JP2009090761A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータなどを使用することなく、車両の乗り心地を向上可能なトレーリングアーム式のサスペンション装置を提供する。
【解決手段】２本のトレーリングアーム８，９を備える。その２本のトレーリングアーム８，９を、車両側面視において交差させる。また、第１トレーリングアーム８を、前端取付け部８ａは、後端取付け部８ｂよりも上方に位置させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両前後方向に延在して車輪側と車体側とを連結する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。

従来から、車両の走行時に、路面の凹凸等に起因して車輪に入力される衝撃を吸収することにより、車両の乗り心地を向上させることが可能なサスペンション装置がある。そのサスペンション装置としては、例えば、特許文献１に記載されているサスペンション装置がある。
このサスペンション装置では、後輪から車両前後方向前方に延びるトレーリングアームを備える。そのトレーリングアームの前端部を、アクチュエータを介して車体に連結する。また、後輪の上下ストロークを検出するストロークセンサを設ける。そして、そのストロークセンサの検出に基づき、後輪の上方へのストロークを検出すると、そのストロークに応じてアクチュエータを伸長駆動し、トレーリングアームの前端部を車両前後方向後方に変位させる。

このように、車両側面視における、車輪のホイールセンタの移動軌跡が路面法線に対し成す車両前後方向後方への軌跡傾角を増加させる。この結果、突起乗り越しの際などに車輪に入力した衝撃を吸収して、車両の乗り心地を向上させている。
特開平１０−２１７７３５号公報

しかしながら、上記従来のサスペンション装置では、車輪のホイールセンタの移動軌跡を変更するために、トレーリンクアームの前端部を変位させるアクチュエータを設ける必要がある。このため、アクチュエータを配置するスペースを確保する必要がある。
また、アクチュエータを駆動させるための動力源や、アクチュエータを制御するコントローラ等が必要となるため、コスト及び質量が増加してしまう。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、アクチュエータなどを使用することなく、車両の乗り心地を向上可能なトレーリングアーム式のサスペンション装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のサスペンション装置は、２本のトレーリングアームを備え、その２本のトレーリングアームを、車両側面視において交差させると共に、その２本のトレーリングアームのうちの少なくとも１本の車体側部材への前端取付け部を、車輪支持部材への後端取付け部よりも上方に位置させる。

本発明によれば、トレーリングアームを２本とすると共に、その２本のトレーリングアームを車両側面視で交差させるという簡易な構造を採用することで、突起乗り越し時における車輪のホイールセンタの移動軌跡を後上がりに設定し易くなる。この結果、アクチュエータなどを使用することなく、車両の乗り心地を向上することが出来る。

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、本実施形態に係るトレーリングアームの配置を示すサスペンション装置を示す模式的側面図である。図２は、本実施形態に係るサスペンション装置を示す模式的上面図である。
（構成）
車輪１を回転自在に支持するアクスル２を備える。
そのアクスル２の下部と車体側部材７とを、図２に示すように、略車幅方向に延在する２本のロアリンク３，４によって連結する。その２本のロアリンク３，４の車輪側端部は、アクスル２に対してブッシュを介して揺動可能に連結すると共に、その２本のロアリンク３，４の車体側端部も、車体側部材７に対しブッシュを介して揺動可能に連結している。また、アクスル２の上部と車体側部材７とを、略車幅方向に延在するアッパリンク５によって連結する。そのアッパリンク５は、アクスル２に対してブッシュを介して揺動可能に連結すると共に、車体側部材７に対してもブッシュを介して揺動可能に連結している。

ここで、ブッシュは、入れ子状に配置した内筒と外筒との間にゴムなどの弾性体を介装して構成する。後述のブッシュ１２，１４なども同様である。
なお、本実施形態では、後側のロアリンク４に、サスペンションスプリング６の下端部が着座して取り付けてある。
本実施形態のサスペンション装置は、２本のトレーリングアーム８，９を備える。その２本のトレーリングアーム８，９は、ともに車両前後方向に延在している。その２本のトレーリングアーム８，９を区別する場合には、第１トレーリングアーム８及び第２トレーリングアーム９と呼ぶことにする。

