JP7213228B2 - ハブブラケット構造 - Google Patents

Description

本発明は、ハブブラケット構造に関する。

従来、トレーリングアームの揺動側端部とハブキャリア（ハブ）とを連結するハブブラケットを有するハブブラケット構造としては、ホイール外側から横力が加わった際に、車幅方向に弾性圧縮可能な水平板体からなる連結部をハブブラケットの前部に有するものが知られている（例えば、特許文献１）。
このようなハブブラケット構造によれば、前記の連結部によってタイヤのトーイン制御が可能となって、例えば等価コーナリングパワー増加による車両の直進性の向上や制動時の安定性の向上を図ることが可能となる。

特許第６２１６８３６号公報

しかしながら、従来のハブブラケット構造においては、横力に対しトーイン特性と剛性中心の前傾化とを実現するためには、ハブキャリアに対して前後に剛性差をつけたブッシュを適切な位置に配置する必要があり、構造が複雑になってしまう。また、単純化して前後対称の形状とすると、ハブキャリアとの接合はハブブラケットを介した溶接がほとんどであるため、タイヤ接地点より着力点が後方のため、タイヤとハブブラケットとの組み合わせだけでは構造上、横力に対しトーアウト特性になってしまう問題がある。そして、従来のハブブラケット構造においては、連結部が水平板体で形成されているので、横力に対してハブブラケットが上下方向に傾くことが考えられる。

本発明の課題は、車両の直進性の向上や制動時の安定性向上を実現するハブブラケット構造を提供することにある。

前記課題を解決する本発明のハブブラケット構造は、車両前後方向に延びると共に上下揺動可能に一端が車体に軸支されるトレーリングアームと、車輪を回転可能に支持するハブと、前記トレーリングアームと前記ハブとを連結するハブブラケットと、を備え、前記ハブブラケットは、上下かつ前後方向に延びると共に前記ハブが取り付けられる取付面と、前記取付面の前部と前記トレーリングアームとを連結する前側連結面と、前記取付面の後部と前記トレーリングアームとを連結する後側連結面と、を備え、前記前側連結面と前記後側連結面とのそれぞれは、上下かつ車幅方向に延びる板状に形成され、前記取付面と前記前側連結面とがなす角度（α）は、前記取付面と前記後側連結面とがなす角度（β）よりも大きく、前記取付面と前記前側連結面とが接続して形成されるラインは、上から下に向かうにつれて後方に傾いていることを特徴とする。

本発明のハブブラケット構造によれば、車両走行時における意図しないホイールアライメントの変動を、従来と比べて、より確実に防止することができる。

本発明の実施形態に係るハブブラケット構造を有するサスペンション装置の構成を説明する斜視図である。 図１の矢示II方向から見たハブブラケット構造の模式平面図である。 本発明の実施形態に係るハブブラケット構造の動作説明図である。 ハブブラケット構造の第１変形例の構成とその動作を示す斜視図である。 ハブブラケット構造の第２変形例の構成とその動作を示す斜視図である。 ハブブラケット構造の第３変形例の構成とその動作を示す斜視図である。 図６ＡのＶｂ方向から見た第３変形例に係るハブブラケット構造の構成とその動作を示す後面図である。 ハブブラケット構造の第４変形例を示す斜視図である。

次に、本発明を実施する形態（本実施形態）のハブブラケット構造について詳細に説明する。
本実施形態のハブブラケット構造は、トレーリングアームの揺動側端部にハブを連結するハブブラケットの前側のほうが後側よりも剛性が低い構成となっている。
具体的には、このハブブラケット構造は、ハブブラケットの車幅方向外側に形成されるハブ取付面と、ハブブラケットの前側に形成される前側連結面とのなす内角である第１の角度（α）が、ハブ取付面と、ハブブラケットの後側に形成される後側連結面とのなす内角である第２の角度（β）よりも大きいことを主な特徴点とする。
なお、以下の説明における前後左右上下の方向は、車両の前後左右上下に一致させた図１に示す矢示方向を基準とする。

図１は、本実施形態に係るハブブラケット構造１を有するサスペンション装置１０の構成を説明する斜視図である。ここでは、まずサスペンション装置１０の全体構成について説明した後に、ハブブラケット構造１について詳細に説明する。なお、図１中、リアホイール４（車輪）、及びハブ２（ハブキャリア）は、右側のもののみ図示し、左側のリアホイール４、及びハブ２（ハブキャリア）は、作図の便宜上、図示を省略している。また、図１中、符号８は、リアホイール４のタイヤである。

