JP3654031B2 - サスペンションアーム構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のサスペンション装置で用いられるサスペンションアーム構造、特に、アーム本体の最大上方変位位置を規制するバンプストッパを設けたサスペンションアーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のサスペンション装置は車体に対して車輪を上下動可能に連結するリンク機構と、車輪を介し入力した路面反力の変動成分を吸収するばねやショックアブソーバから成る衝撃吸収機構とを備え、これらの働きにより操向時の車輪を適正な整列状態に保持すると共に車体側の乗員が受ける衝撃を低減し、居住性を向上させている。
このようなサスペンション装置のリンク機構は各種のサスペンションアームを備え、これらサスペンションアームは車輪側からの路面反力を車体側のアーム取付部に伝達する上で十分な強度を要求され、しかも軽量化を図ることが望ましいことより、鍛造に代え板金製のものが多く採用されている。更に、この種の板金製のサスペンションアームはその揺動端がボールジョイントを介しナックルに連結され、しかも、アーム本体の中間部にはバンプストッパあるいは同バンプストッパが当接する回動規制部のいずれかが形成される。これらは揺動時に車体に当接することで、車輪側と共に揺動するサスペンションアームの揺動端部の最大上方変位位置を規制するようにしている。
【０００３】
ところで、サスペンションアームが板金構造を採った場合、その揺動端の強度確保や、バンプストッパの取付部あるいは同バンプストッパが当接する回動規制部のいずれかが形成される部位の強度確保を図ることが耐久性確保の上で必要となる。たとえば、サスペンションアームがハット型断面の板金構造を採っているものでは、そのハット型断面の揺動端に補強部材を重ねて溶接して同部の剛性確保を図り、その揺動端にボールジョイント側の連結部材をボルト止めしたものが知られており、その一例が実開平１−１５８２０３号公報に開示される。更に、図６に示すように、サスペンションアーム１００を閉断面の板金構造とし、そのアーム本体１１０の揺動端内部にボールジョイント１２０の連結部材１３０を差し込みそれらの重合部をボルト止めしたものが知られており、この場合、連結部材１３０が閉断面の揺動端を補強できる。
【０００４】
一方、板金構造のサスペンションアームの揺動端部の最大上方変位位置を規制するにあたり、単に、アーム本体に回動規制部を膨出状にプレス成形するものが知られており、その一例が実開平１−１５８２０３号公報に開示される。更に、図６に示すように、閉断面の板金構造を採るサスペンションアーム１００の場合、アーム本体１１０の中央にバンプストッパ１４０を取り付けるにあたり、そのバンプストッパ１４０の内部に補強ブラケット１５０を重ね一体化した構造を採るものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、従来の板金製のサスペンションアームは荷重が集中し易いバンプストッパの取付部あるいは同バンプストッパが当接する回動規制部のいずれかを形成する場合、同各部を補強し耐久性を確保することがある。この場合、単に、サスペンションアームの本体に回動規制部を膨出状にプレス成形するだけでは十分な強度確保が困難である。一方、回動規制部裏側を補強ブラケット１５０等で補強した場合、部品数の増加やそのコスト増を招き易いという問題が生じる。
本発明の目的は、部品数やコスト増を抑えた上で、バンプストッパの取付部あるいは同バンプストッパが当接する回動規制部のいずれかの部位の強度アップを図れるサスペンションアーム構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、
板金製の上壁板と下壁板を重ね一体結合してなり、車体に設けたアーム取付部に基端を回動可能に結合したアーム本体を備え、同アーム本体の揺動端にボールジョイントを有し同ボールジョイントより板状に延出する連結部材を重ね合わせ締付結合し、且つ、車体に支持されたバンプストッパに当接可能な回動規制部を上壁面に形成し、上記連結部材の板状の部位は上記アーム本体の揺動端に形成された外向き開口より差し込まれ、上記アーム本体の揺動端とボルトで共締めされ、
上記連結部材には上記回動規制部の裏面に重なるように補強片部が車幅方向に延出形成されている。
