JPH11334333A - 車軸懸架式アクスル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リヤアクスルハウジングのねじり振動がボデ
ーに伝達することを抑制する。 【解決手段】 ボデーの幅方向に配置されたリヤアクス
ルハウジング２と、リヤアクスルハウジング２に取り付
けられ、かつ、リヤアクスルハウジング２に対してその
中心軸線を中心とするねじり振動を与える最終減速機
と、ボデーとリヤアクスルハウジング２とを連結するア
ッパーコントロールアーム１９とを備えた車軸懸架式ア
クスルにおいて、リヤアクスルハウジング２のねじり共
振時における振動モードの節となる箇所に、アッパーコ
ントロールアーム１９とリヤアクスルハウジング２とを
連結するブラケット１７が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車輪に作用する
車両重量を受け持つとともに、動力源から出力されたト
ルクを車輪に伝達するためのアクスルに関し、特に、左
右の車輪をアクスルハウジングにより連結した車軸懸架
式アクスルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アクスルは、車輪に作用する車
両重量を受け持つとともに、動力源から出力されたトル
クを車輪に伝達する機能を備えている。アクスルには車
軸懸架式と独立懸架式とがあり、車軸懸架式アクスル
は、部品点数が少なく、構造が簡単で保守が容易である
などの特徴を備えている。このような、車軸懸架式リヤ
アクスルの一例が、実開昭５６−３９３０８号公報およ
び実開昭５９−１００６０８号公報に記載されている。

【０００３】すなわち、上記公報に記載された車軸懸架
式リヤアクスルは、車両の幅方向に配置されたリヤアク
スルハウジングを備えており、リヤアクスルハウジング
の両端に後輪が設けられている。また、リヤアクスルハ
ウジングとボデーとが、アッパーコントロールアームお
よびロアーコントロールアームにより連結されている。
このアッパーコントロールアームおよびロアーコントロ
ールアームは、リヤアクスルハウジングに作用する荷重
の一部を支持し、かつ、リヤアクスルハウジングの挙動
を規制する機能を備えている。

【０００４】ところで、車軸懸架式リヤアクスルが搭載
された車両においては、動力源から出力されたトルク
が、プロペラシャフトを介してリヤアクスルに入力され
るように構成されている。そして、リヤアクスルには、
このトルクを後輪に伝達するための最終減速機が設けら
れている。この最終減速機は、以下のように構成されて
いる。

【０００５】まず、プロペラシャフトのトルクが入力さ
れるドライブピニオンシャフトが、リヤアクスルハウジ
ングの中心軸線に対してほぼ直交して配置され、ドライ
ブピニオンシャフトの後端にはドライブピニオンギヤが
設けられている。また、リヤアクスルハウジングの中心
軸線を中心として回転するリングギヤが設けられている
とともに、リヤアクスルハウジングの中心軸線を中心と
して回転し、かつ、左右の後輪に接続された一対のアク
スルシャフトが設けられている。一対のアクスルシャフ
トはリヤアクスルハウジングの内部に設けられた軸受に
より支持されている。一対のアクスルシャフトの対向端
にはサイドギヤがそれぞれ取り付けられており、リング
ギヤに取り付けられたピニオンギヤがサイドギヤに対し
て噛み合わされている。

【０００６】上記構成において、プロペラシャフトから
ドライブピニオンシャフトにトルクが伝達されるとリン
グギヤが回転するとともに、リングギヤのトルクがピニ
オンギヤおよびサイドギヤを介して一対のアクスルシャ
フトに伝達される。ついで、一対のアクスルシャフトに
伝達されたトルクが後輪に伝達されて車両が走行する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最終減速機
を構成する各種のギヤには、相互のギヤの歯同士の噛み
合い部分に隙間、つまり、バックラッシュが設定されて
いる。例えば、ドライブピニオンギヤの歯と、リングギ
ヤ歯との噛み合い部分に設定されているバックラッシュ
により、ドライブピニオンギヤおよびリングギヤにはそ
の回転方向に遊び（ガタ）が生じていた。そして、トル
クの伝達時に、この遊びによりリングギヤが回転方向に
振動する。この振動は一対のアクスルシャフトを介して
左右の後輪に伝達され、この後輪が反力要素となってリ
ヤアクスルハウジングにねじり共振が生じる。

