JP6464825B2 - Torsion beam suspension - Google Patents
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Description
本発明は、長尺のトーションビームと、該トーションビームの端部に接合されるトレ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に関する。 The present invention relates to a torsion beam type suspension including a long torsion beam and a trailing arm joined to an end of the torsion beam.
近年、自動車の軽量化、省スペース化及び低コスト化を達成するため、車両幅方向に延在して配置される長尺のトーションビームの左右端部に左右一対のトレリングアームが接合されたトーションビーム式サスペンションが採用されている。
また、自動車の燃費向上のために更なる軽量化を実現すべく、自動車部品の材料を鉄製から軽金属合金製に置換することが行われており、足回り部品であるトーションビーム式サスペンションにも軽金属合金化が進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, a torsion beam in which a pair of left and right trailing arms are joined to the left and right ends of a long torsion beam that extends in the vehicle width direction in order to achieve reduction in weight, space saving, and cost reduction of an automobile. A suspension is used.
In addition, in order to achieve further weight reduction in order to improve the fuel efficiency of automobiles, the material of automobile parts has been replaced from iron to light metal alloys, and light metal alloys are also used in torsion beam suspensions that are suspension parts. Is being promoted.
特許文献1には、トレリングアームをアルミニウム合金のダイカスト鋳物で作製し、車体に枢支される枢支部と、車輪を懸架する車輪懸架部と、コイルスプリングを支持するスプリング支持部と、ショックアブソーバが取付くショック取付部とを一体成形する構造とし、当該トレリングアームとアルミニウム製のトーションビームとが溶接で接合されているトーションビーム式サスペンションが開示されている。 In Patent Document 1, a trailing arm is made of an aluminum alloy die-casting casting, and is pivotally supported by a vehicle body, a wheel suspension for suspending a wheel, a spring support for supporting a coil spring, and a shock absorber. A torsion beam type suspension is disclosed in which a shock mounting portion to which the armor is attached is integrally formed, and the trailing arm and an aluminum torsion beam are joined by welding.
ところで、トーションビームには、左右の車輪が上下逆位相でストロークすることによるロールに起因するねじり荷重が入力されるため、適度な剛性が要求されている。一方、トレリングアームには、横荷重、前後荷重及び上下荷重が入力されるため、これら荷重に耐えられる剛性が要求されている。
そのため、トーションビームとトレリングアームとの接合体であるトーションビーム式サスペンションには、車輪などと連結されているトレリングアームから、横荷重、前後荷重及び上下荷重並びにねじり荷重(以下、単に荷重という)が繰返し入力されることとなる。
By the way, the torsion beam is input with a torsional load caused by the roll caused by the left and right wheels stroking in the opposite phase, so that an appropriate rigidity is required. On the other hand, since a lateral load, a longitudinal load, and a vertical load are input to the trailing arm, rigidity that can withstand these loads is required.
Therefore, a torsion beam suspension, which is a joined body of a torsion beam and a trailing arm, receives lateral loads, longitudinal loads, vertical loads, and torsional loads (hereinafter simply referred to as loads) from the trailing arms connected to wheels and the like. It will be input repeatedly.
しかしながら、上述した特許文献1のトーションビーム式サスペンションでは、下記の課題を有している。
特許文献1のトレリングアームは、枢支部、車輪懸架部、スプリング支持部及びショック取付部を一体形状とし、車輪懸架部、スプリング支持部及びショック取付部がトーションビームよりも車両後方側に位置しているので、トレリングアームの車両前側の車両幅方向の曲げ剛性が低く、該トレリングアームの車両後側では曲げ剛性が高い構造となっている。そのため、トーションビームに上下荷重が入力された場合には、トレリングアームとトーションビームとの接合部の車両前側に応力が集中してしまうおそれがある。
However, the torsion beam suspension of Patent Document 1 described above has the following problems.
The trailing arm of Patent Document 1 has a pivotal support portion, a wheel suspension portion, a spring support portion, and a shock attachment portion, and the wheel suspension portion, the spring support portion, and the shock attachment portion are located on the vehicle rear side of the torsion beam. Therefore, the bending rigidity in the vehicle width direction on the vehicle front side of the trailing arm is low, and the bending rigidity is high on the vehicle rear side of the trailing arm. Therefore, when a vertical load is input to the torsion beam, there is a possibility that stress concentrates on the vehicle front side of the joint portion between the trailing arm and the torsion beam.
