JP2007118672A - 前輪用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前輪用サスペンション装置において、車両の旋回走行時にてオーバステア特性を緩和する。
【解決手段】前側ロアアーム２３は、平面視にて内端が外端より車両前方側に位置するように設定される。後側ロアアーム２４は、平面視にて内端と外端がほぼ同じ車両左右方向線上に位置するように設定されるとともに、サスペンションスプリング３２のばね力を車両左右方向外方に向けて受けるように設定される。タイロッド２５は、前側ロアアーム２３とナックル１１との連結位置より車両前方側にてナックル１１に連結される。スタビリンク４２は、側面視にて上方が下方より車両後方側に位置するように設定される。旋回外輪側にて、スタビライザバー４１における捩り反力Ｆ４の車両前方に向かう分力を一成分とする力Ｆ２が、前側ロアアーム２３にてその外端から内端に向けて作用するようになり、タイロッド２５に作用する力Ｆ３が減少する。
【選択図】図４

Description

本発明は、前輪用サスペンション装置に関し、特に、前後一対のＩ形ロアアームのうちの何れか一方のロアアームとスタビライザバーがスタビリンクを介して連結されてなる前輪用サスペンション装置に関する。

この種の前輪用サスペンション装置の一つとして、タイロッドの外端に連結されて前輪を操舵可能に支持する前輪支持部材と、車体に各内端にて連結され前輪支持部材に各外端にて連結された前後一対のＩ形ロアアームと、車体に連結されたトーションバー部を有するとともに同トーションバー部の各端部に一体に設けられた各アーム部を有するスタビライザバーと、このスタビライザバーの各アーム部の延出端に上端にて連結され前後一対のＩ形ロアアームのうちの前側ロアアームに下端にて連結された各スタビリンクとを備えたものがあり、例えば、下記特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている前輪用サスペンション装置では、各スタビリンクが鉛直に配置されていて、側面視にてその傾斜角が零に設定されている。
特開２００２−３６２１２３号公報

ところで、車両の良好な操縦安定性を確保する等の観点から、前後一対のＩ形ロアアームのうちの前側ロアアームを、平面視にて内端が外端より車両前方側に位置するように設定し、前後一対のＩ形ロアアームのうちの後側ロアアームを、平面視にて内端と外端がほぼ同じ車両左右方向線上に位置するように設定するとともにサスペンションスプリングのばね力を車両左右方向外方に向けて受けるように設定し、タイロッドを、前側ロアアームと前輪支持部材との連結位置より車両前方側にて同前輪支持部材に連結するように設定することが考えられる。しかし、この場合において、スタビリンクを側面視にてその傾斜角が零となるように設定すると、以下のような問題が生ずる。

すなわち、車両の旋回走行時、例えば、旋回外輪である右前輪ＷＦＲ側の後側ロアアーム１２４には、平面視にて図５の黒矢印で模式的に示すように、その内端から外端に向けてサスペンションスプリング１３２のばね力の分力Ｆ１０が作用する。この分力Ｆ１０は、ナックル１１０を介して前側ロアアーム１２３およびタイロッド１２５に入力される。そして、この分力Ｆ１０に応じて、前側ロアアーム１２３には、その内端から外端に向かう力Ｆ２０が作用し、タイロッド１２５には、その外端からラック軸１２６との連結端に向かう力Ｆ３０が作用する（黒矢印の太さは、力の大きさに対応しており、矢印が太いほど力が大きいことを示している。他の図面においても同様である。）。ここで、タイロッド１２５は、ラック軸１２６を介して旋回内輪側のタイロッド（図示省略）と連結されているので、力Ｆ３０は、旋回内輪側のタイロッドに作用する力を加算して求められる。