＜サスペンション装置＞
図１に示すように、本実施形態でのサスペンション装置１０は、車体の後方でリアホイール４（車輪）を支持するものであって、トーションビーム１４と、一対のトレーリングアーム１５と、を備えている。

トーションビーム１４は、車幅方向（左右方向）に延在している。本実施形態でのトーションビーム１４は、図示は省略するが、前方に開くＵ字状断面を有するものを想定している。ただし、トーションビーム１４の断面は、これに限定されるものではなく、下方、後方又上方のいずれかに開くＵ字状とすることもできる。

このようなトーションビーム１４の車幅方向（左右方向）の両端部には、前後方向に延在するトレーリングアーム１５が左右対称となるように接合されている。
具体的には、トーションビーム１４は、一対のトレーリングアーム１５の前部寄りの車幅方向内側同士を溶接などで接合している。

本実施形態でのトレーリングアーム１５は、ロアハーフ１５ａの上方からアッパハーフ１５ｂが貝合わせに溶接接合された中空部材にて形成されている。
ちなみに、本実施形態でのトーションビーム１４とトレーリングアーム１５との組立体は、板厚や材質の異なる複数の鋼板をプレス成形前に溶接し、一枚のブランクとしたものから得られるテーラードブランク（tailor welded blank）製法によるものを想定しているが、これに限定するものではない。

このようなサスペンション装置１０においては、後記するタイヤ８に路面から上下方向に荷重が入力された際に、トーションビーム１４の軸回りにばね性のねじりが生じる。そして、トレーリングアーム１５の後部には、トレーリングアーム１５の前部を揺動中心とした揺動側端部１８が形成される。
なお、図１中、符号１９は、トレーリングアームの前方端部に設けられたブッシュである。このブッシュ１９は、トレーリングアーム１５を車体に対する軸支部となる。また、符号２１は、図示を省略したスプリング（懸架用ばね）の下端部を受けるばね座である。このばね座２１は、後記するハブブラケット３の車幅方向内側で、トーションビーム１４とトレーリングアーム１５とがなす角部に跨るように、トーションビーム１４とトレーリングアーム１５とに溶接などで接合されている。

また、符号２２は、図示を省略したダンパ（ショックアブソーバ）の取付部である。このダンパの取付部２２は、トレーリングアーム１５の後方端部に形成されている。
また、符号２３は、スタビライザバーである。図１中、スタビライザバー２３は、端部のみを図示している。このスタビライザバー２３は、図示を省略するが、トーションビーム１４のＵ字状断面内を車幅方向に延びるとともに、左右のトレーリングアーム１５同士を連結している。トーションビーム１４は、このスタビライザバー２３の軸回りに前記のばね性のねじりを生じさせることとなる。

＜ハブブラケット構造＞
次に、ハブブラケット構造１（図１参照）について説明する。
図１に示すように、ハブブラケット構造１は、ハブ２（ハブキャリア）と、ハブブラケット３とを備えている。
本実施形態でのハブ２は、リアホイール４（車輪）を締結する複数のスタッドボルト５を有するハブ本体６と、このハブ本体６をハブブラケット３に回転可能に支持するベース部７とを備えている。

ハブブラケット３は、リアホイール４（車輪）を、ハブ２を介してトレーリングアーム１５の揺動側端部１８に連結している。
ハブブラケット３は、図１に示すように、屈曲した板体で構成されている。具体的には、ハブブラケット３は、帯状の板体（鋼板）が、次に説明する３側面を形成するように折り曲げられて形成されている。そして、ハブブラケット３は、トレーリングアーム１５の車幅方向外側面に溶接などで接合されている。

図２は、図１の矢示II方向から見たハブブラケット構造１の模式平面図である。なお、図２中、作図の便宜上、ハブ２（図１参照）及びリアホイール４（図１参照）の記載は省略している。
図２に示すように、ハブブラケット３は、上面視で、トレーリングアーム１５の車幅方向の外側面２４と一体になって台形形状の閉断面を形成している。具体的には、ハブブラケット３は、ハブ取付面１１と、前側連結面１２と、後側連結面１３とからなる３側面を形成するように、帯状の板体が３つに折り曲げられて形成されている。つまり、本実施形態でのハブブラケット３は、これら３側面を形成する板体が上下方向に延びて形成されるとともに、上下方向（図２の紙面に対して垂直方向）に開放している。なお、ハブ取付面１１は、特許請求の範囲にいう「ハブが取り付けられる取付面」に相当する。

