JP2016112966A - トーションビーム式サスペンション - Google Patents
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Abstract
【課題】接合時におけるトーションビームとトレリングアームとの固定作業や位置決め作業が容易になり、生産性を向上させることが可能であり、高強度の接合構造を有するトーションビーム式サスペンションを提供することにある。【解決手段】車両幅方向に延在して配置されるトーションビーム5と、トーションビーム5の左右両端部に配置されるトレリングアーム6とを有するトーションビーム式サスペンション2において、トーションビーム5及びトレリングアーム6のそれぞれが重ね合わせられた部分であるアーム接合部5a、フランジ部50、ビーム接合部6aの重ね合わせ部61及びフランジ部60と、トーションビーム5及びトレリングアーム6のそれぞれの少なくとも一部を跨ぐように設けられる係合部材21とを有し、係合部材21により、重ね合わせられたフランジ部50,60が挟持されている。【選択図】図7
Description
本発明は、車両幅方向に延在して配置されるトーションビームと、該トーションビームの左右両端部に配置されるトレリングアームとを有しているトーションビーム式サスペンションに関する。
従来から、自動車の軽量化、省スペース化及び低コスト化を達成するため、車両幅方向に延在して配置されるトーションビームの左右端部に左右一対のトレリングアームが接合されたトーションビーム式サスペンションが採用されている。
また、自動車の燃費向上のために更なる軽量化を実現すべく、自動車部品の材料を鉄製から軽金属合金製に置換することが行われており、足回り部品であるトーションビーム式サスペンションにも軽金属合金化が進められている。
また、自動車の燃費向上のために更なる軽量化を実現すべく、自動車部品の材料を鉄製から軽金属合金製に置換することが行われており、足回り部品であるトーションビーム式サスペンションにも軽金属合金化が進められている。
特許文献1には、鋳造製のトレリングアームの接合端部に該アームと材質の異なるトーションビームが重ね合わせられ、接着剤にて接合されるものであって、トーションビームとトレリングアームとがビーム軸と交差する1方向の面で切断した形状において、突き合わせられて接合され、トレリングアームの接合部にトーションビームを受け入れることが可能な溝が設けられ、該溝にトーションビームを差し込み、自己締め付けと接着剤の併用にて接合されているトーションビーム式サスペンションが開示されている。
また、特許文献2には、リベットによる板材接合時の母材の変形を小さく抑える構造として、リベットによる接合部の周囲近傍に母材の塑性変形により凹凸部を形成し、ワーク押えにより母材間を密接させて隙間を無くすようにした板材の接合構造が開示されている。
また、特許文献2には、リベットによる板材接合時の母材の変形を小さく抑える構造として、リベットによる接合部の周囲近傍に母材の塑性変形により凹凸部を形成し、ワーク押えにより母材間を密接させて隙間を無くすようにした板材の接合構造が開示されている。
ところで、トーションビームには、左右の車輪が上下逆位相でストロークすることによるロールに起因するねじり荷重が入力されるため、適度な剛性が要求されている。一方、トレリングアームには、横荷重、前後荷重及び上下荷重が入力されるため、これら荷重に耐えられる剛性が要求されている。
そのため、トーションビームとトレリングアームとの接合体であるトーションビーム式サスペンションには、車輪などと連結されているトレリングアームから、横荷重、前後荷重及び上下荷重並びにねじり荷重(以下、単に荷重という)が繰返し入力されることとなる。
そのため、トーションビームとトレリングアームとの接合体であるトーションビーム式サスペンションには、車輪などと連結されているトレリングアームから、横荷重、前後荷重及び上下荷重並びにねじり荷重(以下、単に荷重という)が繰返し入力されることとなる。
しかしながら、上述した特許文献1のような接合構造をトーションビームの接合に適用したトーションビーム式サスペンションでは、下記の課題を有している。
特許文献1の方法は、トーションビームとトレリングアームとが、ビーム軸と交差する1方向に切断した形状にて突き合わせて接合されているので、突き合わせた接合部に荷重が入力されると、当該接合部に応力が集中し、当該接合部で破損するおそれがあった。特にねじり荷重が作用すると、接合部の断面両端部に応力が顕著に集中するという問題を有していた。
また、トレリングアームの接合部にトーションビームを受け入れることが可能な溝を設けることは、加工が難しくかつ多くの工数が必要となるので、加工コストが高くなるおそれがあった。
特許文献1の方法は、トーションビームとトレリングアームとが、ビーム軸と交差する1方向に切断した形状にて突き合わせて接合されているので、突き合わせた接合部に荷重が入力されると、当該接合部に応力が集中し、当該接合部で破損するおそれがあった。特にねじり荷重が作用すると、接合部の断面両端部に応力が顕著に集中するという問題を有していた。
また、トレリングアームの接合部にトーションビームを受け入れることが可能な溝を設けることは、加工が難しくかつ多くの工数が必要となるので、加工コストが高くなるおそれがあった。
一方、上述した特許文献2のような接合構造をトーションビームの接合に適用したトーションビーム式サスペンションでは、下記の課題を有している。
特許文献2の方法は、リベットによる接合部の周囲近傍に凹凸部を設け、かつワーク押えを用いて接合しているので、リベット接合1打点当たりに必要な重ね代が大きく、複数のリベットにて接合するに伴い重ね代が増加することにより、重量が増大するという問題があった。
また、リベット2点間のピッチが大きいので、打点数を増やせない湾曲部近傍で凹凸部を形成して接合できないことになる。その結果、接合強度が低い構造のトーションビーム式サスペンションとなるおそれがあった。
特許文献2の方法は、リベットによる接合部の周囲近傍に凹凸部を設け、かつワーク押えを用いて接合しているので、リベット接合1打点当たりに必要な重ね代が大きく、複数のリベットにて接合するに伴い重ね代が増加することにより、重量が増大するという問題があった。
