JP2006335118A

JP2006335118A - サスペンション装置

Info

Publication number: JP2006335118A
Application number: JP2005159290A
Authority: JP
Inventors: Michito Hirahara; 道人平原; Toshiyuki Oki; 敏之大木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】ステアリング操作時の車両挙動の応答性を十分に高くすることができる、車両ロール時の操縦安定性を向上させることができるサスペンション装置を提供する。を提供する。
【解決手段】前記連結部材６及び一対のトレーリングアーム４Ｌ，４Ｒの前方側は、回転軸Ｌ１，Ｌ２回りに相対回転自在となるように結合している。回転軸Ｌ１，Ｌ２は、各トレーリングアーム４Ｌ，４Ｒの前方側と車体側部材２との結合点Ｂ１，Ｂ２を通過しているとともに、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在している。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに車幅方向に離間して車両前後方向に延在している一対のトレーリングアームを備えたサスペンション装置に関する。

互いに車幅方向に離間して車両前後方向に延在している一対のトレーリングアームを備えたサスペンション装置には、一対のトレーリングアームの車両前後方向の前方側を車幅方向に延在したビーム部材で剛結合したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このようなサスペンション装置は、車両ロールを許容するために、ビーム部材が弾性変形するように捩じり剛性を低く設定する必要がある。
特公平０７−４７２０６号公報

しかし、ビーム部材の捩じり剛性を低く設定すると、車輪に横力が入力した際のサスペンション装置の横剛性が低くなり、ステアリング操作時の車両挙動の応答性が低くなる。
また、一対のトレーリングアームにビーム部材を剛結合した上記のサスペンション装置は、車両ロール時には車両に対して車輪がキャンバ変化せず、旋回中に車輪を地面に対して垂直とすることができない。特に旋回横加速度が大きく、車両のロール角が大きい場合には、車輪のグリップ力が十分に得られず、十分な操縦安定性を得ることができない。

本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、横剛性を高めることでステアリング操作時の車両挙動の応答性を十分に高くすることができるとともに、車両ロール時の操縦安定性を向上させることができるサスペンション装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るサスペンション装置は、互いに車幅方向に離間しながら車両前後方向に延在し、前方側が車体側部材に回転揺動自在に結合している一対のトレーリングアームと、これら一対のトレーリングアームの前方側同士を結合している連結部材と、各トレーリングアームの後方側にそれぞれ連結して左右の車輪を回転自在に支持している一対の車輪支持部材とを備えたサスペンション装置において、前記連結部材及び各トレーリングアームの前方側は、回転軸回りに相対回転自在となるように結合しており、前記回転軸は、各トレーリングアームの前方側と前記車体側部材との結合点を通過しているとともに、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在するように設定した。

本発明のサスペンション装置によると、連結部材及び各トレーリングアームの前方側が、回転軸回りに相対回転自在となるように結合しているので、連結部材の捩じり剛性を高く設定することができる。したがって、左右の車輪に横力が入力する際のサスペンション装置の横剛性を高くすることができるので、ステアリング操作時の車両挙動の応答性を高くすることができる。

また、前記回転軸を、各トレーリングアームの前方側と前記車体側部材との結合点を通過しているとともに、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在するように設定したことから、車両ロール時にはアンダーステア方向のロールステアが得られて、車両運動を安定させることができる。そして、車両旋回時に車両がロールする場合には車輪の対地キャンバを直立にすることができるので、操縦安定性を向上させることができる。

以下、本発明に係るサスペンション装置について、図面を参照しながら説明する。
図１から図６は、本発明に係る第１実施形態のサスペンション装置を示すものである。
先ず、図１及び図２を参照して本実施形態のサスペンション装置の構成について説明する。
本実施形態のサスペンション装置は、車両前後方向の前方側が車体側部材２に回転揺動自在に結合されている一対のトレーリングアーム４Ｌ，４Ｒと、これら一対のトレーリングアーム４Ｌ，４Ｒの前方側同士を結合しているアーム連結部材６と、一対のトレーリングアーム４Ｌ，４Ｒの後方側に結合したアクスル８を介して回転自在に支持されている左右の車輪１０Ｌ，１０Ｒとを備えている。なお、図２の符号Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、車内フロアＦの下部に配置した車体メンバであり、車体メンバＭ１，Ｍ４の下部に結合したブラケット１ａ，１ｂを介して車体側部材２が支持されている。

