JP4211722B2 - トーションビーム式サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、左右一対のトレーリングアームおよびトーションビームを備えたトーションビーム式サスペンション装置に関する。

従来から、この種のトーションビーム式サスペンション装置としては、例えば下記特許文献１および特許文献２に記載されているように、トーションビームを円筒状のパイプで構成し、同パイプの軸線方向中間部を押し潰して同中間部の横断面を略Ｖ字状または略Ｕ字状に形成したものが知られている。この種のトーションビームにおいては、押し潰して形成された二重壁を構成する外側壁と内側壁間に所定の大きさの隙間（内部空間）を形成したものと、外側壁と内側壁間が当接していて円弧状に繋がった両端部にて所定の大きさの隙間を形成したものとがある。

これらのトーションビームにおいては、隙間を所定の大きさに調整しその横断面形状を変えることによって、左右車輪が逆位相（上下逆方向）に変位して同ビームが捩られたときの捩り剛性およびせん断中心（捩り中心）位置を変更することができる。捩り剛性を変更すれば、車両のロール剛性が変化し、せん断中心位置を変更すれば、トーションビームの捩れに伴うトレーリングアーム等の変位量および変位方向が変化して車両のステア特性が変化することになる。
特開２００１−３２１８４６号公報 特開２００１−１４６１１０号公報

上記した両トーションビームは、一般に上型と下型を用いてプレス加工によって成型される。この場合、上記した前者の形状のトーションビームを成型する場合には、外側壁と内側壁間に所定の隙間を形成する必要があるため、成型工程上、下型を上型に押し付けることができない。すなわち、上型に対する下型の位置決めが不十分になり易い。このため、トーションビームの横断面形状にばらつきが生じて、捩り剛性を所定の値に設定したり、せん断中心位置を所定の位置に設定することが困難であるという問題がある。

これに対して、上記した後者の形状のトーションビームを成型する場合には、外側壁と内側壁とを両端部を除いて当接させるため、前記ばらつきは解消される。しかし、この場合には、外側壁と内側壁とが面接触した状態にあり、トーションビームの捩れに伴い外側壁と内側壁とが摺接して異音が発生するという問題がある。

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、トーションビームの捩り剛性およびせん断中心位置をそれぞれ所定の値および所定の位置に設定することが容易であり、かつ同ビームの捩れに伴う異音の発生をも抑制可能なトーションビームを備えたトーションビーム式サスペンション装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、車両の幅方向に延設されていて、両端部が左右一対のトレーリングアームにそれぞれ接続されたトーションビームを備えた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を円筒状のパイプで構成し、前記パイプの軸線方向中間部を押し潰して、同中間部を、隙間を介して互いに対向させた外側壁および内側壁からなる二重壁構造であって、前記外側壁および前記内側壁の横断面が略Ｖ字状または略Ｕ字状になるように形成し、かつ前記外側壁と前記内側壁とのうちのいずれか一方のみの側壁に、前記トーションビームの軸線方向に所定間隔をおいて、他方の側壁に向けて突出した複数の突起を設け、前記外側壁と前記内側壁とを前記複数の突起にて当接させるようにしたことにある。

トーションビームを成型する場合には、外側壁および内側壁を構成するパイプの部位が複数の突起にて当接するまで、例えば下型を上型に向けて移動させる。この場合、下型を内側壁、複数の突起および外側壁を介して上型に押し付けることが可能である。このため、下型が上型に対してほぼ同じ位置で確実に位置決めされるようになり、トーションビームの軸線方向中間部の横断面形状のばらつきが解消される。このとき、外側壁と内側壁間には、複数の突起の高さに相当した隙間が形成されることになる。したがって、トーションビームの捩り剛性およびせん断中心位置を考慮して、複数の突起の高さを設定することにより、トーションビームの捩り剛性を容易に所定値に設定したり、せん断中心位置を容易に所定位置に設定することができる。

また、外側壁と内側壁とは複数の突起にて当接した状態にある。したがって、外側壁と内側壁との接触面積は、外側壁と内側壁とが面接触しているもの、および外側壁と内側壁とがトーションビームの軸線方向に沿って連続して接触しているものに比して極めて小さくなるので、同ビームの捩れに伴う異音の発生を抑制することが可能である。

また、複数の突起はトーションビームの軸線方向に所定間隔をおいて配置されているので、複数の突起を設けるようにしても、トーションビームの軸線方向中間部における横断面形状は全体から見て大きく変わらないので、同ビームの捩り剛性およびせん断中心の急激な変化が防止される。

