JPWO2012011482A1 - トーションビーム式サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

トーションビーム式サスペンション装置は、トレーリングアーム部（１５）およびトーションビーム部（１４）を、厚さの異なる板材の端部どうしを溶接部にて突き合わせた溶接したテーラードブランク材をプレス加工することで一体に形成される。テーラードブランク材の溶接部（１７）は前後の側壁部（３２，３３）を底壁部（３１）で接続したＵ字状の横断面を備え、各側壁部（３２，３３）の端縁には溶接部（１７）を挟む位置に一対の切欠き（３４ａ，３４ｂ；３５ｃ，３５ｄ）が形成されるので、トーションビーム部（１４）が捩じれ変形したとき、応力集中を溶接部（１７）から切欠き（３４ａ，３４ｂ；３５ｃ，３５ｄ）に移行させることで、溶接端部の剥離を防止してトーションビーム式サスペンション装置の耐久性を高めることができる。

Description

本発明は、車体前後方向に延びて前端が車体に上下揺動可能に枢支されて後端に車輪を回転自在に軸支する左右のトレーリングアーム部と、車体左右方向に延びて両端が前記左右のトレーリングアーム部に接続されるトーションビーム部とを備え、前記トレーリングアーム部および前記トーションビーム部は、厚さの異なる板材の端部どうしを突き合わせて溶接部にて溶接したテーラードブランク材をプレス加工することで一体に形成されるトーションビーム式サスペンション装置に関する。

トーションビーム式サスペンション装置の左右のトレーリングアーム部とトーションビーム部とを別部材で構成し、トーションビーム部の左右両端に左右のトレーリングアーム部の側壁部を重ね合わせて溶接することで一体化するものが、下記特許文献１により公知である。

またプレス加工製品の素材となるブランク材を、厚さの異なる金属板の端部どうしを突き合わせて溶接したテーラードブランク材で構成するものが、下記特許文献２により公知である。

日本特開２００６−２８１８８５号公報 日本特開２００６−３０６２１１号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたトーションビーム式サスペンション装置では、トレーリングアーム部とトーションビーム部とを重ね合わせて溶接しているため、その重ね合わせた部分で重量が増加する問題がある。

そこで、上記特許文献２に記載されたテーラードブランク材をトーションビーム式サスペンション装置に採用すれば重量の増加を防止することができるが、車両の旋回中や悪路走行中にテーラードブランク材の溶接端部に応力が集中して剥離が発生してしまい、耐久性低下の原因となる問題がある。上記特許文献２の発明ではテーラードブランク材の端縁における溶接端部の両側位置にノッチを形成することで溶接部への応力集中を緩和しているが、このようにすると今度はノッチに応力が集中して亀裂が発生してしまい、トーションビーム式サスペンション装置の耐久性を低下させてしまう可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、テーラードブランク材を用いたトーションビーム式サスペンション装置の溶接端部の剥離を確実に防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、車体前後方向に延びて前端が車体に上下揺動可能に枢支されて後端に車輪を回転自在に軸支する左右のトレーリングアーム部と、車体左右方向に延びて両端が前記左右のトレーリングアーム部に接続されるトーションビーム部とを備え、前記トレーリングアーム部および前記トーションビーム部は、厚さの異なる板材の端部どうしを突き合わせて溶接部にて溶接したテーラードブランク材をプレス加工することで一体に形成されるトーションビーム式サスペンション装置において、前記テーラードブランク材の溶接部は略上下方向に延びる前後の側壁部を底壁部で接続したＵ字状の横断面を備え、少なくとも一方の側壁部の端縁には前記溶接部を挟む位置に一対の切欠きが形成されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記少なくとも一方の側壁部の下端から車体前後方向に延びるフランジを備え、前記一対の切欠きは前記フランジに形成されることを第２の特徴とする。

また本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記トレーリングアーム部および前記トーションビーム部を構成するアッパー部材と、前記アッパー部材の前記トレーリングアーム部の下面に溶接されて閉断面を構成するロア部材とを備え、前記ロア部材の車幅方向内端は前記一対の切欠きの位置まで延出することを第３の特徴とする。

また本発明は、第３の特徴の構成に加えて、前記ロア部材は前記アッパー部材の前記トーションビーム部の内部に延びて前記前後の側壁部の内面に溶接される第１延出部を備え、前記第１延出部は車体中心線に向かって前記底壁部に接近するように上向きに傾斜することを第４の特徴とする。

また本発明は、第４の特徴の構成に加えて、前記ロア部材は、前記アッパー部材の前記トーションビーム部側に延びて前記溶接部を跨ぐように前記前後の側壁部の開口端に接続される前後一対の第２延出部を備え、前記第１延出部は前記前後の側壁部の内面に第１溶接線で溶接され、前記第２延出部は前記前後の側壁部の開口端に第２溶接線で溶接され、車体上下方向に見たときに前記第１溶接線および前記第２溶接線は車体左右方向にオーバーラップすることを第５の特徴とする。

また本発明は、第１〜第５の特徴の構成に加えて、前記溶接部の近傍の前記トレーリングアーム部は、平面部と、前記平面部の前側の端縁を折り曲げた前部側壁部と、前記平面部の後側の端縁を折り曲げた後部側壁部とを備え、上下方向の荷重が入力したときの前記トレーリングアーム部の曲げ中心線が前記前部側壁部と成す角度および前記後部側壁部と成す角度は略等しく設定されることを第６の特徴とする。

また本発明は、第６の特徴の構成に加えて、前記トレーリングアーム部は略車体前後方向に延びる段差部を介して前記平面部の上方に連なる高位平面部を備え、前記曲げ中心線は前記段差部に沿う前記平面部に沿って形成されることを第７の特徴とする。

