される位置は、当該物体の表層部である。ゆえに、補強部材250が上部部材210及び下部部材220の外周部に渡って設けられることによって、ロアアーム20に曲げ変形が生じる時に、ロアアーム20において、比較的大きな引っ張り力が生じ得る位置である外周部の強度を向上させることができる。よって、ロアアーム20の曲げ変形に対する強度をより効果的に向上させることができる。
Generally, when a bending deformation occurs in an object, the position where the maximum tensile stress is applied in the object is the surface layer portion of the object. Therefore, when the reinforcing
<3.変形例>
上記では、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に沿って強化繊維が配向した一方向繊維強化樹脂部材を補強部材250として用いることによって、接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させる例について説明した。以下では、図8を参照して、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に沿って突起部354が設けられた補強部材350を用いることによって、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させる変形例について説明する。
<3. Modification example>
In the above, by using the unidirectional fiber reinforced resin member in which the reinforcing fibers are oriented along the direction of the tensile force applied to the
図8は、変形例に係るロアアーム30の構成の一例について説明するための車幅方向に略直交する断面における断面図である。図8は、変形例に係るロアアーム30の先端部における断面を示しており、図4及び図5に示したロアアーム20の先端部23における車幅方向に略直交する断面であるA−A断面と対応する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a cross section substantially orthogonal to the vehicle width direction for explaining an example of the configuration of the
図8に示したように、変形例に係るロアアーム30は、上部部材310と、下部部材320と、補強部材350と、を備える。ロアアーム30は、2以上の繊維強化樹脂部材を含む本発明に係る繊維強化樹脂構造体に相当する。また、上部部材310及び下部部材320は、本発明に係る繊維強化樹脂部材に相当する。
As shown in FIG. 8, the
上部部材310及び下部部材320の各々は、図7を参照して説明したロアアーム20の上部部材210及び下部部材220と同様の製造方法によって製造され得る。変形例では、上部部材310と下部部材320とは、補強部材350を介して接合される。上部部材310及び下部部材320のそれぞれには、凹部312及び凹部322が設けられ、凹部312及び凹部322が対向することにより、ロアアーム20の内部側に閉空間330が形成される。
Each of the
図8に示したように、補強部材350は、渡り部352と、突起部354と、を備える。なお、以下では、車体前方側に位置する補強部材350である前方側補強部材350aの渡り部及び突起部をそれぞれ渡り部352a及び突起部354aと称し、車体後方側に位置する補強部材350である後方側補強部材350bの渡り部及び突起部をそれぞれ渡り部352b及び突起部354bと称する。
As shown in FIG. 8, the reinforcing
補強部材350は、図7を参照して説明した補強部材250と比較して、突起部354を備える点が異なる。補強部材350は、例えば、繊維強化樹脂からなる部材である。渡り部352は、上部部材310及び下部部材320に渡って設けられ、上部部材310及び下部部材320の接合部340に沿って延在する。渡り部352は、具体的には、上部部材310の下端部の側面から下部部材320の上端部の側面に渡って設けられ、上部部材310及び下部部材320と接合されている。渡り部352は、例えば、上部部材310の下端部の側面及び下部部材320の上端部の側面と接着剤を用いて接合されている。
The reinforcing
変形例に係るロアアーム30では、上部部材310及び下部部材320に渡って設けられ、接合部340に沿って延在する渡り部352が設けられることによって、図7を参照して説明したロアアーム20と同様に、上部部材310と下部部材320との接合強度に寄与する部材間の接着面積を増大させることができる。ゆえに、上部部材310と下部部材320との接合強度を増大させることができる。
In the
また、渡り部352は、上部部材310及び下部部材320の外周部に渡って設けられてもよい。具体的には、渡り部352は、上部部材310の外周部の下部及び下部部材320の外周部の上部にそれぞれ設けられる窪み部314及び窪み部324に渡って設置された状態で、上部部材310及び下部部材320に接合され得る。
Further, the crossover portion 352 may be provided over the outer peripheral portions of the
