JP6928770B2 - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用サスペンション装置に関する。

車両には、車輪を上下動自在に支持する車両用サスペンション装置が搭載されている。
このような車両用サスペンション装置として、左右独立のトレーリングアームを備えるトレーリング式サスペンション装置や、左右のトレーリングアームを車幅方向に延在するビーム（トーションビーム）で一体に結合してなるトーションビーム式サスペンション装置が挙げられる。

ここで、上記するトレーリングアームは、前後方向に延び、前側が車体に揺動自在に連結され、後側に板状の車輪支持部が形成されている（下記特許文献参照）。
そして、車輪支持部の車幅方向外側にブレーキ装置及びハブが組み付けられ、そのハブに車輪が取り付けられる。
よって、車輪支持部の角度を変更すると、例えばトーインやトーアウトなど、ホイールアライメントを調整できるようになっている。

特開２００７−１５３２５４号公報

ところで、近年、トレーリングアームにモータ及びギヤ伝達機構を組み付けて一体にすること、詳細には、車輪支持部にギヤボックスを組み付けることが検討されている。
しかしながら、このような構造によれば、ギヤボックスの出力軸の角度の調整が必要な場合、出力軸の向きだけでなく車輪の車軸の角度（ホイールアライメント）も変化してしまうため、走行性能に影響が出てしまう。

本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、ギヤボックス等の駆動機構が装着自在であり、かつ、車輪側支持部材がホイールアライメントの調整機能を備える車両用サスペンション装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る車両用サスペンション装置は、車両前後方向に延在しながら前端側が車体に支持されるトレーリングアームと、前記トレーリングアームの後端側に固設されると共に車輪のアライメントを調整する調整機能を有する車輪側支持部材と、を備え、前記トレーリングアームは、前記車両の幅方向で互いに対向して配設されると共にそれらが協働して閉断面形状の本体部を構成する外側部材と内側部材とで構成され、前記外側部材は、前記前後方向の中間部から後方に向かって前記車両の上下方向に拡大された拡幅部を有し、前記拡幅部の前記幅方向の外方には、前記車輪側支持部材が固設される固設部が設けられ、前記拡幅部の幅方向の内方には、駆動機構が装着される装着部が設けられていることを特徴とする。

前記構成によれば、拡幅部の幅方向の外方には、車輪側支持部材が固設される固設部が設けられ、拡幅部の幅方向の内方には、駆動機構が装着される装着部が設けられているため、不要な部品点数の増加や重量の増加を抑制しつつ、ギヤボックス等の駆動機構を装着させることができる。また、車輪側支持部材と別個独立に装着部が設けられているため、ホイールアライメントに影響を与えることなく、装着部に装着される駆動機構の出力軸の角度を調整することができる。

また、前記発明において、前記トレーリングアームは、前記内側部材に接続されると共に前記後端側に延在する補強部材を、更に備え、前記内側部材と前記補強部材とは、後部側が前記上下方向に離間して配設され、前記装着部は、前記内側部材と前記補強部材との間に位置していることが好ましい。

前記構成によれば、装着部は、内側部材と補強部材との間に位置していることにより、装着部に装着される駆動機構は、下方側が内側部材又は補強部材に覆われるため、駆動機構をチッピングから保護することができる。また、装着部の上下両側が支持されるため、更に装着部の強度や剛性が一層向上する。

また、前記発明において、前記固設部は、前記上下方向に離間して配設される上側固設部及び下側固設部を有し、前記装着部は、前記上側固設部と前記下側固設部との間に位置していることが好ましい。

前記構成によれば、上下方向に離間して配設される上側固設部及び下側固設部により、車輪側支持部材の上下両側が支持されるため、車輪側からの入力に対する車輪側支持部材の倒れ込みを抑制することができる。

また、前記発明において、前記拡幅部は、前記装着部に装着される前記駆動機構の前方を覆う前壁部を有し、前記前壁部は、前記前後方向に開口する開口部を有することが好ましい。