また本発明は、第７の特徴の構成に加えて、前記トレーリングアーム部は前記後部側壁部を介して前記高位平面部および前記平面部の下方に連なる低位平面部を備え、前記低位平面部の前側にはサスペンションスプリングの下端を支持するスプリングシートが設けられるとともに前記低位平面部の後側にはダンパーの下端を支持するダンパー支持部が設けられ、前記スプリングシートの左右方向外側に臨む前記高位平面部には左右方向内側に向けて膨出する膨出部が形成されることを第８の特徴とする。

尚、実施例の第１、第２ブランク材１３ａ，１３ｂは本発明のブランク材に対応し、実施例の前部側壁部３２および後部側壁部３３は本発明の側壁部に対応し、実施例の前部フランジ３４および後部フランジ３５は本発明のフランジに対応する。

本発明の第１の特徴によれば、トーションビーム式サスペンション装置のトレーリングアーム部およびトーションビーム部は、厚さの異なる板材の端部どうしを突き合わせて溶接部にて溶接したテーラードブランク材をプレス加工することで一体に形成される。テーラードブランク材の溶接部は略上下方向に延びる前後の側壁部を底壁部で接続したＵ字状の横断面を備え、少なくとも一方の側壁部の端縁には溶接部を挟む位置に一対の切欠きが形成されるので、左右のトレーリングアーム部が逆位相で上下動してトーションビーム部が捩じれ変形したとき、応力集中を溶接部から切欠きに移行させることで、溶接端部の剥離を防止してトーションビーム式サスペンション装置の耐久性を高めることができる。

また本発明の第２の特徴によれば、少なくとも一方の側壁部の下端から車体前後方向に延びるフランジを備え、そのフランジに一対の切欠きが形成されるので、切欠きへの応力集中をフランジにより緩和することで溶接部周辺の強度増加させて耐久性を高めることができる。

また本発明の第３の特徴によれば、トレーリングアーム部およびトーションビーム部を構成するアッパー部材と、アッパー部材のトレーリングアーム部の下面に溶接されて閉断面を構成するロア部材とを備え、ロア部材の車幅方向内端が一対の切欠きの位置まで延出するので、ロア部材によってアッパー部材のトレーリングアーム部およびトーションビーム部の剛性を高めることができる。

また本発明の第４の特徴によれば、左右の車輪と共に左右のトレーリングアームが逆位相で上下動すると、底壁部および前後の側壁部を有するＵ字状の横断面に形成されたトーションビームが捩じれ変形し、その下面開放部が開いたり閉じたりして捩じれ剛性が不安定になり易いが、トレーリングアームの上半部およびトーションビームを構成するアッパー部材の下面にトレーリングアームの下半部を構成するロア部材を溶接する際に、ロア部材がトーションビームの内部に延びて前後の側壁部の内面に溶接される第１延出部を備え、第１延出部は車体中心線に向かって底壁部に接近するように上向きに傾斜するので、トーションビームの左右両端の下面開放部をロア部材により補強して捩じれ剛性を安定させ、車両の操縦安定性に悪影響が及ぶのを防止することができる。

また本発明の第５の特徴によれば、アッパー部材は厚さの異なるブランク材の端部どうしを突き合わせて溶接部にて溶接したテーラードブランク材をプレス加工することで一体に形成されるので、トーションビームが捩じれ変形すると溶接端部に剥離が生じる可能性があるが、ロア部材はトーションビーム側に延びて溶接部を跨ぐように前後の側壁部の開口端に接続される前後一対の第２延出部を備えるので、その第２延出部でテーラードブランク材の溶接部を補強して剥離の発生を防止することができる。しかも第１延出部を前後の側壁部の内面に溶接する第１溶接線と、第２延出部を前後の側壁部の開口端に溶接する第２溶接線とが、車体上下方向に見たときに車体左右方向にオーバーラップするので、第１、第２溶接線が途切れていても剛性が急変しないようにして溶接端部の剥離を防止することができる。

また本発明の第６の特徴によれば、テーラードブランク材の溶接部の近傍のトレーリングアーム部は、平面部と、平面部の前側の端縁を折り曲げた前部側壁部と、平面部の後側の端縁を折り曲げた後部側壁部とを備えるので、トレーリングアーム部に上下方向の荷重が入力したときに、トレーリングアーム部の曲げ中心線が側壁部と成す角度によって該側壁部の前後方向の変位量が変化し、前後方向の変位量が大きい側の溶接端部が剥離し易くなるが、トレーリングアーム部の曲げ中心線が前部側壁部と成す角度および後部側壁部と成す角度を略等しく設定することで、前部および後部側壁部の前後方向の変位量の差をなくし、前後の溶接端部の応力の差を均一化して耐久性を高めることができる。

また本発明の第７の特徴によれば、トレーリングアーム部は略車体前後方向に延びる段差部を介して平面部の上方に連なる高位平面部を備え、曲げ中心線は段差部に沿う平面部に沿って形成されるので、段差部および高位平面部のレイアウトによって曲げ中心線の方向を任意に設定することができる。

また本発明の第８の特徴によれば、トレーリングアーム部は後部側壁部を介して高位平面部および平面部の下方に連なる低位平面部を備え、低位平面部の前側にはサスペンションスプリングの下端を支持するスプリングシートが設けられ、低位平面部の後側にはダンパーの下端を支持するダンパー支持部が設けられ、スプリングシートの左右方向外側に臨む高位平面部には左右方向内側に向けて膨出する膨出部が形成されるので、路面の段差等を乗り越えるような場合に車輪から上向きの荷重が加わったときに、膨出部によってトレーリングアーム部の曲げ力を支持する領域が広がることで、応力の集中を防止してトレーリングアーム部の変形を抑制することができる。

