JP2012111440A - 車両用のサスペンション構造 - Google Patents

Abstract

【課題】スタビライザとトレーリングアームの間の接合強度が不足する虞の抑制された車両用のサスペンション構造を提供する。
【解決手段】Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を備えたトーションビーム７を左右一対のトレーリングアーム２に亘って連結し、トーションビーム７の内部にスタビライザ８を配置し、スタビライザ８の両端に取り付けたブラケット１０に、縦壁部１１Ａと、縦壁部１１Ａの両側辺から車両幅方向の中央側に向けて延設された一対の側壁部１１Ｂとを設け、トーションビーム７の断面形状の一対の開口端側７Ｂから頭頂部７Ａ側に向かって次第に車両幅方向の中央側に傾斜する傾斜端面１１Ｓを側壁部１１Ｂに設け、傾斜端面１１Ｓをトーションビーム７の内側面７Ｆに溶接している。
【選択図】図６

Description

本発明は、左右一対のトレーリングアームと、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を備え、前記一対のトレーリングアームに亘って連結されたトーションビームと、スタビライザとを備え、前記スタビライザの左右両端に取り付けたブラケットが前記トーションビームの一対の内側面に溶接されている車両用のサスペンション構造に関する。

この種の車両用のサスペンション構造に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された車両用のサスペンション構造では、図７に示すように、スタビライザ８がブラケット３０を介してトーションビーム７の内部に配置されているのでサスペンションのコンパクト化が図られる。また、スタビライザ８が外力から保護され、耐久力が向上するとされている。

サスペンション構造の組み立ては、予め両端にブラケット３０が溶接されたスタビライザ８を、予めトレーリングアーム２に溶接されたトーションビーム７の内部に配置し、ブラケット３０の該当箇所をトーションビーム７及びトレーリングアーム２に溶接する形態で実施される。

ブラケット３０はトーションビーム７の内側面に対して概して鉛直方向で入り込む山形状の縦壁部３１と、縦壁部３１の下端から車両の横向きに延びた横壁部３２とを有し、縦壁部３１に形成した丸孔３１Ｈにスタビライザ８が挿通され、スタビライザ８の周面が丸孔３１Ｈの周縁に溶接されている。縦壁部３１の各縁部３１Ａ，３２Ａはトーションビーム７の内面に溶接され、横壁部３２の外側端面３２Ｂがトレーリングアーム２の下側周面に溶接されている。

特開２００７−２４６０４３号公報（０００６段落、図４）

しかし、特許文献１に記された車両用のサスペンション構造では、ブラケット３０の縦壁部３１の上端部位はスタビライザ８の真上に相当するため、溶接器具が届き難く、溶接し難いために、スタビライザ８とトーションビーム７の間の接合強度が不足する虞があった。また、仮に溶接できた場合も溶接作業は困難を伴うものであった。

また、特許文献１に記された車両用のサスペンション構造では、ブラケット３０が取り付けられたトーションビーム７の部位と、ブラケット３０の無いトーションビーム７の部位との境界部で、トーションビーム７の剛性が車両の幅方向で急変するために、スタビライザ８に加えられた捻り応力を安定して受け止め難く、トーションビーム７の一部に強度的な弱点が生じる傾向があった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による車両用のサスペンション構造が与える課題に鑑み、スタビライザとトーションビームの間の接合強度が不足する虞の抑制された車両用のサスペンション構造を提供することにある。
本発明の他の目的は、上に例示した従来技術による車両用のサスペンション構造が与える課題に鑑み、トーションビームの一部に強度的な弱点が生じる傾向の抑制された車両用のサスペンション構造を提供することにある。

本発明による車両用のサスペンション構造の特徴構成は、
左右一対のトレーリングアームと、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を備え、前記一対のトレーリングアームに亘って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内部に配置されたスタビライザとを備え、
前記スタビライザが、同スタビライザの両端に取り付けたブラケットを介して、前記トーションビームの一対の内側面に溶接されており、
前記ブラケットに、前記スタビライザの端部を溶接固定する縦壁部と、前記縦壁部の車両前側及び車両後側の各側辺から車両幅方向の中央側に向けて延設された一対の側壁部とを設け、
前記トーションビームの断面形状の一対の開口端側から頭頂部側に向かって次第に車両幅方向の中央側に斜めに変位する傾斜端面を前記側壁部に設け、前記傾斜端面を前記トーションビームの前記内側面に溶接してある点にある。

