JP5465776B2 - Torsion beam suspension - Google Patents
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Description
本発明は、一対の左右トレーリングアームがトーションビームで連結され、連結された一対の左右トレーリングアームに車輪が懸架されたトーションビーム式サスペンションに関する。 The present invention relates to a torsion beam suspension in which a pair of left and right trailing arms are connected by a torsion beam, and wheels are suspended on the pair of connected left and right trailing arms.
トーションビーム式サスペンションは、車体フレームに左右のトレーリングアームの基端部が支持軸を介して揺動可能に設けられ、左右のトレーリングアームの先端部(自由端部)に左右の車輪がそれぞれ回転自在に設けられ、左右のトレーリングアームがトーションビームで連結され、左右のトレーリングアームの自由端部近傍がスプリングやダンパでそれぞれ支持されている(例えば、特許文献1参照。)。 In the torsion beam suspension, the base end of the left and right trailing arms is swingably provided on the body frame via the support shaft, and the left and right wheels rotate at the tip (free end) of the left and right trailing arms. The left and right trailing arms are connected by a torsion beam, and the vicinity of the free ends of the left and right trailing arms are supported by springs and dampers, respectively (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示されているトーションビーム式サスペンションに、車両の走行中に、路面から左右の車輪を経て比較的低周波数の振動が伝わった場合、該振動にスプリングやダンパが追従する。よって、左右のトレーリングアームが支持軸(基端部)を中心にして上下方向に揺動して、路面から伝わった振動をスプリングやダンパで吸収する。
When a relatively low frequency vibration is transmitted from the road surface to the torsion beam suspension disclosed in
一方、車輪から伝わった振動が比較的高周波数(100〜200Hz)域の場合は、トーションビームおよび左右のトレーリングアーム自体の弾性振動モードが励起され、車体取付部から振動が伝達して車室内で振動や音が発生することが考えられる。この対策として、ダイナミックダンパで振動を低減したり、防音材などの重量物を負荷する必要があった。 On the other hand, when the vibration transmitted from the wheel is in a relatively high frequency (100 to 200 Hz) region, the elastic vibration mode of the torsion beam and the left and right trailing arms themselves is excited, and the vibration is transmitted from the vehicle body mounting portion to be transmitted in the vehicle interior. It is considered that vibration and sound are generated. As countermeasures, it was necessary to reduce vibrations with dynamic dampers and to load heavy objects such as soundproofing materials.
ここで、左右の車輪は、通常、キャンバ角を備えた状態で左右のトレーリングアームに取り付けられている。よって、左右の車輪に微振動が生じた場合、左右の車輪に車幅方向の荷重が作用する。左右の車輪に車幅方向の荷重が作用することで、左右のトレーリングアームに捩れが生じる。 Here, the left and right wheels are usually attached to the left and right trailing arms with a camber angle. Therefore, when a slight vibration occurs in the left and right wheels, a load in the vehicle width direction acts on the left and right wheels. When the load in the vehicle width direction acts on the left and right wheels, the left and right trailing arms are twisted.
例えば、左トレーリングアームに時計回り方向の捩れが生じ、右トレーリングアームに反時計回り方向の捩れが生じた場合、トーションビームが下向き湾曲状に弾性変形してトーションビームの中央部が最下位置に位置する。一方、左右の車輪から荷重が除去されたとき、トーションビームが元の状態に復元する。よって、左右の車輪に微振動が伝わることでトーションビームの中央部が上下方向に振動する。 For example, when a clockwise twist occurs in the left trailing arm and a counterclockwise twist occurs in the right trailing arm, the torsion beam elastically deforms downward and the center of the torsion beam is at the lowest position. To position. On the other hand, when the load is removed from the left and right wheels, the torsion beam is restored to the original state. Therefore, the center part of the torsion beam vibrates in the vertical direction by the slight vibration transmitted to the left and right wheels.
トーションビームの中央部の上下方向への振動がトーションビーム中央からトーションビームを経て左右のトレーリングアームに伝わる。左右のトレーリングアームに伝わった振動が基端部を経て車体フレームに伝わり、車体フレームが上下方向に振動することが考えられる。車体フレームが上下方向に振動すると、上下方向の振動が車体に伝わり、低周波ロードノイズが発生して違和感を与えるおそれがある。 The vibration in the vertical direction at the center of the torsion beam is transmitted from the center of the torsion beam to the left and right trailing arms via the torsion beam. It is conceivable that the vibration transmitted to the left and right trailing arms is transmitted to the body frame through the base end portion, and the body frame vibrates in the vertical direction. When the vehicle body frame vibrates in the vertical direction, the vibration in the vertical direction is transmitted to the vehicle body, and low-frequency road noise may occur, giving a sense of discomfort.
本発明は、車両の低周波ロードノイズを好適に確保することができるトーションビーム式サスペンションを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a torsion beam suspension capable of suitably ensuring low-frequency road noise of a vehicle.
