JP2009234526A - トレーリングアーム、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トーションビームを容易且つ強固に連結し得るトレーリングアームと、そのトレーリングアームを簡易な作業で製造し得る製造方法を提供すること。
【解決手段】一端が車体に揺動可能に支持され、他端に車輪を回転可能に支持する車輪支持部材を取り付け可能な一対のトレーリングアーム１と、一対のトレーリングアーム１を連結するトーションビームとを備えるトーションビーム式サスペンションにおけるトレーリングアーム１において、
中間部にトーションビーム取付用の開口部２ｂが位置する底壁２と、底壁２から延出する２つの側壁３とを有する断面コ字状を成し、底壁２及び側壁３によって構成される片方の端部１ｂ側が底壁２と交差する方向に曲げられており、開口部２ｂの縁部が、側壁３の延出方向と反対方向に突出しているトレーリングアーム１。
【選択図】 図３

Description

本発明は、一端が車体に揺動可能に支持され、他端に車輪を回転可能に支持する車輪支持部材を取り付け可能な一対のトレーリングアームと、前記一対のトレーリングアームを連結するトーションビームとを備えるトーションビーム式サスペンションにおけるトレーリングアーム、及びその製造方法に関するものである。

従来の技術としては、例えば特許文献１の図２に開示されているように、断面円形のパイプを曲げ加工して成形し、パイプの端部を切断し（パイプの端部にスピンドル等の車輪支持部材を取り付けるために、曲げ加工によって端部に生じた凹凸をなくして面一とする工程）、さらにトーションビーム取付け用の貫通穴をパイプに形成して製造されたトレーリングアームと、そのトレーリングアームの製造方法が知られている。
特開２００２−１６６７１６号公報

しかしながら、特許文献１の図２に示されるように、従来のトレーリングアームにおいては、その貫通穴にトーションビームを挿入して溶接する際、貫通穴の周縁部とトーションビームの外周部とを直接溶接するのは困難であり、また溶接部分の強度も確保し難いものであるため、補強部材（リインホースメント２２,２４）等を別途使用して溶接する必要があった。

また、特許文献１に記載される従来のトレーリングアーム製造方法においては、少なくともパイプの曲げ加工と、端部の切断加工とをそれぞれ別個に実施しなければならず、製造作業の効率化という点で改善の余地があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、トーションビームを容易且つ強固に連結し得るトレーリングアームと、そのトレーリングアームを簡易な作業で製造し得る製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のうちの請求項１に記載のトレーリングアームの発明では、
一端が車体に揺動可能に支持され、他端に車輪を回転可能に支持する車輪支持部材を取り付け可能な一対のトレーリングアームと、前記一対のトレーリングアームを連結するトーションビームとを備えるトーションビーム式サスペンションにおけるトレーリングアームにおいて、
中間部にトーションビーム取付用の開口部が位置する底壁と、前記底壁から延出する２つの側壁とを有する断面コ字状を成し、前記底壁及び側壁によって構成される片方の端部側が前記底壁と交差する方向に曲げられており、前記開口部の縁部が、前記側壁の延出方向と反対方向に突出していることを特徴とする。

〔作用及び効果〕
本発明のトレーリングアームは、板材のプレス加工によって容易に成形され得るので、従来のトレーリングアームと比べて、簡易な作業で製造可能であると共に、製造コストも削減され得るため、より安価に製造可能である。
さらに、本発明においては、開口部の縁部が、側壁の延出方向と反対方向に突出しているため、底壁の開口部にトーションビームを挿入して、トレーリングアームとトーションビームとを溶接して連結する際、本発明のトレーリングアームの開口部の縁部（突出している部分）とトーションビームの外周部とを直接溶接することが可能であり、従来のトレーリングアームのように補強部材を使用する必要もなく、容易に溶接作業を実施することができ、また溶接部分においても十分な強度を確保し得る。

