JP2006175946A

JP2006175946A - 車軸懸架装置

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Publication number: JP2006175946A
Application number: JP2004369867A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Murata; 智史村田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06
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Abstract

【課題】トーションビーム式サスペンションは、車両の周辺部品との位置関係の制約を受けるため、最適なアライメント変化を実現することは困難であった。
【解決手段】車両の前後方向に左右一対のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒが隔置され、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒを連結するビーム１０が車両の車幅方向に延ばされ、両トレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒ間に架設される。左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒは、それぞれ前端部に車体支持部２２Ｌ、２２Ｒ、後端部に車輪支持部２６Ｌ、２６Ｒを有し、ビーム１０の左右の端部は、それぞれ左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの中間位置にある連結部２４Ｌ、２４Ｒに回動可能に接続される。最適なアライメントを設定するため、ビーム１０の左右端の回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒの向きが調整される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のサスペンションに関し、特に、車軸懸架装置に関する。

車両のサスペンションには様々な種類があり、車両の操縦性、乗り心地特性、振動特性などの要求に応じて適当な種類が選択されて採用される。車両のサスペンションの一つとして、トレーリングアームと、溶接によりトレーリングアームに連結されたトーションビームとを有するトーションビーム式サスペンションがある。トーションビーム式サスペンションは、小型車、中型車などの後輪の車軸懸架装置として広く使われているものである。

トーションビーム式サスペンションにおいて、トーションビームは、旋回時の横力や逆相ストローク時のねじりに対する剛性が必要であると同時に、路面の凹凸を乗り越える際に左右の車輪が別々に変位できる柔軟性も求められる。したがって、トーションビーム式サスペンションの設計にあたっては、構成部材の剛性と柔軟性のバランスに十分に留意する必要がある。特許文献１には、弾性部材を利用して、ねじれ応答のトルクを発生させるとともに柔軟性をもたせたトーションビーム式サスペンションが開示されている。
特表２００３−５２５１５８号公報

トーションビーム式サスペンションでは、トーションビームのせん断中心の位置がアライメント変化に大きな影響を与え、サスペンションの性能特性を左右する。最適なアライメント変化を実現するためには、トーションビームとトレーリングアームの連結位置を変えて、トーションビームのせん断中心の位置を調整することになるが、車体形状やアーム形状、ビームの曲げ形状などの物理的な制約があり、トーションビームとトレーリングアームの連結位置をアライメントの設計目標に合わせて変更することは容易ではない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、最適なアライメント変化を設定することのできる設計自由度の高い車軸懸架装置の提供にある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車軸懸架装置は、車体に支持される部分と車輪を支持する部分とを備えた左右一対のアームと、両端部が前記左右一対のアームに回動可能に連結されたビームとを備え、前記ビームの両端部の回動軸が、前記両端部を結ぶ線に対して角度をなす。

この態様によると、ビームの両端部の回動軸の向きを調整することにより最適なアライメントを設定できる。ビームとアームの連結位置やビーム形状をアライメントの設計目標に応じて変える必要がないため、設計の自由度が高くなる。

前記ビームの中央部が前記車体に支持される部分を結ぶ線上に位置するようにビームの形状を変形してもよい。これにより、左右車輪の同相または逆相のストローク時においても、ビーム中央が上下に揺動しないため、ビーム中央の動きに合わせて空間を確保する必要がなくなり、車両の周辺部品との位置関係において、設計の自由度が高まる。

前記左右一対のアームに架設されるスタビライザをさらに備えてもよい。スタビライザによって逆相ストローク時のねじり剛性を強化することができる。

前記ビームと前記左右一対のアームの連結部分に介在し、前記ビームの両端部を前記左右一対のアームに回動可能に連結する弾性体を有するブシュをさらに備えてもよい。ブシュが介在することにより、ビームがアームとの連結部分で自在に回動するとともに、ブシュを構成する弾性体によって路面からの衝撃を吸収することができる。

前記ビームと前記左右一対のアームの連結部分に介在し、前記ビームの両端部を前記左右一対のアームに回動可能に連結するベアリングをさらに備えてもよい。ベアリングが介在することにより、ビームがアームとの連結部分で自在に回動することができる。

前記ビームの両端部の回動軸の向きは、目標とするアライメント変化に応じて設定されてもよい。路面から伝わる振動や衝撃によるキャンバ変化やトー変化などのアライメント変化に関して、最適な車両の操縦安定性や乗り心地などを実現するために、前記ビームの両端部の回動軸の向きをアライメント変化の目標値に応じて調整することにより、最適なサスペンション機構を容易に設計することができる。

