JP3622540B2 - リアサスペンション装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に用いられるいわゆるトーションビーム式のリアサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトーションビーム式リアサスペンション装置としては、例えば特開平５−２７８４２４号公報に開示されたものがある。
【０００３】
このような従来のリアサスペンション装置として、例えば図１５（ｂ）に示すものでは、左右の車輪を支持する車輪支持体２０５がトレーリングアーム２０５ａに取り付けられ、該トレーリングアーム２０５ａは車体前方に延びて前端部２０７が車体に上下揺動可能に回転支持され、左右のトレーリングアーム２０５ａ間にトーションビーム部材２０９が結合されている。
【０００４】
このトーションビーム部材２０９は、車体ロール時に左右輪間でねじられ、スプリング反力を発生してロール剛性を高めるものであり、図１５（ａ）に符号ｎで示すように、その断面において、せん断中心と称され、ねじり入力に対する断面のねじり中心となる点がある。
【０００５】
ところで、従来のトーションビーム部材２０９は、単に直線状に設定され、各断面におけるせん断中心ｎを結ぶせん断中心線ｍも直線状になっていた（図１５（ｂ））。また、車体のロールに伴いトーションビーム部材２０９がねじられる際には、せん断中心線ｍと車両中心断面（垂直面）との交点がねじれ変形時の不動点Ｐ（ねじれ変形の中心点）となっていた。
【０００６】
したがって、左右の車輪支持体２０５は、それぞれ、上記不動点Ｐとトレーリングアーム２０５ａの前端部２０７の支持点中心２０７ａとを結ぶ軸線Ａの周りに回転するような動きをする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トーションビーム２０９が直線状であると、せん断中心線ｍがトーションビーム部材２０９に近く、不動点Ｐがトーションビーム部材２０９の近傍に位置することになる。このため、図１６（平面視）における軸線Ａとせん断中心線ｍとのなす角度αが大きくなり、車体ロール時の旋回外輪（例えば２０３Ｌ ）の対車体ネガティブ方向のキャンバ角変化が大きくなるという問題があった。
【０００８】
また、図１７（後面視）に示すように、車両後面視における、軸線Ａとせん断中心線ｍとのなす角度βは、車体ロール時の旋回外輪２０３Ｌ のトー角変化特性に影響し、軸線Ａが外下がりになっていると、旋回外輪２０３Ｌ 側（対車体バウンド側車輪）がトーイン方向のトー角変化（ロールアンダステア）となり、軸線Ａが外上がりになっていると、旋回外輪２０３Ｌ 側がトーアウト方向のトー角変化（ロールオーバステア）となる。
【０００９】
これに対し、従来は、トーションビーム部材２０９の断面形状や断面の向きなどを調整して、サスペンションのキャンバ角変化特性や、トー角変化特性を調整していた。
【００１０】
しかし、断面形状や向きを調整することにより不動点Ｐの位置をトーションビーム部材２０９から離して配置しようとしても、トーションビーム部材２０９が直線状であるため限界があり、望ましいキャンバ角変化特性や、トー角変化特性を得るのに困難を伴っていた。
【００１１】
さらに図１８（平面視）に示すように、サスペンション装置近傍にはトーションビーム部材２０９の配置を規制する燃料タンク２１１やスペアタイヤ収納部２１３などがあるため、望ましいキャンバ角変化特性の設定がより困難を伴っていた。
【００１２】
また、図１９（車両中心側から見た側面視）に示すように、車体フロアや車体サイドメンバ２１５を低く配置して、車両の室内・荷室スペースを大きく確保することを狙った車両の場合には、車両／サスペンション間のレイアウト上の制約があり、不動点Ｐの位置を、図１８の軸線Ａ’上のＰ’点（望ましいキャンバ角変化特性が得られる点）や、図１９の軸線Ａ”上のＰ”点（望ましいトー角変化特性が得られる点）とする配置が困難となっていた。
【００１３】
一方、特開平８−３２４２１８号公報には、曲線部を持つ部材でトーションビーム部材を構成したものが開示されているが、トーションビーム部材とトレーリングアームとの連結点付近でトーションビーム部材の剛性を高めるようにガセット部材で補強しているので、前記と同様に、トーションビーム部材全体のねじれ中心が上記不動点Ｐとほぼ一致し、上記問題の解決には至っていない。
【００１４】
そこで、本発明は、配置の自由度が大きく、かつ望ましいキャンバ角変化特性やトー角変化特性が得られるリアサスペンション装置の提供を課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車輪を支持する左右の車輪支持体が、それぞれ車両前方に延びるサスペンションアームに取り付けられ、該サスペンションアームの前端部が車体側に上下揺動可能に回転支持され、前記左右の車輪支持体またはサスペンションアームが、車両横方向に延びてねじれ変形を許容するトーションビーム部材で結合されたリアサスペンション装置において、前記トーションビーム部材は、横方向部および該横方向部の両側に延びる両端部で構成され、且つ各断面のせん断中心を結ぶせん断中心線が前記横方向部ではほぼ水平に延びると共に、前記両端部ではこれと交差して延び、前記両端部のねじり剛性が横方向部のねじり剛性よりも低くなるように設定したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部のせん断中心線が、車両平面視において前記横方向部のせん断中心線に対し交差して設定されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部のせん断中心線が、車両後面視において前記横方向部のせん断中心線に対し交差して設定されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部のせん断中心線が、車両後面視において前記横方向部のせん断中心線に対し下方に傾斜して延びるように設定されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部が、前記トーションビーム部材と前記車輪支持体またはサスペンションアームとの結合部近傍に設けられたことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部は開断面に形成され、横方向部は閉断面に形成されたことを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部は、各断面の図心から一方向に隔たった位置にせん断中心線を有し、前記横方向部および両端部のせん断中心線は、同一平面内に存在することを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部が、連続的にひねられた断面形状を有することを特徴とする。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、車体ロール時にトーションビーム部材に生じるねじれ変位は、車両横方向のせん断中心線周りに回転するようなねじれ変位と、車両横方向のせん断中心線と交差して延びるせん断中心線周りに回転するようなねじれ変位とに分けて考えられ、それぞれのねじれ変位におけるトーションビーム部材の車両中心断面でのねじれ中心位置は、車両中心断面とそれぞれのせん断中心線との交点として得られ、両端部のせん断中心線との交点は横方向のせん断中心線との交点よりもトーションビーム部材からより大きく隔たって位置する。
【００２４】
