(57)【要約】【課題】疲労強度を向上させることができるサスペンションアームを提供する。【解決手段】一端部１２ａに車輪支持部１４が設けられ、他端部１２ｂに第１車体連結部１６が設けられ、一端部１２ａと他端部１２ｂとの間に位置する中間部から車幅方向Ｘ内側に延出部１２ｃが延出するアーム本体１２と、延出部１２ｃの先端部１２ｄに取り付けられ、車体前後方向に中心線Ｌ２が延びる筒状の第２車体連結部１８と、を備え、アーム本体１２は、上側板部材と下側板部材を溶接により接合することで形成される閉断面構造を有し、アーム本体１２の車幅方向Ｘ内側の側部には、上面視において、第１車体連結部１６と延出部１２ｃの先端部１２ｄとの間に中心線Ｌ２より車幅方向Ｘ外側に位置する股部３０が設けられ、股部３０には、股部３０の末端３０ａを起点として、上側板部材と下側板部材とが互いに溶接により接合されていない非接合領域３４が設けられる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に車輪支持部が設けられ、前記一端部より車幅方向内側かつ車体後側に位置する他端部に第１車体連結部が設けられ、前記一端部と前記他端部との間に位置する中間部から車幅方向内側に延出部が延出するアーム本体と、
前記延出部の先端部に取り付けられ、車体前後方向に中心線が延びる筒状の第２車体連結部と、を備え、
前記アーム本体は、上側板部材と下側板部材を溶接により接合することで形成される閉断面構造を有し、
前記アーム本体の車幅方向内側の側部には、上面視において、前記第１車体連結部と前記延出部の先端部との間に前記中心線より車幅方向外側に位置する股部が設けられ、
前記股部には、前記延出部の先端側にある前記股部の末端を起点として、前記上側板部材と前記下側板部材とが互いに溶接により接合されていない非接合領域が設けら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、ストラット式サスペンション等に用いられるサスペンションアームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ストラット式サスペンションに用いられるサスペンションアームとして、Ｌ型サスペンションアームが知られている（特許文献１参照）。Ｌ型サスペンションアームは、車輪にナックルを介して支持される車輪支持部を一端部に設け、車体にサスペンションブッシュを介して連結される第１車体連結部を他端部に設けたアーム本体を備える。アーム本体は一端部と他端部との間の中間部から車幅方向内側に延出部が延出しており、その延出部の先端部には車体にサスペンションブッシュを介して連結される筒状の第２車体連結部が取り付けられている。このアーム本体は、通常、上側板部材と下側板部材を溶接により接合することで形成される閉断面構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０８２３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両走行中に減速した場合、サスペンションアームの車輪支持部には、地面から車輪やナックルを介して後方に向かう荷重が入力される。本発明者が検討したところ、前述のＬ型サスペンションアームでは、このような荷重が入力されたとき、第１車体連結部と延出部の先端部との間にある股部（詳しくは後述する）において、上側板部材と下側板部材との溶接箇所で応力が高まり易くなるという知見を得た。サスペンションアームの疲労強度を向上させる観点からは、この対策が求められる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、疲労強度を向上させることができる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】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明のある態様はサスペンションアームである。サスペンションアームは、一端部に車輪支持部が設けられ、前記一端部より車幅方向内側かつ車体後側に位置する他端部に第１車体連結部が設けられ、前記一端部と前記他端部との間に位置する中間部から車幅方向内側に延出部が延出するアーム本体と、前記延出部の先端部に取り付けられ、車体前後方向に中心線が延びる筒状の第２車体連結部と、を備え、前記アーム本体は、上側板部材と下側板部材を溶接により接合することで形成される閉断面構造を有し、前記アーム本体の車幅方向内側の側部には、上面視において、前記第１車体連結部と前記延出部の先端部との間に前記中心線より車幅方向外側に位置する股部が設けられ、前記股部には、前記延出部の先端側にある前記股部の末端を起点として、前記上側板部材と前記下側板部材とが溶接により接合されていない非接合領域が設けられる。
