特許 7685969 トーションバーユニット

(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】2025-05-22

(45)【発行日】2025-05-30

(54)【発明の名称】トーションバーユニット

(51)【国際特許分類】

   F16F 1/366 20060101AFI20250523BHJP

   F16B 5/02 20060101ALI20250523BHJP

   F16F 1/36 20060101ALI20250523BHJP

   B60G 11/18 20060101ALI20250523BHJP

【ＦＩ】

F16F1/366

F16B5/02 G

F16F1/36 K

B60G11/18

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2022060729

(22)【出願日】2022-03-31

(65)【公開番号】P2023151232

(43)【公開日】2023-10-16

【審査請求日】2024-08-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】飯野 信次

(72)【発明者】

【氏名】上津原 才司

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 拓也

【審査官】杉山 豊博

(56)【参考文献】

【文献】実公昭３９－０２１７０７（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２０１４－２０１１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０９８２３０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｆ １／３６６

Ｆ１６Ｂ ５／０２

Ｆ１６Ｆ １／３６

Ｂ６０Ｇ １１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維強化複合材からなり、第１方向に延在する筒形状のトーションバーと、
前記トーションバーの端部を保持する第１溝部を有する第１保持部材と、
前記第１溝部と向かい合う位置に前記トーションバーの前記端部を保持する第２溝部を有し、前記第１保持部材を重ね合わせることで、前記第１溝部と前記第２溝部とにより前記トーションバーの前記端部を挟んで保持する第２保持部材と、
前記端部において前記筒形状の中空部に挿入された芯棒と、を有する、トーションバーユニット。

【請求項2】

前記芯棒を前記筒形状の中空部に挿入する方向において、前記芯棒の先端部の角部は丸みを帯びた形状又はテーパー形状である、請求項１に記載のトーションバーユニット。

【請求項3】

前記トーションバーの前記端部の形状は、多角筒形状である、請求項１に記載のトーションバーユニット。

【請求項4】

前記多角筒形状は、四角筒形状、六角筒形状、又は八角筒形状である、請求項３に記載のトーションバーユニット。

【請求項5】

前記第２保持部材は、前記第２溝部の近傍に貫通孔を有し、
前記第１保持部材は、前記貫通孔と向かい合う位置にボルト穴を有し、
前記第１保持部材は、前記第２保持部材の前記貫通孔に挿入されたボルトによって、前記第２保持部材と固定される、請求項１に記載のトーションバーユニット。

【請求項6】

繊維強化複合材からなり、第１方向に延在する筒形状のトーションバーと、
前記トーションバーの端部を保持する第１溝部を有する第１保持部材と、
前記第１溝部と向かい合う位置に前記トーションバーの前記端部を保持する第２溝部を有し、前記第１保持部材を重ね合わせることで、前記第１溝部と前記第２溝部とにより前記トーションバーの前記端部を挟んで保持する第２保持部材と、を有し、
前記第２保持部材は、前記第２溝部の近傍に前記第１保持部材と対向する面から突出するインロー凸部と、前記インロー凸部を貫通する貫通孔と、を有し、
前記第１保持部材は、前記インロー凸部と係合するインロー凹部と、前記インロー凹部の底面に形成されて、前記貫通孔に対応する位置に設けられたボルト穴と、を有する、トーションバーユニット。

【請求項7】

繊維強化複合材からなり、第１方向に延在する筒形状のトーションバーと、
前記トーションバーの端部を保持する第１溝部を有する第１保持部材と、
前記第１溝部と向かい合う位置に前記トーションバーの前記端部を保持する第２溝部を有し、前記第１保持部材を重ね合わせることで、前記第１溝部と前記第２溝部とにより前記トーションバーの前記端部を挟んで保持する第２保持部材と、を有し、
前記第２保持部材は、前記第２溝部の近傍に前記第１保持部材と対向する面に設けられたインロー凹部と、前記インロー凹部を貫通する貫通孔と、を有し、
前記第１保持部材は、前記インロー凹部と係合するインロー凸部と、前記インロー凸部において、前記貫通孔に対応する位置に設けられたボルト穴と、を有する、トーションバーユニット。

【請求項8】

前記第１保持部材は、接着材により前記第２保持部材と固定される、請求項１に記載のトーションバーユニット。

【請求項9】

前記第１溝部は、前記第１方向に沿って伸びており、
前記第１溝部に第３溝部が設けられ、
前記第２溝部は、前記第１方向に沿って伸びており、
前記第２溝部に第４溝部が設けられる、請求項８に記載のトーションバーユニット。

