JP2006044498A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低床化に有利であって、なおかつ、旋回走行時の車輪の対地キャンバの悪化を抑制し、操縦安定性を高める。
【解決手段】トレーリングアーム３の前端部を車幅方向に延在する揺動軸をなすブッシュＢ１、Ｂ２を介して車体に連結し、 前記ショックアブソーバ２の、上端部を前記車体に揺動自在に連結し、下端部を前記アクスル部材１に車幅方向に延在する揺動軸をなすブッシュＢ３、Ｂ４を介して連結して、 前記アクスル部材１を、車両前後方向に延在する揺動軸をなすブッシュＢ５、Ｂ６を介してトレーリングアーム３に連結するとともに、 車両前後方向視において、前記ショックアブソーバ２の中心軸線Ｃ２に引いた垂線Ｌ２と、前記トレーリングアーム３の車体に対する揺動軸の中心軸線Ｃ１とを、前記アクスル部材１に対して車幅方向内側に位置する交点Ｆにて交差させてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を懸架するサスペンション装置、特に、車両床下スペースの節約を可能とし、かつ、車両の操縦安定性を向上することができる、主にリア側に用いられるサスペンション装置に関するものである。

低床フロアを実現するに当たり有利なサスペンション装置としては、従来、車両前後方向に延在するトレーリングアームを使用したもの（以下、トレーリングアーム式）、あるいはそのトレーリングアームを当該トレーリングアームの車幅方向反対側に位置するトレーリングアームに車幅方向に延びるビームで連結したもの（以下、ピボットビーム式）がある。このような構成のサスペンション装置は、バウンド時にトーインをつけることが困難であるため、操縦安定性能を高めることはあまり期待できず、このため、特許文献１に記載されているように、車輪を回転自在に支持したアクスル部材を、車輪中心から上下方向にオフセットした位置に配置される結合軸を介して、車両前後方向に延在するトレーリングアームに連結して、結合軸を車幅方向に対して三次元的に傾斜させることにより、旋回走行時に車輪に横力が働いた場合に、アクスル部材を前記結合軸周りに回転させて、旋回外側の車輪をトーインとするとともに、旋回内側の車輪をトーアウトとして、アンダーステア傾向として操縦安定性を高めることを実現していた。

ところが、このような構成のサスペンション装置にあっては、車輪に横力が働いて、アクスル部材が前記結合軸周りに回転すると、旋回外側の車輪はトーインとなるものの同時にポジティブキャンバとなり、旋回内側の車輪はトーアウトとなるものの同時にネガティブキャンバとなるため、旋回中に車体がロールすると、車輪の対地キャンバが悪化して、それにより操縦安定性が低下してしまうという問題が新たに生じた。元来、低床フロア化に有利とされるトレーリングアーム式あるいはピボットビーム式のサスペンション装置においては、トレーリングアームに対するアクスル部材のキャンバ方向の変位が拘束されているため、車体がロールした場合に、旋回外側および内側の車輪を路面に直立な状態に保つことが困難であり、車輪の接地性が低下して、操縦安定性が低下するという問題点があり、特許文献１に記載の結合軸を含む機構を追加した場合には、その対地キャンバがさらに悪化する要因ともなっていた。
特開２０００−３１３２１７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、低床化に有利であって、なおかつ、旋回走行時の車輪の対地キャンバが悪化するのを抑制して、操縦安定性を高めることができる、サスペンション装置を提供することにある。

請求項１に係わるサスペンション装置は、車輪を回転自在に支持するアクスル部材を、上下方向に延在するショックアブソーバと、車両前後方向に延在するトレーリングアームとを介して、車体と連結してなるサスペンション装置であって、
前記トレーリングアームの前端部を車幅方向に延在する揺動軸を介して車体に連結し、
前記ショックアブソーバの、上端部を前記車体に揺動自在に連結し、下端部を前記アクスル部材に車幅方向に延在する揺動軸を介して連結して、
前記アクスル部材を、車両前後方向に延在する揺動軸を介してトレーリングアームに連結するとともに、
車両前後方向視において、前記ショックアブソーバの中心軸線に引いた垂線と、前記トレーリングアームの車体に対する揺動軸の中心軸線とを、前記アクスル部材に対して車幅方向内側に位置する交点にて交差させてなる。

