JP6735458B2 - トーションビーム式サスペンション及びそれに使用するトレーリングアーム - Google Patents

Description

本発明は、トーションビーム式サスペンション及びそれに使用するトレーリングアームに関する。

トーションビーム式サスペンションは主に前輪駆動車の後輪に用いられる。左右一対のトレーリングアームの間に長尺部材であるトーションビームを固定する。トレーリングアームには車輪が支持されている。車輪が路面の凹凸などによって変位すると、トーションビームが捩じれたり撓んだりして弾性変形しトレーリングアームとそれに支持された車輪が変位するのを許容する。路面が平坦になるとトーションビームが元の形状に復帰してトレーリングアーム及び車輪を元の位置に復帰させる。

例えば、特許文献１には、アームから離れる方向に向けて１段階又は多段階にトーションビームの断面形状を変更したトーションビーム式サスペンションが記載されている。図１には、ショックアブソーバー側の端部が開口になっているトレーリングアームが記載されている。

特許文献２には、前方かつ上方に傾斜状に突出したアーチ形状のトーションビームを備えたトーションビーム式サスペンションが記載されている。図８には、特許文献１と同様に、ショックアブソーバー側の端部が開口になっているトレーリングアームが記載されている。

特許文献３には、トレーリングアームとエンドプレートとの結合部分にアーチ構造部を設けたトレーリングアームが記載されている。この構造によって、トレーリングアームとハブユニット結合部材との溶接部に生じる応力の集中が緩和されるとされている。

特開２００１−３９１３５号公報 特開２０１５−１７４６４１号公報 特開２０１３−０２３１５０号公報

特許文献１のトレーリングアームでは、ショックアブソーバー側の開口が上方に向いている。このため、トレーリングアームの内部に水や塵が溜まるおそれがある。特許文献２のトーションビーム式サスペンションでは、フルバウンド状態のときにアーチ下半分の断面形状が前方下り傾斜状になるためトーションビームの開口内部に水等が滞留することを防止できるとされている。しかしながら、トーションビーム式サスペンションを車体に取り付けて１Ｇ状態としたときに、トレーリングアームの端部の開口を排水孔として利用することは記載されていない。

特許文献３のトーションビーム式サスペンションでは、車両の後方側の側面に開口が設けられている。しかしながら、トーションビーム式サスペンションを車体に取り付けて１Ｇ状態としたときに、トレーリングアームの端部の開口を排水孔として利用することは記載されていない。

タイヤが地面に接した状態で車両が停止しているときには、１Ｇの重力によってある程度サスペンションやダンパーが縮んで、車輪が車体のホイールハウスに近づいた状態となる。これを１Ｇ状態と称する。車両のメンテナンスのために車体をリフトアップした場合や車両が減速する場合にはサスペンションがある程度伸びた状態となるが、車両を保管しておく際には、１Ｇ状態となるのが通常である。

車両部品の軽量化のためにトレーリングアームなどの部品を中空状に構成することが考えられるが、トレーリングアームの内部に雨水や塵などが溜まると腐食が発生する原因となることが懸念される。特に雨水等がトレーリングアーム内に溜まった状態で車両を保管すると長時間にわたって金属部材が雨水等に曝されることになるため腐食が発生しやすい。

以上の点に鑑みて、本発明では、１Ｇ状態において中空状に構成したトレーリングアームの内部に入り込んだ雨水や塵などを自然に外部に排出することが可能なトレーリングアームを備えたトーションビーム式サスペンション、及びトレーリングアームを提供することを目的とする。

左右で対であり、断面が中空状のトレーリングアームと、一端側と他端側とがトレーリングアームに固定されるトーションビームとを備えるトーションビーム式サスペンションであって、トレーリングアームは中空部と連通する開口をその一端側に備えており、トレーリングアームの底面の形状は１Ｇ状態において他端側から開口に向かって下る傾斜部を備えるものであり、傾斜部は内部に入った水を開口まで導く経路として機能し、開口はトレーリングアーム内の水を排出する排水孔として機能するトーションビーム式サスペンションによって上記の課題を解決する。