また、特許文献1のトレリングアームを作製する軽合金のアルミダイカスト材は、鋼板と比較して衝突性能が劣るので、衝突時に破断し、その破断面が周辺部品を破損するおそれがある。例えば、トーションビームの車両前方側には、燃料タンクが配置されているので、車両後方からの衝突によりトーションビームが破断すると、その破断面によって燃料タンクに傷を与えるおそれがある。
さらに、特許文献1のトーションビームは、車両幅方向へ延在した閉断面形状に形成されているので、トーションビームとトレリングアームとの接合部には溶接端部が存在している。そのため、トーションビームもしくはトレリングアームに荷重が加わり変形した場合は、当該溶接端部に応力が集中するおそれがある。特に、トーションビームとトレリングアームとの溶接部付近は、溶接の熱影響で軟化しているため、破断しやすい状態となっている。
In addition, the light alloy aluminum die-cast material for producing the trailing arm of Patent Document 1 is inferior in impact performance to a steel plate, so that it breaks at the time of impact, and the fracture surface may damage peripheral parts. For example, since the fuel tank is arranged on the vehicle front side of the torsion beam, if the torsion beam breaks due to a collision from the rear of the vehicle, the fuel tank may be damaged by the fracture surface.
Furthermore, since the torsion beam of Patent Document 1 is formed in a closed cross-sectional shape extending in the vehicle width direction, a weld end exists at the joint between the torsion beam and the trailing arm. For this reason, when a load is applied to the torsion beam or the trailing arm to cause deformation, stress may concentrate on the weld end. In particular, the vicinity of the welded portion between the torsion beam and the trailing arm is softened due to the heat effect of welding, and is easily broken.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、重量の増加を抑制しながら、トーションビームとトレリングアームとの接合部に発生する応力集中を緩和することが可能なトーションビーム式サスペンションを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to reduce stress concentration generated in a joint portion between a torsion beam and a trailing arm while suppressing an increase in weight. The object is to provide a torsion beam suspension.
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、長尺のトーションビームと、軽合金製のトレリングアームとが接合され、前記トーションビームと前記トレリングアームとの接合部を有しているトーションビーム式サスペンションにおいて、前記接合部における前記トレリングアームの下面の車両前側の一部が、前記接合部における前記トレリングアームの下面の車両後側に対して車両下側に位置している。 In order to solve the above-described problems of the prior art, in the present invention, a long torsion beam and a light alloy-made trailing arm are joined, and a joint portion between the torsion beam and the trailing arm is provided. In the torsion beam type suspension, a part of the vehicle front side of the lower surface of the trailing arm at the joint is positioned below the vehicle with respect to the vehicle rear side of the lower surface of the trailing arm at the joint.
また、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トレリングアームは下面を有し、前記トレリングアームの前記下面は、少なくとも水平部と傾斜部とを一部に有している。 In one aspect of the torsion beam suspension, the trailing arm has a lower surface, and the lower surface of the trailing arm has at least a horizontal portion and an inclined portion.
さらに、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トレリングアームの前記下面は、少なくとも2箇所の水平部と傾斜部とを一部に有し、前記傾斜部は、前記2箇所の水平部の間に配置されている。 Furthermore, in one aspect of the torsion beam suspension, the lower surface of the trailing arm has at least two horizontal portions and an inclined portion in part, and the inclined portion is between the two horizontal portions. Is arranged.
また、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トーションビームは、長手方向に沿って開口側が下向きの凹状に形成され、前記トレリングアームは、前記トーションビームの端部の凹状内面側に重ねて配置され、少なくとも、前記トーションビームの端部と前記トレリングアームの重なり部とが接合されているとともに、前記トレリングアームの端部と前記トーションビームの重なり部とが接合されており、前記トレリングアームが前記トーションビームへ向かって断面積が徐々に小さくなるように傾斜している。 Further, in one aspect of the torsion beam type suspension, the torsion beam is formed in a concave shape with the opening side facing downward along the longitudinal direction, and the trailing arm is disposed to overlap the concave inner surface side of the end of the torsion beam, At least the end of the torsion beam and the overlapping portion of the trailing arm are joined, and the end of the trailing arm and the overlapping portion of the torsion beam are joined, and the trailing arm is connected to the torsion beam. Inclined so that the cross-sectional area gradually becomes smaller.
そして、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トーションビームの長手方向に延びる基準線に垂直な方向の前記トレリングアームの高さは、前記基準線に垂直な方向の前記トーションビームの高さと略同一に設定されている。 In one aspect of the torsion beam suspension, the height of the trailing arm in the direction perpendicular to the reference line extending in the longitudinal direction of the torsion beam is substantially the same as the height of the torsion beam in the direction perpendicular to the reference line. Is set.
さらに、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記傾斜部と、前記トレリングアームの前記トーションビーム側に設けられた穴部の湾曲中心とが一致している。 Further, in one aspect of the torsion beam suspension, the inclined portion and the center of curvature of the hole portion provided on the torsion beam side of the trailing arm coincide with each other.
また、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トレリングアームは、鋳造により形成されている。 In one aspect of the torsion beam suspension, the trailing arm is formed by casting.