【０００７】
この態様において、サスペンションアームの車輪支持部に後方に向かう荷重が入力された場合を考える。このような荷重が入力されたとき、アーム本体の股部には車体前後方向に沿うような引張荷重が作用し、この引張荷重によって、上側板部材と下側板部材とは面外方向に変形しようとする。ここで、アーム本体の股部には非接合領域が設けられるため、アーム本体の股部において、上側板部材と下側板部材の変形が溶接により拘束され難くなる。よって、このような荷重が入力された場合、アーム本体の股部において上側板部材と下側板部材との間で作用する応力を小さくでき、サスペンションアームの疲労強度を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、サスペンションアームの疲労強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態のサスペンションアームを示す上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本実施形態のアーム本体の接合領域と非接合領域を模式的に示す図である。
【図５】本実施形態のサスペンションアームの作用効果を説明するための図である。
【図６】参考例のアーム本体の接合領域を模式的に示す図である。
【図７】参考例のアーム本体の股部が変形した後の状態を示す図である。
【図８】本実施形態のアーム本体の股部が変形した後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は本実施形態のサスペンションアーム１０を示す上面図である。
本実施形態のサスペンションアーム１０は、ストラット式サスペンションに用いられるＬ型ロアサスペンションアームである。本実施形態のサスペンションアーム１０は、右前車輪を回転自在に支持するナックル（車輪支持部材）と車体とを接続する。以下、サスペンションアーム１０が車体とナックルとを接続した場合を基準として各構成要素の位置関係を説明する。図１の方向Ｘは車幅方向であり、方向Ｙは車体前後方向である。図中の左側、右側はそれぞれ車幅方向内側、外側となり、上側、下側はそれぞれ車体前側、車体後側となる。
【００１１】
サスペンションアーム１０は、一端部１２ａに車輪支持部１４が設けられ、他端部１２ｂに第１車体連結部１６が設けられるアーム本体１２を備える。アーム本体１２の他端部１２ｂは、アーム本体１２の一端部１２ａより車幅方向Ｘ内側かつ車体後側に位置する。アーム本体１２は、一端部１２ａと他端部１２ｂとの間に位置する中間部から車幅方向Ｘ内側に筒状の延出部１２ｃが延出する。
【００１２】
アーム本体１２は、上面視において、一端部１２ａが車幅方向Ｘ外側に臨み、他端部１２ｂが車体後側に臨み、一端部１２ａから他端部１２ｂに向かって曲がりながら延びるように形成される。車輪支持部１４は、後述のように、ボールジョイントを介して前車輪に支持される。
【００１３】
第１車体連結部１６は、アーム本体１２の他端部１２ｂに形成され、車体上下方向に貫通する孔部である。第１車体連結部１６には、ゴム製の第１サスペンションブッシュ２０が内側に組み付けられる。第１サスペンションブッシュ２０は、中心線Ｌ１が車体上下方向に延びる筒状であり、その内側には車体に連結されるインナーシャフト（不図示）が挿通される。第１車体連結部１６は、第１サスペンションブッシュ２０を介して車体に連結される。第１車体連結部１６は、第１サスペンションブッシュ２０により、車体に対して車幅方向Ｘや車体前後方向Ｙに３次元的に揺動自在に連結される。
【００１４】
サスペンションアーム１０は、さらに、アーム本体１２の延出部１２ｃの先端部１２ｄに取り付けられる第２車体連結部１８を備える。第２車体連結部１８は、アーム本体１２とは別体であり、車体前後方向Ｙに中心線Ｌ２が延びる筒状をなす。アーム本体１２の延出部１２ｃの先端部１２ｄは開口しており、その開口周りの先端面は、第２車体連結部１８の外周面に突き当てられたうえで溶接により接合される。第２車体連結部１８は、車輪支持部１４に対して車幅方向Ｘ内側であって、第１車体連結部１６に対して車体前方に配置される。
【００１５】
第２車体連結部１８には、ゴム製の第２サスペンションブッシュ２２が内側に組み付けられる。第２サスペンションブッシュ２２の内側には車体に連結されるインナーシャフトが挿通される。第２車体連結部１８は、第２サスペンションブッシュ２２を介して車体に連結される。第２車体連結部１８は、第２サスペンションブッシュ２２により、車体に対して車幅方向Ｘや車両上下方向に３次元的に揺動自在に連結される。
【００１６】