そして、ねじれ変位の大部分はねじり剛性が相対的に低い両端部で生じるので、トーションビーム部材全体の車両中心断面でのねじれ中心位置（不動点位置）は、両端部のせん断中心線との交点位置の近傍に位置し、トーションビーム部材からより隔たった位置に配置されることになる。このため、前記従来例と異なり、車両平面視における角度α（図１６）を小さく設定することができ、また全体のねじれ中心位置をトーションビーム部材から上方へより隔たった位置に配置（図１９）することができ、望ましいキャンバ角変化特性やトー角変化特性を設定するのが容易である。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、車両平面視において角度αを小さく設定できるので、不動点をトーションビーム部材に対して大きく隔たって配置することができ、車体ロール時の旋回外輪の対車体ネガティブ方向キャンバ角変化を小さく抑えることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加え、不動点をトーションビーム部材に対して上下へ大きく隔たって配置することができる。したがって、車両後面視における不動点とサスペンションアームの前端部とを結ぶ線を外下がりまたは外上がりに設定できるので、車体ロール時に旋回外輪のトー角変化をトーイン方向またはトーアウト方向とし、ロールアンダステア特性またはロールオーバ特性を得ることができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の発明の効果に加え、不動点をトーションビーム部材に対して上方へ大きく隔たって配置することができるので、不動点とサスペンションアームの前端部とを結ぶ線を外下がりに設定でき、車体ロール時に旋回外輪のトー角変化をトーイン方向とし、ロールアンダステア特性を得ることができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれかの発明の効果に加え、車輪支持体またはサスペンションアームとトーションビーム部材との結合部近傍にねじり剛性の低い両端部が設けられているので、不動点をトーションビーム部材から大きく隔たって位置させることができ、より確実な効果が得られる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、両端部と横方向部とのそれぞれのねじり剛性違いを確実に設定することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、トーションビーム部材の横方向部および両端部のせん断中心線が同一平面内に存在し、不動点のトーションビーム部材に対する水平方向、垂直方向、斜め方向の配置のいずれも容易となり、レイアウトの自由度を拡大することができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、両端部のひねり方により、不動点位置をトーションビーム部材から大きく隔たった位置に設定することが可能であり、より確実且つ自由度の大きな効果が得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図５により説明する。図１は本実施形態のリアサスペンション装置１の構成概要を示す平面図と部分断面図であり、図の上方が車両前方である。図２〜図５は説明図であり、図の内容については後述する。まず、構成を説明する。
【００３３】
図１（リアサスペンション装置１の平面視）に示すように、左右の後輪３Ｌ，３Ｒ を回転自在に支持する車輪支持体５，５はそれぞれ車体前方に延びるトレーリングアーム（サスペンションアーム）５ａ，５ａに取り付けられている。トレーリングアーム５ａの前端部は弾性ブッシュ７を介して図示しない車体側骨格部材に上下揺動可能に回転支持され、車幅方向に延びるクロスビーム（トーションビーム部材）９が左右のトレーリングアーム５ａ，５ａを結合している。なお、クロスビーム９は、車輪支持体５を結合する構成にすることもできる。クロスビーム９の前方には燃料タンク１１が配置されている。
【００３４】
前記クロスビーム９は、車体横方向に延びる中央部（横方向部）１３と、その両側に中央部１３と交差して車両斜め後方に延びる両端部１５，１５とを有し、水平に配置されている。そして、両端部１５，１５の外端に、左右のトレーリングアーム５ａ，５ａの後部を結合している。
【００３５】
また、図１の各断面図（中央部１３と両端部１５，１５における車両前後方向の断面図）に示すように、クロスビーム９の中央部１３では、車両後方に開口したＵ字形断面が補強板１７の接合により閉断面化され、両端部１５，１５の断面では、同じ向きのＵ字形開断面に形成されている。中央部１３の閉断面におけるせん断中心ｎは閉断面内に存在している。一方、両端部１５の開断面におけるせん断中心ｎは、各断面の図心（図示省略）から前方に離れて断面の前外側近傍に位置し、一水平面内に分布している。
【００３６】
図２（クロスビーム９の平面視）は上記各断面のせん断中心ｎを結んだせん断中心線の分布状態を示す。図中に破線で示すように、中央部１３では、せん断中心線ｍが車幅方向にほぼ水平に延び、両端部１５，１５のせん断中心線ｍ’は中央部１３のせん断中心線ｍに対し交差して車両斜め後方に延び、両せん断中心線ｍ，ｍ’は同一水平面内に位置している。
【００３７】
上記のような断面構成により、クロスビーム９の両端部１５，１５のねじり剛性は中央部１３のねじり剛性よりも低く設定されている。
【００３８】
なお、中央部１３のねじり剛性を高くするために、この部を閉断面にする代りに中央部１３の板厚を厚くするなどしてもよい。
【００３９】
つぎに、このリアサスペンション装置１の作用を図３〜図５により説明する。今、車両の右旋回時における左後輪（旋回外輪）３Ｌ 側を例にとって説明する。右旋回のロール時のクロスビーム９全体のねじれ変形は、ねじり剛性が比較的低い両端部１５，１５だけのねじれ変形の寄与と、ねじり剛性が高い中央部１３だけのねじれ変形の寄与とに分けて考えられる。
【００４０】
図３（ａ）は、両端部１５，１５だけのねじれ変形の寄与を考えた場合のねじれ状態を示す。この場合には、クロスビーム９のねじれはせん断中心線ｍ’周りのねじれとなり、中央部１３もあたかもせん断中心線ｍ’周りに回転するように変位することになる。したがって、せん断中心線ｍ’の延長線と車両中心断面（垂直面）との交点Ｐａ が、クロスビーム９のこのねじれ変形による車両中心断面での動きの不動点に相当する。
【００４１】
図３（ｂ）は、中央部１３だけのねじれ変形の寄与を考えた場合のねじれ状態を示す。この場合には、クロスビーム９のねじれはせん断中心線ｍ周りに回転するように変位することになる。したがって、せん断中心線ｍと車両中心断面との交点Ｐｂ が、クロスビーム９のこのねじれ変形による車両中心断面での動きの不動点に相当する。
【００４２】
図４（ａ）は、クロスビーム９全体のねじれ変形について考えた場合のねじれ状態を示す。この場合には、ねじれ変形の大部分はねじり剛性が低い端部１５で起こるため、このときのクロスビーム９の車両中心断面の不動点Ｐｔ は、図示のように、上記不動点Ｐａ ，Ｐｂ の間でＰａ に近い位置にあることになる。すなわち、不動点Ｐｔ はクロスビーム９から前方へ大きく隔たった位置にある。
【００４３】
図４（ｂ）は、不動点Ｐｔ の位置の求め方を示す。同図において、
Ｌ ：クロスビームの車両中心断面での基準点Ｏと不動点Ｐｔ との間の距離
ｄｓ：クロスビームの微小区間長さ
Ｋ ：微小区間ｄｓでの単位長さ当りのねじり剛性
Ｍ ：クロスビームで発生しているねじりモーメント
２θ：左右のトレーリングアームの相対回転角（クロスビームのねじれ角）
ｒ ：微小区間ｄｓでの断面のせん断中心を結ぶせん断中心線と基準点Ｏとの間の距離
ｓ ：クロスビーム長さの１／２
としたとき、距離Ｌは次式により求められる。
【００４４】
【数１】
こうして、クロスビーム９全体での車両中心断面での不動点Ｐｔ の位置がクロスビーム９から大きく隔たった位置に設定される。
【００４５】
図５は、リアサスペンション装置１のねじれ変形の中心軸線を示す。図示のように、右旋回による車体のロール時には、旋回外輪３Ｌ の車輪支持体５は、上記不動点Ｐｔ とトレーリングアーム５ａの弾性ブッシュ７の支持中心７ａとを結ぶ軸線Ａ周りに回転する。このとき、不動点Ｐｔ の位置がクロスビーム９から前方に隔たった位置に設定されているので、軸線Ａが車幅方向線に対してなす角αが小さく、外輪３Ｌ の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく抑えられ、旋回特性変化を抑制することができる。
【００４６】
なお、図５では、図１と同様に燃料タンク１１が近接配置され、クロスビーム９を比較的車両後方に配置せざるを得ない場合であるが、このような場合でも、ねじり剛性の低い端部１５を中央部１３に対して斜め後方へ延びるように設けることにより、不動点Ｐｔ をクロスビーム９から前方に離すことができ、これによって軸線Ａの傾き角αを調整・設定し、所望のキャンバ角変化特性を得ることができる。
【００４７】
こうして、本実施形態によれば、クロスビーム９の両端部１５，１５のねじり剛性が中央部１３に比べて低く設定され、ねじれ変形の大部分がこの端部１５で生じるため、車両レイアウト上の制約があっても、クロスビーム９全体での車両中心断面の不動点Ｐｔ の位置をクロスビーム９から大きく前方に隔たって配置設定することが可能となる。
【００４８】
これにより、車体ロール時の旋回外輪３Ｌ の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく抑えられ、旋回特性変化を抑制することができ、走行安定性をより向上することができる。