左側のトレーリングアーム４Ｌは、車両前後方向に延在している本体１２と、本体１２の車両前後方向の前方側に一体に設けたトーションバー部１４とを備えている。
トーションバー部１４は、一端１６ａが車体側部材２にスプライン結合し、他端１６ｂが車幅方向の内側に延在している棒状トーションバー１６と、この棒状トーションバー１６を同軸に内挿する筒状の部材であり、一端１８ａが棒状トーションバー１６の他端１６ｂとスプライン結合し、他端１８ｂの外周が本体１２と結合している筒状トーションバー１８とを備えている。

そして、筒状トーションバー１８の他端１８ｂの内周側と車体側部材２の連結位置との間に弾性体ブッシュ２０が配置されている。また、右側のトレーリングアーム４Ｒは、左右位置が逆転しただけで、左側のトレーリングアーム４Ｌを構成する部材と同一の構成部材を備えている。
アーム連結部材６は、交差角度が９０°より大きく，１８０°より小さな角度で軸線が交差している２本の回転軸２２ａ，２２ｂを有する連結本体２２と、左側のトレーリングアーム４Ｌの筒状トーションバー１８の外周に設けたベアリング保持部２４と、右側のトレーリングアーム４Ｒの筒状トーションバー１８の外周に設けたベアリング保持部２６と、これらベアリング保持部２４，２６内に配設され、連結本体２２の車幅方向に延在した２本の回転軸２２ａ，２２ｂを回転自在に支持しているベアリング２８，３０とで構成されている。

ここで、左側のトレーリングアーム４Ｌに設けた弾性体ブッシュ２０の弾性中心Ｂ１を通過し、アーム連結部材６の回転軸２２ａの中心を通過する直線Ｌ１は、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在している。この直線Ｌ１は、左側のトレーリングアーム４Ｌ及びアーム連結部材６が相対回転する際の回転軸である（以下、回転軸Ｌ１と称する）。

また、右側のトレーリングアーム４Ｒに設けた弾性体ブッシュ２０の弾性中心Ｂ２を通過し、アーム連結部材６の回転軸２２ｂの中心を通過する直線Ｌ２は、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在している。この直線Ｌ２は、右側のトレーリングアーム４Ｒ及びアーム連結部材６が相対回転する際の回転軸である（以下、回転軸Ｌ２と称する）。

次に、本実施形態のサスペンション装置の動作について説明する。
左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが同位相でストロークする際には、図３及び図４に示すように、左側のトレーリングアーム４Ｌと車体側部材２の連結中心（弾性体ブッシュ２０の弾性中心Ｂ１）と、右側のトレーリングアーム４Ｒと車体側部材２の連結中心（弾性体ブッシュ２０の弾性中心Ｂ２）とを結んだ車幅方向に延在する直線を回転軸Ｌ３とすると、一対のトレーリングアーム４Ｌ，４Ｒは、回転軸Ｌ３回りに上下にストロークする。この際、トーションバー部１４は、捩じれバネとして作用する。

ここで、左側のトレーリングアーム４Ｌの筒状トーションバー１８及び右側のトレーリングアーム４Ｒの筒状トーションバー１８は、回転軸Ｌ３回りに同一方向に回転するので、ベアリング保持部２４，２６も同一方向に回転し、アーム連結部材６全体も同一方向に回転する。
このように、左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが同位相でストロークする際に、回転軸Ｌ３回りに回転するアーム連結部材６には、捩じり力等の外力が何等作用しない。

