JP2015224016A - トーションビーム式サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】少なくともトレーリングアームがパイプから構成されるトーションビーム式サスペンションにおいて、別部材の取付パイプを用いず、ブッシュが安定に保持されるように前記トレーリングアーム先端にブッシュを取り付ける。【解決手段】少なくともトレーリングアーム２がパイプから構成されるトーションビーム式サスペンション１において、トレーリングアーム２先端の延在直交方向に対向するパイプ面21,21に、環状壁222,222に囲まれた取付孔221,221を連通する位置関係で一対設け、前記環状壁222それぞれに外筒41を接面させて取付孔221,221にわたってブッシュ４を嵌合、固定する。【選択図】図１

Description

本発明は、トーションビーム式サスペンションに関する。

トーションビーム式サスペンションは、左右のトレーリングアームと、前記トレーリングアームを繋ぐトーションビームとからなる平面視略H状の構造部材で、トレーリングアーム及びトーションビームがいずれもパイプで構成されるものが多い（特許文献１〜特許文献３）。トーションビーム式サスペンションは、トレーリングアーム先端に設けられる短尺な取付パイプ（例えば特許文献１：ブッシュ取付部７）にブッシュ（例えば特許文献１：ゴムブッシュ３）を嵌合、固定し、前記ブッシュを介して車体のピボット軸に軸着され、前記車体に対して揺動自在に弾性支持される。

特開2008-207771公報 特開2009-051380公報 特開2013-091433公報

トーションビーム式サスペンションは、ブッシュを介して車体に弾性支持されるようにする必要があり、トレーリングアームにブッシュを取り付ける部位として取付パイプを設けることも仕方がない。しかし、パイプから構成されるトレーリングアーム先端に取付パイプを設けるためには、前記トレーリングアーム先端を取付パイプに倣った端面に整形し、更に取付パイプを前記整形された端面に当接させた状態で溶接する必要があり、手間と労力が掛かるほか、別部材を接合することから、溶接不良により分離する可能性も否定できない。

また、取付パイプにブッシュを嵌合、固定する取付態様は、ブッシュが安定してトレーリングアームに対して保持されるようにする意味もあり、単にブッシュをトレーリングアームに取り付けるだけは意味がない。そこで、少なくともトレーリングアームがパイプから構成されるトーションビーム式サスペンションにおいて、前記トレーリングアーム先端にブッシュを取り付ける構造として、別部材の取付パイプを用いず、ブッシュが安定に保持されるように、検討した。

検討の結果開発したものが、少なくともトレーリングアームがパイプから構成されるトーションビーム式サスペンションにおいて、トレーリングアーム先端の延在直交方向に対向するパイプ面に、環状壁に囲まれた取付孔を連通する位置関係で一対設け、前記環状壁それぞれに外筒を接面させて取付孔にわたってブッシュを嵌合、固定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である。本発明のトーションビーム式サスペンションは、トレーリングアームがパイプであればよく、トーションビームがパイプであるか否かを問わない。

本発明のトーションビーム式サスペンションは、パイプであるトレーリングアーム先端に取り付けていた取付パイプをなくし、前記トレーリングアーム先端に設けた一対の取付孔にわたってブッシュを嵌合させる。ブッシュは、一対の取付孔それぞれを囲む環状壁に外筒を嵌合させ、安定して支持される。取付孔を囲む環状壁は、開口した取付孔に対して取り付ける別部材でもよいし、バーリング加工により取付孔の開口と同時に形成してもよい。一対の取付孔それぞれを囲む環状壁の向きは、同じでも、異なっていてもよい。

トレーリングアームは、パイプであるトレーリングアーム先端の周面に対して対向する位置関係にある前記周面をそれぞれパイプ面として設定してもよいが、周面のままのパイプ面に、環状壁で囲まれた取付孔を形成することは難しい。これから、トレーリングアームは、端面から延びる切欠を対向する位置関係で一対設け、周方向に分断された一対のパイプ面を形成する。この場合、切欠により周方向に分断されたパイプ面それぞれをバーリング加工して取付孔及び環状壁を同時に形成することも難しくない。

