JP4211667B2

JP4211667B2 - トーションビーム式サスペンション装置

Info

Publication number: JP4211667B2
Application number: JP2004124962A
Authority: JP
Inventors: 真一藤原; 智内田; 昌也秋田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2024-04-21
Also published as: JP2005306177A

Description

本発明は、左右一対のトレーリングアームおよびトーションビームを備えたトーションビーム式サスペンション装置に関する。

従来から、この種のトーションビーム式サスペンション装置としては、例えば下記特許文献１に記載されているように、トーションビームを円筒状のパイプで構成し、同パイプの軸線方向中間部を押し潰して同中間部の横断面を略Ｖ字状または略Ｕ字状に形成したものが知られている。この種のトーションビームにおいては、外側曲げ部と内側曲げ部間に当接部を有さず、外側曲げ部と内側曲げ部間の全体に渡って所定の中空部を有しているものと、両端部を除き外側曲げ部と内側曲げ部間に当接部を有し、両端部にて所定の中空部を有しているものとがある。これらのトーションビームにおいては、中空部を所定の大きさに変えることによって、左右車輪が逆位相（上下逆方向）に変位して同ビームが捩られたときの捩り剛性を変更することができる。すなわち、中空部の大きさを変えることによって、車両のロール剛性を変化させることができる。
特開２００１−３２１８４６号公報

上記した両トーションビームは、一般に上型と下型を用いてプレス成型によって形成される。この場合、上記した前者のトーションビームを成型する際には、外側曲げ部と内側曲げ部間の全体に渡って所定の中空部を形成する必要があるため、成型工程上、下型を上型に突き当てることができない。すなわち、上型に対する下型の位置決めが不十分になり易い。このため、トーションビームの横断面形状が不均一になり易く、捩り剛性を所定の値に設定したり、せん断中心（捩り中心）を所定の位置に設定することが困難であるという問題がある。これに対して、上記した後者のトーションビームを成型する際には、外側曲げ部と内側曲げ部とを両端部を除いて当接させるため、同ビームの横断面形状を均一化することができる。しかし、この場合には、トーションビームの捩れに伴い外側曲げ部と内側曲げ部との摺接により異音が発生するという問題がある。また、上記した両トーションビームにおいては、捩り剛性を変更するために中空部を所定の大きさに変えた場合、同ビームの横断面形状が変わることが多く、捩り剛性の変更に伴いせん断中心が変化し易いという問題もある。なお、せん断中心が変化すると、捩れに伴うトーションビームの各部位における変位量が変化して、車両のステア特性が変化する。

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、トーションビームの捩り剛性およびせん断中心をそれぞれ所定値および所定位置に設定することが容易であり、かつ同ビームにおける捩り剛性の変更に伴うせん断中心の変化を小さくするとともに、同ビームの捩れに伴う異音の発生をも抑制可能なトーションビームを備えたトーションビーム式サスペンション装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、車両の幅方向に延設されていて、両端部が左右一対のトレーリングアームにそれぞれ接続されたトーションビームを備えたトーションビーム式サスペンション装置において、前記トーションビームを円筒状のパイプで構成し、前記パイプの軸線方向中間部を押し潰して同中間部の横断面を略Ｖ字状または略Ｕ字状に形成し、前記押し潰して形成された中間部における外側曲げ部と内側曲げ部とを各頂部にて当接させ、前記外側曲げ部と内側曲げ部間に前記各頂部を除く領域にて所定の隙間を形成し、かつ前記外側曲げ部と内側曲げ部間に、潤滑剤を塗布または封入したことにある。この場合、前記外側曲げ部と内側曲げ部は、例えば、前記隙間を前記各頂部における当接端から略Ｖ字状または略Ｕ字状の端部に向かうに従って連続的に大きくする形状を有するものであるようにするとよい。

