JP2023049281A - 車両用サスペンション構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ハブキャリアに入力される上下方向の荷重やトレーリングアームからの反力による応力集中を低減させ、荷重を周囲の部材に分散できるようにする。【解決手段】車軸懸架式の車両用サスペンション構造は、ハブキャリア３０と、ハブキャリア３０を繋ぐ連接部材２０と、を有する。連接部材２０の外側部には、ハブキャリア３０に接続される接続部２１が設けられ、連接部材２０の中間部は、ドライブシャフトから車両後方にオフセットして幅方向に延び、中間部２２の外側部には、前方に屈曲して接続部２１に繋がる屈曲部２３が設けられる。ハブキャリア３０は、円筒部３０ａを有し、円筒部３０ａの外側端には、ドライブシャフトが貫通する第１の貫通孔が設けられ、円筒部３０ａの上部には、スプリング設置部３１ａが設けられている。【選択図】図５

Description

本発明は、車両用サスペンション構造に関する。

車軸懸架式のサスペンションの一例であるドディオン式リアサスペンションは、車両後部に配置される。このようなリアサスペンションは、例えば、特許文献１に開示されているように、アクスルビームと、該アスクルビームの両端に設けられ、ハブが取り付けられているキャリアと、を有している。ハブは、キャリアに設けられたハブベアリングを介して回転自在に支持されている。

また、ハブキャリアには、リアサスペンションの懸架スプリングが取り付けられるスプリング設置部が設けられている。そのため、ハブキャリアは、車両上下方向の荷重に対して、所定の強度を必要とする。この例では、ハブキャリアの内側面には、ハブベアリングの着脱を可能とする着脱用開口が形成されている。また、ハブキャリアには、着脱用開口に対して上方及び下方に設けられた上方張出部及び下方張出部が設けられ、上方張出部及び下方張出部は、両側の張出部の間を上下方向に延びる連結部によって、連結されている。

このように構成することで、着脱用開口を大きく形成したことによるハブキャリアの上下方向への強度低下を抑制しようとしている。また、リアサスペンションにおいては、車両がバンプすること等によりハブキャリアに対して上下方向への荷重が作用した場合であっても、ハブキャリアが破損することを抑制しようとしている。

特開２０１３－０７１４９６号公報

上記例のハブキャリアは、車両上下方向に作用する荷重に対して、一定の強度を維持している。上記したように、ハブキャリアの外周部材だけでなく、上方張出部及び下方張出部を設け、これらを繋ぐことにより補強構造を構成している。このため、上記例の構造は、ハブキャリアの重量が増加する。

また、ハブキャリアの重量増加は、懸架スプリングの下方側の重量増加することになるため、車両の運動性能にも影響する可能性がある。また、ハブキャリアに部材を追加しているので、ハブキャリアのレイアウトが限定され、設計自由度が低下する可能性もある。そのため、懸架スプリングからハブキャリアに入力される車両上下方向の荷重に対して、応力集中を低減させ、周囲の部材に効果的に分散させようとする上で、上記例の構造には、改善の余地があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、懸架スプリングからハブキャリアに入力される車両上下方向の荷重やトレーリングアームからの反力に対して、応力集中を低減させ、周囲の部材に効果的に分散させることが可能な車両用サスペンション構造を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る車両用サスペンション構造は、車幅方向に延びるドライブシャフトが貫通配置され、車輪用のハブが取り付けられるハブキャリアと、車幅方向両側の前記ハブキャリアを繋ぐ連接部材と、を有している車軸懸架式の車両用サスペンション構造において、前記連接部材の車幅方向外側部には、前記ハブキャリアに接続される接続部が設けられ、前記連接部材の車幅方向の中間部は、前記ドライブシャフトから車両後方にオフセットして車幅方向に延び、前記中間部の車幅方向外側部には、車両前方に屈曲して前記接続部に繋がる屈曲部が設けられており、前記ハブキャリアは、車幅方向に延びる円筒部を有し、該円筒部の車幅方向外側端には、前記ドライブシャフトが貫通する貫通孔が設けられ、前記円筒部の上部には、懸架スプリングが設置されるスプリング設置部が設けられている。

本発明によれば、懸架スプリングからハブキャリアに入力される車両上下方向の荷重やトレーリングアームからの反力に対して、応力集中を低減させ、周囲の部材に効果的に分散させることが可能である。