図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
アーム本体１２は、上側板部材２４と下側板部材２６を肉盛溶接等の溶接により接合することで構成される。本図では、上側板部材２４と下側板部材２６の溶接前の形状を二点鎖線で示す。
【００１７】
上側板部材２４及び下側板部材２６は、鋼等の金属を素材とするプレス成形品である。上側板部材２４は、下向きに開放する溝状（コ字状）の横断面形状である。下側板部材２６は、上向きに開放する溝状（コ字状）の横断面形状である。上側板部材２４と下側板部材２６は、アーム本体１２の一端部１２ａから他端部１２ｂまでの部位と、アーム本体１２の延出部１２ｃとのそれぞれを構成する箇所が、このような横断面形状をなす。上側板部材２４は、底側の上壁部２４ａと、上壁部２４ａの側縁部から下向きに延びる一対の上側壁部２４ｂと、を有する。下側板部材２６は、底側の下壁部２６ａと、下壁部２６ａの側縁部から上向きに延びる一対の下側壁部２６ｂと、を有する。
【００１８】
上側板部材２４及び下側板部材２６それぞれの周縁部となる上側壁部２４ｂや下側壁部２６ｂの先端部は突き合わせられており、その突き合わせ箇所が溶接により接合される。本図では溶接箇所を符号Ｗを付して示す。これら上側板部材２４と下側板部材２６は、上側板部材２４の内側主面２４ｃを下側板部材２６の外側主面２６ｃに当てた状態で接合される。ここでの「主面」とは上側板部材２４や下側板部材２６の板厚方向両側の面をいう。
【００１９】
アーム本体１２は、このように上側板部材２４と下側板部材２６を接合することで形成される閉断面構造を有する。この閉断面構造では、アーム本体１２の一端部１２ａから他端部１２ｂに向けて広がる第１内部空間や、アーム本体１２の延出部１２ｃの先端部１２ｄからアーム本体の中間部に向けて広がる第２内部空間が形成される。ちなみに、第２内部空間は第１内部空間と連通する。
【００２０】
なお、図示はしないが、車輪支持部１４は、上側板部材２４の上壁部２４ａと下側板部材２６の下壁部２６ａとを重ね合わせて形成される。車輪支持部１４には、図１に示すように、三つの取付穴１４ａが形成されており、その取付穴１４ａに挿通されるボルト（不図示）によりブラケット２８が取り付けられる。ブラケット２８にはボールジョイント（不図示）の軸部を挿通するための挿通穴２８ａが形成され、ボールジョイントはブラケット２８に組み付けられる。車輪支持部１４は、ブラケット２８を介してボールジョイントが取り付けられ、そのボールジョイントを介してナックルに連結されることで右前車輪により支持される。
【００２１】
ここで、アーム本体１２の車幅方向Ｘ内側の側部には、上面視において、第１車体連結部１６と延出部１２ｃの先端部１２ｄとの間に股部３０が設けられる。股部３０は、第２車体連結部１８の中心線Ｌ２より車幅方向Ｘ外側に位置する。股部３０は、上面視において、車幅方向Ｘ外側に向かって凹となる円弧状に形成される。
【００２２】
図３は図１のＢ−Ｂ線断面図である。図４は、アーム本体１２の接合領域３２と非接合領域３４を模式的に示す図である。ここでの接合領域３２とは、上側板部材２４と下側板部材２６の突き合わせ箇所において、上側板部材２４と下側板部材２６とが互いに溶接により接合されている領域をいう。また、非接合領域３４とは、その突き合わせ箇所において、上側板部材２４と下側板部材２６とが互いに溶接により接合されていない領域をいう。このように接合領域３２と非接合領域３４は、上側板部材２４と下側板部材２６との一部が互いに溶接により接合されているか否かにより区別され、上側板部材２４や下側板部材２６の一部が他部材に対して溶接により接合されているか否かは問題としない。たとえば、非接合領域３４にある上側板部材２４は第２車体連結部１８に溶接により接合されていてもよいし、溶接により接合されていなくともよい。図４では接合領域３２を太線で示し、非接合領域３４を細線で示す。
【００２３】
図３、図４に示すように、股部３０には非接合領域３４が設けられる。非接合領域３４は、延出部１２ｃの先端側にある股部３０の末端３０ａを起点として、アーム本体１２の第１車体連結部１６に向かう範囲に設けられる。この範囲は、上面視において、第２車体連結部１８の中心線Ｌ２を車幅方向Ｘ内側に超える範囲、つまり、股部３０全体を含む範囲となるように設定される。別の観点からみると、非接合領域３４は、上面視において、延出部１２ｃの先端部１２ｄから股部３０の底側にある底点３０ｂを超える範囲に設けられるともいえる。ここでの底点３０ｂとは、上面視において、第２車体連結部１８の中心線Ｌ２から股部３０までの法線Ｌ３の距離が最大となる点をいう。
【００２４】
図５は、サスペンションアーム１０の作用効果を説明するための図である。
