JP2006117045A

JP2006117045A - 自動車のフロントサスペンション装置

Info

Publication number: JP2006117045A
Application number: JP2004305359A
Authority: JP
Inventors: Masashi Oda; 昌司小田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: JP4370518B2

Abstract

【課題】乗り心地を犠牲にすることなく、アッカーマンジオメトリを成立させると共に制動時の車両安定性を確保することが出来る、前置き式ステアリングギアユニットを備えたフロントサスペンション装置を提供する。
【解決手段】本発明は、前置き式ステアリングギアユニット１６を備えた自動車のフロントサスペンション装置１であって、サスペンションクロスメンバ２と、アッパアーム４と、ロアアーム６と、ホイールサポート８と、ステアリングギアユニット１６と、このステアリングギアユニットから車幅方向外方に斜め前方に延びホイールサポートの車体前方端部８ｄに連結されたタイロッド１８と、を有し、アッパアームは、２箇所の取付部が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように設けられ、ロアアームは、２箇所の取付部が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のフロントサスペンション装置に係り、特に、前置き式ステアリングギアユニットを備えた自動車のフロントサスペンション装置に関する。

近年、車両の運動性能、特に操縦安定性（操安性）を向上させるためにエンジン搭載位置を車室側に近づけたフロントミッドシップ車両が知られている。このような車両では、そのレイアウト上、ステアリングギアユニットを、エンジンやサスペンションアームに対し車体前方側で車体に取り付ける必要がある場合がある。このような前置き式ステアリングギアユニットの場合、ステアリングギアユニットから延びるタイロッドは、ホイールサポートの車体前方端部に取り付けられる。

一方、主に、ダブルウィッシュボーン型のフロントサスペンション装置において、各サスペンションアームの車体への取付部に、コンプライアンスを増大させた弾性ブッシュを設けて、良好な乗り心地を得るようにしたものが知られている。また、このような弾性ブッシュに、所謂すぐりを設け、操縦安定性と乗り心地とを両立させることが行われている。また、特許文献１には、シミーを抑制するために、すぐり（スロット）を設ける角度を調整したサスペンション装置が開示されている。

欧州特許第０６５３３２０Ｂ１号公報

ここで、図６に示すように、制動時には、タイヤ１６に車体後方に向く制動力Ｆが加わり、この制動力Ｆにより、ホイールサポート８には、回転モーメントＭがかかる。ダブルウィッシュボーン型のフロントサスペンション装置において、このような回転モーメントＭが各サスペンションアーム４、６に伝達されると、弾性ブッシュを変形させる。コンプライアンスを増大させた弾性ブッシュを用いている場合には、このような弾性ブッシュの変形が大きくなり、アッパアーム４は車体前方に、ロアアーム６は車体後方にそれぞれ変位し（図６中Ｄ１、Ｄ２）、その結果として、ホイールサポート８は図６中Ｄ３の方向に回転してしまう。
前置き式のステアリングギアユニットにおいて、このような回転が生じた場合、タイロッドが取り付けられるホイールサポート８の車体前方端部８ｄは、下方且つ車体後方側に変位する。

ここで、タイロッドは、アッカーマンジオメトリを成立させるために、平面視で車体外方に車体斜め前方に延びるように傾斜角が付き、さらに、バンプトーイン特性を得るために、正面視で車体外方に斜め上方に延びるように傾斜角が付くように設けられる必要がある。
従って、例えば、図７中仮想線で示すように、ホイールサポート８の回転に伴い、タイロッド１８の傾斜角は減少し、一方、タイロッド自体の長さは変化しないので、その取付点８ｄは、下方側且つ車体後方側に変位すると共に車幅方向外方にも変位することになる。従って、車輪はトーアウト方向に向く。
このように、タイロッド１８がホイールサポート８の車体前方端部８ｄに取り付けられていること、及び、タイロッド１８に傾斜角が付けられていることに起因して、制動時には、車輪がトーアウト方向に向いてしまい、特に高速走行時において、制動時の車両安定性が低下する場合があるという問題があった。
一方、このようなトーアウトを防止するために、弾性ブッシュのコンプライアンスを減少させると、乗り心地を悪化させることになる。

