JP2012153194A - 車両用サスペンション構造 - Google Patents

Abstract

【課題】重量や製作コストの増大による生産性の低下を抑制しながら、トーションビームの捩り性能を向上させて操縦安定性を高めることができ、亀裂などが生じるおそれも少ない車両用サスペンション構造を提供する。
【解決手段】左右一対のトレーリングアーム１と、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を有するトーションビーム２とを備え、トーションビームは、その長手方向両端部に形成されたビーム端面１０を備え、トレーリングアームの外周面には、ビーム端面に対向可能な接触面１１を有する凸面部１２又は凹面部が当該ビーム端面の長手方向に沿わせて形成され、トーションビームの長手方向両端部の夫々が、ビーム端面と接触面とを互いに面接触させて、トレーリングアームの外周面に溶接固定されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、左右一対のトレーリングアームと、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を有するトーションビームとを備え、前記トーションビームは、その長手方向両端部に形成されたビーム端面を備え、前記トーションビームの長手方向両端部の夫々が、前記左右一対のトレーリングアームの外周面に溶接固定されている車両用サスペンション構造に関する。

上記車両用サスペンション構造では、従来、図６に示すように、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を有するトーションビーム２の長手方向端部をトレーリングアーム１の外周面に当て付けた状態で、当該トーションビーム２の長手方向端部がトレーリングアーム１の外周面に溶接による肉盛１４を形成して固定されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−８１２３号公報

しかしながら、上記車両用サスペンション構造は、トーションビーム２がＵ字状またはＶ字状の断面形状を有しているので、トーションビーム２の長手方向端部をトレーリングアーム１の外周面に当て付けただけでは、図６（ｃ）に示すように、トーションビーム２の長手方向端部に形成されたビーム端面１０とトーションビーム２の外周面とが交差する角部１６がトレーリングアーム１の外周面に線接触して、ビーム端面１０をトレーリングアーム１の外周面に面接触させ難い問題がある。

したがって、上記先行技術のように、トーションビーム２の長手方向端部をトレーリングアーム１の外周面に当て付けた状態で、当該トーションビーム２の長手方向端部を、トレーリングアーム１の外周面に溶接固定してあると、図６（ｃ）に示すように、溶接部分におけるビーム端面１０とトレーリングアーム１との間に隙間１７が形成されるおそれがある。

溶接部分においてビーム端面１０とトレーリングアーム１との間に隙間１７が形成されると、トーションビーム２とトレーリングアーム１との溶接部分に沿う固定強度にばらつきが生じ、トーションビーム２の捩り反力をトレーリングアーム１に対してバランス良く伝達し難いと共に応力集中箇所が生じ易いおそれがある。

その結果、トーションビーム２を安定して捩り変形させ難いとともに、図６（ｄ）に示すように、トーションビーム２の捩り変形に伴ってトレーリングアーム１も捩られたり曲げられたりし易く、トーションビーム２の捩り性能が低下して操縦安定性が低下するおそれがある。
また、応力集中箇所を起点にして亀裂などが生じ易いおそれもある。

これらの現象を防止するために、補強部材を別途設けたり、トーションビーム２やトレーリングアーム１の厚さを厚くしたり、トーションビームの端面をトレーリングアームに面接触するように斜めに機械加工するなどの対策を講じると、重量や製作コストが増大して生産性が低下するおそれがある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、重量や製作コストの増大による生産性の低下を抑制しながら、トーションビームの捩り性能を向上させて操縦安定性を高めることができ、亀裂などが生じるおそれも少ない車両用サスペンション構造を提供することを目的とする。

本発明による車両用サスペンション構造の特徴構成は、左右一対のトレーリングアームと、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を有するトーションビームとを備え、前記トーションビームは、その長手方向両端部に形成されたビーム端面を備え、前記トレーリングアームの外周面には、前記ビーム端面に対向可能な接触面を有する凸面部又は凹面部が当該ビーム端面の長手方向に沿わせて形成され、前記トーションビームの長手方向両端部の夫々が、前記ビーム端面と前記接触面とを互いに面接触させて、前記左右一対のトレーリングアームの外周面に溶接固定されている点にある。

本構成の車両用サスペンション構造は、トレーリングアームの外周面には、ビーム端面に対向可能な接触面を有する凸面部又は凹面部が当該ビーム端面の長手方向に沿わせて形成され、トーションビームの長手方向両端部の夫々が、ビーム端面と接触面とを互いに面接触させて、左右一対のトレーリングアームの外周面に溶接固定されている。

このため、トーションビームの長手方向端部の夫々を左右一対のトレーリングアームの外周面に溶接固定しても、ビーム端面とトレーリングアームとの間に隙間が形成されるおそれが少なく、トーションビームとトレーリングアームとの溶接部分に沿う固定強度にばらつきが生じ難く、応力集中箇所も形成され難い。

