JPH11115796A

JPH11115796A - サスペンションメンバ

Info

Publication number: JPH11115796A
Application number: JP28203097A
Authority: JP
Inventors: Shoji Ando; 将司安藤; Takashi Inagaki; 貴志稲垣
Original assignee: Futaba Sangyo KK
Current assignee: Futaba Sangyo KK
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-27
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: JP3390129B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アッパ部材とロア部材とが接合されたメンバ
本体を有するサスペンションメンバにおいて、従来に比
べて強度や剛性が非常に高く、しかもコストや重量が低
減化できるサスペンションメンバを提供する。【解決手段】サスペンションメンバ１０は、アッパ部
材１２とロア部材とが溶接等により接合されたメンバ本
体１１と、このメンバ本体１１の内部を左右方向に貫通
するパイプ２０とから構成され、パイプ２０の左右両端
にはボディ取付部２１、２１が形成されている。このサ
スペンションメンバ１０は、両ボディ取付部がパイプで
繋がれていない場合に比べて、ロアアーム４０を介して
メンバ本体１１の前側アーム取付部１４に荷重が入力さ
れたときに発生する応力が軽減されるため強度が高くな
り、剛性もアップするため操縦安定性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のサスペン
ションメンバに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、サスペンションの組付精度・組付
操作性の向上やサスペンションからの力を分散して車体
に伝えることを目的として、例えば発明協会公開技報の
公技番号９５−６３２５に開示されているように、図６
に示すサスペンションメンバが知られている。

【０００３】このサスペンションメンバ５０は、アッパ
部材５２とロア部材５３が接合された閉断面構造部を成
すメンバ本体５１を有しており、その左右両側にはパイ
プで構成されたボディ取付部６１、６１が設けられてい
る。各ボディ取付部６１は、ロア部材５３に設けた穴か
ら端を発してアッパ部材５２を突き抜けたあと略９０°
外向きに屈曲された形状に形成され、その先端にはパイ
プの側面を貫通するカラー６２が設けられている（図６
（ｂ）参照）。

【０００４】また、このメンバ本体５１のうち、前側左
右２カ所には前側アーム取付部５４、５４が、後側左右
２カ所には後側アーム取付部５５、５５が形成されてい
る。各アーム取付部５４、５５には図示しないロアアー
ムがゴムブッシュジョイント等を介して取り付けられ
る。

【０００５】このサスペンションメンバ５０は、メンバ
本体５１が中空構造であるため強度（例えば疲労強度、
変形強度、剛性など）が十分とは言い難く、そのため多
くの場合、メンバ本体５１の内部に板金製のリインフォ
ースメント６３を設けて補強して用いている（図６
（ｃ）参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記サスペ
ンションメンバ５０は、プレス加工したアッパ部材５２
とロア部材５３とをモナカ合わせに接合することにより
各アーム取付部５４、５５も同時に形成されることから
製造が容易であり、このため現在多くの自動車に広く搭
載されている。

【０００７】しかしながら、上記サスペンションメンバ
５０では、板金製のリインフォースメント６３を使用す
るため材料費が嵩みコストを十分抑えることができなか
った。また、ロアアームに入力される荷重によって発生
する応力は十分低いものの、より一層低くすることが望
まれていた。

【０００８】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、アッパ部材とロア部材とが接合されたメンバ本体を
有するサスペンションメンバにおいて、従来に比べて強
度や剛性が非常に高く、しかもコストや重量が低減化で
きるサスペンションメンバを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【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、プレス加工したアッパ部材
とロア部材とが接合されたメンバ本体を有し、このメン
バ本体の前側左右２カ所には前側アーム取付部が、後側
左右２カ所には後側アーム取付部が形成されたサスペン
ションメンバにおいて、前記メンバ本体の内部を左右方
向に貫通するパイプと、該パイプの左右両端部に設けら
れ、前記メンバ本体を車両のボディに取り付けるための
ボディ取付部とを備えたことを特徴とする。

