JP4569963B2 - サスペンションアーム - Google Patents
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Description
サスペンションアームは車両の旋回時に前記の力を受けており、操作安定性能を充分に得ようとすると、たわみによるアライメント変化量を低く保つために剛性の高いサスペンションアームが必要となる。
また、その力がサスペンションアームの許容を越えたときには永久変形が残るのでアライメントが狂い直進安定性へ悪影響をおよぼす。
サスペンションとはショックアブソーバーとコイルスプリング一体型のものもあるが、ショックアブソーバ・コイルスプリング一体型では室内や荷室へ張り出しが大きいので、コイルスプリング3とショックアブソーバ4を別置きし、大きな配置スペースの必要なコイルスプリングをサイドメンバの下に配置する構造となり、サスペンションアーム100はコイルスプリング3の下端側を支持する構造となってきている。
図24に示すようなダブルウィッシュボーン式独立懸架リアサスペンションを例に説明すると、車両上下方向に延在するショックアブソーバ4又はコイルスプリング23の下端側が、サスペンションアーム100L(100R)に支持されている。
このサスペンションアーム100L(100R)の車幅方向外方の端部は、タイヤ2L(2R)を保持するアクスルキャリア2を取付けし、内方の端部はサスペンションメンバ1に取り付けられている。
このように、サスペンションアーム100L(100R)はサスペンション機構に組み込まれて使用され、車幅方向でアクスルキャリア22とサスペンションメンバ1の支持点の間にショックアブソーバ24又はコイルスプリング3が支持されサスペンション装置を構成している。
また、スタビライザー機構を作動させるために、スタビライザーバー104のリンク部材であるスタビライザーリンクもサスペンションアームに取り付けられて使用される場合もある。
このような従来のサスペンションアームは、比較的に安価である鉄系材料を用いて接合にて充分な強度や剛性の確保を目指して形成するのが一般的である(例えば、特開2002−316228号公報)。また、近年では、軽量化を図るために、アルミニウム合金等の軽金属材料を採用したサスペンションアームが提案されている(例えば、国際公開第01/32979号公報、特開2000−225821号公報、特開2002−274133号公報)。
この場合、ある程度の形状を自由に作れる鋳造にてアーム部材を成形したり、強度を確保するために押出成形にてアーム部材を形成したりすることが考えられる。
しかしながら、鉄系材料にて強度を得るために接合にてサスペンションアームを形成する場合(例えば、特開2002−316228号公報参照)、比較的安価な材料をつかったにもかかわらず接合等に費用がかかるために、最も脆弱部なコイルスプリング支持部を接合にて補強するだけにとどめざるを得なく、図25に示すように、コイルスプリング支持部とサスペンションメンバ取付部との間の部位200はプレスされただけの形状となっている。そのため、圧縮力P1及び反力P2の作用により、図25では点線で示す形状から実線で示す形状へと断面にたわみや変形が発生し、十分な剛性、強度が得られない。また、引張力が作用した場合も同様である。
また、連続した中空断面をサスペンションメンバ取付部とアクスルキャリア取付部まで設定し剛性、強度を得る構造をとった場合(例えば、国際公開第01/32979号公報参照)においては、コイルスプリングをサスペンションアームの中空部の上にスプリングを乗せる構造となるので、サスペンションアームの断面高さのスペース分だけコイルスプリングの上端側を車両上下方向上方へ移動して配置させるか若しくはサスペンションのストローク量を減少させることが必要となり、車室内のスペースを縮小するか若しくはサスペンション性能を低下させざるをえなくなるという問題があった。
また、ショックアブソーバ又はコイルスプリングの取付部や、サスペンションメンバ取付部及びアクスルキャリア取付部の形状は、おのおのの部品が最適となるように設定されるので、サスペンションアームの各取付部の形状は大きく異なることが多い。そのため、アルミニウム合金での押出成形によりサスペンションアームを形成する場合(例えば、特開2000−225821号公報参照)においては、一定断面に近い断面形状では形状の異なる取付部を形成することは困難であった。
また、アルミニウム合金での鋳造によりサスペンションアームを形成する場合(例えば、特開2002−274133号公報参照)においては、異なる取付部形状をある程度は形成することは可能で、コイルスプリングをサスペンションアームの底面に支持することや、リブ補強を行うことも可能である。しかしながら、特に高い寸法精度が要求される両端の軸受部軸間距離において充分な寸法精度が得られないため、鋳造成形後に多くの切削加工を施して寸法精度を確保する必要や、鋳造の内部欠陥を検査する必要があり、作業工程や製造コストの増大を招く問題があった。
それゆえ、本発明は、以上の事情を背景になされたものであり、作業工程やコストの増大を回避しつつ、充分な強度と剛性を確保した上で軽量化を図り、低い位置に配置されたコイルスプリング等の部品の下端部を支持できるとともに、異なる取付部形状を設定することが可能なサスペンションアーム等のアーム部材を提供することを技術的課題とするものである。
ここで、アルミニウム合金の押出形材とは、直接押出や間接押出等を問わず、押出加工ができるアルミニウム合金を使用するという、趣旨である。
従って、合金材質は、いわゆる6000系合金のみならず、7000系、4000系、5000系合金等も適用できる。
本発明で、アーム部材とは、両端部に他の部品や構造物と連結できる連結部を有し、アーム側部に他の部品(両端部に連結する部品等と異なる他の部品)の一端部(下端部等)を連結支持するアーム状の部材をいう。
本発明におけるアーム部材は、サスペンションアーム、インパクトビーム、ドアビーム、バンパーリンホースメント等自動車の各種部品に適用できる。
押出形材の断面自由度が高い特徴を生かすには、アルミニウム合金の押出形材からなる素材に、底面部を形成する部分と、少なくとも2つの縦壁を形成する部分の他に、2つの縦壁の間を連結する横リブを備えた押出形材を素材として、横リブを部分的に切り欠いて、2つの縦壁の間又底面部に、上部から挿入した部品の下端部を支持する部品下端支持部を備えるアーム部材が良い。
横リブを切り欠いた部分の、2つの縦壁の間を部分的に徐変すると、部品の形状に合わせて下端部を支持することができる。
ここで、徐変としたのは、2つの縦壁の間隔(間口)広くする方向のみならず、狭くする方向にも塑性加工することをいう。
本発明をサスペンションアームに適用する場合には、アルミニウム合金の押出形材を素材とし、押出形材からなる素材には底面部を形成する部分と、少なくとも2つの縦壁を形成する部分とを有し、一の端部の縦壁にサスペンションメンバ取付部を備え、他の端部の縦壁にアクスルキャリア取付部を備え、サスペンションメンバ取付部とアクスルキャリア取付部との間であって、2つの縦壁の間又は底面部に、サスペンション構成部品の下端部を支持するサスペンション構成部品下端支持部を備える。
