JP2016168953A - トーションビーム式サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】高いロール剛性を確保しながら、耐久性を向上させることができるトーションビーム式サスペンションを提供すること。
【解決手段】トーションビーム式サスペンション１は、車両幅方向に延びるように配置されたトーションビーム３と、トーションビーム３の軸方向の両端部に連結された一対のトレーリングアーム２と、トーションビーム３の軸方向の両端部において、トーションビーム３と各トレーリングアーム２とに跨って配置され、トーションビーム３と各トレーリングアーム２とに対して溶接により固定された一対の補強部材（第１補強部材４、第２補強部材５）と、を備えている。トーションビーム３において、各補強部材（第１補強部材４、第２補強部材５）の車両内側の先端部（内側先端部４０１、内側先端部５０１）近傍の位置には、トーションビーム３の外面３０２を窪ませた窪み部３４、３５が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、トーションビーム式サスペンションに関する。

従来、車両幅方向に延びるように配置されたトーションビームと、そのトーションビームの軸方向の両端部に連結された一対のトレーリングアームとを備えたトーションビーム式サスペンションが知られている。このような構造のトーションビーム式サスペンションは、高いロール剛性（ねじり剛性）を確保することが困難である。そこで、補強部材を用いてトーションビーム式サスペンションのロール剛性を向上させる技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１０１７６４号公報

しかしながら、前記特許文献１のトーションビーム式サスペンションでは、補強部材を用いることによってロール剛性を向上させることができるものの、トーションビームのねじりに伴う応力がトーションビームと補強部材との溶接部分に集中して発生する。そのため、応力集中が発生した箇所において、トーションビームに亀裂が入ったり、補強部材がトーションビームから剥がれたりするといった問題が生じる。この問題を解決する方法として、トーションビーム、補強部材等の各部材の板厚を厚くする方法がある。ところが、部材の板厚を厚くすると、トーションビーム式サスペンション全体の重量が増加するという新たな問題が生じる。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、高いロール剛性を確保しながら、耐久性を向上させることができるトーションビーム式サスペンションを提供しようとするものである。

本発明のトーションビーム式サスペンションは、車両幅方向に延びるように配置されたトーションビームと、該トーションビームの軸方向の両端部に連結された一対のトレーリングアームと、前記トーションビームの軸方向の両端部において、前記トーションビームと前記各トレーリングアームとに跨って配置され、前記トーションビームと前記各トレーリングアームとに対して溶接により固定された一対の補強部材と、を備え、前記トーションビームにおいて、前記各補強部材の車両内側の先端部近傍の位置には、前記トーションビームの内面又は外面を窪ませた窪み部が設けられている。

前記トーションビーム式サスペンションは、トーションビームと各トレーリングアームとに跨って配置され、トーションビームと各トレーリングアームに対して溶接により固定された一対の補強部材を備えている。そのため、トーションビームのねじりに伴ってトーションビームとトレーリングアームとの間に発生する応力を、補強部材によって分散及び緩和することができる。これにより、トーションビーム式サスペンションの耐久性を向上させながら、そのロール剛性を高めることができる。

また、トーションビームにおいて、各補強部材の車両内側の先端部近傍の位置には、窪み部が設けられている。ここで、トーションビームに対して溶接により固定された補強部材の車両内側の先端部は、トーションビームのねじりに伴う応力が集中しやすい箇所である。すなわち、窪み部は、応力集中箇所近傍の部位に設けられている。そのため、トーションビームのねじりに伴ってトーションビームと補強部材との間に発生する応力を、窪み部によって分散及び緩和することができる。これにより、トーションビーム式サスペンションの耐久性を向上させることができる。

また、前述したように、窪み部は、トーションビームにおいて、各補強部材の車両内側の先端部近傍の位置に設けられている。すなわち、窪み部は、ロール剛性への影響が小さい部位に設けられている。そのため、窪み部を設けることによるロール剛性の低下を抑制できる。これにより、トーションビーム式サスペンションの高いロール剛性を確保しながら、その耐久性を向上させることができる。また、窪み部を設けたことによるロール剛性以外の他の性能への影響も小さく、重量増加の問題も生じない。

このように、本発明によれば、高いロール剛性を確保しながら、耐久性を向上させることができるトーションビーム式サスペンションを提供することができる。すなわち、ロール剛性と耐久性とを両立させたトーションビーム式サスペンションを提供することができる。

前記トーションビーム式サスペンションにおいて、前記窪み部は、前記補強部材の車両内側の先端よりも車両内側に存在する部分を有していてもよい。この場合には、トーションビームのねじりに伴う応力を窪み部によって分散及び緩和する効果をより確実に発揮することができる。

