JP4258446B2 - 車輪支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車輪支持のための車輪支持構造に関する。

車輪支持構造としては、一対の後輪がクロスパイプの両端へ軸支されると共に、クロスパイプに両端が固定されたロアパイプの中央が車体フレームのクロスメンバに支持されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

さらに、この車輪支持構造では、各後輪が各トレーリングアームを介して車体フレームの各サイドメンバに支持されている。

ここで、車両の後方衝突（特に他の車両の追突）によって、一対の後輪に車両前側へ移動力が作用する際には、当該一対の後輪の車両前側への移動力が、一対のトレーリングアームを介して一対のサイドメンバに伝達されるのみならず、クロスパイプ、ロアパイプ及びクロスメンバを介しても一対のサイドメンバに伝達される。特に、車両のオフセット後方衝突によって、一方の後輪のみに車両前側への移動力が作用する場合には、当該一方の後輪の車両前側への移動力が、殆ど一方のサイドメンバのみに伝達される。

このため、一対又は一方の後輪の車両前側への移動力が、一対又は一方のサイドメンバに集中して伝達されることになって、良好に分散されず、これにより、各サイドメンバの強度を高める必要がある。
特開平９−２８６２１６号公報

本発明は、上記事実を考慮し、車両の前方衝突又は後方衝突（オフセット衝突を含む）時における一対又は一方の車輪の車両前後方向内側への移動力を良好に分散できる車輪支持構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の車輪支持構造は、車体側の床部に設けられ、前記床部から突出するトンネル部と、両端部で一対の車輪をそれぞれ軸支し、中間部で前記トンネル部に支持される軸支部材と、を備えている。

請求項２に記載の車輪支持構造は、請求項１に記載の車輪支持構造において、前記トンネル部の幅方向に架け渡され、前記軸支部材を回転可能に支持する支持部材を備えた、ことを特徴としている。

請求項３に記載の車輪支持構造は、請求項１又は請求項２に記載の車輪支持構造において、前記トンネル部と前記軸支部材との間を連結する弾性部材を備えた、ことを特徴としている。

請求項４に記載の車輪支持構造は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の車輪支持構造において、弾性を有し、前記軸支部材の両端部間に架け渡されると共に車体側に支持された架渡部材を備えた、ことを特徴としている。

請求項５に記載の車輪支持構造は、請求項４に記載の車輪支持構造において、前記架渡部材は、車両上下方向側への弾性を有すると共に、前記軸支部材の車両左右方向側への移動を規制する、ことを特徴としている。

請求項６に記載の車輪支持構造は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の車輪支持構造において、前記トンネル部が閉断面を形成すると共に、前記トンネル部の前記閉断面形成部分に前記軸支部材が支持される、ことを特徴としている。

請求項７に記載の車輪支持構造は、請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の車輪支持構造において、前記軸支部材は、車両前側からの空気流によって車両下側への力を受ける、ことを特徴としている。

請求項８に記載の車輪支持構造は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の車輪支持構造において、前記軸支部材の車両前後方向内側では前記トンネル部のみが前記軸支部材を支持する、ことを特徴としている。

請求項１に記載の車輪支持構造では、車体側の床部からトンネル部が突出すると共に、一対の車輪が軸支部材の両端部にそれぞれ軸支されている。

ここで、軸支部材の中間部がトンネル部に支持されている。このため、車両の前方衝突又は後方衝突（オフセット衝突を含む）時における一対又は一方の車輪の車両前後方向内側への移動力を、車体の左右方向端部のみならず、軸支部材を介してトンネル部にも伝達することができる。しかも、当該移動力は、トンネル部から車体の左右方向両端部へ殆ど伝達されない。これにより、当該移動力を良好に分散することができる。

請求項２に記載の車輪支持構造では、軸支部材を回転可能に支持する支持部材がトンネル部の幅方向に架け渡されている。このため、トンネル部の軸支部材支持部分の剛性を高めることができ、トンネル部が軸支部材を介して伝達される一対又は一方の車輪の車両前後方向内側への移動力を良好に受けることができると共に、トンネル部の変形を抑制することができる。

請求項３に記載の車輪支持構造では、トンネル部と軸支部材との間を弾性部材が連結している。このため、一対又は一方の車輪から軸支部材に伝達される振動を弾性部材が吸収でき、当該振動が車体側（トンネル部）に伝達されることを抑制することができる。

請求項４に記載の車輪支持構造では、弾性を有する架渡部材が、軸支部材の両端部間に架け渡されると共に、車体側に支持されている。このため、一対又は一方の車輪から軸支部材に伝達される振動を架渡部材が吸収でき、当該振動が車体側に伝達されることを抑制することができる。