本発明に係るサスペンションアームによれば、アルミニウム合金の押出形材より成形されているので、バネ下重量を軽減することが可能である上に、ショックアブソーバ又はコイルスプリングの下端側を支持する支持部がアームの断面内側に構成されることになるので、ショックアブソーバ又はコイルスプリングの下端をサスペンションアームの最低地上高さまで低く設定可能となる。
この結果、ショックアブソーバ又はコイルスプリングの上端の高さレベルをその分だけ低く設定することにより車室内や荷室のスペース拡大可能となったり、サスペンションストローク量を大きくとることにより乗り心地を向上させることが可能になる。
また、アルミニウム合金の押出形材からなる素材に、底面部を形成する部分と、少なくとも2つの縦壁を形成する部の他に、2つの縦壁の間を連結する横リブ(連結リブ)を備えた押出形材を素材として、横リブを部分的に切り欠いて、2つの縦壁の間又は底面部にサスペンション構成部品下端支持部を形成しても良い。
このように、2つの縦壁の間を連結する横リブ(連結リブ)を備えると 特にコイルスプリング取付部の断面が広がる変形を抑制するので、たわみや変形を低減させることが可能となる。
連結リブを備える方法として溶接やリベット等で別部品を用いて連結リブを形成することは容易に考えられるが、溶接では熱影響による機械的性質の低下、リベットでは接合強度が低いため、充分な剛性、強度が得られないにもかかわらずコスト高になる。
それゆえに、押出形材により一体成形された連結リブを備えることは、安価で、十分な剛性、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
また、押出形材の場合、各部の肉厚を変化させることが可能となるので、サスペンションアームに圧縮力や引張力が作用したときに生じる応力を肉厚を変化させて、均一化を図ることができ、余剰な肉厚部位をなくして更なる軽量化が図れる。
横リブ(連結リブ)を切り欠いた部分の2つの縦壁の間を部分的に塑性加工等にて徐変して、サスペンション構成部品下端取付部を形成できる。
これにより、ショックアブソーバやコイルスプリングの支持部の形状、サスペンションメンバ取付部の形状及びアクスルキャリア取付部の形状を各々の要求性能の応じた最適寸法とすることができ、騒音や振動などを抑制するための細かな調整を行うことが可能となるので、更なる乗り心地向上を図ることができる。
サスペンションアームは、底面部を波状に塑性加工を施し成形することができる。
また、波状にしたことで、底面横壁の剛性・強度が向上するので、連結リブを切除した部位でも、たわみや変形を低減させることが可能となり、サスペンションアームの剛性、強度を確保しつつ更なる軽量化を図ることができる
押出形材からなる素材の縦壁を形成する部分を、中空断面形状にすることができる。
コイルスプリング取付部に対し車幅方向の内側近傍または外側近傍の連結リブを切除せずに残しておくだけでも、サスペンションアームに圧縮力や引張力が作用したときにコイルスプリング取付部のコイルスプリング取付部の断面が広がる変形を十分に抑制できるので、たわみや変形を充分に低減させることが可能であるが、縦壁を形成する部分を、中空断面形状にすると、サスペンションアームの剛性、強度を確保しつつ更なる軽量化を図ることができる。
2つの閉断面形状からなる中空断面形状の縦壁をコイルスプリングの左右に備え、さらには、サスペンションメンバ取付部とアクスルキャリア取付部との間の略全長にわたって延びて連続した中空部とすることができる。
これにより、全長部位で発生している微少なたわみを抑制することが可能となり、縦壁の肉厚を低減しても十分な剛性、強度を確保でき、軽量化を図ることができる。
特に、コイルスプリング取付部においては、コイルスプリングの下端側を支持する底面部の両側から繋がる縦壁が左側中空部および右側中空部にて補強されているので、縦壁自身の微少たわみや変形も低減することが可能である。
横リブは1つでも大きな効果があるが、横リブを2つ以上形成した押出形材を素材としてもよい。
サスペンション構成部品を支持しない部分は横リブを切り欠く必要が無いので、その部分に2つ以上の横リブ(2つの縦壁の連結リブ)があると横リブによる閉断面部が追加されることになるので、さらに剛性が向上する。
縦壁の中空部は部分的に押し潰して、サスペンションメンバ取付部又は/およびアクスルキャリア取付部を形成することができる。
これにより、実質的には外縦壁と内縦壁の2枚の壁の肉厚を確保したことになり、取付部の剪断を抑制する。
図2はサスペンションアームの各部位の断面図である。
(a)はサスペンションメンバ1の取付部101における断面図(図1のA−A断面図)、(b)はスタビライザリンク5の取付部105における断面図(図1のB−B断面図)、(c)はショックアブソーバ4の取付部104における断面図(図1のC−C断面図)、(d)はアクスルキャリア2の取付部102における断面図(図1のD−D断面図)である。
図3は、サスペンションアーム10に用いられる押出形材の断面図である。
図4(a)は周辺部品(ショックアブソーバ4等)を組み付けた状態での正面図、図4(b)は図4(a)のE−E断面図である。
図5は、本発明に係る他の実施例に関し、サスペンションアーム20の斜視図である。
図6(a)はサスペンションメンバ1の取付部101のおける断面図(図5のA−A断面図)、図6(b)はスタビライザリンク5の取付部105における断面図(図5のB−B断面図)、図6(c)はショックアブソーバ4の取付部104における断面図(図5のC−C断面図)、図6(d)はアクスルキャリア2の取付部102における断面図(図5のD−D断面図)である。
図7は、サスペンションアーム20に用いられる押出形材20aの断面図である。
図8は押出形材より成形されるサスペンションアームの成形過程を示す斜視図である。
図9は、コイルスプリング3とショックアブソーバ4とを個別に支持するサスペンションアームの例を示す。
図10は、他の例としてサスペンションアーム30の実施例を示す。
図11(a)はサスペンションアーム30の上方からの斜視図で、図11(b)はサスペンションアーム30の下方からの斜視図である。
図12(a)はサスペンションメンバ1の取付部101における断面図(図11のA−A断面図)、図12(b)はサスペンションメンバ取付部101とコイルスプリング3の取付部103とを接続している部位における断面図(図11のB−B断面図)、図12(c)はコイルスプリング取付部103における断面図(図11のC−C断面図)、図12(d)はショックアブソーバ104の取付部104における断面図(図11のD−D断面図)、図12(e)はアクスルキャリア2の取付部102における断面図(図11のE−E断面図)である。図12(a)〜(e)では、サスペンションアーム30の周辺部品(コイルスプリング等)の組み付けた状態を示している。
