JP2010149626A - 車両用サスペンションのキャスタ角調整構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シムを用いて簡単かつ確実にキャスタ角を調整でき、しかも、給脂等の定期的な潤滑を必要としないメンテナンスフリーとするとともに、さらに、ゴムブッシュを介在させて路面からの振動を吸収させて乗り心地を向上させる車両用サスペンションのキャスタ角調整構造を提供することを課題とする。
【解決手段】ダブルウイッシュボーン型独立懸架式のサスペンションを備えた車両用サスペンションのキャスタ角調整構造において、車体側に車体前後方向に延在するシャフト７が固定され、同シャフト７の両端部が略Ａ型に形成されたアッパアーム１の両基端部Ｙ、Ｙに挿嵌すると共に、シャフト１が前記アッパアーム１に挿嵌する部位を他の部位より細径にして段付部２３を形成し、同段付部２３の壁面と基端部Ｙ、Ｙとの間にシム２５を介在させ、同シム２５の枚数を調整することによってキャスタ角を調整することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のホイールアライメントのうち、独立懸架サスペンションのキャスタ角調整構造に関するものである。

車両のホイールアライメントは主として、キャンバ、キャスタ、トーインなどの要素からからなり、正確な角度に調整するために従来から種々の調整機構が提案されている。
例えば、キャスタ調整については、図６に示すような、アッパアーム０１とロワアーム０３とからなるダブルウイッシュボーン型のサスペンション機構において、アッパアーム０１を矢印で示すように、車体前後方向に移動させることによって行っていた。
このアッパアーム０１の車体前後方向への移動は、図７のように、Ａ型形状のアッパアーム０１の開口端部間を車体側に固定されるシャフト０５で連結し、該シャフト０５の両端部とアッパアーム０１の開口端部とをねじ部０１２によってねじ締結し、該ねじの締め込みによって前後移動を行っていた。すなわち、アーム側に雌ねじを切って、シャフト側に雄ねじを切ってねじによって締結されている。

また、特許文献１（実公平１−４３２８３号公報）に示されるようにシムを用いた調整装置についても知られている。この特許文献１のキャスタ調整装置は図８に示すように、Ａ型アーム０２０の先端Ｐの部分を車体前後方向に移動せしめるために、取付ボルト０２２、０２２を緩めて、取付ブラケット０２４とシャフト０２６との間に、車体前後方向において厚さの異なるシム０２８を挿入して、再び取付ボルト０２２を締め付けて、取付ブラケット０２４全体を傾斜（図８の平面視状態で取付ブラケット０２４を回動）せしめることで、先端部分Ｐを移動させるようにしている。

実公平１−４３２８３号公報

しかし、図７に示すような、ねじ式の調整装置においては、ねじ機構のため、シャフト０５とアッパアーム０１の両端部とはねじ機構のために金属接触になっており、給脂等の定期的な潤滑が必要となり整備性に劣っていた。また、金属接触のため接触部分にラバーブッシュを使用できず、路面からタイヤに入った振動を車体に直接伝達してしまい、乗り心地の悪化を招いていた。

また、前記特許文献１に示される技術においては、厚さの異なるシム０２８を前後方向でそれぞれ取付ボルト０２２によって締め付けるため、シャフト０２６に対する取付ブラケット０２４の取付面が傾いてしまうため、すなわち、シャフト０２６の平坦状の長手方向の取付面に対して傾いての締め付けとなるため、ボルト締め付け力が斜めに作用して不安定となり緩み、ガタ等の発生のおそれがある。