これによれば、トーションビームは、その外側曲げ部と内側曲げ部とを各頂部にて当接させる、すなわち各頂部にて下型を上型に突き当てることにより成型される。このため、トーションビームの横断面形状を均一化することができるので、同ビームの捩り剛性を所定の値に設定したり、せん断中心を所定の位置に設定することが容易である。この場合、トーションビームの横断面形状が略Ｖ字状または略Ｕ字状であり、前記各頂部がせん断中心の近傍に位置するので、同ビームが捩られとき前記各頂部間の相対移動は小さい。したがって、トーションビームの捩れに伴い各頂部からの異音の発生を少なくすることが可能である。また、トーションビームの頂部から端部に向かうに従って外側曲げ部と内側曲げ部間に隙間が形成されている。これにより、トーションビームの捩れに伴う外側曲げ部と内側曲げ部間での異音の発生を抑制することができる。そして、この隙間を所定の大きさに設定することにより、トーションビームの捩り剛性を変更することができる。したがって、中空部の大きさを変えることに比して同ビームにおける横断面形状の変化が少なくなるので、捩り剛性を変更してもせん断中心の変化が小さくなる。すなわち、車両のステア特性を変化させずに、車両のロール剛性のみを変化させることが可能である。この場合、トーションビームの外側曲げ部と内側曲げ部を、前記隙間が連続的に大きくなる形状を有するものとすれば、せん断中心の変化をより一層小さくすることができる。また、外側曲げ部と内側曲げ部間に、潤滑剤が塗布または封入されているので、外側曲げ部および内側曲げ部の各頂部から異音が発生したとしても同異音を不快感を与えない程度の大きさまで低減させることができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るトーションビーム式サスペンション装置の全体を示していて、このトーションビーム式サスペンション装置は、左右一対のトレーリングアーム１０と、トーションビーム２０を備えている。

両トレーリングアーム１０は、軸線方向に湾曲した円筒状のパイプで構成されており、前端部に固定されたブッシュ１１によって車体ＢＤに略水平軸線回りに回動可能に支持されるとともに、後端部に組み付けられた図示を省略するキャリアなどの車輪側部材を介して車輪Ｗ，Ｗを支持している。

トレーリングアーム１０の車両内側後部には、スプリングシート１２がそれぞれ設けられている。スプリングシート１２は、側壁端にてトレーリングアーム１０およびトーションビーム２０に溶接されており、底壁にてコイルスプリング１３を支持している。コイルスプリング１３は、上端にて車体ＢＤを支持している。トレーリングアーム１０の車両内側であってスプリングシート１２の車両後方側には、ショックアブソーバ１４がそれぞれ設けられている。ショックアブソーバ１４は、下端に固定された支持リングによってトレーリングアーム１０に溶接されたブラケットに回動可能に支持されており、上端にて車体ＢＤを支持している。

トーションビーム２０は、車両の幅方向に延設されていて、両端部にて一対のトレーリングアーム１０の中間部にそれぞれ接続されている。トーションビーム２０は、円筒状のパイプで構成されており、その軸線方向中間部２１が押し潰されて横断面を略Ｖ字状とする外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂを備えている（図２参照）。トーションビーム２０の外側端部２２，２２は、その横断面が円を僅かに押し潰した筒状に形成されており、その端面が対向するトレーリングアーム１０の外周面に沿うように所定の形状に切断された接続部２２ａとされていて、その接続部２２ａにてトレーリングアーム１０に溶接されている。

外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂとは、図２に示すように、それらの頂部２１ａ１，２１ｂ１にてそれぞれ当接している。外側曲げ部２１ａおよび内側曲げ部２１ｂの各端部２１ａ２，２１ｂ２間には、押し潰されていない中空部２１ｃが形成されるとともに、外側曲げ部２１ａおよび内側曲げ部２１ｂの各中間部間には、所定の隙間２１ｄが形成されている。また、外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間には、オイル、グリスなどの潤滑剤が塗布または封入されている。

