JP2009143517A - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用サスペンション装置において、車両の操縦安定性を維持し且つ車両の乗り心地性能をより高める。
【解決手段】車両用サスペンション装置４０は、前後２つの連結点Ｃ１，Ｄｐにおいて車体１１に上下スイング可能に連結されたロアアーム４２と、ロアアームに下端部が連結されたナックルと、ロアアームに下端部４４ｂが連結されたダンパと、ロアアームに一端部が連結されたスタビライザとを有する。２つの連結点の一方Ｄｐでは、車体とロアアームとの間にコンプライアンスブッシュ５１が介在する。２つの連結点のうち、コンプライアンスブッシュが無い方の連結点Ｃ１と、ロアアームに対するナックルの連結点Ｃ２とを、直線ＡＬで結んだときに、平面視においてこの直線上に、ロアアームに対するダンパの連結点Ｃ３と、ロアアームに対するスタビライザの連結点Ｃ４とを配列した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用サスペンション装置の改良に関する。

車両用サスペンション装置は、ダブルウィッシュボーン式サスペンションなど各種のものが知られている。例えば、サスペンション装置として、車体に上下スイング可能に連結されたロアアームと、このロアアームに下端部が連結された車輪支持用のナックルと、前記ロアアームに下端部が連結されたダンパとを有したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１７８４１０公報

ところで、一般的な車両用サスペンション装置においては、左右のロアアーム同士がスタビライザによって連結されている。また、近年は、車両の乗り心地性能を高めるために、ロアアームの前部及び後部を車体に上下スイング可能に連結するための、連結構造の改良が行われている。つまり、ロアアームの前部または後部をコンプライアンスブッシュを介して車体に連結した、サスペンション装置の開発が進められている。コンプライアンスブッシュは、車輪が前後方向へ若干動くことを許容するように弾性を有したものである。ロアアームには、ダンパの下端部が連結されている。

このようなサスペンション装置においては、ダンパの反力やスタビライザの反力がロアアームにかかる。ここで、車体に対するロアアームの前後２つの連結点のうちコンプライアンスブッシュが介在していない方の連結点と、ロアアームに対するナックルの連結点とを、通る直線（整列直線）を考えてみる。ダンパの反力やスタビライザの反力は、整列直線を回転中心としてロアアームに働く回転力となり得る。この回転力は、ロアアームからコンプライアンスブッシュに上下方向の力として作用する。この結果、コンプライアンスブッシュは車体前後方向の力の他に、上下方向の大きい力をも受けることになる。車両の操縦安定性を維持しつつ、車両の乗り心地性能を高めるためには、コンプライアンスブッシュが上下方向の大きい力を極力受けないようにすることが求められる。

本発明は、車両用サスペンション装置において、車両の操縦安定性を維持しつつ、車両の乗り心地性能を、より高めることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体前後方向へ互いに離れている前後２つの連結点において車体に上下スイング可能に連結されたロアアームと、このロアアームに下端部が連結された車輪支持用のナックルと、前記ロアアームに下端部が連結されたダンパと、前記ロアアームに一端部が連結されたスタビライザとを有し、前記の前後２つの連結点の一方では、前記車体と前記ロアアームとの間にコンプライアンスブッシュが介在している車両用サスペンション装置において、前記の前後２つの連結点のうち、前記コンプライアンスブッシュが介在していない方の連結点と、前記ロアアームに対する前記ナックルの連結点とを、直線で結んだときに、平面視においてこの直線上に、前記ロアアームに対する前記ダンパの連結点と、前記ロアアームに対する前記スタビライザの連結点とを配列したことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、車両用サスペンション装置を上から見て、車体に対するロアアームの連結点のうちコンプライアンスブッシュが介在していない方の連結点と、ロアアームに対するナックルの連結点とを、結んだ直線（整列直線）上に、ロアアームに対するダンパの連結点と、ロアアームに対するスタビライザの連結点とを配列したものである。

このため、ダンパの反力やスタビライザの反力は、ロアアームのうちの整列直線にかかる。従って、これらの反力は、整列直線を回転中心としてロアアームに働く回転力とは、ならない。この結果、ロアアームからコンプライアンスブッシュに作用する上下方向の力を極力抑制することができる。その分、コンプライアンスブッシュにおける上下方向の「ばね特性」（弾性係数）を下げることができる。すなわち、コンプライアンスブッシュ全体の「ばね特性」が小さくできるので、車両の走行中に、車輪が路面の段差を乗り越えるときなどの大きい力を、コンプライアンスブッシュによって十分に吸収できる。この結果、車両の操縦安定性を維持しつつ、車両の乗り心地性能を、より高めることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌｅは左側、Ｒｉは右側を示す。
図１は本発明に係る車両用サスペンション装置を取付けた車体の斜視図である。図２は図１に示すロアアーム周りの平面図である。図３は図１に示すナックルを左側方から見た側面図である。

