JP6006556B2 - トラニオン式サスペンション構造 - Google Patents

トラニオン式サスペンション構造 Download PDF

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Description

本発明は、トラニオン式サスペンション構造に関するものである。
一般に、後輪二軸の大型トラック等の車両には、トラニオン式サスペンションと称されるタンデムアクスル専用のサスペンションが採用されている。
図6〜図10は従来のトラニオン式サスペンション構造の一例を示すものであって、車両の前後方向へ所要間隔をあけてタンデム配置された一対の車軸1,2の間でトラニオンシャフト3をトラニオンブラケット4によりフレーム5に固定し、該トラニオンシャフト3にリーフスプリング6の中央部を回動ベース7を介して回動自在に取り付け、該リーフスプリング6の両端部により前記前後の車軸1,2を支えると共に、これら各車軸1,2の前後方向位置を保持するためのアッパロッド8及びロアロッド9を備えた構造となっている。
ここで、前記トラニオンブラケット4がフレーム5に固定されている位置には、クロスメンバ10が左右のフレーム5の相互間に渡されて補強されるようにしてあり、該クロスメンバ10の中央部の前後面と前記各車軸1,2の中央部上側との間がアッパロッド8によりそれぞれ連結され、前記トラニオンブラケット4の下端部の前後面と前記各車軸1,2の両端部下側との間がロアロッド9により連結されている。
前記トラニオン式サスペンション構造では、前後の車軸1,2の上下動がリーフスプリング6により吸収され、前後方向の力はアッパロッド8及びロアロッド9を介してフレーム5に伝えられ、更に、車両の後輪が段差を乗り越える際には、リーフスプリング6がトラニオンシャフト3を中心に回動することで良好な段差乗り越しが実現されることになる。
図中、11はリーフスプリング6の中央部を回動ベース7上に装着するためのUボルト、12はクロスメンバ10の中央部の前後面に設けられたアッパロッド8の取付部、13は各車軸1,2の中央部上側に設けられたアッパロッド8の取付部、14はトラニオンブラケット4の下端部の前後面に設けられたロアロッド9の取付部、15は各車軸1,2の両端部下側に設けられたロアロッド9の取付部を示している。
尚、前述の如きトラニオン式サスペンション構造と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。
特開2010−52540号公報
ところで、図6〜図10に示されるような従来のトラニオン式サスペンション構造では、前記フレーム5は、ウェブ5aとフランジ5bとを有する溝形鋼からなり且つ該溝形鋼の溝側が互いに対向するよう車両幅方向へ所要間隔をあけて配設されているが、該フレーム5のフランジ5bに対しトラニオンブラケット4をボルト・ナット等の締結部材を用いて取り付けているため、該フレーム5のフランジ5bに締結部材用の孔を穿設せざるを得なかった。
しかしながら、主にフランジ5b部分によって断面二次モーメントを向上させている溝形鋼からなるフレーム5において、該フレーム5のフランジ5bに締結部材用の孔を穿設することはあまり好ましいとは言えず、改善の余地が残されていた。
本発明は、斯かる実情に鑑み、トラニオンブラケットをフレームのウェブに取り付けて該フレームのフランジに締結部材用の孔を穿設する必要をなくし且つ閉断面構造を採用することにより、全体の剛性を大幅に高めることができ、信頼性向上を図り得るトラニオン式サスペンション構造を提供しようとするものである。
本発明は、溝形鋼からなり且つ該溝形鋼の溝側が互いに対向するよう車両幅方向へ所要間隔をあけて配設されるフレーム間を連結するクロスメンバと、
該クロスメンバの両幅端部下面に締結部材により取り付けられるトラニオンブラケットと、
該トラニオンブラケット外側面と前記フレームのウェブ外側面とを連結するよう締結部材により取り付けられるトラニオンプレートと、
前記トラニオンブラケットのボス部間に掛け渡すよう配設され且つ該ボス部から外方へ張り出す両端部にそれぞれリーフスプリングの中央部が回動ベースを介し回動自在に取り付けられるトラニオンシャフトと
を備え、