上述の如く、本発明に係るトーションビーム式サスペンションは、長尺のトーションビームと、軽合金製のトレリングアームとが接合され、前記トーションビームと前記トレリングアームとの接合部を有しており、前記接合部における前記トレリングアームの下面の車両前側の一部が、前記接合部における前記トレリングアームの下面の車両後側に対して車両下側に位置しているので、トレリングアームの車両前側の下部のうち、車両後側の下部に対して更に下側に位置している部分が車両前側の剛性向上に寄与することになり、トーションビームに上下荷重が加わった時の車両前側の応力集中を緩和することができる。しかも、トレリングアームの車両前側の下部のうち、車両後側の下部に対して更に下側に位置している部分のみの重量増加で済み、肉厚増加などの必要が無いので、重量増加を抑えつつ応力集中を緩和できる。 As described above, torsion beam suspension according to the present invention includes a torsion beam elongated, and Torre ring arm of light alloy are joined, has a junction between the said torsion beam Torre ring arm, the joint Since a part of the vehicle front side of the lower surface of the trailing arm in the portion is located on the vehicle lower side with respect to the vehicle rear side of the lower surface of the trailing arm in the joint portion, Of the lower part, the part located further below the lower part on the rear side of the vehicle will contribute to improving the rigidity on the front side of the vehicle, reducing stress concentration on the front side of the vehicle when a vertical load is applied to the torsion beam can do. Moreover, only the weight of the lower part of the trailing arm on the front side of the vehicle, which is located further below the lower part of the rear side of the vehicle, can be increased, and there is no need to increase the thickness. Stress concentration can be reduced while suppressing.
本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トレリングアームは下面を有し、前記トレリングアームの前記下面は、少なくとも水平部と傾斜部とを一部に有しているので、トレリングアームの下面が略水平である方がトレリングアームの下面が傾斜している場合よりも、トーションビームとトレリングアームの下面との角度が大きくなり、トレリングアーム側の応力集中を緩和でき、破断しにくくすることができる。
しかも、トレリングアームは略閉断面構造であるため、当該トレリングアームを鋳造で形成する場合には中子(砂中子や塩中子)が必要となり、トレリングアームとトーションビームとの接合部において、トレリングアームの下面に水平部を設けることにより、水平部を設けない場合と比べて中子の端部の角度が大きくて緩やかになる。したがって、本発明の一態様によれば、中子の端部の角部形状の製作が容易となるので、中子の生産性を向上させることができる。それに加えて、中子の保管や輸送の際に、中子の端部の角部形状の部分における欠けの発生を抑制でき、トレリングアームの製品コストを低減させることができる。
In one aspect of the torsion beam suspension, the trailing arm has a lower surface, and the lower surface of the trailing arm has at least a horizontal portion and an inclined portion. The angle between the torsion beam and the bottom surface of the trailing arm is larger than when the bottom surface of the trailing arm is inclined when the angle is substantially horizontal. This reduces stress concentration on the side of the trailing arm and makes it difficult to break. be able to.
Moreover, since the trailing arm has a substantially closed cross-sectional structure, a core (sand core or salt core) is required to form the trailing arm by casting, and the junction between the trailing arm and the torsion beam is required. In this case, by providing the horizontal portion on the lower surface of the trailing arm, the angle of the end portion of the core is larger and gentler than in the case where the horizontal portion is not provided. Therefore, according to one aspect of the present invention, the corner shape of the end of the core can be easily manufactured, so that the productivity of the core can be improved. In addition, when the core is stored or transported, the occurrence of chipping at the corner portion at the end of the core can be suppressed, and the product cost of the trailing arm can be reduced.
また、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トレリングアームの前記下面は、少なくとも2箇所の水平部と傾斜部とを一部に有し、前記傾斜部は、前記2箇所の水平部の間に配置されているので、トレリングアームの下面を水平部―傾斜部―水平部とすることで、トレリングアームの傾斜部を車両前後方向に掛かる荷重に対して弱い部位にすることができる。その結果、車両後方からの衝突の際には、トーションビームとトレリングアームとの接合部ではなく、トレリングアームの傾斜部を破断させることができる。すなわち、車両後方からの衝突時にトレリングアームの下面を破断させることにより、トーションビームの破断面が該トーションビームの車両前方側に配置されている燃料タンクへ向かうことは無くなるので、トーションビームの破断面が当たることによる燃料タンクの損傷を防止することができる。しかも、トレリングアームの下面を水平部―傾斜部―水平部とすることで、トレリングアームの下面の表面積を増やすことができる。そのため、トレリングアームの近傍に配置されているマフラーの放熱性能を向上させることができる。 Further, in one aspect of the torsion beam suspension, the lower surface of the trailing arm has at least two horizontal portions and an inclined portion, and the inclined portion is between the two horizontal portions. Therefore, by setting the lower surface of the trailing arm as the horizontal portion-the inclined portion-the horizontal portion, the inclined portion of the trailing arm can be made a weak portion against the load applied in the vehicle front-rear direction. As a result, in the event of a collision from the rear of the vehicle, not the joint between the torsion beam and the trailing arm, but the inclined portion of the trailing arm can be broken. That is, by breaking the lower surface of the trailing arm at the time of a collision from the rear of the vehicle, the fracture surface of the torsion beam does not go to the fuel tank arranged on the vehicle front side of the torsion beam, so the fracture surface of the torsion beam hits This can prevent the fuel tank from being damaged. In addition, the surface area of the lower surface of the trailing arm can be increased by setting the lower surface of the trailing arm to be horizontal portion-inclined portion-horizontal portion. Therefore, the heat dissipation performance of the muffler disposed in the vicinity of the trailing arm can be improved.