【００１０】このサスペンションメンバでは、メンバ本
体の内部を左右方向に貫通するパイプの両端部にボディ
取付部が設けられているため、両ボディ取付部がパイプ
で繋がれていない場合に比べて、サスペンションアーム
を介してメンバ本体の前側アーム取付部に荷重が入力さ
れたときに発生する応力が軽減される。このため、疲労
強度や変形強度などの強度が高くなる。また、剛性もア
ップするため、操縦安定性も向上する。更に、このサス
ペンションメンバは、プレス加工したアッパ部材とロア
部材とを溶接などで接合することにより両アーム取付部
を同時に形成でき、しかもボディ取付部はパイプの両端
に設けられることから、構造が簡易なため容易に製造す
ることができる。

【００１１】本発明においては、前記パイプは前記メン
バ本体の前側にて左右方向に延びる縁部（以下、前方縁
部という）の近傍に設けられていることが好ましい。近
年、サスペンションアームを介して入力される荷重を受
けやすくするという観点から、サスペンションアームの
外端部（ホイールを回転自在に支持するナックルと接続
される部分）とメンバ本体の前側左右２カ所に設けられ
るアーム取付部の前後位置を略一致させることが望まれ
ている。しかし、この場合、ミッションを配置する関係
上、メンバ本体の前方縁部は中央をえぐった形状にしな
ければならず、そのためえぐったところで剛性が弱くな
り変形しやすい傾向にある。このため、前記パイプを本
端の前方縁部の近傍に設けて、前方縁部のえぐられた部
分を補強するようにすれば、一層強度や剛性がアップす
るので好ましいのである。

【００１２】また、本発明においては、前記メンバ本体
の上面略中央には、エンジンを取り付けるためのエンジ
ン取付穴が設けられ、このエンジン取付穴は前記パイプ
を上下方向に貫通して設けられていることが好ましい。
このようなサスペンションメンバのメンバ本体にエンジ
ン取付穴を設ける場合、ただアッパ部材とロア部材とを
貫通させたのではエンジンを取り付けた場合の強度が十
分とはいえないため、パイプを貫通させることにより補
強するのが好ましいのである。

【００１３】更に、本発明においては、前記パイプは、
中央付近が略水平で且つ左右両側が斜め上向きに屈曲さ
れた形状であることが好ましい。この場合、各アーム取
付部に荷重が入力されたとしても、パイプには応力が集
中しやすい部分（たとえば曲げ角度が略直角の屈曲部）
が存在しないので、一層強度、剛性面で有利である。

【００１４】更にまた、本発明においては、前記ボディ
取付部は、前記パイプの両端部を覆う略水平のカバー
と、該カバーに設けた穴から略真下に延び出して前記パ
イプの側面を貫通するカラーとを備えていることが好ま
しい。この場合、カラーは簡単な構造により十分な強度
を持って固持されているため、好ましいのである。

【００１５】

【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。図１は本実施形態の平面
図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は正面図、図４は
パイプの側面図である。

【００１６】本実施形態のサスペンションメンバ１０
は、ＦＦ車のフロントサスペンションメンバであって、
主として、モナカ合わせされたメンバ本体１１と、この
メンバ本体１１を左右方向に貫通するパイプ２０とから
構成されている。メンバ本体１１は、プレス加工したア
ッパ部材１２とロア部材１３とがそれぞれのフランジ１
２ａ、１３ａで溶接等により接合されたものである。こ
のメンバ本体１１の前側の左右２カ所に前側アーム取付
部１４、１４が、また、後側の左右２カ所に後側アーム
取付部１５、１５が形成されている。各アーム取付部１
４、１５は、アッパ部材１２、ロア部材１３をモナカ合
わせすることにより形成されたものであり、このためア
ッパ部材１２、ロア部材１３は予め各アーム取付部１
４、１５の形状を見込んでプレス加工されている。ま
た、前側アーム取付部１４にはロアアーム４０の前側内
端部４１が、後側アーム取付部１５にはロアアーム４０
の後側内端部４２が、それぞれ図示しないゴムブッシュ
ジョイントを介して固定される。なお、ロアアーム４０
の外端部４３は、ボールジョイント（図示せず）を介し
てホイール（図示せず）を回転自在に支持するナックル
（図示せず）に接続されている。

