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【発明の名称】 トレーリングアーム式サスペンション
【発明者】 【氏名】細川 大輔
【要約】 【課題】路面からの振動や衝撃を吸収する際のトレーリングアームの揺動によってパワーラインに過大負荷が発生するのを防止することのできるトレーリングアーム式サスペンションを提供する。

【構成】遊星歯車減速機構１３のサンギヤ１４がアクスルシャフト９に接続され、遊星歯車減速機構１３のキャリア１６がハブ１１に接続され、遊星歯車減速機構１３のリングギヤ１７がアクスルハウジング８に接続されてなるトレーリングアーム式サスペンション１において、トレーリングアーム４に対しアクスルハウジング８をベアリング７を介して回転自在に装着するとともに、車体２とアクスルハウジング８との間に、トレーリングアーム４の揺動に伴うトレーリングアーム４とアクスルハウジング８との相対回転を許容しつつアクスルハウジング８それ自体の回転を規制するようにラジアスロッド１９を設ける。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が車体に支承されてその車体に対し上下方向に揺動自在に設けられるトレーリングアームと、前記トレーリングアームの他端部に回転自在に配されるアクスルハウジングと、前記アクスルハウジングに回転自在に配されるとともに車輪が取着されるハブと、前記アクスルハウジング内に回転自在に挿入されるとともに駆動トルクが入力されるアクスルシャフトと、前記ハブに内挿される遊星歯車減速機構を備え、
前記アクスルシャフトが前記遊星歯車減速機構のサンギヤに接続され、前記アクスルハウジングが前記遊星歯車減速機構のリングギヤに接続され、前記ハブが前記遊星歯車減速機構のキャリアに接続されてなり、
前記車体と前記アクスルハウジングとの間に、前記トレーリングアームの揺動に伴う前記トレーリングアームと前記アクスルハウジングとの相対回転を許容しつつ前記アクスルハウジングそれ自体の回転を規制するようにラジアスロッドを設けることを特徴とするトレーリングアーム式サスペンション。
【請求項２】
前記ラジアスロッドは、車体側方視で前記トレーリングアームとほぼ平行をなし、前記トレーリングアームとともに四節リンク機構を構成する請求項１に記載のトレーリングアーム式サスペンション。
【請求項３】
前記ラジアスロッドは、前記トレーリングアームよりも上方に配される請求項１または２に記載のトレーリングアーム式サスペンション。
【請求項４】
前記アクスルシャフトが前記トレーリングアーム側の第１アクスルシャフトと前記ハブ側の第２アクスルシャフトとに分割され、前記第１アクスルシャフトと前記第２アクスルシャフトとが自在継手により接続され、
前記アクスルハウジングが前記トレーリングアーム側の第１アクスルハウジングと前記ハブ側の第２アクスルハウジングとに分割され、前記第１アクスルハウジングと前記第２アクスルハウジングとが前記自在継手に対応するように配されるナックル継手により接続される請求項１〜３のいずれかに記載のトレーリングアーム式サスペンション。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の懸架装置に関し、特にハブリダクションを具備するトレーリングアーム式サスペンションに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハブリダクションを具備するトレーリングアーム式サスペンションとして、図５に示されるようなものがある。この図５に示されるトレーリングアーム式サスペンション５１は、車体５２の側方において前後方向に延び、一端部がベアリング５３を介して車体５２に支持されて上下方向に揺動自在なトレーリングアーム５４を備えている。
【０００３】
前記トレーリングアーム５４の一端部と車体５２とはトーションバー５５によって連結され、トレーリングアーム５４の揺動中心点Ｏ１（図６（ａ）（ｂ）参照）回りにトーションバー５５による回転付勢力が作用するようになっている。また、前記トレーリングアーム５４の一端部と車体５２とはショックアブソーバ５６によって連結され、トレーリングアーム５４の揺動運動を減衰させることができるようになっている。
【０００４】
前記トレーリングアーム５４の他端部にはアクスルハウジング５８が固着されている。このアクスルハウジング５８には、駆動トルクが入力されるアクスルシャフト５９が回転自在に挿入されるとともに、ベアリング６０を介してハブ６１が回転自在に装着されている。このハブ６１には、車輪６２が取着されるとともに、遊星歯車減速機構６３が内挿されている。この遊星歯車減速機構６３は、サンギヤ６４、プラネタリギヤ６５を軸支するキャリア６６およびリングギヤ６７の三要素よりなり、サンギヤ６４が前記アクスルシャフト５９に、キャリア６６が前記ハブ６１にそれぞれ接続されるとともに、リングギヤ６７が前記アクスルハウジング５８に接続されている。
【０００５】