【００４９】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を図６、図７により説明する。図６は本実施形態のリアサスペンション装置２１の構成概要を示す後面図と部分断面図であり、図７はせん断中心線の分布を示す説明図である。
【００５０】
このリアサスペンション装置２１は、クロスビーム（トーションビーム部材）２９の両端部３５，３５が垂直面内で斜め下方に向って傾斜する構成である点と、クロスビーム２９の断面形状とが上記第１実施形態と異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、同符号を付した部材の説明および重複する説明は省略する。
【００５１】
図６（リアサスペンション装置２１の後面視）に示すように、クロスビーム２９は水平に車幅方向に延びる中央部３３と、これと同一の垂直面内で車体外方に斜め下方に傾斜する両端部３５，３５とを有している。左右のトレーリングアーム（サスペンションアーム）５ｂは、その前端部の弾性ブッシュ７が地上高の低いところで車体側骨格部材に上下揺動可能に回転支持されている。従って、クロスビーム２９は地上高の低いところで左右のトレーリングアーム５ｂ，５ｂを結合している。
【００５２】
また、図６の各断面図（中央部３３と両端部３５，３５における垂直方向の断面図）に示すように、クロスビーム２９の中央部３３は、ほぼ四角形の閉断面に形成されてねじり剛性が高く、せん断中心ｎは閉断面内に存在している。一方、両端部３５，３５は車体下方に向って開口する逆Ｖ字形の開断面に形成されてねじり剛性が中央部３３のそれよりも低く形成され、各断面におけるせん断中心ｎは、各断面の図心（図示省略）から上方に離れて断面の上外側近傍に位置し、一垂直面内に分布している。
【００５３】
図７（クロスビーム２９の後面視）はクロスビーム２９の上記各断面のせん断中心ｎを結んだせん断中心線の分布状態を示す。図中に破線で示すように、中央部３３ではせん断中心線ｍが車幅方向にほぼ水平に延び、両端部３５，３５のせん断中心ｎを結ぶせん断中心線ｍ’が端部３５の傾斜に沿って延び、両せん断中心線ｍ，ｍ’は垂直な同一平面内にある。
【００５４】
上記のような構成により、図６に示すように、クロスビーム２９全体の車両中心断面での不動点（回転中心）Ｐｔ はせん断中心線ｍ’の延長線と車両中心断面との交点Ｐａ よりも若干下方（路面側）に位置し、クロスビーム２９からは大きく上方に隔たった位置にある。
【００５５】
したがって、例えば前記従来例の図１９（側面視）のＰ”点のように、クロスビーム２９の地上高がレイアウト上、低く制限されているような場合においても、不動点Ｐｔ の地上高を高く配置することができる。
【００５６】
こうして、図６（後面視）における、不動点Ｐｔ とトレーリングアーム５ｂの支持中心７ａとを結ぶ軸線Ａが外下がり状態となるので、ロール時の旋回外輪側（対車体バウンド側車輪）３Ｌ ではトーイン方向のトー角変化（ロールアンダステア）となる。
【００５７】
こうして、本実施形態によれば、クロスビーム２９の両端部３５，３５のねじり剛性が中央部３３に比べて低く設定され、ねじれ変形の大部分がこの端部３５で生じるため、上記のようなクロスビーム２９のレイアウト上の制約があっても、クロスビーム２９全体での車両中心断面の不動点Ｐｔ の位置をクロスビーム２９から大きく上方に隔たって配置設定することが可能となる。
【００５８】
これにより、車体ロール時に旋回外輪のトー角変化をトーイン方向とし、望ましいロールアンダステア特性を得ることができる。
【００５９】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態を図８〜図１０により説明する。図８は本実施形態のクロスビーム５９の平面図と矢印部の断面図であり、図の上方が車両前方である。図９、図１０は説明図であり、図の内容については後述する。まず、構成を説明する。
【００６０】
本実施形態のリアサスペンション装置は、クロスビーム（トーションビーム部材）５９の構造が上記第２実施形態（図６、図７）と異なる。その他の構成は第２実施形態と同様であるので相違点を説明し、重複する説明は省略する。
【００６１】
図８（平面視）に示すように、クロスビーム５９は水平に車幅方向に延びる中央部６３と、その両側に車幅方向に延びる両端部６５，６５とを有し、また、図８の各断面図（中央部６３の断面図と両端部６５，６５の矢印部の断面図）に示すように、中央部６３は丸パイプ状断面（閉断面）に形成されてねじり剛性が高く、両端部６５，６５はほぼ車両後方に向って開口するＵ字状断面（開断面）形状に形成されると共に、中央部６３と隣接する部分が一旦斜め下方にひねられ、この部分から両外方へ向かってそのひねりが連続して徐々に斜め上向きのひねりに変化するようにひねりを加えられて形成され、そのねじり剛性は中央部６３のそれよりも低く設定されている。
【００６２】
また、図８の各断面図に示すように、中央部６３のせん断中心ｎは閉断面内に存在し、両端部６５，６５ではＵ字状断面の中心線上で湾曲した壁部の外側近傍に位置している。
【００６３】
図９（後面視）は上記各断面のクロスビーム５９のせん断中心ｎを結んだせん断中心線の分布状態を示す。図中に破線で示すように、中央部６３では、せん断中心線ｍが車幅方向にほぼ水平に延び、両端部６５，６５のせん断中心線ｍ’は中央部６３のせん断中心線ｍに対し交差して車幅方向外下がりに傾斜している。
【００６４】
このような構成により、クロスビーム５９全体の車両中心断面の不動点（回転中心）Ｐｔ はせん断中心線ｍ’の延長線と車両中心断面との交点Ｐａ よりも若干下方（路面側）に位置し、クロスビーム５９からは上方に隔たった位置にある。
【００６５】
こうして、本実施形態によれば、上記第２実施形態と同様の作用・効果が得られると共に、本実施形態のクロスビーム５９は、上記第２実施形態のクロスビーム２９（図６、図７）よりも直線的な形状となるので、より狭いスペースに適用配置可能となり、適用性の面でより有利である。
【００６６】
なお、本実施形態のクロスビーム５９は、上記第１実施形態の平面視でのクロスビーム９（図１）のような傾斜した両端部１５，１５を有しない構成であるので、レイアウト上の競合要因との問題解消策として適用することも可能である。
【００６７】
なお、図１０（平面視）により、本第３実施形態（図８）および上記第２実施形態（図６）のクロスビーム５９，２９の適用によりトー角変化特性を改善した場合に、副次的に生じる作用を説明する。
【００６８】
第３、第２実施形態では、クロスビーム５９，２９全体の車両中心断面での不動点（回転中心）Ｐｔ の地上高をクロスビーム５９，２９本体よりも高く配置できるので、トレーリングアーム５ａを固定して考えると、クロスビーム５９，２９はねじれながら前後に変形するようなモードでねじれる。第３、第２実施形態の構成によれば、図１０（ａ）に示すように、この前後への変形量Ｂを大きくすることができる。
【００６９】
実際にはクロスビーム５９，２９の中央部６３，３３は両端部６５，３５と一体につながっているので、図１０（ｂ）に破線で全体の動きを示すように、サスペンションは、旋回外輪３Ｌ を外側に押し出すような横方向のスカッフ変化δを伴いながら、トー変化する。このスカッフ変化は、車両の横運動をより安定化させる。すなわち、上記第３、第２実施形態においては、トー角変化が改善されるだけでなく、ロールに伴うタイヤのスカッフ変化も、車両の応答性、安定性上、より望ましい方向に変化する。
【００７０】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態を図１１、図１２により説明する。図１１は本実施形態のリアサスペンション装置７１の平面図と矢印部の断面図であり、図１１の上方が車両前方である。図１２は後面図である。
【００７１】
本実施形態のリアサスペンション装置７１は、クロスビーム（トーションビーム部材）７９の構造が上記第１実施形態（図１）と異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので相違点を説明し、重複する説明は省略する。
【００７２】
図１１（リアサスペンション装置７１の平面視）および図１２（後面視）に示すように、クロスビーム７９は、水平に車幅方向に延びる中央部８３と、中央部８３の両側に配置され、車両後方に傾斜して延びると共に、下方に傾斜して延びる両端部８５，８５とを有する。そして、図１１の各断面図（中央部８３と両端部８５，８５の矢印部の断面図）に示すように、中央部８３はＵ字状の閉断面に形成され、各断面におけるせん断中心ｎは閉断面内に存在する。一方、両端部８５，８５は斜め下方に開口したＵ字状の開断面に形成され、各断面におけるせん断中心ｎはＵ字状断面の中心線上で湾曲した壁部の外側近傍に位置している。これにより、両端部８５，８５のねじり剛性は中央部８３のそれよりも低く設定されている。