本発明のうちの請求項２に記載のトレーリングアームの製造方法の発明では、
一端が車体に揺動可能に支持され、他端に車輪を回転可能に支持する車輪支持部材を取り付け可能な一対のトレーリングアームと、前記一対のトレーリングアームを連結するトーションビームとを備えるトーションビーム式サスペンションにおけるトレーリングアームの製造方法において、
トーションビーム取付用の開口部を備えた板材を、前記開口部が位置する底壁と、前記底壁から延出する２つの側壁とを有する断面コ字状にプレス加工する際に、
前記開口部の縁部を前記側壁の延出方向と反対方向に向けてバーリング加工し、前記底壁及び側壁をプレス方向に沿って曲げ加工しつつ、前記底壁及び側壁によって構成される端部を切断加工することを特徴とする。

〔作用及び効果〕
本発明のトレーリングアームの製造方法においては、パイプの曲げ加工ではなく、板材をプレス加工することによってトレーリングアームを製造する方法を採用している。
本発明によれば、板材をプレス加工する際、プレス方向に沿って曲げ加工しつつ、端部を切断加工することが可能であるため、曲げ加工と端部の切断加工とをそれぞれ別個に実施していた従来の製造方法と比べて作業が簡略化されており、簡易な作業でトレーリングアームを製造することができ、製造コストの削減にも寄与し得る。
その上、本発明によれば、板材をプレス加工する際、その開口部の縁部にバーリングを同時に形成することができる。そのため、当該開口部にトーションビームを挿入して、トレーリングアームとトーションビームとを溶接して連結する際、トレーリングアームのバーリングとトーションビームの外周部とを直接溶接することが可能であり、従来の製造方法のように補強部材を使用する必要もなく、容易に溶接作業を実施することができ、また溶接部分においても十分な強度を確保し得る。

〔実施形態〕
（トーションビーム式サスペンション構造Ｓ）
図１及び図２に基づいて、本発明のトレーリングアーム１を備えるトーションビーム式サスペンション構造Ｓについて説明する。尚、各図に記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印Ｗは、それぞれ車両Ｃの前方向（進行方向）、上方向、車幅方向（左右方向）を示すものである。

図１は、車両Ｃ（乗用車、商用車等）の後部の斜視図であり、車体の後部に設けられているトーションビーム式サスペンション構造Ｓの概略を示している。
図２は、図１のトーションビーム式サスペンション構造Ｓにおける左右一対のトレーリングアーム１（平面視でＪ字状）と、その一対のトレーリングアーム１を連結するトーションビーム４を主に示す斜視図である。

図１に示されるように、本実施形態におけるトーションビーム式サスペンション構造Ｓは、左右一対のトレーリングアーム１、その一対のトレーリングアーム１を連結するトーションビーム４、上下方向の力を受けるコイルスプリング５とショックアブソーバー６、及びコイルスプリング５とショックアブソーバー６を取り付け可能な受け部材７を備えて構成されている。

（トレーリングアーム１の構造）
図１に示されるように、本発明のトレーリングアーム１は、車体後部の右及び左側部にそれぞれ配設されており、これらのトレーリングアーム１の中間部に亘って、トーションビーム４が連結されている。
トレーリングアーム１は、平面視において少し車体の外方側に湾曲しながら車両後方に延出されており、その前端部１ａ（車両前方側の端部）が、左右方向の軸線Ａ周りに上下に揺動可能に車体に支持されると共に、その後端部１ｂ（車両後方側の端部）に車両Ｃの後輪８が回転可能に支持されている。

図２に示されるように、トレーリングアーム１は、トーションビーム４が連結される底壁２と、底壁２から延出する２つの側壁３によって構成されており、底壁２及び側壁３によって構成される後端部１ｂ側が底壁２と交差する方向に曲げられている。
トレーリングアーム１には、底壁２に対向し且つ２つの側壁３に亘る板部材９が設けられており、板部材９の端部（車両前方側の端部）には、貫通孔９ａが設けられている。
底壁２には、その端部（車両前方側の端部）に貫通孔２ａが設けられると共に、その中間部にトーションビーム４取付用の開口部２ｂ（図３（ｂ）参照）が設けられており、その開口部２ｂの縁部に、側壁３の延出方向と反対方向に向けてバーリング２ｃが形成されている。

