JP2007126039A

JP2007126039A - トレーリング・アーム式サスペンション構造及びアクスルキャリア

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Publication number: JP2007126039A
Application number: JP2005321206A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Murata; 智史村田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2025-11-04
Also published as: RU2412828C2; CN101300145B; WO2007052139A1; KR100904973B1; US20080277893A1; CA2627132C; EP1943113B1; ES2362624T3; EP1943113A1; KR20080056755A; BRPI0618235A2; CN101300145A; RU2008116847A; US7520516B2; JP4193837B2; CA2627132A1; DE602006020758D1

Abstract

【課題】軽量化及び高性能化を実現したトレーリング・アーム式サスペンション構造及びアクスルキャリアを提供すること。
【解決手段】車両用トレーリング・アーム式サスペンションにおいて、トレーリング・アーム３０２の車輪側端に取り付けられ、アクスル・ベアリングが取り付けられるアクスルキャリア３０１が、車両前後方向に略平行に配置され、アクスル・ベアリングが取り付けられるように構成された第一の平板状部材と、該第一の平板状部材の車両前方側端に略直角に結合され、トレーリング・アームの車輪側端と６０°〜９０°の角度で結合されるように構成された第二の平板状部材とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、概して、車両において用いられるトレーリング・アーム式サスペンション構造に係り、特に、軽量化及び高性能化を実現したトレーリング・アーム式サスペンション構造及びアクスルキャリアに関する。

従来、車両の特にリアサスペンションにおいて用いられるトレーリング・アーム式サスペンション構造が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１には、湾曲されたトレーリング・アームがアクスルキャリアに直接溶接されたトレーリング・アーム式サスペンション構造が開示されている。

特許文献２には、トレーリング・アームを延長し、アームにキャリアを挿通し固定するトレーリング・アーム式サスペンション構造が開示されている。
特開平８−１９７９２６号公報特開２００４−３２２９１３号公報

図１は、従来の一般的なトレーリング・アーム式サスペンションにおけるトレーリング・アームＴとアクスルキャリアＡとの車両横方向位置関係をそれぞれ概略的に示したものであり、右後輪を車両上方から見た図である。

軽量化及び高剛性化を図るためにトレーリング・アームＴの車輪側端がアクスルキャリアＡに直接溶接されるタイプの従来構造においては、図１にそれぞれ示すように、アクスルキャリアＡを車両前後方向に略平行な板状部材と考えることができる。そして、アクスルキャリアＡの車両外側側面には車輪Ｗを回転可能に支持するアクスル・ベアリング（図示せず）が取り付けられ、車両内側側面にはトレーリング・アームＴの車輪側端が直接溶接される。

トレーリング・アームＴは、その機能上、車両前後方向に略平行に配置され、車両左右方向に略平行な軸を中心として車両上下方向に揺動可能に車体に取り付けられる必要があることから、トレーリング・アームＴの車輪側端がアクスルキャリアＡに突き当て溶接される角度θ_１は、図示するように、必然的に小さくなる。

当業者には既知のように、突き当て溶接においては、突き当て角が小さいほど作業性が悪いため、従来構造は溶接作業性が良好とは言い難い。

また、図２は、従来の一般的なトレーリング・アーム式サスペンションにおけるトレーリング・アームＴとアクスルキャリアＡとの車両上下方向位置関係をそれぞれ概略的に示した、右後輪を車両内側から見た側面図であり、一例として、アクスルキャリアＡがドライブシャフト取付構造Ｄを持つ四輪駆動向けの構造を示している。

トレーリング・アームＴの車輪側端がアクスルキャリアＡに直接溶接されるタイプの従来構造においては、図２から明らかなように、四輪駆動車の場合には、ドライブシャフト穴下においてアクスルキャリアＡを貫通させたトレーリング・アームＴをアクスルキャリアＡに直接溶接するために、前二輪駆動車向けの場合に比してアクスルキャリアＡを車両下方へ延長する必要がある。すなわち、前二輪駆動車向けと四輪駆動車向けとで異なる構造のアクスルキャリアＡを用意する必要がある。また、四輪駆動車向けのアクスルキャリアＡは前二輪駆動車向けアクスルキャリアＡよりも重量増となる。

