(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪側から荷重が入力されるサスペンション装置の円管部材であって、
外周面に略直線状の４辺を有して形成され、平行な２辺を一対有する孔部を備え、
前記孔部は、一方の前記平行な２辺の対向方向が該円管部材の中心軸方向に対して傾斜し、一方の前記平行な２辺の対向方向と他方の前記平行な２辺の対向方向とが直交して形成されていることを特徴とする円管部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪側から荷重が入力されるサスペンション装置の円管部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、左右輪に連結され、捩りの反力を利用して左右輪の上下方向の変位を減衰するサスペンションのトーションビームが開示される。特許文献１に開示されるトーションビームは薄鋼管により断面が略Ｕ字状に形成され、トーションビームの対向する内方壁と外方壁が固定されている。トーションビームの内方壁と外方壁は、長手状のバーリングカシメにより固定され、バーリングカシメの長手方向は、トーションビームが捩られたときの応力の方向と直交する。
【０００３】
車両のサスペンション装置には、車両左右方向に延在して左右輪に連結される部材として、トーションビーム以外にもアクスルビームなどの円管部材がある。その円管部材には防錆塗装時の塗料の排出や車両走行時の排水のため、外周面に孔部が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６２０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両走行中に左右輪の一方が段差に乗り上げた場合、左右輪が上下逆方向に変位して、サスペンション装置の円管部材に捩りの外力が入力される。このとき、円管部材の排水用の孔部の周りに捩りに起因する応力集中が生じる可能性がある。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、車輪側から荷重が入力されるサスペンション装置の円管部材において、捩りによる応力集中を低減できる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の円管部材は、車輪側から荷重が入力されるサスペンション装置の円管部材であって、外周面に略直線状の４辺を有して形成され、平行な２辺を一対有する孔部を備える。孔部は、一方の平行な２辺の対向方向が該円管部材の中心軸方向に対して傾斜し、一方の平行な２辺の対向方向と他方の平行な２辺の対向方向とが直交して形成されている。
【０００８】
この態様によると、孔部の略直線状の辺が主応力方向に平行であれば、応力集中を大きく低減できる。円管部材に捩りの外力が付与された際の応力は概ね螺旋のように傾斜しており、孔部の略直線状の辺を車両左右方向に対して傾斜させて形成することで、孔部の略直線状の辺を捩りによる応力の方向に沿って位置させることができ、捩れによる応力集中を低減できる。孔部は、一方の平行な２辺の対向方向と他方の平行な２辺の対向方向とが直交して形成されることで、捩りの応力の方向が右ネジ方向であるか左ネジ方向であるかに関わらず、いずれかの孔部の辺を捩りの応力の方向に沿って位置させて、応力集中を低減できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両左右方向に延在するサスペンション装置の円管部材において、捩りによる応力集中を低減する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例のサスペンション装置の斜視図である。
【図２】円管部材の下面図である。
【図３】図３（ａ）は、部分的に拡大した円管部材の下面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す円管部材の線分Ａ−Ａの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、実施例のサスペンション装置１０の斜視図である。サスペンション装置１０は、アクスルビーム式または３リンク式と呼ばれるものであり、例えば前輪駆動車の後輪に連結される。サスペンション装置１０は、円管部材１２、ハブ１４、ショックアブソーバ１６、ラテラルロッド１８およびアーム部材２０を備える。
