JP4138461B2 - 車両用サスペンション - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体前後方向に延びるトレーリングアームと車幅方向に延びる撓みアームとを備え、トレーリングアームの後端に接続された撓みアームの外端が車輪の制動時に後方に撓むことで車輪をトーインさせる車両用サスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７および図８には従来の車両用サスペンションが示される。車輪Ｗ（右後輪）を懸架するサスペンション０１は、トレーリングアーム０２と、ロアアーム０３と、アッパーアーム０４と、ナックル０５とを備える。トレーリングアーム０２の前端はジョイント０６を介して車体に枢支されるとともに、その後端に外端を溶接したロアアーム０３の内端がジョイント０７を介して車体に枢支される。またアッパーアーム０４の外端および内端がジョイント０８，０９を介してそれぞれナックル０５および車体に枢支される。
【０００３】
ロアアーム０３は概略板状の部材であって、外端に二股になった第１支持部０３ａおよび第２支持部０３ｂが形成されるとともに、第１、第２支持部０３ａ，０３ｂの付け根に該ロアアーム０３の厚さ方向一側に膨らんだ膨出部０３ｃが形成される。そしてロアアーム０３の第１、第２支持部０３ａ，０３ｂをトレーリングアーム０２の後部外周に嵌合させた状態で、トレーリングアーム０２の外周面とロアアーム０３の前面とが溶接部ｗ１で溶接され、トレーリングアーム０２の外周面とロアアーム０３の後面とが溶接部ｗ２で溶接される。
【０００４】
このサスペンション０１は、車輪Ｗの制動時にナックル０５に後向きの荷重が作用すると、ロアアーム０３の外端が後方に撓むとともに、トレーリングアーム０２の前端が後方かつ内方に移動することで、車輪Ｗをトーインさせて制動時の車両挙動を安定させるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のサスペンション０１では、トレーリングアーム０２の後端とロアアーム０３の外端との溶接部ｗ１，ｗ２に大きな荷重が加わり、その強度および耐久性が低下する問題がある。即ち、溶接部ｗ１，ｗ２には車輪Ｗの上下動に伴う荷重が加わるだけでなく、車輪Ｗの制動時にナックル０５に後向きの荷重が作用した場合には、後側の溶接部ｗ２を引き剥がそうとする引張荷重が作用し、また車両の加速時にナックル０５に前向きの荷重が作用した場合には、前側の溶接部ｗ１を引き剥がそうとする引張荷重が作用し、特に制動時の荷重は加速時の荷重に比べて大きなものとなる。
【０００６】
ロアアーム０３は板材で構成されているため、ロアアーム０３とトレーリングアーム０２とは実質的に線接触となり、充分な溶接強度を得ることが難しくなる。上記従来のものは、二股になった第１支持部０３ａおよび第２支持部０３ｂの付け根に膨出部０３ｃを形成して溶接部ｗ１，ｗ２の強度向上を図っているが、それだけで溶接部ｗ１，ｗ２の強度および耐久性を高めるのは困難である。
【０００７】
更に、上記従来のものはロアアーム０３の前側および後側にそれぞれ溶接部ｗ１，ｗ２を有するので、溶接作業中にトレーリングアーム０２およびロアアーム０３を姿勢変換する必要が生じて作業性が低下するだけでなく、溶接部ｗ１，ｗ２のビードが端部を有するため、その端部に応力が集中して破損の起点となり易い問題がある。しかもロアアーム０３の外端に二股になった第１支持部０３ａおよび第２支持部０３ｂが形成されるので、ロアアーム０３の上下方向の寸法が増加してサスペンション０１の設計自由度が低下する問題がある。
【０００８】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、サスペンションのトレーリングアームと撓みアームとを溶接する際に、溶接作業の作業性向上、溶接部の強度および耐久性の向上、溶接部の小型化および溶接部の設計自由度の向上を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、弾性ジョイントを介して車体に枢支された前端から車体後方に延びるトレーリングアームと、車幅方向に延びて内端が車体に枢支され、外端がトレーリングアームの後部に固定された概略板状の撓みアームとを備え、車輪の制動時にトレーリングアームの後部に作用する後向きの制動荷重で撓みアームの外端が後方に撓むことで、前記弾性ジョイントが後方かつ内方に移動して車輪をトーインさせる車両用サスペンションにおいて、パイプ状に形成したトレーリングアームの後端に、該後端の開口を塞ぐ端板の一面を突き合わせて溶接すると共に、その端板の他面側を、撓みアームの板面に沿う平坦な第１座面として、その第１座面に、撓みアームの外端に設けた平坦な第２座面を重ね合わせ、第２座面に形成した閉じた開口の内周あるいは一端が開放した溝の内周を第１座面に溶接したことを特徴とする車両用サスペンションが提案される。
