JPH10264624A - サスペンションアーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接を行わなくても十分な剛性を有するサス
ペンションアームを提供する。 【解決手段】 サスペンションアームとしてのロアアー
ム１０は、金属板Ｍをプレス加工することにより形成さ
れ、その金属板Ｍの外周を成す辺１０ａ、１０ｂには断
面略円形のパイプ状の補強部２８ａ、２８ｂが形成され
ている。補強部２８ａ、２８ｂは金属板Ｍの端部を巻き
込むように折り返して形成され、補強部２８ａ、２８ｂ
のうち巻き込み部分３０ａ、３０ｂは二重板構造となっ
ている。巻き込み部分３０ａの長さＬ２は補強部２８ａ
の全周の長さＬ１の５〜２０％に設定されている。この
ロアアーム１０は、巻き込み部分を有さない場合に比べ
て剛性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のサスペンシ
ョン機構の一部を構成するアッパアームやロアアームに
代表されるサスペンションアームに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両のサスペンション機構の一部
を構成するサスペンションアームとしては、例えば図１
５に示すロアアームが知られている。このロアアーム１
１０は、ボールジョイント取付部１１２、ボディ取付部
１１４、１１６を備えている。ボールジョイント取付部
１１２は、ホイールを懸架するボールジョイント１０２
を取り付ける箇所であり、ボディ取付部１１４、１１６
は、ロアアーム１１０をボディに取り付けるための箇所
である。

【０００３】このロアアーム１１０は、図１５（ｂ）に
示すように、ロアアームアッパー部材１１０ａとロアア
ームロア部材１１０ｂとをモナカ合わせした状態でお互
いのフランジ部分Ｆａ、Ｆｂを溶接することにより形成
されている。しかしながら、上記ロアアーム１１０では
十分な剛性を備えているものの、２ピース即ちロアアー
ムアッパー部材１１０ａとロアアームロア部材１１０ｂ
とを用いるため使用材料が多くなり、その分コストが嵩
み重量が重くなるという問題があった。一方、このよう
なロアアーム１１０と同じ形状のものを鋳物として製造
することも知られているが、板厚が厚いため重量が重い
という問題があった。

【０００４】このような問題点を解決するサスペンショ
ンアームとして、特開平８−１８８０２２号公報に記載
されたものが知られている。この公報に記載されたサス
ペンションアームは、金属板をプレス加工することによ
り形成され、その両側縁には断面略三角形の補強部が形
成されている。また、変形例として、断面略円形の補強
部も開示されている。なお、同様のサスペンションアー
ムは特開平８−３１８７２２号公報にも開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平８−１８８０２２号公報や特開平８−３１８７２２
号公報に記載されたサスペンションアームでは、車両の
前後方向の負荷が加えられたときの剛性が必ずしも十分
でないことがあった。このような場合、折り返した部分
を溶接して剛性アップを図ることも考えられるが、溶接
作業は煩雑なうえコストも嵩むため、溶接以外の手段に
より剛性アップを図ることが望まれていた。

【０００６】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、溶接を行わなくても十分高い剛性を有
するサスペンションアームを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記課題
を解決するため、本発明は、車両のサスペンション機構
の一部を構成する金属板製のサスペンションアームであ
って、前記金属板の外周を成す辺の少なくとも一部に前
記金属板の端部を折り返してパイプ状に形成した補強部
を備え、前記金属板の端部は前記補強部の内側に巻き込
まれて前記金属板に重ねられている（以下、この重ねら
れた部分を巻き込み部と称する）ことを特徴とする。な
お、巻き込み部は金属板と密着していてもよいし、金属
板との間に隙間があってもよい。

【０００８】本発明のサスペンションアームは、金属板
の外周を成す辺の少なくとも一部に補強部を備えている
が、この補強部は二重板構造の巻き込み部を有している
ため、ただ単に金属板の端部を折り返して巻き込み部を
有さない補強部を形成した場合に比べて、溶接を行わな
くても十分に高い剛性を実現できる。

