JP2019010947A

JP2019010947A - 車両のドディオン式懸架装置

Info

Publication number: JP2019010947A
Application number: JP2017128454A
Authority: JP
Inventors: 正幸柴田; Masayuki Shibata; 伊藤　真樹; Maki Ito; 真樹伊藤
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2019-01-24
Also published as: WO2019003926A1

Abstract

【課題】より信頼性を向上させつつ、コストを抑制しながら様々な車幅の車格に対応す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１中空部材１４ａ、１４ｂと、第１中空部材１４ａ、１４ｂと連続し、車両後方内側へ延びる一対の第２中空部材４８と、からなる一対の中空構造体５４と、柱状の第３中空部材からなり、一対の中空構造体５４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、中空構造体５４は一体形成されている。【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。

また、商用車には様々な車幅の車格が存在することから、このような車格にコストを抑制しつつ対応することも要求される。

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つつ、コストを抑制しながら様々な車幅の車格に対応す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、車両の車体を懸架する弾性体に接続される一対の第１中空部材と、第１中空部材と連続し、車両後方内側へ延びる一対の第２中空部材と、からなる一対の中空構造体と、柱状の第３中空部材からなり、一対の中空構造体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、中空構造体は一体形成されていることを特徴とする。

このように、第１中空部材と、第１中空部材と連続する第２中空部材とからなる一対の中空構造体を一体形成することにより、第１中空部材とアクスルパイプとの接合箇所を第１中空部材から離間して位置付けることができる。これにより、従来の応力集中が生じていたアクスルパイプの根元に接合箇所が存在せず、また、第１中空部材及びアクスルパイプの接合箇所の数を低減することができるため、アクスル構造体の剛性、強度を向上することができる。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、懸架装置の第１中空部材に非常に大きな入力が生じる場合であっても、懸架装置の信頼性を向上させることができる。

また、好ましくは、一対のドライブシャフトと一対の車輪との連結部をそれぞれ保護する一対の保護部を更に含み、保護部は第１中空部材に収容される。これにより、アクスルパイプの長さを調整するだけの簡単な変更で、コストを抑制しつつ所望の車格に対応することができる。従って、懸架装置の汎用性を向上することができる。

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つつ、コストを抑制しながら様々な車幅の車格に対応す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のアクスル構造体の断面図である。

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は図示しない車体側に支持される。これら部材は、例えば、フレームのクロスメンバや、サイドレール１０ａ、１０ｂを介して車体側に支持されることができる。

懸架装置１は、一対のスピンドル１２ａ、１２ｂ、一対のサドル（第１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る。
ハブ２０ａ、２０ｂはスピンドル１２ａ、１２ｂの車両外側における端部に連結され、これらハブ２０ａ、２０ｂに車輪８ａ、８ｂ内に設けられた図示しないホイールが取り付けられる。

各ドライブシャフト６ａ、６ｂの車幅方向Ｘの車両内側に位置する内端は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、各ドライブシャフト６ａ、６ｂが収容される。各サドル１４ａ、１４ｂは、各サイドレール１０ａ、１０ｂを懸架するリーフスプリング１６ａ、１６ｂに接続される。

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に接続された円筒状の中空部材であって、各スピンドル１２ａ、１２ｂ、各サドル１４ａ、１４ｂ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。

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がバネ下においてアクスル構造体２８、各ドライブシャフト６ａ、６ｂ、及び各車輪８ａ、８ｂを懸架し、弾性的に支持している。
なお、本実施形態においては、サドル１４ａ、１４ｂの上面の座面においてリーフスプリング１６ａ、１６ｂと連結する形態を用いて説明するが、本発明はこれに限定されず、サドル１４ａ、１４ｂの下面の座面においてリーフスプリング１４ａ、１４ｂと連結する形態に適用することができる。

図２は、アクスル構造体２８の断面図である。スピンドル１２ａ、１２ｂ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、１４ｂ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、１４ｂは、リーフスプリング１６ａ、１６ｂ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に接続される第１接続部４２とを備えている。サドル１４ａ、１４ｂの第１接続部４２は、中空部４４を有する円筒状をなしている。サドル１４ａ、１４ｂの第１接続部４２の開口端４２ａは、スピンドル１２ａ、１２ｂの第２開口端３８にそれぞれ接合され、溶接部４６を形成する。

ここで、本実施形態のサドル１４ａ、１４ｂには、本体部４０の車両前後方向Ｙの後部からそれぞれ第２接続部（第２中空部材）４８が連続して形成されている。第２接続部４８は、車幅方向Ｘの内側に向けて延設されている。即ち、第２接続部４８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。

