JPH10236123A - トーションビーム式サスペンション - Google Patents

トーションビーム式サスペンション

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JPH10236123A
JPH10236123A JP9060048A JP6004897A JPH10236123A JP H10236123 A JPH10236123 A JP H10236123A JP 9060048 A JP9060048 A JP 9060048A JP 6004897 A JP6004897 A JP 6004897A JP H10236123 A JPH10236123 A JP H10236123A
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torsion beam
trailing arm
suspension
trailing
rear end
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Kei Watanabe
圭 渡辺
Tomohito Murata
智史 村田
Hiroyuki Shimatani
浩行 嶋谷
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トーションビームとトレーリングアームとの
連結部に於ける応力集中を緩和する脆弱部を連結部以外
の部位に設けることにより、連結部の強度低下を防止し
てサスペンションの耐久性を向上させる。 【解決手段】 車輌横方向に互いに隔置され前端部にて
車体に枢支され後端部にて車輪を回転可能に支持する一
対のトレーリングアーム１０と、車輌横方向に延在し両
端にて溶接部３６によりトレーリングアームに一体的に
連結されたトーションビーム１２とを有する。トーショ
ンビームにはその捩り剛性を部分的に低下させる捩り剛
性低減部としての切欠き３８が溶接部より隔置された位
置に設けられ、トレーリングアームにはその横方向の曲
げ剛性を部分的に低下させる曲げ剛性低減部としての窪
み４０が溶接部と後端部との間に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車輌の
サスペンションに係り、更に詳細にはトーションビーム
式サスペンションに係る。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の車輌のサスペンションの一つ
として、例えば特公昭６１−４１７６８号公報に記載さ
れている如く、車輌横方向に互いに隔置され前端部にて
車体に枢支され後端部にて車輪を回転可能に支持する一
対のトレーリングアームと、車輌横方向に延在し両端の
連結部にて溶接により二つのトレーリングアームに連結
されたトーションビームとを有するトーションビーム式
サスペンションが従来より知られており、小型車などに
採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】トーションビーム式サ
スペンションに於いては、左右の車輪が逆相にてバウン
ド、リバウンドし、左右のトレーリングアームが前端の
周りに互いに逆方向に上下に枢動すると、一般にＵ形の
横断面形状を有するトーションビームには捩りモーメン
トが作用する。また例えば車輌の旋回時にサスペンショ
ンが横力を受けると、トレーリングアームには横方向の
曲げモーメントが作用する。何れの場合にもトレーリン
グアームとトレーリングアームとの連結部に応力が集中
するので、サスペンションの耐久性を向上させるために
は連結部の耐久性を向上させることが重要である。
【０００４】またトーションビームとトレーリングアー
ムとの連結部の強度を確保すべく、連結部に補強部材と
してのガセットが固定された構造や、トーションビーム
のＵ形断面の深さが両端へ向かうにつれて漸次増大する
形状に設定された構造が既に実用化されているが、これ
らの構造に於いてもサスペンションの耐久性を向上させ
る上で改善の余地がある。
【０００５】本発明は、従来のトーションビーム式サス
ペンションに於ける上述の如き問題に鑑みてなされたも
のであり、本発明の主要な課題は、トーションビームと
トレーリングアームとの連結部に於ける応力集中を緩和
する脆弱部を連結部以外の部位に設けることにより、連
結部の強度低下を防止してサスペンションの耐久性を向
上させることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の如き主要な課題