請求項５に記載の車輪支持構造では、架渡部材が車両上下方向側への弾性を有している。このため、一対又は一方の車輪の車両上下方向側への振動を架渡部材が吸収することができる。さらに、架渡部材が軸支部材の車両左右方向側への移動を規制する。このため、一対の車輪の車両左右方向側への移動を架渡部材が規制することができる。これにより、従来の一対の車輪と車体側との間に設けられた一対のコイルスプリングの役割（車輪の車両上下方向側への振動を吸収する役割）及び一対のラテラルリンクの役割（車輪の車両左右方向側への移動を規制する役割）を１つの架渡部材が果たすことができて、構成を単純化することができる。

請求項６に記載の車輪支持構造では、トンネル部が閉断面を形成すると共に、トンネル部の閉断面形成部分に軸支部材が支持されている。このため、トンネル部の軸支部材支持部分の剛性を高めることができ、トンネル部が軸支部材を介して伝達される一対又は一方の車輪の車両前後方向内側への移動力を良好に受けることができると共に、トンネル部の変形を抑制することができる。

請求項７に記載の車輪支持構造では、車両前側からの空気流によって軸支部材が車両下側への力を受ける。このため、一対の車輪が軸支部材からダウンフォースを受けて、一対の車輪の接地力を向上させることができる。さらに、特に、軸支部材が車体の重心位置又は重心位置よりも他対の車輪側に支持されて、車体の重心位置上又は重心位置よりも他対の車輪側上に軸支部材からダウンフォースが直接伝達される場合には、他対の車輪の接地力をも向上させることができる。

請求項８に記載の車輪支持構造では、軸支部材の車両前後方向内側ではトンネル部のみが軸支部材を支持する。これにより、従来の一対のトレーリングアームを有しておらず、構成を単純化することができる。

［第１の実施の形態］
図１には、本発明の車輪支持構造が適用されて構成された第１の実施の形態に係る車両１０の後部が上側から見た断面図にて示されており、図２には、車両１０の主要部が右斜め後側から見た斜視図にて示されている。なお、本実施の形態（下記第２の実施の形態及び第３の実施の形態を含む）では、車両１０の前方を「前方」といい、車両１０の後方を「後方」といい、車両１０の右方を「右方」といい、車両１０の左方を「左方」という。

本実施の形態に係る車両１０の車体１２は、ボデーフレームを備えないモノコックボデー構造にされて、車室の床部１４（フロア）の左右方向両端に長尺矩形筒状のロッカ１６（補強部材）が固定されており、各ロッカ１６は、前後方向に沿って配置されて、床部１４を補強している。

床部１４の左右方向中央には、前後方向に沿ってトンネル部１８が設けられており、トンネル部１８は、床部１４から上側へ突出することで、床部１４を補強している。図３に詳細に示す如く、トンネル部１８には断面が略逆Ｕ字形板状の内板２０が前後方向に沿って設けられており、内板２０は床部１４と一体に形成されている。内板２０の左右両側には屈曲板状の外板２２が前後方向に沿って設けられており、各外板２２は、上端をトンネル部１８（内板２０）の上部に固定されると共に、下端をトンネル部１８（内板２０）の下部に固定されている。これにより、内板２０と各外板２２との間（トンネル部１８の左右両側）には、断面が略平行四辺形状の閉断面２４が前後方向に沿って形成されている。また、トンネル部１８と各ロッカ１６との間は、車体１２の補強部材（強度部材）によって連結されておらず、トンネル部１８へ加わった荷重（移動力）は殆ど各ロッカ１６へ伝達されない。

車両１０後部の左右両端には、各ロッカ１６の後方において、車輪である後輪２６が配置されている。各後輪２６の中心部分にある金属製のホイル（図示省略）には駆動軸（図示省略）の先端が固定されており、各駆動軸の基端は車体１２に設けられたエンジンの出力軸（図示省略）へ連結されている。また、車両１０は、一対の後輪２６から車体１２の後端までの距離が短い所謂ショート・オーバーハング車になっている。

車両１０の後部には、一対の後輪２６間において、軸支部材としてのサスペンションアーム２８が設けられている。このサスペンションアーム２８は、本実施の形態ではパイプ軸心が略Ｕ字形（略Ｖ字形でもよい）にされて、Ｕ字形開口部が後方へ向けて開放されている。サスペンションアーム２８の左右両端には、断面コ字形板状の支持板３０の両端部が固定されている。これらの各支持板３０には各駆動軸が貫通されて軸方向への移動を阻止された状態で軸支されており、これにより、サスペンションアーム２８の左右両端が一対の後輪２６を軸支すると共に、サスペンションアーム２８が各駆動軸及び各後輪２６と一体に移動可能とされている。

