WO2015072160A1

WO2015072160A1 - サスペンションアーム

Info

Publication number: WO2015072160A1
Application number: PCT/JP2014/059685
Authority: WO
Inventors: 理生鈴森
Original assignee: 豊田鉄工株式会社
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2015-05-21
Also published as: US20160263956A1; JP6236291B2; CN105764717A; EP3069906A4; CN105764717B; EP3069906B1; JP2015093576A; EP3069906A1; US9738130B2

Abstract

　ドライブシャフトの近傍に配設されるサスペンションアームにおいて、負荷によりアーム本体が変形した場合にドライブシャフトと干渉することを防止する。　アーム本体１４の湾曲部２６と車輪側取付部１６との間に軟弱部２８が設けられているため、過大な負荷が加えられた場合には、その軟弱部２８が優先的に変形させられ、湾曲部２６が変形して下端部２６ｒがドライブシャフト１２と干渉することが防止される。すなわち、アーム本体１４の強度が略均一の場合、形状的に応力集中が生じ易い湾曲部２６で折れ曲がり座屈が発生し、その下端部２６ｒがドライブシャフト１２と干渉して傷つける可能性がある。

Description

サスペンションアーム

　本発明はサスペンションアームに係り、特に、ドライブシャフトの近傍に配設されるサスペンションアームの改良に関するものである。

　(a) 長手形状のアーム本体と、(b) そのアーム本体の一端に設けられてアクスルキャリアの上部に連結される車輪側取付部と、(c) 前記アーム本体の他端に設けられて車体に連結される車体側取付部と、を有する車両用のサスペンションアームが知られている。また、特許文献１には、アーム本体の湾曲部を熱処理等で高強度化する技術が記載されている。

特開２０１０－２６０５１３号公報

　しかしながら、このようなサスペンションアームがドライブシャフトの近傍に配設される場合、負荷によりアーム本体が変形（折れ曲がり座屈など）してドライブシャフトと干渉する場合があった。熱処理等でアーム本体を高強度化した場合でも、高強度化する場所によっては相対的に軟弱な箇所が変形することにより干渉する可能性がある。

　本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ドライブシャフトの近傍に配設されるサスペンションアームにおいて、負荷によりアーム本体が変形した場合にドライブシャフトと干渉することを防止することにある。

　かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 長手形状のアーム本体と、(b) そのアーム本体の一端に設けられてアクスルキャリアの上部に連結される車輪側取付部と、(c) 前記アーム本体の他端に設けられて車体に連結される車体側取付部と、を有し、(d) ドライブシャフトの近傍に車両幅方向に配設される車両用のサスペンションアームにおいて、(e) 前記アーム本体は車両前後方向から見た正面視においてドライブシャフトと重なるラップ部を有するとともに、(f) そのラップ部と前記車輪側取付部との間には、そのラップ部よりも相対的に強度が低い軟弱部が設けられていることを特徴とする。

　第２発明は、第１発明のサスペンションアームにおいて、前記ラップ部は、高周波加熱による焼入れ処理によって前記軟弱部よりも高強度とされていることを特徴とする。

　第３発明は、第１発明または第２発明において、(a) 前記車輪側取付部および前記車体側取付部は前記正面視において何れも前記ドライブシャフトよりも上方で連結される一方、(b) 前記アーム本体は、前記車体側取付部側において車両下方側へ凸となるように湾曲させられた湾曲部を備えており、その湾曲部の下端部が前記ラップ部であることを特徴とする。

　第４発明は、第１発明～第３発明の何れかのサスペンションアームにおいて、前記軟弱部は、前記ラップ部と前記車輪側取付部との間の中間位置に部分的に設けられており、その軟弱部の両側はその軟弱部よりも高強度であることを特徴とする。

　このようなサスペンションアームにおいては、アーム本体のラップ部と車輪側取付部との間に軟弱部が設けられているため、過大な負荷が加えられた場合にはその軟弱部が優先的に変形させられ、ラップ部が変形してドライブシャフトと干渉することが防止される。