このため、旋回外輪である右前輪ＷＦＲは、主として力Ｆ１０、Ｆ３０によるコンプライアンスステア量に応じてトーイン方向に変位されるようになって、車両の旋回走行時にてオーバステア特性になるという問題がある。左前輪が旋回外輪となる場合についても同様である。なお、車両の旋回走行時には、旋回内輪側から旋回外輪側に荷重移動が生ずる。したがって、ステア特性に関しては、一般に、旋回外輪側におけるサスペンション装置の挙動が旋回内輪側におけるサスペンション装置の挙動に比して大きな影響を与える。

本発明は、上記問題に対処するために、車両の旋回走行時にてオーバステア特性を緩和し得る前輪側サスペンション装置を提供することをその目的としている。

上記目的を達成するため、本発明においては、タイロッドの外端に連結されて前輪を転舵可能に支持する前輪支持部材と、車体に各内端にて連結され前輪支持部材に各外端にて連結された前後一対のＩ形ロアアームと、車体に連結されたトーションバー部を有するとともに同トーションバー部の各端部に一体に設けられた各アーム部を有するスタビライザバーと、このスタビライザバーの各アーム部の延出端に上端にて連結され前後一対のＩ形ロアアームのうちの何れか一方のロアアームに下端にて連結された各スタビリンクとを備えた前輪用サスペンション装置において、前後一対のＩ形ロアアームのうちの前側ロアアームは、平面視にて内端が外端より車両前方側に位置するように設定されており、前後一対のＩ形ロアアームのうちの後側ロアアームは、平面視にて内端と外端がほぼ同じ車両左右方向線上に位置するように設定されるとともにサスペンションスプリングのばね力を車両左右方向外方に向けて受けるように設定されており、タイロッドは、前側ロアアームと前輪支持部材との連結位置より車両前方側にて同前輪支持部材に連結されており、各スタビリンクは、側面視にて上方が下方より車両後方側に位置するように設定されていることに特徴がある。この場合において、側面視にて各スタビリンクと鉛直線間に形成される傾斜角は、例えば、１０〜２０°が望ましく、１７．５°が最適である。

この前輪用サスペンション装置では、各スタビリンクが、側面視にて上方が下方より車両後方側に位置するように設定されている。このため、車両の旋回走行時、旋回外輪側の後側ロアアームには、サスペンションスプリングのばね力に加えて、スタビライザバーからスタビリンクを押し下げる向きに、少なくとも車両前方に向かう分力を一成分とする捩り反力が加えられるようになる。

一方、前側ロアアームは、平面視にて内端が外端より車両前方側に位置するように設定されている。このため、前記捩り反力の車両前方に向かう分力はナックルを介して前側ロアアームに入力され、前側ロアアームには、この分力を一成分とする力が作用するようになる。

すなわち、上記したような前側サスペンション装置を構成する際、スタビリンクを側面視にてその傾斜角が零となるように設定した場合には、前側ロアアームにてその内端から外端に向けて力（Ｆ２０）が作用するが、この力の向きが反転して、前側ロアアームにてその外端から内端に向けて力が作用するようになる。このため、タイロッドに対する力の負担分が減少することとなって、タイロッドに作用する力が、スタビリンクの傾斜角を零に設定した場合のタイロッドに作用する力に比して小さくなる。これにより、旋回外輪がトーイン方向に変位する動きを抑制することが可能となって、車両の旋回走行時におけるオーバステア特性を緩和することが可能である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明による前輪用サスペンション装置の一実施形態における右前輪側を概略的に示していて、この実施形態においては、右前輪ＷＦＲを転舵可能に支持する前輪支持部材としてのナックル１１が、前後一対のＩ形アッパアーム２１，２２、前後一対のＩ形ロアアーム２３，２４およびタイロッド２５によって車体ＢＤに連結されている。なお、前輪用サスペンション装置の左前輪側についても、右前輪側と同様に構成されているため、ここでは右前輪側を代表して説明することとし、左前輪側についての説明を省略する。

前後一対のＩ形アッパアーム２１，２２は、各内端にてゴムブッシュ２１ａ，２２ａを介して車体ＢＤの一部に上下方向に揺動可能に連結され、各外端にてボールジョイント２１ｂ，２２ｂを介してナックル１１の上部に連結されている。

