(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びて車両高さ方向に揺動可能な左右一対のトレーリングアームと、車幅方向に延びるトーションビームとを具備し、かつ上記各トレーリングアームの車幅方向内方を向く内側面部に形成された開口部には、上記トーションビームの長手方向端部が挿入されているとともに、上記各トレーリングアームの開口部の周縁と上記トーションビームの外面とは溶接部を介して接合されている、トレーリングアーム式サスペンションであって、
上記トーションビームには、その上下縁が車幅方向に延びる直線状とされ、かつ車両前方に開く開口部が設けられており、
上記各トレーリングアームの開口部の周縁には、その周縁の先端縁を上記開口部の外方方向へ屈曲した起立状のフランジ板部が設けられており、かつ、
この起立状のフランジ板部は、上記トーションビームに対して車両高さ方向に重なるとともに、上記トーションビームに設けられた上記開口部の上記上下縁に沿うように車幅方向に直線状に延びる部分を有し、上記溶接部の車幅方向外方側の溶接端の車幅方向内方位置から上記溶接端よりも車幅方向外方位置まで延びていることを特徴とする、トレーリングアーム式サスペンション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本願発明は、自動車のリヤサスペンションとして用いられるトレーリングアーム式サスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人は、この種のトレーリングアーム式サスペンションとして、たとえば特開平８−２１６６３９号公報に所載のものを先に提案している。この従来のものは、本願の図８および図９に示すように、車輪取付け用のスピンドル軸１１を備えた左右一対のトレーリングアーム１ｅ，１ｅに、車幅方向に延びるトーションビーム２ｅの長手方向両端部を連結したものである。上記トレーリングアーム１ｅ，１ｅの前部には、車体への取付け用のブッシュ１０，１０が溶接されており、これらブッシュ１０，１０の支持点を中心として、全体が車両高さ方向に揺動可能となっている。また、上記各トレーリングアーム１ｅの車幅方向内方を向く内側面部には、開口部８が形成されており、この開口部８内にトーションビーム２ｅの端部が挿入された上で、上記開口部８の周縁と上記トーションビーム２ｅの外面とが溶接部Ｗを介して互いに接合されている。
【０００３】
このようなトレーリングアーム式サスペンションでは、２つのトレーリングアーム１ｅ，１ｅに上下方向の段差を生じさせる入力があると、トーションビーム２ｅの曲げ変形、あるいはねじり変形などによって、その入力を吸収緩和するようになっている。また、上記トーションビーム２ｅの両端部は、各トレーリングアーム１ｅに設けられた開口部８に挿通しているために、このトーションビーム２ｅとトレーリングアーム１ｅとの連結強度を比較的簡単な構造で高めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトレーリングアーム式サスペンションでは、次のような不具合を生じていた。
【０００５】
すなわち、上記従来のトレーリングアーム式サスペンションでは、左右一対のトレーリングアーム１ｅ，１ｅに高低段差が生じてトーションビーム２ｅに捩じり変形や曲げ変形を生じるときには、各トレーリングアーム１ｅとトーションビーム２ｅとの接合部分である溶接部Ｗに応力が発生する。この場合、この溶接部Ｗに発生する応力を考察すると、上記トーションビーム２ｅの変形に原因する応力は、上記溶接部Ｗの断面形状が急激に変化している終端部分、より具体的には、上記溶接部Ｗの車幅方向外端側の溶接端９０ｅに応力が集中し易くなる。その一方、上記溶接が施されているトレーリングアーム１ｅの開口部周縁の断面形状は、単なる板状であり、その機械的な強度はさほど大きなものではない。したがって、従来では、上記溶接端９０ｅに応力が集中することに原因して、その部分の機械的な強度が、他の部分と比較して相対的に低くなってしまい、サスペンション全体としての強度が低くなっていた。このため、従来では、サスペンション全体の強度を高める手段として、トレーリングアーム全体をかなり厚肉または大型に形成する必要が生じ、サスペンション全体の軽量化や小型化などの面において不利を招いていた。