さらに、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トーションビームは、長手方向に沿って開口側が下向きの凹状に形成され、前記トレリングアームは、前記トーションビームの端部の凹状内面側に重ねて配置され、少なくとも、前記トーションビームの端部と前記トレリングアームの重なり部とが接合されているとともに、前記トレリングアームの端部と前記トーションビームの重なり部とが接合されており、前記トレリングアームが前記トーションビームへ向かって断面積が徐々に小さくなるように傾斜しているので、トレリングアームとトーションビームとの合わせ部の剛性が緩やかに変化することになり、応力が加わった場合に、特定部分に応力が集中してしまうという事態を防ぐことができる。 Furthermore, in one aspect of the torsion beam type suspension, the torsion beam is formed in a concave shape with the opening side facing downward along the longitudinal direction, and the trailing arm is disposed to overlap the concave inner surface side of the end of the torsion beam, At least the end of the torsion beam and the overlapping portion of the trailing arm are joined, and the end of the trailing arm and the overlapping portion of the torsion beam are joined, and the trailing arm is connected to the torsion beam. Since the cross-sectional area is inclined so as to gradually become smaller, the rigidity of the joint portion of the trailing arm and the torsion beam changes gradually, and when stress is applied, stress is applied to a specific part. You can prevent the situation of concentration.
そして、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トーションビームの長手方向に延びる基準線に垂直な方向の前記トレリングアームの高さは、前記基準線に垂直な方向の前記トーションビームの高さと略同一に設定されているので、トレリングアームとトーションビームとの接合部において、トーションビームの径方向外側に段差が存在せず、トーションビームとトレリングアームとを容易に接合することが可能となり、段差部分に応力が集中してしまうことを防止でき、当該接合部の耐久性性能を向上させることができる。 In one aspect of the torsion beam suspension, the height of the trailing arm in the direction perpendicular to the reference line extending in the longitudinal direction of the torsion beam is substantially the same as the height of the torsion beam in the direction perpendicular to the reference line. As a result, there is no step at the radial outside of the torsion beam at the junction between the torsion beam and the torsion beam, and the torsion beam and the trailing arm can be easily joined, and stress is applied to the step portion. Concentration can be prevented, and the durability performance of the joint can be improved.
さらに、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記傾斜部と、前記トレリングアームの前記トーションビーム側に設けられた穴部の湾曲中心とが一致しているので、トレリングアームとトーションビームとの接合部において、形状的に強度の低い部分が形成されることになり、車両後方からの衝突時に、トレリングアームとトーションビームとの溶接接合部ではなく、トレリングアームの傾斜部(該穴部の湾曲中心)で確実に破断させることができる。よって、上記トーションビーム式サスペンションの一態様と同様、車両後方からの衝突時にトレリングアームの下面を破断させることで、トーションビーム及びトレリングアームの破断面が燃料タンクへ向かって行かず、トーションビーム及びトレリングアームの破断面が燃料タンクに当たることは無いので、燃料タンクが損傷するという事態を確実に防ぐことができる。 Furthermore, in one aspect of the torsion beam type suspension, the inclined portion and the curved center of the hole portion provided on the torsion beam side of the trailing arm are coincident with each other, so that the junction between the trailing arm and the torsion beam In this case, a low-strength portion is formed in the shape, and at the time of collision from the rear of the vehicle, not the welded joint between the trailing arm and the torsion beam, but the inclined portion of the trailing arm (the center of curvature of the hole). ) Can be reliably broken. Therefore, as in the above aspect of the torsion beam suspension, by breaking the lower surface of the trailing arm at the time of collision from the rear of the vehicle, the fracture surface of the torsion beam and the trailing arm does not go toward the fuel tank, and the torsion beam and the trailing ring Since the fracture surface of the arm does not hit the fuel tank, it is possible to reliably prevent the fuel tank from being damaged.
