JP2005282590A - 車両用サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の操縦安定性を満足させながら、ショックアブソーバに生じるモーメントを低減して、乗員の乗り心地及び各部品、車体等の剛性・強度・耐久性を向上させる。
【解決手段】 外筒部材１４に密着する外側密着部１３ａと、内筒部材１２に密着する内側密着部１３ｂと、の間に形成されたラバー１３の空隙１３ｃの形状を、前後または左右の少なくとも一方向について非対称に形成し、車輪の上下動に伴うジオメトリ変化に追従してショックアブソーバ２の傾倒状態が変化するよう構成し、バンプ時等のショックアブソーバ２に加わるモーメントを低減した。
【選択図】図４

Description

本発明は、オイルダンパ式のショックアブソーバにより、車輪の車体に対する上下動が減衰される車両用サスペンションに関するものである。

自動車車両においては、車種、駆動方式等に応じて、ダブルウィッシュボーン式、マルチリンク式、ストラット式等のサスペンション形式が使い分けられる。いずれのサスペンション形式であっても、車輪に加わる前後、左右、上下の各方向の力をリンク類を介して車体側で受けることとなる。上下方向については車体と車輪側との間に、スプリングと、オイルダンパ式のショックアブソーバを介在させるのが一般的である。

この構造を採用する場合、ショックアブソーバのピストンロッドをマウント部を介して車体側に接続し、ショックアブソーバの下端側に車輪側を接続することとなる。マウント部は内筒部材、外筒部材、弾性部材等から構成される。ピストンロッドには内筒部材が固定され、この内筒部材に弾性体としてラバーを介して外筒部材を接続し、外筒部材を車体に固定する。外筒部材には軸方向外側に延びるフランジ部が略円盤状に形成され、複数のボルトにより車体側に固定されるようになっている。弾性体及び外筒部材は、前後、左右方向に対称に形成される。

ところで、車両用サスペンションでは、走行時に車輪が車体に対して上下動すると、リンク類のジオメトリが変化して、ショックアブソーバの車体取付角度が変化する。このとき、ショックアブソーバのマウント部の弾性部材が変形し、ショックアブソーバに比較的大きなモーメントが生じて、乗り心地等が悪化する。また、車両を過度の負荷状態で長期にわたって使用すると、ショックアブソーバが変形したり、車体側に亀裂が生じたりするおそれがある。

このような事情に鑑みて、弾性体の形状を周方向に変化させ、上下方向負荷が加わると弾性体の伸縮量が前後または左右で異なるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このとき、ショックアブソーバに加わるモーメントが減ずる方向へ傾倒させるよう構成すれば、上下力成分の多くをショックアブソーバの圧縮方向で受けることができ、サスペンションの強度・剛性の面で有利となる。
実開平２−６９５０７号公報

しかしながら、前記車両用サスペンションにおいては、弾性体の伸縮量のみでショックアブソーバを傾倒させるので、前後あるいは左右で十分な弾性体の伸縮量の差を要する。そもそも、弾性体は所定の操縦安定性を満足させるためにある程度は硬くしておく必要があり、弾性体において比較的大きな伸縮量の差を得ることは困難である。すなわち、車輪への上下入力により得られるショックアブソーバの傾倒変化の角度にも限界がある。現実的には、乗員の乗り心地や、各部品、車体等の剛性・強度・耐久性に寄与するほどモーメントを低減させることはできないという問題点があった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所定の操縦安定性を満足させながら、ショックアブソーバに生じるモーメントを低減して、乗員の乗り心地及び各部品、車体等の剛性・強度・耐久性を向上させることのできる車両用サスペンションを提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車輪側に接続されるオイルダンパ式のショックアブソーバと、前記ショックアブソーバのピストンロッド上端が固定される略円筒形状の内筒部材と、前記内筒部材と弾性体を介して接続され、車体側に固定される外筒部材と、を備えた車両用サスペンションにおいて、前記弾性体は、前記外筒部材に密着する外側密着部と、前記内筒部材に密着する内側密着部と、各密着部間に形成された空隙と、を有し、前記空隙の形状を前後または左右の少なくとも一方向について非対称に形成し、前記車輪の上下動に伴うジオメトリ変化に追従して、前記ショックアブソーバの傾倒状態が変化するよう構成したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、弾性体の空隙が前後と左右の少なくとも一方向で非対称であることから、上下方向の圧縮負荷が加わると、空隙の大きな側は空隙の小さな側に比べて外筒部材と内筒部材とが近接し、車輪の上下動に伴うジオメトリ変化に追従して、内筒部材にとともにショックアブソーバの傾倒状態が変化する。
このように、弾性体の空隙の形状によりショックアブソーバを傾倒させるようにしたので、弾性体そのものの伸縮量の差を必要とせず、比較的大きな伸縮量を得ることのできない弾性体を用いても、ショックアブソーバを傾倒させることができる。すなわち、所定の操縦安定性を満足させる硬さの弾性体を用いても、十分なショックアブソーバの傾倒量を得ることができる。