請求項1に係る発明によれば、トーションビーム式サスペンションであって、車体に一端が枢支されて他端に車輪を懸架する一対の左右トレーリングアームと、前記左右トレーリングアームの各中間部を連結するために車幅方向に延びるトーションビームと、を具備しており、前記トーションビームは、車体前後方向に前後のビーム壁部を有し、且つ車体下方に向けて開口部を有する開放断面に形成され、前記前後のビーム壁部の一方を他方より剛性の高い壁部とし、前記前後のビーム壁部を有する前記トーションビームのうち、少なくとも車幅方向の中間部付近の前記トーションビームは、前記剛性の高い一方の壁部を突出させるように湾曲状に形成された湾曲部を有している、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供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a torsion beam type suspension comprising a pair of left and right trailing arms each having one end pivotally supported on a vehicle body and having a wheel suspended at the other end, and each intermediate portion of the left and right trailing arms. A torsion beam extending in the vehicle width direction for connection, the torsion beam having front and rear beam wall portions in the longitudinal direction of the vehicle body and formed in an open cross section having an opening portion toward the lower side of the vehicle body. One of the front and rear beam wall portions is a wall portion having higher rigidity than the other, and among the torsion beams having the front and rear beam wall portions, at least the torsion beam in the vicinity of the intermediate portion in the vehicle width direction has the higher rigidity. Provided with a torsion beam suspension characterized by having a curved portion formed in a curved shape so as to project the wall portion of It is.
ここで、車体(車体フレーム)は「上下方向の剛性」に比べて「前後方向の剛性」が高く構成されている。「上下方向の剛性」とは、車体に作用する上下方向の振動に対する車体の剛性をいう。「前後方向の剛性」とは、車体に作用する前後方向の振動に対する車体の剛性をいう。よって、車体(車体フレーム)に作用する振動のうち、上下方向の振動を小さく抑えることで車両の低周波ロードノイズを好適に確保することが可能である。 Here, the vehicle body (vehicle body frame) is configured to have higher “front-rear direction rigidity” than “up-down direction rigidity”. The “vertical rigidity” refers to the rigidity of the vehicle body against vertical vibrations acting on the vehicle body. “Rigidity in the front-rear direction” refers to the rigidity of the vehicle body against vibrations in the front-rear direction that act on the vehicle body. Therefore, it is possible to suitably secure low-frequency road noise of the vehicle by suppressing the vertical vibration among the vibrations acting on the vehicle body (body frame).
そこで、請求項1において、前後のビーム壁部の一方を他方より剛性の高い壁部とした。さらに、前後のビーム壁部を備えたトーションビームのうち、少なくとも車幅方向の中間部付近(近傍)を、剛性の高い一方の壁部が突出するように湾曲状に形成した。
Therefore, in
請求項2に係る発明によれば、好ましくは、前記トレーリングアームの前記他端は、緩衝用のスプリングを支えるスプリング支え部を有し、前記スプリング支え部は、前記湾曲部に対して車体前後方向のうち一方向に配置され、前記湾曲部は、前記スプリング支え部側に向けて湾曲されている。 According to a second aspect of the present invention, preferably, the other end of the trailing arm has a spring support portion that supports a spring for buffering, and the spring support portion is arranged in front of and behind the curved portion. It arrange | positions in one direction among directions, and the said curved part is curved toward the said spring support part side.
請求項3に係る発明によれば、好ましくは、前記湾曲部は、前記左右トレーリングアームの一方から他方にかけて湾曲するように形成されている。
According to the invention which concerns on
請求項4に係る発明によれば、好ましくは、前記トレーリングアームおよび前記トーションビームは、前記トレーリングアームと同じ板厚の第1板厚部を有するとともに、前記トーションビームと同じ板厚の第2板厚部を有する差圧鋼板で一体に形成されている。
According to the invention of
ここで、トーションビームに湾曲部を形成することで、トーションビームの加工精度を確保し難くなる。このため、トーションビームの両端部を一対の左右トレーリングアームの所定位置に精度よく位置決めすることに手間がかかる。そこで、トレーリングアームおよびトーションビームを差圧鋼板で一体に形成するようにした。 Here, by forming the curved portion in the torsion beam, it becomes difficult to ensure the processing accuracy of the torsion beam. For this reason, it takes time to accurately position both ends of the torsion beam at predetermined positions of the pair of left and right trailing arms. Therefore, the trailing arm and the torsion beam are integrally formed of a differential pressure steel plate.
請求項5に係る発明によれば、好ましくは、前記トーションビームの前記湾曲部は、車体後方に向けて突出するよう湾曲しており、前記前後のビーム壁部のうちの後側ビーム壁部に補強張出部が設けられている。 According to a fifth aspect of the present invention, preferably, the curved portion of the torsion beam is curved so as to protrude toward the rear of the vehicle body, and is reinforced to the rear beam wall portion of the front and rear beam wall portions. An overhang is provided.
請求項1に係る発明では、前後のビーム壁部の一方を他方より剛性の高い壁部とした。一方のビーム壁部の剛性を高くすることで、一方のビーム壁部の振動(振幅)は、他方のビーム壁部の振動(振幅)よりも小さく抑えられる。よって、トーションビームの中間部付近に上下方向への振動を発生させる力が作用した際に、中間部付近は一方のビーム壁部側に捩れ、中間部付近が上下斜め方向に振動する。これにより、トーションビームの中間部付近に作用する上下方向の振動を小さく抑えることができる。
In the invention according to
さらに、前後のビーム壁部を備えたトーションビームのうち、少なくとも車体幅方向の中間部付近を、剛性の高い一方の壁部が突出するように湾曲部に形成した。よって、トーションビームの中間部付近に上下方向への振動を発生させる力が作用した際に、湾曲部を上下方向に対して斜め方向に振動させることができる。湾曲部を斜め方向に振動させることで、トーションビームの中間部付近(すなわち、湾曲部)に作用する上下方向の振動を小さく抑えることができる。 Furthermore, among the torsion beams provided with the front and rear beam wall portions, at least the middle portion in the vehicle body width direction is formed as a curved portion so that one of the rigid wall portions protrudes. Therefore, when a force generating vibration in the vertical direction is applied near the middle portion of the torsion beam, the bending portion can be vibrated in an oblique direction with respect to the vertical direction. By causing the bending portion to vibrate in an oblique direction, it is possible to reduce the vertical vibration acting near the middle portion of the torsion beam (that is, the bending portion).
