JP7186812B2 - サスペンション - Google Patents

Description

本発明は、サスペンションに関する。

四輪車両には、車体に設けられた左右のトレーリングアームを連結する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を採用したものがある。
トーションビーム式サスペンションは、トレーリングアームとトーションビームとによって出来るコーナー部分にスプリングシートを備え、スプリングシートの周縁に側壁を設け、その側壁をトーションビームに接合した構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－０１４８３３号公報

ところで、スプリングシートの側壁の端部をトーションビームに突き当てて接合する場合、側壁からトーションビームに入力される荷重が集中するおそれがある。
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、スプリングシートからトーションビームに入力される荷重を分散させることを目的とする。

上記目的を達成するために、車体に設けられた左右のトレーリングアームを連結するト
ーションビームと、前記トーションビームに接合され、サスペンションスプリングを支持
するスプリングシートとを備えるサスペンションにおいて、前記スプリングシートは、車
体前後方向に延びる第１縦フランジと、前記第１縦フランジに隙間を介して並列に配置さ
れた第２縦フランジとを備え、前記第１縦フランジおよび前記第２縦フランジを介して前
記トーションビームに接合され、前記第１縦フランジと前記第２縦フランジとの間の前記隙間は、上方に開口し、前記第１縦フランジおよび前記第２縦フランジは、それぞれの前記隙間の反対側に位置する箇所のみが前記トーションビームに溶接される。

上記構成において、前記第２縦フランジは、前記第１縦フランジよりも前記トレーリングアーム側に設けられてもよい。

上記構成において、前記第２縦フランジの少なくとも一部は、車幅方向に湾曲してもよい。

本発明によれば、スプリングシートからトーションビームに入力される荷重を分散させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係るサスペンションを示す図である。 図２は、図１に示すサスペンションの斜視図である。 図３は、スプリングシートの前壁部を周辺構成と共に示す拡大図である。 図４は、スプリングシートとトーションビームとの接合箇所を略上方から見た図である。 図５は、スプリングシートとトーションビームとの接合箇所を略左側（車幅方向内側）から見た図である。 図６は、スプリングシートとトーションビームとの接合箇所を略前方から見た図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、説明中、前後左右、および上下といった各方向は、特に記載がなければ車体を基準にした方向である。各図に示す符号ＦＲは車体前方を示し、符号ＵＰは車体上方を示し、符号ＬＨは車体左方を示している。

図１は、本発明の実施形態に係るサスペンションを示す図である。
サスペンション１０は、自動車などの四輪車の車体に設けられるトーションビーム式サスペンションであり、車両用サスペンション装置と言うこともできる。
サスペンション１０は、車体前後方向に延びる左右のトレーリングアーム１１と、左右のトレーリングアーム１１を連結するトーションビーム１２と、トーションビーム１２に接合される左右のスプリングシート１３とを備えている。図１は、右後輪周辺のサスペンション構造を示しており、左後輪周辺のサスペンション構造は、右後輪周辺のサスペンション構造の左右対称である。

図１には、トーションビーム１２の軸線Ｌ１と、トレーリングアーム１１に不図示の車軸ホルダを介して支持される車軸の軸線Ｌ２を示している。各軸線Ｌ１及び軸線Ｌ２は車幅方向に沿って延びており、車体上面視で、トーションビーム１２の軸線Ｌ１の後方に車軸の軸線Ｌ２が位置する。図１中、符号１４は、トーションビーム１２とトレーリングアーム１１とに接合される補強部材である。

図２は、図１に示すサスペンション１０を右上方から視た図である。
トレーリングアーム１１は、車幅方向内側に凸に湾曲しながら車体前後方向に延出する金属製の筒部材で形成されている。トレーリングアーム１１の前端には、筒状のジョイントホルダ１１Ａが溶接により接合される。ジョイントホルダ１１Ａは、ゴムブッシュジョイントを介して、水平軸線周りに回動自在に車体に支持される。トレーリングアーム１１の後端には、車軸ホルダを取り付ける取付部１１Ｂが設けられる。なお、トレーリングアーム１１の形状は、適宜に変更してもよい。また、トレーリングアーム１１をプレス成形した金属板で形成してもよい。