サスペンションアーム２８の左右方向中央には、非線形弾性構造のブッシュ３２が設けられており、ブッシュ３２は車両１０の左右方向中央に配置されている。図３に詳細に示す如く、ブッシュ３２は、円筒状のカラー３４を有しており、カラー３４は、外周がサスペンションアーム２８に固定されると共に、中心軸が左右方向に沿って配置されている。カラー３４の中心軸部分には、支持部材としての棒状のブッシュシャフト３６が同軸的に配置されており、ブッシュシャフト３６は、軸心が左右方向に沿って配置され、左右両端がトンネル部１８の左右両端（内板２０の左右の下部）における閉断面２４形成部分へ下側からボルト３７で固定されて、トンネル部１８の左右方向（幅方向）に架け渡されている。カラー３４とブッシュシャフト３６との間の全体には弾性部材である円筒状のブッシュゴム３８が架け渡されてカラー３４及びブッシュシャフト３６へ加硫固着されている。ブッシュゴム３８は、非線形の弾性特性とされて非線形弾性体とされており、これにより、サスペンションアーム２８がトンネル部１８（ブッシュシャフト３６）に回転可能に支持されている。

サスペンションアーム２８の左右両端間には、架渡部材としての長尺板状のリーフスプリング４０が架け渡されており、リーフスプリング４０は長手方向が左右方向に沿って配置されている。リーフスプリング４０は、左右方向中央が車体１２側（床部１４と一体の部分）に支持されて、左右両端が特に上下方向側へ弾性移動可能とされている。リーフスプリング４０の左右両端には、非線形弾性構造のブッシュ４２が設けられている。ブッシュ４２は、円筒状のカラー４４を有しており、カラー４４の外周はリーフスプリング４０に固定されている。カラー４４の中心軸部分には、円筒状のブッシュゴム（図示省略）を介して固定部材としての棒状のブッシュシャフト（図示省略）が同軸的に配置されており、ブッシュシャフトは、サスペンションアーム２８の左右各先端に同軸的に固定されている。カラー４４とブッシュシャフトとの間のブッシュゴムは、非線形の弾性特性とされて非線形弾性体とされており、これにより、リーフスプリング４０がサスペンションアーム２８（ブッシュシャフト）に回転可能に支持されている。

サスペンションアーム２８の左右両端と車体１２側との間には、付勢手段としてのアブソーバ４６（ダンパ）が架け渡されており、アブソーバ４６は、上側に向かうに従い車両１０の左右方向内側へ向かう方向へ傾斜されている。アブソーバ４６は、有底筒状のシリンダ４８と、シリンダ４８内に挿入されたピストン５０と、を有しており、ピストン５０はシリンダ４８の上端から突出している。シリンダ４８の下端はサスペンションアーム２８にブラケット５２を介して固定されると共に、ピストン５０の上端は車体１２側に連結されており、アブソーバ４６では、シリンダ４８内の油圧によってピストン５０がシリンダ４８から突出する方向への弾性を付与されてサスペンションアーム２８を下側へ付勢すると共に油圧の流動抵抗によってダンピング作用をなす。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成の車両１０では、車体１２側の床部１４からトンネル部１８が上側へ突出すると共に、一対の後輪２６がサスペンションアーム２８の左右両端にそれぞれ軸支されている。

ここで、サスペンションアーム２８の左右方向中央がトンネル部１８にブッシュ３２を介して支持されている。このため、本実施の形態の如く車両１０がショート・オーバーハング車である場合でも、特に他の車両の追突による車両１０の後方衝突（オフセット後方衝突を含む）時における後輪２６の前側（車両１０の前後方向内側）への移動力を、後輪２６から直接ロッカ１６に伝達することができるのみならず、サスペンションアーム２８を介してトンネル部１８にも伝達することができる。しかも、トンネル部１８と各ロッカ１６との間は車体１２の補強部材によって連結されていないため、当該移動力はトンネル部１８から各ロッカ１６へ殆ど伝達されない。これにより、当該移動力を良好に分散することができ、各ロッカ１６の強度を高める必要をなくすことができる。なお、車両１０の後方衝突時に後輪２６へ作用する前側への移動力は、一対の後輪２６へ作用する場合と、一方の後輪２６へ作用する場合と、がある。

しかも、車両１０の後方衝突時における後輪２６の前側への移動力は、後輪２６がロッカ１６に衝突することで、後輪２６のホイルにも伝達でき、ホイルの変形により当該移動力を一層良好に分散することができる。

