JP2005199990A - 車輪独立懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】よりゆとりのある車室内空間を確保することができる、車輪独立懸架装置を提供する。
【解決手段】一組の相互に特定方向へ相対変位可能なガイドメンバ２、３より成る案内手段１を、前記特定方向が車両の上下方向となるよう配置して設け、
前記一組のガイドメンバの一方３を車体に連結し、
車輪８を回転自在に支持するアクスル部材７を、前記案内手段１と、車輪８の上方に隣接して位置して車両前後方向に延在するリーフスプリング１０とを介して車体と連結し、該リーフスプリング１０の両端部を車体に連結してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を個別に懸架する独立懸架装置、特に、車両床下スペースを節約してゆとりある車室内空間を確保することができる車輪独立懸架装置に関するものである。

車室内空間をなるべく広く確保する車輪独立懸架装置としては、例えば特許文献１に記載のごとく、車輪を回転自在に支持したアクスル部材を、車体前後方向に延在するリーフスプリングにより車両前後方向に拘束し、車幅方向に車体床下まで延在するラテラルリンクにより車幅方向に拘束して、車体上下方向にバウンド、リバウンドし得るよう支持した構成のものが提案されている。

しかし、上記の車輪独立懸架装置にあっても、アクスル部材から車幅方向内方へ車体床下まで延在するラテラルリンクを用いてアクスル部材を車幅方向に拘束する構成であるため、車幅方向内方へ車体床下まで延在するラテラルリンクがアクスル部材（車輪）のバウンド、リバウンド時に、ラテラルリンクの車体側取り付け点を枢支点として上下方向に揺動し、この揺動のためのスペースを車体床下に確保する必要があり、これによる車体床下の車室内への張り出し分だけ車室内空間が犠牲になって、乗用車はもちろん特に障害者用の車において、ゆとりのある車室内空間を確保し難くなるという問題が、依然としてあった。

また、上述の車輪独立懸架装置においては、アクスル部材を車両前後方向に拘束する、リーフスプリングを車輪の車幅方向内側に延在させる必要があるため、車室内空間はその分車幅方向に狭くなることになり、より広い車室内空間を確保する上では不利になるという問題点もあった。
特開平１１−２０８２３３号公報

本発明は、従来技術が抱える上記の問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、よりゆとりのある車室内空間を確保することができる、車輪独立懸架装置を提供することにある。

本発明に係る車輪独立懸架装置は、請求項１に記載のごとく、 一組の相互に特定方向へ相対変位可能なガイドメンバより成る案内手段を、前記特定方向が車両の上下方向となるよう配置して設け、
前記一組のガイドメンバの一方を車体に連結し、
車輪を回転自在に支持するアクスル部材を、前記案内手段と、車輪の上方に隣接して位置して車両前後方向に延在するリーフスプリングとを介して車体と連結し、該リーフスプリングの両端部を車体に連結してなる。

かかる本発明の構成によれば、案内手段とリーフスプリングとにより、アクスル部材を車幅方向に拘束し、車輪上方に隣接して位置して車両前後方向に延在するリーフスプリングにより、アクスル部材を、トー方向に高い剛性を持って拘束することができるため、従来使用されていたラテラルリンクを廃することができ、それに伴い、ラテラルリンクの揺動に必要であった車体床下のスペースを廃して、車室内空間をより広くすることができる。

また、リーフスプリングを車輪上方に隣接して配置することにより、車輪の車幅方向内方のスペース利用をより有利なものとすることができ、車室内空間を車幅方向により広くすることができる。これとともに、リーフスプリングによる反力が作用する位置と、車輪の接地点位置との車幅方向のオフセット量を、なるべく小さくすることができるため、地面からの車輪への入力とリーフスプリングによる反力とに起因して、案内手段に作用するモーメントをなるべく小さくして、案内手段の一対のガイドメンバ相互間に発生するフリクションを低減して、ガイドメンバ相互間の運動をスムーズなものとして、車両の乗り心地性能を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示し、これを本実施例においては、後輪用の独立懸架装置として用いるのに有用な以下の構成となす。また、図２は、図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部をＡＡ矢視方向から見て示したものである。さらに、図３は、図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部を斜め上方から見て示したものである。

