(57)【要約】【課題】特段のコスト増を生じることなく強度的に実用的な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を提供する。【解決手段】一端が車体に支持され、他端にキャリアブラケット１８が設けられている一対のトレーリングアーム１４と、一対のトレーリングアーム１４を連結するように車幅方向を長手方向として配置されたトーションビーム１２と、を備えるトーションビーム式サスペンションにおいて、トーションビーム１２は、ビーム２８，３０，３２と、ビーム２８，３０，３２を束ね互いの相対位置を規制する結束部材３６とを有する。ビーム２８，３０，３２は、車幅方向中央部における互いの間隔が、トレーリングアーム１４と連結する連結部における互いの間隔より狭くなるように設けられている。これにより、結束部材３６を介して互いに変形を抑制することができトーションビーム１２全体の曲げ強度や座屈強度を向上することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が車体に支持され、他端に車輪支持部が設けられている一対のトレーリングアームと、
前記一対のトレーリングアームを連結するように車幅方向を長手方向として配置されたトーションビームと、
を備える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、複数の棒状部材と、該複数の棒状部材を束ね互いの相対位置を規制する結束部材とを有し、
前記複数の棒状部材は、車幅方向中央部における互いの間隔が、前記トレーリングアームと連結する連結部における互いの間隔より狭くなるように設けられている、
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２】
前記棒状部材は、車幅方向中央部に向かって互いの間隔が狭くなるように湾曲した湾曲部を有する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】
前記結束部材は、前記棒状部材の互いの間隔が最も狭くなる箇所に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のトーションビーム式サスペンション。
【請求項４】
前記トーションビームは、車体に支持されるトレーリングアームの一端と、車輪支持部が設けられているトレーリングアームの他端との間に連結されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両幅方向を長手方向として配置された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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型車等のリヤサスペンションとして、左右のトレーリングアームをトーションビームで連結するサスペンションが使用されている。このようなトーションビームとしては、板状または棒状の部材をプレス加工によりその一部がＵ字型または一辺が開いた三角型の断面をもつものが知られている。
【０００３】
前述のトーションビームは、一部が開いた断面形状を有するため、捩れた際に応力が集中する箇所がある。そのため、高強度の材料を用いたり強度を向上するために製造工程において焼き入れ処理を行ったりする場合がある。しかし、この焼き入れ処理においては、トーションビームの長手方向両端部において歪みが生じることがあり、トーションビームを左右のトレーリングアームに溶接等により取り付けるのが困難となるものが発生するため、結果的にコストを増加させる要因となっている。
【０００４】
特許文献１には、捩れた際に均一に捩れるように、トーションビームを複数の棒状部材によって構成したトーションビーム式サスペンションが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１８１３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１におけるトーションビーム式サスペンションでは、車幅方向からの横荷重に対し、従来あるプレス加工により一部がＵ字型または一辺が開いた三角型の断面をもつトーションビームと比較して曲げ強度や座屈強度に更なる向上が求められている。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、特段のコスト増を生じることなく強度的に実用的な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を提供することにある。
【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トーションビーム式サスペンションは、一端が車体に支持され、他端に車輪支持部が設けられている一対のトレーリングアームと、前記一対のトレーリングアームを連結するように車幅方向を長手方向として配置されたトーションビームと、を備える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、複数の棒状部材と、該複数の棒状部材を束ね互いの相対位置を規制する結束部材とを有する。前記複数の棒状部材は、車幅方向中央部における互いの間隔が、前記トレーリングアームと連結する連結部における互いの間隔より狭くなるように設けられている。
【０００８】
この態様によると、結束部材により複数の棒状部材の互いの相対位置が規制される。そのため、車幅方向の力がトーションビームに加わると、結束部材を介して互いに変形を抑制することができトーションビーム全体の曲げ強度や座屈強度を向上することができる。また、一つのビームに大きな車幅方向の力が加わっても、結束部材を介して他のビームに力を分散することができる。また、複数の棒状部材は、車幅方向中央部における互いの間隔が、トレーリングアームと連結する連結部における互いの間隔より狭くなるように設けられている。そのため、棒状部材のたわみ方向を所望の方向へ導くことができる。
【０００９】
