JP2006076513A

JP2006076513A - トーションビーム式サスペンション装置

Info

Publication number: JP2006076513A
Application number: JP2004265165A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Okane; 昌宏大金; Tomohito Murata; 智史村田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-09-13
Also published as: JP4432691B2; EP1794008A1; WO2006030921A1; CN101018681A

Abstract

【課題】車両のトレッドを変更可能なトーションビーム式サスペンション装置を安価に構成する。
【解決手段】トーションビーム１０は、軸線方向中間部１１にて略Ｖ字状の横断面を有し、軸線方向外側部１２，１３にて円筒状の横断面を有する。ビーム１０は、車軸線に対して平行に延設したビーム外側部１２，１３にて一対のトレーリングアーム２０Ｌ，２０Ｒにそれぞれ接続される。各トレーリングアーム２０Ｌ，２０Ｒは、第１および第２アーム２１Ｌ，２２Ｌ、２１Ｒ，２２Ｒで構成される。第１アーム２１Ｌ，２１Ｒは、車両の前後方向に延設されて各後端部にてビーム外側部１２，１３にそれぞれ接続され、各前端部にて車体ＢＤに略水平軸線回りに回動可能に組み付けられる。第２アーム２２Ｌ，２２Ｒは、車両の前後方向に延設されて各前端部にてビーム外側部１２，１３にそれぞれ接続され、各後端部にて左右後輪Ｗrl，Ｗrrをそれぞれ組み付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、トーションビームおよび左右一対のトレーリングアームを備えたトーションビーム式サスペンション装置に関する。

従来から、この種のトーションビーム式サスペンション装置としては、例えば下記特許文献１に記載されているように、車両の幅方向に延設したトーションビームの軸線方向両外側部を車両後方へ向けてそれぞれ曲げるとともに、両曲げ部近傍にそれぞれアームを車両前方に向けて延設して、トーションビームの軸線方向両外側部および両アームによって左右一対のトレーリングアームを構成するようにしたものが知られている。トーションビームは、両アームを介して車体に略水平軸線回りに回動可能に組み付けられ、曲げられた軸線方向両外側端にて左右後輪をそれぞれ組み付けるようになっている。

また、これとは逆に、車両の幅方向に延設したトーションビームの軸線方向両外側部を車両前方へ向けてそれぞれ曲げるとともに、両曲げ部近傍にそれぞれアームを車両後方に向けて延設して、トーションビームの両外側部および両アームによって左右一対のトレーリングアームを構成するようにしたものも知られている。トーションビームは、曲げられた軸線方向両外側端にて車体に略水平軸線回りに回動可能に組み付けられ、各アームを介して左右後輪をそれぞれ組み付けるようになっている。
特開２０００−３１８４２０号公報

一般に、車両外観の見栄えを良くしたり、操縦安定性を向上させるなどの理由から、同一の車種間で、左右後輪の車両幅方向の中心間距離すなわち車両のトレッドを複数種類設定することがある。しかし、上記した従来のトーションビーム式サスペンション装置の前者のタイプにおいて車両のトレッドを変更するためには、車両のトレッドに応じて長さが異なる複数のトーションビームを用意しなければならない。また、トーションビームの長さが変われば、各アームの車体への組み付け位置も変わるので、同アームを車体に組み付けるためには、同アームの車体への組み付け位置を変更するか、車体への組み付け位置に適合するように同アームの形状を変えて車両のトレッドに応じて形状が異なる複数のアームを用意しなければならない。

一方、上記した従来のトーションビーム式サスペンション装置の後者のタイプにおいて車両のトレッドを変更するためには、長さが異なる複数のトーションビームを用意する必要はないが、車両のトレッドに応じて形状が異なる複数のアームを用意しなければならない。上記のように、車両のトレッドを複数設定するためには、車両のトレッドに応じて異なるサイズのトーションビームおよびアームを用意しなければならない等のため、サスペンション装置が高価になるという問題がある。

