JP2009173193A - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 横力ステア現象を適切に制御することで、低横力時の回頭性および高横力時の安定性の両立を図る。
【解決手段】 車両が旋回すると旋回方向外向きに遠心力が発生し、その遠心力に対抗するように後輪Ｗに旋回方向内向きの横力が作用するが、その横力が所定値未満であるときには、前側のゴムブッシュジョイント３０および後側のゴムブッシュジョイント３２が均等に変位するため、横力ステア現象の発生を抑制して車両の回頭性を確保することができる。また前記横力が所定値以上であるときには、前側のゴムブッシュジョイント３０が後側のゴムブッシュジョイント３２の変位量よりも大きくなるため、その変位量の差によって旋回方向外側の後輪Ｗをトーイン方向に転舵し、かつ旋回方向内側の後輪Ｗをトーアウト方向に転舵して車両の挙動を安定させることができる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、後輪を回転自在に支持するナックルを車体に上下動自在に接続するサスペンションアームの基端を、少なくとも前側のゴムブッシュジョイントおよび後側のゴムブッシュジョイントを介して車体に支持する車両用サスペンション装置に関する。

車体フレームに取り付けたサブフレームにサスペンションアームの基端を支持するゴムブッシュジョイントの特性を、入力荷重の増加に対して変位が非線型に増加するように設定することで、路面からサスペンションアームを介してサブフレームに入力される荷重を低減し、サブフレームの重量を軽減しながら振動や騒音を抑制するものが、下記特許文献１により公知である。
特開２００４−３０６９５２号公報

旋回中の車両には旋回方向外側に向かう遠心力が作用するため、この遠心力に対向するように各車輪の接地点に旋回方向内側に向かう横力が作用する。このような横力は車輪からサスペンションアームを介して車体に伝達されるが、そのときサスペンションアームの端部に設けたゴムブッシュジョイントが変形することで、車輪のトー角が変化する現象（いわるゆ横力ステア現象）が発生する。特に、旋回中に発生する遠心力で車体は旋回方向外側に傾斜し、旋回方向外側の車輪の接地荷重は旋回方向内側の車輪の接地荷重よりも大きくなるため、旋回方向外側の車輪の横力ステア現象が車両挙動に与える影響は大きなものとなる。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、横力ステア現象を適切に制御することで、低横力時の回頭性および高横力時の安定性の両立を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、後輪を回転自在に支持するナックルを車体に上下動自在に接続するサスペンションアームの基端を、少なくとも前側のゴムブッシュジョイントおよび後側のゴムブッシュジョイントを介して車体に支持する車両用サスペンション装置において、路面から前記後輪に所定値以上の横力が作用したとき、前記前側のゴムブッシュジョイントの変位量が前記後側のゴムブッシュジョイントの変位量よりも大きくなるように設定したことを特徴とする車両用サスペンション装置が提案される。

尚、実施の形態のロアアーム２１およびコントロールアーム２３は本発明のサスペンションアームに対応する。

上記構成によれば、車両が旋回すると旋回方向外向きの遠心力が発生し、その遠心力に対抗するように後輪に旋回方向内向きの横力が作用するが、その横力が所定値未満であるときには、前側のゴムブッシュジョイントおよび後側のゴムブッシュジョイントが均等に変位するため、横力ステア現象の発生を抑制して車両の回頭性を確保することができ、また前記横力が所定値以上であるときには、前側のゴムブッシュジョイントが後側のゴムブッシュジョイントの変位量よりも大きく変位するため、その変位量の差によって旋回方向外側の後輪をトーイン方向に転舵し、かつ旋回方向内側の後輪をトーアウト方向に転舵して車両の挙動を安定させることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の実施の形態を示すものであり、図１は後輪のマルチリンク式サスペンション装置の平面図、図２は図１の２方向矢視図、図３はロアアームの基端のゴムブッシュジョイントの構造を示す図、図４はコントロールアームの基端のゴムブッシュジョイントの構造を示す図、図５はゴムブッシュジョイントの荷重と変位との関係を示すグラフ、図６は車両の旋回中の作用説明図である。

