JP4373251B2 - トーションビーム式サスペンション構造 - Google Patents

Description

本発明はトーションビーム式サスペンション構造に関するものである。

従来のトーションビーム式サスペンション構造として、図６（ａ）に示すように、一端のブッシュ１２が車体に上下揺動可能に支持され、他端に車輪を回転自在に支持する車軸１３が設けられた左右のトレーリングアーム１１にトーションビーム１４の両端部を溶接１５ａにて接合して連結するとともに、これらの連結部にリインフォース１６を溶接１５ｂにて接合して横剛性を高めたものが知られている。また、図６（ｂ）に示すように、トレーリングアーム１１の車幅方向内側にスプリング受け座１８を設けたものや、図６（ｃ）に示すように、トレーリングアーム１１自体の形状をリインフォースやスプリング受け座１８に対応する部分を含めたような形状に形成したものなどが知られている。

ところが、上記のような構成では、トーションビーム１４の長さ寸法誤差によってトレーリングアーム１１、１１間の間隔が規制され、トレーリングアーム１１、１１間の間隔の調整に手間がかかるという問題があり、またトレーリングアーム１１とトーションビーム１４の溶接部１５ａやリインフォース１６とトレーリングアーム１１及びトーションビーム１４との溶接部１５ｂは、母材より強度が低くなりしかもこれらの溶接部１５ａ、１５ｂの端部１９では溶接形状が不均一になるため溶接品質が低下するため、繰り返し荷重を受けることで亀裂発生部位となり、寿命が短くなるという問題がある。

このような問題を解消するものとして、図７（ａ）に示すように、トレーリングアーム２１にトーションビーム２２を挿入可能な貫通穴２３、２４を形成し、これらの貫通穴２３、２４にトーションビーム２２をその端部がトレーリングアーム２１の外側に少し飛び出るように挿入し、左右のトレーリングアーム２１の間隔を調整した後、貫通穴２３、２４に沿ってトレーリングアーム２１とトーションビーム２２を溶接にて溶着した構成が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。

なお、トレーリングアーム２１とトーションビーム２２の連結部には、トレーリングアーム２１とトーションビーム２４にまたがってリインフォース２５が溶接されている。また、図７（ｂ）に示すように、トーションビーム２２には、車両前方に向かって一部が開放された開口溝２２ａが形成されて断面Ｃ字状とされ、また貫通穴２４にも開口溝２２ａに対応して応力軽減用の切り込み２４ａが形成されている。
特開２００２−１６６７１６号公報

ところが、上記特許文献１に開示された構成では、トレーリングアーム２１に形成した貫通穴２３、２４にトーションビーム２２を挿入して溶着して連結しているので、トーションビーム２２の長さ寸法の誤差の影響を受けずにトレーリングアーム２１、２１の間隔を調整でき、組み付け性が改善され、また貫通穴２３、２４の全周にわたって溶接することで亀裂発生の抑制は図れるが、ねじりトルクに対するトーションビーム２２の吸収性能に関する性能面での改善は図れないという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、トーションビームの曲げ剛性を落とすことなくねじり変形量を大きくでき、ねじりトルクに対して優れた吸収性能を発揮するトーションビーム式サスペンション構造を提供することを目的とする。

本発明のトーションビーム式サスペンション構造は、一端が車体に揺動可能に支持され他端に車輪を回転自在に支持させる左右のトレーリングアームと、左右のトレーリングアームを連結する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構造において、トレーリングアームに形成された貫通穴にトーションビームを挿入し、トレーリングアームの貫通穴の車幅方向外側部において貫通穴にトーションビームを嵌合させるとともにその周辺部でトレーリングアームとトーションビームを固定し、この固定部より車幅方向内側でトーションビームを貫通穴に接触係合させたものである。

この構成によると、トーションビームの曲げに対してはトレーリングアームに形成された貫通穴の全体で支持されるのでトーションビームの曲げ剛性は落とすことなく、トーションビームのねじれに対してはトレーリングアームの貫通穴の車幅方向外側部の間でねじれ可能であるため、ねじれ可能スパンを長く取れ、ねじりトルクに対して優れた吸収性能を発揮することができる。

