JP2022162254A - Suspension device and vehicle body structure - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、サスペンション装置及び車両のボデー構造に関する。 The present disclosure relates to suspension devices and vehicle body structures.
自動車用のサスペンション装置としてリーフスプリングが利用されている。例えば、特許文献1には、フロントアクスルチューブを介して前輪を懸架するリーフスプリングと、リーフスプリングの振動を減衰するショックアブソーバとを備えるサスペンション装置が記載されている。この装置では、リーフスプリングの前端部は前後方向に延在するフレームにブラケットを介して連結され、リーフスプリングの後端はシャクル及びブラケットを介して当該フレームに連結されている。
Leaf springs are used as suspension devices for automobiles. For example,
近年、バッテリの電力によってモータを駆動して走行する電動車両の開発が進められている。電動車両では、バッテリ、モータ及びインバータといった電装部品が車両の車体フレームに搭載される。電動車両の要求性能は年々高まっており、それに伴って車両に搭載されるバッテリの容量も増加している。大容量のバッテリを搭載するために、例えば車両の車体フレームを車両の前後方向に延在する一対のサイドレールと、車両の車幅方向に延在して一対のサイドレールを連結するクロスメンバと、クロスメンバの延在方向の途中位置に連結され、クロスメンバから車両の後方に延在する一対のリアレールとを含む構造とし、一対のサイドレールとクロスメンバとの間にバッテリを搭載する空間を形成することが考えられる。 2. Description of the Related Art In recent years, development of an electric vehicle that runs by driving a motor with electric power from a battery is underway. In an electric vehicle, electrical components such as a battery, a motor, and an inverter are mounted on a body frame of the vehicle. The required performance of electric vehicles is increasing year by year, and accordingly, the capacity of the batteries mounted on the vehicles is also increasing. In order to mount a large-capacity battery, for example, a pair of side rails extending in the longitudinal direction of the vehicle body frame and a cross member extending in the vehicle width direction and connecting the pair of side rails are provided. , and a pair of rear rails connected to a midpoint in the extending direction of the cross member and extending rearward of the vehicle from the cross member, and a space for mounting the battery is provided between the pair of side rails and the cross member. It is conceivable to form
かかる構成では、クロスメンバと一対のリアレールとの接続部に荷重が集中する。特に、特許文献1のように、リーフスプリングが一対のリアレールに連結される場合には、リーフスプリングの荷重が一対のリアレールに加えられるので、クロスメンバと一対のリアレールとの接続部に大幅な補強が必要となる。このような補強は、部品点数の増加に繋がり、車両の高重量化を招く原因となる。
In such a configuration, the load concentrates on the connecting portion between the cross member and the pair of rear rails. In particular, when the leaf springs are connected to the pair of rear rails as in
そこで本開示は、車両の高重量化を抑制することを目的とする。 Accordingly, an object of the present disclosure is to suppress an increase in the weight of a vehicle.
一態様では、車両の前後方向に延在する一対のサイドレールと、車両の車幅方向に延在して一対のサイドレールを連結するクロスメンバと、クロスメンバの延在方向の途中位置に連結され、クロスメンバから車両の後方に延在する一対のリアレールとを含む車体フレームに取り付けられるサスペンション装置が提供される。このサスペンション装置は、車幅方向における一対のリアレールの外側に配置され、車両のリアアクスルを支持するリーフスプリングと、リーフスプリングの前端部をクロスメンバに連結するフロントスプリングブラケットと、を備える。 In one aspect, a pair of side rails extending in the front-rear direction of the vehicle, a cross member extending in the vehicle width direction of the vehicle and connecting the pair of side rails, and a midway position in the extending direction of the cross member are connected. and a pair of rear rails extending from the cross member to the rear of the vehicle. This suspension device includes a leaf spring arranged outside a pair of rear rails in the vehicle width direction and supporting a rear axle of the vehicle, and a front spring bracket connecting a front end portion of the leaf spring to a cross member.
本態様に係るサスペンション装置では、リーフスプリングの前端部がフロントスプリングブラケットを介してクロスメンバに連結される。したがって、リーフスプリングからの荷重はクロスメンバに伝達されることとなり、一対のリアレールに荷重が集中することが抑制される。その結果、クロスメンバと一対のリアレールとの接続部へ伝達される荷重が軽減され、当該接続部の補強を簡素化することが可能となる。よって、車両の高重量化を抑制することができる。 In the suspension device according to this aspect, the front end portion of the leaf spring is connected to the cross member via the front spring bracket. Therefore, the load from the leaf spring is transmitted to the cross member, and concentration of the load on the pair of rear rails is suppressed. As a result, the load transmitted to the connecting portion between the cross member and the pair of rear rails is reduced, making it possible to simplify the reinforcement of the connecting portion. Therefore, an increase in weight of the vehicle can be suppressed.
