JP2018203136A - トレリングアーム - Google Patents

Abstract

【課題】ハブ取付部のトー剛性及びキャンバー剛性とハブ取付部の内部品質を確保しながら、ハブ取付部の肉厚を低減させ、軽量化を実現することにある。
【解決手段】車両幅方向の左右両側に配置され、少なくともハブ取付部３２とスプリング取付部３３とアブソーバ取付部３４を有するトレリングアーム３において、ハブ取付部３２Ａの車両上側からスプリング取付部３３及びアブソーバ取付部３４に向かって延び、ハブ取付部３２Ａとスプリング取付部３３及びアブソーバ取付部３４とを連結する第１の連結部３５を有するとともに、ハブ取付部３２Ａの車両下側からスプリング取付部３３に向かって延び、ハブ取付部３２Ａとスプリング取付部３３とを連結する第２の連結部３６を有し、少なくともハブ取付部３２Ａ側に位置する箇所では、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが離間して配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、トーションビーム式サスペンションのトレリングアームに関する。

従来の車両の中には、車両の軽量化、省スペース化及び低コスト化を達成するため、車両幅方向に沿っ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を採用しているものがある。
このようなトーションビーム式サスペンションのトレリングアームの中には、アルミダイカストで作製されており、車体に枢支される枢支部、車輪を懸架する車輪懸架部、コイルスプリングを支持するスプリング支持部、及びショックアブソーバの一端が取付けられるショック取付部が一体成形されているものがある（例えば、特許文献１参照）。一般的にトレリングアームは、入力される横力と前後力に対してタイヤの姿勢を決めるトー／キャンバー剛性が要求されている。そのため、従来のトレリングアームでは、ハブが取付けられるバックプレート取付座の板厚を極端に厚くし、トー剛性及びキャンバー剛性を確保している。

ところで、ハブ取付部が開断面構造を有するトレリングアームにおいては、ハブ取付部の板厚を、当該ハブ取付部以外と同様のトレリングアームの板厚にすると、ハブ取付部の剛性が局所的に小さくなり、要求されるトー剛性及びキャンバー剛性を確保することができない。そのため、従来のトレリングアームでは、ハブ取付部の板厚を厚くすることでトー剛性及びキャンバー剛性を確保している。

特開２０１０−６９９６３号公報

しかしながら、上述した従来のトレリングアームのように、ハブ取付部の板厚を厚くすると、車体重量が増加することになるので、車両全体の軽量化を実現しようとする観点から好ましくなかった。
また、一般的に鋳造、特にダイカスト鋳造においては、厚肉部の内部に鋳造欠陥が発生しやすく、特にハブ取付部の内部に鋳造欠陥が発生すると強度低下に繋がるおそれがあるので、トレリングアームの品質を確保する上で好ましくなかった。

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、ハブ取付部のトー剛性及びキャンバー剛性とハブ取付部の内部品質を確保しながら、ハブ取付部の肉厚を低減させ、軽量化を実現することが可能なトレリングアーム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、車両幅方向の左右両側に配置され、少なくともハブ取付部とスプリング取付部とアブソーバ取付部を有するトレリングアームにおいて、前記ハブ取付部の車両上側から前記スプリング取付部及び前記アブソーバ取付部に向かって延び、前記ハブ取付部と前記スプリング取付部及び前記アブソーバ取付部とを連結する第１の連結部を有するとともに、前記ハブ取付部の車両下側から前記スプリング取付部または前記アブソーバ取付部に向かって延び、前記ハブ取付部と前記スプリング取付部または前記アブソーバ取付部とを連結する第２の連結部を有し、少なくとも前記ハブ取付部側に位置する箇所では、前記第１の連結部と前記第２の連結部とが離間して配置されている。