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、車両のトレッドを変更可能なトーションビーム式サスペンション装置を安価に構成することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、車両の幅方向に延設されていて、軸線方向両外側部が左右一対のトレーリングアームにそれぞれ接続されたトーションビームを備えたトーションビーム式サスペンション装置において、前記左右一対のトレーリングアームを、車両の前後方向に延設されて各後端部にて前記トーションビームの軸線方向両外側部にそれぞれ接続されるとともに各前端部にて車体に略水平軸線回りにそれぞれ回動可能に組み付けられた左右一対の第１アームと、車両の前後方向に延設されて各前端部にて前記トーションビームの軸線方向両外側部にそれぞれ接続されるとともに各後端部にて左右後輪をそれぞれ組み付けた左右一対の第２アームとで構成したことにある。この場合、例えば、前記トーションビームの構成部のうち少なくとも前記軸線方向両外側部を、車軸線に対して平行に延設し、前記軸線方向両外側部の各端は、前記一対の第１アームの各後端部および前記一対の第２アームの各前端部の前記トーションビームに対する接続位置よりもそれぞれ車両の幅方向外側に位置しているようにするとよい。

これによれば、各第１アームの前端部をそれぞれ車体への組み付け位置に合わせた状態で同各アームの後端部をトーションビームの軸線方向両外側部にそれぞれ接続し、変更しようとする車両のトレッドに合わせた状態で各第２アームの前端部をトーションビームの軸線方向両外側部にそれぞれ接続することによって、車両のトレッドを複数種類設定することができる。したがって、一種類のトーションビーム、第１および第２アームを用いるだけで車両のトレッドを変更することが可能であり、サスペンション装置を安価に構成することができる。また、これによれば、同一の車種に限らず、異なる車種にも適用可能である。この場合には、トーションビーム、第１および第２アームを共通した部品として使用可能であり、サスペンション装置を一層安価に構成することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記一対の第１アームを構成する部材の肉厚を、前記一対の第２アームを構成する部材の肉厚よりも薄くしたことにある。一般に、第１アームの方が、第２アームに比して曲げによる荷重負担が少ないと考えられ、第１アームの曲げ剛性を第２アームの曲げ剛性よりも低く設定することが可能である。したがって、これによれば第１アームと第２アームとで別々に断面形状や肉厚などを設定することができるので、各アームの曲げ剛性を確保した上で、同時に軽量化を図ることが可能である。

また、本発明の他の特徴は、前記トーションビームを円筒状のパイプで構成し、前記パイプの軸線方向中間部を押し潰して同中間部を略Ｕ字状または略Ｖ字状の横断面を有するように形成し、かつ前記パイプの軸線方向両外側部をそれぞれ両端から所定の長さに渡って同じ円筒状の横断面を有するように形成したことにある。

これによれば、横断面形状の違いから、トーションビームの軸線方向両外側部は、その軸線方向中間部に比して捩り変形し難くなっている。このため、トーションビームが捩られた状態にあっても、各第１および第２アームとトーションビームとの接続状態が共に良好に維持されて、接続部位の強度が確保される。また、トーションビームの軸線方向両外側部は、それぞれ両端から所定の長さに渡って同じ円筒状の横断面を有するように形成されている。したがって、車両のトレッドを変更しても、各第１および第２アームとトーションビームとがそれぞれ一定の当接長で接続されるので、車両のトレッドの変更に際して、各接続部位の強度を簡単に検討することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記トーションビームの両端が、栓部材によって閉じられていることにある。これによれば、栓部材によってトーションビームの両端における断面変形が効果的に抑止されて同両端の捩り剛性をより高く設定することが可能になり、各第１および第２アームとトーションビームとの接続部位の強度がより良好に確保されることになる。また、同ビーム内への粉塵、泥などの異物の侵入を防止することもできる。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るトーションビーム式サスペンション装置の全体を示している。このトーションビーム式サスペンション装置は、トーションビーム１０および左右一対のトレーリングアーム２０Ｌ，２０Ｒを備えている。

