JP2013023150A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トレーリングアームとハブユニット結合部材との溶接部に生じる応力集中を緩和できるサスペンション装置を提供する。
【解決手段】サスペンション装置１０は、トーションビームとトレーリングアーム１２とを備えている。トレーリングアーム１２の後端に、ハブユニット結合部材としてのエンドプレート３０が溶接されている。エンドプレート３０に車軸４１と車輪速センサ５０が設けられている。トレーリングアーム１２とエンドプレート３０との結合部分にアーチ構造部７０が設けられている。アーチ構造部７０は、溶接部６１，６２間に形成された弧状内面７７を含む凹部７３を有している。
【選択図】図４

Description

この発明は、トレーリングアーム等を有する車両のサスペンション装置に関する。

車両に設けるサスペンション装置の一種にトーションビーム式リヤサスペンションが知られている。例えば特許文献１に開示されているトーションビーム式リヤサスペンションでは、車両の幅方向に延びるトーションビームと、トーションビームの両端に設けられた左右一対のトレーリングアームと、各トレーリングアームを弾性支持する懸架ばね等を備えている。

前記トレーリングアームの前端（車両前側の端）に、アイ（目玉部）と称されるパイプからなる筒形のピボット部が設けられている。このピボット部がゴムブッシュを介して車体に回動可能に取付けられることにより、トレーリングアームが上下方向に移動可能に支持されている。前記トレーリングアームは例えば鋼製のパイプからなり、その後端（車両後側の端）にハブユニット結合部材として、エンドプレートと呼ばれるブラケットが溶接されている。このエンドプレートに車軸が設けられている。車軸にはハブベアリングを介してハブが回転自在に支持される。

特開２００６−２８１９７３号公報

前記トーションビーム式リヤサスペンションでは、車両の走行中に路面の突起や段差等を乗り越える際にタイヤに入力する力が、前記車軸とエンドプレートを介して前記トレーリングアームに入力する。この入力によって、前記トレーリングアームは前記ピボット部を中心に上方に回動する。このためトレーリングアームの後端に設けられたエンドプレートには、車両走行中に後方斜め上方向に比較的大きな力が加わることがある。

従来のトーションビーム式リヤサスペンションのように、パイプ製のトレーリングアームの後端のほぼ全周がエンドプレートに接する形状である場合、トレーリングアームとエンドプレートとの溶接部に後方斜め上方向への大きな荷重が入力したときに、トレーリングアームとエンドプレートとの溶接部（特にトレーリングアームの全周のうち後側下部の溶接部）に応力が集中することがある。

従ってこの発明は、トレーリングアームとハブユニット結合部材（例えばエンドプレート）との溶接部に生じる応力集中を緩和できる車両のサスペンション装置を提供することにある。

本発明のサスペンション装置は、車両の幅方向に延びるトーションビームと、前記トーションビームの両端に設けられたトレーリングアームと、前記トレーリングアームの後端に配置されたハブユニット結合部材と、前記トレーリングアームと前記ハブユニット結合部材とを固定する上下の溶接部間に形成された弧状内面を含む凹部を有したアーチ構造部とを具備している。

本発明の好ましい実施形態では、前記トレーリングアームの前記溶接部と弧状内面との間に、隙間を有する非溶接部が形成されている。また前記ハブユニット結合部材（例えばエンドプレート）の一部に車輪速センサを取付けるセンサ取付部を備えていてもよい。このセンサ取付部が前記アーチ構造部の前記凹部の車両後側に設けられていてもよい。そして前記車輪速センサの一部が前記凹部の内側に配置されていてもよい。

本発明によれば、車両が路面の突起や段差を乗り越える際などにトレーリングアームとハブユニット結合部材（例えばエンドプレート）との溶接部に生じる応力集中を緩和させることができる。

本発明の１つの実施形態に係るサスペンション装置の斜視図。 図１に示されたサスペンション装置のトレーリングアームとエンドプレートを示す側面図。 図１に示されたサスペンション装置の一部とハブ部の縦断面図。 図１に示されたサスペンション装置の一部を拡大して示す斜視図。 図１に示されたサスペンション装置のトレーリングアームとエンドプレートの一部を拡大して示す側面図。

