JP2000142060A - 自動車のサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スプリングシートの剥離やビームの亀裂を抑え
る。 【解決手段】トーションビーム式のリアサスペンション
において、トーションビーム４におけるロアスプリング
シート１２の接合部分にトーションビーム４のねじれを
許容する凹凸形状部４ｃを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車のサスペンシ
ョン装置において、特にトーションビーム式のリヤサス
ペンション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動車のサスペンション装置とし
て、左右の後輪間に連結されたトーションビームと、車
幅方向の変位を許容するように板状に構成されてトーシ
ョンビームの両端部から夫々車体全長方向に延びる２枚
のトレーリングアームとを有し、トレーリングアームの
自由端部をブッシュを介して車体フレームに支持すると
共に、各トレーリングアームの後端部をトーションビー
ムの左右端部に溶接等により接合して構成されたトーシ
ョンビーム式のリヤサスペンション装置がある（特開平
４−２８３１１４号公報参照）。

【０００３】このトーションビーム式のリヤサスペンシ
ョン装置は、構造が簡単で安価なため以前から軽自動車
等に搭載されていたが、コイルスプリングのコイル径中
心をトレーリングアームやトーションビームの真上では
なく、トーションビームに対してオフセットして配置す
ることでコイルスプリングの位置が低くなることによ
り、フロア高を低くでき、リヤの荷室空間等を広くでき
るという利点を有し、近年のワゴンタイプやボックスタ
イプの自動車への需要が多くなっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の技術では、コーナ部にスプリングシートやそのブラ
ケットを形成すると、トレーリングアームの実質的な有
効長が短くなるためねじれ弾性が高くなって乗り心地が
悪くなる。このため、有効長が短くなった分トレーリン
グアームを長くすることも考えられるが、そうするとレ
イアウト性が悪化する。また、トーションビームを長く
することも考えられるが、これではトーションビームの
ねじれ弾性が低くなりすぎて走行安定性が悪化したり、
トーションビームのねじれ応力が集中する部位の強度を
高める必要があり、重量増加に伴うコスト高を招く虞が
ある。

【０００５】また、コイルスプリングのコイル径中心を
トーションビームに対してオフセットして配置したサス
ペンション装置では、トーションビームのねじれにより
スプリングシートとトーションビームとの接合面が剥離
し、これらの接合強度を高めてもねじれ応力が集中して
トーションビームの接合面に亀裂が発生するという問題
点がある。

【０００６】本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、そ
の目的は、トーションビームのねじれ応力の集中による
スプリングシートの剥離やビームの亀裂を抑え、軽量且
つ安価にサスペンション性能を保持できる自動車のサス
ペンション装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の自動車のサスペンション
装置は、トーションビーム式のリヤサスペンション装置
において、左右の車輪間に連結されたトーションビーム
と、前記トーションビームの端部に固着されたコイルス
プリングシートとを備え、前記トーションビームにおけ
る前記コイルスプリングシートの接合部分に該トーショ
ンビームのねじれを許容する凹凸形状部を形成した。

【０００８】また、好ましくは、前記コイルスプリング
シートは車体前後方向の後端に立設された後側フランジ
部と車幅方向の両端に立設された内側及び外側フランジ
部を有する箱体状とされ、少なくとも前記後側フランジ
部の背面が前記トーションビームの車体前後方向の前面
に接合されている。

【０００９】また、好ましくは、前記内側フランジ部は
前記トーションビームの頂部にまで延設されるアーム部
を有する。

【００１０】また、好ましくは、前記凹凸形状部は少な
くとも前記内側フランジ部に対応する接合部分に非溶接
部分として形成されている。

【００１１】また、好ましくは、前記凹凸形状部は前記
外側フランジ部に対応する接合部分に形成されている。

【００１２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、トーションビームにおける前記コイルスプリングシ
ートの接合部分にトーションビームのねじれを許容する
凹凸形状部を形成したことにより、トーションビームの
ねじれ応力の集中によるスプリングシートの剥離やビー
ムの亀裂を抑え、軽量且つ安価にサスペンション性能を
保持できる。

【００１３】請求項２の発明によれば、コイルスプリン
グシートは車体前後方向の後端に立設された後側フラン
ジ部と車幅方向の両端に立設された内側及び外側フラン
ジ部を有する箱体状とされ、少なくとも前記後側フラン
ジ部の背面が前記トーションビームの車体前後方向の前
面に接合されていることにより、コイルスプリングシー
トをトーションビームに対してオフセットして配置でき
てフロア高が低くなり、且つトーションビームのねじれ
応力の集中による後側フランジ部の剥離やビームの亀裂
を抑えることができる。

