JP6035315B2 - Torsion beam for suspension - Google Patents
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Description
本発明は、サスペンション用トーションビームに関し、特に、四輪自動車等の車両に装着されるサスペンション用トーションビームに関するものである。 The present invention relates to a suspension torsion beam, and more particularly to a suspension torsion beam mounted on a vehicle such as a four-wheeled vehicle.
近年、四輪自動車等の車両用サスペンション装置に対しては、部品点数が少なく、構造が比較的簡素で、スペース効率に優れるトーションビーム式サスペンションが、小排気量車等を中心に多く採用されてきている。 In recent years, for suspension devices for vehicles such as four-wheeled vehicles, torsion beam suspensions having a small number of parts, a relatively simple structure, and excellent space efficiency have been widely adopted mainly for small displacement vehicles. Yes.
そのため、かかるトーションビーム式サスペンションに対しては、その生産性等を向上させながら、その強度や剛性をより増大させることが求められている。 Therefore, such a torsion beam type suspension is required to increase its strength and rigidity while improving its productivity.
かかる状況下で、特許文献1は、トーションビーム式サスペンションに関し、材料を節約しながら、仕様要求に応える様々な剛性を実現するため、剛性の向上を調整することを企図して、前面板の下縁から前方に折り曲げて成形した前補強フランジの前折曲角度と、後面板の下縁から後方に折り曲げて形成した後補強フランジの後折曲角度と、を異ならせた構成を開示している。 Under such circumstances, Patent Document 1 relates to a torsion beam type suspension, and in order to realize various stiffnesses that meet the specification requirements while saving materials, the lower edge of the front plate is intended to be adjusted. The front bending angle of the front reinforcing flange formed by bending forward from the front and the rear bending angle of the rear reinforcing flange formed by bending backward from the lower edge of the rear plate are disclosed.
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1のトーションビームの構成においては、フランジを折り曲げることにより剛性を調整することができるものではあるが、フランジを折り曲げるだけでは捩り剛性の調整幅は極めて狭く、多種多様な車両の仕様に適用すべく捩り剛性の調整幅を広げるという観点では改善の余地がある。 However, according to the study of the present inventor, in the configuration of the torsion beam of Patent Document 1, the rigidity can be adjusted by bending the flange, but the adjustment width of the torsional rigidity is extremely large only by bending the flange. There is room for improvement in terms of widening the adjustment range of torsional rigidity to be applied to narrow and diverse vehicle specifications.
本発明は、以上の検討を経てなされたもので、簡便な構成で、良好な生産性や高い強度等を確保しながら捩り剛性を高い自由度で調整することができるサスペンション用トーションビームを提供することを目的とする。 The present invention has been made through the above-described studies, and provides a torsion beam for suspension capable of adjusting torsional rigidity with a high degree of freedom while ensuring good productivity and high strength with a simple configuration. With the goal.
以上の目的を達成すべく、本発明の第1の局面においては、一端側が車体に支持される一方で他端部に車輪を支持するトレーリングアームを連結すると共に、前記車体の幅方向に延在するサスペンション用トーションビームであって、前記トーションビームは、前記車体の前方向に凸になるように膨出する前膨出壁、前記前膨出壁の下端から垂下する前縦壁、及び前記前縦壁の下端から前記前方向に延在する前フランジを有する前壁と、前記車体の後方向に凸になるように膨出する後膨出壁、前記後膨出壁の下端から垂下する後縦壁、及び前記後縦壁の下端から前記後方向に延在する後フランジを有し、前記前壁に対して前記後方向の側に配置されてそれと対向する後壁と、を備え、前記前縦壁は、前記前膨出壁よりも前記後方向に配設され、前記後縦壁は、前記後膨出壁よりも前記前方向に配設された構成を有する。 In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, a trailing arm that supports a wheel is connected to the other end while one end is supported by the vehicle, and extends in the width direction of the vehicle. A torsion beam for suspension, wherein the torsion beam includes a front bulging wall that bulges so as to protrude forward of the vehicle body, a front vertical wall that hangs down from a lower end of the front bulging wall, and the front vertical beam A front wall having a front flange extending in the forward direction from the lower end of the wall; a rear bulging wall that bulges in a rearward direction of the vehicle body; and a rear vertical that hangs down from the lower end of the rear bulging wall A front wall having a rear flange extending in the rear direction from a lower end of the rear vertical wall, the rear wall being disposed on the rear side with respect to the front wall and facing the rear wall, The vertical wall is disposed in the rear direction from the front bulging wall. It said rear vertical wall has a structure which is disposed in the front direction than the rear bulging wall.