一実施形態では、リーフスプリングの後端部を一対のリアレールに連結するリアスプリングブラケットを更に備えていてもよい。かかる構成では、リーフスプリングの荷重をクロスメンバと一対のリアレールに分散することができる。 One embodiment may further include a rear spring bracket connecting the rear ends of the leaf springs to the pair of rear rails. With such a configuration, the load of the leaf spring can be distributed to the cross member and the pair of rear rails.
一実施形態では、フロントスプリングブラケットは、リーフスプリングの前端部をクロスメンバの延在方向と平行な軸線周りに回動可能なようにクロスメンバに連結してもよい。リーフスプリングの前端部をクロスメンバの延在方向と平行な軸線周りに回動可能なようにクロスメンバに連結することにより、フロントスプリングブラケットの軸線を車体フレームに近接して配置することが可能となり、これに伴ってフロントスプリングブラケットに作用するモーメントが減少する。したがって、フロントスプリングブラケットに要求される強度が小さくなり、フロントスプリングブラケットの構造を簡素化することができる。その結果、車両の高重量化を更に抑制することができる。 In one embodiment, the front spring bracket may connect the front end of the leaf spring to the cross member so as to be pivotable about an axis parallel to the extending direction of the cross member. By connecting the front end of the leaf spring to the cross member so as to be rotatable about an axis parallel to the extending direction of the cross member, the axis of the front spring bracket can be arranged close to the vehicle body frame. , and accordingly the moment acting on the front spring bracket is reduced. Therefore, the strength required for the front spring bracket is reduced, and the structure of the front spring bracket can be simplified. As a result, an increase in the weight of the vehicle can be further suppressed.
一実施形態では、クロスメンバは、車両の上側に面する上面と、車両の下側に面する下面と、車両の前後方向に面する一対の側面とを含む断面矩形状の中空構造を有し、フロントスプリングブラケットは、一対の側面のうち車両の後側に面する側面、及び、下面に対して締結されてもよい。かかる構成によれば、フロントスプリングブラケットをクロスメンバに強固に連結することができる。 In one embodiment, the cross member has a hollow structure with a rectangular cross section including an upper surface facing the upper side of the vehicle, a lower surface facing the lower side of the vehicle, and a pair of side surfaces facing in the longitudinal direction of the vehicle. , the front spring bracket may be fastened to the side surface facing the rear side of the vehicle and the lower surface of the pair of side surfaces. With such a configuration, the front spring bracket can be firmly connected to the cross member.
一態様に係る車両のボデー構造は、車両の前後方向に延在する一対のサイドレールと、車両の車幅方向に延在して一対のサイドレールを連結するクロスメンバと、クロスメンバの延在方向の途中位置に連結され、クロスメンバから車両の後方に延在する一対のリアレールと、車幅方向における一対のリアレールの外側に配置され、車両のリアアクスルを支持するリーフスプリングと、リーフスプリングの前端部をクロスメンバに連結するフロントスプリングブラケットと、を備える。 A vehicle body structure according to one aspect includes a pair of side rails extending in the longitudinal direction of the vehicle, a cross member extending in the vehicle width direction of the vehicle and connecting the pair of side rails, and an extension of the cross member. a pair of rear rails connected to a position midway in the direction and extending rearward of the vehicle from the cross member; a leaf spring arranged outside the pair of rear rails in the vehicle width direction and supporting a rear axle of the vehicle; a front spring bracket connecting the front end to the cross member.
本態様に係る車両のボデー構造によれば、車両の高重量化を抑制することができる。 According to the vehicle body structure according to this aspect, it is possible to suppress an increase in the weight of the vehicle.
本発明の種々の態様によれば、車両の高重量化を抑制することができる。 According to various aspects of the present invention, it is possible to suppress an increase in the weight of the vehicle.
以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description will not be repeated.
