JP3628620B2

JP3628620B2 - Torsion beam suspension

Info

Publication number: JP3628620B2
Application number: JP2001029098A
Authority: JP
Inventors: 彰北村; 由紀夫三浦; 誠斉藤; 要斉藤; 敬之服部
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2021-02-06
Also published as: JP2002225527A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のサスペンション、特に、一対のトレーリングアーム間にトーションビームを架設したトーションビーム式サスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図６に示すように、車両のサスペンションには、一対のトレーリングアーム１の前後中間位置間に、車幅方向に延びるトーションビーム２を架設し、両トレーリングアーム１の前端１０を車体に上下方向揺動可能に軸着し、両トレーリングアーム１の後端で車輪Ｔを回転可能に支持せしめたトーションビーム式サスペンションがある。この種のサスペンションでは横剛性を強化するために、トーションビーム２は曲げに対する剛性およびトレーリングアーム１との結合剛性の高いものが必要とされる。かつ、トーションビーム２は、車体のローリング時にねじれることによって車輪の動きに追従するため、ねじれに対する剛性はある程度低く設定し、更に、軽量であることが要求されている（特開２０００−１５８９２８号）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トーションビーム式サスペンションは、車両走行時に車輪Ｔからの振動がトレーリングアーム１を介してトーションビーム２に作用し、トーションビーム２が共振して振動が増幅され、トレーリングアーム１の前端１０から車体へ作用し、車室内にロードノイズを発生させる。そこで、図は省略するが、ロードノイズを低減するため、トーションビームに弾性体と質量体で構成したダイナミックダンパを付設してトーションビームの振動を抑制することが考えられている（特開平１１−１３９１３０号）。しかしながら、トーションビームの曲げ剛性およびトレーリングアームとの結合剛性が高く、かつ、ねじれ剛性の低い性能を維持させつつ、これに振動を抑制するダイナミックダンパを付設するには、トーションビームおよびダイナミックダンパの設計が複雑なものとなる。そこで本発明は、簡素な構造で、サスペンションから車体へ作用する振動を確実に抑制して、ロードノイズを低減するトーションビーム式サスペンションを実現することを課題としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両前後方向に配設され、前端を車体に軸着して上下方向揺動可能となし、後端で車輪を回転自在に支持する一対のトレーリングアームと、両トレーリングアーム間で車幅方向に延び、両端をトレーリングアームの前後中間位置に結合して両トレーリングアーム間に架設したトーションビームとを備えたトーションビーム式サスペンションにおいて、上記トレーリングアームの前端に車幅方向に円筒状をなす連結部を設けて、該連結部をその内周の防振部材を介して車体に軸着し、該連結部の外周下面に、環状に形成した質量体と、その内周に内設せしめた弾性体と、弾性体の中心に埋設した内筒とからなるダイナミックダンパを、上記内筒を上下に貫通せしめたボルト部材により締結した。
【０００５】
トレーリングアームの前端に弾性体と質量体で構成したダイナミックダンパを取付ける構造としたので、トーションビームおよびダイナミックダンパは設計上の制約を受けず、構造の簡素化がはかれ、かつ、車両走行時に車体へ作用する振動をダイナミックダンパで確実に抑制し、車室のロードノイズを効果的に低減することができる。かつ、ダイナミックダンパの下方への突出量も最小限ですむ。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３に基づいて本発明を車両のリヤサスペンションに適用した実施形態を説明する。図１および図２に示すように、リヤサスペンションは、車両前後方向に沿う一対のトレーリングアーム１と、両トレーリングアーム１間に車幅方向に延びるトーションビーム２を架設したトーションビーム式サスペンションで、かつ、トーションビーム２を両トレーリングアーム１の前後中間位置に配置した中間ビーム式のものである。
【０００７】
トレーリングアーム１は前後方向に延びる閉断面構造で、前半部に対して後半部が車外側へ突出するゆるやかなＺ字形に形成してある。トーションビーム２は開放断面構造で、ほぼ直線状に車幅方向に延び、左右の両端は前後幅が後方に向けて拡大している。そして、トーションビーム２は、その両端末がトレーリングアーム１の中間部の車内側の側面に溶接してある。
【０００８】
左右のトレーリングアーム１の前端にはトレーリングアーム１の軸線に対して直交する円筒状の連結部１０が溶接してある。そして、両トレーリングアーム１の連結部１０の外周下面にはそれぞれダイナミックダンパ３が付設してある。
【０００９】
ダイナミックダンパ３は、厚肉のリング状に形成した質量体３０と、質量体３０の内周に合成ゴムの弾性体３１を内設した構造で、弾性体３１は質量体３０の内周面に接着してある。質量体３０の重量は約１ｋｇに設定してある。また、弾性体３１の中央には上下に、内筒３２が埋設してあり、内筒３２は弾性体３１に接着してある。
【００１０】
ダイナミックダンパ３は、その内筒３２に下方よりワッシャ３４を介してボルト３５を挿通せしめ、ボルト３５をトレーリングアーム１の連結部１０の外周下面に設けたブラケット３３に締結してある。ブラケット３３は断面ほぼ逆ハット形で、前後の上縁フランジが連結部１０の外周下面に溶接してある。ブラケット３３の底壁中央には内面にウェルドナットを有するねじ穴が形成してあり、これにボルト３５が締め付けてある。
【００１１】