【０００８】このように、リヤアクスルハウジングにね
じり共振が生じた場合、上記公報に記載された車軸懸架
式リヤアクスルにおいては、この振動がアッパーコント
ロールアームおよびロアーコントロールアームを介して
ボデーに伝達される。その結果、車両の乗り心地が悪化
したり、うなり音（こもり音）を生じて静粛性が損なわ
れたりして、車両の騒音・振動（ＮＶ）性能が低下する
可能性があった。

【０００９】この発明は上記事情を背景としてなされた
もので、アクスルハウジングのねじり共振が車体構成部
材に伝達されることを抑制できる車軸懸架式アクスルを
提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記目的
を達成するためこの発明は、アクスルハウジングと、こ
のアクスルハウジングと車体構成部材とを連結する連結
機構とを備えた車軸懸架式アクスルにおいて、前記アク
スルハウジングのねじり振動モードの節となる箇所に、
前記アクスルハウジングと前記連結機構との接続位置が
設定されていることを特徴とする。この発明の車体構成
部材には、ボデーとフレームとが含まれる。また、この
発明の連結機構には、リヤアクスルハウジングに作用す
る反力を受け持つために予め設けられている部品と、路
面からの衝撃が車体構成部材に伝達することを抑制する
ために予め設けられている部品とが含まれる。

【００１１】この発明によれば、アクスルハウジングと
車体構成部材とを連結する連結機構が、アクスルハウジ
ング側におけるねじり共振の振動モードの節に相当する
位置に連結されている。このため、アクスルハウジング
にねじり共振が生じた場合でも、連結機構を介して車体
構成部材に伝達される振動が可及的に抑制される。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明に係る車軸懸架
式アクスルの実施例を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は、この発明の一実施例である車軸懸架式リヤ
アクスル１、言い換えれば、４リンク式の車軸懸架装置
を示す斜視図である。この車軸懸架式リヤアクスル１
は、エンジン前置き後輪駆動式の車両に適用される。車
軸懸架式リヤアクスル１は、ボデー（図示せず）の下側
に配置されており、車軸懸架式リヤアクスル１は車両の
幅方向に配置されたリヤアクスルハウジング２を有す
る。このリヤアクスルハウジング２は金属材料、例えば
熱間圧延鋼板により構成されている。

【００１３】図２は、リヤアクスルハウジング２の内部
構造を示すスケルトン図である。このリヤアクスルハウ
ジング２は、中空に形成されたデファレンシャルキャリ
ヤ３と、デファレンシャルキャリヤ３の両側に一体的に
接続された筒部４とを備えている。そして、リヤアクス
ルハウジング２の中心軸線、つまり、筒部４の中心軸線
（図示せず）が、車両の幅方向に配置されている。

【００１４】デファレンシャルキャリヤ３の内部には、
前記中心軸線にほぼ直交するドライブピニオンシャフト
５が回転可能に配置されており、ドライブピニオンシャ
フト５の後端にはドライブピニオンギヤ６が設けられて
いる。また、デファレンシャルキャリヤ３の内部には、
デフケース７が回転可能に設けられており、デフケース
７にはリングギヤ８が形成されている。そして、ドライ
ブピニオンギヤ６とリングギヤ８とが噛合されている。