【０００９】本発明のサスペンションアームは、前記補
強部が断面略円形であることが好ましい。この場合、断
面形状にはＲの小さい部分がないため応力が集中する箇
所がなく、断面崩れしにくい。これに対して、補強部の
断面形状を略多角形状（例えば略三角形又は略四角形）
とした場合には、その断面形状のうちＲ（曲率半径）の
小さい部分つまりカドの部分に応力が集中しやすいた
め、断面崩れしやすい。従って、このサスペンションア
ームによれば、断面略円形としたことにより、一層剛性
が高くなるという効果が得られる。また、補強部を断面
略円形としたため、その製造工程はまず金属板の端部を
略Ｌ字に屈曲し、次にその屈曲部を金型で巻き込むよう
にプレスすればよく、２工程という短い工程数で製造で
きる。

【００１０】また、本発明のサスペンションアームは、
前記補強部の先端が前記金属板に固着されていなくても
十分な剛性を有する。この場合、補強部の先端を金属板
に固着する作業（例えば溶接作業）が不要のため、その
分製造工程が簡略化され、コストも低減される。

【００１１】さらに、本発明のサスペンションアーム
は、前記補強部のうち巻き込み部分の長さＬ２が、前記
補強部の全周の長さＬ１の５％以上（この割合を巻き込
み率（１００×Ｌ２／Ｌ１）と称する）であることが好
ましい。巻き込み率が５％未満では金属板の端部を巻き
込まない場合に比べて十分な効果が得られないおそれが
あるからである。たとえば巻き込み率が５％の場合には
金属板の端部を巻き込まない場合に比べて剛性が数％程
度アップする。また、巻き込み率が１０％の場合には剛
性が１０％以上アップする。なお、巻き込み率が高いほ
ど剛性はアップするものの、逆に金属板の使用量が増す
ため重量増となる。このため、要求される剛性と重量の
２つを考慮に入れたうえで巻き込み率を適宜決定するこ
とになる。実用的な重量を考慮すれば、巻き込み率の上
限を２０％とすることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。尚、本発明の実施形態は、
下記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明
の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることは
いうまでもない。

【００１３】［参考形態］まず、実施形態を説明するに
先立ち、参考形態を図１〜図８に基づいて説明する。図
１はサスペンション機構の概略構成図、図２はロアアー
ムの平面図、図３は左側面図、図４は底面図である。図
５〜図８は、それぞれ図２のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、
Ｄ−Ｄ断面図である。

【００１４】図１に示すように、タイヤＴ及びホイール
Ｗより成る車輪を支持するサスペンション機構１は、ホ
イールＷを回転自在に支持するナックルＮの下部を車体
Ｂに接続するロアアーム１０と、ナックルＮの上部を車
体に接続するアッパアーム２０と、ナックルＮの上下動
を緩衝すべく車体との間に配置されたダンパーＤ及びコ
イルスプリングＳとを備えている。なお、ロアアーム１
０、アッパアーム２０がサスペンションアームに相当す
る。ロアアーム１０の外端に設けたボールジョイント取
付部１２はボールジョイント２を介してナックルＮに連
結され、内端に設けた第１及び第２ボディ取付部１４、
１６は前後一対のゴムブッシュジョイント３、４を介し
て車体Ｂに連結されている。また、アッパアーム２０の
外端に設けたボールジョイント取付部２２はボールジョ
イント５を介してナックルＮに連結され、内端に設けた
第１及び第２ボディ取付部２４、２６は前後一対のゴム
ブッシュジョイント６、７を介して車体Ｂに連結されて
いる。

【００１５】ロアアーム１０は、図２に示すように、金
属板Ｍをプレス加工することにより形成され、ボールジ
ョイント取付部１２、第１ボディ取付部１４、第２ボデ
ィ取付部１６、補強部１８ａ〜ｃを備えている。ボール
ジョイント取付部１２は、金属板Ｍに設けられたバーリ
ング穴であり、ホイールを懸架するボールジョイント
（図１のボールジョイント２参照）を取り付ける箇所で
ある。

【００１６】第１ボディ取付部１４は、金属板Ｍに設け
られたバーリング穴であり、ボディにゴムブッシュジョ
イント３（図１参照）を介して取り付けるための箇所で
ある。この第１ボディ取付部１４のバーリング穴の略半
周には折り返し部１４ａ、１４ａが設けられている。
尚、折り返し部１４ａ、１４ａは中間部１４ｃ、１４ｃ
（図２、図５参照）を介して補強部１８ａ、１８ｂに連
なって形成されている。