　第２発明では、ラップ部が高周波加熱による焼入れ処理によって高強度とされているため、そのラップ部が変形してドライブシャフトと干渉することが適切に防止される。また、焼入れ処理で高強度化しているため、高強度化されていない軟弱部との境界部分で強度が連続的に変化し、強度変化に起因する応力集中が抑制されて割れや亀裂の発生が抑制される。

　第３発明は、アーム本体が車両下方側へ凸となる湾曲部を備えている場合で、その湾曲部の下端部がラップ部であるため、強度が均一であればその湾曲部が変形してドライブシャフトと干渉する可能性が高く、本発明が適用されることによりドライブシャフトとの干渉を防止するという効果が顕著に得られる。

　第４発明では、ラップ部と車輪側取付部との間の中間位置に軟弱部が部分的に設けられており、その軟弱部の両側は比較的高強度であるため、負荷により軟弱部が一層確実に優先的に変形させられるようになり、ラップ部が変形してドライブシャフトと干渉することが一層適切に防止される。

本発明が適用された車両用のサスペンションアームを車両前後方向から見た正面図である。図１のサスペンションアームを車両上方から見た平面図である。図１のサスペンションアームの変形状態を示す図で、図１に対応する正面図である。図３のサスペンションアームの平面図である。強度が略均一のサスペンションアームの変形状態の一例を示す図で、図３に対応する正面図である。図５のサスペンションアームの平面図である。

　本発明のサスペンションアームのアーム本体は、例えば高張力鋼板や丸パイプ、角パイプ等により構成された中空長手形状のものが好適に用いられる。このアーム本体は、例えば焼入れ等の強化処理により引張強度が１０００～１５００ＭＰａ程度の高強度とされる一方、強化処理が行われない部分は５００～７００ＭＰａ程度で、強化処理の有無により軟弱部を設けることができる。車輪側取付部および車体側取付部は、例えば内部に弾性体が設けられた円筒形状のブッシュや、そのブッシュの取付穴内に挿入される取付軸などである。

　ラップ部は、例えば高周波加熱による焼入れ処理によって高強度とされるが、他の加熱方法を採用したり、窒化等の他の強化技術を用いたりすることもできる。ラップ部だけでなく軟弱部以外の総ての部分を高強度化することが望ましいが、ラップ部のみを高強度化して、ラップ部以外の部分は軟弱部と同じ低強度であっても良い。また、アーム本体の板厚を部分的に薄くするなど断面形状を変化させて軟弱部を設けることもできる。逆に、ラップ部の板厚を部分的に厚くするなど断面形状を変化させて高強度化することも可能である。

　第３発明では、アーム本体が車両下方側へ凸となる湾曲部を備えているが、アーム本体の形状は適宜定められ、正面視においてドライブシャフトと重なるラップ部を有する場合には本発明が適用され得る。

　以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　図１は、本発明が適用された車両用のサスペンションアーム１０を車両前後方向から見た正面図で、図１の右方向が車輪側、左方向が車体側すなわち差動装置が設けられた車両幅方向の中央側である。また、図２は、サスペンションアーム１０を車両上方から見た平面図である。これ等の図から明らかなように、このサスペンションアーム１０は、ドライブシャフト１２の近傍に車両幅方向に配設されるもので、長手形状のアーム本体１４、そのアーム本体１４の一端に設けられた車輪側取付部１６、およびアーム本体の他端に設けられた車体側取付部１８を備えている。車輪側取付部１６および車体側取付部１８は、何れも内部に弾性体が設けられた円筒形状のブッシュで、車輪側取付部１６は連結軸２０を介してアクスルキャリア２２の上部に連結されており、車体側取付部１８は連結軸２４を介して車体に連結されている。これ等の車輪側取付部１６および車体側取付部１８は、図１に示す正面視において何れもドライブシャフト１２よりも上方で連結軸２０、２４に連結されている。