【０００６】
また、上記従来のトレーリングアーム式サスペンションでは、トレーリングアーム１ｅの開口部８内にトーションビーム２ｅの端部を挿入してこれら両者を適切に連結するには、開口部８の開口幅の寸法を厳しく管理する必要がある。ところが、従来では、トレーリングアーム１ｅをプレス成形加工により製造する場合において、上記開口部８の幅を高精度で仕上げることが難しくなっていた。
【０００７】
さらに、従来では、上記開口部８の幅はトーションビーム２ｅの関係上あまり大きな遊びを生じない寸法にする必要があるために、上記開口部８内にトーションビーム２ｅを差し込む作業はさほど容易ではなかった。また、従来では、上記開口部８にトーションビーム２ｅを差し込む際に、トーションビーム２ｅの端部が上記開口部８の周縁の先端部に接触することに原因し、これらの部材の表面に傷がつく虞れもあった。したがって、従来では、各トレーリングアーム１ｅにトーションビーム２ｅを組み付ける際の作業性が悪く、この点においても改善の余地があった。
【０００８】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、サスペンション全体が大型化するなどの不具合を極力生じさせることなく、サスペンションの特定部分の機械的強度が他の部分と比較してかなり劣るといった不具合を無くして、サスペンション全体の強度を高め、しかもトレーリングアームとトーションビームとの連結作業も適切に行えるようにすることをその課題としている。
【０００９】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
すなわち、本願発明は、車両前後方向に延びて車両高さ方向に揺動可能な左右一対のトレーリングアームと、車幅方向に延びるトーションビームとを具備し、かつ上記各トレーリングアームの車幅方向内方を向く内側面部に形成された開口部には、上記トーションビームの長手方向端部が挿入されているとともに、上記各トレーリングアームの開口部の周縁と上記トーションビームの外面とは溶接部を介して接合されている、トレーリングアーム式サスペンションであって、上記トーションビームには、その上下縁が車幅方向に延びる直線状とされ、かつ車両前方に開く開口部が設けられており、上記各トレーリングアームの開口部の周縁には、その周縁の先端縁を上記開口部の外方方向へ屈曲した起立状のフランジ板部が設けられており、かつ、この起立状のフランジ板部は、上記トーションビームに対して車両高さ方向に重なるとともに、上記トーションビームに設けられた上記開口部の上記上下縁に沿うように車幅方向に直線状に延びる部分を有し、上記溶接部の車幅方向外方側の溶接端の車幅方向内方位置から上記溶接端よりも車幅方向外方位置まで延びていることを特徴としている。
【００１１】
本願発明においては、各トレーリングアームの開口部の周縁にその先端縁を屈曲した起立状のフランジ板部を設けており、しかもこの起立状のフランジ板部は、各トレーリングアームの開口部の周縁とトーションビームの外面とを接合する溶接部の車幅方向外方側の溶接端の車幅方向内方位置からその溶接端よりも車幅方向外方位置まで延びている。このため、上記各トレーリングアームの上記溶接端が位置する部分の機械的強度は、上記起立状のフランジ板部によって高められることとなって、その部分の剛性は、そのような加工が施されていない従来のものと比較すると著しく大きくすることができる。したがって、本願発明では、サスペンションの使用時においてトーションビームに捩じり変形や曲げ変形が生じることに起因し、上記溶接端に応力が集中する事態を生じても、その応力に充分に耐え得るようにできる。一方、上記起立状のフランジ板部は、トレーリングアームの開口部周縁を屈曲したものであるから、このフランジ板部の存在によってトレーリングアーム全体が大幅に大型化するようなことはない。その結果、本願発明では、トレーリングアームの大型化や重量の増大化を適切に回避しつつ、サスペンション全体の強度を有効に高めることができるという効果が得られる。