さらに、図１においては図示を省略しているが、従来の一般的なトレーリング・アーム式サスペンションでは、アクスルキャリアＡの車両外側側面に取り付けられるアクスル・ベアリング（図示せず）から延びるＡＢＳセンサのハーネスを車両内側へ取り回すのに、アクスルキャリアＡ及びトレーリング・アームＴに貫通穴を開けて通しているが、このような取り回しではコネクタの脱着性が悪い。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、軽量化及び高性能化を実現したトレーリング・アーム式サスペンション構造及びアクスルキャリアを提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の第一の態様は、車両用トレーリング・アーム式サスペンションにおいて、トレーリング・アームの車輪側端に取り付けられ、アクスル・ベアリングが取り付けられるアクスルキャリアであって、車両前後方向に略平行に配置され、アクスル・ベアリングが取り付けられるように構成された第一の平板状部材と、該第一の平板状部材の車両前方側端に第一の所定の角度範囲内で結合され、トレーリング・アームの車輪側端と第二の所定の角度範囲内で結合されるように構成された第二の平板状部材とを有するアクスルキャリアである。

この第一の態様において、上記第一の平板状部材と上記第二の平板状部材は（例えばプレス加工などにより）一体のものとして形成されてもよい。

また、この第一の態様において、上記第一の所定の角度範囲は、前二輪駆動車と四輪駆動車とで構造を共通化することを狙いとし、ドライブシャフトのためのスペースを確保するために、６０°から９０°であることが好ましい。

さらに、この第一の態様において、上記第二の所定の角度範囲は、突き当て溶接作業を容易にするために、６０°から９０°の角度範囲を含むことが好ましい。

この第一の態様によれば、トレーリング・アーム式サスペンションのアクスルキャリアにおいて、トレーリング・アームと、アクスルキャリアのトレーリング・アーム取付面との突き当て角度を十分に大きく確保することができるため、溶接作業性が向上する。

また、この第一の態様によれば、車両横方向において上記第一の平板状部材より車両内側の空間領域に上記第二の平板状部材が配設されないサスペンション構造を実現できるため、当該空間領域をドライブシャフトの配設やＡＢＳセンサ・ハーネスの取り回しに利用することができ、四輪駆動車／前二輪駆動車間でのアクスルキャリアの共通化、及び、コネクタ脱着性の向上が実現される。

さらに、この第一の態様によれば、トレーリング・アームのアクスルキャリアへの溶接取付位置が従来構造より車両前方へ移動するため、トレーリング・アームの短縮化が実現され、軽量化・高剛性化が図られる。

なお、この第一の態様において、上記第一の平板状部材をトレーリング・アームに対して固定する補強部材を更に有するものとしてもよい。この場合、該補強部材は、上記第一の平板状部材と一体のものとして形成されてもよく、及び／又は、上記第二の平板状部材にも固定されるようにしてもよい。

上記目的を達成するための本発明の第二の態様は、車両において用いられるトレーリング・アーム式サスペンション構造であって、弾性部材を介して車体フレームに取り付けられる左右一対のトレーリング・アームと、該トレーリング・アームの各々の車輪側端に取り付けられ、アクスル・ベアリングが取り付けられるアクスルキャリアとを含み、該アクスルキャリアは、車両前後方向に略平行に配置され、アクスル・ベアリングが取り付けられるように構成された第一の平板状部材と、上記トレーリング・アームの車輪側端が取り付けられるように構成された第二の平板状部材とを有し、該第二の平板状部材は、上記第一の平板状部材の車両前方側端に第一の所定の角度範囲内で結合され、上記トレーリング・アームの車輪側端は、上記第二の平板状部材に第二の所定の角度範囲内で結合される、トレーリング・アーム式サスペンション構造である。

