JP2017077740A

JP2017077740A - サスペンション装置

Info

Publication number: JP2017077740A
Application number: JP2015205397A
Authority: JP
Inventors: 洋明長谷部; Hiroaki Hasebe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2017-04-27

Abstract

【課題】入力される荷重の違いによりブッシュの吸収特性を変えるサスペンション装置を提供する。
【解決手段】サスペンション装置は、車輪を回転自在に支持するナックルと、車両前後方向に延在し、一端部がナックルに連結され、他端部が車体側に連結され、一端部および他端部の間にショックアブソーバが連結されるアームと、外周部がアームの一端部に接続し、内周部がナックルに接続して、ナックルとアームに介在するブッシュ２２と、を備える。ブッシュ２２は、軸方向に切り欠くように形成され、径方向外側の外側壁面と径方向内側の内側壁面を有するすぐり部２６と、外側壁面と内側壁面とにそれぞれ形成される一対の突起部２８と、を有する。一対の突起部２８は、外力が付与されてない状態で周方向にずれた位置に形成されており、ショックアブソーバ２０からの荷重の入力により該ブッシュ２２が変形することで径方向に対向して当接可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、すぐり部が形成されたブッシュを備えるサスペンション装置に関する。

車両には走行時に生じる振動や衝撃を和らげるサスペンション装置が設けられる。特許文献１には、車輪を支持するアクスル部材と、一端がアクスル部材に連結されて他端が車体に連結されるロアリンクおよびアッパーリンクと、ロアリンクの他端に設けられた下部弾性体と、アッパーリンクの他端に設けられた上部弾性体とを備えるサスペンション装置が開示される。下部弾性体および上部弾性体の内部には第１液室と第２液室が形成され、連通管により連通されて、作動液が充填される。

特許文献１のサスペンション装置では、段差乗り越え時など車輪に入力される車両前後方向の荷重が小さい場合には、第１液室と第２液室の間で作動液の移動は行われず、制動時に車両後方向から大きな荷重が入力された場合に、第１液室が縮小されて第１液室から第２液室に作動液が移動する。作動液が抜けた側の弾性体は剛性が低くなり、作動液が流入した側の弾性体は膨張して剛性が高くなる。

特許文献２には、サスペンション装置のロアアームと車体側のサスペンションメンバとの間に介在するブッシュが開示される。ブッシュは、空洞状の複数のすぐりを有し、荷重の入力方向に応じてブッシュの弾性係数を異ならせている。

特開平６−３１６２１１号公報特開２００７−１７７８９２号公報

例えば車両が段差を乗り越える場合と、車両を制動する場合とで異なる大きさの車両前後方向の荷重がサスペンション装置に入力される。特許文献２に示すブッシュは、すぐりを有することで荷重の入力方向に応じてブッシュの弾性係数を変えているものの、同じ方向に入力される荷重に対しては同じ弾性係数であり、ブッシュの吸収特性を変えることはできない。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、同じ方向に入力される荷重の違いによりブッシュの吸収特性を変えるサスペンション装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のサスペンション装置は、車輪を回転自在に支持するナックルと、車両前後方向に延在し、一端部がナックルに連結され、他端部が車体側に連結され、一端部および他端部の間にショックアブソーバが連結されるアームと、外周部がアームの一端部に接続し、内周部がナックルに接続して、ナックルとアームに介在するブッシュと、を備える。ブッシュは、軸方向に切り欠くように形成され、径方向外側の外側壁面と径方向内側の内側壁面を有するすぐり部と、外側壁面と内側壁面とにそれぞれ形成される一対の突起部と、を有する。一対の突起部は、外力が付与されてない状態で周方向にずれた位置に形成されており、ショックアブソーバからの荷重の入力により該ブッシュが変形することで径方向に対向して当接可能である。

この態様によると、アームが車両前後方向に延在するため、ブッシュに種々の車両前後方向の荷重が入力される。また、ブッシュのすぐり部に、ブッシュが変形することで当接可能な一対の突起部が設けられており、すぐり部が潰れる際に一対の突起部が当接するかによって入力荷重に対するブッシュの吸収特性を変えることができる。

本発明によれば、同じ方向に入力される荷重の違いによりブッシュの吸収特性を変えるサスペンション装置を提供できる。

実施例のサスペンション装置について説明するための図である。ブッシュについて説明するための図である。ブッシュの作用について説明するための図である。車両走行時にサスペンション装置に加わる力について説明するための図である。

図１は、実施例のサスペンション装置１０について説明するための図である。図１に示すサスペンション装置１０は、図中のＸ方向が車両前後方向を示し、Ｙ方向が左右方向である。また、Ｘ（Ｆ）が車両前方、Ｘ（Ｒ）が車両後方を示す。

マルチリンク式のサスペンション装置１０は、左右輪にそれぞれ設けられ、車体と車輪部１２との間で車輪部１２からの振動や衝撃を緩和する。サスペンション装置１０は、ナックル１４、ロアアーム１６、コンプライアンスアーム１８、ショックアブソーバ２０およびブッシュ２２を備える。

ナックル１４は、車輪部１２を回転自在に支持する。ナックル１４は、ステアリング機構に連結するナックルアーム１４ａを有し、ステアリング機構からの操舵力が入力される。ナックル１４が回転することで、車輪部１２が転舵される。

ロアアーム１６は、一端部がナックル１４の下端部に回転自在に連結され、他端部が車体側に回転自在に連結される。

コンプライアンスアーム１８は、第１端部１８ａがナックル１４の下端部に回転自在に連結され、第２端部１８ｂが車体側に回転自在に連結される。コンプライアンスアーム１８は、車輪部１２と車体側との間で揺動するロアアームとして機能する。第１端部１８ａとナックル１４の連結には、ブッシュ２２が介される。コンプライアンスアーム１８は、ナックル１４から車両後方に向かって延在し、第１端部１８ａは車両前方側、第２端部１８ｂは車両後方側に位置する。