【請求項10】

前記第１保持部材及び前記第２保持部材は、溶接により固定される、請求項１に記載のトーションバーユニット。

【請求項11】

前記端部の太さは、前記トーションバーにおける前記端部以外の部分の太さよりも太い、請求項１に記載のトーションバーユニット。

【請求項12】

前記第１保持部材は、サスペンションアーム、アンカーアーム、又はトルクアームと一体形成される、請求項１に記載のトーションバーユニット。

【請求項13】

前記端部において前記筒形状の中空部に挿入された芯棒をさらに有する、請求項６又は７に記載のトーションバーユニット。

【請求項14】

前記芯棒を前記筒形状の中空部に挿入する方向において、前記芯棒の先端部の角部は丸みを帯びた形状又はテーパー形状である、請求項１３に記載のトーションバーユニット。

【請求項15】

前記トーションバーの前記端部の形状は、多角筒形状である、請求項６又は７に記載のトーションバーユニット。

【請求項16】

前記多角筒形状は、四角筒形状、六角筒形状、又は八角筒形状である、請求項１５に記載のトーションバーユニット。

【請求項17】

前記第１保持部材は、前記第２保持部材の前記貫通孔に挿入されたボルトによって、前記第２保持部材と固定される、請求項６又は７に記載のトーションバーユニット。

【請求項18】

前記第１保持部材は、接着材により前記第２保持部材と固定される、請求項６又は７に記載のトーションバーユニット。

【請求項19】

前記第１溝部は、前記第１方向に沿って伸びており、
前記第１溝部に第３溝部が設けられ、
前記第２溝部は、前記第１方向に沿って伸びており、
前記第２溝部に第４溝部が設けられる、請求項１８に記載のトーションバーユニット。

【請求項20】

前記端部の太さは、前記トーションバーにおける前記端部以外の部分の太さよりも太い、請求項６又は７に記載のトーションバーユニット。

【請求項21】

前記第１保持部材は、サスペンションアーム、アンカーアーム、又はトルクアームと一体形成される、請求項６又は７に記載のトーションバーユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一実施形態は、トーションバーユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両用サスペンションとして、トーションバー式サスペンションが用いられている。トーションバー式サスペンションは、車輪を支持すると共に車体に対して回転可能に連結されたアーム機構と、アーム機構と車体との間に連結され、アーム機構の揺動に応じて捩れ変形するトーションバースプリング（以下、トーションバーと略称する）とを備えている。

【0003】

トーションバーをアーム機構に連結する場合、トーションバーの端部において、切削等により形成されたセレーションを、アーム機構の一部品であるトルクアームに形成された穴に嵌め込むことで、回転方向を固定していた。

【0004】

また、鋼製のトーションバーは、長くて重いという欠点があるが、繊維強化合成樹脂（以下、ＦＲＰともいう）を用いることで、トーションバーの軽量化を図ることが望まれている（特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】実開昭５８－１０４４３９号公報

【文献】実開昭５８－１０４４４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来、ＦＲＰを用いたトーションバーは、繊維の存在による難加工性、また繊維の切断による強度低下の懸念から端部にセレーションを形成することが困難である。また、ＦＲＰは、素材そのもののばらつきが原因で、圧入に対応できるほどの形状精度を出すことが困難である。したがって、ＦＲＰを用いたトーションバーを形成する場合、端部の形状に合わせて、トルクアームを個々に加工する必要がある。

【0007】

本発明の一実施形態は、ＦＲＰを用いたトーションバーの端部においてＦＲＰを加工することなく、トーションバーを確実に固定することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係るトーションバーユニットは、繊維強化複合材からなり、第１方向に延在する筒形状のトーションバーと、トーションバーの端部を保持する第１溝部を有する第１保持部材と、第１溝部と向かい合う位置にトーションバーの端部を保持する第２溝部を有し、第１保持部材を重ね合わせることで、第１溝部と第２溝部とによりトーションバーの端部を挟んで保持する第２保持部材と、を有する。

【0009】

上記構成において、端部において筒形状の中空部に挿入された芯棒をさらに有する。

【0010】

上記構成において、芯棒を筒形状の中空部に挿入する方向において、芯棒の先端部の角部は丸みを帯びた形状又はテーパー形状である。

【0011】

上記構成において、トーションバーの端部の形状は、多角筒形状である。

【0012】

上記構成において、多角筒形状は、四角筒形状、六角筒形状、又は八角筒形状である。

【0013】

上記構成において、第２保持部材は、第２溝部の近傍に貫通孔を有し、第１保持部材は、貫通孔と向かい合う位置にボルト穴を有し、第１保持部材は、第２保持部材の貫通孔に挿入されたボルトによって、第２保持部材と固定される。

【0014】

上記構成において、第２保持部材は、第２溝部の近傍に第１保持部材と対向する面から突出するインロー凸部と、インロー凸部を貫通する貫通孔と、を有し、第１保持部材は、インロー凸部と係合するインロー凹部と、インロー凹部の底面に形成されて、貫通孔に対応する位置に設けられたボルト穴と、を有する。

