JP2016179758A - トーションビーム式サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】トーションビーム式サスペンションにおいて、車両旋回時や制動時の走行安定性をより向上させる。
【解決手段】トレーリングアーム１０は、前部１０ａが第一ブッシュ１１を介して車体に支持され後部１０ｂで車輪２を支持する。ビーム２０は第二ブッシュ１２を介してトレーリングアーム１０を連結する。トーコントロールアーム４０は、外端部４０ａが第三ブッシュ４１を介してトレーリングアーム１０のホイールセンタＣよりも後方に取り付けられる。ブッシュ１１，１２，４１はそれぞれ、他部よりも剛性の低い低剛性部が所定の斜め方向に設定される。各斜め方向の前後方向に対する各傾きは、前後力作用時に、第一ブッシュ１１及びビーム２０間の瞬間中心とホイールセンタＣとの左右距離が第二ブッシュ１２及び第三ブッシュ４１間の瞬間中心とホイールセンタとの左右距離よりも短くなるように設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、左右一対のトレーリングアームをビームで連結したトーションビーム式サスペンションに関する。

従来、左右一対のトレーリングアームと車幅方向に延設されたビーム（クロスビーム，トーションビーム）とを備えたトーションビーム式のサスペンションが知られている。例えば特許文献１には、ビーム中央を車両の長さ方向に貫通して設けられたセンターパイプと、一端がキャリアにリンク結合され、他端がセンターパイプにリンク結合される左右一対の操向ロッドとを備えたカップルドトーションビーム車軸が開示されている。

特開２０１３−０５６６５７号公報

上記の特許文献１の構成では、操向ロッドが車両の旋回時または後輪のバンプ時に後輪を引っ張って後輪がトーアウトされるのを制御し、後輪を内側に向かせることにより後輪をトーインさせることができるとされている。しかしながら、特許文献１の構成では、タイヤに前後力が作用したときのステア特性については考慮されておらず、車両制動時や段差等の突起乗り越え時等で車輪に前後力が加わった場合にコンプライアンスステアをトーイン方向にすることができない。このため、走行安定性を向上させるためには、更なる改良が望まれる。

本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、トーションビーム式サスペンションにおいて、車両旋回時や制動時の走行安定性をより向上させることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示するトーションビーム式サスペンションは、前部が第一ブッシュを介して車体に支持されるとともに後部において車輪を支持する左右一対のトレーリングアームと、前記トレーリングアームの各前後方向中間部を、それぞれ第二ブッシュを介して連結するビームとを具備する。さらに、外端部が第三ブッシュを介して前記トレーリングアームにおける前記車輪のホイールセンタよりも後方に取り付けられ、内端部が前記ビームの左右方向中間部に取り付けられる左右一対のトーコントロールアームを具備する。

前記第一ブッシュは、他部よりも剛性の低い低剛性部が前方内側に向かう第一斜め方向に設定される。前記第二ブッシュは、他部よりも剛性の低い低剛性部が後方内側に向かう第二斜め方向に設定される。また、前記第三ブッシュは、他部よりも剛性の低い低剛性部が前方内側に向かう第三斜め方向に設定される。そして、前記第一斜め方向、前記第二斜め方向、及び前記第三斜め方向の前後方向に対する各傾きは、前記ホイールセンタに前後方向の力が作用した時に、前記第一ブッシュ及び前記ビーム間の瞬間中心と前記ホイールセンタとの左右距離が前記第二ブッシュ及び前記第三ブッシュ間の瞬間中心と前記ホイールセンタとの左右距離よりも短くなるように設定される。

（２）前記トーコントロールアームは、前記内端部が第四ブッシュを介して前記ビームに取り付けられることが好ましい。この場合、前記第四ブッシュは、他部よりも剛性の低い低剛性部が前記トーコントロールアームの延設方向に直交する方向に設定されることが好ましい。
（３）前記トーコントロールアームは、前記外端部が前記内端部よりも下方に配置されることが好ましい。

（４）前記第一ブッシュ、前記第二ブッシュ、及び前記第三ブッシュは何れも、筒状の内筒と、前記内筒の径方向外側に設けられて軸方向が上下方向となる姿勢で固定される外筒と、前記内筒及び前記外筒の間に介設された弾性部材と、前記弾性部材を前記軸方向に貫通する二つのすぐり部と、を備えることが好ましい。この場合、前記第一ブッシュの前記二つのすぐり部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第一斜め方向に対向配置され、前記第二ブッシュの前記二つのすぐり部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第二斜め方向に対向配置され、前記第三ブッシュの前記二つのすぐり部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第三斜め方向に対向配置されることが好ましい。

（５）前記第一ブッシュ、前記第二ブッシュ、及び前記第三ブッシュは何れも、筒状の内筒と、前記内筒の径方向外側に設けられて軸方向が上下方向となる姿勢で固定される外筒と、前記内筒及び前記外筒の間に介設された弾性部材と、前記弾性部材に設けられた二つのプレート部と、を備えることが好ましい。この場合、前記第一ブッシュの前記二つのプレート部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第一斜め方向に直交する方向に対向配置され、前記第二ブッシュの前記二つのプレート部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第二斜め方向に直交する方向に対向配置され、前記第三ブッシュの前記二つのプレート部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第三斜め方向に直交する方向に対向配置されることが好ましい。

