JP2003136927A - 自動車のフロントサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダブルピボット形式のフロントサスペンション
において、簡便、安価に、車両転舵時の操縦安定性を向
上させる 【解決手段】ホイールサポート１に対して独立した２本
のロアーアームのうち、車輪ＷＦにおける車体後方側の
ロアーアーム７の軸心７ｃの車体前方側とロアーアーム
７を車体側で揺動自在に支持するブッシュ１０の内筒２
０の軸心１０ｃの車体前方側とがなす角度を鋭角とする
とともに、内筒２０の軸心１０ｃは、その車体前方側が
車体内方側に傾斜するよう車体前後方向に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輪を回転自在に
支持するホイールサポートに対して独立した２本のロア
ーアームを夫々枢着した自動車におけるダブルピボット
式のフロントサスペンション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的なダブルウイッシュボーン
形式のフロントサスペンションは、図８に正面図で示す
ように前輪８１(車輪)をホイールサポート（図示せず）
を介して車体やサスペンションクロスメンバに揺動自在
に支持するA型アッパアーム８２とA型ロアーアーム８３
とが設けられ、アッパアーム８２の車体外方側端部のア
ッパボールジョイント８４と、ロアーアーム８３の車体
外方側端部のロアボールジョイント８５とを結ぶ（仮
想）キングピン軸８６が形成され、車体を正面から見て
キングピン軸８６が路面８７に接する点と、タイヤ中心
線(ホイール中心線)８８が路面８７に接する点との間に
は図８に示す如きキングピンオフセット８９が設定され
ている。

【０００３】この場合、図９に平面図で示すように制動
時においては同図に矢印ａで示すように前輪８１にはタ
イヤの接地点に後ろ向きの力がかかり、このキングピン
オフセットの影響により、前輪８１が図９に仮想線ｂで
示すようにトーアウト方向に変位することとなり、制動
時の車両の安定性が悪化する懸念がある。

【０００４】このような制動時のトーアウトを解消する
ためには、図８、図９に示すロアボールジョイント８５
の位置をタイヤ中心線８８よりも可究的に車外側に移行
させるとよいが、前輪８１内にはブレーキディスクやキ
ャリパ等の制動装置が存在するので、ロアボールジョイ
ント８５の位置を前輪８１の内奥に移行させることは困
難である。

【０００５】そこで、上述の制動時のトーアウトを解消
する手段として、アッパアーム８２を短く形成し、図８
に点線ｃで示すようなキングピン軸を構成することが考
えられるが、上述のアッパアーム８２を極度に短く設定
すると、車輪のバンプ変位に伴うキャンバ変化が過大と
なるなどの別な問題が発生する。

【０００６】一方で、ホイールサポートに対してA型ロ
アーアームではなく、夫々独立した２本のロアーアーム
を枢着したダブルピボット形式の自動車のフロントサス
ペンション構造にあっては、キングピンオフセットを好
適に設定して上述の如き問題点を解消することができ
る。

【０００７】すなわち、図１０で示すように前輪８１を
ホイールサポート（図示せず）を介してサスペンション
クロスメンバまたは車体に支持する各々独立した一本の
ラテラルリンク構成のロアーアーム９０と、一本のコン
プレッションリンク構成のロアアーム９１とを備え、こ
れら２本のロアーアーム９０，９１の車体外方側の端部
を２つのボールジョイント９２，９３でホイールサポー
トに連結すると、各ロアーアーム９０，９１の車体外方
側の延長線上に仮想交点９４が形成され、仮想キングピ
ン軸を構成するこの交点９４はタイヤ中心線８８よりも
外方に位置することになり、制動時のトーアウト傾向を
解消して、制動時に安定したトーイン傾向と成すことが
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来こ
の種ダブルピボット形式のフロントサスペンション構造
のものにおいては、各ロアーアームの軸心と、このロア
ーアームを車体に枢着するブッシュの軸心とが直角にな
るよう構成されていた。つまり、図１０に示すように、
ロアーアーム９０，９１と、各アーム内端に固定される
ブッシュ９５，９５のブッシュ軸心（内外筒ブッシュ軸
心）とが直交する様に、９０°の角度で取り付けられて
いた。

【０００９】この従来のものでは、車両（車輪）転舵時
に生じるホイールサポートの変位に伴うロアーアームの
移動変位をうまく活用することが出来ず、この優れたダ
ブルピボット形式のフロントサスペンションの性能を充
分引出すことは出来ていないものであった。

