(57)【要約】【課題】トーションビーム式サスペンションにおいて、トレーリングアームの端部に溶接されるスピンドル支持プレートの肉厚を減少させて重量の軽減を図りながら、溶接に伴う熱歪みの発生を効果的に防止できるようにする。【解決手段】左右のトレーリングアーム１０にトーションビーム１１の両端を接続し、左右のトレーリングアーム１０に溶接ｗ４したスピンドル支持プレート１３に車輪Ｗを軸支するスピンドル１４を固定する。スピンドル支持プレート１３の本体部１３ａの外周に形成した曲げフランジ１３ｂ，１３ｃをトレーリングアーム１０に端部外周に嵌合させて溶接ｗ４によりに固定する。これにより、スピンドル１４が固定されるスピンドル支持プレート１３の本体部１３ａに熱歪みが発生するのを防止し、スピンドル１４の取付精度を高めることができるだけなく、スピンドル支持プレート１３の肉厚を減少させて重量を軽減することができる。【選択図】　　　図１
2004042690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延びて上下に揺動する左右のトレーリングアーム（１０）に車体左右方向に延びるトーションビーム（１１）の両端を接続し、左右のトレーリングアーム（１０）に溶接（ｗ４）したスピンドル支持プレート（１３）に車輪（Ｗ）を軸支するスピンドル（１４）を固定したトーションビーム式サスペンションにおいて、
スピンドル支持プレート（１３）の本体部（１３ａ）の外周に形成した曲げフランジ（１３ｂ〜１３ｅ）をトレーリングアーム（１０）に端部外周に嵌合させ、その曲げフランジ（１３ｂ〜１３ｅ）を溶接（ｗ４）によりトレーリングアーム（１０）に固定した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】
スピンドル支持プレート（１３）の本体部（１３ａ）にバーリング加工により形成したスピンドル支持孔（１３ｍ）にスピンドル（１４）を圧入したことを特徴とする、請求項１に記載のトーションビーム式サスペンション。
【請求項３】
スピンドル支持孔（１３ｍ）からトレーリングアーム（１０）の内部に圧入されたスピンドル（１４）の先端はトレーリングアーム（１０）を貫通して外部に突出しており、その突出部をトレーリングアーム（１０）に溶接（ｗ５）したことを特徴とする、請求項２に記載のトーションビーム式サスペンション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体前後方向に延びて上下に揺動する左右のトレーリングアームに車体左右方向に延びるトーションビームの両端を接続し、左右のトレーリングアームに溶接したスピンドル支持プレートに車輪を軸支するスピンドルを固定したトーションビーム式サスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかるトーションビーム式サスペンションは、特開２０００−９４９１７号公報により公知である。
【０００３】
上記従来のトーションビーム式サスペンションのトレーリングアームは、プレス加工した上下の板材を組み合わせて一体に溶接した中空の部材であって、コ字状の金属板で形成したブラケットをトレーリングアームに溶接し、このブラケットに車輪を軸支するスピンドル支持プレート固定している。
【０００４】
しかしながら上記従来のものは、スピンドルの軸線とトレーリングアームの主断面とがコ字状のブラケットを介して大きくオフセットしているため、車輪からの荷重を確実に支持するにはブラケットの肉厚を充分に確保する必要があり、その結果として重量が増加する問題があった。
【０００５】
そこで前記コ字状のブラケットを廃止し、トレーリングアームの端部に板状のスピンドル支持プレートを溶接し、このスピンドル支持プレートにスピンドルと一体の取付フランジをボルト締めすることが考えられる。このようにすれば、重量の大きいブラケットを廃止して重量を軽減することができるだけでなく、スピンドルの軸線をトレーリングアームの主断面に接近させることが可能になって強度上有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には、トレーリングアームの端部に板状のスピンドル支持プレートを溶接すると、溶接の熱でスピンドル支持プレートのスピンドル取付面が熱歪みを起こすことがある。この熱歪みを防止しようとするとスピンドル支持プレートの板厚を充分に大きく（例えば、１０ｍｍ以上）する必要があり、これに結合されるスピンドルと一体の取付フランジの板厚（例えば、１０ｍｍ）を加えると、全体で２０ｍｍ以上の板厚になって重量を軽減することができないという問題がある。しかも、薄肉のトレーリングアームと厚肉のスピンドル支持プレートとを溶接するために、その板厚差が大きくなって溶接性が悪化する問題もある。
【０００７】