また、本トーションビーム式サスペンションの一態様において、前記トレリングアームは、鋳造により形成されているので、上記トーションビーム式サスペンションの一態様と同様、中子の端部の角部形状を容易に製作でき、中子の生産性を向上させることができるとともに、中子の保管や輸送の際に発生する中子の端部の角部形状の部分の欠けを抑えることができる。それに加えて、トレリングアームの下面の表面積を増やせるので、トレリングアーム近傍に配置されているマフラーの放熱性能の向上を図ることができる。 Further, in one aspect of the torsion beam type suspension, since the trailing arm is formed by casting, the corner shape of the end portion of the core can be easily manufactured as in the one aspect of the torsion beam type suspension. The productivity of the core can be improved, and chipping of the corner-shaped portion at the end of the core that occurs during storage and transportation of the core can be suppressed. In addition, since the surface area of the lower surface of the trailing arm can be increased, the heat dissipation performance of the muffler disposed in the vicinity of the trailing arm can be improved.
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1〜図11は本発明の実施形態に係るトーションビーム式サスペンションを示すものである。なお、図2において、矢印Frは車両前方、矢印Wは車両幅方向、矢印Uは車両上方をそれぞれ示している。また、図3において、矢印F1はタイヤ接地点Gの上下荷重、矢印F2はタイヤ接地点Gの前後荷重、矢印F3はタイヤ接地点Gの横荷重の方向をそれぞれ示している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
1 to 11 show a torsion beam suspension according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the arrow Fr indicates the front of the vehicle, the arrow W indicates the vehicle width direction, and the arrow U indicates the upper side of the vehicle. In FIG. 3, an arrow F1 indicates a vertical load at the tire ground contact point G, an arrow F2 indicates a longitudinal load at the tire ground contact point G, and an arrow F3 indicates a lateral load direction at the tire ground contact point G.
図1に示すように、本発明の実施形態に係る車両1は、4輪タイプの自動車であり、リヤサスペンションとしてトーションビーム式サスペンション2を備えており、該トーションビーム式サスペンション2を介して、左右の車輪3を車体4にそれぞれ懸架している。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、図2〜図4に示すように、車両幅方向に延在して配置される長尺のトーションビーム5と、該トーションビーム5の左右両端部にそれぞれ配置されて連結される左右一対のトレリングアーム6を備えている。トレリングアーム6には、スプリング7及びショックアブソーバ8が取付けられ、車体4に懸架されている。
本実施形態のトレリングアーム6は、図2〜図5に示すように、軽金属合金など非鉄合金を用い、鋳造により形成されたアルミニウム鋳造製の一体成形部品であり、中空構造の閉断面形状に形成されている。このトレリングアーム6は、車両幅方向へ延びるビーム接合部6aを一端に有し、該ビーム接合部6aの他端側には車両前後方向へ延びる前側アーム部6bと後側アーム部6cが設けられている。
As shown in FIG. 1, a vehicle 1 according to an embodiment of the present invention is a four-wheel type automobile, and includes a torsion
The
As shown in FIGS. 2 to 5, the trailing
トレリングアーム6のビーム接合部6aは、図2〜図11に示すように、重ね合わせられるトーションビーム5との接合部分であって、トーションビーム5の板厚に相当する厚さ分の段差が設けられている。これにより、トーションビーム5の端部をトレリングアーム6のビーム接合部6aに重ね合わせた状態では、トーションビーム5の外周部とトレリングアーム6の外周部とが略平坦(面一)になるように構成されている。