突起部354は、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に沿って渡り部352に設けられる。それにより、図8に示した断面に代表される、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に対して略直交する断面におけるロアアーム30の断面二次モーメントを増大させることができる。ゆえに、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させることができる。
The protrusion 354 is provided on the crossover 352 along the direction of the tensile force applied to the joint 340. Thereby, the moment of inertia of area of the
また、補強部材350の突起部354は、ロアアーム30の内部側へ突出してもよい。具体的には、突起部354は、渡り部352の中央部からロアアーム30の閉空間330側へ突出する。その場合、突起部354は、接合部340において、上部部材310及び下部部材320により挟まれる。突起部354は、接合部340において、上部部材310の下端部及び下部部材320の上端部により挟まれた状態で、上部部材310及び下部部材320と接合される。例えば、突起部354の上部と上部部材310の下端部との間及び突起部354の下部と下部部材320の上端部との間が、接着剤を用いて接合される。
Further, the protrusion 354 of the reinforcing
上述したように、図4に示すように、車体後方側を向く力がロアアーム30の先端部に掛かっている場合、接合部340の車体前方側の部分340aには、引っ張り力が負荷され、接合部340の車体後方側の部分340bには、圧縮力が負荷される。接合部340に負荷される引っ張り力の方向に沿って強化繊維が配向した一方向繊維強化樹脂部材を補強部材350として用いる場合、接合部340に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化させることができる。係る場合には、接合部340の車体前方側の部分340aに負荷される引っ張り力によるロアアーム30の変形を、前方側補強部材350aによって、抑制することができる。
As described above, as shown in FIG. 4, when a force toward the rear side of the vehicle body is applied to the tip end portion of the
ここで、一般に、物体の曲げ変形における中立軸は、当該物体の中央に位置しない場合があることが知られている。ゆえに、ロアアーム30に変形が生じることによって、接合部340の車体後方側の部分340bに圧縮力が負荷される状態において、後方側補強部材350bに設けられる閉空間330側へ突出した突起部354bの少なくとも一部に引っ張り力が負荷される場合がある。そのような場合において、変形例では、ロアアーム30に生じる引っ張り力の一部を突起部354bが受けることによって、ロアアーム30の変形をより効果的に抑制することができる。
Here, it is generally known that the neutral axis in bending deformation of an object may not be located at the center of the object. Therefore, when the
<4.まとめ>
以上説明したように、本実施形態によれば、補強部材250は、上部部材210及び下部部材220に渡って設けられ、上部部材210及び下部部材220の接合部240に沿って延在する。それにより、上部部材210と下部部材220との接合強度に寄与する部材間の接着面積を増大させることができる。ゆえに、上部部材210と下部部材220との接合強度を増大させることができる。また、補強部材250は、ロアアーム20に曲げ変形が生じた時に上部部材210及び下部部材220の接合部240に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化する。それにより、ロアアーム20に対して、曲げ変形を生じさせる比較的大きな荷重が入力される場合において、ロアアーム20の変形を抑制することができる。ゆえに、ロアアーム20の曲げ変形に対する強度を向上させることができる。
<4. Summary>
As described above, according to the present embodiment, the reinforcing
上記では、補強部材250又は渡り部352が、上部部材及び下部部材の外周部に渡って設けられる例について説明したが、補強部材250又は渡り部352と上部部材及び下部部材との位置関係は係る例に限定されない。例えば、補強部材250又は渡り部352は、上部部材及び下部部材の内周部に渡って設けられてもよい。
In the above, an example in which the reinforcing
また、上記では、突起部354が、ロアアーム30の内部側へ突出する例について説明したが、突起部354は、ロアアーム30の外部側へ突出してもよい。係る場合には、突起部354は、例えば、渡り部352からロアアーム30の閉空間330と逆側へ突出する。
Further, in the above description, the example in which the protrusion 354 projects toward the inside of the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It is clear that a person having ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs can come up with various modifications or applications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.