車両の周辺部品との衝突を回避するべく前記ビームの形状が曲げられていてもよい。最適なアライメント変化の設定は、ビームの両端部の回動軸の向きに依存し、ビーム形状には依存しないため、当該車軸懸架装置を車両に搭載する際、車両の周辺部品との位置関係によってビームの形状を適宜曲げることにより、周辺部品との衝突を回避することができ、車両の周辺部品の設計の自由度を犠牲にしなくて済む。

本発明の車軸懸架装置によれば、最適なアライメント変化を容易に設定することができる。

本発明の実施の形態に係る車軸懸架装置を説明するに先立ち、本発明の理解を助けるために、まず一般的なトーションビーム式サスペンションの構成例を説明する。

図９および図１０は、一般的なトーションビーム式サスペンションの構成例を示す。図９は、車両の上面から見た図であり、図１０は、車両の側面から見た図である。車両の前後方向に左側のトレーリングアーム１６０Ｌと右側のトレーリングアーム１６０Ｒが隔置されている。各トレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒの前端部には弾性部材を有するブシュ１６２Ｌ、１６２Ｒが結合されており、車体に揺動可能に取り付けられる。一方、各トレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒの後端部にはアクスルベアリングが取り付けられ、車輪１００Ｌ、１００Ｒを回動可能に支持する。また、各トレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒの後端付近には、ショックアブソーバ１１０Ｌ、１１０Ｒやコイルスプリング１１２Ｌ、１１２Ｒが取り付けられる。

左右一対のトレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒの中間部には、左右のトレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒを連結するトーションビーム１５０が架設されており、トーションビーム１５０の左右の端部はそれぞれ左右のトレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒに溶接されている。

トーションビーム式サスペンションを搭載した車両が凹凸のある路面上を走行すると、左右の車輪が上下に振動する。路面上の凹凸が左右同位相であれば、左右の車輪は同位相で上下に振動するが、路面上の凹凸が左右逆位相であれば、左右の車輪は逆位相で上下に振動する。また、平らな路面であっても、旋回時には、遠心力の働きにより車体がロールし、左右の車輪が逆位相で上下に振動する。

前述のような車輪の上下振動は左右のトレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒに伝わり、同相ストロークの場合は、左右のトレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒの前端部のブシュ１６２Ｌ、１６２Ｒを結ぶ直線を回転軸として左右のトレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒとトーションビーム１５０とが全体的に揺動し、コイルスプリング１１２Ｌ、１１２Ｒやショックアブソーバ１１０Ｌ、１１０Ｒが衝撃を吸収する。

また、逆相ストロークの場合は、左右のトレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒが互いに上下反対方向に動くため、トーションビーム１５０にねじりが生じ、ねじりを元に戻そうとする反作用の力が働き、車両のロールが防止される。

トーションビーム式サスペンションの設計においては、アライメント変化に大きな影響を与えるトーションビームのせん断中心の位置が重要な指標となる。図９の例において、トーションビーム１５０の断面が後方に向かって開いているＵ字型である場合、トーションビーム１５０の中央でトーションビーム１５０のすぐ前方の点Ｂがせん断中心となり、せん断中心Ｂの位置によって、サスペンションの性能特性が著しく変わる。

最適なアライメント変化の実現のために、トーションビーム１５０のせん断中心Ｂをより後方の位置Ａに設定する場合、スペアタイヤハウス１０２やマフラ１０４との位置関係によっては、トーションビーム１５０を後方に配置することが難しいことがある。また、トーションビーム１５０のせん断中心Ｂをより前方に設定する場合、燃料タンク１０８との位置関係により、トーションビーム１５０をより前方に配置することができないことがある。トーションビーム１５０のせん断中心Ｂを上方または下方に設定する場合も同様に、排気管１０６などが配置の妨げになることがある。

また、図１０に示すように、車輪がバウンド、リバウンドすると、左右のトレーリングアーム１６０Ｌ、１６０Ｒが左右のブシュ１６２Ｌ、１６２Ｒを結ぶ回転軸を中心として揺動するため、それに伴い、トーションビーム１５０が図中の矢印のように上下に変位する。そのため、排気管１０６を上方に曲げるなどして、トーションビーム１５０との間で間隙を確保し、トーションビーム１５０が上下に変位してもぶつからないように配慮する必要がある。

