JPH03172634A - 懸架装置用ｆｒｐ部材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等の車両の懸架装置に好適なＦＲＰ部
材とその製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来の車両用懸架装置は、車幅方向に延びるリンク構造
のアームによってハブキャリアを上下動自在に支持する
とともに、上記アームとは別に設けられた巻ばね等の懸
架ばねによって各車輪ごとのばね上７１ｆｌｆｆｉを弾
性的に支えている。しかしながら最近では、自動車のＦ
Ｆ（前機関・前輪駆動）化や四輪駆動化あるいはフロン
トノーズの低い甲が望まれること等に伴って、エンジン
ルームのドまわりに懸架ばねの取付はスペースを充分に
確保することが難しい状況になってきている。

このような状況に対処するために、本発明者らは、従来
の懸架ばねに代る部材として、片持ち式のばね兼用ＦＲ
Ｐアームの開発を行ってきた。

ＦＲＰアームはマトリックス樹脂と強化繊維とによって
構成されており、上下方向に弾性的に撓むことができる
ようにしている。そしてこのＦＲＰアームの固定端側を
車体に固定するとともに、自由端側にハブキャリア等の
車輪側の部材を設けるようにしている。

上記先行技術のＦＲＰアームは、車体の前後方向あるい
は左右方向に力ｌ目つる大荷重に対して強度が不足する
ことがある。この問題に対処するため、ＦＲＰアームに
金属製補強ロッドを組合わせることも考えられるが、補
強ロッドを組合わせるとＦＲＰアームとの連結部の構造
が複雑化するとともに部品数が多くなり、重量も大にな
る。

また、実開昭６２−７６００９号公報に見られるように
、車体の左右の車輪間にわたる長楕円形状のＦＲＰ部材
や、特許出願公表昭５８−５０１６２６号公報に見られ
るように、左右の車輪間にわたるＦＲＰ部材などが提案
されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記先行技術は、いずれも長尺なＦＲＰ部
材を左右の車輪にわたって配置しなければならないため
、例えば前輪用懸架装置においてはエンジンルームの底
壁の突出部分に干渉することがあるなど、レイアウト上
の制約が大きく、車種によっては適用が困難であった。

また、車体の前後方向に加わる荷重に対する剛性が充分
でなかった。

従って本発明の目的は、車体の左右に独立して配置する
ことができるコンパクトな懸架装置用ＦＲＰ部材と、そ
の製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために開発された本発明は、マトリッ
クス樹脂と一方向連続強化繊維とを含有していて、１つ
の基部とこの基部から２つに分かれる一対のアーム片と
を有し、全体として略Ｙ状に一体成形されるＦＲＰ部材
であって、上記アム片の端部が車体側に固定されるとと
もに、上記基部が車軸側の部材に連結されることを特徴
とするものである。

［作用］ 上記構成のＦＲＰ部材は、各車輪ごとのばね上型量を支
持する懸架ばねとしての機能と、サスペンションリンク
としての機能を発揮するとともに、前後方向および左右
方向の人力に対しては略Ｙ状に分岐した前後一対のアー
ム片が上記荷重を支持するため、充分な剛性が発揮され
る。上記一対のアーム片は互いに一体になって１つの基
部に連なり、この基部を介して車軸側の部材に連結され
るため、連結部分の構造が簡単ですむ。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例について、第１図ないし第１０
図を参照して説明する。

第４図に概念的に示されるように、自動中の車体側の部
材１の前部にエンジンルーム２があり、エンジンルーム
２の左右両側に、操舵輪としての一対の車輪３，３が位
置している。車輪３．３はタイヤハウス４．４に収容さ
れているとともに、図示しない周知のステアリングリン
ケージによって左右方向に転舵されるものであり、２点
鎖線で示されるように円弧状の軌跡をえかいて左右に旋
回できるようになっている。

各車輪３．３と車体側の部材１との間に、第１図に示さ
れるような懸架装置５，５が互いに独立して設けられて
いる。各懸架装置５．５は左右対称形であって実質的な
構造が互いに同じであるから、一方の懸架装置５を代表
して説明する。

この懸架装置５は、ＦＲＰ部材１０を備えている。ＦＲ
Ｐ部材１０は、１つの基部１１と、この基部１１から二
股状に分かれる一対のアーム；１１２．１３とを一体に
有している。このＦＲＰ部材１０は、例えばエポキシ系
等のマトリックス樹脂１５と、主にアーム片１２．１３
の長手方向に沿う連続強化繊維１６とによって、全体と
して略Ｙ状に一体成形されている。繊維１６はガラスあ
るいは炭素繊維などである。