また、ビーム接合部6aは、車両幅方向において、車両上部が車両内側(車両中心側)に位置し、かつ車両下部が車両外側に位置すべく、前後両側が車両内側から車両外側へ向かって傾斜する形状にされており、当該ビーム接合部6aの断面積は、車両内側に位置するに従って小さく設定されている。さらに、ビーム接合部6aにおいて、トレリングアーム6のトーションビーム5側の下面には、車両幅方向へ延在する長円形状の穴部60が設けられている。そして、ビーム接合部6aは、車両外側のトレリングアーム側端部と車両内側のトーションビーム側端部の2箇所を溶接できる構造となっており、トレリングアーム6とトーションビーム5とは、溶接、ろう接または摩擦撹拌接合(FSW)によって線接合され、重なる部分の外周囲には、接合部のビードW1,W2が形成されている。接合部のビードW2は、車両後方視(図6の矢印V2方向)で、車両上方側が車両内側に位置し、かつ車両下方側が車両外側に位置するように傾斜している。
As shown in FIGS. 2 to 11, the
Further, the beam
しかも、トーションビーム5の長手方向に延びる基準線Cに垂直な方向のトレリングアーム6の高さは、基準線Cに垂直な方向のトーションビーム5の高さと略同一に設定されている。すなわち、トレリングアーム6とトーションビーム5とは、図10に示すように、接合部のビードW1において、車両上下方向の寸法Lが略同一であり、トレリングアーム6の車両上側の外周形状とトーションビーム5の車両上側の外周形状は同一に形成されている。このため、トレリングアーム6とトーションビーム5との接合部においては、トーションビーム5の径方向外側に段差部分が存在しないことから、トーションビーム5とトレリングアーム6とを容易にかつ確実に接合することが可能となり、段差部分に応力が集中してしまうことを防げるようになっている。
Moreover, the height of the trailing
本実施形態のトーションビーム式サスペンション2においては、図8に示すように、トレリングアーム6の車両前側の部分61(少なくとも一部でも良い)が、ビーム接合部6aにおけるトレリングアーム6の車両後側の部分62に対して車両下側に位置しており、トーションビーム側端部同士の間で車両上下方向の段差Sが設けられている。この段差Sは、トレリングアーム6の車両前側の部分61を車両下方へ延長させることにより形成されている。
また、ビーム接合部6aにおけるトレリングアーム6は、図9(a)に示すように、下面63を有しており、該下面63は、少なくとも水平部63aと傾斜部63bとを一部に有している。トレリングアーム6とトーションビーム5との接合部において、トレリングアーム6の下面63が略水平な水平部63aを有していると、図9(b)に示すように、当該下面63が傾斜部63bのみで傾斜している場合に比べて、トーションビーム5とトレリングアーム6の下面63との角度は、水平部63aに対する角度θ1の方が傾斜部63bに対する角度θ2よりも大きくなる(θ1>θ2)。これにより、トレリングアーム6側の応力集中が緩和され、当該接合部が破断しにくくなっている。
In the
Further, as shown in FIG. 9A, the trailing
さらに、トレリングアーム6のトーションビーム5側に設けられた穴部60は、図11に示すように、車両幅方向の端部(矢印W方向)に位置するほど径が小さく形成されており、車両下方視で、トレリングアーム6の下面63の傾斜部63bと、トレリングアーム6のトーションビーム5側に設けられた穴部60の湾曲中心とが一致するように構成されている。これにより、トレリングアーム6とトーションビーム5との接合部において、形状的に強度の低い部分が形成されることになり、衝突時に車両後方から衝撃荷重が加わった際に、トレリングアーム6とトーションビーム6との接合部(ビードW1,W2の箇所)ではなく、トレリングアーム6の下面63の傾斜部63b(穴部60の湾曲中心)で破断されるようになっている。
Furthermore, as shown in FIG. 11, the
なお、トレリングアーム6の前側アーム部6bには、弾性部材である管状ブッシュが圧入されたブッシュ圧入部64が設けられており、このブッシュ圧入部64は、車体4側に固定されるブラケット9に固定ボルト10を介して揺動可能に取付けられている。また、トレリングアーム6の後側アーム部6cには、車両外側に向けてキャリア65が設けられているとともに、ビーム接合部6aと後側アーム部6cとの車両幅方向内側の角部には、スプリングシート66及びショックアブソーバ取付け部67が設けられている。そして、キャリア65には、ハブ11及びブレーキドラム12が取付けられ、車輪3を回転可能に支持している。スプリングシート66は、上端が車体4に取付けられたスプリング7の下端を支持するものであって、シート板面には取付け穴66aが設けられている。しかも、トレリングアーム6は、応力集中対策として、キャリア65及びブッシュ圧入部64からビーム接合部6aまで、Rを大きくした形状に形成されている。
The
本実施形態のトーションビーム5は、図2〜図6に示すように、長手方向に沿って開口側が下向きの凹状に形成されている。すなわち、トーションビーム5は、開口側を車両下側に配置する垂直断面略U形状に形成された長尺の成形品であり、開放断面構造のアルミニウム押出し材製の一体成形部品である。しかも、車両幅方向の左右両端部は、突き合わせられるトレリングアーム6との接合部分であるアーム接合部5aとしてそれぞれ形成されている。なお、トーションビーム5は、断面略U形状に限られず、垂直断面略C形状や垂直断面略V形状を有していても良い。
As shown in FIGS. 2 to 6, the
また、トレリングアーム6の端部であるビーム接合部6aは、トーションビーム5の端部であるアーム接合部5aの凹状内面側に重ねて配置され、少なくとも、トーションビーム5のアーム接合部5aとトレリングアーム6の重なり部のビーム接合部6aとが接合されているとともに、トレリングアーム6のビーム接合部6aとトーションビーム5の重なり部のアーム接合部5aとが接合されており、重なる部分の外周囲には、接合部のビードW1,W2が形成されている。
さらに、アーム接合部5aの車両幅方向で車両外側に位置する先端部分は、図10に示すように、トレリングアーム6がトーションビーム5へ向かって断面積が徐々に小さくなるように傾斜している傾斜面68を有している。この傾斜面68は、平面視で、車両前方側が車両外側に位置し、かつ車両後方側が車両内側に位置するような車両幅方向外向きの傾斜形状に形成されている。