【００１０】
上記構成によれば、パイプ状に形成したトレーリングアームの後端に、該後端の開口を塞ぐ端板の一面を突き合わせて溶接すると共に、その端板の他面側を、撓みアームの板面に沿う平坦な第１座面とし、その第１座面と、撓みアームの外端に設けた平坦な第２座面とを重ね合わせた状態で、第２座面に形成した閉じた開口の内周あるいは一端が開放した溝の内周を第１座面に溶接するので、車輪Ｗに前後方向の荷重が作用して撓みアームの外端が前後に撓んだとき、溶接部に作用する応力を低減して該溶接部の強度および耐久性を高めることができる。特に、第１、第２座面は相互に面接触し、かつ溶接部は撓みアームの第２座面に形成した開口あるいは溝の内周に沿っているので、強度上の弱点となる溶接ビードの起点を無くして溶接部の信頼性を一層高めることができ、しかも溶接ビードの長さを最小限に抑えて作業時間の短縮およびコストの削減に寄与することができる。
【００１１】
また第１座面および第２座面は共に平坦面であるため、溶接時における両座面相互の位置決めが容易であるばかりか、第１座面を上向に固定したまま溶接を行えるので、トレーリングアームおよび撓みアームの姿勢変換の必要を無くして溶接の作業性を高めることができる。また何れも平坦面である両座面は相対的に摺動可能であるため、両者の位置関係を容易に変更することができる。
【００１２】
更に、撓みアームの外端部を二股にしてトレーリングアームの後端部を上下から挟む必要がないため、撓みアームの外端部の高さをトレーリングアームの後端部の高さと略一致させ、撓みアームの外端部の上下方向寸法を小型化して設計自由度を高めることができる。
【００１３】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第２座面が撓みアームの本体部に対して該撓みアームの厚さ方向に突出していることを特徴とする車両用サスペンションが提案される。
【００１４】
上記構成によれば、撓みアームの本体部に対して第２座面が突出しているので、第２座面の近傍で撓みアームの剛性を高めて溶接部の強度および耐久性を一層高めることができる。
【００１５】
尚、実施例のロアアーム１３は本発明の撓みアームに対応し、実施例のジョイント１６は本発明の弾性ジョイントに対応する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は右後輪のサスペンションの平面図、図２は図１の２方向拡大矢視図、図３は図２の３方向矢視図、図４は図２の４−４線拡大断面図、図５は図２の５−５線拡大断面図である。
【００１８】
図１に示すように、車輪Ｗ（右後輪）を懸架するサスペンション１１は、トレーリングアーム１２と、ロアアーム１３と、アッパーアーム１４と、ナックル１５とを備えており、ナックル１５から車幅方向外向きに延びる車軸１５ａに車輪が回転自在に支持される。
【００１９】
トレーリングアーム１２は円形断面のパイプ材を屈曲させたもので、その前端がジョイント１６を介して車体に枢支されるとともに、その後端に外端を溶接したロアアーム１３の内端がジョイント１７を介して車体に枢支される。トレーリングアーム１２の中央から後方寄りの位置に前部ブラケット１２ａ，１２ａおよび後部ブラケット１２ｂ，１２ｂが設けられており、それらのブラケット１２ａ，１２ａ；１２ｂ，１２ｂにジョイント１８，１９を介してナックル１５の下部が枢支される。またナックル１５の上部にジョイント２０を介して外端を枢支されたアッパーアーム１４は、その内端がジョイント２１を介して車体に枢支される。
【００２０】
しかして、一体化されたトレーリングアーム１２およびロアアーム１３は、トレーリングアーム１２の前端のジョイント１６およびロアアーム１３の内端のジョイント１７を結ぶ軸線Ｌを中心にして上下に揺動可能である。この軸線Ｌは、前方から後方に向けて、車幅方向外側から内側に傾斜している。
【００２１】
尚、トレーリングアーム１２に設けたブラケット１２ｃ，１２ｃには、図示せぬコイルスプリングおよびショックアブソーバの下端が支持される。
【００２２】