上記の特徴構成による車両用のサスペンション構造では、トーションビームの内側面に溶接するためにブラケットに設けてある一対の側壁部に、トーションビームの断面形状の一対の開口端側から頭頂部側に向かって次第に車両幅方向の中央側に斜めに変位する傾斜端面を備え、この傾斜端面をトーションビームの内側面に溶接しているため、溶接用の延設辺が鉛直方向に設けられた従来技術に比して、溶接長さを長く取ることができる。その結果、ブラケットの縦壁部の上端部位を溶接しなくても、スタビライザとトレーリングアームの間の接合強度の低下を抑制することができるため、溶接トーチをトーションビームの内部深くに進入させる必要がなくなり、溶接作業が容易になった。

また、従来の構成では、図７に示すように、ブラケット３０の縦壁部３１の溶接ラインが概して鉛直方向に延びているため、溶接トーチをトーションビームの長手方向に対して大きく傾斜させた姿勢で溶接する必要があった。しかし、本願の上記の特徴構成による車両用のサスペンション構造では、溶接すべきブラケットの傾斜端面が、トーションビームの開放端側に対向しているので、溶接トーチを余り大きく傾斜させた姿勢で溶接する必要がないため、溶接作業を行い易くなった。

また、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を備えたトーションビームでは、トーションビームの長手方向に沿った軸心回りでの捻れ応力に対しては、その断面形状における一対の開口端付近に比して頭頂部付近の剛性が高いという傾向がある。しかし、上記の特徴構成による車両用のサスペンション構造では、縦壁部の各側辺から車両幅方向の中央側に向けて延設された一対の側壁部が、トーションビームの内側面に重ね合わされて溶接してあるので、トーションビームの一対の開口端付近の剛性が高められ、トーションビームの断面内において捻り剛性などの剛性が均一化され、しかも、トーションビームの捻れそのものを阻害し難いという利点が得られた。

さらに、上記の特徴構成による車両用のサスペンション構造では、トーションビームの内側面とブラケットの前記傾斜端面との間の溶接ラインが車両幅方向に沿って斜めに延設されるため、トーションビームの剛性が車両の幅方向で比較的緩慢に変化するために、スタビライザに捻りが加えられた際の反力を安定して受け止め易く、トーションビームの一部に強度的な弱点が生じ難くなった。

本発明によるサスペンション構造を備えた車両の後部を示す側面図である。 本発明によるサスペンション構造を示す側面図である。 本発明によるサスペンション構造を示す平面図である。 本発明によるサスペンション構造の要部の破断側面図である。 本発明によるサスペンション構造の要部の破断後面図である。 本発明によるサスペンション構造の要部を下方から見上げた外観を示す斜視図である。 従来技術によるサスペンション構造の要部を下方から見上げた外観を示す斜視図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明によるサスペンション構造を適用した車両の後部を概略的に示す。
このサスペンション構造は、左右一対のトレーリングアーム２と、一対のトレーリングアーム２に亘って連結されたトーションビーム７と、トーションビーム７の内部に沿って配設されたスタビライザ８とを備えている。

図２に示すように、各トレーリングアーム２は概略的には断面の丸いパイプ状を呈し、車体の前後に延出している。各トレーリングアーム２の前部には車体フレームの軸心Ｘ回りで揺動可能に支持するための環状のブッシュ３が設けられている。他方、トレーリングアーム２の後部には、車輪２０のスピンドル４ａを連結するためのエンドプレート４と、スプリング２１を取り付けるバネ受け部材５と、ショックアブソーバ２２に連結される支持ブラケット６とが設けられている。

トーションビーム７は、曲げ剛性やネジリ剛性を得るために、略矩形の鋼板をプレス機によって長手方向に沿って曲げ加工することで、一方側に開放されたＵ字状またはＶ字状の断面形状を与えられている。したがって、トーションビーム７は、下方に開放される姿勢でトレーリングアーム２に取り付けられるので、上端に位置する頭頂部７Ａから、車両の前後方向に互いに離間した下方の一対の開口端７Ｂから側に向かって開いた構成を備えることになる。
図３及び図４に例示するように、トーションビーム７の両端には円弧状の切り欠き７Ｒが形成されており、この切り欠き７Ｒにトレーリングアーム２の中間部位を係入させた状態で、両部材７，２が溶接されている。

サスペンション構造の組み立ては、予め両端にブラケット１０が溶接されたスタビライザ８を、予めトレーリングアーム２に溶接されたトーションビーム７の内部に配置し、ブラケット１０の該当箇所をトーションビーム７及びトレーリングアーム２に溶接する形態で実施される。