【００１２】
また、本願発明では、各トレーリングアームの開口部の周縁に起立状のフランジ板部を形成する際の屈曲加工によって、この開口部周縁の保形力が高まり、上記開口部の幅寸法を適正に管理することができ、上記開口部の幅を所望の寸法に正確に設定することが可能となる。したがって、トレーリングアームの寸法管理が容易となり、トレーリングアームの製造コストの低減化を図ることができる。また、開口部の幅の寸法誤差に原因してトーションビームとトレーリングアームとの連結が困難となる可能性も少なくでき、その組み付け作業性を良好にできる。とくに、本願発明では、上記開口部内にトーションビームの端部を挿入するときには、上記開口部の外方方向へ屈曲している起立状のフランジ板部を、トーションビームの挿入ガイドとして役立たせることも可能となり、上記開口部へのトーションビームの挿入作業が一層容易化される。その結果、トレーリングアームとトーションビームとの組み付け作業性を一層良好にできる。さらに、上記開口部にトーションビームを挿入するときには、起立状のフランジ板部の面にトーションビームが接触する場合があるが、先端が比較的鋭利な断面板状の開口部周縁にトーションビームが接触していた従来の場合と比較すると、それらの部材表面に傷がつき難くすることができるという利点も得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１４】
図１は、本願発明に係るトレーリングアーム式サスペンションの一例を示す一部省略平面図である。図２は、図１に示すトレーリングアーム式サスペンションの要部斜視図である。図３は、図１に示すトレーリングアーム式サスペンションの要部平面図である。図４は、図１に示すトレーリングアーム式サスペンションの要部分解斜視図である。図５は、図１のＶ−Ｖ断面図である。図６は、図１のＶＩ−ＶＩ断面図である。なお、これらの図において矢印Ｆｒは車両前方を示し、矢印ｗは車幅方向を示し、矢印Ｕｐは車幅方向を示す。
【００１５】
図１において、このトレーリングアーム式サスペンションは、左右一対のトレーリングアーム１，１、およびこれら一対のトレーリングアーム１，１を連結するトーションビーム２を具備して構成されている。
【００１６】
上記トレーリングアーム１，１のそれぞれは車両前後方向に延びており、車幅方向に一定間隔を隔てて互いに対向配置されている。上記各トレーリングアーム１の前端部には、このトレーリングアーム１を車体フレーム（図示略）に取付けるためのブッシュ１０が設けられており、このブッシュ１０の取付中心Ｃを中心としてトレーリングアーム１の全体が車両高さ方向（上下方向）に揺動可能となっている。また、各トレーリングアーム１の後端部には、車輪を取付けるためのスピンドル軸１１が突設されている他、サススプリングを取付けるための取付座部１２なども適宜設けられている。
【００１７】
図４によく表れているように、上記各トレーリングアーム１は、上下２分割状のアッパ部材１ａとロア部材１ｂとが接合して構成されたいわゆるモナカ状の中空形状となっている。これらアッパ部材１ａとロア部材１ｂとは、金属板をプレス加工（深絞り加工）することによって形成されたものであり、アッパ部材１ａの下部周縁とロア部材１ｂの上部周縁には、これら両者を互いに接合させるためのフランジ１３ａ，１３ｂが適宜形成されている。
【００１８】
上記各トレーリングアーム１の車幅方向内方を向く内側面部には、上記トーションビーム２の端部を挿入するための第１の開口部１４が設けられている。この第１の開口部１４は、トレーリングアーム１のアッパ部材１ａとロア部材１ｂとにフランジ１３ａ，１３ｂなどを設けることなく、上記アッパ部材１ａとロア部材１ｂとの両者によってその周縁をかたちどることによって形成された開口部である。この第１の開口部１４は、この開口部１４内にトーションビーム２の端部を差し込んだときにこのトーションビーム２よりも車両前方の部分も開口するように、トレーリングアーム１の長手方向略中央部からブッシュ１０の近傍に至る比較的広い領域にわたって形成されている。