【0015】

上記構成において、第２保持部材は、第２溝部の近傍に第１保持部材と対向する面に設けられたインロー凹部と、インロー凹部を貫通する貫通孔と、を有し、第１保持部材は、インロー凹部と係合するインロー凸部と、インロー凸部において、貫通孔に対応する位置に設けられたボルト穴と、を有する。

【0016】

上記構成において、第１保持部材は、接着材により第２保持部材と固定される。

【0017】

上記構成において、第１溝部は、第１方向に沿って伸びており、第１溝部に第３溝部が設けられ、第２溝部は、第１方向に沿って伸びており、第２溝部に第４溝部が設けられる。

【0018】

上記構成において、第１保持部材及び第２保持部材は、溶接により固定される。

【0019】

上記構成において、端部の太さは、トーションバーにおける端部以外の部分の太さよりも太い。

【0020】

第１保持部材は、サスペンションアーム、アンカーアーム、又はトルクアームと一体形成される。

【発明の効果】

【0021】

本発明の一実施形態によれば、ＦＲＰを用いたトーションバーの端部においてＦＲＰを加工することなく、トーションバーを確実に固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係るトーションバーユニットの概要図である。

【図2A】トーションバーの全体図である。

【図2B】トーションバーの端部の拡大図である。

【図3A】トーションバーの端部の拡大図である。

【図3B】トーションバーの端部の拡大図である。

【図4A】トーションバーの端部の断面図である。

【図4B】トーションバーの端部の断面図である。

【図5】２つの保持部材の正面図である。

【図6】２つの保持部材及びトーションバーの端部の正面図である。

【図7】保持部材の第１面を示す図である。

【図8】保持部材の第１面を示す図である。

【図9】トーションバーの端部の拡大図である。

【図10】トーションバーの端部の拡大図である。

【図11A】保持部材の第１面を示す図である。

【図11B】保持部材の第１面を示す図である。

【図12】トルクアームと一体に形成されたトーションバーユニットの概要図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0024】

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本発明の各実施形態において、既出の図面に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

【0025】

本明細書等において、同一または類似する複数の構成を総じて表記する際には、同一の符号または同一の符号に大文字のアルファベットを添えて表記する場合がある。一つの構成のうちの複数の部分をそれぞれ区別して表記する際には、同一の符号を用い、さらにハイフンと自然数を用いる場合がある。

【0026】

本明細書等において、各構成に付記される「第１」、「第２」、または「第３」などの文字は、各構成を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限り、それ以上の意味を有さない。

【0027】

（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の一実施形態に係るトーションバーユニット１００について、図１～図１２を参照して説明する。

【0028】

図１は、本発明の一実施形態に係るトーションバーユニット１００の概要図である。図２Ａは、トーションバー１１０の全体図であり、図２Ｂは、トーションバー１１０の端部１１２の拡大図である。トーションバーユニット１００は、トーションバー１１０と、トーションバー１１０を保持する保持部材１２１及び保持部材１２２と、を有する。トーションバーユニット１００は、トーションバー１１０の端部１１２の一方を保持部材１２１及び１２２によって固定し、端部１１２の他方をトルクアーム等に取り付けることにより、ばね機構を発現させる。

【0029】

図２Ａに示すように、トーションバー１１０は、繊維強化複合材からなり、第１方向に延在する筒形状を有している。繊維強化複合材料として、例えば、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、又は、アラミド繊維強化プラスチック等の繊維強化プラスチックを用いる。繊維として、ＣＮＦ（セルロールナノファイバー）、バサルト繊維、又はフラックス繊維などの天然由来の繊維を用いてもよい。繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として、エポキシ、ポリウレタン、不飽和ポリエステルが挙げられる。エポキシの圧縮強度は１０３ＭＰａ～１７３ＭＰａ、ポリウレタンの圧縮強度は１３８ＭＰａ、及び不飽和ポリエステルは８９ＭＰａ～２０７ＭＰａである。

【0030】

トーションバー１１０は、本体部１１１と、端部１１２と、を有している。ここで、トーションバー１１０の本体部１１１とは、端部１１２以外の部分をいう。図２Ｂに示すように、トーションバー１１０において、端部１１２の筒形状は、本体部１１１の筒形状とは異なっている。本体部１１１の形状が円筒形状であるのに対して、端部１１２の形状は多角筒形状である。トーションバー１１０において、本体部１１１及び端部１１２に亘って、円柱状の空間（中空部１１３ともいう）が設けられている。つまり、端部１１２の多角筒形状の内径（円柱の直径）は、本体部１１１の円筒形状の内径（円柱の直径）と実質的に同一である。本明細書等において、トーションバー１１０が伸びる方向を、第１方向Ｄ１と呼ぶ。トーションバー１１０は、例えば、シートワインディング製法、又はフィラメントワインディング製法により形成されている。トーションバー１１０は、成形用の芯棒にシートやフィラメント状の素材を巻き付けて、端部１１２のみ金型等で圧縮することで、多角筒形状を成形する。端部１１２は金型等で圧縮されるため、本体部１１１の太さと比べて細くなる。