ブラケット１０は、トーションビーム７の一対の傾斜した内側面７Ｆに対して概して鉛直方向で入り込む基端部１１と、基端部１１の下端から車両の横向きに延びた先端部１２とを有し、一枚の鉄板や鋼板をプレス成形することで、基端部１１と先端部１２とが一体的に形成されている。基端部１１は平面視において概してコ字状の断面を備え、その中央付近に形成した丸孔１１Ｈにスタビライザ８が挿通され、スタビライザ８の周面が丸孔１１Ｈの周縁に溶接されている。基端部１１はトーションビーム７の内部に概して鉛直方向で入り込んでいるので、スタビライザ８と丸孔１１Ｈの間の溶接ラインは正円に近い形状となり、ブラケット１０はスタビライザ８からの捻り応力を十分な強度で受け止めることができる。

ブラケット１０の基端部１１は、概して鉛直方向に延びつつ丸孔１１Ｈを備えた縦壁部１１Ａと、縦壁部１１Ａの車両前側及び車両後側の各側辺から車両の幅方向に関する中心側に向かって概して平行に延びた一対の側壁部１１Ｂとを有する。図４に示すように、縦壁部１１Ａは概してトーションビーム７の一対の内側面７Ｆに沿って上方に延びる台形状を呈しており、縦壁部１１Ａの上端とトーションビーム７の頭頂部７Ａ下面との間には比較的大きな空隙部が形成される。側壁部１１Ｂは、縦壁部１１Ａの台形の一対の傾斜辺から概してトーションビーム７の内側面７Ｆに沿って車両幅方向の中央に向かって延びた三角形状を呈している。

側壁部１１Ｂの三角形を構成する辺のうちで車体の下方側に面した辺は、トーションビーム７の断面形状の一対の開口端側７Ｂから頭頂部７Ａ側に向かって次第に車両幅方向の中央側に傾斜する傾斜端面１１Ｓを形成しており、これら一対の傾斜端面１１Ｓ（第１溶接部）がトーションビーム７の内側面７Ｆに車体の下方側から溶接されている。傾斜端面１１Ｓは車両幅方向の中央側に向かって斜めに延びることで十分な長さを確保できるため、側壁部１１Ｂの三角形を構成する辺のうちで車体の上方側に面した辺は溶接する必要がない。

また、図５に示すように、傾斜端面１１Ｓに沿って形成される溶接ラインの少なくとも一部は、車両の前後方向視において、トーションビーム７の有効部位と重なり合う重複部位（図５では破線で示されている）を形成するように配置される。ここで、トーションビーム７の有効部位とは、トーションビーム７の全長のうち、車両の幅方向に延びた軸心回りでの捻り応力に対して有効に働く部位、すなわち、左右の縦壁部１１Ａの間に位置する部位を指す。

ブラケット１０の先端部１２は、概して矩形の横壁部１２Ａと、横壁部１２Ａの車両前側及び車両後側の各側辺の一部から車両前側及び車両後側に突出した一対の第１凸部１２Ｂと、横壁部１２Ａの基端部１１と反対側の側辺からトレーリングアーム２側に突出した単一の第２凸部１２Ｃとを有する。尚、横壁部１２Ａには平面視で三角形状の貫通孔が形成されている。

一対の第１凸部１２Ｂの先端に設けられた概して直線状の端面または辺（第２溶接部）もまたトーションビーム７の内側面７Ｆに車体の下方側から溶接されている。第２凸部１２Ｃの先端に設けられた概して直線状の端面または辺（第３溶接部）は、トレーリングアーム２の下面付近に車体の下方側から溶接されている。

第１凸部１２Ｂの車体幅方向における長さは、横壁部１２Ａの車体幅方向における長さの約半分に相当し、且つ、第１凸部１２Ｂは、横壁部１２Ａの車体幅方向における中央よりも十分に基端部１１寄りに配置されている。
また、基端部１１と先端部１２とを接続する断面が湾曲状の接続部には被溶接箇所は設けられていない。

したがって、車体幅方向に関して最も中央寄りの第１溶接部（傾斜端面１１Ｓの車両幅方向外側の先端）と、隣接する第２溶接部（第１凸部１２Ｂの先端）とは車体幅方向に関して互いに離間し、両部位の間に開口部が形成されている。同様に、第２溶接部（第１凸部１２Ｂの先端）と、車体幅方向に関して最も外側に位置する第３溶接部（第２凸部１２Ｃの先端）とも車体幅方向に関して互いに離間し、両部位の間にも開口部が形成されている。