したがって、トーションビームの捩り反力を、トーションビームとトレーリングアームとの溶接部分に沿ってトレーリングアームにバランス良く伝達し易い共に、その捩り反力を、凸面部又は凹面部の接触面に面接触しているビーム端面を介してトレーリングアームで受け止めて、トレーリングアームに対して伝達し易く、亀裂なども生じ難い。

そのうえ、凸面部又は凹面部をビーム端面の長手方向、つまり、トーションビームの捩れ方向に沿わせて形成して、トーションビームをトレーリングアームに溶接固定してあるので、トーションビームからの荷重をビーム端面の長手方向に沿ってトレーリングアームでバランス良く受け止めることができ、トーションビームの捩り変形に伴うトレーリングアームの捩り変形が生じ難い。

その結果、補強部材を別途設けたり、トーションビームとトレーリングアームの厚さを厚くしたり、トーションビームの端面をトレーリングアームに面接触するように斜めに機械加工するなどの対策を講じることなく、トーションビームを安定して捩り変形させ易いとともに、トレーリングアームの捩り変形も防止することができる。

さらに、トーションビームとトレーリングアームとを、ビーム端面を凸面部又は凹面部の接触面に面接触させた状態で溶接することになるので、トーションビームとトレーリングアームとの組み付け時（仮組時）に、ビーム端面と凸面部又は凹面部の接触面とを面接触させることにより、相対位置を精度良く位置決めし易い。

よって、本構成の車両用サスペンション構造であれば、重量や製作コストの増大による生産性の低下を抑制しながら、トーションビームの捩り性能を向上させて操縦安定性を高めることができ、亀裂などが生じるおそれも少ない。

本発明による車両用サスペンション構造を有する車両の後部を示す側面図である。 本発明による車両用サスペンション構造を示す側面図である。 本発明による車両用サスペンション構造を示す斜視図である。 トーションビームとトレーリングアームとの溶接固定部を示し、（ａ）はトーションビームをトレーリングアームに組み付けた状態（仮組状態）を示す斜視図、（ｂ）はトーションビームをトレーリングアームに溶接固定した状態を示す斜視図、（ｃ）はトーションビームとトレーリングアームとの溶接部分を示す図４（ｂ）におけるIVｃ−IVｃ線断面図である。 第２実施形態におけるトーションビームとトレーリングアームとの溶接固定部を示し、（ａ）はトーションビームをトレーリングアームに組み付けた状態（仮組状態）を示す斜視図、（ｂ）はトーションビームをトレーリングアームに溶接固定した状態を示す斜視図、（ｃ）はトーションビームとトレーリングアームとの溶接部分を示す図５（ｂ）におけるＶc−Ｖc線断面図である。 従来技術を示し、（ａ）は車両用サスペンション構造を示す平面図、（ｂ）は車両用サスペンション構造を示す側面図、（ｃ）はトーションビームとトレーリングアームとの溶接部分を示す図６（ａ）におけるVIc−VIc線断面図、（ｄ）はトーションビームの捩り変形に伴ってトレーリングアームが捩られたり曲げられたりする状態を示す側面図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明による車両用サスペンション構造を有する車両の後部を示す。
車両用サスペンション構造は、図２，図３にも示すように、左右一対のトレーリングアーム１と、左右一対のトレーリングアーム１に亘って溶接で連結されたトーションビーム２とを備えている。

各トレーリングアーム１は、鋼板を曲げ成形することで、長手方向中間部位の断面形状が略円形のパイプ状に形成されて、車体の前後方向に延出されている。
各トレーリングアーム１の前部には、車体フレームに軸心Ｘ回りで揺動可能に支持するための環状のブッシュ３が設けられている。
トレーリングアーム１の後部には、車輪４のスピンドル４ａを連結するためのエンドプレート５と、スプリング６を取り付けるためのバネ受け部材７と、ショックアブソーバ８に連結される支持ブラケット９とが設けられている。

トーションビーム２は、曲げ剛性や捩り剛性を確保するために、略矩形の鋼板をプレス機によって長手方向に沿って曲げ加工することで、屈曲部２ａとその両側に延設された一対の延設部２ｂとを備えていて、長手方向に沿った一方側が開口するＵ字状またはＶ字状の断面形状を有するように形成されている。

トーションビーム２の長手方向両端部の夫々は、トレーリングアーム１の外形に沿った形状（トレーリングアーム１の長手方向視で略円弧形状）に形成され、屈曲部２ａをトレーリングアーム１に対して上方に位置させて下向きに開口する姿勢で、一対の延設部２ｂが左右一対のトレーリングアーム１の長手方向中間部位における外周面に溶接固定されている。

したがって、トーションビーム２は、図２に示すように、トーションビーム２の長手方向視で下向きＵ字状またはＶ字状に形成されたビーム端面１０を長手方向両端部に備えている。

トーションビーム２の長手方向両端部は、曲げ加工前の鋼板をビーム端面１０の展開形状となるように打ち抜き加工してから、その鋼板を曲げ加工することにより形成される。 したがって、ビーム端面１０はトーションビーム２の内側の外周面に対して略直角に形成されている。

