JP3536622B2 - トーションビーム式サスペンション用トレーリングアーム - Google Patents
トーションビーム式サスペンション用トレーリングアームInfo
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Description
トーションビーム式サスペンションに係り、更に詳細に
はトーションビーム式サスペンション用トレーリングア
ームに係る。
として、例えば特公昭61−41768号公報に記載さ
れている如く、車輌横方向に互いに隔置され前端部にて
車体に枢支され後端部にて車輪を回転可能に支持する一
対のトレーリングアームと、車輌横方向に延在し両端の
連結部にて溶接により二つのトレーリングアームに連結
されたトーションビームとを有するトーションビーム式
サスペンションが従来より知られており、小型車などに
採用されている。
ム式サスペンションの如きサスペンションに於いては、
周囲の他の部品との干渉を回避する等の目的でサスペン
ションアームが湾曲した形状に設定されなければならな
いことがある。例えばトーションビーム式サスペンショ
ンに於いては、車輌の加減速時に車輪に作用する前後力
に起因してトレーリングアームが車輪より受ける前端の
枢支部の周りの回転モーメントを低減するためには、枢
支部が車輪の接地点の前方にあることが好ましく、また
トレーリングアームが車輪のタイヤに干渉しないことが
必要である。そのためトレーリングアームはそのタイヤ
に近接した部分に於いて車輌のインボード方向へ弓形に
湾曲し、前端部に於いて車輌前方且つアウトボード方向
へ延在するよう構成されることがある。
は、鋼管を塑性変形させることにより形成されている
が、座屈等の欠陥を生ずることなく達成可能な鋼管の塑
性変形量には限度があるため、鋼管の塑性変形によって
は強度低下等を招くことなく上述の所望の湾曲形状に成
形することが困難であり、特に湾曲部の内縁の曲率半径
がサスペンションアームの外径よりも小さくなるよう鋼
管を塑性変形させることができない。
形状を有する実質的に断面半円形の上側半体と下側半体
とが互いに対向する状態にて溶接される構造も実用化さ
れているが、この構造の場合には二つの半体が互いに対
応する形状をなすよう正確に加工されなければならず、
また二つの半体が左右二つの溶接部に沿って溶接されな
ければならず、従ってサスペンションアームを能率よく
低廉に製造することが困難であり、更には強度確保のた
めサスペンションアームが大型にならざるを得ないとい
う問題がある。
ペンション用トレーリングアームの如きサスペンション
アームに於ける上述の如き問題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の主要な課題は、一つの板材にてトレーリ
ングアームを形成することにより、所望の湾曲形状を有
し能率よく低廉に製造可能なトーションビーム式サスペ
ンション用トレーリングアームを提供することである。
は、本発明によれば、請求項1の構成、即ち一つの板材
が塑性変形により湾曲したパイプ状に成形され、前記板
材の互いに対向する側縁が溶接されたトーションビーム
式サスペンション用トレーリングアームであって、前記
互いに対向する側縁の溶接部は前記トレーリングアーム
の最もアウトボード側の位置に位置し、前記トレーリン
グアームの前端と後端との間に於いてトーションビーム
が溶接されており、前記トレーリングアームと前記トー
ションビームとの間の溶接部は車輌の上方より見て前記
トレーリングアームの中心線に対しアウトボード側には
存在しないことを特徴とするトーションビーム式サスペ
ンション用トレーリングアームによって達成される。
グアームは一つの板材が塑性変形により湾曲したパイプ
状に成形されると共に、板材の互いに対向する側縁が溶
接されることにより形成されるので、板材が塑性変形さ
れることにより所望の湾曲形状が達成され、また板材の
互いに対向する側縁のみが溶接されることにより溶接部
の数が一箇所に低減され、これにより所望の湾曲形状の
トーションビーム式サスペンション用トレーリングアー
ムを能率よく低廉に製造することが可能になる。また上
記請求項1の構成によれば、互いに対向する側縁の溶接
部はトレーリングアームの最もアウトボード側の位置に