車両の走行中に減速等した場合、サスペンションアーム１０の車輪支持部１４には、地面から車輪、ボールジョイントやブラケット２８を介して後方に向かう荷重Ｆａ（以下、入力荷重Ｆａという）が入力される。この入力荷重Ｆａが車輪支持部１４に付与されると、第２車体連結部１８を通る上下方向軸周りにサスペンションアーム１０全体が回転しようとすることで、第１車体連結部１６が車幅方向Ｘ内側に変位しようとする（方向Ｐａ参照）。このとき、第１車体連結部１６がある程度変位すると、これ以上の変位が車体により拘束され、車体から第１サスペンションブッシュ２０を介して車幅方向Ｘ外側の反力Ｆｂが第１車体連結部１６に付与される。この結果、サスペンションアーム１０のアーム本体１２には、これら入力荷重Ｆａや反力Ｆｂによって、第１車体連結部１６と第２車体連結部１８との間で車体前後方向Ｙに沿うような引張荷重Ｆｃが作用する。この引張荷重Ｆｃはアーム本体１２の股部３０を含む箇所に作用する。
【００２５】
図６は参考例のアーム本体１１２の接合領域３２を模式的に示す図である。参考例のアーム本体１１２は、本実施形態と比べて、股部３０も他の部位と同様に接合領域３２が設けられている点で異なる。
【００２６】
図７は参考例のアーム本体１１２の股部３０が変形した後の状態を示す図である。本図は、図６のＣ−Ｃ線断面の変形後の状態を示す図でもある。
前述の引張荷重Ｆｃが股部３０に付与されると、上側板部材２４の上側壁部２４ｂと下側板部材２６の下側壁部２６ｂとは面外方向の外側（車幅方向Ｘ内側。方向Ｐｂ参照）に変形しようとする。このとき、上側板部材２４と下側板部材２６とが股部３０において溶接により接合されていると、上側板部材２４と下側板部材２６との溶接箇所において互いの変形が拘束される。この結果、溶接金属と母材との間の止端３６において、溶接金属と母材とを引き離す方向Ｐｃに大きな引張応力が付与されてしまう。
【００２７】
図８は、本実施形態のアーム本体１２の股部３０が変形した後の状態を示す図である。本図は図３と同じ断面の変形後の状態を示す。
参考例のアーム本体１１２とは異なり、本実施形態のアーム本体１２の股部３０には非接合領域３４が設けられる。よって、アーム本体１２の股部３０において、上側板部材２４の上側壁部２４ｂと下側板部材２６の下側壁部２６ｂとの変形が溶接により拘束され難くなる。これは、前述の引張荷重Ｆｃが股部３０に付与されたとき、上側板部材２４と下側板部材２６が、面外方向の外側に向かう方向Ｐｂに変形し易くなることを意味する。このため、前述の入力荷重Ｆａが入力された場合、アーム本体１２の股部３０において上側板部材２４と下側板部材２６との突き合わせ箇所で作用する応力を小さくでき、サスペンションアーム１０の疲労強度を向上させることができる。
【００２８】
このように、サスペンションアーム１０の疲労強度の向上を図るための他の手段としては、アーム本体１２の股部３０での面外方向の変形を抑えるために、上側板部材２４と下側板部材２６の板厚を高める手段が考えられる。しかしながら、このように上側板部材２４と下側板部材２６の板厚を高めると、サスペンションアーム１０の重量や部品コストの増大を招く。この点、本実施形態のサスペンションアーム１０では、上側板部材２４と下側板部材２６との溶接範囲を変えるだけでよい。よって、疲労強度の向上を図るために、上側板部材２４と下側板部材２６の板厚の増大によるサスペンションアーム１０の重量や部品コストの増大を招かなくともよい点で利点がある。
【００２９】
また、このように疲労強度の向上を図るために、アーム本体１２の股部３０という限られた箇所に非接合領域３４を設けるだけで足りるため、他の強度性能に対して大きな影響を与えずに済むという利点がある。ここでの他の強度性能とは、たとえば、アーム本体１２の他端部１２ｂ周りでの強度性能である。アーム本体１２の他端部１２ｂでは上側板部材２４と下側板部材２６を溶接により接合する接合領域３２を設けたままであるため、所期の強度性能を確保できる。
【００３０】
以上、実施例をもとに本発明を説明した。実施例はあくまでも例示であり、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】
【００３１】
１０…サスペンションアーム、１２…アーム本体、１２ａ…一端部、１２ｂ…他端部、１２ｃ…延出部、１２ｄ…先端部、１４…車輪支持部、１６…第１車体連結部、１８…第２車体連結部、２４…上側板部材、２６…下側板部材、３０…股部、３２…接合領域、３４…非接合領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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