上述の如く、本発明に係るトレリングアームは、車両幅方向の左右両側に配置され、少なくともハブ取付部とスプリング取付部とアブソーバ取付部を有しており、前記ハブ取付部の車両上側から前記スプリング取付部及び前記アブソーバ取付部に向かって延び、前記ハブ取付部と前記スプリング取付部及び前記アブソーバ取付部とを連結する第１の連結部を有するとともに、前記ハブ取付部の車両下側から前記スプリング取付部または前記アブソーバ取付部に向かって延び、前記ハブ取付部と前記スプリング取付部または前記アブソーバ取付部とを連結する第２の連結部を有し、少なくとも前記ハブ取付部側に位置する箇所では、前記第１の連結部と前記第２の連結部とが離間して配置されているので、ハブ取付部に要求されるトー剛性及びキャンバー剛性を確保しつつ、ハブ取付部の肉厚を低減させることができ、軽量化を図ることができる。
また、本発明のトレリングアームでは、ダイカスト鋳造において鋳造欠陥が発生しやすい厚肉部を設ける必要が無いので、ハブ取付部の鋳造品質を向上させることができる。しかも、第１の連結部と第２の連結部とが離間している部位は、ハブを挿入する構造として用いることが可能になるので、ハブ取付部のトー剛性及びキャンバー剛性を向上させ、ハブを挿入できるクリアランスを確保することができる。

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のトレリングアームをトーションビームに接合する前の状態を上方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るトレリングアームを備えたトーションビーム式サスペンションを示す分解斜視図である。 図２におけるＺ部の拡大図であって、トーションビームへの入力荷重を説明するための斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るトレリングアームを下方から見た斜視図である。 図４におけるトレリングアームを下方から見た平面図である。 図５において、第２の連結部の中央を通る箇所で矢視Ｘ方向から見たハブ取付部の断面図である。 本発明の第２実施形態に係るトレリングアームを下方から見た斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るトレリングアームを下方から見た斜視図である。

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８は本発明の実施形態に係るトレリングアーム及び該トレリングアームを備えた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、図において、矢印Ｆｒは車両前方、矢印Ｏは車両外側方向、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の上下力（上下荷重）、矢印Ｆ２はタイヤ接地点Ｇの前後力（前後荷重）、矢印Ｆ３はタイヤ接地点Ｇの横力（横荷重）の方向をそれぞれ示している。

図１〜図３に示すように、本発明の実施形態に係るトレリングアームを備えたトーションビーム式サスペンション１は、リヤサスペンションとして４輪タイプの自動車などに搭載されており、左右の車輪２は、トーションビーム式サスペンション１を介して車体(図示せず)にそれぞれ懸架されるようになっている。このようなトーションビーム式サスペンション１は、車両幅方向の左右両側に配置される左右一対のトレリングアーム３と、車両幅方向に沿って配置され、左右両側のトレリングアーム３を車両幅方向において連結する長尺のトーションビーム４を備えている。トレリングアーム３には、スプリング５及びショックアブソーバ６が取付けられ、車体に懸架されている。

本実施形態のトレリングアーム３は、図１〜図３に示すように、軽金属合金など非鉄合金を用いたアルミダイカスト製のものであり、開断面構造に形成されている。このトレリングアーム３の車両前後方向の車両内側中間部には、車両幅方向へ延びるビーム接合部３ａが設けられており、該ビーム接合部３ａの反対側には車両前後方向へ延びる前側アーム部３ｂと後側アーム部３ｃが設けられている。なお、トレリングアーム３は、ダイカスト製に限らず、鋳造製でも良い。また、アルミニウム板をプレス成形したもの、アルミニウム押出し材、アルミ鍛造製でもよく、これら製造方法のうちの２種類以上を用いて接合したものでも良く、これによると、後述するハブ取付部の肉厚を低減させることが可能になる。さらに、トレリングアーム３の材質は、アルミニウムの限られず、マグネシウムなどの軽金属材料、樹脂材料でも良い。トレリングアーム３が軽金属材料の鋳造や樹脂材料の成形加工により製作される場合には、厚肉部で内部に鋳造欠陥などが発生しやすいため、後述の構造を有する本実施形態のトレリングアーム３は、特に有効である。