前記構成によれば、前壁部は、前後方向に開口する開口部を有するため、トレーリングアームの強度や剛性を維持しながら駆動機構に動力を伝達するドライブシャフト等の伝達軸を挿通させることができ、更には、駆動機構をチッピングから保護することができる。

また、前記発明は、前記トレーリングアームに固設されると共にサスペンションスプリングの下端側を支持するスプリングシートを、更に備え、前記内側部材は、前記装着部よりも前記上方側に配設され、前記補強部材は、前記装着部よりも前記下方側に配設され、前記スプリングシートは、前記補強部材に固設されることが好ましい。

前記構成によれば、スプリングシートは、補強部材に固設されることにより、不要な重量の増加を抑制しながらサスペンションスプリングの支持剛性を向上することができる。

本発明によれば、モータやギヤボックス等で構成される駆動機構が装着自在であり、ホイールアライメントを調整可能な車両用サスペンション装置を提供することができる。

実施形態の車両用サスペンション装置を備えた後輪駆動装置を上方から視た平面図である。 図１に図示される左側に配置されたトレーリング近傍を拡大した拡大平面図である。 図２のトレーリングアームからモータ、ギヤ伝達機構等を取り外した状態の拡大平面図。 （ａ）はトレーリングアームを車幅方向外側後方から見た外観斜視図、（ｂ）はトレーリングアームを車幅方向内側後方から見た外観斜視図である。 図３のＡ―Ａ線矢視断面図である。

以下、実施形態の車両用サスペンション装置を適用した車両の後輪駆動装置について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、後輪駆動装置１００は、左右に離間して配置されるトレーリングアーム２，２により左右の後輪７０，７０を支持する車両用サスペンション装置１と、車両用サスペンション装置１に支持される左右のモータ３０，３０と、車両用サスペンション装置１に支持される左右のギヤ伝達機構４０，４０と、を備えている。

なお、本実施形態のギヤ伝達機構４０は、モータ３０の出力軸（不図示）の回転運動を後輪７０に伝達するためのものであり、前側に配置される第１ギヤボックス４１と、後ろ側に配置される第２ギヤボックス４２と、第１ギヤボックス４１から第２ギヤボックス４２に駆動力を伝達する伝達軸４３と、を備えている。

車両用サスペンション装置１は、トーションビーム式サスペンションであり、車幅方向両側に配置された左右のトレーリングアーム２と、車幅方向に延びて両端部が左右のトレーリングアーム２，２に接合されたトーションビーム３と、を備えている。
なお、本実施形態のトレーリングアーム２，２及びトーションビーム３は、金属製から成るが、本発明は、例えば樹脂材料等により形成されていてもよく、特に材料の限定はない。

図２、図３に示すように、トレーリングアーム２は、略車両前後方向に延びる部品である。トレーリングアーム２の前側には、車体側取付部６が形成されている。
一方で、トレーリングアーム２の後側には、第２ギヤボックス４２を装着する装着部１２ａと、後輪７０を支持する車輪側支持部材１６と、が形成されている。
さらに、トレーリングアーム２の下側には、補強部材１５が設けられている。
以下、各構成の詳細について、図２から図５を参照しながら説明する。

図４（ａ）に示すように、車体側取付部６は、金属製のカラー部材４と、カラー部材４内に圧入された弾性部材であるゴムブッシュ５と、を備えている。そして、特に図示しないが、例えばボルト等の締結部材により、車体側フレームに連結され、軸Ｏ１周りに揺動自在に支持されている。

また、図４（ａ）に示すように、車体側取付部６の下部には、モータブラケット７が一体に形成され、モータブラケット７は、車両前後方向に沿った鉛直面状のギヤボックス支持部７ａが形成されている。
ギヤボックス支持部７ａには、車幅方向に貫通するボルト挿通孔７ｂが複数形成されている。
図２に示すように、ギヤボックス支持部７ａの車幅方向内側には、第１ギヤボックス４１が配置され、車幅方向外側からボルト挿通孔７ｂに挿通されたボルトが第１ギヤボックス４１を締結し、第１ギヤボックス４１がモータブラケット７に固定されている。
また、第１ギヤボックス４１の車幅方向内側には、モータ３０が例えばボルト等の締結部材により締結され、モータ３０がモータブラケット７に支持されている。
なお、本発明は、車体側取付部６とモータブラケット７とは各々別部材で構成されていてもよい。

