JP4093548B2 - トーションビーム式サスペンション - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体前後方向に延びて上下に揺動する左右のトレーリングアームに車体左右方向に延びるトーションビームの両端を接続し、左右のトレーリングアームに溶接したスピンドル支持プレートに車輪を軸支するスピンドルを固定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】
かかるトーションビーム式サスペンションは、特開2000−94917号公報により公知である。
【0003】
上記従来のトーションビーム式サスペンションのトレーリングアームは、プレス加工した上下の板材を組み合わせて一体に溶接した中空の部材であって、コ字状の金属板で形成したブラケットをトレーリングアームに溶接し、このブラケットに車輪を軸支するスピンドル支持プレート固定している。
【0004】
しかしながら上記従来のものは、スピンドルの軸線とトレーリングアームの主断面とがコ字状のブラケットを介して大きくオフセットしているため、車輪からの荷重を確実に支持するにはブラケットの肉厚を充分に確保する必要があり、その結果として重量が増加する問題があった。
【0005】
そこで前記コ字状のブラケットを廃止し、トレーリングアームの端部に板状のスピンドル支持プレートを溶接し、このスピンドル支持プレートにスピンドルと一体の取付フランジをボルト締めすることが考えられる。このようにすれば、重量の大きいブラケットを廃止して重量を軽減することができるだけでなく、スピンドルの軸線をトレーリングアームの主断面に接近させることが可能になって強度上有利である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には、トレーリングアームの端部に板状のスピンドル支持プレートを溶接すると、溶接の熱でスピンドル支持プレートのスピンドル取付面が熱歪みを起こすことがある。この熱歪みを防止しようとするとスピンドル支持プレートの板厚を充分に大きく(例えば、10mm以上)する必要があり、これに結合されるスピンドルと一体の取付フランジの板厚(例えば、10mm)を加えると、全体で20mm以上の板厚になって重量を軽減することができないという問題がある。しかも、薄肉のトレーリングアームと厚肉のスピンドル支持プレートとを溶接するために、その板厚差が大きくなって溶接性が悪化する問題もある。
【0007】
上記熱歪みの問題および重量の問題を解決するには、トレーリングアームの端部にスピンドル支持プレートを溶接した後に、そのスピンドル支持プレートのスピンドル取付面を平坦かつ薄肉になるように機械加工すれば良いが、その場合にスピンドルの軸線が面切削の基準となるため、トレーリングアーム全体を回転させて面切削を行うことが必要となり、加工が面倒になってコストが嵩む問題がある。
【0008】
また上記スピンドル支持プレートを廃止し、スピンドルと一体の取付フランジをトレーリングアームの端部に直接溶接することも考えられるが、この場合にも熱歪みの問題を解消するには前記取付フランジの肉厚を例えば13mm以上確保する必要があり、重量の増加が避けられない問題がある。
【0009】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、トレーリングアームの端部に溶接されるスピンドル支持プレートの肉厚を減少させて重量の軽減を図りながら、溶接に伴う熱歪みの発生を効果的に防止できるようにすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、車体前後方向に延びて上下に揺動する左右のトレーリングアームに車体左右方向に延びるトーションビームの両端を接続し、左右のトレーリングアームに溶接したスピンドル支持プレートに車輪を軸支するスピンドルを固定したトーションビーム式サスペンションにおいて、トレーリングアームの、スピンドル支持プレート側の端部を、該プレートと対向させる端面が閉断面となる筒状に形成すると共に、スピンドル支持プレートの本体部の外周の少なくとも四隅に曲げフランジを一体に形成して、その曲げフランジの内周面をトレーリングアームの前記端部の外周に嵌合させ、その曲げフランジの先端部を溶接によりトレーリングアームの前記端部外周に固定したことを特徴とするトーションビーム式サスペンションが提案される。
【0011】
