JP6836742B2 - 車両のアクスルビーム - Google Patents

Description

本発明は、車両のアクスルビームに関する。

特許文献１には、自動車のフロントアクスルが記載されている。フロントアクスルの本体は、上下のフランジ部を薄肉で連結したほぼＩ字形の断面を有する。本体の端部は円筒形に形成され、キングピンが貫通するキングピンボス部を構成する。キングピンボス部を貫通するキングピンは、フロントホイールを支持する。フロントアクスルの中心線から両端のキングピンボス部のほぼ中間位置には、ばね座部が形成される。ばね座部は、本体の上部フランジを隆起させてほぼ矩形の平面形状に形成されるものであって、フロントサスペンションのばね取付用のボルト穴を有する。また、特許文献１には、フロントアクスルの下部フランジの下面の形状として、ばね座部の真下を含む車幅方向の中央領域では車幅方向に沿って直線状に延び、中央領域の車幅方向外側では中央領域から車幅方向外側のキングピンボス部に向かって斜め上方へ傾斜して延びる形状が図示されている。

特開平９−１７５１０３号公報

特許文献１のフロントアクスル（アクスルビーム）の下面は、ばね座部が設けられた部分（サスペンション支持部）からキングピンボス部（車輪支持部）に至る領域において、サスペンション支持部から車幅方向に沿って直線状に外側へ後に斜め上方へ傾斜して延びている。このため、車体フレーム等に固定される車載部品（例えば尿素タンク）の下端が、サスペンション支持部の車幅方向外側でサスペンション支持部の下面と略同高さに位置する場合、その車載部品が配置された側の車輪が脱輪した際（車輪が路肩溝等の凹みに落下して浮いた場合）に、アクスルビームの下面が路面に当たる前に車載部品が路面に当たり、車載部品が損傷する可能性がある。

そこで、本発明は、車載部品の下端がサスペンション支持部の車幅方向外側でサスペンション支持部の下面と略同高さに位置する場合であっても、車載部品が配置された側の車輪が脱輪した際の車載部品と路面との干渉を防止することが可能なアクスルビームの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明のアクスルビームは、車体フレームの下方で車幅方向に延びるビーム中央部と、ビーム中央部の車幅方向外側に配置される左右のサスペンション支持部と、左右のサスペンション支持部の車幅方向外側でビーム中央部よりも上方に配置されて左右の車輪を支持する左右の車輪支持部とを一体的に有する。サスペンション支持部の上面は、サスペンションを介して車体フレームを下方から支持する。サスペンション支持部と車輪支持部との間には、サスペンション支持部の下面よりも下方へ突出する下突出部が設けられている。

上記構成では、サスペンション支持部と車輪支持部との間に、サスペンション支持部の下面よりも下方へ突出する下突出部が設けられているので、車体フレーム等に固定される車載部品の下端がサスペンション支持部の車幅方向外側でサスペンション支持部の下面と略同高さに位置する場合であっても、その車載部品が配置された側の車輪が脱輪した際には、下突出部が車載部品よりも先に路面に当たり易い。従って、車輪が脱輪した際の車載部品と路面との干渉を防止することができる。

なお、サスペンション支持部の上面がビーム中央部の上面よりも上方で且つ車輪支持部の上端よりも下方に位置し、サスペンション支持部の下面がビーム中央部の下面よりも上方に位置するように、ビーム中央部とサスペンション支持部との間を車幅方向外側に向かって斜め上方へ傾斜させてもよい。

また、ビーム中央部とサスペンション支持部と車輪支持部とは、ビーム本体として鍛造等により一体形成されてもよい。下突出部は、ビーム本体と一体形成されてもよく、別体に形成されてボルト締結等によりビーム本体に固定されてもよい。下突出部を別体とする場合、ビーム本体よりも剛性が高い材料によって下突出部を構成してもよい。

本発明によれば、車体フレーム等に固定される車載部品の下端がサスペンション支持部の車幅方向外側でサスペンション支持部の下面と略同高さに位置する場合であっても、その車載部品が配置された側の車輪が脱輪した際の車載部品と路面との干渉を防止することができる。

本発明の一実施形態に係るフロントアクスルの外観図であり、（ａ）は前方から視た正面図を、（ｂ）は上方から視た平面図をそれぞれ示す。 図１のフロントアクスルによって車体フレームを支持した車両の状態を示す正面図である。 図２の車両の左側の車輪が脱輪した状態を示す正面図である。 フロントアクスルの変形例を示す正面図であり、（ａ）は下突出部を別体に形成してビーム本体に固定した例を、（ｂ）はサスペンション支持部の上面をビーム中央部の上面と略同高さとした例をそれぞれ示す。