また、リベット2点間のピッチが大きいので、打点数を増やせない湾曲部近傍で凹凸部を形成して接合できないことになる。その結果、接合強度が低い構造のトーションビーム式サスペンションとなるおそれがあった。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、接合時におけるトーションビームとトレリングアームとの固定作業や位置決め作業が容易になり、生産性を向上させることが可能であり、高強度の接合構造を有するトーションビーム式サスペンションを提供することにある。
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、車両幅方向に延在して配置されるトーションビームと、該トーションビームの左右両端部に配置されるトレリングアームとを有するトーションビーム式サスペンションにおいて、前記トーションビーム及び前記トレリングアームのそれぞれの一部同士が重ね合わせられた重ね合わせ部と、前記トーションビーム及び前記トレリングアームのそれぞれの少なくとも一部を跨ぐように設けられる係合部材とを有し、前記係合部材により、前記重ね合わせ部の少なくとも一部が挟持されている。
また、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記重ね合わせ部において、前記係合部材と、前記トーションビーム及び前記トレリングアームのそれぞれの少なくともいずれか一方とが接合された第1の接合部を有している。
さらに、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記重ね合わせ部において、前記トーションビームと前記トレリングアームとが接合された第2の接合部を有している。
また、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記第1の接合部は、熱の入力を伴う接合方法により接合された部位である。
上述の如く、本発明に係るトーションビーム式サスペンションは、車両幅方向に延在して配置されるトーションビームと、該トーションビームの左右両端部に配置されるトレリングアームとを有しており、前記トーションビーム及び前記トレリングアームのそれぞれの一部同士が重ね合わせられた重ね合わせ部と、前記トーションビーム及び前記トレリングアームのそれぞれの少なくとも一部を跨ぐように設けられる係合部材とを有し、前記係合部材により、前記重ね合わせ部の少なくとも一部が挟持されているので、トーションビームとトレリングアームとを接合する前に、係合部材によりトーションビーム及びトレリングアームの仮止めを行うことができる。そのため、リベット接合などの接合の際におけるトーションビームとトレリングアームとの固定作業や位置決め作業が容易になるので、生産性の向上を図ることができる。
また、係合部材が重ね合わせ部を挟持することにより、トーションビームとトレリングアームとを略密着させることが可能になるので、リベット接合などを行う際のトーションビーム及びトレリングアームの変形を抑え、リベット接合などの際に発生する間隙の形成を抑制できる。したがって、車両使用時においてトーションビームに荷重が掛かった際に、トーションビーム及びトレリングアーム同士が擦れ合うことによって起こる異音の発生を防ぎ、トーションビーム式サスペンションのNVH(騒音、振動、乗り心地)性能を向上させることができる。
さらに、トーションビームとトレリングアームとの間隙を小さくすることが可能になるので、当初から係合部材が係合されていない接合部断面両端部に対して、リベット接合の後に溶接などで接合する場合に、トーションビームとトレリングアームとを強固に接合することができる。そのため、応力が集中しやすい接合部断面両端部の接合が強固なものとなるから、高強度なトーションビーム式サスペンションを得ることができる。
しかも、係合部材による接合は、母材であるトーションビーム及びトレリングアームへの溝等の追加加工が不要となり、構造が簡素であるので、加工コストを低く抑えることができる。
さらに、トーションビームとトレリングアームとの間隙を小さくすることが可能になるので、当初から係合部材が係合されていない接合部断面両端部に対して、リベット接合の後に溶接などで接合する場合に、トーションビームとトレリングアームとを強固に接合することができる。そのため、応力が集中しやすい接合部断面両端部の接合が強固なものとなるから、高強度なトーションビーム式サスペンションを得ることができる。
しかも、係合部材による接合は、母材であるトーションビーム及びトレリングアームへの溝等の追加加工が不要となり、構造が簡素であるので、加工コストを低く抑えることができる。
本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記重ね合わせ部において、前記係合部材と、前記トーションビーム及び前記トレリングアームのそれぞれの少なくともいずれか一方とが接合された第1の接合部を有しているので、係合部材を介してトーションビームとトレリングアームとを接合する部位が設けられていることになる。そのため、車両使用時においてトーションビームに荷重が掛かった際、第1の接合部と係合部材でも当該荷重を受けることができるようになり、トーションビームとトレリングアームとの接合部に掛かる荷重がなくなり、あるいは該荷重が低減されることになり、高強度な接合部を有するトーションビーム式サスペンションを得ることができる。
また、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記重ね合わせ部において、前記トーションビームと前記トレリングアームとが接合された第2の接合部を有しているので、従来例のように、リベットによる接合部の周囲近傍に凹凸部を設け、かつワーク押えを用いて接合する必要が無くなり、リベット接合1打点当たりに必要な重ね代が小さく、複数のリベットで接合しても重ね代が増加せず、重量増大の問題が起こらない。しかも、リベット打点数が増やせない湾曲部近傍でも、トーションビームとトレリングアームとの接合が可能になるので、高強度の接合部を有するトーションビーム式サスペンションを提供することができる。
