JP2015212145A - ツイストアクスルのトーションビーム - Google Patents

Abstract

【課題】車両用のツイストビームアクスルを提供する。【解決手段】一観点では、本発明は、車両用のツイストビームアクスルに関する。ツイストビームアクスルは、ツイストビーム及び補強部材を有する。ツイストビームは、長手方向軸線を有すると共に全体として凹状の断面形状を有する。補強部材は、長手方向に延びており、この補強部材は、ツイストビームと一緒になって長手方向に延びる管状形状物を形成するようツイストビームに連結されている。ツイストビームは、第１及び第２の側壁を有する。側壁の少なくとも一方は、管状形状物の外部に延びている。管状形状物は、ツイストビームアクスルが用いられるべき車両に基づいて選択された断面寸法を有する。【選択図】図２ｅ

Description

本発明は、車両用のトーション式サスペンションに関し、特に、トーション式サスペンション用のツイストビームアクスルに関する。

ツイストビームアクスルは、典型的にはサスペンションを包装する一方で、乗員室内への侵入を最小限に抑える手段として一部の車両に用いられている。ツイストビームアクスルの典型的な用途は、車両の後輪への使用である。ツイストビームアクスルは、典型的には、運転手側の後輪用コントロールアームと乗員側の後輪用コントロールアームとの間に延びるＵ字形又はＶ字形バーを有する。典型的なツイストビームアクスルが図１に符号１００で示されている。ツイストビームアクスル１００は、２本のコントロールアーム１０１ａ，１０１ｂ相互間に連結された状態で示されている。ツイストビームアクスル１００は、断面がＶ字形のツイストビーム１０２及びツイストビーム１０２のＶの内部に位置したスタビライザバー１０４を有する。スタビライザバー１０４は、Ｖの内部に溶接される場合がある。

スタビライザバー１０４の特性は、典型的には、車両の特定のモデルに使用するためにツイストアクスル１０を「チューニング」するようツイストアクスル１００に選択されたねじり剛性を与えるよう選択される。場合によっては、スタビライザバーは、中実バー材料で作られる。他の場合、スタビライザバー１０４は、中空管材料で作られることもある。いずれの場合においても、結果として得られるツイストアクスルは、比較的重く、製造費用が比較的高くなる。

一態様では、本発明は、車両用のツイストビームアクスルに関する。ツイストビームアクスルは、ツイストビーム及び補強部材を有する。ツイストビームは、長手方向軸線を有すると共に全体として凹状の断面形状を有する。補強部材は、長手方向に延びており、この補強部材は、ツイストビームと一緒になって長手方向に延びる管状形状物を形成するようツイストビームに連結されている。ツイストビームは、第１及び第２の側壁を有する。側壁の少なくとも一方は、管状形状物の外部に延びている。管状形状物は、ツイストビームアクスルが用いられるべき車両に基づいて選択された断面寸法を有する。別の態様では、本発明は、上述のツイストビームアクスルを含むトーションサスペンション組立体に関する。
以下、添付の図面を参照して本発明について説明するが、これは例示に過ぎない。

先行技術のトーション式サスペンション組立体の斜視図である。 本発明の実施形態としてのトーション式サスペンション組立体の斜視図である。 図２ａに示されたトーション式サスペンション組立体の別の斜視図である。 図２ａに示されたトーション式サスペンション組立体の一部であるツイストビームアクスルの断面端面図である。 図２ｃに示されたツイストビームアクスルの斜視図である。 図２ｃに示されたツイストビームアクスルの断面側面図である。 図２ａに示されたトーション式サスペンション組立体の変形例の斜視図であり、ツイストビームアクスルがコントロールアームの後方部分に取り付けられている状態を示す図である。 図２ａに示されたトーション式サスペンション組立体の変形例の斜視図であり、ツイストビームアクスルがコントロールアームの前方部分に取り付けられている状態を示す図である。