図において１は、本発明の車輪独立懸架装置における案内手段を成すショックアブソーバを示し、このショックアブソーバ１を、シリンダ２と、これに摺動自在に嵌合した図示しないピストンと、このピストンに結合したロッド３とで構成する。
シリンダ２およびロッド３はシリンダ軸線方向に相対変位可能であるが、シリンダ軸線を横切る面内における全ての方向における相対位置を拘束され、本発明におけるガイドメンバを構成する。
ロッド３は、ピストンの両側においてシリンダ２内に画成された図示しない液封シリンダ室を貫通し、シリンダ２の両端部から抜き差し可能に突出させる。（請求項２に相当）
このように、案内手段とショックアブソーバとを兼ねる構成とすると、構造を単純化して、製造コストを低減することができる。

かかるショックアブソーバ１を図１に示すごとく、シリンダ２およびロッド３の相対変位方向が車体上下方向となるよう配置して設けるが、車両制動時のノーズダイブ現象（車体前方が車高低下する現象）を緩和するアンチダイブ性が得られる後輪変位を惹起するようショックアブソーバ１は、上端が下端よりも車両後方に位置するよう後傾させる。（請求項８に相当）
これにより、アクスル部材７および車輪８は、図４に示すがごとく、後傾されたショックアブソーバ１の中心軸線と平行にバウンドおよびリバウンド運動することになり、所望のアンチダイブ性を得ることができる。

この後傾姿勢でショックアブソーバ１は、図１に示すごとく、シリンダ２の下端から突出するロッド３の下端を、図２に示すごとく、車体側のブラケット４に連結して、シリンダ２の上端から突出するロッド３の上端を車体側のブラケット５に連結することにより、車幅方向に高い剛性を持って拘束される。シリンダ２には、図１に示すがごとく、ブラケット６を介してアクスル部材７を結合して、アクスル部材７に車輪８を回転可能に設ける。（請求項２に相当）
この構造によれば、ロッド３の上端および下端の、ロッドの延在方向の距離を十分に長く取れることにより、ショックアブソーバ１を車幅方向に高い剛性を持って拘束することができるため、アクスル部材７も車幅方向に高い剛性でもって拘束することができる。

さらに、シリンダ２の上端部を、図１および図３に示す、リーフスプリングへの取付側が二股に分かれた形状のブラケット９を介して、車輪上方に隣接して位置して車両前後方向に延在するリーフスプリング１０に二点にて連結し、リーフスプリング１０の両端部は、少なくとも車両前後方向に弾性を有する弾性部材としてのブッシュ１１および図示しない車体側のブラケットを介して、図示しない車体に連結する。（請求項２に相当）
一般にリーフスプリング１０は、その車幅方向の剛性が高く、その両端部間の距離を長くすることが容易であり、また、ブッシュ１１は車幅方向の長さを長くできるため、こじり方向（ブッシュの中心軸線に垂直な方向）および車幅方向の剛性を確保することが容易である。
このため、リーフスプリング１０の両端部をブッシュ１１を介して車体に連結することにより、アクスル部材７に発生するトー方向のモーメントを、リーフスプリング１０の両端部間のスパン長とリーフスプリングそれ自身の幅方向の高い剛性およびブッシュ１１の高い剛性をもって、支持することができ、アクスル部材７をトー方向に高い剛性で拘束することができる。

上記に述べた構成により、アクスル部材７を車幅方向、トー方向に高い剛性でもって拘束することができるため、従来必要であったラテラルリンクおよびラテラルリンクの揺動に必要な車体床下のスペースを廃して、車室内空間をより広くすることができる。
また、リーフスプリング１０を車輪８の上方に隣接して配置することにより、例えばリーフスプリングをアクスル部材の前方に位置させる構成に比して、車輪８の車幅方向内方のスペース利用をより有利なものとすることができ、車室内空間を車幅方向により広くすることができる。