トレーリングアーム１の後端部１ｂ（底壁２と側壁３によって構成される端部）及び板部材９の端部（車両後方側の端部）には、スピンドル支持プレート１０が溶接によって固定されている。
図示しないが、車輪を回転可能に支持する図示しないスピンドル（車輪支持部材の一例）は、スピンドル支持プレート１０を介してトレーリングアーム１の後端部１ｂに取り付けることができる。スピンドル支持プレート１０には、ボルト挿通孔１０ａが設けられており、スピンドルをボルトで締結して固定し得るように構成されている。

トレーリングアーム１とトーションビーム４は、トレーリングアーム１の開口部２ｂにトーションビーム４を挿入した状態において、トレーリングアーム１のバーリング２ｃと、トーションビーム４の外周部とを直接溶接することによって連結されている。
尚、右のトレーリングアーム１と左のトレーリングアーム１との車幅方向の距離Ｔ（トレッド）の変更については、トレーリングアーム１の開口部２ｂに対するトーションビーム４の挿入量を適宜調節することによって、容易に変更することができる。

（トレーリングアーム１の製造方法）
次に、図３〜図５に基づいて、本発明のトレーリングアーム１の製造方法について説明する。
図３は、本発明のトレーリングアーム１の製造方法の概要を示したものである。
図３（ａ）は、本発明において使用される板材１１（鋼板等）を示す斜視図であり、板材１１は、トーションビーム４取付用の開口部２ｂを備えている。
図３（ｂ）は、本発明により製造されたトレーリングアーム１の斜視図である。
図３（ｃ）は、本発明により製造されたトレーリングアーム１に、板部材９とスピンドル支持プレート１０を溶接して固定する様子を示した斜視図である。

本発明においては、図３（ａ）に示す板材１１をプレス加工する際に、後述するバーリング加工、曲げ加工、及び切断加工を同時に実施することによって、図３（ｂ）に示すトレーリングアーム１を簡易に製造することができる。
そして、図３（ｃ）に示されるように、本発明により製造されたトレーリングアーム１には、板部材９とスピンドル支持プレート１０を溶接して固定することができる。尚、本実施形態におけるスピンドル支持プレート１０は、トレーリングアーム１の後端部１ｂ（底壁２及び２つの側壁３）、並びに板部材９の端部（車両後方側の端部）の合計４辺において溶接固定されるが、少なくとも３辺（例えば、トレーリングアーム１の後端部１ｂ）で溶接すればスピンドル支持プレート１０を強固に固定することができる。

次いで、図４及び図５に基づいて、本発明のトレーリングアーム１の製造方法の詳細について説明する。
図４及び図５は、上方の可動型１３と下方の固定型１５により構成される金型１２によって、板材１１をプレス加工する様子を示した断面図である。
図４は、製造されるトレーリングアームの側壁側から見たときの縦断面図である。
図５は、図４の矢視線Ｖａ〜ｃ−Ｖａ〜ｃ（図２に示すトレーリングアーム１の後端部１ｂ付近に相当する部分）における縦断面図である。
尚、図４及び図５のいずれも（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に推移し、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応しており、図４及び図５中の白抜きの矢印は、可動型１３のプレス方向を示している。

先ず、図４（ａ）及び図５（ａ）に示されるように、板材１１の開口部２ｂが可動型１３のバーリング形成部１３ａの真下に位置するように、板材１１を可動型１３と固定型１５との間に設置した後、可動型１３を下降させてプレス加工を行う。尚、金型１２は、可動型１３のバーリング形成部１３ａの真下に、固定型１５のバーリング形成孔１５ａが配置されるように構成されている。上方の可動型１３には、押圧部１４（図４（ｂ）参照）が設けられており、下方の固定型１５には、被押圧部１６ａを有するカッター部材１６が、スプリング１７により固定型１５の外側に引っ張られるように付勢された状態で設けられている。

図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示されるように、板材１１は、可動型１３と当接しながら、固定型１５内に引き込まれるようにしてプレス加工される。

