特開 2023-131008 車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023131008

(43)【公開日】2023-09-21

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   B60G 9/04 20060101AFI20230913BHJP

【ＦＩ】

B60G9/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022035648

(22)【出願日】2022-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中川 幸彦

【テーマコード（参考）】

3D301

【Ｆターム（参考）】

3D301AA69

3D301AA85

3D301CA28

3D301DA94

3D301DB12

(57)【要約】

【課題】ビームとリインフォースメントとの溶接部分の終端近傍において、剛性の低下を抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】ビームと、アームと、リインフォースメントと、を備える。ビームの形材は、車幅方向に関して、ビームの一端を含む端部区間と、端部区間に隣接する中間区間とを有する。形材の車幅方向に延びるエッジには、端部区間と中間区間との間の境界に、端部区間に対して中間区間が突出するように段差が設けられている。形材の端部区間では、リインフォースメントのエッジの一部が、第１の溶接ビードに沿って形材の外面に溶接されている。形材の中間区間では、リインフォースメントのエッジの他の一部が、第２の溶接ビードに沿って形材の内面に溶接されている。第１の溶接ビードは、端部区間と中間区間との間の境界を超えて、中間区間内へ延びている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車幅方向に沿って延びる形材を有するビームと、
前記車幅方向に平行な中心軸に対して揺動可能であるとともに、前記ビームの一端が接続されたアームと、
前記ビームと前記アームとの両者に亘って溶接されたリインフォースメントと、
を備え、
前記ビームの前記形材は、前記車幅方向に関して、前記ビームの前記一端を含む端部区間と、前記端部区間に隣接する中間区間とを有し、
前記形材の前記車幅方向に延びるエッジには、前記端部区間と前記中間区間との間の境界に、前記端部区間に対して前記中間区間が突出するように段差が設けられており、
前記形材の前記端部区間では、前記リインフォースメントのエッジの一部が、第１の溶接ビードに沿って前記形材の外面に溶接されており、
前記形材の前記中間区間では、前記リインフォースメントの前記エッジの他の一部が、第２の溶接ビードに沿って前記形材の内面に溶接されており、
前記第１の溶接ビードは、前記端部区間と前記中間区間との間の前記境界を超えて、前記中間区間内へ延びている、
車両。

【請求項2】

前記第１の溶接ビードの前記車幅方向内側に位置する一端と、前記第２の溶接ビードの前記車幅方向外側に位置する一端とは、前記車幅方向に平行な同一直線上に位置する、請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記リインフォースメントの一部は、前記第１の溶接ビードとともに、前記端部区間と前記中間区間との間の前記境界を超えて、前記中間区間内へ延びている、請求項１又は２に記載の車両。

【請求項4】

前記ビームは、トーションビーム式サスペンションのトーションビームであり、
前記アームは、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である、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両。

【請求項5】

前記ビームは、前記車幅方向に沿って延びるとともに、その両端が前記形材に接続されたバーを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、車両の車幅方向に沿って延びる形材を有するビームを補強する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、車両の車幅方向に沿って延びるビーム（例えば、トーションビーム）と、車幅方向に平行な中心軸に対して揺動可能であるとともに、ビームの一端が接続されたアーム（例えば、トレーリングアーム）と、ビームとアームとの両者に亘って溶接されたリインフォースメントと、を備える車両が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－０５２２３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、車両に前方衝突が発生した場合、車幅方向に延びるビーム対して、車幅方向に直交する方向（例えば、車両前後方向）の大きな荷重が加えられる。ビームとリインフォースメントとの溶接部分では、リインフォースメントによって、ビームの剛性が向上する。しかしながら、ビームの溶接部分の終端近傍におけるリインフォースメントが溶接されていない部分（以下、非溶接部分と称する）では、非溶接部分の剛性が、溶接部分と比較して低下することがある。その結果、衝突時の大きな荷重がビームに加えられた場合に、非溶接部分で、ダメージが生じるおそれがある。本明細書では、ビームの非溶接部分において、剛性の低下を抑制することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本明細書が開示する車両は、ビームと、アームと、リインフォースメントと、を備える。ビームは、車幅方向に沿って延びる形材を有する。アームは、前記車幅方向に平行な中心軸に対して揺動可能であるとともに、前記ビームの一端が接続されている。リインフォースメントは、前記ビームと前記アームとの両者に亘って溶接されている。前記ビームの前記形材は、前記車幅方向に関して、前記ビームの前記一端を含む端部区間と、前記端部区間に隣接する中間区間とを有する。前記形材の前記車幅方向に延びるエッジには、前記端部区間と前記中間区間との間の境界に、前記端部区間に対して前記中間区間が突出するように段差が設けられている。前記形材の前記端部区間では、前記リインフォースメントのエッジの一部が、第１の溶接ビードに沿って前記形材の外面に溶接されている。前記形材の前記中間区間では、前記リインフォースメントの前記エッジの他の一部が、第２の溶接ビードに沿って前記形材の内面に溶接されている。前記第１の溶接ビードは、前記端部区間と前記中間区間との間の前記境界を超えて、前記中間区間内へ延びている。

