JP4178434B2

JP4178434B2 - サスペンション装置

Info

Publication number: JP4178434B2
Application number: JP22390899A
Authority: JP
Inventors: 日出夫鶴巻
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2019-08-06
Also published as: JP2001047828A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サスペンション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、電気自動車に関して各種の技術が開発されている。基本的にはガソリンエンジン車の構造がそのまま採用されるが、一度の充電によって走行可能な距離を延ばすために、構造全体の軽量化が強く要求される。例えば、図７および図８には、実公平５−４１０４３号に開示されたサスペンション装置を示した。この装置では、車輪１０２の上下端部と、車体１０１との間に一対のアーム１０３，１０４が連結されている。ショックアブソーバ１００の下端１００Ｂは、ロアアーム１０４と車輪１０２との連結部位付近に連結される一方、ショックアブソーバ１００の上端１００Ａは、車体１０１の下端面に連結されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この装置では、車両の走行中に発生した車輪１０２の振動は、車輪１０２と車体１０１との振れ幅が必ずしも一致しない（車輪１０２が素早くかつ大きな振動を行い、サスペンション装置がこの振動を吸収するため、車体１０１の振動は車輪１０２の振動よりも小さくなる）場合があることから、ショックアブソーバ１００の弾性変形しろを大きく取らざるを得ない。このため、ショックアブソーバ１００として、ストロークの大きなものとなってしまう。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の軽量化を図りうるサスペンション装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項１の発明に係るサスペンション装置は、自動車の車体フレームと車輪との間には、上下で対をなし、それらの両端部が車体フレーム及び車輪に対してそれぞれ回動可能に連結されたリンク部材と、前記車体フレームを弾性的に支持するショックアブソーバーとが配されてなるものであって、前記ショックアブソーバーは、下端側がロア側のリンク部材あるいは前記車輪に、上端側がアッパ側のリンク部材の中央に、それぞれ回動可能に連結されていることを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものであって、前記ロア側のリンク部材には、リーフスプリングが備えられており、前記車輪の下部と前記車体フレームとの間には、コイルスプリングが備えられていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の作用、および発明の効果】
請求項１の発明によれば、ショックアブソーバの上端部が、アッパ側のリンク部材に連結されているので、従来のように車体フレームに連結されているものに比べると、ショックアブソーバのストロークを短くできるため、ショックアブソーバの小型化が図られ、よって車両を軽量化し得る。
【０００７】
請求項２の発明によれば、リーフスプリングとコイルスプリングとの組合せによって、ばね定数や加重の設定を行えるので、設計時の自由度を大きくできる。また、車輪からの加重入力が分散化されるので、局部的な応力集中が避けられ、車体フレームの軽量化ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
次に、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照しつつ、詳細に説明する。
図１には、本実施形態のサスペンション装置１の斜視図を示した。サスペンション装置１には、車体フレーム２と車輪５のホィール部６とを連結するものであり、アッパ側のアッパアーム７（本発明における「アッパ側のリンク部材」に該当する）と、下部側に備えられるリーフスプリング８（本発明における「ロア側のリンク部材」に該当する）と、ショックアブソーバ９とが備えられている。なお、詳細には示さないが、車輪５は、車体フレーム２の左右について、全く同一の構成のものが一対に組み付けられるようになっており、左右の車輪５についてみると、ショックアブソーバ９は前後方向に点対称に組み付けられている。