このように、請求項1によれば、前後のビーム壁部の一方を他方より剛性の高い壁部とし、かつトーションビームのうち、少なくとも車体幅方向の中間部付近を、剛性の高い一方の壁部が突出するように湾曲部に形成した。これにより、トーションビームの中間部付近に作用する上下方向の振動を小さく抑えることができるので、車両の低周波ロードノイズを好適に確保することができる。 Thus, according to the first aspect, one of the front and rear beam wall portions is made to be a wall portion having higher rigidity than the other, and at least one portion of the torsion beam having a high rigidity is provided in the vicinity of the middle portion in the vehicle body width direction. Was formed in the curved portion so as to protrude. Thereby, since the vibration of the up-down direction which acts on the intermediate part vicinity of a torsion beam can be suppressed small, the low frequency road noise of a vehicle can be ensured suitably.
請求項2に係る発明では、トレーリングアームの他端にスプリング支え部を備えた。よって、トレーリングアームの他端の剛性を一端より高くできる。
さらに、スプリング支え部側に向けて湾曲部を湾曲させた。よって、湾曲部(具体的には、一方のビーム壁部)の剛性を、スプリング支え部を備えたトレーリングアームの他端で高くすることができる。In the invention which concerns on Claim 2, the spring support part was provided in the other end of the trailing arm. Therefore, the rigidity of the other end of the trailing arm can be made higher than that of the one end.
Further, the bending portion was bent toward the spring support portion side. Therefore, the rigidity of the bending portion (specifically, one beam wall portion) can be increased at the other end of the trailing arm provided with the spring support portion.
これにより、一方のビーム壁部の振動(振幅)を他方のビーム壁部の振動(振幅)よりも小さく抑えることができる。一方のビーム壁部の振動(振幅)を小さく抑えることで、トーションビームの中間部付近に上下方向への振動を発生させる力が作用した際に、中間部付近に捩れが生じて中間部付近が上下斜め方向に振動する。したがって、トーションビームの中間部付近に作用する上下方向の振動を一層小さく抑えることができる。 Thereby, the vibration (amplitude) of one beam wall part can be suppressed smaller than the vibration (amplitude) of the other beam wall part. By suppressing the vibration (amplitude) of one beam wall to a small value, when a force that generates vibration in the vertical direction is applied near the middle part of the torsion beam, the middle part is twisted and the middle part is Vibrates diagonally. Therefore, it is possible to further suppress the vertical vibration acting near the middle portion of the torsion beam.
請求項3に係る発明では、湾曲部を一方のトレーリングアームから他方のトレーリングアームにかけて湾曲するように形成した。よって、湾曲部を全体に渡って緩やかに湾曲させることができる。これにより、湾曲部が振動する際に、湾曲部に応力が集中することを抑えてトーションビームの耐久性を一層良好に確保することができる。
In the invention according to
加えて、トーションビームに湾曲部を備えることで、請求項1〜請求項2と同様に、トーションビームの中間部付近に作用する上下方向の振動を小さく抑えることができるので、車両の低周波ロードノイズを好適に確保することができる。 In addition, by providing the torsion beam with a curved portion, the vibration in the vertical direction acting near the middle portion of the torsion beam can be suppressed to a low level, similarly to the first to second aspects. It can be suitably secured.
請求項4に係る発明では、トレーリングアームおよびトーションビームを差圧鋼板で一体に形成したので、湾曲部を備えたトーションビームを、一対の左右トレーリングアームの所定位置に精度よく位置決めする手間を省くことができる。これにより、トレーリングアームおよびトーションビームを手間をかけないで簡単に形成することができる。
In the invention according to
請求項5に係る発明では、後ビーム壁部に補強張出部を有することで、該後ビーム壁部は、前ビーム壁部よりも剛性の高い壁部に形成される。よって、振動が路面からトーションビームに伝わって湾曲部が振動する際、該湾曲部に応力が集中することを抑えことができ、トーションビームの耐久性を良好に確保する。
In the invention which concerns on
以下、本発明の好ましい実施例について、添付した図面に基づいて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図3に示すように、車体構造体10は、車体前後方向に向けて配置された左右のサイドフレーム(車体)11,12と、左右のサイドフレーム11,12の下部に取り付けられたトーションビーム式サスペンション15と、トーションビーム式サスペンション15に左右のハブ16,17を介して懸架された左右の後輪(車輪)18,19とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