図13は、サスペンションアーム30に用いられる押出形材の断面図である。
図14(a)は、図13に示す断面形状の押出形材を溶体化処理後に、コイルスプリング取付部103からアクスルキャリア取付部102までの間の左側中空部と右側中空部とを連結している横リブを切除した段階の斜視図であり、図14(b)は図14(a)のX−X断面図である。
図15(a)は、図14の段階から横リブを切除した部位の左側中空部及び右側中空部を押し広げた段階を示す斜視図であり、図15(b)は図15(a)のX−X断面図である。
図16は、図15の段階からコイルスプリング取付部周辺以外の部位における連結部を切除し、左側中空部及び右側中空部を矢印Z1方向から曲げ加工した段階を示す斜視図である。
図17は、図16の段階からサスペンションメンバ取付部を矢印Z2方向から押し潰し、アクスルキャリア取付部を矢印Z3方向から押し潰すと共に、コイルスプリングの形状にあわせたパンチ51を矢印Z4方向より押しつけて底面部を形成することを示す。
図18(a)はサスペンションアーム40の上方からの斜視図、図18(b)はサスペンションアームの下方からの斜視図である。
図19(a)はアクスルキャリアの取付部102における断面図(図18のA−A断面)、図19(b)はコイルスプリング取付部103に対し車幅方向の外側近傍の縦壁上部に一体成型された連結壁における断面図(図18のB−B断面)、図19(c)はコイルスプリング取付部103に対し車幅方向の内側近傍の縦壁上部に一体成型された連結壁における断面図(図18のB−B断面)、図19(d)は幅を部分的に縮小された部位の底面部が波状に塑性加工を施して成形したところを示す断面図(図18のD−D断面)、図2(e)はサスペンションメンバ取付部101における断面図(図1のE−E断面)である。
図20(a)はサスペンションアーム40を組み付けたサスペンション機構の上方からの斜視図、図20(b)はサスペンションアームを組み付けたサスペンション機構の下法からの斜視図である。
図21(a)はショックアブソーバ4をサスペンションアームに組み付けた状態における断面図、図21(b)はコイルスプリングをサスペンションアームに組み付けた状態における断面図、図21(c)はサスペンションアームを組み付けたサスペンション機構における断面図である。
図22(a)は本実施形態で用いた押出形材で、横リブの中央部が最も肉厚が厚くなるように設定されており、左側縦壁および右側縦壁の繋がる部位に近づくにしたがい肉厚が薄くなっている。
図22(b)はサスペンションアームの塑性加工の途中工程を示す車幅方向外方の上方における斜視図、図22(c)はサスペンションアームの塑性加工の途中工程を示す車幅方向内方の上方における斜視図、図22(d)は幅を部分的に縮小された部位が波状に塑性加工を施されている途中工程での断面図(図22(b)のX−X断面)である。
図23(a)は他の実施例を示し、図23(b)は図23(a)におけるA−A断面を示す。
図24は、車両の左旋回時に車幅方向右方に働く遠心力Gを示す。
図25は、圧縮力P1及び反力P2の作用により、点線で示す形状から実線で示す形状へと断面にたわみや変形が発生する状況を模式的に示す。
図2はサスペンションアームの各部位の断面図で、図4の組み立て図と共に説明する。
図2(a)はサスペンションメンバ1の取付部101における断面図(図1のA−A断面図)、図2(b)はスタビライザリンク5の取付部105における断面図(図1のB−B断面図)、図2(c)はショックアブソーバ4の取付部104における断面図(図1のC−C断面図)、図2(d)はアクスルキャリア2の取付部102における断面図(図1のD−D断面図)である。図2(a)〜(d)では、サスペンションアーム10の周辺部品(ショックアブソーバ4等)を二点鎖線で表しており、その組み付けた状態を示している。図3は、サスペンションアーム10に用いられる押出形材の断面図である。図4(a)は周辺部品(ショックアブソーバ4等)を組み付けた状態での正面図、図4(b)は図4(a)のE−E断面図である。
サスペンションアーム10は、例えば、6000系(Al−Mg−Si系)のアルミニウム合金を用いて、図3に示すような略U字形状の断面で押出成形した押出形材を素材として成形される。
図3に示すように、押出形材10aの断面形状は、高さD、開口幅Lの断面略U字状を呈しており、対向する2つの縦壁11a、12aが塑性加工により製品であるサスペンションアームの縦壁11、12になる。
その2つの縦壁を連結し略U字状の底にあたる底面部13aが製品の底面部を形成する。
図3に示した例では、縦壁11a、12aの肉厚が、底面部の肉厚より厚く設定されている。
また、2つの縦壁と底面部との間は、それぞれR形状のコーナー部11b、12bとなっている。
縦壁の上端には、それぞれリブ(フランジ部)11c、12cが水平方向外方(図3において、リブ11cは右方向、リブ12cは左方向に)に延在している。
図1に示すように、サスペンションアーム10は、押出形材を素材としてプレス成形等にて、サスペンションメンバ取付部101、アクスルキャリア取付部102、ショックアブソーバ取付部104、及びスタビライザリンク取付部105等を成形し、それぞれの部位における断面形状の最適化を図っている。
即ち、押出形材の開口幅Lを段階的に拡大するように塑性加工を施し成形されている。
押出形材をプレス成形し、各部が所定の形状になった段階で、縦壁の車両上下方向の上方側を、ショックアブソーバ取付部104周辺の部位を残して切除する。
更に、サスペンションアーム10の両端部に位置するサスペンションメンバ取付部101及びアクスルキャリア取付部102を、円弧状に切除する。
各取付部の取付孔14a、15a、16a、17aもプレスで抜き打ち加工し切除する。
また、アクスルキャリア取付部102では、横リブも切除する。
その後、必要に応じて熱処理をする。
このサスペンションアーム10の例は、図4に示すように、コイルスプリング3をショックアブソーバ4に組み付けたものと、スタビライザリンク5を支持するタイプである。
サスペンションアーム10の車幅方向内方の端部は、サスペンションメンバ取付部101となっており、サスペンションメンバ1の下端側に位置するブッシュ1aが、サスペンションメンバ取付部101の取付孔15に組み付けられる。
図2(a)に示すように、サスペンションメンバ取付部101は、縦壁の上方側が切除されているが、塑性変形させていない部分なので、図2における開口幅Lと同じとなっている。
サスペンションメンバ取付部101からスタビライザリンク取付部105の手前までは、開口幅が拡大されていない。
スタビライザリンク取付部105では、スタビライザリンク5の下端側に位置するロアブッシュ5aが、スタビライザリンク取付部105の取付孔17にボルト5bとナット5cで組み付けられる。
図2(b)に示すように、プレス成形にて開口幅が拡大されているので、開口幅L大きくなっている。
