(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成を用いて、車両に組付けられた後でも車両のアライメントを調整することが可能なトーションビーム式サスペンション及びそのアライメント調整方法を提供する。【解決手段】トレーリングアーム２０と、車両の車幅方向に延在し、車両前後方向に平行な縦断面が横Ｕ字形状である屈曲部と、その屈曲部にそれぞれ連なる上面部及び下面部とを含み、上面部と下面部とが対向して開口部を形成するトーションビーム１０と、を有するトーションビーム式サスペンションである。距離調整部を更に有し、その距離調整部によって上面部と下面部との間の距離を調整することで、車両のアライメントを調整することができる。【選択図】図１
2014091390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車幅方向である第一の方向に延在し、第一面と前記第一面に対向する第二面とを含むトーションビームと、
前記トーションビームの前記第一面及び前記第二面の前記第一の方向における端部と接合されるトレーリングアームと、
前記トーションビームに対して、前記第一の方向に直交する第二の方向に応力を印加することによって前記第一面と前記第二面との間の距離を調整する距離調整部と、
を有し、
前記トーションビームは、前記距離調整部によって応力が印加されたときの、前記第一面もしくは前記第二面の応力中心点を含み前記第一の方向に直交する平面における、前記第一面と前記第二面との間の距離の変化量が、前記応力中心点を通り前記第二の方向と平行な軸を中心として非線対称であ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。
【請求項２】
請求項１に記載のトーションビーム式サスペンションにおいて、
前記トーションビームは、前記第一の方向に直交する断面がＵ字形状もしくはＶ字形状である屈曲部を更に有し、
前記第一面及び前記第二面は、前記屈曲部にそれぞれ連なり、かつ対向して開口部を形成するトーションビーム式サスペンション。
【請求項３】
請求項２に記載のトーションビーム式サスペンションにおいて、
前記距離調整部は、前記屈曲部の屈曲している側の端部と前記開口部との中心よりも、前記開口部に近い位置に設けられ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。
【請求項４】
車両の車幅方向である第一の方向に延在し、対向する第一面と第二面とを含むトーションビームと、
前記トーションビームの前記第一面及び前記第二面の前記第一の方向における端部と接合されるトレーリングアームと、
前記トーションビームに対して、前記第一の方向に直交する第二の方向に応力を印加することによって前記第一面と前記第二面との間の距離を調整する距離調整部と、
を有し、
前記トーションビームは、前記距離調整部によって応力が印加されたときの、前記第一面もしくは前記第二面の前記応力中心点を含み前記第一の方向に直交する平面における、前記第一面と前記第二面との間の距離の変化量が、前記応力中心点を通り前記第二の方向と平行な軸を中心として非線対称であるトーションビーム式サスペンションにおいて、
前記距離調整部によって前記第一面と前記第二面との間の距離を変化させることで、前記車両のアライメントを調整す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のアライメント調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アライメントを調整することが可能なトーションビーム式サスペンション及びトーションビーム式サスペンションのトー角調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のリアサスペンションとして、トレーリングアームとトーションビームを備えるトーションビーム式サスペンションが用いられてきた。
【０００３】
トーションビーム式サスペンションにおいては、トレーリングアームとトーションビーム及びキャリアが溶接によってお互いに接合されるが、溶接前後の温度変化によって金属の熱収縮が生じるので、溶接による部品製造の精度はさほど高くない。このため、溶接によって接合されたトレーリングアームとトーションビーム及びキャリア（以下、溶接体と称呼する。）は設計値に対して誤差を孕んでいる可能性がある。従来、溶接体を含むトーションビーム式サスペンションが車両に組付けられた後、車両のアライメントが設計公差の範囲外である場合には、その溶接体ごと交換する必要があった。
【０００４】
係る問題を考慮して、トーションビーム式サスペンションにおいて、車両のアライメントを調整するための調整機構についての発明が開示されている（例えば、特許文献１）。この調整機構によれば、トー角調整用部材及びキャンバー角調整用部材の取りつけ角度を調整することにより、容易にトー角及びキャンバー角を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０８９６０１号公報
