特許 7533387 トーションビーム式サスペンション

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】トーションビーム式サスペンション

(51)【国際特許分類】

   B60G 9/04 20060101AFI20240806BHJP

【ＦＩ】

B60G9/04

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021113761

(22)【出願日】2021-07-08

(65)【公開番号】P2023010018

(43)【公開日】2023-01-20

【審査請求日】2023-10-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河津 俊宏

(72)【発明者】

【氏名】奈良 洋二

(72)【発明者】

【氏名】山内 洋二郎

【審査官】池田 晃一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１８２１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３３１７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２３６１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－１２００２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２１０２８３８１５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０３０６１７６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｇ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車長方向に延び、一端が車体に連結し、他端が車輪を支持する左右１対のトレーリングアームと、
車幅方向に延び、両端がそれぞれ左右１対の前記トレーリングアームに結合しているクロスビームと、
前記トレーリングアームの、前記クロスビームが結合している位置よりも車長方向において前記車輪の側に固定され、車幅方向内側に向けて延び、ダンパを前記トレーリングアームに連結するための連結部材と、
前記連結部材の車幅方向内側端と、前記クロスビームの、前記トレーリングアームに結合している位置よりも車幅方向内側の部分とに結合している補強ブラケットであって、当該補強ブラケットは、一端で前記連結部材と結合し、他端で前記クロスビームと結合する、水平面に対して交差する縦板部分を有する、補強ブラケットと、
を備えたトーションビーム式サスペンション。

【請求項2】

請求項１に記載のトーションビーム式サスペンションであって、前記補強ブラケットの前記縦板部分と前記クロスビームの結合位置が、前記補強ブラケットの前記縦板部分と前記連結部材の結合位置よりも車幅方向内側に位置する、トーションビーム式サスペンション。

【請求項3】

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であって、前記補強ブラケットの前記縦板部分の上縁と下縁の少なくとも一方に、当該補強ブラケットの前記連結部材との結合位置と、前記クロスビームとの結合位置との間に延びるフランジが形成されている、トーションビーム式サスペンション。

【請求項4】

請求項３に記載のトーションビーム式サスペンションであって、前記フランジは、前記クロスビームの表面に沿って延び、前記クロスビームに結合されている延伸部分を有する、トーションビーム式サスペンション。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載のトーションビーム式サスペンションであって、前記連結部材は、前記トレーリングアームと前記補強ブラケットとに挟持される、トーションビーム式サスペンション。

【請求項6】

請求項５に記載のトーションビーム式サスペンションであって、前記連結部材は、前記ダンパに備えられたブッシュの内筒である、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、トーションビーム式サスペンションに関し、特にその構造に関する。

【背景技術】

【0002】

車長方向に延び、一端において車体に連結し、他端において車輪を支持する、左右１対のトレーリングアームと、車幅方向に延びて両端がそれぞれ左右のトレーリングアームに結合しているクロスビームとを有するトーションビーム式サスペンションが知られている。トーションビーム式サスペンションは、クロスビームの位置が、車軸とほぼ一致するアクスルビーム型、トレーリングアームの車体連結部付近にあるピボットビーム型、これらの中間にあるカップルドビーム型に分類される。

【0003】

下記特許文献１には、カップルドビーム式のトーションビーム式サスペンションが示されている。下記特許文献１のサスペンションにおいて、スプリング（１４）を受けるスプリングシート（７）がトレーリングアーム（２）に溶接され、またトーションビーム（１１）に溶着されたガゼット（１２）に溶接されている（段落００２４，００３３等参照）。なお、上記の（ ）内の符号は、下記特許文献１で用いられた符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる符号とは関連しない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１０７６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ピボットビーム式およびカップルドビーム式のトーションビーム式サスペンションは、トレーリングアームが、クロスビームが結合する位置と車輪を支持する端の間が片持ち支持の梁構造となる。車輪に横力が加わると、トレーリングアームの片持ちの梁構造部分がたわむ。

