JP6363402B2 - トーションビーム式サスペンション - Google Patents

Description

本発明は、トーションビーム式サスペンションに関する。

トーションビームの端部に設けた切欠にトレーリングアームの外面を当接させ、その当接した部分を溶接することによって、トレーリングアームにトーションビームを連結したトーションビーム式サスペンションが知られている。しかし、このような構造のトーションビーム式サスペンションは、ロール剛性が弱い。

そこで、ガゼットと呼ばれる補強部材を用いてロール剛性を向上させる技術が提案されている（特許文献１）。このガゼットは、トーションビームの両端の外面上に溶接されるものであって、トーションビームの切欠に連続する切欠を有している。

この場合、トレーリングアームは、その外面をこの連続する切欠によって形成される切欠部に当接させ、その切欠部が当接した部分を溶接することによって、トーションビームに連結される。

このようにすると、トレーリングアームとトーションビームとが強固に連結されることとなるので、ガゼットが用いられていない構造と比較して、ロール剛性が向上する。

特許第４３４０４８０号

しかし、このガゼットを備える構成では、ガゼットの先端部分近傍、具体的には、トレーリングアームからトーションビームに向く方向側の端部近傍に、トーションビームのねじりに伴う応力が集中するという問題があった。

このような応力集中が発生した場合、その部分からトーションビームに亀裂が入ったり、その部分でガゼットがトーションビームから剥がれたりするといった破壊が発生することが懸念された。

そこで、本発明は、ガゼットが用いられた構成であって、応力集中部分での破壊が発生しにくく、しかも、ロール剛性を高め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目的とする。

本発明の一側面のトーションビーム式サスペンションは、
一対のトレーリングアーム(２)と、
軸方向の両端部において各前記トレーリングアームに連結されるトーションビーム(３)と、
前記トーションビームの軸方向の両端部において、前記トーションビームの外面と各前記トレーリングアームとに跨って溶接される第１補強部材であって、外縁部が溶接されることによって、前記トーションビームおよび各前記トレーリングアームに対し固定される第１補強部材(４)（ガゼットに相当する）と、
前記トーションビームの軸方向の両端部において、前記トーションビームの内面と各前記トレーリングアームとに跨って溶接される第２補強部材であって、外縁部が溶接されることによって、前記トーションビームおよび各前記トレーリングアームに対し固定される第２補強部材(５)と、
を備え、
前記第１補強部材は、
前記第２補強部材が前記トーションビームに対し溶接される溶接線で囲まれる溶接範囲の内側に、前記トーションビームのねじれに伴う応力集中が発生する部分が少なくとも位置するように前記トーションビームに対して溶接されている。

このようにすると、トーションビームにねじれが生じる場合であっても、溶接線で囲まれる溶接範囲の内側は、第２補強部材によってねじれ難くなる。
そして、本発明では、このねじれ難くなった部分で、第１補強部材をトーションビームに溶接しているので、従来、第１補強部材とトーションビームとの溶接部分のうち、トーションビームのねじれに伴う応力集中が発生していた部分への応力の集中が緩和される。

また、本発明では、トーションビームのねじれに伴う応力が第１補強部材と第２補強部材とに分散されるので、ロール剛性も向上する。
したがって、本発明のトーションビーム式サスペンションによると、応力集中による破壊が発生しにくくなり、しかも、ロール剛性を高めることができる。

尚、溶接線とは、必ずしも一続きの線である必要はなく、線状に形成されているものであればよい。
ところで、第１補強部材とトーションビームとの溶接部分のうち、応力集中が発生する部分は、対になる第１補強部材が位置する側の先端部分からトーションビームの長手方向に沿って１／４の部分に位置することが経験則的に分かっている。

そのため、第２補強部材がトーションビームに対し溶接される溶接線状部で囲まれる範囲の内側に、その１／４の部分が位置するようにトーションビームに対して溶接されるようにしてもよい。

また、第１補強部材は、第２補強部材がトーションビームに対し溶接される溶接線状部で囲まれる範囲の内側に、第１補強部材の全体が位置するようにトーションビームに対して溶接されるようにしてもよい。

次に、第１補強部材およびトーションビームは、これらに跨って形成された切欠部であって、トレーリングアームの外面を軸周りに１８０度以上の範囲で掴む切欠部を備え、この切欠部を介してトレーリングアームと、トーションビームおよび第１補強部材とが溶接されていてもよい。

このようにすると、トレーリングアームとトーションビームとを構造的にも結合することができるので、トレーリングアームとトーションビームとを強固に連結することができる。

次に、トーションビームは、開口を下方に向けた樋形状に形成したものを用いてもよい。
このようにすると、板金を曲げ加工することによってトーションビームを形成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を安価に製造できる。

また、このトーションビームを用いると、円柱形状のトーションビームを形成する技術がない地域であっても、板金の曲げ加工によってトーションビームを製造することができるので、トーションビームを現地調達することができる。