【００１０】本発明は、上記に鑑み、ダブルピボット形
式のフロントサスペンションにおいて、特に車両（車
輪）転舵時の操縦安定性を向上させ、サスペンションの
性能を高めることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成によ
る自動車のフロントサスペンション装置は、車輪を回転
自在に支持するホイールサポートに対して独立した２本
のロアーアームを夫々枢着したダブルピボット式のフロ
ントサスペンション装置であって、上記ロアーアームの
うち、車体後方側に位置するロアーアームは、上記ホイ
ールサポートから車体内側後方に向かって延び、その内
筒が略水平に軸心を持つ円筒状のブッシュを介して車体
側に上下揺動自在に枢着されるとともに、該ロアーアー
ムの軸心が上記ブッシュ内筒の軸心に対して直角方向か
ら所定方向に所定角度傾斜させて上記ブッシュの外筒に
固定されたものである。

【００１２】本発明の第１の構成によれば、ロアーアー
ムの軸心がブッシュ内筒の軸心に対して直角方向から所
定方向に所定角度傾斜させて上記ブッシュの外筒に固定
されているので、車両（車輪）転舵時に生じるホイール
サポートの変位に伴うロアーアームの移動変位をうまく
活用することができ、この優れたダブルピボット形式の
フロントサスペンションの性能を充分引出すことが出来
る。すなわち、車輪の転舵時において、旋回外輪側でロ
アーアームに固定されている外筒が転舵動作に同期して
車体後方側に回転させられ、ロアーアームの軸心とブッ
シュの内筒の軸心とが直交する方向に近づく、あるいは
沿う方向に近づくようにコントロールすることで、車両
旋回時に車輪に作用する横力に対して車体に固定された
内筒が強固に対抗できる力を発生させてサスペンション
の横剛性を向上させたり、あるいはこの横力によってブ
ッシュが変位しやすくして、タイロッドの影響による好
ましくないトーアウト傾向のトー干渉を好ましいトーイ
ン方向に是正する等の効果を奏することができる。

【００１３】本発明の第２の構成による自動車のフロン
トサスペンション装置は、上記本発明の第１の構成にお
いて、上記ロアーアームは、そのアーム軸心と上記ブッ
シュ内筒の軸心との挟む角が、車体前方側において鋭角
となる様に傾斜角度を持って上記ブッシュの外筒に固定
されたものである。

【００１４】本発明の第２の構成によれば、ロアーアー
ムが、ロアーアーム軸心とブッシュ内筒の軸心との挟む
角が、車体前方側において鋭角となる様に傾斜角度を持
ってブッシュの外筒に固定されているので、車輪の転舵
時、旋回外輪側においてロアーアームに固定されている
外筒が転舵動作に同期して車体後方側に回転させられ、
ロアーアームの軸心とブッシュの内筒の軸心とが直交す
る方向に近づくため、車両旋回時に車輪に作用する横力
に対して車体に固定された内筒が強固に対抗するように
作用することから、サスペンション横剛性が高まり操縦
安定性を向上させることができる。

【００１５】本発明の第３の構成による自動車のフロン
トサスペンション装置は、上記ブッシュ内筒の軸心は、
車体前方側が車体内方側に傾斜するよう略車体前後方向
に配設されたものである。

【００１６】本発明の第３の構成によれば、第２の構成
に基づく効果を一層顕著に、かつ確実に奏することがで
きる。

【００１７】本発明の第４の構成による自動車のフロン
トサスペンション装置は、上記本発明の第１の構成にお
いて、上記ロアーアームは、そのアーム軸心と上記ブッ
シュ内筒の軸心との挟む角が、車体後方側において鋭角
となる様に傾斜角度を持って上記ブッシュの外筒に固定
されたものである。

【００１８】本発明の第４の構成によれば、ロアーアー
ムが、ロアーアーム軸心とブッシュ内筒の軸心との挟む
角が、車体後方側において鋭角となる様に傾斜角度を持
ってブッシュの外筒に固定されているので、車輪の転舵
時、旋回外輪側においてロアーアームに固定されている
外筒が転舵動作に同期して車体後方側に回転させられ、
ロアーアームの軸心とブッシュの内筒の軸心とが沿う方
向に近づくため、転舵する程、車両旋回時に車輪に作用
する横力の力でブッシュの弾性ゴム部材が車幅方向に移
動容易となって、タイロッドの後方変位による好ましく
ないトーアウト傾向のトー干渉を好ましいトーイン方向
に是正でき、転舵時の操縦安定性が向上する。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、ダブルピ
ボット形式のフロントサスペンションにおいて、ロアー
アームの軸心とブッシュの内筒の軸心とが成す角度を適
宜に設定したことで、特に車両転舵時の操縦安定性を向
上させ、このサスペンションの性能を高めることができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の第一の実施の形態
について、その全体構成を模式的に示す図１に沿って説
明する。

