JP2013001180A - 車両用懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用懸架装置にて、アクチュエータや、これを制御するための制御装置を用いることなく、所期のジオメトリ変化を得ること。
【解決手段】車輪２１を懸架するサスペンションアーム（ロアアーム１１）における中央部のアーム本体１１ａの図心線が、同サスペンションアーム（１１）における両端の取付部連結中心を結ぶ荷重入力線Ｌａｏに対して下方にオフセットしていて、前記荷重入力線Ｌａｏに沿った圧縮荷重が前記サスペンションアーム（１１）に入力した際に、前記アーム本体１１ａが前記オフセットしている方向に湾曲するように設定されている。このため、上記したアーム本体１１ａの湾曲によって、当該サスペンションアーム（１１）における車体側取付部１１ｂの位置を仮想的な位置に移動させることができて、所期のジオメトリ変化を得ること（すなわち、車両の旋回時にロールセンタ高をＨａｏからＨａ１に低下させること）が可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用懸架装置に係り、特に、車輪を懸架するサスペンションアームにおけるアーム本体の外力による変形を利用して車体の姿勢を制御することが可能な車両用懸架装置に関する。

車体の姿勢を制御する（例えば、車両旋回時のロールセンタの位置を高くする）ことが可能な車両用懸架装置は、例えば、下記特許文献１に示されている。下記特許文献１に記載されている車両用懸架装置においては、独立懸架式のサスペンションにおけるアッパアームの車体側取付位置をアクチュエータによって調整可能に構成して、車体の姿勢を制御するようにしている。

実公平５−１８１６５号公報

上記した特許文献１に記載されている車両用懸架装置においては、アッパアームの車体側取付位置を調整可能とするためのアクチュエータと、これを制御するための制御装置が必要であって、構成が複雑である。

本発明は、上記した課題を解消すべくなされたものであり、当該車両用懸架装置において、車輪を懸架するサスペンションアームにおける中央部のアーム本体の図心線（重心線）が、同サスペンションアームにおける両端の取付部連結中心を結ぶ荷重入力線に対して上下方向にオフセットしていて、前記荷重入力線に沿った圧縮荷重（圧縮力）が前記サスペンションアームに入力した際に、前記アーム本体が前記オフセットしている方向に湾曲するように設定されていることに特徴がある。なお、上記したアーム本体の図心線は、アーム本体における前記荷重入力線（軸）に垂直な断面の重心を連ねた線（重心線）である。

この場合において、前記サスペンションアームは、マルチリンク式サスペンションのロアアームであり、前記オフセットが下方であって、同ロアアームに前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が入力した際に、前記ロアアームの前記アーム本体が下方に湾曲するように設定されていることも可能である。また、前記サスペンションアームは、マルチリンク式サスペンションのアッパアームであり、前記オフセットが上方であって、同アッパアームに前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が入力した際に、前記アッパアームの前記アーム本体が上方に湾曲するように設定されていることも可能である。また、前記サスペンションアームは、トーションビームアクスル式サスペンションのトレーリングアームであり、前記オフセットが上方であって、同トレーリングアームに前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が入力した際に、前記トレーリングアームの前記アーム本体が上方に湾曲するように設定されていることも可能である。

本発明による車両用懸架装置においては、車両の旋回時または車両の駆動・制動時において、前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が前記サスペンションアームに入力すると、当該サスペンションアームのアーム本体が前記オフセットしている方向に湾曲する。このため、上記したアーム本体の湾曲によって、当該サスペンションアームにおける車体側取付部の位置を仮想的な位置に移動させることができて、所期のジオメトリ変化を得ることが可能である。したがって、例えば、マルチリンク式サスペンションにおけるサスペンションアーム（車両の左右方向に配置されるロアアーム、アッパアーム）に実施して、良好なロール姿勢を実現すること、或いは、トーションビームアクスル式サスペンションにおけるサスペンションアーム（車両の前後方向に配置されるトレーリングアーム）に実施して、良好なピッチング姿勢を実現することが可能である。また、本発明では、サスペンションアーム自体の構成（形状）により実施することができて、アクチュエータや、これを制御するための制御装置が不要であるため、シンプルかつ安価に実施することが可能である。