トレーリングアーム１には、前後中間の屈曲部に車内側へ向かってほぼ水平に突出する取付け座１１が溶接してあり、この取付け座１１と車体側の取付け座（図示せず）間にコイルスプリング５が弾装してある。また、トレーリングアーム１の後半部の上部には、車軸６を支持するキャリアブラケット１２が設けてある。更に、トレーリングアーム１の後端には、車内側へ向けてアブソーバブラケット１３が突設してあり、このアブソーバブラケット１３と車体のアッパマウント（図示せず）との間にショックアブソーバ７が配設してある。
【００１２】
このように構成したサスペンションは、図３に示すように、トレーリングアーム１前端の連結部１０を、サスペンションブッシュ４を介して車体底面Ｂに設けたブラケット８に上下方向揺動自在に連結してある。
【００１３】
サスペンションブッシュ４は、外筒４０とこれと同心の内筒４１との間にゴムの防振材４２を介在させた構造で、内筒４１はその外周に固着した複数の補強材４３、４４を防振材４２内に埋設して位置ずれを防止している。サスペンションブッシュ４は連結部１０の内部に嵌挿してある。
【００１４】
ブラケット８は後方に向かって開口する断面ほぼコ字形をなし、上縁フランジを車体底面Ｂに溶接して後方と下方が開口している。そして、トレーリングアーム１は、サスペンションブッシュ４を嵌挿した連結部１０をブラケット８の一対の側壁８０ａ，８０ｂ間に後方より挿入し、ボルト部材４５を車外側の側壁８０ａの貫通穴からサスペンションブッシュ４の内筒４２に挿入し、ボルト部材４５の先端を車内側の側壁８０ｂのウェルドナット８１を有するねじ穴にねじ込んで、内筒４２を両側壁８０ａ，８０ｂで軸方向に締め付けることで連結してある。
【００１５】
車両走行時、車輪からの振動がトレーリングアーム１を介してトーションビーム２に作用し、トーションビーム２が共振して振動が増幅されるものの、トレーリングアーム１前端に設けたダイナミックダンパ３が上記振動を抑制し、車体へ作用する振動を効果的に低減することができる。従って、車体へ作用する振動を低減することによりロードノイズを効果的に低減することができる。
【００１６】
図４は本発明のサスペンションおよびダイナミックダンパのない従来のサスペンションのトーションビーム取付部の振動レベルの計測結果を示すもので、実線Ｘ１は本発明の計測結果を、鎖線Ｙ１は従来構造の計測結果を示す。また、図５は本発明および上記従来構造の運転席の音圧レベルの計測結果を示すもので、実線Ｘ２は本発明の計測結果を、鎖線Ｙ２は従来構造の計測結果を示す。図４から明らかなように、本発明は従来構造に比べて、トーションビーム取付部の９０Ｈｚ前後の周波数域での振動レベルを大幅に低減することができる。その結果、図５から明らかなように、９０Ｈｚ前後の周波数域での運転席の音圧レベルを効果的に低減することができた。
【００１７】
また、本発明は、ダイナミックダンパ３をトーションビーム２自体に取付けるわけではなく、トレーリングアーム１の前端に設置したので、トーションビーム２の設計上の制約がなく、かつ、ダイナミックダンパ３の構造の選択自由度も大きくなる。そして本発明では、ダイナミックダンパ３は、質量体３０をリング状とし、その内側に弾性体３１を内設する平面的な構造としたので、縦寸法を小型にでき車体下方への突出量も最小限ですむ。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のトーションビーム式サスペンションによれば、ダイナミックダンパをトレーリングアームの前端に付設することで、サスペンションから車体へ作用する振動を確実に抑制して、車室のロードノイズを効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトーションビーム式サスペンションを示し、図１（Ａ）は一部を分解した斜視図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図である。
【図２】本発明のサスペンションの要部を下方から見た平面図である。
【図３】本発明のサスペンションの車体と連結した状態を示す図２のＩＩＩ −ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明のサスペンションおよび従来構造におけるトーションビーム取付部の振動レベルの計測結果を示す図である。
【図５】本発明のサスペンションおよび従来構造における運転席の音圧レベルの計測結果を示す図である。
【図６】従来のトーションビーム式サスペンションの説明図である。
【符号の説明】
１トレーリングアーム
１０前端（連結部）
２トーションビーム
３ダイナミックダンパ
３０質量体
３１弾性体
３２円筒
３５ボルト部材
４防振部材（サスペンションブッシュ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle suspension, and more particularly to a torsion beam suspension in which a torsion beam is installed between a pair of trailing arms.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 6, a torsion beam 2 extending in the vehicle width direction is installed between the front and rear intermediate positions of a pair of trailing arms 1 on the vehicle suspension, and the front ends 10 of both trailing arms 1 are mounted on the vehicle body. There is a torsion beam suspension that is pivotally mounted so as to be swingable in the vertical direction, and that supports a wheel T rotatably at the rear ends of both trailing arms 1. In this type of suspension, in order to