は、本発明によれば、車輌横方向に互いに隔置され前端
部にて車体に枢支され後端部にて車輪を回転可能に支持
する一対のトレーリングアームと、車輌横方向に延在し
両端の連結部にて前記トレーリングアームに一体的に連
結されたトーションビームとを有するトーションビーム
式サスペンションに於いて、前記トーションビームには
その捩り剛性を部分的に低下させる捩り剛性低減部が前
記連結部より隔置された位置に設けられていることを特
徴とするトーションビーム式サスペンション（請求項１
の構成）、又は車輌横方向に互いに隔置され前端部にて
車体に枢支され後端部にて車輪を回転可能に支持する一
対のトレーリングアームと、車輌横方向に延在し両端の
連結部にて前記トレーリングアームに一体的に連結され
たトーションビームとを有するトーションビーム式サス
ペンションに於いて、前記トレーリングアームにはその
横方向の曲げ剛性を部分的に低下させる曲げ剛性低減部
が前記連結部と後端部との間に設けられていることを特
徴とするトーションビーム式サスペンション（請求項２
の構成）によって達成される。
【０００７】上記請求項１の構成によれば、トーション
ビームにはその捩り剛性を部分的に低下させる捩り剛性
低減部が連結部より隔置された位置に設けられており、
トーションビームがトレーリングアームによって捩られ
ると、捩り剛性低減部が弾性的に変形することにより連
結部に於ける応力集中の度合が緩和されるので、連結部
の疲労による強度低下が効果的に抑制される。
【０００８】また上記請求項２の構成によれば、各トレ
ーリングアームにはその横方向の曲げ剛性を部分的に低
下させる曲げ剛性低減部が連結部と後端部との間に設け
られており、サスペンションに作用する横力によりトレ
ーリングアームが横方向の曲げモーメントを受けると、
曲げ剛性低減部が弾性的に変形することにより連結部に
於ける応力集中の度合が緩和されるので、この場合にも
連結部の疲労による強度低下が効果的に抑制される。
【０００９】
【課題解決手段の好ましい態様】本発明の一つの好まし
い態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、捩り剛
性低減部は滑らかな曲線により郭定される。
【００１０】本発明の一つの好ましい態様によれば、上
記請求項１の構成に於いて、捩り剛性低減部は各連結部
に近接して二つ設けられる。
【００１１】本発明の一つの好ましい態様によれば、上
記請求項１の構成に於いて、捩り剛性低減部はトーショ
ンビームの後縁部に設けられる。
【００１２】本発明の一つの好ましい態様によれば、上
記請求項１の構成に於いて、トーションビームはＵ形の
横断面形状を有し、捩り剛性低減部はＵ形の湾曲側部若
しくは該湾曲部とは反対側の側縁部の少なくとも一方に
設けられる。
【００１３】本発明の一つの好ましい態様によれば、上
記請求項１の構成に於いて、トーションビームの両端は
ガセットにて補強され、捩り剛性低減部はガセットに設
けられる。
【００１４】本発明の一つの好ましい態様によれば、上
記請求項２の構成に於いて、曲げ剛性低減部は滑らかな
曲線により郭定される。
【００１５】本発明の一つの好ましい態様によれば、上
記請求項２の構成に於いて、曲げ剛性低減部は連結部に
近接して設けられる。
【００１６】本発明の一つの好ましい態様によれば、上
記請求項２の構成に於いて、トレーリングアームは閉断
面の横断面形状を有し、曲げ剛性低減部はトレーリング
アームの内側側部若しくは外側側部に設けられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１８】図１は本発明によるトーションビーム式サ
スペンションの第一の実施形態の右半分を示す平面図、
図２は図１に示された実施形態の要部を示す拡大部分平
面図である。尚図２に於いては、ショックアブソーバ取
り付け用のブラケット及びシャフトは省略されている。
【００１９】これらの図に於いて、１０は車輌横方向に
互いに隔置されたトレーリングアームを示し、１２は車
輌横方向に延在するトーションビームを示している。図
示の実施形態に於いては、トレーリングアーム１０は実
質的にＳ形をなし後端にて閉じられた断面円形の鋼管に
て形成されており、トーションビーム１２は実質的に横
断面Ｕ形をなす鋼板にて形成されている。トーションビ
ーム１２のＵ形断面は後ろ向きに開いた形状に設定さ
れ、その内側にはトーションバー１４が配置されてい
る。
【００２０】各トレーリングアーム１０は前端部にてト
ーコントロールリンク１６により図には示されていない
車体に枢支され、後端部に固定されたブラケット１８を
介して回転軸線２０の周りに回転可能に車輪２２を支持