また、本発明は、かかる第1の局面に加え、前記前膨出壁と前記後膨出壁との間に位置して、前記車体の上方に突出しながら前記前膨出壁及び前記後膨出壁の上端同士を接続す
る突出部を更に備えることを第2の局面とする。
In addition to the first aspect, the present invention is located between the front bulging wall and the rear bulging wall, and protrudes upward from the vehicle body while the front bulging wall and the rear bulging. It is a second aspect to further include a protrusion that connects the upper ends of the walls.
また、本発明は、かかる第1又は第2の局面に加え、前記前壁は、前記前フランジの前端から垂下する前補強壁を更に有し、前記後壁は、前記後フランジの後端から垂下する後補強壁を更に有することを第3の局面とする。 In addition to the first or second aspect, the present invention further includes a front reinforcing wall that hangs down from a front end of the front flange, and the rear wall extends from a rear end of the rear flange. It is a third aspect to further have a rear reinforcing wall that hangs down.
また、本発明は、かかる第2又は第3のの局面に加え、前記幅方向の端部において、前記突出部は、前記前後方向の幅が広い拡幅突出部を有することを第4の局面とする。 In addition to the second or third aspect, the present invention provides a fourth aspect in which, at the end in the width direction, the protrusion has a widened protrusion having a wide width in the front-rear direction. To do.
また、本発明は、かかる第4の局面に加え、前記拡幅突出部は、前記車体の平面視において鏃形状を呈する終端部で終端することを第5の局面とする。 Moreover, this invention makes it 5th aspect to terminate the said widening protrusion part in the terminal part which exhibits a hook shape in planar view of the said vehicle body in addition to this 4th aspect.
本発明の第1の局面における構成によれば、一端側が車体に支持される一方で他端部に車輪を支持するトレーリングアームを連結すると共に、車体の幅方向に延在するサスペンション用トーションビームであって、トーションビームが、車体の前方向に凸になるように膨出する前膨出壁、前膨出壁の下端から垂下する前縦壁、及び前縦壁の下端から前方向に延在する前フランジを有する前壁と、車体の後方向に凸になるように膨出する後膨出壁、後膨出壁の下端から垂下する後縦壁、及び後縦壁の下端から後方向に延在する後フランジを有し、前壁に対して後方向の側に配置されてそれと対向する後壁と、を備え、前縦壁が、前膨出壁よりも後方向に配設され、後縦壁が、後膨出壁よりも前方向に配設された構成を有することにより、多種多様な車両の仕様に応じて、簡便な構成で、良好な生産性や高い強度等を確保しながら捩り剛性を高い自由度で調整することができる。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the suspension torsion beam is connected to the trailing arm that supports the wheel at the other end while the one end is supported by the vehicle and extends in the width direction of the vehicle. The torsion beam extends forward from the front bulging wall that bulges out in a forward direction of the vehicle body, the front vertical wall that hangs down from the lower end of the front bulging wall, and the lower end of the front vertical wall. A front wall having a front flange, a rear bulging wall that bulges in the rearward direction of the vehicle body, a rear vertical wall that hangs from the lower end of the rear bulging wall, and a rearward extension from the lower end of the rear vertical wall A rear wall that is disposed on the rear side of the front wall and that faces the front wall, the front vertical wall being disposed rearward of the front bulging wall, and By having a configuration in which the vertical wall is disposed in front of the rear bulge wall, Such in accordance with the vehicle specifications, with a simple configuration, it is possible to adjust the torsional rigidity with a high degree of freedom while ensuring good productivity and high strength.