また、本発明の他の特徴は、前記複数の突起が、前記外側壁を塑性変形させて略円錐状に形成され、かつ前記トーションビームの軸線方向に沿って同一直線上に配置されていることにある。これによれば、外側壁と内側壁との接触面積が更に小さくなるので、トーションビームの捩れに伴う異音の発生をより一層抑制することが可能である。また、複数の突起を、トーションビームの軸線方向に沿って同一直線上に配置することにより、同ビームの成型時や、同ビームとトレーリングアームとの接続時において、突起を同ビームの位置決めとして利用することも可能となり、この場合には同ビームを位置決めするための特別な治具が不要になるという利点もある。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図１は、同実施形態に係るトーションビーム式サスペンション装置の全体を示している。このトーションビーム式サスペンション装置は、左右一対のトレーリングアーム１０，１０と、トーションビーム２０を備えている。

トレーリングアーム１０，１０は、それぞれ湾曲した円筒状のパイプで構成されている。トレーリングアーム１０，１０は、各前端部にてブッシュ１１，１１を介して車体ＢＤに略水平軸線回りに回動可能に組み付けられるとともに、各後端部にて図示を省略するキャリアなどの車輪側部材を介して車輪Ｗ，Ｗをそれぞれ組み付けている。

トレーリングアーム１０，１０の後部内側壁には、スプリングシート１２，１２がそれぞれ溶接されている。スプリングシート１２，１２は、底壁にてコイルスプリング１３，１３をそれぞれ支持している。コイルスプリング１３，１３は、上端にて車体ＢＤをそれぞれ支持している。コイルスプリング１３，１３の後方には、ショックアブソーバ１４，１４がそれぞれ設けられている。ショックアブソーバ１４，１４は、各下端の支持リングを介してトレーリングアーム１０，１０に溶接されたブラケットにそれぞれ回動可能に支持されており、上端にて車体ＢＤをそれぞれ支持している。

トーションビーム２０は、車両の幅方向に延設されている。トーションビーム２０は、円筒状のパイプで構成されており、その軸線方向中間部２１が押し潰されて横断面を略Ｖ字状とする二重壁を有するように形成されている（図２参照）。トーションビーム２０の軸線方向外側部２２，２２は、その横断面が円を僅かに押し潰した筒状に形成されていて、各端にはトレーリングアーム１０，１０の中間部外周面にそれぞれ沿うように所定形状に切断された接続部２２ａ，２２ａが形成されている。トーションビーム２０は、接続部２２ａ，２２ａにてトレーリングアーム１０，１０を、例えば溶接によりそれぞれ接続している。

前記二重壁は、図２および図３に示すように、外側壁２１ａおよび内側壁２１ｂで構成されている。外側壁２１ａおよび内側壁２１ｂは、頂部から前後の各中間部に渡ってほぼ同じ大きさの壁間隙間２１ｃを有するように押し潰されており、前後の各端部にて壁間隙間２１ｃよりも大きな間隔の端部隙間２１ｄ，２１ｄをそれぞれ有するように円弧状に繋がっている。端部隙間２１ｄ，２１ｄは、壁間隙間２１ｃに連続して前後の各端部に向かうに従って連続的に大きくなるように形成されている。

壁間隙間２１ｃおよび端部隙間２１ｄ，２１ｄの各間隔は、左右車輪Ｗ，Ｗが逆位相（上下逆方向）に変位してトーションビーム２０がトレーリングアーム１０を介して捩られたとき、同ビーム２０の捩り剛性が所定値となり、せん断中心位置Ｓが所定位置となるように所定の大きさに設定されている。

外側壁２１ａの前後面には、それぞれトーションビーム２０の軸線方向に沿って同一直線上に所定間隔をおいて複数の突起２１ａ１が形成されている。突起２１ａ１は、塑性加工により外側壁２１ａを略円錐状に窪ませたもので、いずれも対向する内側壁２１ｂに向けて突出している。トーションビーム２０の軸線方向中間部２１が押し潰された状態では、外側壁２１ａの突起２１ａ１が内側壁２１ｂに当接している。すなわち、外側壁２１ａの突起２１ａ１が内側壁２１ｂに当接することによって、壁間隙間２１ｃが確保されており、突起２１ａ１の高さによって壁間隙間２１ｃの大きさが規定されるようになっている。

上記のように構成した実施形態において、トーションビーム２０を成型する場合には、最初に、外側壁２１ａを構成するパイプの部位に予め突起２１ａ１を形成しておく。次に、外側壁２１ａおよび内側壁２１ｂを構成するパイプの部位が突起２１ａ１にて当接するまで、例えば下型を上型に向けて移動させる。これにより、トーションビーム２０の軸線方向中間部２１の横断面が略Ｖ字状に形成されるとともに、押し潰して形成された外側壁２１ａと内側壁２１ｂ間に、突起２１ａ１の高さに相当した壁間隙間２１ｃおよび所定間隔の端部隙間２１ｄ，２１ｄが形成されることになる。

