JP6477405B2

JP6477405B2 - トレーリングアーム

Info

Publication number: JP6477405B2
Application number: JP2015202651A
Authority: JP
Inventors: 高明長谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2019-03-06
Anticipated expiration: 2035-10-14
Also published as: JP2017074831A

Description

本発明は、車両のサスペンションに設けられるトレーリングアームに関する。

従来、トレーリングアームを備えるサスペンションが知られている。特許文献１には、トレーリングアーム式ダブルウイッシュボーン型のリアサスペンションにおいて、板状部材をプレス加工して形成され、後端部が車輪側のキャリアに取り付けられ、前端部が車体に揺動自在に取り付けられたトレーリングアームが開示されている。

特許文献１に開示されるトレーリングアームは、車両前後方向に延在するように配置され、車輪より車幅方向内側の位置にて車輪側のキャリアと連結される。また、特許文献１に開示されるトレーリングアームには、後端側に車幅方向外側に突出する湾曲部がプレス加工により形成される。

特開２０１３−２４４７７６号公報

特許文献１に開示されるサスペンションでは、車輪とトレーリングアームとが車幅方向に離れて位置するため、車輪が段差に乗り上げた後、車輪が前方に押された場合に、トレーリングアームに曲げモーメントが入力される。曲げモーメントに対するトレーリングアームの強度を向上するため、トレーリングアームの板厚を厚くする手段があるが、重量の増加を伴う。また、特許文献１の技術では、曲げモーメントに対するトレーリングアームの強度を向上するため、トレーリングアームに車幅方向外側に突出する湾曲部を設けているが、本発明者は、試験等によって湾曲部だけでは曲げモーメントに対する強度が十分でないことを見出した。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、重量増加を伴うことなく強度を向上できるトレーリングアームを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のトレーリングアームは、車両前後方向に延在するように車両に配置され、前端部が車体側に、後端部が車輪側のキャリアに取り付けられるトレーリングアームであって、長手方向に延在する第１板部と、長手方向に延在する第２板部と、第１板部および第２板部の間で長手方向に延在し、第１板部および第２板部より車幅方向の内側に凹む凹部と、を備える。第１板部は、第１板部の後端側でキャリアの取付面に取り付けられる第１取付部と、第１取付部に近接して形成され、第１取付部より車幅方向の外側に張り出す張出部と、を有する。第２板部は、第２板部の後端側でキャリアの取付面に取り付けられる第２取付部を有する。張出部は、凹部の上方に位置し、凹部から前記トレーリングアームの上端縁に渡って形成され、張出部を通る上下方向の断面において、第２板部より車幅方向の外側に張り出す。

この態様によると、凹部に加えて張出部を形成することで張出部を形成しない場合と比べて、張出部を通る上下方向の断面の図心を車幅方向外側にずらし、且つ、断面係数を高めることができる。これにより、車輪からトレーリングアームに入力される曲げモーメントを小さくしつつ、且つ、応力を下げる構成となり、トレーリングアームの強度を向上できる。また、張出部を第２板部より車幅方向の外側に張り出させることで、例えば第２板部を平らにして車両前後方向の荷重に対する強度を確保できる。

本発明によれば、重量増加を伴うことなく強度を向上できるトレーリングアームを提供できる。

実施例のサスペンションの斜視図である。実施例のサスペンションの上面図である。図３（ａ）は、トレーリングアームの正面図であり、図３（ｂ）は、トレーリングアームの上面図である。トレーリングアームの断面図である。

図１は、実施例のサスペンション１０の斜視図である。また、図２は、実施例のサスペンション１０の上面図である。サスペンション１０は、トレーリングアーム式ダブルウィッシュボーン型のリアサスペンションである。なお、以下の実施例で右輪用のサスペンション１０を説明し、右輪用のサスペンション１０と対称形状である左輪用のサスペンションの説明は省略する。

サスペンション１０は、キャリア１２、アッパーアーム１４、ロアアーム１６、リンク部材１８およびトレーリングアーム２０を備える。キャリア１２の中央孔部１２ａには、車輪を回転可能に支持するベアリングが設けられる。キャリア１２は、トレーリングアーム２０が連結されるアーム状の取付部１２ｂを有する。図２に示すように、取付部１２ｂは、中央孔部１２ａより車幅方向の内向き、かつ車両前方向に延出する。取付部１２ｂの先端側に平らで、車両前後方向および上下方向に沿った取付面１２ｃが形成される。

アッパーアーム１４、ロアアーム１６およびリンク部材１８は、一端がキャリア１２に連結され、他端が車体側に連結される。アッパーアーム１４は、キャリア１２の上部に連結され、ロアアーム１６はキャリア１２の車両後方側の下部に連結され、リンク部材１８は、キャリア１２の車両前方側の下部に連結される。図２に示すように、アッパーアーム１４、ロアアーム１６およびリンク部材１８は、車幅方向に沿って延在する。

