JP4487831B2 - トーションビーム式リヤサスペンション - Google Patents

Description

本発明はトーションビーム式リヤサスペンションに関するものである。

トーションビーム式サスペンションは、車幅方向に延びるトーションビームと、車体前後方向に延びる左右一対のアームとを備え、アームの長手方向中央部分にトーションビームの端を連結した構造を有する。トーションビーム式サスペンションは、典型的は小型ＦＦ車のリヤサスペンションに多く採用されており、この場合には、一般的に、特許文献１に開示のように、アームの前端を車体に連結し、アームの後端に車輪を取り付けたトレーリングアーム式が採用されており、また、付加的なサスペンション部材としてダンパ及びコイルスプリングが組み付けられる。そして、このコイルスプリングを搭載するために、トレーリングアームとトーションビームとの間のコーナ部分にスプリングシートが配設される。このスプリングシートはトレーリングアームに固定されるのが一般的である（特許文献２）。
２００１−３２１８４６号公報 ２００４−３４８６６号公報

車両の走行性能はいわゆる足回りの剛性によって大きく左右される。したがって、トーションビーム式サスペンションで足回りの剛性を高めようとする場合には、スプリングシート及びこれを支持するトレーリングアームの剛性を高める必要があるが、自ずと限界がある。また、不用意にスプリングシートやトレーリングアームの剛性を高めた場合には、トーションビーム及び左右一対のトレーリングアームからなるトーションビーム式サスペンションのバランスを損なってしまう虞がある。

他方、スプリングシートの支持剛性を高めるのに、スプリングシートをトレーリングアームと共にトーションビームにも担わせることも考えられる。しかし、トーションビーム式サスペンションではトーションビームが主要なサスペンション機能を担っているため、トーションビームにスプリングシートを固定することはトーションビームの機能を損なう虞があるだけでなく、付加的なサスペンション部材の反力によって過度にトーションビームに捻り力を与えてしまう虞がある。特に、ダンパはスプリングシートの後端に取り付けられるのが一般的であることから、ダンパの反力によってトーションビームが過度な捻り力を受けてしまう虞がある。

本発明の目的は、スプリングシートをトレーリングアームだけでなくトーションビームにも担わせた場合に、付加的なサスペンション部材、特にダンパの反力によってスプリングシートが過度にトーションビームに捻り力を与えるのを抑えることのできるトーションビーム式リヤサスペンションを提供することにある。

かかる技術的課題は、本発明によれば、
車体前後方向に延び、前端が車体に揺動可能に支持され、後端に後輪を回転自在に支持するブラケットを備えたトレーリングアームであって、前記ブラケットに向けて延びる後部分が車幅方向外方に傾斜して延びる左右一対のトレーリングアームと、
異形断面形状を有し、車幅方向に延在して、その長手方向各端が前記トレーリングアームの前後方向中央部分に連結されるトーションビームと、
該トーションビームの長手方向端部と前記トレーリングアームの後部分とのコーナ部分に配設され且つ前記トーションビームと前記トレーリングアームとに固定され、後部にコイルスプリング取付座を備えたスプリングシートとを有するトーションビーム式リヤサスペンションであって、
前記スプリングシートは、その前記トレーリングアームと対向する部位が該トレーリングアームに固定され、
前記スプリングシートは、また、前記トーションビームと対向する部位のうち車幅方向内側の部位で前記トーションビームに固定され、車幅方向外側の部位が前記トーションビームに固定されておらず、
前記スプリングシートは、該スプリングシートの前後方向後部に形成され且つコイルスプリングを支持するコイルスプリング取付座を有し、
前記スプリングシートの後部に、ダンパを取り付けるためのダンパ取付座が設けられ、
前記コイルスプリング取付座及び前記ダンパ取付座が、共に、前記トレーリングアームから車幅方向内側に離間した位置に位置決めされていることを特徴とするトーションビーム式リヤサスペンションを提供することにより達成される。

すなわち、本発明によれば、スプリングシートがトレーリングアームだけでなくトーションビームにも固定されているため、スプリングシートやトレーリングアームの剛性を高めるまでもなく、コイルスプリングに対するスプリングシートの支持剛性を高めることができる。そして、スプリングシートのトーションビームと対向する部位のうち車幅方向内側の部位でトーションビームに固定しているため、換言すれば、スプリングシートのトーションビームと対向する部位のうち車幅方向外側の部位はトーションビームに固定されていないので、スプリングシートをトーションビームに固定することに伴う悪影響つまりスプリングシートに加わるコイルスプリングやダンパの反力がトーションビームの長手方向端部に捻り力として過大に作用してしまうのを抑制することができる。