この第二の態様において、上記第一の平板状部材と上記第二の平板状部材は一体のものとして形成されてもよい。

また、この第二の態様において、上記第一の所定の角度範囲は、前二輪駆動車と四輪駆動車とで構造を共通化することを狙いとし、ドライブシャフトのためのスペースを確保するために、６０°から９０°であることが好ましい。

さらに、この第二の態様において、上記第二の所定の角度範囲は、突き当て溶接作業を容易にするために、６０°から９０°の角度範囲を含むことが好ましい。

この第二の態様によれば、トレーリング・アーム式サスペンションのアクスルキャリアにおいて、トレーリング・アームと、アクスルキャリアのトレーリング・アーム取付面との突き当て角度を十分に大きく確保することができるため、溶接作業性が向上する。

また、この第二の態様によれば、車両横方向において上記第一の平板状部材より車両内側の空間領域に上記第二の平板状部材が配設されない構造とすることができるため、当該空間領域をドライブシャフトの配設やＡＢＳセンサ・ハーネスの取り回しに利用することができ、四輪駆動車／前二輪駆動車間でのアクスルキャリアの共通化、及び、コネクタ脱着性の向上が実現される。

さらに、この第二の態様によれば、トレーリング・アームのアクスルキャリアへの溶接取付位置が従来構造より車両前方へ移動するため、トレーリング・アームの短縮化が実現され、軽量化・高剛性化が図られる。

なお、この第二の態様において、上記第一の平板状部材をトレーリング・アームに対して固定する補強部材を更に有するものとしてもよい。この場合、該補強部材は、上記第一の平板状部材と一体のものとして形成されてもよく、及び／又は、上記第二の平板状部材にも固定されるようにしてもよい。

本発明によれば、軽量化及び高性能化を実現したトレーリング・アーム式サスペンション構造及びアクスルキャリアを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、トレーリング・アーム式サスペンション構造の基本概念、主要なハードウェア構成、及び作動原理等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

以下、図３〜１０を用いて、本発明の一実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション構造及び該構造において用いられるアクスルキャリアについて説明する。図３〜１０を通じて、同じの構成要素には同一の符号を付している。

図３及び４は、本実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション構造を概略的に示したものであり、図３が右後輪の上面図、図４が右後輪の車両内側から見た側面図である。ここでは、簡便のため、アクスルキャリア３０１、トレーリング・アーム３０２、及び車輪３０３のみを図示し、例えばアクスルキャリア３０１に取り付けられ、車輪３０３を回転可能に支持するアクスル・ベアリングなどの図示は省略されている。

図３に示すように、本実施例に係るアクスルキャリア３０１は、主として、車両前後方向に対して略平行に配置される第一の平板状部位３０１ａと、車両左右方向に対して略平行に配置される第二の平板状部位３０１ｂとから構成された略Ｌ字形状をしている。

第一の平板状部位３０１ａと第二の平板状部位３０１ｂとは上面視において、すなわち地面と略平行な平面において、略直角の角度を成して略Ｌ字形を形成しており、第一の平板状部位３０１ａの車両前方垂直辺と第二の平板状部位３０１ｂの車両外側垂直辺とが車両上下方向において一体化して固定的に結合されている。第一の平板状部位３０１ａと第二の平板状部位３０１ｂとが上面視において成す角度（すなわちＬ字の中心角）は、６０°から９０°であることが好ましく、９０°であることがより好ましいが、本実施例に係るアクスルキャリア３０１を四輪駆動車と前二輪駆動車とで共通の部品とする（後述）ことができる限り、任意の角度でよい。

本実施例において、第一の平板状部位３０１ａ及び第二の平板状部位３０１ｂは、図３に示すように、一体の剛体部材（アクスルキャリア３０１）として形成されているが、代替例として、第一の平板状部位３０１ａ及び第二の平板状部位３０１ｂを別体の剛体部材としてそれぞれ用意し、例えば溶接などにより固定的に結合してアクスルキャリア３０１を形成するようにしてもよい。

