(57)【要約】【課題】  厚さの異なる板材が溶接されて製作されたテーラードブランク材が素材として用いられていながら、耐久性の高いサスペンションアームを提供する。【解決手段】  サスペンションアーム１６が成形される前に直線であった溶接部４４が、圧縮応力および引張応力のほとんど発生しない、車体側軸受部３０および車輪側軸受部３２のそれぞれの回動軸線を含む基準平面に対して、長手方向の中央部において上方と下方との一方に、両端部において上方と下方との他方に位置するようサスペンションアームに成形される。したがって、溶接部を、基準平面、または、その近傍に位置させることができるため、疲労強度の低下している溶接部に発生する応力が比較的小さくなり、サスペンションアームの耐久性は高くなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延びる両辺が直線をなす第１の板材と、幅方向においてその第１の板材を挟んで配置され、それぞれが、その第１の板材に溶接にて突合せ接合され、その第１の板材と厚さの異なる１対の第２の板材とからなるテーラードブランク材を用い、そのテーラードブランク材を、長手方向における中央部が両端部よりも幅広な形状を有する舟形に成形してなるアーム部と、
一方がアーム部の長手方向における一端部に、他方が他端部に設けられ、それぞれが互いに平行な回動軸線を規定する１対の軸受部と
を備えた車両用サスペンションアームであって、
前記１対の第２の板材の各々と前記第１の板材との突合接合線が、前記１対の軸受部の各々によって規定される２つの回動軸線を含む平面に対して、長手方向の中央部において上方と下方との一方に、両端部において上方と下方との他方に位置するように、前記アーム部が成形されていることを特徴とする車両用サスペンションアーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーラードブランク材を用いた車両用サスペンションアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両のサスペンション装置に用いられるサスペンションアームは、下記特許文献に記載されているように、鋼板等の板材を素材として使用し、その板材をプレス成形することによって製作されている。また、サスペンションアームは、車体と車輪とを連結しており、車体に対して、車輪と共に揺動する。そのため、サスペンションアームは軽量であって、かつ、大きな外力にも耐える強度がなければいけない。ただし、サスペンションアームの全ての部位において、同じ強度が求められるわけではないため、サスペンションアーム全体が、板厚の均一な板材から構成されている必要はない。テーラードブランク材は、一枚の板材でありながら、板厚の厚い部位と薄い部位とを有しており、そのテーラードブランク材を使用することで、強度を必要とする部位では板厚が厚く、強度をさほど必要としない部位では板厚が薄くなるように、サスペンションアームを製作することが可能となる。そのため、サスペンションアームは軽量でありながら、かつ、必要な強度を有することができる。下記特許文献においても、テーラードブランク材がサスペンションアームの素材として用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５２９７５号公報
【特許文献２】実開平６−６１５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テーラードブランク材は、一般に、突き合わされた複数の板材が、溶接によって接合されることで製作される。テーラードブランク材の溶接が行われた部分においては、熱の影響による疲労強度の低下等が起きている可能性がある。接合部分の疲労強度が他の部分よりも低い場合には、サスペンションアームの耐久性が損なわれてしまう可能性もある。このような実情に鑑み、本発明は、テーラードブランク材が素材として用いられていながら、耐久性の高いサスペンションアームを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本車両用サスペンションアームは、(A)長手方向に延びる両辺が直線をなす第１の板材と、(B)幅方向においてその第１の板材を挟んで配置され、それぞれが、その第１の板材に溶接にて突合せ接合され、その第１の板材と厚さの異なる１対の第２の板材とからなるテーラードブランク材を用い、そのテーラードブランク材を、長手方向における中央部が両端部よりも幅広な形状を有する舟形に成形してなるアーム部と、一方がアーム部の長手方向における一端部に、他方が他端部に設けられ、それぞれが互いに平行な回動軸線を規定する１対の軸受部とを備えた車両用サスペンションアームであって、１対の第２の板材の各々と第１の板材との突合接合線が、１対の軸受部の各々によって規定される２つの回動軸線を含む平面に対して、長手方向の中央部において上方と下方との一方に、両端部において上方と下方との他方に位置するように、アーム部が成形されている。
【発明の効果】
【０００６】