この場合、アーム本体の揺動端に形成された外向き開口より差し込まれて締付結合される連結部材及び補強片部にアーム本体の揺動端を補強する部材としての機能とバンプストッパに当接可能な回動規制部の補強部材としての機能を持たせることができる。即ち、板金製の上壁板と下壁板を重ね一体結合してなるアーム本体の揺動端と締付結合された連結部材に２つの箇所の補強部材としての役割を持たせることができ、サスペンションアーム全体としての部品点数削減を図れ、軽量化を図れる。
【０００９】
図１、図２には参考例としてのサスペンションアーム構造を適用したアッパアーム１を有するサスペンション装置Ｓを示した。
このサスペンション装置Ｓは四輪独立懸架方式を採り、図示しない自動車の車体側に対し後輪２をリンク機構Ｓ１及び衝撃吸収機構Ｓ２を介し連結する。ここで、車体側は車体前後方向Ｘ（図２参照）に延設される左右のサイドメンバ（左側のみ示した）３と両サイドメンバを連結する車幅方向Ｙに伸びるクロスメンバ４とこれらの各上部が接合固定されるフロア５（図１参照）と、サイドメンバ３とクロスメンバ４に亘り複数箇所が締付結合されるシャシメンバ１４とを備える。
【００１０】
衝撃吸収機構Ｓ２は後輪２より入力した路面６からの反力変動成分を吸収低減するもので、コイルばね７及びショックアブソーバ８で構成される。
リンク機構Ｓ１は後輪２を枢支するナックル９を備え、後輪２及びナックル９側を前後左右方向のズレを規制し上下動可能に５つのサスペンションアームを介し車体側に連結する。５つのサスペンションアームはロアアーム１１、アッパアーム１、トーコントロールアーム１２及びトレーリングアーム１３から成り、これらはナックル９と車体側との間に並列的に配置される。ロアアーム１１はナックル９の下端部とシャシメンバ１４の下屈曲側端１４１とにそれぞれ図示しないゴムブッシュを介しピン結合され、アッパアーム１はナックル９の上側ボス９０１とシャシメンバ１４の前延出部１４２（図２参照）の前後２か所にそれぞれ相対変位可能に連結され、トーコントロールアーム１２はナックル９の前側端と前延出部１４２側の下向きブラケット１４３にそれぞれ相対変位可能に連結され、トレーリングアーム１３はナックル９の上側ボス９０１の近傍の図示しない上前方ボスとサイドメンバ３とにそれぞれ相対変位可能に連結される。
【００１１】
ロアアーム１１はその揺動端の近傍にショックアブソーバ取付部１１２を、中央部にコイルばね７の下端を取り付けるばね受け部１１３をそれぞれ形成される。更に、ショックアブソーバ８はその上端をサイドメンバに一体結合された図示しないブラケットに取付られ、コイルばね７はその上端をシャシメンバ１４の側端の皿状ばね受け部１４３に取付られている。
サスペンションアームの内で最も上方に配備されるアッパアーム１は、平面視が略二又形状を成し、シャシメンバの前延出部１４２に形成されたアーム取付部としての前後アームブラケット１５，１６にゴムブッシュ１７（図４参照）を介しピン結合される。
【００１２】
図３に示すように、アッパアーム１は、板金製の上壁板１ａと下壁板１ｂとを備え、これらの周縁部を上下に屈曲した上で互いの縁部を連続して溶接し、全体として最中状に形成されている。図１乃至図４に示すように、このアッパアーム１のアーム本体は平面視が略二又形状の主部１０１と、主部の基端を成す筒状の前後一対の枢支端１０２，１０３と、上下に揺動可能な外向き開口ｍ（図３参照）を有する揺動端１０４とを備える。
前後一対の筒状の枢支端１０２，１０３はそれぞれゴムブッシュ１７を介し内筒１８を支持し、内筒１８内に挿通されるピンｃ（図２参照）を介し前後アームブラケット１５，１６にそれぞれピン結合される。
図３に示すボールジョイント２０はそのケース２０１とその内部に収容した球体２０２と、ケース２０１の開口部をシールするブーツ２０３とから成る継手本体と、ケース２０１および球体２０２から延出する各連結部材２０４，２０５を備え、これらの金属部分は鍛造されている。なお、この鍛造に代えて、鋳造されても良い。
【００１３】
ここで球体２０２側の一方の連結部材である軸部材２０５はナックル９の上側ボス９０１に嵌着され、ナット２０６（図１参照）により締付結合される。他方の板状の連結部材２０４は図４に示すように、ボールジョイント２０のケース２０１の外径と同等の幅で延出する車幅方向Ｙで外側（図４で下側）部位に一対のボルト２１の挿通穴ｈ（図３参照）を並列的に形成され、同外側部位より先細り状に延出する車幅方向Ｙで内側部位に一本のボルト２１の挿通穴ｈ１を形成している。このような板状の連結部材２０４は揺動端１０４の外向き開口ｍより差し込み嵌着され、その揺動端１０４と連結部材２０４の重合部の内の外側（図３で左側）部位を２本の締付ボルト２１で、内側部位を後述のバンプストッパ２２の延出ボルト２２１により共締されている。