第２トレーリングアーム９の前端取付け部９ａは、車体側部材１０に対し、ブッシュ１１を介して上下揺動可能に連結している。例えば、そのブッシュ１１の軸を上面視で車幅方向に向ける。また、第２トレーリングアーム９の後端取付け部９ｂは、アクスル２の車両前後方向前部に対し、ブッシュ１２を介して上下揺動可能に連結している。その第２トレーリングアーム９の前端取付け部９ａを、当該第２トレーリングアーム９の後端取付け部９ｂよりも上方に位置するように設定する。

第１トレーリングアーム８の前端取付け部８ａは、車体側部材１０に対し、ブッシュ１３を介して上下揺動可能に連結している。例えば、そのブッシュ１３の軸を上面視で車幅方向に向ける。また、アクスル２の車両前後方向前部には、車両前後方向前方に張り出したアーム２ａを備える。そのアーム２ａの先端部は、アクスル２の本体よりも車幅方向内側にオフセットして位置させる。そして、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂを、上記アーム２ａの先端部に対し、ブッシュ１４を介して上下揺動可能に連結することで、アクスル２に連結する。その第１トレーリングアーム８の前端取付け部８ａを、当該第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂよりも上方に位置するように設定する。

ただし、第１トレーリングアーム８の前端取付け部８ａを、第２トレーリングアーム９の前端取付け部９ａよりも上方に配置する。かつ第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂを、第２トレーリングアーム９の後端取付け部９ｂよりも下方に配置する。すなわち、第１トレーリングアーム８は、第２トレーリングアーム９よりも前上がりの傾斜角が大きく設定してある。これによって、２本のトレーリングアーム８，９は、車両側面視において交差点Ｐで交差した配置となる。

また、上記アクスル２に、ショックアブソーバ１５の下端部を取り付け、そのショックアブソーバ１５の軸を上下に配置つまり、上方に延在させる。そのショックアブソーバ１５の上端部は、車体に取り付ける。本実施形態では、上記ショックアブソーバ１５の下端部よりも上端部を車両前後方向後方に配置することで、当該ショックアブソーバ１５の軸を後傾させる。
ここで、アクスル２が車輪支持部材を構成する。また、ブッシュ１２，１４が、トレーリングアーム８，９をアクスル２に弾性的に支持させる部品となる。ショックアブソーバ１５が緩衝器を構成する。

（動作）
車両が走行中に、上記車輪１が突起２０を乗り越す場合を考える。
まず、第２トレーリングアーム９が無く、第１トレーリングアーム８しかない場合、つまり 図３のように、トレーリングアームが１本の場合を想定する。この場合、車輪１が突起２０を乗り越したときに、車輪１が車両上方に変位することに伴い、第１トレーリングアーム８は、前端取付け部８ａ（車体側取付点）を中心に上方に揺動する。この揺動に伴い、車輪１のホイールセンタＷ／Ｃは、車両前後方向後方に移動する方が良い。すなわち、車輪１が突起２０から遠ざかる向きに変位するので、突起２０から車輪１に入力される力が小さくなる。その結果、突起２０乗り越し時に乗員に伝わる衝撃、振動、騒音が小さくなる。

上述の揺動に伴い車輪１が移動する変位の向きは、第１トレーリングアーム８の前端取付け部８ａが後端取付け部（アクスル２側取付点）よりも上側にあるほど、車輪１の変位の向きが上側かつ後方になる。
特に、トレーリングアーム８の前端取付け部８ａと後端取付け部８ｂとの上下方向のスパンが大きいほど、上方へのストロークに伴う、車輪１が後方に移動する変位量が大きくなる。

しかし、実際の車両においては、乗員の快適性、荷室容量の確保を目的として乗員室のフロアを低くする必要があり、トレーリングアーム８の前端取付け８ａを後端取付け部に対して大きなスパンで車両上側に配置することには限度がある。従ってトレーリングアーム８の前端取付け部８ａは低く設定したい。しかし、トレーリングアーム８の前端取付け部８ａを低くする設定するほどと、突起２０乗り越し時に、車輪１は上方に向かうほど車両前後方向前方の軌跡となりやすくなり、乗り心地性能上、好ましくない。
また、トレーリングアーム８の前端取付け部８ａを後端取付け部８ｂよりも上方に配置しても、トレーリングアーム８は、前端取付け部８ａを中心にして後端取付け部８ｂが上下に円弧を描く軌跡で上下に変位する。このため、上方への変位初期では上述のように車両前後方向後方に変位するとしても、車輪１の上方への移動が大きくなると、車両前後方向前方に巻き込むように変位する。