請求項２に係わるサスペンション装置は、車輪を回転自在に支持するアクスル部材を、上下方向に延在するショックアブソーバと、車両前後方向に延在するトレーリングアームとを介して、車体と連結し、当該トレーリングアームを車幅方向に延びるビームにて車幅方向反対側に位置するトレーリングアームに連結してなるサスペンション装置であって、
前記トレーリングアームの前端部を揺動自在に車体に連結し、
前記ショックアブソーバの、上端部を前記車体に揺動自在に連結し、下端部を前記アクスル部材に車幅方向に延在する揺動軸を介して連結して、
前記アクスル部材を、車両前後方向に延在する揺動軸を介してトレーリングアームに連結するとともに、
車両前後方向視において、前記ショックアブソーバの中心軸線に引いた垂線と、前記トレーリングアームの車体に対する連結点と前記ビームの弾性中心とを通る線とを、前記アクスル部材に対して車幅方向内側に位置する交点にて交差させてなる。

請求項１に係わるサスペンション装置によれば、前述したトレーリングアーム式のサスペンション装置において、旋回走行時に車体がロールして、旋回外側のアクスル部材がバウンドした場合に、車両前後方向視において、アクスル部材を前記交点を瞬間回転中心として回転させて、ネガティブキャンバとすることができるとともに、旋回内側のアクスル部材がリバウンドした場合に、車両前後方向視において、アクスル部材を前記交点を瞬間回転中心として回転させて、ポジティブキャンバとすることができるため、旋回外側および内側の車輪を路面に直立な状態に近づけて、対地キャンバの悪化を抑制し、車輪の路面への接地性とグリップ性を高めて、操縦安定性を高めることができる。

請求項２に係わるサスペンション装置によれば、前述したピボットビーム式のサスペンション装置において、旋回走行時に車体がロールして、旋回外側のアクスル部材がバウンドした場合に、車両前後方向視において、アクスル部材を前記交点を瞬間回転中心として回転させて、ネガティブキャンバとすることができるとともに、旋回内側のアクスル部材がリバウンドした場合に、車両前後方向視において、アクスル部材を前記交点を瞬間回転中心として回転させて、ポジティブキャンバとすることができるため、旋回外側および内側の車輪を路面に直立な状態に近づけて、対地キャンバの悪化を抑制し、車輪の路面への接地性とグリップ性を高めて、操縦安定性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示すところに基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態たるいわゆるトレーリングアーム式のサスペンション装置の要部を示す模式図である。図１（ａ）は斜め上方から見たものを、図１（ｂ）は車両後方から見たものを示す。

本発明の一実施例になるサスペンション装置は、図１に示すように、車輪Ｗを回転自在に支持するアクスル部材1を、上下方向に延在するショックアブソーバ２と、車両前後方向に延在して、車両前方で分岐するトレーリングアーム３とを介して、図示しない車体と連結してなるサスペンション装置であって、
トレーリングアーム３の二股状の前端部を、車幅方向に延在する揺動軸をなすブッシュＢ１、Ｂ２を介して図示しない車体に連結し、
ショックアブソーバ２の、上端部、ここでは上方に突出したロッド２ａを図示しない車体に図示しないブッシュを介して揺動自在に連結し、下端部、ここではシリンダ２ｂを、二股状に分岐したヨーク４およびその先端に設けられたブラケット４ａと、アクスル部材１から車幅方向に延びるヨーク５に設けられて、車幅方向に延在する揺動軸をなすブッシュＢ３、Ｂ４を介して、アクスル部材１に連結して、
アクスル部材１を、前述のヨーク５に設けられた車両前後方向に延在する揺動軸をなすブッシュＢ５、Ｂ６と、トレーリングアーム３に設けられたブラケット３ａを介してトレーリングアーム３に連結するとともに、
車両前後方向視において、ショックアブソーバ２の上端部において、ショックアブソーバ２の中心軸線Ｃ２に引いた垂線Ｌ２と、トレーリングアーム３の車体に対する揺動軸をなすブッシュＢ１、Ｂ２の中心軸線Ｃ１とを、アクスル部材１に対して車幅方向内側に位置する交点Ｆにて交差させてなる。（請求項１に相当）

