JP2006347496A - 車両用サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】 揺動アームの連結ボス部に挿入したブッシュにおける捩れやフリクションロスを低減することにより、揺動アームのしなやかな動きを実現しつつ、耐久性も兼ね備えるようにした車両用サスペンションを提供する。
【解決手段】 車体１と車輪２の軸支部３との間を揺動アーム４で連結し、該揺動アームの連結ボス部６ｂ，７ｂに介装したブッシュ１１を前記車体及び／又は軸支部側のブラケット１ｆ，１ｆ；３ｆ，３ｆ間に挟持固定したサスペンションにおいて、前記ブッシュ１１を転がり軸受１２の内輪１２ｉの内側面と外輪１２ｏの外側面とにそれぞれ可撓性弾性層１３，１４を積層して構成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は車両用サスペンションに関し、さらに詳しくは、揺動アームの連結ボス部に挿入したブッシュの改良により、しなやかな動きと高い耐久性の両立を実現した車両用サスペンションに関する。

原動機付き車両の多くには、路面凹凸の吸収緩和（バネ下減衰）や、更に車両挙動の吸収緩和（バネ上減衰）を目的として、サスペンション、スタビライザー等反発弾性をもつ機能部品が装備されている。

サスペンション形式には、幾つかの基本形と、その派生例が存在するが、いかなる車両姿勢、いかなるサスペンションストロークにおいても、比較的対地タイヤアングル（ホイールジオメトリー）の変化が少ない運動軌道をたどるようにしたダブルウィッシュボーン形式が、車両制御上の観点から最も望ましく、運動特性を追求する競技用車両にて適用され始めたこ技術も、今日では、多くの一般乗用車に適用されている。

これらサスペンション機能部品（サスペンションアーム、ショックアブソーバー、スタビライザー）の取り付け部には、ゴム、ウレタン等可撓性を有する素材で造られたブッシュ（インシュレーター）を具備するのが一般的である。

先に挙げたダブルウィッシュボーン等のサスペンション機構の複雑化により、ブッシュ使用の箇所も増えつつある。バネ、ダンパーからなるスプリング・ショックアブソーバー組立体には、その機構上、摺動・運動抵抗をもたらす部位が多数存在し、それらはフリクションロスとして認知されている。また、サスペンションアーム（揺動アーム）の取り付け部に設けたブッシュも、両側がブラッケトに挟まれ固定された構造になっていることから、サスペンションアームが揺動する際に捩じれることにより、多くのフリクションロスを生み出している。

このフリクションロスの総和が生む運動阻害抵抗（反発力）に満たない上述のバネ上下運動では、当然、サスペンションアームのストロークも期待できず、サスペンション本来の機能が得られない。これら衝撃吸収の実態は、タイヤ、リンケージブッシュ、各構成部品のクリアランス等に一部依存し、吸収しきれない残分は、車両のピッチング等、乗り心地を悪化させる元凶となっている。

サスペンションアームは、実運動において、円弧軌道である上下ストローク運動のほかに、垂直上下方向運動、車両前後方向運動、車両左右方向運動を伴う。現存するボールベアリングでも、捩じれなくサスペンションアームをストロークさせるという意味では、こと足りるが、上記のように多方向の運動ベクトルが混在する状況では、耐久性が著しく損なわれるため、適用は難しいとされてきた。

特許文献１は、サスペンションアーム（揺動アーム）の連結ボス部に具備したゴムブッシュを車体側ブラケットに挟持固定するサスペンションにおいて、そのゴムブッシュがブラケットに接触するときの摩擦力を低減させるべく、ゴムブッシュが車体側ブラケットに接触する側面にベアリング（スラスウトローラーベアリング）を介装することを提案している。しかし、このサスペンションは、実車において、ブッシュが車体側ブラケットに両側を挟まれ固定される一方、ベアリングはその内片側面にしか装備されていないので、揺動アームが揺動する際のゴムブッシュと車体側ブラケットとの界面に生じる回転摩擦を低減する効果は、不十分と考えられる。
特開平７−２７６９４４号公報

本発明の目的は、揺動アームの連結ボス部に挿入したブッシュにおける捩れやフリクションロスを低減することにより、揺動アームのしなやかな動きを実現しつつ、耐久性も兼ね備えるようにした車両用サスペンションを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の車両用サスペンションは、車体と車輪の軸支部との間を揺動アームで連結し、該揺動アームの連結ボス部に介装したブッシュを前記車体及び／又は軸支部側のブラケット間に挟持固定したサスペンションにおいて、前記ブッシュを転がり軸受の内輪の内側面と外輪の外側面とにそれぞれ可撓性弾性層を積層して構成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、揺動アームの連結ボス部に介在させたブッシュを、転がり軸受の内輪の内側面と外輪の外側面とにそれぞれ可撓性弾性層を積層した構成とし、実走行で生ずる揺動アームへの複雑な多方向入力によりもたらされるストレスを可撓性弾性層が逃がすようにするため、転がり軸受の持つ滑らかな運きと、高い耐久性を両立させることが可能になる。

