JP2005119363A - Torsion beam type suspension - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のサスペンションに関し、特に、サスペンションの左右に配置された左右のブッシュジョイントの間にトーションバーを備えたトーションビーム式サスペンションに関するものである。 The present invention relates to an automobile suspension, and more particularly to a torsion beam type suspension having a torsion bar between left and right bush joints arranged on the left and right sides of the suspension.
自動車のサスペンションは、走行時、左右の車輪がそれぞれバウンドおよびリバウンドしてサスペンションにねじり応力が作用するが、このねじり応力が作用してもトーションビームのねじり剛性によって、変形をしないように維持されている。 The suspension of an automobile, while running, bounces and rebounds from the left and right wheels, and a torsional stress is applied to the suspension. .
図5は、後輪のトーションビーム式サスペンションを車体の左斜め前方から見た斜視図である。図6は、図5に示したトーションビーム式サスペンション200の左半分を車体の斜め後方から見た斜視図である。
図5および図6に示すように、自動車の後輪W,Wを懸架するトーションビーム式サスペンション200は、ゆるく屈曲したパイプ部材から構成されていて車体の前後方向に延びる左右一対のトレーリングアーム24,24を備えている。図6に示すように、トレーリングアーム24は、その前端に設けられたゴムブッシュジョイント23が車体側のブラケット28に上下揺動自在に支持されるとともに、その後端にブラケット32を介して車体の左右方向に固定された車軸29には後輪Wが回転自在に支持されている。また、トレーリングアーム24の上下揺動を減衰させるショックアブソーバ33の下端が、トレーリングアーム24の前後方向中間部に固定されたブラケット34に連結されている。そして、トレーリングアーム24に負荷される上下方向の衝撃を緩衝する懸架用ばね26の下端は、トレーリングアーム24の後端に固定されたばね座31に支持されている。
FIG. 5 is a perspective view of the torsion beam suspension of the rear wheel as viewed obliquely from the left front of the vehicle body. FIG. 6 is a perspective view of the left half of the
As shown in FIGS. 5 and 6, the
そして、図5に示すように、左右のトレーリングアーム24,24の前後方向中間部、つまりゴムブッシュジョイント23,23およびショックアブソーバ33,33のブラケット34(図6参照)に挟まれた位置に、車体の左右方向に延びるトーションビーム25の左右両端部がそれぞれガセット35,35を介して結合されている。このガセット35は、トーションビーム25とトレーリングアーム24に溶接されており、トーションビーム25を補強するものである。
And as shown in FIG. 5, it is in the front-rear direction intermediate part of the left and right trailing
図7は、トーションビーム25にねじり応力が作用する様子を示し、トーションビーム式サスペンション200を車両の上方から見た模式図である。図7に示すように、図中上方が車体前方である。自動車の走行に伴って、左右の後輪W,Wが上下動すると、左右のトレーリングアーム24,24は、ゴムブッシュジョイント23,23のまわりに上下に揺動する。そして、このときに発生する振動は、懸架用ばね26およびショックアブソーバ33によって緩衝および減衰される。また、左右の後輪W,Wは、バウンドおよびリバウンドする際に、後輪W,Wの位相にずれを発生させる。このとき、左右のトレーリングアーム24,24は、ゴムブッシュジョイント23を中心に揺動して、この揺動する角度が不均一となってトーションビーム25がねじれる。これに伴って、トーションビーム25に備わる弾性復元力は、左右のトレーリングアーム24,24が揺動する前記角度を均一化するように作用する。
FIG. 7 shows a state in which torsional stress acts on the
そして、図7に示すように、後輪W,Wの位置は、ゴムブッシュジョイント23,23の位置に対して左右方向外側に位置しているため、後輪W,Wが路面の突起等に衝突して車体後向きの荷重が負荷された場合に、トレーリングアーム24,24の後部を左右方向に移動させるモーメントMが発生して後輪W,Wのトー角αを変化させるように作用する。また、車体の旋回により後輪W,Wに横力Fが負荷された場合にも、トレーリングアーム24,24の後部を左右方向に移動させるモーメントMが発生して後輪W,Wのトー角αを変化させようとする。
As shown in FIG. 7, the positions of the rear wheels W, W are located on the outer side in the left-right direction with respect to the positions of the
しかしながら、左右のトレーリングアーム24,24とトーションビーム25との接続部がそれぞれガセット35,35により補強されて相対的な角変位が規制されているため、トレーリングアーム24,24が左右に揺動しにくくなって、後輪W,Wのトー剛性が高められている。
However, since the connecting portions between the left and right trailing
さらに、トーションビーム25およびトレーリングアーム24とを結合するガセット35,35の溶接部がトーションビーム25のねじれの中心であるトーションビーム25とトレーリングアーム24との結合部の近傍に位置しているため、ガセット35,35がトーションビーム25のねじれに与える影響を最小限に抑えてトーションビーム25の機能を充分に発揮させることができるだけでなく、前記溶接部に加わるねじれによる変位を極力抑えて耐久性を高めることができる。