enhance the lateral rigidity, the torsion beam 2 is required to have high rigidity against bending and high rigidity of coupling with the trailing arm 1. Further, since the torsion beam 2 follows the movement of the wheel by twisting when rolling the vehicle body, the rigidity against torsion is set to be low to some extent, and further, it is required to be lightweight (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-158928).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the torsion beam type suspension, vibration from the wheel T acts on the torsion beam 2 via the trailing arm 1 when the vehicle travels, and the torsion beam 2 resonates to amplify the vibration, and from the front end 10 of the trailing arm 1 to the vehicle body. Acts and generates road noise in the passenger compartment. Therefore, although not shown, in order to reduce road noise, it is considered to attach a dynamic damper composed of an elastic body and a mass body to the torsion beam to suppress the vibration of the torsion beam (Japanese Patent Laid-Open No. 11-139130). ). However, in order to attach a dynamic damper that suppresses vibration while maintaining high torsion beam bending rigidity and coupling rigidity with the trailing arm and low torsional rigidity, the torsion beam and dynamic damper must be designed. It becomes complicated. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made with an object of realizing a torsion beam suspension that has a simple structure and reliably suppresses vibrations acting on the vehicle body from the suspension to reduce road noise.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is provided in a vehicle longitudinal direction, and is configured such that a front end is pivotally attached to a vehicle body and can swing in a vertical direction, and a pair of trailing arms that rotatably support a wheel at a rear end, and both trailing arms. The torsion beam suspension is provided with a torsion beam extending in the vehicle width direction and having both ends coupled to the front and rear intermediate positions of the trailing arm and installed between the trailing arms, and a cylinder in the vehicle width direction at the front end of the trailing arm. A connecting portion is formed, and the connecting portion is pivotally attached to the vehicle body via a vibration isolating member on its inner periphery, and an annular mass body is formed on the outer peripheral lower surface of the connecting portion, and an inner periphery is provided on the inner periphery. A dynamic damper composed of an installed elastic body and an inner cylinder embedded in the center of the elastic body was fastened by a bolt member that vertically penetrated the inner cylinder.