【００７３】
図１１（平面視）、図１２（後面視）に破線で示すように、中央部８３では、せん断中心ｎを結ぶせん断中心線ｍが車幅方向にほぼ水平に延び、両端部６５，６５のせん断中心線ｍ’は中央部６３のせん断中心線ｍに対し平面視および後面視で共に交差している。詳しくは、平面視では車両後方へ傾斜し、後面視では車幅方向外下がりに傾斜している。そして、せん断中心線ｍとｍ’とは路面に対して車両の前方向に傾斜した同一平面内にある。
【００７４】
このような構成により、クロスビーム７９全体の車両中心断面の不動点Ｐｔ の位置は、平面視および後面視において、それぞれ軸線ｍ’と車両中心断面との交点よりも若干後方および下方に位置し、クロスビーム７９から前方および上方に隔たった位置にある。
【００７５】
こうして、本実施形態によれば、平面視における軸線Ａの車幅方向とのなす角角度αが小さく抑えられ、上記第１実施形態と同様に車体ロール時の旋回外輪３Ｌ の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく、旋回特性変化を抑制することができ、走行安定性をより向上することができる。
【００７６】
また、後面視における軸線Ａが外下がりとなるので、上記第２、第３実施形態と同様にロール時の旋回外輪３Ｌ 側（対車体バウンド側車輪）ではトーイン方向のトー角変化（ロールアンダステア）となって、望ましいロールアンダステア特性を得ることができる。
【００７７】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態を図１３により説明する。図１３は、本実施形態のリアサスペンション装置９１の構成を示す斜視図である。図１３において、ほぼ左方が車両前方である。
【００７８】
本実施形態はいわゆるパナールロッドと呼ばれるリンクを用いている点と、クロスビーム（トーションビーム部材）の断面形状が上記第１実施形態と異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００７９】
図１３に示すように、パナールロッド９２はクロスビーム９９の後部側に配置され、一端９２ａを車体側部材に、他端９２ｂを車輪支持体５にそれぞれ弾性ブッシュを介して揺動可能に支持され、リアサスペンション装置９１の横方向の動きを拘束している。また、左右のコイルスプリングおよびショックアブソーバ９４が車輪支持体５に取り付けられている。
【００８０】
そして、クロスビーム９９は水平に配置され、その断面形状（図示）は上記第２実施形態（図６）と同様に、中央部１０３はほぼ四角形の閉断面に形成され、中央部１０３の両側に配置された両端部１０５，１０５は後方に開口するＶ字形断面の形状に形成されると共に車両斜め後方に延びている。両端部１０５，１０５のねじり剛性は中央部１０３のそれよりも低く設定されている。
【００８１】
このような構成により、クロスビーム９９全体の車両中心断面での不動点（回転中心）Ｐｔ は、両端部１０５，１０５のせん断中心線ｍ’の延長線と車両中心断面との交点よりも若干車両後方に位置し、クロスビーム９９から前方に離れて位置している。そして、中央部１０３のせん断中心線ｍと両端部１０５，１０５のせん断中心線ｍ’（図示省略）とは水平の同一平面内にある。
【００８２】
このような構成により、本実施形態によれば、パナールロッド９２による横方向の拘束を受けつつ、上記第１実施形態と同様に、車体ロール時の旋回外輪の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく抑えられ、旋回特性変化を抑制することができ、走行安定性をより向上することができる。
【００８３】
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態を図１４により説明する。図１４は本実施形態のクロスビーム（トーションビーム部材）１１９の平面図と部分断面図である。図１４の上方が車両前方である。
【００８４】
本実施形態はクロスビーム１１９の断面形状が上記第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００８５】
図１４に示すように、クロスビーム１１９は丸パイプ断面形状に形成され、水平に車幅方向に延びる中央部１２３と、中央部１２３よりも小径の丸パイプ断面形状に形成され中央部１２３の両側に車両斜め後方に延びる両端部１２５，１２５とを有する。こうして、両端部１２５，１２５のねじり剛性は中央部１２３のそれよりも低く設定されている。
【００８６】
そして、クロスビーム１１９全体の車両中心断面での不動点Ｐｔ は、両端部１２５，１２５のせん断中心線ｍ’と車両中心断面との交点Ｐａ よりも若干車両後方に位置し、クロスビーム１１９から前方に離れて位置している。
【００８７】
このような構成により、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に車体ロール時の旋回外輪の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく抑えられ、旋回特性変化を抑制することができ、走行安定性をより向上することができる。
【００８８】
また、クロスビーム１１９は、いわゆるハイドロフォーミングといった高能率の生産方式で製造できるので、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の構成概要を示す平面図と部分断面図である。
【図２】第１実施形態のせん断中心線の分布状態を示す説明図である。
【図３】第１実施形態のねじれ中心の説明図である。
【図４】第１実施形態のねじれ中心の説明図である。
【図５】第１実施形態の作用説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の構成概要を示す後面図と部分断面図である。
【図７】第２実施形態のせん断中心線の分布状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第３実施形態の要部の平面図と矢印部の断面図である。
【図９】第３実施形態のせん断中心線の分布状態を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態の作用説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の平面図と矢印部の断面図である。
【図１２】第４実施形態の後面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態の構成概要を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第６実施形態の要部の平面図と部分断面図である。
【図１５】ａ図は従来例の要部の断面図で、ｂ図は従来例の斜視図である。
【図１６】従来例の作用説明図である。
【図１７】従来例の作用説明図である。
【図１８】従来例の作用説明図である。
【図１９】従来例の作用説明図である。
【符号の説明】
３Ｌ ，３Ｒ 左右の後車輪
５ 車輪支持体
５ａ，５ｂ トレーリングアーム（サスペンションアーム）
７ａ トレーリングアームの前端支持点
９，２９，５９，７９，９９．１１９ クロスビーム（トーションビーム部材）
１３，３３，６３，８３，１０３，１２３ 中央部（横方向部）
１５，３５，８５，１２５ 端部
ｍ，ｍ’ せん断中心線
Ｐｔ 車両中心断面での不動点
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に用いられるいわゆるトーションビーム式のリアサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトーションビーム式リアサスペンション装置としては、例えば特開平５−２７８４２４号公報に開示されたものがある。
【０００３】
このような従来のリアサスペンション装置として、例えば図１５（ｂ）に示すものでは、左右の車輪を支持する車輪支持体２０５がトレーリングアーム２０５ａに取り付けられ、該トレーリングアーム２０５ａは車体前方に延びて前端部２０７が車体に上下揺動可能に回転支持され、左右のトレーリングアーム２０５ａ間にトーションビーム部材２０９が結合されている。
【０００４】
このトーションビーム部材２０９は、車体ロール時に左右輪間でねじられ、スプリング反力を発生してロール剛性を高めるものであり、図１５（ａ）に符号ｎで示すように、その断面において、せん断中心と称され、ねじり入力に対する断面のねじり中心となる点がある。