このトレーリングアーム式サスペンション５１においては、エンジン（図示省略）からの駆動トルクが動力伝達装置（図示省略）およびドライブシャフト７０を介してアクスルシャフト５９に入力され、このアクスルシャフト５９に入力された駆動トルクがサンギヤ６４からプラネタリギヤ６５を介してキャリア６６に出力され、これにより車輪６２が回転駆動されるようになっている。なお、この際、リングギヤ６７の反力は、トレーリングアーム５４の他端部に固着されているアクスルハウジング５８によって確保される。一方、路面Ｇからの振動や衝撃は、トレーリングアーム５４の揺動中心点Ｏ１回りに回転付勢力を付与するトーションバー５５と、トレーリングアーム５４の揺動運動を減衰させるショックアブソーバ５６によって緩和される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来のトレーリングアーム式サスペンション５１において、路面Ｇからの振動や衝撃を吸収する際には、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、トレーリングアーム５４が上下方向に揺動される。ここで、図６（ａ）において、アクスルハウジング５８の中心点Ｏ２を通る鉛直線Ｙとアクスルハウジング５８との交点のうちの下側の交点Ｐをアクスルハウジング５８の基準位置を示す基準点と定めることとする。
【０００７】
前記トレーリングアーム５４が図６（ａ）に示される基準状態から揺動中心点Ｏ１回りにθ１だけ上方に揺動されて図６（ｂ）に示される揺動状態に変化した場合、アクスルハウジング５８の基準点Ｐは、鉛直線Ｙに対して中心点Ｏ２を基準に左回りにθ１だけ回転された位置に配されることになる。その後、トレーリングアーム５４が揺動中心点Ｏ１回りにθ１だけ下方に揺動されると、アクスルハウジング５８の基準点Ｐは図６（ａ）に示される元の位置に帰着される。すなわち、トレーリングアーム５４が揺動角θ１にて上下方向に揺動されると、アクスルハウジング５８が中心点Ｏ２回りに揺動角θ１にて揺動される。このため、アクスルハウジング５８には、トレーリングアーム５４の揺動に伴う回転トルクが作用することになる。この回転トルクは、アクスルハウジング５８に接続されるリングギヤ６７からプラネタリギヤ６５およびサンギヤ６４を介してアクスルシャフト５９に入力される。したがって、この従来のトレーリングアーム式サスペンション５１では、トレーリングアーム５４の揺動に伴ってアクスルシャフト５９に入力される回転トルクと、ドライブシャフト７０からアクスルシャフト５９に入力される駆動トルクとが干渉し、図示されない動力伝達装置からドライブシャフト７０を経てアクスルシャフト５９に至るパワーラインに過大負荷が発生するという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、路面からの振動や衝撃を吸収する際のトレーリングアームの揺動によってパワーラインに過大負荷が発生するのを防止することのできるトレーリングアーム式サスペンションを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明によるトレーリングアーム式サスペンションは、
一端部が車体に支承されてその車体に対し上下方向に揺動自在に設けられるトレーリングアームと、前記トレーリングアームの他端部に回転自在に配されるアクスルハウジングと、前記アクスルハウジングに回転自在に配されるとともに車輪が取着されるハブと、前記アクスルハウジング内に回転自在に挿入されるとともに駆動トルクが入力されるアクスルシャフトと、前記ハブに内挿される遊星歯車減速機構を備え、
前記アクスルシャフトが前記遊星歯車減速機構のサンギヤに接続され、前記アクスルハウジングが前記遊星歯車減速機構のリングギヤに接続され、前記ハブが前記遊星歯車減速機構のキャリアに接続されてなり、
前記車体と前記アクスルハウジングとの間に、前記トレーリングアームの揺動に伴う前記トレーリングアームと前記アクスルハウジングとの相対回転を許容しつつ前記アクスルハウジングそれ自体の回転を規制するようにラジアスロッドを設けることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１０】
本発明において、前記ラジアスロッドは、車体側方視で前記トレーリングアームとほぼ平行をなし、前記トレーリングアームとともに四節リンク機構を構成するのが好ましい（第２発明）。
【００１１】
本発明において、前記ラジアスロッドは、前記トレーリングアームよりも上方に配されるのが好ましい（第３発明）。
【００１２】