このように、後輪のトーションビーム式サスペンションにおいては、トーションビーム１５０の周囲には、スペアタイヤハウス１０２、マフラ１０４、排気管１０６、燃料タンク１０８のような様々な部品があり、それらの部品からトーションビーム１５０の配置や形状を決める際に物理的制約を受けることがあり、必ずしも理想的なアライメント変化を実現することができないことがある。また、最適なアライメント設定のために、周辺部品の配置や形状などを変更しなければならないといった事態も生じうる。

本出願人は、一般的なトーションビーム式サスペンションにおいて上記のような課題があることを認識し、本発明をなすに至った。以下、本発明の実施の形態に係る車軸懸架装置の構成を図面を参照しながら説明する。

図１は、実施の形態に係る車軸懸架装置の構成を示す図である。車両の前後方向に左右一対のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒが隔置され、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒを連結するビーム１０が車両の車幅方向に延ばされ、両トレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒ間に架設される。左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒは、それぞれ車体支持部２２Ｌ、２２Ｒと、連結部２４Ｌ、２４Ｒと、車輪支持部２６Ｌ、２６Ｒとを有し、ビーム１０の左右の端部は、それぞれ左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの中間位置にある連結部２４Ｌ、２４Ｒに回動可能に接続される。

左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの前端部に設けられた車体支持部２２Ｌ、２２Ｒは、一例としてトレーリングアームブシュであり、弾性部材を介して車体に取り付けられる。これにより、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒは車体に揺動可能に支持される。各トレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの後端部に設けられた車輪支持部２６Ｌ、２６Ｒには、左右の車輪を回動可能に支持するアクスルベアリングが取り付けられる。

左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの連結部２４Ｌ、２４Ｒは、それぞれアーム軸に対して垂直ではなく、斜めに設けられている。その結果、ビーム１０を回動可能に保持する左右の連結部２４Ｌ、２４Ｒの回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒは、車両の車幅方向とは平行ではなく、ある角度をもつ。すなわち、ビーム１０の左右端の回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒは、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの車体支持部２２Ｌ、２２Ｒの中心点を結ぶ直線Ｘ０に対してオフセットされ、一定の角度をもつ。ビーム１０の左右端の回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒを車幅方向からオフセットさせる角度は、最適な幾何アライメント変化を目標とするサスペンション機構設計により決められる。

左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの車輪支持部２６Ｌ、２６Ｒにアクスルベアリングを介して取り付けられた車輪が同位相で上下に変位すると、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒは、左右の車体支持部２２Ｌ、２２Ｒを結ぶ直線Ｘ０を軸として、同位相で揺動する。すなわち、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの車体支持部２２Ｌ、２２Ｒを結ぶ直線Ｘ０は、同相ストローク時の揺動軸となる。

一方、左右の車輪が逆位相で上下に変位し、左右輪にストローク差が生じた場合は、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒが逆位相で揺動する。ビーム１０の左右端の回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒの交点Ａを「左右回動軸交点」と呼ぶ。たとえば、右輪がバウンドし、左輪がリバウンドした場合、右側のトレーリングアーム２０Ｒは、左右回動軸交点Ａと右側の車体支持部２２Ｒの中心を結ぶ直線Ｘ２Ｒを軸として上方に揺動し、左側のトレーリングアーム２０Ｌは、左右回動軸交点Ａと左側の車体支持部２２Ｌの中心を結ぶ直線Ｘ２Ｌを軸として下方に揺動する。左右回動軸交点Ａと右側の車体支持部２２Ｒの中心を結ぶ直線Ｘ２Ｒと、左右回動軸交点Ａと左側の車体支持部２２Ｌの中心を結ぶ直線Ｘ２Ｌは、逆相ストローク時の揺動軸となる。

左右回動軸交点Ａが左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの車体支持部２２Ｌ、２２Ｒの中心点よりも相対的に上方に位置する場合、逆相ストローク時に発生するロールステアをアンダーステア傾向にすることができ、ロールした時の車輪をトーイン方向に変化させ、良好な旋回性を実現することができる。一方、左右回動軸交点Ａの位置が車両のより後方、たとえば左右輪の回転軸のあたりに位置する場合、逆相ストローク時に車体がロールした場合でも対地キャンバ変化を小さく抑えることができる。このように、左右回動軸交点Ａの上下前後の位置は、車両の足回りのアライメントを調整する上できわめて重要な要素である。