【００１７】このメンバ本体１１は上から見ると、メン
バ本体１１の前側にて左右方向に延びる縁部すなわち前
方縁部１６の中央が凹むようにえぐられている。これ
は、ロアアーム４０の外端部４３に入力される荷重（図
１における白抜き矢印参照）を受けやすくするという観
点から、ロアアーム４０の外端部４３とメンバ本体１１
の前側アーム取付部１４の前後位置を略一致させること
が望まれる一方、ミッション（図示せず）を配置する関
係上、メンバ本体１１の前方縁部１６の中央をえぐった
形状にしたものである。

【００１８】パイプ２０は、メンバ本体１１の中空内部
を左右方向に貫通し、その貫通部分はアッパ部材１２の
フランジ１２ａとロア部材１３のフランジ１３ａとによ
って周囲を囲まれた状態で溶接されている（図３参
照）。また、パイプ２０は、メンバ本体１１の内部にお
いてアッパ部材１２又はロア部材１３に一部溶接されて
いる。このパイプ２０は、メンバ本体１１の前方縁部１
６の近傍にてこの前方縁部１６に沿って配置されてい
る。メンバ本体１１は、上述のとおり前方縁部１６がえ
ぐられた形状を呈しているため、ロアアーム４０から前
側アーム取付部１４が荷重を受けた場合、図１において
円で囲んだ部分Ｐに最も応力が集中するが、本実施形態
ではパイプ２０を前方縁部１６に沿って設けたため、上
記部分Ｐの応力を効率よく低減化することができ、強度
や剛性がアップする。

【００１９】このパイプ２０は、図３および図４に示す
ように中央付近が略水平で且つ左右両側が斜め上向きに
屈曲された形状であり、その左右両端にはボディ取付部
２１、２１が形成されている。各ボディ取付部２１は、
パイプ２０の端部つまりパイプ口を覆うように固着され
た略水平のカバー２２と、このカバー２２に設けた穴か
ら略真下に延び出してパイプ２０の側面を貫通するよう
に固着されたカラー２３とを備えている。このカラー２
３は簡単な構造により十分な強度を持って固持されてい
るため、自動車のボディに取り付けた際にサスペンショ
ンメンバ１０の強度アップ、剛性アップに寄与する。

【００２０】エンジンマウント部２４は、図示しないエ
ンジンを搭載するためにメンバ本体１１の中央付近に設
けられたマウントである。このエンジンマウント部２４
は、エンジンを取り付けるためのエンジン取付パイプ２
５、２６、２７を備え、このうち２つのエンジン取付パ
イプ２５、２６はロア部材１３の開口からパイプ２０の
扁平部分２０ａ（パイプ２０を上下方向に押しつぶして
扁平化した部分）を貫通してアッパ部材１２の開口に達
し、残りのエンジン取付パイプ２７はロア部材１３の開
口からメンバ本体１１の中空内部を通ってアッパ部材１
２の開口に達している。上記エンジン取付パイプ２５、
２６は、パイプ２０を貫通させたことにより補強されて
おり、図示しないエンジンをエンジンマウント部２４に
取り付けた際に、十分な強度を持って支持できる。

