JP2006151253A - トレーリングアーム式サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】バウンド・リバウンド時に所望のロールステアを実現可能なトレーリングアーム式サスペンションを提供する。
【解決手段】左右の車輪を回転自在に支持するハブキャリア２にそれぞれ連結して車両前後方向前方に延びる左右一対のトレーリングアーム１を備え、各トレーリングアーム１における上記ハブキャリア２よりも車両前後方向前側の位置に車体側取付け部が設定される。上記各トレーリングアーム１の車体側取付け部は、車幅方向に軸を向けたトーションバー６を介して車体フレームに支持される。上記トーションバー６の中心線Ｌを挟んで車両前後方向前側及び後側にそれぞれスタビライザを配置し、各スタビライザによって左右のトレーリングアーム１間を連結する。上記中心線Ｌに対する距離を、後側スタビライザ９よりも前側スタビライザ８の方を大きく設定した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用のトレーリングアーム式サスペンションに関する。

サスペンションスプリングとしてトーションバーを使用したトレーリングアーム式サスペンションとしては、例えば特許文献１に記載されるサスペンションがある。
このサスペンションは、車両前後方向に延びるトレーリングアームの後端部にハブキャリアを連結し、また、当該トレーリングアームの前端部が、車幅方向を向いた回転軸（クロスパイプ４）を中心に回動可能な状態で車体に支持されると共に、車幅方向に軸を向けたトーションバーを介して車体側部材に連結されている。

そして、横向きのトーションバーをサスペンションリンクとすることで、車体フロアの低床化を図ることができる。
特開２００１−４７８２４号公報

上記トーションバーを使用したトレーリングアーム式サスペンションでは、車輪のバウンド・リバウンド時に、トレーリングアームは、車幅方向を向いた回転軸（クロスパイプ４）を中心として上下に揺動するように規制されているので、バウンド・リバウンド時のおけるロールステアの設定が困難である。
本発明は、このような点に着目したもので、バウンド・リバウンド時に所望のロールステアを実現可能なトレーリングアーム式サスペンションを提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、左右の車輪を回転自在に支持する各回転支持部材にそれぞれ連結して車両前後方向前方に延びる左右一対のトレーリングアームを備え、各トレーリングアームにおける上記回転支持部材よりも車両前後方向前側の位置に車体側取付け部が設定されたトレーリングアーム式サスペンションにおいて、
上記各トレーリングアームの車体側取付け部は、車幅方向に軸を向けたトーションバーを介してそれぞれ車体側部材に支持されると共に、
左右の車輪間の上下方向へのオフセットが大きくなるにつれて、平面視において、上記左右の車体側取付け部を結んだ直線よりも車両前後方向前側位置における左右のトレーリングアーム間の距離よりも、上記直線よりも車両前後方向後側位置における左右のトレーリングアーム間の距離を大きくするオフセット手段を備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、車両がロールするなど、相対的に左右の車輪が逆相でバウンド・リバウンドするにつれて、左右のトレーリングアーム間について、平面視で車両前後方向前側が車両前後方向後側よりも狭くなる結果、左右の車輪をトーイン方向に変位させることが可能となる。

次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係るサスペンションを示す斜視図であり、図２はその平面図、図３はその側面図である。
まず構成について説明すると、左右のトレーリングアーム１が車両前後方向に延在し、その各トレーリングアーム１の後端部に対し、車輪支持部材を構成するハブキャリア２が取り付けられ、該ハブキャリア２に不図示のホイールを介してタイヤ３が連結している。符号４はショックアブソーバを示す。

また、各トレーリングアーム１の前端部に車輪側取付け部が設定されている。各車輪側取付け部には、車幅方向に軸を向けたパイプ体からなるトーションバーケース５が固定されている。具体的には、各車輪側取付け部に一端部側を固定されたトーションバーケース５は車幅方向内方に延びている。左右のトーションバーケース５は、互いに独立していると共に、同軸且つ左右対称に配置されている。