突合接合線が直線となっている上記テーラードブランク材が、長手方向における中央部が両端部よりも幅広な舟形をなすサスペンションアームに成形させられると、突合接合線は、直線から曲線に変形させられる。一方、サスペンションアームにおいて、後で詳しく説明するが、アーム部の上記２つの回動軸線を含む平面（以下、「基準平面」という場合がある）上に位置する部位では、圧縮応力および引張応力がほとんど発生しない。本発明の車両用サスペンションアームにおいては、曲線となった突合接合線が、基準平面に対して、上方あるいは下方に位置させられる。したがって、突合接合線を、基準平面、または、その近傍に位置させることができるため、突合接合部には、比較的小さな応力しか発生しないようにすることができる。したがって、本発明のサスペンションアームによれば、テーラードブランク材がサスペンションアームの素材として用いられていながら、疲労強度の低下している突合接合部に発生する応力が比較的小さく、耐久性の高いサスペンションアームを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施例であるサスペンションアームを含んで構成されたサスペンション装置の概略図である。
【図２】実施例のサスペンションアームの外観図である。
【図３】テーラードブランク材から実施例のサスペンションアームが製作されるまでの工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態として、本発明の一実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明においては、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。
【実施例】
【０００９】
図１は、非駆動輪である後輪に対して設けられた車両用サスペンション装置１０の外観図である。サスペンション装置１０は、独立懸架式であって、ダブルウィッシュボーン方式となっている。車輪１２は、アクスルキャリア１４に回転可能に保持されている。そのアクスルキャリア１４は、ロアアーム１６、アッパーアーム１８、トレーリングアーム２０等の各サスペンションアームの一端に、回動可能に保持されている。また、各サスペンションアーム１６、１８、２０の他端は、車体に回動可能に保持されている。したがって、車輪１２およびアクスルキャリア１４は、車体に対して揺動することができる。ロアアーム１６には、サスペンションスプリング２２、ショックアブソーバ２４、トーションバー２６の各部品の一端が取り付けられている。これらの部品は、車輪１２およびアクスルキャリア１４の揺動によるロアアーム１６の動作に依拠して、それぞれの機能を発揮する。ちなみに、ロアアーム１６が、本発明の実施例としてのサスペンションアームである。      
【００１０】
図２に、ロアアーム１６の外観図を示す。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は側面図である。ロアアーム１６は、アーム部２８、車体側軸受部３０、車輪側軸受部３２から構成されている。サスペンションスプリング２２の一端をアーム部２８に取り付け可能とするため、アーム部２８は、長手方向における中央部が両端部よりも幅広であって、その上方に開口する舟形に成形されている。また、その開口の縁に沿って、フランジ３４ａ，３４ｂが形成されている。
【００１１】
ロアアーム１６は、車体側軸受部３０において、車体に対して回動可能となっており、また、車輪側軸受部３２において、アクスルキャリア１４に対して回動可能となっている。つまり、車輪１２およびアクスルキャリア１４は、車体側軸受部３０と車輪側軸受部３２とによって構成される１対の軸受部によって、車体に対して揺動可能とされているのである。車体側軸受部３０および車輪側軸受部３２のそれぞれの回動軸線は、互いに平行となっている。なお、これら回動軸線を含む平面を、基準平面と呼ぶことにする。
【００１２】
ロアアーム１６には、テーラードブランク材３８が素材として使用されている。図３（ａ）には、テーラードブランク材３８を構成する第１の板材と、１対の第２の板材とを示す。１対の第２の板材が厚板材４０であり、第１の板材が薄板材４２である。それらはいずれも炭素鋼鋼板である。また、厚板材４０の板厚は、薄板材４２の板厚より厚くなっている。テーラードブランク材３８の幅方向において、薄板材４２は、中央部に配置される。１対の厚板材４０は、薄板材４２に、それの長手方向に延びる両辺において、突き合わされ、レーザ溶接によって接合される。この溶接接合された部分を、溶接部４４と呼ぶことにする。溶接部４４は、テーラドブランク材３８における突合接合線上に位置している。その突合接合線は、図３（ｂ）に示すように、板材の切断、および、板材どうしの位置合わせが容易であるため、直線形状となっている。
【００１３】