【００２１】ホイールサポート１はホイールディスクＷ
Ｄおよびタイヤ３を備えた前輪ＷＦ(車輪)を回転自在に
支持するもので、鋳造によって一体形成され、ロアーア
ーム連結部１ａと、後方に延びるタイロッド連結用の延
長部１ｂと、アッパーアーム連結部（図示せず）を備え
ている。

【００２２】上述のロアーアーム連結部１ａにはボール
ジョイント４，５を介してロアーアーム６，７がダブル
ピボット形式で連結されている。

【００２３】上述の２本のロアーアーム６，７のうち、
車体前方側のロアーアーム６は横方向に延びるラテラル
リンクで構成され、このロアーアーム６の車体内方側の
端部弾性体としてのブッシュ８を介してサスペンション
クロスメンバー（図示せず）に揺動自在に支持されてい
るとともに、サスペンションタワー部（図示せず）に向
かって上方に延びるダンパー９を支持している。

【００２４】また上述の２本のロアーアーム６，７のう
ち、車体後方側のロアーアーム７はコンプレッションリ
ンクで構成され、このロアアーム７は車体内側に向かっ
て後方に延び、このロアアーム７の車体内方側の端部
は、弾性体としてのブッシュ１０を介してサスペンショ
ンクロスメンバ（図示せず）に揺動自在に支持されてい
る。

【００２５】一方、ホイールサポート１の上端部にはボ
ールジョイント１１を介してハイマウント・アッパーア
ーム１２の車体外方側の端部を連結している。

【００２６】上述のアッパーアーム１２はＡ型アームに
より構成され、このアッパアーム１２の車体内方側の端
部は、弾性体としてのブッシュ１３およびブラケット
(図示せず)を介してホイールインナパネル２に揺動自在
に支持されている。

【００２７】さらに、上で述べたホイールサポート１の
延長部１ｂの後部には、ボールジョイント１４を介して
タイロッド１５を連結し、このタイロッド１５とギヤラ
ック１６とをボールジョイント１７を介して連結して、
ステアリングホイール(いわゆるハンドル)の操作により
各要素１６，１７，１５，１４，１ｂ，１を介して前輪
ＷＦを（仮想）キングピン軸回りに操舵すべく構成して
いる。

【００２８】図２は、図１におけるロアーアームと、こ
のロアーアームに固定された車体側ブッシュについて、
その詳細を示す平面図である。

【００２９】図２を用いてホイールサポートとロアーア
ームと車体側に固定されるブッシュについて詳細に説明
すると、車輪ＷＦはホイールサポート１に締結され、ホ
イールサポート１のロアーアーム連結部１ａからはボー
ルジョイント４を介して車両前方側のロアーアーム６
と、別のボールジョイント５を介して車両後方側のロア
ーアーム７とが連結され、車両前方側のロアーアーム６
と車両後方側のロアーアーム７には、それぞれ略水平方
向に軸心を有するブッシュ８とブッシュ１０が固定され
て上下揺動自在になっている。

【００３０】車両後方側のロアーアーム７における軸心
７ｃとブッシュ１０における軸心１０ｃとの角度は車体
前方側が鋭角θ１となるように設定され、また、ブッシ
ュ１０の軸心１０ｃは車両前方側が車体内方側に傾斜す
るような角度、鋭角θ２を持って内筒が車体に固定され
ている。

【００３１】ここで、ブッシュ１０は、ブッシュの斜視
図である図３に示しているように、スチール製の内筒２
０と、内筒２０に対して無負荷の状態で同軸を有するス
チール製の外筒２１と、内筒２０と外筒２１の間に充
填、接着される弾性ゴム部材２２とから構成され、先に
延べたロアーアーム７は外筒２１の外周面に溶接、固定
されているものであるため、ロアーアーム７の動きに伴
って、外筒２１は内筒２０の軸心１０ｃに沿って変位す
る動きと、内筒２０の軸心１０ｃに対して直角方向に回
転する動きと、内筒２０の軸心１０ｃを中心軸として回
転する動き等が許容されている。この場合、弾性ゴム部
材２２の弾性係数はブッシュ軸心１０ｃ方向が最も小さ
く（柔らかく）、従って外筒２１は内筒２０の軸心１０
ｃに沿って変位し易いものである。

