JP2001287522A - フロントサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】少なくともナックル２の車体下方向にダブルピ
ボット式リンク機構を有するフロントサスペンション装
置であって、車両の片流れを抑制するために必要な各ボ
ールジョイントにおける摺動摩擦力を確保しつつ、シミ
ーレベルの低減効果を最大限に発揮する装置を提供す
る。 【解決手段】本発明装置は、ロアサスペンションアーム
３，４側の２つのボールジョイント１１，１２それぞれ
で発生する摺動摩擦力の和が、アッパーサスペンション
アーム５側のボールジョイント１３で発生する摺動摩擦
力よりも小さくなるように設定することによって、サス
ペンションの前後共振周波数において、ボールジョイン
ト部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸Ｒ1
がほぼ設計段階で設定した位置に保持されるため、車両
の路面の傾き等によりステアリングが取られて車両の直
進性が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミーレ
ベルの低減効果を最大限に発揮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも操舵輪
を回転自在に支持した車輪支持部材の車体下方向に、互
いに独立した２つのサスペンションリンクがそれぞれボ
ールジョイントを介して回転自在に結合されるダブルピ
ボット式のリンク機構を有するフロントサスペンション
装置であって、特に、車両の片流れを抑制しつつ、シミ
ー発生を防止する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】こうした従来のフロントサスペンション
装置としては、例えば、特開平８−１０４２５０号公報
に記載のものがある。これは、フロントアクスルと車輪
支持部材であるナックルとの回転摺動部の粘性抵抗を高
周波のシミーに対して高く、低周波の操舵入力には低く
設定することでシミー現象を防止しつつ、操縦安定性に
優れた車両操舵装置を提供する技術である。また、上記
技術以外にも、ボールジョイント部の摺動摩擦を上げて
シミーレベルを低減しようとする技術が公知である。

【０００３】確かに、ロアサスペンションリンクまたは
アッパーサスペンションリンクが、ナックル側部材と１
つのボールジョイントを介して結合されるシングルピボ
ット式のリンク機構を有するフロントサスペンション装
置において、ボールジョイント部の摺動摩擦を上げるこ
とは、シミー発生時のナックル回転を抑制するために有
効である。

【０００４】しかしながら、少なくとも操舵輪を回転自
在に支持した車輪支持部材の車体下方向に、互いに独立
した２つのサスペンションリンクがそれぞれボールジョ
イントを介して回転自在に結合されるダブルピボット式
のリンク機構を有するフロントサスペンション装置で
は、ボールジョイント部の摺動摩擦力を増大させること
は逆に、サスペンション前後共振周波数において、設計
段階で設定された理想キングピン軸の位置を変えてしま
うため、かえってシミーレベルが悪化してしまうという
不都合が明らかとなった。

【０００５】また、車両に対して安定した走行を確保
し、路面の傾き等によりステアリングが取られて車両の
直進性が乱される片流れを防止するためには、仮想キン
グピン軸周りの摺動摩擦力を一定の値以上にする必要が
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決すべき課
題は、上述の事実に鑑みてなされたものであり、少なく
とも車輪支持部材の車体下方向にダブルピボット式のリ
ンク機構を有するフロントサスペンション装置におい
て、ボールジョイントの部位を考慮した摺動摩擦に関す
る設定を行うことで、車両の片流れを抑制するために必
要な仮想キングピン軸周りの摺動摩擦力を確保しつつ、
シミーレベルの低減効果を最大限に発揮することができ
るフロントサスペンション装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的のため、第１発
明による、フロントサスペンション装置は、少なくと
も、操舵輪を回転自在に支持した車輪支持部材の車体下
方向に、互いに独立した２つのサスペンションリンクが
それぞれボールジョイントを介して回転自在に結合され
るダブルピボット式のリンク機構を有するフロントサス
ペンション装置において、前記車輪支持部材の車体下方
向にあるロアサスペンションリンク側の２つのボールジ
ョイントそれぞれで発生する摺動摩擦力の和が、前記車
輪支持部材の車体上方向にあるアッパーサスペンション
リンク側のボールジョイントで発生する前記摺動摩擦力
よりも小さくなるように設定したことを特徴とするもの
である。

【０００８】第２発明による、フロントサスペンション
装置は、操舵輪を回転自在に支持した車輪支持部材の車
体下方向に、互いに独立した２つのサスペンションリン
クがそれぞれボールジョイントを介して回転自在に結合
されるダブルピボット式のリンク機構を有し、また、前
記車輪支持部材の車体上方向に、サスペンションリンク
が１つのボールジョイントを介して回転自在に結合され
るシングルピボット式のリンク機構を有するフロントサ
スペンション装置において、前記車輪支持部材の車体下
方向にあるロアサスペンションリンク側の２つのボール
ジョイントそれぞれで発生する摺動摩擦力が、前記車輪
支持部材の車体上方向にあるアッパーサスペンションリ
ンク側の１つのボールジョイントで発生する前記摺動摩
擦力の和よりも小さくなるように設定したことを特徴と
するものである。