トレリングアーム３のビーム接合部３ａは、図１〜図３に示すように、突き合わせられるトーションビーム４との接合部分であって、トーションビーム４の板厚に相当する厚さ分の段差が設けられている。そして、ビーム接合部３ａの断面外周形状は、トーションビーム４の断面内周形状とほぼ同一であり、車両側方視で車両下側が開口した垂直断面略Ｕ字形状に形成されている。しかも、ビーム接合部３ａの車両内側に位置する先端部側は、トーションビーム４の左右両端部のアーム接合部４ａが車両上方から重ねられるようになっている。ビーム接合部３ａの断面積は、車両中央側へ向かうに従って小さくなっている。このため、トレリングアーム３のビーム接合部３ａとトーションビーム４のアーム接合部４ａとを重ね合わせた状態では、トレリングアーム３の外周部とトーションビーム４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３の前側アーム部３ｂには、図２及び図３に示すように、弾性部材である円筒状ブッシュ３１が圧入され、このブッシュ３１を介してトレリングアーム３と車体フレーム（図示せず）とをボルトにて締結し、該ボルトを中心軸として揺動運動するように構成されている。さらに、トレリングアーム３の後側アーム部３ｃには、ハブ取付部３２、高い剛性を有するスプリング取付部３３及びアブソーバ取付部３４が設けられている。ハブ取付部３２は、車輪２を回転可能に支持するものであり、ハブ取付部３２の車両幅方向の外側面には、取付孔３２ａ等を介してハブ７及びブレーキドラム８が取付けられている。また、スプリング取付部３３は、上端が車体フレーム（図示せず）に取付けられたスプリング５の下端を支持するものであり、トレリングアーム３の車両幅方向の内側に配置されている。そして、アブソーバ取付部３４は、スプリング取付部３３の車両後方に位置し、ショックアブソーバ６をボルトにて締結することにより、該ボルトを中心軸として揺動運動するように構成されている。ショックアブソーバ６の上端は、車体フレーム（図示せず）に支持されている。

本実施形態のトーションビーム式サスペンション１において、トーションビーム４に入力される荷重は、タイヤ接地点Ｇに対して、図３の矢印Ｆ１、Ｆ２及びＦ３で示す上下力、前後力、横力に加え、左右の車輪２へ車両上下方向で逆位相の変位を与えるロール荷重がある。また、トーションビーム式サスペンション１の車体に対する上下位置は、トーションビーム４の車両前方側に配置されたブッシュ３１によって回転自由で拘束され、スプリング５及びショックアブソーバ６によって決められている。
トーションビーム４は、トレリングアーム３に入力される横力、前後力、上下力に対して高い剛性を有しているが、ロール荷重（左右の車輪２が上下逆位相でストロークした場合）の時は、トーションビーム４を捩じりながらストロークするため、適度な剛性が要求されている。主に、横力、前後力、上下力に対する剛性はトレリングアーム３部の剛性が支配し、ロール荷重に対する剛性はトーションビーム４部の剛性が支配している。それに加えて、トーションビーム４には、繰り返し荷重に対する耐久強度と大荷重に対する静強度も要求されている。

本実施形態のトーションビーム４は、図１〜図３に示すように、所定の板厚の板状部材を湾曲して折り曲げることにより、車両側方視で車両下側が開口した垂直断面略Ｕ字形状を有する長尺の成形品である。トーションビーム４は、トレリングアーム３の板厚よりも薄い板厚を有しており、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３との接合部分であるアーム接合部４ａとしてそれぞれ形成されている。そして、アーム接合部４ａを有するトーションビーム４は、トレリングアーム３のビーム接合部３ａと対応する垂直断面略Ｕ字形状に形成されている。
このようなトーションビーム４は、アルミニウム押出し材に限られず、ダイカスト製、鋳造製でも良い。しかも、トーションビーム４の材質は、トレリングアーム３と同様、アルミニウムに限られず、マグネシウムなどの軽金属材料、樹脂材料でも良い。また、トレリングアーム３のビーム接合部３ａとトーションビーム４のアーム接合部４ａの垂直断面形状は、略Ｖ字型、略Ｃ型でも良い。

［第１実施形態］
図４〜図６は、本発明の第１実施形態に係るトレリングアームを示すものであり、図４はトレリングアームを下方から見た斜視図、図５はトレリングアームを下方から見た平面図、図６は図５におけるＸ矢視方向から見た断面図である。なお、図１〜図３に示した上記実施形態のトーションビーム式サスペンションで説明したものと同様の部分については、同一の符号を付して重複した説明は省略する。

この第１実施形態のトレリングアーム３Ａは、図４〜図６に示すように、ハブ取付部３２Ａの車両上側から高剛性のスプリング取付部３３及びアブソーバ取付部３４に向かって車両幅方向に延び、これらハブ取付部３２Ａとスプリング取付部３３及びアブソーバ取付部３４とを連結する第１の連結部３５を有している。第１の連結部３５は、ハブ取付部３２Ａの上部壁となる壁面形状に形成されており、車両前後方向にも延びている。すなわち、ハブ取付部３２Ａは、下面側が開口したボックス形状を有している。
さらに、トレリングアーム３Ａは、ハブ取付部３２Ａの車両下側からスプリング取付部３３の車両外側面下側の前後ほぼ中央位置に向かって車両幅方向に延び、これらハブ取付部３２Ａとスプリング取付部３３とを連結する第２の連結部３６を有している。第２の連結部３６は、車両下方視でほぼ直線的に延びるリブ状に形成され、ハブ取付部３２Ａの車両前後方向のほぼ中央位置に設けられている。