また、前記トーションビームは、所定の方向に開口しており、前記窪み部は、前記トーションビームにおける開口側とは反対側の部分に設けられていてもよい。この場合には、窪み部を設けることによるロール剛性への影響（ロール剛性の低下）をより小さくすることができる。

実施形態１のトーションビーム式サスペンションを示す平面図である。 実施形態１のトーションビーム式サスペンションの右側部分を示す平面図である。 実施形態１のトーションビーム式サスペンションの右側部分を示す斜視図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図２のＶ−Ｖ線断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 その他の実施形態のトーションビームの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（実施形態１）
図１〜図６に示すように、トーションビーム式サスペンション１は、車両幅方向に延びるように配置されたトーションビーム３と、トーションビーム３の軸方向の両端部に連結された一対のトレーリングアーム２と、トーションビーム３の軸方向の両端部において、トーションビーム３と各トレーリングアーム２とに跨って配置され、トーションビーム３と各トレーリングアーム２とに対して溶接により固定された一対の補強部材（第１補強部材４、第２補強部材５）と、を備えている。

トーションビーム３において、各補強部材（第１補強部材４、第２補強部材５）の車両内側の先端部（内側先端部４０１、内側先端部５０１）近傍の位置には、トーションビーム３の外面３０２を窪ませた窪み部３４、３５が設けられている。以下、このトーションビーム式サスペンション１について詳細に説明する。

本実施形態のトーションビーム式サスペンション１は、図１に示すように、車両右側部分の構造と車両左側部分の構造とが左右対称の関係にある。したがって、本実施形態では、トーションビーム式サスペンション１の車両右側部分の構造を中心に説明し、車両左側部分の構造の説明を適宜省略する。また、図中に示した方向は、説明の便宜上記載されているにすぎず、トーションビーム式サスペンション１の設置方向（車両に対する方向）等を限定する趣旨の記載ではない。

図１に示すように、本実施形態のトーションビーム式サスペンション１は、一対のトレーリングアーム２、トーションビーム３、一対の第１補強部材４、一対の第２補強部材５等を備えている。

図１に示すように、一対のトレーリングアーム２は、車両左右にそれぞれ配置されている。一対のトレーリングアーム２は、左右対称に形成されている。各トレーリングアーム２は、軸方向に直交する断面が円形状である。各トレーリングアーム２は、内部が中空状のパイプを曲げ加工して形成されている。

各トレーリングアーム２の一端には、円筒状のカラー２１が溶接により固定されている。各トレーリングアーム２は、カラー２１を介して、車体（図示略）に揺動可能に支持されている。各トレーリングアーム２の他端には、板状のキャリア２２が溶接により固定されている。各トレーリングアーム２は、キャリア２２を介して、車輪（図示略）を回転可能に支持している。

図１〜図３に示すように、トーションビーム３は、車両幅方向（車両左右方向）に延びるように配置されている。トーションビーム３は、一対のトレーリングアーム２を車両幅方向に繋ぐように配置されている。

図５に示すように、トーションビーム３は、板材を曲げ加工して形成されている。トーションビーム３は、上面部３１と、上面部３１の前後両端から下方に延びる一対の側面部３２とを有する。上面部３１は、トーションビーム３の軸方向に直交する断面において、略円弧状に湾曲して形成されている。トーションビーム３は、軸方向に直交する断面の形状が略Ｕ字状である。

また、トーションビーム３は、軸方向に直交する断面において、所定の方向に開口している。すなわち、トーションビーム３は、開口断面を有している。本実施形態のトーションビーム３は、車両下側に向かって（下方に）開口している。トーションビーム３は、車両下側に向かって（下方に）開口する開口部３０を有している。

図３に示すように、トーションビーム３の両端部には、トーションビーム３の外縁部を切り欠いた切欠部３３が形成されている。各切欠部３３は、トレーリングアーム２の外面の形状に沿った略円弧状に形成されている。トーションビーム３の両端部には、各トレーリングアーム２が溶接により固定されている。

図１〜図３に示すように、一対の第１補強部材４は、トーションビーム３の両端部にそれぞれ配置されている。第１補強部材４は、板材をプレス加工して形成されている。第１補強部材４の内側先端部４０１は、車両内側に向かって車両前後方向の幅が徐々に小さくなるように形成されている。

図４に示すように、第１補強部材４は、トーションビーム３の内側において、トーションビーム３とトレーリングアーム２とに跨って配置されている。第１補強部材４は、トーションビーム３及びトレーリングアーム２と共に内部空間を形成するように配置されている。第１補強部材４の外縁部は、トーションビーム３の上面部３１、一対の側面部３２及びトレーリングアーム２に対して溶接により固定されている。