以下、本発明を図に示す実施形態により具体的に説明する。

図１は、本発明のサスペンションを装備した車両の一例を概略的に示す正面図である。

１は車体、２は空気入りタイヤ／ホイール組立体からなる車輪である。車輪２は軸支部３に支持され、軸支部３はショックアブソーバ５を介して車体１を弾性支持すると共に、さらに上下一対のアッパーアーム４ａとロアーアーム４ｂからなる揺動アーム４で車体１に連結されている。アッパーアーム４ａとロアーアーム４ｂは、それぞれ一方の連結部６，６を車体１側に、他方の連結部７，７を軸支部３側に揺動可能に連結することで、ダブルウィッシュボーン式サスペンションを構成している。

図２（Ａ），（Ｂ）は、揺動アーム４（アッパーアーム４ａ、ロアーアーム４ｂ）の詳細を示す正面図と側面図である。

揺動アーム４の両端に設けられた連結部６，７は、それぞれ軸支部３側に設けた二股状のブラケット３ｆ，３ｆと車体１側に設けた二股状のブラケット１ｆ，１ｆとに軸ボルト９，１０により連結されている。

図示の例では、軸支部３側に対する連結部６は、従来のサスペンションと同様に、ゴムブッシュ８を圧入したボス部６ｂを二股状のブラケット３ｆ，３ｆの間に挿入し、そのブラケット３ｆ，３ｆとゴムブッシュ８に軸ボルト９を貫通させて締め付け固定し、ブラケット３ｆ，３ｆ間にゴムブッシュ８を挟みつけ固定している。

車体１側に対する連結部７は、ボス部７ｂに圧入したブッシュ１１が以下のような構成されている。

ブッシュ１１は、転がり軸受１２と可撓性弾性層１３，１４とから構成され、転がり軸受１２の内輪１２ｉの内側面に可撓性弾性層１３を接着積層し、また外輪１２ｏの外側面に可撓性弾性層１４を接着積層している。このブッシュ１１が介挿された連結部７をブラケット１ｆ，１ｆの間に挿入し、このブラケット１ｆ，１ｆとブッシュ１１とに軸ボルト１０を貫通させて締め付け固定されている。

上記のようにブッシュ１１が転がり軸受１２と可撓性弾性層１３，１４とから構成されているので、揺動アーム４が複雑な多方向の運動を行うことによって転がり軸受１２に複雑なストレスをもたらしても、それらのストレスを可撓性弾性層１３，１４が逃がして吸収するため、転がり軸受１２がもつ滑らかな動きを保障し、かつ高い耐久性を実現することができる。

ブッシュ１１に使用される可撓性弾性層１３，１４としては、ゴム又は弾性樹脂を使用することができる。弾性樹脂としては、ポリウレタンなどが好ましく使用される。また、転がり軸受１２としては、ボールベアリングやニードルベアリングを使用することができる。

図３（Ａ），（Ｂ）は、転がり軸受１２にボールベアリング１２Ａを使用したブッシュ１１を例示する。

ボールベアリング１２Ａは、内輪１２ｉと外輪１２ｏとの間の軸方向の２箇所に、それぞれ複数個の金属ボール１２ｂを転動体として周方向に等間隔に保持している。このボールベアリング１２Ａに対し、その内輪１２ｉの内面に可撓性弾性層１３が一体に積層接着され、また外輪１２ｏの外面に、同じく可撓性弾性層１４が一体に積層接着されて、ブッシュ１１を構成している。

内輪１２ｉは外輪１２ｏよりも軸方向長さが長く、かつ外輪１２ｏの軸方向の両外側に突出するように構成されている。このように内輪１２ｉの両端部を外輪１２ｏの両外側に突出させることにより、図２のように揺動アーム４の連結部７をブラケット１ｆ，１ｆの間に挿入して軸ボルト１０により固定したとき、外輪１２ｏが連結ボス部７ｂと共に拘束されないため、揺動アーム４に揺動阻害抵抗が与えられず、より滑らかな低フリクションの運動を行わせることができる。

図４（Ａ），（Ｂ）は、転がり軸受１２にニードルベアリング１２Ｂを使用したブッシュ１１を例示する。

ニードルベアリング１２Ｂは、内輪１２ｉと外輪１２ｏとの間に複数本の棒状のニードル１２ｎを周方向に等間隔に配置して構成されている。このニードルベアリング１２Ｂの内輪１２ｉの内面に可撓性弾性層１３が一体に積層接着され、また外輪１２ｏの外面に、同じく可撓性弾性層１４が一体に積層接着されて、ブッシュ１１が構成されている。