トーションビーム式サスペンション15は、左サイドフレーム11の下部に回動自在に設けられた左トレーリングアーム21と、右サイドフレーム12の下部に回動自在に設けられた右トレーリングアーム22と、一対の左右トレーリングアーム21,22間に延びるトーションビーム23と、左トレーリングアーム21に支えられた緩衝用の左スプリング24および左ダンパ25と、右トレーリングアーム22に支えられた緩衝用の右スプリング26および右ダンパ27とを備えている。
The
左トレーリングアーム21の前端(一端)21aは、左ブラケット31に左支持軸32を介して回動自在に枢支されている。後端(他端)21bには、左ハブ16を介して左車軸33が設けられている。後端21bは、左スプリング24の下端部24aおよび左ダンパ25の下端部25aを支える部位を含む。左後輪18は左車軸33に設けられている。左ブラケット31は左サイドフレーム11の下部に設けられている。
A front end (one end) 21 a of the
左トレーリングアーム21は、T1の板厚を有し、後端21bに一体に備えられた左スプリング支え部(スプリング支え部)34を有する。後端21bは、左スプリング支え部34で補強されている。左トレーリングアーム21の後端21bを左スプリング支え部34で補強することで、後端21bの剛性を前端21aより高くすることができる。
The
左スプリング支え部34で緩衝用の左スプリング24の下端部24aが支えられている。さらに、左トレーリングアーム21の後端21bには、左スプリング支え部34の後方に左ダンパ25の下端部25aが支持されている。
The left
右トレーリングアーム22は、左トレーリングアーム21と左右対称の部材であって、前端(一端)22aが右ブラケット36に右支持軸37(図4も参照)を介して回動自在に枢支され、後端(他端)22bに右ハブ17を介して右車軸38が設けられている。後端22bは、右スプリング26の下端部26aや右ダンパ27の下端部27a(図4も参照)を支える部位を含む。右後輪19は右車軸38に設けられている。右ブラケット36は右サイドフレーム12の下部12a(図4参照)に設けられている。
The
右トレーリングアーム22は、T1の板厚(図5)に形成され、後端22bに一体に備えられた右スプリング支え部(スプリング支え部)39(図4も参照)を有する。後端22bは右スプリング支え部39で補強されている。右トレーリングアーム22の後端22bを右スプリング支え部39で補強することで、後端22bの剛性を前端22aよりも高くすることができる。
The
右スプリング支え部39で緩衝用の右スプリング26の下端部26aが支えられている。右トレーリングアーム22の後端22bには、右スプリング支え部39の後方に右ダンパ27の下端部27a(図4参照)が支持されている。
The
このように、左トレーリングアーム21の後端21bに左スプリング24および左ダンパ25が設けられ、右トレーリングアーム22の後端22bに右スプリング26および右ダンパ27が設けられている。よって、車両の走行中に、路面29から左右の後輪18,19を経て左右のトレーリングアーム21,22に比較的周波数の低い振動が伝わった場合、伝わった振動に左スプリング24・左ダンパ25や右スプリング26・右ダンパ27を追従させて振動が吸収される。これにより、左右のトレーリングアーム21,22から左右のサイドフレーム11,12に振動が伝わらず、車両の低周波ロードノイズを好適に確保することができる。
Thus, the
一方、車両の走行中に、路面29から左右の後輪18,19を経て左右のトレーリングアーム21,22に比較的高周波数(100〜200Hz)の微振動(微入力)が伝わった場合、伝わった振動に左スプリング24・左ダンパ25や右スプリング26・右ダンパ27を追従させて微振動を吸収することが難しい。そこで、比較的高周波数(100〜200Hz)の微振動が伝わった場合に対応させるためにトーションビーム23を湾曲状に形成した。
On the other hand, when a relatively high frequency (100 to 200 Hz) fine vibration (fine input) is transmitted from the
具体的には、トーションビーム23は、図2に示すように、左トレーリングアーム21の中間部(所定位置)21cおよび右トレーリングアーム22の中間部(所定位置)22cを連結するために車幅方向(車体の左右方向)に延びている。該トーションビーム23は、平面視で、左トレーリングアーム21の中間部21cから右トレーリングアーム22の中間部22cにかけて車体後方に向けて湾曲(突出)するように形成された湾曲部41を有する。トーションビーム23の湾曲部41を車体後方に向けて湾曲(突出)するように形成した理由については後で詳しく説明する。
Specifically, as shown in FIG. 2, the
図4に示すように、湾曲部41は、板厚T2で断面逆U字状に形成されている。該湾曲部41は、ビーム頂部42から車体前方に下り勾配に折り曲げられた前ビーム壁部43と、ビーム頂部42から車体後方に下り勾配に折り曲げられた後ビーム壁部44と、後ビーム壁部44の下端部44aから車体後方に向けて張り出された補強張出部45とを有する。
As shown in FIG. 4, the bending
前ビーム壁部43が下り勾配に折り曲げられるとともに後ビーム壁部44が下り勾配に折り曲げられることで、トーションビーム23は、車体下方に向けて開放する開口部46を有する。よって、トーションビーム23の中間部41a(図2)やその近傍は、比較的上下方向の振動を許容可能になっている。
The
後ビーム壁部44の下端部44aに補強張出部45を設けることで、補強張出部45で後ビーム壁部44の下端部44aが補強されている。従って、後ビーム壁部44は、前ビーム壁部43よりも剛性の高い壁部に形成されている。
By providing the reinforcing
すなわち、図1及び図2に示すように、トーションビーム23の湾曲部41は、車幅方向の全域Eにおいて、後ビーム壁部44が車体後方に向けて突出するように形成されている。これにより、湾曲部41のうち車幅方向の中間部41aが、仮想直線48に対して車体後方に距離L1だけ離れている。仮想直線48は、トーションビーム23の左端部23aから右端部23bまで車幅方向に延びる直線である。
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the
このように、湾曲部41は、左トレーリングアーム21から右トレーリングアーム22にかけて車幅方向の全域Eにおいて湾曲するよう形成されている。湾曲部41は、トーションビーム23の全体に渡って緩やかに湾曲されている。よって、車輪からの振動がトーションビームに伝わって湾曲部41が振動する際に、湾曲部41に応力が集中することを抑える。湾曲部41に応力が集中することを抑えることで、トーションビーム23の耐久性を良好に確保することができる。
As described above, the bending
この湾曲部41の左端部41b側において、左端部41bの車体後方(一方向)に左スプリング支え部34が配置されている。また、湾曲部41の右端部41c側において、右端部41cの車体後方(一方向)に右スプリング支え部39(図4も参照)が配置されている。すなわち、湾曲部41は、左スプリング支え部34側および右スプリング支え部39側に向けて車体後方に湾曲されている。