トーションビーム７の車体幅方向における両端部は、トレーリングアーム２への溶接やブラケット１０との溶接によって、車体幅方向における内方側に比して剛性が高くなりがちである。しかし、本発明では、このように、溶接箇所を車体幅方向に関して複数箇所に比較的広く分散させることで、トーションビーム７の、或いは、トーションビーム７とスタビライザ８とブラケット１０との全体構造が有する剛性の車体幅方向に関する急変が抑制され、また、ブラケット１０を配置した箇所の剛性が過剰とならず、トーションビーム７の捻りを阻害しない。

ところで、トーションビーム７そのものは、頭頂部７Ａよりも一対の開口端７Ｂの方が捻れ易いという傾向を有する。しかし、図６に示すように、ブラケット１０の縦壁部１１Ａの両側片からトーションビーム７の内側面７Ｆに沿って車両の幅方向の中心側に延びた一対の側壁部１１Ｂが、トーションビーム７の内側面７Ｆと重なり合うように配置されて、トーションビーム７の内側面７Ｆと溶接されるので、この一対の側壁部１１Ｂによって一対の開口端７Ｂの剛性が増強されることで、トーションビーム７の断面内において一対の開口端７Ｂと頭頂部７Ａの剛性の差が少なくなる。

尚、前述したように、トーションビーム７の内側面７Ｆに対して溶接されるべく一対の側壁部１１Ｂに設けられた被溶接箇所が、トーションビーム７の断面形状の一対の開口端側７Ｂから頭頂部７Ａ側に向かって次第に車両幅方向の中央側に傾斜する傾斜端面１１Ｓによって構成されているので、被溶接箇所が鉛直方向に延びている従来の構成などと比して、トーションビーム７の長手方向に関して急激な剛性変化が無くなり（剛性断点が発生し難い）、トーションビーム７の耐久性が向上する。

また、従来技術に比して、ブラケット１０の縦壁部１１Ａの車両前側及び車両後側の各側辺から車両の幅方向に関する中心側に延びた一対の側壁部１１Ｂを新設し、この側壁部１１Ｂをトーションビーム７の内側面７Ｆに溶接しているので、ブラケット１０の建て付け剛性が向上している。

また、本願発明では、トーションビーム７の材質を高める、或いは、パッチを付加する等の手法を採用することなく、ブラケット１０の形状や溶接箇所の選択の仕方によって不都合な応力集中を回避できるので、コスト的にも軽量化の点でも有利である。

尚、前述した傾斜端面１１Ｓが車両幅方向の中央側に向かって斜めに延びることで十分な溶接長さを確保できているために、このように溶接箇所を車体幅方向に関して広く分散させることが可能となる。

本発明は、スタビライザとトレーリングアームの間の接合強度が不足する虞や、トーションビームの一部に強度的な弱点が生じる傾向の抑制された車両用のサスペンション構造として、乗用車および商用車などに利用可能である。

２ トレーリングアーム
７ トーションビーム
７Ａ 頭頂部
７Ｂ 開口端
７Ｆ 内側面
７Ｒ 切り欠き
８ スタビライザ
１０ ブラケット
１１ 基端部
１１Ａ 縦壁部
１１Ｂ 側壁部
１１Ｈ 丸孔
１１Ｓ 傾斜端面（第１溶接部）
１２ 先端部
１２Ａ 横壁部
１２Ｂ 第１凸部（第２溶接部）
１２Ｃ 第２凸部（第３溶接部）

Claims (1)

1. 左右一対のトレーリングアームと、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を備え、前記一対のトレーリングアームに亘って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内部に配置されたスタビライザとを備え、
   前記スタビライザが、同スタビライザの両端に取り付けたブラケットを介して、前記トーションビームの一対の内側面に溶接されており、
   前記ブラケットに、前記スタビライザの端部を溶接固定する縦壁部と、前記縦壁部の車両前側及び車両後側の各側辺から車両幅方向の中央側に向けて延設された一対の側壁部とを設け、
   前記トーションビームの断面形状の一対の開口端側から頭頂部側に向かって次第に車両幅方向の中央側に傾斜する傾斜端面を前記側壁部に設け、前記傾斜端面を前記トーションビームの前記内側面に溶接してある車両用のサスペンション構造。

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