上記アーム片１２．１３の固定端側の端部１７゜１８は
、金属製のブラケット２０．２１によって車体側の部材
１に固定される。各ブラケット２０゜２１は、アーム片
１２．１３の端部１７，１８を包囲するボックス状部分
２２．２３と、取付孔２４．２５を有する基板部２６．
２７とからなり、上記取付孔２４．２５に挿通されたボ
ルト２８（第３図に一部を図示）によって、車体側の部
材１に固定されるようになっている。従ってアーム片１
２．１３は、第４図に示されるように、操舵輪３，３の
旋回軌跡との干渉を避けるような取付構造となっている
。

アーム片１２．１３の自由端側は互いに一体になって基
部１１に連なっている。この基部１１にジヨイントアセ
ンブリ３１が固定され、ボールジヨイント３２を介して
、車軸側の部材の一例としてのハブキャリア３３が旋回
可能に支持される。

ハブキャリア３３には車軸３４と、上下方向の変位を減
衰させるショックアブソーバ３５などが設けられている
。

ジヨイントアセンブリ３１は、板金型の第１部材４１お
よび第２部材４２と、くさび状の圧着部材４３と、略Ｖ
状に曲げられた第１のストッパプレート４４と、平板状
の第２のストッパプレート４５と、ゴム状弾性体からな
る弾性スペーサ４６゜４７．４８などを備えて構成され
ている。

第１部材４１は、第２部材４２を抱えこむような箱状に
形成されたボックス部５１と、アーム片１２．１３の端
部の図示上面側に重合される押さえプレート５２とを一
体に備えている。押さえプレート５２には第１のストッ
パプレート４４を挿入可能な形状の孔５３が設けられて
いる。第１のストッパプレート４４は、アーム片１２．
１３の分岐部分のＶ状内側面５４を支持可能な位置に挿
着され、かしめるか、あるいは溶接等の適宜の同定手段
によって第１部材４１に固定される。

第２部材４２は、基板部６１と、この基板部６１の両側
に立上がるサイド部６２．６３と、アーム片１２．１３
の図示下面側に重合される押さえプレート６４を一体に
備えており、基板部６１に第２のストッパプレート４５
が固定されている。

第２のストッパプレート４５は、ＦＲＰ部材１０の基部
１１の端面１１ａ（第１０図参照）と同等程度の広さを
有し、弾性スペーサ４６を介して基部１１の端面１１ａ
ｌ：ｆｆ！合されるようになっている。基部１１の両側
面は、弾性スペーサ４７゜４８を介してサイド部６２．
６３に重合される。

熱処理された鋼等の金属板からなる「くさび」状の圧着
部材４３は、ＦＲＰ部材１０の摩耗を防止するためのス
ペーサ７０を介して、第１部材４１と基部１１との間に
圧入される。基部１１のド面は、摩耗防止用のスペーサ
７１を介して第２部材４２の基板部６１に重合される。

基板部６１の端に、ボールジヨイント３２を取付けるた
めの孔７２が設けられている。

上記構成の懸架装置５は、各車輪ごとのばね上型量にも
とづく上下方向の荷重に対し、２木のＦＲＰアーム片１
２．１３が共働して上下方向に撓むことにより、従来と
同様のばね定数をもつ懸架ばねとしての機能を果たすこ
とができる。また、車両が旋回走行する時や急制動時等
において前後方向および左右方向に加わる４１重に対し
ては、アーム片１２．１３がいわばトラス構造となって
相互に補強ロッドとしての機能を発揮する。このため充
分な剛性が得られる。また、弾性スペーサ４６．４７．
４８を採用したことによって、車体の前後方向と左右方
向に加わる荷重に対する剛性をある程度調整することが
できる。なお、車体側の取付部であるブラケット２０．
２１においても、上記と同様の弾性スペーサを設けるこ
とにより剛性の追加調整を行うようにしてもよい。

しかもアーム片１２．１３はその自由端側において互い
に一つにまとまって基部１１に連なっているため、ジヨ
イントアセンブリ３１との連結構造が簡単である。基部
１１は２つのストッパブレー）４４．４５によって抜は
止めがなされているため、ボルト等の連結用部品を基部
１１に貫通させずとも、すなわち繊維１６を途中で切断
することなく、基部１１とジヨイントアセンブリ′３１
を互いに強固に固定することができる。

次に、上記ＦＲＰ部材１０の製造方法について説明する
。

ＦＲＰ部材１０は、第５図に一例を示したフィラメント
ワインディング装置８０を使って成形される。側面視に
おいて楕円状をなすマンドレル８１の外周部に、第６図
に示されるような略Ｘ状に交差する左右一対の溝部８２
．８３からなる成形溝８４が設けられている。マンドレ
ル８１は、周知の温調回路８５によって所定の温度に加
熱され、軸８６を中心に図示矢印方向に回転されるよう
になっている。マンドレル８１の外周部に対して接離可
能に設けられた外型８７も、ヒータ等の適宜の加熱手段
（図示せず）を備えている。