これによれば、旋回走行時に車体がロールして、旋回外側のアクスル部材１がバウンドした場合に、図１（ｂ）に示す車両後方向視において、アクスル部材１を前記交点Ｆを瞬間回転中心として回転させて、ネガティブキャンバとすることができるとともに、旋回内側のアクスル部材がリバウンドした場合に、図１（ｂ）に示す車両後方向視において、アクスル部材１を前記交点Ｆを瞬間回転中心として回転させて、ポジティブキャンバとすることができるため、旋回外側および内側の車輪を路面に直立な状態に近づけて、対地キャンバの悪化を抑制し、車輪の路面への接地性とグリップ性を高めて、操縦安定性を高めることができる。

図１（ａ）（ｂ）に示した実施例では、車両前後方向視で、ショックアブソーバ２の上端部において、ショックアブソーバ２の中心軸線Ｃ２に引いた垂線Ｌ２と、トレーリングアーム３の車体に対する揺動軸をなすブッシュＢ１、Ｂ２の中心軸線Ｃ１とを、アクスル部材１に対して車幅方向内側に位置する交点Ｆにて交差させるにあたり、ショックアブソーバ２をネガティブキャンバ方向に傾斜させるとともに、揺動軸をなすブッシュＢ１、Ｂ２の中心軸線Ｃ１を地面に平行とする構成としているが、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ショックアブソーバ２の中心軸線Ｃ２を地面に対して垂直とし、揺動軸をなすブッシュＢ１、Ｂ２の中心軸線Ｃ１を車幅方向外側から内側に向けて上方に変位するように傾斜させる構成とすることもできる。これによっても、図１に示す構成と同様の効果、つまりは旋回外側の車輪をネガティブキャンバとし、旋回内側の車輪をポジティブキャンバとして、旋回外側および内側の車輪を路面に直立な状態に近づけて、対地キャンバの悪化を抑制し、車輪の路面への接地性とグリップ性を高めて、操縦安定性を高めることができる。

なお、図１（ａ）では、トレーリングアーム３の車体に対する揺動軸は、ブッシュＢ１、Ｂ２の中心軸線Ｃ１と一致させる構成としているが、図１（ｃ）に示すように、ブッシュＢ１、Ｂ２を、それらの中心軸線を車両上下方向に延在させて設け、それぞれのブッシュＢ１、Ｂ２のコジリ方向の弾性中心を通る線を、トレーリングアーム３の車体に対する揺動軸とする構成を採ることもできる。
また、図１に示す実施例のサスペンション装置では、車幅方向に延在する揺動軸をなすブッシュＢ３、Ｂ４の中心軸線を、ここでは車幅方向に平行としているが、車幅方向に傾斜する、いわゆるセミトレーリングアーム式のものも含むものとする。つまり、車幅方向に延在するとは車幅方向に平行とは同義ではなく、揺動軸の延在方向が車幅方向を含むものであればよい。

図３は、本発明の他の実施形態たるいわゆるピボットビーム式のサスペンション装置の要部を示す模式図である。図３（ａ）は斜め上方から見たものを、図３（ｂ）は車両後方から見たものを示す。