各トーションバーケース５はそれぞれ、車輪側取付け部に取り付けられる大径部５ａと、その大径部５ａよりも車幅方向内側に位置する小径部５ｂとから構成される。
その各トーションバーケース５内には同軸にトーションバー６が個別に挿入され、上記小径部５ｂの位置（車幅方向内側位置）で、トーションバー６とトーションバーケース５とがセレーションによって結合している。すなわち、トーションバーケース５に対し、車幅方向外方からトーションバー６を挿入することで、トーションバー６の一端部側とトーションバーケース５とが一体的となる。なお、トーションバー６の一端部側とトーションバー６との結合は、かしめなど、セレーション以外の手段で行っても良い。

上記トーションバー６の他端部（車幅方向外側部分）は、トーションバーケース５から突出していてその突出している他端部が、車両前後方向に延びるマウントブラケット７に固定され、該マウントブラケット７は、それぞれ車体フレーム（車体側部材）に対し前後二箇所で弾性支持されている。
上記構成によって、左右のトーションバー６の軸は同軸となり、その両トーションバー６の中心線Ｌ（直線）を中心として左右のトレーリングアーム１は上下に揺動する。

また、上記中心線Ｌよりも車両前後方前方に前側スタビライザ８が配置されると共に、当該中心線Ｌよりも車両前後方向後方に後側スタビライザ９が配置されている。両スタビライザ８，９は、それぞれ軸を上記中心線Ｌと平行に配置されると共に、左右のトレーリングアーム１間を連結、つまり両トレーリングアーム１間に架設されている。上記両スタビライザ８，９は、長さが等しい。ただし、図４に示すように、中心線Ｌからの距離が、前側スタビライザ８よりも後側スタビライザ９の方が大きくなるように設定されている。

また、各トレーリングアーム１において、２本のスタビライザ８，９の取付け点Ｐ１，Ｐ２は、図３に示すように、前側スタビライザ取付け点Ｐ１よりもよ後側スタビライザ取付け点Ｐ２の方が低く設定されて、両取付け点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ直線が、車両前後方向後方に向かうにつれて下方に変位するように下向きに傾斜した線となるように両取り付け点が設定されている。本実施形態では、同図３に示すように、上記両取付け点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ直線が、タイヤ接地点Ｐ３若しくはその近傍を通過するように、両取付け点Ｐ１、Ｐ２の位置を設定している。
ここで、上記２本のスタビライザ８，９がオフセット手段を構成する。

次に、上記構成のトレーリングアーム式サスペンションの動作や作用・効果等について説明する。
車輪を支持するハブキャリア２はトレーリングアーム１に支持され、該トレーリングアーム１は、ハブキャリア２よりも車両前後方向前側にある車体側取付け部において、トーションバー６及びマウントブラケット７を介して車体側部材に支持されて、上記中心線Ｌを中心にして上下に揺動可能となっている。。

したがって、左右の車輪が同相でバウンド・リバウンドすると、左右のトーションバー６が同方向に捻れることでサスペンションスプリングのばね力が発生するが、前後のスタビライザ８，９に捻れが発生しないため、左右のトレーリングアーム１間の距離に変化は生じない。
これに対し、旋回時など車両がロールして、左右の車輪が逆相でバウンド・リバウンドした場合には、左右のトーションバー６が逆方向に捻れることでサスペンションスプリングのばね力が発生すると共に、左右の車輪が上下にオフセットすることで、各スタビライザ８，９の両端取付け部は上下逆方向の変位することで捩りが発生して左右のトレーリングアーム１を元の位置に戻す方向の力を作用する。

このとき、左右のトレーリングアーム１は、上記トーションバー６の中心線Ｌを中心にして上下に揺動することとなるが、当該中心線Ｌに対する各スタビライザ８，９までの距離は、前側スタビライザ８の方が後側スタビライザ９よりも大きいことから、前側スタビライザ８の方が両端部の上下変位が大きくなるように傾斜、つまり傾斜の勾配が大きくなることで、平面視では、前側スタビライザ８の長さが後側スタビライザ９の長さよりも短くなる。この結果、図５に示すように、左右のトレーリングアーム１は、共にハブキャリア２取付け点が車幅方向外方に変位するように変位して当該ハブキャリア２に支持される車輪がトーイン方向に変位する。