【００３２】以上から、図２を車両の直進走行時と見た
場合、ブッシュ１０の内筒２０の軸心１０ｃを車両の略
前後方向を向くようにロアーアーム７の軸心７ｃに対し
て変位させているので、直進時の乗り心地を良好に維持
できる。

【００３３】次に、第一の実施の形態において、図２に
おける前方右側車輪ＷＦが、旋回外輪側となる場合、す
なわち、車両が左方へ旋回するように操作された場合の
後方側ロアーアーム７とブッシュ１０の動きを示す図４
を用いて、車両旋回時に車輪に作用する横力に対して車
体に固定された内筒が強固に対抗するように作用して、
サスペンション横剛性が高まり操縦安定性を向上させる
ことができる点について説明する。なお、図４中の仮想
線は、これらが旋回操作された後の位置を表している。

【００３４】図４によれば、ドライバーの左方への車両
旋回操作により、タイロッド１５（図１参照）を介して
車両前方右側の車輪ＷＦの前方部は矢印で示したように
回転して車輪ＷＦ’の位置となり、それと同時にホイー
ルサポート１のロアアーム連結部１ａに固定された後方
側のボールジョイント５は元の位置Ｐ５よりも後方、か
つ車幅方向で車両外方の位置Ｐ５’に移動するので、後
方側ロアーアーム７は、ブッシュ１０を支点として後方
側のロアーアーム７’の位置に回転移動する。

【００３５】この時、ロアーアーム７に固定されている
ブッシュ１０の外筒２１が転舵動作に同期して車体後方
側に回転させられ、ロアーアーム７の軸心７ｃとブッシ
ュ１０の内筒２０の軸心１０ｃとが直交する方向に近づ
き、車両旋回時に車輪に作用する横力に対して車体に固
定された内筒が強固に横力に対抗するように作用するた
めサスペンション横剛性が上がって転舵時の操縦安定性
を向上させることができる。

【００３６】次に、本発明の第二の実施の形態につい
て、図５〜７に沿って説明する。

【００３７】本発明に係る第二の実施形態の基本構成部
材は図１で示したものと同じなので説明は省略するが、
その詳細は、第二の実施形態の平面図である図５に示し
たように、車輪ＷＦはホイールサポート３１に締結さ
れ、ホイールサポート３１のロアアーム連結部３１ａか
らはボールジョイント３４を介して車両前方側のロアー
アーム３６と、別のボールジョイント３５を介して車両
後方側のロアーアーム３７とが連結され、車両前方側の
ロアーアーム３６と車両後方側のロアーアーム３７に
は、それぞれ水平方向に軸心を有するブッシュ３８とブ
ッシュ４０が固定されて上下揺動自在になっている。

【００３８】ブッシュ４０は、先に図３で説明したのと
同じ構造なので別に図面は示さないが、スチール製の内
筒２０と、内筒２０に対して無負荷の状態で同軸を有す
るスチール製の外筒２１と、内筒２０と外筒２１の間に
充填、接着される弾性ゴム部材２２とから構成され、ロ
アーアーム３７は外筒２１の外周面に溶接、固定されて
おり、内筒２０の軸心４０ｃを持っている。

【００３９】第二の実施の形態では、車両後方側のロア
ーアーム３７は、その軸心３７ｃの車両後方側とブッシ
ュ４０における内筒２０の車両外側の軸心４０ｃとが平
面視で鋭角、θ３の角度を持つようにブッシュ４０の外
筒３１に溶接、固定されており、この点が第一の実施の
形態と異なっている。

【００４０】以上のような構造を有している第二の実施
の形態において、車両を左方に転舵すると右側前方車輪
のタイロッド１５は、転舵時のタイロッドの動きを示す
平面図６にあるように、車両後方側に変位して１５’の
位置に移動し、トー干渉によってトーアウト傾向とな
る。

【００４１】一方、第二の実施の形態におけるロアーア
ームとブッシュの動きを示す図７にあるように、タイロ
ッド１５と同様にホイールサポート３１に連結されてい
る後方側ロアーアーム３７は、転舵操作に伴って、ホイ
ールサポート３１のロアアーム連結部３１ａに固定され
た後方側のボールジョイント３５が元の位置Ｐ３７より
も後方、かつ車幅方向で車両外方の位置Ｐ３７’に移動
するので、元の位置よりも後方側のロアーアーム３７’
の位置に回転移動する。

