JP2008213608A - Suspension arm and torsion reduction component - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce torsion of an arm due to a forward and backward load of a vehicle in a two-forked suspension arm. <P>SOLUTION: This torsion reduction component 51 is coupled with a two-forked upper arm 58 connecting a wheel support member to a vehicle body swingably upward and downward. The torsion reduction component 51 comprises bushes 54a coupled with tips of the arms, and a connection member 52a coupling two bushes 54a. The two bushes 54a are arranged concentrically. The bushes 54a and the connection member 52 are integrally formed from one flat plate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両用サスペンションアームの構造に関する。   The present invention relates to a structure of a vehicle suspension arm.

従来から、車輪支持部材を車体に対して上下に揺動可能に連結する二又状のサスペンションアームが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２３７５５９号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, a bifurcated suspension arm that connects a wheel support member so as to be swingable up and down with respect to a vehicle body is known (see, for example, Patent Document 1).
JP 7-237559 A

このような二又状のサスペンションアームでは、車両の前後方向の荷重がかかったときにアームの二又部分がねじれてしまうことがある。アームにねじれが生じると車輪のアライメントに狂いが生じ、車両が設計通りの走行性能を発揮できなくなるという問題がある。   In such a bifurcated suspension arm, the bifurcated portion of the arm may be twisted when a longitudinal load is applied to the vehicle. When the arm is twisted, there is a problem in that the alignment of the wheels is out of order and the vehicle cannot exhibit the designed driving performance.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、二又状のサスペンションアームにおいて、車両の前後方向荷重によるアームのねじれを軽減する構造を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a structure for reducing twisting of an arm due to a longitudinal load of a vehicle in a bifurcated suspension arm.

本発明のある態様は、車輪支持部材を車体に対して上下に揺動可能に連結するための二又形状のアームと、前記アームの各先端に結合されるブシュであって二つのブシュの中心が同軸となるように配置されるブシュと、前記二つのブシュを連結する連結部材と、を備えるサスペンションアームである。   An aspect of the present invention includes a bifurcated arm for connecting a wheel support member to a vehicle body so as to be swingable up and down, and a bush connected to each tip of the arm, and the center of the two bushes. Is a suspension arm comprising a bush arranged so as to be coaxial, and a connecting member for connecting the two bushes.

この態様によると、アーム先端に配置された二つのブシュ間が連結部材によって連結されているので、ブシュ間の相対ねじれが抑制され、車両の前後方向荷重に対するサスペンションアームの変形強度が高まる。   According to this aspect, since the two bushes arranged at the end of the arm are connected by the connecting member, relative torsion between the bushes is suppressed, and the deformation strength of the suspension arm with respect to the longitudinal load of the vehicle is increased.

前記ブシュと前記連結部材とが一体的に成形されていてもよい。ブシュと連結部材との接合部がないので、接合部での強度の低下を回避できる。   The bush and the connecting member may be integrally formed. Since there is no joint between the bush and the connecting member, it is possible to avoid a decrease in strength at the joint.

前記ブシュと前記連結部材は一枚の平板から成形されており、前記平板は、それぞれ丸め加工されて一つのブシュを形成する略長方形状の二枚の縦板と、二枚の縦板の間に位置し前記連結部材を形成する横板と、からなってもよい。一枚の平板から成形することで、部品点数を削減できる。   The bush and the connecting member are formed from a single flat plate, and the flat plate is positioned between two vertical plates that are substantially rectangular and rounded to form one bush, and the two vertical plates. And a horizontal plate forming the connecting member. By forming from a single flat plate, the number of parts can be reduced.

前記ブシュに形成されるフランジに前記アームの先端を嵌挿することで前記ブシュと前記アームとが結合されてもよい。フランジとこれに嵌挿されるアームの先端との間で重なり部分ができる。この重なり部分を重ね溶接すれば、フランジとアームとを突き当て溶接する場合と比べて溶接品質を高めることができる。   The bush and the arm may be coupled by inserting the tip of the arm into a flange formed on the bush. There is an overlapping portion between the flange and the tip of the arm fitted into this. If this overlapping portion is overlap welded, the welding quality can be improved as compared with the case where the flange and the arm are butted against each other.

