(57)【要約】【課題】  大きな荷重が入力された場合であってもアーム部が変形しにくく、かつ、サスペンションアームの軽量化を図ることができる自動車用サスペンションアームを提供する。【解決手段】  本発明の自動車用サスペンションアームは、一方のブラケットの支軸に軸支される一方のブッシュ部と、他方のブラケットの支軸に軸支される他方のブッシュ部と、この両ブッシュ部と離間して車輪側に支持されるジョイント部とを備える自動車用サスペンションアームにおいて、この両ブッシュ部の対向する内側の開口のうち、前記ジョイント部に対して近い距離に位置する一方の前記ブッシュ部の内側の開口を、前記ジョイント部に近付く方向に傾斜させて設ける構成とした。【選択図】      図２
2006199120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のブラケットの支軸に軸支される一方のブッシュ部と、他方のブラケットの支軸に軸支される他方のブッシュ部と、この両ブッシュ部と離間して車輪側に支持されるジョイント部とを備える自動車用サスペンションアームにおいて、
この両ブッシュ部の対向する内側の開口のうち、前記ジョイント部に対して近い距離に位置する一方の前記ブッシュ部の内側の開口を、前記ジョイント部に近付く方向に傾斜させて設けた
ことを特徴とする自動車用サスペンションアーム。
【請求項２】
前記一方のブッシュ部に用いられる弾性体の硬度が、Ｈｓ６５以上であることを特徴とする請求項１に記載の自動車用サスペンションアーム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の自動車用サスペンションアームを用いたことを特徴とする自動車用サスペンション。
【請求項４】
請求項３に記載の自動車用サスペンションにおいて、自動車用サスペンションアームのブッシュ部を取付けるための車体のブラケットが、前記ブッシュ部の傾斜と平行に設けられていることを特徴とする自動車用サスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のサスペンションを構成するサスペンションアームと、これを利用してなる自動車用サスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のサスペンションは、車輪を個別に車体に支持するための構造体であり、路面からの振動や衝撃が車体に伝達するのを緩和して、乗員の乗り心地を確保するとともに、車輪の動きを抑制して操縦安定性の向上を図っている。自動車のサスペンションは主として、路面からの衝撃を吸収するスプリングと、スプリングの動きをコントロールするショックアブソーバーと、車輪の動きを制御するサスペンションアームなどによって構成されている。
【０００３】
そして、これらの構成部品のうち、サスペンションアームは、車輪を軸支するためのナックル部と、ナックル部と係合されるジョイント部と、互いに離間して設けられ、車体本体に係合されたブッシュ部と、これらジョイント部とブッシュ部とを繋ぐアーム部と、を含んで構成されている。
【０００４】
また、サスペンションアームのブッシュ部は、アルミニウム合金などの金属製の外筒および内筒と、この外筒と内筒との間に天然ゴムや合成ゴムなどの弾性体を接着させた構成（いわゆる内抑え形式のブッシュ部）や、ブッシュ部に相当する位置に設けられた棒部材を収めるケース部材と、この棒部材とケース部材の間に弾性体を接着させた構成（いわゆる外抑え形式のブッシュ部）としたものが用いられている。なお、この弾性体の特性によって、乗り心地や操縦安定性が影響することが一般に知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
近年、自動車の低燃費化の観点から、車重の軽量化が強く求められている。これにともない、前記の構成のサスペンションアームに対する軽量化の要望も強く、これに応えるためアーム部の断面形状を改良して必要な強度を維持しつつ、薄肉化するなどして軽量化が行われている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−６３０５８号公報（段落０００２〜０００５）
【特許文献２】特開２００３−６３２２４号公報（段落００１０、００１１、００１９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記したように、アーム部の断面形状を工夫して薄肉化すれば、自動車用サスペンションアームを軽量化することが可能であるが、アーム部の断面形状のみの工夫では必要な強度を維持しつつ軽量化を行うことが困難な状況となっていた。
【０００７】
つまり、従来の自動車用サスペンションアームのブッシュ部は、自動車用サスペンションの上下動を考慮して、一方のブッシュ部の軸線と他方のブッシュ部の軸線が同一軸線（すなわち、これらの軸線のなす角度は０°）となるように設けられていた。
【０００８】
