JP2021084588A - 電動車両用懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より信頼性を向上させつつ、関連部品の搭載性を確保して設計自由度を担保することができる電動車両用懸架装置を提供する。【解決手段】車両の車体を懸架する弾性体１６Ｌ，１６Ｒに接続され、ドライブシャフト６Ｌ、６Ｒを内部空間に収容するサドル４１Ｌ、４１Ｒと、サドル４１Ｌ，４１Ｒに接合するアクスル端部３４Ｌ，３５Ｒと、アクスル端部３４Ｌ、３４Ｒから車両後方内側に延在する延在部３３Ｌ、３３Ｒと、延在部３３Ｌ、３３Ｒを連結する連結部３２と、が所定幅を有する板状の一体の鍛造物として形成されるアクスルビーム３１と、を含み、アクスルビーム３１の延在部３３Ｌ、３３Ｒと連結部３２の境界領域において、車両の車高方向下方側に、所定幅よりも幅が大きい肉厚部３８Ｌ、３８Ｒが設けられ、肉厚部３８Ｌ，３８Ｒには、懸架装置関連部品１４Ｌ、１４Ｒの支持部が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両用懸架装置に関する。

従来から、乗用車の分野においては、電気自動車の懸架装置として、例えばドディオン式懸架装置を用いることが知られている（例えば特許文献１参照）。このような懸架装置を適用することによってバネ下の重量を車軸式より軽くできることから、車両の操縦安定性を向上させることができる。

特開２０００−２５４４０号公報

近年、環境負荷低減の観点から、トラック等の商用車の分野においても内燃機関を備えない電動トラック等の電動商用車の開発が行われている。しかしながら、このような電動商用車は、乗用車と比して車両重量が大きく、特に貨物積載時には車両重量がより増大する。よって、懸架装置に非常に大きな入力が生じることから、乗用車用の懸架装置に比して、より高い信頼性が要求される。

また同時に、このような電動車両用の懸架装置においては、搭載されるモータや減速機などの動力伝達装置などが乗用車に比して大型化しやすいことから、関連部品の搭載性が悪化し、設計の自由度が著しく低下する。

本発明はこのような問題の少なくとも一部を解決するためになされたもので、その目的とするところは、より信頼性を向上させつつ、関連部品の搭載性を確保して設計自由度を担保することができる電動車両用懸架装置を提供することとする。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

（１）本適用例に係る電動車両用懸架装置は、車両に搭載されたモータの駆動力が伝達される動力伝達機構と、前記動力伝達機構に伝達された前記駆動力を一対の車輪にそれぞれ伝達する一対のドライブシャフトと、を備える電動車両用懸架装置であって、前記車両の車体を懸架する弾性体に接続され、前記一対のドライブシャフトの一部を内部空間にそれぞれ収容する一対のサドルと、前記一対のサドルにそれぞれ接合する一対のアクスル端部と、前記一対のアクスル端部からそれぞれ車両後方内側に延在する一対の延在部と、前記一対の延在部を連結する連結部と、が所定幅を有する板状の一体の鍛造物として形成されることにより前記一対の車輪を支持するアクスルビームと、を含み、前記アクスルビームの前記延在部と前記連結部の境界領域においては、車両高さ方向の下方側に、前記所定幅よりも幅が大きい肉厚部が設けられ、前記肉厚部には、懸架装置関連部品の支持部が設けられる。

このように、アクスルビームの延在部と連結部の境界領域においては、車両の車高方向下方側に、所定幅よりも幅が大きい肉厚部が設けられ、肉厚部には、懸架装置関連部品の支持部が設けられることにより、肉厚部によりアクスルビームの強度を高め信頼性を向上させることができる。また、肉厚部にショックアブソーバ等の懸架装置関連部品の支持部を設けることで、懸架装置関連部品の搭載性を確保して設計自由度を担保することができる。

