特開 2023-184208 車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023184208

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】車両

(51)【国際特許分類】

   B60G 7/00 20060101AFI20231221BHJP

【ＦＩ】

B60G7/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022098232

(22)【出願日】2022-06-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山口 恒生

(72)【発明者】

【氏名】神野 紘二

【テーマコード（参考）】

3D301

【Ｆターム（参考）】

3D301AA69

3D301AA74

3D301BA20

3D301CA04

3D301DA08

3D301DA33

3D301DA89

3D301DA94

(57)【要約】

【課題】アッパアームの剛性を向上しつつ、アッパアームと周辺部品との干渉を回避するための技術を提供する。
【解決手段】車両は、車体と、車輪を回転可能に支持するハブユニットと、車体に取り付けられているとともに、ハブユニットを懸架するサスペンションと、を備える。サスペンションは、少なくともアッパアームを含む複数のアームを有する。アッパアームの長手方向における一部の区間は、ハブユニットに向かうにつれて上方へ変位する湾曲区間となっている。湾曲区間の長手方向に垂直な断面形状は、縦壁と、縦壁の上端部から一方に向かって突出する第１の横壁と、縦壁の上下方向における中間部から一方に向かって突出する第２の横壁とを有する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体と、
車輪を回転可能に支持するハブユニットと、
前記車体に取り付けられているとともに、前記ハブユニットを懸架するサスペンションと、
を備え、
前記サスペンションは、少なくともアッパアームを含む複数のアームを有し、
前記アッパアームの長手方向における一部の区間は、前記ハブユニットに向かうにつれて上方へ変位する湾曲区間となっており、
前記湾曲区間の長手方向に垂直な断面形状は、縦壁と、前記縦壁の上端部から一方に向かって突出する第１の横壁と、前記縦壁の上下方向における中間部から前記一方に向かって突出する第２の横壁とを有する、
車両。

【請求項2】

前記第１の横壁は、前記縦壁と一体で形成されている、請求項１に記載の車両。

【請求項3】

前記湾曲区間の長手方向に垂直な断面形状は、前記第１の横壁と前記第２の横壁との間を延びる第２の縦壁をさらに有する、請求項２に記載の車両。

【請求項4】

前記第２の横壁は、前記第２の縦壁と一体で形成されている、請求項３に記載の車両。

【請求項5】

前記ハブユニットに接続されており、前記車輪を駆動する駆動トルクを伝達するドライブシャフトをさらに備え、
前記アッパアームは、前記湾曲区間において、前記ドライブシャフトの上方を通過している、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両。

【請求項6】

前記複数のアームは、トレーリングアームをさらに含み、
前記サスペンションは、前記トレーリングアームと車体との間に設けられたコイルスプリングをさらに有し、
前記アッパアームは、前記湾曲区間において、前記コイルスプリングの後方を通過している、請求項５に記載の車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術は、車両に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、車両に搭載されるサスペンションが記載されている。このサスペンションは、アッパアームを含む複数のアームを有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１７５４５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

サスペンションの各アームは、車体とハブユニットとを連結しているため、走行、旋回、停止といった車両の挙動に応じて、比較的に大きな荷重を受けることがある。そのため、それらのアームには、剛性が必要とされる。その一方で、周辺部品との位置関係により、アームを配置し得る空間には制約が生じることも多く、アームの形状を自由に設計することはできない。例えばアッパアームの場合、その下方にドライブシャフトが通過していたり、その前方にコイルスプリングが配置されていたりすると、必要とされる剛性を満足するような断面形状を設計したときに、アッパアームがそれらの周辺部品と干渉してしまうことがある。

【0005】

上記の実情を鑑み、本明細書は、アッパアームの剛性を向上しつつ、アッパアームと周辺部品との干渉を回避するための技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書が開示する技術は、車両に具現化される。第１の態様において、車両は、車体と、車輪を回転可能に支持するハブユニットと、前記車体に取り付けられているとともに、前記ハブユニットを懸架するサスペンションと、を備える。前記サスペンションは、少なくともアッパアームを含む複数のアームを有する。前記アッパアームの長手方向における一部の区間は、前記ハブユニットに向かうにつれて上方へ変位する湾曲区間となっている。前記湾曲区間の長手方向に垂直な断面形状は、縦壁と、前記縦壁の上端部から一方に向かって突出する第１の横壁と、前記縦壁の上下方向における中間部から前記一方に向かって突出する第２の横壁とを有する。