ハブ取付面１１には、ハブ２（図１参照）のベース部７（図１参照）が、例えば溶接やボルトによる締結などによって固定される。
ハブ取付面１１は、ホイールアライメントにおける基準設定条件のトー角、キャンバ角、スクラブ半径などの決定要素となるところ、本実施形態では、ハブブラケット３の一例として、トレーリングアーム１５の車幅方向の外側面２４と平行な平面を想定している。

前側連結面１２は、上面視で、台形形状の一方の脚辺を形成するように、ハブ取付面１１の前端からトレーリングアーム１５の外側面２４に向けて傾斜するように延びている。具体的には、前側連結面１２は、ハブ取付面１１から前方に向けて遠ざかるほどトレーリングアーム１５の外側面２４に徐々に近づくように傾斜している。

また、後側連結面１３は、上面視で、台形形状の他方の脚辺を形成するように、ハブ取付面１１の後端からトレーリングアーム１５の外側面２４に向けて傾斜するように延びている。具体的には、後側連結面１３は、ハブ取付面１１から後方に向けて遠ざかるほどトレーリングアーム１５の外側面２４に徐々に近づくように傾斜している。

前側連結面１２における台形形状の脚辺としての長さは、後側連結面１３における台形形状の脚辺としての長さよりも長くなっている。
これによりハブブラケット３のハブ取付面１１と、前側連結面１２との内角側に形成される第１の角度（α）は、ハブ取付面１１と、後側連結面１３との内角側に形成される第２の角度（β）よりも大きくなっている。
つまり、本実施形態でのハブブラケット３における第１の角度（α）及び第２の角度（β）は、α＞β（ただし、β≧π／２、好ましくはβ＞π／２）の関係式を満たしている。

＜作用効果＞
次に、本実施形態に係るハブブラケット構造１の奏する作用効果について説明する。
本実施形態に係るハブブラケット構造１においては、前側連結面１２とハブ取付面１１と後側連結面１３とからなるハブブラケット３の３側面のそれぞれが、上下方向に延びる板体に形成されている。

また、本実施形態に係るハブブラケット構造１においては、図２に示したように、ハブ取付面１１と、前側連結面１２との内角である第１の角度（α）が、ハブ取付面１１と、後側連結面１３との内角である第２の角度（β）よりも大きくなっている。
これによりハブブラケット構造１は、次に説明するように、ホイール外側から横力が加わった際に、タイヤ８（図１参照）のトーイン制御が可能となる。

図３は、実施形態に係るハブブラケット構造１の動作説明図であり、図２のハブブラケット３を右斜め上方から見下ろした様子を模式的に示す斜視図である。なお、図３中、符号Ａｘ１は、タイヤ８の接地軸（タイヤ８の回転中心と接地点とを通る軸である。以下単に「タイヤ接地軸Ａｘ１」と称する）であり、符号Ａｘ２は、ハブブラケット３の弾性中心軸であり、符号Ｒは、タイヤ８の接地する路面である。

このような場合において、ハブブラケット３の剛性は、前記関係式（α＞β）を満たすことから、第２の角度（β）側で規定されるハブブラケット３の後部よりも、第１の角度（α）側で規定されるハブブラケット３の前部の方が低くなっている。
したがって、ハブブラケット３の弾性中心軸Ａｘ２は、タイヤ接地軸Ａｘ１よりも後方に位置して負のキャスタートレールとなり、タイヤ横力に対してトーイン特性となる。

このような実施形態に係るハブブラケット構造１によれば、ハブブラケット３の簡単な構成にてタイヤ８のトーイン制御が可能となって、車両の直進性の向上や制動時の安定性の向上を図ることが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
図４は、ハブブラケット構造１の第１変形例の構成とその動作を示す斜視図である。なお、図４は、第１変形例を模式的に表しており、前側連結面１２の傾斜角度やラインＬの傾斜角度は作図の便宜上、誇張して描いており、実際のものとは異なっている。また、図４中、前記実施形態のハブブラケット構造１（図３参照）と同様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

前記実施形態でのハブブラケット構造１（図３参照）においては、ハブ取付面１１と前側連結面１２とが接続して形成されるラインが、上下に沿って延びている。
これに対して第１変形例に係るハブブラケット構造１においては、図４に示すように、前側連結面１２は、ハブ取付面１１との間で第１の角度（α）を維持しながら、後方に向かうほどその面部が下方に向けて徐々に変位するように後側に向けて角度（δ）で傾斜している。つまり、ハブ取付面１１と前側連結面１２とが接続して形成されるラインＬは、上から下に向かうにつれて後方に傾いている。
これにより第１変形例におけるハブブラケット３は、前記実施形態のハブブラケット３（図３参照）と異なって、図４に示すように、弾性中心軸Ａｘ２をＡｘ３のように前傾化することが可能となる。