【0006】

上述した構成によると、ビームの形材は、形材の端部区間ではリインフォースメント及び第１の溶接ビードによって外面から補強され、中間区間では、リインフォースメント及び第２の溶接ビードによって内面から補強される。これにより、形材は、リインフォースメントによって両面から補強される。しかしながら、本発明者らは、形材の両面からリインフォースを補強する構造において、端部区間と中間区間の間の境界、すなわち、リインフォースメントのエッジが形材の外面から内面に跨る部分において、ビームの剛性が局所的に低下することを発見した。上述した構成によると、第１の溶接ビードは、端部区間と中間区間との間の境界を超えて、中間区間内へ延びている。このため、第１の溶接ビードが、端部区間と中間区間との間の境界部分を補強する。このように、本明細書が開示する車両は、ビームの非溶接部分において、剛性の低下を抑制することができる。

【0007】

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施例の車両１００のサスペンション２の斜視図を示す。

【図2】図１の破線ＩＩの範囲の拡大図を示す。

【図3】第１実施例のサスペンション２の下面視を示す。

【図4】第２実施例のサスペンション２ａの下面視を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本技術の一実施形態では、前記第１の溶接ビードの前記車幅方向内側に位置する一端と、前記第２の溶接ビードの前記車幅方向外側に位置する一端とは、前記車幅方向に平行な同一直線上に位置してもよい。このような構成によると、ビームに直交する方向に荷重が加えられた場合に、当該荷重が、第１の溶接ビードと第２の溶接ビードとの両者に均等に伝達される。その結果、一方の溶接ビードへの荷重が局所的に大きくならないため、ビームの剛性を向上させることができる。

【0010】

本技術の一実施形態では、前記リインフォースメントの一部は、前記第１の溶接ビードとともに、前記端部区間と前記中間区間との間の前記境界を超えて、前記中間区間内へ延びてもよい。このような構成によると、リインフォースメントの一部が、リインフォースメントのエッジが形材の外面から内面にわたって乗り換える部分を補強する。ビームの非溶接部分において、剛性の低下を抑制することができる。

【0011】

本技術の一実施形態では、前記ビームは、トーションビーム式サスペンションのトーションビームであり、前記アームは、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であってもよい。但し、別の実施形態では、ビーム及びアームは、例えば、スイングアクスル式のサスペンションを構成してもよい。

【0012】

本技術の一実施形態では、前記ビームは、前記車幅方向に沿って延びるとともに、その両端が前記形材に接続されたバーを有してもよい。但し、別の実施形態では、ビームは形材のみで構成され、バーを有さなくてもよい。