以下に本発明の１つの実施形態に係る車両のサスペンション装置について、図１から図５を参照して説明する。
図１は、トーションビーム式のリヤサスペンション装置１０（以下、単にサスペンション装置と称する）を示している。このサスペンション装置１０は、車両の幅方向（図１に矢印Ｘで示す方向）に延びるトーションビーム１１と、トーションビーム１１の両端に設けられた左右一対のトレーリングアーム１２，１３とを含んでいる。トーションビーム１１の両端がトレーリングアーム１２，１３に溶接され、ガゼット部材１４によって補強されている。トレーリングアーム１２，１３は車両の前後方向（図１に矢印Ｙで示す方向）に延びているが、それぞれ車両前側から後側に向かって車両幅方向の外側に湾曲した形状をなしている。

トレーリングアーム１２，１３の前端（車両前側の端）に、それぞれパイプ製の筒形のピボット部（トレーリングパイプ）１５が設けられている。ピボット部１５は、ゴムブッシュ１７等の緩衝部材を介して車体（図示せず）に支持されている。トレーリングアーム１２，１３は、それぞれ、ピボット部１５を中心に上下方向に回動することができる。

トレーリングアーム１２，１３の後部に、それぞれ、スプリングシート２０と、ショックアブソーバブラケット２１が設けられている。スプリングシート２０は、懸架ばね２５（図１に一部を２点鎖線で示す）の下端を支持する。ショックアブソーバブラケット２１にはショックアブソーバ２６（図１に一部を２点鎖線で示す）が接続される。

トレーリングアーム１２，１３の後端（車両後側の端）に、それぞれハブユニット結合部材としてのエンドプレート３０が設けられている。図２は、一方のトレーリングアーム１２とエンドプレート３０を代表して示している。他方のトレーリングアーム１３とエンドプレート３０も同様に構成されているため、これ以降は一方のトレーリングアーム１２とエンドプレート３０を代表して説明する。

トレーリングアーム１２とエンドプレート３０は、いずれも溶接可能な金属（例えば構造用鋼）からなる。エンドプレート３０はトレーリングアーム１２の後端に下記の溶接部６１，６２によって固定されている。エンドプレート３０には、このトレーリングアーム１２を塗装する際に内部に入った塗料を排出するための開口３１と、軽量化のための孔３２と、ブレーキ装置（図示せず）を取付けるための複数の孔３３などが形成されている。

図３は、サスペンション装置１０の一部とハブ部（ハブユニット）４０の断面を示している。エンドプレート３０に、車両の幅方向の外側に突出する車軸（スピンドル）４１が設けられている。車軸４１の基部４１ａはエンドプレート３０に形成された孔４５に圧入され、エンドプレート３０に固定されている。

車軸４１に設けられたベアリング４６によってハブ４７が回転自在に支持されている。ハブ４７に設けられたボルト４８によって、タイヤのホイール（図示せず）が装着されるようになっている。エンドプレート３０には、車輪速センサ５０を挿入する孔５１と、車輪速センサ５０を固定するための部材５２が挿入される孔５３が形成されている。車輪速センサ５０は、ハブ４７と一体に回転するターゲット５４を検出する機能を有している。

図４は、サスペンション装置１０の一部を拡大して示す斜視図である。図５は、トレーリングアーム１２とエンドプレート３０の一部を拡大して示す側面図である。エンドプレート３０は、トレーリングアーム１２の後端１２ａに、上側に位置する第１の溶接部６１と下側に位置する第２の溶接部６２とによって固定されている。これら上下の溶接部６１，６２に溶接ビード６５，６６が形成されている。

トレーリングアーム１２の後端１２ａには、エンドプレート３０との結合部分にアーチ構造部７０が設けられている。アーチ構造部７０は、溶接部６１，６２の後端から車両後方に向かってほぼ直線状にカットされた非溶接部７１，７２と、非溶接部７１，７２間に形成された凹部７３とを有している。非溶接部７１，７２はエンドプレート３０に溶接されていない部分である。非溶接部７１，７２とエンドプレート３０との間に、僅かな隙間が存在している。このような非溶接部７１，７２を設けたことにより、溶接部６１，６２を溶接する際にトレーリングアーム１２の後端１２ａの最先端が溶け落ちることを防止できるとともに、溶接による熱応力等を緩和させることができる。

凹部７３は、非溶接部７１，７２に連なる円弧面７４，７５と、円弧面７４，７５間に形成されたほぼストレートな形状の連続面７６とを含んでいる。円弧面７４，７５と連続面７６とは滑らかに連続する弧状内面７７をなしている。上側の非溶接部７１は、上側の溶接部６１と円弧面７４との間に形成されている。下側の非溶接部７２は、下側の溶接部６２と円弧面７５との間に形成されている。