On the
このトーションビーム23によれば、比較的高周波数(100〜200Hz)の微振動(微入力)が伝わった際に、車両に作用する低周波ロードノイズによる影響を抑えることができる。車両に作用する低周波ロードノイズによる影響を抑える理由について図6〜図8で詳しく説明する。
According to the
ところで、トーションビーム23は湾曲部41を有している。このため、トーションビーム23を湾曲状に曲げ加工する必要があり、トーションビーム23の加工精度を確保することが難しい。このため、トーションビーム23の左端部(両端部の一方)23aを左トレーリングアーム21の中間部21cに精度よく位置決めし、かつ、トーションビーム23の右端部(両端部の他方)23bを右トレーリングアーム22の中間部22cに精度よく位置決めすることに手間がかかる。そこで、一対の左右トレーリングアーム21,22およびトーションビーム23を、図5に示す差圧鋼板52で一体に形成(プレス成形)するようにした。
By the way, the
図5に示すように、差圧鋼板52は、板厚の異なる第1板厚部53および第2板厚部54が一体に接形成されたテーラードブランク材(Tailored Blanks)である。第1板厚部53は、一対の左右トレーリングアーム21,22(左トレーリングアーム21は図1参照)が形成される部位であり、一対の左右トレーリングアーム21,22と同じ板厚T1に形成されている。第2板厚部54は、トーションビーム23が形成される部位であり、トーションビーム23と同じ板厚T2に形成されている。
As shown in FIG. 5, the differential
この差圧鋼板52をプレス成形することで、一対の左右トレーリングアーム21,22およびトーションビーム23を異なる板厚で一体に形成することができる。すなわち、一対の左右トレーリングアーム21,22が板厚T1となり、トーションビーム23が板厚T2となるように、一対の左右トレーリングアーム21,22およびトーションビーム23を一体に形成することができる。
By press forming the differential
よって、湾曲部41を有するトーションビーム23を、左トレーリングアーム21の中間部21c(図2)および右トレーリングアーム22の中間部22cに精度よく位置決めする手間を省くことができ、一対の左右トレーリングアーム21,22およびトーションビーム23を手間をかけないで簡単に形成することができる。
Therefore, it is possible to save the trouble of accurately positioning the
ここで、前述したように、路面29から比較的高周波数(100〜200Hz)の微振動(微入力)が伝わった場合にトーションビーム23が振動する例について図6〜図8に基づいて説明する。
Here, as described above, an example in which the
図6(a)に示すように、車両の走行中に、路面29から左後輪18を経て左トレーリングアーム21に比較的高周波数(100〜200Hz)の微振動(微入力)が伝わるとともに、路面29から右後輪19を経て右トレーリングアーム22に比較的高周波数(100〜200Hz)の微振動(微入力)が伝わる。
As shown in FIG. 6A, while the vehicle is traveling, a slight vibration (fine input) of a relatively high frequency (100 to 200 Hz) is transmitted from the
この際、比較的高周波数(100〜200Hz)の微振動に左スプリング24や左ダンパ25を追従させて微振動を吸収することが難しく、かつ、比較的高周波数(100〜200Hz)の微振動に右スプリング26や右ダンパ27を追従させて微振動を吸収することが難しい。
At this time, it is difficult to absorb the slight vibration by causing the
ここで、例えば、左後輪18がキャンバ角αで左トレーリングアーム21に取り付けられ、右後輪19がキャンバ角αで右トレーリングアーム22に取り付けられているとする。すなわち、左右の後輪18,19は、下方に向けて広がるA字状(いわゆる、ネガティブキャンバ)に設けられている。左右の後輪18,19に上下方向に矢印Aの如く微振動が伝わった場合、左後輪18の接地部18aに外向きの荷重F1が作用し、右後輪19の接地部19aに外向きの荷重F1が作用する。
Here, for example, it is assumed that the left
左後輪18の接地部18aに外向きの荷重F1が作用することで、左後輪18の左車軸33(図3)を介して左トレーリングアーム21に捩れM1が反時計回り方向に矢印の如く生じる。また、右後輪19の接地部19aに外向きの荷重F1が作用することで、右後輪19の右車軸38(図3)を介して右トレーリングアーム22に捩れM1が時計回り方向に矢印の如く生じる。
By applying an outward load F1 to the
図6(b)に示すように、トーションビーム23の湾曲部41が車体後方に向けて湾曲(突出)するように形成されていることで、湾曲部41の中間部41aは、仮想直線48に対して車体後方に距離L1だけ離隔している。仮想直線48は、トーションビーム23の左端部23aから右端部23bまで車幅方向に延びる直線である。
As shown in FIG. 6B, the
よって、左右のトレーリングアーム21,22に捩れM1が生じることで、中間部41aが仮想直線48(すなわち、トーションビーム23の左端部23aから右端部23b)を軸にして左側面視で時計回り方向に弾性変形(旋回)する。ここで、トーションビーム23(中間部41aおよびその付近)の弾性変形量が小さい場合、中間部41aおよびその近傍は車両前方に向けて傾斜角θ1の下り勾配に矢印Bの如く距離S1だけ弾性変形(移動)すると仮定できる。
以下、トーションビーム23の振動の理解を容易にするために「トーションビーム23の中間部41aおよびその付近」を「中間部41a」として説明する。Therefore, the twist M1 is generated in the left and right trailing
Hereinafter, in order to facilitate understanding of the vibration of the
図7(a)に示すように、中間部41aが傾斜角θ1の下り勾配で距離S1だけ弾性変形(移動)することで、中間部41aの下方向への弾性変形量(移動量)S1Vを小さく抑えることができる。
ここで、中間部41aの下方向への弾性変形量(移動量)S1Vは、
S1V=S1×sinθ1で現される。
一方、中間部41aが傾斜角θ1の下り勾配で距離S1だけ弾性変形(移動)することで、中間部41aが車体前方向に距離S1Hだけ弾性変形(移動)する。
中間部41aの車体前方向への弾性変形量(移動量)S1Hは、
S1H=S1×cosθ1で現される。As shown in FIG. 7A, when the
Here, the downward elastic deformation amount (movement amount) S1 V of the
It is expressed by S1 V = S1 × sin θ1.