さらに、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記第1の接合部は、熱の入力を伴う接合方法により接合された部位であるので、係合部材とトーションビーム及びトレリングアームとの熱を伴う接合時に、接合部のビードとトーションビーム及びトレリングアームとの接する面積が、係合部材の無い場合と比べて大きくなる。そのため、トーションビーム及びトレリングアームの接合時の熱が周辺部位に伝達しやすくなるので、接合部の温度上昇を抑制できる。これにより、接合部のビードとトーションビーム及びトレリングアームとの界面に生じる金属間化合物層の生成を抑えることが可能となり、かつトーションビーム及びトレリングアームの第1の接合部近傍の熱影響部の範囲を小さくすることができる。したがって、高強度なトーションビーム式サスペンションを得ることができる。その理由として、金属間化合物層は脆い層であるため、接合部のビードとトーションビーム及びトレリングアームとの界面に金属間化合物層が厚く生成されると、接合強度が低下することになるからである。また、第1の接合部近傍の熱影響部は、トーションビーム及びトレリングアームの母材強度を低下させるからである。
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1〜図14は本発明の実施形態に係るトーションビーム式サスペンションを示すものである。なお、図2において、矢印Iは車両内側方向、矢印Rは車両後方、矢印Uは車両上方をそれぞれ示している。また、図3において、矢印F1はタイヤ接地点Gの上下荷重、矢印F2はタイヤ接地点Gの前後荷重、矢印F3はタイヤ接地点Gの横荷重の方向をそれぞれ示している。
図1〜図14は本発明の実施形態に係るトーションビーム式サスペンションを示すものである。なお、図2において、矢印Iは車両内側方向、矢印Rは車両後方、矢印Uは車両上方をそれぞれ示している。また、図3において、矢印F1はタイヤ接地点Gの上下荷重、矢印F2はタイヤ接地点Gの前後荷重、矢印F3はタイヤ接地点Gの横荷重の方向をそれぞれ示している。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る車両1は、4輪タイプの自動車であり、リヤサスペンションとしてトーションビーム式サスペンション2を備えており、該トーションビーム式サスペンション2を介して、左右の車輪3を車体4にそれぞれ懸架している。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、図2〜図4に示すように、車両幅方向に延在して配置される長尺のトーションビーム5と、該トーションビーム5の左右両端部にそれぞれ配置されて連結される左右一対のトレリングアーム6を備えている。トレリングアーム6には、スプリング7及びショックアブソーバ8が取付けられ、車体4に懸架されている。
本実施形態のトレリングアーム6は、図2〜図5に示すように、軽金属合金など非鉄合金を用いたアルミニウム合金製のものであり、中空構造の閉断面形状に形成されている。このトレリングアーム6は、車両幅方向へ延びるビーム接合部6aを一端に有し、該ビーム接合部6aの他端側には車両前後方向へ延びる前側アーム部6bと後側アーム部6cが設けられている。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、図2〜図4に示すように、車両幅方向に延在して配置される長尺のトーションビーム5と、該トーションビーム5の左右両端部にそれぞれ配置されて連結される左右一対のトレリングアーム6を備えている。トレリングアーム6には、スプリング7及びショックアブソーバ8が取付けられ、車体4に懸架されている。
本実施形態のトレリングアーム6は、図2〜図5に示すように、軽金属合金など非鉄合金を用いたアルミニウム合金製のものであり、中空構造の閉断面形状に形成されている。このトレリングアーム6は、車両幅方向へ延びるビーム接合部6aを一端に有し、該ビーム接合部6aの他端側には車両前後方向へ延びる前側アーム部6bと後側アーム部6cが設けられている。
トレリングアーム6のビーム接合部6aは、突き合わせられるトーションビーム5との接合部分であって、トーションビーム5の板厚よりも板厚が厚く設定されており、図2〜図5及び図7〜図10に示すように、開口側を車両下側に配置する垂直断面略U字形状に形成されている。また、ビーム接合部6aの前後両側には、下端部を車両前後方向へ折り曲げたフランジ部60がそれぞれ形成されており、該フランジ部60にトーションビーム5のフランジ部50が重ね合わせられるようになっている。さらに、ビーム接合部6aの車両内側に位置する先端部側には、トーションビーム5の先端部と重ね合わせる重ね合わせ部61が設けられており、該重ね合わせ部61は、ビーム接合部6aと対応する略U字形状の段差部62によりトーションビーム5の板厚に相当する厚さTを減肉することで、薄肉に形成されている。これにより、トーションビーム5の先端部をトレリングアーム6の段差部62に突き合わせ、トレリングアーム6の重ね合わせ部61と重ね合わせた状態では、トーションビーム5の外周部とトレリングアーム6の外周部とが略平坦(面一)になるように構成されている。
また、トレリングアーム6の前側アーム部6bには、弾性部材である管状ブッシュが圧入されたブッシュ圧入部64が設けられており、このブッシュ圧入部64は、車体4側に固定されるブラケット9に固定ボルト10を介して揺動可能に取付けられている。また、トレリングアーム6の後側アーム部6cには、車両外側に向けてキャリア65が設けられているとともに、ビーム接合部6aと後側アーム部6cとの車両幅方向内側の角部には、スプリングシート66及びショックアブソーバ取付け部67が設けられている。そして、キャリア65には、ハブ11及びブレーキドラム12が取付けられ、車輪3を回転可能に支持している。スプリングシート66は、上端が車体4に取付けられたスプリング7の下端を支持するものであって、シート板面には取付け穴66aが設けられている。しかも、トレリングアーム6は、応力集中対策として、キャリア65及びブッシュ圧入部64からビーム接合部6aまで、Rを大きくした形状に形成されている。