ボールベアリング１２Ａの場合と同様に、内輪１２ｉは外輪１２ｏよりも軸方向長さが長く、かつ外輪１２ｏの軸方向の両外側に突出している。したがって、図２のように揺動アーム４の連結部７がブラケット１ｆ，１ｆの間に挿入されで軸ボルト１０により固定されても、外輪１２ｏが連結ボス部７ｂと共に拘束されることがないため、揺動アーム４に揺動阻害抵抗が与えられることがなく、滑らかな低フリクション運動が保障される。

図示の例では、車体１側の連結部７にだけブッシュ１１を、装備したが、これを軸支部３側の連結部６にも装備するようにしてよい。

図１の構造のダブルウィッシュボーン式サスペンションで車体を懸架した乗用車を試験車にするに当たり、揺動アーム（アッパーアームとロアーアーム）の車体側連結部と車輪の軸支部側連結部とに挿入するブッシュを、それぞれ下記のように異ならせたサスペンション（従来例、実施例）を製作した。

（従来例）
車体側連結部のブッシュ： ゴムブッシュのみ
車輪軸支部側連結部のブッシュ： ゴムブッシュのみ

（実施例）
車体側連結部のブッシュ： 図３のブッシュ（ボールベアリングの内輪内側面と外輪 外側面とにそれぞれゴム層を積層）
車輪軸支部側連結部のブッシュ： ゴムブッシュのみ

上記２種類の異なるサスペンションを装着した試験車について、それぞれ下記の試験法により操縦安定性と乗心地性を測定する共に、下記試験法により２種類のサスペンションの揺動アームの単品引き上げ要力を測定した。その結果を表１に示す。

［操縦安定性と乗心地性］
１周２０００ｍのテストコースにおいて，３人のテストドライバーにより試験車を３周運転するときの操縦安定性と乗心地性とを５点法によりフィーリング評価し、その平均値を算出した．

算出結果は、従来例のサスペンションを装着した試験車の評価値を１００とする指数で示した。指数値が大きいほど操縦安定性と乗心地性が優れていることを意味する。

［揺動アームの単品引き上げ要力］
車輪、コイルスプリングとショックアブソーバー組立体を非装着にした状態で、揺動アーム単品の引き上げに要する力を測定した。

測定結果は、従来例のサスペンションの揺動アームの測定値を１００とする指数で示した。指数値が小さいほど、アーム運動のフリクションが小さく、しなやかなサスペンション運動が得られることを意味する。

本発明のサスペンションを装備した車両の一例を概略的に示す正面図である。 本発明のサスペンションを構成する揺動アームの部分を示し、（Ａ）は（Ｂ）におけるＸ−Ｘ矢視で示す正面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明のサスペンションに使用されるブッシュを例示し、（Ａ）は（Ｂ）におけるＹ−Ｙ矢視の断面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明のサスペンションに使用されるブッシュの他の例を示し、（Ａ）は（Ｂ）におけるＺ−Ｚ矢視の断面図、（Ｂ）は正面図である。

符号の説明

１ 車体
１ｆ ブラケット
２ 車輪
３ 軸支部
３ｆ ブラケット
４ 揺動アーム
５ ショックアブソーバ
６，７ 連結部
６ｂ，７ｂ ボス部
９，１０ 軸ボルト
１１ ブッシュ
１２ 転がり軸受
１２Ａ ボールベアリング
１２Ｂ ニードルベアリング
１２ｉ 内輪
１２ｏ 外輪
１２ｂ ボール
１２ｎ ニードル
１３，１４ 可撓性弾性層

Claims (5)

1. 車体と車輪の軸支部との間を揺動アームで連結し、該揺動アームの連結ボス部に介装したブッシュを前記車体及び／又は軸支部側のブラケット間に挟持固定したサスペンションにおいて、前記ブッシュを転がり軸受の内輪の内側面と外輪の外側面とにそれぞれ可撓性弾性層を積層して構成した車両用サスペンション。
2. 前記転がり軸受がボールベアリング又はニードルベアリングである請求項１に記載の車両用サスペンション。
3. 前記可撓性弾性層がゴム又は弾性樹脂からなる請求項１又は２に記載の車両用サスペンション。
4. 前記転がり軸受の内輪の軸方向の長さを前記転がり軸受の外輪の軸方向の長さより長くすると共に、該外輪の両外側に突出するようにした請求項１〜３のいずれかに記載の車両用サスペンション。
5. 前記揺動アームはアッパーアームとロアーアームとを設けたダブルウィッシュボーン式サスペンションである請求項１〜４のいずれかに記載の車両用サスペンション。
   

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