Further, since the welded portion of the
また、トーションビーム25とトレーリングアーム24との連結部における応力集中を緩和する凹形状の脆弱部を連結部以外の部位に設けることにより、連結部の強度低下を防止してサスペンションの耐久性を向上させるトーションビーム式サスペンションが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、左右の車輪がそれぞれバウンドおよびリバウンドして、さらに、トーションビーム25がねじれて、トーションビーム25のねじり剛性に大きな影響を与えるという問題があった。
また、構造上タイヤWの接地点における横剛性が低く、旋回時のサイドフォース(横力)が大きい場合、タイヤWは、トーアウト(TUE OUT)傾向となる。すなわち、タイヤWが自動車の進行方向に対してやや外向きになる。このため、ゴムブッシュジョイントの硬度を高めざるを得ず、乗り心地との両立が難しかった。
However, the left and right wheels bounce and rebound, respectively, and the
Further, when the lateral stiffness at the ground contact point of the tire W is structurally low and the side force (lateral force) at the time of turning is large, the tire W tends to toe out (TUE OUT). That is, the tire W is slightly outward with respect to the traveling direction of the automobile. For this reason, the hardness of the rubber bush joint has to be increased, and it has been difficult to achieve both a comfortable ride.
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、トーションビームのねじれを防止し、ゴム材で形成されたゴムブッシュジョイントの硬さを乗り心地良く設定することができるトーションビーム式サスペンションを提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a torsion beam suspension capable of preventing torsion of the torsion beam and setting the hardness of a rubber bush joint formed of a rubber material with a comfortable ride. The task is to do.
前記課題を解決した本発明の請求項1に記載の発明は、左右一対をなして車体の前後方向に延び、その前端がブッシュジョイントを介して前記車体に枢支され、かつ後端が車輪を懸架するトレーリングアームの中間部を、前記車体の左右方向に延びるトーションビームの両端部に接続したトーションビーム式サスペンションであって、前記左右のブッシュジョイントの一方と他方との間にトーションバーを設けたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 of the present invention that solves the above-mentioned problems extends in the front-rear direction of the vehicle body in a pair of left and right sides, its front end is pivotally supported by the vehicle body via a bush joint, and its rear end is a wheel. A torsion beam suspension in which an intermediate portion of a suspended trailing arm is connected to both ends of a torsion beam extending in the left-right direction of the vehicle body, and a torsion bar is provided between one and the other of the left and right bush joints. It is characterized by.
請求項1に記載の発明によれば、左右のブッシュジョイントの一方と他方との間にトーションバーを設けたため、左右のブッシュジョイントの一方に対して他方が車体の前後方向に相対的に移動する際に、トーションバーは、トーションバーに作用するねじり応力に抵抗する復元力を発生して、トーションビームのねじれを防止することができる。これにより、ゴム材で形成されたゴムブッシュジョイントに大きな負荷を与えることがなく、ゴムブッシュジョイントの硬さを乗り心地良く設定することができる。
なお、ここでゴムブッシュジョイントは、特許請求の範囲の「ブッシュジョイント」に相当する。
According to the first aspect of the present invention, since the torsion bar is provided between one of the left and right bush joints, the other moves relative to one of the left and right bush joints in the longitudinal direction of the vehicle body. In this case, the torsion bar can generate a restoring force that resists torsional stress acting on the torsion bar, thereby preventing the torsion beam from being twisted. Thus, the hardness of the rubber bush joint can be set with good riding comfort without applying a large load to the rubber bush joint formed of the rubber material.