図４に示すように、トレーリングアーム１の外周面には、ビーム端面１０のうちの延設部２ｂにより形成される端面部分１０ａに対向可能な接触面１１を有する凸面部１２が、当該端面部分１０ａの長手方向に沿わせて形成されている。
凸面部１２は、曲げ加工前の鋼板にプレス加工により断面Ｖ字状のビード１３をトレーリングアーム１の外周面を形成する側に向けて一連に突出形成して設けられている。

接触面１１は、凸面部１２を形成するビード１３のうちの稜線部分（頂部）１３ａを挟む一方の凸面部分で形成されている。
凸面部１２は、ビーム端面１０のうちの延設部２ｂにより形成される端面部分１０ａの夫々に対応させて、その長手方向に沿わせて各別に形成されている。

トーションビーム２は、所定強度でトレーリングアーム１に溶接固定することができるように、ビーム端面１０の全長のうちの少なくとも８０％以上の長さに亘る部分をトレーリングアーム１に溶接固定してある。

具体的には、図４（ａ），（ｃ）に示すように、トーションビーム２の長手方向両端部の夫々は、延設部２ｂにより形成される端面部分１０ａの夫々と各凸面部１２の接触面１１の夫々とを互いに面接触させた状態で、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、端面部分１０ａに沿うトーションビーム２の外周面とトレーリングアーム１（凸面部１２）の外周面とが交差する隅部に沿って溶接で肉盛１４を形成して、トレーリングアーム１の外周面に固定してある。

このため、溶接部分におけるビーム端面１０（端面部分１０ａ）とトレーリングアーム１との間に隙間が形成されるおそれが少なく、トーションビーム２とトレーリングアーム１との溶接部分に沿う固定強度にばらつきが生じ難いと共に、応力集中箇所も形成され難い。

〔第２実施形態〕
図５は、本発明の別実施形態を示す。
本実施形態では、トレーリングアーム１の外周面に、ビーム端面１０のうちの延設部２ｂにより形成される端面部分１０ａに対向可能な接触面１１を有する凹面部１５が、当該端面部分１０ａの長手方向に沿わせて形成されている。
この凹面部１５は、曲げ加工前の鋼板にプレス加工により断面Ｖ字状のビード１３をトレーリングアーム１の内周面を形成する側に向けて一連に突出形成して設けられている。

接触面１１は、凹面部１５を形成するビード１３のうちの稜線部分（頂部）１３ａを挟む一方の凹面部分で形成されている。
凹面部１５は、ビーム端面１０のうちの延設部２ｂにより形成される端面部分１０ａの夫々に対応させて、その長手方向に沿わせて各別に形成されている。

そして、図５（ａ），（ｃ）に示すように、トーションビーム２の長手方向両端部の夫々は、延設部２ｂにより形成される端面部分１０ａの夫々と各凹面部１５の接触面１１の夫々とを互いに面接触させた状態で、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、端面部分１０ａに沿うトーションビーム２の外周面とトレーリングアーム１（凹面部１５）の外周面とが交差する隅部に沿って溶接で肉盛１４を形成して、トレーリングアーム１の外周面に固定してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．本発明による車両用サスペンション構造は、ビーム端面をその全長に亘って接触面に面接触させて、トーションビームがトレーリングアームの外周面に断続的に溶接固定されていてもよい。
２．本発明による車両用サスペンション構造は、トーションビームがビーム端面の全長に亘ってトレーリングアームの外周面に溶接固定されていてもよい。
３．本発明による車両用サスペンション構造は、凸面部１２又は凹面部１５が、トーションビーム２における一対の延設部２ｂのうちの一方の延設部２ｂにのみ対応させて形成されていてもよい。

本発明は、左右一対のトレーリングアームと、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を有するトーションビームとを備え、トーションビームは、その長手方向両端部に形成されたビーム端面を備え、トーションビームの長手方向両端部の夫々が、左右一対のトレーリングアームの外周面に溶接固定されている乗用車や作業車などにおける車両用サスペンション構造に利用可能である。

１ トレーリングアーム
２ トーションビーム
１０ ビーム端面
１１ 接触面
１２ 凸面部
１５ 凹面部

Claims (1)

1. 左右一対のトレーリングアームと、Ｕ字状またはＶ字状の断面形状を有するトーションビームとを備え、
   前記トーションビームは、その長手方向両端部に形成されたビーム端面を備え、
   前記トレーリングアームの外周面には、前記ビーム端面に対向可能な接触面を有する凸面部又は凹面部が当該ビーム端面の長手方向に沿わせて形成され、
   前記トーションビームの長手方向両端部の夫々が、前記ビーム端面と前記接触面とを互いに面接触させて、前記左右一対のトレーリングアームの外周面に溶接固定されている車両用サスペンション構造。

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