車輪Ｗを制動すると路面から車輪Ｗに後向きの荷重Ｆが作用するため、板状のロアアーム１３の外端が後方に撓み（鎖線参照）、ゴムブッシュジョイントで構成されたジョイント１６の作用で、トレーリングアーム１２の前端は軸線Ｌに沿って距離Ｄだけ後方に移動する。その結果、トレーリングアーム１２の前端は距離Ｄ′だけ車幅方向内側に移動するが、ロアアーム１３の外端に接続されたトレーリングアーム１２の後端は車幅方向には殆ど移動しないため、トレーリングアーム１２が図１において反時計方向に回動して車輪Ｗがトイーンすることで、制動時の車両挙動の安定を図ることができる。
【００２３】
次に、図２〜図５に基づいて、トレーリングアーム１２およびロアアーム１３の接続部の構造を説明する。
【００２４】
トレーリングアーム１２の後端はその軸線に対して斜めに切断されており、楕円形の切断面に四隅を丸めた四角形状の端板２２が突き合わされて溶接部ｗ１により固定される。端板２２の後面には、車幅方向に延びる（即ちロアアーム１３の板面に沿う）平坦な第１座面２２ａが形成される。
【００２５】
ロアアーム１３の板状の本体部１３ａの外端部前面に、平坦な第２座面１３ｂが形成される。第２座面１３ｂは本体部１３ａに対して所定距離（例えば、３〜５ｍｍ程度）前方に突出しており、本体部１３ａと第２座面１３ｂとの間には、ロアアーム１３の外端側に開放するＵ字状の傾斜面１３ｃ（図２参照）が形成される。ロアアーム１３の第２座面１３ｂには四隅を丸めた四角形状の開口１３ｄが形成されており、その開口１３ｄの内周が端板２２の第１座面２２ａに溶接部ｗ２により固定される。開口１３ｄの直線部は、ロアアーム１３の長手方向およびその直交方向に平行に配置される。
【００２６】
尚、ロアアーム１３の外端部の上下縁には、端板２２の第１座面２２ａにロアアーム１３の第２座面１３ｂを溶接する際に、ロアアーム１３を位置決めするための半円状の凹部１３ｅ，１３ｅが形成される。
【００２７】
ロアアーム１３の内端には、ジョイント１７のアウター部材１７ａを構成する短いパイプ材が溶接部ｗ３により固定される。
【００２８】
しかして、車輪Ｗに後向きの荷重Ｆ（図１参照）が作用するとロアアーム１３が後方に撓むことにより、トレーリングアーム１２の後端の端板２２の第１座面２２ａとロアアーム１３の外端の第２座面１３ｂとの溶接部ｗ２を引き剥がすような荷重が作用する。しかしながら、第１座面２２ａおよび第２座面１３ｂは平面同士で相互に密着し、かつ第２座面１３ｂの周囲が傾斜面１３ｃで補強されて曲げ剛性が高められているので、溶接部ｗ２に作用する応力を低減して強度および耐久性を高めることができる。
【００２９】
これを図５に基づいて更に説明すると、車輪Ｗの制動時にトレーリングアーム１２の後端に後向きの荷重が加わると、ロアアーム１３の曲げ剛性に応じた引張荷重がａ点を支点として溶接部ｗ２の全周に作用することになる。一方、ロアアーム１３の曲げ剛性が低く設定されていて前後方向に容易に変形可能であり、かつ傾斜面１３ｃにより溶接部ｗ２の周辺の剛性が高められているため、溶接部ｗ２に働く引張応力は全周に亘って平均化したものとなる。よって、従来のものの欠点であるａ点側への応力の集中が回避され、溶接部ｗ２の最大応力を低く抑えて耐久性を大幅に改善することができる。逆に、車両の加速時等にトレーリングアーム１２の後端に前向きの荷重が加わると、ロアアーム１３の曲げ剛性に応じた引張荷重がｂ点を支点として溶接部ｗ２の全周に作用するが、加速時の荷重は制動時の荷重に比べて半分程度であるため、溶接部ｗ２の耐久性に影響を及ぼすことはない。
【００３０】
更に、第１座面２２ａおよび第２座面１３ｂは共に平坦面であるため、溶接時における第１座面２２ａおよび第２座面１３ｂの位置決めが容易であるばかりか、第１座面２２ａを上向に固定したまま溶接を行えるので、トレーリングアーム１２およびロアアーム１３の姿勢変換の必要を無くして溶接の作業性を高めることができる。しかも、何れも平坦面である第１座面２２ａおよび第２座面１３ｂは相対的に摺動可能であるため、両者の位置関係を容易に変更することが可能である。
【００３１】
特に、前記溶接部ｗ２はロアアーム１３の第２座面１３ｂの閉じた開口１３ｄの内周に沿っているので、強度上の弱点となる溶接ビードの起点を無くして溶接部ｗ２の信頼性を一層高めることができ、しかも図７および図８で説明した従来例に比べて溶接ビード長が約半分に減少するので、作業時間の短縮およびコストの削減に寄与することができる。
【００３２】
またロアアーム１３の外端部を二股にしてトレーリングアーム１２の後端部を上下から挟む必要がないため、ロアアーム１３の外端部の高さをトレーリングアーム１２の後端部の高さと略一致させ、ロアアーム１３の外端部の上下方向寸法を小型化して設計自由度を高めることができる。