以下、本発明の一実施形態に係るフロントアクスル（アクスルビーム）１０について、図１〜図３を参照して説明する。なお、以下の説明において、前後方向とは車両の進行方向の前後方向であり、左右方向とは車両前方を向いた状態での左右方向である。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＩＮは車幅方向内側を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１に示すように、フロントアクスル１０は、上下のフランジ部１２，１３が縦壁部１４によって連結された略Ｉ状断面を有し、車幅方向に沿って配置されるビーム本体１１と、ビーム本体１１の車幅方向の両端に一体形成された円筒形状の左右のキングピンボス部（車輪支持部）１５とを備え、車幅方向の中心を対称面として左右対称に構成されている。ビーム本体１１は、例えば炭素鋼等を鍛造成形することによって製造され、左右のキングピンボス部１５には、キングピンボス部１５を貫通するキングピン（図示省略）及びナックル１７を介して前側の左右の車輪（従動輪、タイヤ）１６が回転自在に支持される。

図１及び図２に示すように、ビーム本体１１は、車体フレーム１の下方で車幅方向に延びるビーム中央部２０と、ビーム中央部２０の車幅方向外側に配置される左右のサスペンション支持部２１と、左右のサスペンション支持部２１から車幅方向外側へ延びる左右のビーム端部２２とを有する。キングピンボス部１５は、ビーム中央部２０よりも上方に配置され、ビーム端部２２の車幅方向の外端に形成されている。ビーム中央部２０、左右のサスペンション支持部２１及びビーム端部２２の各部において、上側のフランジ部１２の上面は各部の上面を構成し、下側のフランジ部１３の下面は各部の下面を構成する。

図２に示すように、車体フレーム１を構成する左右のサイドメンバ２は、車両の車幅方向両側で前後方向に延び、フロントアクスル１０の左右のサスペンション支持部２１は、サイドメンバ２の略真下に位置する。サイドメンバ２とフロントアクスル１０との間にはリーフスプリング（サスペンション）４が介在し、サイドメンバ２は、リーフスプリング４を介してフロントアクスル１０に弾性支持される。

リーフスプリング４は、互いに長さが異なる複数の長尺の板バネを上下に重ねた構成であり、サイドメンバ２の下面の下方でサイドメンバ２との間に間隔を空けて前後方向に延びるように配置される。リーフスプリング４の最上層の板バネの前後の端部には、円筒状の目玉部５がそれぞれ曲折形成され、各目玉部５は、サイドメンバ２の下面に固定されたスプリングブラケット６に、車幅方向に沿った回転軸を中心として回転自在に支持される。リーフスプリング４の前後方向の中間部は、フロントアクスル１０のサスペンション支持部２１の上面（スプリング設置面）２１ａに上方から載置され、最上層の板バネの上方から跨る前後１対のＵボルト７によってフロントアクスル１０のスプリング設置面２１ａに結合される。これにより、スプリング設置面２１ａは、リーフスプリング４を介して車体フレーム１を下方から支持する。

ビーム本体１１のうちビーム中央部２０とサスペンション支持部２１との間の部分は、サスペンション支持部２１のスプリング設置面（上面）２１ａがビーム中央部２０の上面２０ａよりも上方で且つキングピンボス部１５の上端及び下端よりも下方に位置し、サスペンション支持部２１の下面２１ｂがビーム中央部２０の下面２０ｂよりも上方に位置するように、車幅方向外側に向かって斜め上方へ傾斜している。スプリング設置面２１ａをビーム中央部２０の上面２０ａよりも上方に配置したので、スプリング設置面をビーム中央部２０の上面２０ａと略同高さに配置する場合に比べて、スプリング設置面２１ａとキングピンボス部１５との距離が短縮される。このため、車輪１６への入力荷重によってキングピンボス部１５からスプリング設置面２１ａ（Ｕボルト７）に作用するモーメントを低減することができ、Ｕボルト７によるリーフスプリング４の取付状態の安定化を図ることができる。