【００１４】請求項３の発明によれば、内側フランジ部
は前記トーションビームの頂部にまで延設されるアーム
部を有することにより、コイルスプリングシートの接合
強度を高めてもトーションビームのねじれ応力の集中を
抑えることができる。

【００１５】請求項４の発明によれば、凹凸形状部は少
なくとも内側フランジ部に対応する接合部分に非溶接部
分として形成されていることにより、トーションビーム
のねじれ変形の抑制を緩和して、ねじり応力の集中を抑
えることができる。

【００１６】請求項５の発明によれば、凹凸形状部は前
記外側フランジ部に対応する接合部分に形成されている
ことにより、トーションビームのねじれ変形の抑制を緩
和して、ねじり応力の集中を抑えることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】図１は、本実施形態の自動車のサスペンシ
ョン装置の平面図である。図２は、トーションビーム端
部付近の詳細を示す平面図である。図３は、トーション
ビーム端部付近の詳細を示す側面図である。図４は、図
２の拡大図である。

【００１９】図１乃至図４に示すように、本実施形態と
して例示するのは、車幅内方へのねじれを許容する弾性
を有する板状のトレーリングアーム１と、車幅方向に延
びて左右の車輪２、３間に連結されたトーションビーム
４（ねじり方向に弾性を有するビーム）とを備え、コイ
ルスプリングのコイル径中心をトーションビーム４の軸
中心に対してオフセットして配置したトーションビーム
式のリヤサスペンション装置である。

【００２０】トーションビーム４は下方に開放する逆Ｕ
字状の断面を有する。トレーリングアーム１は車体の前
後方向に延び、その前端部１ａは支持ブッシュ５および
ブラケット６を介してフロアアーム７に回動自在に支持
され、後端部１ｂは側方から見て後方開放の凹状に形成
され、この凹状部分がトーションビーム４の両端部から
やや内側の前面に溶接等により接合され、トレーリング
アーム１とトーションビーム４の連結部８を形成する
（図３参照）。

【００２１】トーションビーム４の左右両端部には車輪
支持部材９が接合され、この車輪支持部材９の端面上部
には、スピンドル１０を備えたホイールサポート１１が
ボルトアップされ、このスピンドル１０にブレーキ機構
を介して車輪（つまり後輪）２、３が取付けられる。

【００２２】トーションビーム４の前面には、トレーリ
ングアーム１から車幅内方に所定間隔Ｌ（図４参照）を
隔てて略箱体状のロアスプリングシート１２が溶接等に
より接合され、このロアスプリングシート１２に対向す
るようにフロアフレーム７の下面にはアッパスプリング
シート１３が溶接等により接合され、これら上下のスプ
リングシート１２、１３間にコイルスプリング１４が張
架される。

【００２３】所定間隔Ｌの空間には、図４に示すように
トレーリングアーム１の縦面と略平行になるようにダン
パ１５が配設されている。

【００２４】このダンパ１５の上端部１５ａは取付部材
１６によりフロアフレーム７の外側面に軸支されてい
る。ダンパ１５の下端部１５ｂはトレーリングアーム１
とロアスプリングシート１２の側面とに亘って軸支され
ている。ダンパ１５の下端部１５ｂは、ブッシュ１７に
ロッド１８を挿通し、ロッド１８をトレーリングアーム
１の下端部に形成した孔部１９とロアスプリングシート
１２に一体的に設けられたロッド取付片１２ａに形成さ
れた孔部２０とに挿通させ、ロッド１８のネジ部１８ａ
にナット２１を螺合して、ロッド１８をトレーリングア
ーム１およびロアスプリングシート１２のロッド取付片
１２ａにリジッドに固定することにより回動自在に軸支
される。また、ダンパ１５は、ブッシュ１７の回動軸に
直交するダンパ１５の長手方向の軸心周りの回動、つま
り図２に示す矢印ａ方向に回動自在となっている。

【００２５】即ち、ダンパ１５の下端部１５ｂが所定間
隔Ｌ内に配置され、且つトレーリングアーム１とロアス
プリングシート１２とに亘って回動自在に軸支されてい
る。尚、下端部１５ｂの内面とトレーリングアーム１か
らロッド取付片１２ａまでのロッド１８の外周部にはカ
ラー２２が介設されている。