隙間２１ｄは、頂部２１ａ１，２１ｂ１における当接端から端部２１ａ２，２１ｂ２における中空部２１ｃに向かうに従って連続的に大きくなるように所定の間隔で形成されている。すなわち、隙間２１ｄの間隔は、左右車輪Ｗ，Ｗが逆位相（上下逆方向）に変位してトーションビーム２０がトレーリングアーム１０を介して捩られたとき、外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂとの摺接による異音の発生を抑制することができ、しかも同ビーム２０の捩り剛性が所定の値となる程度に充分大きく設定されている。

上記のように構成した実施形態によれば、トーションビーム２０は、その外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂとをそれぞれ頂部２１ａ１，２１ｂ１にて当接させる、すなわち同頂部２１ａ１，２１ｂ１において下型を上型に突き当てることにより成型される。このため、トーションビーム２０の横断面形状を均一化することができるので、同ビーム２０の捩り剛性を所定の値に設定したり、せん断中心Ｓを所定の位置に設定することが容易である（図２参照）。この場合、トーションビーム２０の横断面形状が略Ｖ字状であり、頂部２１ａ１，２１ｂ１がせん断中心Ｓの近傍に位置するので、同ビーム２０が捩られとき頂部２１ａ１，２１ｂ１間の相対移動は小さい。したがって、トーションビーム２０の捩れに伴い頂部２１ａ１，２１ｂ１からの異音の発生を少なくすることが可能である。このとき、外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間に潤滑剤が塗布または封入されているので、異音が発生したとしても同異音を不快感を与えない程度の大きさまで低減させることができる。

また、この実施形態によれば、トーションビーム２０における中間部２１の頂部２１ａ１，２１ｂ１から端部２１ａ２，２１ｂ２に向かうに従って外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間に所定の隙間２１ｄが形成されている。これにより、トーションビーム２０の捩れに伴う外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間での異音の発生を抑制することができる。そして、この隙間２１ｄを所定の大きさに設定することにより、トーションビーム２０の捩り剛性を変更することができる。したがって、中空部２１ｃの大きさを変えることに比してトーションビーム２０における横断面形状の変化が少なくなるので、捩り剛性を変更してもせん断中心Ｓの変化が小さくなる。すなわち、車両のステア特性を変化させずに、車両のロール剛性のみを変化させることが可能である。この場合、トーションビーム２０の外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂは、隙間２１ｄを連続的に大きくするような形状に形成されているので、せん断中心Ｓの変化をより一層小さくすることができる。

次に、上記実施形態に係るトーションビーム２０の変形例について説明する。なお、以下に述べる各種変形例の説明においては、上記実施形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。第１の変形例に係るトーションビーム２０は、図３に示すように、上記実施形態と同様に、中間部２１における横断面を略Ｖ字状に形成したものである。外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂは、それらの頂部２１ａ１，２１ｂ１にてそれぞれ当接している。外側曲げ部２１ａおよび内側曲げ部２１ｂの各端部２１ａ２，２１ｂ２間には中空部が形成されておらず、頂部２１ａ１，２１ｂ１における当接端から端部２１ａ２，２１ｂ２までに渡って連続的に大きくなる所定の隙間２１ｄが形成されている。また、外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間には、オイル、グリスなどの潤滑剤が塗布または封入されている。

第２の変形例に係るトーションビーム２０は、図４に示すように、中間部２１における横断面を略Ｕ字状に形成したものである。外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂは、それらの頂部２１ａ１，２１ｂ１にてそれぞれ当接しており、頂部２１ａ１，２１ｂ１から中間部２１ａ３，２１ｂ３に渡って連続的に大きくなる所定の隙間２１ｄが形成されている。隙間２１ｄは中間部２１ａ３，２１ｂ３において最大となり、同中間部２１ａ３，２１ｂ３から端部２１ａ２，２１ｂまでは略同一間隙の中空部２１ｃが形成されている。外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間には、オイル、グリスなどの潤滑剤が塗布または封入されている。

