JP6286942B2 - 車両のリヤアクスル構造 - Google Patents

Description

本発明は、右車輪および左車輪の間が一本のアクスルパイプで連結されたリジッドアクスル式のリヤサスペンションを有する車両において、特に左車輪および右車輪を支持するスピンドルをアクスルパイプに固定するための構造に関する。

リジッドアクスル式のリヤサスペンションは、乗用車等の車両に広く用いられている。この種のリヤサスペンションは、例えば特許文献１に開示されているように、左車輪および右車輪を回転自在に支持する一対のスピンドルと、これらスピンドルの間を連結する一本のアクスルパイプと、を備えている。

アクスルパイプは、その長手方向に沿う両端部が夫々コイルスプリングとショックアブソーバとを組み合わせた緩衝装置を介して車体に支持されている。さらに、アクスルパイプは、スピンドルに向けて開口された開口端を有し、当該開口端を塞ぐようにスピンドルの端部が突き合わされている。スピンドルの端部は、アクスルパイプの開口端に全周に亘って溶接することで、アクスルパイプに一体的に固定されている。

実開昭６２−１９６７０２号公報

従来のリヤサスペンションによると、車両の走行中に路面からスピンドルに作用する衝撃の多くは、スピンドルとアクスルパイプとの溶接部分が受け止める。

ところが、スピンドルの端部は、アクスルパイプの開口端に突き当てた状態で溶接されているに止まっている。このため、スピンドルとアクスルパイプとの溶接部分に大きな応力が集中するのを避けられず、リヤサスペンションの耐久性に悪影響を及ぼす要因となる。

本発明の目的は、アクスルパイプの開口端とスピンドルとの結合部への応力集中を抑制できるとともに、アクスルパイプの曲げ剛性を高めることができ、耐久性に優れた車両のリヤアクスル構造を得ることにある。

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る車両のリヤアクスル構造は、開口端を有するアクスルパイプと、前記アクスルパイプの前記開口端に溶接され、車輪を回転自在に支持するスピンドルと、前記アクスルパイプの端部に固定され、車体との間に介在された懸架用コイルスプリングを受けるスプリングシートと、を備えている。

前記スピンドルは、前記アクスルパイプの前記開口端から前記スプリングシートの下方まで延長された延長部を有する。前記延長部は、前記懸架用コイルスプリングの中心軸線が前記アクスルパイプと交差する位置において、その外周面が前記アクスルパイプに内周面に当接し、前記懸架用コイルスプリングから前記スプリングシートを介して前記アクスルパイプに伝わる荷重を受け止めるように構成されている。

本発明の好ましい形態によると、前記スピンドルの前記延長部の先端よりも前記開口端側に位置する前記アクスルパイプの内周面に、当該アクスルパイプの内側に張り出す突部が形成されている。

本発明の好ましい形態によると、前記突部は、前記スプリングシートの外縁部を前記アクスルパイプの外周面に接合する溶接部で構成されている。

本発明の好ましい形態によると、前記スピンドルの前記延長部は、前記突部に対応する位置に前記アクスルパイプの内周面から離れた逃げ部を有している。

本発明によれば、スピンドルとアクスルパイプの開口端との溶接部分が受ける荷重負担を軽減できるとともに、懸架用コイルスプリングからアクスルパイプに加わる荷重をスピンドルの延長部で受け止めることができる。したがって、アクスルパイプの曲げ剛性を高めることができ、スピンドル回りの耐久性が向上する。

第１の実施形態に係る車両の斜視図である。 第１の実施形態において、右車輪および左車輪を支持する一対のスピンドルの間を一本のアクスルパイプで連結したリジッドアクスル式のリヤサスペンションを概略的に示す断面図である。 第１の実施形態に係るリジッドアクスル式のリヤサスペンションの左端部を示す斜視図である。 図３に示されたリジッドアクスル式のリヤサスペンションを図３の矢印Ａの方向から見た斜視図である。 図３に示されたリジッドアクスル式のリヤサスペンションを図３の矢印Ｂの方向から見た斜視図である。 第１の実施形態に係るリジッドアクスル式のリヤサスペンションの左端部の断面図である。 第１の実施形態で用いるスピンドルの平面図である。 第２の実施形態に係るリジッドアクスル式のリヤサスペンションの左端部の断面図である。 第３の実施形態に係るリジッドアクスル式のリヤサスペンションの左端部の断面図である。

［第１の実施形態］
以下、第１の実施形態について、図１ないし図６を参照して説明する。

図１は、車両の一例である乗用車１を示している。乗用車１の車体２の後部には、左車輪３ａおよび右車輪３ｂが配置されている。左車輪３ａおよび右車輪３ｂは、リジッドアクスル式のリヤサスペンション４を介して車体２に支持されている。