左右回動軸交点Ａの位置は、ビーム１０の左右端の回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒの向きを変えることで自在に調整することができる。したがって、アライメントの設定にあたって、ビーム１０と左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの連結位置を変えたり、ビーム１０の形状を変える必要はない。

また、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒが逆位相で揺動しても、ビーム１０自体はねじれることがない。これは、ビーム１０は、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒに溶接されているのではなく、連結部２４Ｌ、２４Ｒに回動可能に接続されているためである。この点、トーションビームがトレーリングアームに溶接され、トーションビームがねじり剛性を分担する一般的なトーションビーム式サスペンションとは本質的に異なる。本実施の形態のビーム１０は、ねじりにより変形する部材ではなく、ねじれない剛体としてとらえることができる。

ビーム１０はねじれることがないため、材質の選択の自由度が高い。また、ビーム１０と左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒは溶接結合されないため、両者の材質は溶接強度に関係なく選択可能である。たとえば、ビーム１０と左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒは、アルミ等の材質でパイプ状に形成することができる。

また、ビーム１０は、ねじり剛性を分担しないため、形状の自由度も高く、途中に曲げがあってもかまわない。したがって、車両に搭載する際に、ビーム１０の周囲に配置されている車両の各種構成部品との衝突を避けるために、適当な形に曲げることが可能であり、設計の自由度を高めることができる。

図２および図３を参照して、ビーム１０と左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒを連結する連結部２４Ｌ、２４Ｒの構成例を説明する。左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒで連結部２４Ｌ、２４Ｒの構成は同じであるから、右側のトレーリングアーム２０Ｒについて説明する。

図２は、ビーム１０とトレーリングアーム２０Ｒを連結する連結部２４Ｒの構成例を模式的に示す図である。ビーム１０の回動軸Ｘ１Ｒとトレーリングアーム２０Ｒの中心軸Ｙ１Ｒは、図１でも説明した通り、直交するのではなく、ビーム１０はトレーリングアーム２０Ｒに斜めに結合している。ビーム１０とトレーリングアーム２０Ｒの連結部２４Ｒの間には円筒状のブシュ３０が設けられ、ビーム１０は、トレーリングアーム２０Ｒの連結部２４Ｒに回動可能な状態で結合される。

図３は、図２に示した連結部２４Ｒの詳細な内部構造を示す図である。同図は、ビーム１０の断面図とともに、トレーリングアーム２０Ｒの連結部２４Ｒの内部構造の断面図を示したものである。ビーム１０のパイプ１１と連結部２４Ｒのチューブ２５Ｒの間には、２個のブシュ３０ａ、ブシュ３０ｂが設けられており、ビーム側のパイプ１１とトレーリングアーム側のチューブ２５Ｒとが弾性接続されている。ゴムなどの弾性体を含むブシュ３０ａ、３０ｂが介在することにより、ビーム１０は、トレーリングアーム２０Ｒの連結部２４Ｒに保持された状態で、回動軸Ｘ１Ｒの周りに滑らかに回動することができるとともに、ゴムなどの弾性力により路面からの振動を吸収することができる。

図４および図５を参照して、ビーム１０と左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒを連結する連結部２４Ｌ、２４Ｒの別の構成例を説明する。図２および図３では、左右の連結部２４Ｌ、２４Ｒにブシュを用いたが、本例では、ベアリングを用いる。ここでも、連結部２４Ｌ、２４Ｒの構成は左右で同じであるから、右側のトレーリングアーム２０Ｒについて説明する。

図４は、ビーム１０とトレーリングアーム２０Ｒを連結する連結部２４Ｒの内部構造を模式的に示す図である。図２の構成とは違い、ビーム１０とトレーリングアーム２０Ｒの連結部２４Ｒの間にはアンギュラベアリング４０が設けられ、ビーム１０は、トレーリングアーム２０Ｒの連結部２４Ｒに回動可能な状態で結合される。

図５は、図４に示した連結部２４Ｒの詳細な内部構造を示す図である。同図は、ビーム１０の断面図とともに、トレーリングアーム２０Ｒの連結部２４Ｒの内部構造の断面図を示したものである。ビーム１０のパイプ１１と連結部２４Ｒのチューブ２５Ｒの間には、チューブ２５Ｒの両端に２個のアンギュラベアリング４０ａ、４０ｂが設けられており、ワッシャ４２とボルト４４で固定され、ビーム側のパイプ１１とトレーリングアーム側のチューブ２５Ｒとが回動可能に接続されている。符号４１ａ、４１ｂで示す接触角で転動体である玉を保持したアンギュラベアリング４０ａ、４０ｂの作用により、ビーム１０は、トレーリングアーム２０Ｒの連結部２４Ｒに保持された状態で、回動軸Ｘ１Ｒの周りに滑らかに回動することができる。