第２接続部４８は、中空部５０を有する円筒状をなし、アクスルパイプ１８側に開口端５２が形成されている。このように、第１接続部４２を含むサドル１４ａ、１４ｂと、対応する各第２接続部４８とは、それぞれ内部が連通されると共に、鋳造等により一体形成された一対の中空構造体５４を形成している。

一方、本実施形態のアクスルパイプ１８は、車幅方向Ｘに延びる直線状であって、中空部５５を有する円筒状をなし、両端には開口端５６が形成されている。即ち、アクスルパイプ１８は直線状の中空部材のみから構成されている。サドル１４ａ、１４ｂの第２接続部４８の開口端５２は、アクスルパイプ１８の双方の開口端５６にそれぞれ接合され、溶接部５８を形成する。これにより、中空構造体５４とアクスルパイプ１８とが接合される。

このように、直線状（柱状）のアクスルパイプ１８の両端に中空構造体５４の第２接続部４８を連結することにより、一対の車輪８ａ、８ｂがアクスル構造体２８によって支持される。また、このような中空構造体５４を形成することにより、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のハウジングに干渉することが回避される。

また、各ドライブシャフト６ａ、６ｂの車幅方向Ｘの車幅方向外側に位置する外端もフレキシブルジョイント６０ａ、６０ｂからなり、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。

これらフレキシブルジョイント６０ａ、６０ｂには、各ドライブシャフト６ａ、６ｂの外端を覆う樹脂製のブーツ（保護部）６２ａ、６２ｂがそれぞれ装着される。ブーツ６２ａ、６２ｂは、各サドル１４ａ、１４ｂの本体部４０にそれぞれ収容され、フレキシブルジョイント６０ａ、６０ｂの内部及び当該ジョイント６０ａ、６０ｂのグリースを保護する。

本実施形態では、サドル１４ａ、１４ｂと、サドル１４ａ、１４ｂから一体に連続して車両後方内側へ延びる第２接続部４８とから一対の中空構造体５４を鋳造等により一体形成し、これら一対の中空構造体５４を直線状のアクスルパイプ１８に接合することによりアクスル構造体２８が形成される。これにより、各サドル１４ａ、１４ｂとアクスルパイプ１８との間、及びアクスルパイプ１８自体における接合箇所は２つの溶接部５８のみである。

本実施形態に係る懸架装置においては、これらの溶接部５８は、サドル１４ａ、１４ｂから車両後方内側に湾曲して延在する第２中空部材４８と直線状のアクスルパイプ１８との接続部分とする。これにより、本実施形態では、応力集中しやすいサドル１４ａ、１４ｂや第２中空部材４８には溶接部などの接続部が設けられないため、アクスル構造体２８の剛性、強度を向上することができる。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に非常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。

また、アクスル構造体２８の接合箇所の数を必要最小限とすることができるため、懸架装置１の製造コストを低減することができる。しかも、サドル１４ａ、１４ｂ及びアクスルパイプ１８から互いに内部が連通する中空構造体５４ひいてはアクスル構造２８を形成することができるため、懸架装置１の軽量化を図ることもできる。

また、例えば商用車には様々な車幅の車格が存在するが、本実施形態の懸架装置１では、アクスルパイプ１８の長さを調整するだけの簡単な変更で、コストを抑制しつつ所望の車格に対応することができる。従って、懸架装置１の汎用性を向上することができる。

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、角筒状を含む柱状であっても良い。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、サドル１４ａ、１４ｂの第２接続部４８及びアクスルパイプ１８の形状は、上記実施形態で説明した形状に限定されない。具体的には、従来の応力集中が生じていたアクスルパイプの根元に接合箇所が存在しなければ良く、アクスルパイプ１８の両端部を若干湾曲させて形成しても良い。

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）
１４ａ、１４ｂサドル（第１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）
４８第２接続部（第２中空部材）
５４中空構造体
６０ａ、６０ｂフレキシブルジョイント（連結部）
６２ａ、６２ｂブーツ（保護部）

Claims

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前記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、
前記車両の車体を懸架する弾性体に接続される一対の第１中空部材と、前記第１中空部材と連続し、車両後方内側へ延びる一対の第２中空部材と、からなる一対の中空構造体と、
柱状の第３中空部材からなり、前記一対の中空構造体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、
前記中空構造体は一体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。
前記一対のドライブシャフトと前記一対の車輪との連結部をそれぞれ保護する一対の保護部を更に含み、
前記保護部は前記第１中空部材に収容される、請求項１に記載の車両のドディオン式懸架装置。