JP2005162080A - トーションビーム式サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】 ロール剛性を不足させることなくトーションビームの耐久性を向上させる。
【解決手段】 トーションビーム４における中空断面の湾曲部７を挟んだ両側で、内面が互いに対向する壁同士、つまり開き断面の内方壁８及び外方壁９をスポット溶接等で局部的に固定する。さらに、固定部１０を除き、内面が互いに対向する内方壁８と外方壁９とを離間させ、中空内部の断面積を大きくする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トーションビームによって左右のコントロールアームが結合され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。

従来、略Ｕ字型の中空断面を有するトーションビームは、車体のロールによって捩れたときに、断面形状の変化が大きい部位に応力が集中し易いので、このトーションビームの耐久性を向上させるために、中空断面における略Ｕ字型の曲げ頂点にエンボスを設けることを提案したものがある（特許文献１参照）。
米国特許 第６１４５２７１号明細書

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来例にあっては、トーションビームの耐久性を向上させるためにエンボスを設けているが、中空断面における略Ｕ字型の曲げ頂点にエンボス加工を施すと、中空内部の断面積を十分に確保することができないため、ロール剛性が不足する虞があるという未解決の課題がある。
こうしたロール剛性の不足を解消するために、トーションビームの肉厚を上げることが考えられるが、肉厚を上げてしまうと重量が増加してしまうという問題が新たに生じる。
そこで、本発明は上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ロール剛性を不足させることなくトーションビームの耐久性を向上させ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目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係るトーションビーム式サスペンションは、トーションビームにおける中空断面の湾曲部を挟んだ両側で、内面が互いに対向する壁同士を局部的に固定することを特徴としている。

本発明に係るトーションビーム式サスペンションによれば、トーションビームにおける中空断面の湾曲部を挟んだ両側で、内面が互いに対向する壁同士を局部的に固定するように構成されているので、このトーションビームが車体のロールで捩じられるときに、内面で互いに対向する壁同士の相対変位が抑制されることによって、応力の集中を緩和して耐久性を向上させることができる。これにより、中空断面における湾曲部にエンボスを設ける必要がなくなり、湾曲部の内面を互いに離間させることができ、断面積を多くとることができるので、ロール剛性が不足することを回避できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す前輪駆動車におけるリヤサスペンションの概略構成図である。リヤホイールの動きをコントロールするコントロールアームとしての左右のトレーリングアーム１は、夫々、前端部がブッシュ２を介して車体へ揺動可能に連結され、後端部がショックアブソーバ３と図示しないアクスルとに連結されている。これら左右のトレーリングアーム１を結合するトーションビーム４は、トレーリングアーム１における前端部と後端部との中央に設けられており、所謂カップルドビーム式の構造になっている。

また、コイルスプリング５の下部を保持するスプリングシート６は、トレーリングアーム１の左右方向、つまり車幅方向の内側に配設されており、その一部がトーションビーム４に担持されている。ここで、コイルスプリング５を、ショックアブソーバ３に挿通せず、更にトレーリングアーム４に対してオフセット配置したのは、低床でフラットな車室空間を確保するためである。因みに、コイルスプリング５は、密着高さが低く座巻径を小さくできる樽型に形成されている。

そして、トーションビーム４は、図２に示すように、薄鋼管で構成されており、車幅方向中央部の捩じり剛性を適度に低くするために、Ａ−Ａ断面が下開きの略Ｕ字型となるように形成されている。つまり、トーションビーム４の軸直方向の断面形状において、湾曲部７（屈曲部ともいう）が車両上方側に設けられた構造となっている。
また、車幅方向中央部から端部にかけて、中空内部の断面積が変化している断面変化部（Ｂ−Ｂ断面を含む部分）では、トーションビーム４が捩じれたときに応力が集中し易い。そこで断面変化部、ここではＢ−Ｂ断面の部分に、略Ｕ字型の曲げ頂点である湾曲部７を挟んだ両側に、内面が互いに対向する壁同士、つまり開き断面の内方壁８と、開き断面の外方壁９とをスポット溶接で固定した固定部１０が形成されている。これにより、車体のロールでトーションビーム４が捩じられるときに、内方壁８と外方壁９との相対変位が抑制されるので、応力の集中を緩和して耐久性を向上させることができる。

一方で、固定部１０には高い応力が発生するので、図３に示すように、２つの固定部１０を設け、この２つの固定部１０を結ぶ直線と、トーションビーム４が捩じられたときに応力が作用する方向とが直交するように、固定部１０を設けることで、夫々の固定部１０の応力を緩和することができる。
また、中空内部の断面積が小さくなるほどロール剛性が低下してしまうので、固定部１０の部位を除いて、内面が互いに対向する内方壁８と外方壁９とを離間させ、中空内部の断面積を大きく広くとることによって十分なロール剛性を確保する。

さらに、固定部１０には、図４に示すように、内方壁８と外方壁９とを貫通する貫通孔１１を穿設し、この貫通孔１１に、ブレーキホースやパーキングブレーキホース等を保持可能なクリップ１２を挿通固定する。このように、スポット溶接によって内方壁８と外方壁９とが密着した部分に貫通孔１１を穿設すれば、中空内部の気密性を維持することで防錆効果が得られると共に、他部品を保持するクリップ１２やインシュロック等を容易に取付けることができる。