位置するので、板材をプレス加工する際に板材をパイプ
状に湾曲変形させるための応力付与方向と板材をS形に
湾曲変形させるための応力付与方向とが直角になり、こ
れにより溶接部がトレーリングアームの最もアウトボー
ド側又は最もインボード側以外の位置に設定される場合
に比して、板材のプレス加工を容易に且つ正確に行うこ
とが可能になる。更に上記請求項1の構成によれば、互
いに対向する側縁の溶接部はトレーリングアームの最も
アウトボード側の位置に位置し、トレーリングアームの
前端と後端との間に於いてトーションビームが溶接され
ており、トレーリングアームとトーションビームとの間
の溶接部は車輌の上方より見てトレーリングアームの中
心線に対しアウトボード側には存在しないので、互いに
対向する側縁の溶接部はトレーリングアームに対するト
ーションビームの溶接部より最も遠い位置に存在し、従
ってこれらの溶接部が互いに近接している場合に比し
て、トーションビームの弾性変形の反力に起因してトー
ションビーム近傍に於いて互いに対向する側縁の溶接部
に作用する応力を低減し、これによりトレーリングアー
ムの耐久性を向上させることが可能になる。
効果的に達成すべく、上記請求項1の構成に於いて、前
記トレーリングアームの中心軸線は実質的に一平面内に
存在し、前記互いに対向する側縁の溶接部は車輌のアウ
トボード側より見て前記中心軸線に沿って実質的に直線
的に延在し、ショックアブソーバ連結用のブラケットが
最もインボード側の位置に溶接されているよう構成され
る(請求項2の構成)。
グアームの中心軸線は実質的に一平面内に存在し、互い
に対向する側縁の溶接部は車輌のアウトボード側より見
て中心軸線に沿って実質的に直線的に延在しているの
で、溶接部がトレーリングアームの最もアウトボード側
又は最もインボード側以外の位置に設定される場合や溶
接部が三次元的に変位する線に沿って設定される場合に
比して、溶接工程を容易に且つ良好に行うことが可能に
なる。また互いに対向する側縁の溶接部がトレーリング
アームの最もインボード側の位置に設定される場合に
は、ショックアブソーバ連結用のブラケットの溶接部等
を確保する必要から、ブラケットの位置に於いてトレー
リングアームの互いに対向する側縁の溶接部に非溶接箇
所を設定しなければならず、トレーリングアームの強度
が局部的に低下し易い。これに対し上記請求項2の構成
によれば、互いに対向する側縁の溶接部はトレーリング
アームの最もアウトボード側の位置に位置し、ショック
アブソーバ連結用のブラケットが最もインボード側の位
置に溶接されているので、トレーリングアームの全長に
亘り間断なく板材の両側縁を溶接することができ、トレ
ーリングアームの良好な強度を確保することが可能にな
る。
い態様によれば、上記請求項1の構成に於いて、トレー
リングアームは弓状の湾曲部を有し、湾曲部の内縁の曲
率半径はトレーリングアームの外径よりも小さいよう構
成される(好ましい態様1)。
発明によるトーションビーム式サスペンション用トレー
リングアームの好ましい実施形態について詳細に説明す
る。
一つの実施形態が組み込まれたトーションビーム式サス
ペンションの一例の右半分を示す平面図、図2は図1に
示された実施形態のトレーリングアームのみを示す平面
図、図3はトレーリングアームのみを車輌のアウトボー
ド側より見た側面図、図4は図3の線IV−IVに沿う拡大
断面図である。
互いに隔置されたトレーリングアームを示し、12は車
輌横方向に延在するトーションビームを示している。左
右一対のトレーリングアーム10は互いに左右対称の関
係をなすよう全体として車輌前後方向に延在している。
トーションビーム12は後ろ向きに開いた実質的に横断
面U形をなす鋼板にて形成され、その内側にはトーショ
ンバー14が配置されている。
ーコントロールリンク16により図には示されていない
車体に枢支され、後端部に固定されたブラケット18を
介して回転軸線20の周りに回転可能に車輪22を支持
している。ブラケット18に近接した位置にはショック
アブソーバ取り付け用のブラケット24によりシャフト
26が固定されており、シャフト26により図には示さ
れていないショックアブソーバの下端が支持されるよう
になっている。
ムブッシュ装置28により実質的に車輌横方向に延在す
る軸線30の周りに枢動自在に支持され、後端にてゴム