図４に示すように、トレーリングアーム２は、車体側取付部６から略水平状に後方に延在する前側水平部２Ａと、前側水平部２Ａの後端から後方に向って上方向に傾斜する中間部２Ｂと、中間部２Ｂの後端から後方に向かって略水平状に延在する後側水平部２Ｃと、を備えている。
また、図３に示すように、平面視でトレーリングアーム２の中間部２Ｂは、後方に向かうにつれて車幅方向外側に位置するように傾斜している。

図３に示すように、トレーリングアーム２は、車幅方向外側に配設される金属製の外側部材８と、車幅方向内側に配設される金属製の内側部材９と、により構成されている。
図５に示すように、外側部材８は、車幅方向内側に向け開口した略断面Ｕ字状の外側Ｕ字形状部１０を有し、内側部材９は、車幅方向外側に向け開口した略断面Ｕ字状の内側Ｕ字形状部１１を有している。
そして、外側Ｕ字形状部１０と内側Ｕ字形状部１１との端部同士を溶接することで、閉断面形状を呈する本体部２０が形成されている。
この本体部２０は、前側水平部２Ａと中間部２Ｂと後側水平部２Ｃとに亘って閉断面形状を呈しており、トレーリングアーム２が高い強度や剛性を有している。

また、図５に示すように、外側部材８において前後方向の中間部と後部分とが、内側部材９よりも下方に拡大している。言い換えると、外側部材８は、前後方向の中間部から後方に向かって下方向に拡大された拡幅部１４を有している。そして、拡幅部１４は、外側Ｕ字形状部１０の一部（中間部２Ｂと後側水平部２Ｃを構成する部分）と、その外側Ｕ字形状部１０の一部から下方に延在する部分と、を備えている。
また、その外側Ｕ字形状部１０の一部から下方に延在する部分は、外側Ｕ字形状部１０において後側水平部２Ｃを構成する部分から下方に延在する後壁部１２と、中間部２Ｂの下方で中間部２Ｂに沿って延在する前壁部１３と、を備えている。

図４に示すように、後壁部１２は、前後方向及び上下方向に延在する板状の壁部であり、平面視で後側水平部２Ｃと重複している。そして、後壁部１２の車幅方向の内側の面が、第２ギヤボックス４２を装着するための座面、つまり、装着部１２ａを構成している。
このため、車両用サスペンション装置１は、拡幅部１４（後壁部１２）の幅方向の内方に、第２ギヤボックス４２（駆動機構）が装着される装着部１２ａが設けられた構造になっている。

また、後壁部１２（装着部１２ａ）には、後壁部１２の前後方向及び上下方向の中央部を貫通する貫通孔１２ｂが形成されている。
この貫通孔１２ｂは、装着部１２ａに組み付けられた第２ギヤボックス４２の出力軸４２ａを挿通させるための孔である（図２参照）。
そのほか、装着部１２ａにおいて貫通孔１２ｂの周囲には、第２ギヤボックス４２を装着部１２ａに締結するためのボルトを挿通させるための締結用貫通孔１２ｃが４つ形成されている（図４（ｂ）参照）。
なお、かかる貫通孔１２ｂと締結用貫通孔１２ｃとはギヤボックスの仕様に応じて形成されていればよく、孔の数や配置等は本実施形態で説明した例に限定されない。