【発明の概要】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、複雑な調整機構をトーションビーム式サスペンションに設ける必要があるため、部品点数が大きく増加し、その結果としてコストが大きく増加したり取り付け工数が大きく増加してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は上記課題に対処するためになされたものであって、その目的の一つは、簡単な構成を用いて、車両に組付けられた後でも車両のアライメントを調整することが可能なトーションビーム式サスペンション及びそのアライメント調整方法を提供することにある。
【０００８】
本発明に係るトーションビーム式サスペンションは、車両の車幅方向である第一の方向に延在し、第一面と前記第一面に対向する第二面とを含むトーションビームと、
前記トーションビームの前記第一面及び前記第二面の前記第一の方向における端部と接合されるトレーリングアームと、
前記トーションビームに対して、前記第一の方向に直交する第二の方向に応力を印加することによって前記第一面と前記第二面との間の距離を調整する距離調整部と、
を有する。
そして、前記トーションビームは、前記距離調整部によって応力が印加されたときの、前記第一面もしくは前記第二面の応力中心点を含み前記第一の方向に直交する平面における、前記第一面と前記第二面との間の距離の変化量が、前記応力中心点を通り前記第二の方向と平行な軸を中心として非線対称であ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。
【０００９】
応力中心点とは、第一面もしくは第二面に応力が印加されたときの、その応力の中心点を意味する。例えば、距離調整部がボルトを含む部品であって、そのボルトが第一面上の穴部の周囲を押す（応力を印加する）場合には、そのボルトの中心（即ち穴部の中心）軸上であって、第一面と交わる点が応力中心点となる。車幅方向（第一の方向）に延在するトーションビームに対して、車幅方向に直交する方向（第二の方向）に距離調整部が応力を印加すると、第一面と第二面との間の距離が変わるようにトーションビームが変形する。そして、それに伴ってトーションビームの端部に接合されたトレーリングアームが第一の方向に動く。そして、第一面と第二面との間の変化量は、応力中心点を通り前記第二の方向と平行な軸を中心として非線対称であるため、トレーリングアームの車幅方向への移動量もその軸を中心として非線対称となる。この結果、トレーリングアームがある方向に動くこととなるので、この動きの量を調整することによって、車両のアライメントを調整することができる。
【００１０】
この場合、前記トーションビームは、前記第一の方向に直交する断面がＵ字形状もしくはＶ字形状である屈曲部を更に有し、
前記第一面及び前記第二面は、前記屈曲部にそれぞれ連なり、かつ対向して開口部を形成することが望ましい。
【００１１】
トーションビームが、第二の方向にかかる応力に対する剛性の高い屈曲部と、同応力に対する剛性の低い開口部を有する。このため、距離調整部によって応力が印加されたときの前記第一面と前記第二面との間の距離の変化量を、前記応力中心点を通り前記第二の方向と平行な軸を中心として非線対称とすることができる。そして、トーションビームの変形量は屈曲部に近いほど小さく、開口部に近いほど大きい。そして、トレーリングアームが引き込まれる量はトーションビームの変形量に依存するため、Ｕ字（もしくはＶ字）形状の屈曲部に近いほど小さく、同屈曲部から遠いほど大きい。即ち、アームが内側に引き込まれる量が屈曲部に近い方と遠い方とで異なるため、車両のアライメントが変化する。例えば、屈曲部がトーションビームの車両前方方向に位置し、開口部がトーションビームの車両後方方向に位置し、かつ第二の方向が車両の上下方向である場合には、アームが内側に引き込まれる量が車両の前後方向で異なる。これによって、車両のトー角が変化する。以上説明したように、距離調整部によって第一面と第二面との間の距離を調整することで車両のアライメントを調整することができる。
【００１２】
この場合、前記距離調整部は、前記屈曲部の屈曲している側の端部と前記開口部との中心よりも、前記開口部に近い位置に設けられていることが望ましい。
【００１３】
トーションビームは、開口部を有しているので、開口部に近いほど応力に対する剛性が低い。上記形態によれば、距離調整部を開口部に近くすることができ、より小さい力（トルク）で第一面と第二面との間の距離を調整することができ、即ち車両のアライメントを簡単に調整することが可能となる。
【００１４】
本発明に係るトーションビーム式サスペンションのアライメント調整方法は、