一方、本実施形態のトーションビーム5は、図2、図4及び図6に示すように、板状部材を湾曲して折り曲げることにより、開口側を車両下側に配置する垂直断面略U字形状に形成され長尺の成形品であり、トレリングアーム6とは異なる異種金属の鋼板製部品である。また、トーションビーム5は、トレリングアーム6の板厚よりも薄い板厚Tを有しており、車両幅方向の左右両端部は、突き合わせられるトレリングアーム6との接合部分であるアーム接合部5aとしてそれぞれ形成されている。さらに、トーションビーム5の前後両側には、下端部を更に車両前後方向へ折り曲げたフランジ部50がそれぞれ形成されており、これらフランジ部50は、トレリングアーム6のビーム接合部6aのフランジ部60に重ね合わせられるようになっている。そのため、トーションビーム5は、トレリングアーム6のビーム接合部6aと対応する垂直断面略U字形状を有している。ただし、トーションビーム5の中間部は、垂直断面略C字形状や垂直断面略V字形状を有していても良い。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション2においては、図7〜図12に示すように、トーションビーム5のアーム接合部5a及びフランジ部50と、トレリングアーム6のビーム接合部6aの重ね合わせ部61及びフランジ部60とが重ね合わせられた状態で接合されることによって、一体に構成されている。しかも、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、それぞれの少なくとも一部を跨ぐように設けられるクリップ状部材21を有しており、該クリップ状部材21により、トーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられた部分の少なくとも一部であるフランジ部50,60が挟持されている。すなわち、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2では、トーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられたフランジ部50,60をクリップ状部材21にて挟持した後に後述のリベット接合が行われ、該リベット接合後にトーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられた部分の端部全周囲及びクリップ状部材21の外周端部の全周囲にわたり溶接が行われるようになっている。
クリップ状部材21は、図9及び図11に示すように、開口を横向きに配置するコ字型の金属製部材を用いて形成されており、高さhはトーションビーム5とトレリングアーム6の板厚の和TM+2mm以下(h≦TM+2mm)とし、好ましくはh=TMである。このように設定にすると、トーションビーム5及びトレリングアーム6の加工公差により生じる間隙があっても、トーションビーム5及びトレリングアーム6をクリップ状部材21で容易に挟むことができる。しかも、トーションビーム5とトレリングアーム6とを強固に密着させることが可能になるため、後述のリベット接合の際の母材の変形を抑制できる。
そして、h=TMとすることで、クリップ状部材21とトーションビーム5及びトレリングアーム6とのクリアランスが小さくなるため、より強固に密着させることができ、後述のリベット接合の際の母材の変形をより一層抑制できる。
なお、高さhがトーションビーム5とトレリングアーム6の板厚の和TM+2mmよりも大きい場合、母材であるトーションビーム5とトレリングアーム6の板厚に対してクリップ状部材21のクリアランスが大きくなるため、クリップ状部材21の母材同士を挟む力が弱くなり、後述のリベット接合の際に母材の変形を抑制できないだけでなく、クリップ状部材21が脱落するおそれがある。
そして、h=TMとすることで、クリップ状部材21とトーションビーム5及びトレリングアーム6とのクリアランスが小さくなるため、より強固に密着させることができ、後述のリベット接合の際の母材の変形をより一層抑制できる。
なお、高さhがトーションビーム5とトレリングアーム6の板厚の和TM+2mmよりも大きい場合、母材であるトーションビーム5とトレリングアーム6の板厚に対してクリップ状部材21のクリアランスが大きくなるため、クリップ状部材21の母材同士を挟む力が弱くなり、後述のリベット接合の際に母材の変形を抑制できないだけでなく、クリップ状部材21が脱落するおそれがある。
クリップ状部材21の腕の長さLは、板厚tよりも大きく(L>t)する必要があるが、内側と外側で腕の長さLが同じである必要はない。これにより、クリップ状部材21において、トーションビーム5及びトレリングアーム6に引っ掛かる部分が得られることになり、クリップ状部材21は、トーションビーム5とトレリングアーム6とを確実に挟むことが可能になる。
また、クリップ状部材21の腕の角度θは、トーションビーム5及びトレリングアーム6を確実に挟むために、90°以下(θ≦90°)とするが、内側と外側とで異なる角度であっても良い。一方、クリップ状部材21の腕の角度θが90°以上の場合、トーションビーム5及びトレリングアーム6を挟む前から開いた形状であるため、母材を挟む力が弱く、クリップ状部材21が脱落するおそれがある。しかも、母材であるトーションビーム5及びトレリングアーム6の変形と共にクリップ状部材21が開くため、母材との間隙を抑制できない。
また、クリップ状部材21の腕の角度θは、トーションビーム5及びトレリングアーム6を確実に挟むために、90°以下(θ≦90°)とするが、内側と外側とで異なる角度であっても良い。一方、クリップ状部材21の腕の角度θが90°以上の場合、トーションビーム5及びトレリングアーム6を挟む前から開いた形状であるため、母材を挟む力が弱く、クリップ状部材21が脱落するおそれがある。しかも、母材であるトーションビーム5及びトレリングアーム6の変形と共にクリップ状部材21が開くため、母材との間隙を抑制できない。