図３、図４に示すように、バンプストッパ２２はゴムの略四角錐体である弾性体２２２と同弾性体の下部に加硫接着され延出ボルト２２１の一端が溶接された結合部２２３とを有する。バンプストッパ２２はアーム本体の揺動端１０４と連結部材２０４の重合部上で締付結合された外側部位以外の部位である内側（図３で右側）部位に重ね合わされ、同部の挿通穴ｈに延出ボルト２２１を挿通し、同延出ボルト２２１にナットを締め付けることにより、重合部の内側部位をバンプストッパ２２と共締めしている。
【００１４】
図１に示すように、バンプストッパ２２の上方でサイドメンバ３の外側壁と対向する部位には回動規制部としての回動規制ブラケット２３が接合固定されている。この回動規制ブラケット２３はアッパアーム１側のバンプストッパ２２が当接可能な位置に配備される。なお、バンプストッパ２２はアッパアーム１と一体の弾性体２２２が定常位置Ｐ１より最大変位位置Ｐ２に達した際に、バンプストッパ２２の更なる上方変位を規制できる位置に形成される。
なお、本車両はそのカーゴスペースを広げた結果、サイドメンバ３及び同サイドメンバ３に支持される回動規制ブラケット２３を比較的車外側に配備しており、これと対向するバンプストッパ２２を比較的アッパアーム１の揺動端側近傍に配置したことより、揺動端１０４とボールジョイント２０の連結部材２０４との重合部全体を比較的短くできたが、例えば、図４に２点鎖線で示すように、揺動端１０４よりバンプストッパ２２’が比較的大きく離れた場合には連結部材２０４’の延出部の途中をくびれ状に形成し、軽量化を図ることが望ましい。
【００１５】
上述のアッパアーム１を有するサスペンション装置Ｓは、車両の通常走行時に、リンク機構Ｓ１により後輪２を所定の整列状態に保持しつつ上下に作動させ、衝撃吸収機構Ｓ２により路面３から入力荷重の反力変動成分を吸収低減するように作動する。この場合、後輪２と共に揺動端を上下に揺動するアッパアーム１は最中状の板金部材であるため十分の強度を保持でき、耐久性を確保でき、しかも、ばね下加重の低減を図れる。
更に、車両が凹凸路走行中に過度な路面反力を受けた場合、アッパアーム１が大きく上方に変位し、同アッパアーム１及び弾性体２２２が定常位置Ｐ１より上方に大きく変位しても弾性体２２１が回動規制ブラケット２３に当接し、最大変位位置Ｐ２に変位量を規制することができる。
【００１６】
特に、アッパアーム１の揺動端１０４に重ね合わされ締付結合される連結部材２０４は十分な強度を有する鍛造部品であり、その連結部材２０４を延長して、車幅方向Ｙで外側部位（図３で左側部位）にアーム本体の揺動端１０４を補強する部材としての機能を持たせ、車幅方向Ｙで内側部位（図３で右側部位）にバンプストッパ２２の取付部の補強部材としての機能を持たせることができた。このように十分な強度を有する連結部材２０４を有効利用し、これに２つの補強部材としての役割を持たせることができ、アッパアーム１の全体としての構成部品数を低減できる。
しかも、ここでは、重合部上で内側部位（図３で右側部位）にバンプストッパの結合部２２３と一体の延出ボルト２２１を用い、同延出ボルトによりバンプストッパを共締めすることとなり、バンプストッパの共締め作業が容易と成り、より部品点数削減を図れ、低コスト化を図れる。更に、バンプストッパ２２が当接するボディー側には回動規制ブラケット２３を配備するのみで構造が複雑化することがなく、この点でも低コスト化を図れる。
【００１７】
図１のアッパアーム１に取り付けられているバンプストッパ２２はその結合部２２３と一体の延出ボルト２２１を用い揺動端１０４と連結部材２０４の重ね合わされた重合部に共締めされていたが、これに代えて、本発明のサスペンションアーム構造を適用したアッパアーム１ａを図５（ａ）に示すように構成しても良い。ここでのアッパアーム１ａはバンプストッパ２２ａの結合部２２３ａと締付ボルトＢを別体としている。この場合、バンプストッパ２２ａの結合部２２３ａと、揺動端１０４ａ及び連結部材２０４ａの重ね合わされた重合部には左右一対のボルト穴ｈ２（一方側のみ示した）が形成され、これらのボルト穴ｈ２に各締付ボルトＢが挿通され、ナット締めされることによりバンプストッパ２２ａが揺動端１０４ａとボールジョイント２０ａの連結部材２０４ａとが重ね合わされた重合部に共締めされる。この場合も図１のアッパアーム１と同様の作用効果が得られる。
