JP7079422B2

JP7079422B2 - アクスルビーム

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Publication number: JP7079422B2
Application number: JP2018040701A
Authority: JP
Inventors: 健太鈴木
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2038-03-07
Also published as: JP2019155945A; US11479060B2; CN111886144A; DE112019001165T5; WO2019172259A1; US20200406680A1

Description

本開示は、アクスルビームに関する。

特許文献１には、Ｉ型鋼材を用いて構成されているフロントアクスルビームの構造が記載されている。アクスルビームの上面には左右１対のスプリングシート面が形成され、両端にはホイールと連結するキングピン孔を開設している。スプリングシート面にはそれぞれリーフスプリングが載置され、Ｕボルト等によりアクスルビームに取付けられている。リーフスプリングはシャックル等によりフレームに連結されている。アクスルビームのスプリングシート面間の断面は、上下方向の略中央に対して上方部分の断面形状が下方部分の断面形状より小さくしている。

実開昭５８－１６４９０７号公報

特許文献１に記載のフロントアクスルビーム（アクスルビーム）を有する車両では、車両を急制動した際（以下、車両急制動時という）に、減速するホイール（車輪）側に対してフレームが慣性によって前方へ移動しようとするので、フレーム側（車体側）からアクスルビームのスプリングシート面に前方への荷重が入力し、アクスルビームの車幅方向中央側が前方へ突出するようにアクスルビームがアーチ状に湾曲する可能性がある。

ところで、車両が装備する操舵機構には、アクスルビームの車幅方向両側の車輪同士をリンクロッドによって連結し、車幅方向一側の車輪に対してナックルアームの一端側を連結し、ナックルアームの他端側を車体側のステアリング装置に連結し、ステアリング装置を操作してナックルアームの他端側を前後方向に移動させることによって、車輪を左右に操舵するものがある。このような車両では、上述したように、車両急制動時に、アクスルビームの車幅方向中央側が前方へ突出するようにアクスルビームがアーチ状に湾曲すると、ステアリング装置が設けられる車体側とアクスルビームの車幅方向両側の車輪側との相対位置が前後方向に変位するので、車輪とナックルアームの他端側との相対位置が前後方向に変位して、車輪が左右の一方側へ操舵されてしまう可能性がある。アクスルビームがアーチ状に前方へ大きく湾曲するほど、車輪とナックルアームの他端側との相対位置が前後方向に大きく変位し、車輪の操舵角が大きくなるので、運転手による車輪の向きの修正操作が必要になる場合がある。

そこで、本開示は、車両急制動時に、車体側と車輪側との相対位置の変位に起因する車輪の操舵を抑制することが可能なアクスルビームの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、車輪を支持する左右の車輪支持部と、左右の車輪支持部間に設けられて車体を下方から支持する左右の車体支持部とを有し、車体の下方で車幅方向に延びるアクスルビームであって、上下１対の横板部と、縦板部とを備える。上下１対の横板部は、互いに上下方向に離間して対向した状態で左右の車体支持部の間で車幅方向に沿って延びる。縦板部は、上下の横板部間で起立した状態で車幅方向に延び、上下の横板部の前後方向の中間部を連結する。上側の横板部は、縦板部よりも前方の上前板部と、縦板部よりも後方の上後板部とを有する。下側の横板部は、縦板部よりも前方の下前板部と、縦板部よりも後方の下後板部とを有する。上前板部は、上後板部、下前板部及び下後板部よりも前後方向の長さが短く、上後板部と下後板部とは、前後方向の長さが略同一である。縦板部の板厚は、上前板部、上後板部、下前板部及び下後板部の各板厚よりも厚い。

上記構成では、車輪を支持する左右の車輪支持部と、左右の車輪支持部間に設けられて車体を下方から支持する左右の車体支持部とをアクスルビームが有するので、車両急制動時に、減速する車輪側に対して車体側が慣性によって前方へ移動しようとすると、アクスルビームの車体支持部に前方への荷重が入力する。アクスルビームの上下の横板部の上前板部、上後板部、下前板部及び下後板部のうち上前板部の前後方向の長さが、他の３つの板部の前後方向の長さよりも短く、アクスルビームの断面形状は前後方向に非対称となり、上後板部と下後板部の前後方向の長さが略同一であり、車両急制動時において前方への荷重のみが入力したと仮定すると、アクスルビームの車幅方向中央側が、短い上前板部と長い下後板部との対角線に沿って、斜め上前方へ突出するように、アクスルビームがアーチ状に湾曲（以下、単に湾曲という）する。アクスルビームの車幅方向中央側が、短い上前板部と長い下後板部との対角線に沿って斜め上前方へ突出するように湾曲するので、アクスルビームの車幅方向中央側が前方へ略水平に突出するように湾曲する場合と比べて、車体支持部と車輪支持部との相対位置の前後方向の変位が小さくなる。従って、アクスルビームの車幅方向両側の車輪同士をリンクロッドによって連結し、車幅方向一側の車輪に対してナックルアームの一端側を連結し、ナックルアームの他端側を車体側のステアリング装置に連結し、ステアリング装置を操作してナックルアームの他端側を前後方向に移動させることによって車輪を左右に操舵する車両において、車両急制動時に車体と車輪との相対位置の前後方向の変位を小さくすることができるので、アクスルビームの変形に起因する車輪の操舵を抑制することができる。