本発明の好ましい実施の形態では、スプリングシートには、コイルスプリングの取付座とトレーリングアームと対向する部位との間に車体前後方向に直線状に延びる屈曲線が形成されており、この屈曲線によって、スプリングシートに別途補強部材を配設するまでもなく、スプリングシートの強度を高めることができる。特に、本発明では、スプリングシートの後端にダンパを取り付けるためのダンパ取付座が設けられており、スプリングシートに作用するダンパ及びコイルスプリングの反力をスプリングシート内で受け止めることのできる剛性を確保することができる。この車体前後方向に延びる屈曲線と略平行となる車体前後方向に延びる第１フランジをスプリングシートの車幅方向内側に設けるのが好ましい。これによれば、第１フランジと屈曲線とによって、これに挟まれた部位に配置されるコイルスプリング取付座の剛性を高めることができる。このことは、屈曲線から車幅方向外方に向けて斜め上方に傾斜した傾斜部分を設けることで一層確かなものにすることができる。すなわち、スプリングシートは、上述した第１フランジ、屈曲線、傾斜部分を備えた三次元の立体的に折り曲げた形状を有するのが好ましい。

スプリングシート、特に、ダンパ取付座回りの剛性を高めるのに、スプリングシートの後端部分を折り曲げることにより車幅方向に延びる第２フランジを設けるのが一層好ましく、この第２フランジは第１フランジよりも高さ寸法を大きく設定するのがよい。これによれば、コイルスプリング取付座及びダンパ取付座が設けられたスプリングシートの後部の剛性を高めることができるだけでなく、相対的にスプリングシートの前部の剛性を低く抑えることができ、これにより、スプリングシートをトーションビームに固定することに伴う悪影響つまり付加的なサスペンション部材の反力がトーションビームの長手方向端部に捻り力として過大に作用するのを阻止することができる。本発明の目的を達成するのに、最も好ましくは、スプリングシートの車幅方向内側で車体前後方向に延びる第１フランジと、スプリングシートの後端で車幅方向に延びる第２フランジとは連続しているのがよく、第１フランジの前端をトーションビームに固定し、また、第２フランジの車幅方向外端をトレーリングアームに固定するのがよい。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。

図１は、車両の後輪に適用されたトーションビーム式サスペンションの右端部の略平面図である。トーションビーム式リヤサスペンション１は、車体前後方向に延びる左右一対のトレーリングアーム２と、車幅方向に延びるトーションビーム３とを有し、トーションビーム３の長手方向中央部分２ａにトレーリングアーム２の各端を溶接することにより、トーションビーム３の両端に一対のトレーリングアーム２を連結した構造を有している。

特許文献１（２００１−３２１８４６号公報）に開示の構造と同様に、トーションビーム３は、中空パイプを押圧することにより形成された閉断面且つ異形断面を備えている。この異形断面の形状は、例えば下方に向けて開放したＵ字形であり、トーションビーム３の長手方向端部では、Ｕ字形断面の開口が大きく開いた形状を有し、トーションビーム３の長手方向中央部分では、Ｕ字形端面の開口が狭められた形状を有している。すなわち、トーションビーム３は、平面視したときに、長手方向中央部分から端部に向かうに従って徐々に幅広となる形状を有し、また、トーションビーム３の長手方向端は、その後端が前端に比べて車幅方向外方に位置するように傾斜した形状を有している。つまり、トーションビーム３の長手方向端は、その前端に比べて後端の方がトレーリングアーム２と重なり合う量が多くなるように設計されている。

車体前後方向に延びるトレーリングアーム２は、その前端にアイ４を有し、アイ４は図外のブッシュを介して車体に揺動可能に支持される。トレーリングアーム２は、その後端にブラケット５を更に有し、このブラケット５を介して車輪（図示せず）が回転自在に支持される。