クリップ状部材21の腕の形状は、4本の直線からなる平面視で略四角形状(C方向矢視図の図11(d))としている。このような形状にすると、クリップ状部材21がトーションビーム5及びトレリングアーム6との接触部に均一に面圧を与えるため、トーションビーム5及びトレリングアーム6を安定して保持することができ、後述のリベット接合時のトーションビーム5及びトレリングアーム6の変形を抑制できるとともに、母材であるトーションビーム5及びトレリングアーム6への溝等の追加加工が不要となり、簡素な構造で高強度なトーションビーム式サスペンション2を得ることができる。
さらに、クリップ状部材21の板厚t及び腕の幅Wは、クリップ状部材21に必要な剛性、強度を最低限確保できるように適宜調整し、クリップ状部材21の材質は、トーションビーム5及びトレリングアーム6の母材の強度と同等以上の金属製部材が用いられている。これにより、後述のリベット接合の際に、トーションビーム5及びトレリングアーム6が変形しようとする荷重に対してクリップ状部材21が耐えることができ、母材であるトーションビーム5及びトレリングアーム6の変形を確実に抑制することができる。
なお、クリップ状部材21の腕の形状は、3本の直線からなる平面視で略三角形状(C方向矢視図の図12(a))や、3本の直線からなる平面視で略半円形状(C方向矢視図の図12(b))であっても良い。
さらに、クリップ状部材21の板厚t及び腕の幅Wは、クリップ状部材21に必要な剛性、強度を最低限確保できるように適宜調整し、クリップ状部材21の材質は、トーションビーム5及びトレリングアーム6の母材の強度と同等以上の金属製部材が用いられている。これにより、後述のリベット接合の際に、トーションビーム5及びトレリングアーム6が変形しようとする荷重に対してクリップ状部材21が耐えることができ、母材であるトーションビーム5及びトレリングアーム6の変形を確実に抑制することができる。
なお、クリップ状部材21の腕の形状は、3本の直線からなる平面視で略三角形状(C方向矢視図の図12(a))や、3本の直線からなる平面視で略半円形状(C方向矢視図の図12(b))であっても良い。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、図7〜図10に示すように、トーションビーム5のアーム接合部5a及びフランジ部50と、トレリングアーム6のビーム接合部6aの重ね合わせ部61及びフランジ部60とが重ね合わせられた部分において、クリップ状部材21の外周部と、トーションビーム5及びトレリングアーム6(どちらか一方でも良い)とが接合された接合部のビード(第1の接合部)22を有している。すなわち、トーションビーム式サスペンション2におけるトーションビーム5とトレリングアーム6との接合部には、大きな応力が集中するので、外周部に発生する応力が低いクリップ状部材21を介して、トーションビーム5とトレリングアーム6とを接合する部位が設けられ、当該接合部に生じる応力が小さくなるようにしている。
接合部のビード22は、熱の入力を伴う接合方法により接合された部位、例えば、ろう接(または摩擦撹拌接合(FSW)、MIG溶接、レーザ溶接等)によって線接合された部位である。クリップ状部材21とトーションビーム5及びトレリングアーム6との熱を伴う接合を行う場合には、接合部のビード22とトーションビーム5及びトレリングアーム6との接する面積が、図13(a)で示すクリップ状部材21の無い場合と比べて、図13(b)に示すように大きくなる。そのため、図13(a)及び(b)の矢印で示すように、トーションビーム5及びトレリングアーム6の接合時の熱が周辺部位に伝達しやすくなり、接合部の温度上昇が抑制されることになる。これにより、接合部のビード22とトーションビーム5及びトレリングアーム6との界面に生じる金属間化合物層の生成を抑え、かつトーションビーム5及びトレリングアーム6の第1の接合部近傍の熱影響部の範囲を小さくすることが可能になる。
接合部のビード22は、熱の入力を伴う接合方法により接合された部位、例えば、ろう接(または摩擦撹拌接合(FSW)、MIG溶接、レーザ溶接等)によって線接合された部位である。クリップ状部材21とトーションビーム5及びトレリングアーム6との熱を伴う接合を行う場合には、接合部のビード22とトーションビーム5及びトレリングアーム6との接する面積が、図13(a)で示すクリップ状部材21の無い場合と比べて、図13(b)に示すように大きくなる。そのため、図13(a)及び(b)の矢印で示すように、トーションビーム5及びトレリングアーム6の接合時の熱が周辺部位に伝達しやすくなり、接合部の温度上昇が抑制されることになる。これにより、接合部のビード22とトーションビーム5及びトレリングアーム6との界面に生じる金属間化合物層の生成を抑え、かつトーションビーム5及びトレリングアーム6の第1の接合部近傍の熱影響部の範囲を小さくすることが可能になる。
また、トーションビーム5のアーム接合部5a及びフランジ部50と、トレリングアーム6のビーム接合部6aの重ね合わせ部61及びフランジ部60とが重ね合わせられた部分の端部は、全周が接合されており、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合部の応力集中箇所となる隙間が生じないようになっている。そのため、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合部が強固となり、高強度のトーションビーム式サスペンション2が得られることになる。さらに、トーションビーム5とトレリングアーム6とは、車両幅方向の接合長さが長く確保された状態で長尺に接合されることから、接合部に生じる応力を小さくすることが可能になる。しかも、接合部断面両端部の間隙の発生を抑制しつつ、トーションビーム5とトレリングアーム6とが重ね合わせられた部分の端部を全周接合することにより、例えば、トーションビーム5が鉄製で、トレリングアーム6がアルミニウム製などの異種金属材料である場合には、鉄とアルミニウムの接触部である重ね合わせられた部分内への水の侵入が防げ、異種金属接触腐食及び隙間腐食が防止されるようになっている。