【０００９】
車体フレーム２には、図示しない車両の左右両側縁に前後方向に配置される一対のサイドメンバ２Ａと、両サイドメンバ２Ａ間に架設されるクロスメンバ２Ｂとが備えられている。図中クロスメンバ２Ｂの一端部において、サイドメンバ２Ａと組み付けられているところには、クロスメンバ２Ｂの前後長さと等しい長さのブラケット３が備えられており、このブラケット３の上端には、車両の前後方向に沿って、上部取付け軸４が備えられている。
【００１０】
車輪５のホィール部６の内側には、図２に示すように、車両を駆動させるインホィールモータ１３が装着されている。インホィールモータ１３と車輪５とは、回転軸１４を介して回動可能に連結されている。また、ホィール部６の内部空間において車輪５側には、ブレーキ機構１５が配されており、図中１６で示すワイヤの牽引操作によって、駆動するようになっている。また、ホィール部６の上部側および下部側には、一対の取付け軸１２，１８が設けられている。このうち、上部取付け軸１２には、アッパアーム７が取り付けられる一方、下部取付け軸１８には、リーフスプリング８の一端部が取り付けられる。
【００１１】
アッパアーム７は略Ｈ型に一体に形成されており、車体フレーム２と車輪５とのアッパ側に装着されている。アッパアーム７からは、車体フレーム２側と車輪５側とに向かって、それぞれ接続腕１０，１１が延設されている。このうち、車体フレーム２側に延設される車体側接続腕１０は、二股状に分枝して前後一対に設けられている一方、車輪５側に延設される車輪側接続腕１１も同様に二股状に分枝して前後一対に設けられている。
【００１２】
一対の車体側接続腕１０は、ブラケット３を車両の前後方向から挟み付けるようにして上部取付け軸４に取り付けられており、この取付け軸４を回動中心として上下方向に回動可能とされている。また、一対の車輪側接続腕１１は、車輪５の上部取付け軸１２に上下方向に回動可能に取り付けられている。こうして、両接続腕１０，１１は、ホィール部６と車体フレーム２とに対して、それぞれ車両の前後方向で同軸をなすようにして、上下に回動可能に組み付けられている。
【００１３】
リーフスプリング８は所定の弾性を備えた帯板状のばね材によって形成されており、その中央部分が、クロスメンバ２Ｂの下端に取り付けられる中央ブラケット１９に対して、ボルト２０とナット２１とで取り付けられている。また、リーフスプリング８の両端部は、それぞれ車輪５の下部取付け軸１８に対して回動可能に巻き付けられており、車輪５の上下方向への変位を弾性的に受けることができる。
【００１４】
また、詳細には図示しないが、ショックアブソーバ９の内部にはオイルが封入されており、そのオイルの内部にシリンダが備えられている。そのシリンダの上部がショックアブソーバ９の上端部９Ａとして外側に突出されている。アッパアーム７の中央において後端側には、アブソーバ取付け軸２２が突設されており、ここにはショックアブソーバ９の上端部９Ａが回動可能に組み付けられている。また、リーフスプリング８と車輪５との取付け軸である下部取付け軸１８の一端部には、ショックアブソーバ９の下端部が回動可能に取り付けられている。こうしてショックアブソーバ９は、アッパアーム７のアブソーバ取付け軸２２と、車輪５の下部取付け軸１８とに対してそれぞれ回動可能かつ、両取付け軸２２，１８の間で伸縮可能に組み付けられている。
【００１５】
次に、上記のように構成された本実施形態の作用および効果について、説明する。
車両の駆動に伴って車輪５にかかる振動は、車体フレーム２と車輪５との間に備えられるアッパアーム７とリーフスプリング８とによって受けられる。このとき、アッパアーム７とリーフスプリング８との間に設けられているショックアブソーバ９が、伸縮することによって、両部材７，８の振動を吸収する。
【００１６】
このように本実施形態によれば、ショックアブソーバ９の上端部９Ａが、アッパアーム７に連結されているので、従来のように車体１０１に連結されているものに比べると、ショックアブソーバ９のストロークを短くできるため、ショックアブソーバ９の小型化が図られ、車両の軽量化を図りうる。
【００１７】
また、従来のショックアブソーバ１００は、車輪１０２の変位方向である垂直方向に対してかなりの傾きを設けて取り付けられており、衝撃吸収の点からは必ずしも効率が良いとは言えなかった。本実施形態では、ショックアブソーバ９の軸方向は、従来のものに比べると、車輪５の変位方向である垂直方向により近いように設定されているため、ショックアブソーバ９の効率もよい。
【００１８】