【０００５】
ところで、従来のトーションビーム部材２０９は、単に直線状に設定され、各断面におけるせん断中心ｎを結ぶせん断中心線ｍも直線状になっていた（図１５（ｂ））。また、車体のロールに伴いトーションビーム部材２０９がねじられる際には、せん断中心線ｍと車両中心断面（垂直面）との交点がねじれ変形時の不動点Ｐ（ねじれ変形の中心点）となっていた。
【０００６】
したがって、左右の車輪支持体２０５は、それぞれ、上記不動点Ｐとトレーリングアーム２０５ａの前端部２０７の支持点中心２０７ａとを結ぶ軸線Ａの周りに回転するような動きをする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トーションビーム２０９が直線状であると、せん断中心線ｍがトーションビーム部材２０９に近く、不動点Ｐがトーションビーム部材２０９の近傍に位置することになる。このため、図１６（平面視）における軸線Ａとせん断中心線ｍとのなす角度αが大きくなり、車体ロール時の旋回外輪（例えば２０３Ｌ ）の対車体ネガティブ方向のキャンバ角変化が大きくなるという問題があった。
【０００８】
また、図１７（後面視）に示すように、車両後面視における、軸線Ａとせん断中心線ｍとのなす角度βは、車体ロール時の旋回外輪２０３Ｌ のトー角変化特性に影響し、軸線Ａが外下がりになっていると、旋回外輪２０３Ｌ 側（対車体バウンド側車輪）がトーイン方向のトー角変化（ロールアンダステア）となり、軸線Ａが外上がりになっていると、旋回外輪２０３Ｌ 側がトーアウト方向のトー角変化（ロールオーバステア）となる。
【０００９】
これに対し、従来は、トーションビーム部材２０９の断面形状や断面の向きなどを調整して、サスペンションのキャンバ角変化特性や、トー角変化特性を調整していた。
【００１０】
しかし、断面形状や向きを調整することにより不動点Ｐの位置をトーションビーム部材２０９から離して配置しようとしても、トーションビーム部材２０９が直線状であるため限界があり、望ましいキャンバ角変化特性や、トー角変化特性を得るのに困難を伴っていた。
【００１１】
さらに図１８（平面視）に示すように、サスペンション装置近傍にはトーションビーム部材２０９の配置を規制する燃料タンク２１１やスペアタイヤ収納部２１３などがあるため、望ましいキャンバ角変化特性の設定がより困難を伴っていた。
【００１２】
また、図１９（車両中心側から見た側面視）に示すように、車体フロアや車体サイドメンバ２１５を低く配置して、車両の室内・荷室スペースを大きく確保することを狙った車両の場合には、車両／サスペンション間のレイアウト上の制約があり、不動点Ｐの位置を、図１８の軸線Ａ’上のＰ’点（望ましいキャンバ角変化特性が得られる点）や、図１９の軸線Ａ”上のＰ”点（望ましいトー角変化特性が得られる点）とする配置が困難となっていた。
【００１３】
一方、特開平８−３２４２１８号公報には、曲線部を持つ部材でトーションビーム部材を構成したものが開示されているが、トーションビーム部材とトレーリングアームとの連結点付近でトーションビーム部材の剛性を高めるようにガセット部材で補強しているので、前記と同様に、トーションビーム部材全体のねじれ中心が上記不動点Ｐとほぼ一致し、上記問題の解決には至っていない。
【００１４】
そこで、本発明は、配置の自由度が大きく、かつ望ましいキャンバ角変化特性やトー角変化特性が得られるリアサスペンション装置の提供を課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車輪を支持する左右の車輪支持体が、それぞれ車両前方に延びるサスペンションアームに取り付けられ、該サスペンションアームの前端部が車体側に上下揺動可能に回転支持され、前記左右の車輪支持体またはサスペンションアームが、車両横方向に延びてねじれ変形を許容するトーションビーム部材で結合されたリアサスペンション装置において、前記トーションビーム部材は、横方向部および該横方向部の両側に延びる両端部で構成され、且つ各断面のせん断中心を結ぶせん断中心線が前記横方向部ではほぼ水平に延びると共に、前記両端部ではこれと交差して延び、前記両端部のねじり剛性が横方向部のねじり剛性よりも低くなるように設定したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部のせん断中心線が、車両平面視において前記横方向部のせん断中心線に対し交差して設定されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部のせん断中心線が、車両後面視において前記横方向部のせん断中心線に対し交差して設定されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部のせん断中心線が、車両後面視において前記横方向部のせん断中心線に対し下方に傾斜して延びるように設定されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部が、前記トーションビーム部材と前記車輪支持体またはサスペンションアームとの結合部近傍に設けられたことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部は開断面に形成され、横方向部は閉断面に形成されたことを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部は、各断面の図心から一方向に隔たった位置にせん断中心線を有し、前記横方向部および両端部のせん断中心線は、同一平面内に存在することを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載のリアサスペンション装置であって、前記両端部が、連続的にひねられた断面形状を有することを特徴とする。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、車体ロール時にトーションビーム部材に生じるねじれ変位は、車両横方向のせん断中心線周りに回転するようなねじれ変位と、車両横方向のせん断中心線と交差して延びるせん断中心線周りに回転するようなねじれ変位とに分けて考えられ、それぞれのねじれ変位におけるトーションビーム部材の車両中心断面でのねじれ中心位置は、車両中心断面とそれぞれのせん断中心線との交点として得られ、両端部のせん断中心線との交点は横方向のせん断中心線との交点よりもトーションビーム部材からより大きく隔たって位置する。
【００２４】
そして、ねじれ変位の大部分はねじり剛性が相対的に低い両端部で生じるので、トーションビーム部材全体の車両中心断面でのねじれ中心位置（不動点位置）は、両端部のせん断中心線との交点位置の近傍に位置し、トーションビーム部材からより隔たった位置に配置されることになる。このため、前記従来例と異なり、車両平面視における角度α（図１６）を小さく設定することができ、また全体のねじれ中心位置をトーションビーム部材から上方へより隔たった位置に配置（図１９）することができ、望ましいキャンバ角変化特性やトー角変化特性を設定するのが容易である。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、車両平面視において角度αを小さく設定できるので、不動点をトーションビーム部材に対して大きく隔たって配置することができ、車体ロール時の旋回外輪の対車体ネガティブ方向キャンバ角変化を小さく抑えることができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加え、不動点をトーションビーム部材に対して上下へ大きく隔たって配置することができる。したがって、車両後面視における不動点とサスペンションアームの前端部とを結ぶ線を外下がりまたは外上がりに設定できるので、車体ロール時に旋回外輪のトー角変化をトーイン方向またはトーアウト方向とし、ロールアンダステア特性またはロールオーバ特性を得ることができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の発明の効果に加え、不動点をトーションビーム部材に対して上方へ大きく隔たって配置することができるので、不動点とサスペンションアームの前端部とを結ぶ線を外下がりに設定でき、車体ロール時に旋回外輪のトー角変化をトーイン方向とし、ロールアンダステア特性を得ることができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれかの発明の効果に加え、車輪支持体またはサスペンションアームとトーションビーム部材との結合部近傍にねじり剛性の低い両端部が設けられているので、不動点をトーションビーム部材から大きく隔たって位置させることができ、より確実な効果が得られる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、両端部と横方向部とのそれぞれのねじり剛性違いを確実に設定することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、トーションビーム部材の横方向部および両端部のせん断中心線が同一平面内に存在し、不動点のトーションビーム部材に対する水平方向、垂直方向、斜め方向の配置のいずれも容易となり、レイアウトの自由度を拡大することができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、請求項５の発明の効果に加え、両端部のひねり方により、不動点位置をトーションビーム部材から大きく隔たった位置に設定することが可能であり、より確実且つ自由度の大きな効果が得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図５により説明する。図１は本実施形態のリアサスペンション装置１の構成概要を示す平面図と部分断面図であり、図の上方が車両前方である。図２〜図５は説明図であり、図の内容については後述する。まず、構成を説明する。