エンドプレート３０の車両後側の領域のうち、アーチ構造部７０の凹部７３と対向する位置に、車輪速センサ５０（図３と図４に示す）を取付けることのできるセンサ取付部８０が設けられている。車輪速センサ５０は、エンドプレート３０に形成された孔５１に挿入され、ボルト等の固定用の部材５２によって、センサ取付部８０に固定される。この車輪速センサ５０は、アーチ構造部７０の前記凹部７３の近傍の車両後側の位置に設けられている。なお、車輪速センサ５０の一部がアーチ構造部７０の凹部７３の内側に配置されていてもよい。

このサスペンション装置１０は、車両走行中に路面の凸部や段差を乗り越えるときにタイヤを押上げる方向に加わる力が、車軸４１からエンドプレート３０を介してトレーリングアーム１２に入力する。この力は、トレーリングアーム１２の後端１２ａを押上げる方向に作用するため、トレーリングアーム１２の後端１２ａに設けられたエンドプレート３０に後方斜め上方向（図２に矢印Ｆで示す方向）に大きな力が加わる。

本実施形態のサスペンション装置１０は、トレーリングアーム１２の後端１２ａにアーチ構造部７０が設けられているため、アーチ構造部７０を有しない従来のトレーリングアームと比較して、溶接部６１，６２間の剛性が小さい。このため前記矢印Ｆ方向の力がトレーリングアーム１２とエンドプレート３０との溶接部６１，６２に加わったときに、下側の溶接部６２の後端付近（図２と図５に示すＡ部）に入力した力がアーチ構造部７０の弧状内面７７に沿って上側の溶接部６１付近に伝達されるとともに、アーチ構造部７０を介して荷重が分散することにより、下側の溶接部６２の後端付近（前記Ａ部）に生じる応力集中を緩和できる。よって本実施形態のサスペンション装置１０によれば、トレーリングアーム１２とエンドプレート３０との溶接部６１，６２の応力のピーク値を下げることができるものである。

また前記アーチ構造部７０を有する本実施形態のサスペンション装置１０によれば、車輪速センサ５０がトレーリングアーム１２と干渉することをアーチ構造部７０の凹部７３によって回避することができる。その結果、アーチ構造部７０を有しないサスペンション装置と比較して、車輪速センサ５０をハブ４７に近付けることが可能となり、ハブ４７の外径をより小さくすることができる。これにより、ハブ４７の質量を小さくすることが可能となり、懸架ばね２５のばね下重量の減少と、ハブ４７の回転モーメントの低減が可能となった。またアーチ構造部７０の凹部７３が車両後側を向いているため、走行中に路面から跳ね上がる飛び石などの異物が凹部７３に入ることも回避できる。

なお本発明を実施するに当たり、トーションビームやトレーリングアーム、エンドプレートなどの具体的な形状をはじめとして、サスペンション装置を構成する各要素の形状や配置等の具体的な態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。また前記実施形態ではハブユニット結合部材の一例をトレーリングアームの後端に溶接されたエンドプレートで説明したが、ハブユニット結合部材は鍛造で製造されたアクスルブラケットであってもよい。

１０…サスペンション装置、１１…トーションビーム、１２，１３…トレーリングアーム、３０…エンドプレート（ハブユニット結合部材）、４０…ハブ部（ハブユニット）、４１…車軸、５０…車輪速センサ、６１，６２…第２の溶接部、７０…アーチ構造部、７１，７２…非溶接部、７３…凹部、７４，７５…円弧面、７７…弧状内面、８０…センサ取付部。

Claims (5)

1. 車両の幅方向に延びるトーションビームと、
   前記トーションビームの両端に設けられたトレーリングアームと、
   前記トレーリングアームの後端に配置されたハブユニット結合部材と、
   前記トレーリングアームと前記ハブユニット結合部材とを固定する溶接部間に形成された弧状内面を含む凹部を有したアーチ構造部と、
   を具備したことを特徴とする車両のサスペンション装置。
2. 前記トレーリングアームの前記溶接部と前記弧状内面との間に、隙間を有する非溶接部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
3. 前記ハブユニット結合部材の一部に車輪速センサを取付けるセンサ取付部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション装置。
4. 前記センサ取付部が前記アーチ構造部の前記凹部の車両後側に設けられたことを特徴とする請求項３に記載のサスペンション装置。
5. 前記車輪速センサの一部が前記凹部の内側に配置されたことを特徴とする請求項４に記載のサスペンション装置。

Images