しかし、一方のブッシュ部と他方のブッシュ部の軸線が同一軸線となる構成であると、例えば、大きな荷重が入力されるなどして、一方のブッシュ部（フロント側のブッシュ部）にこじり回転が生じた場合に、このこじり回転を拘束する力が弱く、また、このこじり回転を拘束する時期が遅いという問題点があった。
【０００９】
また、従来は、ブッシュ部とブラケットとのクリアランスに余裕があったため、ブッシュ部が揺動できる角度（以下、揺動許容角度）が大きかった。そのため、ブッシュ部の回転がブラケットと当接してこじり回転を拘束してアーム部に作用する力を支えるまではアーム部のみで入力された大きな荷重に耐えなければならないという問題点があった。
【００１０】
このように、従来の自動車用サスペンションアームは、ブッシュ部にこじり回転が発生しやすく、また、ブッシュ部に発生したこじり回転が拘束されにくい構造であった。その結果、走行中に縁石等の障害物に車輪が当接するなどして大きな荷重が入力されると、かかる自動車用サスペンションアームのアーム部が、入力された大きな荷重に耐えらず、変形することがあった。
【００１１】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、大きな荷重が入力された場合であってもアーム部が変形しにくい自動車用サスペンションアーム、およびこれを用いた自動車用サスペンションを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、前記課題を解決するため鋭意研究した結果、ジョイント部に大きな荷重が入力されて、ブッシュ部に発生したこじり回転が拘束されにくいと、これが拘束されるまでアーム部のみで大きな荷重に対抗しなければならず、アーム部への負担が大きいことが原因でアーム部が変形するとという知見を得た。
【００１３】
なお、「こじり」とは、車体高さ方向の軸を中心とする横回転をいい、本発明においては特に、ブッシュ部が車体に取付けられた状態において、これがトーアウト方向に回転するこじり回転が問題となる。また、「トーアウト方向」とは、車体の車幅方向の中心線と平行な軸（以下、基準軸線βという（図２参照））に対して車体の外側に向かう回転方向をいい、本明細書中では、便宜上、トーアウト方向を示す角度には、角度を示す数字の前にプラス記号“＋”を付して表すこととする。
これに対し、「トーイン方向」とは、基準軸βに対して車体の中心に向かう回転方向をいい、本明細書中では、便宜上、トーイン方向を示す角度には、角度を示す数字の前にマイナス記号“−”を付して表すこととする。
【００１４】
また、本発明者は研究の過程で、互いに離間して設けられた２ヶ所のブッシュ部のうち、ジョイント部から遠い位置にあるブッシュ部の軸線の角度を種々変更して検討した結果、当該ブッシュ部の軸線の角度を変更しても前記の課題を改善できる所望の効果が得られないという知見を得た。
【００１５】
これに対し、ジョイント部に近いブッシュ部の軸線の角度を種々変更して検討した結果、当該ブッシュ部の軸線を変更して、こじり回転を速やかに拘束し、かつ、その拘束を強くすることで前記の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
すなわち、請求項１に記載の発明に係る自動車用サスペンションアームは、一方のブラケットの支軸に軸支される一方のブッシュ部と、他方のブラケットの支軸に軸支される他方のブッシュ部と、この両ブッシュ部と離間して車輪側に支持されるジョイント部とを備える自動車用サスペンションアームにおいて、この両ブッシュ部の対向する内側の開口のうち、前記ジョイント部に対して近い距離に位置する一方の前記ブッシュ部の内側の開口を、前記ジョイント部に近付く方向に傾斜させて設ける構成とした。
【００１７】
このように、本発明に係る自動車用サスペンションアームの有する２ヶ所のブッシュ部のうち、ジョイント部に近い距離に位置する、一方のブッシュ部の内側の開口を、前記ジョイント部に近付く方向にあらかじめ傾斜させているので、このブッシュ部にトーアウト方向のこじり回転が発生した場合であっても、こじり回転に対する拘束を強くすることができる。その結果、こじり回転の反力モーメントが大きくかつ速やかに発生することになり、こじり回転の発生初期からアーム部だけでなくブッシュ部を用いて、大きな荷重に対抗することできるようになる。これにより、アーム部への負担を減らすことができ、アーム部を変形しにくくすることができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明に係る自動車用サスペンションアームは、請求項１に記載の自動車用サスペンションアームであって、前記一方のブッシュ部に用いられる弾性体の硬度が、Ｈｓ６５以上である構成とした。
【００１９】