【0031】

トーションバー１１０の端部１１２は、保持部材１２１と保持部材１２２とによって挟んで保持される部分である。そのため、トーションバー１１０の端部１１２は、圧縮強度が高いことが好ましい。繊維強化複合材料のマトリックス樹脂として、先に挙げた材料は圧縮強度が高い材料であるため好適である。

【0032】

端部１１２における圧縮強度を高めるために、トーションバー１１０の端部１１２における筒形状の中空部１１３には、芯棒１３０が設けられていてもよい。芯棒１３０の材質として、例えば、鉄、鋼、アルミニウム等の金属、合金、又は硬質な樹脂が挙げれられる。芯棒１３０の圧縮強度は、マトリックス樹脂の圧縮強度よりも高いことが好ましい。芯棒の材質として、マトリックス樹脂の圧縮強度よりも高い材質を適宜選択すればよい。図２Ｂにおいて、芯棒１３０を中実材であるとして図示しているが、本発明の一実施形態はこれに限定されず、芯棒１３０は、中空材であってもよい。

【0033】

図３Ａ及び図３Ｂは、トーションバー１１０の端部１１２の拡大図である。芯棒１３０を筒形状の中空部１１３に挿入する方向（第１方向Ｄ１）において、芯棒１３０の先端部１３１ａの角部１３１ｂは、面取り加工が施されていてもよい。面取りは、Ｒ面取り又はＣ面取りが好ましい。Ｃ面取りとは、ピン角を４５度の角度で平面に面取る方法である。Ｒ面取りとは、角を丸くする面取り方法である。図３Ａに示すように、芯棒１３０先端部１３１ａの角部１３１ｂがテーパー形状（Ｃ面取り）であることが好ましい。または、図３Ｂに示すように、芯棒１３０は、先端部１３１ａの角部１３１ｂが丸みを帯びた形状（Ｒ面取り）であることが好ましい。芯棒１３０の先端部１３１ａの角部１３１ｂがテーパー形状又は丸みを帯びた形状であることにより、芯棒１３０を中空部１１３に挿入する際に、中空部１１３に挿入しやすくなる。または、芯棒１３０を中空部１１３に挿入する際に、トーションバー１１０の中空部１１３が損傷することを抑制することができる。

【0034】

トーションバー１１０の端部１１２の形状は、多角筒形状である。言い換えると、トーションバー１１０が伸びる第１方向Ｄ１と垂直な第２方向Ｄ２に沿う端部１１２における断面形状は多角形である。多角筒形状の各角部は、面取り加工が施されていてもよい。面取りは、Ｒ面取り又はＣ面取りが好ましい。本実施形態において、端部１１２の形状は四角筒形状であり、四角筒形状の各角部は面取り加工が施されている場合について説明するが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。例えば、端部１１２の形状は、三角筒形状、五角筒形状、六角筒形状、七角筒形状、八角筒形状などであってもよい。トーションバー１１０の端部１１２の形成のしやすさを考慮すると、トーションバー１１０の形状は、四角筒形状、六角筒形状、八角筒形状であることが好ましい。また、多角筒形状の各角部は、第１方向Ｄ１に沿って面取り加工が施されていなくてもよい。

【0035】

本実施形態では、トーションバー１１０の端部１１２の太さは、本体部１１１の太さよりも細い場合について説明する。ここで、端部１１２の太さとは、端部１１２における断面形状の内接円の直径をいう。また、本体部１１１の太さとは、本体部１１１の断面形状が円形であるため、円の直径をいう。

【0036】

次に、トーションバー１１０の端部１１２に挿入する芯棒１３０の長さについて、図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。

【0037】

図４Ａは、芯棒１３０の長さＬ２が、端部１１２の長さＬ１よりも短い場合について図示している。図４Ｂは、芯棒１３０の長さＬ２が、端部１１２の長さＬ１よりも長い場合について図示している。図示したように、芯棒１３０の第１方向における長さＬ２は、端部１１２の第１方向Ｄ１の長さＬ１に対して長くても、短くても、同じであってもよい。必要な特性に応じて、適宜設定すればよい。