【0007】

上記の構成では、アッパアームの長手方向における一部の区間は、ハブユニットに向かうにつれて上方へ変位する湾曲区間となっている。この湾曲区間において、アッパアームの長手方向に垂直な断面形状は、縦壁、第１の横壁、及び、第２の横壁を有する。第１の横壁は、当該縦壁の上端部から一方に向かって突出しており、第２の横壁は、当該縦壁の上下方向における中間部から一方に向かって突出している。このような構成によると、縦壁から突出する第１の横壁及び第２の横壁によって、アッパアームの剛性を向上させることができる。さらに、第１の横壁は縦壁の上端部から一方に突出しており、第２の横壁は縦壁の上下方向における中間部から一方に突出していることから、アッパアームの前方や下方に配置された周辺部品との干渉を回避することができる。従って、アッパアームの剛性を向上しつつ、アッパアームと周辺部品との干渉を回避できる。

【0008】

第２の態様では、前記第１の態様において、第１の横壁は、縦壁と一体で形成されていてもよい。このような構成によると、第１の横壁が縦壁に溶接されているときよりも、アッパアームの剛性を向上させることができる。但し、他の実施形態において、第１の横壁は、縦壁に溶接されていてもよい。

【0009】

第３の態様では、前記第２の態様において、湾曲区間の長手方向に垂直な断面形状は、第１の横壁と第２の横壁との間を延びる第２の縦壁をさらに有してもよい。このような構成によると、アッパアームの湾曲区間における長手方向に垂直な断面形状において、縦壁、第１の横壁、第２の横壁、及び、第２の縦壁によって、枠形状が形成されることになり、アッパアームの剛性を向上させることができる。

【0010】

第４の態様では、前記第３の態様において、第２の横壁は、第２の縦壁と一体で形成されていてもよい。このような構成によると、縦壁と第１の横壁とにより構成される第１部材と、第２の横壁と第２の縦壁により構成される第２部材とによって、枠形状を形成することができ、アッパアームの剛性を向上させることができる。但し、他の実施形態において、第２の横壁は、第２の縦壁に溶接されていてもよい。

【0011】

第５の態様では、前記第１から前記第４のいずれかの態様において、ハブユニットに接続されており、車輪を駆動する駆動トルクを伝達するドライブシャフトをさらに備えてもよい。この場合、アッパアームは、湾曲区間において、ドライブシャフトの上方を通過していてもよい。このような構成によると、アッパアームの第１の横壁及び第２の横壁は、その下方を通過するドライブシャフトよりも上方に位置することができ、アッパアームが、ドライブシャフトと干渉することを回避できる。

【0012】

第６の態様では、前記第１から前記第５のいずれかの態様において、複数のアームは、トレーリングアームをさらに含んでもよい。この場合、サスペンションは、トレーリングアームと車体との間に設けられたコイルスプリングをさらに有してもよい。また、アッパアームは、湾曲区間において、コイルスプリングの後方を通過していてもよい。このような構成によると、アッパアームの縦壁は、その前方を通過するコイルスプリング後方に位置することができ、アッパアームが、コイルスプリングと干渉することを回避できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施例１の車両１０の構成を模式的に示す。

【図2】アッパアーム３２の配置を説明するための図。

【図3】アッパアーム３２の形状を説明するための図。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線における断面図。

【図5】実施例２のアッパアーム４８を説明するための図。

【図6】図５のＶＩ－ＶＩ線における断面図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（実施例１）図面を参照して、実施例１の車両１０について説明する。本実施例の車両１０は、いわゆる自動車であって、路面を走行する車両である。ここで、図面における方向ＦＲは、車両１０の前後方向における前方を示し、方向ＲＲは車両１０の前後方向における後方を示す。また、方向ＬＨは車両１０の左右方向における左方を示し、方向ＲＨは車両１０の左右方向における右方を示す。また、方向ＵＰは車両１０の上下方向における上方を示し、方向ＤＷは車両１０の上下方向における下方を示す。なお、本明細書では、車両１０の前後方向、車両１０の左右方向、車両１０の上下方向を、それぞれ単に前後方向、左右方向、上下方向と称することがある。