図１はトーションビーム式サスペンション装置の全体平面図である。（第１実施例） 図２は図１の２部拡大図である。（第１実施例） 図３は図２の３−３線断面図である。（第１実施例） 図４は図３の４方向矢視図である。（第１実施例） 図５は図２の５−５線断面図である。（第１実施例） 図６は図２の６−６線断面図である。（第１実施例） 図７は図２の７−７線断面図である。（第１実施例） 図８は図２の８−８線断面図である。（第１実施例） 図９はトレーリングアーム部をモデル化した部材を示す図である。（第１実施例） 図１０は段差部の作用を説明する図である。（第１実施例）

１３ テーラードブランク材
１４ トーションビーム部
１５ トレーリングアーム部
１５ａ スプリングシート
１５ｂ ダンパー支持部
１６ アッパー部材
１７ 溶接部
１８ ロア部材
１８ｂ 第１延出部
１８ｃ 第２延出部
１８ｄ 第２延出部
２２ サスペンションスプリング
２３ ダンパー
３１ 底壁部
３２ 前部側壁部（側壁部）
３３ 後部側壁部（側壁部）
３４ 前部フランジ（フランジ）
３４ａ 切欠き
３４ｂ 切欠き
３５ 後部フランジ（フランジ）
３５ｃ 切欠き
３５ｄ 切欠き
３６ 高位平面部
３６ａ 膨出部
３７ 段差部
３８ 平面部
３９ 低位平面部
Ｗ 車輪
ｗ１ 第１溶接線
ｗ２ 第２溶接線
Ｃ１ トレーリングアーム部の曲げ中心線
γ 角度
δ 角度

以下、図１〜図１０に基づいて本発明の実施例を説明する。

図１に示すように、車両のトーションビーム式サスペンション装置Ｓは、略車体前後方向に延びる左右一対のトレーリングアーム１１，１１と、車体左右方向に延びて両トレーリングアーム１１，１１の前後方向中間部を接続するトーションビーム１２とを備え、全体としてＨ型に形成される。

左右のトレーリングアーム１１，１１の上半部とトーションビーム１２とは、予め一体に形成されたテーラードブランク材１３（図７参照）から構成される。テーラードブランク材１３は、板厚の大きい第１ブランク１３ａの両側に板厚の小さい第２ブランク１３ｂ，１３ｂを突き合わせて溶接したもので、これをプレス加工することで、第１ブランク１３ａよりなるトーションビーム部１４と、第２ブランク１３ｂ，１３ｂよりなる左右のトレーリングアーム部１５，１５とを一体に有するアッパー部材１６が得られる。このようなテーラードブランク材１３を採用することで、一つのプレス製品の各部の板厚を異ならせて最適の強度配分および重量配分を実現するとともに、プレス加工や溶接加工の加工コストを節減することができる。

テーラードブランク材１３をプレス加工したアッパー部材１６を上から見ると、トーションビーム部１４およびトレーリングアーム部１５，１５の溶接部１７，１７が、トーションビーム１２およびトレーリングアーム１１，１１の境界に沿って略車体前後方向に延びている。アッパー部材１６のトレーリングアーム部１５，１５の下面とトーションビーム部１４の左右両端部の下面とに、左右のロア部材１８，１８（図３および図４参照）を溶接することで、トレーリングアーム１１，１１は概ね閉断面に構成される。

トレーリングアーム１１の先端には筒状のジョイントホルダ１９が溶接されており、このジョイントホルダ１９がゴムブッシュジョイントを介して車体に枢支される。またトレーリングアーム１１の後部における左右方向外端には車軸ホルダ２０が溶接されており、この車軸ホルダ２０に車軸２１を介して車輪Ｗが回転自在に支持される。またトレーリングアーム１１の後部における左右方向内端にはスプリングシート１５ａが形成されており、このスプリングシート１５ａにサスペンションスプリング２２の下端が支持される。またトレーリングアーム１１の後端にダンパー支持部１５ｂが形成されており、このダンパー支持部１５ｂにダンパー２３の下端が支持される。

図３〜図８に示すように、テーラードブランク材１３の厚肉の第１ブランク１３ａからプレス加工されるトーションビーム部１４と、テーラードブランク材１３の薄肉の第２ブランク１３ｂからプレス加工されるトレーリングアーム部１５とのうち、トーションビーム部１４の全体と、溶接部１７を挟んでトーションビーム部１４に接続されるトレーリングアーム部１５の一部とは、上側に位置する底壁部３１と、底壁部３１の前端から下向きに延びる前部側壁部３２と、底壁部３１の後端から下向きに延びる後部側壁部３３と、前部側壁部３２の下端から前方に延びる前部フランジ３４と、後部側壁部３３の下端から後方に延びる後部フランジ３５とを備え、全体として下向きに開放する逆Ｕ字状の断面に形成される。

そして前部フランジ３４における溶接部１７を挟む両側位置に、その前後方向の幅が僅かに減少するように滑らかに凹む一対の切欠き３４ａ，３４ｂが形成され、また後部フランジ３５における溶接部１７を挟む両側位置に、その前後方向の幅が僅かに減少するように滑らかに凹む一対の切欠き３５ｃ，３５ｄが形成される。

図２に最も良く示されるように、アッパー部材１６のトレーリングアーム部１５の上壁は、トーションビーム部１４の底壁部３１に略同じ高さで連なる平面部３８と、平面部３８の左右方向外側に段差部３７を介して連なり、前記平面部３８よりも高い高位平面部３６とを備えており、段差部３７は概ね車体前後方向に延びている。即ち、高位平面部３６はトレーリングアーム部１５の左右方向外端に沿って前後方向に延びるもので、その前端に車体に接続されるジョイントホルダ１９が設けられ、その後端に車軸２１を支持する車軸ホルダ２０が設けられる。

