JPH1178458A

JPH1178458A - トーションビーム式サスペンション

Info

Publication number: JPH1178458A
Application number: JP9237387A
Authority: JP
Inventors: Keiko Nagasaka; 恵子長坂
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で、トーションビームの断面二次モーメ
ントを大きくすることなく座屈を防止できるトーション
ビーム式サスペンション。【解決手段】トーションビーム３２の上板３４の前端
と、下板３６の傾斜部３６Ｂの前端とは、トーションビ
ーム３２の長手方向（車両幅方向）全体に渡って、連設
板３８を介して一体的に連続している。連設板３８は、
上部及び下部において、下板３６の傾斜部３６Ｂと上板
３４との双方の内面に接する内接円Ｃ１の半径Ｒ１より
も小さな半径Ｒ２で湾曲して、車両前方側に向かって膨
出する小径部３８Ａと、これら小径部３８Ａの間で小径
部３８Ａと一体的に連続し、車両後方側に向かって突出
する中間部３８Ｂと、を有している。このため、トーシ
ョンビーム３２は板厚を厚くすることなく、また、断面
二次モーメントを大きくすることなく、座屈強度が向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トーションビーム
式サスペンションに関し、さらに詳しくは、後ろ開き断
面形状のトーションビームを有するトーションビーム式
サスペンションにに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０には、トーションビーム式サスペ
ンションの一種である中間ビーム式サスペンション１１
０が示されている。

【０００３】この中間ビーム式サスペンション１１０で
は、前端が車体に軸支された一対のトレーリングアーム
１１２の後端に車輪が回転可能に軸支されている。トレ
ーリングアーム１１２は車両後方側に向かうに従って徐
々に外側に湾曲している。

【０００４】トレーリングアーム１１２の前後方向略中
間部には、トーションビーム１１４が掛け渡されて固定
されている。トーションビーム１１４は、図１１に示す
ように、トレーリングアーム１１２に掛け渡される略長
尺平板状の上板１１６と、車両前後方向略中央で屈曲さ
れて前端部に向かって上昇する傾斜部１１８Ｂが形成さ
れた下板１１８及び、上板１１６の前端と下板１１８の
前端とに連続し、断面視にて上板１１６と傾斜部１１８
Ｂとの双方の内面に接する内接円Ｃ１に沿って半径Ｒ１
で形成された円弧状の連設部１２０と、が一体的に形成
されている。従って、トーションビーム１１４全体とし
て後ろ開き断面形状となっている。

【０００５】さらに、トーションビーム１１４が固定さ
れた部分と車輪１２２が軸支された部分との間には、ア
ブソーバ・コイルユニット１２４の下端が連結されてい
る。アブソーバ・コイルユニット１２４の上端は車体に
支持されており、車両走行時の突起乗り越し等によって
車輪１２２が上方にバウンドすると、この動きがアブソ
ーバ・コイルユニット１２４によって吸収される。

【０００６】また、バウンド等により、左右の車輪１２
２の高さに差が生じると、トーションビーム１１４が捩
じれるため、この反力で左右の車輪１２２の高さの差が
解消される。

【０００７】しかし、この中間ビーム式サスペンション
１１０では、トレーリングアーム１１２の車両幅方向外
側に車輪１２２が軸支され、これより車両幅方向内側で
トーションビーム１１４が固定されると共に、これらの
中間でアブソーバ・コイルユニット１２４の下端が連結
されているため、車輪１２２の上昇でアブソーバ・コイ
ルユニット１２４から下方入力が作用し、トーションビ
ーム１１４の上板１１６に圧縮力が働く。特に、アブソ
ーバ・コイルユニット１２４内に設けられたバウンドス
トッパによってアブソーバ・コイルユニット１２４の縮
み量が制限された場合には、バウンドストッパからトー
ションビーム１１４に作用する下方入力が大きくなり、
上板１１６は大きな圧縮力を受ける。

【０００８】また、突起乗り越し等で車輪１２２に後方
側への力が作用した場合には、トレーリングアーム１１
２の後端に車両幅方向内側への力が作用し、トーション
ビーム１１４の両端に後方側への力が作用するため、ト
ーションビーム１１４の後端に圧縮力が働く。

【０００９】従って、トーションビーム１１４にバウン
ドストッパからの下向きの力と、車輪１２２からの後方
側への力が同時に作用すると、図１２にも示すように、
上板１１６（特に上板１１６の長手方向中央付近）に大
きな応力が作用し、上板１１６のエッジ（車両後方側の
縁部分）に非常に大きな圧縮力が働く。これにより、ト
ーションビーム１１４は長手方向中央付近でいわゆる断
面くずれを起こし、上板１１６が座屈するおそれが生じ
る。