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、乗り心地を犠牲にすることなく、アッカーマンジオメトリを成立させると共に制動時の車両安定性を確保することが出来る、前置き式ステアリングギアユニットを備えたフロントサスペンション装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明は、前置き式ステアリングギアユニットを備えた自動車のフロントサスペンション装置であって、車体に固定されたサスペンションクロスメンバと、このサスペンションクロスメンバに２箇所において弾性ブッシュを介して取り付けられたＡ型のアッパアームと、このサスペンションクロスメンバに２箇所において弾性ブッシュを介して取り付けられたＡ型のロアアームと、その上方部分がアッパアームにその下方部分がロアアームにそれぞれ取り付けられ車輪を回転自在に支持するホイールサポートと、サスペンションクロスメンバのアッパアーム及びロアアームより車体前方の位置に固定されたステアリングギアユニットと、このステアリングギアユニットから車幅方向外方に斜め前方に延びステアリングギアユニットとホイールサポートの車体前方端部とを連結するタイロッドと、を有し、アッパアームは、２箇所の取付部が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように設けられ、ロアアームは、２箇所の取付部が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように設けられていることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、ステアリングギアユニットは、サスペンションクロスメンバのアッパアーム及びロアアームより車体前方の位置に固定されており、タイロッドは、このステアリングギアユニットから車幅方向外方に斜め前方に延びステアリングギアユニットとホイールサポートの車体前方端部とを連結している。このように構成されたタイロッドにより、アッカーマンジオメトリを成立させることが出来る。一方、このようなタイロッドの構成では、アッパアーム及びロアアームが弾性ブッシュを介してサスペンションクロスメンバに取り付けられていることに起因して、制動時にホイールサポートの車体前方端部が車幅方向外方に変位して車輪がトーアウト方向に向く。しかしながら、アッパアームは、２箇所の取付部が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように設けられ、ロアアームは、２箇所の取付部が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように設けられているので、制動時に、アッパアームは、その車体前方への変位に伴って車幅方向内方に変位し、ロアアームは、その車体後方への変位に伴って車幅方向外方に変位する。従って、ホイールサポートの上方部分は車幅方向内方に変位し、ホイールサポートの下方部分は車幅方向外方に変位して、車輪は車幅方向にネガティブキャンバーとなる方向に傾く。このようなネガティブキャンバーにより、車輪には車幅方向内方に向く力が働き、トーアウトにより車輪に働く車幅方向外方に向く力を打ち消すことが出来る。その結果、弾性ブッシュのコンプライアンスを増大させて乗り心地を確保しても、制動時の車両安定性を得ることが出来る。

また、本発明において、好ましくは、ロアアームの車体後方側の取付部の弾性ブッシュは、その中心軸線が車体上下方向に延びるように設けられ、この弾性ブッシュは、平面視でその車幅方向に延びる軸線より車体前方側且つ車体前後方向に延びる軸線より車体内方側の領域に形成されたすぐり部を有する。
このように構成された本発明においては、その中心軸線が車体上下方向に延びるように設けられた弾性ブッシュが、平面視でその車幅方向に延びる軸線より車体前方側且つ車体前後方向に延びる軸線より車体内方側の領域に形成されたすぐり部を有するので、弾性ブッシュは、制動時に車体後方且つ車幅方向外方に斜め方向に変形する。このような変形に伴い、ロアアームのホイールサポートへの取付部を車幅方向外方に変位させることが出来るので、車輪をより確実にネガティブキャンバーが付く方向に傾けることが出来る。また、制動時には、上述したようにホイールサポートの車体前方端部が車幅方向外方に変位し、且つ、弾性ブッシュの変形によりロアアームのホイールサポートへの取付部も車幅方向外方に変位することになる。このようにして、ホイールサポートを全体的に車幅方向外方に移動させて、車輪の制動時のトーアウト自体を抑制することも出来る。

また、本発明は、好ましくは、アッパアーム及びロアアームは、アッパアームの２箇所の取付部を結んだ線及びロアアームの２箇所の取付部を結んだ線が、それぞれ、タイロッドが延びる方向にほぼ直交する方向に延びるように配置されている。
このように構成された本発明においては、アッパアーム及びロアアームは、アッパアームの２箇所の取付部を結んだ線及びロアアームの２箇所の取付部を結んだ線が、それぞれ、タイロッドが延びる方向にほぼ直交する方向に延びるように配置されているので、より効果的に、車輪をネガティブキャンバーが付く方向に傾けることが出来る。

また、本発明は、好ましくは、更に、ロアアームの取付部に設けられ、ロアアームの弾性ブッシュの変形によるロアアームの車体前方への変位を抑制するストッパを有する。
このように構成された本発明においては、ロアアームの取付部に設けられ、ロアアームの弾性ブッシュの変形によるロアアームの車体前方への変位を抑制するストッパを有するので、走行中にサスペンション装置に横力がかかり、ロアアームに圧縮力が加わっても、ロアアームの２箇所の取付部を結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びることに起因して、ロアアームが車体前方へ変位することを防止することが出来る。ここで、ロアアームが車体前方へ変位すると、タイロッドが車幅方向外方に斜め前方に延びてホイールサポートの車体前方端部に取り付けられていることに起因して、車輪がトーアウト方向に向くが、本発明においては、このことを防止することが出来る。その結果、操安性を低下させてしまうことを防止することが出来る。

また、本発明は、好ましくは、更に、アッパアームの取付部に設けられ、アッパアームの弾性ブッシュの変形によるアッパアームの車体後方への変位を抑制するストッパを有する。
このように構成された本発明においては、更に、アッパアームの取付部に設けられ、アッパアームの弾性ブッシュの変形によるアッパアームの車体後方への変位を抑制するストッパを有するので、走行中にサスペンション装置に横力がかかり、アッパアームに引張力が加わっても、アッパアームの２箇所の取付部を結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びることに起因して、アッパアームが車体後方へ変位することを防止することが出来る。ここで、アッパアームが車体後方へ変位すると、タイロッドが車幅方向外方に斜め前方に延びてホイールサポートの車体前方端部に取り付けられていることに起因して、車輪がトーアウト方向に向くが、本発明においては、このことを防止することが出来る。その結果、操安性を低下させてしまうことを防止することが出来る。