ブッシュ装置32により実質的に上下方向に延在する軸
線34の周りに枢動自在に支持され、ゴムブッシュ装置
28と32との間のリンク部とトレーリングアームの内
面との間には図には示されていないゴムブッシュが配置
されている。尚トレーリングアーム10の前端はゴムブ
ッシュ装置28の如きゴムブッシュ装置の外筒に直接連
結されていてもよい。
2のU形断面の深さは両端へ向かうにつれて漸次増大し
ており、これによりトーションビームの湾曲した前縁1
2Aは両端へ向かうにつれて漸次前方へ変位している。
またトーションビーム12の両端は連結部としての溶接
部36によりトレーリングアーム10の前端部と後端部
との中間部に連結されている。
アーム10はその中心軸線10Aが一平面内に存在する
よう全体として実質的にS形に湾曲した形状をなすと共
に矩形に近い断面形状を有する前端部を除き実質的に断
面円形をなすようパイプ状に塑性加工された鋼板にて形
成され、後端にて円形の鋼板にて閉じられている。特に
トレーリングアーム10はそれが車輪22のタイヤ等に
干渉しないようインボード方向へ弓形に湾曲した湾曲部
10Bを有し、またその前端部は車輌前方且つアウトボ
ード方向へ延在している。
されている如く、トレーリングアーム10の外径をdと
し、トレーリングアームの湾曲部10Bの内縁の曲率半
径をrとすると、曲率半径rは外径dと実質的に同一の
値に設定されているが、後に詳細に説明する如く、外径
に対する曲率半径の比r/dは1以上であってもよく、
また0.5以上の範囲にて1未満であってもよい。
レーリングアーム10を構成する鋼板の互いに対向する
側縁10C及び10Dはアーク溶接の溶接部10Eによ
り互いに固定されている。側縁10C及び10D、従っ
て溶接部10Eはトレーリングアーム10の最もアウト
ボード側(図1で見て右側)に位置し、また図3に示さ
れている如く、車輌のアウトボード側より見て軸線10
Aに沿って実質的に直線的に延在している。
ーリングアーム10を製造するための好ましい製造方法
の一例について説明する。
ばJIS規格SPH590−ODの如き高張力鋼よりな
る厚さ4mm以下の実質的に矩形の鋼板38が用意され、
次いで図5(B)に示されている如く、鋼板38が何段
階かの冷間プレス加工により断面形状が実質的にU形を
なすと共にS形の湾曲度合が図1の度合よりも小さい中
間形状に塑性変形される。尚図5(B)に於いて、38
Aはプレス加工による伸び変形部を示し、38Bはプレ
ス加工による縮み変形部を示している。
間形状の鋼板38′が何段階かの冷間プレス加工により
図1に示された製品形状と実質的に同一の形状に変形さ
れ、しかる後図5(D)に示されている如く、実質的に
製品形状の鋼板38″の互いに対向する側縁38C及び
38Dが例えばMIG溶接装置40により溶接され、更
にトレーリングアームの後端に相当する部分に円形の鋼
板が溶接される。
形させる場合、塑性加工により鋼板より上側半体及び下
側半体を形成しそれらを互いに一体的に溶接する場合
(二分割方式)、図示の構造のトレーリングアームを形
成する上述の好ましい製造方法について、トレーリング
アームの外径に対する湾曲部の内縁の曲率半径の比r/
dと加工限界との関係を示している。尚下記の表1に於
いて、○は正常に加工可能であることを意味し、×は座
屈等の欠陥発生により正常な加工が不可能であることを
意味している。
せる場合には、座屈等の欠陥を生ずることなくトレーリ
ングアームの外径に対する湾曲部の内縁の曲率半径の比
r/dを1よりも小さくすることができない。これに対
し、図示の構造のトレーリングアームを形成する上述の
好ましい製造方法によれば、外径に対する曲率半径の比
r/dの自由度が高く、座屈などの欠陥を生ずることな
く必要に応じて比r/dを1よりも小さくすることがで
き、従ってトレーリングアームの強度低下等の問題を生
じることなくトレーリングアームの形状やその前端の位
置の設定の自由度を高くすることができ、これによりト
ーションビーム式サスペンションの設定の自由度を高く
することができる。
よりも小さくすることができるが、図6(A)に示され
ている如く、実質的に互いに鏡像の関係をなし左右の側
縁にて互いに正確に係合する上側半体50A及び下側半
体50BがS形をなす鋼板より塑性加工によって正確に
成形されなければならず、また図6(B)に示されてい