【００２６】ロアスプリングシート１２のトーションビ
ーム４への接合部位に近接するトーションビーム４とフ
ロアフレーム７との間にはバンプストッパラバー２３が
配設されている。また、トーションビーム４後方に位置
するフロアフレーム７（図１の上側のフロアフレーム
７）の一方と、この一方のフロアフレーム７から遠い方
のトーションビーム４の端部背面とに亘って、上部支持
ブッシュ２４と下部支持ブッシュ２５を介してラテラル
リンク２６がスラント状に張架され、トレーリングアー
ム１の不必要な車幅方向の動きを規制している。尚、図
１においてＦは車体のフロント方向を示し、Ｒは車体の
リヤ方向を表している。

【００２７】図４に示すように、ロアスプリングシート
１２は、その上方及び車体前後方向の前端とが開放され
るように車体前後方向の後端と車幅方向の両端とに上下
方向に内側フランジ部１２ａ、外側フランジ部１２ｂ、
後側フランジ部１２ｃが夫々立設された箱体状とされ、
内側及び外側フランジ部１２ａ、１２ｂの後端縁と後側
フランジ部１２ｃの背面とがトーションビーム４の車体
前後方向の前表面に沿って接合されている。尚、後側フ
ランジ部１２ｃのみをトーションビーム４に接合して片
持支持させてもよい。

【００２８】コイルスプリングシート１２は、内側フラ
ンジ部１２ａ、外側フランジ部１２ｂ及び後側フランジ
部１２ｃでトーションビーム４に片持支持されている。
内側フランジ部１２ａはトーションビーム４の頂部にま
で延設されるアーム部１２ｅを有する。

【００２９】本実施形態のサスペンション装置は上記構
成により、後輪のバウンド時にトーションビーム４の端
部が前方にねじれながら略真上（わずかに車幅内方）に
変位するのと同時に、このトーションビーム４の変位に
伴ってトレーリングアーム１の後端部１ｂが支持ブッシ
ュ５を支点とした円弧軌跡に沿って略真上（わずかに車
幅内方）にねじれながら変位する。

【００３０】ところで、トーションビーム４がねじれた
場合に、ロアスプリングシート１２の内側フランジ部１
２ａ、外側フランジ部１２ｂ、後側フランジ部１２ｃ及
びアーム部１２ｅはトーションビーム４のねじれに対し
て充分なビーム長を有することからねじれ変形による剥
離の発生や、ねじり応力によるトーションビーム４への
亀裂の発生は少ないが、外側フランジ部１２ｂと後側フ
ランジ部１２ｃはトーションビーム４のねじれに対して
ビーム長が短いため、ねじれ変形により剥離しやすく、
この接合部の接合強度を高めても逆にねじれ応力が集中
することになってトーションビーム４の対応箇所に亀裂
が発生してしまう。この不具合は、後側フランジ部１２
ｃの上端縁が水平に形成されていると顕著に現れやす
い。

【００３１】更に、ダンパ１５の下端部１５ｂがトレー
リングアーム１とロアスプリングシート１２とに亘って
軸支されているため、後輪のバウンド時にロアスプリン
グシート１２にはコイルスプリング１４の伸張方向の付
勢力とダンパ１５の減衰力が作用し、これらがロアスプ
リングシート１２とトーションビーム４の接合面にせん
断力として剥離方向に作用する。このため、ロアスプリ
ングシート１２の接合面の疲労強度を高める必要もあ
る。

【００３２】そこで、本実施形態では、以下で説明する
接合構造を採用することにより上記不具合を解消してい
る。 ［第１の接合構造］図５は、ロアスプリングシート１２
とトーションビーム４の第１の接合構造を示す図であ
る。図６は、図５の正面図である。

【００３３】図５及び図６に示すように、第１の接合構
造では、後側フランジ部１２ｃの上端縁を車幅外側から
内側に上向きに傾斜するように形成している。

【００３４】この第１の接合構造により、後側フランジ
部１２ｃの接合部におけるトーションビーム４のねじれ
変形による剥離や、トーションビーム４への接合強度を
強めたことによる亀裂の発生を抑えることができる。更
に、トーションビーム４のねじれ変形の影響が少ない内
側フランジ部１２ａにトーションビーム４の頂部にまで
延設されるアーム部１２ｅを形成したことにより、亀裂
等の発生を抑えて接合強度を高めることができる。

【００３５】この結果、ロアスプリングシートの接合強
度（溶接強度）を向上させる必要がなく、過大な剛性ア
ップも必要とすることなく、バネ下重量の軽減を図るこ
とができ、走行安定性も良好となる。 ［第２の接合構造］図７は、ロアスプリングシート１２
とトーションビーム４の第２の接合構造を示す図であ
る。