また、左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが逆位相でストロークする際には、図５及び図６に示すように、アーム連結部材６は移動せず、左側のトレーリングアーム４Ｌ及び右側のトレーリングアーム４Ｒが、それぞれ回転軸Ｌ１，Ｌ２回りに上下の逆側にストロークする。
ここで、回転軸Ｌ１，Ｌ２は、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在しているので、車両ロール時にはアンダーステア方向のロールステアが得られる。また、回転軸Ｌ１，Ｌ２が、車幅方向の内側に向かうに従い車両前後方向の後方に延在していることから、車輪１０Ｌ，１０Ｒのバウンドストローク時にはネガティブ方向のキャンバ変化特性が得られ、リバウンドストローク時にはポジティブ方向のキャンバ変化特性が得られる。

このように、左右の車輪１０Ｌ，１０Ｒが逆位相でストロークする際にも、アーム連結部材６には捩じり力等の外力が何等作用しない。また、車両ロール時にはアンダーステア方向のロールステアが得られることから、車両運動を安定させることができる。そして、車両旋回時に車両がロールする場合には車輪１０Ｌ，１０Ｒの対地キャンバを直立にすることができるので、旋回横加速度が大きく、車両のロール角が大きい場合には、車輪のグリップ力が十分に得られ、操縦安定性を向上させることができる。

したがって、本実施形態は、アーム連結部材６の捩じり剛性を高く設定することができるので、車輪１０Ｌ，１０Ｒに横力が入力する際のサスペンション装置の横剛性を高くしてステアリング操作時の車両挙動の応答性を高くすることができる。
また、左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが逆位相でストロークする際には、一対のトレーリングアーム４Ｌ，４Ｒが、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在している回転軸Ｌ１，Ｌ２回りに回転することから、車両ロール時の操縦安定性が向上する。

さらに、本実施形態では、一対のトレーリングアーム４Ｌ，４Ｒの車両前後方向の前方側が弾性体ブッシュ２０を介して車体側部材２に回転揺動自在に結合されていることから、車体側部材２へのロードノイズの伝達を低減し、車両前後方向の振動も低減するので、ハーシュネス等の乗り心地を改善することができる。
次に、図７から図１３は、本発明に係る第２実施形態のサスペンション装置を示すものである。なお、図１から図６で示した第１実施形態と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態のサスペンション装置は、図７及び図８に示すように、車両前後方向に延在している一対のトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒの前方側が、それぞれ弾性体ブッシュ３８を介して車体側部材２に回転揺動自在に結合されており、それらトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒの後方側にアクスル８が結合されて左右の車輪１０Ｌ，１０Ｒを支持している。

前記弾性体ブッシュ３８は、図９に示すように、外筒３８ａ及び内筒３８ｂ間に弾性部材である筒状のゴム材３８ｃを介挿した構成とされている。そして、図７に示すように内筒３８ｂから車幅方向の内方に向けて延在しているブッシュ軸３８ｄが、一対のトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒの車両前後方向の前方側に設けた連結部４０ａと結合している。

また、一対のトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒの前方側同士は、アーム連結部材４２により結合されている。
アーム連結部材４２は、一対のトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒの前方側に結合し、車幅方向の内側に向けて延在している回転軸４４，４６と、車幅方向に延在し、両端部にベアリング保持部４８，５０を設けている連結本体５２と、ベアリング保持部４８，５０内に配設され回転軸４４，４６を回転自在に支持しているベアリング５４とを備えている。なお、ベアリング保持部５０の内部に配設したベアリングは図示していない。

ここで、左側のトレーリングアーム４０Ｌ側に設けた弾性体ブッシュ３８の弾性中心Ｂ１を通過し、アーム連結部材４２の回転軸４４の中心を通過する直線Ｌ４は、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在している。この直線Ｌ４は、左側のトレーリングアーム４０Ｌ及びアーム連結部材４２が相対回転する際の回転軸である（以下、回転軸Ｌ４と称する）。

また、右側のトレーリングアーム４０Ｒ側に設けた弾性体ブッシュ３８の弾性中心Ｂ２を通過し、アーム連結部材４２の回転軸４６の中心を通過する直線Ｌ５は、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在している。この直線Ｌ５は、右側のトレーリングアーム４０Ｒ及びアーム連結部材４２が相対回転する際の回転軸である（以下、回転軸Ｌ５と称する）。