【0013】

（実施例）
図面を参照して実施例の車両について説明する。図１は、実施例の車両１００の下方から見たサスペンション２の斜視図を示す。サスペンション２は、いわゆるトーションビーム式のサスペンションである。サスペンション２は、トーションビーム３と、トーションビーム３の両端に接続された一対のトレーリングアーム８Ｒ、８Ｌと、一対のリインフォースメント１０Ｒ、１０Ｌと、を備える。以下では、車両１００の上方向（すなわち、図中座標軸の矢印ＵＰの方向）を、単に「上」と記載し、その反対方向を「下」と記載する。同様に、車両１００の前方向（すなわち、図中座標軸の矢印ＦＲの方向）を、単に「前」と記載し、その反対方向を「後」と記載する。さらに、車両１００の左方向（すなわち、図中座標軸の矢印ＬＨの方向）を「左」と記載し、その反対方向を「右」と記載する。また、車両１００の左右方向について「車幅方向」と記載することがある。

【0014】

車両１００は、前輪駆動車である。サスペンション２の両端には、車両１００の後輪（図示省略）が回転可能に接続される。すなわち、サスペンション２は、車両１００の車幅方向に延びている。一対のトレーリングアーム８Ｒ、８Ｌは、車両１００の後輪を介して路面から受ける反力によって、車両１００の上下方向に揺動する。すなわち、一対のトレーリングアーム８Ｒ、８Ｌは、車両１００の車幅方向に平行な軸を中心として揺動可能である。これにより、一対のトレーリングアーム８Ｒ、８Ｌは、当該反力を懸架ばね（図示省略）に伝達する。懸架ばねは、一対のトレーリングアーム８Ｒ、８Ｌから伝達された反力を吸収する。

【0015】

トーションビーム３は、形材４と、バー６と、を備える。トーションビーム３は、一対のトレーリングアーム８Ｒ、８Ｌを連結する部材である。トーションビーム３は、例えば、路面から車両１００の左右の後輪へ異なる反力が付加されたときに、自身が変形することによって、一対のトレーリングアーム８Ｒ、８Ｌの相対的な揺動を許容する。

【0016】

形材４は、板状の鋼材によって構成され、バー６に沿って車幅方向に延びている。形材４は、車両１００の上側（すなわち、図１の紙面右側）からバー６を覆う。詳細は後述するが、形材４は、バー６の後側（すなわち、図１の紙面上側）を覆うように屈曲している。形材４の内面は、バー６と対向する。

【0017】

形材４の右側の端は、トレーリングアーム８Ｒに溶接によって接続されている。形材４とトレーリングアーム８Ｒとの両者には、リインフォースメント１０Ｒが溶接によって固定されている。同様に、形材４の左側の端は、トレーリングアーム８Ｌに接続されている。形材４とトレーリングアーム８Ｌとの両者には、リインフォースメント１０Ｌが溶接によって固定されている。

【0018】

バー６は、車幅方向に延びるパイプ材であり、形材４の内側に配置される。詳細は図２を参照して後述するが、バー６の右側の端は、形材４の右側の端部と、リインフォースメント１０Ｒとに接続されている。同様に、バー６の左側の端は、形材４の左側の端部と、リインフォースメント１０Ｌとに接続されている。

【0019】

一対のリインフォースメント１０Ｒ、１０Ｌは、板状の鋼材によって構成される。リインフォースメント１０Ｒは、形材４の右側端部の内面と対向する。リインフォースメント１０Ｒは、形材４とともにバー６を挟み込む。リインフォースメント１０Ｒの左側の先端部には、Ｕ字形状のスリットが設けられている。当該スリットにより、リインフォースメント１０Ｒは、上下に分岐する。バー６は、リインフォースメント１０Ｒのスリットを通過して車幅方向に延びる。リインフォースメント１０Ｌは、リインフォースメント１０Ｒと同様の構成を有する。サスペンション２は、車幅方向に対称形状を有する。このため、本明細書では、主に、サスペンション２の右側端部の構造について説明する。

【0020】

図２を参照して、各部材４、６、１０Ｒの詳細構造について説明する。図２は、図１の破線ＩＩに囲まれた範囲の拡大図を示す。先に述べたように、バー６は、形材４とリインフォースメント１０Ｒとの間を車幅方向に延びている。バー６の右側端には、接合部材７が設けられている。接合部材７は、形材４の内面と、リインフォースメント１０Ｒの内面とに固定されている。すなわち、バー６は、接合部材７を介して、形材４及びリインフォースメント１０Ｒに接続されている。