【0038】

図５は、保持部材１２１及び保持部材１２２の正面図である。保持部材１２１は、トーションバー１１０の端部１１２を第３方向Ｄ３から保持するように溝部１２１２を有している。保持部材１２２は、溝部１２１２と向かい合う位置に、トーションバー１１０の端部１１２を第３方向Ｄ３から保持する溝部１２２２を有する。また、溝部１２１２及び溝部１２２２の各々は、第１方向Ｄ１に沿って伸びている。保持部材１２１において、溝部１２１２が形成される面を第１面１２１１と呼ぶ。また、保持部材１２２において、溝部１２２２が形成される面を第１面１２２１と呼ぶ。保持部材１２１、１２２の材質として、例えば、鉄、鋼、アルミニウム等の金属、合金、又は硬質な樹脂が挙げられるが、特に限定されない。

【0039】

保持部材１２１と保持部材１２２とを重ね合わせると、溝部１２１２と溝部１２２２とを対向させることで、トーションバー１１０の端部１１２の形状に対応する形状となる。本実施形態では、端部１１２の外形は四角柱であるため、溝部１２１２と溝部１２２２とを対向させることで四角柱の形状が形成される。例えば、端部１１２の外形が六角柱の場合は、溝部１２１２と溝部１２２２とによって形成される形状は、六角柱となる。なお、端部１１２の外形と、溝部１２１２と溝部１２２２とを対向させて形成される形状とは異なっていてもよい。端部１１２の外形が六角柱の場合であっても、溝部１２１２と溝部１２２２とによって形成される形状は、六角柱の６辺のうち４辺のみを保持するひし形であってもよい。端部１１２を、保持部材１２１の溝部１２１２と、保持部材１２２の溝部１２２２とにより、トーションバー１１０の端部１１２を挟んで保持することができる。

【0040】

図１において、端部１１２における断面形状が四角形であり、四角形の対角線の１つの軸の方向は、第２方向Ｄ２と略一致している。このような形状とすることで、溝部１２１２と溝部１２２２を形成する際に、高い加工精度が要求されない。本実施形態では、四角形の対角線の１つの軸の方向が第２方向Ｄ２と略一致する場合について説明するが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。端部１１２における断面形状が四角形の場合、四角形の対称線の１つの軸の方向が、第２方向Ｄ２と略一致するように、溝部１２１２及び溝部１２２２が形成されていてもよい。

【0041】

図５に示すように、溝部１２１２は、内壁１２１２ａ、１２１２ｂと、内壁１２１２ａと内壁１２１２ｂとによって挟まれた稜１２１２ｃと、を有する。同様に、溝部１２２２も、内壁１２２２ａ、内壁１２２２ｂと、内壁１２２２ａと内壁１２２２ｂとによって挟まれた稜１２２２ｃと、を有する。稜１２１２ｃ、１２２２ｃは、丸みを帯びていてもよい。

【0042】

図１に示すように、保持部材１２２は、溝部１２２２の近傍に貫通孔１２２３を有する。保持部材１２１は、溝部１２１２の近傍に、貫通孔１２２３と向かい合う位置にボルト穴（図１では図示しない）を有する。図１においては、溝部１２２２の近傍に貫通孔１２２３が４箇所に設けられる。また、溝部１２１２の近傍にボルト穴が４箇所に設けられる。４箇所の貫通孔１２２３の位置は、４か所のボルト穴の位置と向かい合う。端部１１２を保持部材１２１と保持部材１２２とにより挟み込んだ後、ボルトが貫通孔１２２３及びボルト穴に挿入される。これにより、保持部材１２１と保持部材１２２とを強固に固定することができる。保持部材１２２に設けられる貫通孔は４箇所に限定されず、保持部材１２２の大きさと、溝部１２２２の大きさに合わせて適宜設定すればよい。また、保持部材１２１に設けられるボルト穴は、貫通孔が設けられる位置に応じて適宜設定すればよい。

【0043】

図６は、トーションバー１１０の端部１１２を挟んだ状態の保持部材１２１及び保持部材１２２の正面図である。図６に示すように、保持部材１２１と保持部材１２２との間には、間隔Ｌ３が設けられていることが好ましい。間隔Ｌ３は、締め代ともいう。保持部材１２１と保持部材１２２との間に締め代を設けることにより、保持部材１２１と保持部材１２２とをボルトにより固定する際に、端部１１２を強固に固定することができる。

【0044】

従来、ＦＲＰを用いたトーションバーは、繊維の存在による難加工性、また繊維の切断による強度低下の懸念から端部にセレーションを形成することが困難である。ＦＲＰは、素材そのもののばらつきが原因により、圧入に対応できるほどの形状精度を出すことが困難である。したがって、ＦＲＰを用いたトーションバーを形成する場合、端部の形状に合わせて、トルクアームを個々に加工する必要がある。