【００１７】第２ボディ取付部１６は、金属板Ｍに溶接
されたパイプであり、ブレーキを踏んだときにタイヤに
対してボディが前方に進もうとする荷重を受けるゴムブ
ッシュジョイント４（図１参照）を取り付けるための部
材である。この第２ボディ取付部１６を取り付ける取付
箇所１７、１７は、金属板Ｍを裏方向にやや湾曲しつつ
延ばした形状に形成されており（図３参照）、それぞれ
補強部１８ａ、１８ｃに連なって形成されている。

【００１８】補強部１８ａ〜ｃは、ロアアーム１０の外
周を成す辺１０ａ〜ｃ、即ち、ボールジョイント取付部
１２と第１ボディ取付部１４とを結ぶ辺１０ａ、第１ボ
ディ取付部１４と第２ボディ取付部１６とを結ぶ辺１０
ｂ、第２ボディ取付部１６とボールジョイント取付部１
２とを結ぶ辺１０ｃ、に設けられている。

【００１９】補強部１８ａ〜ｃは、図６に示すように
（但し図６には補強部１８ａ、１８ｂのみを示したが補
強部１８ｃも同形状である）、金属板Ｍをカーリングす
ることにより断面略円形に形成されている。上記構成を
備えたロアアーム１０につき、コンピュータによる構造
解析を行ったところ、従来のモナカ合わせタイプのロア
アーム１１０（図１５参照）に比べて、応力が下がり応
力の集中している箇所もみられず応力が分散されている
という結果が得られた。

【００２０】また、ロアアーム１０の辺１０ａは、ハン
ドルを切ったときにタイヤが入り込んでくる箇所である
ため、このタイヤと干渉しない大きさに制限される。こ
の点に関し、従来のロアアーム１１０はフランジＦａ、
Ｆｂを有していたため、その分断面積が小さくなり剛性
面で不利であったが、このロアアー１０ムはモナカ合わ
せではないためフランジが不要であり、その分断面積
（つまり幅）を大きくすることができ剛性面で有利であ
る。

【００２１】［第１実施形態］図９は第１実施形態の補
強部の断面図（図２のＢ−Ｂ断面に相当する図面）であ
る。第１実施形態のロアアームは、補強部の断面形状が
異なる以外は参考形態のロアアームと同様の構成である
ため、同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省
略する。

【００２２】第１実施形態のロアアームには、図９に示
すように、金属板Ｍの辺１０ａ、１０ｂに沿ってビード
２９ａ、２９ｂが設けられ、このビード２９ａ、２９ｂ
の外側には、金属板Ｍの端部を折り返して形成された断
面略円形のパイプ状の補強部２８ａ、２８ｂが設けられ
ている。この金属板Ｍの端部を補強部２８ａ、２８ｂの
内側に巻き込んで金属板Ｍに重ねられた巻き込み部３０
ａ、３０ｂは、二重板構造となっており、ビード２９
ａ、２９ｂに密着している。また、補強部２８ａ、２８
ｂは金属板Ｍに固着されていない。さらに、巻き込み率
（補強部２８ａの全周の長さＬ１に対する、巻き込み部
３０ａの長さＬ２の割合）は約１０％に設定されてい
る。具体的には、巻き込み部３０ａの長さＬ２は５〜６
ｍｍ、補強部２８ａの全周の長さＬ１は約６０ｍｍであ
る。なお、図示しないが、辺１０ｃにも同様の補強部が
形成されている。

【００２３】この第１実施形態のロアアームを製造する
には、まず図１０（ａ）に示す第１プレス工程において
金属板Ｍの端部を略Ｌ字に屈曲すると共にビード２９
ａ、２９ｂを形成し、次に図１０（ｂ）に示す第２プレ
ス工程においてその屈曲した部分を金型でプレスして巻
き込み、補強部２８ａ、２８ｂを形成する。このように
第１実施形態のロアアームは２工程という短い工程数に
より容易に製造できる。なお、ビード２９ａ、２９ｂ
は、金属板Ｍの平板部分（つまり両ビード２９ａ、２９
ｂの間の部分）を補強すると共に、金属板Ｍのうち巻き
込み部３０ａ、３０ｂと向かい合う箇所を円弧状として
巻き込み部３０ａ、３０ｂの長さを長くする役割を果た
している。