このように、本発明に係る自動車用サスペンションアームの有する２ヶ所のブッシュ部のうち、ジョイント部に近い距離に形成されたブッシュ部に用いられる弾性体の硬度がＨｓ６５以上（ＪＩＳＫ６２５３，タイプＡデュロメータ）の比較的硬い弾性体を用いているので、弾性体の変形量を少なくすることができる。その結果、ブッシュ部にこじり回転が発生すると、このこじり回転を拘束し、このこじり回転の反力モーメントが大きくかつ速やかに発生する。したがって、こじり回転の発生初期からアーム部だけでなくブッシュ部を用いて、大きな荷重に対抗することできるようになる。したがって、アーム部への負担を減らすことができるので、アーム部を変形しにくくすることが可能となる。
【００２０】
そして、請求項３に記載の発明に係る自動車用サスペンションは、請求項１または請求項２に記載の自動車用サスペンションアームを用いて構成されている。
【００２１】
このように、本発明に係る自動車用サスペンションは、前記で説明した自動車用サスペンションアームを用いているので、大きな荷重が入力された場合であっても、当該自動車用サスペンションアームのアーム部への負担を軽減することができる。したがって、アーム部を変形しにくくすることができる。
【００２２】
さらに、請求項４に記載の発明に係る自動車サスペンションは、請求項３に記載の自動車用サスペンションにおいて、自動車用サスペンションアームのブッシュ部を取付けるための車体のブラケットが、ブッシュ部の傾斜と平行に設けられた構成とした。
【００２３】
このような構成とすれば、ブッシュ部を取付けるための車体のブラケットが、ブッシュ部の傾斜と平行に設けられているので、こじり回転が発生した場合すると、直ちにこのこじり回転を拘束し、反力モーメントを大きくかつ速やかに発生させることができる。したがって、よりアーム部が変形しにくい自動車用サスペンションを具現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１または請求項２に記載の発明によれば、大きな荷重が入力された場合であってもアーム部が変形しにくいので、従来の自動車用サスペンションアームと同程度の強度を維持しつつも、変形しにくい部分の肉厚の削減により、自動車用サスペンションアームの軽量化を図ることができる。
また、請求項３または請求項４に記載の発明によれば、従来の自動車用サスペンションと同程度の強度を維持しつつも、変形しにくい部分の肉厚の削減により、自動車用サスペンションの軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態についての具体的な説明を行う前に、図６および図７（ａ）〜（ｃ）を参照して、独立懸架式のサスペンションのロアアームのジョイント部１０２が車体１１０の前方寄りに配置されたロアアーム１０１において、最も大きな荷重が入力される場面を想定して、走行中の自動車が縁石などの障害物に当接した場合におけるロアアーム１０１のブッシュ部１０３の動作とロアアーム１０１の受ける力（反力）について考察する。
【００２６】
自動車が縁石などの障害物に当接した場合、ロアアーム１０１やこれのアーム部１０４、および、車輪（不図示）が取付けられているジョイント部１０２には、車輪を突き上げる方向の荷重の入力のほかに、ジョイント部１０２を後退させる方向に大きな荷重Ｆが入力される（図６参照）。
【００２７】
このような大きな荷重Ｆが両ブッシュ部１０３に入力（この場合にあっては後退する方向（図面において左に向かう方向））されると、図７（ａ）に示すように、両ブッシュ部１０３（図７ではフロントブッシュ１０３１のみ図示）は、車体１１０のブラケット１１１ａに当接するまで後退し、クリアランスＣＬ２が無くなった後（図７（ｂ））に、ブラケット１１１ｂとフロントブッシュ部１０３１との間に生じたクリアランスＣＬ１を利用して、図７の紙面において反時計回りに回転運動Ｒｗが働く（図７（ｃ））。
【００２８】
なお、ジョイント部１０２を後退させる方向に大きな荷重Ｆが入力されると、ブッシュ部１０３の弾性体１０５の弾性力に抗いながら、まずはロアアーム１０１全体が、大きな荷重Ｆの入力と同じ方向に移動しようとする（図６および図７（ａ）参照）。このときのフロントブッシュ部１０３１およびリアブッシュ部１０３２に発生する反力は、一つのモデルケースとして、以下のように示すことができる。
すなわち、図６に示すように、フロントブッシュ部１０３１には、大きな荷重Ｆの入力方向と反対の方向に向かう反力Ｒｆｘと、車体１１０に向かう反力Ｒｆｙと、を抽出することができ、リアブッシュ部１０３２には、大きな荷重Ｆの入力方向と反対の方向に向かう反力Ｒｒｘと、車体１１０の外側に向かう反力Ｒｒｙと、を抽出することができる。
【００２９】
ここで、前記した反力Ｒｆｘ，Ｒｆｙ，Ｒｒｘ，Ｒｒｙと、フロントブッシュ部１０３１とジョイント部１０２との距離Ｌ１、および、フロントブッシュ部１０３１とリアブッシュ部１０３２との距離Ｌ２を用いて、大きな荷重Ｆと、ジョイント部１０２、フロントブッシュ部１０３１、およびリアブッシュ部１０３２に作用する種々の反力と、フロントブッシュ部１０３１に作用する反力モーメントＭｆの関係を、下記のつりあい式（１）として表すことができる。
