JP2019010970A - 車両のドディオン式懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より信頼性を向上させることができる電動商用車等の車両のドディオン式懸架装置を提供する。
【解決手段】車両のドディオン式懸架装置１は、車輪８ａ、８ｂ内にてドライブシャフト６ａ、６ｂを収容する第１中空部材１２ａ、１２ｂと、第１中空部材１２ａ、１２ｂに接合され、ドライブシャフト６ａ、６ｂを収容し、車両の車体１０ａ、１０ｂを懸架する弾性体１６ａ、１６ｂに接続される一対の第２中空部材１４ａ、１４ｂと、第３中空部材からなり、一対の第２中空部材１４ａ、１４ｂを連結することにより、一対の車輪８ａ、８ｂを支持するアクスルパイプ１８と、を含み、第１中空部材１２ａ、１２ｂと第２中空部材１４ａ、１４ｂとの接合面４６ａに連続する第２中空部材１４ａ、１４ｂの外面は、角部を有さない連続面４８で形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のドディオン式懸架装置に関し、特に電動商用車に好適なドディオン式懸架装置に関する。

従来から、乗用車の分野においては、電気自動車の懸架装置として、例えばドディオン式懸架装置を用いることが知られている（例えば特許文献１参照）。このような懸架装置を適用することによってバネ下の重量を車軸式より軽くできることから、車両の操縦安定性を向上させることができる。

特開２０００−２５４４０号公報

近年、環境負荷低減の観点から、トラック等の商用車の分野においても内燃機関を備えない電動トラック等の電動商用車の開発が行われている。しかしながら、このような電動商用車は、乗用車と比して車両重量が大きく、特に貨物積載時には車両重量がより増大する。よって、懸架装置には非常に大きな入力が生じることから、乗用車用の懸架装置に比して、より高い信頼性が要求される。

本発明はこのような問題の少なくとも一部を解決するためになされたもので、その目的とするところは、より信頼性を向上させることができる電動商用車用等の車両のドディオン式懸架装置を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

本適用例に係る車両のドディオン式懸架装置は、車両に搭載されたモータの駆動力が伝達される動力伝達機構と、動力伝達機構に伝達された駆動力を一対の車輪にそれぞれ伝達する一対のドライブシャフトと、を備える車両のドディオン式懸架装置であって、車輪内にてドライブシャフトを収容する第１中空部材と、第１中空部材に接合され、ドライブシャフトを収容し、車両の車体を懸架する弾性体に接続される一対の第２中空部材と、第３中空部材からなり、一対の第２中空部材を連結することにより、一対の車輪を支持するアクスルパイプと、を含み、第１中空部材と第２中空部材との接合面に連続する第２中空部材の外面は、角部を有さない連続面で形成されていることを特徴とする。

このような連続面の形成により、第１中空部材と第２中空部材とは、段差の無い連続した滑らかな外面形状で接続される。例えば、従来において第２中空部材の外面を段差状のテーパ面で形成していた場合、その段差部分や接合面に過度な応力集中が生じる。しかし、本実施形態の連続面の形成により、上記応力集中が緩和され、第２中空部材及び接合面の応力低減を図ることができる。

前記適用例を用いる本発明の車両のドディオン式懸架装置によれば、より信頼性を向上させることができる車両のドディオン式懸架装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るドディオン式懸架装置の概略を示す上面図である。 図１の中空構造体の要部を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るドディオン式懸架装置の概略を示す上面図である。このドディオン式懸架装置１（以下、単に懸架装置とも称する）は、例えば、電動トラック等の電動商用車（以下、車両とも称する）の後部に設けられたリヤサスペンションである。

車両には走行駆動源としてのモータ２が搭載され、モータ２の駆動力は、複数の減速ギアからなる減速機と当該減速機に連結されるディファレンシャルギアからなる動力伝達機構４、一対のドライブシャフト６ａ、６ｂを順に介して左右の車輪８ａ、８ｂにそれぞれ伝達される。車輪８ａ、８ｂは、懸架装置１を介して車両前後方向Ｙに亘って延設されるサイドレール（車体）１０ａ、１０ｂに支持されている。また、モータ２及び動力伝達機構４は図示しないフレームや、サイドレール１０ａ、１０ｂを介して車体側に支持されている。

懸架装置１は、一対のスピンドル（第１中空部材）１２ａ、１２ｂ、一対のサドル（第２中空部材）１４ａ、１４ｂ、一対のリーフスプリング（弾性体）１６ａ、１６ｂ、及びアクスルパイプ（第３中空部材）１８等から構成されている。スピンドル１２ａ、１２ｂは、車幅方向Ｘの両端に設けられる一対の中空部材であって、それぞれハブ２０ａ、２０ｂに連結される。これらハブ２０ａ、２０ｂは車輪８ａ、８ｂ内に設けられた図示しないホイールに取り付けられる。