【0015】

図１に示すように、車両１０は、車体１２と、複数の車輪１４とを備える。車体１２は、乗員を乗せる空間である車室を有する。複数の車輪１４は、車体１２に対して回転可能に取り付けられている。複数の車輪１４には、車体１２の前部に位置する一対の前輪（不図示）と、車体１２の後部に位置する一対の後輪１４とが含まれる。一対の前輪は互いに同軸に配置されており、一対の後輪１４も互いに同軸に配置されている。なお、複数の車輪１４の数は、四つに限定されない。また、特に限定されないが、車体１２は、スチール材又はアルミニウム合金といった金属で構成されている。

【0016】

図１に示すように、車両１０は、モータ１６と、電力制御ユニット１８（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、以下、ＰＣＵ１８と称する）と、ドライブシャフト２２と、複数のハブユニット２４とをさらに備える。複数のハブユニット２４には、一対の前輪を回転可能に支持する一対の前輪ハブユニット（不図示）と、一対の後輪１４を回転可能に支持する一対の後輪ハブユニット２４とが含まれる。特に限定されないが、モータ１６と、ＰＣＵ１８とは、それらが一体となった機電一体ユニット２０として車両１０に搭載されている。機電一体ユニット２０は、ドライブシャフト２２を介して、複数の車輪１４の少なくとも一つ（例えば、一対の後輪１４）に接続されている。ドライブシャフト２２は、一対の後輪ハブユニット２４に接続されており、モータ１６による駆動トルクを一対の後輪１４に伝達する。これにより、モータ１６は、一対の後輪１４を駆動することができる。

【0017】

図１に示すように、車両１０は、バッテリユニット２６をさらに備える。バッテリユニット２６は、複数の二次電池セルを内蔵しており、外部の電力によって繰り返し充電可能に構成されている。バッテリユニット２６は、ＰＣＵ１８を介してモータ１６に接続されており、モータ１６へ電力を供給する。ＰＣＵ１８は、ＤＣ－ＤＣコンバータ及び／又はインバータを内蔵しており、バッテリユニット２６とモータ１６との間で伝達される電力を制御する。図示省略するが、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＥＣＵ）は、プロセッサを有しており、例えばユーザの操作に応じてＰＣＵ１８へ制御指令を与える。

【0018】

車両１０は、モータ１６に代えて、又は加えて、エンジンといった他の原動機をさらに備えてもよい。また、車両１０は、バッテリユニット２６に加えて、又は代えて、燃料電池ユニットや太陽電池パネルといった他の電源を備えてもよい。このように、車両１０は、電動車両に限定されることなく、エンジン車両、ハイブリッド車両、燃料電池車両、ソーラーカー等も含む。なお、本実施例で説明する技術の一部又は全部は、軌道を走行する電動車にも同様に採用することができる。

【0019】

図１、２に示すように、車両１０は、一対のサスペンション２８と、サスペンションメンバ３０とをさらに備える。サスペンションメンバ３０は、車両１０の後方において、機電一体ユニット２０を支持しており、車体１２に取り付けられている。一対のサスペンション２８は、サスペンションメンバ３０を用いて、車体１２に取り付けられている。一対のサスペンション２８は、車両１０の中心軸に対して、左右対称な構造となっている。そのため、以下では、車両１０の左側に位置するサスペンション２８の構造を代表して説明する。

【0020】

サスペンション２８は、複数のアーム３２、３４、３６を備える。複数のアーム３２、３４、３６には、アッパアーム３２と、ロアアーム３４と、トレーリングアーム３６とが含まれる。アッパアーム３２及びロアアーム３４は、左側の後輪ハブユニット２４を左右方向の車両内側から支持しており、車両１０の略左右方向に沿って延びている。ここでいう略左右方向とは、水平方向に対して３０度未満の角度を成す方向を意味する。アッパアーム３２は、ロアアーム３４の上方を通過している。一例ではあるが、アッパアーム３２の基端部３２ａは、サスペンションメンバ３０に揺動可能に固定されており、アッパアーム３２の先端部３２ｂは、左側の後輪ハブユニット２４に揺動可能に固定されている。同様に、ロアアーム３４の基端部３４ａは、サスペンションメンバ３０に揺動可能に固定されており、ロアアーム３４の先端部３４ｂは、左側の後輪ハブユニット２４に揺動可能に固定されている。トレーリングアーム３６は、車両１０の前後方向に沿って延びている。一例ではあるが、トレーリングアーム３６の前端部３６ａは、車両１０（例えば、左側サイドメンバ）に揺動可能に固定されており、トレーリングアーム３６の後端部３６ｂは、左側の後輪ハブユニット２４に揺動可能に固定されている。従って、複数のアーム３２、３４、３６は、一対の後輪ハブユニット２４を車体１２に対して揺動可能に懸架している。特に限定されないが、サスペンション２８は、スチール材又はアルミニウム合金といった金属で構成されている。