前記クロスメンバの車両幅方向に、該クロスメンバとフレームとトラニオンプレートとトラニオンブラケットとトラニオンシャフトとによって構築される第一閉断面構造を形成すると共に、前記クロスメンバの車両幅方向両端部に、該クロスメンバ端部とフレームとトラニオンプレートとトラニオンブラケットとによって構築される第二閉断面構造を形成し
前記トラニオンプレートの前記フレームに対する取付部におけるウェブ内側面に、前記締結部材を貫通させて締め付けるブロックを設け、
前記トラニオンプレートとフレームのウェブとブロックとを締結する複数本の締結部材をボルトとし、該ボルトが貫通するボルト孔を前記ブロック側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ボルトが螺合するネジ孔を形成し、前記トラニオンプレートとフレームのウェブとブロックとを締結する複数本の締結部材のうちの一本の締結部材を、ヘッド部における軸部側の端面部分に該軸部側へ向け漸次縮径するネック部を備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部と嵌合する座面を有するボルト孔を前記ブロック側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ネック部付ボルトが螺合するネジ孔を形成し、
前記トラニオンプレートとトラニオンブラケットとを締結する複数本の締結部材をボルトとし、該ボルトが貫通するボルト孔を前記トラニオンブラケット側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ボルトが螺合するネジ孔を形成し、前記トラニオンプレートとトラニオンブラケットとを締結する複数本の締結部材のうちの一本の締結部材を、ヘッド部における軸部側の端面部分に該軸部側へ向け漸次縮径するネック部を備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部と嵌合する座面を有するボルト孔を前記トラニオンブラケット側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ネック部付ボルトが螺合するネジ孔を形成したことを特徴とするトラニオン式サスペンション構造にかかるものである。
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
前述の如く、トラニオンブラケット外側面とフレームのウェブ外側面とをトラニオンプレートによって連結すると、従来のトラニオン式サスペンション構造とは異なり、ウェブとフランジとを有する溝形鋼からなり且つ該溝形鋼の溝側が互いに対向するよう車両幅方向へ所要間隔をあけて配設されているフレームのフランジに対しトラニオンブラケットをボルト・ナット等の締結部材を用いて取り付けなくて済むため、該フレームのフランジに締結部材用の孔を穿設する必要がなくなる。
しかも、前記クロスメンバの車両幅方向に、該クロスメンバとフレームとトラニオンプレートとトラニオンブラケットとトラニオンシャフトとによって構築される第一閉断面構造を形成すると共に、前記クロスメンバの車両幅方向両端部に、該クロスメンバ端部とフレームとトラニオンプレートとトラニオンブラケットとによって構築される第二閉断面構造を形成しているため、車両幅方向に荷重が作用した場合、該荷重を前記第一閉断面構造と第二閉断面構造で受けることが可能となり、剛性が高められ、信頼性も向上する。
前記トラニオン式サスペンション構造においては、前記トラニオンプレートの前記フレームに対する取付部におけるウェブ内側面に、前記締結部材を貫通させて締め付けるブロックを設けているため、前記フレームのウェブが充分な肉厚を有していなくても、締結部材による締結力(軸力)が不充分とならず、充分な締結力(軸力)を得ることが可能となる。
更に、前記トラニオンプレートとフレームのウェブとブロックとを締結する複数本の締結部材をボルトとし、該ボルトが貫通するボルト孔を前記ブロック側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ボルトが螺合するネジ孔を形成し、前記複数本の締結部材のうちの一本の締結部材を、ヘッド部における軸部側の端面部分に該軸部側へ向け漸次縮径するネック部を備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部と嵌合する座面を有するボルト孔を前記ブロック側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ネック部付ボルトが螺合するネジ孔を形成し、
