JPH0356729A - Ｆｒｐ製サスペンションアーム構造 - 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１　発明は、ＦＲＰＩのサスペンションアーム構造に
関するものである。

（従来の技術） 例えば特開昭５６−１０１４１５号公報に示されるよう
に、最近では車体軽量化の見地から自動車のサスペンシ
ョンアームを炭素繊維等の強化繊維をフィラメントワイ
ンディングすることにより繊維強化した合戊樹脂或形品
によって製作することが行なわれている。

このようなＦＲＰ製のサスペンションアームでは、上記
公報の記載からも明らかなように、一般にアーム部の圧
縮荷重を高くするために上記強化繊維を当該アーム部の
縦方向に並列に配列する構或が採られている。

このようにアーム部の縦方向に並列に強化繊維を配列し
た構成の場合、その端面方向（軸方向）の全体に均一な
圧縮荷重が加えられる場合には、確かに高い圧縮強度を
示す。

今例えば第５図および第６図に示すような従来構造のＦ
ＲＰ製サスペンションアームを例に取って実際に作用す
る圧縮荷重の分布を分折して見ると、次のようになる。

すなわち、先ず図示のように通常該サスペン／−Ｊンア
ームｌＯの構造は、上述したアーム部１と、該アーム部
１の両端に形成された車体側又はサスペンション側との
結急用リング部２　ａ，２　ｂとを−体化して形成され
ている。そして、前記リング部２　ａ，　２　ｂは一般
にスティール製の筒体ζこより形成され、該筒体を例え
ば断面をＩ型構造として曲げ剛性をアップさせたアーム
部１の凹面状端部１ａ，１ｂに各々接合し、更にそれら
の外周にエンドレス状にフィラメントワインディングを
行って図示のような強化繊維層３を形成したものとなっ
ている。なお、特に図示はしないが上記アーム部１の中
央部材４の両面にも強化繊維が縦方向に並列に配列され
ている。

そして、上記各結合用のリング部２ａ，２ｂは、例えば
第６図に示すように弾性変形可能なゴムプッシュ５ａ，
５ｂを介して相手（車体又はサスペンション）側取付ブ
ラケット６ａ．６ｂの軸部材７ａ，７ｂに対し嵌装され
て結合されるようになっている。

従って、先ず上記軸部材７ａ側（前端側）から上記ゴム
ブ１シュ５ａ、リング部２ａを介してアーム部１に加わ
る圧縮荷重Ｆは、当該アーム部１のリング部筒体との接
合部において第１０図に矢印で示すように作用する。

また、他方引張り荷重は、これとちょうど逆方向に作用
する。

そして、これらの両方向の荷重を上記ＦＲＰ製サスペン
ションアームは、上記アーム部ｌの素材自体の剛性とそ
の断面積によって特定される対圧縮・引張荷重強度に応
じて許容限界値まで支承することになる。

また、該場合において上記のような自動車用のサスペン
ンヨンアームは、例えば車両衝突時等に上記許容限界値
を越える所定値以上の大きな圧縮荷重を受けることかあ
る。

そして、そのような場合に当該サスペンションアームに
望まれる一般的な特性としては次のような点か挙げられ
る。

（１）永久変形（曲げ変形）しても良いが、決して破断
しないこと。

（２）同変形中に可能な限り入力される衝撃工不ルギー
を連続的に吸収できるものであること。

（３）最悪の場合に仮に変形しても絶対に乗員に影響を
与えないこと。

上述した従来例のＦＲＰ製サスベンンヨンア−ムの構造
の場合、強化繊維が縦方向に並設されており、上記圧縮
荷重Ｆの作用方向に対して平行な関係となっている。従
って該構或の場合、許容限界値内の引張及び圧縮荷重に
たいしては狙い通りの高い支持強度を示す。

ところが、一方、上記のように同許容圧縮荷重の限界値
をこえた過犬な圧縮荷重が作用したような場合には、縦
割れによる脆性破壊形態を示して急激に破断されてしま
う欠点がある。従って、結局衝撃エネルギー等のエネル
ギー吸収能力も低く、上述した望まれる（１）〜（３）
の特性を必ずしも十分に実現することができない問題が
ある。