Here, the rubber bush joint corresponds to a “bush joint” in the claims.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記左右のブッシュジョイントは、前記トーションバーをねじれ自在に保持するブラケットを備えたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the left and right bush joints include a bracket for holding the torsion bar in a twistable manner.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明による作用に加え、左右のブッシュジョイントの一方に対して他方が車体の前後方向に相対的に移動する際に、左右のブッシュジョイントは、左右のブラケットを左右のブッシュジョイント廻りに左右それぞれ逆方向に回転させる回転力を発生させ、トーションバーにねじれを発生させるように作用するため、トーションビームにねじれを発生させようとする力をトーションバーに伝達することができ、このトーションバーによってトーションビームのねじれを防止することができる。このため、ゴム材で形成されたゴムブッシュジョイントに大きな負荷を与えることがなく、ゴムブッシュジョイントの硬さを乗り心地良く設定することができる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the action of the first aspect of the invention, when the other of the left and right bush joints moves relative to the longitudinal direction of the vehicle body, the left and right bushes The joint generates a rotational force that rotates the left and right brackets around the left and right bush joints in the opposite directions, causing the torsion bar to twist. The torsion bar can be transmitted to the torsion bar, and the torsion beam can be prevented from being twisted. For this reason, it is possible to set the hardness of the rubber bush joint in a comfortable manner without giving a large load to the rubber bush joint formed of the rubber material.
本発明によれば、トーションビームにねじれを発生させようとする力をブラケットによってトーションバーに伝達することができ、このトーションバーの弾性復元力によってトーションビームのねじれを防止することができる。これによって、ゴム材で形成されたゴムブッシュジョイントに大きな負荷を与えることがなく、ゴムブッシュジョイントの硬さを乗り心地良く設定することができる。 According to the present invention, a force for generating a twist in the torsion beam can be transmitted to the torsion bar by the bracket, and the torsion beam can be prevented from being twisted by the elastic restoring force of the torsion bar. This makes it possible to set the hardness of the rubber bush joint in a comfortable manner without giving a large load to the rubber bush joint formed of the rubber material.
本発明の実施の形態に係るトーションビーム式サスペンションについて、図面を参照して説明する。
図1(a)は、後輪のトーションビーム式サスペンションを車体の左斜め前方から見た斜視図である。図1(b)は、図1(a)に示したA部の詳細図である。図2は、図1に示したトーションビーム式サスペンション100の左半分を車体の左斜め後方から見た斜視図である。図3は、図2の平面図である。
図1、図2および図3に示すように、自動車の後輪W,Wを懸架するトーションビーム式サスペンション100は、ゆるく屈曲したパイプ部材から構成されて車体の前後方向に延びる左右一対のトレーリングアーム4,4を備えている。図2に示すように、トレーリングアーム4は、その前端に設けられたゴムブッシュジョイント3が車体側のブラケット8に上下揺動自在に支持されるとともに、その後端にブラケット12を介して車体の左右方向に固定された車軸9に後輪Wが回転自在に支持されている。図1(b)に示すように、ゴムブッシュジョイント3は、ゴム3aが内蔵された金属材で形成されている。このゴムブッシュジョイント3には、ブラケット3bが溶接されていて、このブラケット3bは、連結アーム13の一端であるボールジョイント13bに回動自在に連結されている。また、連結アーム13の他端には、ボールジョイント13aが設けられており、ブラケット2の下端に回動自在に連結されている。このブラケット2には、固定材2aを介して、トーションバー1が固定されている。トーションバー1には、左右にブラケット10が備えられている。ブラケット10は、ゴム材10aを介してトーションバー1に係合されている。なお、ブラケット10は、このトーションバー1を車体のフロア(図略)にねじれ自在に保持するためのブラケットとして機能している。そして、図2に示すように、トレーリングアーム4の上下揺動を減衰させるショックアブソーバ7の下端が、トレーリングアーム4の後端に固定されたブラケット14に連結されている。また、トレーリングアーム4に負荷される上下方向の衝撃を緩衝する懸架用ばね6の下端が、トレーリングアーム4の前後方向中間部に固定されたばね座11に支持されている。