さらに、図２に示すがごとく、リーフスプリング１０による反力Ｆ１が作用する位置と、車輪８の接地点位置との車幅方向のオフセット量を、なるべく小さくすることにより、地面から車輪への入力Ｆ２とリーフスプリングによる反力Ｆ１とにより、案内手段たるショックアブソーバ１に作用するモーメントをなるべく小さくして、ショックアブソーバ１のシリンダ２とロッド３および図示しないピストンとの間に発生するフリクションを低減して、シリンダ２とロッド３の相互間の運動をスムーズなものとして、車両の乗り心地性能を向上することができる。

図５および図６は、リーフスプリングの両端部と車体の連結構造を示す模式図である。
リーフスプリングの両端部１０ａは、弾性手段としてのブッシュ１１を介して、車体側のブラケットのピン１２に連結される。（請求項６に相当）
このようにブッシュ１１を介して連結することにより、図１に示す車輪独立懸架装置のアクスル部材７がバウンドおよびリバウンドするにあたって発生する、リーフスプリング１０の両端部１０ａ相互間の、リーフスプリングの延在方向の相対変位を、ブッシュ１１の弾性を持って吸収することができ、アクスル部材７のバウンドおよびリバウンド運動をスムーズなものとすることができる。

ここで、図６に示すように、ブッシュ１１にスグリ１１ａ（ブッシュの軸線方向に平行な穴）を設けることも出来る。これによれば、ブッシュ１１のリーフスプリング１０の延在方向ひいては、車両前後方向の剛性を小さくして、リーフスプリング１０の両端部１０ａ相互間の相対変位をより吸収しやすくすることができ、アクスル部材７のバウンドおよびリバウンド運動をスムーズなものとすることができる。

図７は、リーフスプリングの両端部と車体の、他の連結構造を示す模式図である。
リーフスプリングの両端部１０ａは、シャックル１３を介して、車体側のブラケットのピン１２に連結される。（請求項７に相当）
これによれば、より長いリーフスプリング１０を使用するにあたり、アクスル部材７がバウンドおよびリバウンドするにあたって発生する、リーフスプリング１０の両端部１０ａの、リーフスプリングの延在方向の相対変位がより大きくなった場合でも、その相対変位を、シャックル１３がピン１２の周りに揺動することにより吸収することができ、アクスル部材７のバウンドおよびリバウンド運動をスムーズなものとすることができる。

図８は、本発明の他の実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示し、これを本実施例においては、後輪用の独立懸架装置として用いるのに有用な以下の構成となす。また、図９は、図８に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部をＢＢ矢視方向から見て示したものである。

図において２１は、本発明の車輪独立懸架装置における案内手段を成すガイドを示し、このガイド２１を、シリンダ２２と、これに摺動自在に嵌合したロッド２３とで構成する。
シリンダ２２およびロッド２３はシリンダ軸線方向に相対変位可能であるが、少なくとも車幅方向における相対位置を拘束され、本発明におけるガイドメンバを構成する。
ロッド２３は、シリンダ２２の両端部から抜き差し可能に突出させる。

かかるガイド２１を図８に示すごとく、シリンダ２２およびロッド２３の相対変位方向が車体上下方向となるよう配置して設けるが、車両制動時のノーズダイブ現象（車体前方が車高低下する現象）を緩和するアンチダイブ性が得られる後輪変位を惹起するようガイド２１は、上端が下端よりも車両後方に位置するよう後傾させる。（請求項８に相当）
この姿勢でガイド２１は、図８に示すごとく、シリンダ２２の下端から突出するロッド２３の下端を、図９に示すごとく、車体側のブラケット２４に連結し、シリンダ２２の上端から突出するロッド２３の上端を車体側のブラケット２５に連結して、車体前後方向および車幅方向に拘束する。さらに、シリンダ２２には、図８に示すがごとく、シリンダ２２と一体をなすブラケット２６を介してアクスル部材２７とを結合して、アクスル部材２７に車輪２８を回転可能に設ける。