[0005]
Since the dynamic damper composed of an elastic body and a mass body is attached to the front end of the trailing arm, the torsion beam and dynamic damper are not subject to design restrictions, the structure is simplified, and the vehicle body is The vibration acting on the vehicle can be reliably suppressed by the dynamic damper, and the road noise of the passenger compartment can be effectively reduced. In addition, the amount of downward projection of the dynamic damper can be minimized.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is applied to a rear suspension of a vehicle will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the rear suspension is a torsion beam suspension in which a pair of trailing arms 1 extending in the vehicle longitudinal direction and a torsion beam 2 extending in the vehicle width direction between the trailing arms 1 are installed. The torsion beam 2 is of an intermediate beam type in which the trailing arms 1 are arranged at the front and rear intermediate positions.
[0007]
The trailing arm 1 has a closed cross-sectional structure extending in the front-rear direction, and is formed in a gentle Z shape in which the rear half projects out of the front half with respect to the front half. The torsion beam 2 has an open cross-sectional structure, extends in a substantially straight line in the vehicle width direction, and the front and rear widths of the left and right ends expand toward the rear. Both ends of the torsion beam 2 are welded to the inner side surface of the intermediate portion of the trailing arm 1.
[0008]
Cylindrical connecting portions 10 orthogonal to the axis of the trailing arm 1 are welded to the front ends of the left and right trailing arms 1. And the dynamic damper 3 is attached to the outer peripheral lower surface of the connection part 10 of both the trailing arms 1, respectively.
[0009]
The dynamic damper 3 has a structure in which a mass body 30 formed in a thick ring shape and a synthetic rubber elastic body 31 are provided on the inner periphery of the mass body 30, and the elastic body 31 is disposed on the inner peripheral surface of the mass body 30. Bonded. The weight of the mass body 30 is set to about 1 kg. In addition, an inner cylinder 32 is embedded vertically in the center of the elastic body 31, and the inner cylinder 32 is bonded to the elastic body 31.
[0010]
In the dynamic damper 3, a bolt 35 is inserted into the inner cylinder 32 from below through a washer 34, and the bolt 35 is fastened to a bracket 33 provided on the outer peripheral lower surface of the connecting portion 10 of the trailing arm 1. The bracket 33 has a substantially inverted hat shape in cross section, and front and rear upper edge flanges are welded to the outer peripheral lower surface of the connecting portion 10. In the center of the bottom wall of the bracket 33, a screw hole having a weld nut is formed on the inner surface, and a bolt 35 is fastened to this.
[0011]
The trailing arm 1 is welded with a mounting seat 11 that protrudes almost horizontally toward the inside of the vehicle at the bent portion between the front and rear, and a coil is mounted between the mounting seat 11 and a mounting seat (not shown) on the vehicle body side. Spring 5 is mounted. A carrier bracket 12 that supports the axle 6 is provided at the upper part of the rear half of the trailing arm 1. Further, an absorber bracket 13 projects from the rear end of the trailing arm 1 toward the inside of the vehicle, and a shock absorber 7 is arranged between the absorber bracket 13 and an upper mount (not shown) of the vehicle body. It is set up.
[0012]
As shown in FIG. 3, the suspension thus configured has a connecting portion 10 at the front end of the trailing arm 1 connected to a bracket 8 provided on the bottom surface B of the vehicle body via a suspension bush 4 so as to be swingable in the vertical direction. is there.
[0013]
The suspension bush 4 has a structure in which a rubber vibration-proof material 42 is interposed between an outer cylinder 40 and a concentric inner cylinder 41. The inner cylinder 41 has a plurality of reinforcing members 43 and 44 fixed to the outer periphery thereof. It is embedded in the vibration isolator 42 to prevent displacement. The suspension bush 4 is inserted into the connecting portion 10.