各ドライブシャフト６ａ、６ｂの車幅方向Ｘの外端はフレキシブルジョイントからなり、後述する各サドル１４ａ、１４ｂにそれぞれ収容される。各サドル１４ａ、１４ｂ内において、各ドライブシャフト６ａ、６ｂの外端は、各スピンドル１２ａ、１２ｂ内に収容されるドライブシャフト６ａ、６ｂに接続され、ドライブシャフト６ａ、６ｂを介してハブ２０ａ、２０ｂに連結される。また、スピンドル１２ａ、１２ｂ内に収容されるドライブシャフト６ａ、６ｂは、図示しないベアリングを介し、各サドル１４ａ、１４ｂに支持される。

一方、各ドライブシャフト６ａ、６ｂの車幅方向Ｘの内端もフレキシブルジョイント２２ａ、２２ｂからなり、動力伝達機構４のギアに接続される。また、フレキシブルジョイント２２ａ、２２ｂの一部は、ブーツ２４ａ、２４ｂにより覆われる。

サドル１４ａ、１４ｂは、各スピンドル１２ａ、１２ｂの車幅方向Ｘの内端に接合される一対の中空部材である。各サドル１４ａ、１４ｂは、スピンドル１２ａ、１２ｂと内部が連通された一対の中空構造体２６ａ、２６ｂを形成し、これら中空構造体２６ａ、２６ｂに各ドライブシャフト６ａ、６ｂが収容される。

リーフスプリング１６ａ、１６ｂは、車両前後方向Ｙに延設され、各サイドレール１０ａ、１０ｂを懸架することにより車体を弾性的に支持している。各リーフスプリング１６ａ、１６ｂの下面は各サドル１４ａ、１４ｂの上面に載置され、各サドル１４ａ、１４ｂにＵボルト等で固定されている。

アクスルパイプ１８は、各サドル１４ａ、１４ｂの車両前後方向Ｙの後部に両端が接続された円筒状の中空部材であって、各中空構造体２６ａ、２６ｂと内部が連通されてアクスル構造体２８を形成している。アクスルパイプ１８は、図示しないショックアブソーバを介してサイドレール１０ａ、１０ｂに弾性的に支持され、アクスル構造体２８の剛性を確保しながら各車輪８ａ、８ｂを支持している。

アクスルパイプ１８は、端部１８ａ、１８ｂと、端部１８ａ、１８ｂ間に配置される直線部１８ｃとから構成されている。端部１８ａ、１８ｂは、各サドル１４ａ、１４ｂの車両前後方向Ｙの後部にそれぞれ接続されている。直線部１８ｃは、車幅方向Ｘに延設され、端部１８ａ、１８ｂ間に配置されて端部１８ａ、１８ｂに溶接等により接合されている。

端部１８ａ、１８ｂは、車両前後方向Ｙから車幅方向Ｘに向けて湾曲した形状を有している。これにより、アクスルパイプ１８ひいてはアクスル構造体２８が車両の後部において動力伝達機構４に干渉することが回避される。

このように、上述した懸架装置１では、各リーフスプリング１６ａ、１６ｂがこれらの下部において各ドライブシャフト６ａ、６ｂ、アクスル構造体２８、及び各車輪８ａ、８ｂを懸架し、弾性的に支持している。

図２は、中空構造体２６ａの要部を示す断面図である。なお、中空構造体２６ｂも同様の構造をなしているため、中空構造体２６ｂの図示及び説明は省略し、以下、中空構造体２６ａを代表して説明する。スピンドル１２ａは、中空部３０を有する円筒状をなし、車幅方向Ｘの外側（車輪８ａ側）から内側に向けて順に、第１開口端３２と、第１開口端３２から徐々に拡径したテーパ部３４と、テーパ部３４に連続するフランジ部３６と、フランジ部３６のサドル１４ａ側に形成された第２開口端３８とを備えている。

一方、サドル１４ａは、リーフスプリング１６ａが固定される本体部４０と、本体部４０から車幅方向Ｘの外側に延設され、第２開口端３８に接続される接続部４２とを備えている。サドル１４ａの接続部４２は、中空部４４を有する円筒状をなし、サドル１４ａの接続部４２の開口端４２ａをスピンドル１２ａの第２開口端３８に溶接することにより、スピンドル１２ａとサドル１４ａとが溶接部４６にて接合される。

ここで、本実施形態では、サドル１４ａの接続部４２の外面は、溶接部４６の溶接面（接合面）４６ａに至るまで角部を有さない連続面４８として形成されている。連続面４８は、図２に示すように、所定の曲率半径Ｒで中空部４４に向けて凸となる滑らかな１つの湾曲部４８ａを有している。この湾曲部４８ａは、サドル１４ａの本体部４０から徐々に縮径されて連続面４８の平坦部４８ｂに角部無く滑らかに連なっている。