これにより、トレリングアーム6からトーションビーム5へ向かう従って、トレリングアーム6の断面積が徐々に小さくなって行き、トレリングアーム6とトーションビーム5との合わせ部の剛性の変化が緩やかになり、応力が加わった場合に、特定部分に応力が集中しない構造となっている。
The beam joint 6a, which is the end of the
Further, the tip portion of the arm
As a result, the cross-sectional area of the trailing
一方、本実施形態のトーションビーム5の車両前方側近傍には、図6及び図7の鎖線で示すように、ガソリンなどの燃料を収容する燃料タンクNがトーションビーム5の車両幅方向のほぼ全幅にわたって配置されている。また、トーションビーム5の車両上方の右側近傍には、燃焼ガスを通すエキゾーストパイプ、マフラーなどの排気装置Mが車両前後方向に沿って延在して配置されている。
On the other hand, in the vicinity of the vehicle front side of the
次に、本発明の実施形態に係るトーションビーム式サスペンション2の作用及び効果について説明する。
本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、図8に示すように、車両幅方向に延在して配置される長尺のトーションビーム5と、該トーションビーム5の左右両端のアーム接合部5aにビーム接合部6aがそれぞれ接合される軽合金製のトレリングアーム6とを備え、少なくともトレリングアーム6の車両前側の部分61が、ビーム接合部6aにおけるトレリングアーム6の車両後側の部分62に対して車両下側に位置し、トーションビーム側端部同士の間で車両上下方向の段差Sが設けられているので、トレリングアーム6の車両前側の下部のうち、車両後側の部分62に対して更に下側に位置している部分61により車両前側の剛性を向上させることが可能になり、トーションビーム5に上下荷重が加わった時の車両前側の応力集中を緩和することができる。しかも、トレリングアーム6の車両前側の下部のうち、車両後側の下部に対して更に下側に位置している部分61のみの重量増加で済み、レリングアーム6やビーム接合部6a全体の肉厚を増加させる必要が無いので、重量増加を抑えつつ応力集中の緩和を図ることができる。
Next, the operation and effect of the
As shown in FIG. 8, the
また、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2では、図9(a)に示すように、中空構造の閉断面形状に形成されたトレリングアーム6の下面63が、水平部63aと傾斜部63bとを有しているので、トレリングアーム6の下面63が傾斜部63bのみで傾斜している場合よりも、トーションビーム5とトレリングアーム6の下面63とで形成される角度のうち、水平部63aに対する角度θ1の方が傾斜部63bに対する角度θ2よりも大きく形成することができる。そのため、トレリングアーム6側の応力集中を緩和することが可能となり、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合部における破断を抑えることができる。それに加えて、中空構造の閉断面形状であるトレリングアーム6を鋳造で形成する場合に必要な中子は、トレリングアーム6とトーションビーム5との接合部において、トレリングアームの6下面63に水平部63aを設けることにより、水平部63aを設けない場合と比べて、端部の角度が大きくて緩やかになるので、中子の端部の角部形状を容易に製作できるとともに、中子を保管したり輸送したりする際に発生する中子端部の角部の欠けを抑制できる。
Further, in the
さらに、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2では、トーションビームが長手方向に沿って開口側を下向きに配置した凹状に形成され、トレリングアーム6のビーム接合部6aがトーションビーム5のアーム接合部5aの凹状内面側に重ねて配置され、トーションビーム5のアーム接合部5aとトレリングアーム6の重なり部のビーム接合部6aとが接合され、トレリングアーム6のビーム接合部6aとトーションビーム5の重なり部のアーム接合部5aとが接合されており、重なる部分の外周囲に接合部のビードW1,W2が形成されている。しかも、トレリングアーム6のビーム接合部6aが、トーションビーム5へ向かって断面積が徐々に小さくなるように傾斜している傾斜面68を有している。したがって、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2によれば、トレリングアーム6からトーションビーム5へ向かうに従って、トレリングアーム6の断面積が徐々に小さくなって、トレリングアーム6とトーションビーム5との合わせ部の剛性が緩やかに変化するので、トレリングアーム6とトーションビーム5との接合部に応力が加わった場合に、特定部分への応力集中を緩和することができる。
Further, in the
また、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2では、図10に示すように、トーションビーム5の長手方向に延びる基準線Cに垂直な方向のトレリングアーム6の高さ(寸法L)が基準線Cに垂直な方向のトーションビーム5の高さと略同一に設定されているので、トレリングアーム6とトーションビーム5との接合部において、トーションビーム5の径方向外側に段差が無く、トーションビーム5とトレリングアーム6との接合作業を容易に行うことが可能となり、トレリングアーム6とトーションビーム5との接合部に応力が加わった場合に、段差部分などに応力集中が生じることを回避できる。