上述のように、トレーリングアームが第１トレーリングアーム８しかない場合には、第１トレーリングアーム８の前端取付け部８ａを回転中心にして、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂは、円弧の軌跡Ｓ１を描く。その軌跡Ｓ１の半径は、第１トレーリングアーム８のリンク長を半径とする。
これに対し、本実施形態のように、第１トレーリングアーム８よりも前上がりの傾斜が小さい角度の第２トレーリングアーム９を追加する場合を考える。

この場合には、図１に示すように、第２トレーリングアーム９は、自己の前端取付け部９ａを回転中心して、第２トレーリングアーム９の後端取付け部９ｂが円弧の軌跡Ｓ２を描こうとする。この軌跡Ｓ２の半径は、第２トレーリングアーム９のリンク長を半径とする。
このことから、第２トレーリングアーム９によって、第１トレーリングアーム８の揺動によるアクスル２の軌跡Ｓ１を規制する。これによって、車輪１の上方向への軌跡が変化する。

この変化した軌跡Ｓ３は、２本のトレーリングアーム８，９の上方への揺動による車輪１の上方への移動に伴い、瞬間瞬間には、車両側面視における２本のトレーリングアーム８，９の交差点Ｐ（２本のトレーリングアーム８，９のリンク軸線の交差点Ｐ）を瞬間回転中心とした円弧を描く。同時に、上記交差点Ｐは、車輪１の上方への移動に伴い車両前後方向後方に移動する。この結果、全体として、上記変化した軌跡Ｓ３は、その回転中心が車両前後方向前方に大きく変位したような軌跡となる。

すなわち、上記変化した軌跡Ｓ３は、車輪１の上方への変位につれて、直線状に近い軌跡を描きつつ、上方かつ車両前後方向後方に変位する軌跡を描く。
この変化した軌跡Ｓ３は、図１のように、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂが描く円弧状の軌跡Ｓ１と第２トレーニングアーム９の後端取付け部９ｂが描く円弧状の軌跡Ｓ２との間を、斜め上方に延びるような直線に近い軌跡となる。すなわち、この変化した軌跡Ｓ３は、円弧半径が大きい軌跡となる。

すなわち、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂが描く軌跡は、車輪１の上方へのストロークが所定以上となると、車両前後方向前方側に変位する軌跡（前に巻き込むような軌跡）となる。しかしながら、上記変化した軌跡Ｓ３は、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂが描く軌跡が前に巻き込む軌跡状態となるほど車輪１が上方に変位しても、車両前後方向後方に変位する軌跡となる。
なお、トレーリングアーム８，９の後端取付け部８ｂ、９ｂをブッシュ１２，１４を介してアクスル２に揺動可能に連結している。したがって、トレーリングアーム８，９とアクスル２の連結点での揺動分だけ、ホイールセンタＷ／Ｃの軌跡が若干変位する。しかしその変位は小さいので、ホイールセンタＷ／Ｃの軌跡も上記変化した軌跡Ｓ３とほぼ同じ軌跡を描いて、上方にストロークすることとなる。

（第１実施形態の効果）
（１）本実施形態では、トレーリングアーム８を変位させるアクチュエータを使用することなく、車輪１の上方へのストロークが大きくても、ホイールセンタＷ／Ｃの軌跡を車両前後方向後方に向かう軌跡とすることが出来る。すなわち、突起２０が大きく、その突起２０乗り越しの際の、車輪１の上方へのストロークが大きくても、車輪１のホイールセンタＷ／Ｃの変位軌跡を、路面の法線と成す軌跡傾角を後傾にしておくことが可能となる。つまり突起２０の大小に関係なく、車輪１に入力される衝撃を吸収して、車両の乗り心地を向上させることが出来る。