【００２４】この第１実施形態のロアアームを備えたサ
スペンションを車両に搭載して加減速した場合、ロアア
ームには車輪から車両前後方向への荷重が入力される。
ところで、車両前後方向の荷重とボールジョイント取付
部１２の変位の関係を表すグラフは図１１のようにな
り、図１１におけるピーク値が座屈強度となり、グラフ
の傾きが剛性値となる。このことからボールジョイント
取付部１２の変位量が剛性の指標となる。そこで、この
車両前後方向の荷重とボールジョイント部の変位の関係
につき、本実施形態のロアアームと以下の第１、第２比
較形態のロアアームとの間で比較を行った。

【００２５】第１比較形態のロアアームは、図１４
（ａ）に示すように、辺１０ａ、１０ｂに、金属板Ｍの
端部を折り返して断面略三角形のパイプ状の補強部６８
ａ、６８ｂを形成し、図示しない辺１０ｃにも同様の補
強部を形成したものであり、その他の構成は参考形態と
同様とした。一方、第２比較形態のロアアームは、図１
４（ｂ）に示すように、辺１０ａ、１０ｂに、金属板Ｍ
の端部を折り返して断面略円形の補強部７８ａ、７８ｂ
を形成し、図示しない辺１０ｃにも同様の補強部を形成
したものであり、その他の構成は参考形態と同様とし
た。なお、いずれの補強部も金属板Ｍに溶接されておら
ず、第１実施形態の巻き込み部３０ａ、３０ｂに相当す
る二重板構造を備えていない。また、第１実施形態及び
第１、第２比較形態は、同じ板厚、同程度の断面形状
（具体的には断面の縦（高さ）と横（幅）が同じ）とし
た。

【００２６】第１実施形態及び第１、第２比較形態の各
ボールジョイント取付部１２に、車両前後方向（図２の
白抜き矢印参照）に１０００ｋｇの荷重を負荷したとき
の変位量を、有限要素法によるコンピュータ解析により
求めた。その結果、第１実施形態では０．４５ｍｍ、第
１比較形態では０．６４ｍｍ、第２比較形態では０．５
８ｍｍであった。ここで、第１比較形態の剛性を「１０
０」とすると、第２比較形態は「１１０」、第１実施形
態は「１３０」であり、第１実施形態が第１、第２比較
形態に比べて２０〜３０％剛性がアップすることがわか
った。

【００２７】このように、本実施形態のロアアームによ
れば、煩雑でコストのかかる溶接作業を施さなくても、
十分高い剛性を実現できるという効果が得られる。ま
た、座屈荷重も高く、略円形断面ゆえに局部的な応力集
中もなく、耐久性にも優れるという効果も得られる。さ
らに、製造面においては、プレス工程が２工程で済むた
め低コスト化が図れるという効果も得られる。

【００２８】［第２実施形態］図１２（ａ）は第２実施
形態の補強部の断面図（図２のＢ−Ｂ断面に相当する図
面）である。第２実施形態のロアアームは、補強部の断
面形状が異なる以外は参考形態のロアアームと同様の構
成であるため、同じ構成要素には同じ符号を付し、その
説明を省略する。

【００２９】第２実施形態のロアアームには、金属板Ｍ
の辺１０ａ、１０ｂに、金属板Ｍの端部を折り返して形
成された断面略三角形のパイプ状の補強部３８ａ、３８
ｂが設けられている。この金属板Ｍの端部を補強部３８
ａ、３８ｂの内側に巻き込んで金属板Ｍに重ねられた巻
き込み部４０ａ、４０ｂは、二重板構造となっており、
金属板Ｍに密着している。また、補強部３８ａ、３８ｂ
は、金属板Ｍの板面を境として略対称に形成され、巻き
込み率は約１０％に設定されている。この第２実施形態
のロアアームによれば、巻き込み部４０ａ、４０ｂのな
い場合（図１４（ａ）参照）に比べて剛性がアップす
る。但し、第２実施形態は断面が略三角形のため第１実
施形態に比べて角張った部分に応力が集中しやすい傾向
にあり、また製造工程が多段階必要になる。

【００３０】［第３実施形態］図１２（ｂ）は第３実施
形態の補強部の断面図（図２のＢ−Ｂ断面に相当する図
面）である。第２実施形態のロアアームは、補強部の断
面形状が異なる以外は参考形態のロアアームと同様の構
成であるため、同じ構成要素には同じ符号を付し、その
説明を省略する。