従って、車両走行時に、ショックアブソーバの傾倒角度を車輪側からの上下力の入力角度に近づけ、ショックアブソーバの圧縮方向で上下力を受けることができる。これにより、ショックアブソーバに生じるモーメントを低減して、ショックアブソーバにおけるピストンロッド等のフリクションを低減し、ショックアブソーバ及びリンク類の剛性・強度・耐久性を向上させるとともに、乗員の乗り心地を向上させることができる。また、車体のサスペンション取付部のこじり入力を低減することができ、各部品、車体等の剛性・強度・耐久性を向上することができる。
また、弾性体の各密着部間の空隙の形状を変更するのみで、弾性体によるショックアブソーバの傾倒作用を得ることができ、実用に際して極めて有利である。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用サスペンションにおいて、前記外筒部材を前後または左右のいずれか一方向に長尺な形状とし、該外筒部材の長尺方向の中点が前記内筒部材の中心軸とずれるよう構成したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、外筒部材と内筒部材に上下方向の負荷が加わると、外筒部材を一方向に長尺に形成したことにより、内筒部材の中心軸に対して外筒部材が傾倒する。これにより、弾性体によるショックアブソーバの傾倒作用に加え、外筒部材の形状によってもショックアブソーバの傾倒作用を得ることができ、ショックアブソーバの傾倒量を確保することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の車両用サスペンションにおいて、前記外筒部材は、複数の取付位置にて車体に固定されるものであって、前記各取付位置を前後と左右の少なくとも一方向について非対称としたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の作用に加え、外筒部材の各取付位置が前後と左右の少なくとも一方向について非対称であるので、サスペンションの車体側への組付時に、設定された組付状態と異なる状態の組み付けを行うことができない。これにより、前後逆さ、あるいは左右逆さの状態で、サスペンションが車体側に取り付けられることはなく、誤った組み付けを防止することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用サスペンションにおいて、前記外筒部材を前後または左右のいずれか一方向に長尺な形状とし、前記弾性体を、前記外筒部材の長尺方向について、前記内筒部材の中心軸から一側を他側に比して容積を大きく形成したことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれか一項の作用に加え、内筒部材の中心軸から一側が他側よりも弾性体の容積が大きいことから、外筒部材と内筒部材に上下方向の負荷が加わった際における各筒部材の相対変位は、一側よりも他側の方が大きくなる。これによっても、ショックアブソーバの傾倒作用を得ることができ、ショックアブソーバの傾倒量の確保に有利である。尚、外筒部材が一方向へ長尺に形成されているので、弾性体の容積に変化をつける十分なスペースが確保され、弾性体の成型が困難になることはなく、製造上も有利である。

このように、本発明によれば、弾性体の空隙を非対称に形成したので、車輪の上下動によりショックアブソーバを傾倒させることができ、所定の操縦安定性を満足させながら、ショックアブソーバに生じるモーメントを低減して、乗員の乗り心地及び各部品、車体等の剛性・強度・耐久性を向上させることができる。

図１から図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１は自動車車両のリヤサスペンションの外観斜視図、図２はリヤサスペンションの概念図、図３はショックアブソーバマウントの平面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。尚、図２はあくまで概念図であり、各部品を模式的に図示している。