図４（ｂ）に示すように、前壁部１３は、中間部２Ｂから下方に延在する板状のものであり、後壁部１２の前端部と連続している。
図２に示すように、前壁部１３は、平面視で中間部２Ｂと重複している。換言すれば、前壁部１３は、後壁部１２の前端部から前方に向かうにつれて車幅方向内側に位置するように傾斜している。
このため、前壁部１３は、装着部１２ａに装着された第２ギヤボックス４２の前方を覆うようになっている。この結果、前方からの飛び石（チッピング）が第２ギヤボックス４２に衝突する、ということが防止される。
また、図４（ｂ）に示すように、前壁部１３には、前後方向に貫通し、ギヤ伝達機構４０から駆動力を伝達するドライブシャフト等の伝達軸４３を挿通させるための伝達軸用挿通孔１３ａが形成されている。

以上から、トレーリングアーム２と装着部１２ａとを別部材で形成する必要がなく、部品点数や溶接箇所の低減を図ることができる。
なお、拡幅部１４の下端（後壁部１２と前壁部１３との下端）には、車幅方向内側に延在するフランジ１４ａが形成され、詳細は後述する補強部材１５が固設されることにより、強度や剛性が向上している。

図４（ｂ）に示すように、金属製である補強部材１５は、拡幅部１４（後壁部１２と前壁部１３）の車幅方向内側に配置され、補強部材１５の前端部１５ａは、中間部２Ｂの車幅方向の内側面２ｂに接合されている。
図５に示すように、補強部材１５の下端部１５ｂは、車幅方向外側に折れ曲がり、拡幅部１４（後壁部１２と前壁部１３）のフランジ１４ａに接合している。
これにより、拡幅部１４（後壁部１２と前壁部１３）の下部側が支持され、拡幅部１４の強度や剛性が一層向上する。また、接合する補強部材１５の下端部１５ｂと拡幅部１４のフランジ１４ａとが第２ギヤボックス４２の下方を覆うため、下方からの飛び石（チッピング）から第２ギヤボックス４２を保護することができる。

また、補強部材１５の下端部１５ｂと拡幅部１４のフランジ１４ａとが接合してなる壁部の後端に、平面視で後方に向け開口する略Ｕ字状のダンパ支持部５０が形成されている。ダンパ支持部５０は、図示しないサスペンションダンパの下端部を支持するためのものである。
なお、本実施形態のダンパ支持部５０は、拡幅部１４のフランジ１４ａ側に形成された切り欠き、補強部材１５の下端部１５ｂ側に形成された切り欠きを組み合わせることで構成されている。
なお、ダンパ支持部５０は、本体部２０の後端に設けられてもよい。

補強部材１５の上端部１５ｃは、後方に向かうにつれて下方に延在するように傾斜している。このため、装着部１２ａに装着された第２ギヤボックス４２は、補強部材１５の上端部１５ｃに接触しないようになっている。
また、補強部材１５の上端部１５ｃの一部には、車幅方向外側に向って延設された延設部１５ｄが形成されている。
このため、補強部材１５には、車幅方向外側に向って開口する断面Ｕ字状の補強Ｕ字形状部１５ｅを有し、この補強Ｕ字形状部１５ｅが後壁部１２（装着部１２ａ）とともに閉断面形状を形成している。このため、後壁部１２（装着部１２ａ）の強度や剛性がより一層向上している。

また、補強部材１５とトーションビーム３との間には、図示しないサスペンションスプリングを載置するためのスプリングシート１９が掛け渡され、スプリングシート１９の左端部が補強部材１５に接合されることにより、サスペンションスプリングの支持強度が向上している。
なお、補強部材１５は内側部材９やスプリングシート１９とは異なる板厚であってもよい。

車輪側支持部材１６は、ハブ１７やブレーキ装置１８が組み付けられ、そのハブ１７を介して後輪７０を支持する側面視で矩形状の板材である。
車輪側支持部材１６の上端、下端には、車幅方向内側に延びて、トレーリングアーム２や装着部１２に接合するための上側固設部１６ａと下側固設部１６ｂと、が形成されている。
つまり、実施形態の車両用サスペンション装置１は、外側部材８の幅方向の外方に車輪側支持部材を固設するための固設部（上側固設部１６ａ、下側固設部１６ｂ）が設けられている構造になっている。