本発明の一実施例になるサスペンション装置は、図３に示すように、車輪Ｗを回転自在に支持するアクスル部材１１を、上下方向に延在するショックアブソーバ１２と、車両前後方向に延在するトレーリングアーム１３とを介して、図示しない車体と連結し、当該トレーリングアーム１３を車幅方向に延びるビーム１４にて車幅方向反対側に位置する図示しないトレーリングアームに連結してなるサスペンション装置であって、
前記トレーリングアーム１３の前端部を鉛直方向に中心軸線を有するブッシュ１５を介して揺動自在に図示しない車体に連結し、
前記ショックアブソーバ１２の、上端部、ここでは上方に突出したロッド１２ａを図示しない車体に図示しないブッシュを介して揺動自在に連結し、下端部、ここではシリンダ１２ｂを、二股状に分岐したヨーク１６を介して、アクスル部材１１から車幅方向に突出する揺動軸をなすシャフトＢ１１に揺動自在に連結して、
アクスル部材１１を、車両前後方向に延在する揺動軸をなすブッシュＢ１２、１３と、トレーリングアーム１３に設けられたブラケット１３ａを介して、トレーリングアーム１３に揺動自在に連結するとともに、
車両前後方向視において、ショックアブソーバ１２の上端部において、ショックアブソーバ２の中心軸線Ｃ１２に引いた垂線Ｌ１２と、トレーリングアーム１３の車体に対する連結点Ｐとビーム１４の弾性中心Ｑとを結んだ線Ｌ１３とを、アクスル部材１１に対して車幅方向内側に位置する交点Ｇにて交差させてなる。（請求項２に相当）
なお、トレーリングアーム１３とビーム１４とにより車幅方向内側に形成される角部には、直角三角形状の補強板１７がトレーリングアーム１３とビーム１４の双方に接合されて設けられ、トレーリングアーム１３とビーム１４との連結剛性を高めている。

ここで、連結点Ｐとはブッシュ１５のコジリ方向の弾性中心である。
また、弾性中心Ｑとは、ビーム１４をその長さ方向を中心として捩った場合の歪がゼロとなる、車幅方向中心をなす平面Ｈ内の一点を指すものとする。
これによっても、図１に示す構成と同様の効果、つまりは旋回外側の車輪をネガティブキャンバとし、旋回内側の車輪をポジティブキャンバとし、旋回外側および内側の車輪の対地キャンバを直立に近づけて、車輪の路面への接地性とグリップ性を高めて、操縦安定性を高める効果を得ることができる。

図３に示した実施例では、車両前後方向視において、ショックアブソーバ１２の上端部における、ショックアブソーバ２の中心軸線Ｃ１２に引いた垂線Ｌ１２と、トレーリングアーム１３の車体に対する連結点Ｐとビーム１４の弾性中心Ｑとを結んだ線Ｌ１３とを、アクスル部材１１に対して車幅方向内側に位置する交点Ｇにて交差させるにあたり、ショックアブソーバ１２をネガティブキャンバ方向に傾斜させるとともに、線Ｌ１３を地面に平行とする構成としているが、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ショックアブソーバ１２の中心軸線Ｃ１２を地面に対して垂直とし、線Ｌ１３を車幅方向外側から内側に向けて上方に変位するように傾斜させる構成とすることもできる。これによっても、図３に示す構成と同様の効果を得ることができる。

図５は、図３に示した本発明の一実施形態たるいわゆるピボットビーム式のサスペンション装置の要部を示す模式図である。
基本となるサスペンションの構成は、図３において説明したため、重複する部分については、説明は省略する。
ここでは、アクスル部材１１のトレーリングアーム１３に対する揺動軸を、それぞれ車両前後方向に離隔して位置する二つのブッシュＢ１２、Ｂ１３にて構成し、車両上下方向視において、当該アクスル部材１１の車幅方向の力に対する回転中心を車輪中心Ｗ／Ｃよりも車両後方に位置させる。（請求項３に相当）

ここで、車両上下方向視において、アクスル部材１１の車幅方向の力に対する回転中心を、車輪中心Ｗ／Ｃよりも車両後方に位置させるにあたっては、車両前方側のブッシュＢ１３の弾性中心と車輪中心Ｗ／Ｃとの距離Ｌ１を、車両後方側のブッシュＢ１２の弾性中心と車輪中心Ｗ／Ｃとの距離Ｌ２よりも小さくする、あるいは、車両前方側のブッシュＢ１３の車幅方向剛性ｋ１３を、車両後方側のブッシュＢ１２の車幅方向剛性ｋ１２よりも柔らかくする手法がある。つまり、（ｋ１３×Ｌ１−ｋ１２×Ｌ２）／（ｋ１３＋ｋ１２）＜０となるように、それぞれの定数を設定すればよい。

