WO2013124972A1 - 車両用のサスペンションアーム - Google Patents

Description

車両用のサスペンションアーム

　本発明は、構成部品の形状をシンプルにし全体構成を合理的に小型化した車両用のサスペンションアームに関する。

　車両用サスペンションは、種々の形態があるが、例えば、アクスル側であるナックルの上部にアッパーアーム、下部にロアアームの一端を連結し、これらアームの他端を車体側に連結し、ロアアームと車体との間に懸架コイルばねやダンパーを設けたものがある。

　このロアアームは、長尺なアーム本体と、当該アーム本体の端部に設けられた連結部と、前記アーム本体のほぼ中央部に設けられたばね受け座部材と、を有し、このばね受け座部材上に懸架コイルばねが設けられ、前記アーム本体のナックル側近傍にダンパーの下端が取付けられている。

　このロアアームにおいては、ばね受け座部材は比較的大きな構成部品であり、ダンパーが挿通するダンパー挿通孔も大きな開口部分として形成しなければならないため、アーム本体を成形する場合に、全体をプレスにより一括して成形すると、成形が困難であり、材料のムダも生じやすい。

　このため、例えば、下記特許文献１に開示されている従来のロアアームは、アーム本体をプレス成形するとき、まず一対の対向するアーム半体が頂壁となる中間部材を介して連結され一体化されたものをプレス成形する。次に、両アーム半体を頂壁中心に折り曲げ、断面コ字状としたプレス成形品を形成する。そして、このプレス成形品に、ばね受け座用の孔やダンパー挿通用の孔を形成する。一方、別部品として有底円筒状のばね受け座部材をプレス成形する。最後に、前記プレス成形品に形成したばね受け座用の孔にばね受け座部材を挿入し、両者を溶接接合する。

　このようにロアアームを成形する場合に、構成部品を別々に成形した後、これらを合体させると、各構成部品の成形が容易となり、材料のムダを省くことができる。

特開２００２－３１６２２８号公報

　ところが、このロアアームは、ばね受け座部材が懸架コイルばねの下端部分を抱え込むようにして支持する構造であるため、ばね受け座部材も所定の深さ乃至高さが必要になり、大型化の構成部品となっており、この大きなばね受け座部材を取り付ける両アーム半体も結果的に大型化することになる。また、このばね受け座部材を種々のばねに対応させる場合に個々のばね毎のばね受け座部材が必要になるという不具合があるが、これのみでなく、ばね受け座部材を両アーム半体側に形成した大きな通孔部分に挿入し、取り付けるため、ロアアーム全体も大型化することになる。

　さらに、両アーム半体に形成された、ばね受け座部材を支持する円筒状の部分と、ばね受け座部材の円筒状の部分が二重構造になるため、ロアアーム全体が重量増となり、コスト的な面でも不利なものとなっている。

　本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたもので、各構成部品の形状をシンプルにし、かつ全体構成を合理的に小型化軽量化した、低コストの車両用サスペンションアームを提供することを目的とする。

　上記目的を達成する本発明は、長尺なアーム本体と、このアーム本体の両端に設けられ、アクスル側あるいは車体側と連結される連結部と、を有し、車体との間に設けられる懸架コイルばねを支持するばね受け座部材を前記アーム本体とは別体に構成し当該アーム本体に取り付けた車両用サスペンションアームであって、前記アーム本体は、一対の対向する側板と、両側板を連結するように一体的に形成された底板と、からなり、前記両側板が前記ばね受け座部材におけるばね受け座の下面領域内を伸延するように配置したことを特徴とする車両用サスペンションアーム。

　請求項１の発明によれば、アーム本体を、一対の対向する側板と、両側板を連結する底板と、から構成し、両側板がばね受け座部材におけるばね受け座の下面領域内を伸延するように配置したので、ばね受け座部材が両側板により支持される状態となり、両側板がばね受け座部材の大きさに影響されることがなく、従来のもののようにばね受け座部材に伴って両側板などが大型化せず、サスペンションアーム自体を合理的に小型化できる。また、ばね受け座部材は、両側板に支持される構成であり、懸架コイルばねもばね受け座部材に載置される構成となるため、従来のもののようにばね受け座部分が二重構造とはならず、各構成部品の形状もシンプルなものにすることができ、アームの全体重量も軽量化でき、プレス成形時に出る廃材も少なく、製造コストも低減でき、コスト的に極めて有利となる。