【0045】

本発明の一実施形態に係るトーションバーユニット１００は、トーションバー１１０の端部１１２の形状を多角筒形状とし、端部１１２の多角筒形状に対応する溝部１２１２、１２２２が形成された保持部材１２１と保持部材１２２とによって挟んで保持されている。保持部材１２１と保持部材１２２を用いてトーションバー１１０の端部１１２を固定することができるため、ＦＲＰを用いたトーションバー１１０において、トーションバー１１０の成型後に端部１１２を加工する必要がない。端部１１２の形状に合わせてトルクアームを個々に加工する必要もないため、製造コストを削減することができる。また、トーションバー１１０の端部１１２を保持部材１２１及び保持部材１２２をボルトによって固定する構造であるため、トーションバー１１０の端部１１２を確実に固定することができる。また、トーションバー１１０の交換を容易に行うことができる。

【0046】

（変形例１）
本実施形態では、保持部材１２２に設けられた貫通孔１２２３と、保持部材１２１に設けられたボルト穴とが、互いに向かい合う場合について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。保持部材１２１と保持部材１２２とをインロー構造によって係合してもよい。

【0047】

図７は、保持部材１２２の第１面１２２１を示す図である。図８は、保持部材１２１の第１面１２１１を示す図である。図７に示すように、溝部１２２２の近傍には、４箇所に貫通孔１２２３ａ～１２２３ｄが形成されている。貫通孔１２２３ａ～１２２３ｄは、溝部１２２２に沿って並んでいる。貫通孔１２２３ａ、１２２３ｂの周縁部には、第１面１２２１から突出したインロー凸部１２２５ａ、１２２５ｂが設けられている。換言すると、インロー凸部１２２５ａ、１２２５ｂを貫通するように、貫通孔１２２３ａ、１２２３ｂが設けられている。

【0048】

図８に示すように、溝部１２１２の近傍には、４箇所に貫通孔１２２３ａ～１２２３ｄに対応するボルト穴１２１４ａ～１２１４ｄが形成されている。ボルト穴１２１４ａ～１２１４ｄは、溝部１２１２に沿って並んでいる。ボルト穴１２１４ａ、１２１４ｂの周縁部には、インロー凸部１２２５ａ、１２２５ｂと係合するインロー凹部１２１５ａ、１２１５ｂが設けられている。換言すると、インロー凹部１２１５ａ、１２１５ｂの底面に、ボルト穴１２１４ａ、１２１４ｂが設けられている。保持部材１２１と保持部材１２２とを向かい合わせた際に、第１面１２２１から突出したインロー凸部１２２５ａ、１２２５ｂが第１面１２１１に設けられたインロー凹部１２１５ａ、１２１５ｂに嵌め込まれる。これにより、保持部材１２１と保持部材１２２との位置決めを容易にすることができる。この状態で、貫通孔１２２３ａ～貫通孔１２２３ｄのそれぞれにボルトを挿入して固定する。これにより、保持部材１２１と保持部材１２２とを強固に固定することができる。

【0049】

図７では、インロー凸部１２２５ａ、１２２５ｂは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方で隣接しないように設けられている。図８では、インロー凹部１２１５ａ、１２１５ｂは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方で隣接しないように設けられている。これにより、保持部材１２１と保持部材１２２との位置決め精度が向上する。また、保持部材１２１と保持部材１２２との相対的なずれに対する剛性が向上する。

【0050】

図７においては、インロー凸部１２２５ａ、１２２５ｂは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方で隣接しないように設ける場合について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。インロー凸部は、貫通孔の全てに設けられていてもよい。また、複数のインロー凸部は、第１方向Ｄ１又は第２方向Ｄ２で隣接していてもよい。

【0051】

また、図８において、インロー凹部１２１５ａ、１２１５ｂは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方で隣接しないように設ける場合について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。保持部材１２２の貫通孔の全てにインロー凸部が設けられていれば、インロー凹部もボルト穴の全てに設けられていてもよい。このように、インロー凸部及びインロー凹部の数は、保持部材１２１の大きさと、溝部１２１２の大きさに合わせて適宜設定すればよい。

【0052】

図７に、保持部材１２２にインロー凸部１２２５ａ、１２２５ｂが設けられ、図８に、保持部材１２１にインロー凹部１２１５ａ、１２１５ｂが設けられる例について示したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。保持部材１２１にインロー凹部１２１５ａ、１２１５ｂが設けられる位置に代えてインロー凸部が設けられ、保持部材１２２にインロー凸部１２２５ａ、１２２５ｂ設けられる位置に代えてインロー凹部が設けられる構造であってもよい。この場合、保持部材１２２は、溝部１２２２の近傍に保持部材１２１と対向する面に設けられたインロー凹部と、インロー凹部を貫通する貫通孔１２２３と、を有し、保持部材１２１は、インロー凹部と係合するインロー凸部と、インロー凸部において、貫通孔１２２３に対応する位置に設けられたボルト穴と、を有していてもよい。