トレーリングアーム２は、図１から理解できるように、平面視で車幅方向外方に向けて凹となる湾曲した形状を有する。すなわち、トレーリングアーム２は、平面視したときに、アイ４から中央部分２ａの前端までの前部分２ｂがアイ４から中央部分２ａに向けて車幅方向内方に傾斜して延び、また、中央部分２ａはその前端から後端に向けて車幅方向外方に若干傾斜して延び、更に、中央部分２ａの後端からブラケット５までの後部分２ｃが中央部分２ａからブラケット５に向けて車幅方向外方に大きく傾斜して延びる形状を有している。図２は、トーションビーム式サスペンション１を後方から見た図であり、この図２から分かるように、トレーリングアーム２は、中央部分２ａからブラケット５に向けて上方に傾斜して延びる形状を有している。

トーションビーム式リヤサスペンション１は、トレーリングアーム２の後部分２ｃとトーションビーム３の長手方向各端部との間のコーナ部分にスプリングシート６が配設されている。

スプリングシート６は鋼板をプレス成形することにより形作られており、スプリングシート６は底壁７を有する。トーションビーム式リヤサスペンション１はコイルスプリング８を含み、このコイルスプリング８の取付座は、底壁７のほぼ水平に広がる主底壁部分７ａの後部に設けられている。

底壁７は、屈曲線９によって主底壁部分７ａから区画された傾斜部分７ｂを有し、傾斜部分７ｂは、トレーリングアーム２の後端部分に対向して位置している。すなわち、屈曲線９は、車体前後方向に真っ直ぐに延び、その前端は、トレーリングアーム２の後部分２ｃの長手方向中間部分で合流している。スプリングシート６の傾斜部分７ｂは、この屈曲線９から車幅方向外方に向けて斜め上方に延び、その車幅方向外端縁はトレーリングアーム２に当接している。

前述したようにコイルスプリング８の取付座は、スプリングシート６の底壁７の後部分に設けられているが、この底壁７の後部分は、トレーリングアーム２に固定される傾斜部分７ｂ及び屈曲線９によって実質的に剛性が高められている。したがって、他の補強部材を用意しなくても、スプリングシート６のコイルスプリング８に対する支持剛性を確保することができる。

スプリングシート６は、車幅方向外側縁はフランジ無しであり、この車幅方向外側縁は、そのほぼ全領域でトレーリングアーム２に溶接されている。すなわち、スプリングシート６の傾斜部分７ｂを含む底壁７の車幅方向外側縁１０はトレーリングアーム２の後部分２ｃの側面に沿った形状を有し、このスプリングシート６の外側縁１０は、その全域に亘ってトレーリングアーム２に溶接されている。このスプリングシート６がトレーリングアーム２に溶接される車幅方向外側縁がフランジ無しであるため、スプリングシート６をトレーリングアーム２に溶接することに伴ってスプリングシート６がトレーリングアーム２の動きを阻害するのを低減することができる。

スプリングシート６は、後縁１１と車幅方向内側縁１２とに亘って延びる縦フランジ１３を有する。すなわち、縦フランジ１３は、底壁７の内側縁に沿って前後方向に延びる第１フランジ部分１４と、主底壁部分７ａ及び傾斜部分７ｂの後縁１１に沿って車幅方向に延びる第２フランジ部分１５とを有し、この第１、第２のフランジ部分１４、１５は連続しており、スプリングシート６を上方に屈曲させることにより形成されている。このように、コイルスプリング８の取付座の回りが、第１、第２フランジ部分１４、１５及び屈曲線９を挟んで傾斜部分７ｂで三次元の立体構造となっているため、スプリングシート６自身でコイルスプリング８の反力を支えることができる剛性を確保するのが容易である。

車体前後方向に延びる第１フランジ部分１４は、その高さ寸法が比較的小さく、他方、スプリングシート６の後端部分に位置して車幅方向に延びる第２フランジ部分１５は、その高さ寸法が比較的大きく設定されている。すなわち、スプリングシート６は、トーションビーム３に隣接する部位つまり前部の剛性が相対的に低く、他方、コイルスプリング８の取付座に隣接する部位つまり後部の剛性が相対的に高くなるように設計されている。