請求項３に相当する構成によれば、旋回走行時に車輪Ｗに横力が作用した場合に、旋回外側の車輪は、車両の上下方向視において、アクスル部材１１の車幅方向外方から内方に向かう横力に対する回転中心が、当該横力が作用する車輪中心Ｗ／Ｃよりも後方にあるため、トーインとなり、旋回内側の車輪は、アクスル部材１１の車幅方向内方から外方に向かう横力に対する回転中心が、当該横力が作用する車輪中心Ｗ／Ｃよりも後方にあるため、トーアウトとなる。これによりアンダーステア傾向となり操縦安定性を高めることができる。

図６は、本発明の他の実施形態たるピボットビーム式のサスペンションを、車幅方向外側から見て一部を省略して示す模式図である。
基本となるサスペンションの構成は、図３において説明したため、重複する部分については、説明は省略する。
ここではアクスル部材１のトレーリングアーム１３に対する揺動軸をなすブッシュＢ６、Ｂ５の中心軸線Ｃ５を、車両前方側を車両後方側に対して下方となるよう傾斜させる。（請求項４に相当）

これによれば、旋回走行時に車体がロールして、旋回外側の車輪がバウンドした場合に、旋回外側のアクスル部材は、トレーリングアームに対して揺動軸をなすブッシュＢ６、Ｂ５の周りに揺動してネガティブキャンバとなるとともに、当該揺動軸をなすブッシュＢ６、Ｂ５の中心軸線Ｃ５が車両前方側が車両後方側に対して下方となるように傾斜しているため、トーインとなる。これに加えて、旋回内側の車輪がリバウンドして、旋回内側のアクスル部材はトレーリングアームに対して揺動軸周りに回転してポジティブキャンバになるとともに、当該揺動軸が車両前方側が車両後方側に対して下方となるように傾斜しているため、トーアウトとなる。これらのことによりアンダーステア傾向となって、操縦安定性を高めることができる。

図７は、本発明のさらに他の実施形態たる、いわゆるＨ型のピボットビーム式のサスペンション装置を示す模式図である。
図３に示したピボットビーム式のサスペンション装置に比べ、トレーリングアーム２１の車両前方側を、車両前方に行くに従い車幅方向外側に湾曲させるとともに、車体への連結点となるブッシュ２２の中心軸線Ｃ２２を図示のごとく、水平面内において、車幅方向外側から内側に行くに従い、車両前方に変位するように傾斜させ、トレーリングアーム２１とその車幅方向反対側に位置する図示しないトレーリングアームを連結するビーム２３を、ブッシュ２２よりも車両後方に設けている点が異なる。

このような構成のピボットビーム式のサスペンション装置においても、図３に示した本発明の請求項２に相当する構成を適用することが可能である。すなわち、車輪Ｗを回転自在に支持するアクスル部材２４を、トレーリングアーム２１に車両前後方向に延在する揺動軸をなすブッシュＢ２１、Ｂ２２と、ブラケット２１ａを介して連結し、図示しないショックアブソーバを車幅方向に延びる図示しない揺動軸を介してアクスル部材２４に揺動自在に連結し、車両後方視において、ショックアブソーバの上端部において、ショックアブソーバの中心軸線に引いた垂線と、連結点Ｐ２２とビームの弾性中心Ｑ２３とを結んだ線とを、アクスル部材２４の車幅方向内側に位置する図示しない交点にて交差させる。

これによっても、バウンド時にアクスル部材２４を図示しない交点を瞬間回転中心として回転させて、ネガティブキャンバとすることができるとともに、旋回内側のアクスル部材がリバウンドした場合に、アクスル部材を図示しない交点を瞬間回転中心として回転させて、ポジティブキャンバとすることができるため、旋回外側および内側の車輪を路面に直立な状態に近づけて、対地キャンバの悪化を抑制し、車輪の路面への接地性とグリップ性を高めて、操縦安定性を高めることができる。