本発明によるフロントサスペンション装置によれば、ステアリングギアユニットが前置き式となっていても、乗り心地を犠牲にすることなく、アッカーマンジオメトリを成立させると共に制動時の車両安定性を確保することが出来る。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
先ず、図１により、フロントサスペンション装置１を説明する。図１は、本発明の実施形態による自動車のフロントサスペンション装置を示す斜視図である。
本発明の実施形態によるフロントサスペンション装置１は、車体（図示せず）に固定されたサスペンションクロスメンバ２に取り付けられている。このサスペンションクロスメンバ２は、車幅方向に延びると共にその両側から車体後方に向かって延びるコ字状の前側部材２ａ、この前側部材２ａの車幅方向両側にそれぞれ固定された上方に延びる上方部材２ｂ、及び、前側部材２ａの後方で車幅方向に延び、その両端部が前側部材２ａに固定された後側部材２ｃで構成されている。

フロントサスペンション装置１は、ダブルウィッシュボーン型であり、上方部材２ｂに取り付けられたアッパアーム４、前側部材２ａに取り付けられたロアアーム６、これらのアッパアーム４及びロアアーム６に取り付けられたホイールサポート８、及び、緩衝装置１０を有している。ホイールサポート８は、前輪１６（図３参照）やブレーキディスク１８等を回転自在に支持するものである。緩衝装置１０は、ダンパ１２及びコイルスプリング１４を備え、それらの上端部が車体（図示せず）に固定され、ダンパ１２の下端部がロアアーム６に取り付けられている。

また、フロントサスペンション装置１は、サスペンションクロスメンバ２の前方側で車幅方向に延びるように前方部材２ａに固定されたステアリングギアユニット１６、及び、このステアリングギアユニット１６から車幅方向外方に延びてホイールサポート８に取り付けられたタイロッド１８を有している。ステアリングギアユニット１６は、ラックピニオン式或いはボールスクリュー式の操舵装置であり、タイロッド１８を介して、前輪１６を操舵するようになっている。

次に、図２乃至図５により、フロントサスペンション装置１の構成を具体的に説明する。図２は、本発明の実施形態による自動車のフロントサスペンション装置の右前輪側を車体上方から見た平面図であり、図３は、本発明の実施形態による自動車のフロントサスペンション装置の右前輪側を車体前方から見た正面図であり、図４は、本発明の実施形態による自動車のフロントサスペンション装置のロアアームを示す平面図であり、図５は、本発明の実施形態によるストッパを示す斜視図（ａ）及びその縦断面図（ｂ）である。なお、図２では、緩衝装置１０は、その図示を省略している。ここで、自動車のフロントサスペンション装置は、右前輪側及び左前輪側とも基本構造は同じであるので、ここでは、右前輪側を示す図２及び図３を中心に説明する。

先ず、アッパアーム４及びロアアーム６の構成、及び、これらのアーム４、６が取り付けられたホイールサポート８の構成を説明する。
図２に示すように、アッパアーム４は、前方アーム部４ａ及び後方アーム部４ｂを有するＡ型アームであり、２箇所の取付部２０、２２で、サスペンションクロスメンバ２の上方部材２ｂに取り付けられている。これらの取付部２０、２２では、各アーム部４ａ、４ｂの車幅方向内方端部４ｃ、４ｄが、円筒状の弾性ブッシュ２４を介して車体側に取り付けられている。これらの弾性ブッシュ２４は、その中心軸線が後述する図２中の一点鎖線Ａに平行になるように設けられている。

ロアアーム６は、ほぼ車幅方向に延びる前方アーム部６ａ、及び、車幅方向外方に斜め前方に延びる後方アーム部６ｂを有するＡ型アームであり、２箇所の取付部２６、２８で、サスペンションクロスメンバ２の前方部材２ａに取り付けられている。これらの取付部２６、２８では、各アーム部６ａ、６ｂの車幅方向内方端部６ｃ、６ｄが、円筒状の弾性ブッシュ２４を介して車体側に取り付けられている。
車体前方側の取付部２６の弾性ブッシュ２４は、その中心軸線が後述する図２中の一点鎖線Ｂに平行になるように設けられ、車体後方側の取付部２８の弾性ブッシュ２４は、車体上下方向に中心軸線を有するように設けられている。また、ロアアーム６に設けたこれらの各ブッシュ２４は、乗り心地を確保するためにコンプライアンスが大きなものとなっている。一方、操安性の確保のために、車体前方側の取付部２６の弾性ブッシュ２４は、車体後方側の取付部２８の弾性ブッシュ２４より、コンプライアンスが比較的小さなものとなっている。