さらに、従来のショックアブソーバ１００の上端は、車体１０１に連結されていたため、ストロークを確保するために車体１０１の底面をやや高い位置に設定しておかなければならず、車体１０１の室内が狭く、居住性に欠けるところがあった（室内において、車輪１０２付近には凸凹を設けざるを得なかった）。本実施形態では、ショックアブソーバ９の上端をアッパアーム７に連結させたので、車体２３の底面を低く設定でき、車内の床面全体が平面状となり、居住性に優れる。
【００１９】
＜第２実施形態＞
次に、図４を参照しつつ、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、車輪５の下側と車体フレーム２との間には、ロアアーム３０（本発明における「リンク部材」に該当する）が架設されている。ロアアーム３０の両端部のうち、車輪５側の端部は、下部取付軸１８に回動可能に連結されている。一方、車体フレーム２側の端部は、クロスメンバ２Ｂの下面から垂下される軸支部材３２に設けられる取付け軸３１に対して回動可能に組み付けられている。
【００２０】
このように構成された他の実施形態においても、前述の実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。
＜第３実施形態＞
次に、図５および図６を参照しつつ、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、下側のリンク部材として、リーフスプリング８が備えられており、サイドメンバ２Ａと車輪５の下端部との間にコイルスプリング４０が取り付けられている。
【００２１】
コイルスプリング４０は、円筒状のケース４１の内部に収容されている。サイドメンバ２Ａの側縁には、ブラケット４２が設けられ、ここにコイルスプリング４０の上端部が固定されている。また、ホィール部６の下部取付け軸１８を利用して、断面コ字状の組付部材４３が回動可能に設けられており、この組付部材４３の上部にコイルスプリング４０の下端部が固定されている。
【００２２】
このように構成された本実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。
また、本実施形態によれば、リーフスプリング８とコイルスプリング４０との組合せによって、ばね定数や加重の設定を行えるので、設計時の自由度を大きくできる。また、車輪５からの加重入力が分散化されるので、局部的な応力集中が避けられ、車体フレーム２の軽量化ができる。
【００２３】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）本実施形態では、電気自動車にサスペンション装置を用いているが、本発明によれば、ガソリン車のサスペンション装置に適用してもよい。
（２）本実施形態では、インホィールモータ形式の電気自動車にサスペンション装置を用いているが、本発明によれば、その他の形式の電気自動車にも適用できる。
（３）本実施形態では、略Ｈ型のアッパアームを用いているが、本発明によれば、アッパアームの形状は問われず、例えばＡ型アーム（車輪の上側中央の一点と、車体フレーム側の二点とを連結するタイプのアーム）を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態におけるサスペンション装置の斜視図
【図２】車輪周りの様子を示す一部破断正面図
【図３】サスペンション装置の正面図
【図４】第２実施形態におけるサスペンション装置の正面図
【図５】第３実施形態におけるサスペンション装置の正面側の斜視図
【図６】サスペンション装置の背面図
【図７】従来例におけるサスペンション装置の背面図
【図８】従来例におけるサスペンション装置の側面図
【符号の説明】
１…サスペンション装置
２…車体フレーム
５…車輪
７…アッパアーム（アッパ側のリンク部材）
８…リーフスプリング（ロア側のリンク部材）
９…ショックアブソーバ
１０，１１…接続腕
１３…インホィールモータ
１８…下部取付け軸（取付け軸）
４０…コイルスプリング

Claims

自動車の車体フレームと車輪との間には、上下で対をなし、それらの両端部が車体フレーム及び車輪に対してそれぞれ回動可能に連結されたリンク部材と、前記車体フレームを弾性的に支持するショックアブソーバーとが配されてなるサスペンション装置であって、
前記ショックアブソーバーは、下端側がロア側のリンク部材あるいは前記車輪に、上端側がアッパ側のリンク部材の中央に、それぞれ回動可能に連結されていることを特徴とするサスペンション装置。
前記ロア側のリンク部材には、リーフスプリングが備えられており、前記車輪の下部と前記車体フレームとの間には、コイルスプリングが備えら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。