JP5111121B2 - サスペンション構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車輪を支持しているサスペンション構造に関するものである。

車両のサスペンション構造では、一般的に鋼板をプレス成形加工し、成形した板材を組み合わせ、それらを溶接結合して構成されている。そのため、プレス成形時のズレや溶接時の熱歪みのために、高精度での組立てが非常に困難である。
そのため、スプリングを掛止しているサスペンション部材に車輪支持部材を取り付ける際には、車輪支持部材の位置調節であるアライメント調節を行って固定する必要がある。
そこで、車輪支持部材をサスペンション部材に取り付ける際に、サスペンション部材の端部やスピンドル（車軸）支持部材に機械加工を施すことで、所定のアライメントを取ることができるようにするサスペンションの構造が知られている。しかし、加工コストが嵩むとともに、作業性も悪くなる。
また、溶接に伴う熱歪みの発生を防止するために、スピンドル支持プレートに曲げフランジを形成し、その曲げフランジをトレーリングアームに溶接することで、スピンドル支持プレートの本体部に溶接熱が及び難い構造をとっている（例えば、特許文献１参照。）。
さらに、通孔が設けられた第２のエンドプレートはトーションビームの端部に溶接され、スピンドル用通孔が設けられた第１のエンドプレートは、そのスピンドル用通孔の内周部分に第２のエンドプレートの通孔に嵌合するボス部を有する構成が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−４２６９０公報（第８頁、図４） 実開平７−３７７１９号公報（第３頁、図６）

しかし、特許文献１のサスペンションでは、曲げフランジをスピンドル支持プレートに形成するためには、スピンドル支持プレートの板厚を薄くする必要があり、薄板のスピンドル支持プレートだけではスピンドルの支持剛性を確保することが難しいという問題がある。

特許文献２のサスペンションでは、第１エンドプレートはボス部よりも径方向外側に延出する部分を有するため、仮にボス部と第２エンドプレートとの嵌合状態（ボス部の長手方向）を調節しようとしても、延出する部分は第２エンドプレートの車両外側の面と接触してしまうため、調節幅は小さく、アライメント調節を行うことは難しいという問題がある。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、車軸支持部だけで車軸の支持強度を確保し、車軸のアライメントの調節域を広く確保し、車軸を含めて車軸支持部のサスペンションアーム部材への取付けが容易になり、車軸のアライメントの調節範囲を調節するのは容易で、車軸の組み付け精度を高め、車軸の取付け強度を高め、車軸の組み付け作業性が良く、車軸の組み付け作業性が向上するサスペンション構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、車両の左右の車輪を回転自在に支持している車軸と、車軸を支持している車軸支持部材と、車軸支持部材を固定した一端を上下動自在に他端が車体に連結されているサスペンションアーム部材と、を備えるサスペンション構造において、サスペンションアーム部材の一端に嵌合開口部が形成され、車軸支持部材は、嵌合開口部に嵌合する板部材であり、車両の外側へ向いている平坦な外側面と、外側面に対向して車両の内側へ向いている平坦な内側面と、外側面の中央に貫通して開けられ車軸を圧入している嵌合孔と、内側面及び外側面に連なる外縁部と、からなり、外縁部は、嵌合開口部に嵌合している第１側面部と、第１側面部を車両の外側へ嵌合可能に延設して嵌合していない残りの第２側面部と、を備え、板部材の板厚が第１側面部の長さと第２側面部の長さとからなり、嵌合開口部に第２側面部がビードで溶接され固定されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、車軸支持部材は、板部材であり、板部材の中央に車軸を嵌合している嵌合孔が開けられ、車軸は、嵌合孔に支持している固定端に連ねて、車両の内側へ向いている車軸支持部材の内側面に当接させている抜け止めフランジ部を備えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、サスペンションアーム部材の一端に嵌合開口部が形成され、車軸支持部材は、嵌合開口部に嵌合する板部材であり、車両の外側へ向いている平坦な外側面と、外側面に対向して車両の内側へ向いている平坦な内側面と、外側面の中央に貫通して開けられ車軸を圧入している嵌合孔と、内側面及び外側面に連なる外縁部と、からなり、嵌合開口部に嵌合して固定されているので、車軸支持部の外縁部をサスペンションアーム部材に固定するために、例えば、曲げフランジなどを塑性加工で成形する必要がないため、車軸支持部の板厚（外縁部）に厚みを持たせることができ、車軸支持部だけで車軸の支持強度を確保することができるという利点がある。