トーションビーム１２は、所定の中空断面で車幅方向に延出する金属製の筒部材で形成されている。所定の中空断面は、Ｖ字状の先端を上方に向けた逆Ｖ字形状である。このトーションビーム１２は、例えば、円筒パイプの両端を除く部位に対し、逆Ｖ字形状に押し潰す加工を施すことによって製作される。
断面を逆Ｖ字形状にすることによって、トーションビーム１２の剛性を適度に高めることができ、所望の性能を得やすくなる。なお、断面形状を微調整したり、逆Ｖ字形状の断面囲を調整したりすることによって、トーションビーム１２の剛性などを適宜に調整してもよい。また、トーションビーム１２の断面形状に、逆Ｖ字形状以外の形状を採用してもよい。

スプリングシート１３は、サスペンションスプリングの下端を支持する板状部品である。スプリングシート１３は、トレーリングアーム１１とトーションビーム１２とによって出来るコーナー部分に配置されることによって、トレーリングアーム１１の車幅方向内側、かつ、トーションビーム１２の後方に位置する。スプリングシート１３は、プレス成形した金属板からなる底板部２１を有している。底板部２１の車幅方向外側の部位は、溶接によってトレーリングアーム１１の底面に接合される。

底板部２１は、図１および図２に示すように、車体上面視で、トレーリングアーム１１の車幅方向内側、かつ、トーションビーム１２の後方に露出する底板本体部２２を有している。底板本体部２２は、サスペンションスプリングの下端を支持する部分であり、上方凸の形状を呈する凸部２２Ａと、凸部２２Ａの中央を上下方向に貫通する貫通孔２２Ｂと、貫通孔２２Ｂの周囲に設けられた複数の取付け孔２２Ｃとを有している。

底板部２１は、底板本体部２２からトーションビーム１２側である前側に延出した後に上方に立ち上がる前壁部３１と、トレーリングアーム１１の反対側である車幅方向内側にて上方に立ち上がる側壁部３２と、トーションビーム１２の反対側である後側にて上方に立ち上げる後壁部３３とを一体に備えている。
ここで、図３は、前壁部３１を周辺構成と共に示す拡大図である。図３には、説明の便宜上、溶接箇所を示すビード部Ｘを模式的に示している。図３に示すように、前壁部３１は、トーションビーム１２の背面に、溶接によって接合されている。より具体的には、前壁部３１の端部上面３１Ａがトーションビーム１２の背面に接合されている。

図４から図６は、スプリングシート１３とトーションビーム１２との接合箇所を、それぞれ異なる方向から視た図である。図４は上記接合箇所を略上方から視た図であり、図５は上記接合箇所を略左側（車幅方向内側）から視た図であり、図６は上記接合箇所を略前方から見た図である。なお、図６では、トレーリングアーム１１とトーションビーム１２の図示を省略している。
図４および図６に示すように、前壁部３１の端部上面３１Ａは、下方に凹む円弧ＬＡ（図６参照）に沿って湾曲した面に形成されている。このため、前壁部３１の端部上面３１Ａを直線状に延びる面に形成する場合と比べ、溶接長（図３に示すビード部Ｘの長さ）を長くでき、前壁部３１とトーションビーム１２との接合強度を向上させ易くなる。

図４などに示すように、側壁部３２は、底板本体部２２の車幅方向内側の縁に沿って前後方向に延出する縦壁である。また、後壁部３３は、底板本体部２２の後縁に沿って車幅方向に延出する縦壁である。後壁部３３については、図２に示すように、車幅方向外側に向けて延出する端部が、トレーリングアーム１１に当接する縦フランジ３３Ａを構成する。この縦フランジ３３Ａは、トレーリングアーム１１の車幅方向内側の面に溶接によって接合される。この縦フランジ３３Ａによって、スプリングシート１３の後部とトレーリングアーム１１との連結強度が向上し、かつ、スプリングシート１３の後部を補強し易くなる。