図６は、図１の車軸懸架装置の別の実施例を示す。本実施例の車軸懸架装置では、ビーム１０の中央部１２が左右の車体支持部２２Ｌ、２２Ｒの中心を結ぶ同相ストローク時揺動軸Ｘ０上に位置するように、ビーム１０の形状を曲げている。この構成によれば、左右の車輪が上下に同相で変位することにより、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒが同相ストローク時揺動軸Ｘ０を軸として同相で揺動したとしても、ビーム１０の中央部１２は、同相ストローク時揺動軸Ｘ０上にあるため、動かない。また、左右の車輪が上下に逆相に変位する場合でも、ビーム１０の中央部１２は、同相ストローク時揺動軸Ｘ０上にあってほとんど動かない。

図１０で説明したように、一般的なトーションビーム式サスペンションでは、同相ストローク時にトーションビーム１５０が上下に揺動するため、排気管１０６との衝突を避けるため、排気管１０６を上方に曲げてトーションビーム１５０の上下揺動のための空間を確保する必要があった。本実施の形態の車軸懸架装置では、図６のように、ビーム１０の中央部１２を同相ストローク時揺動軸Ｘ０に一致させる構成をとることにより、ビーム１０の中央部１２は、同相ストローク時でも逆相ストローク時でも動かなくなるため、ビーム１０の動きに対応してスペースを確保する必要がなくなり、車両の設計の自由度をさらに高めることができる。

図７は、図１の車軸懸架装置のさらに別の実施例を示す。本実施例の車軸懸架装置では、逆相ストローク時のねじり剛性を強化するために、スタビライザ５０を設ける。ビーム１０は左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの連結部２４Ｌ、２４Ｒに回動可能に接続しているため、ビーム１０自体は、逆相ストローク時でもねじれることがない。そこで、ねじり剛性を十分に担保するために、スタビライザ５０を左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒに架設する。スタビライザ５０の両端は、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒにボルト５２によって固定され、車両の車幅方向に左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒを架け渡す形態で設けられる。

スタビライザ５０を設けたことにより、左右一対のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒにはねじり剛性が付与される。たとえば、左側のトレーリングアーム２０Ｌが逆相ストローク時揺動軸Ｘ２Ｌを軸として上方に揺動し、右側のトレーリングアーム２０Ｒが逆相ストローク時揺動軸Ｘ２Ｒを軸として下方に揺動するといった具合に、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒが逆相で揺動した場合、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒを架け渡すスタビライザ５０にねじりが発生し、ねじりを元に戻そうとする反作用による力が働く。これにより、左右の車輪の逆位相の振動が緩和され、車両のロールが抑制され、旋回性能がさらに向上する。

図８は、本実施の形態の車軸懸架装置の車両への搭載例を示す図である。この例では、ビーム１０の左右回動軸交点Ａは、車両の後方に位置し、最適なアライメント変化を実現する。左右回動軸交点Ａは、スペアタイヤハウス１０２の位置にあるが、ビーム１０の左右端の回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒを調整するだけで、左右回動軸交点Ａをこの位置に設定することができるため、ビーム１０と左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの連結位置は変える必要がない。

ビーム１０の左右端の回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒの向きを車両の後方に向けたことにより、そのままではビーム１０は車両の後方に湾曲し、マフラ１０４やスペアタイヤハウス１０２とぶつかることになる。そこで、同図のようにビーム１０の中央部をマフラ１０４やスペアタイヤハウス１０２との衝突を回避して車両の前方に曲げる。ビーム１０はねじり剛性を分担しないので、任意の形状にすることができる。最適なアライメント変化を実現するために、車両の周辺部品の位置や形状を変える必要がないため、周辺部品の設計の自由度が犠牲になることがない。

また、左右回動軸交点Ａは、最適なアライメント変化を実現するために、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの車体支持部２２Ｌ、２２Ｒの中心点に対する相対的な上下方向の位置関係も調整することになるが、その場合でも、ビーム１０の位置は変えずに、単にビーム１０の左右端の回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒの向きを上下に傾けるだけで、左右回動軸交点Ａの上下位置を変えることができる。そのため、ビーム１０の上下に位置する排気管１０６などの周辺部品の配置や形状を変更することなく、最適なアライメント変化を実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態の車軸懸架装置によれば、ビーム１０と左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの連結部２４Ｌ、２４Ｒの位置は変えることなく、ビーム１０の左右端の回動軸Ｘ１Ｌ、Ｘ１Ｒの向きを変えるだけで、最適なアライメント変化を実現することができる。言い換えれば、最適なアライメントの設計は、ビーム１０と左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの連結位置やビーム１０の形状に依存することなく行うことができる。