さらに、断面が中空状であって、中空部と連通する開口をその一端側に備えており、底面の形状は１Ｇ状態において他端側から一端側の開口に向かって下る傾斜部を備えるものであり、傾斜部は内部に入った水を開口まで導く経路として機能し、開口はトレーリングアーム内の水を排出する排水孔として機能するトーションビーム式サスペンション用のトレーリングアームによって上記の課題を解決する。

上記のトーションビーム式サスペンション、及びトレーリングアームは、１Ｇ状態において開口に向かって下る傾斜部を備えるので、例えば、車両の保管時において、中空状のトレーリングアームの内部に溜まった雨水を傾斜部及び開口を介して外部に排出して発錆を防ぐことができる。

トレーリングアームは、車軸の支持部材をその一端側に備え、車両への取付部材をその他端側に備えており、車軸の支持部材に対して接合されるトレーリングアームの端部に排水孔として機能する開口を設けることが好ましい。トレーリングアームは、車両への取付部材を設けた他端側から車軸の支持部材を設けた一端側に向けて傾斜するため、これにより、車体に対する取付部材側に雨水や塵が溜まりにくくすることができる。

排水孔として機能する開口は、車軸の支持部材に対して接合されるトレーリングアームの端部の底面側に設けることが好ましい。これにより、トレーリングアームの内部に入った雨水等を外部に流れ出しやすくすることができる。

トレーリングアームは、排水孔として機能する開口を形成するトレーリングアーム材の縁から突出する補強フランジを備えるようにすることが好ましい。補強フランジを開口の周辺に設けることによって、トレーリングアームの剛性を確保して、開口を設けたことによる剛性の低下を補うことができる。

トレーリングアームは、複数のトレーリングアーム構成部材を接合して構成される部材であって、複数のトレーリングアーム構成部材を接合する際に生じる接合線を備えており、接合線によって分断された一のトレーリングアーム構成部材と他のトレーリングアーム構成部材との両方に補強フランジを備えるものであることが好ましい。トレーリングアームを複数のトレーリングアーム構成部材に分割して構成することによって、トレーリングアーム及びそのフランジが複雑な形状であっても、プレス成型などの簡易な方法によって、金属板から複雑な形状に容易に加工することが可能になる。

１Ｇ状態において中空状に構成したトレーリングアームの内部に入り込んだ雨水や塵などを自然に外部に排出することが可能なトレーリングアームを備えたトーションビーム式サスペンション、及びトレーリングアームを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るトーションビーム式サスペンションの左側部分を車両の後方の底面面側から見た状態を示す斜視図である。 １Ｇ状態における図１のトーションビーム式サスペンションの右側面を拡大して示した図である。 図１のトーションビーム式サスペンションの底面図である。 図１のトーションビーム式サスペンションの平面図である。 図１のトーションビーム式サスペンションの背面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図面に示したトーションビーム式サスペンションは実施形態の一例にすぎず、本発明は図示された実施形態に限定するものではない。

図１に本発明の一実施形態に係るトーションビーム式サスペンションを示す。このトーションビーム式サスペンション１は、断面が中空状である左右一対のトレーリングアーム１１と、その一端側と他端側とが左右一対のトレーリングアーム１１に固定されるトーションビーム１２とを備える。それぞれのトレーリングアーム１１は、後述する車軸の支持部材及び車体に対する取付部材を除いて、その一端から他端に至るまでが中空であり、その一端側の底面に中空部分と連通する開口１３を備える。

図２に示したように、トレーリングアーム１１は、１Ｇ状態において、左側面又は右側面から見ると、その底面が開口１３に向かって下る傾斜部１４となっている。本実施形態では、水平位置を０°としたときに、１Ｇ状態においてトレーリングアーム１１の底面がなす角度（θ）を−１°となる形状にしている。θは、例えば−０．５°〜−１０°の範囲とすることが好ましい。なお、図２においては、トレーリングアーム１１の一端の形状を破線で示した。さらに、図２では、ショックアブソーバー、コイルスプリング、及び車輪等を含む車体側の部材の図示を省略して示しているが、停止した車両に取り付けられたトレーリングアーム、すなわち１Ｇ状態におけるトレーリングアームを示している。