第一の平板状部位３０１ａの車両外側側面には、図示しないアクスル・ベアリグが取り付けられ、さらにこのアクスル・ベアリングの車両外側に車輪３０３が取り付けられる。

第二の平板状部位３０１ｂの車両前方側側面には、トレーリング・アーム３０２の車輪側端が突き当て溶接される。

このような構造・構成を採用したことにより、本実施例によれば、トレーリング・アーム３０２と、アクスルキャリア３０１上のトレーリング・アーム取付面（第二の平板状部位３０１ｂの車両前方側の面）との突き当て角度θ_２を十分に大きく確保することができるため、溶接作業性が向上する。突き当て角度θ_２は、６０°〜９０°の角度範囲内に収まっていることが好ましく、９０°に近いほどより好ましい。

また、本実施例によれば、車両横（左右）方向において第一の平板状部位３０１ａより車両内側の空間領域にトレーリング・アーム３０２が存在しないため、例えば図３及び４に示すように第一の平板状部３０１ａにドライブシャフト取付構造３０４を設けて当該空間領域にドライブシャフト３０５（図３に破線図示）を配設してもよく、或いは、当該空間領域をＡＢＳセンサ・ハーネス（図示せず）の取り回しに利用してもよい。前者により、本実施に係るトレーリング・アーム式サスペンション構造及びアクスルキャリアは四輪駆動車及び前二輪駆動車に共通の構造・部品として用いることができる。また、後者により、コネクタ脱着性の向上が実現される。

さらに、本実施例によれば、図３及び４から明らかなように、トレーリング・アーム３０２のアクスルキャリア３０１への溶接取付位置が従来構造より車両前方へ移動するため、従来のものよりもトレーリング・アーム３０２を短縮化することができ、軽量化・高剛性化を図ることができる。

なお、必須構成要素ではないため図３及び４においては図示を省略しているが、本実施例においては、アクスルキャリア３０１とは別体の１以上の剛体をアクスルキャリア３０１及びトレーリング・アーム３０２の双方に固定的に結合させてアクスルキャリア３０１とトレーリング・アーム３０２との結合が補強される構造としてもよい。ここで、このような補強部材は、アクスルキャリア３０１又はトレーリング・アーム３０２のいずれか一方と当初から一体の部材として形成されたものであってもよい。

次いで、本実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション用アクスルキャリアの具体的形状例を２つ示す。図５〜７は第一の具体的形状例、図８〜１０は第二の具体的形状例をそれぞれ図示している。いずれの具体例も一例として右後輪用の構造を示している。図５及び８は車両内側斜め後ろ上方からの斜視図、図６及び９は車両外側斜め前上方からの斜視図、図７及び１０は車両内側からの側面図をそれぞれ示している。図５〜１０においても、図３及び４に概略的に示した本実施例に係る構成要素に対応する部材には図３及び４と同じ符号を付してある。

図５〜７に示すように、第一の具体的形状例において、アクスルキャリア３０１は、アクスル・ベアリング取付面を構成する第一の平板状部位３０１ａと、トレーリング・アーム取付面を構成する第二の平板状部位３０１ｂと、補強部位５０１ａ及び５０１ｂとから成る。

アクスルキャリア３０１は、図示したような向きでトレーリング・アーム３０２の車両側端に溶接により結合される。トレーリング・アーム３０２の車体側端には、車体との間に配置されるブッシュを収容するためのブッシュ・カラー５０２が形成されている。

第一の具体的形状例において、第一の平板状部位３０１ａ、第二の平板状部位３０１ｂ、及び、補強部位５０１ａ及び５０１ｂは、一片の金属部材として用意され、例えばプレス加工などにより成形されるものとして図示されているが、一部位又は全部位が別体の剛性部材として用意され、溶接により結合され、成形されるものとしてもよい。