さらに、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2においては、図11に示すように、トレリングアーム6の下面63の傾斜部63bと、トレリングアーム6のトーションビーム5側に設けられた穴部60の湾曲中心とが一致しており、トレリングアーム6とトーションビーム6との接合部において、形状的に強度の低い部分が形成されているので、車両後方からの衝突時に、トレリングアーム6とトーションビーム5との接合部ではなく、当該傾斜部63bの箇所で確実に破断させることができる。したがって、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2によれば、車両後方からの衝突時にトレリングアーム6の下面63を破断させ、トーションビーム5及びトレリングアーム6の破断面が燃料タンクNへ向かって行くことが起こらないので、トーションビーム5及びトレリングアーム6の破断面が燃料タンクNに当たることは無くなり、燃料タンクNの損傷を確実に防ぐことができる。
In the
Furthermore, in the
図12は、本発明の他の実施形態に係るトーションビーム式サスペンションを示すものである。
この実施形態のトーションビーム式サスペンション2においては、図12に示すように、レリングアーム6の下面63が、車両前後方向に沿って少なくとも2箇所の水平部63aと傾斜部63bとを一部に有し、傾斜部63bが2箇所の水平部63aの間に配置されている。すなわち、本実施形態のトーションビーム式サスペンション2は、トレリングアーム6の下面63を水平部63a―傾斜部63b―水平部63aと配置することにより、トレリングアーム6の傾斜部63bを車両前後方向に掛かる荷重に対して弱い部位として構成しているので、車両後方からの衝突の際には、トーションビーム5とトレリングアーム6との溶接接合部ではなく、トレリングアーム6の傾斜部63bを破断させ、トーションビーム5及びトレリングアーム6の破断面が車両前方側に配置された燃料タンクNへ向かうことを無くし、トーションビーム5及びトレリングアーム6の破断面が当たることによる燃料タンクNの損傷を防止することができる。それに加えて、2箇所の水平部63aと傾斜部63bを有することにより、トレリングアーム6の下面63の表面積を増やすことが可能となり、トレリングアーム6の近傍に配置されているマフラーなどの排気装置Mの放熱性能を高めることができる。
その他の構成及び作用効果は上記実施形態のトーションビーム式サスペンション2と同様である。
FIG. 12 shows a torsion beam suspension according to another embodiment of the present invention.
In the
Other configurations and operational effects are the same as those of the
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。 While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention.
例えば、既述の実施の形態では、トレリングアーム6が鋳造により形成されているが、鋳造製に限らず、アルミニウム板をプレス加工し、プレス成形したものを接合して作製しても良い。さらに、鋳造、ダイカスト、アルミニウム板のプレス成形、アルミニウム押出し材、アルミニウム鋳造のうち、数種類を用いて接合したものでも良い。
また、既述の実施の形態において、トーションビーム5がアルミニウム押出し材製であるが、アルミニウム板をプレス成形したもの、鋳造製、ダイカスト製でも良い。
さらに、トレリングアーム6及びトーションビーム5の材質は、アルミニウムだけでなく、マグネシウムなどの軽金属等であっても同様の接合構造を適用することが可能である。
For example, in the above-described embodiment, the trailing
In the above-described embodiment, the
Furthermore, the same joining structure can be applied even if the material of the trailing
1 車両
2 トーションビーム式サスペンション
3 車輪
4 車体
5 トーションビーム
5a アーム接合部
6 トレリングアーム
6a ビーム接合部
60 穴部
61 トレリングアームの下面の車両前側の部分
62 トレリングアームの下面の車両後側の部分
63 トレリングアームの下面
63a 水平部
63b 傾斜部
68 トレリングアームの傾斜面
C トーションビームの長手方向に延びる基準線
L 接合部におけるトレリングアームの上下方向の寸法
S 段差
W1,W2 接合部のビード
θ1 傾斜角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記接合部における前記トレリングアームの下面の車両前側の一部が、前記接合部における前記トレリングアームの下面の車両後側に対して車両下側に位置し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。 In a torsion beam type suspension in which a long torsion beam and a light alloy trailing arm are joined, and a joint portion between the torsion beam and the trailing arm is provided,
A torsion beam, wherein a part of a vehicle front side of a lower surface of the trailing arm at the joint is located on a vehicle lower side with respect to a vehicle rear side of a lower surface of the trailing arm at the joint. Suspension.
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