（６）また、前記第一ブッシュ、前記第二ブッシュ、及び前記第三ブッシュは何れも、筒状の内筒と、前記内筒の径方向外側に設けられる外筒と、前記内筒及び前記外筒の間に介設された弾性部材と、を備えることが好ましい。この場合、前記第一ブッシュは、前記外筒の軸方向が前記第一斜め方向となる姿勢で固定され、前記第二ブッシュは、前記外筒の軸方向が前記第二斜め方向となる姿勢で固定され、前記第三ブッシュは、前記外筒の軸方向が前記第三斜め方向となる姿勢で固定されることが好ましい。

（７）このトーションビーム式サスペンションは、前記トレーリングアームに対し、前記ホイールセンタよりも後方であって前記ホイールセンタを上下で挟んだ二箇所においてそれぞれ第五ブッシュを介して取り付けられるアブソーバを具備することが好ましい。

開示のトーションビーム式サスペンションによれば、前後力及び横力の何れが作用した場合でも、コンプライアンスステアをトーイン方向に制御できる。すなわち、車両制動時や突起乗り上げ時などで前後力が加わった場合、及び、車両旋回時などで横力が加わった場合において、何れの場合もトーイン化を実現することができる。これにより、車両旋回時や制動時の走行安定性をより向上させることができる。

実施形態に係るトーションビーム式サスペンションを示す斜視図である。 図１のサスペンションの左側の構成を示す平面図である。 （ａ）は図１のサスペンションの左側の構成を示す背面図であり、（ｂ）はアブソーバの取付構造を説明するための分解斜視図である。 （ａ）は図１のアームブッシュを示す拡大平面図であり、（ｂ）は変形例に係るアームブッシュを示す拡大平面図である。 図１のサスペンションの前後力作用時の状態を示す模式図であり、（ａ）は瞬間中心を説明する図、（ｂ）は変化を説明する図である。 図１のサスペンションの横力作用時の状態を示す模式図であり、（ａ）は瞬間中心を説明する図、（ｂ）は変化を説明する図である。

図面を参照して、実施形態としてのトーションビーム式サスペンションについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の説明では、車両の進行方向を前方，その逆を後方とし、前方を基準に左右を定めるとともに、重力の方向を下方，その逆を上方として説明する。さらに、左右方向（車幅方向ともいう）の中心側を内側，逆側を外側という。

［１．構成］
本実施形態に係るトーションビーム式サスペンションは、車両のリア側に適用される。図１に示すように、トーションビーム式サスペンション１（以下、サスペンション１という）は、左右一対のトレーリングアーム１０と、これらを連結するビーム２０と、左右一対のトーコントロールアーム４０と、左右一対のアブソーバ３０と、左右一対のスプリング（図示略）とを備える。なお、サスペンション１は、上面視において、車両の前後方向に伸びる左右方向中心線に対して線対称に設けられる。以下の説明では、車両左側の構成について詳述する。

図１及び図２に示すように、トレーリングアーム１０は、その前部１０ａが後述のアームブッシュ１１（第一ブッシュ）を介して図示しない車体に対して揺動可能に支持されるとともに、その後部１０ｂにおいて車輪２を支持する。本実施形態のトレーリングアーム１０は、前後方向に延設された平板状の部材であり、法線方向が上下方向となる姿勢で車体に取り付けられる。なお、トレーリングアーム１０は、その周縁に下方へ突設されたフランジ１０ｄを有する。

トレーリングアーム１０は、上面視で前後方向中間部１０ｃ（以下、単に中間部１０ｃという）から後方に向かって拡開して形成され、後部１０ｂが前部１０ａ及び中間部１０ｃよりも車幅方向長さが長くなるように形成される。トレーリングアーム１０の中間部１０ｃには、ビーム２０の端部２０ａが後述のビームブッシュ１２（第二ブッシュ）を介して接続される。

ビーム２０は、車幅方向に一直線状に延設されて左右のトレーリングアーム１０の各中間部１０ｃを連結する部材である。すなわち、本実施形態のサスペンション１は、いわゆるカップルドビーム式のサスペンションである。本実施形態のビーム２０は、後側が開放された断面Ｕ字状に形成される。ビーム２０は、両端部２０ａでは前側も開放されており、上面と下面とによってトレーリングアーム１０を上下で挟み込んだ状態でトレーリングアーム１０に接続される。

トレーリングアーム１０の後部１０ｂにおける外側の部分には、上下方向に延在する平板状のスピンドル支持プレート１３が溶接により接合される。スピンドル支持プレート１３は、上面視で内側が開放されたコ字状に屈曲形成され、対向する二面のうちの前側の前面部１３ａがトレーリングアーム１０の上面に接合されるとともに、前面部１３ａに隣接する側面部１３ｃがトレーリングアーム１０の外周縁に沿って接合される。なお、トレーリングアーム１０の後部１０ｂにおける内側の上面には、スプリングが配置される受け部１０ｅが設けられる。