図1は、一実施形態に係るサスペンション装置を含むボデー構造を示す平面図である。図2は、図1に示すボデー構造の側面図である。図1及び図2に示す車両のボデー構造1は、例えばトラック等の大型車両に適用される構造体である。車両は、例えばバイブリッド車、電気自動車、燃料電池自動車等、バッテリの電力によってモータを駆動して走行する電動車両である。以下の説明では、車両の前進方向及び後退方向を車両の前後方向といい、車両を後方から見たときの左右方向を車幅方向という。
FIG. 1 is a plan view showing a body structure including a suspension device according to one embodiment. 2 is a side view of the body structure shown in FIG. 1. FIG. A
図1に示すように、ボデー構造1は、車体フレーム10及びサスペンション装置30を備える。車体フレーム10は、一対のサイドレール2、一対のクロスメンバ3、一対のフロントレール4、一対のリアレール5を含む。一対のフロントレール4は車両の運転席が配置されるキャブ8を支持し、一対のサイドレール2及び一対のリアレール5は、車両の荷台9を支持する。
As shown in FIG. 1, the
一対のサイドレール2は、左右に離間して配置され、車両の前後方向に沿って互いに平行に延在する。一実施形態では、一対のサイドレール2は、車両の前後方向の中央部、より詳細には、車両の前輪17と後輪18との間に配置されている。
The pair of
一対のクロスメンバ3は、車両の車幅方向に延在し、一対のサイドレール2の端部同士を連結している。一対のサイドレール2及び一対のクロスメンバ3は、金属製の長尺部材、例えばI字鋼によって構成されている。一対のサイドレール2と一対のクロスメンバ3との間には、矩形状の空間であるバッテリ搭載領域R1が形成される。バッテリ搭載領域R1には、車両を駆動するための電力を供給するバッテリ21が搭載される。
A pair of
一対のクロスメンバ3は、前側に配置されたクロスメンバ3Aと、当該クロスメンバ3Aの後側に配置されたクロスメンバ3Bとを含む。クロスメンバ3A上には、キャブ8と荷台9との間で乗員の通り抜けを可能とするウォークスルー部Wが形成されていてもよい。
The pair of
一対のフロントレール4は、クロスメンバ3Aに連結されている。一対のフロントレール4は、車幅方向に離間して配置され、クロスメンバ3Aから車両の前方に向けて互いに平行に延在する。すなわち、一対のフロントレール4は、一対のサイドレール2よりも前方に配置されている。車幅方向における一対のフロントレール4の間隔は、車幅方向における一対のサイドレール2の間隔よりも小さい。したがって、一対のフロントレール4は、クロスメンバ3Aの延在方向の途中位置に連結される。一対のフロントレール4には、車幅方向に延在するクロスメンバ11及びクロスメンバ12が接続されている。クロスメンバ11は、一対のフロントレール4の先端部同士を連結する。クロスメンバ12は、クロスメンバ11の後方に配置され、一対のフロントレール4を連結する。
A pair of
一対のフロントレール4には、フロントアクスル(車軸)15を介して前輪17が取り付けられている。また、一対のフロントレール4の間には、前方搭載領域R2が形成される。前方搭載領域R2には、例えば、モータ22、インバータ23等の電装部品やこれらの電装部品を冷却する冷却装置24が搭載される。
A
一対のフロントレール4とクロスメンバ3Aとの間には、一対のサイドレール2が一対のフロントレール4よりも低い位置に配置されるように一対のフロントレール4とクロスメンバ3Aとを接続する上下キック部6が設けられている。上下キック部6は、一対のフロントレール4の後端部に接続し、クロスメンバ3Aに向かうにつれて連続して下方に傾斜してクロスメンバ3Aに接続されている。クロスメンバ3Aと一対のフロントレール4との間に上下キック部6が介在することにより、一対のクロスメンバ3及び一対のリアレール5が一対のサイドレール2よりも低い位置に配置される。これにより、荷台9が低い位置で支持されるので、車両の積載量を増加させることが可能となる。
Between the pair of
一対のリアレール5は、クロスメンバ3Bに連結されている。一対のリアレール5は、車幅方向に離間して配置され、クロスメンバ3Bから車両の後方に向けて互いに平行に延在する。すなわち、一対のリアレール5は、一対のサイドレール2よりも後方に配置されている。車幅方向における一対のリアレール5の間隔は、車幅方向における一対のサイドレール2の間隔よりも小さい。したがって、一対のリアレール5は、クロスメンバ3Bの延在方向の途中位置に連結される。なお、車幅方向における一対のリアレール5の間隔は、車幅方向における一対のフロントレール4の間隔と同じであってもよい。一対のリアレール5には、車幅方向に延在するクロスメンバ13及びクロスメンバ14が接続されている。クロスメンバ13は、一対のリアレール5の後端部同士を連結する。クロスメンバ14は、クロスメンバ11の前方に配置され、一対のリアレール5を連結する。
A pair of
一対のリアレール5には、リアアクスル(車軸)16を介して後輪18が取り付けられている。一対のリアレール5の間には、後方搭載領域R3が形成される。後方搭載領域R3には、例えばジャンクションボックス25、車載充電器26、DCコンバータ27等の電装部品やこれらの電装部品を冷却する冷却装置28が搭載される。
A