図１に示すように、車両１０における車体１１は、車体フレーム２０と、この車体フレーム２０の前部に防振用弾性ブッシュ（図示せず）を介して取り付けられたサブフレーム３０とから成る。車体フレーム２０は、サブフレーム３０の上方において、車体前後に延びた左右のフロントアッパフレーム２１（左側のみを示す。）と、各フロントアッパフレーム２１に接合された左右のホイールハウス（図示せず）とを有している。

サブフレーム３０は平面視略ロ字状を呈しており、車体１１の前後方向に延びる左右の縦メンバ３１，３１と、これらの縦メンバ３１，３１の前端間に掛け渡すべく車体１１の左右方向に延びる前部横メンバ３２と、左右の縦メンバ３１，３１の後端間に掛け渡すべく車体１１の左右方向に延びる後部横メンバ３３とから成る。

サブフレーム３０には、左右の車両用サスペンション装置４０（左側のみを示す。）及び車両用ステアリング装置８０が搭載されている。なお、左右のサスペンション装置４０は互いに同様の構成なので、左側だけを説明し、右側を省略する。

図１及び図２に示すように、サスペンション装置４０は、上側のアッパアーム４１及び下側のロアアーム４２と、ナックル４３と、ダンパ４４と、スタビライザ４５とから成り、車体１１に車輪（図示せぬ前輪）を懸架するためのダブルウィッシュボーン式サスペンションである。このサスペンション装置４０はフロントサスペンションとして採用される。

アッパアーム４１は、フロントアッパフレーム２１またはホイールハウス（図示せず）に上下スイング可能に連結されている。
ロアアーム４２は、サブフレーム３０の縦メンバ３１（つまり、車体１１）に上下スイング可能に連結されている。詳しく述べると、図２に示すようにロアアーム４２は、平面視略Ｙ字状に形成された一体成型品であり、車幅方向へ細長いナックル連結部４２ａと、ナックル連結部４２ａから車体１１側へ延びる前後一対のアーム４２ｂ，４２ｃとから成る。前部アーム４２ｂは、車体前側へ延びるロアアーム４２の前部に相当する。後部アーム４２ｃは、車体後側へ延びるロアアーム４２の後部に相当する。

図１及び図２に示すように、ナックル連結部４２ａは、ナックル４３を連結する部分である。
前部アーム４２ｂの先端部は、コンプライアンスブッシュ５１を有した前側ブラケット５２によって、縦メンバ３１の前部に上下スイング可能に連結されている。コンプライアンスブッシュ５１は、車輪が前後方向へ若干動くことを許容するために弾性を有したものであり、車両１０の乗り心地性能を高めるために設けられる。
後部アーム４２ｃの先端部は、弾性ブッシュ５３を有した後側ブラケット５４によって、縦メンバ３１の後部に上下スイング可能に連結されている。ナックル４３は、後部アーム４２ｃを介して車体１１に上下動可能に連結されることになる。

図１〜図３に示すように、ナックル４３は、車輪を回転可能に支持する部材であり、上下がアッパアーム４１とロアアーム４２に連結されている。詳しく述べると、ナックル４３は、車軸６１を介して車輪を回転可能に支持するナックル本体部４３ａと、ナックル本体部４３ａの上端から上方へ延びた上方延長部４３ｂと、上方延長部４３ｂの上端部に形成された上部連結部４３ｃと、ナックル本体部４３ａの下端に形成された下部連結部４３ｄと、ナックル本体部４３ａの上端近傍から後方へ延びた略水平なナックルアーム４３ｅとから成る、一体成形品である。

ナックルアーム４３ｅは、先端部分にタイロッド連結部４３ｆを有している。タイロッド連結部４３ｆは、ナックル本体部４３ａの中心ＣＬ（車軸６１の中心）から上方へ高さＨｉだけオフセットしている。

上部連結部４３ｃ（ナックル４３の上端部４３ｃ）は、ボールジョイント６２によって、アッパアーム４１のスイング先端部にスイング可能に連結されている。下部連結部４３ｄ（ナックル４３の下端部４３ｄ）は、ボールジョイント６３によって、ロアアーム４２のナックル連結部４２ａ（スイング先端部４２ａ）にスイング可能に連結されている。

図３に示すように、ナックル４３において、上部連結部４３ｃと下部連結部４３ｄとを通る直線ＫＬのことを、キングピン軸ＫＬと言う。ナックル４３は、キングピン軸ＫＬを中心として左右に回転可能である。この結果、ナックル４３に取り付けられている車輪は、キングピン軸ＫＬを中心として転舵可能である。