前記フランジは、前記縦板に対するバーリング加工により形成されてもよい。こうすると、フランジを成形する工程が簡単になる。   The flange may be formed by burring processing on the vertical plate. This simplifies the process of forming the flange.

本発明の別の態様は、車輪支持部材を車体に対して上下に揺動可能に連結する二又形状のサスペンションアームに結合されるねじれ軽減部品である。この部品は、前記アームの各先端に結合されるブシュであって二つのブシュの中心が同軸となるように配置されるブシュと、前記二つのブシュを連結する連結部材と、を備え、前記ブシュと前記連結部材とが一体的に成形されている。   Another aspect of the present invention is a torsion reduction component coupled to a bifurcated suspension arm that connects a wheel support member to a vehicle body so as to be swingable up and down. The component includes a bush connected to each end of the arm, the bush being arranged so that the centers of the two bushes are coaxial, and a connecting member for connecting the two bushes. And the connecting member are integrally formed.

本発明によれば、二又状のサスペンションアームに車両の前後方向荷重がかかったときのアームのねじれを軽減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the torsion of the arm when a longitudinal load on the vehicle is applied to the bifurcated suspension arm.

図１は、車両用サスペンションシステムの典型的な構造を示す。図示のサスペンションシステムでは、車輪支持部材を構成するナックル１２等によって車輪が回転自在に支持される。それぞれ車幅方向に延在するアッパーアーム１０およびロアーアーム１６によって、ナックル１２の上部および下部と車体側部材（図示せず）とが揺動可能に連結される。アッパーアーム１０は全体として略Ｕ字形に形成されている。アッパーアーム１０の車輪側端部、すなわちＵ字の閉じた側は、ナックル１２の上部とボールジョイントを介して連結される。アッパーアーム１０の車体側端部、すなわちＵ字の開いた側の先端には、車体前後方向１１に間隔をあけて配設されたブシュ２０がそれぞれ取り付けられている。ブシュ２０は円筒形状をしており、その中心軸は車体前後方向１１を向いている。アッパーアーム１０は、このブシュ２０に挿通された通しボルト２２を介して車体側部材に揺動可能に取り付けられる。アッパーアーム１０のＵ字のくぼんだ部分には、コイルスプリングおよびショックアブソーバ２４が配置される。   FIG. 1 shows a typical structure of a vehicle suspension system. In the illustrated suspension system, the wheel is rotatably supported by a knuckle 12 or the like constituting the wheel support member. Upper and lower portions of the knuckle 12 and a vehicle body side member (not shown) are swingably connected by an upper arm 10 and a lower arm 16 that extend in the vehicle width direction. The upper arm 10 is formed in a substantially U shape as a whole. The wheel side end portion of the upper arm 10, that is, the U-shaped closed side is connected to the upper portion of the knuckle 12 via a ball joint. Bushings 20 arranged at intervals in the longitudinal direction 11 of the vehicle body are attached to the vehicle body side end portion of the upper arm 10, that is, the front end of the U-shaped side. The bush 20 has a cylindrical shape, and its central axis faces the vehicle body longitudinal direction 11. The upper arm 10 is swingably attached to the vehicle body side member via a through bolt 22 inserted through the bush 20. A coil spring and a shock absorber 24 are disposed in the U-shaped recessed portion of the upper arm 10.