前側アッパアーム２１は、平面視にて図１に示すように、その内端が外端より車両前方に位置するように配置されている。後側アッパアーム２２は、その内端が外端より車両後方に位置するように配置されている。

前後一対のＩ形ロアアーム２３，２４は、各内端にてゴムブッシュ２３ａ，２４ａを介して車体ＢＤの一部に上下方向に揺動可能に連結され、各外端にてボールジョイント２３ｂ，２４ｂを介してナックル１１の下部に連結されている。

前側ロアアーム２３は、平面視にて図１に示すように、その内端が外端より車両前方に位置するように配置されている。後側ロアアーム２４は、その内端と外端がほぼ同じ車両左右方向線上に位置するように配置されている。

タイロッド２５は、その内端にてボールジョイント２５ａを介してラック軸２６に連結され、その外端にてボールジョイント２５ｂを介してナックル１１の下部に連結されている。タイロッド２５とナックル１１との連結位置であるボールジョイント２５ｂの回転中心は、前側ロアアーム２３とナックル１１との連結位置であるボールジョイント２３ｂの回転中心よりも車両前方側に位置するように設定されている。

後側ロアアーム２４と車体ＢＤ間には、ショックアブソーバ３０が介装されている。ショックアブソーバ３０は、ダンパ３１およびサスペンションスプリング３２を備えており、その上端にて車体ＢＤの一部に連結されるとともに、その下端にて後側ロアアーム２４の外側部に連結されている。

このショックアブソーバ３０は、平面視にて図１に示すように、後側ロアアーム２４の長手方向に沿って配置されるとともに、背面視にて図２に示すように、上方が下方より車両内方側に位置するように配置されている。これにより、後側ロアアーム２４は、サスペンションスプリング３２のばね力の分力を車両左右方向外方すなわち内端から外端に向けて受けるように設定されている。

後側ロアアーム２４には、スタビライザバー４１がスタビリンク４２を介して連結されている。スタビライザバー４１は、平面視にて略コ字状に形成されていて、車両左右方向に延設されたトーションバー部４１ａ、およびこのトーションバー部４１ａの各端部にて車両前方に向けて一体に延設された各アーム部４１ｂを有しており、トーションバー部４１ａにて車体ＢＤにゴムブッシュ４１ａ１を介して上下方向に揺動可能に連結されている。

スタビリンク４２は、その上端にてボールジョイント４２ａを介してスタビライザバー４１のアーム部４１ｂの延出端に連結され、その下端にてボールジョイント４２ｂを介して後側ロアアーム２４の中間部に連結されている。このスタビリンク４２は、背面視にて図２に示すように、上方が下方より車両内方側に位置するように配置されるとともに、車両内側からの側面視にて図３に示すように、上方が下方より車両後方側に位置するように配置されている。この場合において、背面視にてスタビリンク４２の軸線と鉛直線間に形成される傾斜角θは、例えば、１６°に設定されており、側面視にてスタビリンク４２の軸線と鉛直線間に形成される傾斜角φは、例えば、１７．５°に設定されている。

以上のように構成された前輪用サスペンション装置においては、スタビリンク４２が、側面視にて上方が下方より車両後方側に位置するように設定されている（図１および図３参照）。このため、車両の旋回走行時、例えば、旋回外輪である右前輪ＷＦＲ側の後側ロアアーム２４には、平面視にて図４の黒矢印で模式的に示すように、サスペンションスプリング３２のばね力の分力Ｆ１に加えて、スタビライザバー４１からスタビリンク４２を押し下げる向きに、車両前方および車両右方に向かう分力を成分とする捩り反力Ｆ４が加えられる。

一方、前側ロアアーム２３は、平面視にて内端が外端より車両前方側に位置するように設定されている（図１参照）。このため、捩り反力Ｆ４の車両前方に向かう分力はナックル１１を介して前側ロアアーム２３に入力され、前側ロアアーム２３には、この分力を一成分とする力Ｆ２が作用するようになる。