また、本発明の第2の局面における構成によれば、前膨出壁と後膨出壁との間に位置して、車体の上方に突出しながら前膨出壁及び後膨出壁の上端同士を接続する突出部を更に備えることにより、トーションビームの成形性を向上させることができる。 Further, according to the configuration of the second aspect of the present invention, the upper ends of the front bulge wall and the rear bulge wall are positioned between the front bulge wall and the rear bulge wall and protrude upward from the vehicle body. By further including a projecting portion for connecting the torsion beam, the torsion beam formability can be improved.
また、本発明の第3の局面における構成によれば、前壁が、前フランジの前端から垂下する前補強壁を更に有し、後壁が、後フランジの後端から垂下する後補強壁を更に有することにより、トーションビームの強度や剛性をより一層向上することができる。 According to the configuration of the third aspect of the present invention, the front wall further includes a front reinforcing wall that hangs down from the front end of the front flange, and the rear wall includes a rear reinforcing wall that hangs down from the rear end of the rear flange. In addition, the strength and rigidity of the torsion beam can be further improved.
また、本発明の第4の局面における構成によれば、幅方向の端部において、突出部が、前後方向の幅が広い拡幅突出部を有することにより、トーションビームを溶接治具等に載置する際の位置決めを容易にできるため、簡便な構成でその溶接性を向上することができる。 According to the configuration of the fourth aspect of the present invention, the torsion beam is placed on a welding jig or the like because the projecting portion has the widened projecting portion having a wide width in the front-rear direction at the end in the width direction. Therefore, the weldability can be improved with a simple configuration.
また、本発明の第5の局面における構成によれば、拡幅突出部が、車体の平面視において鏃形状を呈する終端部で終端することにより、車体の幅方向における縦断面形状の急激な形状変化を抑制できるので、形状が変化した部分における応力の集中を緩和しながら、その溶接性を向上することができる。 Further, according to the configuration of the fifth aspect of the present invention, the widening protruding portion terminates at a terminal portion that exhibits a hook shape in a plan view of the vehicle body, whereby a sudden shape change of the longitudinal sectional shape in the width direction of the vehicle body is achieved. Therefore, the weldability can be improved while relaxing the stress concentration at the part where the shape has changed.
以下、図1から図4を適宜参照して、本発明の実施形態における車両のサスペンションに適用されるトーションビームにつき詳細に説明する。なお、図中、x軸、y軸及びz軸は、3軸直交座標系を成す。また、x軸の正方向が車体の前方向であり、y軸の正方向が車体の左方向であり、かつ、z軸の正方向が車体の上方向である。また、x軸の方向を長手方向と呼ぶことがあり、y軸の方向を幅方向と呼ぶことがある。 Hereinafter, the torsion beam applied to the vehicle suspension in the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4 as appropriate. In the figure, the x-axis, y-axis, and z-axis form a three-axis orthogonal coordinate system. The positive direction of the x axis is the front direction of the vehicle body, the positive direction of the y axis is the left direction of the vehicle body, and the positive direction of the z axis is the upward direction of the vehicle body. In addition, the x-axis direction may be referred to as the longitudinal direction, and the y-axis direction may be referred to as the width direction.
図1は、本実施形態における車両のサスペンションに適用されるトーションビームの平面図である。図2は、図1のA−A断面図である。また、図3は、図1のB−B断面図である。また、図4は、図1の部分拡大平面図である。 FIG. 1 is a plan view of a torsion beam applied to a vehicle suspension in the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 4 is a partially enlarged plan view of FIG.