[0014]
The bracket 8 has a substantially U-shaped cross section that opens toward the rear, and the upper edge flange is welded to the bottom surface B of the vehicle body and the rear and lower sides are open. In the trailing arm 1, the connecting portion 10 into which the suspension bush 4 is fitted is inserted from the rear between the pair of side walls 80 a and 80 b of the bracket 8, and the bolt member 45 is inserted into the suspension bush through the through hole in the side wall 80 a on the vehicle exterior side. 4 is inserted into the inner cylinder 42, the tip of the bolt member 45 is screwed into a screw hole having a weld nut 81 on the side wall 80b on the inner side of the vehicle, and the inner cylinder 42 is tightened in the axial direction with both side walls 80a, 80b. It is.
[0015]
While the vehicle travels, vibrations from the wheels act on the torsion beam 2 via the trailing arm 1 and the torsion beam 2 resonates and amplifies the vibration. However, the dynamic damper 3 provided at the front end of the trailing arm 1 It is possible to suppress and effectively reduce the vibration acting on the vehicle body. Therefore, road noise can be effectively reduced by reducing vibrations acting on the vehicle body.
[0016]
FIG. 4 shows the measurement result of the vibration level of the torsion beam mounting portion of the suspension of the present invention and the conventional suspension without the dynamic damper. The solid line X1 shows the measurement result of the present invention, and the chain line Y1 shows the measurement result of the conventional structure. . FIG. 5 shows the measurement result of the sound pressure level of the driver seat of the present invention and the above-described conventional structure. The solid line X2 indicates the measurement result of the present invention, and the chain line Y2 indicates the measurement result of the conventional structure. As is apparent from FIG. 4, the present invention can greatly reduce the vibration level in the frequency region around 90 Hz of the torsion beam mounting portion as compared with the conventional structure. As a result, as apparent from FIG. 5, the sound pressure level at the driver's seat in the frequency range around 90 Hz could be effectively reduced.
[0017]
Further, according to the present invention, the dynamic damper 3 is not attached to the torsion beam 2 itself, but is installed at the front end of the trailing arm 1, so that there is no restriction on the design of the torsion beam 2 and the structure of the dynamic damper 3 can be freely selected. The degree also increases. In the present invention, the dynamic damper 3 has a planar structure in which the mass body 30 is formed in a ring shape and the elastic body 31 is provided on the inside thereof, so that the vertical dimension can be reduced and the amount of protrusion downward of the vehicle body is also minimized. Limited.
[0018]
【The invention's effect】
According to the torsion beam type suspension of the present invention, by attaching a dynamic damper to the front end of the trailing arm, vibrations acting on the vehicle body from the suspension can be surely suppressed, and road noise in the passenger compartment can be effectively reduced. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a torsion beam suspension of the present invention, FIG. 1 (A) is a partially exploded perspective view, and FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along line IB-IB in FIG. 1 (A).
FIG. 2 is a plan view of the main part of the suspension of the present invention as viewed from below.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 2 showing a state where the suspension of the present invention is connected to a vehicle body.
FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of a vibration level of a torsion beam mounting portion in the suspension of the present invention and a conventional structure.
FIG. 5 is a diagram showing the measurement result of the sound pressure level of the driver's seat in the suspension of the present invention and the conventional structure.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional torsion beam suspension.
[Explanation of symbols]
1 Trailing arm 10 Front end (connecting part)
2 Torsion beam 3 Dynamic damper 30 Mass body 31 Elastic body 32 Cylinder 35 Bolt member 4 Vibration isolation member (suspension bush)

Claims

A pair of trailing arms that are arranged in the longitudinal direction of the vehicle, pivotable in the vertical direction with the front end pivotally attached to the vehicle body, and support the wheels rotatably at the rear end, and the vehicle width direction between both trailing arms A torsion beam suspension having both ends connected to the front and rear intermediate positions of the trailing arm and a torsion beam installed between the trailing arms. The front end of the trailing arm has a cylindrical shape in the vehicle width direction. The connecting portion is pivotally attached to the vehicle body via a vibration isolating member on its inner periphery, and an annular mass body is formed on the outer peripheral lower surface of the connecting portion, and the elastic body is internally provided on the inner periphery. and body, the dynamic damper comprising a cylinder inner embedded in the center of the elastic body, characterized by being fastened by a bolt member which brought through the inner cylinder in the vertical torsion beam Suspension .