(57)【要約】【課題】耐久性を確保しつつ、簡素な構成にて低コストに実現可能な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１０は、帯状の鋼板を長手方向の中間部にて厚み方向に湾曲成形して得られ、その一端部が環状に曲げ加工されて第１収容部２０を構成し、他端部が環状に曲げ加工されて第２収容部２２を構成するとともに、その一端および他端が第１収容部２０の中心と第２収容部２２の中心とを結ぶ仮想基準線上またはその仮想基準線を超えるように設けられた第１アーム部材１６と、鋼板を剪断または切削することで幅方向に湾曲成形して得られた長尺状の本体を有し、その本体の幅方向の一方の端縁形状が第１アーム部材１６の厚み方向の片側面に沿うように成形された第２アーム部材１８とを備え、第１アーム部材１６と第２アーム部材１８とを互いの幅方向が直交するように当接させ、その当接面に沿って溶接を施すことで断面Ｔ字状に形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が第１の連結部材を介して車体側に連結され、他端が第２の連結部材を介して車輪側に連結されるサスペンションアームであって、
帯状の鋼板をその長手方向の中間部にて厚み方向に湾曲成形して得られ、その一端部が環状に曲げ加工されて前記第１の連結部材を収容する第１収容部を構成し、他端部が環状に曲げ加工されて前記第２の連結部材を収容する第２収容部を構成するとともに、その一端および他端のそれぞれが前記第１収容部の中心と前記第２収容部の中心とを結ぶ仮想基準線上またはその仮想基準線を超えるように設けられた第１アーム部材と、
鋼板を剪断または切削することにより幅方向に湾曲成形して得られた長尺状の本体を有し、その本体の幅方向の一方の端縁形状が前記第１アーム部材の厚み方向の片側面に沿うとともに、その本体の長手方向一方の端縁形状が前記第１収容部の外周面に沿い、長手方向他方の端縁形状が前記第２収容部の外周面に沿うように成形された第２アーム部材と、
を備え、前記第１アーム部材と前記第２アーム部材とを互いの幅方向が直交するように当接させ、その当接面に沿って溶接を施すことにより断面Ｔ字状に形成されることを特徴とする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、サスペンションアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車体と車輪とのリンク機構としてアッパアームやロアアームといったサスペンションアームが用いられている。サスペンションアームは、その一端がブッシュ等の連結部材を介して車体側に連結され、他端がブッシュ等の連結部材を介して車輪側に連結される。このようなサスペンションアームには、リンク機構としての操縦安定性のほか、車体に設けられた他部品との干渉回避や耐久性を維持するための強度確保、さらにはそれらを実現したうえでの製造コストの低減などが求められる。
【０００３】
このようなサスペンションアームとして、例えば押出型材をスライス切断して得られたアーム構成片を継ぎ合わせて構成されるもの（例えば特許文献１参照）、アーム部を中央の本体部材とその両側に位置する一対の補強部材等によって構成するもの（例えば特許文献２参照）、アッパリンクの中間部をサイドメンバを避けるように下方に湾曲形成するとともに、強度確保のためにサブリンクを固定するものなど（例えば特許文献３参照）、種々の構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３５２３５号公報
【特許文献２】特開平３−５６７３０号公報
【特許文献３】特開平８−１３２８３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のサスペンションアームは、その製法上湾曲させることが難しく、アームそのものの形状により他部品との干渉防止を避けるのは難しい。また押出加工を採用するためにアーム部およびブッシュ装着部の全体にわたって断面幅が同一となるが、アーム部の疲労強度を考慮してもその断面幅は不要に大きく、軽量化の観点からは好ましくない。この点につき、余分な部位の切削をすることも考えられるが、製造コストが嵩むため現実的でないといった問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載のサスペンションアームは、ＦＲＰ製で軽量かつ高強度を実現できるものの、比較的複雑な構造で部品点数も多いため、製造コストの面で改善の余地がある。さらに、特許文献３に記載のサスペンションアームは、アッパリンクの湾曲形成により他部品との干渉防止を効果的に実現できるものの、サブリンクを並設することでサスペンションアーム全体が大型化し、また構造が複雑になるといった問題がある。