側壁部３２と後壁部３３とは、互いに連結されて底板部２１の周囲に延在する。これにより、側壁部３２と後壁部３３とを連結させない場合と比べ、底板部２１の変形を抑制でき、スプリングシート１３の剛性を高めやすくなる。

側壁部３２については、図４に示すように、底板本体部２２の車幅方向内側の縁の前端から前方に突出する縦フランジ３２Ａを一体に有している。この縦フランジ３２Ａは、トーションビーム１２の背面に当接する位置まで前方に突出し、溶接によってトーションビーム１２の背面に接合される。

図５に示すように、縦フランジ３２Ａは、車体側面視で、前壁部３１よりも上方に位置する。したがって、縦フランジ３２Ａは、前壁部３１よりも高い位置にてトーションビーム１２に接合される。つまり、縦フランジ３２Ａおよび前壁部３１は、上下および左右にずれた位置でトーションビーム１２に接合される。これによって、スプリングシート１３とトーションビーム１２との連結強度が高まり、また、スプリングシート１３前部の剛性も高めやすくなる。

ところで、スプリングシート１３の側壁部３２の端部（縦フランジ３２Ａの箇所）をトーションビーム１２に突き当てて接合する場合、側壁部３２からトーションビーム１２に入力される荷重が集中し、過大な応力がトーションビーム１２に作用するおそれがある。
そこで、本構成では、図４に示すように、縦フランジ３２Ａに隙間Ｓを介して並列に配置される他の縦フランジ３５Ａを設けている。他の縦フランジ３５Ａの基端側の部位３５Ｂは、スプリングシート１３の側壁部３２に連結され、他の縦フランジ３５Ａの先端部（前端部に相当）は、トーションビーム１２の背面に接合される。これによって、スプリングシート１３の側壁部３２からトーションビーム１２に入力される荷重を、複数の縦フランジ３２Ａ，３５Ａで分散してトーションビーム１２に伝達することが可能になる。

以下、縦フランジ３２Ａ，３５Ａを区別して表記する場合は、縦フランジ３２Ａを「第１縦フランジ３２Ａ」と表記し、縦フランジ３５Ａを「第２縦フランジ３５Ａ」と表記する。
図３および図４に示すように、第２縦フランジ３５Ａは、一枚の金属板を折り曲げ成形することによって、基端部３５Ｂと一体の部品に形成されている。より具体的には、基端部３５Ｂは、側壁部３２に沿う板形状に形成され、側壁部３２に溶接によって接合される。基端部３５Ｂの前縁からは、車幅方向外側に延びる板部３５Ｔが設けられ、この板部３５Ｔを介して基端部３５Ｂに第２縦フランジ３５Ａが連結される。

図３に示すように、第２縦フランジ３５Ａは、トーションビーム１２に対し、隙間Ｓの反対側に位置する面が溶接によってトーションビーム１２に接合される。また、第１縦フランジ３２Ａについても、隙間Ｓの反対側に位置する面だけが溶接によってトーションビーム１２に接合される。つまり、第１および第２縦フランジ３２Ａ，３５Ａは、それぞれの隙間Ｓの反対側に位置する箇所だけがトーションビーム１２に溶接される。

第２縦フランジ３５Ａは、第１縦フランジ３２Ａの車幅方向外側に隙間Ｓを空けて配置される。したがって、第１および第２縦フランジ３２Ａ，３５Ａは、車幅方向に間隔を空けて横並びに配置され、かつ、隙間Ｓは上方に開口する。このため、車両走行時に左右のトレーリングアーム１１の上下位置が異なってトーションビーム１２にねじれ変形が発生する場合に、左右の縦フランジ３２Ａ，３５Ａが上下に相対変位し易くなり、各縦フランジ３２Ａ，３５Ａがトーションビーム１２のねじれ変形を阻害しないようにできる。