【０００９】第３発明による、フロントサスペンション
装置は、操舵輪を回転自在に支持した車輪支持部材の車
体上下方向に、互いに独立した２つのサスペンションリ
ンクがそれぞれボールジョイントを介して回転自在に結
合されるダブルピボット式のリンク機構を有するフロン
トサスペンション装置において、前記車輪支持部材の車
体下方向にあるロアサスペンションリンク側の２つのボ
ールジョイントそれぞれで発生する摺動摩擦力の和が、
前記車輪支持部材の車体上方向にあるアッパーサスペン
ションリンク側の２つのボールジョイントそれぞれで発
生する前記摺動摩擦力の和よりも小さくなるように設定
したことを特徴とするものである。

【００１０】第４発明による、フロントサスペンション
装置は、少なくとも、操舵輪を回転自在に支持した車輪
支持部材の車体下方向に、トランスバースリンクと、テ
ンションロッドまたはコンプレッションロッドとがそれ
ぞれ独立してボールジョイントを介して回転自在に結合
されるダブルピボット式のリンク機構を有するフロント
サスペンション装置において、前記トランスバースリン
ク側のボールジョイントで発生する摺動摩擦力が、前記
テンションロッドまたはコンプレッションロッド側のボ
ールジョイントで発生する前記摺動摩擦力よりも小さく
なるように設定したことを特徴とするものである。

【００１１】第５発明による、フロントサスペンション
装置は、少なくとも、操舵輪を回転自在に支持した車輪
支持部材の車体下方向に、互いに独立した２つのサスペ
ンションリンクがそれぞれボールジョイントを介して回
転自在に結合されるダブルピボット式のリンク機構を有
するフロントサスペンション装置において、仮想キング
ピン軸がホイールセンタに対して車両外側に配置され、
前記仮想キングピン軸から前記ホイールセンタまでのオ
フセット値は、ロアサスペンションリンク側に設けた２
つのボールジョイントで発生する前記摺動摩擦力の和が
シミー発生時のアンバランス入力で割った値とほぼ一致
するように設定されることを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の効果】第１発明であるフロントサスペンション
装置は、操舵輪を回転自在に支持した車輪支持部材の車
体下方向にあるロアサスペンションリンク側の２つのボ
ールジョイントそれぞれで発生する摺動摩擦力の和が、
前記車輪支持部材の車体上方向にあるアッパーサスペン
ションリンク側のボールジョイントで発生する前記摺動
摩擦力よりも小さくなるように設定することによって、
車両支持部材とボールジョイントとが相対回転するダブ
ルピボット式リンク機構側のボールジョイントの滑らか
な回転を確保する。

【００１３】この場合、サスペンションの前後共振周波
数において、ボールジョイント部の摺動摩擦力による影
響で生じる仮想キングピン軸の設計位置からのズレを最
小限に抑えることができるため、車輪支持部材は、ほぼ
設計段階で設定した仮想キングピン軸周りに回転するか
ら、車輪支持部材の車両上下軸方向の回転成分は小さく
なり、ステアリングホイールの回転振動レベルを低くす
ることができる。

【００１４】従って、本発明によれば、ボールジョイン
ト部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸がほ
ぼ設計段階で設定した位置に保持されるため、車両の路
面の傾き等によりステアリングが取られて車両の直進性
が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミーレベル
の低減効果を最大限に発揮することができる。

【００１５】第２発明であるフロントサスペンション装
置は、操舵輪を回転自在に支持した車輪支持部材の車体
下方向にあるロアサスペンションリンク側の２つのボー
ルジョイントそれぞれで発生する摺動摩擦力の和が、前
記車輪支持部材の車体上方向にあるアッパーサスペンシ
ョンリンク側の１つのボールジョイントで発生する前記
摺動摩擦力よりも小さくなるように設定することによっ
て、仮想キングピン軸周りの摺動摩擦力を片流れが発生
しない程度に十分高く維持したまま、ロアサスペンショ
ンリンク側の２つのボールジョイントそれぞれで発生す
る摺動摩擦力を低減させる。

【００１６】この場合、サスペンションの前後共振周波
数において、ボールジョイント部の摺動摩擦力による影
響で生じる仮想キングピン軸の設計位置からのズレが最
小限に抑えられるため、車輪支持部材は、ほぼ設計段階
で設定した仮想キングピン軸周りに回転するから、車輪
支持部材の車両上下軸方向の回転成分は小さくなり、ス
テアリングホイールの回転振動レベルを低くすることが
できる。

【００１７】従って、本発明によれば、ボールジョイン
ト部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸がほ
ぼ設計段階で設定した位置に保持できるため、車両の路
面の傾き等によりステアリングが取られて車両の直進性
が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミーレベル
の低減効果を最大限に発揮することができる。

【００１８】第３発明であるフロントサスペンション装
置は、操舵輪を回転自在に支持した車輪支持部材の車体
下方向にあるダブルピボット式リンク機構において、車
両上下軸方向の回転成分が大きいロア側の２つのボール
ジョイントそれぞれで発生する摺動摩擦力の和が、車両
左右軸方向の回転成分が比較的大きいアッパー側の２つ
のボールジョイントそれぞれで発生する摺動摩擦力より
も小さくなるように設定することによって、ロアサスペ
ンションリンク側のボールジョイントそれぞれで発生す
る摺動摩擦力を低減させる。