本発明の実施に際して、前記サスペンションアームが、マルチリンク式サスペンションのロアアームであり、前記オフセットが下方であって、同ロアアームに前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が入力した際に、前記ロアアームの前記アーム本体が下方に湾曲するように設定されている場合、または、前記サスペンションアームが、マルチリンク式サスペンションのアッパアームであり、前記オフセットが上方であって、同アッパアームに前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が入力した際に、前記アッパアームの前記アーム本体が上方に湾曲するように設定されている場合には、上記したアーム本体の湾曲によって、当該サスペンションアームにおける車体側取付部の位置を仮想的な位置に移動させることができて、ロールセンタ高（ロールセンタの位置）を低下させることが可能である。したがって、車両の旋回時において、旋回内輪に作用するジャッキアップ力を小さく抑えることができて、安定したロール運動が得られるとともに、車体のロールに伴うタイヤ接地点の左右方向での変化（スカッフ変化）量を小さくすることができて、車両左右方向に作用する力を低減でき、車両のふらつきを抑えることができて、ロール方向の運動がスムーズになり、良好なロール姿勢を実現することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記サスペンションアームが、トーションビームアクスル式サスペンションのトレーリングアームであり、前記オフセットが上方であって、同トレーリングアームに前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が入力した際に、前記トレーリングアームの前記アーム本体が上方に湾曲するように設定されている場合には、上記したアーム本体の上方への湾曲によって、当該トレーリングアームにおける車体側取付部の位置を仮想的に上方へ移動させることができて、仮想リンク（トレーリングアーム）の傾斜角（仰角）を大きくすることが可能である。このため、当該トレーリングアームの停車時の傾斜角（仰角）を小さく設定しても、当該トレーリングアームが後輪駆動車両の後輪に適用された場合の前進加速時・後退減速時において、車体後部の沈み込みを少なくする、サスペンションのアンチスカットジオメトリを設定することが可能である。したがって、この場合には、良好な駆動姿勢（アンチスカットジオメトリ）の確保（良好なピッチング姿勢の実現）と、当該トレーリングアームが配設される箇所での座席（リヤシート）の十分なスペース確保の両立を図ることが可能である。

本発明による車両用懸架装置の第１実施形態を模式的に示した車両背面視図である。 図１に示した車両用懸架装置のロアアーム単体の概略的な背面図である。 図２に示したロアアーム単体の概略的な平面図である。 本発明による車両用懸架装置の第２実施形態を模式的に示した車両背面視図である。 図４に示した車両用懸架装置のアッパアーム単体の概略的な背面図である。 図５に示したアッパアーム単体の概略的な平面図である。 本発明による車両用懸架装置の第３実施形態を模式的に示した車両側面視図である。

以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明による車両用懸架装置の第１実施形態を模式的に示していて、この実施形態では後輪用マルチリンク式サスペンションのロアアーム１１に本発明が適用されている。ロアアーム１１は、ロアＮｏ１（フロント側）アームであり、ロアＮｏ２（リヤ側）アーム１２、アッパＮｏ１（フロント側）アーム１３、アッパＮｏ２（リヤ側）アーム１４等とによって、マルチリンク式サスペンションを構成している。なお、各アーム１１〜１４は、全てＩアームと呼ばれるものであり、アーム本体１１ａ〜１４ａの内端に固着した内端の取付部１１ｂ〜１４ｂにて車体（図示省略）に上下方向にて傾動可能に連結され、アーム本体１１ａ〜１４ａの外端に固着した外端の取付部１１ｃ〜１４ｃにて車輪（後輪）２１を回転可能に支持するキャリア２２に上下方向にて傾動可能に連結されている。

ロアアーム１１は、図２および図３に概略的に示したように、中央部のアーム本体１１ａと、左右両端の取付部１１ｂ、１１ｃによって構成されている。アーム本体１１ａは、鉄ハイテンパイプ製であり、その図心線Ｌａの中間部が両取付部１１ｂ、１１ｃの連結中心Ｏａ１、Ｏａ２を結ぶ荷重入力線Ｌａｏに対して下方に所定量オフセットしていて、ロアアーム１１に前記荷重入力線Ｌａｏに沿った圧縮荷重が入力した際に、図１の仮想線に示したように、アーム本体１１ａが下方に湾曲するように設定されている。内端（車体側）の取付部１１ｂは、鉄製チューブであり、アーム本体１１ａの内端に溶接で固着されている。外端（車輪側）の取付部１１ｃは、鉄製ブラケットであり、アーム本体１１ａの外端に溶接で固着されている。なお、上記したアーム本体１１ａの図心線Ｌａは、アーム本体１１ａにおける前記荷重入力線（軸）Ｌａｏに垂直な断面の重心を連ねた線（重心線）である。

この第１実施形態の車両用懸架装置では、車両の旋回時において、旋回外輪の車輪２１に外力（タイヤ横力）Ｆａが作用して、前記荷重入力線Ｌａｏに沿った圧縮荷重がロアアーム１１に入力すると、当該ロアアーム１１のアーム本体１１ａが図１の仮想線で示したように前記オフセットしている方向（下方）に湾曲する。このため、上記したアーム本体１１ａの湾曲によって、当該ロアアーム１１における車体側取付部１１ｂの位置を仮想的な位置に移動させることができて、所期のジオメトリ変化を得ること（すなわち、ロールセンタ高を図１のＨａｏからＨａ１に低下させること）が可能である。