スピンドル支持プレート１３の側面部１３ｃの外面には、車輪２を軸支するスピンドル１４が外側に向かって突設される。このスピンドル１４上に車輪２のホイールセンタＣ（図中の星印）が位置する。側面部１３ｃは、トレーリングアーム１０の後部１０ｂの外周縁に沿って接合されることから、ホイールセンタＣはトレーリングアーム１０の外側に設けられる。スピンドル支持プレート１３の前面部１３ａに対向する後面部１３ｂは、トレーリングアーム１０の後縁との間に隙間をあけて配置される。この後面部１３ｂには、車体の上下変位を吸収するアブソーバ３０がアブソーバブッシュ１５（第五ブッシュ）を介して固定される。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、スピンドル支持プレート１３の後面部１３ｂは、後面視で上下方向に長い矩形状に形成され、その上部及び下部のそれぞれに固定された二つのアブソーバブッシュ１５を有する。二つのアブソーバブッシュ１５のうちの上側の一方は、スピンドル１４よりも後方かつ上方に配置され、下側の他方はスピンドル１４よりも後方かつ下方に配置される。二つのアブソーバブッシュ１５は何れも、軸方向が前後方向となる姿勢でスピンドル支持プレート１３に固定される。

アブソーバブッシュ１５は、トレーリングアーム１０とアブソーバ３０との接合部のブッシュである。アブソーバブッシュ１５は、円筒状の内筒１５Ａと、内筒１５Ａの径方向外側に設けられて後面部１３ｂに圧入固定される円筒状の外筒１５Ｂと、内筒１５Ａと外筒１５Ｂとの間に介設された弾性部材（図示略）とを有する。内筒１５Ａ及び外筒１５Ｂは、何れも金属製で両端が開口したパイプであり、弾性部材によって互いの軸心が略一致するように設けられる。弾性部材は、弾性変形可能な素材（例えばゴムや樹脂）で成形された緩衝材である。

アブソーバ３０の下部には、上下方向に延在する平板状のアブソーバ支持プレート３１が溶接により接合される。アブソーバ支持プレート３１は、上面視で外側が開放されたＵ字状に屈曲形成され、屈曲部分でアブソーバ３０の下部を挟み込んで接合される。アブソーバ支持プレート３１は、対向する二面のそれぞれの上端部及び下端部に穿設された貫通孔３１ｈを有する。

アブソーバ支持プレート３１は、対向する二つの貫通孔３１ｈがアブソーバブッシュ１５の内筒１５Ａの中心孔と連通するように、スピンドル支持プレート１３の後面部１３ｂを対向する二面で挟み込む。この状態でアブソーバブッシュ１５の内筒１５Ａにボルト１６Ａが挿通され、このボルト１６Ａにナット１６Ｂが締結されることで、アブソーバ支持プレート３１がスピンドル支持プレート１３に取り付けられる。つまり、アブソーバ３０は、トレーリングアーム１０に対して、ホイールセンタＣよりも後方であってホイールセンタＣを上下で挟んだ二箇所において、それぞれアブソーバブッシュ１５を介して取り付けられる。

これにより、ホイールセンタＣを通り前後方向に伸びる軸まわりの回転方向の剛性（いわゆるキャンバ剛性）が高められる。例えば、車両右旋回時に外輪となる左側の車輪２には、図３（ａ）中の矢印で示すように、タイヤの接地面に右向きの外力が入力されることから、ホイールセンタＣを中心にタイヤの上部が外側へ倒れようとする。これに対し、上述のサスペンション１では、高いキャンバ剛性が確保されることから、タイヤ接地面の横剛性が高められ、操縦安定性が向上する。

また、図１及び図２に示すように、トーコントロールアーム４０は、その外端部４０ａが外側ブッシュ４１（第三ブッシュ）を介してトレーリングアーム１０の後端部１０ｆに取り付けられる。一方、トーコントロールアーム４０の内端部４０ｂは、ビーム２０の左右方向中間部２０ｂ（以下、単に中間部２０ｂという）に内側ブッシュ４２（第四ブッシュ）を介して取り付けられる。本実施形態のトーコントロールアーム４０は、車幅方向に傾斜して延設された平板状の部材であり、法線方向が上下方向となる姿勢で取り付けられる。なお、トーコントロールアーム４０は、下方へ突設されたフランジを有する。

図１及び図３（ａ）に示すように、トーコントロールアーム４０は、長手方向中間部の二箇所に逆向きに屈曲形成された折れ部を有し、二つの折れ部の間に形成された傾斜部４０ｃを有する。傾斜部４０ｃは、外方に向かって下降傾斜して設けられ、傾斜部４０ｃよりも内側及び外側はそれぞれ水平方向に延設される。トーコントロールアーム４０は、この傾斜部４０ｃによって外端部４０ａが内端部４０ｂよりも下方に配置される。

トーコントロールアーム４０の外端部４０ａは、ホイールセンタＣよりも後方に配置され、トレーリングアーム１０の下面側に外側ブッシュ４１を介してボルト及びナット（何れも図示略）により接続される。トーコントロールアーム４０の内端部４０ｂは、断面Ｕ字状のビーム２０の対向する二面間に配置されて、内側ブッシュ４２を介してボルト４３及びナット４４により接続される。