【００１５】また、デフケース７の内部には複数のピニ
オンギヤ９が取り付けられており、筒部４からデファレ
ンシャルキャリヤ３の内部に亘って一対のアクスルシャ
フト１０が、前記中心軸線を中心として回転可能に配置
されている。一対のアクスルシャフト１０は、リヤアク
スルハウジング２の内部に設けられた軸受（図示せず）
により支持されている。一対のアクスルシャフト１０は
相互に同心状に配置されており、一対のアクスルシャフ
ト１０の対向端にはサイドギヤ１１がそれぞれ取り付け
られている。そして、各サイドギヤ１１と複数のピニオ
ンギヤ９とが噛合されている。

【００１６】上記のように、デファレンシャルキャリヤ
３の内部に配置された各種のギヤにより最終減速機１２
が構成されている。また、この最終減速機１２は差動装
置としての機能をも兼備している。なお、最終減速機１
２の一部を構成するリングギヤ８およびドライブピニオ
ンギヤ６の構造は、ベベルギヤまたはスパイラルベベル
ギヤまたはハイポイドベベルギヤのうちのいずれを選択
してもよい。

【００１７】一方、車軸懸架式リヤアクスル１が搭載さ
れた車両においては、動力源としてのエンジン（図示せ
ず）が車両の前部に搭載されており、エンジンから出力
されたトルクが変速機（図示せず）およびプロペラシャ
フト１３を介してドライブピニオンシャフト５に伝達さ
れるように構成されている。また、リヤアクスルハウジ
ング２の両側方には後輪１４がそれぞれ配置されてお
り、一対のアクスルシャフト１０の両端が後輪１４にそ
れぞれ接続されている。

【００１８】また、前記各筒部４とボデーとの間には、
コイルスプリング１５がそれぞれ配置され、各コイルス
プリング１５の下端が各筒部４により支持され、各コイ
ルスプリング１５の上端がボデー側で支持されている。
さらに筒部４とボデーとがショックアブソーバ１６によ
り連結されている。

【００１９】さらにまた、筒部４の上面におけるコイル
スプリング１５とデファレンシャルキャリヤ３との間に
は、ブラケット１７がそれぞれ設けられている。このブ
ラケット１７は、以下に説明する基準により、リヤアク
スルハウジング２の中心軸線方向の配置位置が決定され
ている。図３は、リヤアクスルハウジング２のねじり共
振の振動系を２次元的に示す模式図である。図３におい
て、リヤアクスルハウジング２の中心軸線Ａ１を基準と
して示された斜線の領域が、リヤアクスルハウジング２
に発生するねじり共振の振動モードＢ１を表している。
この振動モードＢ１は、公知の振動装置を用いて実際に
測定したり、または、リヤアクスルハウジング２の形状
および剛性（強度）に基づいて、解析・算出することが
可能である。振動モードＢ１のうち、中心軸線Ａ１に対
する距離の最も短い位置が振動の節Ｃ１であり、この距
離の最も長い位置が振動の腹Ｄ１である。

【００２０】この実施例においては、リヤアクスルハウ
ジング２の中心軸線方向において、振動の節Ｃ１に相当
する位置に各ブラケット１７が配置されている。各ブラ
ケット１７には、支持軸１８を介して２本のアッパーコ
ントロールアーム１９の一端がそれぞれ回転可能に連結
されている。

【００２１】また、各アッパーコントロールアーム１９
の他端側は、ボデーに対して回転可能に連結されてい
る。各アッパーコントロールアーム１９は、ブラケット
１７から車両の前方に向けて延ばされている。そして、
リヤアクスルハウジング２を平面的に見た場合、各アッ
パーコントロールアーム１９は、相互に平行に、かつ、
中心軸線Ａ１に対してほぼ直交して配置されている。こ
のアッパーコントロールアーム１９は、金属材料、例え
ば、機械構造用炭素鋼、一般炭素鋼などにより構成され
ている。

【００２２】一方、筒部４における後輪１４側の端部の
下面には、ブラケット２０がそれぞれ取り付けられてい
る。各ブラケット２０には支持軸２１を介してロアーコ
ントロールアーム２２の一端が、それぞれ回転可能に連
結されている。さらに、各ロアーコントロールアーム２
２の他端が、それぞれボデーに対して回転可能に連結さ
れている。