本発明において、前記アクスルシャフトが前記トレーリングアーム側の第１アクスルシャフトと前記ハブ側の第２アクスルシャフトとに分割され、前記第１アクスルシャフトと前記第２アクスルシャフトとが自在継手により接続され、前記アクスルハウジングが前記トレーリングアーム側の第１アクスルハウジングと前記ハブ側の第２アクスルハウジングとに分割され、前記第１アクスルハウジングと前記第２アクスルハウジングとが前記自在継手に対応するように配されるナックル継手により接続される態様もあり得る（第４発明）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、車体とアクスルハウジングとの間に、トレーリングアームの揺動に伴うトレーリングアームとアクスルハウジングとの相対回転を許容しつつアクスルハウジングそれ自体の回転を規制するようにラジアスロッドが設けられることにより、トレーリングアームの揺動によってアクスルハウジングに作用する回転トルクが著しく緩和され、また遊星歯車減速機構におけるリングギヤの反力がアクスルハウジングを介してラジアスロッドにより確保される。このため、トレーリングアームの揺動時においてもアクスルシャフトには駆動トルクのみが入力され、この駆動トルクは遊星歯車減速機構におけるサンギヤからキャリアに伝達され、更にキャリアからハブを介して車輪に伝達される。したがって、路面からの振動や衝撃を吸収する際のトレーリングアームの揺動によってパワーラインに過大負荷が発生するのを防止することができる。
【００１４】
第３発明の構成を採用することにより、ラジアスロッドと路面上の障害物等との干渉を回避することができ、ラジアスロッドの破損を防ぐことができる。
【００１５】
第４発明の構成を採用することにより、操舵輪懸架に用いられて好適なトレーリングアーム式サスペンションを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明によるトレーリングアーム式サスペンションの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１には、本発明の第１の実施形態に係るトレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する平面視の模式図が示されている。また、図２には、同トレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する側面視の模式図で、基準状態図（ａ）および揺動状態図（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００１８】
本実施形態のトレーリングアーム式サスペンション１は、車体２の側方において前後方向に延び、一端部がベアリング３を介して車体２に支持されて上下方向に揺動自在なトレーリングアーム４を備えている。
【００１９】
前記トレーリングアーム４の一端部と車体２とはトーションバー５によって連結され、トレーリングアーム４の揺動中心点Ｏ１（図２（ａ）（ｂ）参照）回りにトーションバー５による回転付勢力が作用するようになっている。また、前記トレーリングアーム４の一端部と車体２とはショックアブソーバ６によって連結され、トレーリングアーム４の揺動運動を減衰させることができるようになっている。
【００２０】
前記トレーリングアーム４の他端部にはベアリング７を介してアクスルハウジング８が回転自在に装着されている。このアクスルハウジング８には、アクスルシャフト９が回転自在に挿入されるとともに、ベアリング１０を介してハブ１１が回転自在に装着されている。このハブ１１には、車輪１２が取着されるとともに、遊星歯車減速機構１３が内挿されている。この遊星歯車減速機構１３は、サンギヤ１４、プラネタリギヤ１５を軸支するキャリア１６およびリングギヤ１７の三要素よりなり、サンギヤ１４が前記アクスルシャフト９に、キャリア１６が前記ハブ１１にそれぞれ接続されるとともに、リングギヤ１７が前記アクスルハウジング８に接続されている。
【００２１】
前記車体２と前記アクスルハウジング８との間には、図２（ａ）（ｂ）に示されるように、トレーリングアーム４の揺動中心点Ｏ１とアクスルハウジング８の中心点Ｏ２とを結ぶ直線Ｘと平行を成してトレーリングアーム４の上方に配されるラジアスロッド１９が設けられている。また、アクスルハウジング８の車体側の端部には、トレーリングアーム４の一端部側に傾きを付されて上方に延びるようにブラケット１８が突設されている。そして、前記ラジアスロッド１９の一端部はピン継手３１を介して車体２に接続される一方、同ラジアスロッド１９の他端部はピン継手３２を介して前記ブラケット１８の先端部に接続されている。ここで、ピン継手３１のピン中心点Ｏ３とピン継手３２のピン中心点Ｏ４との距離はトレーリングアーム４の揺動中心点Ｏ１とアクスルハウジング８の中心点Ｏ２との距離に等しく設定されるとともに、ピン継手３１のピン中心点Ｏ３とトレーリングアーム４の揺動中心点Ｏ１との距離とピン継手３２のピン中心点Ｏ４とアクスルハウジング８の中心点Ｏ２との距離とが等しく設定されており、車体２を固定節として、トレーリングアーム４、ブラケット１８およびラジアスロッド１９により平行リンク機構３０が構成されている。なお、ラジアスロッド１９をトレーリングアーム４よりも上方に配することにより、路面Ｇ上の障害物等との干渉を回避することができ、ラジアスロッド１９の破損を防ぐことができる。
【００２２】