また、サスペンションアーム２８を回転可能に支持するブッシュ３２のブッシュシャフト３６がトンネル部１８の左右方向に架け渡されているため、ブッシュシャフト３６が所謂トンネルブレースを兼用し、トンネル部１８のブッシュシャフト３６架渡部分（サスペンションアーム２８支持部分）の剛性を高めることができる。このため、トンネル部１８がサスペンションアーム２８を介して伝達される上記後輪２６の前側への移動力を確実に受けることができる。しかも、特に車両１０の側方衝突時におけるトンネル部１８の左右方向への収縮変形を抑制できて床部１４の剛性を高めることができると共に、トンネル部１８の左右方向への広がり変形を抑制できてこの広がり変形によるこもり音の発生を抑制することができる。

さらに、トンネル部１８が左右に閉断面２４を形成すると共に、トンネル部１８の閉断面２４形成部分にブッシュシャフト３６（サスペンションアーム２８）が支持されているため、トンネル部１８のブッシュシャフト３６架渡部分の剛性を一層高めることができる。このため、トンネル部１８がサスペンションアーム２８を介して伝達される上記後輪２６の前側への移動力を一層確実に受けることができる。しかも、特に車両１０の側方衝突時におけるトンネル部１８の左右方向への収縮変形を一層抑制できて床部１４の剛性を一層高めることができると共に、トンネル部１８の左右方向への広がり変形を一層抑制できてこの広がり変形によるこもり音の発生を一層抑制することができる。

また、トンネル部１８のブッシュシャフト３６とサスペンションアーム２８左右中央のカラー３４との間をブッシュゴム３８が連結している。このため、一対又は一方の後輪２６からサスペンションアーム２８に伝達される振動をブッシュゴム３８が吸収でき、当該振動が車体１２側（トンネル部１８）に伝達されることを抑制することができる。

さらに、弾性を有するリーフスプリング４０が、サスペンションアーム２８の左右両端間に架け渡されると共に、左右方向中央において車体１２側に支持されている。このため、一対又は一方の後輪２６からサスペンションアーム２８に伝達される振動をリーフスプリング４０が吸収でき、当該振動が車体１２側に伝達されることを抑制することができる。

しかも、リーフスプリング４０の左右両端が特に上下方向側へ弾性移動可能とされている。このため、一対又は一方の後輪２６の上下方向側への振動をリーフスプリング４０が吸収することができる。さらに、リーフスプリング４０がサスペンションアーム２８の左右方向側への移動を規制する。このため、一対の駆動軸を介して一対の後輪２６の左右方向側への移動（ズレ）をリーフスプリング４０が規制することができる。これにより、従来の一対の後輪と車体側との間に設けられた一対のコイルスプリングの役割（後輪の上下方向側への振動を吸収する役割）及び一対のラテラルリンクの役割（後輪の左右方向側への移動を規制する役割）を１つのリーフスプリング４０が果たすことができて、構成を単純化することができる。

また、サスペンションアーム２８の前側ではトンネル部１８のみがサスペンションアーム２８を支持する。これにより、従来の一対のトレーリングアームを有しておらず、構成を一層単純化することができると共に、サスペンションアーム２８の車体１２側への取付構造を単純化することができる。

［第２の実施の形態］
図４には、本発明の車輪支持構造が適用されて構成された第２の実施の形態に係る車両６０の主要部が右斜め後側から見た斜視図にて示されている。

本実施の形態に係る車両６０は、上記第１の実施の形態とほぼ同様であるが、以下の点で異なる。

すなわち、サスペンションアーム２８の前部（左右両端以外）は、図４に破線で示す断面外周形状２８Ａの如く、通常の翼形状を上下に逆にした所謂逆翼形状にされており、これによって、サスペンションアーム２８の前部は、上面が略水平面状にされると共に、下面が前後方向両端から前後方向中央に向かうに従い滑らかに下方へ突出している。

ここで、本実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

さらに、車両６０の走行による前側からの空気流によって、サスペンションアーム２８の前部における上下の気圧差が生じて、サスペンションアーム２８が下側への押下げ力を受ける。

このため、一対の後輪２６がサスペンションアーム２８からダウンフォースを受けて、一対の後輪２６の接地力を向上させることができる。

さらに、ブッシュ３２が車体１２の重心位置又は重心位置の前側に支持されて、車体１２の重心位置又は重心位置の前側にサスペンションアーム２８からダウンフォースが直接伝達されるので、一対の前輪（図示省略）の接地力をも向上させることができる。