この自動車車両は四輪駆動車であり、図１に示すようにリヤサスペンション１にはマルチリンク式が採用されている。ここでは、このマルチリンク式のリヤサスペンション１のショックアブソーバ２を、車輪３の上下動に応じて変化させる態様を例示する。

図１に示すように、リヤサスペンション１は、上端が車体側のホイールエプロンに取り付けられるショックアブソーバ２と、このショックアブソーバ２を巻回するコイルスプリング４と、ショックアブソーバ２の下端が取り付けられるリヤアーム５と、このリヤアーム５に固定されるハブユニット５ａと、を有している。さらに、リヤアーム５には、下部前側にフロントリンク６が、下部後側にリヤリンク７が、上部にアッパーリンク８がそれぞれ接続される。

リヤアーム５は略前後に延び、ハブユニット５ａを介して駆動力が付与される車輪のホイールが回転自在に取り付けられる。リヤアーム５は、前端がブラケットを介して車体のフロアにブッシュを介して回動自在に取り付けられている。また、リヤアーム５を上下方向へ案内するコントロールリンクとしての各リンク６〜８は、それぞれサブフレーム９に回動自在に取り付けられている。

リヤリンク７には、上下に延びるスタビライザリンク１０の下端が接続される。スタビライザリンク１０の上端には、スタビライザ１１の端部が接続される。このスタビライザ１１は、いわゆるトーションバー方式であり、略コ字状に形成され、ブッシュ１１ａを介してサブフレーム９に回動自在に固定される。

以上の構成により、図２に示すように、車輪３からの前後、左右及び上下方向の力をリヤサスペンション１を介して車体側で受ける。ショックアブソーバ２及びコイルスプリング４は主として車輪３の上下入力に作用し、コイルスプリング４により上下入力が弾性的に受けられ、ショックアブソーバ２によりこの入力が減衰されるようになっている。本実施形態のリヤサスペンション１においては、車輪３のバンプ時にリヤアーム５が後方へ移動するようジオメトリが変化して、ショックアブソーバ２の下端が後方へ移動し、ショックアブソーバ２の傾倒状態が変化する。

図２に示すように、ショックアブソーバ２は従来公知のオイルダンパ式であり、略円筒形状の筒体２ａと、この筒体２ａ内を長手方向へ移動自在なピストンに連結されたピストンロッド２ｂとを具備して車輪３側に接続される。図４に示すように、このピストンロッド２ｂの上端には、上方に向かって窄み水平断面略円形の内筒部材１２がボルト等により固定される。略円筒形状の内筒部材１２には弾性体としてのラバー１３を介して外筒部材１４が接続される。外筒部材１４は、内筒部材１２の外側にて上方に窄むよう形成され、下端には車体と当接するフランジ状の当接部１５が形成される。

図３に示すように、外筒部材１４は、上面視にて前後方向に長尺の長円形状を呈し、長尺方向の中点が内筒部材１２の中心軸１２ａとずれるように構成される。また、外筒部材１４は、複数の取付位置１４ａにて車体に固定される。本実施形態においては、各取付位置１４ａは外筒部材１４の前側と後側に計２つ設けられる。すなわち、図３に示すように、各取付位置１４ａは、内筒部材１２の中心軸１２ａからの距離が前後で異なっており、前後方向について非対称となっている。

図４に示すように、ラバー１３は、外筒部材１４に密着する外側密着部１３ａと、内筒部材１２に密着する内側密着部１３ｂと、各密着部１３ａ，１３ｂ間に形成された空隙１３ｃと、を有する。空隙１３ｃの形状は前後方向について非対称に形成され、本実施形態においては、前方の空隙１３ｃに比して後方の空隙１３ｃの方が大きく形成される。

また、ラバー１３は、内筒部材１２の中心軸１２ａから前側が、後側に比して容積が大きくなるよう形成される。本実施形態においては、ラバー１３は、中心軸１２ａまわりの径方向断面が空隙１３ｃの部分を除いては変化せず、空隙１３ｃの形状の差の分だけ前後で容積が変化する。