【0053】

（変形例２）
本実施形態では、トーションバー１１０の端部１１２の形状が、四角筒形状である場合について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、端部１１２の形状が八角筒形状であってもよい。

【0054】

端部１１２の形状が八角筒形状の場合は、溝部１２１２と溝部１２２２とが向かい合うことによって形成される形状は、八角柱となる。また、端部１１２の外形が八角柱の場合であっても、溝部１２１２と溝部１２２２とによって形成される形状は、八角柱の８辺のうち４辺のみを保持するひし形であってもよい。また、端部１１２の断面形状は八角形の場合、八角形の対角線の１つの軸の方向は、第２方向Ｄ２と略一致している。このような形状とすることで、溝部１２１２と溝部１２２２を形成する際に、高い加工精度が要求されないため好ましい。また、八角筒形状の形状は、四角筒形状及び六角筒形状よりも円筒形状に近づくため、ねじりによって生じる応力が均一化される。

【0055】

なお、本実施形態では、多角形の対角線の１つの軸の方向は、第２方向Ｄ２と略一致する場合について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。多角形の対称線の１つの軸が、第２方向Ｄ２と一致するように、溝部１２１２及び溝部１２２２が形成されていてもよい。

【0056】

（変形例３）
本実施形態では、トーションバー１１０の端部１１２の太さは、本体部１１１の太さよりも細い場合について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。端部１１２の太さが、本体部１１１の太さよりも太くてもよい。

【0057】

図１０は、トーションバー１１０の端部１１２の拡大図である。例えば、端部１１２における断面形状の内接円の直径は、トーションバー１１０の本体部１１１の断面形状の直径に対して大きくてもよい。この場合、保持部材１２１と保持部材１２２とで挟んで保持する際に、端部１１２の圧縮強度を向上させることができる。また、端部１１２における断面形状の内接円の直径が、トーションバー１１０の本体部１１１の断面形状の直径に対して大きい場合は、本体部１１１と端部１１２との境界において応力集中しない形状とすればよい。例えば、端部１１２と本体部１１１との境界において、断面形状の内接円の直径が連続的に変化するような形状とすればよい。トーションバー１１０の形成時に、端部１１２においてシートやフィラメント状の素材を本体部１１１よりも巻き増しすることで、端部１１２の太さを本体部１１１の太さよりも太くすることができる。

【0058】

図１０においては、端部１１２の形状が四角筒形状の場合について説明したが、端部１１２の形状が他の多角筒形状であっても、四角筒形状の場合と同様である。

【0059】

（変形例４）
本実施形態では、保持部材１２１と保持部材１２２とをボルトによって固定する方法について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。保持部材１２１と保持部材１２２とを接着材によって固定してもよい。この場合、保持部材１２１と保持部材１２２とでトーションバー１１０の端部１１２を挟んだ状態で、保持部材１２１と保持部材１２２との間に間隔（締め代）は設けられない。

【0060】

図１１Ａは、保持部材１２１の第１面１２１１を示す図である。図１１Ａに示すように、保持部材１２１の溝部１２１２には、溝部１２１６が設けられている。溝部１２１６は、溝部１２１２が伸びる方向と交差する方向に沿って伸びている。なお、図示しないが、保持部材１２２にも、溝部１２２２が伸びる方向と交差する方向に溝部が伸びている。保持部材１２２に設けられた溝部は、溝部１２１６と対向していてもよい。

【0061】

保持部材１２１と保持部材１２２とを接着材で固定する場合、保持部材１２１の第１面１２１１及び溝部１２１２と、保持部材１２２の第１面１２２１及び溝部１２２２に接着材を塗布する。その後、端部１１２を間に挟んで、第１面１２１１と第１面１２２１とを接着すると共に、溝部１２１２と溝部１２２２と端部１１２を接着する。このとき、溝部１２１６と、保持部材１２２に設けられた溝部に、接着材が入り込む。これにより、接着材がはみ出してしまうことを抑制することができる。

【0062】

図１１Ｂは、保持部材１２１の第１面１２１１を示す図である。図１１Ｂに示すように、溝部１２１８は、溝部１２１２が伸びる方向と平行な方向に沿って伸びている。溝部１２１９は、溝部１２２２が伸びる方向と平行な方向に沿って伸びている。溝部１２１８が設けられる位置は、図５に示す稜１２１２ｃに対応する。溝部１２１９が設けられる位置は、図５に示す稜１２２２ｃに対応する。溝部１２１８、１２１９により、接着材がはみ出てしまうことを抑制することができる。