さらに、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、図7〜図10に示すように、トーションビーム5のアーム接合部5a及びフランジ部50と、トレリングアーム6のビーム接合部6aの重ね合わせ部61及びフランジ部60とが重ね合わせられた部分のうち、トーションビーム5のアーム接合部5aとトレリングアーム6のビーム接合部6aの重ね合わせ部61とが複数の箇所で接合された点接合部(第2の接合部)23を有している。これら点接合部23は、リベット接合または摩擦撹拌接合(FSW)などによって点接合された部位である。また、点接合部23は、トーションビーム5及びトレリングアーム6の上部の1箇所に設けられ、トーションビーム5及びトレリングアーム6の車両前後方向の両側部の複数箇所にそれぞれ設けられている。
しかも、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2において、リベット接合などの点接合は、クリップ状部材21により、トーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられたフランジ部50,60を挟持して密着させた状態で行われている。そのため、リベットによる点接合部23の周囲近傍に凹凸部を設けたり、ワーク押えを用いて接合したりする必要が無くなり、リベット接合1打点当たりに必要な重ね代が小さく、複数のリベットで接合しても重ね代の増加や、重量増大の問題が起こらず、リベット打点数が増やせない湾曲部近傍でも、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合が可能になり、必要な打点数の点接合部23が設けられるようになっている。
一方、トーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられたフランジ部50,60をクリップ状部材21により挟持しない状態でリベット接合などの点接合を行うと、図14(a)に示すように、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合部断面両端部に隙間Sが生じ、図14(b)に示すように、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合部断面両端部に隙間Sが生じた状態でろう接などの線接合による接合部のビード22が設けられることになり、当該接合部断面両端部が応力集中部Eとなる接合部のビード22の隙間Sの発生を抑制できず、接合強度を低下させてしまうことになる。
一方、トーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられたフランジ部50,60をクリップ状部材21により挟持しない状態でリベット接合などの点接合を行うと、図14(a)に示すように、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合部断面両端部に隙間Sが生じ、図14(b)に示すように、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合部断面両端部に隙間Sが生じた状態でろう接などの線接合による接合部のビード22が設けられることになり、当該接合部断面両端部が応力集中部Eとなる接合部のビード22の隙間Sの発生を抑制できず、接合強度を低下させてしまうことになる。
次に、本発明の実施形態に係るトーションビーム式サスペンション2の作用及び効果について説明する。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、車両幅方向に延在して配置されるトーションビーム5と、該トーションビーム5の左右両端部に配置されるトレリングアーム6とを有しており、トーションビーム5及びトレリングアーム6のそれぞれが重ね合わせられた部分であるアーム接合部5a、フランジ部50、ビーム接合部6aの重ね合わせ部61及びフランジ部60と、トーションビーム5及びトレリングアーム6のそれぞれの少なくとも一部を跨ぐように設けられるクリップ状部材21とを有し、クリップ状部材21により、重ね合わせられたフランジ部50,60が挟持されているので、トーションビーム5とトレリングアーム6とを接合する前に、クリップ状部材21によりトーションビーム5及びトレリングアーム6を所定位置に仮止めして保持することができる。したがって、リベット接合などの接合の際におけるトーションビーム5とトレリングアーム6との固定作業や位置決め作業を容易に行えるので、トーションビーム式サスペンション2の生産性の向上を図ることができる。それに加えて、クリップ状部材21による挟持は、従来のように、トーションビーム5及びトレリングアーム6に溝等の追加加工をする必要がなくなり、構造が簡単になるので、加工コストを低く抑えることができる。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、車両幅方向に延在して配置されるトーションビーム5と、該トーションビーム5の左右両端部に配置されるトレリングアーム6とを有しており、トーションビーム5及びトレリングアーム6のそれぞれが重ね合わせられた部分であるアーム接合部5a、フランジ部50、ビーム接合部6aの重ね合わせ部61及びフランジ部60と、トーションビーム5及びトレリングアーム6のそれぞれの少なくとも一部を跨ぐように設けられるクリップ状部材21とを有し、クリップ状部材21により、重ね合わせられたフランジ部50,60が挟持されているので、トーションビーム5とトレリングアーム6とを接合する前に、クリップ状部材21によりトーションビーム5及びトレリングアーム6を所定位置に仮止めして保持することができる。したがって、リベット接合などの接合の際におけるトーションビーム5とトレリングアーム6との固定作業や位置決め作業を容易に行えるので、トーションビーム式サスペンション2の生産性の向上を図ることができる。それに加えて、クリップ状部材21による挟持は、従来のように、トーションビーム5及びトレリングアーム6に溝等の追加加工をする必要がなくなり、構造が簡単になるので、加工コストを低く抑えることができる。