図２は、従来の二又状のアッパーアームの一例を示す。アッパーアーム３０は、全体として略Ａ字形に形成されている。頂点付近にはボールジョイントが接続される穴があいており、そこから二本のアーム３３が延び出してそれぞれの先端にブシュ３６が接合されている。アーム３３の先端とブシュ３６との接合部３９は突き当て溶接により接合される。アッパーアーム３０の二本のアーム３３の間はＵ字形をなしており、アームの間に広い空間４０が確保されるようになっている。二本のアーム３３の先端は、プレス加工により得られた一枚の平板の周縁部を折り返すことによって、断面が円形になるように加工されている。図中、符号３２および３４で示す箇所は平板を折り返した部分を表す。このような構造をＵＯ曲げという。   FIG. 2 shows an example of a conventional bifurcated upper arm. The upper arm 30 is formed in a substantially A shape as a whole. In the vicinity of the apex, there is a hole to which a ball joint is connected, from which two arms 33 extend and a bushing 36 is joined to each tip. The joint portion 39 between the tip of the arm 33 and the bush 36 is joined by abutting welding. The two arms 33 of the upper arm 30 are U-shaped, and a wide space 40 is secured between the arms. The ends of the two arms 33 are processed to have a circular cross section by folding back the peripheral edge of one flat plate obtained by pressing. In the figure, portions indicated by reference numerals 32 and 34 represent portions where the flat plate is folded. Such a structure is called UO bending.

二本のアーム３３は同じ長さに形成されており、アーム３３の先端にそれぞれ接合されたブシュ３６は、矢印３１で示す車両の前後方向と略平行な中心軸３８を有する。二つのブシュ３６の間には通しボルト（図示せず）が挿通される。   The two arms 33 are formed to have the same length, and the bushes 36 respectively joined to the tips of the arms 33 have a central axis 38 substantially parallel to the vehicle front-rear direction indicated by the arrow 31. A through bolt (not shown) is inserted between the two bushings 36.

図３および図４は、従来のアッパーアーム３０に対して車両の前後方向荷重が加わったときの様子を示す。アッパーアーム３０は二本のアームの先端が開いた構造でありかつＵＯ曲げで形成されているため、車両の前後方向の荷重が入力されると、剪断力の中心がアームの断面３０ａの閉じた側（図４の下側）にオフセットされる。したがって、前後方向荷重によって図４中に矢印３５で示す右回りのモーメントが発生する。この結果、二本のアームが上下方向にねじれた状態になる。一旦アームがこのようにねじれると、前後方向荷重が繰り返し加わることによってアッパーアーム全体のねじれがさらに増加してしまう。   3 and 4 show a state in which a vehicle longitudinal load is applied to the conventional upper arm 30. Since the upper arm 30 has a structure in which the ends of the two arms are open and is formed by UO bending, the center of the shearing force is closed at the cross section 30a of the arm when a vehicle longitudinal load is input. Offset to the side (lower side of FIG. 4). Therefore, a clockwise moment indicated by an arrow 35 in FIG. 4 is generated by the longitudinal load. As a result, the two arms are twisted in the vertical direction. Once the arm is twisted in this manner, the torsion of the entire upper arm is further increased by repeatedly applying a longitudinal load.

このようなねじれを防止するには、二本のアーム３３間をはりで接続してアッパーアームの前後方向の剛性を高くすればよい。しかし、二本のアーム３３の間に広がる空間４０には、コイルスプリングおよびショックアブソーバが収納されるため、はり構造を配置することができない。   In order to prevent such twisting, the two arms 33 may be connected by a beam to increase the rigidity of the upper arm in the front-rear direction. However, since the coil spring and the shock absorber are accommodated in the space 40 that extends between the two arms 33, the beam structure cannot be arranged.

そこで、本実施形態では、二本のアームの先端に取り付けられるブシュ同士を連結する構造を採用することで、アッパーアームのねじれを軽減するようにした。   Therefore, in this embodiment, the twist of the upper arm is reduced by adopting a structure in which the bushes attached to the tips of the two arms are connected to each other.