図２ａ及び図２ｂを参照すると、図２ａ及び図２ｂは、本発明の実施形態としての車両用のトーション式サスペンション又はサスペンション組立体１０を示している。トーション式サスペンション組立体１０は、第１のコントロールアーム１２ａ、第２のコントロールアーム１２ｂ、第１のコントロールアーム１２ａに連結された第１の車体取り付け部材１４ａ、第２のコントロールアーム１２ｂに連結された第２の車体取り付け部材１４ｂ、第１のコントロールアーム１２ａに連結された第１のホイール取り付け部材１６ａ、第２のコントロールアーム１２ｂに連結された第２のホイール取り付け部材１６ｂ、第１のばね取り付け部材１７ａ、第２のばね取り付け部材１７ｂ及び前記第１のコントロールアーム１２ａと第２のコントロールアーム１２ｂとの間に延びるツイストビームアクスル１８を含む。

ツイストビームアクスル１８は、中央部分２４、第１の端部分２６ａ及び第２の端部分２６ｂを有し、ツイストビームアクスルは、第１の端部分２６ａ及び第２の端部分２６ｂのところで、第１のコントロールアーム１２ａ及び第２のコントロールアーム１２ｂに連結されている。図２ｃ及び図２ｄを参照すると、ツイストビームアクスル１８は、ツイストビーム２０及び補強部材２２を有する。

ツイストビーム２０は、符号２８で示された長手方向軸線を有する。ツイストビーム２０は、第１の側壁３０及び第２の側壁３２を有し、図２ａ〜図２ｄに示された実施形態では、ツイストビーム２０は、ベース部分３３を更に有し、第１及び第２の側壁３０，３２は、ベース部分３３を介して互いに連結されている。図２ｃに示されている実施形態のベース部分３３は、全体として弧状であり、このベース部分は、側壁３０，３２に接合され、それにより不連続部のない連続弧状の形状物が形成されている。

図２ｃに示されている実施形態のベース部分３３は、ツイストビーム２０の頂部に位置するが、図示されていない変形実施形態では、ツイストビーム２０は、ベース部分３３が頂部に位置しないよう差し向けられても良い。例えば、ツイストビーム２０は、ベース部分３３が底部に位置するよう差し向けられても良い。

ツイストビーム２０の形状は、全体として凹状である。図２ｃに示されている実施形態では、ツイストビームは、下方向かって凹の形状を有するが、ツイストビーム２０は、凹みが別の方向に向くよう差し向けられても良い。例えば、ツイストビーム２０は、変形例として、上方向って凹の形状を有しても良い。

本明細書の開示内容及び特許請求の範囲の記載の態様では、全体として凹の形状を有することは、必ずしもツイストビーム２０の形状が弧状であることを意味するものではないが、ツイストビーム２０の形状は、図２ｃに示されている実施形態では全体として弧状であることがわかる。しかしながら、変形例として、ツイストビームの形状は、非弧状、例えば逆Ｖ字形であっても良く、これは、本明細書の開示内容及び特許請求の範囲の記載の観点では、依然として凹の形状を構成すると言える。

第１及び第２の側壁３０，３２は、ツイストビームに選択された曲げ抵抗性を与える。ツイストビーム２０は、第１の側縁３４及び第２の側縁３６を有する。第１及び第２の側縁３４，３６は、任意適当な仕方で構成できる。例えば、これら側縁は、図２ｃ及び図２ｄに示されているように下方に差し向けられても良く、或いは、例えば、上方に向かってカールしていても良い（図示せず）。

補強部材２２は、長手方向に延びており、この補強部材は、ツイストビーム２０と一緒になって長手方向に延びる管状形状物３８を形成するようツイストビーム２０に連結されている。連結部は、任意適当な形式の連結部であって良く、例えば、溶接連結部、ろう付け連結部、機械的締結部、例えばリベットによる連結部又は任意他の適当な形式の連結部であって良い。