上記構成によれば、トレーリングアームの、スピンドル支持プレート側の端部を、該プレートと対向させる端面が閉断面となる筒状に形成すると共に、スピンドル支持プレートの本体部の外周の少なくとも四隅に曲げフランジを一体に形成して、その曲げフランジの内周面をトレーリングアームの前記端部の外周に嵌合させ、その曲げフランジの先端部を溶接によりトレーリングアームの前記端部外周に固定するので、溶接の熱をスピンドル支持プレートの曲げフランジに止めて本体部に及び難くすることができ、これにより、スピンドルが固定されるスピンドル支持プレートの本体部に熱歪みが発生するのを防止し、スピンドル支持プレートに面切削を施すことなくスピンドルの取付精度を高めることができるだけなく、スピンドル支持プレートの肉厚を減少させて重量を軽減するとともに、トレーリングアームとの肉厚差を減少させて溶接性を高めることができる。さらに上記曲げフランジがスピンドル支持プレート本体部外周の少なくとも四隅に設けられ、その曲げフランジの内周面を、トレーリングアームの筒状端部の外周に嵌合させるため、その曲げフランジにより、トレーリングアームに対するスピンドル支持プレートの位置決め効果を得ることができる。
【0012】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、スピンドル支持プレートの本体部にバーリング加工により形成したスピンドル支持孔にスピンドルを圧入したことを特徴とするトーションビーム式サスペンションが提案される。
【0013】
上記構成によれば、スピンドル支持プレートが薄肉化されたことで、スピンドル支持プレートにバーリング加工によりスピンドル支持孔を形成することが可能となる。その結果、スピンドルに取付フランジを一体に形成してスピンドル支持プレートに固定することなく、バーリング加工により形成したスピンドル支持孔にスピンドルを圧入して固定することが可能となり、前記取付フランジを廃止した分だけスピンドルの重量を軽減することができる。
【0014】
また請求項3に記載された発明によれば、請求項2の構成に加えて、スピンドル支持孔からトレーリングアームの内部に圧入されたスピンドルの先端はトレーリングアームを貫通して外部に突出しており、その突出部をトレーリングアームに溶接したことを特徴とするトーションビーム式サスペンションが提案される。
【0015】
上記構成によれば、スピンドル支持孔から圧入されてトレーリングアームを外部に貫通するスピンドルの先端をトレーリングアームに溶接したので、その溶接の熱の影響をスピンドル支持プレートに及ぼすことなくスピンドルをトレーリングアームに強固に固定することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0017】
図1〜図5は本発明の一実施例を示すもので、図1はトーションビーム式サスペンションの左半部の平面図、図2は図1の2−2線拡大断面図、図3は図1の3−3線断面図、図4は図2の4−4線断面図、図5は図3の5方向矢視図である。
【0018】
図1は自動車の後輪用のトーションビーム式サスペンションの左半部の平面図であって、右半部は車体の前後中心線に対して左右対称な構造を有している。トーションビーム式サスペンションは、車体前後方向に延びる左右のトレーリングアーム10,10と、車体左右方向に延びて左右のトレーリングアーム10,10を接続するトーションビーム11とを備える。トレーリングアーム10の前端には円筒状のトレーリングアーム支持部12が溶接されており、このトレーリングアーム支持部12に収納したゴムブッシュジョイント(図示せず)を介して車体に上下揺動自在に枢支される。トレーリングアーム10の後部外端に溶接したスピンドル支持プレート13に固定したスピンドル14に後輪Wが回転自在に支持され、またトレーリングアーム10の後部内端に懸架ばねの下端を支持するばね座15が設けられる。
【0019】
トーションビーム11は、車体前方側が開放したU字状断面を有しており、その端部側後縁に形成した切欠11aを覆うようにガセット11bが溶接w1され、ガセット11bを含むトーションビーム11の端部がトレーリングアーム10の上下面に嵌合して溶接w2により固定される。
【0020】
トレーリングアーム10は、金属板をプレス成形した上部半体21および下部半体22の外周部を溶接w3して一体化した中空の部材であり、ばね座15は上部半体21に設けられる。スピンドル支持プレート13が固定されるトレーリングアーム10の端部は、該プレート13と対向させる端面10aが閉断面となる筒状に形成されている。
【0021】
スピンドル支持プレート13は概略長方形の板状部材であって、その平坦な本体部13aの外周の四隅に4個の曲げフランジ13b〜13eが形成されるとともに、上下左右に外側に突出する4個のクランプ部13f〜13iが形成される。スピンドル支持プレート13の4個の曲げフランジ13b〜13eはトレーリングアーム10の端部外周に嵌合してトレーリングアーム10の外周に溶接w4される。このとき、4個のクランプ部13f〜13iをクランプしてトレーリングアーム10に対するスピンドル支持プレート13の位置決めし、その状態で溶接w4を行うことで溶接精度を高めることができる。特に、曲げフランジ13b〜13eがスピンドル支持プレート13の四隅に設けられているため、トレーリングアーム10に対するスピンドル支持プレート13の位置決め効果を得ることができる。