また、本実施形態のハブ取付部３２Ａは、トレリングアーム３Ａにおいて車両幅方向の外側に配置され、スプリング取付部３３及びアブソーバ取付部３４は、トレリングアーム３Ａにおいて車両幅方向の内側に配置されており、ハブ取付部３２Ａとスプリング取付部３３及びアブソーバ取付部３４とは、車両幅方向に間隔を空けながら対向して配置されている。しかも、ハブ取付部３２Ａの肉厚は、トレリングアーム３Ａのベースとなる板厚と略同等である。そのため、本実施形態のトレリングアーム３Ａでは、従来と比べてハブ取付部３２Ａの肉厚を低減することが可能となり、スライド型を使用して加工成形したとしても、型費が安価で済む。一方、本実施形態のトレリングアーム３Ａにおいては、ハブ取付部３２Ａを中実部で鋳造して機械加工するとしても、加工部分が非常に短いため、機械加工に掛かる工数は少なくて済み、高い生産性を有する構造になっている。

また、第１実施形態のトレリングアーム３Ａにおいて、少なくともハブ取付部３２Ａ側（及びスプリング取付部３３側）に位置する箇所では、図４及び図５に示すように、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが車両上下方向に離間して配置されている。このため、取付孔３２ａが設けられたハブ取付部３２Ａ側は、車両外側が開口したコ字状の凹部３２ｂを有することになり、ハブ７は、一部が凹部３２ｂに挿入された状態で、ハブ取付部３２Ａに取付けられるように構成されている。なお、ハブ取付部３２Ａ側の車両内側（及びスプリング取付部３３側の車両外側）では、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが繋がって形成されている。

このように本発明の第１実施形態のトレリングアーム３Ａは、ハブ取付部３２Ａの車両上側からスプリング取付部３３及びアブソーバ取付部３４に向かって延び、ハブ取付部３２Ａとスプリング取付部３３及びアブソーバ取付部３４とを連結する第１の連結部３５を有するとともに、ハブ取付部３２Ａの車両下側からスプリング取付部３３に向かって延び、ハブ取付部３２Ａとスプリング取付部３３とを連結する第２の連結部３６を有している。そして、少なくともハブ取付部３２Ａ側に位置する箇所では、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが車両上下方向で離間して配置されている。
したがって、第１実施形態のトレリングアーム３Ａによれば、ハブ取付部３２Ａに厚肉部を設ける必要がなくなり、ハブ取付部３２Ａのトー剛性及びキャンバー剛性を確保しつつ、ハブ取付部３２Ａの肉厚を低減させることが可能となるので、軽量化を実現することができる。また、第１実施形態のトレリングアーム３Ａでは、ダイカスト鋳造において鋳造欠陥が発生しやすい厚肉部が設けられていないので、ハブ取付部３２Ａの鋳造品質を向上させることができる。しかも、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが離間している部位は、ハブ７の一部を挿入する凹部３２ｂとなっているので、ハブ取付部３２Ａのトー剛性及びキャンバー剛性を向上させ、ハブ７を挿入できるクリアランスを確保でき、組付作業性の向上を図ることができる。