加えて図７に示した構成によれば、トレーリングアーム２１と車体との連結点Ｐ２１と、ビーム２３の弾性中心Ｑ２３を結んだ線が、車幅方向外側から内側に向かうに従い、車両後方に位置するように傾斜しているため、トレーリングアーム２１の後端はバウンド時には車幅方向外側に移動して、アクスル部材２４および車輪Ｗはトーインとなり、リバウンド時には、トレーリングアーム２１の後端はリバウンド時には車幅方向内側に移動して、アクスル部材２４および車輪Ｗはトーアウトとなる。これにより、旋回走行時に車体がロールした場合に、アンダーステア傾向とすることができる。

なお、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。

本発明は、車室内空間を広げるとともに操縦安定性をも高めることができるサスペンション装置に適用して効果的なものである。

本発明の一実施例になるサスペンション装置の要部を示す模式図である。 本発明の他の実施例になるサスペンション装置の要部を車両後方から見て示す模式図である。 本発明の他の実施例になるサスペンション装置の要部を示す模式図である。 本発明の他の実施例になるサスペンション装置の要部を車両後方から見て示す模式図である。 本発明の他の実施例になるサスペンション装置の要部を示す模式図である。 本発明の他の実施例になるサスペンション装置の要部を示す模式図である。 本発明の他の実施例になるサスペンション装置の要部を示す模式図である。

符号の説明

１ アクスル部材
２ ショックアブソーバ
３ トレーリングアーム
４ ヨーク
５ ヨーク
６ ブラケット
１１ アクスル部材
１２ ショックアブソーバ
１３ トレーリングアーム
１４ ビーム
１５ ブッシュ
１６ ヨーク
１７ 補強板
２１ トレーリングアーム
２２ ブッシュ
２３ ビーム
２４ アクスル部材

Claims (4)

1. 車輪を回転自在に支持するアクスル部材を、上下方向に延在するショックアブソーバと、車両前後方向に延在するトレーリングアームとを介して、車体と連結してなるサスペンション装置であって、
   前記トレーリングアームの前端部を車幅方向に延在する揺動軸を介して車体に連結し、
   前記ショックアブソーバの、上端部を前記車体に揺動自在に連結し、下端部を前記アクスル部材に車幅方向に延在する揺動軸を介して連結して、
   前記アクスル部材を、車両前後方向に延在する揺動軸を介してトレーリングアームに連結するとともに、
   車両前後方向視において、前記ショックアブソーバの中心軸線に引いた垂線と、前記トレーリングアームの車体に対する揺動軸の中心軸線とを、前記アクスル部材に対して車幅方向内側に位置する交点にて交差させてなるサスペンション装置。
2. 車輪を回転自在に支持するアクスル部材を、上下方向に延在するショックアブソーバと、車両前後方向に延在するトレーリングアームとを介して、車体と連結し、当該トレーリングアームを車幅方向に延びるビームにて車幅方向反対側に位置するトレーリングアームに連結してなるサスペンション装置であって、
   前記トレーリングアームの前端部を揺動自在に車体に連結し、
   前記ショックアブソーバの、上端部を前記車体に揺動自在に連結し、下端部を前記アクスル部材に車幅方向に延在する揺動軸を介して連結して、
   前記アクスル部材を、車両前後方向に延在する揺動軸を介してトレーリングアームに連結するとともに、
   車両前後方向視において、前記ショックアブソーバの中心軸線に引いた垂線と、前記トレーリングアームの車体に対する連結点と前記ビームの弾性中心とを通る線とを、前記アクスル部材に対して車幅方向内側に位置する交点にて交差させてなるサスペンション装置。
3. 前記アクスル部材の前記トレーリングアームに対する揺動軸を、車両前後方向に離隔して位置する二つのブッシュにて構成し、車両の上下方向視において、当該アクスル部材の車幅方向の力に対する回転中心を車輪中心よりも車両後方に位置させてなる請求項１もしくは２に記載のサスペンション装置。
4. 前記アクスル部材の前記トレーリングアームに対する揺動軸を、車両前方側を車両後方側に対して下方となるよう傾斜させてなる請求項１〜３のいずれか記載のサスペンション装置。
   
   

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