上記のように、車幅方向における一対のクロスメンバ3の長さは、クロスメンバ11,12,13,14よりも長く形成されている。したがって、車幅方向におけるバッテリ搭載領域R1の幅は、車幅方向における前方搭載領域R2及び後方搭載領域R3の幅よりも大きい。すなわち、車体フレーム10の一対のサイドレール2が配置された部分は、一対のフロントレール4及び一対のリアレール5が配置された部分よりも拡幅されている。
As described above, the length of the pair of
図3は、サスペンション装置30の平面図である。サスペンション装置30は、車体フレーム10とリアアクスル16との間に設けられ、走行中の車体フレーム10の振動を抑制する。図2及び図3に示すように、サスペンション装置30は、一対のリーフスプリング31、一対のフロントスプリングブラケット32、一対のリアスプリングブラケット33及び一対のショックアブソーバ34を備える。
FIG. 3 is a plan view of the
図3に示すように、一対のリーフスプリング31は、車幅方向における一対のリアレール5の外側に配置され、車両の前後方向に延びている。リーフスプリング31は、前後方向における中央部において支持部材16aを介してリアアクスル16を支持する。
As shown in FIG. 3, the pair of
リーフスプリング31の前端部31aは、フロントスプリングブラケット32を介してクロスメンバ3Bに連結されている。図4は、フロントスプリングブラケット32周辺を拡大して示す斜視図である。図4に示すように、クロスメンバ3Bは、車両の上側に面する上面3uと、車両の下側に面する下面3bと、車両の前後方向に面する一対の側面3sとを含む断面矩形状の中空構造を有している。フロントスプリングブラケット32は、、一対の側面3sのうち車両の後側に面する側面3s、及び、下面3bに対してボルト締結されている。また、フロントスプリングブラケット32は、クロスメンバ3Bの延在方向(車幅方向)と平行な軸線AXに沿って延在する固定軸を有する。リーフスプリング31の前端部31aは、フロントスプリングブラケット32の固定軸を囲むように丸められ、軸線AX周りに回動可能にフロントスプリングブラケット32に締結されている。すなわち、リーフスプリング31の前端部31aは、フロントスプリングブラケット32を介してクロスメンバ3に回動可能に連結されている。
A
図2に示すように、一対のリアスプリングブラケット33は、一対のフロントスプリングブラケット32の後方に配置され、一対のリアレール5の外側面に締結されている。リーフスプリング31の後端部31bは、シャックル35を介してリアスプリングブラケット33に締結されている。シャックル35は、リアスプリングブラケット33に対して回動可能である。すなわち、リーフスプリング31の後端部31bは、リアスプリングブラケット33を介してリアレール5に回動可能に連結されている。
As shown in FIG. 2 , the pair of
図3に示すように、一対のショックアブソーバ34は、一対のリアレール5とリアアクスル16との間に設けられいる。ショックアブソーバ34は、リアアクスル16の上下動によって生じるリーフスプリング31の振動を減衰させる。
As shown in FIG. 3 , a pair of
上記のように、サスペンション装置30では、リーフスプリング31の前端部31aがフロントスプリングブラケット32を介してクロスメンバ3Bに連結され、リーフスプリング31の後端部31bがリアスプリングブラケット33を介してリアレール5に接続されている。したがって、リアアクスル16からリーフスプリング31に伝達された荷重は、クロスメンバ3Bと一対のリアレール5に分散して伝達される。したがって、荷重が一対のリアレールに集中することが抑制される。その結果、クロスメンバと一対のリアレールとの接続部Cへ伝達される荷重が軽減され、当該接続部Cの補強を簡素化することが可能となる(図3参照)。よって、車両の高重量化を抑制することができる。
As described above, in the
また、上述したボデー構造1では、車幅方向における一対のサイドレール2の間隔は、車幅方向における一対のフロントレール4の間隔、及び、車幅方向における一対のリアレール5の間隔よりも大きい。すなわち、一対のサイドレール2が配置された部分は、一対のフロントレール4及び一対のリアレール5が配置された部分よりも拡幅された構造となっている。これにより、一対のサイドレール2の間に形成されるバッテリ搭載領域R1を広く確保することができので、車両のホイールベースを維持しつつ相対的に容量の大きなバッテリ21を搭載することが可能となる。その結果、車両の航続距離を長くすることができる。
In the
フロントスプリングブラケット32は、クロスメンバ3Bの延在方向と平行な軸線AX周りにリーフスプリング31の前端部31aを回動可能なようにリーフスプリング31をクロスメンバ3Bに連結している。クロスメンバ3Bの延在方向と平行な軸線AX周りにリーフスプリング31の前端部31aを回動可能なようにリーフスプリング31をクロスメンバ3Bに連結した場合には、フロントスプリングブラケット32をリアレール5に締結した場合と比較して、フロントスプリングブラケット32の固定軸を車体フレーム10に近接させて配置することが可能となる。フロントスプリングブラケット32の固定軸を車体フレーム10に近接させて配置することにより、フロントスプリングブラケット32に作用するモーメントが減少する。したがって、フロントスプリングブラケット32を簡素化することができ、その結果、車両の高重量化を更に抑制することができる。
The