【００１９】この場合、サスペンションの前後共振周波
数において、ボールジョイント部の摺動摩擦力による影
響で生じる仮想キングピン軸の設計位置からの変位が最
小限に抑えられるため、車輪支持部材は、ほぼ設計段階
で設定した仮想キングピン軸周りに回転するから、車輪
支持部材の車両上下軸方向の回転成分は小さくなり、ス
テアリングホイールの回転振動レベルを低くすることが
できる。

【００２０】従って、本実施形態によれば、ボールジョ
イント部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸
がほぼ設計段階で設定した位置に保持できるため、車両
の路面の傾き等によりステアリングが取られて車両の直
進性が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミーレ
ベルの低減効果を最大限に発揮することができる。

【００２１】第４発明であるフロントサスペンション装
置は、操舵輪を回転自在に支持した車輪支持部材の車体
下方向にあるダブルピボット式リンク機構におけるトラ
ンスバースリンク側のボールジョイントで発生する摺動
摩擦力が、テンションロッドまたはコンプレッションロ
ッド側のボールジョイントで発生する摺動摩擦力の和よ
りも小さくなるように設定することによって、テンショ
ンロッドまたはコンプレッションロッド側のボールジョ
イントで発生する摺動摩擦力を上昇させることなく、該
テンションロッドまたはコンプレッションロッド側のボ
ールジョイントに比べて車両上下軸方向の回転変位が大
きいトランスバースリンク側のボールジョイントで発生
する摺動摩擦力を低減させる。

【００２２】この場合、サスペンションの前後共振周波
数において、ボールジョイント部の摺動摩擦力による影
響で生じる仮想キングピン軸の設計位置からのズレが最
小限に抑えられるため、車輪支持部材は、ほぼ設計段階
で設定した仮想キングピン軸周りに回転するから、車輪
支持部材の車両上下軸方向の回転成分は小さくなり、ス
テアリングホイールの回転振動レベルを低くすることが
できる。

【００２３】従って、本実施形態によれば、ボールジョ
イント部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸
がほぼ設計段階で設定した位置に保持できるため、車両
の路面の傾き等によりステアリングが取られて車両の直
進性が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミーレ
ベルの低減効果を最大限に発揮することができる。

【００２４】第５発明であるフロントサスペンション装
置は、少なくとも、操舵輪を回転自在に支持した車輪支
持部材の車体下方向に、互いに独立した２つのサスペン
ションアームがそれぞれボールジョイントを介して回転
自在に結合されるダブルピボット式のリンク機構を有す
るフロントサスペンション装置において、仮想キングピ
ン軸がホイールセンタに対して車両外側に配置され、前
記仮想キングピン軸から前記ホイールセンタまでのオフ
セット値は、ロア側の２つのボールジョイントそれぞれ
で発生する摺動摩擦力の和がシミー発生時のアンバラン
ス入力で割った値とほぼ一致するように設定することに
よって、車輪支持部材の回転中心をアンバランス入力の
入力点であるホイールセンタに近づけて、車輪支持部材
を車両上下軸方向に回転させようとするモーメントを抑
制し、車輪支持部材の車両上下軸方向の回転振動は小さ
くできる。

【００２５】この場合、車輪のアンバランス入力により
励起されるサスペンションの前後共振周波数において、
ボールジョイント部の摺動摩擦力による影響で生じる仮
想キングピン軸の設計位置からの変位を最小限に抑えら
れるため、車輪支持部材は、ほぼ設計段階で設定した仮
想キングピン軸周りに回転するから、車輪支持部材の車
両上下軸方向の回転成分は小さくなり、ステアリンクホ
イールの回転振動レベルを低くすることができる。

【００２６】従って、本発明によれば、ボールジョイン
ト部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸がほ
ぼ設計段階で設定した位置に保持されるため、車両の路
面の傾き等によりステアリングが取られて車両の直進性
が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミーレベル
の低減効果を最大限に発揮することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００２８】図１は、本発明によるフロントサスペンシ
ョン装置の第１実施形態を示すスケルトン図である。ま
た、図２は、図１のＡ型アッパーサスペンションアーム
におけるサスペンション前後共振時の実振動モードを説
明するスケルトン図、図３〜図５は、図１のロアサスペ
ンションアームにおけるサスペンション前後共振時の実
振動モードを説明するスケルトン図である。

【００２９】本実施形態は、図１に示す如く、操舵輪で
あるタイヤ１を回転自在に支持した車輪支持部材である
ナックル２の車体下方向に、互いに独立した２つのサス
ペンションリンクとしてのロアサスペンションアーム
３，４がそれぞれボールジョイント１１，１２を介して
回転自在に結合されるダブルピボット式のリンク機構を
有する。また、ナックル２の車体上方向には、サスペン
ションリンクとしてのＡ型アッパーサスペンションアー
ム５が１つのボールジョイント１３を介して回転自在に
結合されるシングルピボット式のリンク機構を有する。