前記トラニオンプレートとトラニオンブラケットとを締結する複数本の締結部材をボルトとし、該ボルトが貫通するボルト孔を前記トラニオンブラケット側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ボルトが螺合するネジ孔を形成し、前記複数本の締結部材のうちの一本の締結部材を、ヘッド部における軸部側の端面部分に該軸部側へ向け漸次縮径するネック部を備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部と嵌合する座面を有するボルト孔を前記トラニオンブラケット側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ネック部付ボルトが螺合するネジ孔を形成しているため、単に一般的なボルトである締結部材だけで締め付けるのに比べ、フレームのウェブ並びにトラニオンブラケットに対するトラニオンプレートの摩擦力を高め、大きな滑り耐力を得ることができる
前記ネック部付ボルトは、前記ネック部がテーパ形状を成すように形成されたテーパボルトとしたり、或いは、前記ネック部が球面形状を成すように形成された球面ボルトとしたりすることができる。
本発明のトラニオン式サスペンション構造によれば、トラニオンブラケットをフレームのウェブに取り付けて該フレームのフランジに締結部材用の孔を穿設する必要をなくし且つ閉断面構造を採用することにより、全体の剛性を大幅に高めることができ、信頼性向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
(a)は本発明のトラニオン式サスペンション構造の実施例を示す正面図、(b)は本発明のトラニオン式サスペンション構造の実施例における第一閉断面構造及び第二閉断面構造を示す図である。 本発明のトラニオン式サスペンション構造の実施例を示す側面図である。 本発明のトラニオン式サスペンション構造の実施例を示す平面図である。 本発明のトラニオン式サスペンション構造の実施例におけるブロックを示す図であって、図1のIV−IV矢視相当図である。 本発明のトラニオン式サスペンション構造の実施例におけるトラニオンプレート及びブロックを示す断面図であって、図2のV−V矢視相当図である。 従来のトラニオン式サスペンション構造の一例を示す側面図である。 図6の斜視図である。 図7の要部の分解図である。 従来のクロスメンバの詳細を示す斜視図である。 従来のトラニオンブラケットの詳細を示す斜視図である。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1〜図5は本発明のトラニオン式サスペンション構造の実施例であって、図中、図6〜図10と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図6〜図10に示す従来のものと同様であるが、本実施例の特徴とするところは、図1〜図5に示す如く、ウェブ5aとフランジ5bとを有する溝形鋼からなり且つ該溝形鋼の溝側が互いに対向するよう車両幅方向へ所要間隔をあけて配設されるフレーム5間をクロスメンバ10によって連結し、該クロスメンバ10の両幅端部下面に、ボス部4a間に掛け渡すようユニット化される形でトラニオンシャフト3が配設されたトラニオンブラケット4をボルト・ナット等の締結部材16により取り付け、該トラニオンブラケット4外側面と前記フレーム5のウェブ5a外側面とを連結するようトラニオンプレート17を締結部材18,19,20,21により取り付け、前記ボス部4aから外方へ張り出すトラニオンシャフト3の両端部にそれぞれリーフスプリング6の中央部を回動ベース7を介して回動自在に取り付けるようにし、これにより、前記クロスメンバ10の車両幅方向に、該クロスメンバ10とフレーム5とトラニオンプレート17とトラニオンブラケット4とトラニオンシャフト3とによって構築される第一閉断面構造D1(図1(b)参照)を形成すると共に、前記クロスメンバ10の車両幅方向両端部に、該クロスメンバ10端部とフレーム5とトラニオンプレート17とトラニオンブラケット4とによって構築される第二閉断面構造D2(図1(b)参照)を形成した点にある。