補強部位５０１は、第一の平板状部位３０１ａの車両上下方向における上辺から連続し、車両上方からトレーリング・アーム３０２と第二の平板状部位３０１ｂの車両上下方向における上面とに溶接される上部補強部位５０１ａと、第一の平板状部位３０１ａの車両上下方向における下辺から連続し、車両下方からトレーリング・アーム３０２と第二の平板状部３０１ｂの車両上下方向における下面とに溶接される下部補強部位５０１ｂとを含む。

このような補強部位５０１ａ及び５０１ｂを設けることにより、トレーリング・アーム３０２とアクスルキャリア３０１との取付強度及び剛性が向上する。

なお、上下補強部位５０１ａ及び５０１ｂは、第一の平板状部位３０１ａ及び第二の平板状部位３０１ｂとは別体の剛体部材としてそれぞれ用意され、第一の平板状部位３０１ａ及び第二の平板状部位３０１ｂの双方にそれぞれ溶接されてもよい。

図８〜１０に示すように、第二の具体的形状例において、アクスルキャリア３０１は、アクスル・ベアリング取付面を構成する第一の平板状部位３０１ａと、トレーリング・アーム取付面を構成する第二の平板状部位３０１ｂと、第一の補強部位５０１’ａ及び５０１’ｂと、第二の補強部材８０１とから成る。

第一の補強部位５０１’ａ及び５０１’ｂは、上記第一の具体的形状例の補強部位５０１ａ及び５０１ｂの長手方向長さをそれぞれ短くし、第二の平板状部材３０１ｂとのみ結合し、トレーリング・アーム３０２とは溶接されないようにしたものである。

第二の補強部材８０１は、第一の平板状部位３０１ａ、第二の平板状部位３０１ｂ、及び、第一の補強部位５０１’とは別体に用意され、車両外側方向から第一の平板状部位３０１ａの車両外側側面とトレーリング・アーム３０２とに略水平に溶接される。

第二の補強部材８０１は、特に図９から明らかなように、第一の平板状部位３０１ａの車両外側側面を略覆うように溶接されると共に、第一の平板状部位３０１ａと一体となってドライブシャフト取付構造３０４を構成する。すなわち、この第二の具体的形状例において、第二の補強部材８０１は、車両左右方向において、第一の平板状部位３０１ａと図示しないアクスル・ベアリングとの間に配置される。

このような第一の補強部位５０１’ａ及び５０１’ｂ及び第二の補強部材８０１を設けることにより、トレーリング・アーム３０２とアクスルキャリア３０１との取付強度及び剛性が向上する。

第一の平板状部３０１ａと、第二の平板状部３０１ｂと、第一の補強部位５０１’ａ及び５０１’ｂとは、一片の金属部材として用意され、例えばプレス加工などにより成形されるものとして図示されているが、一部位又は全部位が別体の剛性部材として用意され、溶接により結合され、成形されるものとしてもよい。

本発明は、トレーリング・アーム式サスペンション構造及び該構造において用いられるアクスルキャリアに利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

従来のトレーリング・アーム式サスペンション構造におけるトレーリング・アームとアクスルキャリアの取付構造の一例を示す概略上面図である。従来のトレーリング・アーム式サスペンション構造におけるトレーリング・アームとアクスルキャリアの取付構造の別の一例を示す車両内側から見た概略側面図である。本発明の一実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション用アクスルキャリアの概略上面図である。本発明の一実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション用アクスルキャリアの車両内側から見た概略側面図である。本発明の一実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション用アクスルキャリアの具体的形状例の車両内側から見た斜視図である。本発明の一実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション用アクスルキャリアの具体的形状例の車両外側から見た斜視図である。本発明の一実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション用アクスルキャリアの具体的形状例の車両内側から見た側面図である。本発明の一実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション用アクスルキャリアの別の具体的形状例の車両内側から見た斜視図である。本発明の一実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション用アクスルキャリアの別の具体的形状例の車両外側から見た斜視図である。本発明の一実施例に係るトレーリング・アーム式サスペンション用アクスルキャリアの別の具体的形状例の車両内側から見た側面図である。