また、トレーリングアームは、その貫通穴形成部の車幅方向内側部分を一般面よりも内側に突出させると、トレーリングアームによるトーションビームの曲げに対する支持幅が大きくなるとともにトレーリングアーム間の剛性の小さいトーションビーム単独部分の幅寸法が短くなるので、曲げ剛性をより大きくとれて有利である。

本発明のトーションビーム式サスペンション構造によれば、トーションビームの曲げ剛性を落とすことなくねじり変形量を大きくでき、ねじりトルクに対して優れた吸収性能を発揮することができる。

以下、本発明のトーションビーム式サスペンション構造の各実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について、図１を参照して説明する。図１において、１は左右のトレーリングアーム（左側のみ図示している）であり、車両前方の一端に車体（図示せず）に上下揺動自在に取付けるためのブッシュ２が設けられている。トレーリングアーム１の車両後方の他端部には車輪（図示せず）を回転自在に支持する車輪支持軸３が車幅方向外側に向けて取付けられている。これら左右のトレーリングアーム１はブッシュ２の近傍位置でトーションビーム４にて連結されている。トーションビーム４は、円筒パイプ材にて構成されるとともに、トレーリングアーム１との連結部である両端部間の中央部においては、図１（ｃ）に示すように、車両前方側の周壁を押し込むようにプレス成形して車両前方側に向けて開放された断面Ｕ字状ないしＶ字状に形成し、曲げ剛性を確保しつつ比較的容易にねじり変形を生じるように構成されている。

トレーリングアーム１のトーションビーム４の連結部にはトーションビーム４が貫通する貫通穴５が形成されている。具体的には、トレーリングアーム１は、図１（ａ）及び（ｄ）に示すように、車幅方向外側の断面Ｕ字状の外側部材１ａと車幅方向内側の同じく断面Ｕ字状の内側部材１ｂをそれらの開放部を対向させて嵌合させるとともに相互に溶接１ｃにて接合して閉断面構造に構成されており、これら外側部材１ａと内側部材１ｂにそれぞれトーションビーム４が貫通する貫通穴５ａ、５ｂが形成されている。

そして、トーションビーム４と貫通穴５ａの嵌合部は全周にわたって溶接６にて溶着され、トーションビーム４と貫通穴５ｂの嵌合部は相対回転可能に接触係合されている。さらに、トレーリングアーム１のトーションビーム４を連結する部分の車幅方向内側部分には、トレーリングアーム１の一般面よりも内側に向けて大きく突出する突出部７が成形され、その先端部に貫通穴５ｂが形成されている。なお、トレーリングアーム１の他端部近傍の車幅方向内側には、スプリング受け座８が設けられている。

このような構成によると、トーションビーム４の曲げに対してトレーリングアーム１に形成された貫通穴５ａ、５ｂの全体で支持されるので、トーションビーム４の曲げ剛性は落とすことなく、しかもトーションビーム４のねじれに対しては左右のトレーリングアーム１、１の車幅方向外側の貫通穴５ａ、５ａの間でねじれ可能であるため、ねじれ可能スパンを長く取れ、ねじりトルクに対して優れた吸収性能を発揮することができる。

また、貫通穴５ａとトーションビーム４は全周にわたって溶接６されているので、溶接６の端部の不完全溶接部に応力が集中して亀裂発生の原因になるというようなこともない。また、トーションビーム４は、円筒パイプ材をプレス成形して中央部に断面Ｕ字状ないしＶ字状の部分を形成しているので、曲げ剛性が高くかつ円滑にねじり変形を生じるトーションビーム４を容易に構成することができる。

さらに、トレーリングアーム１のトーションビーム４の連結部に一般面よりも車幅方向に内側に向けて大きく突出する突出部７が形され、その先端に貫通穴５ｂを設けているので、トレーリングアーム１によるトーションビーム４の曲げに対する支持幅が大きくなるとともにトレーリングアーム１、１間の剛性の小さいトーションビーム４単独の幅寸法が短くなるので、曲げ剛性をより大きくとれて有利である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図２を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明では、先行する実施形態と同一の構成要素については同一参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

本実施形態では、貫通穴５ａにトーションビーム４の端部を圧入して嵌合させるとともに、貫通穴５ａを貫通して突出したトーションビーム４の端部に固定片９を突設し、この固定片９をボルト１０にてトレーリングアーム１に締結固定することによってトーションビーム４の端部の回転止めを行った構成としている。