（２）また、第１トレーリングアーム８の前端取付け部８ａの高さを上方にオフセットさせること無く、車輪１のホイールセンタＷ／Ｃの変位軌跡を、路面の法線と成す軌跡傾角を後傾にしておくことが可能となる。すなわち、上記第１トレーリングアーム８よりも前上がりの傾斜角が小さな第２トレーリングアーム９を設けることだけで、車輪１のホイールセンタＷ／Ｃの変位軌跡を後傾にしておくことが可能となる。
またこのことは、フロアの下方に確保するトレーリングアーム８，９の遥動スペースのための空間を増加させる必要はない。すなわち、上記効果を有すると共に、車室空間の縮小やフロア高さの上昇等、車両レイアウトを変更する必要はない。

（３）ショックアブソーバ１５の軸線の向きを、後傾させている。この結果、アクスル２の揺動の向き（車両上方かつ後方）に、ショックアブソーバ１５の作動方向が一致するので、ショックアブソーバ１５の作動効率を向上することができる。
特に、ショックアブソーバ１５の軸線の向きを、上記変化した軌跡Ｓ３の直線状の向きに近づけるほど、ショックアブソーバ１５の作動効率を向上させることが出来る。

（４）２本のトレーリングアーム８，９をアクスル２に連結しても、トレーリングアーム８，９の後端取付け部８ｂ、９ｂを、ブッシュ１２，１４によってアクスル２に連結している。この結果、アクスル２の揺動を抑えることが出来る。
すなわち、車輪１の上下ストロークに伴う、２本のトレーリングアーム８，９の後端取付け部８ｂ、９ｂ（アクスル２側取付け点）の変位量及び向きが異なる。この変位の量・向きの差を吸収するように、アクスル２が回動変位する。アクスル２が変位すると、車輪１の姿勢が変化したり、ショックアブソーバ１５の車体に対する姿勢が変化して、操縦安定性、乗り心地等の性能が悪化する。
これに対して、２本のトレーリングアーム８，９をアクスル２に対しブッシュ１２，１４を介して連結することにより、ブッシュ１２，１４が、上記変位量及び向きの差を吸収する。この結果、アクスル２の上記変位を小さくすることができる。

（５）上記実施形態では、２本のトレーリングアーム８，９の後端取付け部８ｂ、９ｂを、ホイールセンタＷ／Ｃよりも車両前後方向前方に配置、つまりアクスル２の車両前後方向前部に連結している。このように、２本のトレーリングアーム８，９の後端取付け部８ｂ、９ｂを、アクスル２のホイールセンタＷ／Ｃの周りに配置していないので、対象とする車輪１が駆動輪であっても、本実施形態のサスペンション装置を適用することが出来る。すなわち、駆動輪の場合には、アクスル２の中心（ホイールセンタＷ／Ｃ位置）にドライブシャフトを配置するが、そのドライブシャフトと２本のトレーリングアーム８，９との干渉を回避出来る。

（応用例）
（１）対象とする車輪１が駆動輪で無い場合には、ドライブシャフトとの干渉を考慮する必要はない。従って、２本のトレーリングアーム８，９の後端取付け部９ｂを、他の部品との干渉しない位置であれば、アクスル２のどの部分に連結しても良い。
（２）上記実施形態では、第２トレーリングアーム９も前端取付け部９ａが後端取付け部９ｂよりも上方に位置するように設定して、第２トレーリングアーム９を傾斜させているが、これに限定されない。
第２トレーリングアーム９は、リンク軸線を水平に、つまり前端取付け部９ａと後端取付け部９ｂとを同じ高さに設定しても良い。場合によっては、 第２トレーリングアーム９について、前端取付け部９ａを若干後端取付け部９ｂよりも低めに設定しても良い。その例を図４に示す。

（３）上記実施形態では、第２トレーリングアーム９の後端取付け部９ｂをアーム２ａによって車幅方向内側にオフセットさせているが、アクスル２の本体に直接に、ブッシュを介して連結しても良い。すなわち、２つのトレーリングアーム８，９の後端取付け部８ｂ、９ｂの車幅方向の位置を同位置若しくは近づけても良い。この場合には例えば、第２トレーリングアーム９を、後端取付け部９ｂから車両前後方向前方に向かうにつれて車幅方向内方に向かうように傾斜させることで、第１トレーリングアーム８との干渉を回避すればよい。