図１および図２に示すように、後輪Ｗのマルチリンク式サスペンション装置Ｓを支持するリヤサブフレーム１１は概ね四角形の枠状の形成されており、車幅方向に延びる前側のフロントメンバ１２と、車幅方向に延びるび後側のリヤメンバ１３と、フロントメンバ１２およびリヤメンバ１３の両端間を車体前後方向に接続する左右のサイドメンバ１４，１４と、フロントメンバ１２およびリヤメンバ１３の中間部間を車体前後方向に接続する左右の補強メンバ１５，１５と、左右のサイドメンバ１４，１４の中間部間を車幅方向に接続する補強メンバ１６と、フロントメンバ１２およびサイドメンバ１４，１４を斜めに接続する補強メンバ１７，１７とを備える。リヤサブフレーム１１の四隅に設けられたゴムブッシュ１８…は、それを貫通するボルト１９…で図示せぬ車体に結合される。

左右のサスペンション装置Ｓは、後輪Ｗを回転自在に支持するナックル２０と、ロアアーム２１と、アッパーアーム２２と、コントロールアーム２３と、トレーリングアーム２４と、リーディングアーム２５と、ダンパー２６とを備える。ロアアーム２１、アッパーアーム２２、コントロールアーム２３、トレーリングアーム２４およびリーディングアーム２５は、何れもロッド状のＩ型アームで構成される。

ロアアーム２１、アッパーアーム２２およびコントロールアーム２３は概ね車幅方向に配置され、その先端がナックル２０にそれぞれゴムブッシュジョイント２７，２８，２９を介して接続される。ロアアーム２１の基端は補強メンバ１５の中間部下面にゴムブッシュジョイント３０を介して接続され、アッパーアーム２２の基端はサイドメンバ１４の上面にゴムブッシュジョイント３１を介して接続され、コントロールアーム２３の基端は補強メンバ１５の後部下面にゴムブッシュジョイント３２を介して接続される。車体前内方から後外方に斜めに延びるトレーリングアーム２４は、その先端がゴムブッシュジョイント３３を介してナックル２０に接続されるとともに、その基端がゴムブッシュジョイント３４を介して補強メンバ１７の下面に接続される。車体後内方から前外方に斜めに延びるリーディングアーム２５は、その先端がゴムブッシュジョイント３５を介してナックル２０に接続されるとともに、その基端がゴムブッシュジョイント３６を介してサイドメンバ１４の後端に接続される。また左右のナックル２０，２０がスタビライザー３７を介して接続される。

図３はロアアーム２１の基端に設けた円形の取付孔２１ａに設けられるゴムブッシュジョイント３０を示す図である。ゴムブッシュジョイント３０は円形の外筒４１の内周面と円形の内筒４２の外周面とをゴム等の弾性材４３で接続したもので、車体側に設けた一対の取付ブラケット４４，４４および内筒４２をボルト４５が貫通して図示せぬナットで締結される。環状に形成された弾性材４３の断面は「凸」字形に形成されており、その本体部分の径方向の厚さｔｆである。

図４はコントロールアーム２３の基端に設けた円形の取付孔２３ａに設けられるゴムブッシュジョイント３２を示す図である。ゴムブッシュジョイント３２の構造は上述したロアアーム２１のゴムブッシュジョイント３０の構造と基本的に同一であるが、その弾性材４３の本体部分の径方向の厚さｔｒが、ロアアーム２１のゴムブッシュジョイント３０の弾性材４３の本体部分の径方向の厚さｔｆよりも小さく設定されている点でのみ異なっている。

図５は前側のゴムブッシュジョイント３０および後側のゴムブッシュジョイント３２に入力する荷重と変位との関係を示すグラフであり、実線は弾性材４３の本体部分の径方向の厚さｔｆが厚いロアアーム２１のゴムブッシュジョイント３０の特性であり、破線は弾性材４３の本体部分の径方向の厚さｔｒが薄いコントロールアーム２３のゴムブッシュジョイント３２の特性である。荷重が０から増加すると、外筒４１および内筒４２の間に挟まれた弾性材４３が圧縮されることで変位が急激に増加する。荷重が所定値に達すると弾性材４３が圧縮限界に達するため、それ以上圧縮され難くなってを変位の増加が鈍くなる。弾性材４３が圧縮限界に達する荷重は、弾性材４３の厚さｔｒが薄い後側のゴムブッシュジョイント３２は小さく（Ｆ２）、弾性材４３の厚さｔｆが厚い前側のゴムブッシュジョイント３０が大きく（Ｆ４）なる。