トーションビーム１０は、円筒状のパイプで構成されており、車両の幅方向に延設されている。トーションビーム１０の軸線方向中間部１１は、図１および図２に示すように、押し潰されて横断面が略Ｖ字状に形成されている。トーションビーム１０の軸線方向外側部１２，１３は、それぞれ両端から所定の長さに渡って同じ楕円状の横断面を有するように形成されており、左右後輪Ｗrl，Ｗrrの回転中心線である車軸線に対して平行に延設されている。

トーションビーム１０の両端は、それぞれ栓部材１４，１４によって閉じられている。栓部材１４，１４は、トーションビーム１０の両端内周面に沿って当接可能な楕円状の板材により構成されており、例えば溶接によって同内周面にそれぞれ固定されている。トーションビーム１０は、軸線方向外側部１２，１３にて左右一対のトレーリングアーム２０Ｌ，２０Ｒにそれぞれ接続されている。

各トレーリングアーム２０Ｌ，２０Ｒは、それぞれ第１および第２アーム２１Ｌ，２２Ｌ、２１Ｒ，２２Ｒで構成されている。各トレーリングアーム２０Ｌ，２０Ｒは同様に構成されているので、右側のトレーリングアーム２０Ｒを構成する第１および第２アーム２１Ｒ，２２Ｒについてのみ具体的に説明して、同第１および第２アーム２１Ｒ，２２Ｒと同一の部材には同一の符号を付して左側の第１および第２アーム２１Ｌ，２２Ｌの詳しい説明を省略する。

第１アーム２１Ｒは、図１および図２に示すように、トーションビーム１０よりも若干量だけ薄い肉厚を有する断面略Ｕ字状の曲げ板材で構成されている。第１アーム２１Ｒは、開口部２３を車両内側に向けた状態で車両前後方向に延設されている。第１アーム２１Ｒの側壁２４の後端部には、トーションビーム１０の軸線方向外側部１３の前側外周面に沿って当接可能な略Ｕ字状の切り欠き２４ａが形成されている。第１アーム２１Ｒは、側壁２４の切り欠き２４ａにて、例えば溶接によってトーションビーム１０の軸線方向外側部１３に一体的に接続されている。

第１アーム２１Ｒの側壁２４の前端部には、円筒状のブッシュ組み付け部２４ｂが開口部２３側に突出した状態で固着されている。第１アーム２１Ｒは、ブッシュ組み付け部２４ｂ内にブッシュ２５が組み付けられた状態で、ブッシュ２５を貫通したボルト２６およびナット２７を介して、サイドメンバに代表される車体ＢＤに固定したブラケット２８，２８に略水平軸線回りに回動可能に組み付けられている（図３参照）。

この場合、ブラケット２８，２８は、車両のトレッドにかかわらず、車体ＢＤの所定位置に固定されるようになっている。したがって、車両のトレッドを変更した場合であっても、第１アーム２１Ｒのトーションビーム１０に対する接続位置は一定であり、側壁２４の切り欠き２４ａがトーションビーム１０の軸線方向外側部１３の端部から所定長さだけ車両内側に位置するようになっている。

なお、第１アーム２１Ｒは、ボルト２６の軸線が車両前方に向かうに従って車両の前後方向中心線に近づくように、側壁２４の中間部にて車両の斜め前方かつ外側に向けて略水平状に屈曲している。

第２アーム２２Ｒは、図１および図３に示すように、トーションビーム１０とほぼ同じ肉厚を有する断面方形状の長尺パイプで構成されていて、車両の前後方向に延設されている。第２アーム２２Ｒの内側壁３１および外側壁３２の前端部には、トーションビーム１０の軸線方向外側部１３の後側外周面に沿って当接可能な略Ｕ字状の切り欠き３１ａ，３２ａがそれぞれ形成されている。第２アーム２２Ｒは、内側壁３１の切り欠き３１ａおよび外側壁３２の切り欠き３２ａにて、例えば溶接によってトーションビーム１０の軸線方向外側部１３に一体的に接続されている。