アッパアーム４及びロアアーム６のそれぞれの車幅方向外方端部４ｅ、６ｅは、ホイールサポート８に取り付けられている。具体的には、図３に示すように、ホイールサポート８は、上方に延びるアッパアーム連結用の延長部８ａ、及び、下方に延びるロアアーム連結用の延長部８ｂを備え、各アーム４、６は、それぞれ、これらの延長部８ａ、８ｂの上端部及び下端部にボールジョイント３０（図２参照）を介して取り付けられている。なお、図３では前方アーム部６ａの一部の図示を省略している。

次に、タイロッド１８の構成及びホイールサポート８の構成について説明する。
図２に示すように、ホイールサポート８は、車体前方に延びるタイロッド連結用の延長部（ナックルアーム）８ｃを備え、この延長部８ｃの先端部８ｄに、タイロッド１８の車幅方向外方端部が取り付けられている。タイロッド１８の車幅方向内方端部はステアリングギアユニット１６に取り付けられている。
ここで、本発明の実施形態によるフロントサスペンション装置１では、ステアリングギアユニット１６が、サスペンションクロスメンバ２の前方に取り付けられている。従って、タイロッド１８は、各アーム４、６の前方に配置されると共に、その車幅方向外方端部がホイールサポート８の車体前方端部（延長部８ｃの先端部８ｄ）に取り付けられることになる。

図２に示すように、このタイロッド１８は、平面視で、車幅方向外方に斜め前方に延び、車幅方向に対し傾斜角αが付けられている。この傾斜角αにより、このフロントサスペンション装置１のアッカーマンジオメトリを成立させて、操舵時に、旋回内輪の切れ角が外輪側の切れ角より大きくなるようにしている。
また、図３に示すように、タイロッド１８は、正面視で、車幅方向外方に斜め上方に延び、水平線に対し傾斜角βが付けられている。この傾斜角βにより、このフロントサスペンション装置１がバンプトーイン特性を有するようにして、バンプしている旋回外輪がトーアウトに向くことを抑制している。

ここで、上述したように、タイロッド１８がホイールサポート８の車体前方端部に取り付けられていること、及び、タイロッド１８に傾斜角が付けられていることに起因して、前輪１６が制動時にトーアウト方向に向く傾向がある。そこで、本発明の実施形態では、アッパアーム４の取付部２０、２２及びロアアーム６の取付部２６、２８を所定の位置関係に配置することにより、詳細には後述するように、車輪１６が制動時にネガティブキャンバーになるようにして、制動時の車両安定性を得るようにしている。さらに、ロアアーム６の車体後方側の取付部２８の弾性ブッシュ２４にすぐり部（低弾性部）を設け、そのすぐり部の配置により、車輪１６が制動時にネガティブキャンバーになるように、及び、前輪１６の制動時のトーアウト自体を抑制するようにしている。

先ず、アッパアーム４の車体側への取付部２０、２２及びロアアーム６の車体側への取付部２６、２８の配置を説明する。
アッパアーム４の取付部２０、２２は、それらを結んだ線が、図２中の一点鎖線Ａで示すように、平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように配置されている。また、ロアアーム６の取付部２６、２８は、それらを結んだ線が、図２中の一点鎖線Ｂで示すように、平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように配置されている。また、これらのアッパアーム４の取付部２０、２２を結んだ線Ａ及びロアアーム６の取付部２６、２８を結んだ線Ｂは、いずれも、平面視で、タイロッド１８が延びる方向にほぼ直交する方向に延びている。

ここで、走行中、車輪１６からサスペンション装置１に横力が入力された場合、アッパアーム４及びロアアーム６は、それらの取付部２０、２２、２６、２８の配置に起因して、それぞれ、車体後方又は車体前方に変位し易くなる。そこで、本実施形態では、これらの変位を抑制するために、取付部２２及び取付部２６にストッパ４０を設けている。
図２に示すように、アッパアーム４の車体後方側の取付部２２には、その弾性ブッシュ２４の変形によるアッパアーム４の車体後方への変位を抑制するストッパ４０が設けられている。また、図２及び図４に示すように、ロアアーム６の車体前方側の取付部２６には、その弾性ブッシュ２４の変形によるロアアーム６の車体前方への変位を抑制するストッパ４０が設けられている。

具体的には、図５に示すように、これらのストッパ４０は、いずれも、円環状に延びる平板部材（ワッシャ部材）４２と、この平板部材４２に固定された弾性部材４４とで構成されている。平板部材４２には、弾性ブッシュ２４を車体側に固定するためのボルト（図示せず）が貫通する貫通孔４２ａが形成されている。弾性部材４４は、この貫通孔４２ａを中心に円環状に延び、その断面が半円状になっている。図２及び図４に示すように、これらのストッパ４０は、その平板部材４２がサスペンションクロスメンバ２に固定され、弾性部材４４が、アッパアーム４の車幅方向内方端部４ｄ及びロアアーム６の車幅方向内方端部６ｃに、それぞれ当接するようになっている。
なお、アッパアーム４の取付部２０に、アッパアーム４の車体後方への変位を抑制するストッパ４０を同様に設け、ロアアーム６の取付部２８にロアアーム６の車体前方への変位を抑制するストッパ４０を同様に設けても良い。