このとき、縦壁の下側の一部は、底面部に回り込んでいる。
縦壁の上方側は一部切除されているが、サスペンションメンバ取付部101に比べて切除の量は少ない。
ショックアブソーバ取付部104では、ショックアブソーバ4の下端側に位置するロアブッシュ4aが、ショックアブソーバ取付部104の取付孔16にボルト4bとナット4cで組み付けられる。
即ち、ショックアブソーバ4の下端側を支持する支持部であるショックアブソーバ取付孔16が、サスペンションアーム10のアームの断面内側になるように構成されている。
図2(c)に示すように、スタビライザリンク取付部105よりも更に開口幅が拡大されているので、縦壁の下側の一部が底面部に回り込んでいる量も多くなっている。
この部位では縦壁の上方側は切除されていない。従ってリブ11c、12cが残っている。
サスペンションアーム10の車両幅方向内方の端部は、アクスルキャリア取付部102となっており、アクスルキャリア2の下端側が、アクスルキャリア取付部の取付孔14に組み付けられる。
図2(d)に示すように、アクスルキャリア取付部102は、縦壁の上方側及び下方側が切除されているが、開口幅はLと同じになっている。
このように、ショックアブソーバ取付部104とスタビライザリンク取付部105は、サスペンションメンバ取付部101とアクスルキャリア取付部102との間に位置しており、プレス成形により開口幅が段階的に拡大されている。
また、切除により各取付部の高さも調整されている。
つまり、ショックアブソーバ取付部104が最も強度が必要であるため断面形状が大きく設定されており、他部品の干渉物を回避させた上でショックアブソーバ取付部104以外の部位を切除にて軽量化を図ったものとなっている。
また、縦壁11、12は、取付孔が、せん断しないような肉厚が厚く設定されているが、それに対し取付孔を有しない底面部は肉厚を薄くして軽量化を図ったものとなっている。
以上のように、本発明に係るサスペンションアームにおいては、アルミニウム合金の押出形材を素材として成形されているので、バネ下重量を軽減することが可能である上に、ショックアブソーバの下端側を支持する支持部がアームの断面内側に構成されているので、図4(b)に示すように、ショックアブソーバの下端を、より低く設定可能となる。
この結果、ショックアブソーバの上端の高さレベルをその分だけ低く設定することにより車室内や荷室のスペース拡大可能となったり、サスペンションストローク量を大きくとることにより乗り心地を向上させることが可能になる。
また、縦壁を厚肉としたことで、サスペンションメンバ取付部101やアクスルキャリア取付部102の剛性を満足させることができ、底面部を薄くすることで軽量化を図ることができる。
更に、断面略U字形状を呈した押出形材を、その押出形材の開口幅Lを部分的に拡大するようにプレス加工を施し成形されていることにより、ショックアブソーバ4の支持部の形状、サスペンションメンバ取付部の形状及びアクスルキャリア取付部の形状を各々の要求性能の応じた最適寸法とすることができ、騒音や振動などを抑制するための細かな調整を行うことが可能となるので、更なる乗り心地を向上させることに繋がる。
また、断面略U字形状を呈した押出形材を用いることにより、平板材からプレス成形することに比べると、最終形態までの塑性変形量を小さくすることができ、作業工程数を短縮するとともに塑性加工時における割れの発生を抑制できる。
図5は、本発明に係る他の実施例に関し、サスペンションアーム20の斜視図である。
図6(a)はサスペンションメンバ1の取付部101のおける断面図(図5のA−A断面図)、図6(b)はスタビライザリンク5の取付部105における断面図(図5のB−B断面図)、図6(c)はショックアブソーバ4の取付部104における断面図(図5のC−C断面図)、図6(d)はアクスルキャリア2の取付部102における断面図(図5のD−D断面図)である。
図7は、サスペンションアーム20に用いられる押出形材20aの断面図であり、図8は押出形材より成形されるサスペンションアームの成形過程を示す斜視図である。
第2実施例における第1実施例との大きな相違点は、図7に示すように、U字状の断面形状を呈している押出形材が、閉断面形状を有していることである。
即ち、対向する2つの縦壁21a、22aと、その2つの縦壁を連結し略U字状の底にあたる底面部23aの他に及び横リブ(連結リブ)24aを備えており、縦壁と、底面部及び横リブで中空の閉断面形状が形成されている。
横リブより上方の縦壁は、それぞれ閉断面形状から上方に延びるフランジ部となっており、リブ21c、22cが水平方向外方に延在している。
また、第2実施例におけるサスペンションアーム20は、第1実施例におけるプレス成形をする前に、図8(a)に示すように、押出形材を部分的に開断面となるように横リブ24aがパンチ加工等で切除されている。その後、第1実施例と同様に、押出形材の開口幅Lを段階的に拡大するように塑性加工を施し、図8(b)に示すような状態になり、切除の工程を経て図5に示すような状態となる。
以上のように、サスペンションメンバ取付部とスタビライザリンク取付部の間を閉断面形状にした押出形材を用いることにより、中空断面による剛性を得ることができる。
このように、断面を拡大しない部位を中空断面とすることで剛性を高くしたことによりサスペンションアーム全体の剛性を高めることができるので、車両の旋回時などのアライメント変化を抑制することができ、操作安定性の向上に繋がる。
また、部分的に開断面となるように横リブを切除し、更にその開断面の開口幅を部分的に拡大するように塑性加工を施し成形することにより、ショックアブソーバ4の支持部の形状を形成することを可能とした。
尚、上記実施例1及び2では、コイルスプリング3がショックアブソーバ4に組み付けられたものをサスペンションアームへ支持させる構成を例として示したが、本発明の実施にあたっては、図9に示すように、コイルスプリング3とショックアブソーバ4とを個別に支持するサスペンションアームであっても、各取付部の大きさや肉厚を変更するだけで応用が可能である。
この場合、図9(b)に示すように、サスペンションアームの底面部が支持部となっている。
また、コイルスプリング3のみを支持する場合や、ショックアブソーバ4のみを支持するようなサスペンションアームであってもよい。
図10に他の例としてサスペンションアーム30の実施例を示し、図11(a)はサスペンションアーム30の上方からの斜視図、図11(b)はサスペンションアーム30の下方からの斜視図である。
図12(a)はサスペンションメンバ1の取付部101における断面図(図11のA−A断面図)、図12(b)はサスペンションメンバ取付部101とコイルスプリング3の取付部103とを接続している部位における断面図(図11のB−B断面図)、図12(c)はコイルスプリング取付部103における断面図(図11のC−C断面図)、図12(d)はショックアブソーバ104の取付部104における断面図(図11のD−D断面図)、図12(e)はアクスルキャリア2の取付部102における断面図(図11のE−E断面図)である。図12(a)〜(e)では、サスペンションアーム30の周辺部品(コイルスプリング等)の組み付けた状態を示している。