尚、第１補強部材および第２補強部材についても、板部材を曲げ加工して形成してもよい。
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

図１（Ａ）は、本実施形態のトーションビーム式サスペンションの斜視図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ断面図である。 図１（Ａ）中のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図３（Ａ）は、本実施形態のトーションビーム式サスペンションの平面図、図３（Ｂ）は、本実施形態のトーションビーム式サスペンションの正面図である。 本実施形態のトーションビーム式サスペンションの変形例の平面図であり、左側のトレーリングアームとトーションビームとが接続される部分のみを示す部分図である。 本実施形態のトーションビーム式サスペンションの変形例の平面図であり、左側のトレーリングアームとトーションビームとが接続される部分のみを示す部分図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション１は、図１（Ａ）に示すように、左右のトレーリングアーム２と、これらトレーリングアーム２を連結するトーションビーム３とを備えている。

各トレーリングアーム２は、断面円形の中空状のパイプを曲げ加工して形成されている。左右のトレーリングアーム２は、左右対称に形成されている。
各トレーリングアーム２の一端には、カラー２０が溶接により固定されている。各トレーリングアーム２は、このカラー２０を介して、図示しない車体に揺動可能に支持される。

各トレーリングアーム２の他端には、キャリア２１が溶接により固着されている。このキャリア２１を介して図示しない車輪が回転可能に支持される。
トーションビーム３は、図１（Ｂ）に示すように、樋形状に形成されており、板部材が折り曲げられて、その断面形状がＶ字状又はＵ字状になるように形成されたものである。このトーションビーム３は、車体の下側に向かって開口するように配置される。このため、このトーションビーム３の形状は、鞍型形状とも言われている。

トーションビーム３の軸方向の両端部には、図２に示すように、切欠３０がそれぞれ形成されている。各切欠３０は、トレーリングアーム２の外面の形状に沿った円弧状に形成されている。

このトーションビーム３には、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、その軸方向の両端部に、第１補強部材４（ガゼット）と第２補強部材５（リンフォース）とがそれぞれ溶接されている。

各第１補強部材４は、プレス加工等により板部材を曲げ加工して、下方に向かって開口する断面Ｕ字状に形成されたものであり、トーションビーム３の開口側とは反対側である上側の外面上に溶接される。

各第１補強部材４は、図３（Ａ）に示すように、トレーリングアーム２側からトーションビーム３側（先端側）に向かって、その断面形状の幅が徐々に小さくなるように形成されている。

また、各第１補強部材４には、図２に示すように、トーションビーム３からトレーリングアーム２に向かう側（以下「後端側」という）の端部に切欠４０が形成されている。各切欠４０は、トレーリングアーム２の外面の形状に沿った円弧状に形成されている。

各第１補強部材４に形成された切欠４０と、トーションビーム３の軸方向の両端部に形成された各切欠３０とは、トレーリングアーム２の外面に沿った連続した切欠部６をそれぞれ形成する。

各切欠部６は、トレーリングアーム２の外面を軸周りに１８０度以上の範囲で掴む大きさに形成されている。
本実施形態では、各切欠部６を介してトレーリングアーム２と、トーションビーム３および第１補強部材４とが当接し、この当接された部分が溶接されることによって、これらが連結されている。

また、第１補強部材４は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、トーションビーム３に対して板部材の縁部に相当する部分が当接することとなり、その縁部が当接した部分が溶接されることによってトーションビーム３に溶接される。

第２補強部材５は、第１補強部材４と同様、プレス加工等により板部材が曲げ加工されたものであり、トーションビーム３の内面のうち上方側の側面に溶接される。
また、第２補強部材５は、第１補強部材４と同様、トレーリングアーム２側からトーションビーム３側に向かって、その断面形状の幅が徐々に小さくなるように形成されている。

ただし、第２補強部材５は、第１補強部材４よりも長尺状に形成されており、トレーリングアーム２側からトーションビーム３側に向かう方向の先端部の位置は、第２補強部材５の方が第１補強部材４よりも遠い位置となるように溶接されている。

また、第２補強部材５は、第１補強部材４よりも幅広に形成されている。
この第２補強部材５は、トレーリングアーム２およびトーションビーム３に対して板部材の縁部に相当する部分が当接するように配置され、その縁部が当接した部分が溶接されることによってトレーリングアーム２およびトーションビーム３に溶接される。

この第２補強部材５は、第１補強部材４よりも幅広で、トーションビーム３の軸方向に沿った長さも長いので、第２補強部材５がトーションビーム３に溶接されたときの溶接線αで囲まれた範囲の内側に第１補強部材４が位置するように溶接される。

このため本実施形態のトーションビーム式サスペンション１では、トーションビームにねじれが生じる場合であっても、溶接線αで囲まれた範囲の内側は、第２補強部材５によってねじれ難くなる。