【００１０】かかる上板１１６の座屈を防止するために
は、例えば、上板１１６をトーションビーム１１４の長
手方向に沿って部分的に凹ませて、リブを形成すること
が考えられる。しかし、プレス加工によってこのような
リブを形成すると、トーションビーム１１４の内側から
の型抜きが困難となったり、あるいは型抜きによってリ
ブの加工精度が落ちてしまったりすることがある。

【００１１】また、トーションビーム１１４の内側に
は、トーションビーム１１４と別体に形成されたスタビ
ライザ等の部材が配設されるため、リブの形状は、この
部材と干渉しない形状とする必要があり、リブをトーシ
ョンビーム１１４の長手方向全体に渡って形成できな
い。このため、リブの端部（断面変化部分）の強度が低
下する。

【００１２】上板１１６の座屈を防止するための別の方
法として、トーションビーム１１４を構成する板材の板
厚を厚くすることも考えられる。しかし、板厚を厚くす
ると、トーションビーム１１４の重量が増加し、車両全
体としてばね下重量の増加を招く。また、板厚を厚くす
るこにとよりトーションビーム１１４の強度が上がる
と、トーションビーム１１４の断面二次モーメントが大
きくなってトーションビーム１１４は捩じれ難くなるた
め、トレーリングアーム１１２の、トーションビーム１
１４が取り付けられた部分に作用する応力が増大する。
このため、トレーリングアーム１１２の強度を向上させ
る必要が生じてしまう。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事実を
考慮し、軽量で、トーションビームの断面二次モーメン
トを大きくすることなく座屈を防止できるトーションビ
ーム式サスペンションを得ることを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、車両の左右両側に配置され、前端が車体に軸支され
後端に車輪を回転可能に支持する支持部が備えられた一
対のアームと、前記一対のアームに掛け渡されて固定さ
れた上板部及び下板部と、この上板部と下板部とに車両
前方側で連続して断面後ろ開き形状を構成すると共に少
なくとも一部が上板部と下板部との内接円の半径よりも
小さな径とされた連設部と、を備えたトーションビーム
と、を有することを特徴とする。

【００１５】車輪が路面の凹凸や突起を乗り越す際に、
車輪に突き上げ力が作用すると、アームが前端を中心と
して揺動し、車輪が上下動する。

【００１６】上板部と下板部とに車両前方側で連続する
連設部の一部は、上板部と下板部とに接する内接円の半
径よりも小さな径とされているため、上板部及び下板部
の座屈強度が向上している。アームの揺動により、アー
ムに掛け渡されたトーションビームの上板部又は下板部
に圧縮力が作用することがあるが、この場合でも、上板
部及び下板部の座屈強度が向上しているため、上板部及
び下板部は座屈しない。

【００１７】また、トーションビームを構成する板材の
板厚を厚くしていないので、従来のトーションビームと
比較して、トーションビームの断面二次モーメントは増
大しない。このため、車輪の上下動によって左右の車輪
の高さ（上下方向の位置）が異なった場合には、従来の
トーションビームと同様に捩じれて、この高さの差を解
消する方向の力を車輪に作用させる。

【００１８】さらに、トーションビームを構成する板材
の板厚を厚くしていないためにトーションビームの重量
が増大せず、トーションビーム式サスペンション全体の
重量も増大しない。

【００１９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記連設部が、前記上板部と前記下
板部との中間部でこの連設部を構成する板材を車両幅方
向全体に渡って車両後方側に突出させて構成されている
ことを特徴とする。

【００２０】このため、トーションビームの形状を複雑
にすることなく、上板部と下板部とに接する内接円の半
径よりも小さな径を有する部分を、板材を車両後方側に
突設させた部分の上下に構成することができる。連設部
は車両幅方向全体に渡って構成されるので、トーション
ビームの強度が部分的に低下することもない。

【００２１】請求項３に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記連設部が、前記上板部と前記下
板部との中間部で前記内接円の半径よりも大径とされ、
上板部及び下板部と連続する部分の近傍で内接円の半径
よりも小径とされて構成されていることを特徴とする。

【００２２】このため、トーションビームの形状を複雑
にすることなく、上板部と下板部とに接する内接円の半
径よりも小さな径を有する部分を、上板部及び下板部と
連続する部分の近傍に構成することができる。連設部は
車両幅方向全体に渡って構成されるので、トーションビ
ームの強度が部分的に低下することもない。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の第１の実施の
形態に係るトーションビーム式サスペンションの一種で
ある中間ビーム式サスペンション１０が示されている。
以下、各図面において車両幅方向を矢印Ｗで、車両前方
向を矢印Ｆで、車両上方向を矢印Ｈで示す。

【００２４】この中間ビーム式サスペンション１０は、
車両幅方向両側に配置される一対のトレーリングアーム
１２を有している。トレーリングアーム１２の前端はブ
ッシュ１４によって車体（図示省略）に軸支されてお
り、これによって、トレーリングアーム１２がその前端
を中心として車両上下方向に揺動可能に、かつ弾性的に
車体に支持されている。