本発明の一実施形態に係る懸架装置の概略を示す上視図（ａ）及び側視図（ｂ）である。 懸架装置を構成するアクスルビームを示す斜視図である。 アクスルビームとサドルを示す斜視図である。 アクスルビームとサドルが接合したアクスル構造体を示す斜視図である。 図２のアクスルビームの延在部のＢ−Ｂ断面の端面のみを示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る懸架装置の概略を示す上視図（ａ）及び側視図（ｂ）である。なお図１（ｂ）の側視図は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面を一部簡略化して示している。この懸架装置１は、ドディオン式懸架装置であり、例えば、電動トラック等の電動商用車（以下、車両）の後部に設けられるリヤアクスルである。

車両には走行駆動源としてのモータ２が搭載され、モータ２の駆動力は、複数の減速ギアからなる減速機と当該減速機に連結されるディファレンシャルギアを含む動力伝達機構４、一対のドライブシャフト６Ｌ、６Ｒを順に介して左右の車輪８Ｌ、８Ｒにそれぞれ伝達される。車輪８Ｌ、８Ｒは、懸架装置１を介して車両前後方向Ｙに亘って延設されるサイドレール（車体）１０Ｌ、１０Ｒに支持されている。また、モータ２及びディファレンシャルギアを含む動力伝達機構４は図示しない車体側に支持される。これら部材は、例えば、フレームのクロスメンバや、サイドレール１０Ｌ、１０Ｒを介して車体側に支持されることができる。

懸架装置１は、一対のスピンドル１２Ｌ、１２Ｒ、一対のサドル（中空部材）４１Ｌ、４１Ｒ、一対のリーフスプリング（弾性体）１６Ｌ、１６Ｒ、及びアクスルビーム（ビーム部材）３１等から構成されている。スピンドル１２Ｌ、１２Ｒは、車両幅方向Ｘの両端に設けられる一対の部材である。

ハブ２０Ｌ、２０Ｒはスピンドル１２Ｌ、１２Ｒの車両外側における端部に連結され、これらハブ２０Ｌ、２０Ｒに車輪８Ｌ、８Ｒ内に設けられた図示しないホイールが取り付けられる。

各ドライブシャフト６Ｌ、６Ｒの車両幅方向Ｘの車両内側に位置する内端はフレキシブルジョイント２２Ｌ、２２Ｒからなり、動力伝達機構４のギアに接続される。また、フレキシブルジョイント２２Ｌ、２２Ｒの一部は、ブーツ２４Ｌ、２４Ｒにより覆われる。

サドル４１Ｌ、４１Ｒは、各スピンドル１２Ｌ、１２Ｒの車両幅方向Ｘの内端に接合される一対の中空部材である。各サドル４１Ｌ、４１Ｒは、スピンドル１２Ｌ、１２Ｒと内部が連通され、各ドライブシャフト６Ｌ、６Ｒが内部空間に収容される。各サドル４１Ｌ、４１Ｒは、リーフスプリング１６Ｌ、１６Ｒと、Ｕ字ボルトにより連結されている。

リーフスプリング１６Ｌ、１６Ｒは、車両前後方向Ｙに延設され、各サイドレール１０Ｌ、１０Ｒに接続されること（不図示）により車体を弾性的に支持している。

アクスルビーム３１は、各サドル４１Ｌ、４１Ｒに接続される部材であって、各スピンドル１２Ｌ、１２Ｒ、各サドル４１Ｌ、４１Ｒと接合され、アクスル構造体３０を形成している。アクスルビーム３１は、ショックアブソーバ１４Ｌ、１４Ｒを介してサイドレール１０Ｌ、１０Ｒに支持され、アクスル構造体３０の剛性を確保しながら各車輪８Ｌ、８Ｒを支持している。アクスルビーム３１は、肉厚部３８Ｌ、３８Ｒでショックアブソーバ１４Ｌ、１４Ｒと接続される。