図２ｃに示されている実施形態では、補強部材２２は、ベース部分３３に係合しており、この補強部材は、図２ｃの断面図において、全体としてツイストビーム２０に対して心出しされている。図示のように、補強部材２２は、ツイストビーム２０よりも幅が狭い。その結果及びツイストビーム２０上へのその位置決めの結果として、ツイストビーム２０の側壁３０，３２は、管状形状物３８の外側に延びると共にツイストビームアクスル１８の曲げ抵抗性に寄与するよう下方に延びている。この構成により、管状形状物が溶接されたツイストビームで作られている類似のツイストビームアクスルと比較して軽量化が図られる。

形成される管状形状物３８の断面寸法を調節することによって、ツイストビームアクスル１８のねじり抵抗性を調節して車両の種々のモデルに使用できると共にこれらの剛性及び耐久性に関する要件に合わせてツイストビームアクスル１８をチューニングすることができる。一例を挙げると、管状形状物３８の寸法を増大させることにより、ねじり剛性は、一般に、増大する。

管状形状物３８の断面寸法は、補強部材２２の寸法形状を変化させることにより全体的に調節可能である。ツイストビーム２０それ自体は、車両の各モデルについて全体として同一のままであることが可能である。

ツイストビーム２０は、その凹の形状により内部４０（図２ｃ）を構成している。補強部材２２は、好ましくは、ツイストビーム２０の内側に向いた表面４２上に位置決めされる。しかしながら、変形例として、補強部材２２をツイストビーム２０のどこか他の場所、例えば外側に向いた表面４４上に位置決めすることが可能である。

図２ａ、図２ｂ及び図２ｄに示されているように、側壁３０，３２は、管状形状物３８の外側に位置するが、側縁３４，３６から間隔を置いて位置した符号４６で示されている複数個の軽量化穴を有するのが良い。これにより、ツイストビームアクスル１８の重量が減少し、他方、その曲げ抵抗性及びねじり抵抗性への影響は比較的小さい。

図２ｃの断面図は、ツイストビームアクスル１８の中央部分２４を示している。図２ｅに示されているように、ツイストビームアクスル１８は、符号４８ａ，４８ｂで示された移行部分を有し、補強部材２２は、これら移行部分４８ａ，４８ｂ内において、側縁３４，３６の近くでツイストビーム２０に連結されるよう外方に（図２ｃ及び図２ｄに示されている図で見て下方に）移行し、それによりコントロールアームを受け入れるベース表面又は底面（一端が符号５０ａで示されると共に他端が符号５０ｂで示されている）が形成されている。ベース表面５０ａ，５０ｂは、第１及び第２のコントロールアーム１２ａ，１２ｂ（図２ａ及び図２ｂ）へのツイストビームアクスル１８の連結を容易にする。

ベース表面５０ａ，５０ｂを補強部材２２から直接各端部分２６ａ，２６ｂのところに形成することにより、ツイストビームアクスル１８の製造が容易になる。

移行部分４８ａ，４８ｂの位置及び寸法は、ツイストビームアクスル１８のねじり剛性をチューニングするよう所望に応じて調節できる。上述の形態の結果として、ツイストビームアクスル１８には全体として押し潰しゾーンがない。押し潰しゾーンは、一部のツイストビームアクスルに見られ、このような押し潰しゾーンは、補強部材２２とツイストビーム２０がツイストビームアクスルのねじり抵抗性を調節するために互いに押し潰されているゾーンである。このようなツイストビームアクスルに関する問題は、これらツイストビームアクスルが押し潰し作業それ自体の結果として押し潰しゾーンにおいて疲労しやすくなる場合があるということである。

図２ａ及び図２ｂに示されているようにツイストビームアクスル１８は、コントロールアーム１２ａ，１２ｂの中央に取り付けられるのが良い。変形例として、ツイストビームアクスル１８を図３ａに示されているように後方に取り付けることが可能であり、この場合、ツイストビームアクスルは、コントロールアーム１２ａ，１２ｂの後方部分に取り付けられる。変形例として、ツイストビームアクスル１８を図３ｂに示されているように前方に取り付けることが可能であり、この場合、ツイストビームアクスルは、コントロールアーム１２ａ，１２ｂの前方部分に取り付けられる。