【００１８】
次に、図１のアッパアーム１はその揺動端１０４にバンプストッパ２２を締付結合していたが、これに代えて、本発明のサスペンションアーム構造を適用したアッパアーム１ｂを図５（ｂ）に示すように構成しても良い。ここでアッパアーム１ｂのアーム本体１０１ｂの平坦な揺動端１０４ｂにはボールジョイント２０ｂの板状の連結部材２０４ｂが重ね合わされる。この連結部材２０４ｂは車幅方向Ｙに比較的長く形成され、補強片部ｎを形成している。即ち、アーム本体１０１ｂの揺動端１０４ｂとその内部に嵌挿され、連結部材２０４ｂと重ね合わされた重合部の内、車幅方向Ｙで外側部位（図５（ｂ）で左側部位）は２本の締付ボルト２１（一方のみ図示した）で締付け処理され、この外側締付部位より車幅方向Ｙで所定量内側部位は補強片部ｎと回動規制部Ａが重なり、更にその内側部位が２本の締付ボルトＢ（一方のみ図示した）で締付け処理されている。この内、補強片部ｎと回動規制部Ａが重なる部位が車体側のバンプストッパ２２ｂに当接しアッパアーム１ｂの過度の上方への揺動を規制する様に機能する。
【００１９】
この場合、アッパアーム１ｂはその回動規制部Ａを連結部材２０４ｂにより補強されているので、過度な入力荷重を受けても十分の耐久性を保持できる。しかも、アーム本体１０１ｂの揺動端１０４ｂと締付結合された連結部材２０４ｂが揺動端１０４ｂを補強でき、図１のアッパアーム１と同様の作用効果を得られる。なお、この場合、バンプストッパ２２ｂを支持しないので、サスペンションアーム１ｂ全体としての部品点数削減を図れ、軽量化を図れる。
上述のところにおいて、本発明のサスペンションアーム構造は後輪用のアッパアーム１に適用されていたが、これに代えて前輪用の図示しないアッパアーム等に適用されても良く、更に、図示しないトレーリングアーム等の他のサスペンションアームに適用されても良く、これらの場合も図１のアッパアーム１とほぼ同様の作用効果が得られる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明では、アーム本体の揺動端に形成された外向き開口より差し込まれて締付結合される連結部材及び補強片部にアーム本体の揺動端を補強する部材としての機能とバンプストッパに当接可能な回動規制部の補強部材としての機能を持たせることができる。即ち、板金製の上壁板と下壁板を重ね一体結合してなるアーム本体の揺動端と締付結合された連結部材に２つの箇所の補強部材としての役割を持たせることができ、サスペンションアーム全体としての部品点数削減を図れ、軽量化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例としてのサスペンションアーム構造を適用されたアッパアームを有するサスペンション装置の要部切欠後面図である。
【図２】図１のサスペンション装置の要部切欠平面図である。
【図３】図１のアッパアームの要部拡大切欠断面図である。
【図４】図１のアッパアームの拡大平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態例としてのサスペンションアーム構造を適用されたアッパアームの要部拡大切欠断面図であり、（ａ）は第１の他の実施形態を、（ｂ）は第２の他の実施形態を示す。
【図６】従来のサスペンションアームの要部切欠断面図である。
【符号の説明】
１ アッパアーム
１０１ 主部
１０２ 筒状の枢支端
１０３ 筒状の枢支端
１０４ アーム本体の揺動端
１５，１６ 前後アームブラケット
２０ ボールジョイント
２０４ 連結部材
２２ バンプストッパ
２３ 回動規制ブラケット
ｎ 補強片部
Ａ アーム側の回動規制部
Ｓ サスペンション装置

Claims (1)

1. 板金製の上壁板と下壁板を重ね一体結合してなり、車体に設けたアーム取付部に基端を回動可能に結合し、且つ、車体に支持されたバンプストッパに当接可能な回動規制部を上壁面に形成したアーム本体と、
   揺動端にボールジョイントを備え同ボールジョイントより板状に延出する連結部材と、
   を具備し、
   上記連結部材の板状の部位は上記アーム本体の揺動端に形成された外向き開口より差し込まれ、上記アーム本体の揺動端とボルトで共締めされ、
   上記連結部材には上記回動規制部の裏面に重なるように補強片部が車幅方向に延出形成された、
   ことを特徴とするサスペンションアーム構造。

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