図１〜図３に示すように、一対の第２補強部材５は、トーションビーム３の両端部にそれぞれ配置されている。第２補強部材５は、板材をプレス加工して形成されている。第２補強部材５の内側先端部５０１は、車両内側に向かって車両前後方向の幅が徐々に小さくなるように形成されている。第２補強部材５は、第１補強部材４よりも車両幅方向の長さが短く、車両前後方向の幅も小さい。

図４に示すように、第２補強部材５は、トーションビーム３の外側において、トーションビーム３とトレーリングアーム２とに跨って配置されている。第２補強部材５は、トーションビーム３及びトレーリングアーム２と共に内部空間を形成するように配置されている。第２補強部材５の外縁部は、トーションビーム３の上面部３１及びトレーリングアーム２に対して溶接により固定されている。

図１〜図３に示すように、トーションビーム３において、第１補強部材４の内側先端部４０１近傍の位置には、２つの窪み部３４が設けられている。窪み部３４は、平面視で楕円形状に形成されている。窪み部３４は、第１補強部材４の車両内側の先端（図２の先端位置Ａ）よりも車両内側に存在する部分を有している。

図６に示すように、窪み部３４は、トーションビーム３の外面３０２を内側に向かって窪ませている（凹ませている）。トーションビーム３の内面３０１は、窪み部３４が設けられている部分において、トーションビーム３の内側に向かって突出している。窪み部３４は、トーションビーム３における開口側とは反対側の部分（反開口側部分）に設けられている。反開口側部分とは、トーションビーム３の車両上下方向の中間位置Ｃよりも上側の部分である。窪み部３４は、トーションビーム３における開口部３０に対向する位置（上面部３１）に設けられている。

図１〜図３に示すように、トーションビーム３において、第２補強部材５の内側先端部５０１近傍の位置には、２つの窪み部３５が設けられている。窪み部３５は、平面視で楕円形状に形成されている。窪み部３５は、第２補強部材５の車両内側の先端（図２の先端位置Ｂ）よりも車両内側に存在する部分を有している。

窪み部３５は、前述の窪み部３４（図６参照）と同様に、トーションビーム３の外面３０２を内側に向かって窪ませている（凹ませている）。トーションビーム３の内面３０１は、窪み部３５が設けられている部分において、トーションビーム３の内側に向かって突出している。窪み部３５は、トーションビーム３における開口側とは反対側の部分（反開口側部分）に設けられている。窪み部３５は、トーションビーム３における開口部３０に対向する位置（上面部３１）に設けられている。

次に、本実施形態のトーションビーム式サスペンション１の作用効果を説明する。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション１は、トーションビーム３と各トレーリングアーム２とに跨って配置され、トーションビーム３と各トレーリングアーム２に対して溶接により固定された一対の第１補強部材４及び一対の第２補強部材５を備えている。そのため、トーションビーム３のねじりに伴ってトーションビーム３とトレーリングアーム２との間に発生する応力を、第１補強部材４及び第２補強部材５によって分散及び緩和することができる。これにより、トーションビーム式サスペンション１の耐久性を向上させながら、そのロール剛性を高めることができる。

また、トーションビーム３において、第１補強部材４の内側先端部４０１近傍の位置には、２つの窪み部３４が設けられている。トーションビーム３において、第２補強部材５の内側先端部５０１近傍の位置には、２つの窪み部３５が設けられている。ここで、トーションビーム３に溶接により固定された第１補強部材４の内側先端部４０１及び第２補強部材５の内側先端部５０１は、トーションビーム３のねじりに伴う応力が集中しやすい箇所である。すなわち、窪み部３４、３５は、応力集中箇所近傍の部位に設けられている。そのため、トーションビーム３のねじりに伴ってトーションビーム３と第１補強部材４及び第２補強部材５との間に発生する応力を、窪み部３４、３５によって分散及び緩和することができる。これにより、トーションビーム式サスペンション１の耐久性を向上させることができる。

また、前述したように、窪み部３４は、トーションビーム３において、第１補強部材４の内側先端部４０１近傍の位置に設けられている。窪み部３５は、トーションビーム３において、第２補強部材５の内側先端部５０１近傍の位置に設けられている。すなわち、窪み部３４、３５は、ロール剛性への影響が小さい部位に設けられている。そのため、窪み部３４、３５を設けることによるロール剛性の低下を抑制できる。これにより、トーションビーム式サスペンション１の高いロール剛性を確保しながら、その耐久性を向上させることができる。また、窪み部３４、３５を設けたことによるロール剛性以外の他の性能への影響も小さく、重量増加の問題も生じない。