【００２３】各ロアーコントロールアーム２２は、ブラ
ケット２０から車両の前方に向けて延ばされている。各
ロアーコントロールアーム２２同士の間隔は、車両の前
方に向けて狭められるように設定されている。そして、
各ロアーコントロールアーム２２は、リヤアクスルハウ
ジング２の中心軸線Ａ１に対してほぼ直交する線分（図
示せず）よりも内側に傾斜した位置に設定されている。

【００２４】このロアーコントロールアーム２２は金属
材料、例えば機械構造用炭素鋼管により構成されてい
る。なお、アッパーコントロールアーム１９の長さはロ
アーコントロールアーム２２の長さよりも短く設定され
ている。また、支持軸１８から中心軸線Ａ１までの距離
は、支持軸２１から中心軸線Ａ１までの距離よりも長く
設定されている。上記各アッパーコントロールアーム１
９および各ロアーコントロールアーム２２は、リヤアク
スルハウジング２を平面的に見た場合において、ロアー
コントロールアーム２２の間にアッパーコントロールア
ーム１９が配置されている。

【００２５】さらにまた、筒部４における一方のコイル
スプリング１５側には、ラテラルロッド２３の一端が連
結され、ラテラルロッド２３の他端がボデーに連結され
ている。つまり、ラテラルロッド２３はリヤアクスルハ
ウジング２の中心軸線Ａ１とほぼ平行に配置されてい
る。上記のように、この実施例においては、リヤアクス
ルハウジング２に作用する前後方向の反力を、２本のア
ッパーコントロールアーム１９および２本のロアーコン
トロールアーム２２により受け持つ構造とした、いわゆ
る４リンク形式の車軸懸架装置となっている。

【００２６】ここで、上記実施例の構成とこの発明の構
成との対応関係を説明する。つまり、アッパーコントロ
ールアーム１９またはロアーコントロールアーム２２が
この発明の連結機構に相当する。また、ボデー（図示せ
ず）がこの発明の車体構成部材に相当する。

【００２７】つぎに、車軸懸架式リヤアクスル１の動作
を説明する。エンジンから出力されたトルクが変速機お
よびプロペラシャフト１３を介してドライブピニオンギ
ヤ６に伝達される。ドライブピニオンギヤ６のトルクは
リングギヤ８およびピニオンギヤ９を介してサイドギヤ
１１に伝達される。サイドギヤ１１のトルクはアクスル
シャフト１０を介して後輪１４に伝達され、後輪１４の
駆動力により車両が走行する。

【００２８】車両の走行中において、リヤアクスルハウ
ジング２に対して車両の前後方向に生じる反力（駆動ト
ルク・制動トルク）は、アッパーコントロールアーム１
９およびロアーコントロールアーム２２により受け持た
れる。また、リヤアクスルハウジング２に対して生じる
横荷重はラテラルロッド２３により受け持たれる。この
ようにして、ボデーに対するリヤアクスルハウジング２
の位置決めがおこなわれている。

【００２９】一方、ドライブピニオンギヤ６の歯と、リ
ングギヤ８の歯との間には、相互の回転方向の隙間、つ
まりバックラッシュが設定されている。このため、最終
減速機１２を介してトルクが後輪１４に伝達された場合
に、リングギヤ８に回転方向の振動が生じる。すると、
この振動がアクスルシャフト１０に伝達されるととも
に、後輪１４が反力要素となってその振動が軸受などを
介してリヤアクスルハウジング２に伝達される。つま
り、最終減速機１２が振動発生源になる。その結果、中
心軸線Ａ１を中心としてリヤアクスルハウジング２のね
じり共振が発生する。