また、環状壁に囲まれた取付孔は、湾曲した周面であるパイプ面にバーリング加工することで形成することもできるが、この場合、パイプ面に対する環状壁の高さ（突出量）が周方向にばらついてしまい、ブッシュの支持が安定しなくなる虞がある。これから、トレーリングアームは、一対のパイプ面に平行な一対の平面を整形し、環状壁に囲まれた取付孔を前記平面それぞれの範囲内に設ける。平面は、環状壁の外径より広い面として、パイプ面の一部又は全部に成形する。また、平面は、パイプであるトレーリングアーム先端に設定したパイプ面をそのまま形成してもよいが、上述のように、切欠を設けて周方向に分断したパイプ面をそれぞれに形成する方がよい。

本発明が適用されるトレーリングアームは、初めからパイプである場合のほか、平板を丸めて形成した巻きパイプから構成してもよい。この場合、巻きパイプを構成してから、切欠を加え、パイプ面を平面に形成してからバーリング加工により、環状壁に囲まれた取付孔を設けてもよいし、例えば予めトレーリングアームの延在方向に突出する一対の突出面を形成した平板を丸めて巻きパイプを構成し、前記突出面を平面に形成してからバーリング加工により、環状壁に囲まれた取付孔を設けてもよい。

トレーリングアームは、トーションビームに接合する内側部材と、前記内側部材に接合する外側部材との最中構造のパイプから構成してもよい。この場合、切欠や平面は、内側部材及び外側部材それぞれで形成できるため、加工が容易となる。また、内側部材及び外側部材を延在方向に断面形状又は大きさを徐変にし、トレーリングアームに加わる負荷を考慮して部分的に強度を変化させることもできる。

本発明のトーションビーム式サスペンションは、ブッシュを直接トレーリングアームに取り付けるため、従来のように、別部材である取付パイプを前記トレーリングアーム先端に取り付けるための加工や溶接が必要なくなる。これは、加工における手間と労力を削減するほか、溶接不良による取付パイプの分離、すなわちブッシュの脱落といった可能性をなくす効果を有する。

従来板金製のトレーリングアームでも、先端に開口を設けてブッシュを嵌合するトーションビーム式サスペンションが見られたが、本発明は、一対の取付孔それぞれに環状壁を設け、前記環状壁にわたって外筒を嵌合させることにより、ブッシュをより強固かつ安定して支持できる効果がある。しかも、こうしたブッシュの安定した支持は、上述の通り、別部材を用いることなく、トレーリングアーム先端を加工することで実現される。このように、本発明は、トレーリングアムームにおけるブッシュの支持構造を簡易かつ低廉に実現し、そして前記ブッシュの支持を安定させる効果を併せ有する特徴がある。

端面から延びる切欠を対向する位置関係で一対設けたり、一対のパイプ面に平行な一対の平面を整形したトレーリングアームは、環状壁に囲まれた取付孔の成形、特にバーリング加工を容易にする。巻きパイプから構成したトレーリングアームに一対の取付孔を設けてブッシュを嵌合、支持させれば、初めからパイプで構成するレーリングアームに一対の取付孔を設けてブッシュを嵌合、支持させる構成に比べ、全体として安価に製造できる。また、最中構造のパイプから構成したトレーリングアームに一対の取付孔を設けてブッシュを嵌合、支持させれば、トレーリングアームの軸方向に断面形状又は大きさを徐変にして、負荷に応じて適当な強度の設定ができる。

本発明を適用したトーションビーム式サスペンションの一例を表す斜視図である。 本例のトーションビーム式サスペンションに用いられるトレーリングアームの平面図である。 図２中Ａ-Ａ端面図である。 図２中Ｂ-Ｂ端面図である。 本例のトーションビーム式サスペンションに用いられるトレーリングアームの右側面図である。 トレーリングアームを製造するための原板を表す平面図である。 トレーリングアームを製造するための中間品で、シーム接続前を表す平面図である。 トレーリングアームを製造するための中間品で、シーム接続後を表す平面図である。 本発明を適用したトーションビーム式サスペンションの別例を表す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明が適用されるトーションビーム式サスペンション１は、例えば図１に見られるように、左右のトレーリングアーム２,２と、前記トレーリングアーム２,２を両端に接合したトーションビーム３とが、いずれもパイプから構成される。本例のトーションビーム式サスペンション１は、トレーリングアーム２が平坦な原板５（図６参照）から形成される巻きパイプで、トーションビーム３は通常のパイプを用いている。図示を省略するが、両方共巻きパイプであってもよいし、両方とも通常のパイプであってもよい。