【００２５】また、トレーリングアーム１２は、前端か
ら前後方向中央に向かって徐々に幅方向内側に湾曲し、
さらに前後方向中央から後端に向かって車両幅方向外側
に湾曲してクランク状とされている。これにより、左右
のトレーリングアーム１２はその前後方向中央で互いに
接近すると共に、後端が前端よりも幅方向外側に位置し
ている。

【００２６】トレーリングアーム１２の後端には、平面
視にて略コ字状の支持ブラケット１６が固着されてお
り、この支持ブラケット１６に取り付けられたスピンド
ル（図示省略）を介して車輪１８が回転可能に取り付け
られている。

【００２７】トレーリングアーム１２の後端近傍には、
アブソーバ・コイルユニット２０を構成するショックア
ブソーバ２２の下端が連結されている。このショックア
ブソーバ２２は、内部に粘性流体が封入され、上面に開
口が形成されたシリンダ２４と、シリンダ２４の上面の
開口からシリンダ２４内に挿入され、下端にピストンが
取り付けられたピストンロッド２６と、で構成されてい
る。このピストンにはオリフィスが形成されており、ピ
ストンのシリンダ２４内での移動が、このオリフィスを
通過する粘性流体の粘性によって抵抗を受ける。

【００２８】ピストンロッド２６の上端は、アッパサポ
ート２８を介して車体のパネル（図示省略）に固定され
ている。従って、ショックアブソーバ２２は、車体とト
レーリングアーム１２との間に掛け渡されている。

【００２９】ショックアブソーバ２２の周囲には、コイ
ルスプリング３０が巻装されている。コイルスプリング
３０の上端はアッパサポート２８に固着され、下端はシ
リンダ２４に固着されている。車輪１８の上下動によ
り、ショックアブソーバ２２を構成するシリンダ２４と
ピストンロッド２６とが相対的に移動すると、コイルス
プリング３０が伸縮する。このコイルスプリング３０の
伸縮は、ショックアブソーバ２２のシリンダ２４内でピ
ストンの動きが抵抗を受けることにより減衰される。

【００３０】コイルスプリング３０内には、発泡ウレタ
ンやゴム等の弾性材料によって形成されたバウンドスト
ッパが配置されており、車輪１８の上昇によるコイルス
プリング３０の縮み量が一定値に達すると、バウンドス
トッパが、上昇したシリンダ２４の上端面に当たって、
車輪１８の上昇ストロークが一定量に制限されるように
なっている。

【００３１】左右のトレーリングアーム１２の前後方向
中間には、トーションビーム３２が掛け渡されて固定さ
れている。車輪１８がバウンドした際に、左右でのバウ
ンド量が異なっている場合や、左右の車輪１８が逆相で
バウンドした場合等には、トーションビーム３２が捩じ
れるため、この捩じれの反力で左右の車輪１８の高さの
差を解消する方向の力が車輪１８に作用する。

【００３２】図２にも示すように、トーションビーム３
２は、長尺平板状に形成された上板３４を有している。
この上板３４の長手方向（車両幅方向、図２では紙面と
垂直の方向）両端が、それぞれ左右のトレーリングアー
ム１２の上面に固着されている。

【００３３】また、トーションビーム３２は、上板３４
と略平行な平行部３６Ａが車両後方側（図２右側）に形
成され、さらに、この平行部３６Ａの前端側（図２左
側）で上板３４に接近する方向（上方）に屈曲する傾斜
部３６Ｂが形成された下板３６を有している。下板３６
の平行部３６Ａの長手方向（車両幅方向）両端が、それ
ぞれ左右のトレーリングアーム１２の下面に固着されて
いる。

【００３４】上板３４の前端と、下板３６の傾斜部３６
Ｂの前端とは、トーションビーム３２の長手方向（車両
幅方向）全体に渡って、連設板３８を介して一体的に連
続している。この連設板３８の断面形状は、図２に示す
ように、上部及び下部において、下板３６の傾斜部３６
Ｂと上板３４との双方の内面に接する内接円Ｃ１の半径
Ｒ１よりも小さな半径Ｒ２で湾曲して、車両前方側に向
かって膨出する小径部３８Ａと、これら小径部３８Ａの
間で小径部３８Ａと一体的に連続し、車両後方側に向か
って突出する中間部３８Ｂと、を有する形状となってい
る。これにより、トーションビーム３２は、断面視に
て、車両後方側が開口した略「Ｍ」字状になっている。
なお、これに対し従来のトーションビーム１１４（図１
１参照、図２においても二点鎖線で示す）は、この内接
円Ｃ１に沿った形状とされている。

【００３５】そして、トーションビーム３２の断面形状
を上記したように略「Ｍ」字状とすることで、トーショ
ンビーム３２のいわゆる断面くずれが防止されている。
以下、その理由について説明する。

