(57)【要約】【課題】ねじり剛性を確保しつつ、トーションビームのせん断中心を高い位置に設定する。【解決手段】トーションビームは、頭頂部１０６が開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂよりも上側に位置するように配置される。上板１１０および下板１１２は、頭頂部１０６を含む頭頂部１０６周辺の領域（頭頂部領域）に、それぞれ上側肉厚板部１１４および下側肉厚板部１１６を有し、開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂを含む、開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂ周辺の領域（開口側端部領域）に、それぞれ上側肉薄板部１１８Ａおよび上側肉薄板部１１８Ｂと、下側肉薄板部１２０Ａおよび下側肉薄板部１２０Ｂとを有している。上板１１０および下板１１２は、開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂにおいて連続した、閉断面構造を形成している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が略Ｖ字もしくは略Ｕ字形状のトーションビームであって、
頭頂部領域に、開口側端部領域よりも板厚が厚い肉厚部を有することを特徴とするトーションビーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トーションビームに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、質量の増加を抑えつつねじり剛性を向上させるために、略Ｕ字の開き断面形状を有するトーションビームに、板状部材を用いて閉断面構造を形成させたトーションビーム式サスペンション構造が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
また、溶接部の応力集中を緩和するために、溶接部両側に特定のノッチを設けたテーラードブランク材が提案されている（たとえば特許文献２参照）。
【０００４】
また、旋回特性変化を抑制するために、車体横方向に延びる中央部の両側に、車両斜め後方に延びる両端部を設けたクロスビーム（トーションビーム部材）を有するリアサスペンション装置が提案されている（たとえば特許文献３参照）。
【０００５】
また、残留応力を少なく、プレス成型後の焼きなまし処理を不要とするために、パイプからプレス成形により形成され、略Ｖ字状もしくは略Ｕ字状の断面形状を有する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の製造方法が提案されている（たとえば特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−０８８５２５号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６２１１号公報
【特許文献３】特開２０００−１７７３４９号公報
【特許文献４】特開２００７−２３７７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば特許文献１に開示されるトーションビームのせん断中心は、それほど高く設定されていない。そのため、車体の居住スペースを確保するためにトーションビームの設置位置を下げると、それに伴ってせん断中心、つまりねじり入力に対する断面のねじり中心となる点が下がり過ぎるため、ステア特性が悪化するという問題があった。
【０００８】
また、燃費規制によって、車体全体の質量低減、および操作性向上のためにバネ下の質量低下が求められていることから、質量を増加させることなく、ねじり剛性を確保し、かつせん断中心を高い位置に設定することが望ましい。
【０００９】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ねじり剛性を確保しつつ、せん断中心を高い位置に設定するトーションビームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のトーションビームは、断面が略Ｖ字もしくは略Ｕ字形状であり、頭頂部領域に、開口側端部領域よりも板厚が厚い肉厚部を有する。
【００１１】
この態様によると、ねじり剛性を確保し、せん断中心を高く設定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ねじり剛性を確保しつつ、せん断中心を高い位置に設定するトーションビームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る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構造の一部を示すための斜視図である。
【図２】図１に示すトーションビームの軸方向に垂直な断面図である。