　請求項２の発明によれば、前記ばね受け座部材を、懸架コイルばねの端部を支持する支持部を有する扁平構造の板材により構成したので、懸架コイルばねの種々の大きさにある程度対応でき、ばね受け座部材自体もシンプルな形状で、大型化せず、サスペンションアームも小型化することができる。

　請求項３の発明によれば、前記ばね受け座部材を、アーム本体の両側板上面に形成された切欠凹部内に配置したので、アーム本体にばね受け座部材が強固で安定的に取り付けることができる。

　請求項４の発明によれば、ばね受け座部材が両側板により支持された状態であるため、前記両側板若しくは両側板間の底板にダンパー挿通孔及びヌスミ孔を大型化するかあるいは多数開設することができる。また、これら孔の近傍に補強ビード部を形成したので、サスペンションアームの剛性乃至強度を維持しつつ、軽量化することができる。

　請求項５の発明によれば、前記アーム本体の両側板の端部間に補強プレートを設け、前記両側板と溶接接合したので、前記両側板の剛性乃至強度をさらに向上させることができる。

本発明の実施形態に係るサスペンションアームを使用したサスペンションの概略正面図である。 同サスペンションのロアアームの正面図である。 同サスペンションのロアアームの分解斜視図である。 同サスペンションのロアアームの底面図である。 図２の５－５線に沿う断面図である。 図２の６－６線に沿う断面図である。 図２の７－７線に沿う断面図である。

　以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

　本実施形態に係るサスペンションは、図１に示すように、アッパーアーム１とロアアーム２とを有している。これらアーム１，２の一端は車体Ｂ側に、他端はアクスルＡ側のナックル３にそれぞれ連結されている。なお、図中の符号「Ｗ」は車輪であり、「４」は車軸である。

　ロアアーム２は、図１，２に示すように、長尺なアーム本体１０と、アーム本体１０の上部に設けられ、懸架コイルばね８を支持するばね受け座部材１３と、アーム本体１０の両端に設けられ、アクスルＡ側あるいは車体Ｂ側と連結される連結部６，７と、を有している。

　アーム本体１０は、図２，３に示すように、概して全体が上方に開放された断面コ字状をしたもので、一対の対向する側板１１と、両側板１１を連結するように一体的に形成された底板１２とを有している。

　両側板１１上にばね受け座部材１３が設けられ、アクスルＡ側の連結部７近傍に補強用プレート１４が設けられ、それぞれ溶接接合されている。なお、ばね受け座部材１３や補強用プレート１４は、側板１１とは別体にプレス成形され、両側板１１に取り付けられる。

　両側板１１は、熱延鋼板をプレス成形した後に底板１２を中心として折り曲げることにより成形したものである。成形後の両側板１１における車体Ｂ側と連結される連結部６は、図３に示すように、両端板１１ａが相互に近接配置され、両端板１１ａには、比較的大きな口径で、口縁部分１５ａがピアスバーリングにより立ち上げられた通孔１５が開設され、通孔１５には、図２に示すように、カラー部材１６が溶接接合されている。カラー部材１６の内部には、弾性材であるゴムブッシュ１７が圧入され、ゴムブッシュ１７内に車体Ｂ側の支持軸１８が挿通され、車体Ｂ側と連結される。このゴムブッシュ１７の存在により、アクスル側からアーム本体１０に伝播する振動などが減衰され、車体Ｂ側に伝わることになる。

　一方、ナックル３と連結される連結部７は、両端板１１ｂがヨーク状ブラケット形状をしており、両端板１１ｂに開設された通孔１９に挿通される支持軸２０によりナックル３と連結される。図３，４に示すように、両端板１１ｂ間の間隔Ｇは、車体Ｂ側と連結される両端板１１ａの間隔よりも大きくしている。これは、後述する比較的大径のダンパー２３（図１参照）が、ここに挿入され設置されることになるからである。

　特に、本実施形態では、図３，４に示すように、両側板１１がばね受け座部材１３における下面領域Ｒ内を伸延するように配置され、扁平なばね受け座部材１３の下面を垂直方向下方から支持するようになっている。

　ここに、「ばね受け座部材１３における下面領域Ｒ」とは、後述する凹部２０が形成されたばね受け座部材１３を車体の下方から見て投影面を形成した際の投影面が占有する領域である。側板１１はばね受け座部材１３との当接によって形成される当接線が下面領域Ｒ内を伸延し、当接線より下方の側板１１の形状も下方から見て投影面を形成した際の下面領域Ｒ内からはみ出ることなく形成されている。