【００３０】ナックル２は、２つのロアサスペンション
アーム３，４それぞれを軸方向に延長したロアリンク軸
線Ｌ3，Ｌ4の交点Ａ1と、アッパーサスペンションアー
ム５のボールジョイント１３の中心点Ａ2とを結ぶ軸線
Ｒ1周りを転舵する。この軸線Ｒ1が設計段階で設定され
た仮想キングピン軸となる。

【００３１】タイヤ１はナックル２に対して軸線Ｒ周り
を回転し、このタイヤ回転軸線Ｒとタイヤ１の径方向断
面ｆとの交点がホイールセンタＢとなる。

【００３２】本実施形態では、ナックル２の車体下方向
にあるロアサスペンションアーム３，４側の２つのボー
ルジョイント１１，１２それぞれで発生する摺動摩擦力
の和が、ナックル２の車体上方向にあるアッパーサスペ
ンションアーム５側の１つのボールジョイント１３で発
生する摺動摩擦力よりも小さくなるように設定する。

【００３３】ここで、本実施形態の作用を説明する。

【００３４】サスペンションの前後共振モードにおける
シングルピボット式のリンク機構は一般に、図２のＡ型
アッパーサスペンションアーム５に示す如く、破線位置
から実線位置に変位し、ナックル２の回転方向ｄ2と、
ボールジョイント１３の回転方向ｄ13とは同じ回転方向
となる。つまり、ボールジョイント１３の摺動摩擦力
は、ナックル２の車両上下軸方向の回転成分による振動
を抑制するように作用する。

【００３５】従って、シングルピボット式のリンク機構
におけるボールジョイント１３の摺動摩擦力を大きく設
定すれば、タイヤ１の回転アンバランス加振力によって
サスペンション前後共振が励起される場合、ナックル２
の車両上下軸周りの回転成分による振動レベルが低くな
り、ステアリングの回転振動を低減させることができ
る。

【００３６】これに対して、サスペンションの前後共振
モードにおけるダブルピボット式のリンク機構は一般
に、図１のロアサスペンションアーム３，４に示す如
く、仮想キングピン軸Ｒ1周りに転舵するため、上記シ
ングルピボット式のリンク機構と比較して、仮想キング
ピン軸Ｒ1とホイールセンタＢとの距離が小さくなる。
このため、ダブルピボット式リンク機構は、図３に示す
如く、破線位置から実線位置に変位し、サスペンション
の前後共振モードにおけるナックル２の車両上下軸方向
の回転成分が小さくなるため、タイヤ１の回転アンバラ
ンス加振力により励起されるステアリングホイールの回
転振動レベルを低くできるという利点がある。

【００３７】ところが、ダブルピボット式のリンク機構
にあっては、図３に示す如く、サスペンション前後共振
モードにおけるナックル２の回転方向ｄ2と、ボールジ
ョイント１２（１１）の回転方向ｄ12（ｄ11）とは反対
向きの回転方向となる。このため、シングルピボット式
のリンク機構と同様に、ボールジョイント１１，１２の
摺動摩擦力が大きくなると、ボールジョイント１１，１
２の滑らかな回転が阻害され、サスペンション前後共振
周波数において、図４に示すように、ナックル２は、設
定された仮想キングピン軸Ｒ1周りに回転することな
く、車両のより内側の軸周りに回転する。

【００３８】従って、ダブルピボット式のリンク機構に
おけるボールジョイント１１，１２の摺動摩擦力を大き
く設定すると、タイヤ１の回転アンバランス加振力によ
りサスペンションの前後共振が励起される場合のナック
ル２の車両上下軸方向の回転成分による振動レベルは高
くなり、ステアリングの回転振動は増大してしまうとい
う不都合が生じる。

【００３９】またフロントサスペンション装置全体とし
ては、路面の傾き等によりステアリングが取られて車両
の直進性が乱される、所謂、片流れのような現象を防止
するため、ナックル２の仮想キングピン軸Ｒ1周りの摺
動摩擦力は、或る一定値以上にする必要がある。このた
め、各ボールジョイント１１，１２，１３の摺動摩擦力
の和も、或る一定値以上に設定しなければならない。

【００４０】そこで、本実施形態は、ロアサスペンショ
ンアーム３，４側の２つのボールジョイント１１，１２
それぞれで発生する仮想キングピン軸Ｒ1周りの摺動摩
擦力の和が、Ａ型アッパーサスペンションアーム５側の
１つのボールジョイント１３で発生する仮想キングピン
軸Ｒ1周りの摺動摩擦力よりも小さくなるように設定す
ることによって、Ａ型アッパーサスペンションアーム５
側の１つのボールジョイント１３で発生する摺動摩擦力
を高く維持したまま、ロアサスペンションアーム３，４
側の２つのボールジョイント１１，１２それぞれで発生
する摺動摩擦力を低減させる。