また平面部３８および高位平面部３６の後方部分には、トーションビーム部１４から連続して延びる湾曲した後部側壁部３３を介して一段低くなった低位平面部３９が形成される。低位平面部３９はトーションビーム部１４の後部フランジ３５に略同じ高さで連なっており、そこに前記スプリングシート１５ａおよび前記ダンパー支持部１５ｂが設けられる。図２に一点鎖線で示す曲げ中心線Ｃ１は、トレーリングアーム１１のスプリングシート１５ａ、ダンパー支持部１５ｂ、ジョイントホルダ１９および車軸ホルダ２０に荷重が加わったときに、トレーリングアーム１１が曲げ変形する中心線、つまりトレーリングアーム部１５がその曲げ中心線Ｃ１において折れ曲がるように変形する中心線であり、前記段差部３７は曲げ中心線Ｃ１と交差しない位置に配置される。

トレーリングアーム部１５の曲げ中心線Ｃ１が前部側壁３２と交差する角度γ（図２および図１０（Ｂ）参照）と、前記曲げ中心線Ｃ１が後部側壁部３３と交差する角度δ（図２および図１０（Ｂ）参照）とは略等しく設定される。

図２および図８において、従来の高位平面部３６の車幅方向の内縁は鎖線で示されている。本実施例の高位平面部３６の車幅方向の内縁は、鎖線で示す従来の内縁に対して車幅方向内側に膨出しており、その分だけ高位平面部３６が車幅方向内側に広がって膨出部３６ａを構成している。この膨出部３６ａを設けたことで、前記曲げ中心線Ｃ１とは異なる他の曲げ中心線Ｃ２（図２参照）がトレーリングアーム部１５に形成される。他の曲げ中心線Ｃ２は膨出部３６ａおよびスプリングシート１５ａの近傍を通って概ね車体左右方向に延びている。

また図２および図８に示すように、スプリングシート１５ａと後部側壁部３３とに挟まれた低位平面部３９の下面とロア部材１８の上面とが、重ね合わせ部３９ａにおいて重ね合わされている。重ね合わせ部３９ａの領域は、図２に斜線を施して示される。重ね合わせ部３９ａの断面係数が高いと他の部位に応力集中が発生し易くなるが、重ね合わせ部３９ａの断面係数を敢えて低くすることで、ロアパネル１８とトレーリングアーム部１５との接合部に応力が集中するのを回避することができる。

図４に最も良く示されるように、アッパー部材１６の下面に溶接されるロア部材１８は、アッパー部材１６のトレーリングアーム部１５の輪郭と略等しい輪郭を備えているが、アッパー部材１６のスプリングシート１５ａに対応する部分に切欠き１８ａが形成されるとともに、溶接部１７を超えてトーションビーム部１４の下面に延出する第１延出部１８ｂと、その前後に位置する一対の第２延出部１８ｃ，１８ｄとが形成される。

トーションビーム部１４の内部を舌状に延びるロア部材１８の第１延出部１８ｂの周縁は、トーションビーム部１４の底壁部３１、後部側壁部３２および前部側壁部３３の内面に溶接線ｗ１により溶接される。一方、ロア部材１８の第２延出部１８ｃ，１８ｄはトーションビーム部１４の前部および後部側壁部３２，３３の下端に沿って溶接線ｗ２，ｗ２により溶接される。溶接線ｗ１に対して溶接線ｗ２，ｗ２は低い位置にあり、応力の集中を防止するために、溶接線ｗ１の左右方向内端と溶接線ｗ２，ｗ２の左右方向外端とは連続せずに途切れている。しかしながら、上下方向に見たとき、溶接線ｗ１の左右方向内端と溶接線ｗ２，ｗ２の左右方向外端とは、左右方向に距離ε（図４参照）だけオーバーラップしている。

次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。

車両の旋回時や悪路走行時等に左右のトレーリングアーム１１，１１が逆位相で上下動してトーションビーム１２が捩じれ変形したとき、テーラードブランク材１３の溶接部１７の溶接端部に応力が集中して剥離が発生し易くなるが、前部フランジ３４および後部フランジ３５の端縁の溶接部１７を挟む位置にそれぞれ一対の切欠きを３４ａ，３４ｂ；３５ｃ，３５ｄを形成したので、応力集中を溶接部１７から切欠き３４ａ，３４ｂ；３５ｃ，３５ｄに移行させて溶接端部の剥離を防止するとともに、切欠き３４ａ，３４ｂ；３５ｃ，３５ｄへの応力集中を前部フランジ３４および後部フランジ３５により緩和して切欠きの亀裂をも防止することで、溶接部１７周辺の強度を増加させて耐久性を更に高めることができる。

図９は、アッパー部材１６のトレーリングアーム部１５をモデル化したもので、トレーリングアーム部１５は平面部３８と、前部側壁部３２と、後部側壁部３３とを備えており、図９（Ａ）のものは曲げ中心線Ｃ１が前部および後部側壁部３２，３３と平行に配置されるのに対し、図９（Ｂ）のものは曲げ中心線Ｃ１が前部および後部側壁部３２，３３と直角に配置されている。