【００３６】従来のトーションビーム１１４を図３に実
線で示す断面形状の曲り梁５０で、第１の実施の形態に
係るトーションビーム３２を図４に実線で示す断面形状
の曲り梁９０でそれぞれ近似し、これらの曲り梁５０、
９０の他端（図３及び図４左側端部）に、それぞれ離間
する方向（上方向及び下方向）の力Ｐが作用した場合
の、この他端のたわみ量δ１、δ２を計算する（なお、
図３及び図４では、この力Ｐによって変形した曲り梁５
０、９０の形状を、それぞれ二点鎖線で示している）。
以下の計算において、縦断面係数（ヤング率）をＥ、断
面二次モーメントをＩでそれぞれ表す。

【００３７】曲り梁５０は、平行な一対の平板状の平板
部５２（間隔２ｂ、幅Ｌ）と、この平板部５２の一端側
（図３左側）で連続する、半径ｂ、中心角π（ｒａｄ）
の円弧部５４と、で構成されている。曲り梁５０は、軸
線Ｓに対して上下対称なので、軸線Ｓの上側の部分のみ
で荷重Ｐによる点Ｃの変位量を計算し、これを２倍する
ことでたわみ量δ１を求める。

【００３８】曲り梁５０の上半分を、図３に線分Ａ−Ｂ
で示す円弧部５４Ａ（半径ｂ、中心角π／２（ｒａ
ｄ））と、線分Ｂ−Ｃで示す直線部５２Ａ（長さＬ）
と、に分けて計算する。

【００３９】円弧部５４Ａに関して、点Ａを固定して考
えると、点Ｂの位置では、図３上方に向かう荷重Ｐと、
反時計周り方向の回転モーメントが作用している。上方
への荷重Ｐによって、点Ｂの位置は、上方へ、

【００４０】

【数１】

【００４１】だけ移動する。また、反時計周り方向への
回転モーメントによって、円弧部５４Ａの半径が大きく
なり（別言すれば、円弧部５４Ａの断面形状が直線に近
づき）、点Ｂでの接線は、

【００４２】

【数２】

【００４３】で示される回転角Δθ₁₁で、反時計周り方
向へ回転する。この回転による点Ｃの変位は（直線部５
２Ａが変形しないと考えると）、

【００４４】

【数３】

【００４５】となる。一方、直線部５２Ａに関しては、
点Ｂを固定して考えると、点Ｃに上方への荷重Ｐが作用
しているので直線部５２Ａは湾曲し、点Ｃは上方へ、

【００４６】

【数４】

【００４７】だけ移動する。従って、式（１) 、（２)
及び（３) から、曲り梁５０のたわみ量δ１は、

【００４８】

【数５】

【００４９】となる。これに対し、図４に示す曲り梁９
０は、平行な一対の平板状の平板部９２（間隔２ｂ、幅
Ｌ）と、この平板部９２の一端側（図４左側）で連続
し、車両前方に向かって凸の円弧状に形成された円弧部
９４（半径ｃ＝ｂ／３、中心角π（ｒａｄ））と、この
円弧部９４と連続し、車両後方に向かって凸の円弧状に
形成された中央円弧部９６（半径ｃ、中心角π（ｒａ
ｄ））と、で構成されている。

【００５０】この曲り梁９０も、曲り梁５０と同様、軸
線Ｓに対して上下対称なので、上半分のみを考え（後で
２倍する）、さらに、線分Ａ−Ｂで示す円弧部９６Ａ
（半径ｃ、中心角π／４（ｒａｄ））と、線分Ｂ−Ｃで
示す円弧部９４Ａ（半径ｃ、中心角π／２（ｒａｄ））
及び、線分Ｃ−Ｄで示す直線部９２Ａ（長さＬ）と、に
分けて計算する。

【００５１】円弧部９６Ａに関して、点Ａを固定して考
えると、点Ｂに作用する上方への荷重Ｐにより、点Ｂの
位置は、

【００５２】

【数６】

【００５３】だけ上方へ移動する。また点Ｂに作用する
反時計周り方向の回転モーメントによって、円弧部９６
Ａの半径が小さくなり、点Ｂでの接線は、

【００５４】

【数７】

【００５５】で示される回転角Δθ₂₁で、反時計周り方
向へ回転する。円弧部９４Ａに関しては、点Ｂを固定し
て考えると、点Ｃに作用する上方への荷重Ｐにより、点
Ｃの位置は、

【００５６】

【数８】

【００５７】だけ移動する。また点Ｃに作用する反時計
周り方向の回転モーメントによって、点Ｃでの接線は、

【００５８】

【数９】

【００５９】で示される回転角Δθ₂₂で、反時計周り方
向へ回転する。点Ｂでの接線の回転と、点Ｃでの接線の
回転を合わせて考えると（回転角Δθ₂₁＋Δθ₂₂）、こ
の回転による点Ｄの変位は、（直線部９２Ａが変形しな
いと考え）、

