JP2002187418A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トーションバーを構成する拡径部の径をトー
ション部に比べて十分に大きくでき、これにより拡管部
の応力を低下させ、耐久性を向上可能にする。 【解決手段】 車両の前後方向に互いに延在されて、一
端が車体フレーム６に枢支された左右一対のリンクアー
ム１２と、車幅方向に延在され、両端部に各リンクアー
ム１２の他端を連結し、かつアクスル３側に回動自在に
支持されたトーションバー１１とを有するサスペンショ
ン装置において、トーションバー１１を、ねじり方向に
弾性を有する管状のトーション部１１ａと、トーション
部１１ａの両端に、各リンクアーム１２の他端を連結す
る拡管部１１ｂとから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大型トラックやバ
スなどの車体フレームとアクスルとの間に介在されたト
ーションバーを用いて、左右車輪の上下動に伴う車体の
傾きを抑制し、かつその傾きを速やかに復元させるサス
ペンション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトーションバーを用いたサスペン
ション装置では、トーションバー自体が、これの両端に
セレーション加工などの他部材に対する支持加工を施す
必要から、中実棒状に形成されていた。このため、車体
軽量化の障害になっていた。また、中実棒状のトーショ
ンバーにおける捩り応力は、半径に比例して増大すると
ころから、中心部近傍での材料効率が悪く、従って、今
日では、トーションバー自体が中空状に形成されるよう
になった。

【０００３】このような中空状のトーションバーは、図
１４に示すように、直管状のトーション部１ａの両端
に、このトーション部１ａよりも径が大きい、図１５に
示すような大径部分Ｒを持つ拡管部１ｂが一体に設けら
れている。すなわち、これらのトーション部１ａおよび
拡管部１ｂでトーションバー１を構成している。そし
て、このトーションバー１は、その拡管部１ｂにおいて
ブッシュ２を介してアクスル３側（車体フレーム側でも
よい）に枢支されている。

【０００４】また、そのトーションバー１の前記大径部
分Ｒには、車体の前後方向に延びる左右の一対のリンク
アーム４の各一端が固定され、これらのリンクアーム４
の各他端はブッシュ５を介して車体フレーム６側（アク
スル側でもよい）に上下方向に回動可能に枢支されてい
る。従って、左右の車輪の傾きや揺れがトーションバー
の捩れにより抑制できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサスペンション装置のトーションバー１にあ
っては、図１５に示すように、トーション部１ａの外径
Ｄに対し、この部位の肉厚Ｔが小さい場合には、拡管部
１ｂの折り返し部分を正しく成形することができず、ま
た、拡管部１ｂの大径部Ｒの外径をＤｋとすると、拡管
できる割合（Ｄｋ／Ｄ）には限界がある。従って、拡管
部１ｂの形状は外径Ｄおよび肉厚Ｔにより制約を受けて
自由に決められず、結果としてトーションバー１として
使用する場合に、応力の低下を図ることがてきず、耐久
性の点で不十分であるという問題があった。

【０００６】また、前記のように、トーションバー１は
トーション部１ａと拡管部１ｂとが同径パイプにより一
体物として形成され、後に拡管部１ｂを形成するため、
拡管部は金型などを使用し、そのパイプの両端部に大荷
重をかけて成形しており、大変な作業となっている。そ
れも、片方ずつ両方を行なうため大変な作業を２度も行
なわなければならない。また、トーションバー１がトー
ション部１ａと拡管部１ｂとが一体物として形成されて
いると、左右の軸ずれを防止するためトーションバー１
の一方端の拡管部１ｂをチャッキングしながら、他方端
の拡管部１ｂの機械加工をしなければならず、しかもト
ーションバー１が大きいため大形の機械加工機が必要と
なる。