本発明に係る車両用サスペンション構造の一実施形態を示す斜視図である。 図１のリアサスペンションを車両上方から見た平面図である。 図１の正面図である。 図１の右側のハブキャリア等を拡大して示す拡大斜視図である。 図４のハブキャリアを、車幅方向内側から見た斜視図である。 図３の右側におけるハブキャリアを拡大して示す拡大正面図である。 図６のハブキャリア等を車両後方から見た後面図である。 図６のハブキャリアを車幅方向内側から見た側面図である。 図１のハブキャリア及び連接部材に、ドライブシャフト、懸架スプリング及びラテラルロッドが取り付けられた状態を車両内側から見た拡大斜視図である。

以下、本発明に係る車両の車両用サスペンション構造の一実施形態について、図面（図１～図９）を参照しながら説明する。なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前後方向における前方を示す。実施形態の説明における「前部（前端）及び後部（後端）」は、車両前後方向における前部及び後部に対応する。また、矢印Ｒ及び矢印Ｌは、乗員が車両前方を見たときの右側及び左側を示している。

本実施形態の車両用サスペンション構造は、後輪（車輪）１１が取り付けられる車軸懸架式のリアサスペンション１０の構造を例に挙げて説明する。本実施形態のリアサスペンション１０は、図１～図９に示すように、車幅方向に延びるドライブシャフト１２が貫通配置され、後輪１１が固定されるハブ（図示せず）が設けられているハブキャリア３０と、車幅方向両側のハブキャリア３０を繋ぐ連接部材２０と、を有している。ハブは、図示しないハブベアリングを介して、ハブキャリア３０に対して回転自在に取り付けられている。

先ず、連接部材２０について説明する。図１～図３に示すように、連接部材２０は、全体として車幅方向に延びる部材であり、連接部材２０の車幅方向外側部には、ハブキャリア３０に接続される接続部２１が設けられている。また、連接部材２０の車幅方向の中間部２２は、駆動力を後輪１１に伝達するドライブシャフト１２から車両後方にオフセットして車幅方向に延びている。中間部２２には、ラテラルロッド１７（図９）が取り付けられるロッド取付ブラケット１５が接合されている。また、中間部２２の車幅方向外側部には、車両後方に屈曲して接続部２１に繋がる屈曲部２３が設けられている。

屈曲部２３は、車両後方に向かうに従い車幅方向外側に屈曲している。さらに、屈曲部２３は、車両後方に向かうに従い車幅方向外側に傾斜して延び、接続部２１の車幅方向内側端に接続される。接続部２１は、車幅方向に延び、接続部２１の車幅方向外側端は、ハブキャリア３０の後述する第２の貫通孔３５ｂに挿入され固定される。

次に、ハブキャリア３０について説明する。図４～図８に示すように、本実施形態のハブキャリア３０は、上側部材３１と、下側部材３３と、外側部材３５と、アブソーバ受部材４９と、前側ブラケット４１と、後側ブラケット４５と、を有している。上側部材３１、下側部材３３及び外側部材３５は、ハブキャリア３０の本体を構成し、上側部材３１及び下側部材３３によって、車幅方向に延びる円筒部３０ａを構成している。以下、各部材について説明する。

上側部材３１は、金属材料により形成されており、車幅方向に所定の長さを有し、車両上方に凸となるように湾曲し、車幅方向視で、車両上方に凸の略半円を形成している。また、上側部材３１の上部には、懸架スプリング１９が設置されるスプリング設置部３１ａが設けられている。スプリング設置部３１ａは、上側部材３１の上部から車両上方に突出し、車両上方を臨む略円形の平坦な面を有している。当該面の上に懸架スプリング１９が設置される（図９）。

また、上側部材３１の前側部における下端部は、車幅方向に延びており、この部分には、下側部材３３が、例えば、溶接等により接合されている。また、図５に示すように、上側部材３１の車幅方向外側端部は、上記したように略半円状に形成され、この部分には、外側部材３５が溶接等により接合されている。

また、上側部材３１の後部には、図２、図５及び図６に示すように、車幅方向内側に突出する拡張部３１ｂが設けられている。拡張部３１ｂについては、後で説明する。また、上側部材３１の後側部における下端部、及び拡張部３１ｂの後側部における下端部は、車幅方向に連続するように延びており、この部分は、連接部材２０の接続部２１の上面に溶接等により接合されている。