このように、上述した懸架装置１は、各リーフスプリング１６Ｌ、１６Ｒがバネ下においてアクスル構造体３０、各ドライブシャフト６Ｌ、６Ｒ、及び各車輪８Ｌ、８Ｒを懸架し、弾性的に支持している。

なお、本実施形態においては、サドル４１Ｌ、４１Ｒの上面の座面においてリーフスプリング１６Ｌ、１６Ｒと連結する形態を用いて説明するが、本発明はこれに限定されず、サドル４１Ｌ、４１Ｒの下面の座面においてリーフスプリング１６Ｌ、１６Ｒと連結する形態に適用することができる。また、弾性体として、リーフスプリング１６Ｌ、１６Ｒに変えてエアスプリングを用いても構わない。

図２は、懸架装置１を構成するアクスルビーム３１を示す斜視図である。アクスルビーム３１は、車両幅方向Ｘに延設される連結部３２と、連結部３２から車両幅方向Ｘ及び車両前後方向Ｙすなわち車両後方内側に延設される一対の延在部３３Ｌ、３３Ｒと、延在部３３Ｌ、３３Ｒから車両幅方向Ｘに延設される一対のアクスル端部３４Ｌ、３４Ｒが所定幅を有する板状の一体の鍛造物として形成される部材である。

アクスル端部３４Ｌ、３４Ｒは、サドル４１L、４１Ｒと接合されるアクスル側接合部（ビーム部材接合部）３５Ｌ、３５Ｒを有する。アクスル側接合部３５Ｌ、３５Ｒは、車両高さ方向Ｚの中央の領域に埋没部が形成されている。埋没部は、長手方向が車両幅方向Ｘに延設されるスリットとして形成される。

またアクスル端部３４Ｌ、３４Ｒは、それぞれ、ボルトを挿通するための複数の貫通穴３６ａＬ〜３６ｈＬ、３６ａＲ〜３６ｈＲ及び、位置決め用のノックピンを挿入するための貫通穴３７Ｌ、３７Ｒが形成されている。複数の貫通穴３６ａＬ〜３６ｈＬ、３６ａＲ〜３６ｈＲは、車両高さ方向に上段と中段と下段の３列となるように形成され、上段に貫通穴３６ｄＬ〜３６ｆＬ、３６ｄＲ〜３６ｆＲ、中段に貫通穴３６ｇＬ、３６ｈＬ、３６ｇＲ、３６ｈＲ、下段に貫通穴３６ａＬ〜３６ｃＬ、３６ａＲ〜３６ｃＲが形成される。貫通穴３６ｇＬ、３６ｈＬ、３７Ｌ及び貫通穴３６ｇＲ、３６ｈＲ、３７Ｒは、埋没部を貫通するように形成されている。また、中段の貫通穴３６ｇＬ、３６ｇＲは、他の貫通穴に対して、アクスルビーム３１の車両幅方向Ｘにおいて最も外側に配置されて形成される。

さらに、アクスル端部３４Ｌに形成される貫通穴３６ａＬ〜３６ｈＬは、貫通穴３６ａＬ〜３６ｃＬと貫通穴３６ｄＬ〜３６ｆＬはそれぞれ車両幅方向Ｘに同じ位置に形成されているが、貫通穴３６ｇＬ、３６ｈＬは、オフセットした位置に形成されている。同様に、アクスル端部３４Ｒに形成される貫通穴３６ａＲ〜３６ｈＲは、貫通穴３６ａＲ〜３６ｃＲと貫通穴３６ｄＲ〜３６ｆＲはそれぞれ車両幅方向Ｘに同じ位置に形成されているが、貫通穴３６ｇＲ、３６ｈＲは、異なる位置、すなわちオフセットした位置に形成されている。

また、延在部３３Ｌ、３３Ｒは、車両高さ方向Ｚの下方の領域であって連結部３２との境界領域にまたがるように、肉厚部３８Ｌ、３８Ｒが形成されている。肉厚部３８Ｌ、３８Ｒには、ショックアブソーバ１４Ｌ、１４Ｒを係止するためのボルトを螺合させるためのボルト穴３９Ｌ、３９Ｒが形成されている。