上記熱歪みの問題および重量の問題を解決するには、トレーリングアームの端部にスピンドル支持プレートを溶接した後に、そのスピンドル支持プレートのスピンドル取付面を平坦かつ薄肉になるように機械加工すれば良いが、その場合にスピンドルの軸線が面切削の基準となるため、トレーリングアーム全体を回転させて面切削を行うことが必要となり、加工が面倒になってコストが嵩む問題がある。
【０００８】
また上記スピンドル支持プレートを廃止し、スピンドルと一体の取付フランジをトレーリングアームの端部に直接溶接することも考えられるが、この場合にも熱歪みの問題を解消するには前記取付フランジの肉厚を例えば１３ｍｍ以上確保する必要があり、重量の増加が避けられない問題がある。
【０００９】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、トレーリングアームの端部に溶接されるスピンドル支持プレートの肉厚を減少させて重量の軽減を図りながら、溶接に伴う熱歪みの発生を効果的に防止できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車体前後方向に延びて上下に揺動する左右のトレーリングアームに車体左右方向に延びるトーションビームの両端を接続し、左右のトレーリングアームに溶接したスピンドル支持プレートに車輪を軸支するスピンドルを固定したトーションビーム式サスペンションにおいて、スピンドル支持プレートの本体部の外周に形成した曲げフランジをトレーリングアームに端部外周に嵌合させ、その曲げフランジを溶接によりトレーリングアームに固定したことを特徴とするトーションビーム式サスペンションが提案される。
【００１１】
上記構成によれば、スピンドル支持プレートの本体部の外周に形成した曲げフランジをトレーリングアームに端部外周に嵌合させ、その曲げフランジを溶接によりトレーリングアームに固定するので、溶接の熱をスピンドル支持プレートの曲げフランジに止めて本体部に及び難くすることができる。これにより、スピンドルが固定されるスピンドル支持プレートの本体部に熱歪みが発生するのを防止し、スピンドル支持プレートに面切削を施すことなくスピンドルの取付精度を高めることができるだけなく、スピンドル支持プレートの肉厚を減少させて重量を軽減するとともに、トレーリングアームとの肉厚差を減少させて溶接性を高めることができる。
【００１２】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、スピンドル支持プレートの本体部にバーリング加工により形成したスピンドル支持孔にスピンドルを圧入したことを特徴とするトーションビーム式サスペンションが提案される。
【００１３】
上記構成によれば、スピンドル支持プレートが薄肉化されたことで、スピンドル支持プレートにバーリング加工によりスピンドル支持孔を形成することが可能となる。その結果、スピンドルに取付フランジを一体に形成してスピンドル支持プレートに固定することなく、バーリング加工により形成したスピンドル支持孔にスピンドルを圧入して固定することが可能となり、前記取付フランジを廃止した分だけスピンドルの重量を軽減することができる。
【００１４】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、スピンドル支持孔からトレーリングアームの内部に圧入されたスピンドルの先端はトレーリングアームを貫通して外部に突出しており、その突出部をトレーリングアームに溶接したことを特徴とするトーションビーム式サスペンションが提案される。
【００１５】
上記構成によれば、スピンドル支持孔から圧入されてトレーリングアームを外部に貫通するスピンドルの先端をトレーリングアームに溶接したので、その溶接の熱の影響をスピンドル支持プレートに及ぼすことなくスピンドルをトレーリングアームに強固に固定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１はトーションビーム式サスペンションの左半部の平面図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は図３の５方向矢視図である。
【００１８】
図１は自動車の後輪用のトーションビーム式サスペンションの左半部の平面図であって、右半部は車体の前後中心線に対して左右対称な構造を有している。トーションビーム式サスペンションは、車体前後方向に延びる左右のトレーリングアーム１０，１０と、車体左右方向に延びて左右のトレーリングアーム１０，１０を接続するトーションビーム１１とを備える。トレーリングアーム１０の前端には円筒状のトレーリングアーム支持部１２が溶接されており、このトレーリングアーム支持部１２に収納したゴムブッシュジョイント（図示せず）を介して車体に上下揺動自在に枢支される。トレーリングアーム１０の後部外端に溶接したスピンドル支持プレート１３に固定したスピンドル１４に後輪Ｗが回転自在に支持され、またトレーリングアーム１０の後部内端に懸架ばねの下端を支持するばね座１５が設けられる。