次に、図４により、ロアアーム６の車体後方側の取付部２８の構成及びその弾性ブッシュ２４の形状を説明する。
先ず、ロアアーム６の車幅方向内方端部６ｄは、車体上下方向に中心軸線Ｃ（図３参照）を有するように円筒状に形成され、その内方に車体上下方向に中心軸線Ｃ（図３参照）を有するように弾性ブッシュ２４が圧入されている。この弾性ブッシュ２４の内周部の表面には、金属製の内筒部３２が接着されており、この内筒部３２が、車体側、即ち、サスペンションクロスメンバ２に固定されている。

この弾性ブッシュ２４には、その外周部に沿って延びるすぐり部（低弾性部）３４（３４ａ、３４ｂ）が２箇所に形成されている。これらのすぐり部３４は、弾性ブッシュ２４の中心軸線Ｃと平行に延びる貫通孔である。これらのすぐり部３４を設けた部分は、他の部分よりたわみやすくなっているので、弾性ブッシュ２４は、ロアアームの端部６ｄから力を受けると、これらのすぐり部３４と中心軸線Ｃとを結ぶ線上の方向に変形し易くなっている。
これらのすぐり部３４のうち、第１のすぐり部３４ａは、平面視で、弾性ブッシュ２４の車体前後方向軸線Ｄ（或いは中心軸線Ｃを通り車体前後方向に延びる中立面）より車幅方向内方側、且つ、弾性ブッシュ２４の車幅方向軸線Ｅ（或いは中心軸線Ｃを通る車幅方向に延びる中立面）より車体前方側の領域２４ａに形成されている。

第２のすぐり部３４ｂは、平面視で、弾性ブッシュ２４の車体前後方向軸線Ｄ（或いは中心軸線Ｃを通り車体前後方向に延びる中立面）より車幅方向外方側、且つ、平面視で、弾性ブッシュ２４の車幅方向軸線Ｅ（或いは中心軸線Ｃを通り車幅方向に延びる中立面）より車体後方側の領域２４ｂに形成されている。この第２のすぐり部３４ｂは、第１のすぐり部３４ａに対して、弾性ブッシュ２４の中心軸線Ｃに関して対称な位置に対向して形成されている。従って、この弾性ブッシュ２４は、これらのすぐり部３４ａ、３４ｂを結んだ方向に変形し易くなっている。

これらのすぐり部３４ａ、３４ｂは、その弾性ブッシュ２４の外周部に沿った長手方向の中間部が、平面視で、車体前後方向軸線Ｄから２５乃至３５度（図４中角度γ）の位置になるようになるように形成されている。言い換えると、平面視で、弾性ブッシュ２４の中心軸線Ｃとすぐり部３４ａ、３４ｂの長手方向の中間部とを結んだ線が、車体前後方向軸線Ｄに対して２５乃至３５度（角度γ）で傾くように、すぐり部３４ａ、３４ｂが形成されている。本実施形態では、角度γが３０度となっている。
さらに、すぐり部３４ａ、３４ｂは、その長手方向の一端部が、車体前後方向軸線Ｄから０乃至５度の位置になるように形成されており、本実施形態では０度となっている。
また、これらのすぐり部３４ａ、３４ｂは、その長手方向が、タイロッド１８が延びる方向とほぼ平行な方向に延びるように形成されている。即ち、角度γと傾斜角αがほぼ同一となっている。

次に、図４、図６乃至図９により、上述した実施形態の作用を説明する。
図６は、制動時に車輪、サスペンションアーム及びホイールサポートに加わる力及び変位を説明するためのサスペンション装置の一部を車幅方向側方から見た概念図であり、図７は、制動時のホイールサポートのトーアウト変位を説明するためのサスペンション装置の右前輪側部分を車体上方から見た概念図であり、図８は、本発明の実施形態によるサスペンションアーム及びそれらの取付部の配置による作用を説明するためのサスペンション装置の右前輪側部分を車体上方から見た概念図（ａ）及び車体後方から見た概念図（ｂ）であり、図９は、本発明の実施形態によるロアアームの車体後方側の弾性ブッシュの作用によるサスペンションアーム、ホイールサポート及びタイロッドの制動時における変位を説明するためのサスペンション装置の右前輪側部分を車体上方から見た概念図である。

本実施形態の作用について具体的に説明するために、先ず、図６及び図７により、制動時にフロントサスペンション装置１に働く力及び各部の変位について説明する。
先ず、図６に示すように、制動時には、車輪１６に制動力Ｆが加わり、この制動力Ｆはホイールサポート８に伝達され、ホイールサポート８には、回転モーメント力Ｍが加わる。この回転モーメント力Ｍは、アッパアーム４及びロアアーム６に伝達され、この伝達された力は、アーム４、６の車体側への各取付部の弾性ブッシュ２４を変形させる。その結果、アッパアーム４は、車体前方に向けて変位し（図中Ｄ１）、ロアアーム６は、車体後方に向けて変位し（図中Ｄ２）、ホイールサポート８は、図中Ｄ３のような方向に回転変位する。弾性ブッシュ２４のコンプライアンスが大きい場合には、特に、このような変位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が生じやすくなる。ホイールサポート８にこのような回転変位Ｄ３が生じると、タイロッド連結用の延長部（ナックルアーム）８ｃの先端部８ｄは、下方側且つ車体後方側に変位する。