このように、サスペンション装置４０は、ナックル本体部４３ａから上方へ上方延長部４３ｂを延ばし、上方延長部４３ｂの上端部に形成された上部連結部４３ｃを、アッパアーム４１によって車体１１に連結した構成なので、ハイマウント型ダブルウィッシュボーン式サスペンションと言われている。

図１及び図２に示すように、ダンパ４４は、上端部４４ａが車体１１のダンパハウジング（図示せず）に連結されるとともに、下端部４４ｂがロアアーム４２に連結されている。詳しく述べると、ロアアーム４２は、車幅方向の略中央部にダンパ用ブラケット４２ｄを有している。ダンパ４４の下端部４４ｂは、例えば、ダンパ４４の下部から下方へ延びた二股状の部材（フォークエンド、ダンパフォークとも言う。）から成り、ロアアーム４２のダンパ用ブラケット４２ｄに連結ピン７１及び弾性ブッシュ７２によってスイング可能に連結される。

図１及び図２に示すように、スタビライザ４５は、平面視において全体が概ねコ字状に形成されたバーであり、サブフレーム３０に支持されている。スタビライザ４５の一端部４５ａは、スタビライザリンク４６を介してロアアーム４２の上端部に連結されている。同様に、スタビライザ４５における他の一端部も、図示せぬ右のサスペンションにおけるロアアームに連結されている。

詳しく述べると、ロアアーム４２は、スイング先端部の近傍にダンパ用ブラケット４２ｄを有し、このダンパ用ブラケット４２ｄよりもスイング基部側の位置にリンク用ブラケット４２ｅを有している。スタビライザリンク４６は、リンク用ブラケット４２ｅから略上方へ延びた細長いバーから成る。スタビライザリンク４６の下端部は、ボールジョイント７３によってリンク用ブラケット４２ｅに連結されている。スタビライザリンク４６の上端部は、ボールジョイント７４によってスタビライザ４５の一端部４５ａに連結されている。

ここで、図２に示すように、後側ブラケット５４に後部アーム４２ｃを連結した連結中心Ｃ１のことを、車体１１に対するロアアーム４２の連結点Ｃ１（後の連結点Ｃ１）と言う。後の連結点Ｃ１のことを、適宜「第１連結点Ｃ１」と言うことにする。後の連結点Ｃ１（第１連結点Ｃ１）は、コンプライアンスブッシュ５１が介在していない方の連結点である。また、前側ブラケット５２に前部アーム４２ｂを連結した連結中心Ｄｐのことを、車体１１に対するロアアーム４２の連結点Ｄｐ（前の連結点Ｄｐ）と言う。前の連結点Ｄｐは、コンプライアンスブッシュ５１が介在している方の連結点である。

このように、ロアアーム４２は、後の連結点Ｃ１及び前の連結点Ｄｐの前後２つの連結点において、車体１１に上下スイング可能に連結されている。前後２つの連結点Ｃ１，Ｄｐ同士は、互いに車体１１の前後方向に離れて位置している。前後２つの連結点Ｃ１，Ｄｐの一方（実施例では、前の連結点Ｄｐ）では、車体１１とロアアーム４２との間に、コンプライアンスブッシュ５１が介在している。

ロアアーム４２のナックル連結部４２ａにナックル４３（図３参照）の下部連結部４３ｄを、ボールジョイント６３によって連結した連結中心Ｃ２のことを、ロアアーム４２に対するナックル４３の連結点Ｃ２（第２連結点Ｃ２）と言う。キングピン軸ＫＬは、第２連結点Ｃ２を通る。
ロアアーム４２のナックル連結部４２ａにダンパ４４の下端部４４ｂ（フォークエンド４４ｂ）を連結した連結中心Ｃ３のことを、ロアアーム４２に対するダンパ４４の連結点Ｃ３（第３連結点Ｃ３）と言う。
ロアアーム４２のリンク用ブラケット４２ｅにスタビライザリンク４６の下端部を連結した連結中心Ｃ４のことを、ロアアーム４２に対するスタビライザ４５（図１参照）の連結点Ｃ４（第４連結点Ｃ４）と言う。

車体１１に対するロアアーム４２の連結点Ｃ１（コンプライアンスブッシュ５１が介在していない方の連結点Ｃ１）と、ロアアーム４２に対するナックル４３の連結点Ｃ２と、ロアアーム４２に対するダンパ４４の連結点Ｃ３と、ロアアーム４２に対するスタビライザ４５の連結点Ｃ４とは、平面視で一直線ＡＬ上に配列されている。この直線ＡＬのことを、整列直線ＡＬと言う。整列直線ＡＬは車幅方向へ延びる線であり、第１連結点Ｃ１を起点として前方へ若干傾いている。

このように、サスペンション装置４０を上から見て、第１連結点Ｃ１と第２連結点Ｃ２とを結んだ、直線ＡＬ（整列直線ＡＬ）上に、第３連結点Ｃ３と第４連結点Ｃ４とが配列されている。