【００２１】ギアボックス用ブラケット２９は、図示し
ないステアリングギアボックスを支持するためのブラケ
ットであり、メンバ本体１１の上面にて左右一対に設け
られている。以上の構成からなるサスペンションメンバ
１０を自動車のボディに取り付ける手順について以下に
述べる。まず、ギアボックス用ブラケット２９に図示し
ないステアリングギアボックスを固定する。次いで、図
示しないゴムブッシュジョイントを取り付けたロアアー
ム４０の前側内端部４１をサスペンションメンバ１０の
左右両側から前側アーム取付部１４へ挿入し、それと同
時に、図示しないゴムブッシュジョイントを取り付けた
ロアアーム４０の後側内端部４２を後側アーム取付部１
５へ挿入する。そして、各ロアアーム４０の前側および
後側内端部４１、４２をサスペンションメンバ１０の前
側および後側アーム取付部１４、１５に例えばボルトな
どによって固定する。その後、ロアアーム４０を上下方
向に貫通する作業穴４４を介してサスペンションメンバ
１０のボディ取付部２１のカラー２３に図示しないボル
トを上向きに差し込み、作業穴４４を介してそのボルト
を回して自動車のボディに締結する。以上の操作によ
り、サスペンションメンバ１０の取付が完了する。

【００２２】ここで、有限要素法を用いたＣＡＥ解析に
より、疲労強度、変形強度、剛性につき試験をした結果
を表１に示す。なお、比較形態として、図６に示した従
来のサスペンションメンバ５０、すなわち左右のボディ
取付部６１、６１がパイプで連結されておらず且つ板金
製のリインフォースメント６３を内蔵したものを採り上
げ、これと本実施形態とを比較した。

【００２３】

【表１】

【００２４】疲労強度試験では、例えば急発進あるいは
急制動したときにロアアーム４０にかかると思われる荷
重を入力条件として設定した。その結果、本実施形態で
は発生する応力が比較形態に比べて約５０％であり著し
く半減していた。また、変形強度試験では、例えば後進
時に縁石に乗り上げたときにロアアーム４０にかかると
思われる荷重を入力条件として設定した。その結果、本
実施形態では発生する応力が比較形態に比べて約５０％
であり著しく半減していた。

【００２５】更に、剛性試験では、横方向の剛性と上方
向の剛性を調べるために、各方向に所定の荷重を入力し
た。その結果、本実施形態では各剛性値が比較形態に比
べてそれぞれ約３０％アップしていた。以上の試験結果
から、本実施形態のサスペンションメンバ１０によれ
ば、これまで十分な疲労強度、変形強度を有するとされ
ていた比較形態のサスペンションメンバ５０よりもさら
に高い強度を有するうえ、剛性もアップするので操縦安
定性も一層向上することが分かった。また、上記表１に
は記載しなかったが、実施形態は比較形態に比べて重量
が軽減され（約２％）、またコストも軽減された（約８
％）。さらに、本実施形態では、プレス加工したアッパ
部材１２とロア部材１３とを溶接などで接合することに
より両アーム取付部１４、１５を同時に形成でき、しか
もボディ取付部２１、２１はパイプ２０の両端に設けら
れることから、構造が簡易なため容易に製造することが
できる。

【００２６】なお、上記実施形態のようにボディ取付部
２１をパイプ化した場合には、ボディ取付部をモナカ合
わせとした場合に比べて、以下の利点が得られる。すな
わち、サスペンションメンバ１０は予め左右両側にロア
アーム４０を取り付けた状態でボディ取付部２１のカラ
ー２３の下から上向きにボルトを差し込んでボディに締
結するので、ロアアーム４０には前述した通りカラー２
３と一致する位置に作業穴４４が設けられ、その作業穴
４４から工具を通してサスペンションメンバ１０のボデ
ィ取付部２１、２１をボディに締結することになる。こ
こで、前述のように、メンバ本体１１の各前側アーム取
付部１４はロアアーム４０の外端部４３に入力された荷
重を受けやすくするために前方にシフトされているた
め、これに応じて、ロアアーム４０の作業穴４４および
サスペンションメンバ１０のボディ取付部２１も前方に
シフトさせる必要がある。このとき、各ボディ取付部２
１の周辺には、ミッションから延び出ているタイヤを回
すためのドライブシャフトと、ステアリングギアボック
スから出るタイヤのハンドルを切るためのタイロッドと
が（いずれも図示せず）、ちょうどボディ取付部２１を
挟むような形で配置される。このため、ボディ取付部を
モナカ合わせの形状とした場合には、アッパ部材やロア
部材のフランジによってドライブシャフトやタイロッド
が邪魔されてうまく配置できない。これに対して、上記
実施形態では、パイプ化されたボディ取付部２１を用い
ているため、その周辺のスペースを十分確保でき、ドラ
イブシャフトやタイロッドを不都合なく配置できる。