【００３３】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３４】
例えば、実施例ではロアアーム１３の第２座面１３ｂの開口１３ｄを四隅を丸めた四角形としているが、それを円形としても良い。また図６に示す第２実施例の如く、前記開口１３ｄに代えてロアアーム１３の外端側に開口するＵ字状の溝１３ｆを設けても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、パイプ状に形成したトレーリングアームの後端に、該後端の開口を塞ぐ端板の一面を突き合わせて溶接すると共に、その端板の他面側を、撓みアームの板面に沿う平坦な第１座面とし、その第１座面と、撓みアームの外端に設けた平坦な第２座面とを重ね合わせた状態で、第２座面に形成した閉じた開口の内周あるいは一端が開放した溝の内周を第１座面に溶接するので、車輪Ｗに前後方向の荷重が作用して撓みアームの外端が前後に撓んだとき、溶接部に作用する応力を低減して該溶接部の強度および耐久性を高めることができる。特に、第１、第２座面は相互に面接触し、かつ溶接部は撓みアームの第２座面に形成した開口あるいは溝の内周に沿っているので、強度上の弱点となる溶接ビードの起点を無くして溶接部の信頼性を一層高めることができ、しかも溶接ビードの長さを最小限に抑えて作業時間の短縮およびコストの削減に寄与することができる。
【００３６】
また第１座面および第２座面は共に平坦面であるため、溶接時における両座面相互の位置決めが容易であるばかりか、第１座面を上向に固定したまま溶接を行えるので、トレーリングアームおよび撓みアームの姿勢変換の必要を無くして溶接の作業性を高めることができる。また何れも平坦面である両座面は相対的に摺動可能であるため、両者の位置関係を容易に変更することができる。
【００３７】
更に、撓みアームの外端部を二股にしてトレーリングアームの後端部を上下から挟む必要がないため、撓みアームの外端部の高さをトレーリングアームの後端部の高さと略一致させ、撓みアームの外端部の上下方向寸法を小型化して設計自由度を高めることができる。
【００３８】
また請求項２に記載された発明によれば、撓みアームの本体部に対して第２座面が突出しているので、第２座面の近傍で撓みアームの剛性を高めて溶接部の強度および耐久性を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 右後輪のサスペンションの平面図
【図２】 図１の２方向拡大矢視図
【図３】 図２の３方向矢視図
【図４】 図２の４−４線拡大断面図
【図５】 図２の５−５線拡大断面図
【図６】 本発明の第２実施例に係る、前記図２に対応する図
【図７】 従来の右後輪のサスペンションの平面図
【図８】 図７の８−８線断面図
【符号の説明】
１２ トレーリングアーム
１３ ロアアーム（撓みアーム）
１３ａ 本体部
１３ｂ 第２座面
１３ｄ 開口
１３ｆ 溝
１６ ジョイント（弾性ジョイント）
２２ａ 第１座面
Ｗ 車輪

Claims (2)

1. 弾性ジョイント（１６）を介して車体に枢支された前端から車体後方に延びるトレーリングアーム（１２）と、車幅方向に延びて内端が車体に枢支され、外端がトレーリングアーム（１２）の後部に固定された概略板状の撓みアーム（１３）とを備え、車輪（Ｗ）の制動時にトレーリングアーム（１２）の後部に作用する後向きの制動荷重で撓みアーム（１３）の外端が後方に撓むことで、前記弾性ジョイント（１６）が後方かつ内方に移動して車輪（Ｗ）をトーインさせる車両用サスペンションにおいて、
   パイプ状に形成したトレーリングアーム（１２）の後端に、該後端の開口を塞ぐ端板（２２）の一面を突き合わせて溶接すると共に、その端板（２２）の他面側を、撓みアーム（１３）の板面に沿う平坦な第１座面（２２ａ）として、その第１座面（２２ａ）に、撓みアーム（１３）の外端に設けた平坦な第２座面（１３ｂ）を重ね合わせ、
   第２座面（１３ｂ）に形成した閉じた開口（１３ｄ）の内周あるいは一端が開放した溝（１３ｆ）の内周を第１座面（２２ａ）に溶接したことを特徴とする車両用サスペンション。
2. 前記第２座面（１３ｂ）が撓みアーム（１３）の本体部（１３ａ）に対して該撓みアーム（１３）の厚さ方向に突出していることを特徴とする、請求項１に記載の車両用サスペンション。

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