また、固定部１０と、この固定部１０に設ける貫通孔１１とは、図５に示すように、バーリングカシメ１３で代替してもよい。このバーリングカシメ１３は、次の手順に従って成形される。先ず、図６（ａ）に示すように、小径部及び大径部で構成されたパンチ１４と、パンチ１４の大径部及び小径部に夫々対向するダイ１５ａ、１５ｂとを用いて、外方壁９に大径、内方壁８に小径の穴抜きを行う（ピアシング加工）。次に、図６（ｂ）に示すように、内方壁８の小径穴を外方壁９側に押し広げて円筒状の突起を形成し（バーリング加工）、そして外方壁９の大径穴に挿通された突起と、大径穴の開口縁部とをプレスによって圧着する（カシメ加工）。
このバーリングカシメ１３には、スポット溶接による固定部１０と同様に、高い応力が発生するので、図７に示すように、圧着による固定範囲を広げその長手方向が、トーションビーム４が捩じられたときに応力が作用する方向と直交するように、バーリングカシメ１３を設けることによって応力の緩和を図ることができる。

また、図２のトーションビーム４の車幅方向両端部におけるＣ−Ｃ断面では、下端部を略扁平に圧潰することによって、車幅方向の中央部と端部の高低差ｄを小さくしている。これにより、車幅方向中央から端部にかけて、中空内部の断面積が大きく変化することを抑制できるので、応力の集中を緩和して耐久性を向上させることができ、且つトーションビーム４の高さを低くすることができるので、ラゲッジフロアの低床化を実現することができる。さらには、図８に示すように、略三角形（おむすび形）に形成することもできる。具体的には、ガソリンタンク１６の後方下部スペースに応じてトーションビーム４の前面を略扁平に変形させたり、スプリングシート６の前方下部スペースに応じてトーションビーム４の後面を略扁平に変形させたりすれば、トーションビーム４やスプリングシート６をより前方に配置することができるので、さらに広い荷室空間の確保が可能となる。

以上より、上記一実施形態によれば、略Ｕ字型に湾曲した中空断面を有するトーションビーム４は、中空断面の湾曲部７を挟んだ両側で、内面が互いに対向する内方壁８と外方壁９とが局部的に固定されているので、車体のロールで捩じられるときに、内方壁８と外方壁９との相対変位が抑制されることによって、応力の集中を緩和して耐久性を向上させることができる。したがって、従来例のように中空断面の湾曲部７にエンボスを設ける必要がない。このため、トーションビーム４は、固定部１０を除き、内面が互いに対向する内方壁８と外方壁９とが離間するように構成できるので、中空内部の断面積を大きくして十分なロール剛性を得ることができる。これにより、ロール剛性の不足を解消するためにトーションビーム４の肉厚を上げて、重量が増加してしまうという問題も生じない。

さらに、一方の端部側に設けられた２つの固定部１０は、その２つの固定部１０を結ぶ直線と、車体のロールで捩れたときに応力が作用する方向とが直交するように形成されるので、夫々の固定部１０に発生する応力を効果的に緩和してその耐久性を向上させることができる。
さらに、固定部１０をバーリングカシメ１３で代替する場合には、バーリングカシメ１３による固定範囲を広げ、その長手方向が、車体のロールで捩じれたときに応力が作用する方向と直交するように形成すれば、バーリングカシメ１３に発生する応力を効果的に緩和してその耐久性を向上させることができる。

さらにまた、固定部１０に、固定された内方壁８と外方壁９とを貫通する貫通孔１１を穿設すれば、他部品を保持するクリップ１２やインシュロック等を容易に取付けることができる。
なお、上記一実施形態では、トーションビーム４における略Ｕ字型の中空断面が下開きである場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前開きや後開きに設定してもよい。
また、上記一実施形態では、本発明を、トレーリングアーム１の中央をトーションビーム４で結合したカップルドビーム式の構造に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、トレーリングアーム１の後端部をトーションビーム４で結合するアクスルビーム式の構造や、トレーリングアーム１の前端部をトーションビーム４で結合するピボットビーム式の構造に本発明を適用してもよい。

本発明を適用したリヤサスペンションの概略構成図である。 トーションビーム４の詳細図である。 固定部１０を複数設けたトーションビーム４の斜視図である。 貫通孔１１の利用方法を示した説明図である。 バーリングカシメ１３の断面図である。 バーリングカシメ１３の成形工程を示した説明図である。 バーリングカシメ１３の圧着範囲を広げたトーションビーム４の斜視図である。 側面からみたトーションビーム４の配置図である。

符号の説明

１ トレーリングアーム
４ トーションビーム
７ 湾曲部
８ 内方壁
９ 外方壁
１０ 固定部
１１ 貫通孔
１２ クリップ
１３ バーリングカシメ

Claims (5)

1. 湾曲した中空断面を有するトーションビームによって、左右のコントロールアームが結合されたトーションビーム式サスペンションにおいて、
   前記トーションビームは、前記中空断面の湾曲部を挟んだ両側で、内面が互いに対向する壁同士を局部的に固定した固定部を有することを特徴とするトーションビーム式サスペンション。
2. 前記トーションビームは、前記固定部を除き、内面が互いに対向する壁同士が離間するように構成されることを特徴とする請求項１記載のトーションビーム式サスペンション。
3. 前記固定部は、少なくとも２つ設けられ、該２つの固定部を結ぶ直線と、前記トーションビームが車体のロールで捩れたときに応力が作用する方向とが直交するように、前記固定部を配設することを特徴とする請求項１又は２に記載のトーションビーム式サスペンション。
4. 前記トーションビームは、前記固定部における固定範囲の長手方向が、車体のロールで捩じれたときに応力が作用する方向と直交するように、当該固定部が配設されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のトーションビーム式サスペンション。
5. 前記固定部には、当該固定部で固定された壁同士を貫通する貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のトーションビーム式サスペンション。

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