【００３６】図７に示すように、第２の接合構造は、ト
ーションビーム４の内方に略水平に曲折した端縁部４ａ
において、特にねじり応力が集中しやすい箇所、即ちロ
アスプリングシート１２の内側フランジ部１２ａやアー
ム部１２ｅに対応する箇所を他に比べて拡張した拡張部
４ｂを形成し、トーションビーム４のねじり応力に対す
る強度を高めている。尚、拡張部４ｂは、外側フランジ
部１２ｂに対応する箇所に形成してもよい。

【００３７】この第２の接合構造では、トーションビー
ム４のねじり応力が集中しやすい箇所に対する強度を高
めることができる。

【００３８】［第３の接合構造］図８は、ロアスプリン
グシート１２とトーションビーム４の第３の接合構造を
示す図である。図９は、図８のＸーＸ断面図である。

【００３９】図８及び図９に示すように、第３の接合構
造は、トーションビーム４の前面における内側フランジ
部１２ａの後端縁と接合面に対応する箇所に車幅方向に
トーションビーム４のねじれ変形を許容する凹凸形状部
（ビード部）４ｃを形成し、この凹凸形状部４ｃの凹部
は、内側フランジ部１２ａとの非溶接部分を形成する。
尚、凹凸形状部４ｃは、外側フランジ部１２ａの接合面
に対応する箇所に形成してもよい。

【００４０】この第３の接合構造では、凹凸形状部４ｃ
によりトーションビーム４のねじり応力が集中しやすい
箇所のねじれ変形を許容できるので、トーションビーム
４のねじれ変形による剥離や接合強度を強めたことによ
る亀裂の発生を抑えることができる。

【００４１】また、凹凸形状部４ｃを形成する代わり
に、トーションビーム４と内側フランジ部１２ａ（又は
外側フランジ部１２ｂ）との接合部に溶接しない隙間を
形成して、トーションビーム４のねじれ変形を許容して
もよい。

【００４２】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施形態を修正又は変更したものに適用可能であ
る。

【００４３】例えば、上記第１から第３の接合構造を適
宜組み合わせて構成することもできる。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の自動車のサスペンション装置の平
面図である。

【図２】トーションビーム端部付近の詳細を示す平面図
である。

【図３】トーションビーム端部付近の詳細を示す側面図
である。

【図４】図２の拡大図である。

【図５】ロアスプリングシート１２とトーションビーム
４の第１の接合構造を示す図である。

【図６】図５の正面図である。

【図７】ロアスプリングシート１２とトーションビーム
４の第２の接合構造を示す図である。

【図８】ロアスプリングシート１２とトーションビーム
４の第３の接合構造を示す図である。

【図９】図８のＸーＸ断面図である。

【符号の説明】

１ トレーリングアーム ２，３ 車輪 ４ トーションビーム ８ 連結部 １２ ロアスプリングシート １５ ダンパ １７ ブッシュ Ｌ 間隔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トーションビーム式のリヤサスペンショ
   ン装置において、 左右の車輪間に連結されたトーションビームと、 前記トーションビームの端部に固着されたコイルスプリ
   ングシートとを備え、 前記トーションビームにおける前記コイルスプリングシ
   ートの接合部分に該トーションビームのねじれを許容す
   る凹凸形状部を形成したことを特徴とする自動車のサス
   ペンション装置。
2. 【請求項２】 前記コイルスプリングシートは車体前後
   方向の後端に立設された後側フランジ部と車幅方向の両
   端に立設された内側及び外側フランジ部を有する箱体状
   とされ、少なくとも前記後側フランジ部の背面が前記ト
   ーションビームの車体前後方向の前面に接合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動車のサスペンシ
   ョン装置。
3. 【請求項３】 前記内側フランジ部は前記トーションビ
   ームの頂部にまで延設されるアーム部を有することを特
   徴とする請求項２に記載の自動車のサスペンション装
   置。
4. 【請求項４】 前記凹凸形状部は少なくとも前記内側フ
   ランジ部に対応する接合部分に非溶接部分として形成さ
   れていることを特徴とする請求項２又は３に記載の自動
   車のサスペンション装置。
5. 【請求項５】 前記凹凸形状部は前記外側フランジ部に
   対応する接合部分に形成されていることを特徴とする請
   求項２乃至４のいずれか１項に記載の自動車のサスペン
   ション装置。