図13は、サスペンションアーム30に用いられる押出形材の断面図である。
サスペンションアーム30は、例えば、6000系(Al−Mg−Si系)のアルミニウム合金を用いて図13に示すような4つの閉断面形状(左側中空部、右側中空部、中間中空部、下側中空部)を有した押出形材を素材として塑性加工等を施し成形される。
左側中空部32cと右側中空部31cとを、2つの横リブ(連結リブ)34a、34b及び連結部33aで連結した断面形状になっている。
サスペンションアーム30の例は、2つの横リブ34a、34bを部分的に切り欠き、所定の塑性加工を施し、左側中空部32cと右側中空部31cとで、製品の中空縦壁32、31を形成し、連結部33aで製品の底面部33を形成する例である。
図13に示すように、左側中空部及び右側中空部は、四隅をR形状とした縦長の略長方形形状を呈している。
製品の底面部となる連結部33aは、左側中空部の下壁と、右側中空部の下壁とを速結し、下方に凸となる円弧形状を呈している。
本実施形態で用いた押出形材は、連結部33aの肉厚が最も厚く設定されており、次いで4つの縦壁、上下壁、横リブの順で段階的に薄く設定されている。
図10に示すように、サスペンションアーム30の周辺部品はおのおのの形状、サイズが大きく異なっている。
サスペンションメンバ1の取付部101は、ピポットの役割をもつのでサスペンションアーム30側の断面幅は小さいほうが好ましい。
コイルスプリング3はコイル状の形をしているため、コイルスプリング取付部103は丸型でサイズも大きくなるのでサスペンションアーム30側の断面が最も大きくなる。
ショックアブソーバ4の取付部104は、断面の中にショックアブソーバを取り付けるので、サスペンションアーム側の断面としては、ショックアブソーバを挟み込めるだけの幅が必要となる。
アクスルキャリア2の取付部102についてもショックアブソーバ取付部104と同様に、アクスルキャリア2を挟み込めるだけの幅が必要となる。
このようなおのおのの周辺部品の形状、サイズからサスペンションアーム10の断面形状は、図12に示すように、押出形材を素材にして、サスペンションメンバ1の取付部101、アクスルキャリア2の取付部102、ショックアブソーバ4の取付部104、及びコイルスプリング3の取付部103にそれぞれ合致した断面になるように塑性加工される。
サスペンションアーム30の車幅方向内方の端部は、サスペンションメンバ取付部101となっており、サスペンションメンバの下端側に位置するブッシュ1aが、サスペンションメンバ取付部の取付孔35にボルト1bとナット1cで組み付けられる。
サスペンションメンバ取付部101とコイルスプリング取付部103との間の部位は、図12(b)に示すように、隣り合った左側中空部32と右側中空部31を横リブ34a、34bにて連結された断面となっており、3つの閉断面形状(左側中空部、中間中空部、右側中空部)にて剛性、強度共に充分に得ることができる形状となっている。
この部位では、図13に示した押出形材断面の連結部33aは切除により軽量化を図っている。
図13(b)には、連結部を切除した部位を破線で示している。
図12(a)に示すように、サスペンションメンバ取付部101は、連結部33a切除し、図13に示した押出形材断面よりも幅を小さく設定するために、左側中空部及び右側中空部を押し潰し幅を狭くしてある。
コイルスプリング取付部103では、コイルスプリング3の下端側を支持する底面が形成されている。
図12(c)に示すように、コイルスプリング取付部103は、コイルスプリング3の両脇に、横リブによる連結を取り払って押し広げられた左側中空部及び右側中空部があり、コイルスプリング3を支持する底面にて左側中空部及び右側中空部が繋がっている断面となっている。
左側中空部及び右側中空部にて充分な剛性、強度を得ることができる上に、コイルスプリングを底面にて保持できる構造を可能としている。
底面部は、図13に示した押出形材断面における連結部33aが押し広げられて形成されている。
ショックアブソーバ取付部104では、ショックアブソーバ4の下端側に位置するロアブッシュ4aを、ショックアブソーバ取付部104の取付孔38にボルト4bとナット4cで組み付ける。
図12(d)に示すように、ショックアブソーバ取付部は、横リブによる連結を取り払って押し広げられた左側中空部及び右側中空部の内側面31b、32bへショックアブソーバを取付ける。
ボルト、ナットは左側中空部及び右側中空部の外側面31a、32aにあけられた作業穴より挿入し、組み付ける。
この部位では、図13に示した押出形材断面の連結部33aは、サスペンションメンバ取付部に比べて切除の量は少なく、左側中空部及び右側中空部の下壁側を部分的に残して切除されている。
サスペンションアーム30の車両幅方向内方の端部は、アクスルキャリア取付部102となっており、アクスルキャリアの下端側が、アクスルキャリア取付部の取付孔36にボルトとナットで組み付けられる。
図12(d)に示すように、アクスルキャリア取付部102は横リブによる連結を取り払って押し広げられた左側中空部及び右側中空部を押し潰して内側面と外側面が密着することで、取付部の実質的な肉厚を確保している。
サスペンションアーム30の端部に近いところでの取付穴であるため、引張力により穴剪断につながるので、内側面(31b、32b)と外側面(31a、32a)の2枚合計の板厚を確保することで穴剪断を抑制している。
この部位では、図13に示した押出形材断面の連結部33aは切除されている。
このように、ショックアブソーバ取付部とコイルスプリング取付部は、サスペンションメンバ取付部とアクスルキャリア取付部との間に位置しており、左側中空部及び右側中空部はサスペンションメンバ取付部とアクスルキャリア取付部との間の略全長にわたって延びて連続した中空部となっている。
更に、左側中空部及び右側中空部の両端部は押し潰した形状となっているため、サスペンションメンバ取付部及びアクスルキャリア取付部における左側中空部及び右側中空部の中空断面積が、押し潰されてコイルスプリング取付部における左側中空部及び右側中空部の中空断面積より小さくなるように形成されている。
次に、図13に示す押出形材断面形状から、各部の断面形状に加工する過程を説明する。
図14〜図17は押出形材からサスペンションアーム30を成形するまでの過程を図番の順に示している。
図14〜図17中に示した2点鎖線は、加工に使用した型およびパンチを示す。
図14(a)は、図13に示す断面形状の押出形材を溶体化処理後に、コイルスプリング取付部103からアクスルキャリア取付部102までの間の左側中空部と右側中空部とを連結している横リブを切除した段階の斜視図であり、図14(b)は図14(a)のX−X断面図である。