第３の変形例に係るトーションビーム２０は、図５に示すように、中間部２１における横断面の上方を図３と同様な略Ｖ字状に形成するとともに、下方を図４に示した略Ｕ字状の端部と同様に形成したものである。外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂは、それらの頂部２１ａ１，２１ｂ１にてそれぞれ当接している。外側曲げ部２１ａおよび内側曲げ部２１ｂの各頂部２１ａ１，２１ｂ１における当接端から中間部２１ａ３，２１ｂ３に向かうに従って連続的に大きくなる所定の隙間２１ｄが形成されている。隙間２１ｄは中間部２１ａ３，２１ｂ３において最大となり、同中間部２１ａ３，２１ｂ３から端部２１ａ２，２１ｂまでは略同一間隙の中空部２１ｃが形成されている。外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間には、オイル、グリスなどの潤滑剤が塗布または封入されている。

これら第１〜第３変形例に係るトーションビーム２０によっても、上記実施形態に係るトーションビーム２０と同様に、同ビーム２０の捩り剛性を所定の値に設定したり、せん断中心を所定の位置に設定することが容易である。また、トーションビーム２０の捩れに伴う異音の発生を抑制することが可能である。また、せん断中心の変化を小さくしながら、捩り剛性を変更することもできる。

以上、本発明の一実施形態および各種変形例について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態および各種変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態および各種変形例においては、トーションビーム２０の中間部２１における外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂが、隙間２１ｄを連続的に大きくする形状を有するようにして、捩り剛性の変更に伴うせん断中心の変化をより一層小さくした。しかし、これに限らず、隙間の中心線に対して外側曲げ部と内側曲げ部間とを対称的に配置するようにすれば、隙間を非連続的に大きくする形状を有するようにしてもよい。これによっても、捩り剛性の変更に伴うせん断中心の変化を小さくすることができる。

また、上記実施形態および各種変形例においては、外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間にオイル、グリスなどの潤滑剤を塗布または封入して、外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間からの異音の発生をより効果的に抑制した。しかし、外側曲げ部２１ａと内側曲げ部２１ｂ間の当接部位の大きさを小さくし、および／または隙間２１ｄの大きさを大きくすることにより、潤滑剤を用いなくても上記異音の発生を抑制することが可能である。

本発明の実施形態および各種変形例に係るトーションビーム式サスペンション装置を示す斜視図である。本発明の上記実施形態に係るトーションビームの中間部における横断面図である。本発明の第１変形例に係るトーションビームの中間部における横断面図である。本発明の第２変形例に係るトーションビームの中間部における横断面図である。本発明の第３変形例に係るトーションビームの中間部における横断面図である。

符号の説明

１０…トレーリングアーム、２０…トーションビーム、２１…中間部、２１ａ…外側曲げ部、２１ｂ…内側曲げ部、２１ｃ…中空部、２１ｄ…隙間、２１ａ１，２１ｂ１…頂部、２１ａ２，２１ｂ２…端部

Claims

車両の幅方向に延設されていて、両端部が左右一対のトレーリングアームにそれぞれ接続されたトーションビームを備えたトーションビーム式サスペンション装置において、
前記トーションビームを円筒状のパイプで構成し、前記パイプの軸線方向中間部を押し潰して同中間部の横断面を略Ｖ字状または略Ｕ字状に形成し、前記押し潰して形成された中間部における外側曲げ部と内側曲げ部とを各頂部にて当接させ、前記外側曲げ部と内側曲げ部間に前記各頂部を除く領域にて所定の隙間を形成し、かつ前記外側曲げ部と内側曲げ部間に、潤滑剤を塗布または封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装置。
請求項１に記載したトーションビーム式サスペンション装置において、
前記外側曲げ部と内側曲げ部は、前記隙間を前記各頂部における当接端から略Ｖ字状または略Ｕ字状の端部に向かうに従って連続的に大きくする形状を有するものであるトーションビーム式サスペンション装置。