従って、図６（Ａ）に示すように、車両が旋回して遠心力が発生すると、旋回方向外側の後輪のロアアーム２１およびコントロールアーム２３に横力による圧縮荷重が作用する。ロアアーム２１のゴムブッシュジョイント３０およびコントロールアーム２３のゴムブッシュジョイント３２に入力する荷重が所定値未満の場合（例えば、図５の荷重Ｆ１参照）には、ゴムブッシュジョイント３０およびゴムブッシュジョイント３２の弾性材４３が圧縮限界に達しないため、両ゴムブッシュジョイント３０，３２の変位量（図５のδ１参照）は概ね等しくなり、前記後輪Ｗのトー角は変化せず、車両の回頭性に影響を与えることはない。

また図６（Ｂ）に示すように、ロアアーム２１のゴムブッシュジョイント３０およびコントロールアーム２３のゴムブッシュジョイント３２に入力する荷重が所定値以上になると（例えば、図５の荷重Ｆ４参照）、後側のゴムブッシュジョイント３２の弾性材４３が圧縮限界に達してそれ以上変位し難くなるのに対し、前側のゴムブッシュジョイント３０の弾性材４３は圧縮限界に達しないために更に変位し、その変位量の差（図５のδ３，δ２参照）によって前記旋回方向外側の後輪Ｗのトー角はト−イン方向に変化して車両挙動を安定させることができる。

また旋回方向内側の後輪Ｗのロアアーム２１およびコントロールアーム２３にも横力による引張荷重が作用し、その引張荷重は前記後輪Ｗをトーアウトする方向に作用することで、車両挙動を安定させる機能を発揮する。しかしながら、旋回方向外側の後輪Ｗは遠心力の影響で接地荷重が大きくなるために横力も大きくなるのに対し、旋回方向内側の後輪Ｗは接地荷重が小さくなるために横力も小さくなるため、車両挙動に及ぼす影響は接地荷重が大きい旋回方向外側の後輪Ｗの方が支配的になる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではマルチリンク式サスペンション装置Ｓのロアアーム２１およびコントロールアーム２３に本発明を適用しているが、本発明はダブルウイッシュボーン式サスペンション装置のような他種のサスペンション装置にも適用することができる。

またゴムブッシュジョイントの変形量を調整する構造は、実施の形態の弾性材４３の本体部分の径方向の厚さを変化させるもの以外に、例えば弾性体４３のすぐり（空間部）の形状や寸法を変化させるものであっても良い。

また旋回横力によるトー変化の方向を上記実施の形態と逆にすれば、本願発明を前輪に対しても適用することが可能となる。

後輪のマルチリンク式サスペンション装置の平面図 図１の２方向矢視図 ロアアームの基端のゴムブッシュジョイントの構造を示す図 コントロールアームの基端のゴムブッシュジョイントの構造を示す図 ゴムブッシュジョイントの荷重と変位との関係を示すグラフ 車両の旋回中の作用説明図

符号の説明

２０ ナックル
２１ ロアアーム（サスペンションアーム）
２３ コントロールアーム（サスペンションアーム）
３０ ゴムブッシュジョイント
３２ ゴムブッシュジョイント
Ｗ 後輪

Claims (1)

1. 後輪（Ｗ）を回転自在に支持するナックル（２０）を車体に上下動自在に接続するサスペンションアーム（２１，２３）の基端を、少なくとも前側のゴムブッシュジョイント（３０）および後側のゴムブッシュジョイント（３２）を介して車体に支持する車両用サスペンション装置において、
   路面から前記後輪（Ｗ）に所定値以上の横力が作用したとき、前記前側のゴムブッシュジョイント（３０）の変位量が前記後側のゴムブッシュジョイント（３２）の変位量よりも大きくなるように設定したことを特徴とする車両用サスペンション装置。

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