さらに、左側のトレーリングアーム４０Ｌの前方側を車体側部材２に回転揺動自在に結合している弾性体ブッシュ３８は、ブッシュ軸３８ｄの軸線Ｐ１が、回転軸Ｌ４より傾斜角度を小さくしながら車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、回転軸Ｌ４より後退角度を小さくしながら車両前後方向の後方に延在するように配置されている。

また、右側のトレーリングアーム４０Ｒの前方側を車体側部材２に回転揺動自在に結合している弾性体ブッシュ３８は、ブッシュ軸３８ｄの軸線Ｐ２が、回転軸Ｌ５より傾斜角度を小さくしながら車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、回転軸Ｌ５より後退角度を小さくしながら車両前後方向の後方に延在するように配置されている。

次に、本実施形態のサスペンション装置の動作について説明する。
左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが同位相でストロークする際には、図１０及び図１１に示すように、左側のトレーリングアーム４０Ｌと車体側部材２の連結中心（弾性体ブッシュ３８の弾性中心Ｂ１）と、右側のトレーリングアーム４０Ｒと車体側部材２の連結中心（弾性体ブッシュ３８の弾性中心Ｂ２）とを結んだ車幅方向に延在する直線を回転軸Ｌ６とすると、一対のトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒは、回転軸Ｌ６回りに上下にストロークする。この際、弾性体ブッシュ３８のゴム材３８ｃには、回転軸Ｌ６回りの捩じり力が作用する。

ここで、左側のトレーリングアーム４０Ｌ及び右側のトレーリングアーム４０Ｒが、回転軸Ｌ６回りに同一方向に回転し、一対のトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒの前方側に結合している回転軸４４，４６も同一方向に回転するので、アーム連結部材４２全体も同一方向に回転する。
このように、左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが同位相でストロークする際には、回転軸Ｌ６回りに回転するアーム連結部材４２には、捩じり力等の外力が何等作用しない。

また、左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが逆位相でストロークする際には、図１２及び図１３に示すように、アーム連結部材４２は移動せず、左側のトレーリングアーム４０Ｌ及び右側のトレーリングアーム４０Ｒが、それぞれ回転軸Ｌ４，Ｌ５回りに上下の逆側にストロークする。この際、弾性体ブッシュ３８のゴム材３８ｃには、回転軸Ｌ４，Ｌ５回りの捩じり力が作用する。

ここで、回転軸Ｌ４，Ｌ５は、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在しているので、車両ロール時にはアンダーステア方向のロールステアが得られる。また、回転軸Ｌ４，Ｌ５が、車幅方向の内側に向かうに従い車両前後方向の後方に延在していることから、車輪１０Ｌ，１０Ｒのバウンドストローク時にはネガティブ方向のキャンバ変化特性が得られ、リバウンドストローク時にはポジティブ方向のキャンバ変化特性が得られる。

このように、左右の車輪１０Ｌ，１０Ｒが逆位相でストロークする際にも、アーム連結部材４２には捩じり力等の外力が何等作用しない。また、車両ロール時にはアンダーステア方向のロールステアが得られることから、車両運動を安定させることができる。そして、車両旋回時に車両がロールする場合には車輪１０Ｌ，１０Ｒの対地キャンバを直立にすることができるので、旋回横加速度が大きく、車両のロール角が大きい場合には、車輪のグリップ力が十分に得られ、操縦安定性を向上させることができる。

したがって、本実施形態も、アーム連結部材４２の捩じり剛性を高く設定することができるので、車輪１０Ｌ，１０Ｒに横力が入力する際のサスペンション装置の横剛性を高くしてステアリング操作時の車両挙動の応答性を高くすることができる。
また、左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが逆位相でストロークする際には、一対のトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒが、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在している回転軸Ｌ４，Ｌ５回りに回転することから、車両ロール時の操縦安定性が向上する。