また、車軸支持部の外縁部をサスペンションアーム部材の一端の嵌合開口部に嵌合できる外縁部の範囲であれば自由に車軸支持部の取付位置を調節することができるため、車両の基準に対して左右の車軸のアライメントの調節域を広く確保することができる。

さらに、車軸支持部は、サスペンションアーム部材の嵌合開口部に嵌合・固定すると、車軸の固定も同時に完了するので、例えば車軸の中央と端の２点を固定する必要がなく、取付けるために新たな溶接作業が必要ないため、車軸を含めて車軸支持部のサスペンションアーム部材への取付けが容易になり、作業性が向上するとともに、生産コストを削減することができる。

請求項１に係る発明では、外縁部は、嵌合開口部に嵌合している第１側面部と、第１側面部を車両の外側へ嵌合可能に延設して嵌合していない残りの第２側面部と、を備えているので、車軸支持部の外縁部が嵌合可能に厚みを持っているため、嵌合状態をズラすことができる調節代が大きくなるため、車軸のアライメントの調節範囲（調節代）を調節するのは容易になるという利点がある。

請求項１に係る発明では、車軸支持部材は、板部材であり、板部材の板厚が第１側面部の長さと第２側面部の長さとからなり、第２側面部がビードで溶接され、板部材の中央に車軸を圧入している嵌合孔が開けられているので、車軸支持部が嵌合可能に厚みをもっているため、車軸を車軸支持部に圧入するだけで車軸を固定することができ、車軸の組み付け精度を高めることができるとともに、車軸の取付け強度を高めることができるという利点がある。

また、車軸支持部材は、板部材であり、車軸支持部の外縁部が嵌合可能に厚みをもっているため、車軸を車軸支持部に圧入するだけで車軸を固定することができ、車軸の組み付け作業性が良くなる。

請求項２に係る発明では、車軸支持部材は、板部材であり、板部材の中央に車軸を嵌合している嵌合孔が開けられ、車軸は、嵌合孔に支持している固定端に連ねて、車両の内側へ向いている車軸支持部材の内側面に当接させている抜け止めフランジ部を備えているので、抜け止め部を形成することにより、車軸が脱落するのを確実に防止することができ、車軸を車軸支持部に必要以上の圧力で圧入する必要がないため、車軸の組み付け作業性が向上するという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明のサスペンション構造と車輪の関係を示す斜視図である。
図２は、本発明のサスペンション構造の斜視図である。
図３は、本発明のサスペンション構造の平面図である。

サスペンション構造１１は、車両１２の後部に採用され、車両１２の左右（Ｘ軸方向）に延びている１本のクロスビーム１３と、クロスビーム１３の両端に固定したサスペンションアーム部材１４と、サスペンションアーム部材１４と車輪１５との間に設けた車軸接続部１６と、を備える。

サスペンション構造１１はまた、左右（Ｘ軸方向）に延びるクロスビーム１３が左右のサスペンションアーム部材１４の中央に接続され、サスペンションアーム部材１４の一端２１にスプリング２２、ショックアブソーバ２３が配置され、サスペンションアーム部材１４の他端２４が連結部材２５を介して車体２６のアンダボデー２７に連結され、他端（支点部）２４を支点に一端２１が上下動（Ｚ軸方向）する。サスペンション構造１１は対称軸線Ｃを基準に左右対称である。

クロスビーム１３は、鋼板を略Ｖ字形の溝形に成形したビーム材で、両端に溶接開先端３１を形成して、サスペンションアーム部材１４に第１ビード（図に示していない）で溶接している。
サスペンションアーム部材１４は、鋼板を略溝形に成形して上方に配置した第１半割部材３２の縁と第２半割部材３３の縁を第２ビード３４（図５参照、図示以外含む）で溶接したものである。

図４は、図３の４部詳細図である。
図５は、図４の５矢視図である。図６は、図５の６矢視図である。図７は、図５の７矢視図である。図１〜図３を併用して説明する。

サスペンションアーム部材１４はまた、嵌合開口部３６を車両１２の外側（矢印ａ１の方向）へ向けて形成するために、上に配置した第１半割部材３２の第１外壁部３７を開けるように第１開口開先部４１、第２開口開先部４２が成形され、これらの第１開口開先部４１と第２開口開先部４２の間に軸位置調節凹部４３を形成している。下に配置した第２半割部材３３の第２外壁部４４を開けるように第３開口開先部４５が成形されている。軸位置調節凹部４３は、車軸４７の位置を調節するときに車軸４７を固定した車軸支持部材４８との干渉を防止するように形成している。
車軸支持部材４８は、嵌合開口部３６に嵌合し、車軸接続部１６に含まれる。