以上、種々の実施形態に係るサスペンション装置及び車両のボデー構造について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。 Although suspension devices and vehicle body structures according to various embodiments have been described above, various modifications can be made without changing the gist of the invention without being limited to the above-described embodiments.
1…ボデー構造、2…サイドレール、3…クロスメンバ、3b…下面、3s…側面、3u…上面、5…リアレール、10…車体フレーム、16…リアアクスル、30…サスペンション装置、31…リーフスプリング、31a…前端部、31b…後端部、32…フロントスプリングブラケット、33…リアスプリングブラケット。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記車幅方向における前記一対のリアレールの外側に配置され、前記車両のリアアクスルを支持するリーフスプリングと、
前記リーフスプリングの前端部を前記クロスメンバに連結するフロントスプリングブラケットと、
を備える、サスペンション装置。 a pair of side rails extending in the longitudinal direction of the vehicle; a cross member extending in the vehicle width direction of the vehicle and connecting the pair of side rails; , and a pair of rear rails extending rearward of the vehicle from the cross member, the suspension device being attached to a vehicle body frame,
a leaf spring arranged outside the pair of rear rails in the vehicle width direction and supporting a rear axle of the vehicle;
a front spring bracket connecting the front end of the leaf spring to the cross member;
A suspension device.
前記フロントスプリングブラケットは、前記一対の側面のうち前記車両の後側に面する側面、及び、前記下面に対して締結される、請求項1~3の何れか一項に記載のサスペンション装置。 The cross member has a hollow structure with a rectangular cross section including an upper surface facing the upper side of the vehicle, a lower surface facing the lower side of the vehicle, and a pair of side surfaces facing the front-rear direction of the vehicle,
The suspension device according to any one of claims 1 to 3, wherein the front spring bracket is fastened to one of the pair of side surfaces facing the rear side of the vehicle and to the lower surface.
前記車両の車幅方向に延在して前記一対のサイドレールを連結するクロスメンバと、
前記クロスメンバの延在方向の途中位置に連結され、前記クロスメンバから前記車両の後方に延在する一対のリアレールと、
前記車幅方向における前記一対のリアレールの外側に配置され、前記車両のリアアクスルを支持するリーフスプリングと、
前記リーフスプリングの前端部を前記クロスメンバに連結するフロントスプリングブラケットと、
を備える、車両のボデー構造。
a pair of side rails extending in the longitudinal direction of the vehicle;
a cross member extending in the width direction of the vehicle and connecting the pair of side rails;
a pair of rear rails connected to an intermediate position in the extending direction of the cross member and extending rearward of the vehicle from the cross member;
a leaf spring arranged outside the pair of rear rails in the vehicle width direction and supporting a rear axle of the vehicle;
a front spring bracket connecting the front end of the leaf spring to the cross member;
A vehicle body structure comprising:
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