【００２７】尚、本発明の実施の形態は、上記実施形態
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。例えば、上記実施形態ではパイプ２０は中央付近が
略水平で且つ左右両側が斜め上向きに屈曲された形状と
したが、図５のように中央付近が略水平で左右両側が一
旦上向きに屈曲されたあと横向きに屈曲された形状とし
てもよい。但し、この場合には屈曲部分が略直角である
ため、上記実施形態に比べて応力が集中しやすく、強度
面、剛性面では上記実施形態の方が有利である。

【００２８】また、パイプ２０のうちアッパ部材１２と
ロア部材１３の間を通過している部分は、上下から押し
潰したような形状（断面略楕円状）にしてもよく、この
とき高さがカラー２３と略同じにしてもよい。このよう
にパイプ２０を断面略楕円状にした場合には、サスペン
ションメンバ１０の縦方向の厚みが薄くなるため、取付
スペースが狭くても十分対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のサスペンションメンバの平面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本実施形態のサスペンションメンバの正面図
である。

【図４】本実施形態に用いたパイプの説明図である。

【図５】他の実施形態のサスペンションメンバの正面
図である。

【図６】従来のサスペンションメンバの説明図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は
Ｃ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１０・・・サスペンションメンバ、１１・・・メンバ本
体、１２・・・アッパ部材、１３・・・ロア部材、１４
・・・前側アーム取付部、１５・・・後側アーム取付
部、１６・・・前方縁部、２０・・・パイプ、２１・・
・ボディ取付部、２２・・・カバー、２３・・・カラ
ー、２４・・・エンジンマウント部、２５〜２６・・・
エンジン取付パイプ、４０・・・ロアアーム、４１・・
・前側内端部、４２・・・後側内端部、４３・・・外端
部、４４・・・作業穴。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プレス加工したアッパ部材とロア部材と
が接合されたメンバ本体を有し、このメンバ本体の前側
左右２カ所には前側アーム取付部が、後側左右２カ所に
は後側アーム取付部が形成されたサスペンションメンバ
において、前記メンバ本体の内部を左右方向に貫通するパイプと、該パイプの左右両端部に設けられ、前記メンバ本体を車
両のボディに取り付けるためのボディ取付部とを備えた
ことを特徴とするサスペンションメンバ。
【請求項２】前記パイプは、前記メンバ本体の前側に
て左右方向に延びる縁部の近傍に設けられていることを
特徴とする請求項１記載のサスペンションメンバ。
【請求項３】前記メンバ本体の上面略中央には、エン
ジンを取り付けるためのエンジン取付穴が設けられ、こ
のエンジン取付穴は前記パイプを上下方向に貫通して設
けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のサ
スペンションメンバ。
【請求項４】前記パイプは、中央付近が略水平で且つ
左右両側が斜め上向きに屈曲された形状であることを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサスペンショ
ンメンバ。
【請求項５】前記ボディ取付部は、前記パイプの両端
部を覆う略水平のカバーと、該カバーに設けた穴から略
真下に延び出して前記パイプの側面を貫通するカラーと
を備えたことを特徴とする請求項４記載のサスペンショ
ンメンバ。