図９（Ａ）に鎖線で示すように、トレーリングアーム部１５を曲げ中心線Ｃ１まわりに曲げ変形させると、前部および後部側壁部３２，３３の下端の前部および後部フランジ３４，３５は水平方向に大きく変位する。一方、図９（Ｂ）に鎖線で示すように、トレーリングアーム部１５を曲げ中心線Ｃ１まわりに曲げ変形させると、前部および後部フランジ３４，３５は水平方向に殆ど変位しない。つまり、曲げ中心線Ｃ１を前部および後部側壁部３２，３３に対して直角に近い角度で配置するほど、前部および後部フランジ３４，３５の水平方向の変位を小さくすることができ、逆に曲げ中心線Ｃ１を前部および後部側壁部３２，３３に対して平行に近い角度で配置するほど、前部および後部フランジ３４，３５の水平方向の変位が大きくなってしまう。

図１０（Ａ）は従来例を示すもので、アッパー部材１６のトレーリングアーム部１５の段差部３７が曲げ中心線Ｃ１を跨ぐように形成されているため、後部側壁部３３は曲げ中心線Ｃ１に対して殆ど直交し、後部フランジ３５の水平方向の変位量は小さくなる。一方、前部側壁部３２は曲げ中心線Ｃ１に対して平行に近づき、前部フランジ３４の水平方向の変位量は大きくなる。

図１０（Ｂ）は本実施例を示すもので、アッパー部材１６のトレーリングアーム部１５の段差部３７が曲げ中心線Ｃ１を跨がないように形成されているため、前部および後部側壁部３２，３３は共に曲げ中心線Ｃ１に対して略等しい角度γ，δで交差し、前部および後部フランジ３４，３５の水平方向の変位量は均一で中程度となる。その結果、溶接部１７の前側の溶接端部および後側の溶接端部に対する応力集中を均一化し、特に従来は高い応力が集中していた前側の溶接端部の応力を低減して剥離の発生を効果的に防止することができる。

またトレーリングアーム部１５は後部側壁部３３を介して高位平面部３６および平面部３８の下方に連なる低位平面部３９を備え、低位平面部３９の前側にはサスペンションスプリング２２の下端を支持するスプリングシート１５ａが設けられ、低位平面部３９の後側にはダンパー２３の下端を支持するダンパー支持部１５ｂが設けられ、スプリングシート１５ａの左右方向外側に臨む高位平面部３６には車幅方向内側に向けて膨出する膨出部３６ａが形成されるので、トレーリングアーム部１５に概ね車体左右方向に延びる曲げ中心線Ｃ２（図２参照）が形成される。

路面の段差等を乗り越えるような場合に車輪Ｗから上向きの荷重が加わると、ジョイントホルダ１９とダンパー支持部１５ｂとを通って車体前後方向に延びる回転中心まわりにトレーリングアーム部１５が折れ曲がろうとするが、前記膨出部３６ａによってトレーリングアーム部１５の曲げ力を支持する領域が広がって応力が集中し難くなり、しかも前記曲げ中心線Ｃ２が概ね車体左右方向に延びているので、路面からの荷重でトレーリングアーム１５が曲げ中心線Ｃ２まわりに変形するのを抑制することができる。

また底壁部３１、前部側壁部３２および後部側壁部３３を有するＵ字状の横断面に形成されたトーションビーム部１４が捩じれ変形すると、その下面開放部が開いたり閉じたりして捩じれ剛性が不安定になり易いが、トレーリングアーム１１の上半部およびトーションビーム１２を構成するアッパー部材１６の下面にトレーリングアーム１１の下半部を構成するロア部材１８を溶接する際に、ロア部材１８がトーションビーム１２の内部に延びて前部および後部側壁部３２，３３の内面に溶接される第１延出部１８ｂを備え、第１延出部１８ｂは車体中心線に向かって底壁部３１に接近するように上向きに傾斜するので、トーションビーム１２の左右両端の下面開放部をロア部材１８により補強して捩じれ剛性を安定させ、車両の操縦安定性に悪影響が及ぶのを防止することができる。

またアッパー部材１６は厚さの異なる第１、第２ブランク１３ａ，１３ｂ，１３ｂの端部どうしを突き合わせて溶接部１７にて溶接したテーラードブランク材１３をプレス加工することで一体に形成されるので、トーションビーム部１４が捩じれ変形すると溶接部１７の溶接端部に剥離が生じる可能性があるが、ロア部材１８は溶接部１７を跨ぐように前部および後部側壁部３２，３３の開口端に接続される前後一対の第２延出部１８ｃ，１８ｄを備えるので、その第２延出部１８ｃ，１８ｄで溶接部１７を補強して剥離の発生を防止することができる。

また第１延出部１８ｂを前部および後部側壁部３２，３３の内面に溶接する第１溶接線ｗ１と、第２延出部１８ｃ，１８ｄを前部および後部側壁部３２，３３の開口端に溶接する第２溶接線ｗ２，ｗ２とが、上下方向に見たときに車体左右方向にオーバーラップするので、第１、第２溶接線ｗ１；ｗ２，ｗ２が途切れていても剛性が急変しないようにして溶接端部１７の剥離を更に効果的に防止することができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例では切欠き３４ａ，３４ｂ；３５ｃ，３５ｄが前部フランジ３４および後部フランジ３５の両方に設けられているが、それを前部フランジ３４だけに設けても、後部フランジ３５だけに設けても良い。

また実施例ではトーションビーム部１４およびトレーリングアーム部１５，１５をテーラードブランク材１３からプレス成形しているが、それをテーラードブランク材１３でない一般的なブランク材からプレス成形しても良い。

またトレーリングアーム部１５の曲げ中心線Ｃ１が前部側壁部３２と成す角度γおよび後部側壁部３３と成す角度δは厳密に一致している必要はなく、略等しく設定されていれば良い。