【００６０】

【数１０】

【００６１】となる。直線部９２Ａに関しては、点Ｃを
固定して考えると、点Ｄに上方への荷重Ｐが作用してい
るので、曲り梁５０の場合と同様、点Ｄは上方へ

【００６２】

【数１１】

【００６３】だけ移動する。従って、式（５) 、（６)
、（７) 及び（８) から、曲り梁５０のたわみ量δ２
は、

【００６４】

【数１２】

【００６５】となる。以上より、δ１−δ２を計算する
と、

【００６６】

【数１３】

【００６７】となる。ここで、ｂ＝３ｃ、ａ＞０、ｂ＞
０、Ｐ＞０、Ｌ＞０を考慮すると、δ１＞δ２であるこ
とが分かり、図３に示す曲り梁５０よりも、図４に示す
曲り梁９０の方が、たわみ量が少ない。

【００６８】すなわち、本実施の形態に係るトーション
ビーム３２において、上板３４の後端側及び平行部３６
Ａの後端側に、互いに離間する方向の力が作用した場合
に、これら後端側の変位量が、従来のトーションビーム
１１４と比較して少なくなり、いわゆる断面くずれが防
止される。

【００６９】なお、式（４) からわかるように、一般的
に平板部５２Ａの幅Ｌが同じ場合には、円弧部５２Ａの
半径ｂが小さくなるほど、たわみ量δ１が小さくなる。
すなわち、式（４) のみからでも、内接円Ｃ１の半径Ｒ
１よりも小さな半径の円弧部を有するトーションビーム
（例えば、トーションビーム３２や後述するトーション
ビーム６２、及びトーションビーム８２等）の方が、従
来のトーションビーム１１４よりも断面くずれが防止さ
れることが理解できる。

【００７０】次に、第１の実施の形態に係る中間ビーム
式サスペンション１０の作用を説明する。

【００７１】車両走行時に、車輪１８が路面の凹凸や突
起を通過して突き上げ荷重が作用すると、アブソーバ・
コイルユニット２０のコイルスプリング３０が縮み、ト
レーリングアーム１２が揺動して、車輪１８は車体に対
して上方に移動する。

【００７２】この車輪１８の移動はアブソーバ・コイル
ユニット２０によって制限されることになるため、トレ
ーリングアーム１２に、その中央部が下方に向かうモー
メントが作用する。特に、車輪１８に作用する突き上げ
荷重が大きい場合には、コイルスプリング３０の縮み量
も大きくなるため、シリンダ２４の上端がコイルスプリ
ング３０の内側に配置されたバウンドストッパに当り、
トレーリングアーム１２外側端部（トレーリングアーム
１２の後端）を中心として、トレーリングアーム１２の
中央部が下方に回転しようとする。左右のトレーリング
アーム１２の略中央にはトーションビーム３２が掛け渡
されて固定されているため、このトーションビーム３２
の上板３４に圧縮力が作用することになる。

【００７３】また、車輪１８が路面の凹凸や突起に当た
ったときには、車輪１８に車両進行方向に対して後方へ
向かう力が作用する。トレーリングアーム１２の後端
は、トレーリングアーム１２の先端（車体に軸支されて
いる）よりも車両幅方向外側に位置しているために、車
輪１８の後方側への移動によって、トレーリングアーム
１２の後端側に、前端を支点として車両幅方向内側への
力のモーメントが作用する。これによって、トーション
ビーム３２の後端側（開口側）に圧縮力が作用する。

【００７４】このように、アブソーバ・コイルユニット
２０からの下方への荷重、及び、車輪１８からの車両後
方側への荷重が同時に作用すると、上板３４の後端縁に
大きな圧縮力が作用する。

【００７５】しかし、この場合であっても、トーション
ビーム３２の連設板３８には、従来のトーションビーム
１１４（図１０及び図１１参照）と比較して小さい半径
Ｒ２を有する小径部３８Ａが形成されて、上板３４の後
端側と下板３６の後端側とが広がりにくくなっている。
すなわち、図５に示すトーションビーム３２の応力分布
を、図１２に示す従来のトーションビーム１１４の応力
分布と比較すると、強い応力の範囲が、幅方向に渡って
広がると共に、トーションビーム３２の幅方向中央付近
で狭くなっている。これにより上板３４の座屈強度が向
上して断面くずれが防止されるため、上板３４は座屈し
ない。

【００７６】また、例えば小径部３８Ａをトーションビ
ーム３２の長手方向の一部にのみ形成し、他の部分は形
成しない場合には、小径部３８Ａの端部（すなわち連設
部３８の断面が変化する部分）の強度が低下して、この
部分でトーションビーム３２が座屈するおそれがある
が、本発明のトーションビーム３２では、その長手方向
（車両幅方向）全体に渡って小径部３８Ａが形成されて
おり、連設板３８の断面が変化する部分がないため、ト
ーションビーム３２が座屈することはない。