図１等に示したように、本実施形態では、トレーリングアーム１１の一端側に車軸１５の支持部材１６を備える。本実施形態では、支持部材１６は、エンドプレート１７と呼ばれる板材から構成されており、エンドプレート１７の中央部分から車軸１５が車両の左方向又は右方向に突出する。車輪側の軸孔を車軸１５に挿通した状態で車輪をエンドプレート１７に対して固定する。

図２等に示したように、トレーリングアーム１１の他端側には、車両に対する取付部材１８を備える。本実施形態では、車両に対する取付部材１８は、中空の菅状部材１９の中にゴムなどの弾性体から構成されるブッシュを内蔵して構成されている。そして、トレーリングアーム１１と中空の菅状部材１９とは、溶接によって接合されている。トーションビーム式サスペンションを車体に支持する際には、ブッシュの穴に車両側の軸を挿通して、トレーリングアーム１１を車体に対して回動可能に支持する。車輪を介して付加がトレーリングアーム１１に入力されると、ブッシュに通した車両側の軸を中心として、トレーリングアーム１１が他端側に回転可能に支持した車輪と共に車両の上下方向に対して変位する。

本実施形態では、上述の通り、一端側に車軸の支持部材１６を設け、他端側に車両に対する取付部材１８を設け、一端側の底面にトレーリングアーム１１の中空部分と連通する開口１３を設ける。このため、トレーリングアーム１１の内部に侵入した雨水や塵は、１Ｇ状態、すなわち車両を保管等している状態において、車体に対する取付部材１８側から車軸の支持部材１６側に向かって下り勾配で傾斜する傾斜部１４に導かれて開口１３に移動して、車軸の支持部材１６側の底面側に設けた開口１３から外部に排出される。これにより、特に車体に対する取付部材側に雨水や塵が溜まりにくくして、ブッシュと車体側の軸との間に塵などが混入することを防止することができる。

本実施形態では、トレーリングアーム１１は、平面視及び底面視において弓なりに湾曲した形状であり、一端と他端の間に突部２０を備える。後述するように、左右のトレーリングアーム１１の突部２０が内向きとなるようにして、左右のトレーリングアーム１１の突部２０にトーションビーム１２の左右の端部を固定する。トレーリングアーム１１は、右側面視及び左側面視において、車両の前面側に急傾斜部を備える。急傾斜部は傾斜部１４よりも傾斜度が大きく構成されており、傾斜角は、例えば−５〜−１５°であることが好ましい。これにより、特に車体に対する取付部材側に雨水や塵が溜まりにくくして、ブッシュと車体側の軸との間に塵などが混入することを防止することができる。

本実施形態では、平面側の板材と、正面側の板材と、背面側の板材と、正面側の板材及び背面側の板材のそれぞれの縁から突出するフランジとを備える断面ハット形状のトーションビーム１２を左右一対のトレーリングアーム１２の突部２０に溶接によって固定している。トーションビーム１２の底面は解放された面となっている。トーションビーム式サスペンション１の底面側においては、トレーリングアーム１２の突部２０の底面とトーションビーム１２の端部の底面とに板状の補強材２１を固定し、剛性を向上させている。トーションビーム式サスペンション１の平面側においても同様に、トレーリングアーム１２の突部２０の平面とトーションビーム１２の端部の平面とに板状の補強材２２を固定している。底面側の補強材の方が平面側の補強材よりもトーションビーム１２の延在方向に対して長尺な形状となっている。

本実施形態では、トレーリングアーム１２の一端側の内側にダンパーの支持部２３が設けられている。ダンパーの支持部２３は、底面側の板材と左側の板材と右側の板材とから構成されており、平面側の面が解放されている。ダンパーの端部を固定するための貫通孔２４を左右の板材に計２つ備える。さらに、ダンバーの支持部２３と突部２０との間にコイルスプリングの支持部２５が設けられてる。コイルスプリングの支持部２５は、底面側の板材とそれから平面側に隆起する板材とから構成されており、トレーリングアームの内側からトーションビームの延在方向に突出する。