以上のように構成されたリヤサスペンション１では、ラバー１３の空隙１３ｃが前後方向で非対称であることから、上下方向の圧縮負荷が加わると、空隙１３ｃの大きな後側は空隙の小さな前側に比べて外筒部材１４と内筒部材１２とが近接し、この結果、ショックアブソーバ２が傾倒して下端が後方へ移動する。すなわち、車輪３の上下動に伴うジオメトリ変化に追従して、内筒部材１２にとともにショックアブソーバ２の傾倒状態が変化するようになっている。

このように、ラバー１３の空隙１３ｃの形状によりショックアブソーバ２を傾倒させるようにしたので、ラバー１３そのものの伸縮量の差を必要とせず、比較的大きな伸縮量を得ることのできないラバー１３を用いても、ショックアブソーバ２を傾倒させることができる。すなわち、所定の操縦安定性を満足させる硬さのラバー１３を用いても、十分なショックアブソーバ２の傾倒量を得ることができる。

従って、車両走行時に、ショックアブソーバ２の傾倒角度を車輪３側からの上下力の入力角度に近づけ、ショックアブソーバ２の圧縮方向で上下力を受けることができる。これにより、ショックアブソーバ２に生じるモーメントを低減して、ピストンロッド２ｂ等のフリクションを低減し、ショックアブソーバ２及び各リンク６，７，８，１０類の剛性・強度・耐久性を向上させるとともに、乗員の乗り心地を向上させることができる。

すなわち、車輪３のバンプストロークに伴って、ショックアブソーバ２の車体への取り付け角が変動する車両用サスペンションに関して、ショックアブソーバ２のマウント部であるラバー１３が変形することにより、ショックアブソーバ２への曲げモーメントの作用に対して、ショックアブソーバ２の単体状態で軸方向荷重を負荷した場合における外筒部材１４に対する内筒部材１２のこじれ角の変動を略同一の方向となるよう構成し、曲げモーメントの発生を抑制させることができる。こうして、ショックアブソーバ２のピストン、ピストンロッド２ｂ、ロッドガイド等に互いに発生するフリクションを低減させることができ、所定の操縦安定性を満足させながら、ショックアブソーバ２に生じるモーメントを低減して、乗員の乗り心地及び各部品、車体等の剛性・強度・耐久性を向上させることができる。

また、ラバー１３の各密着部１３ａ，１３ｂ間の空隙１３ｃの形状を変更するのみで、ラバー１３によるショックアブソーバ２の傾倒作用を得ることができ、実用に際して極めて有利である。

また、外筒部材１４と内筒部材１２に上下方向の負荷が加わると、外筒部材１４を前後方向に長尺に形成したことにより、内筒部材１２の中心軸１２ａに対して外筒部材１４が傾倒する。これにより、ラバー１３によるショックアブソーバ２の傾倒作用に加え、外筒部材１４の形状によってもショックアブソーバ２の傾倒作用を得ることができ、ショックアブソーバ２の傾倒量を確保することができる。

また、外筒部材１４の各取付位置１４ａが前後方向について非対称であるので、ショックアブソーバ２、コイルスプリング４、内筒部材１２、ラバー１３、外筒部材１４等からなるストラットの車体側への組付時に、設定された組付状態と異なる状態の組み付けを行うことができない。これにより、前後が誤った状態で、ショックアブソーバ２が車体側に取り付けられることはなく、誤った組み付けを防止することができる。

また、内筒部材１２の中心軸１２ａから前側が後側よりもラバー１３の容積が大きいことから、外筒部材１４と内筒部材１２に上下方向の負荷が加わった際における各筒部材１２，１４の相対変位は、前側よりも後側の方が大きくなる。これによっても、ショックアブソーバ２の傾倒作用を得ることができ、ショックアブソーバ２の傾倒量の確保に有利である。尚、外筒部材１４が前後方向へ長尺に形成されているので、ラバー１３の容積に変化をつける十分なスペースが確保され、ラバー１３の成型が困難になることはなく、製造上も有利である。