【図３】実施形態に係るトーションビームの製造工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態（以下、実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、実施形態に係るトーションビーム１２を備えたトーションビーム式サスペンション１０の一部を示す。図１では、矢印方向が車両前方を示し、トーションビーム式サスペンション１０の車両左側の構造が示される。トーションビーム式サスペンション１０は左右対称に形成され、トーションビーム式サスペンション１０の車両右側およびトーションビーム１２の中央部付近の構造の図示は省略する。トーションビーム式サスペンション１０は車両リア側に配置され、左右の後輪の各々に連結される。なお、トーションビーム式サスペンション１０は、フロント側に配置されてもよい。
【００１６】
トーションビーム式サスペンション１０は、トーションビーム１２、アーム１４、アーム１４の車両前方側端部に設けられたアーム支持部２０、キャリア１６、およびスプリング支持部１８を有する。トーションビーム１２は、左右の後輪が相互に異なる高さに位置したときにねじれ、左右の後輪の各々にねじれによる反力を与える。
【００１７】
アーム１４は、パイプ状に形成されている。アーム１４は車両の前後方向に延在し、延在方向の略中央においてトーションビーム１２の端部に結合されている。アーム１４の延在方向はトーションビーム１２の軸方向と略直交する。
【００１８】
キャリア１６は、アーム１４とトーションビーム１２との結合部よりも車両後方において、アーム１４から上方に延びるように設けられている。キャリア１６はアーム１４と車輪とを連結する機能を有し、左側のキャリア１６には左後輪が取り付けられ、図示しない右側のキャリアには右後輪が取り付けられる。
【００１９】
スプリング支持部１８は、トーションビーム１２とアーム１４との結合部よりも車両後方において、板状に形成された部材の２つの辺の各々がトーションビーム１２およびアーム１４に結合され、残りの辺に上方に立ち上がるフランジ部が形成される。スプリング支持部１８は、トーションビーム式サスペンション１０と車体本体とを接続するコイルスプリングを支持する。
【００２０】
図２（ａ）は、図１に示すトーションビームの軸方向に垂直な断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の断面の略Ｖ字形状をさらに説明するための図である。なお、図２（ａ）と同じ記号は図示を省略する。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、実施形態に係るトーションビーム１２は、断面が略Ｖ字もしくは略Ｕ字形状のトーションビームであって、断面の中央付近に頭頂部１０６を有し、断面の端部に開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂを有する。頭頂部１０６周辺には肉厚部１０２が形成され、開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂの周辺には、それぞれ肉薄部１０４Ａおよび肉薄部１０４Ｂが形成される。肉厚部１０２の板厚は、肉薄部１０４Ａおよび肉薄部１０４Ｂの板厚よりも厚くなるように設定される。
【００２２】
本実施形態のトーションビーム１２は、上板１１０および下板１１２からなる二重構造であるが、一重構造、もしくは三重以上の構造であってもよい。また、二重以上の構造を有する場合、断面は閉断面構造であっても開断面構造であってもよい。
【００２３】
トーションビーム１２は、トーションビーム式サスペンション１０において、頭頂部１０６が開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂよりも上側に位置するように配置される。上板１１０および下板１１２は、頭頂部１０６を含む頭頂部１０６周辺の領域（頭頂部領域）に、それぞれ上側肉厚板部１１４および下側肉厚板部１１６を有し、開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂを含む、開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂ周辺の領域（開口側端部領域）に、それぞれ上側肉薄板部１１８Ａおよび上側肉薄板部１１８Ｂと、下側肉薄板部１２０Ａおよび下側肉薄板部１２０Ｂとを有している。上板１１０および下板１１２は、開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂにおいて連続した、閉断面構造を形成している。肉薄部１０４Ａおよび肉薄部１０４Ｂは、肉厚部１０２に比べて板厚が薄く、上板１１０および下板１１２に挟まれた中空構造を形成している。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、頭頂部１０６から肉厚部１０２の下端までの上下方向の距離をＬ、頭頂部１０６から開口側端部１０８Ａおよび開口側端部１０８Ｂまでの上下方向の距離をｄとすると、Ｌとｄは、Ｌ≦０．７ｄという関係を満たすのが望ましい。
【００２５】