Ｆ・Ｌ１＝Ｒｒｙ・Ｌ２＋Ｍｆ  ・・・（１）
（ただし、Ｒｒｙ＝Ｒｆｙ、Ｆ＝Ｒｆｘ＋Ｒｒｘ）
【００３０】
前記のつりあい式（１）から、フロントブッシュ部１０３１に発生する反力モーメントＭｆを大きくかつ速やかに発生させれば、その分、反力Ｒｒｙを小さくすることができることがわかる。これは、アーム部１０４にかかる負担を軽減することができることを意味する。
【００３１】
以上の考察から、ブッシュ部が揺動できる角度（揺動許容角度）を小さくしてブッシュ部のこじり回転を拘束し、かつ、ここで発生する反力モーメントＭｆを大きくかつ速やかに発生させることにより、反力Ｒｒｙを小さくすることが可能となり、本発明の目的である、自動車用サスペンションアームとして必要な強度を維持しつつ、このアーム部を薄肉化して軽量化を図ることができると考えられる。
前記した知見から、こじり回転を拘束し、できるだけ早期に反力モーメントを発生させるためブッシュ部の形状を工夫するという着想や、弾性体の硬度を硬くするという着想が得られた。
本発明は、かかる着想のもと創案されたものであり、以下に、かかる着想を具現化した、本発明に係る自動車用サスペンションアームについて説明する。
【００３２】
本発明の自動車用サスペンションアームは、独立懸架式のサスペンションのロアアームとして好適に用いることができる。以下、本発明の自動車用サスペンションアームの技術的思想を、ロアアームに適用した場合を例にして説明する。
以下、本発明の自動車用サスペンションアームの実施の形態について説明を行うこととする。
【００３３】
[自動車用サスペンションアーム]
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明に係る自動車用サスペンションアームの実施の形態について詳細に説明する。参照する図面において、図１は、本発明に係る自動車用サスペンションアームの一構成例を示す概略平面図であり、図２は、本発明に係る自動車用サスペンションアームのフロントブッシュ部の要部拡大断面図である。
【００３４】
以下、本発明に係る自動車用サスペンションアーム１の実施の形態として、ロアアーム１Ａに適用した場合を例に説明する。
本発明の自動車用サスペンションアーム１の技術的思想を適用した実施の形態であるロアアーム１Ａは、図１に示すように、一方の支軸（図１において不図示）に軸支されるフロントブッシュ部３１（特許請求の範囲の「一方のブッシュ部」に相当）と、他方の支軸（図１において不図示）に軸支されるリアブッシュ部３２（特許請求の範囲の「他方のブッシュ部」に相当）と、このフロントブッシュ部３１およびリアブッシュ部３２と離間して車輪（図１において不図示）側に支持されるジョイント部２とを備えた構成としている。
なお、ジョイント部２と、フロントブッシュ部３１およびリアブッシュ部３２とは、アーム部４によって一体に繋がれている。そして、このロアアーム１Ａは、車体（不図示、以下同じ）の前後方向に設けられたブラケット１１，１１のそれぞれの支軸（図１において不図示）に、フロントブッシュ部３１およびリアブッシュ部３２を取付けて使用される。
【００３５】
（１）ここで、このフロントブッシュ部３１およびリアブッシュ部３２の互いに対向する内側の開口３１ａ，３２ａのうち、ジョイント部２に対して近い距離に位置するフロントブッシュ部３１の内側の開口３１ａを、ジョイント部２に近付く方向に傾斜させた構成としている。
なお、この開口３１ａは、フロントブッシュ部３１の構成部品である内筒３４の中心部分を通る軸線（以下、「軸線α」という。図２中の一点鎖線で示す軸線）を有し、開口３２ａは、リアブッシュ部３２（他方のブッシュ部３）の構成部品である内筒３４（不図示）の中心部分を通る軸線と平行な軸線（以下、「基準軸線β」という。図２中の実線で示す軸線）を有している。
【００３６】
（２）かかる構成を言い換えると、このロアアーム１Ａは、他方のブッシュ部３（リアブッシュ部３２）よりもジョイント部に対して近い距離に形成された一方のブッシュ部３（フロントブッシュ部３１）は、当該フロントブッシュ部３１の軸線αが、リアブッシュ部３２とフロントブッシュ部３１とを結ぶ線を含む面に交差するように、リアブッシュ部３２の軸線（基準軸線β）に対して傾斜させた構成としたものである。なお、フロントブッシュ部３１とリアブッシュ部３２とを結ぶ線をこの基準軸線βとして表すことも可能である。
【００３７】
（３）さらに、かかる構成を言い換えると、このロアアーム１Ａは、車体の前方から後方に向かう大きな荷重Ｆの入力があった場合において、ジョイント部２に近い距離にある一方のブッシュ部３（フロントブッシュ部３１）に発生するこじり回転（車体から離れる方向のこじり回転）と逆の回転方向（すなわち、車体に近付く方向）に、当該一方のブッシュ部３および軸線αを、基準軸線βに対してあらかじめ傾斜させた構成ということもできる。
【００３８】