また、一対のトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒの車両前後方向の前方側が弾性体ブッシュ３８を介して車体側部材２に回転揺動自在に結合されていることから、車体側部材２へのロードノイズの伝達を低減し、車両前後方向の振動も低減するので、ハーシュネス等の乗り心地を改善することができる。
さらに、一対のトレーリングアーム４０Ｌ，４０Ｒの前方側を車体側部材２に回転揺動自在に結合している一対の弾性体ブッシュ３８は、それらのブッシュ軸３８ｄの軸線Ｐ１，Ｐ２が、回転軸Ｌ４より傾斜角度を小さくしながら車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、回転軸Ｌ４より後退角度を小さくしながら車両前後方向の後方に延在するように配置されているので、左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが同位相でストロークする場合と、左右の車輪１０Ｌ、１０Ｒが逆位相でストロークする場合では、弾性体ブッシュ３８のゴム材３８ｃに作用する捩じり力が異なる。このため、弾性体ブッシュ３８のゴム材３８ｃのコジリを小さくすることができ、乗り心地を良好にすることができるとともに、弾性体ブッシュ３８の耐久性も向上させることができる。

本発明に係るサスペンション装置の第１実施形態を車両上方から示した図である。第１実施形態のサスペンション装置の要部を車両前後方向から示した図である。車輪が同位相でストロークする際の第１実施形態のサスペンション装置を車両上方から示した図である。車輪が同位相でストロークする際の第１実施形態のサスペンション装置の要部を車両前後方向から示した図である。車輪が逆位相でストロークする際の第１実施形態のサスペンション装置を車両上方から示した図である。車輪が逆位相でストロークする際の第１実施形態のサスペンション装置の要部を車両前後方向から示した図である。本発明に係るサスペンション装置の第２実施形態を車両上方から示した図である。第２実施形態のサスペンション装置の要部を車両前後方向から示した図である。図７のIX−IX線矢視図である。車輪が同位相でストロークする際の第２実施形態のサスペンション装置を車両上方から示した図である。車輪が同位相でストロークする際の第２実施形態のサスペンション装置の要部を車両前後方向から示した図である。車輪が逆位相でストロークする際の第２実施形態のサスペンション装置を車両上方から示した図である。車輪が逆位相でストロークする際の第２実施形態のサスペンション装置の要部を車両前後方向から示した図である。

符号の説明

２車体側部材
４Ｌ，４Ｒ，４０Ｌ，４０Ｒトレーリングアーム
６，４２アーム連結部材（連結部材）
８ナックル（車輪支持部材）
１０Ｌ，１０Ｒ、車輪
１２トレーリングアームの本体
１４トレーリングアームのトーションバー部
２０，３８弾性体ブッシュ
２２連結本体
２２ａ，２２ｂ，４４，４６回転軸
２４，２６ベアリング保持部
２８、３０ベアリング
４８，５０ベアリング保持部
５２連結本体
５４ベアリング
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５回転軸
Ｐ１，Ｐ２弾性体ブッシュの軸

Claims

互いに車幅方向に離間しながら車両前後方向に延在し、前方側が車体側部材に回転揺動自在に結合している一対のトレーリングアームと、これら一対のトレーリングアームの前方側同士を結合している連結部材と、各トレーリングアームの後方側にそれぞれ連結して左右の車輪を回転自在に支持している一対の車輪支持部材とを備えたサスペンション装置において、
前記連結部材及び各トレーリングアームの前方側は、回転軸回りに相対回転自在となるように結合しており、前記回転軸は、各トレーリングアームの前方側と前記車体側部材との結合点を通過しているとともに、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ、車両前後方向の後方に延在していることを特徴とするサスペンション装置。
前記一対のトレーリングアームの前方側は、弾性体ブッシュを介して前記車体側部材に回転揺動自在に結合していることを特徴とする請求項１記載のサスペンション装置。
前記弾性体ブッシュの軸は、前記回転軸に対して車両上方への傾斜角度を小さくし、且つ、前記回転軸に対して車両前後方向の後方側への後退角度を小さくしながら、車幅方向の内側に向かうに従い車両上下方向の上方に延在し、且つ車両前後方向の後方に延在していることを特徴とする請求項２記載のサスペンション装置。