また、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2では、クリップ状部材21が重ね合わせられたフランジ部50,60を挟持することにより、トーションビーム5のアーム接合部5aとトレリングアーム6のビーム接合部6aとを略密着させることが可能になるので、リベット接合などを行う際のトーションビーム5及びトレリングアーム6の変形を抑え、リベット接合などの際に発生する間隙の形成を確実に抑制できる。したがって、車両使用時においてトーションビーム5に荷重が掛かった際に、トーションビーム5及びトレリングアーム6が互いに擦れ合うことによって起こる異音の発生を防ぎ、トーションビーム式サスペンションのNVH性能を向上させることが可能となり、居住性を高めることができる。
さらに、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2では、重ね合わせられるトーションビーム5のアーム接合部5aとトレリングアーム6のビーム接合部6aとの間隙を小さくあるいは無くすことが可能になるので、リベット接合の後に溶接などで接合する場合に、トーションビーム5とトレリングアーム6とを直接もしくはクリップ状部材21を介して強固に接合することができる。したがって、応力が集中しやすいトーションビーム5及びトレリングアーム6の接合部断面両端部の接合が強固なものとなるので、高強度なトーションビーム式サスペンション2を得ることができる。
さらに、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2では、重ね合わせられるトーションビーム5のアーム接合部5aとトレリングアーム6のビーム接合部6aとの間隙を小さくあるいは無くすことが可能になるので、リベット接合の後に溶接などで接合する場合に、トーションビーム5とトレリングアーム6とを直接もしくはクリップ状部材21を介して強固に接合することができる。したがって、応力が集中しやすいトーションビーム5及びトレリングアーム6の接合部断面両端部の接合が強固なものとなるので、高強度なトーションビーム式サスペンション2を得ることができる。
また、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2では、トーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられた部分の端部全周囲及びクリップ状部材21の外周端部の全周囲を溶接などで接合し、全周囲に接合部のビード22が形成されているので、トーションビーム5とトレリングアーム6とを車両幅方向で長尺に接合してさらに長い接合長を確保でき、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合強度を向上させることができるとともに、重ね合わせられた部分への水の侵入を完全に防止することができる。しかも、接合部のビード22とトーションビーム5及びトレリングアーム6とが接触する面積は、クリップ状部材21の無い場合と比べて大きくなるので、トーションビーム5及びトレリングアーム6の溶接接合時の熱が周辺部位に伝達しやすくなり、接合部の温度上昇を抑えることができる。これにより、接合部のビード22とトーションビーム5及びトレリングアーム6との界面に生じる金属間化合物層の生成を抑えることができる。さらに、トーションビーム5及びトレリングアーム6の第1の接合部近傍の熱影響部の範囲が小さくなるので、母材強度の低下を抑制でき、耐久性の向上を図ることができる。また、重ね合わせられた部分への水の侵入を防止することができるため、異種金属接触腐食及び隙間腐食を防止できる。
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
例えば、既述の実施の形態では、クリップ状部材21がコ字型を有しているが、図15の矢印で示すように、対向する腕の一方を長く形成してトーションビーム5及びトレリングアーム6の接合部を跨ぎながら挟持しても良い。しかも、クリップ状部材21の外周部とトーションビーム5及びトレリングアーム6とを接合する接合部のビード22において、他方の接合部のビード22bが一方の接合部のビード22aと連続して設けられていなくとも良い。
また、既述の実施の形態において、接合部のビード22は、クリップ状部材21の外周部とトーションビーム5及びトレリングアーム6との間に設けられているが、図16に示すように、クリップ状部材21の腕の中間部に設けられていても同様の効果を奏することが可能である。
さらに、既述の実施の形態において、クリップ状部材21は、トーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられたフランジ部50,60を挟持しているが、図17に示すように、フランジ部50,60を形成することなく、トーションビーム5のアーム接合部5aとトレリングアーム6のビーム接合部6aとが重ね合わせられた垂直断面略U字形状の下端部を挟持するようにしても良い。
さらに、既述の実施の形態において、クリップ状部材21は、トーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられたフランジ部50,60を挟持しているが、図17に示すように、フランジ部50,60を形成することなく、トーションビーム5のアーム接合部5aとトレリングアーム6のビーム接合部6aとが重ね合わせられた垂直断面略U字形状の下端部を挟持するようにしても良い。
また、既述の実施の形態において、トーションビーム5及びトレリングアーム6の重ね合わせられたフランジ部50,60の一辺を1つのクリップ状部材21で挟持しているが、図18に示すように、2つ以上のクリップ状部材21でフランジ部50,60の一辺を挟持しても良い。
さらに、クリップ状部材21は、コ字型ではなく、図19に示すように、C字型を有していても良い。また、クリップ状部材21のトーションビーム5及びトレリングアーム6との保持力向上を図るため、トーションビーム5及びトレリングアーム6と接触するクリップ状部材21の内面に滑り止めとなる突起が設けられていても良い。
そして、トレリングアーム6の材質は、アルミニウム合金だけでなく、トーションビーム5の材質と異なる材料、例えば、マグネシウム合金等であっても同様の接合構造を適用することが可能である。また、トーションビーム5の材質は、鋼ではなく非鉄合金であっても良い。