図５は、本実施形態に係るねじれ軽減部品の成形前の展開形状を示す。ねじれ軽減部品は一枚の平板５０から成形される。この平板５０は、それぞれ丸め加工されて一つのブシュを形成するための略長方形状の二枚の縦板５４と、二枚の縦板５４の間に位置し連結部材５２ａを形成する横板５２とからなる。平板５０は、全体としてＨ字形をなしている。縦板５４の略中心には、下穴をあけた後にパンチを押し込んで下穴の縁を広げていくバーリング加工によって、紙面に対して垂直方向に延びるフランジ５６が形成される。   FIG. 5 shows the unfolded shape of the twist reducing component according to the present embodiment before molding. The twist reducing part is formed from a single flat plate 50. The flat plate 50 is rounded to form two bushes, each having a substantially rectangular shape, and a horizontal plate 52 positioned between the two vertical plates 54 to form a connecting member 52a. It consists of. The flat plate 50 has an H shape as a whole. A flange 56 extending in a direction perpendicular to the paper surface is formed at the approximate center of the vertical plate 54 by burring, in which a punch is pushed in and then the edge of the pilot hole is widened by punching the pilot hole.

図６は、ＵＯ曲げで成形されたアッパーアーム５８と成形後のねじれ軽減部品５１とを結合した状態を示す。図６では、平板５０が丸め加工されてねじれ軽減部品５１が形成されている。縦板５４は、円筒をなすように丸め加工が施されたのち縦板５４の上下端部同士を溶接（図中符号６０で示す）することによって、ブシュ５４ａを形成する。横板５２は、縦板５４の丸め加工によって半円状に曲がり、ブシュ５４ａ間を繋ぐ連結部材を形成している。ねじれ軽減部品５１は、直線状に延びる連結部材５２ａの両端に円筒形のブシュ５４ａが繋った、全体として亜鈴のような形状をなす。   FIG. 6 shows a state in which the upper arm 58 formed by UO bending and the torsion reducing part 51 after forming are coupled. In FIG. 6, the flat plate 50 is rounded to form a twist reducing part 51. The vertical plate 54 is rounded so as to form a cylinder, and then the upper and lower ends of the vertical plate 54 are welded (indicated by reference numeral 60 in the figure) to form a bush 54a. The horizontal plate 52 is bent into a semicircular shape by rounding the vertical plate 54 to form a connecting member that connects the bushes 54a. The torsion reducing component 51 has a dumbbell shape as a whole in which a cylindrical bush 54a is connected to both ends of a linearly extending connecting member 52a.

バーリング加工により形成されたフランジ５６は、アッパーアーム５８の二本のアームの先端の直径よりもわずかに大きくなるような直径とされる。フランジ５６にアームの先端５９を嵌挿した後、アームの折り返された部分とフランジとの間を全周にわたって重ね溶接を施す。図中、点線６４で囲った部分が重ね溶接が施される部分である。重ね溶接は、金属同士を重ね合わせ、上下の電極で挟んで加圧した後に電流を一定時間流すことで、接触抵抗加熱で両金属を溶接する技術である。   The flange 56 formed by the burring process has a diameter that is slightly larger than the diameters of the tips of the two arms of the upper arm 58. After the end 59 of the arm is inserted into the flange 56, lap welding is performed over the entire circumference between the folded portion of the arm and the flange. In the figure, a portion surrounded by a dotted line 64 is a portion where lap welding is performed. Lap welding is a technique in which two metals are welded by contact resistance heating by applying current for a certain period of time after metal layers are stacked and pressed between upper and lower electrodes.

上述のようにアッパーアーム５８とねじれ軽減部品５１とを接合すると、ブシュ５４ａ間が連結部材５２ａによって連結され、またアッパーアームの先端がフランジ５６に嵌挿されて固定されているため、車両の前後方向荷重に対するアッパーアームの剛性が高くなる。さらに、連結部材５２ａはブシュ５４ａ間に嵌挿される通しボルト（図示せず）のすぐ脇に位置する状態となるため、コイルスプリングやショックアブソーバが配置されるアーム間の空間４０は元のままの面積を確保することができる。   When the upper arm 58 and the torsion reduction component 51 are joined as described above, the bushes 54a are connected by the connecting member 52a, and the front end of the upper arm is fitted and fixed to the flange 56. The rigidity of the upper arm against the directional load is increased. Further, since the connecting member 52a is located immediately next to a through bolt (not shown) fitted between the bushes 54a, the space 40 between the arms where the coil spring and the shock absorber are arranged remains unchanged. An area can be secured.