【００３３】
図１（リアサスペンション装置１の平面視）に示すように、左右の後輪３Ｌ，３Ｒ を回転自在に支持する車輪支持体５，５はそれぞれ車体前方に延びるトレーリングアーム（サスペンションアーム）５ａ，５ａに取り付けられている。トレーリングアーム５ａの前端部は弾性ブッシュ７を介して図示しない車体側骨格部材に上下揺動可能に回転支持され、車幅方向に延びるクロスビーム（トーションビーム部材）９が左右のトレーリングアーム５ａ，５ａを結合している。なお、クロスビーム９は、車輪支持体５を結合する構成にすることもできる。クロスビーム９の前方には燃料タンク１１が配置されている。
【００３４】
前記クロスビーム９は、車体横方向に延びる中央部（横方向部）１３と、その両側に中央部１３と交差して車両斜め後方に延びる両端部１５，１５とを有し、水平に配置されている。そして、両端部１５，１５の外端に、左右のトレーリングアーム５ａ，５ａの後部を結合している。
【００３５】
また、図１の各断面図（中央部１３と両端部１５，１５における車両前後方向の断面図）に示すように、クロスビーム９の中央部１３では、車両後方に開口したＵ字形断面が補強板１７の接合により閉断面化され、両端部１５，１５の断面では、同じ向きのＵ字形開断面に形成されている。中央部１３の閉断面におけるせん断中心ｎは閉断面内に存在している。一方、両端部１５の開断面におけるせん断中心ｎは、各断面の図心（図示省略）から前方に離れて断面の前外側近傍に位置し、一水平面内に分布している。
【００３６】
図２（クロスビーム９の平面視）は上記各断面のせん断中心ｎを結んだせん断中心線の分布状態を示す。図中に破線で示すように、中央部１３では、せん断中心線ｍが車幅方向にほぼ水平に延び、両端部１５，１５のせん断中心線ｍ’は中央部１３のせん断中心線ｍに対し交差して車両斜め後方に延び、両せん断中心線ｍ，ｍ’は同一水平面内に位置している。
【００３７】
上記のような断面構成により、クロスビーム９の両端部１５，１５のねじり剛性は中央部１３のねじり剛性よりも低く設定されている。
【００３８】
なお、中央部１３のねじり剛性を高くするために、この部を閉断面にする代りに中央部１３の板厚を厚くするなどしてもよい。
【００３９】
つぎに、このリアサスペンション装置１の作用を図３〜図５により説明する。今、車両の右旋回時における左後輪（旋回外輪）３Ｌ 側を例にとって説明する。右旋回のロール時のクロスビーム９全体のねじれ変形は、ねじり剛性が比較的低い両端部１５，１５だけのねじれ変形の寄与と、ねじり剛性が高い中央部１３だけのねじれ変形の寄与とに分けて考えられる。
【００４０】
図３（ａ）は、両端部１５，１５だけのねじれ変形の寄与を考えた場合のねじれ状態を示す。この場合には、クロスビーム９のねじれはせん断中心線ｍ’周りのねじれとなり、中央部１３もあたかもせん断中心線ｍ’周りに回転するように変位することになる。したがって、せん断中心線ｍ’の延長線と車両中心断面（垂直面）との交点Ｐａ が、クロスビーム９のこのねじれ変形による車両中心断面での動きの不動点に相当する。
【００４１】
図３（ｂ）は、中央部１３だけのねじれ変形の寄与を考えた場合のねじれ状態を示す。この場合には、クロスビーム９のねじれはせん断中心線ｍ周りに回転するように変位することになる。したがって、せん断中心線ｍと車両中心断面との交点Ｐｂ が、クロスビーム９のこのねじれ変形による車両中心断面での動きの不動点に相当する。
【００４２】
図４（ａ）は、クロスビーム９全体のねじれ変形について考えた場合のねじれ状態を示す。この場合には、ねじれ変形の大部分はねじり剛性が低い端部１５で起こるため、このときのクロスビーム９の車両中心断面の不動点Ｐｔ は、図示のように、上記不動点Ｐａ ，Ｐｂ の間でＰａ に近い位置にあることになる。すなわち、不動点Ｐｔ はクロスビーム９から前方へ大きく隔たった位置にある。
【００４３】
図４（ｂ）は、不動点Ｐｔ の位置の求め方を示す。同図において、
Ｌ ：クロスビームの車両中心断面での基準点Ｏと不動点Ｐｔ との間の距離
ｄｓ：クロスビームの微小区間長さ
Ｋ ：微小区間ｄｓでの単位長さ当りのねじり剛性
Ｍ ：クロスビームで発生しているねじりモーメント
２θ：左右のトレーリングアームの相対回転角（クロスビームのねじれ角）
ｒ ：微小区間ｄｓでの断面のせん断中心を結ぶせん断中心線と基準点Ｏとの間の距離
ｓ ：クロスビーム長さの１／２
としたとき、距離Ｌは次式により求められる。
【００４４】
【数１】
【００４５】
図５は、リアサスペンション装置１のねじれ変形の中心軸線を示す。図示のように、右旋回による車体のロール時には、旋回外輪３Ｌ の車輪支持体５は、上記不動点Ｐｔ とトレーリングアーム５ａの弾性ブッシュ７の支持中心７ａとを結ぶ軸線Ａ周りに回転する。このとき、不動点Ｐｔ の位置がクロスビーム９から前方に隔たった位置に設定されているので、軸線Ａが車幅方向線に対してなす角αが小さく、外輪３Ｌ の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく抑えられ、旋回特性変化を抑制することができる。
【００４６】
なお、図５では、図１と同様に燃料タンク１１が近接配置され、クロスビーム９を比較的車両後方に配置せざるを得ない場合であるが、このような場合でも、ねじり剛性の低い端部１５を中央部１３に対して斜め後方へ延びるように設けることにより、不動点Ｐｔ をクロスビーム９から前方に離すことができ、これによって軸線Ａの傾き角αを調整・設定し、所望のキャンバ角変化特性を得ることができる。
【００４７】
こうして、本実施形態によれば、クロスビーム９の両端部１５，１５のねじり剛性が中央部１３に比べて低く設定され、ねじれ変形の大部分がこの端部１５で生じるため、車両レイアウト上の制約があっても、クロスビーム９全体での車両中心断面の不動点Ｐｔ の位置をクロスビーム９から大きく前方に隔たって配置設定することが可能となる。
【００４８】
これにより、車体ロール時の旋回外輪３Ｌ の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく抑えられ、旋回特性変化を抑制することができ、走行安定性をより向上することができる。
【００４９】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態を図６、図７により説明する。図６は本実施形態のリアサスペンション装置２１の構成概要を示す後面図と部分断面図であり、図７はせん断中心線の分布を示す説明図である。
【００５０】
このリアサスペンション装置２１は、クロスビーム（トーションビーム部材）２９の両端部３５，３５が垂直面内で斜め下方に向って傾斜する構成である点と、クロスビーム２９の断面形状とが上記第１実施形態と異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、同符号を付した部材の説明および重複する説明は省略する。
【００５１】
図６（リアサスペンション装置２１の後面視）に示すように、クロスビーム２９は水平に車幅方向に延びる中央部３３と、これと同一の垂直面内で車体外方に斜め下方に傾斜する両端部３５，３５とを有している。左右のトレーリングアーム（サスペンションアーム）５ｂは、その前端部の弾性ブッシュ７が地上高の低いところで車体側骨格部材に上下揺動可能に回転支持されている。従って、クロスビーム２９は地上高の低いところで左右のトレーリングアーム５ｂ，５ｂを結合している。