したがって、本実施の形態の車軸懸架装置を車両に搭載する際、車両の周辺部品との位置関係からビーム１０の配置や形状を決め、最適なアライメント変化は、ビーム１０の配置や形状とは独立に、ビーム１０の左右端の回動軸の向きを調整することで自由に設計できるようになり、サスペンション機構設計の自由度が格段に高まる。

最適なアライメント変化を実現する上で重要であるビーム１０の左右端の回動軸の交点は、ビーム１０の位置や形状とは独立に設定可能であるから、前後上下のスペースの制約を受けずに、車両がロールしたときのトー変化やキャンバ変化などを最適に設計することができる。また、ビーム１０は、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒに回動可能に接続され、溶接結合されていないため、逆相ストローク時でもねじれることがなく、ビーム１０の途中に曲げがあっても、トー変化やキャンバ変化に影響することがない。また、ビーム１０がねじりによる直接的な衝撃を受けることがないため、車軸懸架装置の信頼性が向上する。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施形態は例示であり、各構成要素の組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例について述べる。

上記の実施の形態においては、ビーム１０の形状を曲げやすいようにパイプ状にしたが、他の形状であってもかまわない。また、ビーム１０の左右端は、左右のトレーリングアーム２０Ｌ、２０Ｒの連結部２４Ｌ、２４Ｒに回動可能に接続されていればよく、連結部２４Ｌ、２４Ｒには、ブシュやベアリング以外のものを介在させて、回動性を確保してもよい。また、上記では、実施の形態の車軸懸架装置を車両の後輪に搭載する例を説明したが、もちろん前輪に搭載することもできる。

本発明の実施の形態に係る車軸懸架装置の構成を示す図である。図１のトーションビームとトレーリングアームを連結する連結部の構成例の模式図である。図２に示した連結部の詳細な内部構造を示す図である。図１のトーションビームとトレーリングアームを連結する連結部の別の構成例の模式図である。図４に示した連結部の詳細な内部構造を示す図である。図１の車軸懸架装置の別の実施例を示す図である。図１の車軸懸架装置のさらに別の実施例を示す図である。本実施の形態の車軸懸架装置の車両への搭載例を示す図である。一般的なトーションビーム式サスペンションの構成例を車両上面から見た図である。図９の構成例を車両の側面から見た図である。

符号の説明

１０ビーム、２０Ｌ、２０Ｒトレーリングアーム、２２Ｌ、２２Ｒ車体支持部、２４Ｌ、２４Ｒ連結部、２６Ｌ、２６Ｒ車輪支持部、３０ブシュ、４０アンギュラベアリング、５０スタビライザ、１００Ｌ、１００Ｒ車輪、１０２スペアタイヤハウス、１０４マフラ、１０６排気管、１０８燃料タンク、１１０Ｌ、１１０Ｒショックアブソーバ、１１２Ｌ、１１２Ｒコイルスプリング。

Claims

車体に支持される部分と車輪を支持する部分とを備えた左右一対のアームと、
両端部が前記左右一対のアームに回動可能に連結されたビームとを備え、
前記ビームの両端部の回動軸が、前記両端部を結ぶ線に対して角度をなすことを特徴とする車軸懸架装置。
前記ビームの中央部が前記車体に支持される部分を結ぶ線上に位置することを特徴とする請求項１に記載の車軸懸架装置。
前記左右一対のアームに架設されるスタビライザをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車軸懸架装置。
前記ビームと前記左右一対のアームの連結部分に介在し、前記ビームの両端部を前記左右一対のアームに回動可能に連結する弾性体を有するブシュをさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車軸懸架装置。
前記ビームと前記左右一対のアームの連結部分に介在し、前記ビームの両端部を前記左右一対のアームに回動可能に連結するベアリングをさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車軸懸架装置。
前記ビームの両端部の回動軸の向きは、目標とするアライメント変化に応じて設定されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車軸懸架装置。
車両の周辺部品との衝突を回避するべく前記ビームの形状が曲げられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の車軸懸架装置。