そこで、本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、シムを用いて簡単かつ確実にキャスタ角を調整でき、しかも、給脂等の定期的な潤滑を必要としないメンテナンスフリーとするとともに、さらに、ゴムブッシュを介在させて路面からの振動を吸収させて乗り心地を向上させる車両用サスペンションのキャスタ角調整構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、ダブルウイッシュボーン型独立懸架式のサスペンションを備えた車両用サスペンションのキャスタ角調整構造において、車体側に車体前後方向に延在するシャフトが固定され、同シャフトの両端部が略Ａ型に形成された前記サスペンションを構成するアッパアームの両基端部に挿嵌すると共に、前記シャフトが前記アッパアームに挿嵌する部位を他の部位より細径にして段付部を形成し、同段付部の壁面と前記アッパアームの基端部との間にシムを介在させ、同シムの枚数を調整することによってキャスタ角を調整することを特徴とする。

かかる発明によれば、アッパアームの両基端部と、車体側に車体前後方向に延在して固定されたシャフトとの軸方向における間に、シムを介在させ、同シムの枚数を調整することでアッパアームを車体前後方向に移動可能にして、キャスタ角を調整することができる。

即ち、例えば、アッパアームの前側の端部とシャフトとの間の枚数を、アッパアームの後側の端部と、シャフトとの間の枚数よりも多くして、アッパアームを前側に移動すると図６のキャスタ角θが小さくなってキングピン軸が立ち上がり、逆に、アッパアームの前側の端部とシャフトとの間の枚数を、アッパアームの後側の端部と、シャフトとの間の枚数よりも少なくして、アッパアームを後側に移動すると図６のキャスタ角が大きくなりキングピン軸が傾斜する。

従って、軸方向に介在されるシムの枚数を調整することで簡単にかつ確実にキャスタ角を調整することができる。
また、従来のねじ機構による調整構造のように給脂等の定期的な潤滑を必要としないためメンテナンスフリーとすることができる。
また、シムを追加するだけのため、キャスタ角調整機構を追加する場合のコスト増を最小限に抑えることができる。

また、本発明において、好ましくは、前記シムは略五角形状の板部材からなり、前記シャフトの細径部分に遊間状態でシャフトの径方向から嵌合可能な嵌合穴が前記略五角形状の一辺部分に切欠かれ、同嵌合穴の位置とは反対側につまみ部を有して形成されるとよい。

すなわち、シムの形状が、いわゆるスパナの頭のような五角形状をしており、その端部につまみ部を有しているので、簡単にそのつまみ部を摘まんで取り付け、取り外しができるため、キャスタ角の調整作業が容易になる。
具体的には、前記シャフトの細径部分がアッパアームの端部に挿嵌され、その端部より突出した先端部をナットによって締め付ける構造となっているため、シャフトの両側のナットを緩めて、シャフトの左側のシムを右側に移動し、または右側のシムを左側に移動してシムを挿入する。

また、シムは、略五角形状をしており、同五角形状の一辺部分を切欠いて嵌合穴を形成しているため、シムの肉幅（Ｗ１、Ｗ２、図４参照）は先端側からつまみ部がある根本側にかけて徐々に広がり、嵌合穴の穴底部の位置において最も幅広になる（Ｗ１＞Ｗ２）ように形成されているので、シムを介在させた状態でシャフトをアッパアームの端部に挿嵌してシャフト端部をナットで締め付けて固定する際、ナットの締め付力によって、シムに回転力が作用して嵌合穴の開口部が開いてしまうことがない、つまり、Ｗ１＞Ｗ２のようになっているため、Ｗ１の位置において、Ｗ２の位置よりも剛性が高くなっており開口部が開くことを防止できる。

また、本発明において、好ましくは、前記シャフトの細径部分と、同細径部分が挿嵌する前記アッパアームの基端部との間にはゴムブッシュが介装されているとよい。
かかる構成によって、従来のねじタイプでは難しかったゴムブッシュの採用が可能になり、路面からの振動を吸収させて乗り心地を向上させる車両用サスペンションのキャスタ角調整構造を得ることができる。