【００１９】
トーションビーム１１は、車体前方側が開放したＵ字状断面を有しており、その端部側後縁に形成した切欠１１ａを覆うようにガセット１１ｂが溶接ｗ１され、ガセット１１ｂを含むトーションビーム１１の端部がトレーリングアーム１０の上下面に嵌合して溶接ｗ２により固定される。
【００２０】
トレーリングアーム１０は、金属板をプレス成形した上部半体２１および下部半体２２の外周部を溶接ｗ３して一体化した中空の部材であり、ばね座１５は上部半体２１に設けられる。スピンドル支持プレート１３が固定されるトレーリングアーム１０の端面１０ａは閉断面を有している。
【００２１】
スピンドル支持プレート１３は概略長方形の板状部材であって、その平坦な本体部１３ａの外周の四隅に４個の曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅが形成されるとともに、上下左右に外側に突出する４個のクランプ部１３ｆ〜１３ｉが形成される。スピンドル支持プレート１３の４個の曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅはトレーリングアーム１０の端部外周に嵌合してトレーリングアーム１０の外周に溶接ｗ４される。このとき、４個のクランプ部１３ｆ〜１３ｉをクランプしてトレーリングアーム１０に対するスピンドル支持プレート１３の位置決めし、その状態で溶接ｗ４を行うことで溶接精度を高めることができる。特に、曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅがスピンドル支持プレート１３の四隅に設けられているため、トレーリングアーム１０に対するスピンドル支持プレート１３の位置決め効果を得ることができる。
【００２２】
図４の円内に拡大して示すように、トレーリングアーム１０の端部外周とスピンドル支持プレート１３の曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅの内面とがオーバーラップするＡ部では両者が平行であり、かつ僅かな隙間αが形成される。このとき、曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅの突出高さｈをスピンドル支持プレート１３の板厚ｔの２倍以下（ｈ≦２ｔ）に抑えることにより、曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅの形状を安定させて前記Ａ部における平行性を確保すると同時に、角部近辺で溶接ｗ４することで結合剛性を確保することができる。また曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅの屈曲部内面のＢ部は曲率半径が極力小さく（１ｍｍ以下）なるようにし、トレーリングアーム１０の端面１０ａとスピンドル支持プレート１３の内面との間に僅かな隙間βを確保する。
【００２３】
これにより、トレーリングアーム１０の端部に対するスピンドル支持プレート１３の取付角度をある程度自由に調整することが可能となり、トレーリングアーム１０にスピンドル支持プレート１３を溶接ｗ４する際のスピンドル支持プレート１３の位置決めを容易にして溶接精度を更に高めることができる。
【００２４】
スピンドル支持プレート１３の内面には４個の溶接ナット１６が固定されており、スピンドル支持プレート１３の外面に取り付けられるブレーキ装置のバックプレート（図示せず）がこれらの溶接ナット１６にボルト締めされる。尚、上側のクランプ部１３ｅに形成された２個の孔１３ｊ，１３ｋは、ＡＢＳ装置の取付孔である。
【００２５】
スピンドル支持プレート１３の本体部１３ａの中央にはバーリング加工によってスピンドル支持孔１３ｍが形成される。スピンドル１４は長手方向中央に形成された環状突起１４ａに連なる大径部１４ｂ、テーパー部１４ｃおよび小径部１４ｄを備えており、テーパー部１４ｃでスピンドル支持孔１３ｍを拡径しながら大径部１４ｂが圧入され、最終的に環状突起１４ａがスピンドル支持プレート１３の本体部１３ａに当接する。このとき、スピンドル１４の先端の小径部１４ｄはトレーリングアーム１０の上部半体２１に形成した開口２１ａを内側から外側に貫通し、溶接ｗ５により固定される。
【００２６】
以上のように、スピンドル支持プレート１３の外周に曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅを形成し、これらの曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅをトレーリングアーム１０の端部外周に嵌合させて溶接ｗ４したので、スピンドル支持プレート１３の肉厚を従来の１０ｍｍ以上から５ｍｍ〜７ｍｍ程度に薄くして重量の軽減を図っても、溶接ｗ４の熱でスピンドル支持プレート１３の本体部１３ａが熱歪みを起こすのを防止することができる。これにより、溶接ｗ４を行った後にスピンドル支持プレート１３の本体部１３ａに切削加工を施して熱歪みの影響を除去する必要がなくなり、加工コストの削減にも寄与することができる。しかもスピンドル支持プレート１３の肉厚を薄くしたことで、スピンドル支持プレート１３とトレーリングアーム１０との肉厚差が減少するため、溶接性の低下を防止することができる。