【００５２】
また、図６の各断面図（中央部３３と両端部３５，３５における垂直方向の断面図）に示すように、クロスビーム２９の中央部３３は、ほぼ四角形の閉断面に形成されてねじり剛性が高く、せん断中心ｎは閉断面内に存在している。一方、両端部３５，３５は車体下方に向って開口する逆Ｖ字形の開断面に形成されてねじり剛性が中央部３３のそれよりも低く形成され、各断面におけるせん断中心ｎは、各断面の図心（図示省略）から上方に離れて断面の上外側近傍に位置し、一垂直面内に分布している。
【００５３】
図７（クロスビーム２９の後面視）はクロスビーム２９の上記各断面のせん断中心ｎを結んだせん断中心線の分布状態を示す。図中に破線で示すように、中央部３３ではせん断中心線ｍが車幅方向にほぼ水平に延び、両端部３５，３５のせん断中心ｎを結ぶせん断中心線ｍ’が端部３５の傾斜に沿って延び、両せん断中心線ｍ，ｍ’は垂直な同一平面内にある。
【００５４】
上記のような構成により、図６に示すように、クロスビーム２９全体の車両中心断面での不動点（回転中心）Ｐｔ はせん断中心線ｍ’の延長線と車両中心断面との交点Ｐａ よりも若干下方（路面側）に位置し、クロスビーム２９からは大きく上方に隔たった位置にある。
【００５５】
したがって、例えば前記従来例の図１９（側面視）のＰ”点のように、クロスビーム２９の地上高がレイアウト上、低く制限されているような場合においても、不動点Ｐｔ の地上高を高く配置することができる。
【００５６】
こうして、図６（後面視）における、不動点Ｐｔ とトレーリングアーム５ｂの支持中心７ａとを結ぶ軸線Ａが外下がり状態となるので、ロール時の旋回外輪側（対車体バウンド側車輪）３Ｌ ではトーイン方向のトー角変化（ロールアンダステア）となる。
【００５７】
こうして、本実施形態によれば、クロスビーム２９の両端部３５，３５のねじり剛性が中央部３３に比べて低く設定され、ねじれ変形の大部分がこの端部３５で生じるため、上記のようなクロスビーム２９のレイアウト上の制約があっても、クロスビーム２９全体での車両中心断面の不動点Ｐｔ の位置をクロスビーム２９から大きく上方に隔たって配置設定することが可能となる。
【００５８】
これにより、車体ロール時に旋回外輪のトー角変化をトーイン方向とし、望ましいロールアンダステア特性を得ることができる。
【００５９】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態を図８〜図１０により説明する。図８は本実施形態のクロスビーム５９の平面図と矢印部の断面図であり、図の上方が車両前方である。図９、図１０は説明図であり、図の内容については後述する。まず、構成を説明する。
【００６０】
本実施形態のリアサスペンション装置は、クロスビーム（トーションビーム部材）５９の構造が上記第２実施形態（図６、図７）と異なる。その他の構成は第２実施形態と同様であるので相違点を説明し、重複する説明は省略する。
【００６１】
図８（平面視）に示すように、クロスビーム５９は水平に車幅方向に延びる中央部６３と、その両側に車幅方向に延びる両端部６５，６５とを有し、また、図８の各断面図（中央部６３の断面図と両端部６５，６５の矢印部の断面図）に示すように、中央部６３は丸パイプ状断面（閉断面）に形成されてねじり剛性が高く、両端部６５，６５はほぼ車両後方に向って開口するＵ字状断面（開断面）形状に形成されると共に、中央部６３と隣接する部分が一旦斜め下方にひねられ、この部分から両外方へ向かってそのひねりが連続して徐々に斜め上向きのひねりに変化するようにひねりを加えられて形成され、そのねじり剛性は中央部６３のそれよりも低く設定されている。
【００６２】
また、図８の各断面図に示すように、中央部６３のせん断中心ｎは閉断面内に存在し、両端部６５，６５ではＵ字状断面の中心線上で湾曲した壁部の外側近傍に位置している。
【００６３】
図９（後面視）は上記各断面のクロスビーム５９のせん断中心ｎを結んだせん断中心線の分布状態を示す。図中に破線で示すように、中央部６３では、せん断中心線ｍが車幅方向にほぼ水平に延び、両端部６５，６５のせん断中心線ｍ’は中央部６３のせん断中心線ｍに対し交差して車幅方向外下がりに傾斜している。
【００６４】
このような構成により、クロスビーム５９全体の車両中心断面の不動点（回転中心）Ｐｔ はせん断中心線ｍ’の延長線と車両中心断面との交点Ｐａ よりも若干下方（路面側）に位置し、クロスビーム５９からは上方に隔たった位置にある。
【００６５】
こうして、本実施形態によれば、上記第２実施形態と同様の作用・効果が得られると共に、本実施形態のクロスビーム５９は、上記第２実施形態のクロスビーム２９（図６、図７）よりも直線的な形状となるので、より狭いスペースに適用配置可能となり、適用性の面でより有利である。
【００６６】
なお、本実施形態のクロスビーム５９は、上記第１実施形態の平面視でのクロスビーム９（図１）のような傾斜した両端部１５，１５を有しない構成であるので、レイアウト上の競合要因との問題解消策として適用することも可能である。
【００６７】
なお、図１０（平面視）により、本第３実施形態（図８）および上記第２実施形態（図６）のクロスビーム５９，２９の適用によりトー角変化特性を改善した場合に、副次的に生じる作用を説明する。
【００６８】
第３、第２実施形態では、クロスビーム５９，２９全体の車両中心断面での不動点（回転中心）Ｐｔ の地上高をクロスビーム５９，２９本体よりも高く配置できるので、トレーリングアーム５ａを固定して考えると、クロスビーム５９，２９はねじれながら前後に変形するようなモードでねじれる。第３、第２実施形態の構成によれば、図１０（ａ）に示すように、この前後への変形量Ｂを大きくすることができる。
【００６９】
実際にはクロスビーム５９，２９の中央部６３，３３は両端部６５，３５と一体につながっているので、図１０（ｂ）に破線で全体の動きを示すように、サスペンションは、旋回外輪３Ｌ を外側に押し出すような横方向のスカッフ変化δを伴いながら、トー変化する。このスカッフ変化は、車両の横運動をより安定化させる。すなわち、上記第３、第２実施形態においては、トー角変化が改善されるだけでなく、ロールに伴うタイヤのスカッフ変化も、車両の応答性、安定性上、より望ましい方向に変化する。
【００７０】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態を図１１、図１２により説明する。図１１は本実施形態のリアサスペンション装置７１の平面図と矢印部の断面図であり、図１１の上方が車両前方である。図１２は後面図である。
【００７１】
本実施形態のリアサスペンション装置７１は、クロスビーム（トーションビーム部材）７９の構造が上記第１実施形態（図１）と異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので相違点を説明し、重複する説明は省略する。
【００７２】
図１１（リアサスペンション装置７１の平面視）および図１２（後面視）に示すように、クロスビーム７９は、水平に車幅方向に延びる中央部８３と、中央部８３の両側に配置され、車両後方に傾斜して延びると共に、下方に傾斜して延びる両端部８５，８５とを有する。そして、図１１の各断面図（中央部８３と両端部８５，８５の矢印部の断面図）に示すように、中央部８３はＵ字状の閉断面に形成され、各断面におけるせん断中心ｎは閉断面内に存在する。一方、両端部８５，８５は斜め下方に開口したＵ字状の開断面に形成され、各断面におけるせん断中心ｎはＵ字状断面の中心線上で湾曲した壁部の外側近傍に位置している。これにより、両端部８５，８５のねじり剛性は中央部８３のそれよりも低く設定されている。
【００７３】
図１１（平面視）、図１２（後面視）に破線で示すように、中央部８３では、せん断中心ｎを結ぶせん断中心線ｍが車幅方向にほぼ水平に延び、両端部６５，６５のせん断中心線ｍ’は中央部６３のせん断中心線ｍに対し平面視および後面視で共に交差している。詳しくは、平面視では車両後方へ傾斜し、後面視では車幅方向外下がりに傾斜している。そして、せん断中心線ｍとｍ’とは路面に対して車両の前方向に傾斜した同一平面内にある。
【００７４】
このような構成により、クロスビーム７９全体の車両中心断面の不動点Ｐｔ の位置は、平面視および後面視において、それぞれ軸線ｍ’と車両中心断面との交点よりも若干後方および下方に位置し、クロスビーム７９から前方および上方に隔たった位置にある。
【００７５】
こうして、本実施形態によれば、平面視における軸線Ａの車幅方向とのなす角角度αが小さく抑えられ、上記第１実施形態と同様に車体ロール時の旋回外輪３Ｌ の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく、旋回特性変化を抑制することができ、走行安定性をより向上することができる。