On the other hand, the
The elastic deformation amount of the vehicle body toward the front of the
S1 H = S1 × cos θ1
ここで、図7(b)に示すように、トーションビーム23の後ビーム壁部44(下端部44a)に補強張出部45を設けることで、後ビーム壁部44が前ビーム壁部43よりも剛性の高い壁部に形成されている。よって、湾曲部41の中間部41aが下方に弾性変形(移動)する際に、剛性の高い後ビーム壁部44の弾性変形量(下降量)S2が前ビーム壁部43の弾性変形量(下降量)S3より小さく抑えられる。
Here, as shown in FIG. 7 (b), by providing the reinforcing overhanging
これにより、湾曲部41の中間部41aが下向きに弾性変形(移動)する際に、中間部41aが前ビーム壁部43側に捩れ、車体前方で、かつ下方に向けて傾斜角θ2の下り勾配で矢印Cの如く弾性変形(移動)する。中間部41aが傾斜角θ2の下り勾配で弾性変形(移動)することで、中間部41aの下方向への弾性変形量(移動量)を小さく抑えることができる。
As a result, when the
図7(a)、(b)に示すように、トーションビーム23の湾曲部41を車体後方に向けて湾曲(突出)するように形成することで、中間部41aの下方向への弾性変形量(移動量)S1Vを小さく抑えることができる。
加えて、トーションビーム23の後ビーム壁部44(下端部44a)に補強張出部45を設けることで、中間部41aの下方向への弾性変形量(移動量)を小さく抑えることができる。これにより、中間部41aの下方向への弾性変形量(移動量)を十分に小さく抑えることができる。As shown in FIGS. 7A and 7B, the bending
In addition, by providing the reinforcing overhanging
換言すれば、トーションビーム23の湾曲部41を車体後方に向けて湾曲し、かつ、後ビーム壁部44(下端部44a)に補強張出部45を設けることで、トーションビーム23(中間部41a)の弾性変形方向の傾斜角を十分に小さくする(すなわち、十分に水平方向に近づける)ことができる。
In other words, the
加えて、図2に示すように、左トレーリングアーム21の後端21bに左スプリング支え部34を設け、かつ、右トレーリングアーム22の後端22bに右スプリング支え部39を設けた。よって、左トレーリングアーム21の後端21bの剛性を前端21aよりも高くすることができ、かつ、右トレーリングアーム22の後端22bの剛性を前端22aよりも高くすることができる。
In addition, as shown in FIG. 2, a left
さらに、左右のスプリング支え部34,39側に向けてトーションビーム23の湾曲部41を湾曲させた。よって、湾曲部41(具体的には、後ビーム壁部44)の剛性を、左スプリング支え部34を有する左トレーリングアーム21の後端21bや、右スプリング支え部39を有する右トレーリングアーム22の後端22bで高く確保できる。
Further, the bending
後ビーム壁部44の剛性を高くすることで、後ビーム壁部44の弾性変形量(下降量)S2(図7(b)参照)を前ビーム壁部43の弾性変形量(下降量)S3(図7(b)参照)より一層小さく抑えることができる。これにより、湾曲部41の中間部41aが下向きに弾性変形(移動)する際に、中間部41aが前ビーム壁部43側に一層捩れ、車体前方で、かつ下方に向けて傾斜角θ2(図7(b))より小さな傾斜角の下り勾配で弾性変形(移動)する。中間部41aが傾斜角θ2より小さな下り勾配で弾性変形(移動)することで、中間部41aの下方向への弾性変形量(移動量)を一層小さく抑えることができる。
By increasing the rigidity of the rear
一方、左トレーリングアーム21の捩れM1や右トレーリングアーム22の捩れM1が解除されることで、トーションビーム23が弾性変形前の状態に復帰(復元)する。このように、一対の左右トレーリングアーム21,22に捩れM1,M1が生じる状態と、一対の左右トレーリングアーム21,22から捩れM1,M1が解除される状態とを交互に繰り返すことで、湾曲部41の中間部41aが下り勾配で振動する。
On the other hand, when the twist M1 of the
次に、湾曲部41の中間部41aが下り勾配で振動する例について、図8に基づいて説明する。
Next, an example in which the
図8に示すように、左トレーリングアーム21に捩れM1が生じるとともに、右トレーリングアーム22に捩れM1が生じることで、湾曲部41の中間部41aが車体前方に向けて矢印Dの如く傾斜角θ3の下り勾配で弾性変形(移動)する。
As shown in FIG. 8, the twist M1 is generated in the
一方、左トレーリングアーム21の捩れM1が解除されるとともに、右トレーリングアーム22の捩れM1が解除されることで、トーションビーム23は弾性変形前の状態に矢印Eの如く復帰(復元)する。
On the other hand, when the twist M1 of the
このように、一対の左右トレーリングアーム21,22に捩れM1,M1が生じる状態と、一対の左右トレーリングアーム21,22から捩れM1,M1が解除される状態とを交互に繰り返すことで、湾曲部41の中間部41aが矢印D−矢印Eの如く傾斜角θ3の下り勾配で振動する。この振動は振動の幅(以下、「振幅」という)S4になる。
In this way, by alternately repeating the state in which the twists M1 and M1 are generated in the pair of left and right trailing
よって、振幅S4の水平方向の成分(以下、水平成分という)S4Hを、
S4H=S4×cosθ3で現すことができる。
また、鉛直方向の成分(以下、鉛直成分という)S4Vを、
S4V=S4×sinθ3で現すことができる。
前述したように、傾斜角θ3は、水平方向に近づけられている(小さく抑えられている)。よって、水平成分S4Hは比較的大きくなる。Therefore, the horizontal component (hereinafter referred to as the horizontal component) S4 H of the amplitude S4 is
S4 H = S4 × cos θ3.