前記棒状部材は、車幅方向中央部に向かって互いの間隔が狭くなるように湾曲した湾曲部を有してもよい。ここで、湾曲部の湾曲する方向は、トーションビームの中心軸に向かって凸形状であると好ましい。これにより、トーションビーム式サスペンションに車幅方向の力が加わった場合、複数の棒状部材のたわみ方向を決定づけることができる。そのため、複数の棒状部材がそれぞれトーションビームの中心軸に向かってたわむため、結束部材を介してトーションビームの中心軸と略垂直な方向へ棒状部材を曲げる力を互いに相殺することができ、トーションビーム全体の曲げ強度や座屈強度を向上することができる。
【００１０】
前記結束部材は、前記棒状部材の互いの間隔が最も狭くなる箇所に設けられてもよい。これにより、曲げによる応力が発生しやすい箇所における棒状部材の変形を抑制することができる。
【００１１】
前記トーションビームは、車体に支持されるトレーリングアームの一端と、車輪支持部が設けられているトレーリングアームの他端との間に連結されていてもよい。これにより、例えば左右の車輪が逆位相に変位した場合に、トーションビームが車輪支持部より車体側に連結されているため、トーションビームにはねじりが発生する。つまり、このような箇所に使うことで、曲げに対する剛性とねじりに対する剛性の両方を用いてサスペンションが機能することになる。また、車輪支持部の回転軸と同軸または車両後方にトーションビームが配置される場合と比較して、車輪の変位よるトーションビームの端部の変位を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特段のコスト増を生じることなく複数の棒状部材を有する強度的に実用的な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を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係るトーションビーム式サスペンションを示す斜視図である。図２は、図１に示されるトーションビームとトレーリングアームとの連結部を示す部分断面図である。
【００１５】
図１に示すように、トーションビーム式サスペンション１０は、車幅方向を長手方向として配置されたトーションビーム１２と、このトーションビーム１２の長手方向の両端部に略車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のトレーリングアーム１４と、を備える。つまり、トーションビーム１２は、一対のトレーリングアーム１４を連結するように配置されている。
【００１６】
各トレーリングアーム１４は、パイプ状の部材をその長手方向の中間部にてクランク状に屈曲させることにより形成されている。また、トレーリングアーム１４の車両前方側の一端１４ａには、車幅方向を軸線方向とするブッシュ１６が取り付けられており、このブッシュ１６を介してトレーリングアーム１４は車体側に揺動可能にかつ弾性的に支持されている。
【００１７】
さらに、トレーリングアーム１４の車両後方側の他端１４ｂには、平面視で略コ字形とされた車輪支持部としてのキャリアブラケット１８が溶接により固着されている。なお、キャリアブラケット１８の外側には、後輪２０を回転自在に支持する図示しないスピンドルが取り付けられるようになっている。また、トレーリングアーム１４の他端１４ｂ近傍にはアブソーバブラケット２２が溶接により固着されており、このアブソーバブラケット２２にショックアブソーバ２６が取り付けられている。ショックアブソーバ２６の外周には、コイルスプリング２４が同軸的に配置されている。また、トーションビーム１２は、車体に支持されるトレーリングアーム１４の一端と、キャリアブラケット１８が設けられているトレーリングアーム１４の他端との間に連結されている。このような箇所に使うことで、曲げに対する剛性とねじりに対する剛性の両方を用いてサスペンションが機能することになる。
【００１８】
ここで、本実施形態では、上述したトーションビーム１２が、棒状部材としての三本のビーム２８、３０、３２によって構成されている。ビーム２８は、円形断面のパイプ状の部材であり、少なくともその一部が湾曲している部材であればよい。材質は、ある程度の弾性を有する鋼やカーボンファイバが好ましい。また、パイプ状のように中空の棒状部材だけでなく中実の棒状部材であってもよい。また、パイプの肉厚や棒の太さ、ビームの本数は、重さや強度、サスペンションの必要ねじり剛性等との兼ね合いで適宜選択すればよい。
【００１９】
トーションビーム式サスペンション１０は、さらに、図２に示すように、略楕円形断面のトレーリングアーム１４の両側部１４ｃ、１４ｄに、同軸上の挿通孔３４が形成されている。そして、このトレーリングアーム１４の両側部１４ｃ、１４ｄの挿通孔３４内へビーム２８の長手方向の端部２８ａが貫通され、この状態で端部２８ａとトレーリングアーム１４の各側部１４ｃ、１４ｄとが溶接により固着されている。
【００２０】
従って、ビーム２８の長手方向の端部２８ａとトレーリングアーム１４との結合部位（図２に示すＣ線矢視部）は、内側と外側の二箇所となっている。なお、上述した構成はビーム３０、３２についても同様に、トレーリングアーム１４の両側部１４ｃ、１４ｄに設けられた挿通孔に端部３０ａ、３２ａがそれぞれ貫通され、溶接により固着されている。
【００２１】
図３は、第１の実施形態に係るトーションビームの側面図である。図３に示すように、トーションビーム１２は、ビーム２８，３０，３２を束ね互いの相対位置を規制する結束部材３６を備える。結束部材３６は、複数のビーム２８，３０，３２が車幅方向と垂直な方向に互いが動かないよう互いの相対位置を規制し固定している。このように、結束部材３６により複数のビーム２８，３０，３２を束ね互いの相対位置を規制することで、例えば、一つのビームに大きな車幅方向の力が加わっても、結束部材を介して他のビームに力を分散することができる。また、結束部材３６は、ビーム２８，３０，３２の互いの間隔が最も狭くなる箇所、本実施形態ではトーションビーム１２の車幅方向中央部に設けられているとよい。これにより、曲げによる応力が発生しやすい長手方向中央部における棒状部材の変形を抑制することができる。その結果、所望のねじり剛性を確保しつつ車幅方向から加わる力による曲げ強度や座屈強度の更なる向上を図ることができる。
【００２２】