る如く、上側半体50A及び下側半体50Bが溶接装置
52により左右の二つの側縁に沿って溶接されなければ
ならない。従ってトレーリングアームを能率よく低廉に
製造することが困難であり、また溶接部の疲労強度の関
係からトレーリングアームの小径化の如き小型軽量化が
困難である。
れば、鋼板は実質的に矩形の単純な形状であってよく、
溶接部は一箇所であるので、トレーリングアームを能率
よく低廉に製造することができ、また溶接部が二箇所で
ある二分割方式の場合に比して疲労強度の低下の虞れが
低く、従ってトレーリングアームの薄肉化や小径化によ
る小型軽量化が可能である。
Eはトレーリングアーム10の最もアウトボード側に位
置するので、鋼板をプレス加工する際に鋼板をパイプ状
に湾曲変形させるための応力付与方向と鋼板をS形に湾
曲変形させるための応力付与方向とが直角になり、これ
により溶接部がトレーリングアームの最もアウトボード
側又は最もインボード側以外の位置に設定される場合に
比して、鋼板のプレス加工を容易に且つ正確に行うこと
ができる。
トレーリングアームの最もインボード側に設定されても
よいが、その場合にはショックアブソーバ連結用のシャ
フト26を取り付けるためのブラケット24の溶接部等
を確保する必要から、ブラケット24の位置に於いてト
レーリングアームの溶接部10Eに非溶接箇所を設定し
なければならず、トレーリングアームの強度が局部的に
低下し易い。
レーリングアームの全長に亘り間断なく鋼板の両側縁を
溶接することができ、トレーリングアームの良好な強度
を確保することができる。尚車輪22を支持するための
ブラケット18はブラケット24に比して遥かに大きい
ので、ブラケット24をトレーリングアーム10に固定
するための溶接が溶接部10Eに於いて省略されてもブ
ラケット24の取り付け強度が大きく低下することはな
い。
グアーム10の中心軸線10Aは一平面内に存在し、溶
接部10Eはトレーリングアーム10の最もアウトボー
ド側に位置し、これにより車輌のアウトボード側より見
て軸線10Aに沿って実質的に直線的に延在しているの
で、溶接部がトレーリングアームの最もアウトボード側
又は最もインボード側以外の位置に設定される場合や溶
接部が三次元的に変位する線に沿って設定される場合に
比して、溶接工程を容易に且つ良好に行うことができ
る。
の車輪22が互いに逆相にてバウンド、リバウンドする
と、トレーリングアーム10は車輌の前後方向の中心線
42とトーションビーム12及びトーションバー14の
剪断中心軸44との交点O1とゴムブッシュ装置28の
中心O2 とを結ぶ軸線46の周りに上下方向に枢動し、
これによりトーションビーム12は両端にてトレーリン
グアーム10より捩りモーメントを受けるので、トーシ
ョンビームの弾性変形の反力によりトレーリングアーム
は車輪のバウンド、リバウンドを抑制する方向の力を受
け、これにより車体のロールが抑制される。
ーム10の溶接部10Eはトーションビーム12の溶接
部36より最も遠い位置に存在するので、溶接部10E
が溶接部36に近接している場合に比して、トーション
ビームの弾性変形の反力に起因してトーションビーム近
傍の溶接部10Eに作用する応力を低減し、これにより
トレーリングアームの耐久性を向上させることができ
る。
いて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実
施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。
ングアーム10はその前端部を除き断面円形をなしてい
るが、トレーリングアームの断面形状は例えば楕円、多
角形の如き任意の断面形状に設定されてよい。
明の請求項1の構成によれば、一つの板材が塑性変形さ
れることにより所望の湾曲形状が達成され、また板材の
互いに対向する側縁のみが溶接されることにより溶接部
の数が一箇所に低減されるので、所望の湾曲形状を有す
るトーションビーム式サスペンション用トレーリングア
ームを能率よく低廉に製造することができ、またトレー
リングアームの疲労強度を向上させ、トレーリングアー
ムの小型軽量化を達成することができる。また上記請求
項1の構成によれば、互いに対向する側縁の溶接部はト
レーリングアームの最もアウトボード側の位置に位置す