なお、ここで言うブラケット2、3bは、特許請求の範囲の「ブラケット」に相当する。
A torsion beam suspension according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 (a) is a perspective view of a rear wheel torsion beam suspension as viewed from the diagonally left front of the vehicle body. FIG.1 (b) is detail drawing of the A section shown to Fig.1 (a). FIG. 2 is a perspective view of the left half of the
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, a
The
そして、図3に示すように、トレーリングアーム4の前後方向中間部、つまりゴムブッシュジョイント3および懸架用ばね6のブラケット11に挟まれた位置に、車体の左右方向に延びるトーションビーム5の左右両端部がそれぞれガセット15を介して結合されている。
And as shown in FIG. 3, the left-right both ends of the
次に、以上の構成を備えたトーションビーム式サスペンションの動作を説明する。図4は、トーションビーム5にねじり応力が作用する様子を示し、図4(a)は、後輪のトーションビーム式サスペンションを車体の左斜め前方から見た斜視図である。図4(b)は、図4(a)の左後輪部を車両の上方から見た模式図である。
図4(a)に示すように、自動車の走行に伴って、左右の後輪W,Wが上下動すると、左右のトレーリングアーム4,4は、ゴムブッシュジョイント3,3のまわりに上下に揺動する。そして、このときに発生する振動は、懸架用ばね6およびショックアブソーバ7によって緩衝および減衰される。また、左右の後輪W,Wは、バウンドおよびリバウンドする際に、後輪W,Wの位相にずれを発生させる。このとき、左右のトレーリングアーム4,4は、ゴムブッシュジョイント3を中心に揺動して、この揺動する角度が不均一となってトーションビーム5がねじれる。これに伴って、トーションビーム5に備わる弾性復元力は、左右のトレーリングアーム4,4が揺動する前記角度を均一化するように作用する。このとき、前記位相のずれによるトーションビーム5のねじり応力は、ブラケット2に回転力として伝達され、トーションバー1にねじれを発生させるように作用する。
Next, the operation of the torsion beam suspension having the above configuration will be described. FIG. 4 shows a state in which a torsional stress acts on the
As shown in FIG. 4 (a), when the left and right rear wheels W, W move up and down as the vehicle travels, the left and right trailing
そして、例えば、図4(b)に示すように、左後輪Wは、ゴムブッシュジョイント3の位置に対して左方向外側に位置している。このため、左後輪Wが路面の突起等に衝突した際に、左後輪Wは、車体の後方に向かって荷重を負荷される。このとき、トレーリングアーム4の後部を右方向に移動させるモーメントMが発生して、左後輪Wは、そのトー角αを変化させようとする。また、車体の旋回等により左後輪Wに横力Fが負荷された場合にも、トレーリングアーム4の後部を右方向に移動させるモーメントMが発生して、左後輪Wは、そのトー角αを変化させようとする。
For example, as shown in FIG. 4B, the left rear wheel W is located on the left outer side with respect to the position of the
そして、トレーリングアーム4とトーションビーム5との接続部がガセット15により補強されて相対的な角変位が規制されているため、トレーリングアーム4が左右に揺動しにくくなって、後輪Wのトー剛性が高められる。
Since the connecting portion between the trailing
さらに、トーションビーム5とトレーリングアーム4とを結合するガセット15の溶接部がトーションビーム5のねじれの中心であるトーションビーム5とトレーリングアーム4との結合部の近傍に位置しているため、ガセット15がトーションビーム5のねじれに与える影響を最小限に抑えてトーションビーム5の機能を充分に発揮させることができるだけでなく、前記溶接部に加わるねじれを極力抑えてトーションビーム式サスペンション100の耐久性を高めることができる。
Further, since the welded portion of the
しかしながら、さらなるトー剛性の向上が求められており、そのため、本実施の形態では、トーションバー1が備えられる。図4(a)に示すように、左右のブッシュジョイント3,3の一方と他方との間にトーションバー1を設けたため、左右のゴムブッシュジョイント3,3の一方に対して他方が車体の前後方向に相対的に移動する際に、トーションバー1は、このトーションバー1に作用するねじり応力に抵抗する復元力を発生して、トーションビーム5のねじれを防止することができる。すなわち、トーションバー1が復元力を発生し、ブラケット2、およびブラケット3b(図1(b)参照)に掛かる回転力を減衰させることができる。これにより、ゴム材で形成されたゴムブッシュジョイント3に大きな負荷を与えることがなく、ゴムブッシュジョイント3の硬さを乗り心地良く設定することができる。