【０００７】本発明は前記のような問題を解決するもの
であり、一本の中空管からトーション部と拡管部を一体
成形することの困難さに鑑み、必要とするサイズや材質
の拡管部をトーション部とは別部品として製作してお
き、これらを接合することによって拡径部の径をトーシ
ョン部に比べて必要とする寸法に大きくでき、これによ
り拡管部の応力を低下させ、耐久性を向上させることが
できるトーションバーを持ったサスペンション装置を得
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的達成のために、
請求項１の発明にかかるサスペンション装置は、車両の
前後方向に互いに延在されて、一端が車体フレームに枢
支された左右一対のリンクアームと、車幅方向に延在さ
れて、両端部に前記各リンクアームの他端を連結し、か
つアクスル側に回動自在に支持されたトーションバーと
を有するサスペンション装置において、前記トーション
バーを、ねじり方向に弾性を有する管状のトーション部
と、該トーション部の両端に、前記各リンクアームの他
端を連結する拡管部とから構成したものである。これに
より、トーション部の肉厚を薄くして軽量化が図れると
ともに、そのトーション部の外径や肉厚に関係なく、拡
管部の外径を一定の条件下で十分に大きくでき、この拡
管部の応力低下による耐久性の向上を期待できる。

【０００９】また、請求項２の発明にかかるサスペンシ
ョン装置は、前記トーション部に対して前記拡管部の材
質を異ならせたものである。これにより、トーション部
および拡管部の各応力を最適値に選定できる。

【００１０】また、請求項３の発明にかかるサスペンシ
ョン装置は、前記トーション部と拡管部との接合を、摩
擦圧接加工、溶接加工、拡散結合加工、接着加工、締り
ばめ加工及び電気抵抗溶接（プロジェクション溶接）加
工のいずれかで実施するようにしたものである。

【００１１】また、請求項４の発明にかかるサスペンシ
ョン装置は、前記拡管部に、管内を塞ぐ閉塞部を設けた
ものである。これにより、トーション部内への砂利、飛
石、海水などの浸入を防止して、腐食などによるトーシ
ョン部の品質、耐久性の劣化を防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
について説明する。図１は本発明のサスペンション装置
におけるトーションバーの要部を示す平面図であり、同
図において、１１ａはトーションバー１１を構成する中
空管からなるトーション部、１１ｂはこのトーション部
１１ａの両端に摩擦圧接（摩擦溶接）により接合された
拡管部で、これがトーション部１１ａとともにトーショ
ンバー１１を構成している。なお、トーション部１１ａ
は直管状（ストレート）のもののほか、屈曲状のものを
任意に採用できる。なお、トーション部１１ａや拡管部
１１ｂの全体または一部をソリッドにすることは任意で
ある。

【００１３】この摩擦圧接では、トーション部１１ａと
拡管部１１ｂとを軸方向に圧接させながら相対運動させ
て、この圧接部の摩擦熱が圧接に十分な状態になったと
き、相対運動を停止することにより溶接を完了するとい
うものである。Ａはその溶接部である。なお、この溶接
部Ａのバリをビットカット処理により除去することは任
意である。

【００１４】また、図２はトーション部１１ａの両端に
拡管部１１ｂを衝き合わせて、これらの衝き合わせ部分
に、ガス溶接や電気溶接などの溶接を行ったものを示
す。Ｂはその溶接部である。図３はトーション部１１ａ
の両端を拡管部１１ｂの中空孔内に所定量挿入し、この
挿入部分Ｃで両者に溶接を行ったものを示す。Ｄはその
溶接部である。これらの溶接加工によれば、外径の異な
るトーション部１１ａおよび拡管部１１ｂを容易に接合
できる。

【００１５】また、図４はトーション部１１ａの両端面
に拡管部１１ｂの端面を衝き当てて拡散結合を行ったも
のを示す。Ｅはその拡散結合部である。さらに、図５は
トーション部１１ａの両端を拡管部１１ｂの中空孔内に
接着材を介して挿入して接合したものを示す。Ｆはその
接着部である。なお、図４の拡散結合を接着材による接
合としてもよく、図５の接着材による接合を拡散結合と
してもよい。

【００１６】さらに、図６はトーション部１１ａの両端
を拡管部１１ｂの中空孔内に所定量圧入し、この圧入に
よって両者を固く接合したものである。同図中、Ｇはそ
の圧入部である。

【００１７】図７および図８はトーション部１１ａの両
端を、予め加熱して内径Ｄ１を拡大させて拡管部１１ｂ
の中空孔端に挿入し、この挿入後、冷えることによって
前記内径を収縮させて、両者を締りばめ結合するように
したものである。Ｈはその締りばめの結合部である。