【0006】

本発明は、車輪に加わる横力によるトレーリングアームのたわみを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るトーションビーム式サスペンションは、車長方向に延び、一端が車体に連結し、他端が車輪を支持する左右１対のトレーリングアームと、車幅方向に延び、両端がそれぞれ左右１対のトレーリングアームに結合しているクロスビームとを備える。さらに、本発明に係るサスペンションは、ダンパをトレーリングアームに連結するための連結部材を備え、連結部材は、トレーリングアームの、クロスビームが結合している位置よりも車長方向において車輪の側に固定され、車幅方向内側に向けて延びている。さらに、本発明に係るサスペンションは、連結部材の車幅方向内側端と、クロスビームの、トレーリングアームに結合している位置よりも車幅方向内側の部分とに結合している補強ブラケットを備える。補強ブラケットは、一端で連結部材と結合し、他端でクロスビームと結合する水平面に対して交差する縦板部分を有する。

【0008】

車輪に加わる横力の一部が連結部材および補強ブラケットを介してクロスビームに伝達される。

【0009】

さらに、補強ブラケットの縦板部分とクロスビームの結合位置が、補強ブラケットの縦板部分と連結部材の結合位置よりも車幅方向内側に位置するものとすることができる。補強ブラケットが車輪に加わる横力に対して傾斜して配置されることで、より大きな力を分担することができる。

【0010】

さらに、補強ブラケットは、当該補強ブラケットの縦板部分の上縁と下縁の少なくとも一方に、当該補強ブラケットの連結部材との結合位置と、クロスビームとの結合位置との間に延びるフランジが形成されているものとすることができる。フランジを設けることで、補強ブラケット自体の剛性を高めることができる。

【0011】

さらに、補強ブラケットのフランジは、クロスビームの表面に沿って延びてクロスビームに結合されている延伸部分を有するものとすることができる。延伸部分によって、補強ブラケットとクロスビームの結合部分の剛性を高めることができる。

【0012】

さらに、連結部材は、トレーリングアームと補強ブラケットとに挟持されるものとすることができ、特にダンパに備えられたブッシュの内筒とすることができる。

【発明の効果】

【0013】

補強ブラケットが、車輪に加わる応力の一部を負担することにより、トレーリングアームのたわみを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】カップルドビーム型のトーションビーム式サスペンションの概略構成を示す図である。

【図2】右側のトレーリングアームおよびその周囲の構成をスプリング－ダンパユニットを取り外して示す斜視図である。

【図3】右側のトレーリングアームおよびその周囲の構成をスプリング－ダンパユニットを取り外して示す平面図である。

【図4】右側のトレーリングアームおよびその周囲の構成を示す背面図である。

【図5】単体の補強ブラケットを示す斜視図である。

【図6】単体の補強ブラケットを、図５とは別の角度から見た状態を示す斜視図である。

【図7】単体の補強ブラケットを示す平面図である。

【図8】単体の補強ブラケットを示す側面図である。

【図9】単体の補強ブラケットを示す背面図である。

【図10】補強ブラケットの作用を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。以下の説明において、特段の断りがない限り、前後左右上下等の相対位置および向きを表す語句は、車両に関する相対位置および向きを表す。また、車両の前後方向を車長方向、車両の左右方向を車幅方向と記す。車幅方向において、車長方向に延びる中心線に近い側を車幅方向内側、遠い側を車幅方向外側と記す。各図において、矢印ＦＲの向きが前方、矢印ＲＲの向きが後方、矢印ＵＰの向きが上方、矢印ＬＨの向きが左方、矢印ＲＨの向きが右方、矢印ＯＵＴの向きが車幅方向外側である。

【0016】

図１は、乗用車に広く普及しているカップルドビーム型のトーションビーム式サスペンション１０の概略構成を示す斜視図である。トーションビーム式サスペンション１０は、車長方向に延びる左右１対のトレーリングアーム１２と、車幅方向に延び、両端がそれぞれ左右のトレーリングアーム１２に結合されたクロスビーム１４を備える。トレーリングアーム１２は、一端、特に前端１２ａが車体に連結され、他端、特に後端１２ｂが車輪１６（図４参照）を支持する。図１においては、車輪１６が結合されるホイールハブ１８が示されている、トレーリングアーム１２には、ホイールハブ１８を回転可能に支持するハブキャリア（不図示）が固定されるハブキャリア台座２０（図２参照）が設けられている。クロスビーム１４は、トレーリングアーム１２の前端１２ａと後端１２ｂの間の位置に結合されている。左右のトレーリングアーム１２の、クロスビーム１４が結合している位置よりも後端側に、スプリング－ダンパユニット２２が配置されている。スプリング－ダンパユニット２２は、ダンパ２４と、ダンパ２４を取り巻くように配置されたコイルスプリング２６を含む（図４参照）。ダンパとコイルスプリングは、別々に配置されてもよい。