このような第１変形例に係るハブブラケット構造１によれば、図４に示すように、ハブブラケット３の弾性中心軸Ａｘ３と路面Ｒとが交差する点Ｐ１とタイヤ８の接地点Ｐ２との前後方向の距離は、Ｄ１となる。一方、前記実施形態でのハブブラケット３の弾性中心軸Ａｘ２と路面Ｒとが交差する点Ｐ０とタイヤ８の接地点Ｐ２との前後方向の距離は、Ｄ０となる。
つまり、第１変形例に係るハブブラケット構造１での距離Ｄ１は、前記実施形態での距離Ｄ０よりも長くなる。そのため第１変形例に係るハブブラケット構造１は、前記実施形態でのハブブラケット構造１と比べて負のキャスタートレールを大きく取れるため、弾性中心軸Ａｘ３の中心におけるモーメントが大きくなる。すなわち、第１変形例に係るハブブラケット構造１（図４参照）によれば、前記実施形態に係るハブブラケット構造１（図３参照）と同じ横力であっても大きなトーイン状態にすることができる。

また、このような第１変形例に係るハブブラケット構造１の後側連結面１３は、前記実施形態での後側連結面１３と同様に傾斜していなくてもよいし、次に説明する第２変形例のように、前側に向けて傾斜する構成とすることもできる。

図５は、ハブブラケット構造１の第２変形例の構成とその動作を示す斜視図である。また、図５中、前記実施形態のハブブラケット構造１（図３参照）及び第１変形例に係るハブブラケット構造１（図４参照）と同様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図５に示すように、第２変形性に係るハブブラケット構造１においては、図４に示した第１変形例に係るハブブラケット構造１と異なって、後側連結面１３がハブ取付面１１との間で第１の角度（β）を維持しながら、後方に向かうほどその面部が下方に向けて徐々に変位するように後側に向けて角度（γ）で傾斜している。つまり、第２変形性におけるハブ取付面１１は、側面視で平行四辺形となっている。
このような第２変形性に係るハブブラケット構造１によれば、ハブブラケット３の弾性中心軸Ａｘ３は、より効果的に後側に向けて傾斜することとなる。

図６Ａは、ハブブラケット構造１の第３変形例の構成とその動作を示す斜視図である。図６Ｂは、図６ＡのＶｂ方向から見た第３変形例に係るハブブラケット構造１の構成とその動作を示す後面図である。なお、図６Ａ及び図６Ｂは、第３変形例を模式的に表しており、前側連結面１２の傾斜角度、及びハブ取付面１１の傾斜角度は作図の便宜上、誇張して描いており、実際のものとは異なっている。また、図６Ａ及び図６Ｂ中、前記実施形態のハブブラケット構造１（図３参照）及び第１変形例に係るハブブラケット構造１（図４参照）と同様の構成要素については同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図６Ａに示すように、第３変形例に係るハブブラケット構造１においては、前側連結面１２は、ハブ取付面１１との間で第１の角度（α）を維持しながら、後方に向かうほどその面部が下方に向けて徐々に変位するように後側に向けて角度（δ）で傾斜している。
また、第３変形例に係るハブブラケット構造１は、図６Ｂに示すように、ハブ取付面１１が、上から下に向かうにつれて車幅方向外側（左右方向の右側）に傾いている。つまり、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、後側連結面１３の下辺ｂの長さは、上辺ａの長さよりも長くなっている（ａ＜ｂ）。

このような第３変形例に係るハブブラケット構造１によれば、図６Ｂに示すように、ハブブラケット３の弾性中心軸Ａｘ４が、上から下に向かうにつれて車幅方向外側（左右方向の右側）に傾くこととなる。つまり、図６Ａ中、符号Ａｘ３で付記した第１変形例の弾性中心軸は、第３変形例では、図６Ａに示すように、車幅方向外側へと変位して弾性中心軸Ａｘ４となる。
これにより第３変形例に係るハブブラケット構造１は、図６Ｂに示すように、ハブブラケット３の弾性中心軸Ａｘ４と路面Ｒとが交差する点Ｐ３は、タイヤ８の接地点Ｐ２の車幅方向外側（左右方向の右側）へとその距離、すなわちネガティブのスクラブ半径Ｓを増加させる。
このような第３変形例に係るハブブラケット構造１によれば、車両の旋回時に加えて制動時においてもトーイン状態に制御することができる。