【００１８】なお、図１乃至図５では、拡管部１１ｂに
リンクアーム１２端が結合された状態にて、その拡管部
１１ｂをトーション部１１ａに接合する状態を示した
が、リンクアーム１２を取り付ける前に前記同様の各接
合を行ってよい。また、拡管部１１ｂはパイプの機械加
工品として、あるいは鍛造品として製作してもよい。ま
た、トーション部１１ａと拡管部１１ｂの各中空孔内に
メッキを施すことで、錆や傷の発生を抑えることができ
る。

【００１９】前記拡管部１１ｂが鍛造品として製造され
る場合には、図９に示すように中空部内の中央部に閉塞
部１３を、図１０に示すように中空部内の左端部に閉塞
部１４を、図１１に示すように中空部内の右端部に閉塞
部１５を、それぞれ設けることが望ましい。こうするこ
とで、拡管部１１ｂからトーション部１１ａの中空部内
に砂利、飛石、海水などが浸入することによって、錆や
傷が発生して、耐久性が劣化するのを防止できる。

【００２０】このように、別部品であるトーション部１
１ａと拡管部１１ｂとを接合することにより、トーショ
ン部１１ａの外径をＤ、その肉厚をＴとした場合におけ
る、一体物の拡管成形の制約条件Ｔ／Ｄ≧０．１３（Ｔ
／Ｄ＜０．１３であると拡管時の折り返しができても、
成形が十分に行えない）がなくなり、自由成形が可能に
なる。従って、トーション部１１ａの肉厚Ｔを小さくで
き、軽量化が図れる。実験により、３種類の実施品イ、
ロ、ハをばね定数、Ｔ／Ｄ、トータル重量、軽量化重量
および軽量化率について従来品と比較した結果は、図１
２に示す通りである。

【００２１】また、トーション部１１ａと拡管部１１ｂ
とを結合することにより、拡管部１１ｂの大径部分Ｒの
外径をＤｋとした場合における一体物の拡管成形の制約
条件Ｄｋ／Ｄ≦１．３６（Ｄｋ／Ｄ＞１．３６であると
割れや亀裂が入り易くなる）がなくなるため、自由成形
が可能になる。これにより、その制約内で拡管部１１ｂ
の外径を大きくすることで、拡管部１１ｂの応力を低下
させて、耐久性を向上できる。実験により、３種の実施
品ニ、ホ、ヘを、ばね定数、Ｄｋ／Ｄ、リンクアームと
拡管部結合応力、結合部の破壊回数について従来品と比
較した結果は、図１３に示すようになる。

【００２２】さらに、トーション部１１ａと拡管部１１
ｂとを別部品にして接合（結合）することで、互いに異
なる（特徴がある）材質のものを選別して利用できる。
例えば、トーション部１１ａの応力より拡管部１１ｂの
応力が大きい場合には、トーション部１１ａに強度の低
いＳ２０Ｃを使用し、拡管部１１ｂにＳ４０Ｃを使用す
る。また、応力が前記とは逆の場合には、トーション部
１１ａにＳ４０Ｃを使用し、拡管部１１ｂにＳ２０Ｃを
使用して、上記のような方法で接合する。また、トーシ
ョンバーは、熱処理（焼入れ）して硬度を上げて耐久性
を向上させる必要があるが、拡管部１１ｂは形状で応力
を低くでき、必ずしも熱処理（焼入れ）をして硬度を上
げなくてもトーション部１１ａと同じ耐久性をもたすこ
とができるので、熱処理材でなくてもよい。従って、ト
ーション部１１ａを熱処理材とし、拡管部１１ｂを非熱
処理材とすることもできる。また、拡管部１１ｂにリン
クアーム１２を溶接して取付けるような場合及びトーシ
ョン部１１ａと拡管部１１ｂとを溶接して結合するよう
な場合には、溶接及び熱処理との関係を考慮して選択す
ることもできる。

【００２３】従来のトーションバー装置では、トーショ
ン部の両端に一体の拡管部のうち、一方をチャッキング
しながら他方を機械加工して、軸心ずれを抑えるように
機械加工を行っている。このため大掛りな加工機械が必
要になる。本発明では、拡管部をトーション部とは独立
して製作した後に、相互に接合を行っているため、軸心
を合わせる装置を用意すれば、大形の機械加工機は不要
である。従って、例えば拡管部を一部品に統一して、径
の異なるトーション部を色々選んで接合できるため、用
途に合った最適条件でのトーションバーをローコストに
得ることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、トーシ
ョンバーを、ねじり方向に弾性を有する管状のトーショ
ン部と、該トーション部の両端に連結された別部品の拡
管部とから構成したので、トーション部の肉厚を薄くし
て軽量化が図れるとともに、そのトーション部の外径や
肉厚に関係なく、拡管部の外径を一定の条件下で十分に
大きくでき、この拡管部の応力低下による耐久性の向上
を期待できるという効果が得られる。