符号の説明

３０１アクスルキャリア
３０２トレーリング・アーム
３０３車輪

Claims

車両用トレーリング・アーム式サスペンションにおいて、トレーリング・アームの車輪側端に取り付けられ、アクスル・ベアリングが取り付けられるアクスルキャリアであって、
車両前後方向に略平行に配置され、アクスル・ベアリングが取り付けられるように構成された第一の平板状部材と、
前記第一の平板状部材の車両前方側端に第一の所定の角度範囲内で結合され、トレーリング・アームの車輪側端と第二の所定の角度範囲内で結合されるように構成された第二の平板状部材と、を有することを特徴とするアクスルキャリア。
請求項１記載のアクスルキャリアであって、
前記第一の平板状部材と前記第二の平板状部材は一体のものとして形成される、ことを特徴とするアクスルキャリア。
請求項１又は２記載のアクスルキャリアであって、
前記第一の所定の角度範囲は６０°から９０°である、ことを特徴とするアクスルキャリア。
請求項１乃至３のいずれか一項記載のアクスルキャリアであって、
前記第二の所定の角度範囲は６０°から９０°の角度範囲を含む、ことを特徴とするアクスルキャリア。
請求項１乃至４のいずれか一項記載のアクスルキャリアであって、
前記第一の平板状部材をトレーリング・アームに対して固定する補強部材を更に有する、ことを特徴とするアクスルキャリア。
請求項５記載のアクスルキャリアであって、
前記補強部材は、前記第一の平板状部材と一体のものとして形成される、ことを特徴とするアクスルキャリア。
請求項５又は６記載のアクスルキャリアであって、
前記補強部材は前記第二の平板状部材にも固定される、ことを特徴とするアクスルキャリア。
車両において用いられるトレーリング・アーム式サスペンション構造であって、
弾性部材を介して車体フレームに取り付けられる左右一対のトレーリング・アームと、
前記トレーリング・アームの各々の車輪側端に取り付けられ、アクスル・ベアリングが取り付けられるアクスルキャリアと、を含み、
前記アクスルキャリアは、
車両前後方向に略平行に配置され、アクスル・ベアリングが取り付けられるように構成された第一の平板状部材と、
前記トレーリング・アームの車輪側端が取り付けられるように構成された第二の平板状部材とを有し、
前記第二の平板状部材は、前記第一の平板状部材の車両前方端に第一の所定の角度範囲内で結合され、
前記トレーリング・アームの車輪側端は、前記第二の平板状部材に第二の所定の角度範囲内で結合される、ことを特徴とするトレーリング・アーム式サスペンション構造。
請求項８記載のトレーリング・アーム式サスペンション構造であって、
前記第一の平板状部材と前記第二の平板状部材は一体のものとして形成される、ことを特徴とするトレーリング・アーム式サスペンション構造。
請求項８又は９記載のトレーリング・アーム式サスペンション構造であって、
前記第一の所定の角度範囲は６０°から９０°である、ことを特徴とするトレーリング・アーム式サスペンション構造。
請求項８乃至１０のいずれか一項記載のトレーリング・アーム式サスペンション構造であって、
前記第二の所定の角度範囲は６０°から９０°の角度範囲を含む、ことを特徴とするトレーリング・アーム式サスペンション構造。
請求項８乃至１１のいずれか一項記載のトレーリング・アーム式サスペンション構造であって、
前記第一の平板状部材を前記トレーリング・アームに対して固定する補強部材を更に有する、ことを特徴とするトレーリング・アーム式サスペンション構造。
請求項１２記載のトレーリング・アーム式サスペンション構造であって、
前記補強部材は、前記第一の平板状部材と一体のものとして形成される、ことを特徴とするトレーリング・アーム式サスペンション構造。
請求項１２又は１３記載のトレーリング・アーム式サスペンション構造であって、
前記補強部材は前記第二の平板状部材にも固定される、ことを特徴とするトレーリング・アーム式サスペンション構造。