また、車両旋回時にタイヤ接地点Ｐ３に横力が入力されても、上記２本のスタビライザ８，９のトレーリングアーム１への取付け点Ｐ１，Ｐ２を結ぶ線が、上記タイヤ接地点Ｐ３若しくはその近傍を通過することで、当該横力に対する剛性（接地点横剛性）が向上する。
なお、上記説明では、左右の車輪が共に反対方向に上下揺動する場合を例示しているが、突起乗り越しなど、一方の車輪のみがバウンドした場合であっても、左右の車輪が上下にオフセットして、当該バウンドした車輪側がトーイン方向に変位するロールステアとなる。
また、上記説明では、左右のトーションバー６を別体としているが一体となっていても良い。

次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第１実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、図６及び図７に示すように、上記第１実施形態と同様である。但し、前後２本のスタビライザ８，９の長さ及び、トーションバー６の中心線Ｌに対する距離の関係だけが異なる。
すなわち、中心線Ｌに対する前後スタビライザ８，９間の距離を等しくし、且つ、前側スタビライザ８の長さを後側スタビライザ９の長さよりも短く構成した。なお、前側スタビライザ８の長さを短くすることから、トレーリングアーム１の前端部を車幅方向内側に曲げてある。

この場合、左右の車輪が逆相でバウンド・リバウンドすると、中心線Ｌに対する前後のスタビライザ間の距離が等しいことから、両スタビライザの両端部の上下変位量は同じであるが、前側スタビライザ８の方が短いことから、後側スタビライザ９の傾斜の勾配よりも前側スタビライザ８の傾斜の勾配が大きくなる。この結果、左右の車輪が逆相でバウンド・リバウンドすると、平面視では、後側スタビライザ９よりも前側スタビライザ８の方が短くなって、左右の車輪にトーイン方向のロールステアが発生する。

その他の構成や作用・効果については上記第１実施形態と同様である。
なお、本実施形態では中心線Ｌに対する前後のスタビライザ８，９までの距離を等しく設定しているが、第１実施形態と同様に、相対的に前側スタビライザ８の距離が短くなるように設定しても良い。このようにするとさらに、上記トーイン方向の変位量を大きく設定することができる。

また、中心線Ｌに対する前後スタビライザまでの距離の比や前後のスタビライザの相対的な長さの違いは、上記第１及び第２実施形態に限定されず、左右の車輪が逆相にバウンド・リバウンドするにつれて、平面視で前側のスタビライザ８の長さが後側のスタビライザ９の長さよりも短くなる設定になっていればよい。
また、図８及び図９に示すように、前後のスタビライザ８，９の長さを等しくし、中心線Ｌからの距離も等しくした場合には、上記トーイン方向へのロールステアは得られないものの、図９のように、スタビライザのトレーリングアーム１への両取付け点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ直線が、タイヤ接地点Ｐ３若しくはその近傍を通過するように両取付け点Ｐ１、Ｐ２の位置を設定することで、接地点横剛性を高く設定することはできる。

次に、第３実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品などについては同一の符号を付して説明する。
本実施形態の基本構成は、上記実施形態と同様であるが、図６に示される前側スタビライザ８及び後側スタビライザ９の代わりに、図１０に示すように、伸縮装置を構成する伸縮アクチュエータ１１及び連結部材１２を設けた点が異なる。

上記伸縮アクチュエータ１１は、軸を車両幅方向に向けて配置されて、車両幅方向に伸縮可能となっている。
また、各トレーリングアーム１の車体側取付け点よりも車両前後方向前側位置と上記伸縮アクチュエータ１１とが、それぞれ連結部材１２を介して連結されて、上記伸縮アクチュエータ１１の伸縮が連結部材１２を介して各トレーリングアーム１に伝達される。

この場合、左右の車輪３が逆相でバウンド・リバウンドすると、伸縮アクチュエータ１１が縮んで、連結部材１２を介してトレーリングアーム１を引っ張る。この結果、図５に示すように、左右のトレーリングアーム１は、共にハブキャリア２の取付け点が車幅方向外方に変位するように変位して当該ハブキャリア２に支持される車輪がトーイン方向に変位する。左右の車輪が逆相でバウンド・リバウンドしたことの判断は、例えば、左右輪のショックアブソーバ４のストローク変位を検知して、検知結果の左右輪位相差を演算して判断する、などのオフセット検知手段で実施する。