車軸接続部１６を主体にすると、車軸接続部１６は、サスペンションアーム部材１４に形成した嵌合開口部３６と、嵌合開口部３６に固定した車軸支持部材４８と、車軸支持部材４８に固定した車軸４７と、からなる。

具体的には、嵌合開口部３６の第１開口開先部４１に車軸支持部材４８を第３ビード５１で溶接し、嵌合開口部３６の第２開口開先部４２に車軸支持部材４８を第４ビード５２で溶接し、第３開口開先部４５に車軸支持部材４８を第５ビード５３で溶接している。また、車軸支持部材４８の中央に車軸４７を一体的に嵌合している。

図８は、図５の８−８線断面図である。
図９は、図５の９−９線断面図である。図１０は、図９の１０−１０線断面図である。図１１は、図５の１１−１１線断面図である。図１を併用して説明する。

車軸支持部材４８は、厚板鋼板から加工（板取）した板部材であり、車両１２の外側へ向いている平坦な外側面５６と、外側面５６に対向して車両１２の内側（矢印ａ２の方向）へ向いている平坦な内側面５７と、外側面５６の中央に開け内側面５７に貫通している嵌合孔６１と、内側面５７及び外側面５６に連なる外縁部６２と、からなる。

外縁部６２は、板厚ｔが外縁部６２の長さＴ（Ｔ＝ｔ）であり、嵌合開口部３６に嵌合している部位（範囲）を第１側面部６４とし、嵌合していない部位（範囲）を第２側面部６５とし、この一例では、第１側面部６４の長さはＴ１で、第２側面部６５の長さはＴ２（Ｔ２＝Ｔ−Ｔ１）である。

外縁部６２は、言い換えると、嵌合した第１側面部６４と、第１側面部６４を車両１２の外側へ延設して嵌合していない残りの第２側面部６５と、を有する。
すなわち、第１側面部６４は、車軸４７を基準に調節したときに定まる部位であり、調節代を含むこともある。

第２側面部６５には、第３ビード５１、第４ビード５２、第５ビード５３が所定の脚長Ｗｋだけ形成されている。第２側面部６５の長さＴ２は、脚長Ｗｋ越えとするのが望ましい。その結果、調節代は 最小位置〜最大位置（Ｔ−Ｗｋ）の範囲である。

「第２側面部６５がビードで溶接され」とは、脚長Ｗｋが第２側面部６５の長さＴ２と一致して第２側面部６５の全面に第３ビード５１、第４ビード５２、第５ビード５３が施される場合と、図８、図１１に示しているように、脚長Ｗｋが第２側面部６５の長さＴ２より小さく、第２側面部６５の一部（例えば５０％）に第３ビード５１、第４ビード５２、第５ビード５３が施される場合との両方の場合である。

なお、第２側面部６５は、嵌合孔６１に嵌めた車軸４７を基準に調節したときに定まる部位である。
嵌合孔６１は、「しまりばめ」又は「中間ばめ」となる内径（公差を含む）に研削したものである。

車軸４７は、車軸支持部材４８の嵌合孔６１に貫通嵌合している固定端６７を形成し、固定端６７に連ねて車輪１５を回転自在に支持している軸受け６８（図３参照）を嵌合する軸受け軸部７１が形成され、軸受け軸部７１に連ねておねじ部７２を形成し、固定端６７に連ねて抜け止めフランジ部７３を車軸支持部材４８の内側面５７に当接させるように形成し、内側面５７に抜け止めフランジ部７３を第６ビード７４で溶接している。
固定端６７は、「しまりばめ」又は「中間ばめ」となる外径（公差を含む）である。

なお、固定端６７及び嵌合孔６１は、それぞれの直径を「しまりばめ」又は「中間ばめ」の直径としたが、それぞれの直径を「すきまばめ」の直径としてもよい。

次に、サスペンション構造１１の製造要領の一例を簡単に説明する。
図１２は、サスペンション構造の分解図である。図８〜図１１を併用して説明する。
まず、サスペンションアーム部材１４を組み立てる。図に示していないサスペンションアーム治具に第１半割部材３２と第２半割部材３３をセットすることで、嵌合開口部３６を所定の寸法に保持して、縁同士を第２ビード３４で溶接する。サスペンションアーム治具から取り外した後、クロスビーム１３に取り付ける。