また、車両急制動時の前方への荷重入力によって、アクスルビームの車幅方向中央側が、短い上前板部と長い下後板部との対角線に沿って斜め上前方へ突出するように湾曲するので、車体側からアクスルビームの車体支持部へ下方への荷重が入力した際に、アクスルビームの車幅方向中央側の下方への湾曲量（撓み）を抑制でき、アクスルビームの車輪支持部に取り付けられる左右の車輪のキャンバ角の変動を抑えることができる。従って、車両急制動時に、左右の車輪のキャンバ角の変動に起因する車両の直進安定性の低下を抑制することができる。

本発明によれば、車両急制動時に、車体側と車輪側との相対位置の変位に起因する車輪の操舵を抑制することができる。

第１実施形態に係るフロントアクスルビームを有する車両の概略下面図である。図１のフロントアクスルビームとリーフサスペンションを示すII-II矢視断面図である。図２のフロントアクスルを示す斜視図である。図３のフロントアクスルを示す要部正面図である。図４のフロントアクスルビームを示す斜視図である。図５のＶＩ－ＶＩ矢視断面図である。第２実施形態に係るフロントアクスルビームを示す斜視図である。図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ矢視断面図である。

以下、本発明の第１実施形態に係る（アクスルビーム）について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、ＦＲは車両の前方を、ＵＰは上方を、ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。また、以下の説明において、左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。また、前後方向は車両の前後方向を意味し、上下方向は車両の上下方向を意味する。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１は、トラック等の車両であって、車体フレーム（車体）２と、リーフサスペンション３と、フロントアクスル４と、フロントアクスル４の車幅方向両端部にそれぞれ取り付けられる前輪（車輪）５と、ステアリング装置６とを有する。車両１は、左右の前輪５同士を後述するリンクロッド２３によって連結し、左側の前輪５Ｌに対して左側ナックルアーム２２Ｌの一端側を連結し、左側のナックルアーム２２Ｌの他端側を車体側のステアリング装置６に連結し、ステアリング装置６を操作して左側のナックルアーム２２Ｌの他端側を前後方向に移動させることによって前輪５を左右に操舵する。

車体フレーム２は、車幅方向両側で前後方向に延びる左右１対のサイドメンバ７と、車幅方向に延びて左右のサイドメンバ７を連結する複数のクロスメンバ８とを有する。フロントアクスル４は、サイドメンバ７の下方で車幅方向に延び、リーフサスペンション３を介して左右のサイドメンバ７を弾性支持する。フロントアクスル４の後述するフロントアクスルビーム（アクスルビーム）２０の車幅方向両端部には、左右の前輪５が取り付けられる。なお、図２には、左側のサイドメンバ７、左側のリーフサスペンション３、及び左側の前輪５Ｌが図示されている。

図１及び図２に示すように、リーフスサスペンション３は、サイドメンバ７とフロントアクスル４との間に介在し、スペーサ１０と、リーフスプリング１１と、クランクプレート１２と、前後のＵボルト１３とを有する。スペーサ１０は、板状であり、フロントアクスル４に上方から載置される。リーフスプリング１１は、互いに長さが異なる複数の長尺の板バネを上下に重ねた構成であり、サイドメンバ７の下面の下方で、サイドメンバ７との間に間隔を空けて前後方向に延びる。リーフスプリング１１の前端部１１ａ及び後端部１１ｂは、車幅方向に延びる回転軸を中心として回転自在にサイドメンバ７にそれぞれ支持され、リーフスプリング１１の中央部１１ｃは、板状のスペーサ１０を介してフロントアクスル４に上方から載置される。クランクプレート１２は、平板状であり、リーフスプリング１１の中央部１１ｃに上方から載置される。フロントアクスル４の後述する車体支持部２７には、前側の左右のボルト挿通孔３５Ｆと後側の左右のボルト挿通孔３５Ｒとが形成される。クランクプレート１２を跨った状態で前後のボルト挿通孔３５Ｆ，３５Ｒを挿通する前後のＵボルト１３に、ナット１５を締め付けることよって、リーフスサスペンション３に対してフロントアクスル４が連結される。