本実施形態では、トレーリングアーム１１は、複数のトレーリングアーム構成部材２６から構成される。より具体的には、図１に示したように、２つのトレーリングアーム構成部材２６を溶接して、１つのトレーリングアーム１１を構成している。それぞれのトレーリングアーム構成部材２６は、突部２０を有する湾曲形状に鋼板などの金属板を曲げ加工して製造する。

本実施形態では、図１に示したように、トレーリングアーム１１を構成する金属板の端部がエンドプレートの裏側の縁に接した状態で両者を溶接し固定されている。トレーリングアーム１１の底面側の金属板は略半円形に切除されており、排水用の開口１３を形成する。開口１３を形成する金属板は、底面側に曲げられており、補強用の補強フランジ２７を構成する。補強フランジ２７を設けることによって、開口１３をエンドプレート１７とトレーリングアーム１１の接合部に設けることで不足する剛性を補う。

本実施形態では、上述の通り、２つのトレーリングアーム構成部材をトレーリングアーム１１の延在方向に沿って溶接で接合する。このため、トレーリングアーム１１の延在方向に沿って接合線２８が現れる。そして、接合線２８によって分断された一のトレーリングアーム構成部材２６と他のトレーリングアーム構成部材２６との両方に補強フランジ２７が設けられる。トレーリングアーム１１は、複数に分割されているため、補強フランジ２７やトレーリングアーム１１の形状が複雑なものであっても、例えば所望のトレーリングアーム構成部材の形状に対応する形状を備えた金型の間に成形前の金属板を挟んで加圧するプレス成型によって補強フランジ２７や突部２０を備えるトレーリングアーム１１を迅速かつ簡単に成形することができる。例えば、金属製のパイプにパンチを押し込んで曲げ加工する場合は、複雑な形状に加工しようとすると、局所的にパイプの肉厚が薄くなったり厚くなったりして応力負荷に対して脆弱になることがあるが、本実施形態のトレーリングアームでは、トレーリングアームを分割してるため、そのような問題が生ずることを防ぐことが可能である。

１ トーションビーム式サスペンション
１１ トレーリングアーム
１２ トーションビーム
１３ 開口
１６ 車軸の支持部材
２７ 補強フランジ
２８ 接合線
２６ トレーリングアーム構成部材
１４ 傾斜部

Claims (5)

1. 左右で対であり、断面が中空状のトレーリングアームと、
   一端側と他端側とがトレーリングアームに固定されるトーションビームとを備えるトーションビーム式サスペンションであって、
   トレーリングアームは中空部と連通する開口をその一端側に備え、車両への取付部材をその他端側に備えており、トレーリングアームの底面の形状は１Ｇ状態において他端側から開口に向かって下る傾斜部を備えるものであり、傾斜部は内部に入った水を開口まで導く経路として機能し、開口はトレーリングアーム内の水を排出する排水孔として機能し、
   トレーリングアームは、前記開口を形成するトレーリングアーム材の縁を曲げた形状を有する補強フランジを備える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は車軸の支持部材をその一端側に備えており、車軸の支持部材と車軸の支持部材に対して接合されるトレーリングアームの端部との接合部に排水孔として機能する開口を設けた請求項１に記載のトーションビーム式サスペンション。
3. 排水孔として機能する開口は、車軸の支持部材に対して接合されるトレーリングアームの端部の底面側に設けられる請求項２に記載のトーションビーム式サスペンション。
4. トレーリングアームは、複数のトレーリングアーム構成部材を接合して構成される部材であって、複数のトレーリングアーム構成部材を接合する際に生じる接合線を備えており、接合線によって分断された一のトレーリングアーム構成部材と他のトレーリングアーム構成部材との両方に補強フランジを備える請求項１ないし３のいずれかに記載のトーションビーム式サスペンション。
5. 断面が中空状であって、中空部と連通する開口をその一端側に備えており、トレーリングアームの底面の形状は１Ｇ状態において他端側から一端側の開口に向かって下る傾斜部を備えるものであり、傾斜部は内部に入った水を開口まで導く経路として機能し、開口はトレーリングアーム内の水を排出する排水孔として機能し、
   トレーリングアームは、前記開口を形成するトレーリングアーム材の縁を曲げた形状を有する補強フランジを備えるトーションビーム式サスペンション用のトレーリングアーム。
   

Images