前記アクスルシャフト９は図１に示されるようにドライブシャフト２０と連結され、このドライブシャフト２０は動力伝達装置（図示省略）を介してエンジン（図示省略）に接続され、エンジンからの駆動トルクが動力伝達装置およびドライブシャフト２０を介してアクスルシャフト９に入力されるようになっている。
【００２３】
以上に述べたように構成されるトレーリングアーム式サスペンション１の作動について、主に図２（ａ）（ｂ）を用いて以下に説明する。ここで、図２（ａ）において、アクスルハウジング８の中心点Ｏ２を通る鉛直線Ｙと、アクスルハウジング８を挿入するためにトレーリングアーム４の他端部に形成された挿入孔４ａの内周面との交点のうちの下側の交点Ｑを、トレーリングアーム４の基準位置を示す基準点と定めることとする。
【００２４】
本実施形態のトレーリングアーム式サスペンション１において、路面Ｇからの振動や衝撃を吸収する際には、図２（ａ）（ｂ）に示されるようにトレーリングアーム４が上下方向に揺動され、路面Ｇからの振動や衝撃は、トレーリングアーム４の揺動中心点Ｏ１回りに回転付勢力を付与するトーションバー５と、トレーリングアーム４の揺動運動を減衰させるショックアブソーバ６によって緩和される。
【００２５】
トレーリングアーム４が図２（ａ）に示される基準状態から揺動中心点Ｏ１回りにθ１だけ上方に揺動されて図２（ｂ）に示される揺動状態に変化した場合、トレーリングアーム４の基準点Ｑは、鉛直線Ｙに対して中心点Ｏ２を基準に左回りにθ１だけ回転された位置に配されることになる。その後、トレーリングアーム４が揺動中心点Ｏ１回りにθ１だけ下方に揺動されると、トレーリングアーム４の基準点Ｑは図２（ａ）に示される元の位置に帰着される。また、トレーリングアーム４が揺動角θ１にて上下方向に揺動される際において、ブラケット１８が鉛直線Ｙに対して成す角度θ２は平行リンク機構３０の一構成要素であるラジアスロッド１９により一定に保たれ、アクスルハウジング８の回転が規制される。こうして、トレーリングアーム４の揺動に伴うトレーリングアーム４とアクスルハウジング８との相対回転は許容されるが、アクスルハウジング８それ自体の回転は平行リンク機構３０の一構成要素であるラジアスロッド１９により規制される。このため、トレーリングアーム４の揺動によってアクスルハウジング８に作用する回転トルクが著しく緩和され、また遊星歯車減速機構１３におけるリングギヤ１７の反力がアクスルハウジング８を介してラジアスロッド１９により確保される。したがって、トレーリングアーム４の揺動時においてもアクスルシャフト９には駆動トルクのみが入力され、この駆動トルクは遊星歯車減速機構１３におけるサンギヤ１４からプラネタリギヤ１５を介してキャリア１６に伝達され、更にキャリア１６からハブ１１を介して車輪１２に伝達される。
【００２６】
本実施形態のトレーリングアーム式サスペンション１によれば、路面Ｇからの振動や衝撃を吸収する際のトレーリングアーム４の揺動によって、図示されない動力伝達装置からドライブシャフト２０を経てアクスルシャフト９に至るパワーラインに過大負荷が発生するのを防止することができる。このため、パワーラインの強度を必要以上に持たせる必要はなく、軽量化やコストダウンを図ることができる。また、従来のようなトレーリングアーム４の揺動に伴うトルク干渉が生じないので、路面Ｇからの振動や衝撃を吸収する際のトレーリングアーム４の揺動がスムーズに行われるという効果、あるいは、駆動力伝達時にトレーリングアーム４が強制的にストロークされるのを緩和するができるという効果もある。
【００２７】
なお、本実施形態においては、相対する二組のリンクの長さがそれぞれ等しくされて四つのリンクにて平行四辺形を呈する完全な平行リンク機構３０を採用することにより、トレーリングアーム４が揺動角θ１にて上下方向に揺動される際におけるアクスルハウジング８それ自体の回転変位を零に抑える例を示したが、アクスルハウジング８の回転変位が微小であることを条件として、平行リンク機構３０に代えて、四つのリンクにて台形を呈する四節リンク機構を採用することも可能である。
【００２８】
図３には、本発明の第２の実施形態に係るトレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する側面視の模式図で、基準状態図（ａ）および揺動状態図（ｂ）がそれぞれ示されている。なお、先の実施形態と同一または同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとし、以下においては先の実施形態と異なる点を中心に説明することとする。
【００２９】