次に、アームブッシュ１１，ビームブッシュ１２，外側ブッシュ４１及び内側ブッシュ４２の各構成について説明する。図５（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｂ）は、サスペンション１を上から見た模式図であり、トレーリングアーム１０，ビーム２０及びトーコントロールアーム４０をそれぞれ太実線の直線で示し、車輪２及びアームブッシュ１１をそれぞれ細実線の長方形で示す。

図１及び図２に示すように、アームブッシュ１１は、トレーリングアーム１０と車体との接合部のブッシュであり、軸方向が上下方向となる姿勢でトレーリングアーム１０の前部１０ａに固定される。ビームブッシュ１２は、トレーリングアーム１０とビーム２０との接合部のブッシュであり、軸方向が上下方向となる姿勢でトレーリングアーム１０の中間部１０ｃに固定される。

また、外側ブッシュ４１は、トレーリングアーム１０とトーコントロールアーム４０との接合部のブッシュであり、軸方向が上下方向となる姿勢でトーコントロールアーム４０の外端部４０ａに固定される。内側ブッシュ４２は、ビーム２０とトーコントロールアーム４０との接合部のブッシュであり、軸方向が上下方向となる姿勢でトーコントロールアーム４０の内端部４０ｂに固定される。

これらの各ブッシュ１１，１２，４１，４２は何れも、他部よりも剛性の低い低剛性部を有するものである。低剛性部は、他の部位に比べてバネ定数が低く設定された部位である。各ブッシュ１１，１２，４１，４２は、それぞれの低剛性部の方向に変位しやすく設けられている。

図５（ａ）及び図６（ａ）中に矢印で示すように、アームブッシュ１１の低剛性部は、前方内側に向かう第一斜め方向Ｄ₁に設定され、ビームブッシュ１２の低剛性部は、後方内側に向かう第二斜め方向Ｄ₂に設定されている。また、外側ブッシュ４１の低剛性部は、前方内側に向かう第三斜め方向Ｄ₃に設定され、内側ブッシュ４２の低剛性部は、後方内側に向かう第四斜め方向Ｄ₄に設定されている。

図４（ａ）に示すように、アームブッシュ１１は、円筒状の内筒１１Ａと、内筒１１Ａの径方向外側に設けられて軸方向が上下方向となる姿勢で固定される円筒状の外筒１１Ｂと、内筒１１Ａ及び外筒１１Ｂの間に介設された弾性部材１１Ｃと、弾性部材１１Ｃに設けられた二つのすぐり部１１Ｄとを有する。内筒１１Ａ及び外筒１１Ｂは、何れも金属製で両端が開口したパイプであり、弾性部材１１Ｃによって互いの軸心が略一致するように設けられる。弾性部材１１Ｃは、弾性変形可能な素材（例えばゴムや樹脂）で成形された緩衝材である。二つのすぐり部１１Ｄは、弾性部材１１Ｃを軸方向（上下方向）に貫通して形成された空洞部である。

他の三つのブッシュ１２，４１，４２もアームブッシュ１１と同様に、円筒状の内筒と、内筒の径方向外側に設けられて軸方向が上下方向となる姿勢で固定される円筒状の外筒と、内筒及び外筒の間に介設された弾性部材と、弾性部材に設けられた二つのすぐり部とをそれぞれ有する。これらの内筒，外筒，弾性部材及びすぐり部は、何れもアームブッシュ１１のそれらと同様の構成を有する。

アームブッシュ１１は、外筒１１Ｂがトレーリングアーム１０に圧入固定され、内筒１１Ａが車体に連結される。ビームブッシュ１２は、外筒がトレーリングアーム１０に圧入固定され、内筒がビーム２０に連結される。外側ブッシュ４１は、外筒がトーコントロールアーム４０に圧入固定され、内筒がトレーリングアーム１０に連結される。内側ブッシュ４２は、外筒がトーコントロールアーム４０に圧入固定され、内筒がビーム２０に連結される。

アームブッシュ１１の二つのすぐり部１１Ｄは、内筒１１Ａの軸中心を挟んで第一斜め方向Ｄ₁に対向配置される。ビームブッシュ１２の二つのすぐり部は、内筒の軸中心を挟んで第二斜め方向Ｄ₂に対向配置される。また、外側ブッシュ４１の二つのすぐり部は、内筒の軸中心を挟んで第三斜め方向Ｄ₃に対向配置される。内側ブッシュ４２の二つのすぐり部は、内筒の軸中心を挟んで第四斜め方向Ｄ₄に対向配置される。すなわち、本実施形態の各ブッシュ１１，１２，４１，４２は、それぞれのすぐり部１１Ｄ等によって上記の低剛性部がそれぞれ形成される。