トーションビーム式サスペンション１は、車種により全体形状が異なり、それに合わせて車体フレーム及び車輪の取り付け方が様々である。本例のトーションビーム式サスペンション１は、トレーリングアーム２先端（図１中右上端）に設けられた取付孔221に嵌合、固定されたブッシュ４（図２及び図３参照）を介して車体フレーム（図示略）に揺動自在に支持され、トレーリングアーム２後端（図１中左下端）に車輪（図示略）を取り付る。

本例のトレーリングアーム２は、図２、図４及び図５に見られるように、断面円形のパイプ面21を形成した巻きパイプを曲げて構成され、延在直交方向に対向して上下方向に平行な一対の平面22,22を先端に形成し、環状壁222に囲まれた取付孔221を、連通する位置関係で、前記平面22,22に一対設けている（図３参照）。本例のトレーリングアーム２は、曲げ方向の突出を左右方向に対向させ、トーションビーム３両端の成形端31を中間部分のパイプ面21に当接させ、前記成形端31の周縁を溶接して取り付けられる（図１参照）。

トレーリングアーム２は、先端に切欠23,23を設けて周方向に分断することにより形成された平面22,22それぞれを一方向から（本例は、左右のトレーリング２,２に挟まれた内側に向けて）バーリング加工して、一対の取付孔221,221及び環状壁222,222を一度に形成する。環状壁222は、後述するように、取付孔221に嵌合するブッシュ４の外筒41を接面させて取付安定性を高めたり、ブッシュ４を支持するトレーリングアーム２先端の断面係数を大きくして、前記先端の外力による変形を抑制又は防止したりする働きを有する。

環状壁222の突出方向は、曲げたトレーリングアーム２の突方向に一致している。本例のトレーリングアーム２は、既述したように、曲げ方向の突出を左右方向に対向させてトーションビーム２両端に取り付けられるため、左右のトレーリングアーム２それぞれに設けた環状壁222は、いずれも内向きに突出して対向する（図３参照）。左右のトレーリングアーム２それぞれに設けた環状壁222の突出方向を同一にして対向しない関係にしてもよいが、対向関係にすることにより、外力を受けた際の応力の発生が左右対称となり、結果としてトーションビーム式サスペンション１全体の耐久性が向上される。

ブッシュ４は、図２に見られるように、各トレーリングアーム２先端に形成された一対の環状壁222,222それぞれに外筒41を接面させ、一対の取付孔221,221にわたって嵌合、固定される。このように、ブッシュ４は、単純に一対の取付孔221,221にわたって嵌合させるのではなく、前記各取付孔221それぞれが有する環状壁222に外筒41を接面させているため、がたつきのない取付安定性が得られる。これは、経年劣化によるブッシュ４の位置ずれを抑制又は防止する効果に繋がる。

トーションビーム３は、通常のパイプの両端に、トレーリングアーム２のパイプ面12の湾曲面に倣って切り欠いた側面視凹状の成形端31を形成し、前記成形端31をトレーリングアーム２のパイプ面12に全周当接させ、隅肉溶接によりトレーリングアーム２を固着する。本発明において、トーションビーム３がパイプから構成されていなくてもよいし、また両端に成形端31を形成することなく、従来公知の各種手段を利用してトレーリングアーム２を接合してもよい。

本例のトレーリングアーム２は、図６に見られるように、予め所定形状に整形した原板５を巻いて作られる巻きパイプから構成される。トレーリングアーム２は、曲がった巻きパイプの外観で、先端に取付孔221及び環状壁222を形成する余剰（成形代）が必要となる。これから、本例のトレーリングアーム２を作る原板５は、曲がった巻きパイプに倣って湾曲した側縁を有し、取付孔221及び環状壁222を形成する先端に相当する部分が成形代に合わせて広幅になっている。