【0021】

形材４は、形材４の車両内側（すなわち、図２の紙面左側）に位置するフランジ４Ｆを備える。フランジ４Ｆは、形材４の後側（すなわち、図２の紙面上側）の面から後方に延びている。フランジ４Ｆは、形材４の剛性を向上させる。車幅方向に関して、フランジ４Ｆは、形材４の右側の端まで延びておらず、リインフォースメント１０Ｒの中央部付近まで延びている。

【0022】

形材４は、さらに、エッジ４０を備える。エッジ４０は、形材４の端末線である。エッジ４０は、車幅方向の内側では、フランジ４Ｆの先端を車幅方向に延びる。エッジ４０は、車幅方向の外側では、フランジ４Ｆの右側の終端線に沿って前方（すなわち、図２の紙面下方）に延びた後、さらに上方（すなわち、図２の紙面右側）に延びる。その結果、エッジ４０は、フランジ４Ｆの右側の終端部に位置する段差４２を備える。エッジ４０は、段差４２に沿って上方に移動した後、車幅方向の外側で、再び車幅方向に延びる。このように、形材４のエッジ４０は、上下に変位する。

【0023】

段差４２の左側では、リインフォースメント１０Ｒは、形材４のフランジ４Ｆの前側（すなわち、図２の紙面下側）に延び、形材４の内面と溶接される。リインフォースメント１０Ｒは、段差４２の右側では、形材４のエッジの後側（すなわち、図２の紙面上側）に延び、形材４の外面と溶接される。このように、リインフォースメント１０Ｒは、段差４２の左側で形材４を内面側から補強し、段差４２の右側で形材４を外面側から補強する。これにより、リインフォースメント１０Ｒを形材４の両側から補強することができる。その結果、サスペンション２のトーションビーム３の剛性を向上させることができる。

【0024】

しかしながら、リインフォースメント１０Ｒが形材４の内面から外面に跨る部位では、リインフォースメント１０Ｒと形材４とを溶接することができない。本発明者らは、段差４２近傍において、トーションビーム３の剛性が低下し得ることを発見した。以下、図３を参照して、本実施例の車両１００が、段差４２近傍において、トーションビーム３の剛性が低下することを防止するために備える構造について説明する。

【0025】

図３は、形材４とリインフォースメント１０Ｒとの接合部の詳細構造を示す背面図である。なお、図３及び図４では、図の下側が車両１００の上側を示す。形材４は、車幅方向に関して、端部区間Ｓ２と、端部区間Ｓ２に隣接する中間区間Ｓ１と、を備える。端部区間Ｓ２は、形材４の右側（すなわち、図３の紙面左側）端部に位置しており、トレーリングアーム８Ｒと接合される。中間区間Ｓ１は、車幅方向に関して、形材４の中央部分に位置している。

【0026】

中間区間Ｓ１では、形材４のエッジ４０は、端部区間Ｓ２における形材４のエッジ４０よりも下方（すなわち、図３の紙面上方）に突出している。その結果、各区間Ｓ１、Ｓ２の境界Ｂ１には、車両１００の上下方向に延びる段差４２が設けられる。

【0027】

先に述べたように、リインフォースメント１０Ｒは、形材４を、両側から補強する。中間区間Ｓ１では、リインフォースメント１０Ｒのエッジの中間部１１が形材４の内面（すなわち、図３の紙面奥側の面）に溶接され、端部区間Ｓ２では、リインフォースメント１０Ｒのエッジの端部１２が形材４の外面に溶接される。リインフォースメント１０Ｒのエッジの中間部１１は、第１の溶接ビード２１に沿って形材４の内面に溶接される。リインフォースメント１０Ｒのエッジの端部１２は、第２の溶接ビード２２に沿って形材４の外面に溶接される。これにより、リインフォースメント１０Ｒは、形材４を両側から補強することができる。