【００１２】
円管部材１２は、例えば車両左右方向に延在するアクスルビームであって、両端がハブ１４を介して左右輪に連結される。円管部材１２は、左右輪から車両前後方向、車両左右方向、上下方向の荷重を受ける。なお、車両左右方向は、車幅方向または車軸方向ともいい、円管部材１２の中心軸方向に概ね沿っている。
【００１３】
一対のショックアブソーバ１６は、一端がブラケット１６ａを介して円管部材１２の両端側の外周面に連結され、他端が車体側に連結される。ショックアブソーバ１６は、車輪と車体との間で主に上下方向の衝撃を吸収する。
【００１４】
ラテラルロッド１８は、一端が円管部材１２に連結され、他端が車体側に連結される。ラテラルロッド１８は、車体の高さに応じて傾斜角を変える。ラテラルロッド１８は、車両左右方向に延在しており、主に車両左右方向の荷重を受け止め、円管部材１２の左右方向の位置決めを行う。
【００１５】
一対のアーム部材２０は、一端が第１ブラケット２０ａおよび第２ブラケット２０ｂを介して円管部材１２の両端側の外周面に連結され、他端が車体側に連結される。一対のアーム部材２０は、一対のショックアブソーバ１６より車両左右方向の外側に位置する。アーム部材２０は、車両前後方向に延在し、車両前後方向の荷重を受け止めるとともに、左右輪の上下逆方向の変位に対して反力を発生させる。
【００１６】
ところで、円管部材１２には、製造時の加工基準用の孔、製造時の防錆塗料の排出および車両走行時の排水のため、複数の孔部が外周面に形成される。車両走行中に左右輪の一方が段差に乗り上げた場合、左右輪が上下逆方向に変位し、円管部材１２に捩りの外力が入力される。円管部材１２は、複数の孔部の周りに捩りに起因する応力集中が生じ得る。そこで、実施例の円管部材１２では、捩りに対する応力集中を低減するために、円管部材１２の複数の孔部を略直線状の４辺を有して形成する。
【００１７】
図２は、円管部材１２の下面図である。また、図３（ａ）は、部分的に拡大した円管部材１２の下面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す円管部材１２の線分Ａ−Ａの断面図である。
【００１８】
図２に示すように円管部材１２には、第１孔部２４ａ、第２孔部２４ｂおよび第３孔部２４ｃ（これらを区別しない場合「孔部２４」という）が形成される。孔部２４は、排水機能を有するため、車載時には下方に開口し、一対のブラケット１６ａの間に位置する。
【００１９】
第１孔部２４ａは、円管部材１２の中央に位置し、第２孔部２４ｂおよび第３孔部２４ｃは、第１孔部２４ａからそれぞれ等間隔に離れて位置する。第１孔部２４ａ、第２孔部２４ｂおよび第３孔部２４ｃは、軸方向に沿って並んで位置する。
【００２０】
図３（ｂ）に示すように、円管部材１２の断面は略円形状に形成され、第１孔部２４ａは円管部材１２の中心軸に向かって円管部材１２の外周面を貫通する。
【００２１】
図３（ａ）に示すように、第１孔部２４ａは、略直線状の４辺を有する略四辺形状に形成される。第１孔部２４ａの４つの角は、応力集中を低減するため丸みを帯びて形成される。第１孔部２４ａは、２つの略直線状の第１辺部２６ａと２つの略直線状の第２辺部２６ｂを有する。第１辺部２６ａおよび第２辺部２６ｂが主応力方向に平行に位置すれば、応力集中を大きく低減できる。
【００２２】
２つの第１辺部２６ａは平行で対向しており、２つの第２辺部２６ｂは平行で対向している。第１辺部２６ａおよび第２辺部２６ｂの直線長さは、同じであり、第１孔部２４ａの対角線の長さの２０％〜４０％の長さに設定される。
【００２３】
２つの第１辺部２６ａの対向方向と、２つの第２辺部２６ｂの対向方向とは、車両左右方向に傾斜する。つまり、第１辺部２６ａおよび第２辺部２６ｂを車両左右方向に対して傾斜させている。左右輪から円管部材１２に入力される捩りによる応力（主応力）は、円管部材１２の外周面上を螺旋のように傾斜している。第１辺部２６ａおよび第２辺部２６ｂを車両左右方向に対して傾斜させて形成することで、第１辺部２６ａまたは第２辺部２６ｂを捩りによる応力の方向に沿って位置させることができ、捩りの外力に対する応力集中を低減できる。なお、捩りの外力の大きさによって応力の向きは変わらない。
【００２４】