【０００２】
［０００６］
そこで、上記特許文献２に記載されたテーラードブランク材をトーションビーム式サスペンション装置に採用すれば重量の増加を防止することができるが、車両の旋回中や悪路走行中にテーラードブランク材の溶接端部に応力が集中して剥離が発生してしまい、耐久性低下の原因となる問題がある。上記特許文献２の発明ではテーラードブランク材の端縁における溶接端部の両側位置にノッチを形成することで溶接部への応力集中を緩和しているが、このようにすると今度はノッチに応力が集中して亀裂が発生してしまい、トーションビーム式サスペンション装置の耐久性を低下させてしまう可能性がある。
［０００７］
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、テーラードブランク材を用いたトーションビーム式サスペンション装置の溶接端部の剥離を確実に防止することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００８］
上記目的を達成するために、本発明は、車体前後方向に延びて前端が車体に上下揺動可能に枢支されて後端に車輪を回転自在に軸支する左右のトレーリングアーム部と、車体左右方向に延びて両端が前記左右のトレーリングアーム部に接続されるトーションビーム部とを備え、前記トレーリングアーム部および前記トーションビーム部は、厚さの異なる板材の端部どうしを突き合わせて溶接部にて溶接したテーラードブランク材をプレス加工することで一体に形成されるトーションビーム式サスペンション装置において、前記トーションビーム部は前後の側壁部を底壁部で接続したＵ字状の横断面を備え、前記トレーリングアーム部および前記トーションビーム部を構成するアッパー部材と、該アッパー部材に溶接されて前記溶接部を跨ぐ閉断面を構成するロア部材とを備え、前記ロア部材は前記トーションビーム部の内部に延びて前記前後の側壁部の内面に溶接される第１延出部を備え、該第１延出部は車体中心線に向かって前記底壁部に接近するように上向きに傾斜することを第１の特徴とする。
［０００９］
また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、少なくとも一方の側壁部の端縁には前記溶接部を挟む位置に一対の切欠きが形成されることを第２の特徴とする。
［００１０］
また本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記少なくとも一方の側壁部の下端か

【０００３】
ら車体前後方向に延びるフランジを備え、前記一対の切欠きは前記フランジに形成されることを第３の特徴とする。
［００１１］
また本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記ロア部材は前記一対の切欠きの位置まで延出する内端を備えた閉断面を形成することを第４の特徴とする。
［００１２］
また本発明は、第１〜第４の特徴の構成に加えて、前記ロア部材は、前記アッパー部材の前記トーションビーム部側に延びて前記溶接部を跨ぐように前記前後の側壁部の開口端に接続される前後一対の第２延出部を備え、前記第１延出部は前記前後の側壁部の内面に第１溶接線で溶接され、前記第２延出部は前記前後の側壁部の開口端に第２溶接線で溶接され、車体上下方向に見たときに前記第１溶接線および前記第２溶接線は車体左右方向にオーバーラップすることを第５の特徴とする。
［００１３］
また本発明は、第１〜第５の特徴の構成に加えて、前記溶接部の近傍の前記トレーリングアーム部は、平面部と、前記平面部の前側の端縁を折り曲げた前部側壁部と、前記平面部の後側の端縁を折り曲げた後部側壁部とを備え、上下方向の荷重が入力したときトレーリングアームの曲げ中心線が前記前部側壁部と成す角度および前記後部側壁部と成す角度は略等しく設定されることを第６の特徴とする。
［００１４］
また本発明は、第６の特徴の構成に加えて、前記トレーリングアーム部は略車体前後方向に延びる段差部を介して前記平面部の上方に連なる高位平面部を備え、前記曲げ中心線は前記段差部に沿う前記平面部に沿って形成されることを第７の特徴とする。
［００１５］
また本発明は、第７の特徴の構成に加えて、前記トレーリングアーム部は前記後部側壁部を介して前記高位平面部および前記平面部の下方に連なる低位平面部を備え、前記低位平面部の前側にはサスペンションスプリングの下端を支持するスプリングシートが設けられるとともに前記低位平面部の後側

【０００４】
にはダンパーの下端を支持するダンパー支持部が設けられ、前記スプリングシートの左右方向外側に臨む前記高位平面部には左右方向内側に向けて膨出する膨出部が形成されることを第８の特徴とする。
［００１６］
尚、実施例の第１、第２ブランク材１３ａ，１３ｂは本発明のブランク材に対応し、実施例の前部側壁部３２および後部側壁部３３は本発明の側壁部に対応し、実施例の前部フランジ３４および後部フランジ３５は本発明のフランジに対応する。
発明の効果
［００１７］
本発明の第１の特徴によれば、トーションビーム式サスペンション装置のトレーリングアーム部およびトーションビーム部は、厚さの異なる板材の端部どうしを突き合わせて溶接部にて溶接したテーラードブランク材をプレス加工することで一体に形成される。トーションビーム部は前後の側壁部を底壁部で接続したＵ字状の横断面を備える。左右の車輪と共に左右のトレーリングアーム部が逆位相で上下動すると、底壁部および前後の側壁部を有するＵ字状の横断面に形成されたトーションビーム部が捩じれ変形し、その下面開放部が開いたり閉じたりして捩じれ剛性が不安定になり易いが、トレーリングアーム部およびトーションビーム部を構成するアッパー部材にロア部材を溶接する際に、ロア部材は前記溶接部を跨ぐ閉断面を構成し、またロア部材がトーションビーム部の内部に延びて前後の側壁部の内面に溶接される第１延出部を備え、第１延出部は車体中心線に向かって底壁部に接近するように上向きに傾斜するので、トーションビーム部の左右両端の下面開放部をロア部材により補強して捩じれ剛性を安定させ、車両の操縦安定性に悪影響が及ぶのを防止することができる。
［００１８］
また本発明の第２の特徴によれば、少なくとも一方の側壁部の端縁には溶接部を挟む位置に一対の切欠きが形成されるので、左右のトレーリングアーム部が逆位相で上下動してトーションビーム部が捩じれ変形したとき、応力集中を溶接部から切欠きに移行させることで、溶接端部の剥離を防止してトーションビーム式サスペンション装置の耐久性を高めることができる。
［００１９］
また本発明の第３の特徴によれば、少なくとも一方の側壁部の下端から車体前後方向に延びるフランジを備え、そのフランジに一対の切欠きが形成されるので、切欠きへの応力集中をフランジにより緩和することで溶接部周辺の強度を増加させて耐久性を高めることができる。