【００１９】
上記第１の開口部１４の周縁の上縁部１７ａと下縁部１７ｂには、プレス加工によっていわゆるせぎり加工が施されたせぎり加工部１８ａ，１８ｂがそれぞれ一連に設けられている。これらのせぎり加工部１８ａ，１８ｂは、図５および図６によく表れているように、トレーリングアーム１のアッパ部材１ａとロア部材１ｂとをプレス加工によって形成するときに、上記上縁部１７ａや下縁部１７ｂの適当な幅をそれら以外の一般部分とは別個のプレス加工によって、それら上縁部１７ａや下縁部１７ｂを適当な幅だけ開口部１４の内方寄りに変位させた部分である。このようなせぎり加工部１８ａ，１８ｂを設ければ、上記第１の開口部１４の開口幅の寸法精度を高めることができ、さらには上記第１の開口部１４の周縁の剛性を高めることもできる。
【００２０】
上記上縁部１７ａと下縁部１７ｂとのそれぞれの先端には、起立状のフランジ板部１９ａ，１９ｂが設けられている。これらのフランジ板部１９ａ，１９ｂは、上記上縁部１７ａや下縁部１７ｂの各先端縁をプレス加工によって屈曲することにより形成された部分であり、上記第１の開口部１４の外方方向に起立している。すなわち、上縁部１７ａのフランジ板部１９ａは上方に起立し、また下縁部１７ｂのフランジ板部１９ｂは下方に起立している。これらフランジ板部１９ａ，１９ｂの形成範囲については後述する。
【００２１】
図２によく表れているように、上記各トレーリングアーム１の車幅方向外方を向く外側面部には、第２の開口部１５が設けられている。この第２の開口部１５は、上記第１の開口部１４とは異なり、アッパ部材１ａのフランジ１３ａの一部が上方に湾曲されるとともに、下側のフランジ１３ｂの一部が下方に湾曲されることによって、これら両フランジ１３ａ，１３ｂによって外周が囲まれた形態の開口部として形成された部分である。上記第２の開口部１５をフランジ１３ａ，１３ｂによって囲んだ形状とすれば、この第２の開口部１５の周縁の剛性を高めるのに有利となる。
【００２２】
図４および図５によく表れているように、上記トーションビーム２は、車両前方側に開口部２０を形成する傾斜状の上片部２１ａと下片部２１ｂとを備えた断面略Ｖ字状または断面略Ｕ字状であり、たとえば一定厚みの金属板を屈曲または湾曲加工して形成されたものである。このトーションビーム２は、車幅方向に延びており、その長手方向両端部は、図１および図２に示すように、各トレーリングアーム１の第１の開口部１４の後部寄りの位置に挿入された上で、その先端が第２の開口部１５にも挿入されており、各トレーリングアーム１を車幅方向に貫通している。なお、トーションビーム２は、上記第１の開口部１４に挿入する部分の幅Ｓ１よりも第２の開口部１５に挿入する部分の幅Ｓ２の方が小さく形成されており、第２の開口部１５をできる限り小さくして、トレーリングアーム１の強度低下をなるべく招かないように配慮されている。
【００２３】
図３によく表れているように、上記第１の開口部１４の周縁の上縁部１７ａおよび下縁部１７ｂの各先端とトーションビーム２の外面には溶接がなされた第１の溶接部Ｗａが設けられている。上記第１の溶接部Ｗａは、上記上縁部１７ａや下縁部１７ｂの全長域には設けられておらず、それら上縁部１７ａや下縁部１７ｂの適当な範囲に止められている。したがって、上記第１の溶接部Ｗａの車幅方向外方側の溶接端９０は、上記上縁部１７ａおよび下縁部１７ｂのそれぞれの途中位置に存在している。なお、上記第１の開口部１４の車幅方向内方側の周縁部分Ａは、アッパ部材１ａとロア部材１ｂとが接合されているために、この周縁部分Ａについては連続した溶接がなされている。したがって、上記第１の溶接部Ｗａは、車幅方向外方側の溶接端９０は有するものの、車幅方向内方側の溶接端は有しない。
【００２４】