図３～図５に示すように、フロントアクスル４は、車幅方向に延びるフロントアクスルビーム２０と、フロントアクスルビーム２０の車幅方向両側に取り付けられる左右１対のナックル２１と、左右のナックル２１に取り付けられる左右１対のナックルアーム２２と、左右のナックルアーム２２を連結するリンクロッド２３とを有する。

フロントアクスルビーム２０は、車体フレーム２の下方で車幅方向に略水平に延びる水平部２６と、水平部２６の車幅方向両端から車幅方向外側へ延びる左右の車体支持部２７と、車体支持部２７の車幅方向両端から車幅方向外側へ延びる左右の外端部２８とを有する。フロントアクスルビーム２０のうち水平部２６と、左右の車体支持部２７と、左右の外端部２８の後述する傾斜部３６とは、上下方向に互いに離間して対向した状態で車幅方向（延設方向）に延びる略板状の上下１対の横板部２４と、上下の横板部２４間に配置されて車幅方向に沿って起立して上下の横板部２４を連結する略板状の縦板部２５とによって断面略Ｉ状に形成される。

図５及び図６に示すように、水平部２６の上側の横板部２４ａは、その下面に縦板部２５の上端縁が連続する。水平部２６の上側の横板部２４ａは、縦板部２５よりも前方の上前板部３０と、縦板部２５よりも後方の上後板部３１とを有する。水平部２６の上側の横板部２４ａの上面（縦板部２５とは反対側の面）は、前後方向の略中央部が最も高い頂部となり、頂部から前下方及び後下方へ向かって傾斜する。上前板部３０の下面（縦板部２５側の面）は、縦板部２５から前上方へ向かって延びる。上後板部３１の下面（縦板部２５側の面）は、縦板部２５から後上方へ向かって延びる。水平部２６の下側の横板部２４ｂは、その上面に縦板部２５の下端縁が連続する。水平部２６の下側の横板部２４ｂは、縦板部２５よりも前方の下前板部３２と、縦板部２５よりも後方の下後板部３３とを有する。水平部２６の下側の横板部２４ｂの下面（縦板部２５とは反対側の面）は、前後方向の略中央部が最も低い頂部となり、頂部から前上方及び後上方へ向かって傾斜する。下前板部３２の上面（縦板部２５側の面）は、縦板部２５から前下方へ向かって延びる。下後板部３３の上面（縦板部２５側の面）は、縦板部２５から後下方へ向かって延びる。縦板部２５の前面２５ａは、上前板部３０の後端縁から下前板部３２の後端縁へ後方に湾曲して延びる。縦板部２５の後面２５ｂは、上後板部３１の前端縁から下後板部３３の前端縁へ前方に湾曲して延びる。

次に水平部２６の断面形状を図５及び図６を参照して説明する。図６は、フロントアクスルビーム２０の水平部２６を任意の位置で車幅方向と直交する方向から切断した断面図である。水平部２６は、上下方向に互いに離間して対向した状態で車幅方向に延びる略板状の上下１対の横板部２４と、上下の横板部２４間に配置されて車幅方向に沿って起立して上下の横板部２４を連結する略板状の縦板部２５とによって断面略Ｉ状に形成される。上後板部３１の前後方向の長さ（縦板部２５から後方への突出量）Ｌ２と、下後板部３３の前後方向の長さ（縦板部２５から後方への突出量）Ｌ４とは、略同一に設定される。下前板部３２の前後方向の長さ（縦板部２５から前方への突出量）Ｌ３は、上後板部３１の前後方向の長さＬ２及び下後板部３３の前後方向の長さＬ４よりも若干短く設定される。上前板部３０の前後方向の長さ（縦板部２５から前方への突出量）Ｌ１は、下前板部３２の前後方向の長さＬ３よりも短く設定される。また、アクスルビーム２０の水平部２６のねじれ変形の変形モードは、上前板部３０の前後方向の長さＬ１を下前板部３２の前後方向の長さＬ３よりも短く設定しているので、上前板部３０の前後方向の長さＬ１を下前板部３２の前後方向の長さＬ３と略同一に設定する場合とは異なる。

左右の車体支持部２７の上側の横板部２４ａは、その上面に左右１対のスプリングシート部３４を有する。左右のスプリングシート部３４は、上下に貫通する前側の左右のボルト挿通孔３５Ｆと後側の左右のボルト挿通孔３５Ｒとを有し、左右のリーフスプリング１１の下方に配置され、前後の左右のボルト挿通孔３５Ｆ，３５Ｒを挿通する前後のＵボルト１３にナット１５を締め付けることよって左右のリーフスプリング１１に対して連結される（図２参照）。左右のスプリングシート部３４が左右のリーフスプリング１１に対して連結された状態で、フロントアクスルビーム２０は、車体フレーム２を下方から支持する。