【0022】
図4の円内に拡大して示すように、トレーリングアーム10の端部外周とスピンドル支持プレート13の曲げフランジ13b〜13eの内面とがオーバーラップするA部では両者が平行であり、かつ僅かな隙間αが形成される。このとき、曲げフランジ13b〜13eの突出高さhをスピンドル支持プレート13の板厚tの2倍以下(h≦2t)に抑えることにより、曲げフランジ13b〜13eの形状を安定させて前記A部における平行性を確保すると同時に、角部近辺で溶接w4することで結合剛性を確保することができる。また曲げフランジ13b〜13eの屈曲部内面のB部は曲率半径が極力小さく(1mm以下)なるようにし、トレーリングアーム10の端面10aとスピンドル支持プレート13の内面との間に僅かな隙間βを確保する。
【0023】
これにより、トレーリングアーム10の端部に対するスピンドル支持プレート13の取付角度をある程度自由に調整することが可能となり、トレーリングアーム10にスピンドル支持プレート13を溶接w4する際のスピンドル支持プレート13の位置決めを容易にして溶接精度を更に高めることができる。
【0024】
スピンドル支持プレート13の内面には4個の溶接ナット16が固定されており、スピンドル支持プレート13の外面に取り付けられるブレーキ装置のバックプレート(図示せず)がこれらの溶接ナット16にボルト締めされる。尚、上側のクランプ部13eに形成された2個の孔13j,13kは、ABS装置の取付孔である。
【0025】
スピンドル支持プレート13の本体部13aの中央にはバーリング加工によってスピンドル支持孔13mが形成される。スピンドル14は長手方向中央に形成された環状突起14aに連なる大径部14b、テーパー部14cおよび小径部14dを備えており、テーパー部14cでスピンドル支持孔13mを拡径しながら大径部14bが圧入され、最終的に環状突起14aがスピンドル支持プレート13の本体部13aに当接する。このとき、スピンドル14の先端の小径部14dはトレーリングアーム10の上部半体21に形成した開口21aを内側から外側に貫通し、溶接w5により固定される。
【0026】
以上のように、スピンドル支持プレート13の外周に曲げフランジ13b〜13eを形成し、これらの曲げフランジ13b〜13eをトレーリングアーム10の端部外周に嵌合させて溶接w4したので、スピンドル支持プレート13の肉厚を従来の10mm以上から5mm〜7mm程度に薄くして重量の軽減を図っても、溶接w4の熱でスピンドル支持プレート13の本体部13aが熱歪みを起こすのを防止することができる。これにより、溶接w4を行った後にスピンドル支持プレート13の本体部13aに切削加工を施して熱歪みの影響を除去する必要がなくなり、加工コストの削減にも寄与することができる。しかもスピンドル支持プレート13の肉厚を薄くしたことで、スピンドル支持プレート13とトレーリングアーム10との肉厚差が減少するため、溶接性の低下を防止することができる。
【0027】
またトレーリングアーム10の端部にブラケットを介さずに直接スピンドル支持プレート13を固定するので、スピンドル14の軸線とトレーリングアーム10の主断面とのオフセット量を減少させてトレーリングアーム10およびスピンドル14の組立体の剛性を高めることができる。
【0028】
またスピンドル支持プレート13の薄肉化により、スピンドル支持プレート13にバーリング加工によるスピンドル支持孔13mを形成することが可能となる。なぜならば、スピンドル支持プレート13が厚肉であると、バーリング加工時に材料の拡張率が大きくなって割れが発生し易くなるからである。しかして、スピンドル14に取付フランジを一体に設けることなく、スピンドル支持プレート13にバーリング加工により形成したスピンドル支持孔13mにスピンドル14を圧入して固定することが可能となり、前記スピンドル14の取付フランジを廃止して重量の軽減に寄与することができる。
【0029】
更に、スピンドル支持孔13mに圧入したスピンドル14の先端をトレーリングアーム10の開口21aを内側から外側に貫通させて溶接w5により固定したので、トレーリングアーム10およびスピンドル支持プレート13に対するスピンドル14の取付剛性を大幅に高めることができ、サスペンションのトー剛性やキャンバー剛性の向上に寄与することができる。溶接w5の部位はスピンドル支持プレート13から充分に離れているため、その熱がスピンドル支持プレート13に熱歪みを引き起こす虞はない。
【0030】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0031】