車両の車幅方向である第一の方向に延在し、第一面と前記第一面に対向する第二面とを含むトーションビームと、
前記トーションビームの前記第一面及び前記第二面の前記第一の方向における端部と接合されるトレーリングアームと、
前記トーションビームに対して、前記第一の方向に直交する第二の方向に応力を印加することによって前記第一面と前記第二面との間の距離を調整する距離調整部と、
を有し、
前記トーションビームは、前記距離調整部によって応力が印加されたときの、前記第一面もしくは前記第二面の応力中心点を含み前記第一の方向に直交する平面における、前記第一面と前記第二面との間の距離の変化量が、前記応力中心点を通り前記第二の方向と平行な軸を中心として非線対称であるトーションビーム式サスペンションにおいて、
前記距離調整部によって前記第一面と前記第二面との間の距離を変化させることで、前記車両のアライメントを調整することを特徴とする。
【００１５】
距離調整部によって第一面と第二面との間の距離を調整することで車両のアライメントを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るサスペンションの上面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面の模式図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面の模式図である。
【図４】図１における（Ａ）Ｂ１−Ｂ１断面及び（Ｂ）Ｂ２−Ｂ２断面の模式図である。
【図５】図１のサスペンションにおいて、トレーリングアームが回転する様子の模式図である。
【図６】締結量とトー角の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら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（本サスペンション）について説明する。
【００１８】
本サスペンションは、中間ビーム式サスペンションであって、それぞれが溶接されることにより一体化された、トーションビーム１０、一対のトレーリングアーム２０及びキャリア３０を含む溶接体１及びトーションビーム１０に設けられた距離調整部５０を含んで構成される。溶接体１は、左右対称な形状をしているので、図１にはその右側の部分のみを図示することとし、左側の部分の図示は省略する。
【００１９】
トーションビーム１０は、後ろ開き板ビームと呼ばれる車幅方向に延在した薄肉の板体である。トーションビーム１０は、図１におけるＡ−Ａ断面図である図２からわかるように、湾曲部１０Ａ、上面部１０Ｂ及び下面部１０Ｃを含み、それらが一体となって横Ｕ字形状をしている。即ち、上面部１０Ｂ及び下面部１０Ｃは、開口部１１を形成している。トーションビーム１０の上面部１０Ｂ及び下面部１０Ｃの左右両端部近傍には、穴部１５Ａ及び１５Ｂがそれぞれ形成されている。穴部１５Ａ及び１５Ｂは、湾曲部１０Ａの車両前方方向の端部と、開口部１１との中心よりも車両後方側の位置（換言すると、湾曲部１０Ａの車両前方方向の端部と、開口部１１との中心よりも開口部１１に近い位置）に形成されている。穴部１５Ａと穴部１５Ｂの上面視における位置はほぼ一致している。
【００２０】
トレーリングアーム２０は、車両前後方向に延在し、略円筒形状をした左右一対の部材である。トレーリングアーム２０は、トーションビーム１０の車幅方向の両端部にそれぞれ溶接されて接合される。トレーリングアーム２０は、先端部にブッシュ２１が溶接されて接合されており、そのブッシュ２１を介して車体に取り付けられる。また、トレーリングアーム２０の車両後方部には突出部２２が設けられている。この突出部２１には図示されないショックアブソーバが取り付けられる。
【００２１】
キャリア３０は、断面がコの字形状となるように屈曲した薄肉の板体である。キャリア３０は、左右それぞれのトレーリングアーム２０の車両後方の端部近傍に溶接されて接合される。キャリア３０は、図示されないハブ及びベアリングを介して車両の図示されない車輪を支持する。
【００２２】
距離調整部４０は、ボルト４１、ナット４２及びカラー４３からなる。ボルト４１は、下面部１０Ｃに形成された穴部１５Ｂに挿入され、円筒形状のカラー４３を介して上面部１０Ｂに形成された穴部１５Ａから突出し、ナット４２によって固定される。カラー４３は、穴部１５が形成された部分における、上面部１０Ｂと下面部１０Ｃとの間の距離よりもやや短い。よって、距離調整部４０が取り付けられ、かつボルト４１及びナット４２が締結されていない状態において、カラー４３と上面部１０Ｂとの間にはわずかに隙間が生じている。そして、ボルト４１及びナット４２が締結されると、ボルト４１及びナット４２によってトーションビーム１０に応力が印加されることで、トーションビーム１０がカラーに当接するまで変形する。これによって、カラーと上面部１０Ｂとの間の隙間がほぼ無くなる。このとき、ボルト４１の上面視における中心点が応力中心点となる。