本発明によれば、シムを用いて簡単かつ確実にキャスタ角を調整でき、しかも、給脂等の定期的な潤滑を必要としないメンテナンスフリーとするとともに、さらに、ゴムブッシュを介在させて路面からの振動を吸収させて乗り心地を向上させる車両用サスペンションのキャスタ角調整構造を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１〜図５を参照して、本発明の車両用サスペンションのキャスタ角調整構造について説明する。
図１は、ダブルウイッシュボーン型独立懸架式のサスペンションのアッパアーム１の全体構成を示す斜視図である。この図において、アッパアーム１は、Ａ型アッパアームよりなり、平面略Ｕ字状になっており、先端部Ｘは、ボルト３、３によってボールジョイント５が取り付けられており、該ボールジョイント５によってキングピンの上端部に枢支されている。
また、該Ａ型アームの平面略Ｕ字状の両基端部Ｙ、Ｙの間には、車体側に固定されて車体前後方向に延在する棒状体からなるシャフト７が設けられ、シャフト７の両端部には、アッパアーム１の両端部が回転自在に支持されている。

シャフト７は、図３に示すように両端の嵌挿部分（細径部分）１１、１１は中央部分１３より細径に形成され、該嵌挿部分１１、１１の両先端部にはナット１５、１５がそれぞれ螺合するためのねじ部１７、１７が形成されている。中央部分にはボルト穴１９、１９が２つ形成され、ボルト２１、２１（図１参照）によって車体側にシャフト７を車体前後方向に延在して取り付けている。
また、嵌挿部分１１と中央部分１３との境に段付部２３を形成し、同段付部２３の壁面とアッパアーム１の基端部Ｙとの間には、例えば、２枚のシム２５、２５が介在されている。

シム２５の形状は、いわゆるスパナの頭の形状をしており、略正五角形状を有していて、その一辺部分には嵌合穴２７が切欠かれ、同嵌合穴２７の位置とは反対側には、つまみ部２９が突出して形成されている。シム２５の板厚は、例えば、約１．０〜１．５ミリ程度の厚み有している。板厚については、キャスタ角θの調整範囲に応じて適宜設定する。

嵌合穴２７が形成されている一辺部分の開口は、嵌挿部分（細径部分）１１の径よりわずか広い幅を有し、深さが細径より大きい寸法を有して形成されている。
さらに、シム２５の肉幅Ｗ１、Ｗ２（図４参照）は先端側からつまみ部がある根本側にかけて徐々に広がり、嵌合穴２７の穴底部の位置において最も幅広になる（Ｗ１＞Ｗ２）ように形成されているので、シム２５を介在させた状態でシャフト７をアッパアーム１の基端部Ｙに挿嵌してシャフト７の嵌挿部分１１をナット１５で締め付けて固定する際、ナット１５の締め付力によって、シム２５に回転力が作用して嵌合穴２７の開口部が広がるように開いてしまうことがない、つまり、シム２５の肉幅Ｗ１、Ｗ２が、Ｗ１＞Ｗ２の関係になっているため、Ｗ１の位置において、Ｗ２の位置よりも剛性が高くなっており開口部が開きにくい形状となっている。このため、シム２５が変形することなく締め付けられるので、シム２５におけるガタの発生や緩みが生じ難い。

また、アッパアーム１の先端部Ｙには、嵌挿部分１１との間にゴムブッシュ３１が介装されている。このゴムブッシュ３１は、図３のＣ−Ｃ線断面図の図５に示すように、円筒形状のゴムブッシュであり中心部分には細径の嵌挿部分１１が挿入されるようになっており、さらに外径部分に金属リング３３が一体に形成されて設けられ、同金属リング３３を介してアッパアーム１の先端部に圧入固定されている。