上記実施形態によれば、トーションビーム２０を成型する場合には、下型を内側壁２１ｂ、突起２１ａ１および外側壁２１ａを介して上型に押し付けることが可能である。このため、下型が上型に対してほぼ同じ位置で確実に位置決めされるようになり、トーションビーム２０の軸線方向中間部２１の横断面形状のばらつきが解消される。これにより、トーションビーム２０の捩り剛性が容易に所定値に設定され、せん断中心位置Ｓが容易に所定位置に設定される。

また、上記実施形態によれば、外側壁２１ａの複数の突起２１ａ１は内側壁２１ｂに当接した状態にある。したがって、外側壁２１ａと内側壁２１ｂとの接触面積は、外側壁と内側壁とが面接触しているものに比して極めて小さくなるので、トーションビーム２０の捩れに伴う異音の発生が抑制される。この場合、複数の突起２１ａ１はトーションビーム２０の軸線方向に所定間隔をおいて配置されている。このため、複数の突起２１ａ１を設けるようにしても、トーションビーム２０の軸線方向中間部における横断面形状は全体から見て大きく変わらないので、同ビーム２０の捩り剛性およびせん断中心の急激な変化が防止される。

また、上記実施形態によれば、複数の突起２１ａ１は、外側壁２１ａの前後面にそれぞれトーションビーム２０の軸線方向に沿って同一直線上に配置されている。したがって、トーションビーム２０の成型時や、同ビーム２０と各トレーリングアーム１０，１０との接続時において、突起２１ａ１を同ビーム２０の位置決めとして利用することも可能である。この場合には、トーションビーム２０を位置決めするための特別な治具が不要になる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、凸部として機能する略円錐状の複数の突起２１ａ１を、外側壁２１ａにトーションビーム２０の軸線方向に沿って同一直線上に所定間隔をおいて形成した。しかし、これに限らず、例えば突起の形状を楕円状や長穴状にするなど、突起の形状およびその軸線方向長さは適宜変更可能である。また、トーションビーム２０の軸線方向に沿って、例えば千鳥状に突起を配置してもよい。また、例えば図４に示すように、トーションビーム２０の軸線方向に沿って同一直線上に連続した線状の突起２１ａ２を形成してもよい。これらによっても、上記実施形態と同様、壁間隙間が確保されるため、トーションビームの捩り剛性およびせん断中心位置が容易に設定されるとともに、同ビームの捩れに伴う異音の発生が抑制される。

また、上記実施形態および各種変形例においては、外側壁２１ａを構成するパイプの部位に突起２１ａ１を形成した。しかし、これに代えて、内側壁２１ａを構成するパイプの部位に突起を形成するようにしてもよい。これによっても、上記実施形態およびその変形例と同様な効果が得られる。

また、上記実施形態および各種変形例においては、パイプを塑性加工して突起を形成するようにした。しかし、これに限らず、例えば上記突起に相当する突起部材を外側壁および／または内側壁に組み付け、外側壁と内側壁とを突起部材にて当接させるようにしてもよい。これによっても、上記実施形態およびその変形例と同様な効果が得られる。

本発明の一実施形態に係るトーションビーム式サスペンション装置を示す斜視図である。 図１に示したトーションビームの軸線方向中間部における斜視図である。 図１に示したトーションビームの軸線方向中間部における横断面図である。 本発明の実施形態の一変形例に係るトーションビームの軸線方向中間部における斜視図である。

符号の説明

１０…トレーリングアーム、２０…トーションビーム、２１…軸線方向中間部、２１ａ…外側壁、２１ｂ…内側壁、２１ｃ…壁間隙間、２１ｄ…端部隙間、２１ａ１，２１ａ２…突起

Claims (2)

1. 車両の幅方向に延設されていて、両端部に左右一対のトレーリングアームをそれぞれ接続したトーションビームを備えた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を円筒状のパイプで構成し、前記パイプの軸線方向中間部を押し潰して、同中間部を、隙間を介して互いに対向させた外側壁および内側壁からなる二重壁構造であって、前記外側壁および前記内側壁の横断面が略Ｖ字状または略Ｕ字状になるように形成し、かつ
   前記外側壁と前記内側壁とのうちのいずれか一方のみの側壁に、前記トーションビームの軸線方向に所定間隔をおいて、他方の側壁に向けて突出した複数の突起を設け、前記外側壁と前記内側壁とを前記複数の突起にて当接させるようにした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. 前記複数の突起は、前記外側壁を塑性変形させて略円錐状に形成され、かつ前記トーションビームの軸線方向に沿って同一直線上に配置された請求項１に記載したトーションビーム式サスペンション装置。

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