　このような下面領域Ｒ内に、両側板１１が伸延していると、懸架コイルばね８の弾性力を両側板１１が確実に支持することになり、強度的には優れたものとなる。

　つまり、図４に示すように、両側板１１がばね受け座部材１３の下面領域Ｒ内を通って伸延し、ばね受け座部材１３より外部にはみ出さないようにすれば、ばね受け座部材１３が、ばね受け座部材１３の下面に垂直に配置される、いわば縦壁として機能し、強度的にも良好な支持状態となり、合理的に懸架コイルばね８からの力を支持することになる。

　懸架コイルばね８からの力を支持するのみであれば、図３，４において破線で示しているばね接地円領域ｒ、つまり、懸架コイルばね８の下端がばね受け座部材１３に当接する領域内に両側板１１が伸延していることが好ましいともいえる。しかし、本実施形態では、懸架コイルばね８の外径より大きなばね受け座部材１３の使用も可能なことから、ばね受け座部材１３の下面領域Ｒに両側板１１が伸延することとしている。

　また、両側板１１がばね受け座部材１３の下面領域Ｒを伸延するように構成すれば、両側板１１もばね受け座部材１３の外径以上に大きく膨出成形する必要がなく、両側板１１自体もコンパクトな部品となる。

　ばね受け座部材１３は、図３，４に示すように、懸架コイルばね８の最下端部分のみを支持する支持部２１を備えた、扁平な皿状をした部品である。支持部２１は、扁平なばね受け座部材１３の底面に形成した環状あるいは円形をした比較的浅い凹部２０により構成され、この凹部２０の側壁２０ａが、懸架コイルばね８の最下端部分を支持すると共に、懸架コイルばね８の軸直角方向の変位を規制する機能も発揮する。

　このような支持部２１であれば、ばね受け座部材１３がシンプルな形状となり、ロアアーム全体の重量も軽量化でき、コスト的にも有利となる。また、ばね受け座部材１３の中央にボス部２０ｂを形成し、種々の径の懸架コイルばね８の軸直角方向の変位を規制するようにしてもよい。

　ばね受け座部材１３は、両側板１１の上端面を平滑に形成し、ここに直接溶接接合してもよいが、図３に示すように、両側板１１の上端面に、ばね受け座部材１３の凹部２０の形状と同様の形状を有する切欠凹部２２を形成し、ここにばね受け座部材１３の凹部２０を嵌合し、溶接接合することが好ましい。溶接時の作業性が向上するのみでなく、ばね受け座部材１３と両側板１１との連結強度も向上する。

　両側板１１は、図３，４に示すように、相互に離間している距離が連結部６及びその近傍では比較的小さく、ばね受け座部材１３が取り付けられる部分から連結部７に至る領域ではかなり大きくなっている。このようにばね受け座部材１３が取り付けられる切欠凹部２２から連結部７までを大きく離間させているのは、ダンパー２３(図１参照)を挿通するダンパー挿通孔２４を形成するためであり、ばね受け座部材１３を安定的に支持するためでもある。

　ダンパー２３は、ショックアブソーバーとも称され、ばねの周期的振動を減衰させるものであり、全体形状はシリンダー状をしている。ダンパー２３の基端側は、連結部材２５(図１参照)の通孔２６と両側板１１に開設された通孔２７に支持軸２８(いずれも図２，３参照)を挿通させることにより両側板１１に固定される。ダンパー２３の上端側は、常法により車体Ｂ側に連結されている。

　両側板１１には、ダンパー２３や懸架コイルばね８からの力が作用するので、両側板１１は、剛性を有するものでなければならず、また、軽量でなければならない。この点、本実施形態は、一対の側板１１上に、別途形成したばね受け座部材１３を載置する構成となっているので、側板１１には大きなヌスミ孔Ｎ１～Ｎ３などを開設するかあるいは多数の孔を開設することができ、また、これら孔の近傍に補強ビード部Ｈ１～Ｈ３も形成しやすい。

　そこで、本実施形態は、ばね受け座部材１３の付近では、図５に示すように、両側板１１にヌスミ孔Ｎ２を形成し、底板１２に大きなヌスミ孔Ｎ３を形成している。特に、底板１２に形成したヌスミ孔Ｎ３の外周縁部には補強ビード部Ｈ３を形成し、軽量化による強度低下を防止している。