いずれにしても、ロアアーム１Ａをこのような構成とすると、ジョイント部２に対して近い距離に位置するフロントブッシュ部３１の軸線αは、リアブッシュ部３２の基準軸線βに対して、平面視において傾斜させた構成となる。その結果、走行中に縁石などの障害物に当接するなどしてジョイント部２を後退させる方向に大きな荷重Ｆの入力があって、フロントブッシュ部３１にこじり回転（トーアウト方向のこじり回転）が発生しても、このこじり回転を直ちに拘束し、かかる回転に対する反力モーメントＭｆを大きくかつ速やかに発生させることができ、前記の反力Ｒｒｙを小さくすることができる。したがって、こじり回転の発生初期からアーム部４だけでなくフロントブッシュ部３１によっても大きな荷重Ｆに対抗することができる。その結果、アーム部４への負担を軽減し、アーム部４の変形を抑制することができる。
なお、この軸線αは、自動車用サスペンションの上下動のため、車体に取付けた状態が水平となるようにするのが好ましいが、車体に取付けた状態において高さ方向にやや傾斜させて設けてもよい。
【００３９】
このとき、前記で述べた構成において、軸線αと基準軸線βのなす角度θが０°を超えれば、大きな荷重Ｆが入力され、フロントブッシュ部３２（ジョイント部２に近い距離にある一方のブッシュ部３）にこじり回転が発生しても、かかる回転を拘束し、これに対する反力モーメントＭｆが大きくかつ速やかに発生させることができ、反力Ｒｒｙを小さくすることができる。その結果、アーム部４の変形を抑制することが可能となる。
なお、角度θが大きいほど前記の効果が発揮されやすい。したがって、かかる角度θは、０°＜θで設けることができるが、−１°≦θ、好ましくは−２°≦θ、より好ましくは−３°≦θ、さらに好ましくは−４°≦θ、さらにより好ましくは−５°≦θである。
【００４０】
一方、この角度θが−９０°であると、角度θが大きすぎるために、ブッシュ部３とブラケット１１の構造が大型化してしまい、軽量化や経済性の観点から好ましくない。さらに、この角度θが−９０°を超えると、例えば、ジョイント部２を後退させる方向に大きな荷重Ｆが入力された場合に、所望の反力モーメントＭｆを得ることができない。したがって、角度θは、−９０°より低く設定するのがよい。すなわち、かかる角度θは、θ＜−９０°で設けるのがよいが、好ましくはθ＜−４５°、さらに好ましくはθ＜−１０°とする。
【００４１】
したがって、本発明におけるフロントブッシュ部３１（ジョイント部２に近い距離に形成されたブッシュ部３）の軸線αと基準軸線βとのなす角度θは、前記の角度から任意に選択した範囲で設定することができる。具体的には、０°＜θ＜−９０°の範囲で設定することが可能であるが、軽量化の観点から、０°＜θ＜−４５°や、０°＜θ＜−１０°とするのがよい
そして、かかるフロントブッシュ部３１のこじり回転を拘束して反力モーメントＭｆを大きくかつ速やかに得る観点から、−１°≦θ＜−９０°や、−２°≦θ＜−９０°や、−３°≦θ＜−９０°や、−４°≦θ＜−９０°や、−５°≦θ＜−９０°とするのがよい。
さらに、フロントブッシュ部３１のこじり回転を拘束して反力モーメントＭｆを大きくかつ速やかに得る観点、および、軽量化の観点を考慮すると、−１°≦θ＜−４５°や、−２°≦θ＜−４５°や、−３°≦θ＜−４５°や、−４°≦θ＜−４５°や、−５°≦θ＜−４５°の範囲で設定するのがよく、−１°≦θ＜−１０°や、−２°≦θ＜−１０°や、−３°≦θ＜−１０°や、−４°≦θ＜−１０°や、−５°≦θ＜−１０°の範囲で設定するのがより好ましく、−１°≦θ≦−５°や、−２°≦θ≦−５°や、−３°≦θ≦−５°や、−１°≦θ≦−４°や、−１°≦θ≦−３°の範囲で設定するのがさらに好ましい。なお、実用化の観点からは、−２°≦θ≦−５°の範囲が最も好ましい。
【００４２】
また、フロントブッシュ部３１およびリアブッシュ部３２は、いずれも図１および図２に示すように、金属製の外筒３３と円筒状のパイプである内筒３４とを、天然ゴムや合成ゴムなどの弾性体５を用いて加硫接着や架橋することによって接着した構成となっている。そして、これらのブッシュ部３は、図３に示すように、内筒３４内を貫通するように支軸１２（ボルト１２ａとナット１３ｂ）によって、車体１０のブラケット１１に軸着されている。なお、図３は、本発明に係る自動車用サスペンションアーム１（ロアアーム１Ａ）のフロントブッシュ部３１をブラケット１１に取付けた様子を示す要部拡大図である。
【００４３】
図３に示すように、このブラケット１１は、傾斜して形成されたフロントブッシュ部３２と平行に設けるのが好ましい。なお、フロントブッシュ部３１の軸線αが基準軸線βに対して角度θをもって傾斜して設けられているために、このロアアーム１Ａを用いた自動車用サスペンションの上下方向における回動動作が生じた場合に、かかる回動動作の妨げになるとも考えられるが、フロントブッシュ部３１の外筒３３と内筒３４の間に介在する弾性体５が緩衝材として機能するので、フロントブッシュ部３１の回動性やその他の諸機能を発揮するにあたって何ら妨げとなるものではないことを付言しておく。
【００４４】