底壁７の内側縁に沿って車体前後方向に延びる第１フランジ部分１４は、その高さ寸法が比較的低く作られており、この第１フランジ部分１４の前端部分１４ａつまりトーションビーム３に隣接した部分は上方且つ前方に延びて、その前端縁がトーションビーム３と当接する形状を有している。すなわち、第１フランジ１４の前端部分１４ａは、その上縁を上方に拡大した形状を有し、その前端縁は、トーションビーム３の後側面に沿って切欠いた湾曲形状を有する。この第１フランジ１４の前端縁は、その上部つまり図２〜図３４に楕円で囲んだ部位Ｘがトーションビーム３に溶接により固定され、これよりも下部はトーションビーム３に対して非固定である。

第１フランジ１４の前端縁は、その上部がトーションビーム３に溶接されているが、このトーションビーム３に溶接される上部は、前方に向けて車幅方向外方に傾斜して延びており、この延び方向Ｌ１は、トレーリングアーム２のアイ４の軸線Ｌ２つまりトレーリングアーム２の揺動軸線と直交する仮想線Ｌ３とほぼ平行であるのが好ましい。また、第１フランジ１４の前端縁は、その上部がトーションビーム３の上面に乗り上げる形状を有しているのが好ましい。これによれば、スプリングシート６がトーションビーム３の上に引っ掛けた状態で固定されることになるため、トーションビーム３によるスプリングシート６の支持を確かなものにすることができる。

スプリングシート６の主底壁部分７ａの前端縁はフランジ無しであり、トレーリングアーム２の長手方向端部に沿って車幅方向に延びている。この主底壁部分７ａの前端縁１５は、好ましくは、トレーリングアーム２から若干離間して位置するのがよく、この実施例では、スプリングシート６とトレーリングアーム２との間に、トレーリングアーム２に沿って延びる細長い隙間１７が形成されている。

スプリングシート６の内側縁及び後端縁に沿って形成された縦フランジ１３について更に説明すると、この縦フランジ１３は、前述したように、比較的高さ寸法が小さい第１フランジ部分１４に連続する第２フランジ部分１５の高さ寸法が比較的大きい。そして、この第２フランジ部分１５の車幅方向外端縁は、トレーリングアーム２の側面に対向して位置し、このトレーリングアーム２の側面に沿った湾曲形状に形成されている。すなわち、第２フランジ部分１５の車幅方向外端縁はフランジ無しであり、この第２フランジ部分１５の車幅方向外端縁がトレーリングアーム２に溶接されている。

図中、参照符号１８はダンパ取付ブラケットを示し、ダンパ取付ブラケット１８は、第２フランジ１５の車体後方面に溶接されている。このダンパ取付ブラケット１８にはチューブ式ダンパ１９が取り付けられる。

上記のトーションビーム式リヤサスペンション１は、好ましい形態として、スプリングシート６の前端部分つまり主底壁部分７ａの前端部分に、剛性を低下させるための手段として開口２０を設けるのが好ましく、この開口２０はトーションビーム３の長手方向と略平行に車幅方向に延びているのがよい。

トーションビーム式サスペンションは、トーションビーム３の一端から他端まで効果的に機能させるのが好ましいことは言うまでもない。実施例のリヤサスペンション１にあっては、スプリングシート６を折り曲げることにより形成された縦フランジ１３を使って、この縦フランジ１３の上下方向に延びる前端縁をトーションビーム３に溶接することにより固定するようにしてあるため、トーションビーム３の捻れ変形などに及ぼす悪影響を低減することができる。勿論、スプリングシート６をトレーリングアーム２だけでなくトーションビーム３にも担わせてあるため、トレーリングアーム２やスプリングシート６の剛性を高剛性に設計しなくても、スプリングシート６の支持剛性を向上させることができる。

換言すれば、スプリングシート６の前端縁つまり主底壁部分７ａをトーションビーム３に固定した場合には、トーションビーム３の長手方向端部の動きがスプリングシート６によって阻害され、トーションビーム３の長手方向端部が実質的にサスペンション機能を発揮しなくなるため、一対のトレーリングアーム２とトーションビーム３とからなるトーションビームサスペンション１の本来的な機能が損なわれるだけでなく、トーションビーム３のスプリングシート６が固定された部位と、その車幅方向内方側の部位との境に応力集中が発生する虞がある。これに対して、実施例では、スプリングシート６の主底壁部分７ａの前端縁がトーションビーム３に対して非固定であるため、上記の応力集中も緩和することができる。