以上説明したように、本実施の形態によれば、二つのブシュの間を連結する連結部材を採用することでアームの剛性を高める。こうすると、ＵＯ曲げで形成されたアームの前後方向荷重によるねじれが抑制されるとともに、コイルスプリングやショックアブソーバを配置できる程度にアーム間の空間を広く確保することが可能となる。また、バーリングで形成されたフランジにアームの先端を差し込んだ後に両者を重ね溶接で接合するようにしたので、突き当て溶接の場合に比べて溶接の品質を確保しやすい。さらに、一枚の平板からブシュと連結部材を一体成形するので、部品点数を削減することができる。   As described above, according to the present embodiment, the rigidity of the arm is increased by adopting the connecting member that connects the two bushings. In this way, twisting due to the longitudinal load of the arms formed by UO bending is suppressed, and a space between the arms can be ensured to such an extent that a coil spring and a shock absorber can be arranged. In addition, since the ends of the arms are inserted into the flange formed by burring and then joined together by lap welding, it is easier to ensure the quality of welding than in the case of butt welding. Furthermore, since the bush and the connecting member are integrally formed from one flat plate, the number of parts can be reduced.

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。   The present invention has been described based on the embodiments. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art. The configuration shown in each drawing is for explaining an example, and can be appropriately changed as long as the configuration can achieve the same function.

実施の形態では、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションのアッパーアームにねじれ軽減部材を取り付けることを述べたが、本発明はこの形式のサスペンションに限られず他の形式、例えばストラット式サスペンションにも取り付け可能である。   In the embodiment, it has been described that the twist reducing member is attached to the upper arm of the double wishbone type suspension. However, the present invention is not limited to this type of suspension, and can be attached to other types, for example, a strut suspension. .

図７は、別の形状のサスペンションアーム８０とねじれ軽減部品７０とを結合した状態を示す。図示のような形状のサスペンションアームは、例えば後輪サスペンションのアッパーアームで採用されている。後輪では、サスペンションのために確保されている車両上下方向のスペースが限られているため、図示のようにブシュ８２とボールジョイントの接合部８４との間でアームを湾曲させた形状を採用せざるを得ない場合がある。このようなサスペンションアームにおいても、前後荷重を受けるとアーム７８がねじれてブシュ同士がずれた状態になる。そこで、図７のようにブシュ８２と連結部材８６とを一体成形したねじれ軽減部品７０をアーム７８に結合することで、サスペンションアーム８０の変形強度を高めることができる。   FIG. 7 shows a state in which the suspension arm 80 having another shape and the torsion reduction component 70 are coupled. The suspension arm having the shape as shown in the figure is employed, for example, in the upper arm of a rear wheel suspension. The rear wheel has a limited space in the vertical direction of the vehicle that is reserved for the suspension. Therefore, as shown in the figure, adopt a shape in which the arm is curved between the bushing 82 and the joint 84 of the ball joint. There are cases where it is unavoidable. Even in such a suspension arm, when a longitudinal load is applied, the arm 78 is twisted and the bushes are displaced from each other. Therefore, the deformation strength of the suspension arm 80 can be increased by connecting the torsion reduction component 70 in which the bushing 82 and the connecting member 86 are integrally formed to the arm 78 as shown in FIG.

本発明は、ＵＯ曲げで成形されたサスペンションアームに対して特に有効であるが、それ以外のサスペンションアームに対しても適用することができる。   The present invention is particularly effective for a suspension arm formed by UO bending, but can also be applied to other suspension arms.