本実施形態では、トーションビーム１２の断面は、頭頂部１０６を上下方向に通る直線を中心として、上板１１０および下板１１２がいずれも線対称の構造を有している。上板１１０および下板１１２は、それぞれが平行となるように構成された平面領域１２２Ａおよび平面領域１２２Ｂを有する。図２（ｂ）に示すように、これらの平面領域１２２Ａと平面領域１２２Ｂとがなす角度を、トーションビーム１２の開き角度θと定義する。
【００２６】
ここで、開き角度θを小さくすれば、せん断中心を上げることができる。しかし、開き角度θを小さくしすぎると、ねじり剛性が低下しすぎてしまう。ねじり剛性の低下を解消するためには、板厚を厚くする必要があるが、上板１１０および下板１１２全体の板厚を厚くすると、トーションビーム１２の質量が増加し、コストも増大する。
【００２７】
そのため、本実施形態のトーションビーム１２は、頭頂部領域にのみ上側肉厚板部１１４および下側肉厚板部１１６から構成される肉厚部１０２を設けた。これにより、質量の増加を抑えつつ、ねじり剛性を確保することができる。また、トーションビーム１２の上部に肉厚部１０２を設けることで、せん断中心を高い位置に設定することができる。
【００２８】
また、本実施形態のトーションビーム１２では、断面を閉断面構造とすることにより、適切なねじり剛性を確保することができる。なお、トーションビーム１２の断面は略Ｖ字形状には限られず、たとえば略Ｕ字形状に成形されてもよい。
【００２９】
図３は、実施形態に係るトーションビームの製造工程を説明するための図である。図３（ａ）は、製造工程１における鋼板の斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の鋼板を、矢印Ｐの方向から見た断面図である。図３（ｃ）は、製造工程２におけるパイプの斜視図である。図３（ｄ）は、図３（ｃ）のパイプを、矢印Ｑの方向から見た断面図である。図３（ｅ）は、製造工程３におけるトーションビームの斜視図である。図３（ｆ）は、図３（ｅ）のトーションビームを、矢印Ｒの方向から見た断面図である。
【００３０】
まず製造工程１において、テーラードブランク溶接により、差厚を設けた鋼板２００を作製する（図３（ａ））。ここで、テーラードブランク溶接とは、板厚や材質の異なる複数の鋼板をプレス成形前に溶接し、１枚のブランクとすることをいう。実施形態では、鋼板２００上に、肉厚板部２０２と肉厚板部２０６、および肉薄板部２０４と肉薄板部２０８とを形成させた。肉厚板部２０２の幅ｍ１と肉厚板部２０６の幅ｍ２とはほぼ等しいことが望ましく、また、肉薄板部２０４の幅ｎ１と肉薄板部２０８の幅ｎ２とはほぼ等しいことが望ましい（図３（ｂ））。その理由は後述する。
【００３１】
次に、製造工程２において、鋼板２００の鋼板端部２１０と鋼板端部２１２とを電縫し、パイプ２２０を形成させる（図３（ｃ））。継ぎ目２２２は、鋼板端部２１０と鋼板端部２１２とが電縫された跡である。ここで、電縫とは、パイプの長手方向の継目（シーム）部分を、電気抵抗溶接により溶接接合することをいう。鋼板２００において、肉厚板部２０２の幅ｍ１と肉厚板部２０６の幅ｍ２とをほぼ等しくし、肉薄板部２０４の幅ｎ１と肉薄板部２０８の幅ｎ２とをほぼ等しくしたことにより、パイプ２２０においては、肉厚板部２０２と肉厚板部２０６、および肉薄板部２０４と肉薄板部２０８とが、それぞれ点対称に対向する（図３（ｄ））。
【００３２】
次に、製造工程３において、パイプ２２０を略Ｖ字状の断面を有するトーションビーム１２に成形する（図３（ｅ））。製造工程３は潰し成形工程であり、潰し工程と成形工程とからなる。まず、潰し工程において、パイプ２２０を径方向内側に潰し、肉厚板部２０２と肉厚板部２０６とが接触するように窪ませられる。次に、成形工程では、図２（ｂ）に示す角θが所望の角度となるまで、押しつぶされたパイプ２２０に矢印で示す３方向から力を加え、断面略Ｖ字形状のトーションビーム１２に成形する（図３（ｆ））。上述のとおり、肉厚板部２０２の幅ｍ１と肉厚板部２０６の幅ｍ２、および肉薄板部２０４の幅ｎ１と肉薄板部２０８の幅ｎ２とをそれぞれほぼ等しくしたことにより、トーションビーム１２においては、上側肉厚板部１１４と下側肉厚板部１１６の下端がほぼ一致する（図３（ｆ））。なお、トーションビーム１２の断面が略Ｕ字形状となるよう成形されてもよい。
【００３３】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【００３４】
１０  トーションビーム式サスペンション、  １２  トーションビーム、  １４  アーム、  １６  キャリア、  １８  スプリング支持部、  ２０  アーム支持部、１０２  肉厚部、  １０４  肉薄部、  １０６  頭頂部、  １０８  開口側端部、  １１０  上板、  １１２  下板、  １１４  上側肉厚板部、  １１６  下側肉厚板部、  １１８  上側肉薄板部、  １２０  下側肉薄板部、  １２２  平面領域、  ２００  鋼板、２０２、２０６  肉厚板部、  ２０４、２０８  肉薄板部、  ２１０、２１２  鋼板端部、  ２２０  パイプ、  ２２２  継ぎ目。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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