そして、アクスル部材２７を、ブラケット２６を介して、車輪２８の上方に隣接して位置するリーフスプリング２９に連結し、リーフスプリング２９の両端部は、少なくとも前後方向に弾性を有する弾性部材としてのブッシュ３０および図示しないブラケットを介して、図示しない車体に連結する。（請求項６に相当）
さらに、前記ガイド２１とは別個の、シリンダ３１の一方端からロッド３２を突出させたタイプのショックアブソーバ３３の、シリンダ３１を弾性部材としてのブッシュ３４を介してアクスル部材２７に連結し、ロッド３２を図示しない車体に連結する。（請求項３に相当）

上述したように、図８および図９に示す車輪独立懸架装置では、案内手段としてのガイド２１と、減衰手段としてのショックアブソーバ３３を別置きとしている。
請求項３に相当するこの構造では、ガイド２１は、図１に示すショックアブソーバ１に比して、ピストンが存在しない分、その外径を小さくできる。また、ショックアブソーバ３３は、図１に示すショックアブソーバ１に比して、アクスル部材２７に結合するためのブラケット６およびリーフスプリング１０に結合するためのブラケット９を省略できる分、これもその車幅方向寸法を小さく出来る。
このため、ガイド２１およびショックアブソーバ３３のそれぞれの車幅方向の寸法を、ショックアブソーバ１よりも小さくすることができ、車輪２８と車体との隙間をより小さくして、さらに車室内空間を車幅方向に広げることができる。

その他の作用効果は、図１に示す構造の車輪独立懸架装置と同様であるため、説明は割愛する。この構造においても、図５、６に示すブッシュや、図７に示すシャックルを適用できるのは言うまでもない。

図１０は、本発明のさらに他の実施形態たる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て一部を破断して示す模式図であり、図１１は、図１０に示す車輪独立懸架装置の要部をＡＡ方向から見て一部を破断して示す模式矢視図であり、図１２は当該独立懸架装置の要部を斜め上方から見て示す模式図である。
この車輪独立懸架装置は、図１に示した車輪独立懸架装置に比して、以下の点で相違する。
すなわち、図１０に示すように、案内手段を、シリンダ４１の一方端からロッド４２を突出させたタイプのショックアブソーバ４３とし、図１１に示すように、ロッド４２およびシリンダ４１の、いずれか一方の端部、ここではロッド４２の端部を車体側のブラケット４４にブッシュ４５を介して揺動自在に連結し、他方のシリンダ４１をアクスル部材４６にブラケット４７を介して固定する。さらに、アクスル部材４６とリーフスプリング４８とを、アクスル部材４６と一体をなすブラケット４９、揺動軸をなすブッシュ５０とピン５１、リーフスプリングブラケット５２を介して連結し、アクスル部材４６とリーフスプリング４８とを車両前後方向成分を有する揺動軸を中心に揺動自在とする。
これととともに、図１１に示すように、ノーマルポジション（バウンドもリバウンドもしていない標準状態）において、リーフスプリング４８のバウンド方向αを鉛直方向よりもネガティブキャンバ方向に傾斜（上方が下方に対して車幅方向内側に傾斜）させて、案内手段たるショックアブソーバ４３のストローク方向βを前記バウンド方向よりもポジティブキャンバ方向に、ここでは鉛直方向よりもポジティブキャンバ方向に傾斜させている。（請求項４に相当）
さらに図１０に示すように、案内手段たるショックアブソーバ４３の中心軸線βの地面Ｅとの交点Ｂを、車輪５３の接地中心Ｄよりも後方に位置させる。（請求項９に相当）この構造においても、図５、６に示すブッシュや、図７に示すシャックルを適用できるのは言うまでもない。