るので、板材をプレス加工する際に板材をパイプ状に湾
曲変形させるための応力付与方向と板材をS形に湾曲変
形させるための応力付与方向とが直角になり、これによ
り溶接部がトレーリングアームの最もアウトボード側又
は最もインボード側以外の位置に設定される場合に比し
て、板材のプレス加工を容易に且つ正確に行うことがで
きる。更に上記請求項1の構成によれば、互いに対向す
る側縁の溶接部はトレーリングアームの最もアウトボー
ド側の位置に位置し、トレーリングアームの前端と後端
との間に於いてトーションビームが溶接されており、ト
レーリングアームとトーションビームとの間の溶接部は
車輌の上方より見てトレーリングアームの中心線に対し
アウトボード側には存在しないので、互いに対向する側
縁の溶接部はトレーリングアームに対するトーションビ
ームの溶接部より最も遠い位置に存在し、従ってこれら
の溶接部が互いに近接している場合に比して、トーショ
ンビームの弾性変形の反力に起因してトーションビーム
近傍に於いて互いに対向する側縁の溶接部に作用する応
力を低減し、これによりトレーリングアームの耐久性を
向上させることができる。
グアームの中心軸線は実質的に一平面内に存在し、互い
に対向する側縁の溶接部は車輌のアウトボード側より見
て中心軸線に沿って実質的に直線的に延在しているの
で、溶接部がトレーリングアームの最もアウトボード側
又は最もインボード側以外の位置に設定される場合や溶
接部が三次元的に変位する線に沿って設定される場合に
比して、溶接工程を容易に且つ良好に行うことができ
る。また互いに対向する側縁の溶接部がトレーリングア
ームの最もインボード側の位置に設定される場合には、
ショックアブソーバ連結用のブラケットの溶接部等を確
保する必要から、ブラケットの位置に於いてトレーリン
グアームの互いに対向する側縁の溶接部に非溶接箇所を
設定しなければならず、トレーリングアームの強度が局
部的に低下し易いが、上記請求項2の構成によれば、互
いに対向する側縁の溶接部はトレーリングアームの最も
アウトボード側の位置に位置し、ショックアブソーバ連
結用のブラケットが最もインボード側の位置に溶接され
ているので、トレーリングアームの全長に亘り間断なく
板材の両側縁を溶接することができ、トレーリングアー
ムの良好な強度を確保することができる。
形態が組み込まれたトーションビーム式サスペンション
の一例の右半分を示す平面図である。
のみを示す平面図である。
り見た側面図である。
例を示す工程図である。
製造するための上側半体及び下側半体を示す斜視図
(A)及び二つの半体の溶接工程を示す断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】一つの板材が塑性変形により湾曲したパイ
プ状に成形され、前記板材の互いに対向する側縁が溶接
されたトーションビーム式サスペンション用トレーリン
グアームであって、前記互いに対向する側縁の溶接部は
前記トレーリングアームの最もアウトボード側の位置に
位置し、前記トレーリングアームの前端と後端との間に
於いてトーションビームが溶接されており、前記トレー
リングアームと前記トーションビームとの間の溶接部は
車輌の上方より見て前記トレーリングアームの中心線に
対しアウトボード側には存在しないことを特徴とするト
ーションビーム式サスペンション用トレーリングアー
ム。 - 【請求項2】前記トレーリングアームの中心軸線は実質
的に一平面内に存在し、前記互いに対向する側縁の溶接
部は車輌のアウトボード側より見て前記中心軸線に沿っ
て実質的に直線的に延在し、ショックアブソーバ連結用
のブラケットが最もインボード側の位置に溶接されてい
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
式サスペンション用トレーリングアーム。
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JP29482997A JP3536622B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | トーションビーム式サスペンション用トレーリングアーム |
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