【００７７】なお、トーションビーム３２を上記したよ
うに、断面視にて略「Ｍ」字状としても、トーションビ
ーム３２の断面二次モーメントは、従来のトーションビ
ーム３２と比較してほとんど変化しない。このため、左
右の車輪１８で高さに差が生じた場合にトーションビー
ム３２が捩じれ難いということがなく、トーションビー
ム３２は従来のトーションビーム１１４と同様に十分に
捩じれて、左右の車輪１８の高さの差を解消する方向の
力を車輪１８に作用させる。

【００７８】また、トーションビーム３２を構成する板
材の板厚を厚くしていないので、トーションビーム３２
の重量が、従来のトーションビーム１１４よりも増大す
ることはない。すなわち、トーションビーム式サスペン
ション１０全体としても重量が増大せず、ばね下重量も
増大しない。

【００７９】さらに、例えば上板３４等を部分的に凹ま
せてリブ等を形成していないので、トーションビーム３
２内に別部材（スタビライザー等）を配設する際に、こ
の別部材と干渉するおそれがない。

【００８０】図６には、本発明の第２の実施の形態に係
るトーションビーム式サスペンションの一種である中間
ビーム式サスペンションに適用されるトーションビーム
６２が断面図にて示されている。

【００８１】この中間ビーム式サスペンションでは、第
１の実施の形態に係るトーションビーム式サスペンショ
ン１０と比較して、トーションビーム６２の断面形状の
みが異なっており、それ以外は全て同じである。以下、
第１の実施の形態に係るトーションビーム式サスペンシ
ョン１０と同一の部材については同じ符号を付して説明
を省略する。

【００８２】トーションビーム６２は、第１の実施の形
態に係るトーションビーム３２と同様の上板３４及び下
板３６を有しており、この上板３４と下板３６とが、車
両前方側でトーションビーム６２の長手方向全体に渡っ
て、連設板６４を介して一体的に連続している。

【００８３】連設板６４は、平板部６４Ｂを有してい
る。平板部６４Ｂは略長尺板状に形成されており、実質
的に、断面視にて半径が極めて大きい、或いは半径が無
限大の円弧となっている。平板部６４Ｂの上端は、上板
３４に対して略直角に屈曲されて上板３４と一体的に連
続し、平板部６４Ｂの下端は下板３６に対して鈍角的に
屈曲されて下板３６の傾斜部３６Ｂと一体的に連続して
いる。従って、連設板６４は、その上端及び下端に、第
１の実施の形態に係る小径部３８Ａよりも極めて小さな
半径Ｒ５の円弧部６４Ａが形成されていることになる。

【００８４】このため、このトーションビーム６２も第
１の実施の形態に係るトーションビーム３２と同様、い
わゆる断面くずれが防止され、上板３４の後端側と下板
３６の後端側とが広がりにくくなっている。以下、その
理由について説明する。

【００８５】第２の実施の形態に係るトーションビーム
６２を、図７に実線で示す断面形状の曲り梁７０で近似
し、この曲り梁７０の他端（図７左側端部）に、それぞ
れ離間する方向（上方向及び下方向）の力Ｐが作用した
場合の、この他端のたわみ量δ３を計算する（図７で
は、この力Ｐによって変形した曲り梁７０の形状を二点
鎖線で示している）。

【００８６】曲り梁７０は、平行な一対の平板状の平板
部７２（間隔２ｂ、幅Ｌ）と、この平板部７２の一端側
（図３左側）で連続する、半径ａ（ａ＜ｂ）、中心角π
／２（ｒａｄ）の円弧部７４と、円弧部７４に連続する
縦直線部７６と、で構成されている。曲り梁７０は軸線
Ｓに対して上下対称なので、軸線Ｓの上側の部分のみで
荷重Ｐによる点Ｄの変位量を計算し、これを２倍して、
たわみ量δ３を求める。

【００８７】曲り梁７０の上半分を、図７に線分Ａ−Ｂ
で示す縦直線部７６Ａと、線分Ｂ−Ｃで示す円弧部７４
Ａ、及び線分Ｃ−Ｄで示す直線部７２Ａと、に分けて考
える。

【００８８】縦直線部７６の中点Ａを固定すると、点Ｂ
の位置では、図７上方への荷重Ｐと、反時計周り方向へ
の回転モーメントが作用している。上方への荷重Ｐによ
っては、点Ｂは殆ど変位しないが、反時計周り方向への
回転モーメントによって、縦直線部７６の上部及び下部
が車両前方側へ移動し、点Ｂでの法線は、