まず、本実施形態における車両のサスペンションに適用されるトーションビームの全体構成について、図1を参照しながら、詳細に説明する。 First, an overall configuration of a torsion beam applied to a vehicle suspension in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.
図1に示すように、トーションビーム10は、図示を省略する四輪自動車等の車両のサスペンションに適用され、その幅方向の両端にトレーリングアームTAを装着する。トレーリングアームTAは、車輪を支持しながらリヤサイドフレーム等の車体に装着されるものである。
As shown in FIG. 1, the
具体的には、トーションビーム10は、上方に凸の形状を呈した鋼板等の金属板から成る板部材であって、幅方向に延在しながら、その幅方向の両端に左右一対のトレーリングアームTAを連結するものである。
Specifically, the
一対のトレーリングアームTAは、各々、典型的には鋼管等の金属製のパイプ部材から成る略円筒状の部材であって、トーションビーム10にアーク溶接等で溶接されることにより固設されるものである。なお、一対のトレーリングアームTAは、トーションビーム10の幅方向の両端に各々の一部が覆い被された態様で溶接されていてもよいし、また、トーションビーム10の幅方向の両端部に各々の一部で上下方向から挟み込んだ態様で溶接されていてもよい。
Each of the pair of trailing arms TA is a substantially cylindrical member typically made of a metal pipe member such as a steel pipe, and is fixed by being welded to the
次に、トーションビーム10の構成につき、図1に加えて更に図2から図4をも参照しながら、より詳細に説明する。
Next, the configuration of the
トーションビーム10の幅方向の中央部でx−z平面に平行な平面で切った縦断面である図2及びトーションビーム10の幅方向の左端部でx−z平面に平行な平面で切った縦断面である図3に示すように、トーションビーム10は、前方向に凸になるように膨出する前膨出壁11、前膨出壁11の下端から垂下する前縦壁12、及び前縦壁12の下端から前方向に延在する前フランジ13を有する前壁14と、後方向に凸になるように膨出する後膨出壁15、後膨出壁15の下端から垂下する後縦壁16、及び後縦壁16の下端から後方向に延在する後フランジ17を有する後壁18と、を備える。トーションビーム10は、その幅方向の中央部に対して左右対称な形状を有し、前壁14と後壁18とは、前後方向で対向して配設される。
FIG. 2 is a longitudinal section taken along a plane parallel to the xz plane at the center in the width direction of the
かかる縦断面においては、前壁14は、前縦壁12が前膨出壁11の膨出前端部位よりも後方向に位置した所謂インバース形状を呈し、後壁18は、後縦壁16が後膨出壁15の膨出後端部位よりも前方向に位置した所謂インバース形状を呈している。
In such a vertical cross section, the
前膨出壁11及び後膨出壁15は、トーションビーム10の主たる強度部材を構成し、トーションビーム10の縦断面を大きく確保する見地からは、円弧形状の縦断面を有することが好ましい。
The front bulging
前縦壁12及び後縦壁16は、各々の位置を前後に調整することにより、トーションビーム10の捩り剛性を調整することができる捩り剛性調整壁として機能する。
The front
ここで、かかる縦断面においては、トーションビーム10の捩り剛性を正確に調整し得る観点からは、前縦壁12及び後縦壁16は、各々の形状をプレス成形により正確に規定し易い直状壁であることが好ましい。また、前縦壁12及び後縦壁16の各々の形状をプレス成形により正確に規定するためには、前縦壁12及び後縦壁16が各々垂直直状壁である場合には、前縦壁12が前膨出壁11の膨出前端部位よりも後方向に陥設される前後方向の陥設量と、後縦壁16が後膨出壁15の膨出後端部位よりも前方向に陥設される前後方向の陥設量と、は、等しく設定されることがより好ましく、前縦壁12及び後縦壁16が各々傾斜直状壁である場合には、前縦壁12が垂下しながら後傾する後傾角の大きさと、後縦壁16が垂下しながら前傾する前傾角の大きさと、は、等しく設定されることがより好ましい。但し、プレス成形の工程数の増加が許容される場合には、前縦壁12及び後縦壁16は、各々、湾曲壁であってもよい。また、トーションビーム10の捩り剛性の調整が煩雑になることが許容される場合には、前膨出壁11に対する前縦壁12の陥設量や傾斜角といった位置的な性状と、後膨出壁15に対する後縦壁16の陥設量や傾斜角といった位置的な性状と、は、異なっていてもよく、前縦壁12及び後縦壁16の一方のみが、インバース形状を呈していてもよい。
Here, in such a longitudinal section, from the viewpoint that the torsional rigidity of the