なお、このような構成のロアアーム１Ａにおけるジョイント部２およびアーム部４の前後方向の移動や回転の抑制は、フロントブッシュ部３１および／またはリアブッシュ部３２に用いられる弾性体５の硬度を硬くすることによってさらに向上させることができる。弾性体５が十分に硬ければ、弾性体５が軟らかいときと比較してこじり回転を拘束しやすくなる。したがって、より大きくかつ速やかにこじり回転に対する反力モーメントＭｆを発生させ、反力Ｒｒｙを小さくすることができる。
【００４５】
そのため、本発明においては、かかる弾性体５の硬度は、Ｈｓ６５（ＪＩＳＫ６２５３，タイプＡデュロメータ）以上とするのが好ましく、Ｈｓ７０以上とするのがより好ましく、Ｈｓ７５以上とするのがさらに好ましく、Ｈｓ８０以上とするのが最も好ましい。このような硬度とすれば、ジョイント部２を後退する方向に大きな荷重Ｆが作用した場合であっても、前記した理由からアーム部が変形しにくくなり、結果的に、アーム部４の変形を抑制することができるので、アーム部４の肉厚を薄肉化して、より軽量化することが可能となる。なお、弾性体５の硬度は、自動車の乗り心地や操縦安定性を勘案して、任意の硬さに設定するのがよい。
【００４６】
このような弾性体５は、天然ゴムや、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＩＲ（イソプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）などの合成ゴムや、あるいは、ウレタンエラストマーなどの素材を用いて好適に構成することができる。また、これらの原料ゴムに加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、補強剤、充填剤、軟化剤などの適宜の配合剤を添加して、硬度をＨｓ６５以上とするほか、ブッシュ部３に用いるのに必要な機械的強度、動的特性、疲労特性を得るようにしてもよい。
【００４７】
かかるロアアーム１Ａは、軽量かつ高い強度や疲労強度が要求される反面、高い耐衝撃性も必要とされることから、ＪＩＳＨ４１４０に定められたＡ６０６１合金やその改善材等の６０００系のアルミニウム合金を用いて、鋳造や鍛造することで製造するのが好ましい。
なお、ロアアーム１Ａのアーム部４は、構造的強度を向上させるため、過大な衝撃荷重（大きな荷重Ｆ）が加わっても変形しないよう、その縦断面形状を略Ｈ形や略Ｉ形に構成するのが好ましい。
【００４８】
前記で説明した如く、本発明の自動車用サスペンションアーム１（ロアアーム１Ａ）は、フロントブッシュ部３１の軸線αと基準軸線βとを、角度θをもって−０°＜θ＜−９０°の範囲で傾斜させた構成、すなわち、（１）ジョイント部２に対して近い距離に位置するフロントブッシュ部３１の内側の開口３１ａを、ジョイント部２に近付く方向に傾斜させた構成、または、（２）ジョイント部に対して近い距離に形成された一方のブッシュ部３（フロントブッシュ部３１）は、当該フロントブッシュ部３１の軸線αが、リアブッシュ部３２とフロントブッシュ部３１とを結ぶ線を含む面に交差するように、リアブッシュ部３２の軸線（基準軸線β）に対して傾斜させた構成、または、（３）大きな荷重Ｆが入力された場合において、ジョイント部２に近い距離にある一方のブッシュ部３（フロントブッシュ部３１）に発生するこじり回転（車体から離れる方向のこじり回転）と逆の方向（車体に近付く方向）に、あらかじめ当該一方のブッシュ部３および／または軸線αを傾斜させた構成としている。
【００４９】
かかる構成により、例えば、走行中に縁石などの障害物に当接するなどして大きな荷重Ｆが入力されて、ジョイント部２に対して近い距離に位置するブッシュ部３（フロントブッシュ部３１）のこじり回転が発生しても、このこじり回転を拘束し、かかる回転に対する反力モーメントＭｆを大きくかつ速やかに発生させることができ、反力Ｒｒｙを小さくすることができる。その結果、大きな荷重Ｆの入力がされた直後からブッシュ部３によっても、この大きな荷重Ｆに対抗することができるのでアーム部４への負担を軽減することができる。したがって、アーム部４が変形するのを防ぐことが可能となり、自動車用サスペンションアーム１を薄肉化して軽量化を図った場合であっても、従来の自動車用サスペンションアームと同程度の強度を維持することができる。
【００５０】
[自動車用サスペンション]
次に、本発明の自動車用サスペンションについて説明する。
本発明の自動車用サスペンション６は、図４に示すように、前記で説明した本発明に係る自動車用サスペンションアーム１（ロアアーム１Ａ）を用いて、主として以下の構成でなる。