この段階では、閉断面形状である中間中空部及び下側中空部が部分的に開断面となるように、横リブが切除されている。この切除されている部位では、左側中空部及び右側中空部とは連結部33aのみによって連結されている。
図15(a)は、図14の段階から横リブを切除した部位の左側中空部及び右側中空部を押し広げた段階を示す斜視図であり、図15(b)は図15(a)のX−X断面図である。
図15(b)における破線は、左側中空部と右側中空部を押し広げる前の押出形材形状を示す。この段階では、横リブが切除された開断面の開口幅を部分的に拡大するように塑性加工を施し成形されている。
図15(a)に示すように、円柱形状の型50を位置50sから位置50eまで挿入することで、左側中空部と右側中空部の間が広がる。
広がるにしたがい、連結部33aも同じ周長を保ったまま変形する。
図16は、図15の段階からコイルスプリング取付部周辺以外の部位における連結部を切除し、左側中空部及び右側中空部を矢印Z1方向から曲げ加工した段階を示す斜視図である。
矢印Z1は、ショックアブソーバ取付部とコイルスプリング取付部との間に位置している。このようにして、左側中空部と右側中空部との間の開口幅は、アクスルキャリア取付部12では広がっており、コイルスプリング取付部14で更に広がっている。
図17は、最後の段階の斜視図である。図17の段階では、図16の段階からサスペンションメンバ取付部を矢印Z2方向から押し潰し、アクスルキャリア取付部を矢印Z3方向から押し潰すと共に、コイルスプリングの形状にあわせたパンチ51を矢印Z4方向より押しつけて底面部を形成することでサスペンションアーム30の形状を得ることができる。
更に、各部の穴あけを行い、サスペンションアームの両端部に位置するサスペンションメンバ取付部及びアクスルキャリア取付部は、円弧状に切除される。
上述の加工を終えた後に、熱処理を実施して材料の機械的性質を向上させる。また、上記した押出形材の溶体化処理を省いても同様の機械的性質の向上が図れる材質については、溶体化処理しないで押出形材をそのまま加工し、加工後に熱処理を実施して機械的性質を向上させてもよい。
以上のように、本発明に係るサスペンションアーム30においては、アルミニウム合金の押出形材より成形され、サスペンションメンバ取付部とアクスルキャリア取付部との間に連続した左側中空部及び右側中空部を形成しているので、十分な剛性、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
特に、コイルスプリング取付部においては、コイルスプリングの下端側を支持する底面の両側が左側中空部及び右側中空部にて補強されているので、サスペンションアーム30に圧縮力や引張力が作用したときのたわみや変形を低減させることが可能になる。
その結果、剛性、強度が得られることで車両旋回時の操縦安定性能の向上させることが可能となる。
また、最終形態、作業工程数を短縮するとともに塑性加工時における割れの発生を抑制できる押出形材断面形状を用いていることと、熱処理の前に加工を実施することで加工を容易にすることにより、製造コストを安価に抑えることが可能となる。
更に、剛性・強度に応じた押出形材断面の各部の肉厚を変化させることにより、材料費低減にも繋がる。
また、2つの閉断面形状(左側中空部及び右側中空部)を連結する横リブを部分的に切除し、連結部をコイルスプリング取付部における底面部とすることで、コイルスプリングの下端側を支持する底面がアーム断面の底部に構成させることができるので、コイルスプリングの下端を最低地上高さまで低く設定可能となる。
この結果、コイルスプリングの上端の高さレベルをその分だけ低く設定することにより車室内や荷室のスペース拡大可能となったり、サスペンションストローク量を大きくとることにより乗り心地を向上させることが可能になる。
本発明に係る車両用のサスペンションアームの他の実施例を図18に示す。
図18(a)はサスペンションアーム40の上方からの斜視図、図18(b)はサスペンションアームの下方からの斜視図である。
図19(a)はアクスルキャリアの取付部102における断面図(図18のA−A断面)、図19(b)はコイルスプリング取付部103に対し車幅方向の外側近傍の縦壁上部に一体成型された連結壁における断面図(図18のB−B断面)、図19(c)はコイルスプリング取付部103に対し車幅方向の内側近傍の縦壁上部に一体成型された連結壁における断面図(図18のB−B断面)、図19(d)は幅を部分的に縮小された部位の底面部が波状に塑性加工を施して成形したところを示す断面図(図18のD−D断面)、図2(e)はサスペンションメンバ取付部101における断面図(図1のE−E断面)である。
図20(a)はサスペンションアーム40を組み付けたサスペンション機構の上方からの斜視図、図20(b)はサスペンションアームを組み付けたサスペンション機構の下法からの斜視図である。
図21(a)はショックアブソーバ4をサスペンションアームに組み付けた状態における断面図、図21(b)はコイルスプリングをサスペンションアームに組み付けた状態における断面図、図21(c)はサスペンションアームを組み付けたサスペンション機構における断面図である。
サスペンションアーム40は、例えば、6000系(Al−Mg−Si系)のアルミニウム合金を用いて、図22(a)に示すような3つの閉断面形状(左側中空部、右側中空部、中間中空部、)を有した押出形材より成形した例である。
左側縦壁と右側縦壁とを横リブ44aおよび底面部43aにて繋がった1つの閉じ断面形状の左側縦壁の左側に左側中空部42a、右側縦壁の右側に右側中空部41aを形成した断面となっている。
ここで、左側中空部42aは製品の左側の縦壁42になり、右側中空部41aは製品の右側の縦壁41に形成される部分である。
また、底面部43aが製品の底面部43に形成される部分である。
図22(a)に示すように本実施形態で用いた押出形材は、横リブの中央部が最も肉厚が厚くなるように設定されており、左側縦壁および右側縦壁の繋がる部位に近づくにしたがい肉厚が薄くなっている。
また、底面部は押出形材形状においても塑性加工をし易くするために、小さな波状に形成している。
図20および図21に示すように、サスペンションアーム40の周辺部品はおのおのの形状、サイズが大きく異なっている。
サスペンションメンバの取付部101は、ピポットの役割をもつのでサスペンションアーム40側の断面幅は小さいほうが好ましい。
コイルスプリング3はコイル状の形をしているため、コイルスプリング取付部103は丸形でサイズも大きくなるのでサスペンションアーム側の断面が最も大きくなる。
ショックアブソーバ4の取付部104は断面の中にショックアブソーバを取り付けるので、サスペンションアーム側の断面としては、ショックアブソーバ4を挟み込めるだけの幅が必要となる。
アクスルキャリア2の取付部102についてもショックアブソーバ4と同様に、アクスルキャリアを挟み込めるだけの幅が必要となる。