仮に、隙間Ｓを塞ぐ蓋部材を設けた場合、左右の縦フランジ３２Ａ，３５Ａが上下に相対変位することが困難になる。したがって、左右の縦フランジ３２Ａ，３５Ａによってトーションビーム１２のねじれ変形が阻害されるおそれが生じる。なお、第１および第２縦フランジ３２Ａ，３５Ａは、車幅方向に間隔を空けて配置されるので、車体走行時に左右のトレーリングアーム１１が上下に略同相で移動する場合に、左右の縦フランジ３２Ａ，３５Ａがトーションビーム１２の動きを妨げる事態も抑制される。

また、第２縦フランジ３５Ａは、スプリングシート１３の側壁部３２の一部を構成する第１縦フランジ３２Ａの車幅方向外側に設けられる。これによって、スプリングシート１３を車幅方向に大型化せずに済む。

図３および図４に示すように、第１縦フランジ３２Ａは、底板本体部２２の車幅方向内側の縁に沿って前後方向に直線状に延出する。図６には、車体前方から見たときに、第１縦フランジ３２Ａの接合面に沿って延出する直線ＬＢを示している。
一方、第２縦フランジ３５Ａは、図３に示すように、車体上面視で車幅方向内側に湾曲する。図６には、車体前方から見たときに、第１縦フランジ３２Ａの接合面に沿って湾曲する円弧ＬＣを示している。したがって、第２縦フランジ３５Ａを直線形状に形成する場合と比べ、第２縦フランジ３５Ａとトーションビーム１２とを溶接する溶接長（ビード部Ｘの長さに相当）を長くすることができ、溶接箇所の接合強度を向上し易くなる。

また、第２縦フランジ３５Ａが湾曲した形状であるので、第２縦フランジ３５Ａをトーションビーム１２などの動きに合わせて変形させ易くなる。また、第２縦フランジ３５Ａとトーションビーム１２との間に荷重が作用する際に、第２縦フランジ３５Ａが適度に変形することによって、トーションビーム１２への応力集中をより緩和し易くなる。

図６に示すように、車体前方から見て、第２縦フランジ３５Ａの接合面の下部は、前壁部３１の端部上面３１Ａの上端近傍に位置している。これにより、第２縦フランジ３５Ａとトーションビーム１２との接合領域と、前壁部３１とトーションビーム１２との接合領域とを近づけることができる。したがって、スプリングシート１３とトーションビーム１２との接合強度をより向上し易くなり、スプリングシート１３の前部の過剰な変形などを抑制し易くなる。

以上説明したように、本実施形態のサスペンション１０のスプリングシート１３は、車体前後方向に延びる第１縦フランジ３２Ａと、第１縦フランジ３２Ａに隙間Ｓを介して並列に配置された第２縦フランジ３５Ａとを備えている。そして、スプリングシート１３は、第１縦フランジ３２Ａおよび第２縦フランジ３５Ａを介して、トーションビーム１２に接合されている。

この構成によれば、スプリングシート１３からトーションビーム１２に入力される荷重を、複数の縦フランジ３２Ａ，３５Ａで分散させてトーションビーム１２に入力させることができる。また、第１縦フランジ３２Ａと第２縦フランジ３５Ａとの間に隙間Ｓがあることによって、下方などからの飛散物の噛み込みを防止し易くなり、かつ、各縦フランジ３２Ａ，３５Ａがトーションビーム１２の動きに追従し、トーションビーム１２の動きを妨げ難くなる。

また、第１縦フランジ３２Ａと第２縦フランジ３５Ａとの間の隙間Ｓは、上方に開口している。この構成によって、車両走行時に左右のトレーリングアーム１１の上下位置が異なってトーションビーム１２にねじれ変形が発生する場合に、左右の縦フランジ３２Ａ，３５Ａが上下に相対変位し、トーションビーム１２のねじれ変形を阻害し難くなる。