ツイストビーム２０及び補強部材２２は、使用中、風雨にさらすことができるよう適切に処理された任意適当な材料、例えば自動車等級のスチールで構成できる。

上述の説明は、本発明の複数の実施形態に関するが、特許請求の範囲に記載された本発明の公正な文言上の意味から逸脱することなく、本発明を一層の改造及び変更が可能であることが解る。

Claims (6)

1. 車両用のツイストビームアクスルであって、
   長手方向軸線を備えたツイストビームを有し、前記ツイストビームは、全体として凹状の断面形状を有し、
   長手方向に延びて、前記ツイストビームと一緒になって長手方向に延びる管状形状物を形成するよう前記ツイストビームに連結された補強部材を有し、
   前記ツイストビームは、第１の側壁及び第２の側壁を有し、
   前記側壁の少なくとも一方は、前記管状形状物の外側に延び、前記管状形状物は、前記ツイストビームアクスルが用いられるべき車両の所定の剛性及び耐久性に応じて選択された断面寸法を有する、
   ことを特徴とするツイストビームアクスル。
2. 前記ツイストビームは、内部を備え、前記補強部材は、前記ツイストビームの前記内部に沿って延びている、
   請求項１記載のツイストビームアクスル。
3. 前記第１の側壁は、第１の側縁を有し、前記第２の側壁は、第２の側縁を有し、
   前記ツイストビームアクスルは、中央部分及び２つの端部分を有し、
   前記補強部材は、前記ツイストビームと一緒になって前記管状形状物を構成するよう前記ツイストビームの前記中央部分に連結され、前記補強部材は、第２の管状形状物を構成するよう前記第１及び前記第２の側壁の前記第１及び前記第２の側縁の近くで前記ツイストビームの前記端部分の各々に連結されている、
   請求項２記載のツイストビームアクスル。
4. 車両用のトーション式サスペンション組立体であって、
   第１のコントロールアーム及び第２のコントロールアームと、
   各コントロールアームに連結されていて、前記車両の車体に回動可能に取り付け可能な車体取り付け部材と、
   各コントロールアームに連結されていて、車両ホイールに取り付け可能なホイール取り付け部材と、
   懸架ばねの端部を受け入れるばね取り付け部材と、
   ツイストビームアクスルと、を有し、前記ツイストビームアクスルは、
   長手方向軸線を備えると共に全体として凹状の断面形状を有するツイストビームと、 長手方向に延び、前記ツイストビームと一緒になって長手方向に延びる管状形状物を形成するよう前記ツイストビームに連結された補強部材とを有し、前記ツイストビームは、第１の側壁及び第２の側壁を有し、前記側壁の少なくとも一方は、前記管状形状物の外側に延び、前記管状形状物は、前記ツイストビームアクスルが用いられるべき車両の所定の剛性及び耐久性に応じて選択された断面寸法を有する、
   ことを特徴とするトーション式サスペンション組立体。
5. 前記ツイストビームは、内部を備え、前記補強部材は、前記ツイストビームの前記内部に沿って延びている、
   請求項４記載のトーション式サスペンション組立体。
6. 前記第１の側壁は、第１の側縁を有し、前記第２の側壁は、第２の側縁を有し、
   前記ツイストビームアクスルは、中央部分及び２つの端部分を有し、
   前記補強部材は、前記ツイストビームと一緒になって前記管状形状物を構成するよう前記ツイストビームの前記中央部分に連結され、前記補強部材は、第２の管状形状物を構成するよう前記第１及び前記第２の側壁の前記第１及び前記第２の側縁の近くで前記ツイストビームの前記端部分の各々に連結されている、
   請求項５記載のトーション式サスペンション組立体。

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