Also, a vertical component (hereinafter referred to as a vertical component) S4 V is
It can be expressed by S4 V = S4 × sin θ3.
As described above, the inclination angle θ3 is close to the horizontal direction (it is kept small). Thus, the horizontal component S4 H is relatively large.
ここで、図2に示す左右のサイドフレーム11,12は、「上下方向の剛性」に比べて「前後方向の剛性」が高く構成されている。「上下方向の剛性」とは、左右のサイドフレーム11,12に作用する上下方向の振動に対する左右のサイドフレーム11,12の剛性をいう。また、「前後方向の剛性」とは、左右のサイドフレーム11,12に作用する前後方向の振動に対する左右のサイドフレーム11,12の剛性をいう。 Here, the left and right side frames 11 and 12 shown in FIG. 2 are configured to have higher “front-rear direction rigidity” than “up-down direction rigidity”. “Rigidity in the vertical direction” refers to the rigidity of the left and right side frames 11 and 12 against vibration in the vertical direction acting on the left and right side frames 11 and 12. The “front-rear direction rigidity” refers to the rigidity of the left and right side frames 11, 12 with respect to the vibration in the front-rear direction acting on the left and right side frames 11, 12.
よって、水平成分S4Hが比較的大きくても、水平成分S4Hが左右のサイドフレーム11,12まで伝わった際に、左右のサイドフレーム11,12で好適に抑えられる。これにより、水平成分S4Hが比較的大きい場合でも、水平成分S4Hが車両に作用する低周波ロードノイズによる影響を与えることを防止できる。Thus, the horizontal component S4 H is also relatively large, when the horizontal component S4 H is transmitted to the left and right side frames 11 and 12 are suitably restrained by the left and right side frames 11 and 12. Accordingly, even when the horizontal component S4 H is relatively large, it is possible to prevent the horizontal component S4 H influences by the low-frequency road noise acting on the vehicle.
一方、傾斜角θ3は、図7で説明したように、水平方向に近づけられている(小さく抑えられている)ので、鉛直成分S4V(すなわち、上下方向の振幅)は小さく抑えられる。これにより、左右のサイドフレーム11,12に伝わる上下方向の振幅を小さく抑えることができるので、鉛直成分S4Vが車両に作用する低周波ロードノイズによる影響を与えることを防止できる。On the other hand, as described with reference to FIG. 7, the inclination angle θ <b> 3 is close to (or suppressed to be small) in the horizontal direction, so that the vertical component S <b> 4 V (that is, amplitude in the vertical direction) can be suppressed to be small. Thereby, since the vertical amplitude transmitted to the left and right side frames 11 and 12 can be kept small, it is possible to prevent the vertical component S4 V from being affected by low-frequency road noise acting on the vehicle.
このように、水平成分S4Hや鉛直成分S4Vが車両に作用する低周波ロードノイズによる影響を与えないように、車両の低周波ロードノイズを好適に確保することができる。Thus, the low frequency road noise of the vehicle can be suitably ensured so that the horizontal component S4 H and the vertical component S4 V do not affect the low frequency road noise acting on the vehicle.