また、トーションビーム10の強度を十分に確保しながら捩り剛性を調整し得る観点からは、前縦壁12における上端及び下端間の上下方向の長さL1は、前膨出壁11における上端及び下端間の上下方向の長さL2以下であることが好ましく、後縦壁16における上端及び下端間の上下方向の長さL3は、後膨出壁15における上端及び下端間の上下方向の長さL4以下であることが好ましい。
Further, from the viewpoint of adjusting the torsional rigidity while sufficiently securing the strength of the
また、トーションビーム10と一対のトレーリングアームTAとの接合強度を各々増強する観点からは、トーションビーム10の中央部から幅方向の両端部に向かうにつれ、前縦壁12は、なだらかに前方へと前進した位置をとり、かつ、後縦壁16は、なだらかに後方へと後退した位置をとりながら、前縦壁12は前膨出壁11の下端に連なると共に、後縦壁16は後膨出壁16の下端に連なることにより、トーションビーム10は、幅方向の両端部で断面略U字状を呈することが好ましい。但し、トーションビーム10と一対のトレーリングアームTAとの接合強度が十分に確保できる場合には、トーションビーム10の幅方向両端部においても、前縦壁12及び後縦壁16の双方又は一方は、インバース形状を呈していてもよい。
Further, from the viewpoint of increasing the bonding strength between the
前フランジ13及び後フランジ17は、かかる縦断面においては、典型的には直状壁である。トーションビーム10の重量の増加を抑える見地からは、前フランジ13における後端及び前端間の前後方向の長さL5は、前膨出壁11における上端及び下端間の上下方向の長さL2以下であることが好ましく、後フランジ17における前端及び後端間の前後方向の長さL6は、後膨出壁15における上端及び下端間の上下方向の長さL4以下であることが好ましい。
The
また、トーションビーム10は、その強度を増強する見地からは、前フランジ13の前端から垂下する前補強壁19と、後フランジ17の後端から垂下する後補強壁20と、を更に備えることが好ましい。この際、トーションビーム10の重量の増加を抑える見地からは、前補強壁19における上端及び下端間の上下方向の長さL7は、前フランジ13における後端及び前端間の前後方向の長さL5以下であることが好ましく、後補強壁20における上端及び下端間の上下方向の長さL8は、後フランジ17における前端及び後端間の前後方向の長さL6以下であることが好ましい。かかる前補強壁19及び後補強壁20は、垂直直状壁、傾斜直状壁及び湾曲壁のいずれであってもよい。
Further, the
また、トーションビーム10は、そのプレス成形性を向上する見地からは、前膨出壁11と後膨出壁15との前後方向での間に位置して、上方に突出しながら前膨出壁11及び後膨出壁15の上端同士を接続する突出部21を更に備えることが好ましい。トーションビーム10の溶接治具等への載置性を向上する見地からは、かかる突出部21は、平面視において幅方向に延在し、その幅方向の両端部は、前後方向の幅が広い拡幅突出部22を各々有することが好ましい。トーションビーム10における応力集中を抑制しながら溶接治具等への載置性を向上する見地からは、かかる拡幅突出部22は、平面視で鏃形状を呈する終端部で終端することが好ましい。
Further, the
また、トーションビーム10は、そのプレス成形性を向上しながら、トーションビーム10と一対のトレーリングアームTAとの接合強度を各々増強する観点からは、前縦壁12及び後縦壁16のインバース形状は、拡幅突出部22で各々終端して拡幅突出部22よりも左右外方には設けられないことが好ましい。
Further, from the viewpoint of increasing the bonding strength between the
また、特に図4に拡大して示すように、トーションビーム10は、その強度を増強する見地からは、トーションビーム10の幅方向の両端部において、前フランジ13、前膨出壁11及び後膨出壁15を各々陥設して前後方向に陥設するビード23を更に備えることが好ましい。かかるビード23は、トーションビーム10とトレーリングアームTAの溶接部位に沿うように設けられることにより、その溶接部位への応力集中を抑制することができる。なお、かかるビード23は、後ろフランジに設けられもよく、前補強壁19及び後補強壁20が設けられている場合には、これらに設けられてもよい。
In particular, as shown in an enlarged view in FIG. 4, the
なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。 In the present invention, the type, shape, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above-described embodiment, and the gist of the invention is appropriately replaced such that the constituent elements are appropriately replaced with those having the same operational effects. Of course, it can be changed as appropriate without departing from the scope.