左右の外端部２８は、左右の車体支持部２７の車幅方向外端部から車幅方向外側へ延びて、車幅方向外側の上方へ曲接して延びる傾斜部３６と、傾斜部３６の車幅方向外端部から車幅方向外側の上方へ延びる車輪支持部３７とをそれぞれ一体的に有し、左右のサイドメンバ７よりも車幅方向外側へ突出する。左右の車輪支持部３７には、キングピン４９（図４参照）が挿通されるビーム側ピン挿通孔３８が形成される。ビーム側ピン挿通孔３８は、水平方向に対して車幅方向内側の上方に傾斜した状態で上下方向に開口し、車輪支持部３７が延びる方向と直交する。傾斜部３６の上下の横板部２４の前後方向の長さは、略同一に形成される。

左右のスプリングシート部３４の前後方向の長さは、上側の横板部２４ａの前後方向の長さよりも長く形成される。水平部２６の上側の横板部２４ａの車幅方向両端部２６ａの前後方向の長さは、車幅方向内側から車幅方向外側の左右のスプリングシート部３４に向かって徐々に拡大し、水平部２６の上側の横板部２４ａの車幅方向両端部２６ａに挟まれた中間部２６ｂの前後方向の長さは、その左右に亘って略同じ長さに形成される。下側の横板部２４ｂのうち、上側の横板部２４ａの左右のスプリングシート部３４の下方に位置する領域の前後方向の長さは下側の横板部２４ｂの前後方向の長さよりも短く形成される（図５参照）。水平部２６の下側の横板部２４ｂの車幅方向両端部２６ａの前後方向の長さは、車幅方向内側から車幅方向外側の左右のスプリングシート部３４に向かって徐々に縮小し、水平部２６の下側の横板部２４ｂの車幅方向両端部２６ａに挟まれた中間部２６ｂの前後方向の長さは、上側の横板部２４ａの中間部２６ｂの前後方向の長さよりも長く、その左右に亘って略同じ長さに形成される。外端部２８の車幅方向内端部の上側の横板部２４ａの前後方向の長さは、車幅方向外側から車幅方向内側の左右のスプリングシート部３４に向かって徐々に拡大する。外端部２８の車幅方向内端部の下側の横板部２４ｂの前後方向の長さは、車幅方向外側から車幅方向内側のスプリングシート部３４の下方に位置する領域に向かって徐々に縮小する。

図１、図３～図５に示すように左右のナックル２１は、フロントアクスルビーム２０の車輪支持部３７に取り付けられるビーム取付部４０と、前輪５が車幅方向外側から取り付けられる車輪取付部４１とをそれぞれ有する。ビーム取付部４０は、フロントアクスルビーム２０の車輪支持部３７を上方から支持する上側取付部４２と、車輪支持部３７を下方から支持する下側取付部４３とを有する。上側取付部４２と下側取付部４３には、後述するキングピン４９が挿通するナックル側ピン挿通孔４４がそれぞれ形成される。ナックル側ピン挿通孔４４は、水平方向に対して車幅方向内側の上方に傾斜した状態で上下方向に開口する。上側取付部４２と下側取付部４３とが車輪支持部３７を上下から挟み込んだ状態で、車輪支持部３７のビーム側ピン挿通孔３８と、上側取付部４２及び下側取付部４３のナックル側ピン挿通孔４４とにキングピン４９を挿通させることによって、ナックル２１が車輪支持部３７に取り付けられる。下側取付部４３の車幅方向内端部には、ナックルアーム２２が取付けられる後述するアーム取付部４５が設けられる。

左側のナックルアーム２２Ｌは、車幅方向に延び前方向に開口するＵ字状に形成され、車幅方向外側の一端が後述するドラグリンク４８に回転自在に接続され、車幅方向内側の他端が左側のナックル２１Ｌのアーム取付部４５に取り付けられる。左側のナックルアーム２２Ｌの車幅方向外側の一端とドラグリンク４８とは、左右の前輪５が前後方向を向いた状態で、フロントアクスルビーム２０の上方で接続される。左側のナックルアーム２２Ｌの中間部には、リンクロッド２３が回転自在に接続される。この左側のナックルアーム２２Ｌは、ドラグリンク４８の進退に伴って動作することで、左側の前輪５Ｌを操舵させ、且つリンクロッド２３を進退させる。

右側のナックルアーム２２Ｒは、一端がリンクロッド２３に回転自在に接続され、他端が右側のナックル２１Ｒのアーム取付部４５に取り付けられる。この右側のナックルアーム２２Ｒは、リンクロッド２３の進退に伴って回転することで、右側の前輪５Ｒを操舵させる。

リンクロッド２３は、フロントアクスルビーム２０の後方で車幅方向に延びる。リンクロッド２３の車幅方向一端側は、左側のナックルアーム２２Ｌの中間部に回転自在に連結され、車幅方向他端側は、右側のナックルアーム２２Ｒの一端に回転自在に連結される。リンクロッド２３は、左側のナックルアーム２２Ｌの回転に伴って進退することで、右側のナックルアーム２２Ｒを回転させる。