予め車軸支持部材４８を形成する。厚板から板取後、ＮＣ工作機械にセットして、特に、外縁部６２、内側面５７、嵌合孔６１及び他を仕上げる。嵌合孔６１は、「しまりばめ」となる内径（公差を含む）で仕上げる。
予め車軸４７を形成する。所望の調質後、ＮＣ工作機械にセットして、固定端６７、抜け止めフランジ部７３及び他を仕上げる。固定端６７は、「しまりばめ」となる外径（公差を含む）で仕上げ、抜け止めフランジ部７３は、所定の直角度で仕上げる。

その次に、車軸支持部材４８の嵌合孔６１に車軸４７を矢印ａ３のように嵌め、溶接する。まず、「しまりばめ」では、車軸支持部材４８を所定の温度まで昇温して、所定温度を保持した後、嵌合孔６１に固定端６７を嵌めて内側面５７に抜け止めフランジ部７３を当接させることで、「しまりばめ」で組み付ける。引き続き、内側面５７を上方へ向け、抜け止めフランジ部７３に下向き溶接を施すことで、結果的に第６ビード７４で一体的に固定する。

最後に、サスペンションアーム部材１４に車軸支持部材４８を取付ける。クロスビーム１３に接合したサスペンションアーム部材１４を治具にセットし、左右の嵌合開口部３６に車軸４７を固定した車軸支持部材４８を仮に矢印ａ４のように嵌める。続けて、車軸４７の軸受け軸部７１のＸ軸方向（車幅方向）の位置を微調節することでＸ軸方向（正確には３軸方向）の位置を定める。その際、車軸支持部材４８の外縁部６２を嵌合開口部３６に出し入れすることで調節し、決定後、車軸４７を拘束治具で拘束する。そして、下向き溶接による第３ビード５１、第４ビード５２、第５ビード５３で溶接する。

このように、サスペンション構造１１では、サスペンションアーム部材１４に対して、車軸４７を固定した車軸支持部材４８を嵌め、車軸支持部材４８の調節代で車軸４７の位置を調節することができる。従って、車軸４７のアライメントの調節域を広く確保することができる。
「アライメント」とは、車両１２の中心（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の中心）に対する左右の車軸４７のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の位置関係である。

次に、本発明のサスペンション構造の作用を図４〜図１２で説明する。
サスペンション構造１１において、車軸接続部１６は、サスペンションアーム部材１４に嵌合開口部３６を形成して、嵌合開口部３６に板状の車軸支持部材４８を嵌めて、溶接（第３ビード５１、第４ビード５２、第５ビード５３）して一体的に接合しているので、例えば車軸支持部をサスペンションアームに固定するために、車軸支持部に曲げフランジなどを塑性加工で成形する必要がないため、車軸支持部材４８の板厚に強度確保に必要な厚みを持たせることができ、車軸支持部材４８だけで車軸４７を支持する強度を確保することができる。

また、車軸支持部材４８は、板厚ｔに一致している外縁部６２の長さＴを設けたので、車軸支持部材４８をサスペンションアーム部材１４の嵌合開口部３６に嵌合できる範囲（Ｔ−Ｗｋ）であれば自由に車軸支持部材４８の取付位置（Ｘ軸方向）を調節することができ、アライメントの調節域を広く確保することができる。

さらに、車軸支持部材４８は、サスペンションアーム部材１４の嵌合開口部３６に嵌合・固定すると、車軸４７の固定も同時に完了するので、例えば車軸の中央と端の２点を固定する必要がなく、取付けるための新たな溶接作業が必要ないため、車軸４７を含めて車軸支持部材４８のサスペンションアーム部材１４への取付けが容易になり、作業性が向上するとともに、生産コストを削減することができる。

図８、図１１に示しているように、車軸支持部材４８は、嵌合開口部３６に嵌合している第１側面部６４と嵌合していない残りの第２側面部６５を平坦に連ねて形成しているので、第２側面部６５の長さＴ２を長く設定すると、嵌合の長さ（第１側面部６４の長さＴ１）を調節することができる調節代が大きくなるため、車軸４７のアライメントの調節範囲（調節代）を調節するのは容易になる。