左右のビーム端部２２は、サスペンション支持部２１から車幅方向外側へ斜め下方に延び、反転して斜め上方へ延びてキングピンボス部１５へ連続するＶ形状を有し、ビーム端部２２のＶ形状の底部（Ｖ形状の底部の下側のフランジ部１３を含む）は、サスペンション支持部２１とキングピンボス部１５との間でサスペンション支持部２１の下面２１ｂよりも下方へ突出する下突出部２３を構成する。本実施形態の下突出部２３の下端は、ビーム中央部２０の下面２０ｂと略同高さに設定されている。

車体フレーム１の車幅方向外側（本実施形態では左のサイドメンバ２）には、車体フレーム１よりも下方へ突出する車載部品（例えば尿素タンク）８がブラケット（図示省略）を介して固定されている。車載部品８の下端８ａは、左側のサスペンション支持部２１の車幅方向外側（左側）でサスペンション支持部２１の下面２１ｂと略同高さに位置している。下突出部２３の突出量（サスペンション支持部２１の下面２１ｂに対する下突出部２３の下方への突出量）は、車載部品８の位置（車載部品８の下端の高さ）に応じて決定される。

本実施形態によれば、サスペンション支持部２１とキングピンボス部１５との間に、サスペンション支持部２１の下面２１ｂよりも下方へ突出する下突出部２３を設けたので、図３に示すように、車載部品８が配置された左側（図中右側）の車輪１６が脱輪した際（車輪１６が路肩溝等の凹み２５に落下して浮いた場合）には、下突出部２３が車載部品８よりも先に路面２４に当たる。従って、車輪１６が脱輪した際の車載部品８と路面２４との干渉を防止することができる。

なお、上記実施形態では下突出部２３をビーム本体１１と一体形成したが、例えば図４（ａ）に示すように、ビーム本体３０をビーム端部３１がサスペンション支持部２１の下面２１ｂよりも下方へ突出しない形状とし、下突出部３２をビーム本体３０とは別体に形成し、下突出部３２をビーム本体３０（ビーム端部３１の下面）にボルト締結等により固定してサスペンション支持部２１の下面２１ｂよりも下方へ突出させてもよい。この場合、ビーム本体１１よりも剛性が高い材料によって下突出部３２を構成してもよい。

また、上記実施形態ではビーム本体１１のうちビーム中央部２０とサスペンション支持部２１との間の部分を車幅方向外側に向かって斜め上方へ傾斜させているが、例えば図４（ｂ）に示すように、ビーム本体３３をビーム中央部２０とサスペンション支持部２１との間の部分が直線状に連続する形状（サスペンション支持部２１のスプリング設置面（上面）２１ａとビーム中央部２０の上面２０ａとが略同高さで連続し、サスペンション支持部２１の下面２１ｂとビーム中央部２０の下面２０ｂとが略同高さで連続する形状）としてもよい。

また、上記実施形態では前側の車輪１６を支持するフロントアクスル１０について説明したが、後側の車輪を支持するリヤアクスル等の他のアクスル（車軸）に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態ではサスペンションとしてリーフスプリング４を用いる例を説明したが、例えば空気バネ等の他のサスペンションを用いてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本発明は、車輪を支持するアクスルビームとして様々な車両に用いることができる。

１：車体フレーム
２：サイドメンバ
４：リーフスプリング（サスペンション）
８：車載部品
１０：フロントアクスル（アクスルビーム）
１１，３０，３３：ビーム本体
１５：キングピンボス部（車輪支持部）
１６：車輪
２０：ビーム中央部
２０ａ：ビーム中央部の上面
２０ｂ：ビーム中央部の下面
２１：サスペンション支持部
２１ａ：サスペンション支持部の上面（スプリング設置面）
２１ｂ：サスペンション支持部の下面
２２，３１：ビーム端部
２３，３２：下突出部
２４：路面
２５：凹み

Claims (1)

1. 車体フレームの下方で車幅方向に延びるビーム中央部と、前記ビーム中央部の車幅方向外側に配置される左右のサスペンション支持部と、前記左右のサスペンション支持部の車幅方向外側で前記ビーム中央部よりも上方に配置されて左右の車輪を支持する左右の車輪支持部とを一体的に有し、前記サスペンション支持部の上面がサスペンションを介して前記車体フレームを下方から支持する車両のアクスルビームであって、
   前記サスペンション支持部と前記車輪支持部との間に、前記サスペンション支持部の下面よりも下方へ突出する下突出部が設けられている
   ことを特徴とする車両のアクスルビーム。

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