【0017】

トレーリングアーム１２は、その前端１２ａにおいて、車幅方向に直交する面内で回動可能に車体に支持され、この回動運動により車輪１６の上下方向の運動が許容される。左右の車輪１６が同位相で上下運動する場合、車輪１６の上下運動は、スプリング－ダンパユニット２２によって抑制される。左右の車輪１６が逆位相で運動する場合、または左右のサスペンションストロークが異なる場合、クロスビーム１４がねじられ、スプリング－ダンパユニット２２に加えクロスビーム１４によっても車輪１６の運動が抑制される。

【0018】

図２～４は、本発明に係るトーションビーム式サスペンション１０の、右側のトレーリングアーム１２およびその周囲の構成を示す図であり、図２は右後方上方から見下ろした状態を示す斜視図、図３は平面図、図４は背面図である。

【0019】

トレーリングアーム１２の前端１２ａには前端ブッシュ２８が設けられている。前端ブッシュ２８は、同軸に配置された外筒と内筒の間にゴムが充填された構造を有し、ゴムの弾性により外筒と内筒の相対変位が許容される。前端ブッシュ２８の内筒が車体に対して固定される。前端ブッシュ２８のゴム部分の変形により、車体に対するトレーリングアーム１２の動きが許容される。前述のように、トレーリングアーム１２の後端１２ｂには、ハブキャリア台座２０が設けられている。トレーリングアーム１２の前端１２ａと後端１２ｂの間の位置にクロスビーム１４が、例えば溶接によって結合されている。

【0020】

トレーリングアーム１２の車幅方向内側には、補強ブラケット３０が配置されている。補強ブラケット３０の前縁は、クロスビーム１４の、トレーリングアーム１２に接合する端よりも車幅方向内側の位置に、溶接等の手法によって接合されている。補強ブラケット３０は、クロスビーム１４から後方かつ下方に向けて、トレーリングアーム１２と並列するように延びている。

【0021】

補強ブラケット３０と、トレーリングアーム１２の車幅方向内側の側面との間に、ダンパ２４とトレーリングアーム１２を連結するための連結部材３２が配置されている。連結部材３２は、トレーリングアーム１２と補強ブラケット３０に固定される。連結部材３２は、ダンパ２４の下端に設けられたダンパロワブッシュ３４、特にダンパロワブッシュ３４の内筒である。ダンパロワブッシュ３４は、前述の前端ブッシュ２８と同様、同軸に配置された外筒と内筒の間にゴムが充填された構造を有する。以下、ダンパロワブッシュ３４の内筒に符号３２を付して説明する。

【0022】

トレーリングアーム１２は、車幅方向内側の側面にダンパロワブッシュ３４の内筒３２を受けるロワブッシュ受け座３６を有している。ダンパロワブッシュ３４の内筒３２を貫通するボルト３８をロワブッシュ受け座３６に固定されたナット（不図示）にねじ結合することにより、内筒３２をロワブッシュ受け座３６と補強ブラケット３０によって挟持して、ダンパロワブッシュ３４をトレーリングアーム１２に固定する。これにより、内筒３２は、トレーリングアーム１２の側面から車幅方向内側に向けて延びた状態でトレーリングアーム１２に固定され、またダンパ２４がトレーリングアーム１２と連結する。