図７に示すように、タイロッド１８は、このような延長部８ｃの先端部８ｄの変位によって、図中仮想線で示すように変位する。即ち、先端部８ｄは、下方側且つ車体後方側に変位するので、タイロッド１８の傾斜角（α）は減少し、一方、タイロッド１８自体の長さは変化しないので、先端部８ｄは、下方側且つ車体後方側に変位すると共に、車幅方向外方にも変位することになる。つまり、タイロッド１８がホイールサポート８の車体前方端部に取り付けられていること、及び、タイロッド１８に傾斜角が付けられていることに起因して、前輪１６は、制動時にトーアウト方向に向いて、制動時の車両安定性を低下させることがある。

次に、このような制動時の車両安定性の低下を防止することが出来る、アッパアーム４及びロアアーム６の車体への取付部２０、２２、２６、２８の配置の作用を説明する。
本発明の実施形態では、図２及び図８（ａ）に示すように、アッパアーム４の取付部２０、２２が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように配置され、また、ロアアーム６の取付部２６、２８が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように配置されている。
従って、図８（ａ）に示すように、アッパアーム４が仮想線で示すように車体前方に変位すると（図６のＤ１参照）、アッパアーム４のホイールサポート８への取付部４ｅは、平面視で、図中白丸で示した位置から黒丸で示した位置まで移動し、車体前方に加え車幅方向内方の方向にも変位する。一方、ロアアームが仮想線で示すように車体後方に変位すると（図６のＤ２参照）、ロアアーム６のホイールサポート８への取付部６ｅは、平面視で、図中白丸で示した位置から黒丸で示した位置まで移動し、車体後方に加え車幅方向外方の方向にも変位する。

ここで、図３及び図８（ｂ）に示すように、アッパアーム４はホイールサポート８の上方側に取り付けられ、ロアアーム６はホイールサポート８の下方側に取り付けられているので、正面視で、ホイールサポート８の上方側は車幅方向内方に変位し、ホイールサポート８の下方側は車幅方向外方に変位する。その結果、車輪１６は、車幅方向にネガティブキャンバーとなる方向に傾く。
このようなネガティブキャンバーにより、車輪１６には車幅方向内方に向く力が働くので、トーアウトにより車輪１６に働く車幅方向外方に向く力を打ち消すことが出来る。その結果、制動時の車両安定性を得ることが出来る。
また、アッパアーム４の取付部２０、２２を結んだ線及びロアアーム６の取付部２６、２８を結んだ線は、いずれも、平面視で、タイロッド１８が延びる方向にほぼ直交する方向に延びているので、より効果的に、車輪をネガティブキャンバーが付く方向に傾けさせて、制動時の車両安定性を得ることが出来る。

次に、上述した前輪１６のトーアウトによる制動時の車両安定性の低下を防止することが出来る、ロアアーム６の車体後方側の取付部２８の弾性ブッシュ２４の作用を説明する。
本発明の実施形態では、第１のすぐり部３４ａを、平面視で、弾性ブッシュ２４の車体前後方向軸線Ｄより車幅方向内方側、且つ、平面視で、弾性ブッシュ２４の車幅方向軸線Ｅより車体前方側の領域２４ａに形成しているので、前輪１６をより確実にネガティブキャンバーが付く方向に傾けることが出来る。
即ち、図４に示すように、弾性ブッシュ２４は、車体側の内筒部３２と、ロアアーム６の端部６ｄとの間で力を受けて変形するが、特に、その中心軸線Ｃに対してすぐり部３４ａを設けた方向に沿って変形し易くなっている。従って、ロアアーム６の車体後方側の端部６ｄは、図４中Ｄ４に示すような方向に変位し易くなっている。

従って、図９に示すように、ロアアームが仮想線で示すように車体後方に変位すると（図６のＤ２参照）、端部６ｄは、車体後方側に変位すると共に車幅方向外方にも変位する。そして、ロアアーム６の車体前方側の端部６ｃも、このような端部６ｄの変位により、車幅方向外方に引っ張られるように変位する。従って、ロアアーム６のホイールサポート８への取付部６ｅは、車体前後方向の車体後方に変位すると共に車幅方向外方にも変位する。このようにして、ホイールサポート８の下方側をより確実に車幅方向外方に変位させることが出来、その結果、前輪１６をより確実にネガティブキャンバーが付く方向に傾けさせて、制動時の車両安定性を得ることが出来る。
また、第２のすぐり部３４ｂが、平面視で、弾性ブッシュ２４の車体前後方向軸線Ｄより車幅方向外方側、且つ、平面視で、弾性ブッシュ２４の車幅方向軸線Ｅより車体後方側の領域２４ｂに、第１のすぐり部３４ａと対向するように形成されているので、車体後方側の取付部２８の弾性ブッシュ２４が、各すぐり部３４ａ、３４ｂを結ぶ方向に沿って大きく変形し易くなり、より確実に、ホイールサポート８の下方側を車幅方向外方に変位させて、車輪１６をネガティブキャンバーが付く方向に傾けることが出来る。