以上のように、本発明においては、簡便な構成で、良好な生産性や高い強度等を確保しながら捩り剛性を高い自由度で調整することができるサスペンション用トーションビームを提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に車両等の移動体のトーションビーム式サスペンションの分野に適用され得るものと期待される。 As described above, the present invention can provide a torsion beam for suspension that can adjust torsional rigidity with a high degree of freedom while ensuring good productivity and high strength with a simple configuration. Therefore, it is expected to be widely applicable to the field of torsion beam suspensions of moving bodies such as vehicles because of its general-purpose universal character.
10…トーションビーム
11…前膨出壁
12…前縦壁
13…前フランジ
14…前壁
15…後膨出壁
16…後縦壁
17…後フランジ
18…後壁
19…前補強壁
20…後補強壁
21…突出部
22…拡幅突出部
23…ビード
TA…トレーリングアーム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記トーションビームは、
前記車体の前方向に凸になるように膨出する前膨出壁、前記前膨出壁の下端から垂下する前縦壁、及び前記前縦壁の下端から前記前方向に延在する前フランジを有する前壁と、
前記車体の後方向に凸になるように膨出する後膨出壁、前記後膨出壁の下端から垂下する後縦壁、及び前記後縦壁の下端から前記後方向に延在する後フランジを有し、前記前壁に対して前記後方向の側に配置されてそれと対向する後壁と、
を備え、
前記前縦壁は、前記前膨出壁よりも前記後方向に配設され、前記後縦壁は、前記後膨出壁よりも前記前方向に配設されたサスペンション用トーションビーム。 A suspension torsion beam extending in the width direction of the vehicle body while connecting a trailing arm that supports a wheel to the other end while one end side is supported by the vehicle body,
The torsion beam is
A front bulging wall that bulges out in a forward direction of the vehicle body, a front vertical wall that hangs from the lower end of the front bulging wall, and a front flange that extends in the forward direction from the lower end of the front vertical wall A front wall having
A rear bulging wall that bulges toward the rear of the vehicle body, a rear vertical wall that hangs from a lower end of the rear bulging wall, and a rear flange that extends rearward from the lower end of the rear vertical wall A rear wall disposed on the side of the rear direction with respect to the front wall and facing the rear wall;
With
The front vertical wall is disposed in the rearward direction with respect to the front bulging wall, and the rear vertical wall is disposed in the forward direction with respect to the rear bulging wall.
前記後壁は、前記後フランジの後端から垂下する後補強壁を更に有する請求項1又は2に記載のサスペンション用トーションビーム。 The front wall further includes a front reinforcing wall depending from a front end of the front flange,
The suspension torsion beam according to claim 1, wherein the rear wall further includes a rear reinforcing wall depending from a rear end of the rear flange.
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