図２に示すように、リヤサスペンション４は、左右のトレーリングアーム５ａ，５ｂ、左右のスピンドル６ａ，６ｂおよびアクスルパイプ７を備えている。トレーリングアーム５ａ，５ｂは、車体２の前後方向に延びているとともに、車体２の幅方向に互いに間隔を存して並んでいる。

図３ないし図５に左側のトレーリングアーム５ａを代表して示すように、各トレーリングアーム５ａ，５ｂは、前端部８および後端部９を有している。トレーリングアーム５ａ，５ｂの前端部８は、車体２に回動可能に支持されている。トレーリングアーム５ａ，５ｂの後端部９には、夫々ロアブラケット１１が固定されている。

アクスルパイプ７は、トレーリングアーム５ａ，５ｂの後端部９の間に跨るようにロアブラケット１１に溶接されている。本実施形態のアクスルパイプ７は、丸パイプで構成され、軸方向に沿う両端に円形の開口端７ａ，７ｂを有している。

アクスルパイプ７の両端部には、夫々スプリングシート１２ａ，１２ｂが取り付けられている。スプリングシート１２ａ，１２ｂは、車体２との間に架設された懸架用コイスルプリング１３を受け止める要素であって、アクスルパイプ７の開口端７ａ，７ｂと隣り合っている。

スプリングシート１２ａ，１２ｂは、夫々アクスルパイプ７の外周面に沿うようにフレア状に広がる接合部１４を有している。接合部１４の外縁部１４ａは、アクスルパイプ７の外周面に対し複数個所で溶接されている。このため、本実施形態では、複数の溶接部分１５が接合部１４の外縁部１４ａとアクスルパイプ７との間に跨って形成されている。溶接部分１５は、接合部１４の周方向に間隔を存して並んでいる。

さらに、アクスルパイプ７にスプリングシート１２ａ，１２ｂを溶接したことに伴い、アクスルパイプ７の内周面の前記溶接部分１５に対応する箇所には、図６に示すような突部１６が形成されている。突部１６は、アクスルパイプ７の内側に向けて張り出している。

図３ないし図５に示すように、スプリングシート１２ａ，１２ｂの背後にショックアブソーバブラケット１７が設けられている。ショックアブソーバブラケット１７は、アクスルパイプ７およびロアブラケット１１に溶接されている。ショックアブソーバブラケット１７には、車体２との間に架設されたショックアブソーバ（図示せず）の下端部が連結されている。

左右のスピンドル６ａ，６ｂは、左車輪３ａおよび右車輪３ｂを回転自在に支持する要素であり、互に共通の構成を有している。そのため、本実施形態では、左側のスピンドル６ａを代表して説明し、右側のスピンドル６ｂについては同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図３ないし図６に示すように、スピンドル６ａは、スピンドル本体２０、スピンドル軸部２１および延長部２２を有する一体構造物である。スピンドル本体２０は、ソリッドな円柱状に形成されており、その一端にフランジ部２３を有している。フランジ部２３を含むスピンドル本体２０の一端は、アクスルパイプ７の開口端７ａを閉塞し得る大きさを有している。

スピンドル本体２０の一端は、アクスルパイプ７の開口端７ａに突き合わせた状態で開口端７ａの全周に亘って溶接されている。この結果、スピンドル本体２０の一端とアクスルパイプ７との境界に、アクスルパイプ７の周方向に連続する溶接部分２４が形成されている。

さらに、スピンドル本体２０の外周面にブレーキブラケット２５が溶接されている。ブレーキブラケット２５は、左車輪３ａに設けられたドラムブレーキのバックプレートを支持している。

スピンドル軸部２１は、スピンドル本体２０の他端からフランジ部２３の反対側に向けて同軸状に突出されている。スピンドル軸部２１は、前記ドラムブレーキを内装したハブを回転自在に支持する要素であって、当該ハブに左車輪３ａのホイールが固定されている。

図６および図７に示すように、スピンドル６ａの延長部２２は、スピンドル本体２０の一端からスピンドル軸部２１の反対側に向けて同軸状に突出されている。言い換えると、延長部２２は、アクスルパイプ７の開口端７ａからアクスルパイプ７の内側に入り込むように延長されている。

本実施形態の延長部２２は、ソリッドな円柱状の要素である。延長部２２は、小径部２７と大径部２８とを有している。小径部２７は、スピンドル本体２０の一端から突出されている。小径部２７は、逃げ部の一例であって、アクスルパイプ７の内径よりも小さな外径を有している。小径部２７の外周面は、アクスルパイプ７の内周面から離れている。そのため、小径部２７の外周面とアクスルパイプ７の内周面との間には、周方向に連続する隙間２９が形成されている。