この場合、車両のトレッドを最大幅に設定したときに、外側壁３２の切り欠き３２ａがトーションビーム１０の軸線方向外側部１３の端部から所定長さだけ車両内側に位置するようになっている。すなわち、トーションビーム１０は、車両のトレッドを最大幅に設定したときであっても、外側壁３２の切り欠き３２ａと軸線方向外側部１３との当接状態を確保し得る全長に設定されている。

また、第２アーム２２Ｒは、前端部から車両の斜め後方かつ外側に向けて水平状に延設した後端部にて図示を省略するスピンドルを介して右後輪Ｗrrを組み付けている。第２アーム２２Ｒの内側壁３１の中間部には、車両内側に向けて突出したショックアブソーバ組み付け部３１ｂが形成されている。ショックアブソーバ組み付け部３１ｂには、ショックアブソーバＳＡがその下端部にてブッシュ３３、段付きボルト３４およびナット３５を介して回動可能に組み付けられている。

上記のように構成した実施形態においては、図３および図４に示すように、第１アーム２１Ｒの前端部に組み付けたブッシュ２５を車体ＢＤのブラケット２８，２８に組み付けできる所定位置に合わせた状態で、同アーム２１Ｒを側壁２４の切り欠き２４ａにてトーションビーム１０の軸線方向外側部１３に接続するようにする。また、変更しようとする車両のトレッドに合わせた状態で、第２アーム２２Ｒを内側壁３１および外側壁３２の切り欠き３１ａ，３２ａにてトーションビーム１０の軸線方向外側部１３に接続するようにする。第１および第２アーム２１Ｌ，２２Ｌについても、第１および第２アーム２１Ｒ，２２Ｒと同様にして、トーションビーム１０の軸線方向外側部１２に接続するようにする。

これにより、一種類のトーションビーム１０、第１および第２アーム２１Ｌ，２２Ｌ、２１Ｒ，２２Ｒを用いるだけで車両のトレッドを複数種類設定することが可能であり、サスペンション装置を安価に構成することができる。この場合、車両のトレッドに応じて第１アーム２１Ｌ，２１Ｒの車体ＢＤへの組み付け位置すなわちブラケット２８，２８の車体ＢＤへの固定位置を変更する必要もないので、同一の車種において車体ＢＤの種類を増やさずに済む。

一方、同一の車種に適用する場合に限らず、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒの車体ＢＤへの組み付け位置が異なる別の車種にも適用可能である。この場合には、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒの車体ＢＤへの組み付け位置に応じて、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒのトーションビーム１０に対する接続位置を変えればよい。これによれば、トーションビーム１０、第１および第２アーム２１Ｌ，２２Ｌ、２１Ｒ，２２Ｒを共通した部品として使用可能であり、サスペンション装置を一層安価に構成することが可能である。

また、上記実施形態によれば、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒを断面略Ｕ字状に形成するとともに、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒを構成する板材の肉厚を、第２アーム２２Ｌ，２２Ｒを構成するパイプの肉厚よりも薄くした。これは、一般に第１アーム２１Ｌ，２１Ｒの方が、第２アーム２２Ｌ，２２Ｒに比して曲げによる荷重負担が少ないため、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒの曲げ剛性を第２アーム２２Ｌ，２２Ｒの曲げ剛性よりも低く設定できるからである。このように、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒと第２アーム２２Ｌ，２２Ｒとで別々に断面形状や肉厚などを設定することができるので、各アームの曲げ剛性を確保した上で、同時に軽量化を図ることも可能である。

また、上記実施形態によれば、横断面形状の違いから、トーションビーム１０の軸線方向外側部１２，１３は、その軸線方向中間部１１に比して捩り変形し難くなっている。このため、トーションビーム１０が捩られた状態にあっても、第１および第２アーム２１Ｌ，２２Ｌ、２１Ｒ，２２Ｒとトーションビーム１０の軸線方向外側部１２，１３との接続状態が良好に維持されて、接続部位の強度が確保される。