特に自動車用サスペンションアームの場合、車体寸法の
関係などからアーム部自体の細長比を余り大きく設計す
ることができないという事情があり、これが又同アーム
部に可撓性を付与しにくい原因となっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のような車両のサスペンションアームは
、車両の乗り心地の面から言うと、一般に低剛性である
方が好ましい。上記ＦＲＰ製のサスペンションアームは
、その素材自体の特性上から見ると弾性変形範囲が広い
特徴があり、所望の剛性設定が比較的容易であるところ
から良好な乗り心地を得るためのものとして本来最適な
ものてある。

しかし、上述した所から明らかなように、該サスペンシ
ョンアームは、車両衝突時などの過犬な圧縮荷重をも想
定した高い軸方向強度が要求されることから、それを優
先し、これまでの全てのＦＲＰ％Ｊサスペンションアー
ムが上述のように軸方向の圧縮荷重強度の向上を中心と
した高剛性構造のものとなっている。

そのために、本来の弾性変形範囲が広いという素材上の
特徴を生かし切れておらず、乗り心地自体も犠牲にされ
ているのが実情である。

本願発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、
低剛性化による乗り心地の向上が可能で、しかも軸方向
強度の高いＦＲＰ９３サスペン／ヨンアームを提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） そして、本願発明は、上記従来の課題を解決し、その目
的を達戊するために、アーム部と該アーム部の両端に設
けられた連結用のリング部とを備え、それらの長平方向
外周囲に連続して強化繊維層を形成してなるＦ　Ｒ　Ｐ
　製サスベンシ３ンアームにおいて、−ト記アーム部に
長手方向に伸びるスリノトを形戎したことを特徴とする
ものである。

（作　用） 上記本願発明のＦＲＰ製サスペンションアームの構造で
は、上述のように、支持部本体を形成するアーム部と該
アーム部の両端に設けられた連結用のリング部とを備え
、それらの長手刀向外周囲に連続して強化繊維層をフィ
ラメントワインディノグしてなる所謂ＦＲＰ製のサスペ
ンションアームにおいて、当該アーム部に長手方向に伸
びるスノットを形威し、該スリットによって同アーム部
中央の断面係数を低下させるとともに市外曲げを司能な
らしめている。その結果、同アーム部が軸方向並びに軸
直交方向に対して共に低剛性化され、路面入力に対して
も十分な弾性変形を伴うようになる。

一方、上記スリノトはアーム部の長平方向に所定幅形威
されるのみであり、軸方向の剛性低下は最少限に抑制さ
れるから、軸方向の圧縮荷重強度はｆ分に確１呆される
。

（発明の効果） 従って、本願発明のＦ　Ｒ　Ｐ　製サスベンン１ンアー
ムの構造によると、路面人力に対する１１１撃吸収能力
が高く、乗り心地か良好で、しかも軸方同の衝撃荷重強
度も高い、信頼性のあるサスペ７ノ−Ｊンアームを提供
し得るようになる。

（実施例） 第１図〜第４図は、本願発明の実施例に係るＦＲＰ製サ
スペンションアームの構造を示している。

図中符号１０は、本実施例におけるＦ　Ｒ　Ｐ　％’Ｊ
のサスペンションアームであり、該サスベン／ヨンアー
ム１０はアーム部１１と該アーム部ＩＩの前後両端に設
けられた車体側又はサスベンンヨンアーム側取付部に対
する連結結合用のリング部ｌ２ａ，１２ｂとから構成さ
れている。

アーム部１１は、所定の板厚を有し、凹面状の端而を有
する両端部１１ａ，ｌｌｂを上記リング部＋２ａ，１２
ｂの外周面に対して衝合し一体的に接合した本体部材１
３と、該本体部材ｌ３の−Ｌ下両側面に各々Ｔ字状に接
合された補強用のフランジ部材（リブ）１４．１４とに
よって断面Ｉ型の構造に形成されている。−１−記各フ
ランジ部材＋４．，１４の両端部は、上記リング部１２
ａ，＋２ｂの外周面に対し接線方向に延びて接合されて
一体化されている。

また、上記リング部１２ａ，１２ｂは、各々金属製の筒
体によって形成されており、該筒体内に所定のゴムブノ
ンユ２２ａ．２２ｂを介装して図示しない車体側取付ブ
ラケソト及びサスペンションアーム側取付ブラケノトの
各結合軸２３ａ，２３ｂを賞装させることによって組付
けられるようになっている。