【００２７】
またトレーリングアーム１０の端部にブラケットを介さずに直接スピンドル支持プレート１３を固定するので、スピンドル１４の軸線とトレーリングアーム１０の主断面とのオフセット量を減少させてトレーリングアーム１０およびスピンドル１４の組立体の剛性を高めることができる。
【００２８】
またスピンドル支持プレート１３の薄肉化により、スピンドル支持プレート１３にバーリング加工によるスピンドル支持孔１３ｍを形成することが可能となる。なぜならば、スピンドル支持プレート１３が厚肉であると、バーリング加工時に材料の拡張率が大きくなって割れが発生し易くなるからである。しかして、スピンドル１４に取付フランジを一体に設けることなく、スピンドル支持プレート１３にバーリング加工により形成したスピンドル支持孔１３ｍにスピンドル１４を圧入して固定することが可能となり、前記スピンドル１４の取付フランジを廃止して重量の軽減に寄与することができる。
【００２９】
更に、スピンドル支持孔１３ｍに圧入したスピンドル１４の先端をトレーリングアーム１０の開口２１ａを内側から外側に貫通させて溶接ｗ５により固定したので、トレーリングアーム１０およびスピンドル支持プレート１３に対するスピンドル１４の取付剛性を大幅に高めることができ、サスペンションのトー剛性やキャンバー剛性の向上に寄与することができる。溶接ｗ５の部位はスピンドル支持プレート１３から充分に離れているため、その熱がスピンドル支持プレート１３に熱歪みを引き起こす虞はない。
【００３０】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３１】
例えば、実施例ではスピンドル支持プレート１３の四隅に４個の曲げフランジ１３ｂ〜１３ｅを形成しているが、単一の曲げフランジをスピンドル支持プレート１３の外周全体に形成しても良く、曲げフランジを４個以外の数に分割しても良い。またスピンドル支持孔１３ｍの先端部とスピンドル１４の大径部１４ｂとを溶接すれば、結合強度を更に高めることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、スピンドル支持プレートの本体部の外周に形成した曲げフランジをトレーリングアームに端部外周に嵌合させ、その曲げフランジを溶接によりトレーリングアームに固定するので、溶接の熱をスピンドル支持プレートの曲げフランジに止めて本体部に及び難くすることができる。これにより、スピンドルが固定されるスピンドル支持プレートの本体部に熱歪みが発生するのを防止し、スピンドル支持プレートに面切削を施すことなくスピンドルの取付精度を高めることができるだけなく、スピンドル支持プレートの肉厚を減少させて重量を軽減するとともに、トレーリングアームとの肉厚差を減少させて溶接性を高めることができる。
【００３３】
また請求項２に記載された発明によれば、スピンドル支持プレートが薄肉化されたことで、スピンドル支持プレートにバーリング加工によりスピンドル支持孔を形成することが可能となる。その結果、スピンドルに取付フランジを一体に形成してスピンドル支持プレートに固定することなく、バーリング加工により形成したスピンドル支持孔にスピンドルを圧入して固定することが可能となり、前記取付フランジを廃止した分だけスピンドルの重量を軽減することができる。
【００３４】
また請求項３に記載された発明によれば、スピンドル支持孔から圧入されてトレーリングアームを外部に貫通するスピンドルの先端をトレーリングアームに溶接したので、その溶接の熱の影響をスピンドル支持プレートに及ぼすことなくスピンドルをトレーリングアームに強固に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トーションビーム式サスペンションの左半部の平面図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】図２の４−４線断面図
【図５】図３の５方向矢視図
【符号の説明】
１０　　　　トレーリングアーム
１１　　　　トーションビーム
１３　　　　スピンドル支持プレート
１３ａ　　　本体部
１３ｂ〜１３ｅ　　　　曲げフランジ
１３ｍ　　　スピンドル支持孔
１４　　　　スピンドル
Ｗ　　　　　車輪
ｗ４　　　　溶接
ｗ５　　　　溶接
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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