【００７６】
また、後面視における軸線Ａが外下がりとなるので、上記第２、第３実施形態と同様にロール時の旋回外輪３Ｌ 側（対車体バウンド側車輪）ではトーイン方向のトー角変化（ロールアンダステア）となって、望ましいロールアンダステア特性を得ることができる。
【００７７】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態を図１３により説明する。図１３は、本実施形態のリアサスペンション装置９１の構成を示す斜視図である。図１３において、ほぼ左方が車両前方である。
【００７８】
本実施形態はいわゆるパナールロッドと呼ばれるリンクを用いている点と、クロスビーム（トーションビーム部材）の断面形状が上記第１実施形態と異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００７９】
図１３に示すように、パナールロッド９２はクロスビーム９９の後部側に配置され、一端９２ａを車体側部材に、他端９２ｂを車輪支持体５にそれぞれ弾性ブッシュを介して揺動可能に支持され、リアサスペンション装置９１の横方向の動きを拘束している。また、左右のコイルスプリングおよびショックアブソーバ９４が車輪支持体５に取り付けられている。
【００８０】
そして、クロスビーム９９は水平に配置され、その断面形状（図示）は上記第２実施形態（図６）と同様に、中央部１０３はほぼ四角形の閉断面に形成され、中央部１０３の両側に配置された両端部１０５，１０５は後方に開口するＶ字形断面の形状に形成されると共に車両斜め後方に延びている。両端部１０５，１０５のねじり剛性は中央部１０３のそれよりも低く設定されている。
【００８１】
このような構成により、クロスビーム９９全体の車両中心断面での不動点（回転中心）Ｐｔ は、両端部１０５，１０５のせん断中心線ｍ’の延長線と車両中心断面との交点よりも若干車両後方に位置し、クロスビーム９９から前方に離れて位置している。そして、中央部１０３のせん断中心線ｍと両端部１０５，１０５のせん断中心線ｍ’（図示省略）とは水平の同一平面内にある。
【００８２】
このような構成により、本実施形態によれば、パナールロッド９２による横方向の拘束を受けつつ、上記第１実施形態と同様に、車体ロール時の旋回外輪の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく抑えられ、旋回特性変化を抑制することができ、走行安定性をより向上することができる。
【００８３】
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態を図１４により説明する。図１４は本実施形態のクロスビーム（トーションビーム部材）１１９の平面図と部分断面図である。図１４の上方が車両前方である。
【００８４】
本実施形態はクロスビーム１１９の断面形状が上記第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００８５】
図１４に示すように、クロスビーム１１９は丸パイプ断面形状に形成され、水平に車幅方向に延びる中央部１２３と、中央部１２３よりも小径の丸パイプ断面形状に形成され中央部１２３の両側に車両斜め後方に延びる両端部１２５，１２５とを有する。こうして、両端部１２５，１２５のねじり剛性は中央部１２３のそれよりも低く設定されている。
【００８６】
そして、クロスビーム１１９全体の車両中心断面での不動点Ｐｔ は、両端部１２５，１２５のせん断中心線ｍ’と車両中心断面との交点Ｐａ よりも若干車両後方に位置し、クロスビーム１１９から前方に離れて位置している。
【００８７】
このような構成により、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に車体ロール時の旋回外輪の対車体ネガティブキャンバ変化は小さく抑えられ、旋回特性変化を抑制することができ、走行安定性をより向上することができる。
【００８８】
また、クロスビーム１１９は、いわゆるハイドロフォーミングといった高能率の生産方式で製造できるので、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の構成概要を示す平面図と部分断面図である。
【図２】第１実施形態のせん断中心線の分布状態を示す説明図である。
【図３】第１実施形態のねじれ中心の説明図である。
【図４】第１実施形態のねじれ中心の説明図である。
【図５】第１実施形態の作用説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の構成概要を示す後面図と部分断面図である。
【図７】第２実施形態のせん断中心線の分布状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第３実施形態の要部の平面図と矢印部の断面図である。
【図９】第３実施形態のせん断中心線の分布状態を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態の作用説明図である。
【図１１】本発明の第４実施形態の平面図と矢印部の断面図である。
【図１２】第４実施形態の後面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態の構成概要を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第６実施形態の要部の平面図と部分断面図である。
【図１５】ａ図は従来例の要部の断面図で、ｂ図は従来例の斜視図である。
【図１６】従来例の作用説明図である。
【図１７】従来例の作用説明図である。
【図１８】従来例の作用説明図である。
【図１９】従来例の作用説明図である。
【符号の説明】
３Ｌ ，３Ｒ 左右の後車輪
５ 車輪支持体
５ａ，５ｂ トレーリングアーム（サスペンションアーム）
７ａ トレーリングアームの前端支持点
９，２９，５９，７９，９９．１１９ クロスビーム（トーションビーム部材）
１３，３３，６３，８３，１０３，１２３ 中央部（横方向部）
１５，３５，８５，１２５ 端部
ｍ，ｍ’ せん断中心線
Ｐｔ 車両中心断面での不動点
Claims (8)
- 車輪を支持する左右の車輪支持体が、それぞれ車両前方に延びるサスペンションアームに取り付けられ、該サスペンションアームの前端部が車体側に上下揺動可能に回転支持され、
前記左右の車輪支持体またはサスペンションアームが、車両横方向に延びてねじれ変形を許容するトーションビーム部材で結合されたリアサスペンション装置において、
前記トーションビーム部材は、横方向部および該横方向部の両側に延びる両端部で構成され、且つ各断面のせん断中心を結ぶせん断中心線が前記横方向部ではほぼ水平に延びると共に、前記両端部ではこれと交差して延び、
前記両端部のねじり剛性が横方向部のねじり剛性よりも低くなるように設定したことを特徴とするリアサスペンション装置。 - 請求項１に記載のリアサスペンション装置であって、
前記両端部のせん断中心線が、車両平面視において前記横方向部のせん断中心線に対し交差して設定されたことを特徴とするリアサスペンション装置。 - 請求項１または２に記載のリアサスペンション装置であって、
前記両端部のせん断中心線が、車両後面視において前記横方向部のせん断中心線に対し交差して設定されたことを特徴とするリアサスペンション装置。 - 請求項３に記載のリアサスペンション装置であって、
前記両端部のせん断中心線が、車両後面視において前記横方向部のせん断中心線に対し下方に傾斜し延びるように設定されたことを特徴とするリアサスペンション装置。 - 請求項１〜４のいずれかに記載のリアサスペンション装置であって、
前記両端部が、前記トーションビーム部材と前記車輪支持体またはサスペンションアームとの結合部近傍に設けられたことを特徴とするリアサスペンション装置。 - 請求項５に記載のリアサスペンション装置であって、
前記両端部は、開断面に形成され、横方向部は閉断面に形成されたことを特徴とするリアサスペンション装置。 - 請求項５に記載のリアサスペンション装置であって、
前記両端部は、各断面の図心から一方向に隔たった位置にせん断中心線を有し、
前記横方向部および両端部のせん断中心線は、同一平面内に存在することを特徴とするリアサスペンション装置。 - 請求項５に記載のリアサスペンション装置であって、
前記両端部が、連続的にひねられた断面形状を有することを特徴とするリアサスペンション装置。
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