このため、ダンパ４４の反力やスタビライザ４５の反力は、ロアアーム４２のうちの整列直線ＡＬ上にかかる。従って、これらの反力は、整列直線ＡＬを回転中心としてロアアーム４２に働く回転力とは、ならない。この結果、ロアアーム４２からコンプライアンスブッシュ５１に作用する上下方向の力を極力抑制することができる。その分、コンプライアンスブッシュ５１における上下方向の「ばね特性」（弾性係数）を下げることができる。すなわち、コンプライアンスブッシュ５１全体の「ばね特性」が小さくできるので、車両１０の走行中に、車輪が路面の段差を乗り越えるときなどの大きい力を、コンプライアンスブッシュ５１によって十分に吸収できる。この結果、車両の操縦安定性を維持しつつ、車両１０の乗り心地性能を、より高めることができる。

図１に示すように、ステアリング装置８０は、例えば油圧パワーステアリング装置から成り、車幅方向に長いステアリングギヤボックス８１を有している。ステアリングギヤボックス８１は、図示せぬステアリングホイールの操舵力を車体１１の左右方向の転舵力に変換してタイロッド８２から取り出すためのギヤ機構（例えばパワーステアリング式ギヤ機構）を収納した部材である。このステアリングギヤボックス８１は、サブフレーム３０に取り付けられている。

図１及び図３に示すように、タイロッド８２の先端部８２ａは、ボールジョイント８３によって、ナックルアーム４３ｅのタイロッド連結部４３ｆに連結されている。ところで、ボールジョイント８３における取付け軸８３ａ（スタット軸８３ａ）は、ナックルアーム４３ｅの下面に、下方から取り付けられる。このため、タイロッド８２の先端部８２ａと、ボールジョイント８３におけるボール８３ｂは、ナックルアーム４３ｅよりも下位に位置する。

ステアリングホイールを操舵することによって、タイロッド８２を左右に移動させると、タイロッド８２はナックルアーム４３ｅを押し引きする。この結果、ナックル４３は、キングピン軸ＫＬを中心として左右に回転し、車輪を転舵させる。

図３に示すように、キングピン軸ＫＬからタイロッド８２の先端部８２ａ、つまり、ボールジョイント８３におけるボール８３ｂの中心Ｐｂまでの距離をＬｘとする。この距離Ｌｘは、キングピン軸ＫＬからのオフセット量である。

なお、本発明では、サスペンション装置４０は、ダブルウィッシュボーン式サスペンションに限定されるものではない。
また、ロアアーム４２は、車体１１に連結される構成であればよく、サブフレーム３０に連結される構成に限定されるものではない。
また、各ジョイント６２，６３，７３，７４，８３はボールジョイントに限定されるものではない。
また、コンプライアンスブッシュ５１は、前後２つの連結点Ｃ１，Ｄｐの、いずれか一方において、車体１１とロアアーム４２との間に介在する構成であればよい。

本発明の車両用サスペンション装置４０は、乗用車のフロントサスペンションとして採用するのに好適である。

本発明に係る車両用サスペンション装置を取付けた車体の斜視図である。 図１に示すロアアーム周りの平面図である。 図１に示すナックルを左側方から見た側面図である。

符号の説明

１０…車両、１１…車体、４０…車両用サスペンション装置、４１…アッパアーム、４２…ロアアーム、４３…ナックル、４３ｃ…ナックルの上端部、４３ｄ…ナックルの下端部、４４…ダンパ、４４ｂ…ダンパの下端部、４５…スタビライザ、４５ａ…スタビライザの一端部、５１…コンプライアンスブッシュ、ＡＬ…整列直線、Ｃ１…車体に対するロアアームの連結点、Ｃ２…ロアアームに対するナックルの連結点、Ｃ３…ロアアームに対するダンパの連結点、Ｃ４…ロアアームに対するスタビライザの連結点、ＫＬ…キングピン軸。

Claims (1)

1. 車体前後方向へ互いに離れている前後２つの連結点において車体に上下スイング可能に連結されたロアアームと、このロアアームに下端部が連結された車輪支持用のナックルと、前記ロアアームに下端部が連結されたダンパと、前記ロアアームに一端部が連結されたスタビライザとを有し、
   前記の前後２つの連結点の一方では、前記車体と前記ロアアームとの間にコンプライアンスブッシュが介在している車両用サスペンション装置において、
   前記の前後２つの連結点のうち、前記コンプライアンスブッシュが介在していない方の連結点と、前記ロアアームに対する前記ナックルの連結点とを、直線で結んだときに、平面視においてこの直線上に、前記ロアアームに対する前記ダンパの連結点と、前記ロアアームに対する前記スタビライザの連結点とを配列したことを特徴とした車両用サスペンション装置。

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