【０００５】
［００２０］
また本発明の第４の特徴によれば、ロア部材によってアッパー部材のトレーリングアーム部およびトーションビーム部の剛性を高めることができる。
［００２１］
また本発明の第５の特徴によれば、アッパー部材は厚さの異なるブランク材の端部どうしを突き合わせて溶接部にて溶接したテーラードブランク材をプレス加工することで一体に形成されるので、トーションビームが捩じれ変形すると溶接端部に剥離が生じる可能性があるが、ロア部材はトーションビーム部側に延びて溶接部を跨ぐように前後の側壁部の開口端に接続される前後一対の第２延出部を備えるので、その第２延出部でテーラードブランク材の溶接部を補強して剥離の発生を防止することができる。しかも第１延出部を前後の側壁部の内面に溶接する第１溶接線と、第２延出部を前後の側壁部の開口端に溶接する第２溶接線とが、車体上下方向に見たときに車体左右方向にオーバーラップするので、第１、第２溶接線が途切れていても剛性が急変しないようにして溶接端部の剥離を防止することができる。
［００２２］
また本発明の第６の特徴によれば、テーラードブランク材の溶接部の近傍のトレーリングアーム部は、平面部と、平面部の前側の端縁を折り曲げた前部側壁部と、平面部の後側の端縁を折り曲げた後部側壁部とを備えるので、トレーリングアーム部に上下方向の荷重が入力したときに、トレーリングアーム部の曲げ中心線が側壁部と成す角度によって該側壁部の前後方向の変位量が変化し、前後方向の変位量が大きい側の溶接端部が剥離し易くなるが、

【０００６】
トレーリングアームの曲げ中心線が前部側壁部と成す角度および後部側壁部と成す角度を略等しく設定することで、前部および後部側壁部の前後方向の変位量の差をなくし、前後の溶接端部の応力の差を均一化して耐久性を高めることができる。
［００２３］
また本発明の第７の特徴によれば、トレーリングアーム部は略車体前後方向に延びる段差部を介して平面部の上方に連なる高位平面部を備え、曲げ中心線は段差部に沿う平面部に沿って形成されるので、段差部および高位平面部のレイアウトによって曲げ中心線の方向を任意に設定することができる。
［００２４］
また本発明の第８の特徴によれば、トレーリングアーム部は後部側壁部を介して高位平面部および平面部の下方に連なる低位平面部を備え、低位平面部の前側にはサスペンションスプリングの下端を支持するスプリングシートが設けられ、低位平面部の後側にはダンパーの下端を支持するダンパー支持部が設けられ、スプリングシートの左右方向外側に臨む高位平面部には左右方向内側に向けて膨出する膨出部が形成されるので、路面の段差等を乗り越えるような場合に車輪から上向きの荷重が加わったときに、膨出部によってトレーリングアーム部の曲げ力を支持する領域が広がることで、応力の集中を防止してトレーリングアーム部の変形を抑制することができる。
図面の簡単な説明
［００２５］
［図１］図１はトーションビーム式サスペンション装置の全体平面図である。（第１実施例）
［図２］図２は図１の２部拡大図である。（第１実施例）
［図３］図３は図２の３−３線断面図である。（第１実施例）
［図４］図４は図３の４方向矢視図である。（第１実施例）
［図５］図５は図２の５−５線断面図である。（第１実施例）
［図６］図６は図２の６−６線断面図である。（第１実施例）
［図７］図７は図２の７−７線断面図である。（第１実施例）
［図８］図８は図２の８−８線断面図である。（第１実施例）
［図９］図９はトレーリングアーム部をモデル化した部材を示す図である。（第

【００１１】
図２参照）がトレーリングアーム部１５に形成される。他の曲げ中心線Ｃ２は膨出部３６ａおよびスプリングシート１５ａの近傍を通って概ね車体左右方向に延びている。
［００３８］
また図２および図８に示すように、スプリングシート１５ａと後部側壁部３３とに挟まれた低位平面部３９の下面とロア部材１８の上面とが、重ね合わせ部３９ａにおいて重ね合わされている。重ね合わせ部３９ａの領域は、図２に斜線を施して示される。重ね合わせ部３９ａの断面係数が高いと他の部位に応力集中が発生し易くなるが、重ね合わせ部３９ａの断面係数を敢えて低くすることで、ロアパネル１８とトレーリングアーム部１５との接合部に応力が集中するのを回避することができる。
［００３９］
図４に最も良く示されるように、アッパー部材１６の下面に溶接されるロア部材１８は、アッパー部材１６のトレーリングアーム部１５の輪郭と略等しい輪郭を備えているが、アッパー部材１６のスプリングシート１５ａに対応する部分に切欠き１８ａが形成されるとともに、溶接部１７を超えてトーションビーム部１４の下面に延出する第１延出部１８ｂと、その前後に位置する一対の第２延出部１８ｃ，１８ｄとが形成される。
［００４０］
トーションビーム部１４の内部を舌状に延びるロア部材１８の第１延出部１８ｂの周縁は、トーションビーム部１４の底壁部３１、前部側壁部３２および後部側壁部３３の内面に溶接線ｗ１により溶接される。一方、ロア部材１８の第２延出部１８ｃ，１８ｄはトーションビーム部１４の前部および後部側壁部３２，３３の下端に沿って溶接線ｗ２，ｗ２により溶接される。溶接線ｗ１に対して溶接線ｗ２，ｗ２は低い位置にあり、応力の集中を防止するために、溶接線ｗ１の左右方向内端と溶接線ｗ２，ｗ２の左右方向外端とは連続せずに途切れている。しかしながら、上下方向に見たとき、溶接線ｗ１の左右方向内端と溶接線ｗ２，ｗ２の左右方向外端とは、左右方向に距離ε（図４参照）だけオーバーラップしている。
［００４１］
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
［００４２］
車両の旋回時や悪路走行時等に左右のトレーリングアーム１１，１１が逆