している。ブラケット１８に近接した位置にはショック
アブソーバ取り付け用のブラケット２４によりシャフト
２６が固定されており、シャフト２６により図には示さ
れていないショックアブソーバの下端が支持されるよう
になっている。
【００２１】トーコントロールリンク１６は前端にてゴ
ムブッシュ装置２８により実質的に車輌横方向に延在す
る軸線３０の周りに枢動自在に支持され、後端にてゴム
ブッシュ装置３２により実質的に上下方向に延在する軸
線３４の周りに枢動自在に支持され、ゴムブッシュ装置
２８と３２との間のリンク部とトレーリングアームの内
面との間には図には示されていないゴムブッシュが配置
されている。尚トレーリングアーム１０の前端はゴムブ
ッシュ装置２８の如きゴムブッシュ装置の外筒に直接連
結されていてもよい。
【００２２】図示の実施形態に於いては、トーションビ
ーム１２のＵ形断面の深さは両端へ向かうにつれて漸次
増大しており、これによりトーションビームの湾曲した
前縁１２Ａは両端へ向かうにつれて漸次前方へ変位して
いる。またトーションビーム１２の両端は連結部として
の溶接部３６によりトレーリングアーム１０の前端部と
後端部との中間部に連結されている。
【００２３】更にトーションビーム１２の両端に於ける
Ｕ形断面の上下側壁部の後縁１２Ｂには溶接部３６に近
接してこれより隔置された位置に捩り剛性低減部として
の切欠き３８が設けられている。特に図示の実施形態に
於いては、切欠き３８は実質的にトーションビームに沿
って延在する半長円に近い滑らかな曲線にて郭定されて
いる。またトーションビーム１２とブラケット１８との
間にてトーションビームの後縁１２Ｂに近接したトレー
リングアーム１０の内側側面には、曲げ剛性低減部とし
ての窪み４０が設けられている。窪み４０は上方より見
て円弧に近い滑らかな曲線にて郭定されている。
【００２４】図示の実施形態に於いては、左右の車輪２
２が互いに逆相にてバウンド、リバウンドすると、トレ
ーリングアーム１０は車輌の前後方向の中心線４２とト
ーションビーム１２及びトーションバー１４の剪断中心
軸４４との交点Ｏ1 とゴムブッシュ装置２８の中心Ｏ2
とを結ぶ軸線４６の周りに上下方向に枢動し、これによ
りトーションビーム１２は両端にてトレーリングアーム
１０より捩りモーメント４８を受けるので、トーション
ビームの歪はその両端へ向かうにつれて大きくなる。
【００２５】図示の実施形態によれば、トーションビー
ム１２の両端の後縁１２Ｂには切欠き３８が設けられて
おり、この切欠きの周りの部分の弾性変形により比較的
大きい歪が確保されるので、切欠きの如き捩り剛性低減
部が設けられていない従来の構造の場合に比して溶接部
３６に於ける歪を低減することができ、これにより溶接
部の疲労による強度低下を低減してサスペンションの耐
久性を向上させることができる。
【００２６】特に図示の実施形態によれば、切欠き３８
は溶接部３６より隔置され且つこれに近接した位置に設
けられているので、切欠きが溶接部より大きく離れた位
置に設けられる場合に比して、トーションビーム１２が
繰り返し捩りモーメント４８を受けることに起因する溶
接部３６の疲労による強度低下を効果的に低減し、これ
によりサスペンションの耐久性を確実に向上させること
ができる。
【００２７】また図示の実施形態によれば、切欠き３８
は実質的にトーションビーム１２に沿って延在する実質
的に半長円の形状をなしており、切欠きの縁部にはトー
ションビームがトレーリングアーム１０によって捩られ
る際にも応力が過剰に集中する点が存在しないので、切
欠きが例えば直線的な縁部により郭定される場合に比し
て、トーションビーム１２の強度及び耐久性を向上させ
ることができる。
【００２８】また図示の実施形態に於いて、車輪２２が
横力を受けることにより、ブラケット１８に回転軸線２
０に沿う横力Ｆが作用すると、トレーリングアーム１０
は溶接部３６の実質的に中央の周りに曲げモーメント５
０を受けるので、トレーリングアームの歪はその後端部
へ向かうにつれて大きくなる。
【００２９】図示の実施形態によれば、トーションビー
ム１２とブラケット１８との間にてトレーリングアーム
１０の内側側面には窪み４０が設けられており、この窪
み及びその周囲の部分の弾性変形により比較的大きい歪
が確保されるので、窪みの如き曲げ剛性低減部が設けら
れていない従来の構造の場合に比して溶接部３６に於け
る歪を低減することができ、これにより溶接部の疲労に
よる強度低下を低減してサスペンションの耐久性を向上
させることができる。
【００３０】特に図示の実施形態によれば、窪み４０は
溶接部３６より隔置され且つこれに近接した位置に設け