例えば、実施例ではスピンドル支持プレート13の四隅に4個の曲げフランジ13b〜13eを形成しているが、単一の曲げフランジをスピンドル支持プレート13の外周全体に形成しても良く、曲げフランジを4個以外の数に分割しても良い。またスピンドル支持孔13mの先端部とスピンドル14の大径部14bとを溶接すれば、結合強度を更に高めることができる。
【0032】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、トレーリングアームの、スピンドル支持プレート側の端部を、該プレートと対向させる端面が閉断面となる筒状に形成すると共に、スピンドル支持プレートの本体部の外周の少なくとも四隅に曲げフランジを一体に形成して、その曲げフランジの内周面をトレーリングアームの前記端部の外周に嵌合させ、その曲げフランジの先端部を溶接によりトレーリングアームの前記端部外周に固定するので、溶接の熱をスピンドル支持プレートの曲げフランジに止めて本体部に及び難くすることができ、これにより、スピンドルが固定されるスピンドル支持プレートの本体部に熱歪みが発生するのを防止し、スピンドル支持プレートに面切削を施すことなくスピンドルの取付精度を高めることができるだけなく、スピンドル支持プレートの肉厚を減少させて重量を軽減するとともに、トレーリングアームとの肉厚差を減少させて溶接性を高めることができる。さらに上記曲げフランジがスピンドル支持プレート本体部外周の少なくとも四隅に設けられ、その曲げフランジの内周面を、トレーリングアームの筒状端部の外周に嵌合させるため、トレーリングアームに対するスピンドル支持プレートの位置決め効果を得ることができる。
【0033】
また請求項2に記載された発明によれば、スピンドル支持プレートが薄肉化されたことで、スピンドル支持プレートにバーリング加工によりスピンドル支持孔を形成することが可能となる。その結果、スピンドルに取付フランジを一体に形成してスピンドル支持プレートに固定することなく、バーリング加工により形成したスピンドル支持孔にスピンドルを圧入して固定することが可能となり、前記取付フランジを廃止した分だけスピンドルの重量を軽減することができる。
【0034】
また請求項3に記載された発明によれば、スピンドル支持孔から圧入されてトレーリングアームを外部に貫通するスピンドルの先端をトレーリングアームに溶接したので、その溶接の熱の影響をスピンドル支持プレートに及ぼすことなくスピンドルをトレーリングアームに強固に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 トーションビーム式サスペンションの左半部の平面図
【図2】 図1の2−2線拡大断面図
【図3】 図1の3−3線断面図
【図4】 図2の4−4線断面図
【図5】 図3の5方向矢視図
【符号の説明】
10 トレーリングアーム
10a 端面
11 トーションビーム
13 スピンドル支持プレート
13a 本体部
13b〜13e 曲げフランジ
13m スピンドル支持孔
14 スピンドル
W 車輪
w4 溶接
w5 溶接
Claims (3)
- 車体前後方向に延びて上下に揺動する左右のトレーリングアーム(10)に車体左右方向に延びるトーションビーム(11)の両端を接続し、左右のトレーリングアーム(10)に溶接(w4)したスピンドル支持プレート(13)に車輪(W)を軸支するスピンドル(14)を固定したトーションビーム式サスペンションにおいて、
トレーリングアーム(10)の、スピンドル支持プレート(13)側の端部を、該プレート(13)と対向させる端面(13a)が閉断面となる筒状に形成すると共に、スピンドル支持プレート(13)の本体部(13a)の外周の少なくとも四隅に曲げフランジ(13b〜13e)を一体に形成して、その曲げフランジ(13b〜13e)の内周面をトレーリングアーム(10)の前記端部の外周に嵌合させ、その曲げフランジ(13b〜13e)の先端部を溶接(w4)によりトレーリングアーム(10)の前記端部外周に固定したことを特徴とするトーションビーム式サスペンション。 - スピンドル支持プレート(13)の本体部(13a)にバーリング加工により形成したスピンドル支持孔(13m)にスピンドル(14)を圧入したことを特徴とする、請求項1に記載のトーションビーム式サスペンション。
- スピンドル支持孔(13m)からトレーリングアーム(10)の内部に圧入されたスピンドル(14)の先端はトレーリングアーム(10)を貫通して外部に突出しており、その突出部をトレーリングアーム(10)に溶接(w5)したことを特徴とする、請求項2に記載のトーションビーム式サスペンション。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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