【００４１】この場合、サスペンションの前後共振周波
数において、ボールジョイント部の摺動摩擦力による影
響で生じる仮想キングピン軸Ｒ1の設計位置（図１に示
す軸線Ｒ1の位置）からの変位が最小限に抑えられるた
め、ナックル２は、図５に示す如く、ほぼ設計段階で設
定した仮想キングピン軸Ｒ1周りに回転するから、ナッ
クル２の車両上下軸方向の回転成分は小さくなり、ステ
アリングホイールの回転振動レベルを低くすることがで
きる。

【００４２】従って、本実施形態によれば、ボールジョ
イント部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸
Ｒ1がほぼ設計段階で設定した位置に保持できるため、
車両の路面の傾き等によりステアリングが取られて車両
の直進性が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミ
ーレベルの低減効果を最大限に発揮することができる。
なお、本実施形態のＡ型のサスペンションアームは、Ｌ
型のサスペンションアームであってもよい。

【００４３】図６は、本発明の第２実施形態を示すスケ
ルトン図である。なお、第１実施形態と同一部分に関し
ては同一符号をもって示し、その説明を省略する。

【００４４】本実施形態は、図６に示す如く、ナックル
２の車体下方向に、２つのロアサスペンションアーム
３，４がそれぞれボールジョイント１１，１２を介して
回転自在に結合されるダブルピボット式のリンク機構を
有すると共に、ナックル２の車体上方向にも、サスペン
ションリンクとしての２つのアッパーサスペンションア
ーム６，７がそれぞれボールジョイント１４，１５を介
して回転自在に結合されるダブルピボット式のリンク機
構を有する。

【００４５】ナックル２は、２つのロアサスペンション
アーム３，４それぞれを軸方向に延長したロアリンク軸
線Ｌ3，Ｌ4の交点Ａ1と、２つのアッパーサスペンショ
ンアーム６，７それぞれを軸方向に延長したアッパーリ
ンク軸線Ｌ6，Ｌ7の交点Ａ3とを結ぶ軸線Ｒ2周りを転舵
する。この軸線Ｒ2が設計段階で設定された仮想キング
ピン軸となる。

【００４６】本実施形態では、ロアサスペンションアー
ム３，４側の２つのボールジョイント１１，１２それぞ
れで発生する摺動摩擦力の和が、アッパーサスペンショ
ンアーム６，７側の２つのボールジョイント１４，１５
それぞれで発生する摺動摩擦力の和よりも小さくなるよ
うに設定する。

【００４７】ここで、本実施形態の作用を説明する。

【００４８】ナックル２の車体上下方向にダブルピボッ
ト式リンク機構を有するフロントサスペンション装置に
おいて、サスペンションの前後共振における主ばねは、
フロントサスペンションにおける前後方向の力を取って
いる第２ロアサスペンションアーム４と車体とを結合す
る弾性ブッシュである（車体および弾性ブッシュは共に
図示せず）。このため、サスペンションの前後共振時に
おいて、ロアサスペンションアーム３，４をナックル２
に結合するボールジョイント１１，１２それぞれの回転
は、車両上下軸方向であるが、アッパーサスペンション
アーム６，７をナックル２に結合するボールジョイント
１４，１５それぞれの回転は、車両上下軸方向の回転と
車両左右軸方向の回転とが混ざることになる。

【００４９】しかして、ナックル２の車体上方向に有す
るダブルピボット式のリンク機構に関しては、ボールジ
ョイントの車両上下軸方向の回転を妨げることなく、ボ
ールジョイントの車両左右軸方向の回転を抑制し、タイ
ヤ１の回転アンバランス加振力によってサスペンション
前後共振が励起される場合のステアリングの回転振動を
低減させることができる。但し、この場合も、片流れを
防止するため、各ボールジョイント１１，１２，１４，
１５の摺動摩擦力の和を、或る一定値以上に設定しなけ
ればならない。

【００５０】そこで、本実施形態は、車両上下軸方向の
回転成分が大きいロア側の２つのボールジョイント１
１，１２それぞれで発生する摺動摩擦力の和が、車両左
右軸方向の回転成分が比較的大きいアッパー側の２つの
ボールジョイント１４，１５それぞれで発生する摺動摩
擦力よりも小さくなるように設定することによって、ロ
アサスペンションアーム３，４側のボールジョイント１
１，１２それぞれで発生する摺動摩擦力を低減させる。

【００５１】この場合も、サスペンションの前後共振周
波数において、ボールジョイント部の摺動摩擦力による
影響で生じる仮想キングピン軸Ｒ2の設計位置（図６に
示す軸線Ｒ2の位置）からの変位が最小限に抑えられる
ため、ナックル２は、ほぼ設計段階で設定した仮想キン
グピン軸Ｒ2周りに回転するから、ナックル２の車両上
下軸方向の回転成分は小さくなり、ステアリングホイー
ルの回転振動レベルを低くすることができる。

【００５２】従って、本実施形態によれば、ボールジョ
イント部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸
Ｒ2がほぼ設計段階で設定した位置に保持できるため、
車両の路面の傾き等によりステアリングが取られて車両
の直進性が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミ
ーレベルの低減効果を最大限に発揮することができる。

【００５３】図７は、本発明の第３実施形態を示すスケ
ルトン図である。なお、本実施形態の基本構造は、第１
実施形態と同様であるため、第１実施形態と同一部分に
関しては同一符号をもって示し、その説明を省略する。