【００２３】
本サスペンションにおいては、距離調整部４０のカラー４３の長さを調整してボルト４１及びナット４２を締結することによって、車両のトー角を調整することが可能である。
【００２４】
続いて、本サスペンションにおいて距離調整部４０のカラー４３の長さを調整してボルト４１及びナット４２を締結することによって、車両のトー角が変化する作用について説明する。
【００２５】
図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面を模式的に表したものである。前述のとおり、トーションビーム１０の上面部１０Ｂの穴部１５Ａ及び下面部１０Ｃの穴部１５Ｂの間にカラー４３を介在させた状態で、ボルト４１及びナット４２を締結すると、トーションビーム１０は上面部１０Ｂ及び下面部１０Ｃが共にカラー４３に当接するまで変形する。即ち、上面部１０Ｂ及び下面部１０Ｃが互いに接近するようにトーションビーム１０は変形する。しかし、トーションビーム１０の車幅方向の端部であって、トレーリングアーム２０に溶接されている部分（端部Ｔ）は、トレーリングアーム２０に固定されているため、上下方向に移動することはできない。このため、トーションビーム１０は、「ナットのトレーリングアーム２０に近い側の端部Ｎ」を支点として折れ曲がる。端部Ｎと端部Ｔとの間の距離（図３のａ）は変わらないため、上面部１０Ｂ（穴部１５Ａ）及び下面部１０Ｃ（穴部１５Ｂ）が互いに接近するようにトーションビーム１０が変形すると、トレーリングアーム２０は穴部１５Ａ及び穴部１５Ｂに近づくように移動する。即ち、トレーリングアーム２０は車両内側方向に移動する。そして、「上面部１０Ｂと下面部１０Ｃとの間の距離の変化量（以下、面間距離変化量と称呼する。）」が大きいほど、トレーリングアーム２０の車両内側方向への移動量は大きくなる。
【００２６】
図４は、図１において２つの異なる断面図を模式的に表したものであり、（Ａ）は図１におけるＢ１−Ｂ１断面を、（Ｂ）は図１におけるＢ２−Ｂ２断面を、それぞれ表す。つまり、Ｂ１−Ｂ１断面はＢ−Ｂ断面よりも湾曲部１０Ａに近い断面であり、Ｂ２−Ｂ２断面はＢ−Ｂ断面よりも開口部１１に近い断面である。なお、Ｂ１−Ｂ１断面及びＢ２−Ｂ２断面の、Ｂ−Ｂ断面からの距離はそれぞれ等しい。
【００２７】
トーションビーム１０は、横Ｕ字形状をしている。よって、湾曲部１０Ａに近いほど上下方向の応力に対する剛性が高いので、上下方向に応力が加わったとき、湾曲部１０Ａに近いほど面間距離変化量は小さい。即ち、ボルト４１及びナット４２を締結したときにおける、上面部１０Ｂ及び下面部１０Ｃの変位量は、湾曲部１０Ａに近いほど小さく、開口部１１に近いほど大きい。換言すると、面間距離変化量は、ボルト４１を中心として前後方向で非対称となっている。
【００２８】
Ｂ１−Ｂ１断面はＢ２−Ｂ２断面よりも湾曲部１０Ａに近いため、ボルト４１及びナット４２を締結したときの、Ｂ１−Ｂ１断面における上面部１０Ｂ及び下面部１０Ｃの変位量はＢ２−Ｂ２断面における上面部１０Ｂ及び下面部１０Ｃの変位量よりも小さい。このため、Ｂ１−Ｂ１断面におけるトレーリングアーム２０の車両内側方向への移動量（図４のａ１）はＢ２−Ｂ２断面におけるトレーリングアーム２０の車両内側方向への移動量（図４のａ２）よりも小さい。
【００２９】
以上説明したように、トレーリングアーム２０の車両内側方向への移動量が、車両前方ほど小さく車両後方ほど大きいので、トレーリングアーム２０は時計回り（図５のＲ方向）に回転する。これによって、トレーリングアーム２０に接合されたキャリア３０などを介して、車両の車輪（右輪）もトレーリングアーム２０と同様に時計回りに回転する。つまり、右輪が時計回りに回転するので、車両のトーがトーアウト側に変化する。左輪も同様である。
【００３０】
ボルト４１及びナット４２を締結したときにトー角が変化する様子を図６に示す。横軸はボルト４１及びナット４２の締結量であり、ボルト及びナットが締結されていない状態におけるカラー４３と上面部１０Ｂとの間の隙間に等しい。また、縦軸は片側の車輪のトー角の絶対値である。なお、縦軸は車両のトーインの方向を正としている。
【００３１】
図６より、片側の車輪のトー角は、ボルト４１及びナット４２の締結量の一次関数となることがわかる。この関係性を利用して、所望の角度だけトー角を変化させたいときに、その角度に対応する締結量だけボルト４１及びナット４２を締結すればよい。即ち、カラー４３の長さを調整することで、ボルト及びナットが締結されていない状態におけるカラー４３と上面部１０Ｂとの間の隙間（つまり、ボルト４１及びナット４２の締結量）を調整でき、結果としてトー角を調整することができる。
【００３２】
以上説明したように、本サスペンションは、車両の車幅方向である第一の方向に延在し、第一面（上面部１０Ｂ）と上面部１０Ｂに対向する第二面（下面部１０Ｃ）とを含むトーションビーム１０と、
