JP5562849B2 - インターロック付き捻りビーム - Google Patents

Description

本発明は、車両用トーションビームサスペンションに関し、より具体的には、一体化された断面を有する横方向ストラットを有する後輪車軸捻りビームに関する。

この部分で述べることは、単に本開示に関連する背景情報を提供するものであり、従来技術を構成するものではない。

長手方向制御アームを介して、２つの後輪を互いに取り付けるための車両構造において、トーションビームが使用されている。前輪駆動自動車の後方サスペンションのトーションビームとして、捻りビームがしばしば使用される。一般的に、捻りビームサスペンションは、長手方向制御アームを互いに連結する横方向ストラットを使用する。横方向ストラットは、曲げを防止するのに十分な剛性を有し、且つ捻れられるのに十分な可撓性を有する。本質的には、ビームは、一方のホイールの動きの他方のホイールへの影響を減らすように捻れる。この二分化は、管状の端部と、Ｕ字形又はＶ字形の移行部分とを有する部材に変形加工される、管状ブランクの使用により達成される。断面は、湾曲断面形によって連結される内皮層及び外皮層によって画定される。

捻れビーム車軸は、完全に独立のサスペンションよりも安価であり、よりコンパクトであるが、耐用年数が短いため、実際に使用されていない。一般的に、横方向ストラットが受ける高負荷荷重により、端部と移行部分の間の中間領域が早期に故障する。端部と移行部分の間でのエンボスの使用は、この問題をいくらか解決するが、満足できるレベルではない。その上、エンボスは、製造のために要求される急なアールによって、形成工程の間削りくずを発生させる。

従って、上述の制限を受けない製品の提供が、当該技術で望まれる。これは、簡単で、且つ耐久性があり、耐用年数が増した、自動車用の捻れビーム車軸を提供する。

前輪駆動車両の後輪サスペンション用の捻れビームは、管状の横方向ストラットを含む。管状横方向ストラットは、２つの長手方向制御アームを互いに連結する。管状横方向ストラットは、一対の管状端部、変形捻れ部分、及び端部と捻れ部分の間の一対の中間部分を画定する。横方向ストラットの変形捻れ部分は、Ｉ字形断面、Ｌ字形断面、Ｔ字形断面、Ｕ字形断面、又はＸ字形断面の何れか一つで構成される。変形された管状部分は、さらに内皮と外皮を画定する。中間部分の内皮は、隆起した輪郭、及び凹所を画定し、捻れの可撓性を増し、さらに横方向ストラットの曲げ強度を向上させている。

本開示の一態様によれば、複合後輪車軸の横方向ストラットは、一対の管状端部を含む。管状端部の間の二重壁の捻れ部分は、Ｕ字形又はＶ字形の断面を含み、これにより、内皮及び外皮を画定する。前記端部と前記捻れ部分の間の一対の中間部分は、外皮と内皮を含み、前記中間部分の前記外皮は、前記管状端部から前記捻れ部分にほぼ真っ直ぐに移行し、前記中間部分の前記内皮は、管状断面から前記Ｕ字形又はＶ字形断面の何れか一つに移行し、さらに前記内皮に突起した断面を含む。隆起した断面は、凹所を画定する。

更なる実用的な用途が以下に提供される説明から明らかになる。説明及び詳細な例は、例示目的のものであり、本開示の範囲を限定するためのものではない。

本開示は、詳細な説明及び添付図面から、より完全に理解される。

本開示の目的による、例示的な横方向ストラットを有する後輪車軸を示す斜視図である。 本開示の目的による、横方向ストラットの一端の斜視図である。 図３ａ及び３ｂは、本開示の目的による、横方向ストラットの平面図及び側面図を示す。 図３の線４−４に沿った横方向ストラットの断面図である。 図３の線５−５に沿った横方向ストラットの断面図である。 図３の線６−６に沿った横方向ストラットの断面図である。 図３の線７−７に沿った横方向ストラットの断面図である。 図３の線８−８に沿った横方向ストラットの断面図である。 図３の線９−９に沿った横方向ストラットの断面図である。