【００５４】本実施形態は、図７に示す如く、ナックル
２の車体下方向に、サスペンションリンクとしての互い
に独立した第１ロアリンクであるトランスバースリンク
８および、第２ロアリンクであるテンションロッド（ま
たはコンプレッションロッド）９がそれぞれボールジョ
イント１６，１７を介して回転自在に結合されるダブル
ピボット式のリンク機構を有する。この場合、トランス
バースリンク８は、主に車両左右軸方向の力を分担し、
テンションロッド９は、主に車両上下軸方向の力を分担
する。

【００５５】ナックル２の車体上方向には、Ａ型アッパ
ーサスペンションアーム５が１つのボールジョイント１
３を介して回転自在に結合されるシングルピボット式の
リンク機構を有する。

【００５６】ナックル２は、トランスバースリンク８を
軸方向に延長したロアリンク軸線Ｌ8およびテンション
ロッド９を軸方向に延長したロアリンク軸線Ｌ9の交点
Ａ4と、アッパーサスペンションアーム５のボールジョ
イント１３の中心点Ａ3とを結ぶ軸線Ｒ3周りを転舵す
る。この軸線Ｒ3が設計段階で設定された仮想キングピ
ン軸となる。

【００５７】本実施形態では、トランスバースリンク８
側の１つのボールジョイント１６で発生する摺動摩擦力
が、テンションロッド９側のボールジョイント１７で発
生する摺動摩擦力の和よりも小さくなるように設定す
る。

【００５８】ここで、本実施形態の作用を説明する。

【００５９】サスペンションの前後共振における主ばね
は、主に車両前後軸方向の力を分担するテンションロッ
ド９と車体とを結合する弾性ブッシュである（車体およ
び弾性ブッシュは共に図示せず）。このため、サスペン
ションの前後共振時において、トランスバースリンク８
をナックル２に結合するボールジョイント１６の車両上
下軸方向の回転変位は、テンションロッド９の車両上下
軸方向の回転変位と比較して大きい。

【００６０】ボールジョイントの摺動摩擦力の影響は一
般的に、回転変位が大きいものほど大きいため、トラン
スバースリンク８側のボールジョイント１６の摺動摩擦
力を大きく設定すれば、タイヤ１の回転アンバランス加
振力によってサスペンション前後共振が励起される場合
のステアリングの回転振動を低減させることができる。

【００６１】しかして、この場合も、片流れを防止する
ため、各ボールジョイント１３，１６，１７の摺動摩擦
力の和を、或る一定値以上に設定しなければならない。

【００６２】そこで、本実施形態は、トランスバースリ
ンク８側のボールジョイント１６で発生する摺動摩擦力
が、テンションロッド９側のボールジョイント１７で発
生する摺動摩擦力よりも小さくなるように設定すること
によって、テンションロッド９側のボールジョイント１
７で発生する摺動摩擦力を上昇させることなく、このボ
ールジョイント１７に比べて車両上下軸方向の回転変位
が大きいトランスバースリンク８側のボールジョイント
１６で発生する摺動摩擦力を低減させる。

【００６３】この場合、サスペンションの前後共振周波
数において、ボールジョイント部の摺動摩擦力による影
響で生じる仮想キングピン軸Ｒ3の設計位置（図７に示
す軸線Ｒ3の位置）からの変位が最小限に抑えられるた
め、ナックル２は、ほぼ設計段階で設定した仮想キング
ピン軸Ｒ3周りに回転するから、ナックル２の車両上下
軸方向の回転成分は小さくなり、ステアリングホイール
の回転振動レベルを低くすることができる。

【００６４】従って、本実施形態によれば、ボールジョ
イント部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸
Ｒ3がほぼ設計段階で設定した位置に保持できるため、
車両の路面の傾き等によりステアリングが取られて車両
の直進性が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミ
ーレベルの低減効果を最大限に発揮することができる。

【００６５】図８は、本発明の第４実施形態を示すスケ
ルトン図である。なお、本実施形態のサスペンション装
置における基本構造は、第２実施形態と同様であるた
め、図６と同一部分に関しては同一符号をもって示し、
その説明を省略する。

【００６６】本実施形態は、図８に示す如く、ナックル
２の車体上下方向に、ダブルピボット式のリンク機構を
有し、ナックル２は、ロアリンク軸線Ｌ3，Ｌ4の交点Ａ
1と、アッパーリンク軸線Ｌ6，Ｌ7の交点Ａ3とを結ぶ軸
線Ｒ4周りを転舵する。この軸線Ｒ4が設計段階で設定さ
れた仮想キングピン軸となる。

【００６７】本実施形態では、仮想キングピン軸Ｒ4が
ホイールセンタＢに対して車両外側に配置され、仮想キ
ングピン軸Ｒ4からホイールセンタＢまでのオフセット
値、即ち、図８に示す距離Ｄは、ロア側の２つのボール
ジョイント１１，１２それぞれで発生する仮想キングピ
ン軸Ｒ4周りの摺動摩擦力の和が、シミー発生時のアン
バランス入力、即ち、本実施形態におけるタイヤ１のア
ンバランス加振力で割った値とほぼ一致するように設定
する。