また、束ねられているビーム２８，３０，３２は、それぞれ円弧のような大きなＲを有するように加工され、車幅方向中央部における互いの間隔が、トレーリングアーム１４と連結する連結部としての側部１４ｃ，１４ｄ近傍における互いの間隔より狭くなるように設けられている。以下に図４を参照して詳細に述べる。
【００２３】
図４（ａ）は、図３に示すトーションビームのＡ−Ａ断面図、図４（ｂ）は、図３に示すトーションビームのＢ−Ｂ断面図である。
【００２４】
ビーム２８，３０，３２は、図３に示すように円弧のような大きなＲを有する湾曲部２８ｂ，３０ｂ，３２ｂを備える。そのため、ビーム２８，３０，３２は、図４（ａ）に示すように車幅方向中央部における互いの間隔ｄ１，ｄ２，ｄ３が図４（ｂ）に示すようにトレーリングアーム１４の両側部１４ｃ、１４ｄにおける互いの間隔ｄ１’，ｄ２’，ｄ３’より狭くなっている。ここで、湾曲部２８ｂ，３０ｂ，３２ｂの湾曲する方向は、トーションビーム１２の中心軸に向かって凸形状であると好ましい。これは、真っ直ぐなビームを用いるとたわむ方向が決まらず、例えば、同じ方向にたわむような場合に曲げ強度をトーションビーム全体として向上することが困難だからである。
【００２５】
そこで、上述の構成においてトーションビーム式サスペンション１０に車幅方向の力が加わった場合、ビーム２８，３０，３２のたわみ方向を決定づけることができる。そのため、ビーム２８，３０，３２がトーションビーム１２の中心軸に向かってたわむため、結束部材３６を介してトーションビーム１２の中心軸と略垂直な方向へビーム２８，３０，３２を曲げる力を互いに相殺することができ、トーションビーム１２全体の曲げ強度や座屈強度を向上することができる。
【００２６】
このように本実施形態に係るトーションビーム式サスペンション１０は、特段のコスト増を生じることなく強度的に実用的な曲げ強度や座屈強度を得ることができる。また、プレス加工により一部がＵ字型または一辺が開いた三角型の断面をもつトーションビームと比較して、ビーム２８，３０，３２の加工は容易である。また、ビーム２８，３０，３２の径も小型なためトレーリングアーム１４に取り付ける際のビーム２８，３０，３２端部の処理も容易である。また、ビーム２８，３０，３２は、形状の単純な棒状部材を加工したものであるため、例えば製造工程で熱処理を行ったとしても歪みによる部分的な応力集中が発生しにくい。
【００２７】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係るトーションビームの側面図である。なお、第１の実施形態に係るトーションビーム１２と重複する部材は同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【００２８】
本実施形態に係るトーションビーム３８は、第１の実施形態と異なり結束部材３６を複数設けている点が大きく異なる。このように複数の結束部材３６を配置することでビーム２８，３０，３２が互いにその変形を抑制する効果がより増大し、トーションビーム式サスペンションに車幅方向の力が加わった場合、曲げ強度や座屈強度の更なる向上を図ることができる。
【００２９】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係るトーションビームに用いられる結束部材の側面図である。結束部材４０は、ビーム２８，３０，３２のそれぞれをブッシュ４２を介して結束している。この構成により、たわみによる振動を抑えることができる。
【００３０】
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。
【００３１】
トーションビーム式サスペンションの形状により、トーションビームを構成する複数の棒状部材のたわみ方向が所望の方向となるなら、複数の棒状部材のうち何本かは湾曲部を有しない直線状の部材であってもよい。
【００３２】
また、複数の棒状部材を束ねる結束部材は、複数の棒状部材の互いの位置関係を規制できればどのような形状でもよい。例えば、プレート形状や筒形状のものであってもよい。
【００３３】
また、棒状部材は、棒状部材の長手に渡って全体的にＲや曲げを有する湾曲部を備えてもよいが、部分的にＲや曲げを有する湾曲部を備え、それ以外の部分は直線上であってもよい。また、複数の棒状部材の互いの間隔は全て均等である必要はなく、それぞれが異なっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態に係るトーションビーム式サスペンションを示す斜視図である。
【図２】図１に示されるトーションビームとトレーリングアームとの連結部を示す部分断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るトーションビームの側面図である。
【図４】図４（ａ）は図３に示すトーションビームのＡ−Ａ断面図、図４（ｂ）は図３に示すトーションビームのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】第２の実施形態に係るトーションビームの側面図である。
【図６】第３の実施形態に係るトーションビームに用いられる結束部材の側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
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  トレーリングアーム、  １６  ブッシュ、  １８  キャリアブラケット、  ２０  後輪、  ２２  アブソーバブラケット、  ２４  コイルスプリング、  ２６  ショックアブソーバ、  ２８  ビーム、  ２８ｂ  湾曲部、  ３０  ビーム、  ３２  ビーム、  ３４  挿通孔、  ３６  結束部材、  ３８  トーションビーム、  ４０  結束部材、  ４２  ブッシュ。
【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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【図６】
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