そして、第１補強部材４は、このねじれ難くなった部分を介して、トーションビーム３に溶接される。
そのため、このトーションビーム式サスペンション１では、従来、第１補強部材４とトーションビーム３との溶接部分のうち、トーションビーム３のねじれに伴う応力集中が発生していた部分（図３（Ａ）中に示した応力集中部に相当する部分）への応力の集中が緩和される。

また、本実施形態では、トーションビーム３のねじれに伴う応力が第１補強部材４と第２補強部材５とに分散されるので、ロール剛性も向上する。
したがって、本実施形態のトーションビーム式サスペンション１によると、応力集中による破壊が発生しにくくなり、しかも、ロール剛性を高めることができる。

［他の実施形態］以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載された発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない
（１）上記実施形態で説明したトーションビーム式サスペンション１はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。

（２）上記実施形態では、トーションビーム３として鞍型形状のものを用いた例について説明したが、これ以外の形状（例えば円筒形状）のものでもよい。
（３）上記実施形態では、第１補強部材４の全体が第２補強部材５の溶接範囲の内側に位置する大きさの第１補強部材４および第２補強部材５を用いたが、これに限られるものではない。応力集中が発生する部分が少なくとも溶接範囲内に入っていればよい。

例えば、応力集中が発生する部分は、第１補強部材４の先端部から後端側に向かって１／４の部分であるので、図４に示すように、少なくともこの部分が溶接範囲内に入るようにしてもよい。

（４）上記実施形態では、第１補強部材４として先端部が丸みを帯びたものについて説明したが、図５に示すように、先端部が直線状に形成されていてもよい。
この場合、前記トーションビームのねじれによって生ずる応力は、先端部の両側の角部βに生ずるので、この角部が第２補強部材５の溶接範囲内に位置させるようにするとよい。

（５）上記実施形態では、各切欠部６が、トレーリングアーム２の外面を軸周りに１８０度以上の範囲で掴む大きさに形成されているものについて説明したが、これに限るものではない。

（６）上記実施形態では、切欠４０が形成された部分を直接溶接しているが、切欠４０に沿ってフランジを設け、そのフランジを溶接して、第１補強部材４をトレーリングアーム２に接合するようにしてもよい。

１… トーションビーム式サスペンション
２… トレーリングアーム
３… トーションビーム
４… 第１補強部材
５… 第２補強部材
６… 切欠部
２０… カラー
２１… キャリア
３０… 切欠
４０… 切欠

Claims (6)

1. 一対のトレーリングアームと、
   軸方向の両端部において各前記トレーリングアームに連結されるトーションビームと、
   前記トーションビームの軸方向の両端部において、前記トーションビームの外面と各前記トレーリングアームとに跨って溶接される第１補強部材であって、外縁部が溶接されることによって、前記トーションビームおよび各前記トレーリングアームに対し固定される第１補強部材と、
   前記トーションビームの軸方向の両端部において、前記トーションビームの内面と各前記トレーリングアームとに跨って溶接される第２補強部材であって、外縁部が溶接されることによって、前記トーションビームおよび各前記トレーリングアームに対し固定される第２補強部材と、
   を備え、
   前記第１補強部材は、
   前記第２補強部材が前記トーションビームに対し溶接される溶接線で囲まれる範囲の内側に、前記トーションビームのねじれに伴う応力集中が発生する部分が少なくとも位置するように前記トーションビームに対して溶接されると共に、
   前記第２補強部材が前記トーションビームに対し溶接される溶接線状部で囲まれる範囲の内側に、当該第１補強部材の全体が位置するように前記トーションビームに対して溶接される
   ことを特徴とするトーションビーム式サスペンション。
2. 請求項１に記載のトーションビーム式サスペンションにおいて、
   前記第１補強部材は、
   前記第２補強部材が前記トーションビームに対し溶接される溶接線状部で囲まれる範囲の内側に、対になる前記第１補強部材が位置する側の先端部分から前記トーションビームの長手方向に沿って１／４の部分が位置するように前記トーションビームに対して溶接した
   ことを特徴とするトーションビーム式サスペンション。
3. 請求項１〜２のいずれか一項に記載のトーションビーム式サスペンションにおいて、
   
   前記第１補強部材および前記トーションビームは、
   これらに跨って形成された切欠部であって、前記トレーリングアームの外面を軸周りに１８０度以上の範囲で掴む切欠部を備え、前記切欠部を介して前記トレーリングアームと、前記トーションビームおよび前記第１補強部材とが溶接され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。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のトーションビーム式サスペンションにおいて、
   前記トーションビームは、
   開口を下方に向けた樋形状に形成され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。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のトーションビーム式サスペンションにおいて、
   前記第１補強部材は、板部材を曲げ加工して形成され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。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のトーションビーム式サスペンションにおいて、
   前記第２補強部材は、板部材を曲げ加工して形成され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。