車軸支持部材４８は、板部材であり、板部材の中央に車軸４７を圧入している嵌合孔６１が開けられているので、車軸支持部材４８が厚みをもつことで嵌合孔６１の長さが長くなり、車軸４７を車軸支持部材４８（嵌合孔６１）に圧入するだけで車軸４７を固定することができ、車軸４７の組み付け精度（直角度）を高めることができるとともに、車軸４７の取付け強度を高めることができる。

車軸支持部材４８は、板部材であり、車軸支持部材４８が厚みをもっているため、車軸４７を車軸支持部材４８に圧入するだけで車軸４７を固定することができ、車軸４７の組み付け作業性が良くなる。

車軸４７は、車軸支持部材４８に支持している固定端６７に連ねて車軸支持部材４８の内側面５７に当接させている抜け止めフランジ部７３を備えているので、車軸４７を「すきまばめ」で嵌合しても、車軸４７の抜けを確実に防止することができ、車軸４７を車軸支持部材４８に必要以上の圧力で圧入する必要がなく、作業性が向上する。

次に、参考例を説明する。
図１３は、参考例図であり、図９に対応する図である。上記図１〜図１２に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。

参考例のサスペンション構造１１Ｂは、車軸接続部１６Ｂを備え、車軸接続部１６Ｂは、車軸４７Ｂに車軸支持部材４８Ｂを一体に形成していることを特徴とする。

参考例のサスペンション構造１１Ｂは、サスペンション構造１１と同様の作用・効果を発揮する。
また、参考例のサスペンション構造１１Ｂでは、車軸支持部材４８Ｂと車軸４７Ｂとを一体的に形成することにより、分割したものに比べ、分割したサスペンション構造１１の車軸４７を車軸支持部材４８に圧入するという作業は必要なくなり、サスペンション構造１１Ｂの組立は容易になる。
また、車軸４７Ｂの抜け落ちを確実に防止することができる。

尚、車軸支持部材４８は、図５に示した正面から見て、略四角形に形成したが、四角形以上の多角形でもよい。

本発明のサスペンション構造は、車両（ＦＦ車）の後サスペンションに好適である。

本発明のサスペンション構造と車輪の関係を示す斜視図である。 本発明のサスペンション構造の斜視図である。 本発明のサスペンション構造の平面図である。 図３の４部詳細図である。 図４の５矢視図である。 図５の６矢視図である。 図５の７矢視図である。 図５の８−８線断面図である。 図５の９−９線断面図である。 図９の１０−１０線断面図である。 図５の１１−１１線断面図である。 サスペンション構造の分解図である。 参考例図である。

符号の説明

１１…サスペンション構造、１２…車両、１４…サスペンションアーム部材、１５…車輪、２６…車体、３６…嵌合開口部、４７…車軸、４８…車軸支持部材、５１…ビード（第３ビード）、５２…ビード（第４ビード）、５３…ビード（第５ビード）、５７…車軸支持部材の内側面、６１…嵌合孔、６２…外縁部、６４…第１側面部、６５…第２側面部、６７…固定端、７３…抜け止めフランジ部。

Claims (2)

1. 車両の左右の車輪を回転自在に支持している車軸と、該車軸を支持している車軸支持部材と、該車軸支持部材を固定した一端を上下動自在に他端が車体に連結されているサスペンションアーム部材と、を備えるサスペンション構造において、
   前記サスペンションアーム部材の一端に嵌合開口部が形成され、
   前記車軸支持部材は、前記嵌合開口部に嵌合する板部材であり、前記車両の外側へ向いている平坦な外側面と、該外側面に対向して前記車両の内側へ向いている平坦な内側面と、前記外側面の中央に貫通して開けられ前記車軸を圧入している嵌合孔と、前記内側面及び前記外側面に連なる外縁部と、からなり、
   前記外縁部は、前記嵌合開口部に嵌合している第１側面部と、該第１側面部を車両の外側へ嵌合可能に延設して嵌合していない残りの第２側面部と、を備え、
   前記板部材の板厚が前記第１側面部の長さと前記第２側面部の長さとからなり、
   前記嵌合開口部に前記第２側面部がビードで溶接され固定されていることを特徴とするサスペンション構造。
2. 前記車軸支持部材は、板部材であり、板部材の中央に前記車軸を嵌合している前記嵌合孔が開けられ、
   前記車軸は、前記嵌合孔に支持している固定端に連ねて、車両の内側へ向いている前記車軸支持部材の前記内側面に当接させている抜け止めフランジ部を備え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構造。

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