下側部材３３は、上側部材３１の車両下方側に配置される部材であり、金属材料により形成される部材である。下側部材３３は、上側部材３１と同様に車幅方向に所定の長さを有している。また、下側部材３３は、車幅方向視で車両上方に開口する略半円を形成している。下側部材３３の前側部における上端部は、車幅方向に延びており、この部分には、上記したように、上側部材３１の前側部における下端部が接合されている。また、下側部材３３の車幅方向外側端部は、上記したように略半円状に形成され、この部分には、上側部材３１と同様に、外側部材３５が溶接等により接合されている。さらに、下側部材３３の後側部における上端部は、車幅方向に延びており、この部分は、連接部材２０の接続部２１の下面が溶接等により接合されている。

図５及び図８に示すように、上側部材３１と下側部材３３とが接合され、いわゆるモナカ構造の中空の本体が構成される。該本体には、車幅方向に延びる円筒部３０ａが形成されている。円筒部３０ａと、連接部材２０の接続部２１は、車幅方向に延び、互いに平行である。当該円筒部３０ａの後部には、車幅方向に延びる幅方向開口３０ｂが設けられている。この例では、上側部材３１と下側部材３３とが接合された状態で、車幅方向内側から見たときに、図５に示すように、車両後方に開口するいわゆるＣ字形状が形成されている。

本実施形態では、上側部材３１の後側部における下端部と、下側部材３３の後側部における上端部とが、車両上下方向に互いに間隔を空けて配置されており、この間隔が、幅方向開口３０ｂ部となる。また、連接部材２０の接続部２１は、幅方向開口３０ｂ内に配置された状態で、円筒部３０ａの後部に固定されている。この例では、連接部材２０の接続部２１の上面と下面が幅方向開口３０ｂ部の開口縁に接合されている。

外側部材３５は、金属材料により形成され、上側部材３１及び下側部材３３の車幅方向外側に取り付けられる部材であり、円筒部３０ａの車幅方向端を塞いでいおり、車両前後方向に延びる板状の部材である。外側部材３５には、ドライブシャフト１２が貫通配置される第１の貫通孔（貫通孔）３５ａと、連接部材２０が取り付けられる第２の貫通孔３５ｂと、を有している。

第１の貫通孔３５ａの周囲には、後述する固定部材３７を固定するための４つのボルト孔３５ｄが形成されている（図８）。４つのボルト孔３５ｄは、第１の貫通孔３５ａの周囲に周方向に互いに等間隔に配置されている。詳細には、第１の貫通孔３５ａの上側には、２つのボルト孔３５ｄが車両前後方向に互いに間隔を空けて配置され、第１の貫通孔３５ａの下側には、２つのボルト孔３５ｄが車両前後方向に互いに間隔を空けて配置されている（図８）。

固定部材３７は、図４、図６及び図７に示すように、中央に貫通孔が形成される板状の部材で、当該貫通孔は、第１の貫通孔３５ａに連通している。固定部材３７は、外側部材３５の４つのボルト孔３５ｄに対応する位置に４つの貫通孔が設けられ、当該貫通孔とボルト孔３５ｄが連通した状態で、貫通孔にボルト３９を挿通させ、ボルト孔３５ｄに螺号させ、外側部材３５に、固定部材３７が締結されている。

また、固定部材３７には、図１及び図４に示すように、ハブを固定するための４つのハブ取付用ボルト孔３７ａが形成されている。ハブ取付用ボルト孔３７ａは、固定部材３７の上記した４つの貫通孔よりも第１の貫通孔３５ａの径方向内側に配置されている。ボルト（図示せず）により、固定部材３７の車幅方向外側部面に、ハブが締結される。

本実施形態では、スプリング設置部３１ａは、上側部材３１及び下側部材３３により構成される円筒部３０ａの上部に設けられている。また、上記したように上側部材３１の後側部における上端部が、連接部材２０の接続部２１に接合されている。すなわち、本実施形態では、スプリング設置部３１ａは、上側部材３１の円筒状の後壁部を介して、連接部材２０に接続されている。ハブキャリア３０を円筒形状に形成することで、懸架スプリング１９から入力される荷重に対して、応力集中を低減し、当該荷重による応力をトレーリングアーム１４や連接部材２０に分散させることが可能となり、その結果、ハブキャリア３０の剛性及び強度を向上させることが可能なる。