以下の説明は、実際は、単なる例示であり、本開示、用途、及び使用を制限するものではない。当然のことながら、全ての図面において、対応する参照番号は、同様の又は対応する部品又は特徴を示す。

図１は、例示的な後輪車軸１０の斜視図を示す。後輪車軸１０は、一対の長手方向制御アーム１２と、一般に「コイルオーバ油圧シリンダユニット（coil-over-oil unit）」と呼ばれる一対のショックアブゾーバ１４と、制御アーム１２を互いに連結する横方向ストラット１６とを含む。図１は、「コイルオーバ油圧シリンダ」式のショックアブゾーバ１４を表すが、本教示を、別々に設けられたバネ及び緩衝器、又はシャシーを横切り且つ制御アーム１２の先端に取り付けられたトーションバーを有する車軸に適用してもよい。

図１の横方向ストラット１６は、湾曲工程によって変形された管状材料で製造される。湾曲構造が、車軸が僅かに捻れるのを可能にし、これにより、一方のホイールの動きが、横方向ストラットの捻れ動作によって部分的に吸収される。

さらに、横方向ストラット１６は、図４に示されるような一対の管状端部１８、図９に示されるような変形された中間部分２０、及び図５から８に示されるような、端部１８とトーション部分２０の間の一対の中間部分２２を有する。横方向ストラット１６の異形トーション部分２０は、図９に示すようなＵ字形断面を有してもよく、又はＩ字形断面、Ｌ字形断面、Ｔ字形断面、Ｖ字形断面、又はＸ字形断面（図示せず）としてもよい。

管状部材をＵ字型トーション部分に変形すると、図９に示すように、Ｕ字型トーション部分２０の外皮２４と内皮２６が画定される。外皮２４は、中間部分２２では、元々の半円筒形状の大部分を維持するが、内皮２６は、以下でタングと称する、隆起した輪郭形状２８を画定する。中間部分２２に配置されたタング２８は、捻りの柔軟性を向上させ、横方向ストラット１６の曲げ強度を強める。

図３ａ及び３ｂを参照して、タング２８の詳細をより良く表すために、横方向圧縮材１６の上面図及び横断面図を示す。図５に示すように、図３ａの４−４断面と５−５断面の間で、内皮２６は、長手方向軸線Ｘに向けて全体的に凹んだ形状をたどり始め、（長手方向軸線と直角であり、且つストラット１６の対称線に沿って）横方向軸線ｚに関して中央に位置決めされる。凹んだ形状は、横方向ストラット１６の長手方向軸線から約６０−７５度の非常に急な勾配とされ、端部１８から急に離れる。降下角度は、トーションビームの中心線（Ｘ軸）の真上で変化する。５−５断面と７−７断面の間では、凹んだ形状が連続するが、下り傾斜の角度がより浅く、長手方向軸線に対して約８−１５度である。図６及び７に示す断面部分は、タング２８の深さの最小変化の特性を示す。７−７断面と８−８断面の間では、やはり下り傾斜ではあるが、内皮２６は、図３ｂに最も明確に図示するような凸部形状を呈するようになる。傾斜は、トーションビームの中心線（Ｘ軸）の真下で再び変化する。８−８断面から９−９断面では、内皮２６は、図９に示す最終的なＵ字型トーション部分２０に達するまで、約６５−８５度の急勾配の凹部形状を呈する。その上、５−５断面から９−９断面では、タング２８は、横方向ストラット１６の硬化を助けるために、約３ｍｍの深さの凹み３０を画成する。

図３ｂ及び図６乃至８は、想像線で、タング２８構造がない断面の例を比較して表している。図５に示すように、中間部分２２の内皮２６’は、図９に示す最終的なＵ字トーション部分２０になるように、長手方向軸線ｘに向かう連続的な凹んだ傾斜によって画成され、横方向軸線ｚに関して中央に位置決めされる。