【0021】

図１、２に示すように、サスペンション２８は、コイルスプリング３８と、ショックアブソーバ４０とをさらに備える。コイルスプリング３８は、コイル軸が上下方向に延びる円筒形を有するばね部材である。ショックアブソーバ４０は、コイルスプリング３８に起因する振動を減衰するための部材である。コイルスプリング３８は、トレーリングアーム３６と車体１２との間に設けられている。詳しくは、コイルスプリング３８は、上端が車体１２（例えば、左側サイドメンバ）に固定されており、下端がトレーリングアーム３６に固定されている。また、コイルスプリング３８は、アッパアーム３２の前方に位置している。ショックアブソーバ４０は、上端が車体１２に固定されており、下端が左側の後輪ハブユニット２４に固定されている。以上のように、サスペンション２８は、車体１２に取り付けられているとともに、一対の後輪ハブユニット２４を車体１２に対して変位可能に懸架している。なお、コイルスプリング３８及びショックアブソーバ４０の具体的な形状や構造については、特に限定されない。

【0022】

なお、サスペンション２８は、車両１０のリア部に限られず、車両１０のフロント部に採用することもできる。この場合、モータ１６は、一対の後輪１４に代えて、一対の前輪を駆動するように構成されていればよい。同様に、ドライブシャフト２２は、一対の後輪ハブユニット２４に代えて、一対の前輪ハブユニットを回転可能に支持していればよい。

【0023】

次に、図２－４を参照して、アッパアーム３２について説明する。アッパアーム３２の長手方向における一部の区間は、左側の後輪ハブユニット２４に向かうにつれて上方へ変位する湾曲区間となっている。アッパアーム３２は、湾曲区間において、ドライブシャフト２２の上方を通過しているとともに、コイルスプリング３８の後方を通過している。この湾曲区間におけるアッパアーム３２の長手方向に垂直な断面形状は、縦壁４２と、第１の横壁４４と、第２の横壁４６とを有する。縦壁４２は、車両１０の上下方向に沿って延びている。第１の横壁４４は、車両１０の前後方向に沿って延びており、縦壁４２の上端部から後方に向かって突出している。第２の横壁４６も、第１の横壁４４と同様に、車両１０の前後方向に沿って延びている。第２の横壁４６は、縦壁４２の上下方向における中間部から後方に向かって突出している。

【0024】

ここで、縦壁４２の上下方向における中間部とは、縦壁４２の上端部と下端部の間に位置する部分を広く意味する。即ち、第２の横壁４６は、縦壁４２の上端部及び下端部から離れた位置にあればよい。特に限定されないが、本実施例における第２の横壁４６は、縦壁４２の上下方向における中央部分に位置している。ここでいう中央部分とは、例えば、縦壁４２の上端から、縦壁４２の上下方向における寸法の１／３の距離だけ離れた位置から、縦壁４２の下端から、縦壁４２の上下方向における寸法の１／３の距離だけ離れた位置までの範囲をいう。この場合、図４に示すように、第２の横壁４６は、第１の横壁４４と第２の横壁４６との間の上下方向における距離が、第２の横壁４６と縦壁４２の下端との間の縦壁４２の上下方向における距離よりも小さくなるように設けられることができる。

【0025】

上記の構成では、アッパアーム３２の長手方向における一部の区間は、ハブユニット２４に向かうにつれて上方へ変位する湾曲区間となっている。この湾曲区間において、アッパアーム３２の長手方向に垂直な断面形状は、縦壁４２、第１の横壁４４、及び、第２の横壁４６を有する。第１の横壁４４は、当該縦壁４２の上端部から後方に向かって突出しており、第２の横壁４６は、当該縦壁４２の上下方向における中間部から後方に向かって突出している。このような構成によると、縦壁４２から突出する第１の横壁４４及び第２の横壁４６によって、アッパアーム３２の剛性を向上させることができる。さらに、第１の横壁４４は縦壁４２の上端部から後方に突出しており、第２の横壁４６は縦壁４２の上下方向における中間部から後方に突出していることから、アッパアーム３２の前方や下方に配置された周辺部品（即ち、コイルスプリング３８やドライブシャフト２２）との干渉を回避することができる。従って、アッパアーム３２の剛性を向上しつつ、アッパアーム３２と周辺部品との干渉を回避できる。