次に、以上のように構成されたサスペンション機構において、キャスタ角の調整手順について説明する。
まず、両側のナット１５、１５を緩めて、図２、３に示すアッパアーム１の車両前側（Ｄ１側）の段付部２３に介在されているシム２５を、そのつまみ部２９をつまんで上方に引き抜き、後側（Ｄ２側）に移動して、後側の段付部２３に差し込み、再び前記両側のナット１５、１５を締め付ける。このシム２５の移動によって、アッパアーム１が後側に移動する（図３の２点鎖線）。これによって、図６で示すキャスタ角θ、すなわち、キングピン中心線Ｋの側方から見た軸と垂直線との成す角が増大する。
また、逆に、車両後側（Ｄ２側）のシム２５を前側（Ｄ１側）に移動させることによって、アッパアーム１が前側に移動する。これによって、キャスタ角θを減少させることができる。

本実施形態によれば、アッパアーム１の両基端部Ｙ、Ｙと、車体側に車体前後方向に延在して固定されたシャフト７との間に、シム２５を介在させ、同シム２５の枚数を前後の段付部２３において調整することでアッパアーム１を車体前後方向に移動可能にして、キャスタ角を調整することができる。このようにシムの枚数を調整するという簡単な操作によって確実にキャスタ角θを調整することができる。

また、従来のねじ機構による調整構造のように給脂等の定期的な潤滑を必要としないためメンテナンスフリーとすることができる。さらに、シムを追加するだけのため、キャスタ角調整機構を追加する場合のコスト増を最小限に抑えることができる。

また、前記シャフトの嵌挿部分（細径部分）１１と、同嵌挿部分１１が挿嵌するアッパアーム１の基端部Ｙとの間にゴムブッシュ３１を介装できる構成であるので、従来のねじタイプでは難しかったゴムブッシュの採用が可能になり、路面からの振動を吸収させて乗り心地を向上させる車両用サスペンションのキャスタ角調整構造を得ることができる。

本発明によれば、シムを用いて簡単かつ確実にキャスタ角を調整でき、しかも、給脂等の定期的な潤滑を必要としないメンテナンスフリーとするとともに、さらに、ゴムブッシュを介在させて路面からの振動を吸収させて乗り心地を向上させることができるので、車両用サスペンションのキャスタ角調整構造への適用に際して有益である。

ダブルウイッシュボーン型独立懸架式のサスペンションのアッパアームの全体構成を示す斜視図である。 図１のＡ視説明図である。 図１のＢ−Ｂ線の一部断面図である。 シムの形状を示す説明図である。 図２のＣ−Ｃ線断面図であり、ゴムブッシュの説明図である。 キャスタ角を示す説明図である。 従来技術の説明図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

１ アッパアーム
７ シャフト
１１ 嵌挿部分（細径部分）
１３ 中央部分
１５ ナット
１７ ねじ部
２１ ボルト
２５ シム
２７ 嵌合穴
２９ つまみ部
３１ ゴムブッシュ
３３ 金属リング
θ キャスタ角
Ｘ アッパアームの先端部
Ｙ アッパアームの基端部

Claims (3)

1. ダブルウイッシュボーン型独立懸架式のサスペンションを備えた車両用サスペンションのキャスタ角調整構造において、
   車体側に車体前後方向に延在するシャフトが固定され、同シャフトの両端部が略Ａ型に形成された前記サスペンションを構成するアッパアームの両基端部に挿嵌すると共に、前記シャフトが前記アッパアームに挿嵌する部位を他の部位より細径にして段付部を形成し、同段付部の壁面と前記アッパアームの基端部との間にシムを介在させ、同シムの枚数を調整することによってキャスタ角を調整することを特徴とする車両用サスペンションのキャスタ角調整構造。
2. 前記シムは略五角形状の板部材からなり、前記シャフトの細径部分に遊間状態でシャフトの径方向から嵌合可能な嵌合穴が前記略五角形状の一辺部分に切欠かれ、同嵌合穴の位置とは反対側につまみ部を有して形成されたことを特徴とする請求項１記載の車両用サスペンションのキャスタ角調整構造。
3. 前記シャフトの細径部分と、同細径部分が挿嵌する前記アッパアームの基端部との間にはゴムブッシュが介装されていることを特徴とする請求項１記載の車両用サスペンションのキャスタ角調整構造。

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