【0028】

図３に示されるように、第２の溶接ビード２２は、リインフォースメント１０Ｒのエッジの端部１２の終端を超えて、車幅方向に延びている。第２の溶接ビード２２は、さらに、各区間Ｓ１、Ｓ２の境界Ｂ１を、距離Ｗ１だけ超えて、車幅方向に延びている。その結果、第２の溶接ビード２２は、中間区間Ｓ１内に距離Ｗ１だけ入り込む。第２の溶接ビード２２は、溶接棒（図示省略）を溶融することによって形成される。このため、リインフォースメント１０Ｒのエッジの端部１２の終端を超えて車幅方向に延びている第２の溶接ビード２２は、形材４の外面の厚みを増加させる。その結果、第２の溶接ビード２２は、形材４の外面（すなわち、図３の紙面手前側の面）を補強する。このように、本実施例の車両１００では、第２の溶接ビード２２が各区間Ｓ１、Ｓ２の境界Ｂ１を超えて車幅方向に延びているため、段差４２（すなわち、境界Ｂ１）近傍において、トーションビーム３の剛性が低下することを防止することができる。

【0029】

さらに、第２の溶接ビード２２は、車両内側（すなわち、図３の紙面右側）ほど下方（すなわち、図３の紙面上方）に変位するように屈曲している。その結果、第２の溶接ビード２２の車両内側の端Ｅ２と、第１の溶接ビード２１の車両外側の端Ｅ１とは、車幅方向に平行な直線Ｌ１上に位置する。その結果、上下方向に関して、各端Ｅ１、Ｅ２とエッジ４０との間の距離は、略同一となる。これにより、例えば、車両下方からトーションビーム３に荷重が加えられた場合に、当該荷重は、各溶接ビード２１、２２に均等に伝達される。このため、一方の溶接ビードへの荷重が局所的に大きくならないため、トーションビーム３の剛性を向上させることができる。

【0030】

（第２実施例）
図４を参照して、第２実施例の車両１００が備えるサスペンション２ａの構造について説明する。第２実施例のサスペンション２ａは、上述した第１実施例のサスペンション２のリインフォースメント１０Ｒに代えて、リインフォースメント３０Ｒを備えるが、それ以外の構造については、同様である。

【0031】

第２実施例のリインフォースメント３０Ｒは、形材４の外面上をのびる延在部３１を有する。延在部３１は、リインフォースメント３０Ｒの一部である。延在部３１のエッジの端部３２は、車幅方向に沿って延びる。その結果、第２の溶接ビード２３の車両内側の端Ｅ３は、第１の溶接ビード２１の車両外側の端Ｅ１よりも上方（すなわち、図４の紙面下方）に位置する。延在部３１のエッジの端部３２は、第２の溶接ビード２３に沿って形材４の外面に溶接される。その結果、第２の溶接ビード２３が、各区間Ｓ１、Ｓ２の境界Ｂ１を距離Ｗ１だけ超えて、車幅方向に延びる。同様に、延在部３１も、境界Ｂ１を距離Ｗ１だけ超えて、車幅方向に延びる。これにより、本実施例のサスペンション２ａでは、第２の溶接ビード２３に加え、延在部３１が、段差４２（すなわち、境界Ｂ１）近傍を補強することができる。

【0032】

以上、本明細書で開示する技術の具体例を説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、以下の変形例を採用してもよい。

【0033】

（変形例１）サスペンション２は、トーションビーム式のサスペンションでなくてもよい。例えば、サスペンション２は、スイングアクスル式のサスペンションであってもよい。

【0034】

（変形例２）トーションビーム３は、バー６を備えなくてもよい。トーションビーム３は、バー６に代えて、別の形材を備えてもよい。

【0035】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0036】

２、２ａ ：サスペンション
３ ：トーションビーム
４ ：形材
４Ｆ ：フランジ
６ ：バー
７ ：接合部材
８Ｌ、８Ｒ ：トレーリングアーム
１０Ｌ、１０Ｒ、３０Ｒ ：リインフォースメント
１１ ：中間部
１２、３２ ：端部
２１ ：第１の溶接ビード
２２、２３ ：第２の溶接ビード
３１ ：延在部
４０ ：エッジ
４２ ：段差
１００ ：車両
Ｂ１ ：境界
Ｅ１、Ｅ２ ：端
Ｓ１ ：中間区間
Ｓ２ ：端部区間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】