　アーム本体１４は、高張力鋼板にて構成された断面が上下方向に長い長方形乃至は長円形の中空長手形状を成しており、図２に示す平面視においてドライブシャフト１２と略平行になる姿勢で配置されている。このアーム本体１４の車体側取付部１８側には、車両下方側へ凸となるように湾曲させられた湾曲部２６が設けられており、その湾曲部２６の下端部２６ｒは図１の正面視においてドライブシャフト１２と重なっている。この下端部２６ｒはラップ部に相当する。また、アーム本体１４には、上記湾曲部２６と車輪側取付部１６との間の中間位置に定められた軟弱部２８（細かい斜線部）を除いて高周波加熱による焼入れ処理が施され、引張強度が１４００～１５００ＭＰａ程度の高強度とされている。高周波加熱は電源のＯＮ、ＯＦＦによって行われ、加熱しない軟弱部２８では引張強度が５５０～６５０ＭＰａ程度であり、この軟弱部２８以外の部分には総て焼入れ処理が施されて高強度とされている。但し、軟弱部２８の両側の境界部分では、加熱温度が連続的に変化し、引張強度も連続的に変化している。軟弱部２８は、図１の正面視においてドライブシャフト１２よりも上方に位置する部分に設定されている。

　このようなサスペンションアーム１０においては、アーム本体１４の湾曲部２６と車輪側取付部１６との間に軟弱部２８が設けられているため、過大な負荷が加えられた場合には、図３および図４に示すようにその軟弱部２８が優先的に変形させられ、湾曲部２６が変形して下端部２６ｒがドライブシャフト１２と干渉することが防止される。すなわち、サスペンションアーム１０と同一形状でアーム本体１４の強度が略均一である場合、そのアーム本体１４に過大な荷重が作用すると、図５および図６に示すように、形状的に応力集中が生じ易い湾曲部２６で折れ曲がり座屈が発生し、その下端部２６ｒがドライブシャフト１２と干渉して傷つける可能性がある。

　また、湾曲部２６が高周波加熱による焼入れ処理によって高強度とされているため、その湾曲部２６が変形して下端部２６ｒがドライブシャフ１２と干渉することが適切に防止される。特に、焼入れ処理で高強度化しているため、高強度化されていない軟弱部２８との境界部分で強度が連続的に変化し、強度変化に起因する応力集中が抑制されて割れや亀裂の発生が抑制される。

　また、加熱処理のＯＮ、ＯＦＦだけで強度を変化させることができ、従来の加熱処理に比較して軟弱部２８で加熱処理をＯＦＦするだけで良いため、板厚や断面形状で強度を変化させる場合に比較して追加コストが掛からず、容易且つ安価に実施できる。

　また、湾曲部２６と車輪側取付部１６との間の中間位置に軟弱部２８が部分的に設けられており、その軟弱部２８の両側は比較的高強度であるため、負荷により軟弱部２８が一層確実に優先的に変形させられるようになり、湾曲部２６が変形して下端部２６ｒがドライブシャフト１２と干渉することが一層適切に防止される。

　以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

　１０：サスペンションアーム　　１２：ドライブシャフト　　１４：アーム本体　　１６：車輪側取付部　　１８：車体側取付部　　２２：アクスルキャリア　　２６：湾曲部　　２６ｒ：下端部（ラップ部）　　２８：軟弱部

Claims

　長手形状のアーム本体と、
　該アーム本体の一端に設けられてアクスルキャリアの上部に連結される車輪側取付部と、
　前記アーム本体の他端に設けられて車体に連結される車体側取付部と、
　を有し、ドライブシャフトの近傍に車両幅方向に配設される車両用のサスペンションアームにおいて、
　前記アーム本体は車両前後方向から見た正面視において前記ドライブシャフトと重なるラップ部を有するとともに、
　該ラップ部と前記車輪側取付部との間には、該ラップ部よりも相対的に強度が低い軟弱部が設けられている
　ことを特徴とするサスペンションアーム。
　前記ラップ部は、高周波加熱による焼入れ処理によって前記軟弱部よりも高強度とされている
　ことを特徴とする請求項１に記載のサスペンションアーム。
　前記車輪側取付部および前記車体側取付部は前記正面視において何れも前記ドライブシャフトよりも上方で連結される一方、
　前記アーム本体は、前記車体側取付部側において車両下方側へ凸となるように湾曲させられた湾曲部を備えており、該湾曲部の下端部が前記ラップ部である
　ことを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンションアーム。
　前記軟弱部は、前記ラップ部と前記車輪側取付部との間の中間位置に部分的に設けられており、該軟弱部の両側は該軟弱部よりも高強度である
　ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のサスペンションアーム。