さらに、第１縦フランジ３２Ａおよび第２縦フランジ３５Ａは、それぞれの隙間Ｓの反対側に位置する箇所のみがトーションビーム１２に溶接されている。この構成によれば、各フランジ３２Ａ，３５Ａの両側を溶接する場合と比べ、溶接時の熱影響を低減できると共に、隙間Ｓの間隔を狭くし易くなる。したがって、第２縦フランジ３５Ａの配置の自由度が向上すると共に、隙間Ｓの調整自由度が向上する。

また、第２縦フランジ３５Ａは、第１縦フランジ３２Ａよりもトレーリングアーム１１側に設けられる。この構成によれば、スプリングシート１３が車幅方向に大型化する事態を抑制できる。また、第１縦フランジ３２Ａ周辺の空きスペースを利用して第２縦フランジ３５Ａを配置できる。

また、第２縦フランジ３５Ａは車幅方向に湾曲するので、第２縦フランジ３５Ａが車幅方向に適度に湾曲し、第２縦フランジ３５Ａとトーションビーム１２との接合部の応力緩和を可能にし易くなる。また、第２縦フランジ３５Ａの湾曲形状や厚さなどを変更することによって、第２縦フランジ３５Ａの剛性や変形特性をチューニングできる。これにより、第２縦フランジ３５Ａが影響する箇所、例えば、トーションビーム１２へ悪影響が生じないように対策し易くなる。

なお、本実施形態では、第２縦フランジ３５Ａの全体を車幅方向内側に湾曲させる場合を例示したが、車幅方向外側に湾曲させてもよく、また、第２縦フランジ３５Ａの少なくとも一部を車幅方向に湾曲させてもよい。なお、第２縦フランジ３５Ａを湾曲させなくても十分な性能が得られる場合、第２縦フランジ３５Ａを湾曲させなくてもよい。

さらに、スプリングシート１３は、トーションビーム１２側に延出してトーションビーム１２に接合される前壁部３１を備え、第１縦フランジ３２Ａおよび第２縦フランジ３５Ａは、前壁部３１に対して上下および左右にずれた位置でトーションビーム１２に接合されている。この構成によれば、スプリングシート１３とトーションビーム１２との連結強度が高まり、スプリングシート１３の剛性向上にも有利となる。

上記実施形態では、図１等に示すサスペンション１０に本発明を適用する場合を説明したが、サスペンション１０の各部の構造、および形状については適宜に変更してもよい。また、本発明のサスペンション１０は、公知の様々な車両のサスペンションに適用してもよい。

１０ 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 スプリングシート
３２Ａ 縦フランジ（第１縦フランジ）
３３Ａ 縦フランジ
３５Ａ 縦フランジ（第２縦フランジ）
３５Ｂ 縦フランジ３５Ａの基端側の部位
Ｓ 隙間
Ｘ ビード部

Claims (3)

1. 車体に設けられた左右のトレーリングアームを連結するトーションビームと、前記トーションビームに接合され、サスペンションスプリングを支持するスプリングシートとを備えるサスペンションにおいて、
   前記スプリングシートは、車体前後方向に延びる第１縦フランジと、前記第１縦フランジに隙間を介して並列に配置された第２縦フランジとを備え、
   前記第１縦フランジおよび前記第２縦フランジを介して前記トーションビームに接合され、
   前記第１縦フランジと前記第２縦フランジとの間の前記隙間は、上方に開口し、
   前記第１縦フランジおよび前記第２縦フランジは、それぞれの前記隙間の反対側に位置する箇所のみが前記トーションビームに溶接されるサスペンション。
2. 前記第２縦フランジは、前記第１縦フランジよりも前記トレーリングアーム側に設けられる請求項１に記載のサスペンション。
3. 前記第２縦フランジの少なくとも一部は、車幅方向に湾曲する請求項１又は２に記載のサスペンション。

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