本実施例の場合、前記トラニオンプレート17のフレーム5に対する取付部におけるウェブ5a内側面には、図1(a)、図4及び図5に示す如く、前記締結部材18,19を貫通させて締め付けるブロック22を設けてある。
又、前記トラニオンプレート17とフレーム5のウェブ5aとブロック22とを締結する複数本の締結部材18は一般的なボルトとし、図5に示す如く、該ボルトが貫通するボルト孔23を前記ブロック22側に形成すると共に、前記トラニオンプレート17側に前記ボルトが螺合するネジ孔24を形成し、前記複数本の締結部材18のうちの一本の締結部材19を、ヘッド部19aにおける軸部19b側の端面部分に該軸部19b側へ向け漸次縮径するネック部19cを備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部19cと嵌合する座面25aを有するボルト孔25を前記ブロック22側に形成すると共に、前記トラニオンプレート17側に前記ネック部付ボルトが螺合するネジ孔26を形成してある。
前記ネック部付ボルト(締結部材19)は、前記ネック部19cがテーパ形状を成すように形成されたテーパボルトとしてある。但し、前記ネック部付ボルトは、前記ネック部19cが球面形状を成すように形成された球面ボルトとしても良い。
因みに、前記トラニオンプレート17が取り付けられるトラニオンブラケット4の部分は、図5に示す如く、フレーム5のウェブ5aに比べ充分な肉厚を有しているため、ブロック22のような部材は必要ないが、前記トラニオンプレート17とトラニオンブラケット4とを締結する複数本の締結部材20は一般的なボルトとし、該ボルトが貫通するボルト孔27を前記トラニオンブラケット4側に形成すると共に、前記トラニオンプレート17側に前記ボルトが螺合するネジ孔28を形成し、前記複数本の締結部材20のうちの一本の締結部材21を、ヘッド部21aにおける軸部21b側の端面部分に該軸部21b側へ向け漸次縮径するネック部21cを備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部21cと嵌合する座面29aを有するボルト孔29を前記トラニオンブラケット4側に形成すると共に、前記トラニオンプレート17側に前記ネック部付ボルト(締結部材21)が螺合するネジ孔30を形成してある。
前記ネック部付ボルト(締結部材21)は、前記締結部材19と同様、前記ネック部21cがテーパ形状を成すように形成されたテーパボルトとしてあるが、前記ネック部21cが球面形状を成すように形成された球面ボルトとしても良い。
次に、上記実施例の作用を説明する。
前述の如く、トラニオンブラケット4外側面とフレーム5のウェブ5a外側面とをトラニオンプレート17によって連結すると、図6〜図10に示されるような従来のトラニオン式サスペンション構造とは異なり、ウェブ5aとフランジ5bとを有する溝形鋼からなり且つ該溝形鋼の溝側が互いに対向するよう車両幅方向へ所要間隔をあけて配設されているフレーム5のフランジ5bに対しトラニオンブラケット4をボルト・ナット等の締結部材を用いて取り付けなくて済むため、該フレーム5のフランジ5bに締結部材用の孔を穿設する必要がなくなる。
しかも、前記クロスメンバ10の車両幅方向に、該クロスメンバ10とフレーム5とトラニオンプレート17とトラニオンブラケット4とトラニオンシャフト3とによって構築される第一閉断面構造D1を形成すると共に、前記クロスメンバ10の車両幅方向両端部に、該クロスメンバ10端部とフレーム5とトラニオンプレート17とトラニオンブラケット4とによって構築される第二閉断面構造D2を形成しているため、車両幅方向に荷重が作用した場合、該荷重を前記第一閉断面構造D1と第二閉断面構造D2で受けることが可能となり、剛性が高められ、信頼性も向上する。
又、前記フレーム5のウェブ5aは、それ単独では充分な肉厚を有していないため、仮にウェブ5aとトラニオンプレート17とを単に重ね合わせるだけで締結部材18,19で締め付けようとすると、締結力(軸力)が不充分となるが、前記トラニオンプレート17のフレーム5に対する取付部におけるウェブ5a内側面には、図1(a)、図4及び図5に示す如く、前記締結部材18,19を貫通させて締め付けるブロック22を設けてあるため、充分な締結力(軸力)を得ることが可能となる。