また、スタビライザーリンク5の取付部105の上方は挙動するスタビライザーリンクと干渉しないだけの十分な開放スペースが必要となる。
このようなおのおのの周辺部品の形状、サイズからサスペンションアームの断面形状は図19および図21に示すように押出形材に塑性加工を施して、サスペンションメンバの取付部、アクスルキャリアの取付部、ショックアブソーバの取付部、およびコイルスプリングの取付部、更にスタビライザーリンクの取付部の上方の開放スペースにおける断面形状に合致するようにする必要がある。
サスペンションアームの車幅方向内方の端部は、サスペンションメンバ取付部101となっており、サスペンションアーム側の取付孔45にブッシュ1aが圧入された後に、サスペンションメンバ側の取付部にボルトとナットで組み付けられる。
図19(e)に示すようにサスペンションアーム40側のサスペンションメンバの取付部101は、押出形材の横リブおよび底面部からなる閉じ断面形状(中間中空部)の横リブ(連結リブ)を部分的に切除した開断面部位の開口幅を縮小するように塑性加工を施す。
この部位では底面部を波状に折り畳んで塑性加工されている。
その上で、左側縦壁と右側縦壁間の幅を保ったまま左側中空部と右側中空部を完全に潰して、サスペンションメンバ取付部101を形成している。
サスペンションメンバ取付部101からスタビライザーリンク105の間の部位では、図19(d)に示すように押出形材の横リブおよび底面部からなる閉じ断面形状(中間中空部)の横リブを部分的に切除した開断面部位の開口幅を縮小するように塑性加工を施す。
この部位では底面部を波状に折り畳んで塑性加工されている。
波状にしたことで、底面横壁の剛性・強度が向上し、たわみや変形を低減させることが可能となっている。
スタビライザーリンク取付部105では、スタビライザーリンク5の下端側を支持する底面が、底面部により形成されている。
図21(c)に示すように、押出形材の横リブおよび底面部からなる閉じ断面形状(中間中空部)の横リブを部分的に切除した開断面部位の開口幅を縮小するように塑性加工を施す。
この部位では底面部を波状に塑性加工されている。
スタビライザーリンク5は底面部に設けられた取付孔48にブッシュ5aを介してナットにより組み付けられる。
また、スタビライザーリンクの取付部の上方は挙動するスタビライザーリンクと干渉しないだけの十分な開放スペースが、横リブの切除により得られる。
コイルスプリング取付部103に対し車幅方向の内側近傍部では、図19(b)、図21(c)に示すように、押出形材の左側縦壁、右側縦壁に繋がった横リブおよび底面部からなる閉じ断面形状(中間中空部)を形成している。
横リブは中央部が最も肉厚が厚くなるように設定されており、左側縦壁および右側縦壁の繋がる部位に近づくにしたがい肉厚が薄くすることで、応力の均一化を図り余剰な肉厚部位をなくしてる。
また、特にコイルスプリング取付部の断面が広がる変形を横リブにて抑制するので、たわみや変形を低減することが可能となっている。
コイルスプリング取付部103では、コイルスプリング3の下端側を支持する底面が、底面部により形成されている。
図21(b)、図21(c)に示すように,コイルスプリング取付部103は、押出形材の横リブおよび底面部からなる閉じ断面形状(中間中空部)の横リブを切除した開断面の開口より型を挿入して底面横壁をコイルスプリング取付部の支持する底面形状に塑性加工し、コイルスプリングを底面にてインシュレータを介して保持できるようになっている。
更に左側縦壁の左側に左側中空部、右側縦壁の右側に右側中空部を形成して補強しており、縦壁自身の微少なたわみや変形を低減する。
コイルスプリング取付部に対し車幅方向の外側近傍部も、図19(d)、図21(c)に示すように、押出形材の左側縦壁、右側縦壁に繋がった横リブおよび底面部からなる閉じ断面形状(中間中空部)を形成している。
これによりコイルスプリング取付部の断面が広がる変形を横リブにて抑制する。
ショックアブソーバ取付部104では、ショックアブソーバ4の一部であるロアブッシュ部4aが、ショックアブソーバ取付部の取付孔47にボルトとナットで組み付けられる。
ボルトおよびナットは左側縦壁の左側にある左側中空部、右側縦壁の右側の右側中空部の外側に設けられた作業穴より挿入し、組み付けられる。
図21(a)、図21(c)に示すようにショックアブソーバ取付部104は押出形材の2つの縦壁の開口幅を縮小するように塑性加工する。
開口幅の縮小にあたって底面部を波状にしたことで、底面横壁の剛性・強度が向上し、たわみや変形を低減する。
サスペンションアーム40の車幅方向外方の端部は、アクスルキャリア取付部102となっており、アクスルキャリア2の下端部が、アクスルキャリア取付部の取付孔46にボルトとナットで組み付けられる。
図19(a)、図21(c)に示すように、アクスルキャリア取付部は押出形材の横リブと底面部を部分的に切除した開断面部位の開口幅を縮小するように塑性加工する。その上で、左側縦壁と右側縦壁間の幅を保ったまま左側中空部と右側中空部を部分的に完全に潰して、アクスルキャリア取付部102を形成する。
取付孔46では左側中空部と右側中空部が部分的に完全に潰されたことで、左側縦壁、右側縦壁の肉厚に左側中空部、右側中空部の外側面の肉厚が加算されたので、実質的には2枚の壁の肉厚を確保しており穴の剪断を抑制する。
このように、ショックアブソーバ取付部とコイルスプリング取付部は、サスペンションメンバ取付部とアクスルキャリア取付部との間に位置しており、左側中空部及び右側中空部はサスペンションメンバ取付部とアクスルキャリア取付部との間の略全長にわたって延びて連続した中空部となっている。更に、左側中空部及び右側中空部の両端部は押し潰した形状となっているため、サスペンションメンバ取付部及びアクスルキャリア取付部における左側中空部及び右側中空部の中空断面積が、押し潰されてコイルスプリング取付部における左側中空部及び右側中空部の中空断面積より小さくなるように形成されている。
次に、図22(a)に示す押出形材断面形状から、各部の断面形状に加工する過程を説明する。
図22(b)〜図22(d)は押出形材からサスペンションアーム40を成形するまでの途中過程示している。
図22(b)はサスペンションアームの塑性加工の途中工程を示す車幅方向外方の上方における斜視図、図22(c)はサスペンションアームの塑性加工の途中工程を示す車幅方向内方の上方における斜視図、図22(d)は幅を部分的に縮小された部位が波状に塑性加工を施されている途中工程での断面図(図22(b)のX−X断面)である。
図22(a)に示す断面形状の押出形材を溶体化処理後に、コイルスプリング取付部に対し車幅方向の内側近傍と外側近傍の縦壁上部を除いた図22(b)に示す部位の横リブ43a(43)を切除した後に、図22(d)に示すようにN1の方向から底面横壁を波状に断面の中へ押し上げる。
次ぎに、図22(b)に示す部位をN2,N3の方向から押すことで、開口部の開口幅を縮小させる。
その際、波状になった底面部は更に大きく波状に塑性変形する。