However, further improvement in toe rigidity is required, and therefore, the torsion bar 1 is provided in the present embodiment. As shown in FIG. 4 (a), the torsion bar 1 is provided between one and the other of the left and right bush joints 3 and 3, so that the other of the left and right
また、トーションバー1の復元力によって、車体の旋回時に作用する横力Fに対しても、接地点における横剛性がアップし、トーアウト量の抑制を図ることができる。
また、バウンドやリバウンドなどにより車体の前後方向への力が、横力Fと同時に作用するときには、力が互いに干渉することによってトーションバー1の復元力は作用しない。
また、横力Fが作用せずに前後方向への力により、車体がバウンドやリバウンドをしたときには、トレーリングアーム4、4は、車体の左右では同位相で揺動することになる。このようなときには、トーションバー1に連結されたブラケット2、およびブラケット2に連結されたブラケット3bには、回転力は働かず、トーションバー1の復元力は作用しない。このとき、ばね定数は低いままとなる。このため、ゴムブッシュジョイント3の硬さを乗り心地良く設定することができる。これにより、ゴムブッシュジョイント3には、その柔軟なコンプライアンスブッシュとしての機能が働き、乗り心地を犠牲にすることもなく、常に操縦安定性と乗り心地の両立が可能となる。
Further, the lateral rigidity F at the ground contact point can be increased against the lateral force F acting when the vehicle body is turned by the restoring force of the torsion bar 1, and the toe-out amount can be suppressed.
Further, when a force in the front-rear direction of the vehicle body acts simultaneously with the lateral force F due to bounce or rebound, the restoring force of the torsion bar 1 does not act because the forces interfere with each other.
Further, when the vehicle body bounces or rebounds due to the force in the front-rear direction without the lateral force F acting, the trailing
以上、好ましい実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することのない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、本実施の形態では、トーションバーを支持するブラケットは、ゴムブッシュジョイントを保持する金属筒に溶接により接合されているが、溶接に限るものではなく、ボルトによって固定しても構わない。 The preferred embodiments have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and appropriate modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, the bracket that supports the torsion bar is joined to the metal cylinder holding the rubber bush joint by welding, but is not limited to welding, and may be fixed by a bolt.
1 トーションバー
2 ブラケット
3 ゴムブッシュジョイント(コンプライアンスブッシュジョイント)
3b ブラケット
4 トレーリングアーム
5 トーションビーム
6 懸架用ばね
7 ショックアブソーバ
8 ブラケット
9 車軸
10 ブラケット
11 ばね座
12 ブラケット
13 連結アーム
13a ボールジョイント
13b ボールジョイント
14 ブラケット
15 ガセット
100 トーションビーム式サスペンション
W 車輪
1
Claims (2)
前記車体の左右方向に延びるトーションビームの両端部に接続したトーションビーム式サスペンションであって、
前記左右のブッシュジョイントの一方と他方との間にトーションバーを設けたことを特徴とするトーションビーム式サスペンション。 A middle part of a trailing arm that extends in the longitudinal direction of the vehicle body in a pair of left and right, whose front end is pivotally supported by the vehicle body via a bush joint, and whose rear end suspends a wheel,
A torsion beam suspension connected to both ends of a torsion beam extending in the left-right direction of the vehicle body,
A torsion beam suspension, wherein a torsion bar is provided between one of the left and right bush joints.
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