第１辺部２６ａおよび第２辺部２６ｂは直交する。すなわち、第１孔部２４ａは、２つの第１辺部２６ａの対向方向と２つの第２辺部２６ｂの対向方向とが直交して形成される。これにより、第１辺部２６ａに沿う方向および第２辺部２６ｂに沿う方向の応力に対して応力集中を低減できる。つまり、捩りの応力の方向が右ネジ方向であるか左ネジ方向であるかに関わらず第１辺部２６ａおよび第２辺部２６ｂのいずれかを捩りの応力の方向に沿って位置させて、応力集中を低減できる。
【００２５】
第１孔部２４ａは車両左右方向において中央に位置しており、第１辺部２６ａの車両左右方向に対する傾斜角θ１は、４５度に設定される。左右輪が円管部材１２の中心を軸として上下逆方向に変位した場合、第１孔部２４ａでの捩りによる主応力の方向は４５度になる。このように、左右輪が上下逆方向に変位した場合の主応力の方向にもとづいて、第１孔部２４ａの傾斜角θ１は設定される。第１辺部２６ａに沿う方向の荷重が入力した場合、第１辺部２６ａによって応力集中を低減できる。
【００２６】
第２孔部２４ｂ、第１孔部２４ａおよび第３孔部２４ｃの車両左右方向の傾斜は、車両右側（図中左側）から傾斜角θ２、傾斜角θ１、傾斜角θ３と異なる設定にした。このように、孔部２４は、各辺部を車両左右方向の位置に応じて車両左右方向に対して傾斜して形成され、応力集中を効果的に低減できる。
【００２７】
図２に示す第２孔部２４ｂおよび第３孔部２４ｃは対称形に形成され、右ネジ方向における第２孔部２４ｂの車両左右方向に対する傾斜角θ２と、左ネジ方向における第３孔部２４ｃの車両左右方向に対する傾斜角θ４とは同じである。なお、傾斜角θ４は、傾斜角θ３に直交する。
【００２８】
なお、捩りに対する応力集中の低減を追求して孔部２４の各辺部の傾斜を設定した場合、車両前後方向および車両左右方向の外力に対する応力集中が生じる可能性がある。そのため孔部２４の各辺部の傾斜角は、主として捩りによる応力の方向により定められるが、捩りだけでなく、車両前後方向および車両左右方向の外力に対する応力にもとづいて決定されてよい。
【００２９】
以上、本発明を各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素およびプロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例を述べる。
【００３０】
なお、実施例の円管部材１２では、３つの孔部２４を有する態様を説明したが、この態様に限られない。例えば、孔部２４は中央に１つ形成されてよく、左右対称の位置に２つ形成されてよい。また、孔部２４は、４つ以上形成されてよい。いずれにしても、孔部２４は、略四辺形状に形成される。
【００３１】
また、実施例では、３つの孔部２４が軸方向に沿って並んで配置される態様を示したが、この態様に限られず、周方向に位置ずれして配置されてよい。
【００３２】
また、実施例では、孔部２４が略正方形状である態様を示したが、この態様に限られず、長方形状であってもよい。
【００３３】
また、実施例の図３（ａ）には、孔部２４の第１辺部２６ａおよび第２辺部２６ｂが完全な直線である態様を示したが、この態様に限られず、少し湾曲してよい。ただ、孔部２４の各辺部を少し湾曲しても、孔部２４は、略直線状の四辺を有する。また、孔部２４は、角に大きな丸みを有して略四辺形状でなくてよいが、少なくとも略直線状の四辺を有する。
【００３４】
また、実施例では、円管部材１２としてアクスルビームである態様を説明したが、この態様に限られない。例えば、車輪側と車体側に連結される中間ビームであってよい。中間ビームは、円管形状であり、車両前後方向に延在する。また、中間ビームは、車輪が上下方向に変位した際に、車輪側から捩りの外力が入力される。中間ビームに略直線状の４辺を有する略四辺形状の孔部を形成することで、応力集中を低減できる。
【符号の説明】
【００３５】
１０  サスペンション装置、  １２  円管部材、  １４  ハブ、  １６  ショックアブソーバ、  １８  ラテラルロッド、  ２０  アーム部材、  ２２  外周面、  ２４ａ  第１孔部、  ２４ｂ  第２孔部、  ２４ｃ  第３孔部、  ２６ａ  第１辺部、  ２６ｂ  第２辺部。
【図１】
0006512112.tif 000002
【図２】
0006512112.tif 000003
【図３】
0006512112.tif 000004