次ぎに、コイルスプリング取付部103、スタビライザーリンク取付部105の形状細部を成形するのにN4、N5の方向より型を挿入して塑性加工を行う。
最後にサスペンションメンバ取付部およびアクスルキャリア取付部の左側中空部、右側中空部を潰して最終形状を形成した後に、各部の穴あけ、トリミングを行う。
上述の加工を終えた後に、熱処理を実施して材料の機械的性質を向上させる。
また、上記した押出形材の溶体化処理を省いても同様の機械的性質の向上が図れる材質については、溶体化処理しないで押出形材をそのまま加工し、加工後に熱処理を実施して機械的性質を向上させてもよい。
以上のように、本発明に係るサスペンションアームにおいては、アルミニウム合金の押出形材より成形され、アルミニウム合金の押出形材より一体成形された連結リブ(横リブ)により、特にコイルスプリング取付部の断面が広がる変形を抑制するので、たわみや変形を低減させることが可能となる。
一体成形した連結リブを備えているので、安価に十分な剛性、強度を確保しつつ軽量化を図ることができる。
また、押出形材により連結リブが一体成形されているので、連結リブの各部の肉厚を自由に変化させることが可能となるので、サスペンションアームに圧縮力や引張力が作用したときに生じる連結リブの応力を肉厚の変化により、均一化を図ることができ、余剰な肉厚部位をなくして更なる軽量化が図れる。
また、閉断面形状を部分的に開断面となるように切除し、更にその開断面の開口幅を部分的に縮小するように塑性加工を施して成形されているので、ショックアブソーバやコイルスプリングの支持部の形状、サスペンションメンバ取付部の形状及びアクスルキャリア取付部の形状を各々の要求性能の応じた最適寸法とすることができ、騒音や振動などを抑制するための細かな調整を行うことが可能となるので、更なる乗り心地を向上できる。
また、部分的に縮小された部位の底面部が波状に塑性加工を施し、コイルスプリングを取り付けるのに充分な大きさをもった押出形材の底面部が、部分的に縮小した際に生じる底面部の大きさの違いを吸収し、塑性加工を容易にしている。
更に、波状にしたことで、底面横壁の剛性・強度が向上し、たわみや変形を低減させることが可能となり、サスペンションアームの剛性、強度を確保しつつ更なる軽量化を図っている。
また、コイルスプリング取付部に対し車幅方向の内側近傍と外側近傍以外のところで前記連結リブ(横リブ)を部分的に切除し、底面部をコイルスプリング取付部となるように成形したことで、底面部の塑性加工を行う際の型挿入軌跡を確保でき、容易に塑性加工を行うことが可能となる。
塑性加工のし易さが付加されるので、よりコスト低減可能になる。
また、2つの閉断面形状をコイルスプリングの左右に備え、閉断面の左側中空部及び前記右側中空部はサスペンションメンバ取付部とアクスルキャリア取付部との間の略全長にわたって延びて連続した中空部としたことで、更に全長部位で発生している微少なたわみを抑制することが可能となり、縦壁の肉厚を低減しても十分な剛性、強度を確保でき、軽量化を図ることができる。
特に、コイルスプリング取付部においては、コイルスプリングの下端側を支持する底面部の両側から繋がる縦壁が左側中空部および右側中空部にて補強されているので、縦壁自身の微少なたわみや変形も低減することが可能となる。
以上より、サスペンションアームに圧縮力や引張力が作用したときのたわみや変形を低減させることが可能になる。その結果、剛性、強度が得られることで車両旋回時の操縦安定性能の向上させることが可能にするとともに、最終形態、作業工程数を短縮するとともに塑性加工時における割れの発生を抑制できる押出形材断面形状を用いていることと、熱処理の前に加工を実施することで加工を容易にすることにより、製造コストを安価に抑えることが可能となる。
応用例を図23(a)に示す。図23(b)は図23(a)におけるA−A断面を示しており、この部位が使用された押出形材素材とほぼ同じ形状となっている。本応用例については、コイルスプリングの左右に備えた2つの閉断面形状であるサスペンションメンバ取付部と前記アクスルキャリア取付部との間の略全長にわたって延びて連続した中空部(左側中空部及び右側中空部)をなくした構造であるが、これを除いては上述した構造と同じである。
コイルスプリングの左右に備えた2つの閉断面形状であるサスペンションメンバ取付部と前記アクスルキャリア取付部との間の略全長にわたって延びて連続した中空部が無くても、たわみ等の要求品質が満足できる製品の場合には本応用例にて実施することも可能である。
押出形材より一体的に連結リブを形成すると、特にコイルスプリング取付部の断面が広がる変形を抑制するので、たわみや変形を低減させることが可能となる。一体成形した連結リブを備えていることから、高い剛性、強度を得ることができると共に、使用材料を大幅に低減して軽量化でき、各取付部の部位ごとに最適な断面形状を設定可能とした上に、サスペンションアームに圧縮力、引張力が加わったときに、各部が等応力となる肉厚配分としたことで更なる軽量化が図れる。
本発明はこのような特徴を有していることから、車両用のサスペンションアームに適用するのが効果的であることはもちろんのこと、構成部品の高剛性支持が要求される各種アームに適用される。
Claims (6)
- アルミニウム合金の押出形材からなるアーム部材であって、
底面部と、当該底面部から立設した少なくとも2つの縦壁とを有し、
前記2つの縦壁の間には上方にそれぞれ縦壁が残るように当該縦壁間を連結した横リブを有し、
横リブの一部を取り除くことで形成された開口部と、アーム部材の一の端部の前記縦壁に配置されたサスペンションメンバ取付部と、アーム部材の他の端部の前記縦壁に配置されたアクスルキャリア取付部と、前記開口部に位置する縦壁の間又は底面部に、コイルスプリング、ショックアブソーバまたはスタビライザー連結部材の少なくとも一つである被挿入部品の下端部を支持するサスペンション構成部品下端支持部と、を有することを特徴とするサスペンションアーム。 - 前記横リブを切り欠いた部分の、2つの縦壁の間を部分的に徐変し、前記サスペンション構成部品下端支持部を形成したことを特徴とする請求項1記載のサスペンションアーム。
- 押出形材からなる素材の縦壁を形成する部分が、中空断面形状であることを特徴とする請求項1又は2記載のサスペンションアーム。
- 底面部を形成する部分の他に、横リブが2つ以上形成された押出形材を素材としたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のサスペンションアーム。
- 縦壁の中空部を部分的に押し潰して、メンバ取付部又は/およびアクスルキャリア取付部を形成したことを特徴とする請求項3記載のサスペンションアーム。
- 底面部の一部を波状の圧縮形状に形成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のサスペンションアーム。
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