左右の前輪５は、左右のナックル２１の車輪取付部４１に取り付けられる。左右の前輪５は、左右のナックル２１を介してフロントアクスルビーム２０の車輪支持部３７に支持され、キングピン４９を中心に左右に操舵される。前輪５は、前後方向から見たときに略鉛直となるように、フロントアクスルビーム２０に取り付けられる。車両１を前後方向から見たときの鉛直線に対する前輪５の傾斜角をキャンバ角という。前輪５の上端部が鉛直線に対して車幅方向外側に傾斜した状態（ポジティブキャンバ状態）及び前輪５の上端部が鉛直線に対して車幅方向内側に傾斜した状態（ネガティブキャンバ状態）では、車両１の直進安定性が低下する。

図１に示すように、ステアリング装置６は、左側のサイドメンバ７の前端部の車幅方向外側に取り付けられるステアリングギヤボックス４６と、ステアリングギヤボックス４６の出力軸（図示省略）に連結されるピットマンアーム４７と、ピットマンアーム４７に連結されるドラグリンク４８とを有する。ステアリングギヤボックス４６には、ステアリングシャフト（図示省略）の下端部が連結され、ステアリングシャフトに固定されるステアリングホイール（図示省略）の回転が伝えられる。ピットマンアーム４７は、その一端側にステアリングギヤボックス４６の出力軸が傾動自在に連結される。ドラグリンク４８は、その一端側にピットマンアーム４７の他端側が回転自在に連結されて後方へ延び、その他端側に左側のナックルアーム２２Ｌの一端が回転自在に連結される。

ステアリングホイールを反時計回りに回転させると、ステアリングシャフトを介してステアリングギヤボックス４６に回転が伝えられ、ステアリングギヤボックス４６の出力軸に連結されるピットマンアーム４７が一端側を中心に斜め下前方へ傾動する。これにより、ドラグリンク４８が前方へ移動し、左側のナックルアーム２２Ｌが引っ張られ、左側のナックルアーム２２Ｌに左側のナックル２１Ｌを介して固定される左側の前輪５Ｌがキングピン４９を中心に左側へ操舵される。また、リンクロッド２３によって左側のナックルアーム２２Ｌに連結される右側のナックルアーム２２Ｒに、右側のナックル２１Ｒを介して固定される右側の前輪５Ｒも左側へ操舵される。ステアリングホイールを時計回りに回転させると、ステアリングシャフトを介してステアリングギヤボックス４６に回転が伝えられ、ステアリングギヤボックス４６の出力軸に連結されるピットマンアーム４７が一端側を中心に斜め下後方へ傾動する。これにより、ドラグリンク４８が後方へ移動し、左側のナックルアーム２２Ｌが押し出され、左側のナックルアーム２２Ｌに左側のナックル２１Ｌを介して固定される左側の前輪５Ｌがキングピン４９を中心に右側へ操舵される。また、リンクロッド２３によって左側のナックルアーム２２Ｌに連結される右側のナックルアーム２２Ｒに、右側のナックル２１Ｒを介して固定される右側の前輪５Ｒも右側へ操舵される。

本実施形態によれば、前輪５を支持する左右の車輪支持部３７と、左右の車輪支持部３７間に設けられて車体を下方から支持する左右の車体支持部２７とをフロントアクスルビーム２０が有するので、車両急制動時に、減速する前輪５側に対して車体側が慣性によって前方へ移動しようとすると、フロントアクスルビーム２０の車体支持部２７に前方への荷重が入力する。フロントアクスルビーム２０の上下の横板部２４の上前板部３０の前後方向の長さＬ１が、上後板部３１、下前板部３２及び下後板部３３の前後方向の長さＬ２，Ｌ３，Ｌ４よりも短く設定され、互いに上下方向に離間して対向する上後板部３１と下後板部３３との前後方向の長さＬ２，Ｌ４が略同一に設定されるので、フロントアクスルビーム２０の断面形状は前後方向に非対称となり、車両急制動時に、フロントアクスルビーム２０の車幅方向中央側が上前板部３０と下後板部３３との対角線に沿って斜め上前方へ突出するように、フロントアクスルビーム２０がアーチ状に湾曲（以下、湾曲という）し易くなる。フロントアクスルビーム２０の車幅方向中央側が斜め上前方へ突出するように湾曲すると、フロントアクスルビーム２０の車幅方向中央側が前方へ略水平に突出するように湾曲する場合と比べて、車体支持部２７と車輪支持部３７との相対位置の前後方向の変位が小さい。従って、ステアリング装置６を操作して左側のナックルアーム２２Ｌの他端側を前後方向に移動させることによって前輪５を左右に操舵する車両１において、車両急制動時に車体と前輪５との相対位置の前後方向の変位を小さくすることができるので、フロントアクスルビーム２０の変形に起因する車輪の操舵を抑制することができる。