すなわち、本発明に係る自動車用サスペンション６は、路面からの衝撃を吸収するスプリング６１と、このスプリング６１の動きをコントロールするショックアブソーバー６２と、車輪６３の動きを制御する本発明に係る自動車用サスペンションアーム１（ロアアーム１Ａ）と、このロアアーム１Ａと離間した上部に配置されたアッパーアーム６４と、このロアアーム１Ａのジョイント部２と、アッパーアーム６４のジョイント部６４２と、によって支持され、かつ車輪６３が取付けられるナックル６５と、によって構成されている。なお、ロアアーム１Ａのジョイント部２とアッパーアーム６４のジョイント部６４２は、その摺動性や上下方向の動作の便を考慮すると、ボールジョイントとするのが好ましいが、ゴムブッシュで構成することも可能である。
【００５１】
このような構成の自動車用サスペンション６とすれば、ロアアーム１Ａのジョイント部２に対して近い距離に位置するフロントブッシュ部３１の内側の開口３１ａを、ジョイント部２に近付く方向に傾斜したものとなる（図１および図３参照）。したがって、走行中に縁石などに当接して大きな荷重Ｆが入力されて、ロアアーム１Ａのフロントブッシュ部３１にこじり回転が発生しても、このこじり回転を即座に拘束し、かかる回転に対する反力モーメントＭｆを大きくかつ速やかに発生させ、反力Ｒｒｙを小さくすることができる。したがって、こじり回転の発生初期からアーム部４とフロントブッシュ部３１（図４において不図示）とで大きな荷重Ｆに対抗することが可能となるので、アーム部４の変形を抑制することができる。その結果、大きな荷重Ｆが入力されてもアーム部４が変形しにくくなるので、薄肉化などにより軽量化しても、従来の自動車用サスペンションアームと同様の強度を維持した自動車用サスペンション６とすることができる。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明で規定する条件を全て満たす発明例について、本発明で規定する条件のうちのいずれかを満たさない比較例と対比して具体的に検討する。
まず、ＪＩＳＨ４１４０に定められたＡ６０６１のアルミニウム合金の素材を、所定の大きさに切断・外削して加熱した後、鍛造機を用いて荒型鍛造を行った。そして、生じたキズを取り除いて加熱した後、仕上型鍛造を行い、図１に示す形状のロアアームを鍛造した。そして、フラッシュ除去、熱処理、洗浄を行い、複数個のロアアームを作製した。なお、これらロアアームのフロントブッシュ部の軸線αと基準軸線β（ジョイント部２から遠い距離に形成されたリアブッシュ部３２の軸線）とのなす角度θ（下記表１では、単に「角度θ」と表記する。また、「−」記号は、トーイン方向に傾斜していることを示す。）は、表１に示すように、０°〜−１０°の範囲の任意の角度をもって試験材Ｎｏ．１〜６とした。
【００５３】
そして、試験材Ｎｏ．１〜６のロアアームのジョイント部に、通常車体に取付けられる形態で、車体の直進方向に対して平行となる方向に荷重を加えてアーム部の応力を応力測定装置を用いて測定した。そして、この測定結果から、応力が２４５ＭＰａに達したときの荷重（ｋＮ）を算出し、比較例である試験材Ｎｏ．１を１００％とした場合の相対値（％）を求めた。
表１に、各試験材の条件および結果を示す。
【００５４】
【表１】
2006199120.tif 000003
【００５５】
また、ブッシュ部の内部に用いられる弾性体の硬度についても、表２に示すように、種々の硬度の弾性体を用いた試験材Ｎｏ．７〜９のロアアーム（いずれも、ロアアームとしての構成は、表１の試験材Ｎｏ．１と同じである）を作製して検討を行った。なお、弾性体としてはＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）を用いた。弾性体の硬度は、表２に示すように、硬度Ｈｓ６０〜Ｈｓ８０（いずれもＪＩＳＫ６２５３，タイプＡデュロメータ）の３種類のＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）を用意した。
【００５６】
【表２】
2006199120.tif 000004
【００５７】
表１の結果から、実施例となる試験材Ｎｏ．２〜６は、比較例となる試験材Ｎｏ．１と比較して荷重の相対値が向上した。これにより、従来の強度を有するロアアームと比較して、実施例となる試験材Ｎｏ．２〜６は、それぞれ、２．４％（試験材Ｎｏ．２）、４．４％（試験材Ｎｏ．３）、７．９％（試験材Ｎｏ．４）、９．４％（試験材Ｎｏ．５）、１０．７％（試験材Ｎｏ．６）の軽量化を図ることが可能であることが分かった。
【００５８】
そして、表２の結果から、実施例となる試験材Ｎｏ．８および９は、比較例となる試験材Ｎｏ．７と比較して荷重の相対値が向上した。これにより、従来の強度を有するロアアームと比較して、実施例となる試験材Ｎｏ．８および９は、比較例である試験材Ｎｏ．７と比較して、相対値でそれぞれさらに９９％、９８％の軽量化を図ることが可能であることがわかった。また、表１の結果および表２の結果から、ロアアームのフロントブッシュ部に角度θをもたせ、かつ、弾性体の硬度を硬くすることによって、さらにアーム部の変形を抑制することが可能となり、より軽量化を図ることが可能であることがわかった。
【００５９】