車両用サスペンションシステムの典型的な構造を示す図である。It is a figure which shows the typical structure of the suspension system for vehicles. 従来の二又状のアッパーアームの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional bifurcated upper arm. 従来のアッパーアームに対して車両の前後方向荷重が加わったときの様子を示す図である。It is a figure which shows a mode when the front-back direction load of a vehicle is added with respect to the conventional upper arm. 従来のアッパーアームに対して車両の前後方向荷重が加わったときの様子を示す図である。It is a figure which shows a mode when the front-back direction load of a vehicle is added with respect to the conventional upper arm. 本実施形態に係るねじれ軽減部品の成形前の展開形状を示す図である。It is a figure which shows the expansion | deployment shape before shaping | molding of the twist reduction component which concerns on this embodiment. （ａ）はアッパーアームと成形後のねじれ軽減部品とを結合した状態を示す図であり、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれねじれ軽減部品の平面図および側面図である。(A) is a figure which shows the state which couple | bonded the upper arm and the twist reduction component after shaping | molding, (b), (c) is the top view and side view of a twist reduction component, respectively. 別の形状のサスペンションアームとねじれ軽減部品とを結合した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which couple | bonded the suspension arm of another shape, and the twist reduction component.

符号の説明Explanation of symbols

５１ ねじれ軽減部品、 ５２ 横板、 ５２ａ 連結部材、 ５４ 縦板、 ５４ａ ブシュ、 ５６ フランジ、 ５８ アッパーアーム、 ５９ アーム先端。   51 twist reduction parts, 52 horizontal plate, 52a connecting member, 54 vertical plate, 54a bushing, 56 flange, 58 upper arm, 59 arm tip.

Claims (6)

車輪支持部材を車体に対して上下に揺動可能に連結するための二又形状のアームと、
前記アームの各先端に結合されるブシュであって、二つのブシュの中心が同軸となるように配置されるブシュと、
前記二つのブシュを連結する連結部材と、
を備えることを特徴とするサスペンションアーム。 A bifurcated arm for connecting the wheel support member to the vehicle body so as to be swingable up and down;
A bush coupled to each tip of the arm, the bush arranged so that the centers of the two bushes are coaxial,
A connecting member for connecting the two bushings;
A suspension arm comprising: 前記ブシュと前記連結部材とが一体的に成形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。   The suspension arm according to claim 1, wherein the bush and the connecting member are integrally formed. 前記ブシュと前記連結部材は一枚の平板から成形されており、
前記平板は、それぞれ丸め加工されて一つのブシュを形成する略長方形状の二枚の縦板と、二枚の縦板の間に位置し前記連結部材を形成する横板と、からなることを特徴とする請求項２に記載のサスペンションアーム。 The bush and the connecting member are formed from a single flat plate,
The flat plate is composed of two substantially rectangular vertical plates that are rounded to form one bush, and a horizontal plate that is positioned between the two vertical plates and forms the connecting member. The suspension arm according to claim 2. 前記ブシュに形成されるフランジに前記アームの先端を嵌挿することで前記ブシュと前記アームとが結合されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のサスペンションアーム。   The suspension arm according to any one of claims 1 to 3, wherein the bush and the arm are coupled by inserting a tip of the arm into a flange formed on the bush. 前記フランジは、前記縦板に対するバーリング加工により形成されることを特徴とする請求項４に記載のサスペンションアーム。   The suspension arm according to claim 4, wherein the flange is formed by burring the vertical plate. 車輪支持部材を車体に対して上下に揺動可能に連結する二又形状のサスペンションアームに結合される部品であって、
前記アームの各先端に結合されるブシュであって、二つのブシュの中心が同軸となるように配置されるブシュと、
前記二つのブシュを連結する連結部材と、を備え、
前記ブシュと前記連結部材とが一体的に成形されていることを特徴とするサスペンションアームのねじれ軽減部品。 A component that is coupled to a bifurcated suspension arm that connects the wheel support member so as to be swingable up and down with respect to the vehicle body,
A bush coupled to each tip of the arm, the bush arranged so that the centers of the two bushes are coaxial,
A connecting member that connects the two bushings,
A suspension arm twist reduction component, wherein the bush and the connecting member are integrally formed.

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