したがって、上記前輪用サスペンション装置を構成する際、スタビリンク４２を側面視にてその傾斜角φが零となるように設定した場合には、前側ロアアーム２３にてその内端から外端に向けて力（図５にて示したＦ２０）が作用するが、この力の向きが反転して、前側ロアアーム２３にてその外端から内端に向けて力Ｆ２が作用するようになる。これにより、タイロッド２５に対する力の負担分が減少することとなって、タイロッド２５に作用する力Ｆ３が、スタビリンク４２の傾斜角φを零に設定した場合のタイロッドに作用する力（図５にて示したＦ３０）に比して小さくなる。その結果、旋回外輪である右前輪ＷＦＲにてトーイン方向に変位する動きが抑制されて、車両の旋回走行時におけるオーバステア特性が緩和される。左前輪が旋回外輪となる場合についても同様である。

上記実施形態においては、スタビリンク４２とサスペンション構成部材との干渉を回避する等の理由から、背面視にてスタビリンク４２の軸線と鉛直線間に形成される傾斜角θが、例えば、１６°に設定されていた。しかし、背面視にてスタビリンク４２の軸線と鉛直線間に形成される傾斜角θは、例えば、零に設定して実施することも可能であり、また、スタビリンク４２の上方が下方より車両外方側に位置するように設定して実施することも可能である。

本発明による前輪用サスペンション装置の一実施形態における右前輪側をスケルトンで概略的に示した平面図である。 図１の背面図である。 図１に示したスタビライザバーおよびスタビリンクを車両内側からみた側面図である。 図１に示した前後一対のロアアームおよびタイロッドに作用する力を模式的に示した説明図である。 従来のスタビリンクの配置下にて前後一対のロアアームおよびタイロッドに作用する力を模式的に示した説明図である。

符号の説明

ＢＤ…車体、ＷＦＲ…右前輪、１１…ナックル（前輪支持部材）、２１，２２…前後一対のＩ形アッパアーム、２１ａ，２２ａ…ゴムブッシュ、２１ｂ，２２ｂ…ボールジョイント、２３，２４…前後一対のＩ形ロアアーム、２３ａ，２４ａ…ゴムブッシュ、２３ｂ，２４ｂ…ボールジョイント、２５…タイロッド、２５ａ，２５ｂ…ボールジョイント、２６…ラック軸、３０…ショックアブソーバ、３１…ダンパ、３２…サスペンションスプリング、４１…スタビライザバー、４１ａ…トーションバー部、４１ａ１…ゴムブッシュ、４１ｂ…アーム部、４２…スタビリンク、４２ａ，４２ｂ…ボールジョイント、Ｆ１〜Ｆ４…力

Claims (1)

1. タイロッドの外端に連結されて前輪を転舵可能に支持する前輪支持部材と、車体に各内端にて連結され前記前輪支持部材に各外端にて連結された前後一対のＩ形ロアアームと、車体に連結されたトーションバー部を有するとともに同トーションバー部の各端部に一体に設けられた各アーム部を有するスタビライザバーと、このスタビライザバーの各アーム部の延出端に上端にて連結され前記前後一対のＩ形ロアアームのうちの何れか一方のロアアームに下端にて連結された各スタビリンクとを備えた前輪用サスペンション装置において、
   前記前後一対のＩ形ロアアームのうちの前側ロアアームは、平面視にて内端が外端より車両前方側に位置するように設定されており、前記前後一対のＩ形ロアアームのうちの後側ロアアームは、平面視にて内端と外端がほぼ同じ車両左右方向線上に位置するように設定されるとともにサスペンションスプリングのばね力を車両左右方向外方に向けて受けるように設定されており、前記タイロッドは、前記前側ロアアームと前記前輪支持部材との連結位置より車両前方側にて同前輪支持部材に連結されており、前記各スタビリンクは、側面視にて上方が下方より車両後方側に位置するように設定されていることを特徴とする前輪用サスペンション装置。
   

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