【００６８】ここで、本実施形態の作用を説明する。

【００６９】ダブルピボット式のリンク機構にあって
は、図３の第１実施形態で説明の如く、各ボールジョイ
ントの摺動摩擦力が大きい場合には、ボールジョイント
の滑らかな回転が阻害され、サスペンション前後共振周
波数において、ナックル２は、設定された仮想キングピ
ン軸Ｒ4周りに回転することなく、車両のより内側の軸
周りに回転してしまう。

【００７０】このため、タイヤ１の回転アンバランス加
振力によりサスペンションの前後共振が励起される場合
のナックル２の車両上下軸方向の回転振動レベルは高く
なり、ステアリングの回転振動は増大する。これは、ボ
ールジョイントに摺動摩擦力が存在して、ホイールセン
タＢに車両前後軸方向の力が作用する場合に各リンクに
反力が発生し、ナックル２を車両上下軸方向に回転させ
ようとするモーメントが発生するため、このモーメント
によりナックル２の車両上下軸方向の回転が増大するこ
とによる。

【００７１】このときのナックル２の実際の回転軸とサ
スペンションのリンクジオメトリにより設計段階で設定
された仮想キングピン軸Ｒ4のオフセット値Ｄは、２つ
のボールジョイント１１，１２の摺動摩擦力の和がシミ
ー発生時のアンバランス入力、即ち、アンバランス加振
力で割った値となる。

【００７２】そこで、本実施形態において、上記オフセ
ット値Ｄは、ロア側の２つのボールジョイント１１，１
２それぞれで発生する摺動摩擦力の和がシミー発生時の
アンバランス加振力で割った値とほぼ一致するように設
定することによって、タイヤ１のアンバランス加振力に
よりサスペンションの前後共振が励起される場合、ナッ
クル２の回転中心をアンバランス加振力の入力点である
ホイールセンタＢに近づけて、ナックル２を車両上下軸
方向に回転させようとするモーメントを抑制し、ナック
ル２の仮想キングピン軸Ｒ4周りの回転振動は小さくで
きる。

【００７３】この場合、タイヤ１のアンバランス加振力
により励起されるサスペンションの前後共振周波数にお
いて、ボールジョイント部の摺動摩擦力による影響で生
じる仮想キングピン軸Ｒ4の設計位置（図８に示す軸線
Ｒ4の位置）からの変位を最小限に抑えられるため、ナ
ックル２は、ほぼ設計段階で設定した仮想キングピン軸
Ｒ4周りに回転するから、ナックル２の車両上下軸方向
の回転成分は小さくなり、ステアリンクホイールの回転
振動レベルを低くすることができる。

【００７４】従って、本実施形態によれば、ボールジョ
イント部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸
Ｒ4がほぼ設計段階で設定した位置に保持されるため、
車両の路面の傾き等によりステアリングが取られて車両
の直進性が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミ
ーレベルの低減効果を最大限に発揮することができる。
なお、本実施形態のアッパーサスペンションリンクは、
１つのＡ型またはＬ型のサスペンションアームを介して
ナックル２に結合されたものであってもよい。

【００７５】上述のように、本発明であるフロントサス
ペンション装置は、タイヤ１を回転自在に支持したナッ
クル２の車体下方向にあるロアサスペンションリンク側
の２つのボールジョイントそれぞれで発生する摺動摩擦
力の和が、ナックル２の車体上方向にあるアッパーサス
ペンションリンク側のボールジョイントで発生する前記
摺動摩擦力よりも小さくなるように設定することによっ
て、ナックル２とボールジョイントとが相対回転するダ
ブルピボット式リンク機構側のボールジョイントの滑ら
かな回転を確保する。

【００７６】この場合、サスペンションの前後共振周波
数において、ボールジョイント部の摺動摩擦力による影
響で生じる仮想キングピン軸の設計位置からの変位を最
小限に抑えることができるため、ナックル２は、ほぼ設
計段階で設定した仮想キングピン軸周りに回転するか
ら、車輪支持部材の車両上下軸方向の回転成分は小さく
なり、ステアリングホイールの回転振動レベルを低くす
ることができる。

【００７７】図９は、本発明の作用効果を示す特性図で
あって、縦軸にナックル回転振動、横軸に周波数（Hz）
を示す。この図に示す如く、本発明によれば、従来技術
に比べて、ナックル回転振動が軽減されていることがわ
かる。

【００７８】従って、本発明によれば、ボールジョイン
ト部の摺動摩擦力を確保しつつ、仮想キングピン軸がほ
ぼ設計段階で設定した位置に保持されるため、車両の路
面の傾き等によりステアリングが取られて車両の直進性
が乱される片流れを効率良く抑制しつつ、シミーレベル
の低減効果を最大限に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明であるフロントサスペンション装置の
第１実施形態を示すスケルトン図である。