（４）上記実施形態では、２本のトレーリングアーム８，９の後端取付け部８ｂ、９ｂを共にブッシュ１２，１４を介して連結しているが、一方のトレーリングアーム８，９の後端取付け部８ｂ、９ｂをボールジョイントで連結しても良い。
（５）緩衝器としてショックアブソーバ１５を例示しているが、サスペンションスプリング６であっても良いし、ショックアブソーバ１５及びサスペンションスプリング６の両方をアクスル２に取り付けても良い。

（第２実施形態）
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、上記第１実施形態と同じである。ただし、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂの取付け位置を変更している。
（構成）
第２トレーリングアーム９の後端取付け部９ｂは、アクスル２の車両前後方向前部にブッシュを介して連結する。一方、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂを、図５に示すように、第２トレーリングアーム９の後端取付け部９ｂよりも下方且つ車両前後方向後方位置でアクスル２に連結する。
本実施形態では、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂを、第１実施形態の場合よりも、下方位置かつホイールセンタＷ／Ｃに近い位置でアクスル２に連結している。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
（１）基本的効果は上記第１実施形態と同様である。
（２）第１実施形態の場合に比べて、上記変化した軌跡Ｓ３を車両前後方向後方に寝かした傾斜とすることが出来る。この結果、突起２０乗り越しの際の、車輪１に入力される衝撃をより吸収して、車両の乗り心地を更に向上させることが出来る。
このことは、上記第１実施形態で説明した効果を奏しつつ、例えば、突起２０が小さくて、車輪１の上方へのストロークが小さい場合であっても、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂの軌跡Ｓ１に近づけることが出来て、小さな突起２０の乗り越しの際に、車輪１に入力される衝撃の吸収を、第１トレーリングアーム８だけの場合に近づけることが出来る。
（３）また、第２トレーリングアーム９の後端取付け部９ｂを、アクスル２の車両前後方向前部９ｂに配置している。このため、その第２トレーリングアーム９の後端取付け部９ｂに対し、第１トレーリングアーム８の後端取付け部８ｂを、車両前後方向後方にオフセットして配置しやすくなっている。

本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンション装置を説明する模式的側面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンション装置を説明する模式的上面図である。 トレーリングアームが１本しかない場合の動作を説明する側面図である。 本発明に基づく実施形態に係る動作を説明する側面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るサスペンション装置を説明する模式的側面図である。

符号の説明

１ 車輪
２ アクスル
２ａ アーム
３，４ ロアリンク
５ アッパリンク
７、１０ 車体側部材
８ 第１トレーリングアーム
８ａ 前端取付け部
８ｂ 後端取付け部
９ 第２トレーリングアーム
９ａ 前端取付け部
９ｂ 後端取付け部
１２，１４ ブッシュ
１５ ショックアブソーバ（緩衝器）
１５ ショックアブソーバ
Ｐ 交差点
Ｓ３ 変更した軌跡
Ｗ／Ｃ ホイールセンタ

Claims (5)

1. 車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と車体側部材とを連結して、それぞれ車両前後方向に延在する２本のトレーリングアームを備え、
   その２本のトレーリングアームは、車両側面視において交差すると共に、その２本のトレーリングアームのうちの少なくとも１本のトレーリングアームは、その車体側部材への前端取付け部を、車輪支持部材への後端取付け部よりも上方に位置することを特徴とするサスペンション装置。
2. ２本のトレーリングアームの車輪支持部材への各後端取付け部について、下側に位置する後端取付け部を、上側に位置する後端取付け部よりも車両前後方向後方に位置させることを特徴とする請求項１に記載したサスペンション装置。
3. ２本のトレーリングアームの車輪支持部材への各後端取付け部のうち、少なくとも上側に位置する後端取付け部を、ホイールセンタよりも車両前後方向前側に配置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したサスペンション装置。
4. 車輪支持部材に下端部を連結して軸線を上下に配置する緩衝器を備え、その緩衝器の軸線を、上方に向かうにつれて車両前後方向後方に向かうように後傾させたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したサスペンション装置。
5. ２本のトレーリングアームのうち、少なくとも一方のトレーリングアームを、車輪支持部材に対し弾性体を介して連結することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載したサスペンション装置。

Images