【0026】

上記した実施例において、アッパアーム３２の第１の横壁４４は、アッパアーム３２の縦壁４２と一体で形成されている。このような構成によると、第１の横壁４４が縦壁４２に溶接されているときよりも、アッパアーム３２の剛性を向上させることができる。但し、他の実施形態において、第１の横壁４４は、縦壁４２に溶接されていてもよい。

【0027】

上記した実施例において、アッパアーム３２の第２の横壁４６は、アッパアーム３２の縦壁４２に溶接により接続されている。このような構成によると、第２の横壁４６を、アッパアーム３２の湾曲区間における上方への変位量に応じて形成したうえで、溶接により縦壁４２に接合することができる。但し、他の実施形態において、第２の横壁４６は、縦壁４２と一体で形成されていてもよい。

【0028】

（実施例２）次に、実施例２の車両について説明する。本実施例の車両では、実施例１の車両１０と比較して、湾曲区間におけるアッパアーム４８の形状が変更されている。なお、実施例１と本実施例との間では、アッパアーム４８の形状を除く構成については、共通の構成を有している。そのため、以下では、共通する構成についての説明を省略する。

【0029】

図５、６に示すように、本実施例においても、アッパアーム４８の長手方向における一部の区間は、左側の後輪ハブユニット２４に向かうにつれて上方へ変位する湾曲区間となっている。アッパアーム４８は、湾曲区間において、ドライブシャフト２２の上方を通過しているとともに、コイルスプリング３８の後方を通過している。この湾曲区間におけるアッパアーム４８の長手方向に垂直な断面形状は、縦壁４２と、第１の横壁４４と、第２の横壁４６と、第２の縦壁５０を有する。縦壁４２は、車両１０の上下方向に沿って延びている。第１の横壁４４は、車両１０の前後方向に沿って延びており、縦壁４２の上端部から後方に向かって突出している。第２の横壁４６も、第１の横壁４４と同様に、車両１０の前後方向に沿って延びている。第２の横壁４６は、縦壁４２の上下方向における中間部から後方に向かって突出している。第２の縦壁５０は、第１の横壁４４と第２の横壁４６との間を延びており、それらを互いに接続している。即ち、本実施例の湾曲区間におけるアッパアーム３２の長手方向に垂直な断面形状は、実施例１の湾曲区間におけるアッパアーム３２の長手方向に垂直な断面形状と比較して、第２の縦壁５０をさらに有する。

【0030】

本実施例においても、アッパアーム４８の第１の横壁４４は、アッパアーム４８の縦壁４２と一体で形成されている。これに加えて、アッパアーム４８の第２の横壁４６は、アッパアーム３２の第２の縦壁５０と一体で形成されている。

【0031】

上記の構成では、アッパアーム４８の湾曲区間において、縦壁４２と第１の横壁４４とにより構成される第１部材と、第２の横壁４６と第２の縦壁５０により構成される第２部材とによって、枠形状の断面形状を形成することができ、アッパアーム４８の剛性を向上させることができる。但し、他の実施形態において、第１の横壁４４は、縦壁４２に溶接されていてもよく、第２の横壁４６は、第２の縦壁５０に溶接されていてもよい。

【0032】

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは組み合わせによって技術的有用性を発揮するものである。

【符号の説明】

【0033】

１０ ：車両
１２ ：車体
１４ ：車輪
１６ ：モータ
１８ ：電力制御ユニット
２０ ：機電一体ユニット
２２ ：ドライブシャフト
２４ ：ハブユニット
２６ ：バッテリユニット
２８ ：サスペンション
３０ ：サスペンションメンバ
３２、４８：アッパアーム
３２ａ ：基端部
３２ｂ ：先端部
３４ ：ロアアーム
３４ａ ：基端部
３４ｂ ：先端部
３６ ：トレーリングアーム
３６ａ ：前端部
３６ｂ ：後端部
３８ ：コイルスプリング
４０ ：ショックアブソーバ
４２ ：縦壁
４４ ：第１の横壁
４６ ：第２の横壁
５０ ：第２の縦壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】