特に、上記実施形態によれば、トーションビーム１０の両端が栓部材１４，１４によってそれぞれ閉じられている。したがって、栓部材１４，１４によってトーションビーム１０の両端における断面変形が効果的に抑止されて同両端の捩り剛性をより高く設定することが可能になり、第１および第２アーム２１Ｌ，２２Ｌ、２１Ｒ，２２Ｒとトーションビーム１０の軸線方向外側部１２，１３との接続部位の強度がより良好に確保されるようになっている。なお、栓部材１４，１４によって同ビーム１０内への粉塵、泥などの異物の侵入も良好に防止される。

また、上記実施形態によれば、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒとトーションビーム１０の軸線方向外側部１２，１３とが、車両のトレッドに関わらず、それぞれ一定の当接長で接続される。また、第２アーム２２Ｌ，２２Ｒとトーションビーム１０の軸線方向外側部１２，１３とが、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒと同様、車両のトレッドに関わらず、それぞれ同じ一定の当接長で接続される。したがって、車両のトレッドの変更に際して、各接続部位における強度を簡単に検討することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、第１アーム２１Ｌ，２１Ｒとして、断面略Ｕ字状の板材を用いたが、これに代えて、例えば閉断面形状のパイプを用いてもよい。また、第２アーム２２Ｌ，２２Ｒとして、断面方形状のパイプを用いたが、これに代えて、例えば開断面形状の板材を用いてもよい。また、トーションビーム１０として円筒状のパイプを用いたが、これに代えて、例えば、横断面を略Ｕ字状またはＶ字状に形成した長尺状の板材を用いてもよい。

本発明による一実施形態に係るトーションビーム式サスペンション装置を示す概略斜視図である。図１のトーションビーム式サスペンション装置の右後輪側を車両の前方および内側から見た拡大斜視図である。図１のトーションビーム式サスペンション装置の右後輪側を車両の後方および内側から見た拡大斜視図である。図１のトーションビーム式サスペンション装置の右後輪側を示す平面図である。

符号の説明

ＢＤ…車体、１０…トーションビーム、１１…軸線方向中間部、１２，１３…軸線方向外側部、１４，１４…栓部材、２０Ｌ，２０Ｒ…トレーリングアーム、２１Ｌ，２１Ｒ…第１アーム、２２Ｌ，２２Ｒ…第２アーム

Claims

車両の幅方向に延設されていて、軸線方向両外側部に左右一対のトレーリングアームをそれぞれ接続したトーションビームを備えたトーションビーム式サスペンション装置において、
前記左右一対のトレーリングアームを、
車両の前後方向に延設されて各後端部にて前記トーションビームの軸線方向両外側部にそれぞれ接続されるとともに各前端部にて車体に略水平軸線回りにそれぞれ回動可能に組み付けられた左右一対の第１アームと、
車両の前後方向に延設されて各前端部にて前記トーションビームの軸線方向両外側部にそれぞれ接続されるとともに各後端部にて左右後輪をそれぞれ組み付けた左右一対の第２アームとで構成し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装置。
請求項１に記載したトーションビーム式サスペンション装置において、
前記トーションビームの構成部のうち少なくとも前記軸線方向両外側部を、車軸線に対して平行に延設し、前記軸線方向両外側部の各端は、前記一対の第１アームの各後端部および前記一対の第２アームの各前端部の前記トーションビームに対する接続位置よりもそれぞれ車両の幅方向外側に位置しているトーションビーム式サスペンション装置。
前記一対の第１アームを構成する部材の肉厚を、前記一対の第２アームを構成する部材の肉厚よりも薄くした請求項１または２に記載したトーションビーム式サスペンション装置。
請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載したトーションビーム式サスペンション装置において、
前記トーションビームを円筒状のパイプで構成し、前記パイプの軸線方向中間部を押し潰して同中間部を略Ｕ字状または略Ｖ字状の横断面を有するように形成し、かつ前記パイプの軸線方向両外側部をそれぞれ各端から所定の長さに渡って同じ円筒状の横断面を有するように形成したトーションビーム式サスペンション装置。
前記トーションビームの両端は、栓部材によって閉じられている請求項４に記載したトーションビーム式サスペンション装置。