られているので、窪みが溶接部より大きく離れた位置に
設けられる場合に比して、トレーリングアーム１０が繰
り返し曲げモーメント５０を受けることに起因する溶接
部３６の疲労による強度低下を効果的に低減し、これに
よりサスペンションの耐久性を確実に向上させることが
できる。。
【００３１】図３乃至図６はそれぞれトーションビーム
の端部にガセットが設けられた本発明によるトーション
ビーム式サスペンションの第二乃至第五の実施形態の右
半分を示す解図的平面図である。尚これらの図に於い
て、図１及び図２に示された部分に対応する部分には図
１及び図２に於いて付された符号と同一の符号が付され
ている。
【００３２】図３乃至図５に示された第二乃至第四の実
施形態に於いては、トーションビーム１２のＵ形断面は
仮想線５２にて示されている如く前向きに開いた形状に
設定され、トーションビーム１２の両端部はＬ形のガセ
ット５４により補強されている。ガセット５４も前向き
及び外向きに開いたＵ形断面の形状を有し、トーション
ビーム１２の湾曲した後縁１２Ｂ及びトレーリングアー
ム１０の内側側面に当接した状態にてそれぞれ溶接部５
６及び５８によりトーションビーム及びトレーリングア
ームに固定されている。
【００３３】特に図３に示された第二の実施形態に於い
ては、トーションビーム１２の後縁１２Ｂにはガセット
５４の内端に近接してこれより隔置された位置に捩り剛
性低減部としての切欠き６０が設けられている。特に図
示の実施形態に於いては、切欠き６０は上方より見て実
質的にトーションビームに沿って延在する半長円に近い
滑らかな曲線にて郭定されている。またガセット５４と
回転軸線２０との間にてガセットの後端に近接したトレ
ーリングアーム１０の内側側面には、曲げ剛性低減部と
しての窪み６２が設けられている。窪み６２は上方より
見て円弧に近い滑らかな曲線にて郭定されている。
【００３４】図４に示された第三の実施形態に於いて
は、トーションビーム１２の後縁１２Ｂには切欠き６０
は設けられておらず、ガセット５４の内端と後端との間
の湾曲部５４Ａに捩り剛性低減部としての切欠き６４が
設けられている。切欠き６４も上方より見て実質的にガ
セットの湾曲部５４Ａに沿って延在する半長円に近い滑
らかな曲線にて郭定されている。
【００３５】図５に示された第四の実施形態に於いて
は、トーションビーム１２の後縁１２Ｂとトレーリング
アーム１０の内側側面との交点Ｏ3 とガセット５４の内
端との間の距離及び交点Ｏ3 とガセット５４の後端との
間の距離が与えられた場合に、トーションビームの両端
部を最適に補強するようなガセット５４の内端と後端と
の間の湾曲部の形状が例えば図に於いて仮想線６６にて
示された形状であるとすると、この実施形態に於ける湾
曲部５４Ａの形状は交点Ｏ3 の側へ偏倚されており、こ
れにより湾曲部５４Ａ自体が捩り剛性低減部を郭定して
いる。
【００３６】図６に示された第五の実施形態に於いて
は、トーションビーム１２のＵ形断面は仮想線６８にて
示されている如く下向きに開いた形状に設定され、トー
ションビーム１２の両端部はＴ形のガセット７０により
補強されている。ガセット７０は全体として実質的に平
板状をなし、湾曲した内端部にてトーションビーム１２
の湾曲部に当接し且つ外端部にてトレーリングアーム１
０の円筒面に当接した状態にてそれぞれ溶接部７２及び
７４によりトーションビーム及びトレーリングアームに
固定されている。
【００３７】この実施形態に於いても、ガセット７０の
外端部の前端及び後端と内端とを結ぶ湾曲部７０Ａ及び
７０Ｂの形状はそれらの最適の形状７６及び７８に対し
それぞれ交点Ｏ3 及びＯ4 の側へ偏倚されており、これ
により湾曲部７０Ａ及び７０Ｂ自体が捩り剛性低減部を
郭定している。
【００３８】以上に於ては本発明を特定の実施形態につ
いて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実
施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろ
う。
【００３９】例えば上述の各実施形態に於いては、捩り
剛性低減部としての切欠き３８、６０及び６４は実質的
に半長円の形状をなしているが、捩り剛性低減部は例え
ば半楕円形や半円の如き半長円以外の曲線により郭定さ
れてもよい。同様に曲げ剛性低減部としての窪み４０及
び６２は実質的に円弧の形状をなしているが、曲げ剛性
低減部は例えば半長円や半楕円形の如き円弧以外の曲線
により郭定されてもよい。また捩り剛性低減部及び曲げ
剛性低減部は例えば孔や薄肉部により郭定されてもよ
い。