更に、前記フレーム5のウェブ5aとトラニオンプレート17とをつなぐ複数本の締結部材18のうちの一本の締結部材19を、ヘッド部19aにおける軸部19b側の端面部分に該軸部19b側へ向け漸次縮径するネック部19cを備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部19cと嵌合する座面25aを有するボルト孔25を前記ブロック22側に形成すると共に、前記トラニオンプレート17側に前記ネック部付ボルトが螺合するネジ孔26を形成してあるため、フレーム5のウェブ5a外側面にトラニオンブラケット4側から延びるトラニオンプレート17をボルトである締結部材18及びネック部付ボルトである締結部材19により取り付けた際に、該締結部材19の軸部19bの先端側を前記ネジ孔26にねじ込んで行くと、ネック部19cがブロック22側のボルト孔25の座面25aに対し楔効果で隙間なく強固に押し付けられることになり、トラニオンプレート17とフレーム5のウェブ5aとが、ネック部付ボルトである締結部材19を介して一体的に連結され、単に一般的なボルトである締結部材18だけで締め付けるのに比べ、トラニオンシャフト3(図1(a)参照)からトラニオンブラケット4を介して伝わる車両前後方向の入力に対してもフレーム5のウェブ5a外側面及び内側面の両方で摩擦力が効果的に作用し、大きな滑り耐力を得ることが可能となる。
又、同様に、前記トラニオンブラケット4とトラニオンプレート17とをつなぐ複数本の締結部材20のうちの一本の締結部材21を、ヘッド部21aにおける軸部21b側の端面部分に該軸部21b側へ向け漸次縮径するネック部21cを備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部21cと嵌合する座面29aを有するボルト孔29を前記トラニオンブラケット4側に形成すると共に、前記トラニオンプレート17側に前記ネック部付ボルト(締結部材21)が螺合するネジ孔30を形成してあるため、トラニオンブラケット4の外側面にトラニオンプレート17をボルトである締結部材20及びネック部付ボルトである締結部材21により取り付けた際に、該締結部材21の軸部21bの先端側を前記ネジ孔30にねじ込んで行くと、ネック部21cがトラニオンブラケット4側のボルト孔29の座面29aに対し楔効果で隙間なく強固に押し付けられることになり、トラニオンプレート17とトラニオンブラケット4とが、ネック部付ボルトである締結部材21を介して一体的に連結され、単に一般的なボルトである締結部材20だけで締め付けるのに比べ、トラニオンブラケット4に対するトラニオンプレート17の摩擦力を高め、大きな滑り耐力を得ることが可能となる。
この結果、前記トラニオンプレート17における締結面積を縮小して締結箇所を減らしても、フレーム5のウェブ5a並びにトラニオンブラケット4に対するトラニオンプレート17の締結部位の高い強度信頼性を確保することが可能となり、該トラニオンプレート17の小型化を実現し、軽量化につなげることも可能となる。
尚、前記トラニオンプレート17のフレーム5のウェブ5aに対する取り付け側においてネック部付ボルトである締結部材19を二本以上採用しようとすると、寸法公差を厳しくしない限り両方の締結部材19を効果的に作用させることができず、コスト面でのデメリットが生じることになる一方、同様に、前記トラニオンプレート17のトラニオンブラケット4に対する取り付け側においてネック部付ボルトである締結部材21を二本以上採用したりようとすると、寸法公差を厳しくしない限り両方の締結部材21を効果的に作用させることができず、コスト面でのデメリットが生じることになるが、本実施例のように、ネック部付ボルトである締結部材19並びに締結部材21をそれぞれ一本ずつ採用すれば、部材間の接合に関し充分な効果が得られる上、寸法公差を過剰に厳しくしなくても済み、コスト的なメリットも得られる。
こうして、トラニオンブラケット4をフレーム5のウェブ5aに取り付けて該フレーム5のフランジ5bに締結部材用の孔を穿設する必要をなくし且つ閉断面構造を採用することにより、全体の剛性を大幅に高めることができ、信頼性向上を図り得る。