トレーリングアーム２０は、金属製の板状部材をプレス加工等により成形される。トレーリングアーム２０は、第１取付部２２、第２取付部２４、車体側取付部２６、第１板部３２、第２板部３４、凹部３６、上側フランジ３８および下側フランジ４０を有する。図２に示すように、トレーリングアーム２０は、後端側の第１取付部２２および第２取付部２４がキャリア１２の取付部１２ｂに連結され、前端側の車体側取付部２６が車体側に連結され、車両前後方向に延在するように配置される。トレーリングアーム２０は、板面が車両前後方向および上下方向に沿って延在する。

トレーリングアーム２０は、主として、平板状の第１板部３２および第２板部３４と、第１板部３２および第２板部３４の間に形成された凹部３６を有する。第１板部３２は、長手方向に延在し、第２板部３４は、第１板部３２の下方に離れて位置し、長手方向に延在する。第１板部３２および第２板部３４は同一面上に形成される。

凹部３６は、第１板部３２および第２板部３４の間で車幅方向の内側に凹んで形成される。また、凹部３６は、第１取付部２２および第２取付部２４の間にも位置する。凹部３６は、トレーリングアーム２０の幅方向の中央位置にて長手方向に延在する。上側フランジ３８は、第１板部３２の上端に形成され、下側フランジ４０は、第２板部３４の下端に形成される。凹部３６、上側フランジ３８および下側フランジ４０を設けることで、トレーリングアーム２０の剛性を高められる。

第１取付部２２および第２取付部２４は、トレーリングアーム２０の幅方向、すなわち上下方向に離れて位置し、同一面上に平らな板面として形成される。第１取付部２２は、第１板部３２の後端側に形成されてトレーリングアーム２０の上側に位置し、第２取付部２４は、第２板部３４の後端側に形成されて下側に位置する。第１取付部２２および第２取付部２４は、キャリア１２の取付面１２ｃに面接触した状態で、第１取付孔２８ａ、２８ｂおよび第２取付孔３０にボルト等の止め具を挿通して固定される。

車体側取付部２６は、孔状に形成されて、ゴム材で形成されたブッシュを装着されて車体側に連結される。車体側取付部２６は、ブッシュによりトレーリングアーム２０を揺動自在にし、路面からの突き上げ入力を吸収する。

張出部４２は、第１取付部２２に近接して、車幅方向外向きに張り出すようにプレス加工によって形成される。張出部４２は、キャリア１２の取付面１２ｃに近接する。張出部４２によりトレーリングアーム２０の強度を高めることができる。上側フランジ３８は、張出部４２より前方側に位置する。

トレーリングアーム２０は、車両前後方向に延在するため、車両走行中の段差乗り越え時や制動時に車両前後方向の荷重が入力される。他のアッパーアーム１４、ロアアーム１６およびリンク部材１８が車幅方向に配置されているため、トレーリングアーム２０によって車両前後方向の荷重を受ける構成になっており、トレーリングアーム２０は車両前後方向の荷重に対して高い座屈強度を有している。

ここで、キャリア１２に連結された右輪が段差に乗り上げた際、トレーリングアーム２０は、第１取付部２２および第２取付部２４と車輪とが車幅方向に離れて位置するため、車両後方から前方を見て反時計回りのモーメントを受ける。段差を乗り上げた際の衝撃による車両前後方向の荷重と、トレーリングアーム２０をひねるような曲げモーメントがトレーリングアーム２０に入力された場合、応力集中が問題となる。応力は荷重の入力位置から近い位置に集中する。トレーリングアーム２０に曲げモーメントが入力された際に、キャリア１２の取付部１２ｂから第１取付部２２に車幅方向内向きの荷重が入力され、第１取付部２２の近傍に応力が集中し得る。

応力集中に対して、トレーリングアーム２０の板厚を厚くして剛性を高める手段があるが、トレーリングアーム２０の重量増加を伴い、車両軽量化を妨げる。また、応力集中をし易い箇所にフランジを設けて剛性を高める手段があるが、車種によってはフランジがパーキングブレーキ用のケーブルと干渉する。そこで、実施例のトレーリングアーム２０は、凹部３６および張出部４２を形成することで、他部材との干渉を防ぎ、重量増加をさせずに座屈強度を高めている。この張出部４２について、新たな図面を参照して説明する。

図３（ａ）は、トレーリングアーム２０の正面図であり、図３（ｂ）は、トレーリングアーム２０の上面図である。また、図４（ａ）は、図３（ａ）に示すトレーリングアーム２０の線分Ａ−Ａの断面図であり、図４（ｂ）は、図３（ａ）に示すトレーリングアーム２０の線分Ｂ−Ｂの断面図であり、図４（ｃ）は、図３（ａ）に示すトレーリングアーム２０の線分Ｃ−Ｃの断面図である。

図３（ｂ）に示すように、張出部４２は、第１取付部２２に連なって形成され、第１取付部２２より車幅方向外向きに張り出し、出窓のように形成される。張出部４２は、平らな第１取付部２２から屈曲する第１傾斜部４２ａ、平らに形成される平面部４２ｂ、平面部から屈曲して第１板部３２に連なる第２傾斜部４２ｃを有する。平面部４２ｂは第２板部３４に対して平行に形成される。