【0063】

保持部材１２１と保持部材１２２とをボルトによって固定する場合であっても、接着材によって端部１１２を固定してもよい。図７及び図８に示すように、保持部材１２１と保持部材１２２とによりインロー構造を構成する場合であっても、保持部材１２１と保持部材１２２とを接着材によって接着してもよい。例えば、図８に示す保持部材１２１において、溝部１２１２が伸びる方向と交差する方向に伸びる溝部を設けてもよいし、溝部１２１２が伸びる方向と平行な方向に伸びる溝部を設けてもよい。図７に示す保持部材１２２において、溝部１２２２が伸びる方向と交差する方向に伸びる溝部を設けてもよいし、溝部１２２２が伸びる方向と平行な方向に伸びる溝部を設けてもよい。保持部材１２１と保持部材１２２とをボルトによって固定するとともに、接着材を用いることにより、保持部材１２１と保持部材１２２とを強固に固定することができる。

【0064】

図１１Ａ及び図１１Ｂでは、溝部１２１２と交差する溝部１２１６は、１カ所に設けられる場合について示すが、複数箇所に設けられていてもよい。同様に、保持部材１２２に設けられる溝部１２２２と交差する溝部は、複数箇所に設けられていてもよい。

【0065】

また、保持部材１２１と保持部材１２２とを溶接によって固定することで、トーションバー１１０の端部１１２が固定されてもよい。この場合、保持部材１２１と保持部材１２２とでトーションバー１１０の端部１１２を挟んだ状態で、保持部材１２１と保持部材１２２との間に間隔（締め代）があってもよい。保持部材１２１と保持部材１２２との間に端部１１２を挟んだ状態で荷重をかけながら溶接することが好ましい。また、保持部材１２１に設けられる貫通孔、保持部材１２２に設けられるボルト穴を省略できる。保持部材１２１と保持部材１２２とを溶接によって固定することで、保持部材１２１と保持部材１２２とにより、端部１１２を強固に固定することができる。

【0066】

（変形例５）
本実施形態では、トーションバーユニット１００を、トルクアームに取り付ける場合について説明したが、本発明の一実施形態はこれに限定されない。例えば、保持部材１２１、１２２の一方が、車体、アームなどと一体に形成されていてもよい。また、サスペンションアーム、アンカーアーム、又はトルクアームなどと一体に形成されてもよい。

【0067】

図１２は、トーションバーユニット２００の概要図である。図１２に示すように、トーションバー１１０の一方の端部１１２は、保持部材１２１Ａと保持部材１２２Ａとによって挟んで保持されている。保持部材１２１Ａは、サスペンションアームとして機能する。保持部材１２２Ａは、ボルト（図示しない）によって保持部材１２１Ａに固定されている。保持部材１２１Ａと保持部材１２２Ａとにより端部１１２を挟んで保持する機構は、図１～図１１Ｂにおける保持部材１２１及び保持部材１２２の説明を参照すればよい。

【0068】

トーションバー１１０の他方の端部１１２は、保持部材１４１と保持部材１４２とによって挟んで保持されている。保持部材１４１及び保持部材１４２は、車体側に設けられる。保持部材１４２は、ボルト（図示しない）によって保持部材１４１に固定されている。保持部材１４１と保持部材１４２とにより端部１１２を挟んで保持する機構は、図１～図１１Ｂにおける保持部材１２１及び保持部材１２２の説明を参照すればよい。保持部材１４１は、車高調整用ボルト１５１と連結されている。車高調整用ボルト１５１は、固定部１５２によって車体に連結されている。図１２に示すように、保持部材１２１、１２２の少なくとも一方、及び保持部材１４１、１４２の少なくとも一方が、他の部品と一体形成されることにより、部品点数を減らすことができる。

【0069】

本発明の実施形態として上述したトーションバーユニット１００、２００などは、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0070】

また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。

【符号の説明】

【0071】

１００、２００：トーションバーユニット、１１０：トーションバー、１１１：本体部、１１２：端部、１１３：中空部、１２１、１２２：保持部材、１３０：芯棒、１３１ａ：先端部、１３１ｂ：角部、１４１、１４２：保持部材、１５１：車高調整用ボルト、１５２：固定部、１２１１：第１面、１２１２：溝部、１２１２ａ、１２１２ｂ：内壁、１２１２ｃ：稜、１２１４ａ～１２１４ｄ：ボルト穴、１２１５ａ、１２１５ｂ：インロー凹部、１２１６：溝部、１２２１：第１面、１２２２：溝部、１２２２ａ、１２２２ｂ：内壁、１２２２ｃ：稜、１２２３：貫通孔、１２２３ａ～１２２３ｄ：貫通孔、１２２５ａ、１２２５ｂ：インロー凸部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図12】