【００４２】この時、ロアーアーム３７はブッシュ４０
の内筒２０の軸心４０ｃとの角度が小さくなる方向、す
なわち沿う方向に移動するので、ロアーアーム３７に固
定されているブッシュの外筒２１は、内筒２０の軸心４
０ｃに対する角度を少し変えつつ、主には内筒２０の軸
心４０ｃに沿って車両の内側方向に向かって変位し易く
なる。

【００４３】つまり、車輪後方側のロアーアーム３７
は、転舵操作によって車両後方外側にホイールとの連結
部３５を移動させるが、車輪に作用する横力でブッシュ
４０の弾性ゴム部材２２が車両内側方向に容易に移動す
るのに伴って外筒２１に固定されているロアーアーム３
７も車両内側方向に変位するので、タイロッドの後方へ
の移動によって生じるトーアウト傾向のトー干渉をトー
イン方向に是正でき、転舵時の操縦安定性が向上する。

【００４４】以上説明したように、本発明は、ダブルピ
ボット形式のフロントサスペンションにおいて、ロアー
アームの軸心とブッシュの内筒の軸心とが成す角度を適
宜に設定したことで、特に車両転舵時の操縦安定性を向
上させ、このサスペンションの性能を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のフロントサスペンション構造を示す
平面視のスケルトン図。

【図２】 本発明の第一実施形態に係るロアーアームと
ブッシュの固定状態を示す平面図。

【図３】 本発明の第一実施形態に係るブッシュの斜視
図。

【図４】 本発明の第一実施形態に係る転舵時における
ロアーアームとブッシュの動きを示す平面図。

【図５】 本発明の第二実施形態に係るロアーアームと
ブッシュの固定状態を示す平面図。

【図６】 本発明の第二実施形態に係る転舵時における
タイロッドの動きを示す平面図。

【図７】 本発明の第二実施形態に係る転舵時における
ロアーアームとブッシュの動きを示す平面図。

【図８】 従来のフロントサスペンションを示す概略正
面図。

【図９】 従来のフロントサスペンションによるトーア
ウトを説明するための概略平面図。

【図１０】 ダブルピボット形式のサスペンションの問
題点を説明するための概略平面図。

【符号の説明】

１、３１…ホイールサポート ６、３６…前方側ロアーアーム ７、３７…後方側ロアーアーム ７ｃ、３７ｃ…後方側ロアーアームの軸心 １０、４０…ブッシュ １０ｃ、４０ｃ…ブッシュの内筒の軸心 ２０…ブッシュの内筒 ２１…ブッシュの外筒 θ１…ロアーアームの軸心の車両前方側とブッシュの内
筒の軸心とがなす角度 θ２…ブッシュの内筒の軸心の前方側が車体前方とがな
す角度 θ３…ロアーアームの軸心の車両後方側とブッシュの内
筒の軸心とがなす角度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪を回転自在に支持するホイールサポー
   トに対して独立した２本のロアーアームを夫々枢着した
   ダブルピボット式のフロントサスペンション装置であっ
   て、上記ロアーアームのうち、車体後方側に位置するロ
   アーアームは、上記ホイールサポートから車体内側後方
   に向かって延び、その内筒が略水平に軸心を持つ円筒状
   のブッシュを介して車体側に上下揺動自在に枢着される
   とともに、該ロアーアームの軸心が上記ブッシュ内筒の
   軸心に対して直角方向から所定方向に所定角度傾斜させ
   て上記ブッシュの外筒に固定された自動車のフロントサ
   スペンション装置。
2. 【請求項２】上記ロアーアームは、そのアーム軸心と上
   記ブッシュ内筒の軸心との挟む角が、車体前方側におい
   て鋭角となる様に傾斜角度を持って上記ブッシュの外筒
   に固定された請求項１記載の自動車のフロントサスペン
   ション構造。
3. 【請求項３】上記ブッシュ内筒の軸心は、車体前方側が
   車体内方側に傾斜するよう略車体前後方向に配設された
   請求項２記載の自動車のフロントサスペンション構造。
4. 【請求項４】上記ロアーアームは、そのアーム軸心と上
   記ブッシュ内筒の軸心との挟む角が、車体後方側におい
   て鋭角となる様に傾斜角度を持って上記ブッシュの外筒
   に固定された請求項１記載の自動車のフロントサスペン
   ション構造。