また、上記のように幅方向開口３０ｂ部が連接部材２０の接続部２１に接合されているので、効率的に連接部材２０に荷重を伝達することができ、ハブキャリア３０での応力集中を抑制し、ハブキャリア３０の変形量を低減させることが可能となる。

本実施形態の円筒部３０ａには、車両前後方向に延びるトレーリングアーム１４が取り付けられるアーム取付部３０ｄが設けられている（図９）。アーム取付部３０ｄは、前側ブラケット４１及び後側ブラケット４５を有しており、これらのブラケットは、円筒部３０ａの一部を車両下方側から取り囲むように構成されている。

前側ブラケット４１は、天面部４２と、２つの前側縦壁４３と、を有している。前側縦壁４３は、円筒部３０ａの前部から車両前方に突出し、車両上下方向に延びている。前側縦壁４３の上端は、図４、図５及び図８に示すように、スプリング設置部３１ａよりも車両上方側に位置している。前側縦壁４３の下端は、円筒部３０ａの下端に位置している。前側縦壁４３の後端は、円筒部３０ａの外周面に沿って、円弧形状をなしている。前側縦壁４３の前端における下部は、車両上方に向かいに従い車両前方に傾斜して延びている。前側壁部の車両前後方向に長さは、車両上方に向かうに従い長くなる。前側縦壁４３の上部には、トレーリングアーム１４が回動自在に取り付けられる取付用孔４３ａが設けられている。２つの前側縦壁４３は、車幅方向に互いに間隔を空けて対向配置されている。また、天面部４２は、２つの前側縦壁４３の上端を繋ぐように車幅方向に延びている。

後側ブラケット４５は、後面部４６と、２つの後側縦壁４７と、を有している。後側縦壁４７は、円筒部３０ａの後部から車両後方に突出し、車両上下方向に延びている。後側縦壁４７の上端は、図８に示すように、上側部材３１の後側部の下端よりやや車両上方側に位置している。後側縦壁４７の下端は、前側ブラケット４１の下端に対応するように位置している。後側縦壁４７の前端は、円筒部３０ａの外周面に沿って、円弧形状をなしている。後側縦壁４７の後端は、車両上下方向に延びている。後側縦壁４７の車両前後方向に長さは、車両下方に向かうに従い長くなる。後側縦壁４７の下部には、トレーリングアーム１４が取り付けられる取付用孔が設けられている。２つの後側縦壁４７は、車幅方向に互いに間隔を空けて対向配置されている。また、後面部４６は、車両後方を臨み、２つの後側縦壁４７の上端を繋ぐように車幅方向に延びている。後面部４６には、ショックアブソーバ１８（図９）が設置されるアブソーバ受部材４９が接合されている。アブソーバ受部材４９は、連接部材２０の屈曲部２３の後面にも接合されている。

円筒の外周を周方向に囲んで設けられた前側縦壁４３及び後側縦壁４７により、さらにハブキャリア３０の剛性を向上させることができる。また、本実施形態では、２つの後側縦壁４７は、連接部材２０の接続部２１の後面に溶接等により接合されている。これにより、ハブキャリア３０とトレーリングアーム１４と連接部材２０の接点を近接させることでき、さらに、ハブキャリア３０に作用する荷重を、トレーリングアーム１４と連接部材２０に分散することが可能になる。

また、本実施形態では、上記したように上側部材３１には、拡張部３１ｂが設けられている。拡張部３１ｂは、円筒部３０ａの後部において、車幅方向内側に突出しており、拡張部３１ｂの車幅方向の内側端は、屈曲部２３の長手方向に沿って延びている。すなわち、拡張部３１ｂの車幅方向内側端は、車両後方に向かうに従い車幅方向内側に傾斜している。拡張部３１ｂの車幅方向内側端と、接続部２１とは、傾斜方向に沿って連続するように形成されている。また、上記したように拡張部３１ｂの下部は、連接部材２０に接合されている。さらに、この例では、スプリング設置部３１ａの一部は、拡張部３１ｂに配置されている。

拡張部３１ｂを設けることにより、懸架スプリング１９からの入力をハブキャリア３０だけでなく、連接部材２０へも効果的に分散することができ、ハブキャリア３０への荷重集中を緩和でき、より軽量な構造が可能になる。