また、本実施形態において、トーションビーム３の窪み部３４は、第１補強部材４の車両内側の先端（先端位置Ａ）よりも車両内側に存在する部分を有している。トーションビーム３の窪み部３５は、第２補強部材５の車両内側の先端（先端位置Ｂ）よりも車両内側に存在する部分を有している。そのため、トーションビーム３のねじりに伴う応力を窪み部３４、３５によって分散及び緩和する効果をより確実に発揮することができる。

また、トーションビーム３は、所定の方向に（車両下側に向かって）開口しており、窪み部３４、３５は、トーションビーム３における開口側とは反対側の部分（反開口側部分）に設けられている。そのため、窪み部３４、３５を設けることによるロール剛性への影響（ロール剛性の低下）をより小さくすることができる。

また、窪み部３４、３５は、トーションビーム３における開口部３０に対向する位置に設けられている。窪み部３４、３５を開口部３０から遠い位置に設けることにより、窪み部３４、３５を設けることによるロール剛性への影響（ロール剛性の低下）をより一層小さくすることができる。

このように、本実施形態によれば、高いロール剛性を確保しながら、耐久性を向上させることができるトーションビーム式サスペンション１を提供することができる。すなわち、ロール剛性と耐久性とを両立させたトーションビーム式サスペンション１を提供することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、前述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）前述の実施形態では、窪み部３４、３５の形状は平面視で楕円形状であるが、窪み部の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、円形状、多角形状等の種々様々な形状としてもよい。

（２）前述の実施形態では、窪み部３４、３５は、トーションビーム３において、各補強部材（第１補強部材４、第２補強部材５）の車両内側の先端部（内側先端部４０１、内側先端部５０１）近傍に２つ設けたが、例えば、各補強部材に対して窪み部を１つ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。

（３）前述の実施形態では、トーションビーム３の外面３０２を窪ませて窪み部３４、３５を形成しているが、例えば、図７に示すように、トーションビーム３の内面３０１を窪ませて窪み部３４を形成してもよい。また、トーションビームの外面を窪ませた窪み部と内面を窪ませた窪み部との両方を設ける構成としてもよい。

（４）前述の実施形態では、トーションビーム３は、車両下側に向かって開口しているが、例えば、車両前側に向かって開口していてもよいし、他の方向に開口していてもよい。

（５）前述の実施形態では、トーションビーム３は、軸方向に直交する断面が略Ｕ字状であるが、例えば、軸方向に直交する断面が略Ｖ字状であってもよいし、その他の形状であってもよい。

（６）前述の実施形態では、トーションビーム３の内側及び外側にそれぞれ補強部材（第１補強部材４、第２補強部材５）を設けたが、例えば、トーションビームの内側だけに補強部材を設けてもよいし（第１補強部材４だけを設けてもよいし）、トーションビームの外側だけに補強部材を設けてもよい（第２補強部材５だけを設けてもよい）。

（７）前述の実施形態では、各トレーリングアーム２の軸方向に直交する断面の形状が円形状であるが、断面の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、楕円形状、四角形状等の多角形状等としてもよい。

（８）前述の実施形態では、各トレーリングアーム２は、内部が中空状のパイプを曲げ加工して形成されているが、パイプ以外で形成されていてもよく、例えば、板材を曲げ加工して形成されていてもよい。

（９）前述の実施形態では、各トレーリングアーム２は、１つの部材（１つの部品）で構成されているが、例えば、２つ以上の部材（２つ以上の部品）で構成されていてもよい。

１…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
３…トーションビーム
３０１…内面
３０２…外面
３４、３５…窪み部
４…第１補強部材（補強部材）
４０１…内側先端部（車両内側の先端部）
５…第２補強部材（補強部材）
５０１…内側先端部（車両内側の先端部）

Claims (3)

1. 車両幅方向に延びるように配置されたトーションビームと、
   該トーションビームの軸方向の両端部に連結された一対のトレーリングアームと、
   前記トーションビームの軸方向の両端部において、前記トーションビームと前記各トレーリングアームとに跨って配置され、前記トーションビームと前記各トレーリングアームとに対して溶接により固定された一対の補強部材と、を備え、
   前記トーションビームにおいて、前記各補強部材の車両内側の先端部近傍の位置には、前記トーションビームの内面又は外面を窪ませた窪み部が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. 前記窪み部は、前記補強部材の車両内側の先端よりも車両内側に存在する部分を有し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。
3. 前記トーションビームは、所定の方向に開口しており、前記窪み部は、前記トーションビームにおける開口側とは反対側の部分に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトーションビーム式サスペンション。

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