［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係るトレリングアームを示すものであり、トレリングアームを下方から見た斜視図である。なお、上述した第１実施形態で説明したものと同様の部分については、同一の符号を付して重複した説明は省略する。
この第２実施形態のトレリングアーム３Ｂは、上述した第１実施形態と異なり、図７に示すように、スプリング取付部３３側に位置する箇所において、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが車両上下方向で連結されて一体化しており、１つの連結部３７として構成されている。一方、ハブ取付部３２Ｂ側に位置する箇所では、上述した第１実施形態と同様、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが車両上下方向で離間して配置されている。
したがって、第２実施形態のトレリングアーム３Ｂでは、ハブ取付部３２Ｂ側に位置する箇所において、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが離間している一方、スプリング取付部３３側に位置する箇所において、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが連結されて一体化した１つの連結部３７に構成されているので、軽量化を図りながら、スプリング取付部３３の剛性を特に向上させることができる。すなわち、第２実施形態のトレリングアーム３Ｂによれば、軽量化を実現できるとともに、スプリング取付部３３に必要な剛性を確保でき、第２実施形態のトレリングアーム３Ｂを搭載した車両の乗り心地を向上させることができる。その他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
図８は、本発明の第３実施形態に係るトレリングアームを示すものであり、トレリングアームを下方から見た斜視図である。なお、上述した第１実施形態及び第２実施形態で説明したものと同様の部分については、同一の符号を付して重複した説明は省略する。
この第３実施形態のトレリングアーム３Ｃは、上述した第１実施形態及び第２実施形態と異なり、図８に示すように、ハブ取付部３２Ｃ側に位置する第１の連結部３５において、第２の連結部３６と対向する位置にリブ３８が設けられている。そのため、リブ３８は、ハブ取付部３２Ｃの車両前後方向のほぼ中央位置に設けられており、第１の連結部３５の車両幅方向に沿って延びている。しかも、リブ３８の厚さｔ_１は、第２の連結部３６の厚さｔ_２よりも厚く形成されている。
したがって、第３実施形態のトレリングアーム３Ｃでは、ハブ取付部３２Ｃ側に位置する第１の連結部３５において、第２の連結部３６と対向する位置にリブ３８が設けられているので、ハブ取付部３２Ｃの車両上側の剛性を高めることができ、ハブ取付部３２Ｃのトー剛性及びキャンバー剛性を最小限の構成で更に向上させることができる。また、第１の連結部３５と第２の連結部３６とが離間している箇所（凹部３２ｂ）にハブ７を挿入する構造とした場合、リブ３８の厚さｔ_１が第２の連結部３６の厚さｔ_２よりも厚く形成されているため、ハブ７を挿入してトレリングアーム３Ｃに組付ける際に、当該リブ３８をガイドとして利用でき、組付作業性の向上を図ることができる。なお、組付けた後は、ハブ７とトレリングアーム３Ｃとは接触していない。その他の効果は、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

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、第２の連結部３６がスプリング取付部３３に連結されているが、スプリング取付部３３ではなく、アブソーバ取付部３４に連結されるような構造になっていても良い。また、第３実施形態のリブ３８は、第１実施形態及び第２実施形態のハブ取付部３２Ａ，３２Ｂに設けられていても良い。さらに、既述の実施の形態では、トーションビーム式サスペンション１にスタビライザが取付けられていない構造となっているが、スタビライザが取付けられている構造に適用しても良い。

１ トーションビーム式サスペンション
２ 車輪
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ トレリングアーム
３ａ ビーム接合部
３ｂ 前側アーム部
３ｃ 後側アーム部
４ トーションビーム
４ａ アーム接合部
５ スプリング
６ ショックアブソーバ
７ ハブ
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ ハブ取付部
３３ スプリング取付部
３４ アブソーバ取付部
３５ 第１の連結部
３６ 第２の連結部
３７ 連結部
３８ リブ
ｔ_１ リブの厚さ
ｔ_２ 第２の連結部の厚さ

Claims (4)

1. 車両幅方向の左右両側に配置され、少なくともハブ取付部とスプリング取付部とアブソーバ取付部を有するトレリングアームにおいて、
   前記ハブ取付部の車両上側から前記スプリング取付部及び前記アブソーバ取付部に向かって延び、前記ハブ取付部と前記スプリング取付部及び前記アブソーバ取付部とを連結する第１の連結部を有するとともに、
   前記ハブ取付部の車両下側から前記スプリング取付部または前記アブソーバ取付部に向かって延び、前記ハブ取付部と前記スプリング取付部または前記アブソーバ取付部とを連結する第２の連結部を有し、
   少なくとも前記ハブ取付部側に位置する箇所では、前記第１の連結部と前記第２の連結部とが離間して配置されていることを特徴とする、トレリングアーム。
2. 前記スプリング取付部側または前記アブソーバ取付部側に位置する箇所では、前記第１の連結部と前記第２の連結部とが連結され、１つの連結部として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のトレリングアーム。
3. 前記第１の連結部において、前記第２の連結部と対向する位置には、リブが設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のトレリングアーム。
4. 前記リブの厚さは、前記第２の連結部の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする、請求項３に記載のトレリングアーム。

Images