また、本実施形態では、円筒部３０ａの車幅方向外側部には、ハブ固定部３８が設けられている。この例では、ハブ固定部３８は、上記したように外側部材３５に固定された固定部材３７に設けられている。また、ハブ固定部３８は、円筒部３０ａの車幅方向外側の円筒内側の領域に、ハブが固定されている。これにより、円筒部３０ａの車幅方向外側の開口（第１の貫通孔３５ａ）を、高剛性の一体形成された部材によって取り囲んで固定することにより、さらに円筒部３０ａの剛性を向上させることが可能となり、荷重入力に対する変形を、抑制させることができる。

本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

本実施形態では、ハブキャリア３０の円筒部３０ａ、上下に並ぶ上側部材３１及び下側部材３３で構成しているが、これに限らない。円筒部３０ａを１つの部材で構成してもよい。

１０ リアサスペンション
１１ 後輪
１２ ドライブシャフト
１４ トレーリングアーム
１５ ロッド取付ブラケット
１７ ラテラルロッド
１８ ショックアブソーバ
１９ 懸架スプリング
２０ 連接部材
２１ 接続部
２２ 中間部
２３ 屈曲部
３０ ハブキャリア
３０ａ 円筒部
３０ｂ 幅方向開口
３０ｄ アーム取付部
３１ 上側部材
３１ａ スプリング設置部
３１ｂ 拡張部
３３ 下側部材
３５ 外側部材
３５ａ 第１の貫通孔（貫通孔）
３５ｂ 第２の貫通孔
３５ｄ ボルト孔
３７ 固定部材
３７ａ ハブ取付用ボルト孔
３８ ハブ固定部
４１ 前側ブラケット
４２ 天面部
４３ 前側縦壁
４３ａ 取付用孔
４５ 後側ブラケット
４６ 後面部
４７ 後側縦壁
４９ アブソーバ受部材

Claims (6)

1. 車幅方向に延びるドライブシャフトが貫通配置され、車輪用のハブが取り付けられるハブキャリアと、車幅方向両側の前記ハブキャリアを繋ぐ連接部材と、を有している車軸懸架式の車両用サスペンション構造において、
   前記連接部材の車幅方向外側部には、前記ハブキャリアに接続される接続部が設けられ、前記連接部材の車幅方向の中間部は、前記ドライブシャフトから車両後方にオフセットして車幅方向に延び、前記中間部の車幅方向外側部には、車両前方に屈曲して前記接続部に繋がる屈曲部が設けられており、
   前記ハブキャリアは、車幅方向に延びる円筒部を有し、該円筒部の車幅方向外側端には、前記ドライブシャフトが貫通する貫通孔が設けられ、
   前記円筒部の上部には、懸架スプリングが設置されるスプリング設置部が設けられていることを特徴とする、車両用サスペンション構造。
2. 前記円筒部と、前記連接部材の前記接続部とは、互いに平行に配置され、
   前記円筒部の後部は、車幅方向に延びる幅方向開口部が設けられ、前記接続部は、前記幅方向開口内に配置された状態で、前記円筒部の後部に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の車両用サスペンション構造。
3. 前記円筒部には、車両前後方向に延びるトレーリングアームが取り付けられるアーム取付部が設けられ、
   前記アーム取付部は、前記円筒部の一部を車両下方側から取り囲むように構成され、
   前記アーム取付部の前部には、前記円筒部の前部から車両前方に突出し、車両上下方向に延びる２つの前側縦壁が、車幅方向に互いに間隔を空けて対向するように設けられ、
   前記アーム取付部の後部には、前記円筒部の後部から車両後方に突出し、車両上下方向に延びる２つの後側前側縦壁が、車幅方向に互いに間隔を空けて対向するように設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用サスペンション構造。
4. 前記２つの後側縦壁は、前記連接部材の前記接続部に接合されていることを特徴とする、請求項３に記載の車両用サスペンション構造。
5. 前記円筒部の後部には、車幅方向内側に突出する拡張部が設けられ、該拡張部の車幅方向の内側端は、前記屈曲部の長手方向に沿って延び、前記拡張部の下部は、前記連接部材に接合されており、
   前記スプリング設置部の一部は、前記拡張部に配置されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の車両用サスペンション構造。
6. 前記円筒部の車幅方向外側部には、前記ハブが固定されるハブ固定部が設けられており、前記円筒部の車幅方向外側面内に、前記ハブが固定されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の車両用サスペンション構造。
   
   
   

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