原板５は、数段階に分けたロール成形又はプレス成形を経て、図７に見られるように、丸められた中間品６に成形されていく。トレーリングアーム２を軽量化しながら必要な強度を確保するため、原板５に高張力鋼板が用いられる場合が少なくない。これから、原板５を丸めていくロール成形又はプレス成形は、数段階を経て徐々に進めていく。本例は、原板５を丸めると同時に、プレス成形により一対の平面22,22も形成する。

こうして原板５から丸められた中間品６は、図８に見られるように、上面側（図８中紙面直交方向手前側）で側縁を突き合わせたシーム24を隅肉溶接して接合する（溶接ビードの図示略）と、それぞれが環状壁222及び取付孔221を形成する前の巻きパイプとなる。トレーリングアーム２の先端に相当する端部（図８中上端）は、一対の平面22,22が平行に並んだ状態である。

一対の取付孔221,221は、巻きパイプである中間品６の外側（図８中左側）の平面22から内側（図８中右側）の平面22に向けてバーリング加工することにより、それぞれを囲む環状壁222が揃って内向きに突出させ、一度に形成される（図２参照）。このように、一対の取付案221,221とそれぞれの環状壁222,222とを一度に形成することにより、取付孔221,221の位置ずれを防ぐと共に、同一方向に突出する環状壁222,222の内周面を揃えて、ブッシュをがたつきなく嵌合、固定できるようにしている。

本発明のトーションビーム式サスペンション１は、トレーリングアーム２がパイプ（＝中空の筒体）であればよく、例えば図９に見られる別例のように、トーションビーム３に接合する内側部材25と、前記内側部材25に接合する外側部材26との最中構造のパイプからトレーリングアーム２を構成することもできる。

別例のトレーリングアーム２は、延在方向に断面形状及び大きさが徐変に変化するように、非対称な断面形状の内側部材25及び外側部材26を接合し、滑らかな曲面状のパイプ面21を形成した最中構造のパイプから構成される。このように、最中構造のパイプは、通常のパイプと異なり、内側部材25及び外側部材26を個別に成形できるため、それぞれの形状の自由度が高く、結果として得られるパイプの断面形状及び大きさを延在方向に変化させ、部分的な強度向上を図りやすい利点がある。

別例のトレーリングアーム２も、上記例示（図１参照）同様、曲げ方向の突出を左右方向に対向させ、トーションビーム３両端の成形端31を内側部材25のパイプ面21に、隅肉溶接により接合している。内側部材25及び外側部材26は、突き合わせた上面及び下面のシーム24,24をそれぞれ隅肉溶接して接合し、それぞれの先端に形成された平面22,22を内側に向けてバーリング加工することにより、環状壁222に囲まれた取付孔221を設けている。平面22,22は、両者を周方向に分断する切欠23,23を挟んで対向している。

１ トーションビーム式サスペンション
２ トレーリングアーム
21 パイプ面
22 平面
221 取付孔
222 環状壁
23 切欠
24 シーム
25 内側部材
26 外側部材
３ トーションビーム
31 成形端
４ ブッシュ
41 外筒
５ 原板
６ 中間品

Claims (5)

1. 少なくともトレーリングアームがパイプから構成されるトーションビーム式サスペンションにおいて、
   トレーリングアーム先端の延在直交方向に対向するパイプ面に、環状壁に囲まれた取付孔を連通する位置関係で一対設け、前記環状壁それぞれに外筒を接面させて取付孔にわたってブッシュを嵌合、固定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。
2. トレーリングアームは、端面から延びる切欠を対向する位置関係で一対設け、周方向に分断された一対のパイプ面を形成した請求項１記載のトーションビーム式サスペンション。
3. トレーリングアームは、一対のパイプ面に平行な一対の平面を整形し、環状壁に囲まれた取付孔を前記平面それぞれの範囲内に設けた請求項１又は２いずれか記載のトーションビーム式サスペンション。
4. トレーリングアームは、平板を丸めて形成した巻きパイプから構成される請求項１〜３いずれか記載のトーションビーム式サスペンション。
5. トレーリングアームは、トーションビームに接合する内側部材と、前記内側部材に接合する外側部材との最中構造のパイプから構成される請求項１〜３いずれか記載のトーションビーム式サスペンション。

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