【００３０】ところで、この実施例においては、リヤア
クスルハウジング２の振動モードＢ１の節Ｃ１に相当す
る位置にアッパーコントロールアーム１９が連結されて
いる。このため、リヤアクスルハウジング２からアッパ
ーコントロールアーム１９を介してボデーに伝達される
振動の振幅を可及的に抑制することができる。したがっ
て、車両の乗り心地が向上し、かつ、うなり音（こもり
音）が抑制されて静粛性が向上する。すなわち、車両の
ＮＶ（ノイズバイブレーション）性能が向上する。

【００３１】また、この実施例においては、車両の前後
方向の反力を受け持つ部品であるアッパーコントロール
アーム１９の配置位置を、リヤアクスルハウジング２の
振動モードの節Ｃ１に相当する位置に設けている。この
ため、アッパーコントロールアーム１９と節Ｃ１との配
置位置を一致させるために格別の部品を必要としない。
このため、部品点数が増加せず、車両の軽量化および製
造コストの低減に寄与することができる。さらに、格別
の部品をリヤアクスルハウジング２に取り付ける必要が
ないために、車両が不整地を走行した場合においても、
路面とリヤアクスルハウジング２の一部とが接触する不
都合を未然に回避できる。

【００３２】なお、この実施例において、節Ｃ１とロア
ーコントロールアーム２２のブラケット２０の配置位置
とを一致させることも可能である。ロアーコントロール
アーム２２のブラケット２０を節Ｃ１に配置した場合
と、アッパーコントロールアーム１９のブラケット１７
を節Ｃ１に配置した場合とを比較すると、アッパーコン
トロールアーム１９の回転中心である支持軸１８から中
心軸線Ａ１までの距離の方が、ロアーコントロールアー
ム２２の回転中心である支持軸２１から中心軸線Ａ１ま
での距離よりも長く設定されている。このため、アッパ
ーコントロールアーム１９のブラケット１７を節Ｃ１に
配置した方が、振動の伝達抑制機能が一層向上する。

【００３３】図４は、この発明の他の実施例を示す斜視
図である。図４の車軸懸架式リヤアクスル３０は、いわ
ゆる平行リーフスプリング式の懸架構造となっている。
リヤアクスルハウジング３１は車両の幅方向に配置され
ており、リヤアクスルハウジング３１は、デファレンシ
ャルキャリヤ３２と、デファレンシャルキャリヤ３２の
両側に接続された筒部３３とを備えている。リヤアクス
ルハウジング３１の内部には最終減速機（図示せず）が
設けられている。この最終減速機の構成は、図２に示さ
れた最終減速機１２の構成と同様である。筒部３３の両
端には後輪３４がそれぞれ配置され、後輪３４がそれぞ
れアクスルシャフト（図示せず）に連結されている。

【００３４】また、各筒部３３にはショックアブソーバ
３５の一端がそれぞれ連結されており、各ショックアブ
ソーバ３５の他端がフレーム（図示せず）に連結されて
いる。さらに、リヤアクスルハウジング３１の上方には
一対のリーフスプリング３６が、相互に平行に設けられ
ている。一対のリーフスプリング３６の一端はスプリン
グハンガー３７を介してフレームに連結され、一対のリ
ーフスプリング３６の他端はスプリングシャックル３８
を介してフレームに連結されている。つまり、一対のリ
ーフスプリング３６は、リヤアクスルハウジング３１の
中心軸線にほぼ直交して配置されている。

【００３５】一方、前記各筒部３３の下面にはスプリン
グシート３９がそれぞれ設けられており、各ベース部３
９とリーフスプリング３６とが、Ｕボルト４０により連
結固定されている。つまり、リヤアクスルハウジング３
１と一対のリーフスプリング３６とが、Ｕボルト４０に
より、リヤアクスルハウジング３１の中心軸線方向にお
いて位置決め固定されている。そして、図３に示すよう
に、リヤアクスルハウジング３１の中心軸線Ａ１に対し
て、ねじり共振の振動モードＢ１の節Ｃ１となる位置
に、各スプリングシート３９およびＵボルト４０が配置
されている。