図５（ａ）に示すように、各斜め方向Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃の前後方向に対する各傾きＫ₁，Ｋ₂，Ｋ₃は、ホイールセンタＣに前後方向の力Ｆ_L〔図５（ｂ）参照〕が作用した時に、第一瞬間中心Ｐ₁とホイールセンタＣとの左右距離Ｙ₁が第二瞬間中心Ｐ₂とホイールセンタＣとの左右距離Ｙ₂よりも短くなるように設定される（Ｙ₁＜Ｙ₂）。第一瞬間中心Ｐ₁は、アームブッシュ１１及びビーム２０間の瞬間中心であり、第二瞬間中心Ｐ₂は、ビームブッシュ１２及び外側ブッシュ４１間の瞬間中心である。

このように各ブッシュ１１，１２，４１の傾きＫ₁，Ｋ₂，Ｋ₃を設定することで、図６（ａ）に示すように、ホイールセンタＣに左右方向の力Ｆ_T〔図６（ｂ）参照〕が作用すると、第二瞬間中心Ｐ₂とホイールセンタＣとの前後距離Ｘ₂が第三瞬間中心Ｐ₃とホイールセンタＣとの前後距離Ｘ₃よりも短くなる（Ｘ₂＜Ｘ₃）。第三瞬間中心Ｐ₃は、左右のアームブッシュ１１間の瞬間中心である。なお、内側ブッシュ４２の第四斜め方向Ｄ₄は、トーコントロールアーム４０の延設方向に直交する方向に設定される。

［２．作用］
図５（ａ）及び（ｂ）は前後力作用時の状態を説明するための図であり、図６（ａ）及び（ｂ）は横力作用時の状態を説明するための図である。前後力作用時とは、車両制動時やタイヤが段差等の突起を乗り越した場合に、車輪２に対して後向きの力（前後力）が入力されたときを意味する。横力作用時とは、車両旋回時などで車輪２に対して左右方向の力（横力）が入力されたときを意味する。なお、図６（ｂ）は右旋回時の状態を示す。車輪２に入力された前後力，横力は、ホイールセンタＣを介してサスペンション１へと伝わる。

図５（ｂ）に示すように、車輪２に対して後向きの前後力Ｆ_Lが入力されると、左側のアームブッシュ１１及びビーム２０の左端部には、左側の第一瞬間中心Ｐ₁を中心として図中左回りのモーメントが発生し、右側のアームブッシュ１１及びビーム２０の右端部には、右側の第一瞬間中心Ｐ₁を中心として図中右回りのモーメントが発生する。これらのモーメントにより、図中破線で示すように、左右のアームブッシュ１１は第一斜め方向Ｄ₁に沿って後方外側に向かって変位する。

また、左側のビームブッシュ１２及び外側ブッシュ４１には、左側の第二瞬間中心Ｐ₂を中心として図中右回りのモーメントがそれぞれ発生し、右側のビームブッシュ１２及び外側ブッシュ４２には、右側の第二瞬間中心Ｐ₂を中心として図中左回りのモーメントがそれぞれ発生する。これらのモーメントにより、図中破線で示すように、左右のビームブッシュ１２は第二斜め方向Ｄ₂に沿って後方内側へ変位し、左右の外側ブッシュ４１は第三斜め方向Ｄ₃に沿って後方外側へ変位する。

ここで、第一瞬間中心Ｐ₁及び第二瞬間中心Ｐ₂は、ホイールセンタＣからの各左右距離Ｙ₁及びＹ₂の関係がＹ₁＜Ｙ₂となるように設定されていることから、第二瞬間中心Ｐ₂を中心としたモーメントの方が第一瞬間中心Ｐ₁を中心としたモーメントよりも大きくなる。したがって、車輪２に対して前後力（後向きの前後力Ｆ_L）が入力された場合には、図５（ｂ）中に破線で示すように、サスペンション１が左右の第二瞬間中心Ｐ₂を中心として前部が内側に向かって変位するため、左右の車輪２はトーインとなり、前後力作用時における走行安定性が向上する。

また、図６（ｂ）に示すように、車輪２に対して右向きの横力Ｆ_Tが入力されると、左右のアームブッシュ１１には第三瞬間中心Ｐ₃を中心として図中右回りのモーメントが発生する。このモーメントにより、図中破線で示すように、左側のアームブッシュ１１は第一斜め方向Ｄ₁に沿って前方内側に向かって変位し、右側のアームブッシュ１１は第一斜め方向Ｄ₁に沿って後方外側に向かって変位する。

また、左右のビームブッシュ１２及び外側ブッシュ４１には、左右の第二瞬間中心Ｐ₂を中心として図中左回りのモーメントがそれぞれ発生する。これらのモーメントにより、左側のビームブッシュ１２は第二斜め方向Ｄ₂に沿って前方外側へ変位し、左側の外側ブッシュ４１は第三斜め方向Ｄ₃に沿って前方内側へ変位する。また、右側のビームブッシュ１２は後方内側へ変位し、右側の外側ブッシュ４１は第三斜め方向Ｄ₃に沿って後方外側へ変位する。