したがって、車両の旋回時において、旋回内輪に作用するジャッキアップ力を小さく抑えることができて、安定したロール運動が得られるとともに、車体のロールに伴うタイヤ接地点の左右方向での変化（スカッフ変化）量を小さくすることができて、車両左右方向に作用する力を低減でき、車両のふらつきを抑えることができて、ロール方向の運動がスムーズになり、良好なロール姿勢を実現することが可能である。また、この実施形態では、ロアアーム１１自体の構成（形状）により実施することができて、アクチュエータや、これを制御するための制御装置が不要であるため、シンプルかつ安価に実施することが可能である。

図４〜図６は本発明による車両用懸架装置の第２実施形態を模式的に示していて、この実施形態では前輪用マルチリンク式サスペンションのアッパアーム３１に本発明が適用されている。アッパアーム３１は、ロアアーム３２等とによって、マルチリンク式（ダブルウイッシュボーン式）サスペンションを構成している。なお、各アーム３１、３２は、Ａアームと呼ばれるものであり、アーム本体３１ａ、３２ａの内端に固着した内端の取付部３１ｂ１・３１ｂ２、３２ｂ１・３２ｂ２にて車体（図示省略）に上下方向にて傾動可能に連結され、アーム本体３１ａ、３２ａの外端に固着した外端の取付部３１ｃ、３２ｃにて車輪（前輪）４１を回転可能に支持するキャリア４２に上下方向にて傾動可能に連結されている。

アッパアーム３１は、図５および図６に概略的に示したように、中央部のアーム本体３１ａと、左右両端の取付部３１ｂ１・３１ｂ２、３１ｃによって構成されている。アーム本体３１ａは、鉄ハイテンプレス製であり、その図心線Ｌｂの中間部が両取付部３１ｂ１・３１ｂ２、３１ｃの連結中心Ｏｂ１、Ｏｂ２を結ぶ荷重入力線Ｌｂｏに対して上方に所定量オフセットしていて、アッパアーム３１に前記荷重入力線Ｌｂｏに沿った圧縮荷重が入力した際に、図４の仮想線に示したように、アーム本体３１ａが上方に湾曲するように設定されている。内端（車体側）の取付部３１ｂ１・３１ｂ２は、鉄製チューブであり、アーム本体３１ａの各内端に溶接で固着されている。外端（車輪側）の取付部３１ｃは、ボールジョイントであり、アーム本体３１ａの外端に固着されている。なお、上記したアーム本体３１ａの図心線Ｌｂは、アーム本体３１ａにおける前記荷重入力線（軸）Ｌｂｏに垂直な断面の重心を連ねた線（重心線）である。

この第２実施形態の車両用懸架装置では、車両の旋回時において、旋回内輪の車輪４１に外力（タイヤ横力）Ｆｂが作用して、前記荷重入力線Ｌｂｏに沿った圧縮荷重がアッパアーム３１に入力すると、当該アッパアーム３１のアーム本体３１ａが図４の仮想線で示したように前記オフセットしている方向（上方）に湾曲する。このため、上記したアーム本体３１ａの湾曲によって、当該アッパアーム３１における車体側取付部３１ｂ１・３１ｂ２の位置を仮想的な位置に移動させることができて、所期のジオメトリ変化を得ること（すなわち、ロールセンタ高を図４のＨｂｏからＨｂ１に低下させること）が可能である。

したがって、車両の旋回時において、旋回内輪（車輪４１）に作用するジャッキアップ力を小さく抑えることができて、安定したロール運動が得られるとともに、車体のロールに伴うタイヤ接地点の左右方向での変化（スカッフ変化）量を小さくすることができて、車両左右方向に作用する力を低減でき、車両のふらつきを抑えることができて、ロール方向の運動がスムーズになり、良好なロール姿勢を実現することが可能である。また、この実施形態でも、アッパアーム３１自体の構成（形状）により実施することができて、アクチュエータや、これを制御するための制御装置が不要であるため、シンプルかつ安価に実施することが可能である。

図７は本発明による車両用懸架装置の第３実施形態を模式的に示していて、この実施形態では後輪用トーションビームアクスル式サスペンションのトレーリングアーム５１に本発明が適用されている。トレーリングアーム５１は、中央部のアーム本体５１ａと、前後両端の取付部５１ｂ、５１ｃによって構成されている。アーム本体５１ａは、鉄ハイテンプレス製であり、その図心線（図示省略）の中間部が両取付部５１ｂ、５１ｃの連結中心Ｏｃ１、Ｏｃ２を結ぶ荷重入力線Ｌｃｏに対して上方に所定量オフセットしていて、トレーリングアーム５１に前記荷重入力線Ｌｃｏに沿った圧縮荷重が入力した際に、図７の仮想線に示したように、アーム本体５１ａが上方に湾曲するように設定されている。なお、トレーリングアーム５１では、アーム本体５１ａの前端に設けた前端の取付部５１ｂにて車体（図示省略）に上下方向にて傾動可能に連結され、アーム本体５１ａの後端に設けた後端の取付部５１ｃにて車輪（後輪）６１を回転可能に支持するキャリア（図示省略）に上下方向にて傾動可能に連結されている。