本実施形態のトレーリングアーム式サスペンション１Ａでは、アクスルハウジング８の車体側の端部においてブラケット１８Ａが鉛直上方に延びるように突設されている。また、アクスルハウジング８の中心点Ｏ２とピン継手３２のピン中心点Ｏ４との距離が１０Ｌであるとした場合、ピン継手３１のピン中心点Ｏ３とピン継手３２のピン中心点Ｏ４との距離が３５Ｌ、トレーリングアーム４の揺動中心点Ｏ１とピン継手３１のピン中心点Ｏ３との距離が１５Ｌ、トレーリングアーム４の揺動中心点Ｏ１とアクスルハウジング８の中心点Ｏ２との距離が５０Ｌにそれぞれ設定されており、車体２を固定節として、トレーリングアーム４、ブラケット１８Ａおよびラジアスロッド１９Ａにより四つのリンクの長さが異なる四節リンク機構３０Ａが構成されている。このように四つのリンクの長さ比が設定された四節リンク機構３０Ａによれば、トレーリングアーム４が揺動角θ１にて上下方向に揺動される際において、ブラケット１８Ａの状態位置を、当該四節リンク機構３０Ａの一構成要素であるラジアスロッド１９Ａにより、鉛直上方に延びる状態位置に保つことができる。したがって、本実施形態のトレーリングアーム式サスペンション１Ａによっても、トレーリングアーム４の揺動に伴うトレーリングアーム４とアクスルハウジング８との相対回転を許容しつつアクスルハウジング８それ自体の回転を規制することができるので、先の実施形態のトレーリングアーム式サスペンション１と同様の作用効果を得ることができる。
【００３０】
図４には、本発明の第３の実施形態に係るトレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する平面視の模式図が示されている。なお、前記各実施形態と同一または同様のものについては図に同一符号を付すに留めてその詳細な説明を省略することとする。
【００３１】
図４に示されるトレーリングアーム式サスペンション１Ｂにおいては、前記各実施形態におけるアクスルハウジング８がトレーリングアーム４側の第１アクスルハウジング２１とハブ１１側の第２アクスルハウジング２２とに分割されるとともに、前記各実施形態におけるアクスルシャフト９がトレーリングアーム４側の第１アクスルシャフト２３とハブ１１側の第２アクスルシャフト２４とに分割されている。前記第１アクスルシャフト２３と前記第２アクスルシャフト２４とは等速継手２６（本発明の「自在継手」に対応する。）により接続され、前記第１アクスルハウジング２１と前記第２アクスルハウジング２２とは前記等速継手２６に対応するように配されるナックル継手２５により接続されている。また、前記ハブ１１は図示されないステアリング装置と連結され、このステアリング装置によりハブ１１がナックル継手２５の図示されないキングピン回りに回動されるようになっている。その他の点については前記各実施形態と同様である。このトレーリングアーム式サスペンション１Ｂによれば、前記各実施形態のトレーリングアーム式サスペンション１，１Ａと同様の作用効果を得ることができるのは勿論のこと、操舵輪懸架に用いられて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るトレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する平面視の模式図
【図２】本発明の第１の実施形態に係るトレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する側面視の模式図で、基準状態図（ａ）および揺動状態図（ｂ）
【図３】本発明の第２の実施形態に係るトレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する側面視の模式図で、基準状態図（ａ）および揺動状態図（ｂ）
【図４】本発明の第３の実施形態に係るトレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する平面視の模式図
【図５】従来技術に係るトレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する平面視の模式図
【図６】従来技術に係るトレーリングアーム式サスペンションの概略構成を説明する側面視の模式図で、基準状態図（ａ）および揺動状態図（ｂ）
【符号の説明】
【００３３】
１，１Ａ，１Ｂ トレーリングアーム式サスペンション
２ 車体
４ トレーリングアーム
８ アクスルハウジング
９ アクスルシャフト
１１ ハブ
１２ 車輪
１３ 遊星歯車減速機構
１４ サンギヤ
１６ キャリア
１７ リングギヤ
１９，１９Ａ ラジアスロッド
２１ 第１アクスルハウジング
２２ 第２アクスルハウジング
２３ 第１アクスルシャフト
２４ 第２アクスルシャフト
２５ ナックル継手
２６ 等速継手（自在継手）
３０ 平行リンク機構
３０Ａ 四節リンク機構

特許の図
【出願人】 【識別番号】０００００１２３６
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
【出願日】 平成１８年７月１９日（２００６．７．１９）
【代理人】 【識別番号】１０００９７７５５
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 勉
【公開番号】 特開２００８−２４０６５（Ｐ２００８−２４０６５Ａ）
【公開日】 平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願番号】 特願２００６−１９６５０４（Ｐ２００６−１９６５０４）