図３（ａ）に示すように、張出部４２は、凹部３６の上方に位置し、凹部３６からトレーリングアーム２０の上端縁に渡って形成される。張出部４２は、車両前後方向または長手方向においてトレーリングアーム２０の中央位置より後方側に位置する。

図４（ａ）に示すように、第１板部３２および第２板部３４は同一面上に位置し、上下方向の中央位置にて凹部３６は凹んで形成される。上下方向の断面は、第１板部３２、第２板部３４および凹部３６によりハット形に形成される。

図４（ｂ）に示すように、張出部４２は、上下方向の断面において第２板部３４と比べて車幅方向外側に張り出し、第２板部３４に対して平行に形成され、図４（ｃ）に示すように第１取付部２２と比べて車幅方向外側に張り出す。張出部４２を形成することで、張出部４２を形成しない態様と比べて、線分Ｂ−Ｂに示す張出部４２を通る上下方向の断面において、図心を車幅方向外側にずらして車輪に接近させることができる。図心を車幅方向外側にずらすことで、車輪側の中央孔部１２ａとの距離を小さくして張出部４２に入力される曲げモーメントを小さくできる。また、平面部４２ｂを設けることで、他部材との位置関係で張出部４２の張り出し量が制限されるなかで、図心を充分に車幅方向外側にずらすことができる。

第１取付部２２の近傍に張出部４２を設けることで、トレーリングアーム２０が第１取付部２２から車幅方向内向きに曲げモーメントを受けた場合に、応力が集中し易い箇所である張出部４２の断面係数を高めて、トレーリングアーム２０の曲げモーメントに対する強度を向上できる。

図４（ｂ）に示すように、張出部４２を設けた位置には上側フランジ３８のようなフランジが形成されておらず、フランジによって他部材に干渉することもない。また、第１取付部２２は、第２取付部２４より車輪側の中央孔部１２ａから遠い位置にあるため、第１取付部２２は第２取付部２４より大きなモーメントを受ける。張出部４２を第１取付部２２の近傍に形成することで、曲げモーメントによって応力が集中しやすい位置の座屈強度を向上できる。また、張出部４２を第１取付部２２の近傍にのみ形成し、第２取付部２４の近傍には形成しないことで、第２板部３４を平らにして車両前後方向に対する過度の剛性の向上を抑えることができる。

以上、本発明を上述の実施形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、実施形態や変形例の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

例えば、張出部４２が平面部４２ｂを有する態様を示したが、この態様に限られず、張出部４２が湾曲して４分の１の略球形状に形成されてもよい。つまり、張出部４２が平坦状である態様に限られず、全体的に湾曲した球形状に形成されてよい。

また、張出部４２の平面部４２ｂが第２板部３４と平行である態様を示したが、この態様に限られず、第２板部３４に対して傾斜して形成されてよい。この変形例では平面部４２ｂは、上方に向かうにしたがって車幅方向外側に張り出すように傾斜する。

また、張出部４２をトレーリングアーム２０の上端縁まで形成する態様を示したが、この態様に限られず、張出部４２はトレーリングアーム２０の上端縁より下方で凹部３６より上方の位置に形成し、トレーリングアーム２０の上端縁まで達していなくてよい。これにより、トレーリングアーム２０の上端縁は第１取付部２２から屈曲しないように形成できる。

また、張出部４２を第１取付部２２の近傍で上端縁に形成する態様を示したが、この態様に限られず、張出部は第２取付部２４の近傍で凹部３６より下方に形成されてよい。

１０サスペンション、１２キャリア、１２ｂ取付部、１２ｃ取付面、１２ａ中央孔部、１４アッパーアーム、１６ロアアーム、１８リンク部材、２０トレーリングアーム、２２第１取付部、２４第２取付部、２６車体側取付部、２８ａ，２８ｂ第１取付孔、３０第２取付孔、３２第１板部、３４第２板部、３６凹部、３８上側フランジ、４０下側フランジ、４２張出部。

Claims

車両前後方向に延在するように車両に配置され、前端部が車体側に、後端部が車輪側のキャリアに取り付けられるトレーリングアームであって、
長手方向に延在する第１板部と、
長手方向に延在する第２板部と、
前記第１板部および前記第２板部の間で長手方向に延在し、前記第１板部および前記第２板部より車幅方向の内側に凹む凹部と、を備え、
前記第１板部は、
前記第１板部の後端側でキャリアの取付面に取り付けられる第１取付部と、
前記第１取付部に近接して形成され、前記第１取付部より車幅方向の外側に張り出す張出部と、を有し、
前記第２板部は、前記第２板部の後端側でキャリアの取付面に取り付けられる第２取付部を有し、
前記張出部は、前記凹部の上方に位置し、前記凹部から前記トレーリングアームの上端縁に渡って形成され、前記張出部を通る上下方向の断面において、前記第２板部より車幅方向の外側に張り出すことを特徴とするトレーリングアーム。