テーラードブランク材３８は、絞り加工によって所定の形状に成形され、その後、余分な部分が切り落とされて、アーム部２８が製作される。図３（ｂ）では、テーラードブランク材３８のうちアーム部２８として残る部分、つまり、絞り加工される前のアーム部２８の外形が、仮想線（２点鎖線）によって模式的に示されている。このアーム部２８に、さらに、孔加工が施され、その後に、車体側軸受部３０、車輪側軸受部３２が両端部に溶接されて、図３（ｃ）に示すロアアーム１６が完成する。
【００１４】
ロアアーム１６において必要とされる強度は、ロアアーム１６の部位によって異なる。そのため、必要な強度に応じて、厚板材４０と薄板材４２とが適切な部位に配置されるように、厚板材４０および薄板材４２の寸法があらかじめ決められている。ロアアーム１６においては、フランジ部３４ａ、３４ｂでは高い強度が必要とされるため、フランジ部３４ａ、３４ｂには厚板材４０が配置される。また、フランジ部以外の部位では高い強度が必要とされないため、その部位には薄板材４２が配置される。このように構成されたロアアーム１６は、軽量でありながら、必要な強度を有している。
【００１５】
なお、図２（ｂ）に示すように、溶接部４４、すなわち、突合接合線が、中央部において基準平面の下方にあって、両端部において基準平面の上方にある曲線へと変形されている。以下に、このような曲線に変形された溶接部４４における応力の発生について説明する。
【００１６】
車両の走行時、ロアアーム１６が車体側軸受部３０を中心として揺動する。つまり、ロアアーム１６には、車輪１２から、それを揺動させる外力が作用する。一方、サスペンションスプリング２２、ショックアブソーバ２４、トーションバー２６からアーム部２８に対して、反対向きの外力が作用する。例えば、図２（ｂ）に示すように、車体側軸受部３０を支点として、車輪１２から車両側軸受部３２に上向きの外力が作用した場合、アーム部２８には、サスペンションスプリング２２等からの反対向きの外力が作用する。その結果、ロアアーム１６には曲げ力が作用しており、その曲げ力に起因して、ロアアーム１６の上部には、基準平面と平行に圧縮方向の応力が発生し、一方、ロアアーム１６の下面には、基準平面と平行に引張方向の応力が発生する。また、車両側軸受部３２に下向きの外力が作用した場合には、逆に、ロアアーム１６の上部には、基準平面と平行に引張応力が発生し、ロアアーム１６の下部には、基準平面と平行に圧縮応力が発生する。ただし、いずれの場合においても、基準平面においては、圧縮方向および引張方向の応力はほとんど発生しない。このように、ロアアーム１６に曲げ力が作用する場合、圧縮応力および引張応力は、基準平面においてはほとんど発生しないが、基準平面から離れるにつれて大きくなる。
【００１７】
このような圧縮応力および引張応力が、ロアアーム１６に発生することを考慮すると、疲労強度の低下している溶接部４４が応力の大きい部位に配置されれば、サスペンションアーム１６の耐久性が損なわれてしまう。本ロアアーム１６においては、溶接部４４が、車体側軸受部３０および車輪側軸受部３２の付近では、基準平面に対して上方に位置し、車体側軸受部３０と車輪側軸受部３２との中央部では、基準平面に対して下方に位置する曲線となるように、厚板材４０および薄板材４２の寸法があらかじめ決められている。したがって、溶接部４４を、圧縮応力および引張応力のほとんど発生しない基準平面、および、その近傍に位置させることができるため、疲労強度の低下している溶接部４４に発生する応力は、比較的小さくなるのである。その結果、本ロアアーム１６は、テーラードブランク材が素材として用いられていながら、耐久性が高いのである。
【００１８】
なお、上記サスペンションアームは、上部が開口するようにし使用されていたが、下方に開口するサスペンションアームとして用いること等も可能である。つまり、上記と同様に製作されたサスペンションアームを、上下逆さにして使用することもできるのである。その場合、溶接部は、長手方向の中央部において上方に、両端部において下方に位置させられる。その場合においても、溶接部を、基準平面、または、その近傍に位置させることができるため、溶接部に発生する応力を比較的小さくなるのである。
【００１９】
また、上記サスペンションアームでは、中央に薄板材、その両側に１対の厚板材を配置したテーラードブランク材が使用されていたが、中央に厚板材、その両側に１対の薄板材を配置したテーラードブランク材を用いること等も可能である。その場合であっても、突合接合線が、サスペンションアーム長手方向の中央部において上方と下方との一方に、両端部において上方と下方との他方に位置するように、アーム部が成形されていれば、溶接部に発生する応力を比較的小さくなるのである。
【符号の説明】
【００２０】
１６：ロアアーム  ２８：アーム部    ３０：車体側軸受部    ３２：車輪側軸受部    ３４ａ、３４ｂ：フランジ部    ３８：テーラードブランク材    ４０：厚板材    ４２：薄板材    ４４：溶接部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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