図３は、懸架装置１を構成するアクスルビーム３１及びサドル４１Ｌ、４１Ｒを示す斜視図である。サドル４１Ｌ、４１Ｒは、アクスルビーム３１のアクスル側接合部３５Ｌ、３５Ｒと接合されるサドル側接合部（中空部材接合部）４２Ｌ、４２Ｒを有する。サドル側接合部４２Ｌ、４２Ｒは、車両高さ方向Ｚの中央の領域に突出部が形成されている。突出部は、長手方向が車両幅方向Ｘに延設される突起部として形成される。

サドル側接合部４２Ｌ、４２Ｒは、それぞれ、ボルトを螺合するための穴４３ａＬ〜４３ｈＬ、４３ａＲ〜４３ｈＲ及び、位置決め用のノックピンを挿入するための穴４４Ｌ、４４Ｒが形成されている。穴４３ｇＬ、４３ｈＬ、４４Ｌ及び穴４３ｇＲ、４３ｈＲ、４４Ｒは、突出部を通るように形成されている。各穴の位置は、接合されるアクスルビーム３１のアクスル側接合部３５Ｌ、３５Ｒの各貫通孔の位置に対応する。また、サドル４１Ｌ、４１Ｒは、リーフスプリング１６Ｌ、１６Ｒを連結するためのＵ字ボルトを挿通するための貫通穴４５ａＬ〜４５ｄＬ、４５ａＲ〜４５ｄＲがサドル４１Ｌ、４１Ｒの上下面を貫通するように形成されている。

図４は、アクスルビーム３１とサドル４１Ｌ、４１Ｒが接合したアクスル構造体３０を示す斜視図である。アクスル構造体３０は、アクスルビーム３１のアクスル側接合部３５Ｌ、３５Ｒと、サドル４１Ｌ、４１Ｒのサドル側接合部４２Ｌ、４２Ｒが、それぞれに形成されている突出部と埋没部が係合するようにボルト５１ａＬ〜５１ｈＬ、５１ａＲ〜５１ｈＲにより係止されることで接合されて構成される。すなわち、アクスル側接合部３５Ｌ、３５Ｒと、サドル側接合部４２Ｌ、４２Ｒの接触部が接合部となる。さらに、図２で説明したように、アクスル端部３４Ｌに形成される貫通穴３６ａＬ〜３６ｃＬと貫通穴３６ｄＬ〜３６ｆＬが、それぞれ車両幅方向Ｘに同じ位置に形成されているが、貫通穴３６ｇＬ、３６ｈＬは、それに対してオフセットした位置に形成されている。そのため、ボルトの位置は、ボルト５１ａＬ〜５１ｃＬ、５１ｄＬ〜５１ｆＬと、ボルト５１ｇＬ、５１ｈＬ、及びボルト５１ａＲ〜５１ｃＲ、５１ｄＲ〜５１ｆＲと、ボルト５１ｇＲ、５１ｈＲはそれぞれ車両幅方向Ｘにオフセットしている。すなわち、ボルト５１ａＬ〜５１ｈＬ、５１ａＲ〜５１ｈＲは非格子上に配置されることになる。また、図２で説明したように、中段の貫通穴３６ｇＬ、３６ｇＲは、他の貫通穴に対して、アクスルビーム３１の車両幅方向Ｘにおいて最も外側に配置されて形成される。そのため、ボルト５１ｇＬ、５１ｇＲは、他のボルトに対して車両幅方向Ｘにおいて最も外側、すなわちそれぞれ車輪８Ｌ、８Ｒ側に配置されるため、車輪側に発生する応力に対する強度を高めることができる。