ところで、本実旋例の場合、上記７ランジ部材ｌ　＝１
．　．　１　４の一側は図示のように所定の輻Ｗと長さ
Ｌとに亘って切欠かれ、該切欠部１　５．　１　５によ
り矢印Ｒ方向への曲げ変形を生し易くすることによって
車両衝突時なとの過犬な圧縮荷重に対する所定のバ不定
数をもった弾性変形を実現するようになっている。これ
により、ｉｔｆ＆工不ルキーのダンピングが行なわれる
。

一方、符号ｌ６は例えば炭素系長繊維をフィラメントワ
インティングすることにより、．．Ｊ二ｉ己アーム部１
１およびリング部１２ａ，１２ｂの長手方向全周に亘っ
て連続形成された強化ａ　ｌｉｆｔ層である。

該強化繊維層１６は、当該アーム部１１のフランジ部材
１．４．１４の長手方同、つまり軸方＋ｒｉ＋圧Ｒ１１
荷重並び同方向引張り荷重の作用方向に平行に配列され
ており、当該軸方向の圧縮１；：Ｉ重１１［Ｚひ：二同
づ張り荷束に対して擾めて高い強度を１６持する上うに
なっている。

一方、上記本体部材ｌ３には、その長千ノｊ向中央部に
位置して所定幅かつ所定長さの左右２本のスリノト１　
７．　＋　７が同じく長手方向に延びて形成されている
。そして、該２不のスリノｉｌ７，ｌ７によって、上記
従来一体であったアーム部ｌｌか最終的には中央の本体
部材１３と、その両側フランジ部材１４．１４との３枚
の平仮部材に分割されている。

この結果、本実施例におけるＦＲＰ製サスベン／ヨンア
ーム１０は、圧縮荷重Ｆｐに対して例えば第３図に示す
ように外側に向けて面外曲げ変形（Ｆ　ｌ．，　Ｆ　ｃ
，　Ｆ　Ｒ）を呈するようになる。そして、それら各部
の強化繊維層１６には曲げ応力が発生する。

その結果、それらの各外側面部側には引張り応力が、ま
た内側面部側には圧縮応力がそれぞれ生成せしめられる
ようになり、低剛性でありながらアーム部１ｌの弾性変
形域を大きく拡大することかできる。

今、これを「荷重一変位特性」によって表わすと、例え
ば第４図のようになる。図中（イ）は参考のために示し
た従来一般のスチール製のサスペンションアームの特性
、（口）が先に述べた従来の一体型のアーム部構造（第
５図）をもったＦＲＰ製サスベ４ ンションアームの特性、（ハ）か本実施例のものである
。この特性から明らかなように、本実施例のＦ　Ｒ　Ｐ
　９２サスペンションアームは従来構造のものに比べて
十分な撓み量を実現できるようになっている。従って、
それだけ大荷重に対しても破断しにくくなるとともに、
変形域の拡大によって工不ルギーの吸収量も大きくなる
ので、乗り心地向上と同時に安全性も高くなる。

なお、上記実施例では７ランジ部材１４．１４に切矢部
１５．１５を形戊する構成を示したが、特に変形方向を
問題にする必要かない場合には該切欠部１５．１５は必
ずしも設ける必要はない。

しかし、該切欠部１　５，　１　５自体の機能も上記変
形方向の設定と同時に本来はアーム部ｌ１の弾性変形状
態そのものをコントロールしようとするものであるから
、これを上述のスリソ｝１７．１７の形戊と上手く組合
せるようにすると、上記弾性変形状態を極めて効果的に
設定できるようになるメリットを生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明の実施例に係るＦＲＰ製サスペン／
ヨンアームの構造を示す側面図、第２図は、同一部切欠
平面図、第３図は、同サスペンションアームの動作状態
を示す斜視図、第４図は、同実施例構造の圧縮特性を従
来例と対比して示すグラフ、第５図は、従来例のＦＲＰ
製サスペンションアーム構造の側面図、第６図は、同従
来例の縦而図である。 １０・・・・ＦＲＰ製サスペンションアームｌ１・・・
・アーム部 １２ａ，１２ｂ・・リング部 ｌ３・・・・本体部材 １４・・・・フランジ部材 １５・・・・切矢部 １６・・・・強化繊維層 ｌ７・・・・スリソト 第１図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アーム部と該アーム部の両端に設けられた連結用の
   リング部とを備え、それらの長手方向外周囲に連続して
   強化繊維層を形成してなるＦＲＰ製サスペンションアー
   ムにおいて、上記アーム部に長手方向に伸びるスリット
   を形成したことを特徴とするＦＲＰ製サスペンションア
   ーム構造。