前記トーションビーム１０の上面部１０Ｂ及び下面部１０Ｃの車幅方向における端部と接合されるトレーリングアーム２０と、
前記トーションビーム１０に対して、車幅方向に直交する第二の方向（上下方向）に応力を印加することによって上面部１０Ｂと下面部１０Ｃとの間の距離を調整する距離調整部４０と、
を有し、
前記トーションビーム１０は、前記距離調整部４０によって応力が印加されたときの、上面部１０Ｂもしくは下面部１０Ｃの応力中心点（ボルト４１の上面視における中心点）を含み車幅方向に直交する平面（Ａ−Ａ断面を含む平面）における、上面部１０Ｂと下面部１０Ｃとの間の距離の変化量が、前記応力中心点を通り上下方向と平行な軸を中心として非線対称であることを特徴とする。
【００３３】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【００３４】
例えば、距離調整部４０は、スタビライザをトーションビーム１０に固定する固定部材と共有させてもよい。これによって、従来のスタビライザが用いられたトーションビーム式サスペンションに対して部品の追加をすることなく、カラーの長さを調整するだけで、トー角の調整をすることができる。
【００３５】
また、スタビライザをトーションビーム１０に固定する固定部材とは別に距離調整部４０を設けてもよい。上記変形例のようにスタビライザの固定部材と距離調整部とを共有させるにはスタビライザとカラー４３を一体化させる必要があるが、この場合、カラー４３を変更させるにはスタビライザごと変更させる必要がある。一方、距離調整部４０をスタビライザの固定部材とは別に設けることによって、カラー４３を交換する際に、スタビライザ毎交換する必要がなくなる。このとき、距離調整部４０を設けるための穴部１５Ａ及び穴部１５Ｂは共に、固定部材よりもトーションビーム１０の開口部１１に近い位置に形成されていればよい。
【００３６】
トーションビーム１０は、本サスペンションのように後ろ開き板ビームである必要はなく、前開き板ビームであってもよい。この場合、ボルト４１及びナット４２の締結量を増やすと、トー角はトーイン方向に変化する。また、トーションビーム１０はＵ字形状をした湾曲部１０ＡではなくＶ字形状をした屈曲部を有していてもよいし、その断面が開断面ではなく閉断面であってもよい。即ち、車両の車幅方向に延在し、第一面と前記第一面に対向する第二面とを含み、車幅方向の端部にてトレーリングアームと接合され、距離調整部によって車幅方向に直交する方向（第二の方向）に応力が印加されたとき、前記第一面と第二面との間の距離の変化量が、前記応力中心点を通り前記第二の方向と平行な軸を中心として非線対称となるトーションビームであれば、その種類は問われない。
【００３７】
例えば、トーションビーム１０は上開き板ビームであってもよい。その断面形状はＵ字形状であって、側面視においてＵ字形状をした湾曲部と、その湾曲部にそれぞれ連なり車両前後方向に離間しかつ対向する第一面（前面）及び第二面（後面）を有する。そして、距離調整部４０は、車両前後方向に平行に前面から後面に至るように取り付けられたボルト４１、ボルト４１に取り付けられるナット４２、及びボルト４１の周囲であって前面と後面との間に配置されるカラー４３を含んで構成される。この場合、ボルト４１及びナット４２の締結量を増やすと、前面と後面との間の距離が近づくようにトーションビーム１０が変形する。そして、前面と後面との間の距離の変化量は開口部に近いほど（上の方ほど）大きく、屈曲部に近い（下の方）ほど小さい。よって、トレーリングアーム２０は、開口部に近いほど大きく、屈曲部に近いほど小さく車両内側方向へ移動する。つまり、上記構成によれば車両のキャンバ角がネガティブ側に変化する。逆にトーションビーム１０は下開き板ビームであってもよく、この場合は、ボルト４１及びナット４２の締結量を増やすことでキャンバ角をポジティブ側に変化させることができる。
【００３８】
また、中間ビーム式サスペンションである必要はなく、前端ビーム式及び後端ビーム式など、トーションビーム式サスペンションであればその種類は問われない。
【００３９】
また、距離調整部４０はカラー４３を含まなくてもよく、ボルト４１及びナット４２のみで距離を調整してもよいし、ダブルナットを使用してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…サスペンション、  １０…トーションビーム、  １１…開口部、  １５Ａ（１５Ｂ）…穴部、  ２０…トレーリングアーム、  ２１…ブッシュ、  ２２…突出部、  ３０…キャリア、４０…距離調整部、  ４１…ボルト、  ４２…ナット、  ４３…カラー
【図１】
2014091390.tif 000003
【図２】
2014091390.tif 000004
【図３】
2014091390.tif 000005
【図４】
2014091390.tif 000006
【図５】
2014091390.tif 000007
【図６】
2014091390.tif 000008