樹脂槽９０に未硬化のマトリックス樹脂１５′が貯留さ
れている。ロービング玉９１から繰出される繊維束１６
′は、一方向に引き揃えられた状態で樹脂＃ｆｊ９０の
樹脂１５′に浸漬され、絞り９２によって樹脂１５′の
含浸量が調整されたのち、軸８６を中心に回転している
マンドレル８１の成形溝８４の溝部８２．８３に振り分
けて巻取られる。巻取り方向は、第７図に示されるよう
に繊維１６を交差させて巻取ってもよいし、あるいは第
８図に示されるように各溝部８２，８３に対し平行的に
巻取るようにしてもしてもよい。また、繊維１６の一部
を交差させ、残りを平行的に巻くようにしてもよい。

成形溝８４に所定量の繊維１６を巻取ったのち、外型８
７を被せ、所定温度で保持することにより、マトリック
ス樹脂１５を硬化させて第９図に示されるようなＦＲＰ
成形品１０′を得る。この成形品１０’を脱型し、前記
溝部８２．８３が交差する箇所において成形された部位
の中央部Ｐ１のところと、両端部分Ｐ２．Ｐ、のところ
で切断することにより、ＦＲＰ部材１０が得られる。

上記フィラメントワインディング法によって作られたＦ
ＲＰ部材１０は、基部１１からアーム片１２．１３にわ
たって繊維１６の金白゛量が一定となるから、第１０図
に示されるように２つのアーム片１２．１３が合流する
基部１１において、アーム片１２．１３側の厚みｔ、に
比較して、端面１１ａ側の厚みｔ２を漸増させるような
成形を容易に行うことができる。このため、ジヨイント
アセンブリ３１のボックス部５１を、第１のストッパプ
レート４４側の開口高さＨｌが第２のストッパプレート
４５側の開口高さＨ２よりも狭くなるようなテーバ形状
としておくことによって、ボックス部５１に対する基部
１１の抜けを防止する上で有利な形状を採用できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、上下方向の荷重に対して現行の懸架ば
ねと同様のばね特性を発揮させることができるとともに
、前後方向あるいは左右方向の荷重に対しては補強ロッ
ド等の今計な部材を用いることなく大きな剛性を発揮で
きる。また、一対のアーム片の自由端側か互いに一体化
して基部に連なるため、この基部を介して比較的簡易な
連結構造によって車軸側の部材に連結することができる
。

更に一車体側あるいは車軸側の部材との取付部において
弾性スペーサを併用した場合には、剛性の：Ａ整が可能
であり、乗り心地を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す懸架装置の斜視図、第
２図は第１図に示された懸架装置に使われるジヨイント
アセンブリの分解斜視図、第３図は第１図に示された懸
架装置の正面図、第４図は第１図に示された懸架装置を
備える車両の一部を概略的に示す底面図、第５図はＦＲ
Ｐ部材を製造する装置の概略図、第６図は第５図に示さ
れた装置におけるマンドレルの側面図、第７図と第８図
はそれぞれ繊維束の巻付方向を示す側面図、第９図はＦ
ＲＰ部材を切断する前の状態を示す斜視図、第１０図は
ＦＲＰ部材の一部を示す斜視図である。 １・・・車体側の部材、３・・・車輪、５・・・懸架装
置、１０・・・ＦＲＰ部材、１１・・・基部、１２．１
３・・・アーム片、１５・・・マトリックス樹脂、１６
・・・繊維、３１・・・ジヨイントアセンブリ、３４・
・・車軸、８１・・・マンドレル、８２．８３・・・溝
部、８４・・・成形溝。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マトリックス樹脂と一方向連続強化繊維とを含有
   していて、１つの基部とこの基部から２つに分かれる一
   対のアーム片とを有し、全体として略Ｙ状に一体成形さ
   れるＦＲＰ部材であって、上記アーム片の端部が車体側
   に固定されるとともに、上記基部が車軸側の部材に連結
   されることを特徴とする懸架装置用ＦＲＰ部材。
2. （２）外周部に略Ｘ状に交差する一対の溝部からなる成
   形溝を有したマンドレルを用い、このマンドレルの上記
   成形溝にマトリックス樹脂を含浸させた繊維束を左右の
   溝部に振り分けて所定量巻付け、上記樹脂を硬化させる
   ことによって得られた成形品を、上記溝部が交差する箇
   所において成形された部位で切断することを特徴とする
   懸架装置用ＦＲＰ部材の製造方法。