【０００７】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性を確保しつつ、簡素な構成にて低コストに実現可能なサスペンションアームを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のサスペンションアームは、一端が第１の連結部材を介して車体側に連結され、他端が第２の連結部材を介して車輪側に連結されるサスペンションアームであって、帯状の鋼板をその長手方向の中間部にて厚み方向に湾曲成形して得られ、その一端部が環状に曲げ加工されて第１の連結部材を収容する第１収容部を構成し、他端部が環状に曲げ加工されて第２の連結部材を収容する第２収容部を構成するとともに、その一端および他端のそれぞれが第１収容部の中心と第２収容部の中心とを結ぶ仮想基準線上またはその仮想基準線を超えるように設けられた第１アーム部材と、鋼板を剪断または切削することにより幅方向に湾曲成形して得られた長尺状の本体を有し、その本体の幅方向の一方の端縁形状が第１アーム部材の厚み方向の片側面に沿うとともに、その本体の長手方向一方の端縁形状が第１収容部の外周面に沿い、長手方向他方の端縁形状が第２収容部の外周面に沿うように成形された第２アーム部材と、を備え、第１アーム部材と第２アーム部材とを互いの幅方向が直交するように当接させ、その当接面に沿って溶接を施すことにより断面Ｔ字状に形成される。
【０００９】
この態様によると、帯状の鋼板を曲げ加工することにより、第１アーム部材において湾曲形成される本体とその両端の環状の収容部とを一体成形することができるため、それらが別体で接合される場合のような応力集中が発生することもない。また、その第１アーム部材に第２アーム部材が断面Ｔ字状に溶接されることにより、サスペンションアームの断面係数が大きくなり十分な強度が得られるため、その耐久性を確保することができる。
【００１０】
また、第１アーム部材および第２アーム部材の２つの板材の溶接により得られるため、部品点数も少なく、簡易かつ低コストに実現することができ、また全体としての軽量化を実現することもできる。さらに、第１アーム部材の両端が第１収容部の中心と第２収容部の中心とを結ぶ仮想基準線上またはその仮想基準線を超えるように設けられることで、その仮想基準線に沿って負荷される外力を各収容部にて受け止めることができる。その結果、第１アーム部材と第２アーム部材との溶接部に過大な剪断力がかかることを防止でき、その耐久性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、耐久性を確保しつつ、簡素な構成にて低コストに実現可能なサスペンションアームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係るサスペンションアームの斜視図である。
【図２】サスペンションアームの製造方法を示す説明図である。
【図３】サスペンションアームの主要構成の一つを示す説明図である。
【図４】比較例にかかるサスペンションアームの構成を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について説明する。図１は、実施形態に係るサスペンションアームの斜視図である。サスペンションアーム１０は、自動車のサスペンション装置に適用される。サスペンションアーム１０は、車幅方向内側、つまり車体側に延びる一端部がブッシュ１２（「第１の連結部材」に該当する）を介して図示しない車体フレームに連結され、車幅方向外側、つまり車輪側に延びる他端部がブッシュ１４（「第２の連結部材」に該当する）を介して図示しないナックルに連結される。なお、サスペンション装置の具体的構成、つまりサスペンションアーム１０の周辺構成については公知であるため、その説明については省略する。
【００１４】
サスペンションアーム１０は、第１アーム部材１６と第２アーム部材１８とを長手方向に沿って接合することにより形成される。第１アーム部材１６と第２アーム部材１８は、いずれも鋼板を成形して得られ、互いに直角となるよう組み付けられ、その当接面に沿って溶接が施されることにより接合されている。サスペンションアーム１０は、長手方向の中間部が下方に凸となるように湾曲し、車体のサイドメンバとの干渉が防止されている。
【００１５】
図２は、サスペンションアームの製造方法を示す説明図である。図２（Ａ）は溶接前の状態を示し、図２（Ｂ）は溶接後の状態を示している。図２（Ａ）の上段に示すように、第１アーム部材１６は、帯状の鋼板をその長手方向の中間部にて厚み方向に湾曲成形して得られる。第１アーム部材１６の一端部は円環状に巻かれるように曲げ加工され、ブッシュ１２を収容するための第１収容部２０となっている。一方、第１アーム部材１６の他端部は円環状に巻かれるように曲げ加工され、ブッシュ１４を収容するための第２収容部２２となっている。
【００１６】
一方、図２（Ａ）の下段に示すように、第２アーム部材１８は、鋼板をプレスにより厚み方向に打ち抜き加工（剪断加工）することにより、幅方向に湾曲する形状に成形されている。第２アーム部材１８の上端面（つまり幅方向の一方の端縁）は、第１アーム部材１６の下端面（厚み方向の片側面）に沿う形状とされている。また、第２アーム部材１８の長手方向一方の端面（一方の端縁）は第１収容部２０の外周面に沿う形状とされ、長手方向他方の端面（他方の端縁）は第２収容部２２の外周面に沿う形状とされている。なお、本実施形態では第２アーム部材１８を鋼板の打ち抜き加工により作製する例を示したが、鋼板を第２アーム部材１８の形状に沿って切削加工してもよい。
【００１７】
そして、このように構成された第１アーム部材１６と第２アーム部材１８とを、互いの幅方向が直交するように当接させる。このとき、第２アーム部材１８の上端面および長手方向の両端面は、第１アーム部材１６の幅方向の中心線に沿って組み付けられる。そして、図２（Ｂ）に示すように、それらの当接面に沿って溶接Ｗを施すことによりサスペンションアーム１０が形成される。なお、溶接Ｗは第２アーム部材１８の厚み方向の両側に施されていることは言うまでもない。このような構成により、サスペンションアーム１０は、その横断面がＴ字状となり、十分な剛性および強度が得られるようになっている。