【図２】 図１のシングルピボット式リンク機構におけ
るサスペンション前後共振時の実振動モードを説明する
スケルトン図である。

【図３】 図１のダブルピボット式リンク機構における
サスペンション前後共振時の実振動モードを説明するス
ケルトン図である。

【図４】 従来のダブルピボット式リンク機構における
サスペンション前後共振時の実振動モードを説明するス
ケルトン図である。

【図５】 図１のダブルピボット式リンク機構における
サスペンション前後共振時の実振動モードを説明するス
ケルトン図である。

【図６】 本発明の第２実施形態を示すスケルトン図で
ある。

【図７】 本発明の第３実施形態を示すスケルトン図で
ある。

【図８】 本発明の第４実施形態を示すスケルトン図で
ある。

【図９】 本発明の作用効果を示す特性図である。

【符号の説明】

１ タイヤ ２ ナックル ３ ロアサスペンションアーム ４ ロアサスペンションアーム ５ アッパーサスペンションアーム ６ アッパーサスペンションアーム ７ アッパーサスペンションアーム ８ トランスバースリンク ９ テンションロッド（コンプレッションロッド） 11，12，13，14，15，16，17 ボールジョイント Ａ1，Ａ2，Ａ3 交点 Ｂ ホイールセンタ ｆ タイヤの径方向断面 Ｌ3，Ｌ4 ロアリンク軸線 Ｌ6，Ｌ7 アッパーリンク軸線 Ｌ8，Ｌ9 ロアリンク軸線 Ｒ タイヤ回転軸線 Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4 仮想キングピン軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、操舵輪を回転自在に支持し
   た車輪支持部材の車体下方向に、互いに独立した２つの
   サスペンションリンクがそれぞれボールジョイントを介
   して回転自在に結合されるダブルピボット式のリンク機
   構を有するフロントサスペンション装置において、 前記車輪支持部材の車体下方向にあるロアサスペンショ
   ンリンク側の２つのボールジョイントそれぞれで発生す
   る摺動摩擦力の和が、前記車輪支持部材の車体上方向に
   あるアッパーサスペンションリンク側のボールジョイン
   トで発生する摺動摩擦力よりも小さくなるように設定し
   たことを特徴とする、フロントサスペンション装置。
2. 【請求項２】 操舵輪を回転自在に支持した車輪支持部
   材の車体下方向に、互いに独立した２つのサスペンショ
   ンリンクがそれぞれボールジョイントを介して回転自在
   に結合されるダブルピボット式のリンク機構を有し、ま
   た、前記車輪支持部材の車体上方向に、サスペンション
   リンクが１つのボールジョイントを介して回転自在に結
   合されるシングルピボット式のリンク機構を有するフロ
   ントサスペンション装置において、 前記車輪支持部材の車体下方向にあるロアサスペンショ
   ンリンク側の２つのボールジョイントそれぞれで発生す
   る摺動摩擦力の和が、前記車輪支持部材の車体上方向に
   あるアッパーサスペンションリンク側の１つのボールジ
   ョイントで発生する前記摺動摩擦力よりも小さくなるよ
   うに設定したことを特徴とする、フロントサスペンショ
   ン装置。
3. 【請求項３】 操舵輪を回転自在に支持した車輪支持部
   材の車体上下方向に、互いに独立した２つのサスペンシ
   ョンリンクがそれぞれボールジョイントを介して回転自
   在に結合されるダブルピボット式のリンク機構を有する
   フロントサスペンション装置において、 前記車輪支持部材の車体下方向にあるロアサスペンショ
   ンリンク側の２つのボールジョイントそれぞれで発生す
   る摺動摩擦力の和が、前記車輪支持部材の車体上方向に
   あるアッパーサスペンションリンク側の２つのボールジ
   ョイントそれぞれで発生する前記摺動摩擦力の和よりも
   小さくなるように設定したことを特徴とする、フロント
   サスペンション装置。
4. 【請求項４】 少なくとも、操舵輪を回転自在に支持し
   た車輪支持部材の車体下方向に、トランスバースリンク
   と、テンションロッドまたはコンプレッションロッドと
   がそれぞれ独立してボールジョイントを介して回転自在
   に結合されるダブルピボット式のリンク機構を有するフ
   ロントサスペンション装置において、 前記トランスバースリンク側のボールジョイントで発生
   する摺動摩擦力が、前記テンションロッドまたはコンプ
   レッションロッド側のボールジョイントで発生する前記
   摺動摩擦力よりも小さくなるように設定したことを特徴
   とする、フロントサスペンション装置。
5. 【請求項５】 少なくとも、操舵輪を回転自在に支持し
   た車輪支持部材の車体下方向に、互いに独立した２つの
   サスペンションリンクがそれぞれボールジョイントを介
   して回転自在に結合されるダブルピボット式のリンク機
   構を有するフロントサスペンション装置において、 仮想キングピン軸がホイールセンタに対して車両外側に
   配置され、前記仮想キングピン軸から前記ホイールセン
   タまでのオフセット値は、ロアサスペンションリンク側
   に設けた２つのボールジョイントで発生する前記摺動摩
   擦力の和がシミー発生時のアンバランス入力で割った値
   とほぼ一致するように設定されることを特徴とする、フ
   ロントサスペンション装置。