ここで、第二瞬間中心Ｐ₂及び第三瞬間中心Ｐ₃は、ホイールセンタＣからの各前後距離Ｘ₂及びＸ₃の関係がＸ₂＜Ｘ₃となるように設定されていることから、第三瞬間中心Ｐ₃を中心としたモーメントの方が第二瞬間中心Ｐ₂を中心としたモーメントよりも大きくなる。このため、旋回外輪側である左側のトレーリングアーム１０は、アームブッシュ１１の変位に伴って前方内側へ変位し、旋回内輪側である右側のトレーリングアーム１０は、アームブッシュ１１の変位に伴って後方外側へ変位する。したがって、車輪２に対して横力（右向きの横力Ｆ_T）が入力された場合には、図６（ｂ）中に破線で示すように、サスペンション１が第三瞬間中心Ｐ₃を中心として全体的に右回りに変位するため、旋回外輪である左側の車輪２はトーインとなり、横力作用時における走行安定性が向上する。

［３．効果］
（１）上述のサスペンション１では、左右のトレーリングアーム１０が、アームブッシュ１１を介して車体に支持されるとともに、ビームブッシュ１２を介してビーム２０で連結される。また、左右のトーコントロールアーム４０は、外端部４０ａが外側ブッシュ４１を介してトレーリングアーム１０のホイールセンタＣよりも後方に取り付けられ、内端部４０ｂがビーム２０の中間部２０ｂに取り付けられる。そして、アームブッシュ１１，ビームブッシュ１２及び外側ブッシュ４１は何れも低剛性部を有し、各低剛性部がそれぞれ第一斜め方向Ｄ₁，第二斜め方向Ｄ₂及び第三斜め方向Ｄ₃に設定される。

このような構成を備えたサスペンション１によれば、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、前後力及び横力の何れが作用した場合でも、コンプライアンスステアをトーイン方向に制御できる。すなわち、車両制動時や突起乗り上げ時などで前後力が加わった場合でも、車両旋回時などで横力が加わった場合でも、トーイン化を実現することができる。これにより、車両旋回時や制動時の走行安定性をより向上させることができる。

（２）上述のサスペンション１では、トーコントロールアーム４０の内端部４０ｂが内側ブッシュ４２を介してビーム２０に取り付けられているため、内側ブッシュ４２によってトーコントロールアーム４０の上下方向の揺動を吸収することができる。さらに、この内側ブッシュ４２は、トーコントロールアーム４０の延設方向の直交する方向（第四斜め方向Ｄ₄）に設定された低剛性部を有することから、外側ブッシュ４１を動きやすくすることができる。

（３）上述のサスペンション１は、トーコントロールアーム４０の外端部４０ａが内端部４０ｂよりも下方に配置される。このため、車両旋回時に車体がロールすると、旋回外輪側のトレーリングアーム１０がバンプ側に変位して、トーコントロールアーム４０の外端部４０ａが相対的に上方へ円弧移動する。これにより、トレーリングアーム１０の後部１０ｂが外側に変位することから、旋回外輪がトーインとなる。

反対に、車体がロールすると、旋回内輪側のトレーリングアーム１０はリバウンド側に変位し、トーコントロールアーム４０の外端部４０ａが相対的に下方へ円弧移動する。これにより、トレーリングアーム１０の後部１０ｂが内側に変位することから、旋回内輪がトーアウトとなる。すなわち、上述のサスペンション１によれば、車両のロール時に、バンプ側をトーインにすることができ、リバウンド側をトーアウトにすることができるため、走行安定性をより高めることができる。

（４）上述のサスペンション１では、アームブッシュ１１は、二つのすぐり部１１Ｄが内筒１１Ａの軸中心を挟んで第一斜め方向Ｄ₁に対向配置される。ビームブッシュ１２及び外側ブッシュ４１も同様に、二つのすぐり部が内筒の軸中心を挟んで第二斜め方向Ｄ₂，第三斜め方向Ｄ₃に対向配置される。そのため、上述のサスペンション１によれば、簡素な構成で、横力作用時及び前後力作用時におけるトーイン化を実現でき、走行安定性をより高めることができる。

（５）上述のサスペンション１では、左右のトレーリングアーム１０の各中間部１０ｃを、それぞれビームブッシュ１２を介してビーム２０で連結することで、車両旋回時の対地キャンバ変化を小さくすることができる。これにより、路面に対してタイヤの接地面が大きくとれることからグリップが高くなり、車両旋回時の走行安定性を向上させることができる。また、対地キャンバ変化を小さくできることから、タイヤの偏磨耗を防止することができる。

さらに、アブソーバ３０をトレーリングアーム１０に対して、ホイールセンタＣより後方であってホイールセンタＣを上下で挟んだ二箇所においてアブソーバブッシュ１５を介して取り付けることで、高いキャンバ剛性を確保することができる。すなわち、車両旋回時にタイヤ上部が外側へ倒れることを防ぎ、タイヤ接地面の横剛性を高めることができることから、操縦安定性を向上させることができる。

［４．変形例］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

上記実施形態では、アームブッシュ１１の二つのすぐり部１１Ｄを、内筒１１Ａの軸中心を挟んで第一斜め方向Ｄ₁に対向配置することで低剛性部を第一斜め方向Ｄ₁に設定しているが、これに代えて又は加えて、アームブッシュ１１に二つのプレート部１１Ｅを設けることで低剛性部を第一斜め方向Ｄ₁に設定してもよい。この変形例に係るアームブッシュ１１′を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）では、すぐり部１１Ｄに代えてプレート部１１Ｅを設けたアームブッシュ１１′を例示している。