また、自動ブレーキシステムを備える車両では、運転者の意図しない急制動が発生する場合があり、運転者による車輪の向きの修正が遅れる可能性があるので、車両急制動時に車輪の向きを修正するシステム等を設けるなど、システムが煩雑になるおそれがある。本開示によれば、自動ブレーキシステムによる急制動時における運転者の意図せぬ前輪５の操舵を抑制するので、前輪５の向きを修正するシステム等を設けるなどシステムが煩雑になることを回避することが可能となる。

また、上前板部３０の前後方向の長さＬ１が、上後板部３１、下前板部３２及び下後板部３３の前後方向の長さＬ２，Ｌ３，Ｌ４よりも短く設定されるので、車両急制動時に、フロントアクスルビーム２０の車幅方向中央側が上前板部３０と下後板部３３との対角線に沿って斜め上前方へ突出するように湾曲し易くなる。このため、車両急制動時において、車体側からフロントアクスルビーム２０の車体支持部２７へ下方への荷重が入力した際に、フロントアクスルビーム２０の車幅方向中央側の下方への湾曲量（撓み）を抑制できるので、フロントアクスルビーム２０の車輪支持部３７に取り付けられる左右の前輪５のキャンバ角の変動を抑えることができる。従って、車両急制動時に、左右の前輪５のキャンバ角の変動に起因する車両１の直進安定性の低下を抑制することができる。

また、上前板部３０の前後方向の長さＬ１を下前板部３２の前後方向の長さＬ３よりも短く設定しているので、短くした分の重量を軽くすることができる。また、軽くした重量分だけアクスルビーム２０を厚肉にすることによって、上前板部３０の前後方向の長さＬ１を下前板部３２の前後方向の長さＬ３と略同一に設定する場合と比べて、アクスルビーム２０の水平部２６の上下方向の曲げ剛性の低下をなくし、前後方向の曲げ剛性を高めるように設定することができる。

なお、本実施形態では、フロントアクスルビーム２０の上後板部３１と下前板部３２と下後板部３３との前後方向の長さを略同一に設定し、上前板部３０の前後方向の長さを上後板部３１、下前板部３２及び下後板部３３の前後方向の長さよりも短く設定した構造を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、フロントアクスルビーム２０の上前板部３０と上後板部３１と下前板部３２との前後方向の長さを略同一に設定し、下後板部３３の前後方向の長さを上前板部３０、上後板部３１及び下前板部３２の前後方向の長さよりも短く設定した構造であってもよい。

また、本実施形態では、上後板部３１及び下後板部３３の前後方向の長さＬ２，Ｌ４が略同一に設定され、下前板部３２の前後方向の長さＬ３が上後板部３１及び下後板部３３の前後方向の長さＬ２，Ｌ４よりも若干短く設定され、上前板部３０の前後方向の長さＬ１が下前板部３２の前後方向の長さＬ３よりも短く設定されるアクスルビーム２０の水平部２６の断面形状の構造を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、アクスルビーム２０の水平部２６と車体支持部２７との断面形状であってもよい。

また、本実施形態では、アクスルビームを、トラック等の車両１のフロントアクスル４に適用したが、これに限定されるものではなく、他の車両用構造体に適用してもよい。

次に、本発明の第２実施形態に係る車載部品の取付構造について、図７及び図８を参照して説明する。なお、本実施形態に係るフロントアクスルビーム（アクスルビーム）５０は、上記第１実施形態のフロントアクスルビーム２０に対して水平部５３の断面形状が異なるものであり、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７に示すように、フロントアクスルビーム５０は、車体フレーム２の下方で車幅方向に略水平に延びる水平部５３と、水平部５３の車幅方向両端から車幅方向外側へ延びる左右の車体支持部５８と、車体支持部の車幅方向両端から車幅方向外側へ延びる左右の外端部５９とを有する。左右の外端部５９は、左右の車体支持部５８の車幅方向外端部から車幅方向外側へ延びて、車幅方向外側の上方へ曲接して延びる傾斜部６０と、傾斜部６０の車幅方向外端部から車幅方向外側へ延びる車輪支持部６１とをそれぞれ一体的に有する。フロントアクスルビーム５０のうち、水平部５３と、左右の車体支持部５８と、左右の外端部５９の傾斜部６０とは、上下方向に互いに離間して対向した状態で車幅方向（延設方向）に延びる略板状の上下１対の横板部５１と、上下の横板部５１間に配置されて車幅方向に沿って起立して上下の横板部５１を連結する略板状の縦板部５２とによって断面略Ｉ状に形成される。