【００１８】
図３は、サスペンションアームの主要構成の一つを示す説明図である。図３（Ａ）は全体構成を示し、図３（Ｂ）はＡ部拡大図を示している。上述のように構成されたサスペンションアーム１０は、その第１収容部２０に円筒状のブッシュ１２が圧入され、第２収容部２２に円筒状のブッシュ１４が圧入される。なお、変形例においては圧入ではなく、アーク溶接などを採用してもよい。
【００１９】
そして特に、第１収容部２０の中心と第２収容部２２の中心とを結ぶ仮想基準線Ｌに対し、第１収容部２０の先端２０ａがその仮想基準線Ｌを超えて上方に位置し、第２収容部２２の先端２２ａがその仮想基準線Ｌ上に位置するよう各収容部の巻き加工が行われている。
【００２０】
以上のような構成により、サスペンションアーム１０は、耐久性を確保しつつ、簡素な構成にて低コストに実現することができる。すなわち、第１アーム部材１６の本体と第１収容部２０，第２収容部２２とが帯状の鋼板を曲げ加工することにより一体成形されるため、それらが別体で接合される構成のような応力集中が発生することもない。また、その第１アーム部材１６に第２アーム部材１８が断面Ｔ字状に溶接されることにより、サスペンションアーム１０の断面係数が大きくなり十分な強度が得られるため、その耐久性を確保することができる。また、サスペンションアーム１０は、第１アーム部材１６および第２アーム部材１８の２つの板材の溶接により得られるため、部品点数も少なく、簡易かつ低コストに実現することができ、また全体としての軽量化を実現することもできる。
【００２１】
さらに、第１アーム部材１６の両端、つまり第１収容部２０および第２収容部２２の先端縁が仮想基準線Ｌ上またはその仮想基準線Ｌを超えて上方に設けられることで、第１アーム部材１６の下端面と第２アーム部材１８の上端面との間の溶接部Ｗ１に剪断力が負荷されることを抑制することができる。すなわち、サスペンションアーム１０に対する車体または車輪からの外力は、その回動支点である第１収容部２０の中心と第２収容部２２の中心とを結ぶ仮想基準線Ｌに沿う成分Ｆが支配的と考えられる。この点、本実施形態の構成によれば、ブッシュ１２から伝達される外力成分Ｆは、第１収容部２０の円環部により受け止められるため、溶接部Ｗ１の接合面に剪断力として直接作用することが抑制される。すなわち、溶接部は特に接合面に沿った剪断力に対して疲労強度が小さくなるところ、そのような剪断力の発生が抑制されるため、サスペンションアーム１０全体としての耐久性を維持することができる。
【００２２】
図４は、比較例にかかるサスペンションアームの構成を例示する説明図である。図４（Ａ）は第１比較例を示し、図４（Ｂ）は第２比較例を示している。なお、各図において上記実施形態とほぼ同様の構成については同一の符号を付している。
【００２３】
第１変形例にかかるサスペンションアーム２１０は、その本体が第２アーム部材１８のみにより構成されており、第２アーム部材１８の長手方向の両端がそれぞれブッシュ１２、ブッシュ１４に溶接されている。このような構成においても、第２アーム部材１８の中間部が湾曲成形されているため、車体に設けられたサイドメンバ等の部品２２０との干渉を回避することができる。
【００２４】
一方、第２アーム部材１８には、仮想基準線Ｌから最もオフセットした断面Ｓの位置において最も大きな曲げモーメントを受けるため、その断面Ｓの高さを極力大きくするのが好ましい。しかしながら、その断面Ｓを上方へ大きくすることは部品２２０との干渉回避の観点から難しい。一方、断面Ｓを下方に大きくすると、その図心が仮想基準線Ｌから離れるため曲げモーメントも増加するので効率的ではないといった問題が生じる。
【００２５】
そこで、第２変形例にかかるサスペンションアーム２１２のように、第１アーム部材２１６を接合して断面係数を向上させることが一つの解決策として考えられる。ただし、サスペンションアーム２１２は、実施形態のサスペンションアーム１０とは異なり、第１アーム部材２１６がその両端部にてそれぞれブッシュ１２，ブッシュ１４に溶接されている。このような構成によれば、実施形態と同様にサスペンションアーム２１２の本体がＴ字状の断面を有するので、比較的大きな強度を確保することができる。
【００２６】
しかしながら、第１アーム部材２１６とブッシュ１２，ブッシュ１４との溶接部Ｗ２の溶接長さを十分にとれないことから、外力が作用したときにその溶接部Ｗ２に応力集中が発生し、疲労強度が不足してしまう。この点につき、例えばブッシュ１２，１４の幅を大きくして溶接の捨てビードを設定する方法も考えられるが、スペース上の問題が発生したり、質量増につながる、あるいは溶接コストが嵩む等の問題が残る。言い換えれば、本実施形態は、このような比較例の問題点を簡素な構成にて解消できるという利点がある。
【００２７】
以上、実施形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００２８】
１０  サスペンションアーム、  １２，１４  ブッシュ、  １６  第１アーム部材、  １８  第２アーム部材、  ２０  第１収容部、  ２２  第２収容部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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