Claims (8)

1. 車体前後方向に延びて前端が車体に上下揺動可能に枢支されて後端に車輪（Ｗ）を回転自在に軸支する左右のトレーリングアーム部（１５）と、車体左右方向に延びて両端が前記左右のトレーリングアーム部（１５）に接続されるトーションビーム部（１４）とを備え、前記トレーリングアーム部（１５）および前記トーションビーム部（１４）は、厚さの異なる板材の端部どうしを突き合わせて溶接部（１７）にて溶接したテーラードブランク材（１３）をプレス加工することで一体に形成されるトーションビーム式サスペンション装置において、
   前記テーラードブランク材（１３）の溶接部（１７）は略上下方向に延びる前後の側壁部（３２，３３）を底壁部（３１）で接続したＵ字状の横断面を備え、少なくとも一方の側壁部（３２，３３）の端縁には前記溶接部（１７）を挟む位置に一対の切欠き（３４ａ，３４ｂ；３５ｃ，３５ｄ）が形成され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装置。
2. 前記少なくとも一方の側壁部（３２，３３）の下端から車体前後方向に延びるフランジ（３４，３５）を備え、前記一対の切欠き（３４ａ，３４ｂ；３５ｃ，３５ｄ）は前記フランジ（３４，３５）に形成され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装置。
3. 前記トレーリングアーム部（１５）および前記トーションビーム部（１４）を構成するアッパー部材（１６）と、前記アッパー部材（１６）の前記トレーリングアーム部（１５）の下面に溶接されて閉断面を構成するロア部材（１８）とを備え、前記ロア部材（１８）の車幅方向内端は前記一対の切欠き（３４ａ，３４ｂ；３５ｃ，３５ｄ）の位置まで延出することを特徴とする、請求項１または２に記載のトーションビーム式サスペンション装置。
4. 前記ロア部材（１８）は前記アッパー部材（１６）の前記トーションビーム部（１４）の内部に延びて前記前後の側壁部（３２，３３）の内面に溶接される第１延出部（１８ｂ）を備え、前記第１延出部（１８ｂ）は車体中心線に向かって前記底壁部（３１）に接近するように上向きに傾斜することを特徴とする、請求項３に記載のトーションビーム式サスペンション装置。
5. 前記ロア部材（１８）は、前記アッパー部材（１６）の前記トーションビーム部（１４）側に延びて前記溶接部（１７）を跨ぐように前記前後の側壁部（３２，３３）の開口端に接続される前後一対の第２延出部（１８ｃ，１８ｄ）を備え、
   前記第１延出部（１８ｂ）は前記前後の側壁部（３２，３３）の内面に第１溶接線（ｗ１）で溶接され、前記第２延出部（１８ｃ，１８ｄ）は前記前後の側壁部（３２，３３）の開口端に第２溶接線（ｗ２）で溶接され、車体上下方向に見たときに前記第１溶接線（ｗ１）および前記第２溶接線（ｗ２）は車体左右方向にオーバーラップすることを特徴とする、請求項４に記載のトーションビーム式サスペンション装置。
6. 前記溶接部（１７）の近傍の前記トレーリングアーム部（１５）は、平面部（３８）と、前記平面部（３８）の前側の端縁を折り曲げた前部側壁部（３２）と、前記平面部（３８）の後側の端縁を折り曲げた後部側壁部（３３）とを備え、上下方向の荷重が入力したときの前記トレーリングアーム部（１５）の曲げ中心線（Ｃ１）が前記前部側壁部（３２）と成す角度（γ）および前記後部側壁部（３３）と成す角度（δ）は略等しく設定されることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載のトーションビーム式サスペンション装置。
7. 前記トレーリングアーム部（１５）は略車体前後方向に延びる段差部（３７）を介して前記平面部（３８）の上方に連なる高位平面部（３６）を備え、前記曲げ中心線（Ｃ１）は前記段差部（３７）に沿う前記平面部（３８）に沿って形成されることを特徴とする、請求項６に記載のトーションビーム式サスペンション装置。
8. 前記トレーリングアーム部（１５）は前記後部側壁部（３３）を介して前記高位平面部（３６）および前記平面部（３８）の下方に連なる低位平面部（３９）を備え、前記低位平面部（３９）の前側にはサスペンションスプリング（２２）の下端を支持するスプリングシート（１５ａ）が設けられるとともに前記低位平面部（３９）の後側にはダンパー（２３）の下端を支持するダンパー支持部（１５ｂ）が設けられ、前記スプリングシート（１５ａ）の左右方向外側に臨む前記高位平面部（３６）には左右方向内側に向けて膨出する膨出部（３６ａ）が形成されることを特徴とする、請求項７に記載のトーションビーム式サスペンション装置。

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