図８に示すように、水平部５３の上側の横板部５１ａは、その下面に縦板部５２の上端縁が連続する。水平部５３の上側の横板部５１ａは、縦板部５２よりも前方の上前板部５４と、縦板部５２よりも後方の上後板部５５とを有する。水平部５３の上側の横板部５１ａの上面（縦板部５２とは反対側の面）は、前後方向の略中央部が最も高い頂部となり、頂部から前下方及び後下方へ向かって傾斜する。上前板部５４の下面（縦板部５２側の面）は、縦板部５２から前上方へ向かって延びる。上後板部５５の下面（縦板部５２側の面）は、縦板部５２から後上方へ向かって延びる。水平部５３の下側の横板部５１ｂは、その上面に縦板部５２の下端縁が連続する。水平部５３の下側の横板部５１ｂは、縦板部５２よりも前方の下前板部５６と、縦板部５２よりも後方の下後板部５７とを有する。水平部５３の下側の横板部５１ｂの下面（縦板５２部とは反対側の面）は、前後方向の略中央部が最も低い頂部となり、頂部から前上方及び後上方へ向かって傾斜する。下前板部５６の上面（縦板部５２側の面）は、縦板部５２から前下方へ向かって延びる。下後板部５７の上面（縦板部５２側の面）は、縦板部５２から後下方へ向かって延びる。縦板部５２の前面５２ａは、上前板部５４の後端縁から下前板部５６の後端縁へ後方に湾曲して延びる。縦板部５２の後面５２ｂは、上後板部５５の前端縁から下後板部５７の前端縁へ前方に湾曲して延びる。

次に水平部５３の断面形状を図７及び図８を参照して説明する。図８は、フロントアクスルビーム５０を任意の位置で車幅方向と直交する方向から切断した断面図である。水平部５３は、上下方向に互いに離間して対向した状態で車幅方向に延びる略板状の上下１対の横板部５１と、上下の横板部５１間に配置されて車幅方向に沿って起立して上下の横板部５１を連結する略板状の縦板部５２とによって断面略Ｉ状に形成される。上前板部５４の前後方向の長さ（縦板部５２から前方への突出量）Ｌ５と下後板部５７の前後方向の長さ（縦板部５２から後方への突出量）Ｌ８とは、略同一に設定される。上後板部５５の前後方向の長さ（縦板部５２から後方への突出量）Ｌ６と下前板部５６の前後方向の長さ（縦板部５２から前方への突出量）Ｌ７とは、略同一に設定される。上前板部５４の前後方向の長さＬ５及び下後板部５７の前後方向の長さＬ８は、上後板部５５の前後方向の長さＬ６及び下前板部５６の前後方向の長さＬ７より短く設定される。また、アクスルビーム５０の水平部５３のねじれ変形の変形モードは、上前板部５４の前後方向の長さＬ５及び下後板部５７の前後方向の長さＬ８を上後板部５５の前後方向の長さＬ６及び下前板部５６の前後方向の長さＬ７よりも短く設定しているので、上前板部５４の前後方向の長さＬ５及び下後板部５７の前後方向の長さＬ８を上後板部５５の前後方向の長さＬ６及び下前板部５６の前後方向の長さＬ７と略同一に設定する場合とは異なる。

本実施形態によれば、前輪５を支持する左右の車輪支持部６１と、左右の車輪支持部６１間に設けられて車体を下方から支持する左右の車体支持部５８とをフロントアクスルビーム５０が有するので、車両急制動時に、減速する前輪５側に対して車体側が慣性によって前方へ移動しようとすると、フロントアクスルビーム５０の車体支持部５８に前方への荷重が入力する。フロントアクスルビーム５０の上下の横板部５１の対角に設けられる上前板部５４と下後板部５７との板部の前後方向の長さＬ５，Ｌ８が、上後板部５５と下前板部５６の前後方向の長さＬ６，Ｌ７よりも短く設定されるので、フロントアクスルビーム５０の断面形状は前後方向に非対称となり、車両急制動時に、フロントアクスルビーム５０の車幅方向中央側が上前板部５４と下後板部５７との対角線に沿って斜め上前方へ突出するように湾曲し易くなる。このため、フロントアクスルビーム５０の車幅方向中央側が斜め上前方へ突出するように湾曲すると、フロントアクスルビーム５０の車幅方向中央側が前方へ略水平に突出するように湾曲する場合と比べて、車体支持部５８と車輪支持部６１との相対位置の前後方向の変位が小さい。従って、ステアリング装置６を操作して左側のナックルアーム２２Ｌの他端側を前後方向に移動させることによって前輪５を左右に操舵する車両１において、車両急制動時に、車体と前輪５との前後方向の相対位置を小さくすることができるので、フロントアクスルビーム５０の変形に起因する車輪の操舵を抑制することができる。