図9は、トーションビームの上下方向の振動の幅(振幅)を示したグラフを示している。縦軸はトーションビームの上下方向の振幅を示す。グラフ中、G1は、従来技術で説明したトーションビームを左右のトレーリングアーム間に直線状に架け渡したサスペンションの振幅S5を示している。グラフG2は、図1〜図8で説明した本実施例のサスペンション15の振幅S4Vを示している。FIG. 9 is a graph showing the width (amplitude) of the vibration in the vertical direction of the torsion beam. The vertical axis represents the vertical amplitude of the torsion beam. In the graph, G1 indicates the amplitude S5 of the suspension in which the torsion beam described in the prior art is linearly bridged between the left and right trailing arms. A graph G2 shows the amplitude S4 V of the
図9に示すように、実施例のサスペンション15は、上下方向の振幅S4Vを従来例の振幅S5と比べてΔS分減少させることができる。As shown in FIG. 9, the
すなわち、本実施例によるサスペンション15は、トーションビーム23に湾曲部41を備え、後ビーム壁部44の剛性を補強張出部45や左右のスプリング支え部34,39で高く確保することで、湾曲部41の中間部41a付近を上下斜め方向に振動させることができる。これにより、湾曲部41の中間部41a付近に作用する上下方向の振幅S4Vを小さく抑え、上下方向の振幅S4Vを従来例の振幅S5と比べてΔS分減少させることができる。In other words, the
本発明のトーションビーム式サスペンション15は、本実施例に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。例えば、本実施例では、トーションビーム23の湾曲部41を左右のトレーリングアーム21,22間の全域Eに渡って形成した例について説明したが、本発明は、これに限らず、トーションビーム23のうち、少なくとも車幅方向の中間部付近を湾曲部に形成しても同様の効果を得ることができる。
The torsion
本実施例では、後ビーム壁部44の剛性を高くして後ビーム壁部44を突出させることで湾曲部41を形成した例について説明したが、本発明ではこれに限らず、前ビーム壁部43の剛性を高くして前ビーム壁部43を車両の車体後方に向けて突出させることで湾曲部41を形成しても同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the example in which the
さらに、本実施例では、左右のトレーリングアーム21,22の前端21a,22aを左右のサイドフレーム11,12に枢支し、後端21b,22bに左右の後輪18,19を設けた例について説明したが、本発明ではこれに限らず、後端21b,22bを左右のサイドフレーム11,12に枢支し、前端21a,22aに左右の後輪18,19を設けることも可能である。
Further, in this embodiment, the
さらにまた、本実施例では、トーションビーム式サスペンション15を左右の後輪18,19に適用する例について説明したが、本発明ではこれに限らず、トーションビーム式サスペンション15を左右の前輪に適用することも可能である。
Furthermore, in this embodiment, the example in which the
さらに、本実施例では、左右の後輪18,19をA字状(いわゆる、ネガティブキャンバ)に設けた例について説明したが、本発明ではこれに限らず、左右の後輪18,19を逆V字状(いわゆる、ポジティブキャンバ)に設けても同様の効果を得ることができる。
Furthermore, in the present embodiment, an example in which the left and right
さらにまた、本実施例で示した車体構造体10、左右のサイドフレーム11,12、トーションビーム式サスペンション15、左右の後輪18,19、一対の左右トレーリングアーム21,22、一対の左右トレーリングアームの中間部21c,22c、トーションビーム23、左右のスプリング24,26、左右のスプリング支え部34,39、湾曲部41、前後のビーム壁部43,44、開口部46、差圧鋼板52、第1板厚部53および第2板厚部54などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
Furthermore, the
本発明は、トーションビームで連結された一対の左右トレーリングアームに車輪が懸架されたトーションビーム式サスペンションを備えた自動車への適用に好適である。 The present invention is suitable for application to an automobile including a torsion beam suspension in which wheels are suspended on a pair of left and right trailing arms connected by a torsion beam.
10…車体構造体、11,12…左右のサイドフレーム(車体)、15…トーションビーム式サスペンション、18,19…左右の後輪(車輪)、21,22…一対の左右トレーリングアーム、21a,22a…前端(一端)、21b,22b…後端(他端)、21c,22c…一対の左右トレーリングアームの中間部、23…トーションビーム、24,26…左右のスプリング(スプリング)、34,39…左右のスプリング支え部(スプリング支え部)、41…湾曲部、43,44…前後のビーム壁部、45…補強張出部、46…開口部、52…差圧鋼板、53…第1板厚部、54…第2板厚部、T1,T2…板厚。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
車体に一端が枢支されて他端に車輪を懸架する一対の左右トレーリングアームと、
前記左右トレーリングアームの各中間部を連結するために車幅方向に延びるトーションビームと、
を具備しており、
前記トーションビームは、
車体前後方向に前後のビーム壁部を有し、且つ車体下方に向けて開口部を有する開放断面に形成され、
前記前後のビーム壁部の一方を他方より剛性の高い壁部とし、
前記前後のビーム壁部を有する前記トーションビームのうち、少なくとも車幅方向の中間部付近の前記トーションビームは、前記剛性の高い一方の壁部を突出させるように湾曲状に形成された湾曲部を有している、
ことを特徴とするトーションビーム式サスペンション。A torsion beam suspension,
A pair of left and right trailing arms that are pivotally supported at one end and suspended at the other end by the vehicle body;
A torsion beam extending in the vehicle width direction to connect the intermediate portions of the left and right trailing arms;
It has
The torsion beam is
It has a front and rear beam wall in the longitudinal direction of the vehicle body, and is formed in an open cross section having an opening toward the lower side of the vehicle body,
One of the front and rear beam wall portions is a wall portion having higher rigidity than the other,
Of the torsion beams having the front and rear beam wall portions, at least the torsion beam in the vicinity of the intermediate portion in the vehicle width direction has a curved portion formed in a curved shape so as to project the one rigid wall portion. ing,
This is a torsion beam suspension.
前記スプリング支え部は、前記湾曲部に対して車体前後方向のうちの一方向に配置され、
前記湾曲部は、前記スプリング支え部側に向けて湾曲されている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。The other end of the trailing arm has a spring support portion that supports a buffer spring;
The spring support portion is disposed in one direction of the vehicle longitudinal direction with respect to the curved portion,
The torsion beam suspension according to claim 1, wherein the curved portion is curved toward the spring support portion.
前記前後のビーム壁部のうちの後側ビーム壁部に補強張出部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトーションビーム式サスペンション。The curved portion of the torsion beam is curved so as to protrude toward the rear of the vehicle body,
The torsion beam suspension according to any one of claims 1 to 4, wherein a reinforcing overhanging portion is provided on a rear beam wall portion of the front and rear beam wall portions.
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