一方、上記起立状のフランジ板部１９ａ，１９ｂのそれぞれの始端Ｎ１は、上記第１の溶接部Ｗａの溶接端９０よりも車幅方向内方に位置しているとともに、それらの終端Ｎ２は上記溶接端９０よりも車幅方向外方に位置しており、上記フランジ板部１９ａ，１９ｂのそれぞれは上記始端Ｎ１から終端Ｎ２にわたって一連に設けられている。上記フランジ板部１９ａ，１９ｂの始端Ｎ１と終端Ｎ２の部分は、これらのフランジ板部１９ａ，１９ｂの形状が急激に変化しないように、その立ち上がり寸法が徐々に変化する形状に形成されている。上記フランジ板部１９ａ，１９ｂと上記第１の溶接部Ｗａとが重複する箇所については、図５に示すように、上記フランジ板部１９ａ，１９ｂの基端部分に溶接が施されることとなる。
【００２５】
図２において、上記第２の開口部１５の周縁とトーションビーム２の外面にも溶接が施されており、第２の溶接部Ｗｂが設けられている。上記トーションビーム２と各トレーリングアーム１とは、上記第１の溶接部Ｗａおよび第２の溶接部Ｗｂを介して互いに接合されている。
【００２６】
次に、上記構成のトレーリングアーム式サスペンションの作用について説明する。
【００２７】
上記サスペンションを製造する場合には、まず各トレーリングアーム１の第１の開口部１４にトーションビーム２の端部を挿入する必要があるが、上記第１の開口部１４の開口寸法は、プレス加工によって形成されるせぎり加工部１８ａ，１８ｂと起立状のフランジ板部１９ａ，１９ｂとによって規定される。一方、このようなせぎり加工部１８ａ，１８ｂやフランジ板部１９ａ，１９ｂは、プレス加工による寸法管理が比較的容易であり、その寸法精度を高めることが可能である。したがって、上記第１の開口部１４の寸法精度を高めることによって、上記第１の開口部１４内にトーションビーム２の端部を適度な嵌め合い状態で挿入することが可能となり、各トレーリングアーム１に対するトーションビーム２の連結を的確に行うことができる。また、起立状のフランジ板部１９ａ，１９ｂには、第１の開口部１４内にトーションビーム２を挿入するときのガイド的な作用を発揮させることも可能となる。したがって、上記第１の開口部１４内にトーションビーム２を挿入する作業が一層容易に行えることとなる。一方、上記第１の開口部１４を形成する場合において、上記せぎり加工部１８ａ，１８ｂやフランジ板部１９ａ，１９ｂ以外の部分については、その加工精度が比較的ラフであってもかまわない。したがって、トレーリングアーム１の製造も容易となる。
【００２８】
次いで、上記サスペンションでは、左右一対のトレーリングアーム１，１に上下方向の段差を生じさせる負荷入力があったときには、トーションビーム２に曲げ力または捩じり力が作用し、この力がトーションビーム２と各トレーリングアーム１との接合部、すなわち第１の溶接部Ｗａや第２の溶接部Ｗｂに作用することとなる。この場合、第２の溶接部Ｗｂよりもトーションビーム２の長手方向中央部に近い第１の溶接部Ｗａに大きな応力が作用する傾向が見られるが、上記第１の溶接部Ｗａのうちでは、トーションビーム２と各トレーリングアーム１との接合構造が急変する境界点としての溶接端９０の部分に応力が集中し易い。しかしながら、トレーリングアーム１の上下縁部１７ａ，１７ｂの先端には、起立状のフランジ板部１９ａ，１９ｂが設けられて、これらの部分の剛性が高められており、しかもこれらのフランジ板部１９ａ，１９ｂは上記溶接端９０の車幅方向内方から車幅方向外方に向かって一連に延びているために、上記溶接端９０およびその周辺部分が適切に補強されている。したがって、上記溶接端９０に作用する応力に対して充分に対処することが可能となる。その結果、各トレーリングアーム１の全体を厚肉部材で形成するようなことなく、サスペンション全体の強度を高めることができる。
【００２９】
上記実施形態では、トーションビーム２の端部を各トレーリングアーム１の第１の開口部１４と第２の開口部１５とに一連に挿通しているために、トレーリングアーム２の曲げ力や捩じり力を第１の開口部１４の周縁のみらなず、第２の開口部１５の周縁によっても受けることができる。したがって、第１の溶接部Ｗａに発生する応力を小さくすることが可能となり、サスペンション強度を高める上で有利である。ただし、本願発明は、これに限定されず、トレーリングアームに上記第２の開口部１５が設けられていない構成にしてもよい。すなわち、本願発明では、トレーリングアームの車幅方向内方を向く内側面部にのみ開口部が形成され、この開口部にのみトーションビームが挿入して接合された構造のサスペンション構造としてもかまわない。