このような構成によれば、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、トレーリングアーム１とトーションビーム４を溶接で固着していないので、溶接によって母材の強度低下を来す恐れがなく、亀裂発生を防止することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図３を参照して説明する。本実施形態では、上記第２の実施形態におけるトーションビーム４の貫通穴５ａとの嵌合部の径をＤ₁ 、貫通穴５ｂとの嵌合部の径をＤ₂ として、Ｄ₁ ＜ Ｄ₂ に設定している。

このような構成によれば、トレーリングアーム１の貫通穴５ａ、５ｂにトーションビーム４を挿入して圧入する際に、トーションビーム４の先端が貫通穴５ｂを通過するときに隙間が形成されていることで容易に挿入でき、トーションビーム４の端部を貫通穴５ａに圧入する時点で圧入力を作用させるだけでよいので、圧入ストロークを必要かつ十分な範囲に設定することができ、トレーリングアーム１とトーションビーム４の連結作業性が向上する。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図４を参照して説明する。本実施形態では、トレーリングアーム１の貫通穴５ａ及びこれに嵌合圧入されるトーションビーム４の端部を、図４（ｂ）に示すように、多角形状に形成してトーションビーム４の回り止め機能を持たせる一方で、トーションビーム４が貫通する貫通穴５ｂは、図４（ｃ）に示すように、トーションビーム４の外周面に外接する円形穴にて形成してトーションビーム４のねじれを自由に許容するように構成している。

このような構成によれば、第２、第３の実施形態のように、トレーリングアーム１と トーションビーム４の端部を、ボルト１０による締結固定なしでねじれ方向の相対位置ずれを防止することができ、一層簡単な構成とすることができる。なお、トーションビーム４の軸方向の移動を防止するための固定手段は適宜に設けられる。

以上の各実施形態の説明では、トレーリングアーム１の車幅方向内側の貫通穴５ｂとトーションビーム４とが相対回転可能にほぼ全周にわたって嵌合した例、若しくは多角形の角部が外接状態で係合した例を示したが、図５（ａ）に示すように、貫通穴５ｂに対してトーションビーム４における一部が開放された断面多角形状や断面Ｕ字形状や三角形状の３つの角部分が係合するようにしても良い。さらに、貫通穴５ｂに対して、例えば図５（ｂ）に示すように、断面長円形のトーションビーム４の２点で係合させる等、少なくとも２点以上で係合させれば良い。また、トーションビーム４における断面形状における開放部が前方側を向いたものに限らず、図５（ｃ）に示すように、下方向きに開放させるようにしても良く、開放する方向によって車両特性を変えることができる。

本発明によれば、トーションビームの曲げ剛性を落とすことなくねじり変形量を大きくでき、ねじりトルクに対して優れた吸収性能を発揮することができるので、トーションビーム式サスペンションに有用である。

本発明のトーションビーム式サスペンション構造の第１の実施形態を示し、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｄ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。 本発明のトーションビーム式サスペンション構造の第２の実施形態の部分平面図である。 本発明のトーションビーム式サスペンション構造の第３の実施形態の部分平面図である。 本発明のトーションビーム式サスペンション構造の第４の実施形態を示し、（ａ）は部分平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図である。 上記各実施形態の各種変形例を示す図１（ａ）と同様の断面図である。 従来例のトーションビーム式サスペンション構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は他の構成例の部分平面図、（ｃ）はさらに別の構成例の部分平面図である。 他の従来例のトーションビーム式サスペンション構造を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ矢視断面図である。

符号の説明

１ トレーリングアーム
４ トーションビーム
５ａ、５ｂ、貫通穴
６ 溶接
７ 突出部
９ 固定片
１０ ボルト

Claims (2)

1. 一端が車体に揺動可能に支持され他端に車輪を回転自在に支持させる左右のトレーリングアームと、左右のトレーリングアームを連結する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構造において、トレーリングアームに形成された貫通穴にトーションビームを挿入し、トレーリングアームの貫通穴の車幅方向外側部において貫通穴にトーションビームを嵌合させるとともにその周辺部でトレーリングアームとトーションビームを固定し、この固定部より車幅方向内側でトーションビームを貫通穴に接触係合させ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構造。
2. トレーリングアームは、その貫通穴形成部の車幅方向内側部分を一般面よりも内側に突出させたことを特徴とする請求項１記載のトーションビーム式サスペンション構造。

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