また、上前板部５４及び下後板部５７の前後方向の長さＬ５，Ｌ８が、上後板部５５及び下前板部５６の前後方向の長さＬ６，Ｌ７よりも短く設定されるので、車両急制動時に、フロントアクスルビーム５０の車幅方向中央側が上前板部５４と下後板部５７との対角線に沿って斜め上前方へ突出するように湾曲し易くなる。このため、車両急制動時において、車体側からフロントアクスルビーム５０の車体支持部５８へ下方への荷重が入力した際に、フロントアクスルビーム５０の車幅方向中央側の下方への湾曲量（撓み）を抑制できるので、フロントアクスルビーム５０の車輪支持部６１に取り付けられる左右の前輪５のキャンバ角の変動を抑えることができる。従って、車両急制動時に、左右の前輪５のキャンバ角の変動に起因する車両１の直進安定性の低下を抑制することができる。

また、上前板部５４の前後方向の長さＬ５及び下後板部５７の前後方向の長さＬ８を上後板部５５の前後方向の長さＬ６及び下前板部５６の前後方向の長さＬ７よりも短く設定しているので、短くした分の重量を軽くすることができる。また、軽くした重量分だけアクスルビーム５０を厚肉にすることによって、上前板部５４の前後方向の長さＬ５及び下後板部５７の前後方向の長さＬ８を上後板部５５の前後方向の長さＬ６及び下前板部５６の前後方向の長さＬ７と略同一に設定する場合と比べて、フロントアクスルビーム５０の水平部５３の上下方向の曲げ剛性の低下をなくし、且つ前後方向の曲げ剛性を高めるように設定することができる。

なお、本実施形態では、フロントアクスルビーム５０の上前板部５４と下後板部５７との前後方向の長さを略同一に設定し、上後板部５５と下前板部５６との前後方向の長さを略同一に設定し、上前板部５４及び下後板部５７の前後方向の長さを上後板部５５及び下前板部５６の前後方向の長さよりも短く設定した構造を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、フロントアクスルビーム５０の上前板部５４と下後板部５７との前後方向の長さを略同一に設定し、上後板部５５と下前板部５６との前後方向の長さを略同一に設定し、上後板部５５及び下前板部５６の前後方向の長さを上前板部５４及び下後板部５７の前後方向の長さよりも短く設定した構造であってもよい。

また、本実施形態では、上前板部５４と下後板部５７との前後方向の長さＬ５，Ｌ８が略同一に設定され、上後板部５５と下前板部５６との前後方向の長さＬ６，Ｌ７が略同一に設定され、上前板部５４及び下後板部５７の前後方向の長さＬ５，Ｌ８が上後板部５５及び下前板部５６の前後方向の長さＬ６，Ｌ７よりも短く設定されるアクスルビーム５０の水平部５３の断面形状の構造を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、アクスルビーム５０の水平部５３と車体支持部５８との断面形状であってもよい。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１車両
２車体フレーム（車体）
３リーフサスペンション
４フロントアクスル
５前輪（車輪）
６ステアリング装置
１１リーフスプリング
２０，５０フロントアクスルビーム（アクスルビーム）
２１ナックル
２１Ｒ右側のナックル
２１Ｌ左側のナックル
２２ナックルアーム
２２Ｒ右側のナックルアーム
２２Ｌ左側のナックルアーム
２３リンクロッド
２４，５１横板部
２５，５２縦板部
２６，５３水平部
２７，５８車体支持部
２８，５９外端部
３０，５４上前板部
３１，５５上後板部
３２，５６下前板部
３３，５７下後板部
３４スプリングシート部
３６，６０傾斜部
３７，６１車輪支持部
４０ビーム取付部
４１車輪取付部
４２上側取付部
４３下側取付部
４５アーム取付部
４６ステアリングギヤボックス
４７ピットマンアーム
４８ドラグリンク
４９キングピン

Claims

車輪を支持する左右の車輪支持部と、前記左右の車輪支持部間に設けられて車体を下方から支持する左右の車体支持部とを有し、車体の下方で車幅方向に延びるアクスルビームであって、
互いに上下方向に離間して対向した状態で前記左右の車体支持部の間で車幅方向に沿って延びる上下１対の横板部と、
前記上下の横板部間で起立した状態で車幅方向に延び、前記上下の横板部の前後方向の中間部を連結する縦板部と、を備え、
前記上側の横板部は、前記縦板部よりも前方の上前板部と、縦板部よりも後方の上後板部とを有し、
前記下側の横板部は、前記縦板部よりも前方の下前板部と、縦板部よりも後方の下後板部とを有し、
前記上前板部は、前記上後板部、前記下前板部及び前記下後板部よりも前後方向の長さが短く、
前記上後板部と前記下後板部とは、前後方向の長さが略同一であり、
前記縦板部の板厚は、前記上前板部、前記上後板部、前記下前板部及び前記下後板部の各板厚よりも厚い
ことを特徴とするアクスルビーム。