　ダンパー挿通孔２４の付近では、図６に示すように、ヌスミ孔は形成していないが、側板１１を折り曲げ成形することにより補強ビード部Ｈ２を形成し、側板１１の強度を高めている。

　連結部７の付近では、図７に示すように、ヌスミ孔は形成していないが、側板１１を折り曲げ成形することにより補強ビード部Ｈ１を形成し、側板１１の強度を高めている。

　また、この連結部７の付近は、大きなダンパー挿通孔２４に近いことから、側板１１の剛性が低下するので、本実施形態では端板１１ｂの基部間に補強プレート１４を設け、これを両側板１１に溶接接合し、側板１１の剛性低下を防止している。

　次に作用を説明する。

　まず、ロアアーム２を製造する場合は、所定の板厚を有する熱延鋼板をプレス成形し、一対の側板１１が底板１２を介して連結された形状をした一次成形品を形成する。一対の側板１１には、カラー部材１６が挿入される通孔１５、通孔１９、ばね受け座部材１３が取り付けられる切欠凹部２２及びヌスミ孔Ｎ１～Ｎ３や、補強ビード部Ｈ１～Ｈ３なども同時に形成する。

　次に、この成形品の側板１１を折り曲げ成形し、長手方向に沿う軸線に対し直交する断面がコの字状とする。

　また、他の工程で熱延鋼板をプレス成形し、支持部２１を有する扁平なばね受け座部材１３を形成する。

　このように一対の側板１１とばね受け座部材１３をそれぞれ別々に形成すると、材料取りにムダがなく、コスト的に有利となる。

　そして、側板１１の切欠凹部２２にばね受け座部材１３をセットし、両者を溶接接合すると共に、通孔１５にカラー部材１６を設け溶接接合する。ばね受け座部材１３の取付においては、従来のようにばね受け座部材１３を側板１１に圧入する作業を行う必要がないため、製造が容易となり、コスト的に極めて有利である。

　成形後のロアアーム２は、連結部６側のカラー部材１６にゴムブッシュ１７を圧入するが、このロアアーム２を車載する場合には、ゴムブッシュ１７に車体Ｂ側の支持軸１８を挿通し、端板１１ｂの通孔１９に支持軸２０を挿通すればよい。

　本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、上述した実施形態は、一方の連結部６がカラー部材１６を有する形態、他方の連結部７は一対のヨーク状ブラケットの形態であるが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、両連結部ともカラー部材１６を有する形態あるいはヨーク状ブラケットの形態としてもよい。

　本発明は、車両用サスペンションのロアアームに好適に利用できる。

２　ロアアーム、
６，７　連結部、
８　懸架コイルばね、
１０　アーム本体、
１１　側板、
１２　底板、
１３　ばね受け座部材、
１４　補強プレート、
２０　凹部、
２０ａ　側壁、
２０ｂ　ボス部、
２１　支持部、
２２　切欠凹部、
２４　ダンパー挿通孔、
Ａ　アクスル、
Ｂ　車体、
Ｈ１～Ｈ３　補強ビード部、
Ｎ１～Ｎ３　ヌスミ孔、
Ｒ　ばね受け座部材の下面領域、
ｒ　ばね接地円領域。

Claims (5)

1. 　長尺なアーム本体と、このアーム本体の両端に設けられ、アクスル側あるいは車体側と連結される連結部と、を有し、車体との間に設けられる懸架コイルばねを支持するばね受け座部材を前記アーム本体とは別体に構成し、当該アーム本体に取り付けた車両用サスペンションアームであって、
   　前記アーム本体は、一対の対向する側板と、両側板を連結するように一体的に形成された底板とからなり、前記両側板が前記ばね受け座部材におけるばね受け座の下面領域内を伸延するように配置したことを特徴とする車両用のサスペンションアーム。
2. 　前記ばね受け座部材は、懸架コイルばねの端部を支持する支持部を有する扁平構造の板材により構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用のサスペンションアーム。
3. 　前記ばね受け座部材は、前記アーム本体の両側板上面に形成された切欠凹部内に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用のサスペンションアーム。
4. 　前記アーム本体は、前記側板間の底板にダンパー挿通孔及びヌスミ孔を有し、これら孔の近傍に補強ビード部を形成したことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の車両用のサスペンションアーム。
5. 　前記アーム本体は、前記連結部を構成する前記両側板の端部間に補強プレートを設け、当該補強板を前記両側板に溶接接合したことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の車両用のサスペンションアーム。

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