【００８９】

【数１４】

【００９０】で示される回転角Δθ₃₁で、反時計周り方
向へ回転する。円弧部７４Ａに関しては、点Ｂを固定し
て考えると、点Ｃに図７上方へ向かう荷重Ｐと、反時計
周り方向への回転モーメントが作用している。上方への
荷重Ｐによって、点Ｃの位置は、

【００９１】

【数１５】

【００９２】だけ上方へ移動する。また、反時計周り方
向への回転モーメントによって、円弧部７４Ａの半径が
大きくなり、点Ｃでの接線は、

【００９３】

【数１６】

【００９４】で示される回転角Δθ₃₂で、反時計周り方
向へ回転する。この回転による点Ｄの変位は（直線部７
２Ａが変形しないと考えると）、

【００９５】

【数１７】

【００９６】となる。直線部７２Ａに関しては、点Ｃを
固定して考えると、点Ｄに上方への荷重Ｐが作用してい
るので、曲り梁５０及び曲り梁９０の場合と同様、点Ｄ
は上方へ

【００９７】

【数１８】

【００９８】だけ移動する。従って、式（１１）、（１
２）及び（１３）から、曲り梁７０のたわみ量δ３は、

【００９９】

【数１９】

【０１００】となる。以上より、δ１−δ３を計算する
と、

【０１０１】

【数２０】

【０１０２】となる。ここで、ｂ−ａ＞０、ａ＞０、ｂ
＞０、Ｐ＞０、Ｌ＞０を考慮すると、δ１＞δ３である
ことが分かり、図３に示す曲り梁５０よりも、図７に示
す曲り梁７０の方が、たわみ量が少ない。

【０１０３】また、図８に示すトーションビーム６２の
応力分布を見ても、強い応力の範囲が、従来のトーショ
ンビーム３２や第１の実施の形態に係るトーションビー
ム３２よりも、さらに幅方向に渡って広がると共に、ト
ーションビーム６２の幅方向中央付近では、強い応力の
作用する領域が狭くなっている。これにより、上板３４
の座屈強度が向上して断面くずれが防止され、上板３４
が座屈しない、ということが分かる。

【０１０４】図９には、本発明の第３の実施の形態に係
るトーションビーム式サスペンションの一種である中間
ビーム式サスペンションに適用されるトーションビーム
８２が断面図にて示されている。

【０１０５】この中間ビーム式サスペンションでは、第
１の実施の形態に係る中間ビーム式サスペンション１０
と比較して、トーションビーム８２の断面形状のみが異
なっており、それ以外は全て同じである。以下、第１の
実施の形態に係るトーションビーム式サスペンション１
０と同一の部材については同じ符号を付して説明を省略
する。

【０１０６】トーションビーム８２の連設板８４は、上
下方向中間部において、内接円Ｃ１の半径Ｒ１よりも大
きな半径Ｒ３で車両前方側に膨出した大径円弧部８４Ｂ
と、この大径円弧部８４Ｂの上端及び下端で、半径Ｒ１
よりも小さな半径Ｒ４で上板３４及び下板３６に連続す
る小径円弧部８４Ａと、で構成されている。このため、
実質的に、第２の実施の形態に係るトーションビーム６
２の平板部６４Ｂが、車両前方側に円弧状に膨出された
形状となっており、トーションビーム８２の内側の空間
が広くなっている。

【０１０７】そして、このトーションビーム８２におい
ても、内接円Ｃ１の半径Ｒ１よりも小さな半径Ｒ４の小
径円弧部８４Ａが形成されているので、従来のトーショ
ンビーム３２と比較して、断面くずれが防止され、座屈
強度が向上している。

【０１０８】なお、上記説明から明らかなように、上板
３４だけでなく下板３６の座屈強度も向上し、下板３６
の座屈が防止されている。しかも、上板３４及び下板３
６に、上記した突起乗り越し等とは異なる要因によって
圧縮力が働いた場合であっても、上板３４及び下板３６
の座屈は防止され、座屈防止の効果が圧縮力の要因によ
らないことはもちろんである。

【０１０９】また、上記した第１〜３の実施の形態に係
るトーションビーム３２、６２、８２の断面形状はあく
まで例であり、トーションビームの断面形状はこれらに
限られるものではない。要するに、内接円Ｃ１の半径Ｒ
１よりも小さい半径を有する部分が、連設板３８、６
４、８４の少なくとも一部分に形成されていればよい。
例えば、連設板８４に代えて、この連設板８４の上端及
び下端を車両後方側に向かって鋭角的に屈曲させて、ト
ーションビームを断面略「Ｍ」字状としてもよい。同様
に、上板３４及び下板３６の形状も上記したものに限ら
れず、例えば、下板３６が上板３４と同様に平板状に形
成されていてもよく、逆に、上板３４が下板３６と同様
に車両前後方向中間部で屈曲していてもよい。