この第３実施形態の車両用懸架装置では、車両の前進加速時（駆動時）・後退減速時（制動時）において、前記荷重入力線Ｌｃｏに沿った圧縮荷重がトレーリングアーム５１に入力すると、当該トレーリングアーム５１のアーム本体５１ａが図７の仮想線で示したように前記オフセットしている方向（上方）に湾曲する。このため、上記したアーム本体５１ａの湾曲によって、当該トレーリングアーム５１における車体側取付部５１ｂの位置を仮想的な位置に移動させることができて、所期のジオメトリ変化を得ること（仮想リンク（トレーリングアーム５１）の傾斜角（仰角）を実際のトレーリングアーム５１の傾斜角（仰角）に比して大きくすること）が可能である。

このため、当該トレーリングアーム５１の停車時の傾斜角（仰角）を図７の実線にて示したように小さく設定しても、車両の前進加速時（駆動時）・後退減速時（制動時）において、車体後部の沈み込みを少なくする、サスペンションのアンチスカットジオメトリを設定することが可能である。したがって、この実施形態では、良好な駆動姿勢（アンチスカットジオメトリ）の確保（良好なピッチング姿勢の実現）と、当該トレーリングアーム５１が配設される箇所での座席（リヤシート）の十分なスペース確保の両立を図ることが可能である。また、この実施形態でも、トレーリングアーム５１自体の構成（形状）により実施することができて、アクチュエータや、これを制御するための制御装置が不要であるため、シンプルかつ安価に実施することが可能である。

上記した第１実施形態においては、後輪用マルチリンク式サスペンションのＩ形ロアアーム１１に本発明を実施したが、後輪用マルチリンク式サスペンションのＬ形またはＡ形のロアアームは勿論のこと、前輪用マルチリンク式サスペンションのＩ形、Ｌ形またはＡ形のロアアームにも、同様にまたは適宜変更して、本発明を実施することが可能であり、上記した実施形態に限定されるものではない。

また、上記した第２実施形態においては、前輪用マルチリンク式サスペンションのＡ形アッパアーム３１に本発明を実施したが、前輪用マルチリンク式サスペンションのＩ形またはＬ形アッパアームは勿論のこと、後輪用マルチリンク式サスペンションのＩ形、Ｌ形またはＡ形のアッパアームにも、同様にまたは適宜変更して、本発明を実施することが可能であり、上記した実施形態に限定されるものではない。

１１…ロアアーム、１１ａ…アーム本体、１１ｂ…車体側の取付部、１１ｃ…車輪側の取付部、Ｏａ１、Ｏａ２…連結中心、Ｌａ…図心線（重心線）、Ｌａｏ…両取付部の連結中心を結ぶ荷重入力線、２１…車輪、２２…キャリア、３１…アッパアーム、３１ａ…アーム本体、３１ｂ１・３１ｂ２…車体側の取付部、３１ｃ…車輪側の取付部、Ｏｂ１、Ｏｂ２…連結中心、Ｌｂ…図心線（重心線）、Ｌｂｏ…両取付部の連結中心を結ぶ荷重入力線、４１…車輪、４２…キャリア

Claims (4)

1. 車輪を懸架するサスペンションアームにおける中央部のアーム本体の図心線が、同サスペンションアームにおける両端の取付部連結中心を結ぶ荷重入力線に対して上下方向にオフセットしていて、前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が前記サスペンションアームに入力した際に、前記アーム本体が前記オフセットしている方向に湾曲するように設定されている車両用懸架装置。
2. 請求項１に記載の車両用懸架装置において、
   前記サスペンションアームは、マルチリンク式サスペンションのロアアームであり、前記オフセットが下方であって、同ロアアームに前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が入力した際に、前記ロアアームの前記アーム本体が下方に湾曲するように設定されている車両用懸架装置。
3. 請求項１に記載の車両用懸架装置において、
   前記サスペンションアームは、マルチリンク式サスペンションのアッパアームであり、前記オフセットが上方であって、同アッパアームに前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が入力した際に、前記アッパアームの前記アーム本体が上方に湾曲するように設定されている車両用懸架装置。
4. 請求項１に記載の車両用懸架装置において、
   前記サスペンションアームは、トーションビームアクスル式サスペンションのトレーリングアームであり、前記オフセットが上方であって、同トレーリングアームに前記荷重入力線に沿った圧縮荷重が入力した際に、前記トレーリングアームの前記アーム本体が上方に湾曲するように設定されている車両用懸架装置。
   

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