図１３は、図１０に示す車輪独立懸架装置のアクスル部材の瞬間中心を示す模式図である。
請求項４に相当する構成によれば、アクスル部材４６の瞬間回転中心は、図１３に示すように、ピン５１を通って、リーフスプリング４８のバウンド方向αに垂直な線γと、ブッシュ４５を通ってショックアブソーバ４３のストローク方向βに垂直な線δの交点Ｃとなり、当該交点Ｃは車輪５３に対して車幅方向内側に位置することになる。このため、車輪５３は、バウンド時には、その上端が下端に対して車幅方向内側に移動するため、ネガティブキャンバとなり、リバウンド時には、その上端が下端に対して車幅方向外側に移動するため、ポジティブキャンバとなる。これらのことにより、旋回走行時において車両がロールしても、旋回外側の車輪はバウンドしてネガティブキャンバとなり、旋回内側の車輪はリバウンドしてポジティブキャンバとなるため、左右両側の車輪の対地キャンバを車両のロールに係らずほぼ一定とすることができ、車輪の接地性の低下を抑制し、車両の走行安定性を高めることができる。

また、請求項９に相当する構成によれば、アクスル部材４６の回転軸となる、ショックアブソーバ４３の中心軸線βの地面Ｅとの交点Ｂを、車輪５３の接地中心Ｄよりも後方とすることにより、旋回走行時において、旋回外側の後輪においては、交点Ｂが接地中心Ｄよりも車幅方向外側に移動しようとする力が働くため、この力によりリーフスプリングやブッシュ等の弾性部材が撓んで、車輪がトーインとなり、旋回内側の後輪においては、交点Ｂが接地中心Ｄよりも車幅方向内側に移動しようとする力が働くため、同じくリーフスプリングやブッシュ等の弾性部材が撓んでトーアウトなって、アンダーステア傾向のコンプライアンスステアとすることができるので、車両の操縦安定性を高めることができる。

図１４は、本発明のさらに他の実施形態たる車輪独立懸架装置の要部を車両正面から見て一部を破断して示す模式図である。
この車輪独立懸架装置は、図１０および図１１に示したものに比して、ショックアブソーバ４３を上下反転させて、シリンダ４１を車体側のブラケット４４にブッシュ４５を介して連結し、ロッド４２を、ブラケット４７に連結した円筒状のケース５４にブッシュ５５を介して連結したものである。作用効果は、図１０および図１１に示したものと同様である。

図１５は、本発明のさらに他の実施形態となる車輪独立懸架装置を車両側面から見て示す模式図である。
図１０に示したものに比べて、以下の点のみで相違するため、相違点のみを説明する。
すなわち、リーフスプリング４８とアクスル部材４６との揺動軸εたるピン５１を、その車両前方側が車両後方側よりも下方となるように傾斜させている。（請求項５に相当）
この構成によれば、揺動軸εから車輪５３の前端Ｐ１に引いた垂線の長さＬ１が、揺動軸εから車輪５３の後端Ｐ２に引いた垂線の長さＬ２よりも短くなる。ここで車輪５３がバウンドするときは、車輪５３は揺動軸εを中心としてネガティブキャンバ方向に揺動するため、車輪５３の前端Ｐ１よりも後端Ｐ２が車幅方向外側に移動して、トーインとなる。
また、車輪５３がリバウンドするときには、車輪５３は揺動軸εを中心としてポジティブキャンバ方向に揺動するため、車輪５３の前端Ｐ１よりも後端Ｐ２が車幅方向内側に移動して、トーアウトとなる。このため、バウンド時トーイン、リバウンド時トーアウトとするアンダーステア傾向のロールステアとすることができるので、車両の操縦安定性を向上することができる。

また、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。

本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示した模式図である。 図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部をＡＡ矢視方向方から見て示した模式図である。 図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の一部を斜め上方から見て示した模式図である。 図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部の挙動を示した模式図である。 図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置のリーフスプリングと車体との連結構造の一例を拡大して示した模式図である。 図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置のリーフスプリングと車体との連結構造の他の例を拡大して示した模式図である。 図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置のリーフスプリングと車体との連結構造のさらに他の例を拡大して示した模式図である。 本発明の他の実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示した模式図である。 図８に示す本発明の実施例になる車輪独立懸架装置の要部をＢＢ矢視方向から見て示した模式図である。 本発明のさらに他の実施形態たる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て一部を破断して示す模式図である。 図１０に示す車輪独立懸架装置の要部をＡＡ矢視方向から見て一部を破断して示す模式図である。 図１０に示す車輪独立懸架装置の要部を斜め上方から見て示す模式図である。 図１０に示す車輪独立懸架装置のアクスル部材の瞬間中心を示す模式図である。 本発明のさらに他の実施形態たる車輪独立懸架装置の要部を車両正面から見て一部を破断して示す模式図である。 本発明のさらに他の実施形態となる車輪独立懸架装置を車両側面から見て示す模式図である。