【００３０】
また、本願発明では、トレーリングアームの内側面部に形成される開口部は、必ずしも、上記第１の開口部１４のように、トーションビーム２の挿入位置の前方側が開口する形状に形成されている必要もない。ただし、上記実施形態のように、トーションビーム２の挿入位置の前方側を開口させていれば、トレーリングアームに比較的大きな捩じり変形を生じさせることができ、トーションビームの変形のみらず、トレーリングアームの変形によってもサスペンションへの入力負荷の吸収を図ることができるという効果が得られる。
【００３１】
さらに、上記実施形態では、開口部１４の周縁の上下縁部１７ａ，１７ｂにせぎり加工部１８ａ，１８ｂを設けているために、上記第１の開口部１４の開口幅をより適切に所望の寸法に規定できるという利点が得られるが、本願発明はやはりこれに限定されない。本願発明では、たとえば図７に示すように、トレーリングアーム１の開口部１４の周縁にせぎり加工部を設けることなく、その上下縁部１７ａ，１７ｂの先端に起立状のフランジ板部１９ａ，１９ｂを設けた構成としてもよい。
【００３２】
さらに、上記実施形態では、図３に示したように、起立状のフランジ板部１９ａ，１９ｂの終端Ｎ２が、開口部１４の周縁の途中位置に位置しているが、本願発明はやはりこれに限定されず、たとえば上記終端Ｎ２がブッシュ１０の近傍部分に位置するように、上記フランジ板部１９ａ，１９ｂのそれぞれをさらに長い寸法に延設してもよい。ただし、上記起立状のフランジ板部１９ａ，１９ｂは、開口部の周縁を屈曲して形成されるものであるから、その全長寸法を短めに形成する方が、その製造作業を容易にでき、サスペンションの生産性を高めることができる。本願発明でいう起立状のフランジ板部は、要は、トレーリングアームの開口部周縁とトーションビームの外面とを溶接した溶接部の車幅方向外方側の溶接端の車幅方向内方位置からその溶接端よりも車幅方向外方位置まで延びていればよく、その具体的な長さ寸法は限定されない。また、上記フランジ板部の立ち上がり寸法（高さ）もとくに限定されるものではない。さらには、上記フランジ板部は、トレーリングアームの一般面に対して必ずしも略直角の角度で起立している必要もなく、多少傾斜した角度で起立していてもかまわない。
【００３３】
その他、本願発明に係るトレーリングアーム式サスペンションの各部の具体的な構成は、上記実施形態に限定されず、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るトレーリングアーム式サスペンションの一例を示す一部省略平面図である。
【図２】図１に示すトレーリングアーム式サスペンションの要部斜視図である。
【図３】図１に示すトレーリングアーム式サスペンションの要部平面図である。
【図４】図１に示すトレーリングアーム式サスペンションの要部分解斜視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】本願発明の他の例を示す要部断面図である。
【図８】従来のトレーリングアーム式サスペンションの一例を示す平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【符号の説明】
１  トレーリングアーム
２  トーションビーム
１４  第１の開口部（開口部）
１５  第２の開口部
１７ａ  上縁部
１７ｂ  下縁部
１９ａ，１９ｂ  フランジ板部
９０  溶接端
Ｗａ  第１の溶接部（溶接部）
【図１】
0003631362.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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