ここで、トレーリングアーム１と連結部材１２との連結点は、車体側取付け点よりも車両前後方向後側の位置でも良く、その場合には、左右の車輪が逆相でバウンド・リバウンドしたときに伸縮アクチュエータ１１が伸びるように制御する。
又、上記連結部材１２が棒状の部材の場合に、当該連結部材１２の軸は、車両幅方向に平行である必要はなく、車両前後方向に傾斜していても良い。

本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンションを示す斜視図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンションを示す正面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンションを示す側面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンションを示す模式図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンションの挙動を示す模式図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るサスペンションを示す平面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るサスペンションの挙動を示す模式図である。 本発明に基づく実施形態に係るサスペンションの挙動を示す模式図である。 本発明に基づく実施形態に係るサスペンションの挙動を示す模式図である。 本発明に基づく第３実施形態を説明する平面図である。

符号の説明

１ トレーリングアーム
２ ハブキャリア（車輪支持部材）
３ タイヤ
５ トーションバーケース
６ トーションバー
８ 前側スタビライザ
９ 後側スタビライザ
１１ 伸縮アクチュエータ
１２ 連結部材
Ｌ 中心線（直線）

Claims (6)

1. 左右の車輪を回転自在に支持する各回転支持部材にそれぞれ連結して車両前後方向前方に延びる左右一対のトレーリングアームを備え、各トレーリングアームにおける上記回転支持部材よりも車両前後方向前側の位置に車体側取付け部が設定されたトレーリングアーム式サスペンションにおいて、
   上記各トレーリングアームの車体側取付け部は、車幅方向に軸を向けたトーションバーを介してそれぞれ車体側部材に支持されると共に、
   左右の車輪間の上下方向へのオフセットが大きくなるにつれて、平面視において、上記左右の車体側取付け部を結んだ直線よりも車両前後方向前側位置における左右のトレーリングアーム間の距離よりも、上記直線よりも車両前後方向後側位置における左右のトレーリングアーム間の距離を大きくするオフセット手段を備えることを特徴とするトレーリングアーム式サスペンション。
2. 上記オフセット手段は、
   上記直線を挟んだ車両前後方向前側位置及び後側位置にそれぞれ車幅方向に延びるスタビライザを配置し、各スタビライザによって左右のトレーリングアーム間を連結する共に、上記直線よりも車両前後方向前側のスタビライザと当該直線との距離が、上記直線よりも車両前後方向後側のスタビライザと当該直線との距離よりも大きいことで構成されることを特徴とする請求項１に記載したトレーリングアーム式サスペンション。
3. 上記オフセット手段は、
   上記直線を挟んだ車両前後方向前側位置及び後側位置にそれぞれ車幅方向に延びるスタビライザを配置し、各スタビライザによって左右のトレーリングアーム間を連結する共に、上記直線よりも車両前後方向前側のスタビライザの長さは、上記直線よりも車両前後方向後側のスタビライザの長さよりも短いことで構成されることを特徴とする請求項１に記載したトレーリングアーム式サスペンション。
4. 上記直線よりも車両前後方向前側のスタビライザと当該直線との距離が、上記直線よりも車両前後方向後側のスタビライザと当該直線との距離よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載したトレーリングアーム式サスペンション。
5. トレーリングアームに対するスタビライザ取付け点は、上記直線に対し車両前後方向前側の取付け点よりも車両前後方向後側の取付け点の方が低いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載したトレーリングアーム式サスペンション。
6. 上記オフセット手段は、
   左右の車輪間の上下方向へのオフセットを検知するオフセット検知手段と、車幅方向に伸縮する伸縮装置と、一端がトレーリングアームの上記直線を挟んだ車両前後方向前側位置若しくは後側位置に連結され且つ他端が前記伸縮装置に連結される連結部材と、を備え、上記オフセット検知手段が検知したオフセット量に応じて、上記伸縮装置を駆動することを特徴とする請求項１に記載したトレーリングアーム式サスペンション。

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