大径部２８は、延長部２２の先端に位置されている。大径部２８の外周面は、スプリングシート１２ａの中央部の直下において、アクスルパイプ７の内周面に当接するように構成されている。本実施形態では、大径部２８の外周面がアクスルパイプ７の内周面に対し全周に亘って溶接されている。このため、大径部２８の外周面とアクスルパイプ７の内周面との間にアクスルパイプ７の周方向に連続する溶接部分３１が形成され、スピンドル軸部２１がアクスルパイプ７により強固に固定されている。さらに、本実施形態によると、大径部２８の外周面とアクスルパイプ７の内周面との溶接部分３１は、懸架用コイスルプリング１３の中心軸線Ｏ１がアクスルパイプ７と交差する位置に設けられている。言い換えると、スピンドル６ａの延長部２２は、懸架用コイスルプリング１３の中心軸線Ｏ１がアクスルパイプ７と交差する位置でアクスルパイプ７の内周面に当接されるとともに当該アクスルパイプ７に溶接されている。

加えて、本実施形態では、スプリングシート１２ａとアクスルパイプ７との間の複数の溶接部分１５のうちの一つは、丁度延長部２２の小径部２７に対応する位置に設けられている。このため、前記一つの溶接部分１５に対応する突部１６は、アクスルパイプ７に開口端７ａと延長部２２の大径部２８との間に位置されて、アクスルパイプ７の内側の隙間２９に臨んでいる。

図３ないし図５に示すように、スプリングシート１２ａの接合部１４の外周部の上に台座３３が溶接されている。ブレーキホースブラケット３４およびプロテクタ３５が台座３３の上端部に溶接されている。ブレーキホースブラケット３４は、前記ドラムブレーキのホイールシリンダと車体との間に掛け渡されたブレーキホース３６を保持する要素である。ブレーキホース３６は、懸架用コイルスプリング１３の下端部とドラムブレーキのバックプレートとの間を通して配管されている。

プロテクタ３５は、懸架用コイルスプリング１３の下端部とブレーキホース３６との間に介在されている。プロテクタ３５は、例えば懸架用コイルスプリング１３が破断したような場合でも、破断した懸架用コイルスプリング１３がブレーキホース３６と干渉し合うのを防止するように構成されている。

第１の実施形態によると、左車輪３ａを支持するスピンドル６ａおよび右車輪３ｂを支持するスピンドル６ｂは、夫々スピンドル本体２０の一端がアクスルパイプ７の開口端７ａ，７ｂに周方向に連続して溶接され、アクスルパイプ７の内側に挿入された延長部２２の大径部２８がアクスルパイプ７の内周面に当接された状態で当該アクスパイプ７の周方向に連続して溶接されている。

このような構成によれば、車両１の走行中に路面からスピンドル６ａ，６ｂに伝わる衝撃は、スピンドル本体２０とアクスルパイプ７との間の溶接部分２４と、延長部２２とアクスルパイプ７との間の溶接部分３１との双方で受け止められる。つまり、路面からの衝撃を溶接部分２４のみだけでなく、延長部２２を介してアクスルパイプ７側へ伝達することができる。このため、溶接部分２４での荷重負担が軽減され、アクスルパイプ７の開口端７ａ，７ｂに位置された溶接部分２４に応力が集中するのを回避できる。よって、溶接部分２４，３１が損傷し難くなる。加えて、溶接部分３１で延長部２２の大径部２８とアクスルパイプ７とを互いに溶接することによりスピンドル６ａ，６ｂをアクスルパイプ７により強固に固定することができる。

さらに、延長部２２の大径部２８は、スプリングシート１２ａ，１２ｂの中央部の直下に位置されるとともに、懸架用コイルスプリング１３の中心軸線Ｏ１がアクスルパイプ７と交差する位置でアクスルパイプ７に当接（溶接）されている。このため、懸架用コイルスプリング１３からスプリングシート１２ａ，１２ｂを介してアクスルパイプ７に加わる荷重を、スピンドル６ａ，６ｂの延長部２２で確実に受け止めることができる。

よって、アクスルパイプ７の曲げ剛性が向上し、アクスルパイプ７にスピンドル６ａ，６ｂを強固に固定できることと合わせて、リヤサスペンション４の耐久性を高めることが可能となる。