【０１１０】さらに、上記においてはトーションビーム
式サスペンションの一例として中間ビーム式サスペンシ
ョンを挙げて説明したが、他のタイプのトーションビー
ム式サスペンション（例えば、後端ビーム式サスペンシ
ョン）に、本発明に係るトーションビーム（トーション
ビーム３２、６２、８２等）を適用してもよい。

【０１１１】

【発明の効果】請求項１の発明においては、一対のアー
ムに掛け渡されて固定された上板部及び下板部と、この
上板部と下板部とに車両前方側で連続して断面後ろ開き
形状を構成すると共に少なくとも一部が上板部と下板部
との内接円の半径よりも小さな径とされた連設部と、を
備えたトーションビームを有するので、トーションビー
ム式サスペンション全体の重量を増大させずに、且つト
ーションビームの断面二次モーメントを増大させずに、
上板部及び下板部の座屈強度を向上させて座屈を防止で
きる。

【０１１２】請求項２の発明においては、請求項１に記
載の発明において、連設部が、上板部と下板部との中間
部でこの連設部を構成する板材を車両幅方向全体に渡っ
て車両後方側に突出させて構成されているので、トーシ
ョンビームの形状を複雑にすることなく、上板部と下板
部とに接する内接円の半径よりも小さな径を有する部分
を構成することができる。

【０１１３】請求項３の発明においては、請求項１に記
載の発明において、連設部が、上板部と下板部との中間
部で内接円の半径よりも大径とされ、上板部及び下板部
と連続する部分の近傍で内接円の半径よりも小径とされ
て構成されているので、トーションビームの形状を複雑
にすることなく、上板部と下板部とに接する内接円の半
径よりも小さな径を有する部分を構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る中間ビーム式
サスペンション（トーションビーム式サスペンション）
を示す斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る中間ビーム式
サスペンション（トーションビーム式サスペンション）
のトーションビームの断面形状を示す図１のＩＩ−ＩＩ
線断面図である。

【図３】従来の中間ビーム式サスペンション（トーショ
ンビーム式サスペンション）のトーションビームのたわ
み量を近似的に計算するための曲り梁を示す説明図であ
る。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る中間ビーム式
サスペンション（トーションビーム式サスペンション）
のトーションビームのたわみ量を近似的に計算するため
の曲り梁を示す説明図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る中間ビーム式
サスペンション（トーションビーム式サスペンション）
のトーションビームにおける有限要素法解析による応力
分布を示す応力分布図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る中間ビーム式
サスペンション（トーションビーム式サスペンション）
のトーションビームの断面形状を示す縦断面図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係る中間ビーム式
サスペンション（トーションビーム式サスペンション）
のトーションビームのたわみ量を近似的に計算するため
の曲り梁を示す説明図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係る中間ビーム式
サスペンション（トーションビーム式サスペンション）
のトーションビームにおける有限要素法解析による応力
分布を示す応力分布図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態に係る中間ビーム式
サスペンション（トーションビーム式サスペンション）
のトーションビームの断面形状を示す縦断面図である。

【図１０】従来の中間ビーム式サスペンション（トーシ
ョンビーム式サスペンション）を示す斜視図である。

【図１１】従来の中間ビーム式サスペンション（トーシ
ョンビーム式サスペンション）のトーションビームの断
面形状を示す図１のＸ−Ｘ線断面図である。

【図１２】従来の中間ビーム式サスペンション（トーシ
ョンビーム式サスペンション）のトーションビームにお
ける有限要素法解析による応力分布を示す応力分布図で
ある。

【符号の説明】

１０中間ビーム式サスペンション（トーションビ
ーム式サスペンション）１２トレーリングアーム（アーム）３２トーションビーム３４上板（上板部）３６下板（下板部）３８連設板（連設部）６２トーションビーム６４連設板（連設部）８２トーションビーム８４連設板（連設部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の左右両側に配置され、前端が車体
に軸支され後端に車輪を回転可能に支持する支持部が備
えられた一対のアームと、前記一対のアームに掛け渡されて固定された上板部及び
下板部と、この上板部と下板部とに車両前方側で連続し
て断面後ろ開き形状を構成すると共に少なくとも一部が
上板部と下板部との内接円の半径よりも小さな径とされ
た連設部と、を備えたトーションビームと、を有す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】前記連設部が、前記上板部と前記下板部
との中間部でこの連設部を構成する板材を車両幅方向全
体に渡って車両後方側に突出させて構成されていること
を特徴とする請求項１に記載のトーションビーム式サス
ペンション。
【請求項３】前記連設部が、前記上板部と前記下板部
との中間部で前記内接円の半径よりも大径とされ、上板
部及び下板部と連続する部分の近傍で内接円の半径より
も小径とされて構成されていることを特徴とする請求項
１に記載のトーションビーム式サスペンション。