そして、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示されるように、可動型１３と固定型１５とが完全に嵌合するとき、板材１１は、開口部２ｂが位置する底壁２と、底壁２から延出する２つの側壁３とを有する断面コ字状にプレス加工される。尚、図５（ｃ）では、トレーリングアーム１の後端部１ｂ付近（図２参照）に相当する部分の断面が示されており、図示しないが、板材１１は、図４（ｃ）紙面上の左右方向全体に亘って断面コ字状にプレス加工される。
このプレス加工の際、図４（ｃ）に示されるように、可動型１３のバーリング形成部１３ａ及び固定型１５のバーリング形成孔１５ａによって、板材１１の開口部２ｂの縁部がバーリング加工されて、側壁３の延出方向と反対方向（図４（ｃ）紙面上の下方向）に向けてバーリング２ｃが形成されると共に、底壁２及び側壁３がプレス方向（図４中の白抜きの矢印の方向）に沿ってＪ字状に曲げ加工される（図４（ｃ）においては、底壁２が曲げ加工される様子が示されており、図示しないが、底壁２から延出する２つの側壁３も同様にプレス方向に沿って曲げ加工される）。

上記バーリング加工及び曲げ加工が実施されると略同時に、図５（ｃ）に示されるように、可動型１３の押圧部１４と、固定型１５のカッター部材１６の被押圧部１６ａとが当接することによって、カッター部材１６が固定型１５の内側に移動し、底壁２及び２つの側壁３によって構成されるトレーリングアームの端部が切断加工されてトレーリングアームの後端部１ｂが形成される（即ち、図３（ｂ）に示されるように、底壁２及び２つの側壁３からなる３辺が、カッター部材１６によって同時に切断されて、断面コ字状の切断片１８が生じる）。尚、本発明においては、少なくとも、車輪支持部材が取付けられるトレーリングアームの後端部１ｂ側の端部を切断加工すれば良く、必要に応じて、トレーリングアームの前端部１ａ側の端部や、前端部１ａ及び後端部１ｂ以外の側壁３の端部を切断するようにしても良い。

以上より、本発明によれば、板材１１をプレス加工する際、プレス方向に沿って曲げ加工しつつ、端部を切断加工することが可能であるため、曲げ加工と端部の切断加工とをそれぞれ別個に実施していた従来の製造方法と比べて作業が簡略化されており、簡易な作業でトレーリングアーム１を製造することができ、製造コストの削減にも寄与し得る。
その上、本発明によれば、板材１１をプレス加工する際、その開口部２ｂの縁部にバーリング２ｃを同時に形成することができる。そのため、当該開口部２ｂにトーションビーム４を挿入して、トレーリングアーム１とトーションビーム４とを溶接して連結する際、上述したとおり、トレーリングアーム１のバーリング２ｃとトーションビーム４の外周部とを直接溶接することが可能であり、従来の製造方法のように補強部材を使用する必要もなく、容易に溶接作業を実施することができ、また溶接部分においても十分な強度を確保し得る。