【００３１】第３実施形態のロアアームには、金属板Ｍ
の辺１０ａ、１０ｂに、金属板Ｍの端部を折り返して形
成された断面略円形のパイプ状の補強部４８ａ、４８ｂ
が設けられている。この金属板Ｍの端部を補強部４８
ａ、４８ｂの内側に巻き込んで金属板Ｍに重ねられた巻
き込み部５０ａ、５０ｂは、二重板構造となっており、
金属板Ｍに密着している。また、補強部４８ａ、４８ｂ
は、金属板Ｍの板面を境として略対称に形成され、巻き
込み率は約１０％に設定されている。この第３実施形態
のロアアームによれば、第１実施形態と略同等の効果が
得られる。但し、第３実施形態ではビードが存在してい
ないため、金属板Ｍの巻き込み作業はビードが存在して
いる第１実施形態の方が容易に行える。

【００３２】尚、上記各実施形態では、補強部２８ａ、
２８ｂ、３８ａ、３８ｂ、４８ａ、４８ｂは金属板Ｍに
溶接しない構成としたが、金属板Ｍに溶接する構成とし
てもよい。また、上記各実施形態ではロアアームについ
て説明したが、特にロアアームに限定されるものではな
く、サスペンションアームであれば例えば図１及び図１
３に示すアッパアーム２０などであっても本発明の構成
を適用できる。具体的には、図１３のアッパアーム２０
のＥ−Ｅ断面が図９あるいは図１２（ａ）、（ｂ）とな
るように製造すれば、第１実施形態と同様の効果が得ら
れる。

【００３３】更に、上記各実施形態では巻き込み部３０
ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂを金属板
Ｍと密着させたが、各巻き込み部は必ずしも金属板Ｍと
密着させる必要はなく金属板Ｍとの間に隙間があっても
よい。この場合も上記実施形態と略同等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 参考形態のサスペンション機構の概略構成図
である。

【図２】 参考形態のロアアームの平面図である。

【図３】 参考形態のロアアームの左側面図である。

【図４】 参考形態のロアアームの底面図である。

【図５】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図６】 図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】 図１のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】 図１のＤ−Ｄ断面図である。

【図９】 第１実施形態のロアアームの断面図（Ｂ−Ｂ
断面図に相当する図面）である。

【図１０】 第１実施形態のロアアームの製造工程図で
ある。

【図１１】 車両前後方向の荷重とボールジョイント部
の変位の関係を表す一般的なグラフである。

【図１２】 他の実施形態のロアアームの断面図（Ｂ−
Ｂ断面図に相当する図面）であり、（ａ）は第２実施形
態、（ｂ）は第３実施形態を表す。

【図１３】 アッパアームの平面図である。

【図１４】 比較形態のロアアームの断面図（Ｂ−Ｂ断
面図に相当する図面）であり、（ａ）は第１比較形態、
（ｂ）は第２比較形態を表す。

【図１５】 従来例の説明図である。

【符号の説明】

１０・・・ロアアーム、１０ａ〜ｃ・・・辺、１２・・
・ボールジョイント取付部、１４・・・第１ボディ取付
部、１４ａ・・・折り返し部、１４ｃ・・・中間部、１
６・・・第２ボディ取付部、１８ａ〜ｃ・・・補強部、
Ｍ・・・金属板。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のサスペンション機構の一部を構成
   する金属板製のサスペンションアームであって、 前記金属板の外周を成す辺の少なくとも一部に前記金属
   板の端部を折り返してパイプ状に形成した補強部を備
   え、前記金属板の端部は前記補強部の内側に巻き込まれ
   て前記金属板に重ねられていることを特徴とするサスペ
   ンションアーム。
2. 【請求項２】 前記補強部は断面略円形であることを特
   徴とする請求項１記載のサスペンションアーム。
3. 【請求項３】 前記補強部のうち前記金属板の端部が前
   記金属板に重ねられた部分の長さは、前記補強部の全周
   の長さの５％以上であることを特徴とする請求項１〜３
   のいずれかに記載のサスペンションアーム。
4. 【請求項４】 前記補強部のうち前記金属板の端部が前
   記金属板に重ねられた部分の長さは、前記補強部の全周
   の長さの５〜２０％であることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれかに記載のサスペンションアーム。