【００３６】ここで、図４の実施例の構成と、この発明
の構成との対応関係を説明する。すなわち、一対のリー
フスプリング３６およびスプリングシート３９ならびに
Ｕボルト４０がこの発明の連結機構に相当し、フレーム
（図示せず）がこの発明の車体構成部材に相当する。

【００３７】図４の実施例においては、リヤアクスルハ
ウジング３１にねじり共振が発生した場合、その振動モ
ードＢ１の節Ｃ１にスプリングシート３９およびＵボル
ト４０が配置されている。このため、リヤアクスルハウ
ジング３１のねじり共振が、スプリングシート３９およ
びＵボルト４０ならびに一対のリーフスプリング３６を
介してフレームに伝達されることが抑制される。したが
って、図１の実施例と同様の効果を得られる。

【００３８】また、リーフスプリング３６およびスプリ
ングシート３９ならびにＵボルト４０は、路面の衝撃が
フレームに伝達されることを抑制するために予め設けら
れている部品であり、リヤアクスルハウジング３１のね
じり共振がフレームに伝達されることを抑制するために
格別の部品を設ける必要がない。したがって、リヤアク
スルハウジング３１の部品点数が増加せず、図１の実施
例と同様の効果を得られる。

【００３９】なお、この発明においては、アクスルハウ
ジングのねじり共振の振動モードの節と、連結機構の連
結位置とを一致させるための構成は、上記実施例の構成
以外の構成を採用することも可能である。例えば、リヤ
アクスルハウジングの剛性（強度）を変更することによ
り、振動モードの節をリヤアクスルハウジングの中心軸
線方向に移動させて、振動モードの節と連結機構との連
結位置とを一致させることができる。ここで、リヤアク
スルハウジングに対して金属製のリーンフォース（補強
部材）を取り付けることにより、リヤアクスルハウジン
グの剛性を変更することができる。

【００４０】また、この発明は、図１および図４に示さ
れた構成以外の車軸懸架装置、例えばトーションビーム
式車軸懸架装置のリヤアクスルハウジングにも適用可能
である。さらに、この発明は、４輪駆動車のフロントア
クスルハウジングにも適用可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、アクスルハウジングと車体構成部材とを連結する連
結機構が、アクスルハウジング側におけるねじり共振の
振動モードの節に相当する位置に配置されている。この
ため、アクスルハウジングにねじり共振が生じた場合で
も、連結機構を介して車体構成部材に伝達される振動が
可及的に抑制される。したがって、車両の乗り心地が向
上し、かつ、うなり音（こもり音）が抑制されて静粛性
が向上する。すなわち、車両のＮＶ（ノイズバイブレー
ション）性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明を適用した４リンク式のリヤアクス
ルを示す斜視図である。

【図２】 図１に示されたリヤアクスルハウジングの内
部構造を示すスケルトン図である。

【図３】 この発明におけるリヤアクスルハウジングの
ねじり振動系を２次元的に示す模式図である。

【図４】 この発明を適用した平行リーフスプリング式
のリヤアクスルを示す斜視図である。

【符号の説明】

２，３１…リヤアクスルハウジング、 １２…最終減速
機、 １７，２０…ブラケット、 １９…アッパーコン
トロールアーム、 ２２…ロアーコントロールアーム、
３６…リーフスプリング、 ３９…ベース部、 ４０
…Ｕボルト、Ａ１…中心軸線、 Ｂ１…振動モード、
Ｃ１…節。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクスルハウジングと、このアクスルハ
   ウジングと車体構成部材とを連結する連結機構とを備え
   た車軸懸架式アクスルにおいて、 前記アクスルハウジングのねじり振動モードの節となる
   箇所に、前記アクスルハウジングと前記連結機構との接
   続位置が設定されていることを特徴とする車軸懸架式ア
   クスル。