しかも、車体１２の形状に起因する車体１２の前部と後部とでの空力差（揚力と当該揚力に対する抵抗力との差の車体１２の前部と後部とでの相違）による車体１２の前部と後部とでの車高変化を抑制することができる。

［第３の実施の形態］
図５には、本発明の車輪支持構造が適用されて構成された第３の実施の形態に係る車両８０の後部が上側から見た断面図にて示されている。

本実施の形態に係る車両８０は、上記第１の実施の形態とほぼ同様であるが、以下の点で異なる。

車両８０では、上記第１の実施の形態のリーフスプリング４０は設けられていない。

サスペンションアーム２８の左右両端には、長尺棒状のラテラルリンク８２（ラテラルコントロールリンク）の一端が連結されており、各ラテラルリンク８２は、長手方向が左右方向に沿って配置されて、他端が車体１２側（床部１４と一体の部分）の左右方向中央付近に連結されている。各ラテラルリンク８２の両端には、上記第１の実施の形態における非線形弾性構造のブッシュ４２が設けられており、各ラテラルリンク８２の一端はブッシュ４２を介してサスペンションアーム２８に連結される（ブッシュ４２のブッシュシャフトがサスペンションアーム２８に固定される）と共に、各ラテラルリンク８２の他端はブッシュ４２を介して車体１２側に連結されている（ブッシュ４２のブッシュシャフトが車体１２側に固定されている）。これにより、一対のラテラルリンク８２がサスペンションアーム２８の左右方向側への移動を規制する。

サスペンションアーム２８の左右両端と車体１２側との間には、弾性を有する圧縮コイルスプリング（図示省略）が架け渡されており、各圧縮コイルスプリングは、サスペンションアーム２８を下側へ付勢している。

ここで、本実施の形態でも、リーフスプリング４０により構成を単純化できる効果を除き、上記第１の実施の形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

なお、上記第１の実施の形態乃至第３の実施の形態では、本発明を一対の後輪２６に適用した構成としたが、本発明を一対の前輪（車輪）に適用した構成としてもよい。

また、上記第１の実施の形態乃至第３の実施の形態では、トンネル部１８の左右両側（内板２０と各外板２２との間）に閉断面２４を形成した構成としたが、例えばトンネル部１８内（内板２０内）に閉断面を形成した構成としてもよい。

さらに、上記第１の実施の形態乃至第３の実施の形態では、ブッシュ４２のブッシュゴムが非線形の弾性特性を有する構成としたが、ブッシュ４２のブッシュゴムは、必ずしも非線形の弾性特性を有する必要はなく、例えば線形の弾性特性を有してもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る車両の後部を示す上側から見た断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る車両の主要部を示す右斜め後側から見た斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る車両の主要部の一部を示す断面図（図１の３−３線断面図）である。 本発明の第２の実施の形態に係る車両の主要部を示す右斜め後側から見た斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る車両の後部を示す上側から見た断面図である。

符号の説明

１０ 車両
１２ 車体
１４ 床部
１８ トンネル部
２４ 閉断面
２６ 後輪（車輪）
２８ サスペンションアーム（軸支部材）
３６ ブッシュシャフト（支持部材）
３８ ブッシュゴム（弾性部材）
４０ リーフスプリング（架渡部材）
６０ 車両
８０ 車両

Claims (8)

1. 車体側の床部に設けられ、前記床部から突出するトンネル部と、
   両端部で一対の車輪をそれぞれ軸支し、中間部で前記トンネル部に支持される軸支部材と、
   を備えた車輪支持構造。
2. 前記トンネル部の幅方向に架け渡され、前記軸支部材を回転可能に支持する支持部材を備えた、ことを特徴とする請求項１記載の車輪支持構造。
3. 前記トンネル部と前記軸支部材との間を連結する弾性部材を備えた、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車輪支持構造。
4. 弾性を有し、前記軸支部材の両端部間に架け渡されると共に車体側に支持された架渡部材を備えた、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の車輪支持構造。
5. 前記架渡部材は、車両上下方向側への弾性を有すると共に、前記軸支部材の車両左右方向側への移動を規制する、ことを特徴とする請求項４記載の車輪支持構造。
6. 前記トンネル部が閉断面を形成すると共に、前記トンネル部の前記閉断面形成部分に前記軸支部材が支持される、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の車輪支持構造。
7. 前記軸支部材は、車両前側からの空気流によって車両下側への力を受ける、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の車輪支持構造。
8. 前記軸支部材の車両前後方向内側では前記トンネル部のみが前記軸支部材を支持する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の車輪支持構造。

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