特に、実施例のように、スプリングシート６の後部にコイルスプリング８の取付座を設け、この取付座の回りに屈曲線９、傾斜部分７ｂ、車体前後方向に延びる第１フランジ部分１４、車幅方向に延びる第２フランジ部分１５で三次元立体構造として、この取付座の回りの剛性を高めるようにしてあり、加えて、この第２フランジ部分１５の高さを第１フランジ部分１４よりも大きく設定すると共に第２フランジ部分１５の車幅方向外端がトレーリングアーム２に固定されているため、ダンパ１９及びコイルスプリング８の反力をスプリングシート６の後部で支えることができる。換言すれば、スプリングシート６の前部は比較的低い剛性となるように設計されているため、スプリングシート６がコイルスプリング８やダンパ１９の反力によりトーションビーム３に過度な捻り力を与えてしまうのを抑制することができる。また、この効果は、スプリングシート６の前部に車幅方向に延びる開口２０を設けて変形を促進するようにしたことによっても一層確かなものにすることができる。

トーションビーム式リヤサスペンションの右側部分だけを抽出して示す略平面図である。 図１のトーションビーム式リヤサスペンションを後方から見た図である。 図１のトーションビーム式リヤサスペンションを車幅方向内側から外方に向けて見た図である。 図１のトーションビーム式リヤサスペンションを車幅方向内側から外方に向けて見た斜視図である。

符号の説明

１ トーションビーム式リヤサスペンション
２ トレーリングアーム
２ａ トレーリングアームの中央部分
２ｂ トレーリングアームの前部分
２ｃ トレーリングアームの後部分
３ トーションビーム
６ スプリングシート
７ スプリングシートの底壁
７ｂ スプリングシートの傾斜部分
８ コイルスプリング
９ 屈曲線
１３ 縦フランジ
１４ 縦フランジの第１フランジ部分
１５ 縦フランジの第２フランジ部分
１８ ダンパ取付ブラケット
１９ ダンパ
２０ 変形促進用開口

Claims (5)

1. 車体前後方向に延び、前端が車体に揺動可能に支持され、後端に後輪を回転自在に支持するブラケットを備えたトレーリングアームであって、前記ブラケットに向けて延びる後部分が車幅方向外方に傾斜して延びる左右一対のトレーリングアームと、
   異形断面形状を有し、車幅方向に延在して、その長手方向各端が前記トレーリングアームの前後方向中央部分に連結されるトーションビームと、
   該トーションビームの長手方向端部と前記トレーリングアームの後部分とのコーナ部分に配設され且つ前記トーションビームと前記トレーリングアームとに固定され、後部にコイルスプリング取付座を備えたスプリングシートとを有するトーションビーム式リヤサスペンションであって、
   前記スプリングシートは、その前記トレーリングアームと対向する部位が該トレーリングアームに固定され、
   前記スプリングシートは、また、前記トーションビームと対向する部位のうち車幅方向内側の部位で前記トーションビームに固定され、車幅方向外側の部位が前記トーションビームに固定されておらず、
   前記スプリングシートは、該スプリングシートの前後方向後部に形成され且つコイルスプリングを支持するコイルスプリング取付座を有し、
   前記スプリングシートの後部に、ダンパを取り付けるためのダンパ取付座が設けられ、
   前記コイルスプリング取付座及び前記ダンパ取付座が、共に、前記トレーリングアームから車幅方向内側に離間した位置に位置決めされていることを特徴とするトーションビーム式リヤサスペンション。
2. 前記スプリングシートには、前記コイルスプリング取付座と前記トレーリングアームと対向する部位との間に車体前後方向に直線状に延びる屈曲線が形成されている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リヤサスペンション。
3. 前記スプリングシートが、その車幅方向内側の部分を折り曲げることにより形成された車体前後方向に延びる第１フランジを有し、該第１フランジと前記屈曲線とが略平行である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リヤサスペンション。
4. 前記スプリングシートが、前記ビードから車幅方向外方に向けて斜め上方に傾斜した傾斜部分を有し、該傾斜部分の車幅方向外端縁が前記トレーリングアームに固定されていることを特徴とする請求項３に記載のトーションビーム式リヤサスペンション。
5. 前記スプリングシートが、その後端部分を折り曲げることにより形成された車幅方向に延びる第２フランジを有し、該第２フランジが前記第１フランジよりも高さ寸法が大きいことを特徴とする請求項４に記載のトーションビーム式リヤサスペンション。

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