具体的に、固設部は、車輪側支持部材１６の上端から車幅方向内側（外側部材８）に向って延在する上側固設部１６ａと、車輪側支持部材１６の下端から車幅方向内側（外側部材８）に向って延在する下側固設部１６ｂと、を有しており、上側固設部１６ａと下側固設部１６ｂとが上下方向に離間して配設されている。
また、図５に示すように、上側固設部１６ａは外側Ｕ字形状部１０（拡幅部１４の上部）に接合され、下側固設部１６ｂは拡幅部１４の下端部のフランジ１４ａに接合され、後壁部１２（装着部１２ａ）が上側固設部１６ａと下側固設部１６ｂとの間に位置している。
上記する構造によれば、車輪側支持部材１６の上下方向の両端が支持されているため、車輪側支持部材１６に車幅方向内側に向う荷重が作用しても、車輪側支持部材１６が幅方向内側に倒れ込もうとするのを抑制することができる。

また、上側固設部１６ａは閉断面形状を有する本体部２０に接合され、下側固設部１６ｂにおいても拡幅部１４と補強Ｕ字形状部１５ｅとが協働で閉断面形状を構成する部位に接合されている。つまり、高い強度及び剛性を有している部位に接合されている。このため、車輪側支持部材１６が車幅方向内側に倒れ込もうとするのをより一層抑制することができる。

また、本実施形態の固設部は、車輪側支持部材１６の後端から車幅方向内側に延在し、拡幅部１４の後端部に接合する後側固設部１６ｃを有し、車輪側支持部材１６の支持強度や剛性が増強されている。

以上、実施形態によれば、装着部１２ａ（後壁部１２）が第２ギヤボックス４２を支持し、車輪側支持部材１６が後輪７０を支持する。
このため、第２ギヤボックス４２の出力軸４２ａの向きを変えるため、装着部１２の角度を変えても、後輪７０の車軸が変更されることがない。
よって、車輪側支持部材１６は、ホイールアライメントの調整機能を有しており、車輪側支持部材１６の角度を変えて、後輪７０の車軸の角度を自由に設定することができる。

また、装着部１２ａを構成する後壁部１２の上下方向の両側は、外側部材８と内側部材９（本体部２０）とで構成された閉断面形状の部分と、外側部材８と補強部材１５とで形成された閉断面形状の部分とに支持されて捻じれ難い。以上から、後壁部１２（装着部１２ａ）の剛性が極めて高く、重量物である第２ギヤボックス４２を確実に装着することができる。

また、外側部材８は、拡幅部１４に外側Ｕ字形状部１０と装着部１２とが一体に形成されているため、強度や剛性を維持しながら溶接工程を削減することができる。

また、前壁部１３に伝達軸用挿通孔１３ａが形成されているため、前壁部１３（第２ギヤボックス４２）の前方にモータ３０及び第１ギヤボックス４１を配置することができる。つまり、実施形態の前壁部１３によれば、装着部１２の剛性を向上させつつ、モータ３０等のレイアウトの自由度を確保することができる。

以上、実施形態の車両用サスペンション装置について説明したが、本発明はこれに限定されない。
実施形態では、左右のトレーリングアーム２にトーションビーム３が一体に形成されたトーションビーム式サスペンション装置に適用した場合について説明したが、本発明は、トレーリングアーム２とスプリングシート１９とから構成されるトレーリングアーム式サスペンション装置であってもよく、実施形態と同様な効果を発揮できる。

また、本実施形態においては、外側部材８の拡幅部１４において上側部分（外側Ｕ字形状部１０）と内側部材９とが協働して本体部２０を構成し、後壁部１２が外側Ｕ字形状部１０から下方に延在しているが、本発明は、後壁部１２が外側Ｕ字形状部１０から車両の上方に延在している拡幅部１４を備えた外側部材を用いてもよい。
なお、このような外側部材８を用いる場合、内側部材９は、外側部材８の下側部分に形成された外側Ｕ字形状部１０と協働して本体部２０が構成するように接合する必要がある。さらに、補強部材１５を用いる場合においては、外側Ｕ字形状部１０から上方に延在する拡幅部１４の上端側に接合し、接合部１２ａの上方に閉断面形状が形成されるようにすることが好ましい。