二つのプレート部１１Ｅは、弾性部材１１Ｃの軸方向（上下方向）に亘って設けられた金属製の薄板であり、内筒１１Ａの軸中心を挟んで第一斜め方向Ｄ₁に直交する方向に対向配置される。プレート部１１Ｅが設けられた部分は他の部位に比べて剛性が高くなる。つまり、プレート部１１Ｅを設けることで、第一斜め方向Ｄ₁以外の部分の剛性が高まるため、アームブッシュ１１′の第一斜め方向Ｄ₁の剛性を相対的に低くすることができる。

言い換えると、二つのプレート部１１Ｅを上記のように配置することで、アームブッシュ１１′に、他部よりも剛性の低い低剛性部を第一斜め方向Ｄ₁に設定することができる。このような構成によっても上記実施形態と同様に、横力作用時及び前後力作用時におけるトーイン化を実現でき、走行安定性をより高めることができる。さらに、本変形例によれば、アームブッシュ１１′の剛性を高く保つことができる。なお、すぐり部１１Ｄに加えてプレート部１１Ｅを設けることで、第一斜め方向Ｄ₁の剛性を他部よりもさらに低くすることができる。

他のブッシュ１２，４１，４２についてもこれと同様に、二つのすぐり部に代えて又は加えて、二つのプレート部を設けて、二つのプレート部を内筒の軸中心を挟んで、第二斜め方向Ｄ₂に直交する方向，第三斜め方向Ｄ₃に直交する方向，第四斜め方向Ｄ₄に直交する方向にそれぞれ対向配置してもよい。また、例えば四つのブッシュ１１，１２，４１，４２のうち、何れかはすぐり部を設けることで低剛性部を形成し、残りはプレート部を設けることで相対的に低剛性部を形成するようにしてもよい。すなわち、四つのブッシュ１１，１２，４１，４２の構成が異なるものであってもよい。なお、各ブッシュの内筒及び外筒は円筒状に限られず、円筒以外の筒状であってもよい。

また、上述の実施形態では、トレーリングアーム１０が、その法線方向を上下方向に向けた姿勢で車体に取り付けられる場合を例示したが、トレーリングアーム１０の向きはこれに限られない。例えば、トレーリングアームが、前後方向に延設された平板状の部材で構成されるとともに、その法線方向を左右方向に向けた姿勢で車体に取り付けられるものであってもよい。この場合、アームブッシュは、外筒の軸方向が第一斜め方向Ｄ₁となる姿勢でトレーリングアームに固定され、ビームブッシュは、外筒の軸方向が第二斜め方向Ｄ₂となる姿勢でトレーリングアームに固定される。また、外側ブッシュは、外筒の軸方向が第三斜め方向Ｄ₃となる姿勢でトーコントロールアームに固定される。なお、これら三つのブッシュは何れも、筒状の内筒と、内筒の径方向外側に設けられる外筒と、内筒及び外筒の間に介設された弾性部材とを有するものである。

ブッシュは、その軸方向が低剛性部（低剛性方向）となるため、軸方向を各斜め方向Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃に設定することで、アームブッシュ，ビームブッシュ，外側ブッシュの各斜め方向Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃のバネ定数を他の方向（その斜め方向Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃以外の方向）のバネ定数よりも低くすることができる。言い換えると、アームブッシュ，ビームブッシュ，外側ブッシュを、各斜め方向Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃に対しては他の方向よりも変位しやすく設けることができる。このような構成によっても上記実施形態と同様に、横力作用時及び前後力作用時におけるトーイン化を実現でき、走行安定性をより高めることができる。

なお、第一斜め方向Ｄ₁，第二斜め方向Ｄ₂，第三斜め方向Ｄ₃の前後方向に対する各傾きＫ₁，Ｋ₂，Ｋ₃は、前後力作用時に、第一瞬間中心Ｐ₁及び第二瞬間中心Ｐ₂とホイールセンタＣとの各左右距離Ｙ₁，Ｙ₂の関係がＹ₁＜Ｙ₂となるように設定されていればよく、図示したものに限られない。また、第四斜め方向Ｄ₂が、トーコントロールアーム４０の延設方向に直交する方向でなくてもよい。なお、トーコントロールアーム４０とビーム２０との接合部を、内側ブッシュ４２を介さずに連結してもよい。

また、アブソーバ３０の取付位置や取付方法は上記のものに限られない。例えば、アブソーバブッシュ１５を介さずにトレーリングアーム１０に取り付けられていてもよいし、ホイールセンタＣを挟んだ上下二箇所で取り付けられていなくてもよい。
なお、サスペンション１の具体的な形状は上記のものに限られない。例えば、トレーリングアーム１０が前後方向に一様な車幅方向長さを有していてもよいし、フランジ１０ｄがないものであってもよい。また、ビーム２０の具体的な形状（例えば断面形状）は、上記のものに限定されない。