さらに、本実施形態によると、アクスルパイプ７に形成された突部１６が延長部２２の小径部２７とアクスルパイプ７との間の隙間２９に臨んでいる。このため、万一、過大な衝撃により溶接部分２４，３１が破断したとしても、延長部２２の大径部２８が突部１６に引っ掛かる。したがって、延長部２２がアクスルパイプ７の開口端７ａ，７ｂから抜け出るのを防止でき、スピンドル６ａ，６ｂをアクスルパイプ７に保持することができる。

［第２の実施形態］
図８は、第２の実施形態を開示している。第２の実施形態は、スピンドル６ａの延長部２２の構成が第１の実施形態と相違している。これ以外のリヤサスペンション４の構成は、第１の実施形態と同様である。そのため、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図８に示すように、延長部２２は、その軸線上に中心孔４１を有する中空状に形成されている。中心孔４１は、延長部２２の全長に亘って延びているとともに、大径部２８の端面に開口されている。

このような構成によれば、中空孔４１の存在により延長部２２を軽量化することができる。このため、スピンドル６ａに延長部２２を設けたにも拘らず、スピンドル６ａの重量増加を最小限に止めることができる。

中心孔４１は、延長部２２の全長に亘ることに特定されず、例えば中心孔４１の先端をスピンドル本体２０に対応する位置まで延長してもよい。

［第３の実施形態］
図９は、第３の実施形態を開示している。第３の実施形態は、スピンドル６ａの延長部２２の構成が第１の実施形態と相違している。これ以外のリヤサスペンション４の構成は、第１の実施形態と同様である。そのため、第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図９に示すように、延長部２２は、アクスルパイプ７の内側にきっちりと嵌り込むソリッドな円柱状に形成されている。延長部２２の外周面のうち、アクスルパイプ７に形成された突部１６に対応する位置に凹部５１が形成されている。凹部５１は、逃げ部の一例であって、当該凹部５１の内側に突部１６が入り込んでいる。

このような構成によれば、万一、スピンドル６ａとアクスルパイプ７との間の溶接部分２４，３１が破断したとしても、突部１６が延長部２２の凹部５１に引っ掛かる。したがって、延長部２２がアクスルパイプ７の開口端７ａから抜け出るのを防止でき、スピンドル６ａをアクスルパイプ７に保持できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、スピンドル６ａ，６ｂの延長部２２は、懸架用コイルスプリング１３の中心軸線Ｏ１がアクスルパイプ７と交差する位置でアクスルパイプ７に溶接により固定されているが、必ずしも固定されている必要はなく、大径部２８がアクスルパイプ７の内周面に当接される構成であればよい。加えて、大径部２８がアクスルパイプ７に当接される位置にしてもスプリングシート１２ａ，１２ｂがアクスルパイプ７と重なり合う領域内であれば、本発明の効果を十分に発揮することができる。

さらに、スピンドル６ａ，６ｂの延長部２２は、例えば接着、嵌合あるいはかしめのような溶接以外の手段でアクスルパイプ７に固定するようにしてもよい。

２…車体、３ａ…左車輪、３ｂ…右車輪、６ａ，６ｂ…スピンドル、７…アクスルパイプ、７ａ，７ｂ…開口端、１２ａ，１２ｂ…スプリングシート、１３…懸架用コイルスプリング、２２…延長部。

Claims (4)

1. 開口端を有するアクスルパイプと、
   前記アクスルパイプの前記開口端に溶接され、車輪を回転自在に支持するスピンドルと、
   前記アクスルパイプの端部に設けられ、車体との間に架設された懸架用コイルスプリングを受けるスプリングシートと、を具備する車両のリヤアクスル構造であって、
   前記スピンドルは、前記アクスルパイプの前記開口端から前記スプリングシートの下方まで延長されて前記懸架用コイルスプリングから前記スプリングシートを介して前記アクスルパイプに伝わる荷重を受け止めるように構成された延長部を有し、
   前記スピンドルの前記延長部は、前記懸架用コイルスプリングの中心軸線が前記アクスルパイプと交差する位置において、その外周面が前記アクスルパイプに内周面に当接するように構成されたことを特徴とする車両のリヤアクスル構造。
2. 前記スピンドルの前記延長部の先端よりも前記開口端側に位置する前記アクスルパイプの内周面に、当該アクスルパイプの内側に張り出す突部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両のスリヤアクスル構造。
3. 前記突部が、前記スプリングシートの外縁部を前記アクスルパイプの外周面に接合する溶接部で構成されることを特徴とする請求項２に記載の車両のリヤアクスル構造。
4. 前記スピンドルの前記延長部は、前記突部に対応する位置に前記アクスルパイプの内周面から離れた逃げ部を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両のリヤアクスル構造。

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