1 サスペンション装置
2 エンジンルーム
3 フロントホイールエプロン
5 サイドフレーム
6 ストラットタワー
6a ストラット支持部
7 サスペンション
7a ストラットアッパマウント
8 サスペンションクロスメンバ
9 アーム支持部
9a、9b ブラケット
9c ボルト挿通孔
11 前輪
12 ボルト
13 ナット
20、30、90 ロアアーム
21 第1の基部
22 第2の基部
23 先端部
27 ブッシュ
28 ブッシュ
29 ブッシュ
210、310、910 上部部材
212、312、912 凹部
214、314 窪み部
220、320、920 下部部材
222、322、922 凹部
224、324 窪み部
230、330、930 閉空間
240、340、940 接合部
250、350 補強部材
352 渡り部
354 突起部
1 Suspension device 2 Engine room 3
Claims (6)
前記上部部材及び前記下部部材に渡って設けられ、前記上部部材及び前記下部部材の接合部に沿って延在する補強部材を備え、
前記補強部材は、車体前方側に位置する前方側補強部材と、車体後方側に位置する後方側補強部材とを含み、
前記前方側補強部材は、前記ロアアームに曲げ変形が生じた時に前記接合部の車体前方側の部分に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化し、
前記後方側補強部材は、前記ロアアームに曲げ変形が生じた時に前記接合部の車体後方側の部分に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化し、
前記上部部材及び前記下部部材のそれぞれには、凹部が設けられ、
前記上部部材及び前記下部部材のそれぞれの前記凹部が対向することにより、前記ロアアームの内部側に閉空間が形成され、
前記補強部材は、前記引っ張り力の方向に沿って設けられ、前記閉空間側へ突出する突起部を有する、
ロアアーム。 A lower arm mounted on a vehicle including an upper member made of fiber reinforced plastic and a lower member.
A reinforcing member provided over the upper member and the lower member and extending along a joint portion of the upper member and the lower member is provided.
The reinforcing member includes a front side reinforcing member located on the front side of the vehicle body and a rear side reinforcing member located on the rear side of the vehicle body.
The front side reinforcing member enhances the rigidity in the direction of the tensile force applied to the front side portion of the vehicle body of the joint portion when the lower arm is bent and deformed.
The rear side reinforcing member enhances the rigidity in the direction of the tensile force applied to the rear side portion of the vehicle body of the joint portion when the lower arm is bent and deformed .
Each of the upper member and the lower member is provided with a recess.
By facing the recesses of the upper member and the lower member, a closed space is formed on the inner side of the lower arm.
The reinforcing member is provided along the direction of the pulling force and has a protrusion protruding toward the closed space side.
Lower arm.
前記突起部は、前記渡り部から前記閉空間側へ突出する、 The protrusion protrudes from the crossover toward the closed space side.
請求項1に記載のロアアーム。 The lower arm according to claim 1.
前記前方側補強部材は、前記接合部における前記ロアアームの先端部と前記第1の基部との間の部分に沿い、前記ロアアームに曲げ変形が生じた時に前記接合部における前記ロアアームの先端部と前記第1の基部との間の部分に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化し、
前記後方側補強部材は、前記接合部における前記ロアアームの先端部と前記第2の基部との間の部分に沿い、前記ロアアームに曲げ変形が生じた時に前記接合部における前記ロアアームの先端部と前記第2の基部との間の部分に負荷される引っ張り力の方向に対する剛性を強化する、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のロアアーム。 It has a first base on the front side of the vehicle body and a second base on the rear side of the vehicle body supported by the vehicle body.
The front side reinforcing member is along the portion between the tip of the lower arm and the first base at the joint, and when the lower arm is bent and deformed, the tip of the lower arm at the joint and the front are said. Strengthen the rigidity in the direction of the tensile force applied to the portion between the first base and
The rear reinforcing member is along a portion between the tip of the lower arm and the second base at the joint, and the tip of the lower arm at the joint and the tip of the lower arm at the joint when the lower arm is bent and deformed. Strengthens the rigidity in the direction of the tensile force applied to the portion between the second base,
The lower arm according to any one of claims 1 to 5 .
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