図５は、図２のアクスルビーム３１の延在部３３ＬのＢ−Ｂ断面の端面のみを示す断面図である。延在部３３Ｌは、所定幅ｍであり、肉厚部３８Ｌは、その最大の幅（厚み）ｎは、ｍよりも大きい。また、肉厚部３８Ｌには、支持部であるボルト穴３９Ｌが形成されている。さらに、肉厚部３８Ｌは、図２で示すように延在部３３Ｌと連結部３２の境界領域において車両高さ方向Ｚの下方側に形成されている。そのため、延在部３３Ｌと連結部３２の間にかかる剪断応力や曲げ応力に対する強度を高めることができる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る電動車両用懸架装置によれば、アクスルビーム３１の延在部３３Ｌ，３３Ｒと連結部３２の境界領域においては、車両高さ方向Ｚの下方側に、所定幅ｍよりも幅が大きい幅（厚み）ｎの肉厚部３８Ｌ、３８Ｒが設けられ、肉厚部によりアクスルビームの強度を高め信頼性を向上させることができる。また、肉厚部３８Ｌ，３８Ｒには、ショックアブソーバ１４Ｌ、１４Ｒのような懸架装置関連部品を係止するためのボルト穴（支持部）３９Ｌ、３９Ｒが設けられることにより、懸架装置関連部品の搭載性を確保して設計自由度を担保することができる。

以上で本発明に係る懸架装置１の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

また、アクスルビーム３１と、サドル４１Ｌ、４１Ｒを締結するボルトの本数や配置は適宜変更して構わない。また、アクスルビーム３１とサドル４１Ｌ、４１Ｒは溶接により接合されても構わない。

また、アクスルビーム３１は、図で示す角断面形状に限らず、アクスル構造体３０の剛性を確保可能であれば、円筒状を含む柱状断面形状であっても良い。

また、本実施形態の懸架装置１は、電動トラック等の電動商用車に限らず、車両重量が大きい乗用車を含む電動車両に適用しても、上述した作用効果を得ることができるのは勿論である。

１ 懸架装置
２ モータ
４ 動力伝達機構（ディファレンシャルギア）
６Ｌ、６Ｒ ドライブシャフト
８Ｌ、８Ｒ 車輪
１０Ｌ、１０Ｒ サイドレール
１２Ｌ、１２Ｒ スピンドル
１４Ｌ、１４Ｒ ショックアブソーバ
１６Ｌ、１６Ｒ リーフスプリング（弾性体）
２０Ｌ、２０Ｒ ハブ
２２Ｌ、２２Ｒ フレキシブルジョイント
２４Ｌ、２４Ｒ ブーツ
３０ アクスル構造体
３１ アクスルビーム
３２ 連結部
３３Ｌ、３３Ｒ 延存部
３４Ｌ、３４Ｒ アクスル端部
３５Ｌ、３５Ｒ アクスル側接合部
３８Ｌ、３８Ｒ 肉厚部
４１Ｌ、４１Ｒ サドル
４２Ｌ、４２Ｒ サドル側接合部

Claims (1)

1. 車両に搭載されたモータの駆動力が伝達される動力伝達機構と、前記動力伝達機構に伝達された前記駆動力を一対の車輪にそれぞれ伝達する一対のドライブシャフトと、を備える電動車両用懸架装置であって、
   前記車両の車体を懸架する弾性体に接続され、前記一対のドライブシャフトの一部を内部空間にそれぞれ収容する一対のサドルと、
   前記一対のサドルにそれぞれ接合する一対のアクスル端部と、前記一対のアクスル端部からそれぞれ車両後方内側に延在する一対の延在部と、前記一対の延在部を連結する連結部と、が所定幅を有する板状の一体の鍛造物として形成されることにより前記一対の車輪を支持するアクスルビームと、
   を含み、
   前記アクスルビームの前記延在部と前記連結部の境界領域においては、車両高さ方向の下方側に、前記所定幅よりも幅が大きい肉厚部が設けられ、前記肉厚部には、懸架装置関連部品の支持部が設けられる電動車両用懸架装置。

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