【００２５】また、本発明によれば、前記トーション部
に対して前記拡管部の材質を異ならせたので、トーショ
ン部および拡管部の各応力を必要とする最適値に任意に
選定できるという効果が得られる。さらに、前記トーシ
ョン部と拡管部との接合を、摩擦圧接加工、溶接加工、
拡散結合加工、接着加工、締りばめ加工のいずれか１ま
たは２以上の加工を用いて実施するようにしたので、任
意に選んだトーション部と拡管部とを簡単かつ確実に一
本化できる。

【００２６】また、本発明によれば、前記拡管部に管内
を塞ぐ閉塞部を設けたことにより、トーション部内への
砂利、飛石、海水などの浸入を防止でき、腐食などによ
るトーション部の品質、耐久性の劣化を防止できるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態によるサスペンション装
置におけるトーションバーを一部破断して示す平面図で
ある。

【図２】本発明の実施の他の形態によるサスペンション
装置におけるトーションバーを一部破断して示す平面図
である。

【図３】本発明の実施の他の形態によるサスペンション
装置におけるトーションバーを一部破断して示す平面図
である。

【図４】本発明の実施の他の形態によるサスペンション
装置におけるトーションバーを一部破断して示す平面図
である。

【図５】本発明の実施の他の形態によるサスペンション
装置におけるトーションバーを一部破断して示す平面図
である。

【図６】本発明の実施の他の形態によるサスペンション
装置におけるトーションバーを一部破断して示す平面図
である。

【図７】本発明の実施の他の形態によるサスペンション
装置におけるトーションバーの組付前の状態を一部破断
して示す平面図である。

【図８】図８におけるトーションバーの組付後の状態を
示す平面図である。

【図９】本発明の実施の他の形態によるサスペンション
装置におけるトーションバーを一部破断して示す平面図
である。

【図１０】本発明の実施の他の形態によるサスペンショ
ン装置におけるトーションバーを一部破断して示す平面
図である。

【図１１】本発明の実施の他の形態によるサスペンショ
ン装置におけるトーションバーを一部破断して示す平面
図である。

【図１２】本発明におけるトーションバーの実施品と従
来品との特徴の違いを示す説明図である。

【図１３】本発明におけるトーションバーの実施品と従
来品との他の特徴の違いを示す説明図である。

【図１４】従来のサスペンション装置を示す平面図であ
る。

【図１５】図１４におけるトーションバーの要部を拡大
して示す平面図である。

【符号の説明】

３ アクスル ６ 車体フレーム １１ トーションバー １１ａ トーション部 １１ｂ 拡管部 １２ リンクアーム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の前後方向に互いに延在されて、一
   端が車体フレームに枢支された左右一対のリンクアーム
   と、車幅方向に延在されて、両端部に前記各リンクアー
   ムの他端を連結し、かつアクスル側に回動自在に支持さ
   れたトーションバーとを有するサスペンション装置にお
   いて、前記トーションバーが、ねじり方向への弾性を有
   する管状のトーション部と、該トーション部の両端に接
   合されて、前記各リンクアームの他端を連結する拡管部
   とから構成されていることを特徴とするサスペンション
   装置。
2. 【請求項２】 前記トーション部に対して前記拡管部の
   材質が異なることを特徴とする請求項１に記載のサスペ
   ンション装置。
3. 【請求項３】 前記トーション部と拡管部との接合は、
   摩擦圧接加工、溶接加工、拡散結合加工、接着加工、締
   りばめ加工及び電気抵抗溶接（プロジェクション溶接）
   加工のいずれかでなされていることを特徴とする請求項
   １に記載のサスペンション装置。
4. 【請求項４】 前記拡管部には、管内を塞ぐ閉塞部が設
   けられていることを特徴とする請求項１に記載のサスペ
   ンション装置。