また、実施形態の車両用サスペンション装置１は補強部材１５を備えているが、本発明において、外側部材８及び内側部材９により十分な強度及び剛性を備える場合には、補強部材１５を備えていなくてもよい。

また、実施形態の固設部は、後側固設部１６ｃを有しているが、本発明では、上側固設部１６ａ、下側固設部１６ｂにより十分に車輪側支持部材１６を支持できる場合には、後側固設部１６ｃを有していなくてもよく、より車輪側支持部材１６の支持強度や剛性を向上する必要がある場合においては、拡幅部１４の前端部に接合される固設部を有してもよい。

１ 車両用サスペンション装置
２ トレーリングアーム
２Ａ 前側水平部
２Ｂ 中間部
２Ｃ 後側水平部
３ トーションビーム
８ 外側部材
９ 内側部材
１０ 外側Ｕ字形状部
１１ 内側Ｕ字形状部
１２ 後壁部
１２ａ 装着部
１３ 前壁部
１３ａ 伝達軸用挿通孔
１４ 拡幅部
１４ａ フランジ
１５ 補強部材
１５ｅ 補強Ｕ字形状部
１６ 車輪側支持部材
１６ａ 上側固設部（固設部）
１６ｂ 下側固設部（固設部）
１６ｃ 後側固設部（固設部）
１７ ハブ
１８ ブレーキ装置
１９ スプリングシート
２０ 本体部
３０ モータ
４０ ギヤ伝達機構
４１ 第１ギヤボックス
４２ 第２ギヤボックス（駆動機構）
４３ 伝達軸
５０ ダンパ支持部
７０ 後輪
１００ 後輪駆動装置

Claims (5)

1. 車両の前後方向に延在しながら前端側が車体に支持されるトレーリングアームと、
   前記トレーリングアームの後端側に固設されると共に車輪のアライメントを調整する調整機能を有する車輪側支持部材と、
   前記トレーリングアームの前端側に設けられ、前記車輪を駆動するためのモータを支持するモータブラケットと、
   を備え、
   前記トレーリングアームは、前記車両の幅方向で互いに対向して配設されると共にそれらが協働して閉断面形状の本体部を構成する外側部材と内側部材とで構成され、
   前記外側部材は、前記前後方向の中間部から後方に向かって前記車両の上下方向に拡大された拡幅部を有し、
   前記拡幅部の前記幅方向の外方には、前記車輪側支持部材が固設される固設部が設けられ、
   前記拡幅部の幅方向の内方には、伝達軸を介して前記モータに接続される駆動機構が装着される装着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装置。
2. 前記トレーリングアームは、前記内側部材に接続されると共に前記後端側に延在する補強部材を、更に備え、
   前記内側部材と前記補強部材とは、後部側が前記上下方向に離間して配設され、
   前記装着部は、前記内側部材と前記補強部材との間に位置し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装置。
3. 前記固設部は、前記上下方向に離間して配設される上側固設部及び下側固設部を有し、
   前記装着部は、前記上側固設部と前記下側固設部との間に位置し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装置。
4. 前記拡幅部は、前記装着部に装着される前記駆動機構の前方を覆う前壁部を有し、
   前記前壁部は、前記前後方向に開口する開口部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用サスペンション装置。
5. 前記トレーリングアームに固設されると共にサスペンションスプリングの下端側を支持するスプリングシートを、更に備え、
   前記内側部材は、前記装着部よりも上方側に配設され、
   前記補強部材は、前記装着部よりも下方側に配設され、
   前記スプリングシートは、前記補強部材に固設される請求項２に記載の車両用サスペンション装置。

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