横方向ストラット１６の形成工程は、各端にマンドレルを入れて、チューブの端が変形するのを防ぎながら、円筒チューブを、中間部分で、下壁部分に向けて凹んだ上壁部分を有する予成形品に変形させる第１の上側クラッシュダイ（crash die）を用いる第１の予形成ステップを伴う。次いで、第２の上側クラッシュダイを用いて最後の成形ステップを実行する。第１の上側クラッシュダイ及び第２の上側クラッシュダイは、各々、マンドレルによって形成する断面のためのクリアランスを含む。換言すれば、断面２８は、第１のステップで予成形され、さらに第２Ｕ字成形ステップで最終成形される。

本開示の説明は、事実上、単なる例示であり、従って、本開示の要旨から逸脱しない変更は、本開示の範囲内にあることを意味する。このような変形は、本開示の趣旨及び範囲から逸脱するものではない。

Claims (14)

1. 複合型後輪車軸用の管状の横方向ストラットであって、
   一対の管状端部と、
   変形されたトーション部分と、
   前記管状端部と前記トーション部分の間の一対の中間部分とを備え、
   前記中間部分の各々は、外皮部分と内皮部分を含み、
   前記内皮部分は、前記管状端部から前記トーション部分まで移行し、
   各中間部分の前記内皮部分は、概ね凹状形状を画定し、前記凹状形状は隆起した輪郭に続き、また、前記トーション部分に到達するまで下方へ傾く急勾配が凹状形状に続き、これによりタング形輪郭を呈する、横方向ストラット。
2. 前記横方向ストラットの前記中間部分は、前記タング形輪郭の長さよりも長い、請求項１に記載の横方向ストラット。
3. 前記タング形輪郭は、長手方向断面で、凸状輪郭を画定する請求項１又は２に記載の横方向ストラット。
4. 前記中間部分の前記外皮部分は、全体的に半円筒形状を維持する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の横方向ストラット。
5. 前記中間部分の前記内皮部分の前記タング形輪郭は、前記管状端部と前記トーション部分の間に配置される、請求項１乃至４の何れか１項に記載の横方向ストラット。
6. 前記中間部分の内皮部分は、全体的に、長手方向軸線に向かって前記管状端部から長手方向軸線に対して６０乃至７５の降下角度の凹んだ形状をたどる、請求項１乃至５の何れか１項に記載の横方向ストラット。
7. 降下角度は、前記内皮部分が前記長手方向軸線まで延びる前に減少する、請求項６に記載の横方向ストラット。
8. 前記降下角度は、長手方向軸線から約８から１５度まで減少する、請求項７に記載の横方向ストラット。
9. 長手方向軸線の真下で、前記内皮部分は、前記トーション部分に到達するまで、約６５から８５の角度で降下する、請求項８に記載の横方向ストラット。
10. 前記タング形輪郭は、凹み部を画定する、請求項９に記載の横方向ストラット。
11. 前記凹み部は、約３ｍｍの深さを有する、請求項１０に記載の横方向ストラット。
12. 前記中間部分の前記内皮部分は、第１の傾斜角度で前記管状端部から移行し、前記第１の傾斜角度よりも小さい第２の傾斜角度で前記タング形輪郭に移行し、前記タング形輪郭は、前記トーション部分に移行する前記第２の傾斜角度よりも大きい第３の傾斜角度に移行する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の横方向ストラット。
13. 前記トーション部分は、Ｕ字形又はＶ字形断面の何れか一方を有する、請求項１乃至１２の何れか１項に記載の横方向ストラット。
14. 車両用の後輪車軸組立体であって、
    一対の長手方向制御アームと、
    一対の、バネと緩衝器の組み合わせと、
    前記長手方向制御アームを相互に連結する管状横方向ストラットとを備え、
    前記管状横方向ストラットは、一対の管状端部と、変形されたトーション部分と、前記管状端部と前記トーション部分の間の一対の中間部分とを備え、
    前記中間部分の各々は、外皮部分と内皮部分を有し、
    各中間部分の前記内皮部分は、概ね凹状形状を画定し、前記凹状形状は隆起した輪郭に続き、また、前記トーション部分に到達するまで下方へ傾く急勾配が凹状形状に続き、これによりタング形輪郭を呈する後輪車軸組立体。

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