【００４０】また上述の実施形態に於いては、トーショ
ンビーム１２の横断面形状はＵ形であるが、例えば半楕
円や半円の如き形状であってもよく、また横断面形状の
開いた方向は図示の実施形態に於ける方向以外の方向に
設定されてもよい。
【００４１】また上述の各実施形態に於いては、曲げ剛
性低減部としての窪み４０及び６２はトレーリングアー
ム１０の内側側面に設けられているが、図３乃至図６に
於いて仮想線の窪み７６にて示されている如く、曲げ剛
性低減部はトレーリングアーム１０の外側側面に設けら
れてもよく、また内側側面及び外側側面の両方に設けら
れてもよい。
【００４２】更に図３乃至図６に示された第二乃至第五
の実施形態に於いては、トーションビーム１２のＵ形断
面の深さは全長に亘り実質的に一定であるが、第一の実
施形態と同様両端へ向かうにつれて漸次増大するよう設
定されてもよい。また第二乃至第五の実施形態に於いて
は、トレーリングアーム１０は直線状をなしているが、
第一の実施形態と同様湾曲していてもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明の請求項１の構成によれば、例えば左右の車輪が逆相
にてバウンド、リバウンドすることにより、トーション
ビームがトレーリングアームによって捩られると、捩り
剛性低減部が弾性的に変形することにより連結部に於け
る応力集中の度合が緩和されるので、連結部の疲労によ
る強度低下を効果的に抑制し、これによりサスペンショ
ンの耐久性を向上させることができる。
【００４４】また請求項２の構成によれば、例えば車輌
の旋回時にサスペンションに作用する横力によりトレー
リングアームが横方向の曲げモーメントを受けると、曲
げ剛性低減部が弾性的に変形することにより連結部に於
ける応力集中の度合が緩和されるので、この場合にも連
結部の疲労による強度低下を効果的に抑制し、これによ
りサスペンションの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるトーションビーム式サスペンショ
ンの第一の実施形態の右半分を示す平面図である。
【図２】図１に示された実施形態の要部を示す拡大部分
平面図である。
【図３】トーションビームの端部にガセットが設けられ
た本発明によるトーションビーム式サスペンションの第
二の実施形態の右半分を示す解図的平面図である。
【図４】トーションビームの端部にガセットが設けられ
た本発明によるトーションビーム式サスペンションの第
三の実施形態の右半分を示す解図的平面図である。
【図５】トーションビームの端部にガセットが設けられ
た本発明によるトーションビーム式サスペンションの第
四の実施形態の右半分を示す解図的平面図である。
【図６】トーションビームの端部にガセットが設けられ
た本発明によるトーションビーム式サスペンションの第
五の実施形態の右半分を示す解図的平面図である。
【符号の説明】
１０…トレーリングアーム １２…トーションビーム １６…トーコントロールリンク １８…ブラケット ２２…車輪 ３６…溶接部 ３８、６０、６４…切欠き ４０、６２、７６…窪み ５４、７０…ガセット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車輌横方向に互いに隔置され前端部にて車
    体に枢支され後端部にて車輪を回転可能に支持する一対
    のトレーリングアームと、車輌横方向に延在し両端の連
    結部にて前記トレーリングアームに一体的に連結された
    トーションビームとを有するトーションビーム式サスペ
    ンションに於いて、前記トーションビームにはその捩り
    剛性を部分的に低下させる捩り剛性低減部が前記連結部
    より隔置された位置に設けら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。
  2. 【請求項２】車輌横方向に互いに隔置され前端部にて車
    体に枢支され後端部にて車輪を回転可能に支持する一対
    のトレーリングアームと、車輌横方向に延在し両端の連
    結部にて前記トレーリングアームに一体的に連結された
    トーションビームとを有するトーションビーム式サスペ
    ンションに於いて、前記トレーリングアームにはその横
    方向の曲げ剛性を部分的に低下させる曲げ剛性低減部が
    前記連結部と後端部との間に設けら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。
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