このような連続面４８の形成により、スピンドル１２ａとサドル１４ａとは段差の無い連続した滑らかな外面形状で接続される。更に、本実施形態の場合、湾曲部４８ａの最適な曲率半径Ｒを考慮した結果、スピンドル１２ａの第２開口端３８の外径とサドル１４ａの開口端４２ａの外径とを従来に比して１０％程度大きくしている。これにより、中空構造体２６ａの溶接部４６近傍の外径が大きくなり、中空構造体２６ａの断面係数が増大する。

例えば、従来においてサドル１４ａの接続部４２の外面が段差を有して繋がる複数のテーパ面で形成していた場合を想定する。この場合、サドル１４ａには、リーフスプリング１６ａを介した積載量に起因する負荷と車輪８ａ、８ｂからの路面負荷とが集中することで、非常に大きな入力が生じる。この結果、接続部４２の段差部分や溶接部４６の溶接面４６ａに過度な応力集中が生じることとなる。

しかし、本実施形態では、上述した連続面４８の形成と、中空構造体２６ａの断面係数増大により、サドル１４ａの接続部４２と溶接部４６とにおける応力集中が抑制される。具体的には、接続部４２及び溶接部４６のＣＡＥ等の応力解析の結果、本実施形態では従来の中空構造体２６ａに比して約４０％の応力低減が可能であることが判明している。

従って、乗用車と比して車両重量が大きく、特に貨物積載時には車両重量が増大する電動商用車等において、懸架装置１の特にサドル１４ａに大きな入力が生じる場合であっても、懸架装置１の信頼性を向上させることができる。なお、中空構造体２６ｂについても同様の効果を得ることが出来るのは勿論であり、以下の説明においても同様である。

以上で本発明に係る懸架装置１の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

例えば、アクスルパイプ１８は、円筒状に限らず、アクスル構造体２８の剛性を確保可能であれば、角筒状であっても良い。また、中空のアクスルパイプ１８の代わりにアクスルビーム等の中実部材を用いても良い。また、スピンドル１２ａ及びサドル１４ａの接続部４２の形状は上記実施形態で説明した形状に限定されない。

また、サドル１４ａの接続部４２の外面に形成される連続面４８は、角部を有さず、接続部４２への応力集中を抑制して応力低減可能であれば、上記実施形態に限定されない。例えば、連続面４８は、１つの湾曲部４８ａに限らず、異なる曲率半径を有する複数の湾曲部を滑らかに繋げて形成しても良く、また、必ずしも平坦面４８ｂを設ける必要はない。

また、サドル１４ａの接続部４２の内面も、外面と同様に溶接部４６に至るまで角部を有さない連続面として形成しても良い。この場合には、中空構造体２６ａのより一層の応力低減を図ることも可能である。

また、サドル１４ａの接続部４２の内面を外面と同様の連続面とした上で、接続部４２の内径を従来に比して大きくすれば、中空構造体２６ａの更なる応力低減を図りながら、中空構造体２６ａの更なる薄肉化ひいては軽量化をも実現することも可能である。

また、本実施形態の懸架装置１は、電動トラック等の電動商用車に限らず、車両重量が大きい乗用車を含む車両に適用しても、上述した作用効果を得ることができるのは勿論である。

１ ドディオン式懸架装置
２ モータ
４ 動力伝達機構
６ａ、６ｂ ドライブシャフト
８ａ、８ｂ 車輪
１０ａ、１０ｂ サイドレール（車体）
１２ａ、１２ｂ スピンドル（第１中空部材）
１４ａ、１４ｂ サドル（第２中空部材）
１６ａ、１６ｂ リーフスプリング（弾性体）
１８ アクスルパイプ（第３中空部材）
４６ａ 溶接面（接合面）
４８ 連続面

Claims (1)

1. 車両に搭載されたモータの駆動力が伝達される動力伝達機構と、前記動力伝達機構に伝達された駆動力を一対の車輪にそれぞれ伝達する一対のドライブシャフトと、を備える車両のドディオン式懸架装置であって、
   前記車輪内にて前記ドライブシャフトを収容する第１中空部材と、
   前記第１中空部材に接合され、前記ドライブシャフトを収容し、前記車両の車体を懸架する弾性体に接続される一対の第２中空部材と、
   第３中空部材からなり、前記一対の第２中空部材を連結することにより、前記一対の車輪を支持するアクスルパイプと、を含み、
   前記第１中空部材と前記第２中空部材との接合面に連続する前記第２中空部材の外面は、角部を有さない連続面で形成されていることを特徴とする車両のドディオン式懸架装置。
   

Images