尚、前記実施形態においては、ラバー１３の空隙１３ｃの形状が前後で異なるものを示したが、例えば図５及び図６に示すように、空隙１３ｃ以外の形状も前後で異なるようにしてもよい。図５及び図６に示す変形例では、ラバー１３の前側の径方向端部から径方向外側に延びる延在部１３ｄが形成される。これにより、前記実施形態に比して、ラバー１３の前後方向についての容積変化を大きくし、ショックアブソーバ２の傾倒量を大きくすることができる。

また、前記実施形態においては、車両のリヤ側のサスペンションに本発明を適用した例を示したが、車両のフロント側のサスペンションにも適用可能なことは勿論である。また、サスペンション形式として、アッパーリンク８、フロントリンク６、リヤリンク７を有するマルチリンク式のものを示したが、ラテラルリンク等を有する他のマルチリンク式であってもよいし、ダブルウィッシュボーン式、ストラット式等であってもよい。すなわち、オイルダンパ式のショックアブソーバにより上下方向入力を減衰させるものでスプリングにより荷重を受け持つ形態であれば、本発明を適用することにより、ショックアブソーバ２の傾倒角度をジオメトリ変化に追従させることができる。

また、前記実施形態においては、ショックアブソーバ２の下端が車輪３のバンプ時に後方へ移動するものを示したが、ショックアブソーバ２の下端が車輪３のバンプ時に前方、左方或いは右方へ移動するものであっても、移動方向に対応してラバー１３を形成すればよい。すなわち、ショックアブソーバ２の下端が前方、左方或いは右方へ移動するものであっても、ラバー１３の空隙１３ｃの形状を前後または左右の少なくとも一方向について非対称に形成し、車輪３の上下動に伴うジオメトリ変化に追従して、ショックアブソーバ２の傾倒状態が変化するよう構成することにより、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、外筒部材１４については前後に長尺なものを示したが、ショックアブソーバ２の下端が左方または右方へ移動するものである場合には、外筒部材１４を左右へ長尺に形成するとよい。さらに、外筒部材１４の各取付位置１４ａを前後方向に非対称に形成したものを示したが、左右方向に非対称であっても前記実施形態と同様の作用効果を得ることができるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態を示す自動車車両のリヤサスペンションの外観斜視図である。 リヤサスペンションの概念図である。 ショックアブソーバマウントの平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 変形例を示すショックアブソーバマウントの平面図である。 図５のＢ−Ｏ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１ リヤサスペンション
２ ショックアブソーバ
３ 車輪
１２ 内筒部材
１３ ラバー
１３ａ 外側密着部
１３ｂ 内側密着部
１３ｃ 空隙
１４ 外筒部材
１４ａ 取付位置

Claims (4)

1. 車輪側に接続されるオイルダンパ式のショックアブソーバと、
   前記ショックアブソーバのピストンロッド上端が固定される略円筒形状の内筒部材と、
   前記内筒部材と弾性体を介して接続され、車体側に固定される外筒部材と、を備えた車両用サスペンションにおいて、
   前記弾性体は、前記外筒部材に密着する外側密着部と、前記内筒部材に密着する内側密着部と、各密着部間に形成された空隙と、を有し、
   前記空隙の形状を前後または左右の少なくとも一方向について非対称に形成し、前記車輪の上下動に伴うジオメトリ変化に追従して、前記ショックアブソーバの傾倒状態が変化するよう構成したことを特徴とする車両用サスペンション。
2. 前記外筒部材を前後または左右のいずれか一方向に長尺な形状とし、該外筒部材の長尺方向の中点が前記内筒部材の中心軸とずれるよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンション。
3. 前記外筒部材は、複数の取付位置にて車体に固定されるものであって、
   前記各取付位置を前後と左右の少なくとも一方向について非対称としたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用サスペンション。
4. 前記外筒部材を前後または左右のいずれか一方向に長尺な形状とし、
   前記弾性体を、前記外筒部材の長尺方向について、前記内筒部材の中心軸から一側を他側に比して容積を大きく形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用サスペンション。

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