１ サスペンション（トーションビーム式サスペンション）
２ 車輪
１０ トレーリングアーム
１０ａ 前部
１０ｂ 後部
１０ｃ 中間部
１１，１１′ アームブッシュ（第一ブッシュ）
１１Ａ 内筒
１１Ｂ 外筒
１１Ｃ 弾性部材
１１Ｄ すぐり部
１１Ｅ プレート部
１２ ビームブッシュ（第二ブッシュ）
１５ アブソーバブッシュ（第五ブッシュ）
１５Ａ 内筒
１５Ｂ 外筒
２０ ビーム
３０ アブソーバ
４０ トーコントロールアーム
４０ａ 外端部
４０ｂ 内端部
４１ 外側ブッシュ（第三ブッシュ）
４２ 内側ブッシュ（第四ブッシュ）
Ｃ ホイールセンタ
Ｄ₁ 第一斜め方向
Ｄ₂ 第二斜め方向
Ｄ₃ 第三斜め方向
Ｄ₄ 第四斜め方向

Claims (7)

1. 前部が第一ブッシュを介して車体に支持されるとともに後部において車輪を支持する左右一対のトレーリングアームと、
   前記トレーリングアームの各前後方向中間部を、それぞれ第二ブッシュを介して連結するビームと、
   外端部が第三ブッシュを介して前記トレーリングアームにおける前記車輪のホイールセンタよりも後方に取り付けられ、内端部が前記ビームの左右方向中間部に取り付けられる左右一対のトーコントロールアームと、を具備し、
   前記第一ブッシュは、他部よりも剛性の低い低剛性部が前方内側に向かう第一斜め方向に設定され、
   前記第二ブッシュは、他部よりも剛性の低い低剛性部が後方内側に向かう第二斜め方向に設定され、
   前記第三ブッシュは、他部よりも剛性の低い低剛性部が前方内側に向かう第三斜め方向に設定され、
   前記第一斜め方向、前記第二斜め方向、及び前記第三斜め方向の前後方向に対する各傾きは、前記ホイールセンタに前後方向の力が作用した時に、前記第一ブッシュ及び前記ビーム間の瞬間中心と前記ホイールセンタとの左右距離が前記第二ブッシュ及び前記第三ブッシュ間の瞬間中心と前記ホイールセンタとの左右距離よりも短くなるように設定される
   ことを特徴とする、トーションビーム式サスペンション。
2. 前記トーコントロールアームは、前記内端部が第四ブッシュを介して前記ビームに取り付けられ、
   前記第四ブッシュは、他部よりも剛性の低い低剛性部が前記トーコントロールアームの延設方向に直交する方向に設定される
   ことを特徴とする、請求項１記載のトーションビーム式サスペンション。
3. 前記トーコントロールアームは、前記外端部が前記内端部よりも下方に配置される
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載のトーションビーム式サスペンション。
4. 前記第一ブッシュ、前記第二ブッシュ、及び前記第三ブッシュは何れも、筒状の内筒と、前記内筒の径方向外側に設けられて軸方向が上下方向となる姿勢で固定される外筒と、前記内筒及び前記外筒の間に介設された弾性部材と、前記弾性部材を前記軸方向に貫通する二つのすぐり部と、を備え、
   前記第一ブッシュの前記二つのすぐり部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第一斜め方向に対向配置され、
   前記第二ブッシュの前記二つのすぐり部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第二斜め方向に対向配置され、
   前記第三ブッシュの前記二つのすぐり部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第三斜め方向に対向配置される
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のトーションビーム式サスペンション。
5. 前記第一ブッシュ、前記第二ブッシュ、及び前記第三ブッシュは何れも、筒状の内筒と、前記内筒の径方向外側に設けられて軸方向が上下方向となる姿勢で固定される外筒と、前記内筒及び前記外筒の間に介設された弾性部材と、前記弾性部材に設けられた二つのプレート部と、を備え
   前記第一ブッシュの前記二つのプレート部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第一斜め方向に直交する方向に対向配置され、
   前記第二ブッシュの前記二つのプレート部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第二斜め方向に直交する方向に対向配置され、
   前記第三ブッシュの前記二つのプレート部は、前記内筒の軸中心を挟んで前記第三斜め方向に直交する方向に対向配置される
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のトーションビーム式サスペンション。
6. 前記第一ブッシュ、前記第二ブッシュ、及び前記第三ブッシュは何れも、筒状の内筒と、前記内筒の径方向外側に設けられる外筒と、前記内筒及び前記外筒の間に介設された弾性部材と、を備え、
   前記第一ブッシュは、前記外筒の軸方向が前記第一斜め方向となる姿勢で固定され、
   前記第二ブッシュは、前記外筒の軸方向が前記第二斜め方向となる姿勢で固定され、
   前記第三ブッシュは、前記外筒の軸方向が前記第三斜め方向となる姿勢で固定される
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のトーションビーム式サスペンション。
7. 前記トレーリングアームに対し、前記ホイールセンタよりも後方であって前記ホイールセンタを上下で挟んだ二箇所においてそれぞれ第五ブッシュを介して取り付けられるアブソーバを具備する
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のトーションビーム式サスペンション。

Images