次に、ストッパ４０の作用を説明する。
先ず、走行中、車輪１６が地面から横力を受け、その横力がサスペンション装置１に入力された場合、その横力により、ロアアーム６には車幅方向内方に向かう力（圧縮力）が加わる。また、ホイールサポート８には、ロアアーム６のホイールサポート８への取付部６ｅを支点とする車幅方向に傾くような回転力が生じ、アッパアーム４には、外側に引っ張られるような力（引張力）が加わる。
上述したように、アッパアーム４の取付部２０、２２、及び、ロアアーム６の取付部２６、２８は、それぞれ、各取付部を結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように配置されているので、ロアアーム６は、圧縮力を受けて車体前方に変位しようとし、アッパアーム４は、引張力を受けて車体後方に変位しようとする。

走行中、このようなロアアーム６の車体前方への変位及びアッパアーム４の車体後方への変位が生じると、ホイールサポート８の延長部８ｃの先端部８ｄは上方且つ車体後方側に変位し、図７で説明したような作用と同様に、タイロッド１８の傾斜角に起因して、車輪１６がトーアウト方向に向いて、操安性を低下させてしまう原因となる。
本実施形態では、アッパアーム４の車体後方側の取付部２２に、その弾性ブッシュ２４の変形によるアッパアーム４の車体後方への変位を抑制するストッパ４０が設けられ、また、ロアアーム６の車体前方側の取付部２６に、その弾性ブッシュ２４の変形によるロアアーム６の車体前方への変位を抑制するストッパ４０が設けられているので、走行中、車輪１６がトーアウト方向へ向くこと抑制することが出来、操安性を確保することが出来る。

次に、上述した制動時の前輪１６のトーアウト自体を抑制することが出来る、ロアアーム６の車体後方側の取付部２８の弾性ブッシュ２４のさらなる作用を説明する。
本発明の実施形態では、第１のすぐり部３４ａを、平面視で、弾性ブッシュ２４の車体前後方向軸線Ｄより車幅方向内方側、且つ、平面視で、弾性ブッシュ２４の車幅方向軸線Ｅより車体前方側の領域２４ａに形成しているので、前輪１６の制動時のトーアウト自体を抑制することも出来る。

即ち、上述したように、ロアアーム６の車体後方側の端部６ｄは、図４中Ｄ４に示すような方向に変位し易くなっているので、図９に示すように、ロアアーム６のホイールサポート８への取付部６ｅは、車体前後方向の車体後方に変位すると共に車幅方向外方にも変位する。
つまり、ホイールサポート８の制動時の回転変位（図６のＤ３参照）により、タイロッド１８の傾斜角等に起因して、その先端部８ｄが車幅方向外方に変位しても、ロアアーム６のホイールサポート８への取付部６ｅも、車幅方向外方に変位することになる。その結果、図９中仮想線で示すように、ホイールサポート８は全体的に車幅方向外方に移動して、前輪１６の制動時のトーアウト自体を抑制することが出来るのである。

さらに、車体前方側の取付部２６の弾性ブッシュ２４は、車体後方側の取付部２８の弾性ブッシュ２４に対し、比較的小さなコンプライアンスとなっているので、図９中仮想線で示すように、ロアアーム６には、車体前方側の取付部２６をほぼ中心にするような回転も生じる。この回転により、ロアアーム６のホイールサポート８への取付部６ｅは、車体前方に変位するので、制動力Ｆによるロアアーム６の車体後方への変位（図６のＤ２参照）による取付部６ｅの車体後方への変位が抑制され、従って、ホイールサポート８の回転変位Ｄ３（図６参照）も抑制することが出来る。その結果、前輪１６の制動時のトーアウトを抑制することも出来る。

次に、本発明の実施形態では、第２のすぐり部３４ｂが、平面視で、弾性ブッシュ２４の車体前後方向軸線Ｄより車幅方向外方側、且つ、平面視で、弾性ブッシュ２４の車幅方向軸線Ｅより車体後方側の領域２４ｂに、第１のすぐり部３４ａと対向するように形成されているので、車体後方側の取付部２８の弾性ブッシュ２４が、各すぐり部３４ａ、３４ｂを結ぶ方向に沿って大きく変形し易くなり、より確実に、前輪１６の制動時のトーアウトを抑制することが出来る。
また、各すぐり部３４ａ、３４ｂは、弾性ブッシュ２４の外周部に沿って延び、その長手方向の中間部が、平面視で、車体前後方向軸線Ｄから２５乃至３５度（図４中角度γ）の位置になるようになるように形成されているので、前輪１６の制動時のトーアウトを抑制しつつ、弾性ブッシュ２４の車体前後方向の変形量が比較的大きくなるようにして乗り心地を確保すると共に、車幅方向の変形量が過度に大きくならないようにして操安性をも確保することが出来る。