以上、本発明の自動車用サスペンションアームに係る最良の実施の形態や実施例について詳細に説明したが、本発明の内容や技術的思想はこれに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、本発明の自動車用サスペンションアームに係る最良の実施の形態や実施例として、独立懸架式のサスペンションのロアアームを例に説明を行ったが、同様の形状のアッパーアームにも全く同じように適用することができる。
【００６０】
また、図１および図２で示したフロントブッシュ部３１，３２の構成を、金属製の外筒３３と、円筒状のパイプである内筒３４とを、弾性体５を用いて接着等した構成とし、さらに、これらのブッシュ部３の内筒３４内を貫通するボルト１２とナット１３によって、車体１０のブラケット１１に軸着した、いわゆる内抑え形式のブッシュ部３を例示して説明したが、これに限定されることはなく、以下のような、いわゆる外抑え形式のブッシュ部であっても本発明の技術的思想を適用することができる。
【００６１】
すなわち、ブッシュ部と一体的に形成された支持棒部材（図示せず。なお、前記で説明した支軸１２に相当する棒部材）と、当該支持棒部材を収めるためのケースと、当該支持棒部材と当該ケースとの間に充填され、これらを固定する弾性体でなる構成のブッシュ部とすることができる。このような構成のブッシュ部とした場合、この支持棒部材の軸線を、前記と同様、基準軸線βに対して角度θをもって設けることにより、本発明の所望する効果を得ることが可能である。
【００６２】
また、本発明の実施の形態に示した自動車用サスペンションアーム１として、ジョイント部２が車体の前方寄りに形成されたものを例示したが、図５に示すように、かかるジョイント部２が車体の後方寄りに形成された本発明の他の実施の形態に係る自動車用サスペンションアーム１’としてもよい。この場合、車体のブラケット１１に取付けた状態において、ジョイント部２に近い距離に形成され、かつ車体の後方寄りに形成されたブッシュ部３（リアブッシュ部３２'）の内側の開口３２'ａをジョイント部２に近付く方向に傾斜させた構成とすることができる。なお、かかる場合において傾斜させた角度θは、０°＜θ＜−９０°とするのがよい。
【００６３】
このような構成であっても、前記と同様、ジョイント部２に近い距離に形成されたブッシュ部３（リアブッシュ部３２'）のこじり回転を拘束し、かかる回転に対する反力モーメントＭｆを大きくかつ速やかに発生させ、アーム部４に作用する反力Ｒｒｙを小さくすることができる。したがって、こじり回転の発生初期からアーム部４だけでなくフロントブッシュ部３１を用いて、大きな荷重に対向することできるようになる。その結果、アーム部４への負担を軽減し、アーム部４を変形しにくくすることが可能となるので、薄肉化などにより軽量化しても、従来の自動車用サスペンションアームと同様の強度を維持した自動車用サスペンションアーム１とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る自動車用サスペンションアームの一構成例を示す概略平面図である。
【図２】本発明に係る自動車用サスペンションアームのフロントブッシュ部の要部拡大図である。
【図３】本発明に係る自動車用サスペンションアームのフロントブッシュ部をブラケットに取付けた様子を示す要部拡大図である。
【図４】本発明に係る自動車用サスペンションの構成図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る自動車用サスペンションアームの構成図である。
【図６】従来の自動車用サスペンションアーム（ロアアーム）と、これに作用する力について説明する説明図である。
【図７】従来のフロントブッシュ部の様子を示す断面図であって、（ａ）は、荷重が作用する前のフロントブッシュ部の様子を示す断面図であり、（ｂ）は、荷重を受けてフロントブッシュ部が後方に移動した様子を示す断面図であり、（ｃ）は、さらに荷重を受けてフロントブッシュ部が回転した様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１，１'  自動車用サスペンションアーム
１Ａ    ロアアーム
２      ジョイント部
３      ブッシュ部
３１，３１'  フロントブッシュ部
３２，３２'  リアブッシュ部
３３    外筒
３４    内筒
４      アーム部
５      弾性体
１０    車体
１１    ブラケット
１２    支軸
Ｆ      大きな荷重
Ｌ１    距離
Ｌ２    距離
Ｍｆ    反力モーメント
Ｒｒｘ，Ｒｒｙ，Ｒｆｘ，Ｒｆｙ  反力
【図１】
2006199120.tif 000005
【図２】
2006199120.tif 000006
【図３】
2006199120.tif 000007
【図４】
2006199120.tif 000008
【図５】
2006199120.tif 000009
【図６】
2006199120.tif 000010
【図７】
2006199120.tif 000011