符号の説明

１ ショックアブソーバ
２ シリンダ
３ ロッド
４ ブラケット
５ ブラケット
６ ブラケット
７ アクスル部材
８ 車輪
９ ブラケット
１０ リーフスプリング
１１ ブッシュ
１２ ピン
１３ シャックル
１４ リーフスプリング
２１ ガイド
２２ シリンダ
２３ ロッド
２４ ブラケット
２５ ブラケット
２６ ブラケット
２７ アクスル部材
２８ 車輪
２９ リーフスプリング
３０ ブッシュ
３１ シリンダ
３２ ロッド
３３ ショックアブソーバ
３４ ブッシュ
４１ シリンダ
４２ ロッド
４３ ショックアブソーバ
４４ ブラケット
４５ ブッシュ
４６ アクスル部材
４７ ブラケット
４８ リーフスプリング
４９ ブラケット
５０ ブッシュ
５１ ピン
５２ リーフスプリングブラケット
５３ 車輪
５４ ケース
５５ ブッシュ

Claims (9)

1. 一組の相互に特定方向へ相対変位可能なガイドメンバより成る案内手段を、前記特定方向が車両の上下方向となるよう配置して設け、
   前記一組のガイドメンバの一方を車体に連結し、
   車輪を回転自在に支持するアクスル部材を、前記案内手段と、車輪の上方に隣接して位置して車両前後方向に延在するリーフスプリングとを介して車体と連結し、該リーフスプリングの両端部を車体に連結してなる車輪独立懸架装置。
2. 前記案内手段を、シリンダの両端からロッドを突出させたタイプのショックアブソーバとし、ロッドの両端部を車体に連結し、シリンダをアクスル部材に連結してなる請求項１に記載の車輪独立懸架装置。
3. 前記案内手段をガイドとし、当該ガイドとは別個の、シリンダの一方端からロッドを突出させたタイプのショックアブソーバのシリンダを弾性部材を介してアクスル部材に連結し、ロッドを車体に連結してなる請求項１に記載の車輪独立懸架装置。
4. 前記案内手段を、シリンダの一方端からロッドを突出させたタイプのショックアブソーバとし、ロッドおよびシリンダの、いずれか一方の端部を車体に揺動自在に連結し、他方をアクスル部材に固定し、リーフスプリングとアクスル部材とを車両前後方向成分を有する揺動軸を中心に揺動自在に連結するとともに、リーフスプリングのバウンド方向を鉛直方向よりもネガティブキャンバ方向に傾斜させて、案内手段のストローク方向を前記バウンド方向よりもポジティブキャンバ方向に傾斜させてなる請求項１に記載の車輪独立懸架装置。
5. リーフスプリングとアクスル部材との揺動軸を、その車両前方側が車両後方側よりも下方となるように傾斜させてなる請求項４に記載の車輪独立懸架装置。
6. 前記リーフスプリングの少なくとも一方の端部を、少なくとも車両前後方向に弾性を有する弾性部材を介して車体に連結してなる請求項１〜５のいずれかに記載の車輪独立懸架装置。
7. 前記リーフスプリングの少なくとも一方の端部を、シャックルを介して車体に連結してなる請求項１〜６のいずれかに記載の車輪独立懸架装置。
8. 前記案内手段を後傾させてなる請求項１〜７のいずれかに記載の車輪独立懸架装置。
9. 前記案内手段の中心軸線の地面との交点を、車輪の接地中心よりも後方に位置させてなる請求項１〜８のいずれかに記載の車輪独立懸架装置。
   
   

Images