尚、本発明のトラニオン式サスペンション構造は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
3 トラニオンシャフト
4 トラニオンブラケット
4a ボス部
5 フレーム
5a ウェブ
5b フランジ
6 リーフスプリング
7 回動ベース
10 クロスメンバ
16 締結部材
17 トラニオンプレート
18 締結部材
19 締結部材(ネック部付ボルト)
19a ヘッド部
19b 軸部
19c ネック部
20 締結部材
21 締結部材(ネック部付ボルト)
21a ヘッド部
21b 軸部
21c ネック部
22 ブロック
23 ボルト孔
24 ネジ孔
25 ボルト孔
25a 座面
26 ネジ孔
27 ボルト孔
28 ネジ孔
29 ボルト孔
29a 座面
30 ネジ孔
D1 第一閉断面構造
D2 第二閉断面構造

Claims (3)

  1. 溝形鋼からなり且つ該溝形鋼の溝側が互いに対向するよう車両幅方向へ所要間隔をあけて配設されるフレーム間を連結するクロスメンバと、
    該クロスメンバの両幅端部下面に締結部材により取り付けられるトラニオンブラケットと、
    該トラニオンブラケット外側面と前記フレームのウェブ外側面とを連結するよう締結部材により取り付けられるトラニオンプレートと、
    前記トラニオンブラケットのボス部間に掛け渡すよう配設され且つ該ボス部から外方へ張り出す両端部にそれぞれリーフスプリングの中央部が回動ベースを介し回動自在に取り付けられるトラニオンシャフトと
    を備え、
    前記クロスメンバの車両幅方向に、該クロスメンバとフレームとトラニオンプレートとトラニオンブラケットとトラニオンシャフトとによって構築される第一閉断面構造を形成すると共に、前記クロスメンバの車両幅方向両端部に、該クロスメンバ端部とフレームとトラニオンプレートとトラニオンブラケットとによって構築される第二閉断面構造を形成し
    前記トラニオンプレートの前記フレームに対する取付部におけるウェブ内側面に、前記締結部材を貫通させて締め付けるブロックを設け、
    前記トラニオンプレートとフレームのウェブとブロックとを締結する複数本の締結部材をボルトとし、該ボルトが貫通するボルト孔を前記ブロック側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ボルトが螺合するネジ孔を形成し、前記トラニオンプレートとフレームのウェブとブロックとを締結する複数本の締結部材のうちの一本の締結部材を、ヘッド部における軸部側の端面部分に該軸部側へ向け漸次縮径するネック部を備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部と嵌合する座面を有するボルト孔を前記ブロック側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ネック部付ボルトが螺合するネジ孔を形成し、
    前記トラニオンプレートとトラニオンブラケットとを締結する複数本の締結部材をボルトとし、該ボルトが貫通するボルト孔を前記トラニオンブラケット側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ボルトが螺合するネジ孔を形成し、前記トラニオンプレートとトラニオンブラケットとを締結する複数本の締結部材のうちの一本の締結部材を、ヘッド部における軸部側の端面部分に該軸部側へ向け漸次縮径するネック部を備えたネック部付ボルトとし、該ネック部付ボルトのネック部と嵌合する座面を有するボルト孔を前記トラニオンブラケット側に形成すると共に、前記トラニオンプレート側に前記ネック部付ボルトが螺合するネジ孔を形成したことを特徴とするトラニオン式サスペンション構造。
  2. 前記ネック部付ボルトを、前記ネック部がテーパ形状を成すように形成されたテーパボルトとした請求項記載のトラニオン式サスペンション構造。
  3. 前記ネック部付ボルトを、前記ネック部が球面形状を成すように形成された球面ボルトとした請求項記載のトラニオン式サスペンション構造。
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