さらに、すぐり部３４ａ、３４ｂは、その長手方向の一端部が、車体前後方向軸線Ｄと一致、即ち、車体前後方向軸線Ｄから０乃至５度の位置になるように形成されているので、前輪１６の制動時のトーアウトを抑制しつつ、より確実に乗り心地及び操安性の両立を図ることが出来る。
また、すぐり部３４ａ、３４ｂは、その長手方向が、タイロッド１８が延びる方向、即ち、平面視で車幅方向に対して傾斜角αの方向とほぼ平行な方向に延びるように形成されているので、より効果的に、制動時のトーアウトを抑制することが出来る。

本発明の実施形態による自動車のフロントサスペンション装置を示す斜視図である。本発明の実施形態による自動車のフロントサスペンション装置の右前輪側を車体上方から見た平面図である。本発明の実施形態による自動車のフロントサスペンション装置の右前輪側を車体前方から見た正面図である。本発明の実施形態による自動車のフロントサスペンション装置のロアアームを示す平面図である。本発明の実施形態によるストッパを示す斜視図（ａ）及びその縦断面図（ｂ）である。制動時に車輪、サスペンションアーム及びホイールサポートに加わる力及び変位を説明するためのサスペンション装置の一部を車幅方向側方から見た概念図である。タイロッドの傾斜角及びタイロッドのホイールサポートへの取付位置に起因する制動時のホイールサポートのトーアウト変位を説明するためのサスペンション装置の右前輪側部分を車体上方から見た概念図である。本発明の実施形態によるサスペンションアーム及びそれらの取付部の配置による作用を説明するためのサスペンション装置の右前輪側部分を車体上方から見た概念図（ａ）及び車体後方から見た概念図（ｂ）である。本発明の実施形態によるロアアームの車体後方側の弾性ブッシュの作用によるサスペンションアーム、ホイールサポート及びタイロッドの制動時における変位を説明するためのサスペンション装置の右前輪側部分を車体上方から見た概念図である。

符号の説明

１フロントサスペンション装置
２サスペンションクロスメンバ
４アッパアーム
６ロアアーム
８ホイールサポート
１０緩衝装置
１６前輪
２０アッパアームの車体への車体前方側の取付部
２２アッパアームの車体への車体後方側の取付部
２４弾性ブッシュ
２６ロアアームの車体への車体前方側の取付部
２８ロアアームの車体への車体後方側の取付部
３４すぐり部
４０ストッパ

Claims

前置き式ステアリングギアユニットを備えた自動車のフロントサスペンション装置であって、
車体に固定されたサスペンションクロスメンバと、
このサスペンションクロスメンバに２箇所において弾性ブッシュを介して取り付けられたＡ型のアッパアームと、
このサスペンションクロスメンバに２箇所において弾性ブッシュを介して取り付けられたＡ型のロアアームと、
その上方部分が上記アッパアームにその下方部分が上記ロアアームにそれぞれ取り付けられ車輪を回転自在に支持するホイールサポートと、
上記サスペンションクロスメンバの上記アッパアーム及びロアアームより車体前方の位置に固定されたステアリングギアユニットと、
このステアリングギアユニットから車幅方向外方に斜め前方に延び上記ステアリングギアユニットと上記ホイールサポートの車体前方端部とを連結するタイロッドと、を有し、
上記アッパアームは、上記２箇所の取付部が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように設けられ、上記ロアアームは、上記２箇所の取付部が、それらを結んだ線が平面視で車幅方向内方に斜め前方に延びるように設けられていることを特徴とする自動車のフロントサスペンション装置。
上記ロアアームの車体後方側の取付部の弾性ブッシュは、その中心軸線が車体上下方向に延びるように設けられ、この弾性ブッシュは、平面視でその車幅方向に延びる軸線より車体前方側且つ車体前後方向に延びる軸線より車体内方側の領域に形成されたすぐり部を有する請求項１記載の自動車のフロントサスペンション装置。
上記アッパアーム及び上記ロアアームは、上記アッパアームの上記２箇所の取付部を結んだ線及び上記ロアアームの上記２箇所の取付部を結んだ線が、それぞれ、上記タイロッドが延びる方向にほぼ直交する方向に延びるように配置されている請求項１又は請求項２記載の自動車のフロントサスペンション装置。
更に、上記ロアアームの取付部に設けられ、上記ロアアームの弾性ブッシュの変形による上記ロアアームの車体前方への変位を抑制するストッパを有する請求項１乃至３のいずれか１項記載の自動車のフロントサスペンション装置。
更に、上記アッパアームの取付部に設けられ、上記アッパアームの弾性ブッシュの変形による上記アッパアームの車体後方への変位を抑制するストッパを有する請求項１乃至４のいずれか１項記載の自動車のフロントサスペンション装置。