さらに、クリップ状部材21は、コ字型ではなく、図19に示すように、C字型を有していても良い。また、クリップ状部材21のトーションビーム5及びトレリングアーム6との保持力向上を図るため、トーションビーム5及びトレリングアーム6と接触するクリップ状部材21の内面に滑り止めとなる突起が設けられていても良い。
そして、トレリングアーム6の材質は、アルミニウム合金だけでなく、トーションビーム5の材質と異なる材料、例えば、マグネシウム合金等であっても同様の接合構造を適用することが可能である。また、トーションビーム5の材質は、鋼ではなく非鉄合金であっても良い。
また、クリップ状部材21による挟持は、リベット接合時のトーションビーム5及びトレリングアーム6の変形が小さい場合、トーションビーム5及びトレリングアーム6の接合部断面両端部ではなく、接合部断面の片側端部だけ行うようにしても良い。
さらに、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合には、溶接の代わりに接着剤を適用しても、溶接と同様、クリップ状部材21によりリベット接合時のトーションビーム5及びトレリングアーム6の変形を抑え、適用した接着剤の強度低下を抑制する効果が得られる。
さらに、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合には、溶接の代わりに接着剤を適用しても、溶接と同様、クリップ状部材21によりリベット接合時のトーションビーム5及びトレリングアーム6の変形を抑え、適用した接着剤の強度低下を抑制する効果が得られる。
1 車両
2 トーションビーム式サスペンション
3 車輪
4 車体
5 トーションビーム
5a アーム接合部
6 トレリングアーム
6a ビーム接合部
21 係合部材(クリップ状部材)
22 接合部のビード(第1の接合部)
23 点接合部(第2の接合部)
50 トーションビームのフランジ部
60 トレリングアームのフランジ部
61 重ね合わせ部
62 段差部
2 トーションビーム式サスペンション
3 車輪
4 車体
5 トーションビーム
5a アーム接合部
6 トレリングアーム
6a ビーム接合部
21 係合部材(クリップ状部材)
22 接合部のビード(第1の接合部)
23 点接合部(第2の接合部)
50 トーションビームのフランジ部
60 トレリングアームのフランジ部
61 重ね合わせ部
62 段差部
Claims (4)
- 車両幅方向に延在して配置されるトーションビームと、該トーションビームの左右両端部に配置されるトレリングアームとを有するトーションビーム式サスペンションにおいて、
前記トーションビーム及び前記トレリングアームのそれぞれの一部同士が重ね合わせられた重ね合わせ部と、
前記トーションビーム及び前記トレリングアームのそれぞれの少なくとも一部を跨ぐように設けられる係合部材とを有し、
前記係合部材により、前記重ね合わせ部の少なくとも一部が挟持されていることを特徴とする、トーションビーム式サスペンション。 - 前記重ね合わせ部において、前記係合部材と、前記トーションビーム及び前記トレリングアームのそれぞれの少なくともいずれか一方とが接合された第1の接合部を有していることを特徴とする、請求項1に記載のトーションビーム式サスペンション。
- 前記重ね合わせ部において、前記トーションビームと前記トレリングアームとが接合された第2の接合部を有していることを特徴とする、請求項1または2に記載のトーションビーム式サスペンション。
- 前記第1の接合部は、熱の入力を伴う接合方法により接合された部位であることを特徴とする、請求項2または3に記載のトーションビーム式サスペンション。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014251867A JP2016112966A (ja) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | トーションビーム式サスペンション |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014251867A JP2016112966A (ja) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | トーションビーム式サスペンション |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016112966A true JP2016112966A (ja) | 2016-06-23 |
Family
ID=56140684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014251867A Pending JP2016112966A (ja) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | トーションビーム式サスペンション |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016112966A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018058513A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | スズキ株式会社 | トーションビームの構造及びトーションビーム式サスペンション |
JP7530952B2 (ja) | 2022-12-12 | 2024-08-08 | 本田技研工業株式会社 | トーションビーム接合構造 |
-
2014
- 2014-12-12 JP JP2014251867A patent/JP2016112966A/ja active Pending
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JP2018058513A (ja) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | スズキ株式会社 | トーションビームの構造及びトーションビーム式サスペンション |
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