【0023】

図５～９は、補強ブラケット３０を単体で示す図である。図５，６は斜視図、図７は平面図、図８は側面図、図９は背面図である。補強ブラケット３０は、全体として水平面に対して交差するように配置されている。特に、補強ブラケット３０の主要部分である縦板部分４０は、水平面に対して交差するように、特に縦方向に配置され、前端でクロスビーム１４の、それ自身の長手方向に対する側面に結合し、後端でダンパロワブッシュ３４の内筒３２に結合している。ここで、水平面とは、車体の上下方向に直交する平面である。縦板部分は、クロスビーム１４に対して、例えば溶接によって結合され、またダンパロワブッシュ３４の内筒３２に対しては、ボルト３８の締結力により結合される。ボルト３８は、内筒３２の中空空間を貫通すると共に、補強ブラケット３０、特に縦板部分４０に形成されたボルト孔４２を貫通し、締結力により補強ブラケット３０と内筒３２を結合する。補強ブラケット３０の縦板部分４０は、クロスビーム１４との結合位置が、内筒３２との結合位置よりも車幅方向において内側に寸法ｄだけずれている。

【0024】

縦板部分４０の上縁および下縁にはフランジ４４，４６が設けられている。上縁に設けられたフランジを上縁フランジ４４、下縁に設けられたフランジを下縁フランジ４６と記す。上縁フランジ４４および下縁フランジ４６は、補強ブラケット３０の、クロスビーム１４との結合位置と、内筒３２との結合位置との間に延びている。また、上縁フランジ４４は、縦板部分４０の上縁から車幅方向内側に向けて延びており、下縁フランジ４６は、縦板部分４０の下縁から車幅方向外側に向けて延びている。上縁フランジ４４および下縁フランジ４６を設けることにより、縦板部分４０の剛性が向上する。また、上縁フランジ４４と下縁フランジ４６のいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。

【0025】

上縁フランジ４４は、クロスビーム１４側の端に、クロスビーム１４の表面に沿って延びる延伸部分４８を有している。延伸部分４８は、概略車幅方向内側に向けて延び、その先端において、やや上方に向けて斜めに延びている。延伸部分４８は、溶接等によってクロスビーム１４に結合されている。また、下縁フランジ４６は、クロスビーム１４側の端に、クロスビーム１４の表面に沿って延びる延伸部分５０を有している。延伸部分５０は、概略車幅方向外側に向けて延び、溶接等によってクロスビーム１４に結合されている。上縁フランジ４４の延伸部分４８および下縁フランジ４６の延伸部分５０がクロスビーム１４と結合することによって、クロスビーム１４に対する補強ブラケット３０の倒れが抑制され、結合剛性が高められる。

【0026】

図１０は、補強ブラケット３０の作用を説明するための図である。車輪１６からの横力Ｆ１は、トレーリングアーム１２の、クロスビーム１４との結合位置より後方の部分を車幅方向内側に曲げるように作用する。横力Ｆ１の一部が、ダンパロワブッシュ３４の内筒３２と補強ブラケット３０を介して分力Ｆ２，Ｆ３としてクロスビーム１４に伝わる。トレーリングアーム１２に加わる横力Ｆ１の一部を補強ブラケット３０が負担することで、トレーリングアーム１２の曲げが抑制される。

【0027】

補強ブラケット３０の縦板部分４０がクロスビーム１４に結合する位置が、内筒３２に結合する位置よりも車幅方向において寸法ｄだけ内側に位置することで、補強ブラケット３０を介して伝わる分力が、車幅方向の成分を有する。これにより、寸法ｄが０の場合、つまり、縦板部分４０の前端と後端の結合位置が車幅方向においてそろっている場合に比して、補強ブラケット３０が横力Ｆ１を負担する割合が高くなり、トレーリングアーム１２の曲げが抑制される。

【0028】

また、この実施形態においては、ダンパロワブッシュ３４がトレーリングアーム１２と補強ブラケット３０によって両持ち支持となる。このため、トレーリングアーム１２による片持ち支持の場合に比べて、ダンパ２４とトレーリングアーム１２の連結剛性を高めることができる。

【0029】

上述のトーションビーム式サスペンションは、カップルドビーム型であったが、トレーリングアームの車体に連結される側の端付近にクロスビームが配置されたピボットビーム型とすることもできる。

【符号の説明】

【0030】

１０ トーションビーム式サスペンション、１２ トレーリングアーム、１４ クロスビーム、１６ 車輪、２４ ダンパ、３０ 補強ブラケット、３２ 連結部材（内筒）、３４ ダンパロワブッシュ、４０ 縦板部分、４４ 上縁フランジ、４６ 下縁フランジ、４８ 上縁フランジの延伸部分、５０ 下縁フランジの延伸部分。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】