図７は、ハブブラケット構造１の第４変形例を示す斜視図である。
前記実施形態でのハブ取付面１１（図３参照）と、前側連結面１２（図３参照）と、後側連結面１３（図３参照）との３側面は、それぞれ一面で形成されているが、これら３側面は、個別に複数に分割形成することもできる。
図７に示すように、第４変形例に係るハブブラケット構造１は、ハブ取付面１１、前側連結面１２、及び後側連結面１３のそれぞれが、上下方向に２分割されている。ちなみにこれら３側面の分割数は、３以上とすることもできる。
また、図示は省略するが、ハブ取付面１１、前側連結面１２、及び後側連結面１３から選ばれる１又は２の側面のみを複数に分割することもできる。
このような第４変形例に係るハブブラケット構造１によれば、ハブブラケット３における前後方向の剛性差を、より精細に設定することができる。

また、前記実施形態のハブブラケット構造１（図３参照）、及び第１乃至第４変形例に係るハブブラケット構造１（図４乃至図７参照）におけるハブブラケット３は、前記のように、上下に開放されたものを想定している。しかしながら、これらのハブブラケット３（図３乃至図７参照）においては、ハブ取付面１１、前側連結面１２、及び後側連結面１３のうちのいずれかの上辺又は下辺が、板体によってトレーリングアーム１５に連結された構成とすることもできる。

また、ハブブラケット構造１においては、図示は省略するが、ハブブラケット３における第１の角度（α）及び第２の角度（β）の関係式α＞βを満足することを前提に、ハブ取付面１１、前側連結面１２、及び後側連結面１３の基準面（例えば、路面Ｒ）に対する角度は、前記の角度に制限されることなく、適宜に設計変更が可能である。

また、トレーリングアーム１５に対するハブブラケット３の接合方法、及びハブブラケット３に対するハブ２の接合方法については前記の溶接に限定されずに、ボルトなどによる締結、接着、リベット、カシメなどの種々の接合方法を採用することができる。

また、前記の実施形態及びその変形例における弾性中心軸Ａｘ２と路面Ｒとが交差する点Ｐ０と、弾性中心軸Ａｘ３と路面Ｒとが交差する点Ｐ１、タイヤ８の接地点Ｐ２、及び弾性中心軸Ａｘ４と路面Ｒとが交差する点Ｐ３のぞれぞれとは、車幅方向に必ずしも一致していなくてもよく、多少のずれは許容される。
しかしながら、点Ｐ１乃至Ｐ３は、点Ｐ０よりも車幅方向外側に位置していることが望ましい。また、点Ｐ１乃至Ｐ３は、点Ｐ０よりも車幅方向内側に位置している場合であっても、できるだけ車幅方向外側寄りに配置される設定が望まれる。

また、第１変形例及び第２変形例におけるハブ取付面１１についても、第３変形例におけるハブ取付面１１のように傾斜した構成とすることもできる。

１ ハブブラケット構造
１５ トレーリングアーム
４ リアホイール（車輪）
２ ハブ
３ ハブブラケット
１１ ハブ取付面（ハブが取り付けられる取付面）
１２ 前側連結面
１３ 後側連結面
α ハブ取付面と前側連結面とがなす第１の角度
β ハブ取付面と後側連結面とがなす第２の角度
Ｌ ハブ取付面と前側連結面とが接続して形成されるライン

Claims (2)

1. 車両前後方向に延びると共に上下揺動可能に一端が車体に軸支されるトレーリングアームと、
   車輪を回転可能に支持するハブと、
   前記トレーリングアームと前記ハブとを連結するハブブラケットと、
   を備え、
   前記ハブブラケットは、
   上下かつ前後方向に延びると共に前記ハブが取り付けられる取付面と、
   前記取付面の前部と前記トレーリングアームとを連結する前側連結面と、
   前記取付面の後部と前記トレーリングアームとを連結する後側連結面と、
   を備え、
   前記前側連結面と前記後側連結面とのそれぞれは、上下かつ車幅方向に延びる板状に形成され、
   前記取付面と前記前側連結面とがなす角度（α）は、前記取付面と前記後側連結面とがなす角度（β）よりも大きく、
   前記取付面と前記前側連結面とが接続して形成されるラインは、上から下に向かうにつれて後方に傾いていることを特徴とするハブブラケット構造。
2. 前記取付面は、上から下に向かうにつれて車幅方向外側に傾いていることを特徴とする請求項１に記載のハブブラケット構造。

Images