〔別実施形態〕
〔１〕図６（ａ）は、トレーリングアーム１の平面図を示し、図６（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、図６（ａ）におけるＸ−Ｘ断面及びＹ−Ｙ断面の縦断面図を示している。
前述の実施形態における切断工程においては、図６に示されるように、その切断位置を適宜変更し得る。トレーリングアーム１の端部をＸ−Ｘ断面で切断した場合（図６（ｂ））と、Ｙ−Ｙ断面で切断した場合（図６（ｃ））とでは、Ｙ−Ｙ断面で切断した場合の切断面積の方が大きく、スピンドル支持プレート１０の取り付け面積を簡易に調整することが可能であると共に、スピンドル支持プレート１０及びスピンドルのトレーリングアーム１に対する取り付け方向についても容易に調整することができる。
〔２〕本発明によって製造されるトレーリングアーム１の形状については、前述の実施形態に示されるようなＪ字状の形状に限定されるものではなく、例えば、より湾曲度の高いＬ字状等の形状としても良い。
〔３〕本発明のトレーリングアーム１の製造方法においては、図７に示すように、トレーリングアーム１をバーリング２ｃの形成方向と同じ方向に曲げ加工するようにしても良い。
〔４〕前述の実施形態のプレス加工の後に、トレーリングアーム１の底壁２の端部（図２中の車両前方側の端部）に貫通孔２ａを設ける工程を追加しても良い。
〔５〕前述の実施形態において、板部材９に開口部を設け、さらにその開口部の縁部にバーリングを形成し（当該板部材９の開口部は、トレーリングアーム１の底壁２の開口部２ｂと対向する位置に設けられる）、トーションビーム４を、トレーリングアーム１の底壁２の開口部２ｂと、当該板部材９の開口部に亘って挿入し、各開口部のバーリングと、トーションビームの外周部とをそれぞれ溶接して固定するようにしても良い。本構成によれば、トーションビーム４が、トレーリングアーム１の底壁２の開口部２ｂのバーリング２ｃだけでなく、板部材９の開口部のバーリングにおいても溶接されるため、トーションビーム４がより強固に固定される。また、本別実施形態においては、板部材９の開口部の縁部に別部材の輪部材を溶接することによって、側壁の延出方向と反対方向に突出させるようにしても良い。尚、本別実施形態においては、板部材９に設ける開口部の縁部を必ずしも突出させる構成とする必要はなく（即ち、板部材９に設ける開口部の縁部にバーリングを形成したり、あるいは、別部材の輪部材を設ける必要はない）、その縁部が平坦な通常の貫通孔としても良い。
〔６〕前述の実施形態において、トレーリングアーム１の底壁２の開口部２ｂの縁部に別部材の輪部材を溶接することによって、側壁の延出方向と反対方向に突出させるようにしても良い。

車両（乗用車、商用車等）の後部の斜視図 トーションビーム式サスペンション構造における左右一対のトレーリングアーム１と、その一対のトレーリングアームを連結するトーションビーム付近を示す斜視図 本発明のトレーリングアームの製造方法の概要を示した斜視図 金型によって板材をプレス加工する様子を示した断面図 図４の矢視線ＩＶ−ＩＶにおける縦断面図 本発明の別実施形態におけるトレーリングアームの平面図及び縦断面図 本発明の別実施形態におけるトレーリングアームの斜視図

符号の説明

１ トレーリングアーム
１ａ 前端部
１ｂ 後端部
２ 底壁
２ａ 貫通孔
２ｂ 開口部
２ｃ バーリング
３ 側壁
４ トーションビーム
５ コイルスプリング
６ ショックアブソーバー
７ 受け部材
８ 後輪
９ 板部材
９ａ 貫通孔
１０ スピンドル支持プレート
１０ａ ボルト挿通孔
１１ 板材
１２ 金型
１３ 可動型
１３ａ バーリング形成部
１４ 押圧部
１５ 固定型
１５ａ バーリング形成孔
１６ カッター部材
１６ａ 被押圧部
１７ スプリング
１８ 切断片

Claims (2)

1. 一端が車体に揺動可能に支持され、他端に車輪を回転可能に支持する車輪支持部材を取り付け可能な一対のトレーリングアームと、前記一対のトレーリングアームを連結するトーションビームとを備えるトーションビーム式サスペンションにおけるトレーリングアームにおいて、
   中間部にトーションビーム取付用の開口部が位置する底壁と、前記底壁から延出する２つの側壁とを有する断面コ字状を成し、前記底壁及び側壁によって構成される片方の端部側が前記底壁と交差する方向に曲げられており、前記開口部の縁部が、前記側壁の延出方向と反対方向に突出しているトレーリングアーム。
2. 一端が車体に揺動可能に支持され、他端に車輪を回転可能に支持する車輪支持部材を取り付け可能な一対のトレーリングアームと、前記一対のトレーリングアームを連結するトーションビームとを備えるトーションビーム式サスペンションにおけるトレーリングアームの製造方法において、
   トーションビーム取付用の開口部を備えた板材を、前記開口部が位置する底壁と、前記底壁から延出する２つの側壁とを有する断面コ字状にプレス加工する際に、
   前記開口部の縁部を前記側壁の延出方向と反対方向に向けてバーリング加工し、前記底壁及び側壁をプレス方向に沿って曲げ加工しつつ、前記底壁及び側壁によって構成される端部を切断加工するトレーリングアームの製造方法。

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