ショックアブソーバ２０は、車輪部１２と車体側との間に配置され、車輪部１２からの振動や衝撃を緩衝する。ショックアブソーバ２０は、下端にてコンプライアンスアーム１８の中途に回転自在に連結される連結部２０ａを有する。連結部２０ａは、コンプライアンスアーム１８の第１端部１８ａ側の位置、すなわちナックル１４に近い位置にて連結される。ショックアブソーバ２０は、コンプライアンスアーム１８から上方に立設する。

図２は、実施例のブッシュ２２について説明するための図である。図２では車両左右方向から見たブッシュ２２およびその周りの構成を示し、図中左側のＸ（Ｆ）方向が車両前方であり、Ｘ（Ｒ）方向が車両後方である。

ブッシュ２２は、円柱形状に形成され、円筒状の第１端部１８ａ内に収容されて第１端部１８ａに連結される。ブッシュ２２は、軸受部２４と、一対のすぐり部２６と、第１突起部２８ａおよび第２突起部２８ｂ（これらを区別しない場合、「突起部２８」という）とを有する。

軸受部２４は、ブッシュ２２の中心軸に沿って形成され、ナックル１４に設けられた軸部が挿入されてナックル１４に軸支される。ブッシュ２２は、軸受部２４が車両左右方向に沿うようにナックル１４に接続される。一対のすぐり部２６は、同じ形状であり、ブッシュ２２を軸方向に切り欠くように貫通して形成される。すぐり部２６は、軸方向に見て三日月形状に形成される。すぐり部２６の周方向幅は、ブッシュ２２の直径の略半分に設定される。

すぐり部２６は、径方向外側に位置する外側壁面２６ａと、径方向内側に位置する内側壁面２６ｂとを有する。外側壁面２６ａおよび内側壁面２６ｂは周方向に湾曲し、径方向に対向する。一対のすぐり部２６は、車両前後方向に対向して設けられる。

第１突起部２８ａは、外側壁面２６ａに形成され、外側壁面２６ａから内側壁面２６ｂに向かって突出するように形成される。第２突起部２８ｂは、内側壁面２６ｂに形成され、内側壁面２６ｂから外側壁面２６ａに向かって突出するように形成される。第１突起部２８ａは、外力が付与されていない状態で、すぐり部２６の対向方向に直交する上下方向において、第２突起部２８ｂより上方にずれて位置する。突起部２８は、軸方向に延在し、ブッシュ２２の軸方向長さと同じ軸方向長さであってよい。突起部２８の突出高さは、外側壁面２６ａおよび内側壁面２６ｂの最大対向間隔の半分より小さい。

コンプライアンスアーム１８が車両前後方向に延在しているため、コンプライアンスアーム１８に入力される車両前後方向の荷重はブッシュ２２にも車両前後方向に入力される。ブッシュ２２は、ブッシュ２２に車両前後方向に荷重が入力された場合、すぐり部２６が潰れる間は、ブッシュ２２が撓みやすく、ブッシュ２２に上下方向に荷重が入力された場合、撓みにくくなる特性を有する。また、ブッシュ２２は、すぐり部２６が潰れた際に一対の突起部２８が当接すると、当接しない場合と比べてすぐり部２６が変形しにくくなるように構成される。

図３は、ブッシュ２２の作用について説明するための図である。また、図４は、車両走行時にサスペンション装置１０に加わる力について説明するための図である。図３（ａ）に示すブッシュ２２の作用は、図４（ａ）に示す車両走行の状態で生じ、図３（ｂ）に示すブッシュ２２の作用は、図４（ｂ）に示す車両走行の状態で生じる。

図４（ａ）には、車輪部１２が段部３２を乗り越える際にサスペンション装置１０に加わる荷重を示す。車輪部１２が段部３２を乗り越える際、段部３２から車両後方向の荷重Ｆ０と、上方向の荷重Ｆ２が車輪部１２に入力され、車体から反力として下方向の荷重Ｆ１が入力される。図４（ａ）に示す荷重が入力された際のブッシュ２２の作用を図３（ａ）を用いて説明する。なお、図４に示す荷重Ｆ０〜Ｆ５は、図３に示す荷重Ｆ０’〜Ｆ５’にそれぞれ対応する。

図３（ａ）に示すように、上方向の荷重Ｆ２’はショックアブソーバ２０に入力されて緩衝されて下方向の荷重Ｆ１”と釣り合い、後方向の荷重Ｆ０’はブッシュ２２に入力される。後方向の荷重Ｆ０’によりブッシュ２２は、すぐり部２６が車両前後方向に潰れるように変形し、第１突起部２８ａおよび第２突起部２８ｂは当接せず、相対的に撓みやすい特性を発揮して入力を和らげる。後方向の荷重Ｆ０’がブッシュ２２より和らげられて車体３０に入力するため、段部３２を乗り上げた際の衝撃が乗員に伝わるのを抑えることができる。

図４（ｂ）には、車両走行時に制動したことで、車体３０から慣性力による荷重Ｆ４がサスペンション装置１０に入力され、車輪部１２には摩擦による車両後方向への荷重Ｆ３が入力される状態を示す。図４（ｂ）に示す荷重Ｆ４は、図４（ａ）に示す荷重Ｆ１と比べて非常に大きい。

図３（ｂ）に示すように、車体３０からの荷重Ｆ４’がショックアブソーバ２０に下方向に入力され、ショックアブソーバ２０で緩衝される。ショックアブソーバ２０で吸収しきれない下方向の荷重Ｆ４”は、連結部２０ａからコンプライアンスアーム１８に入力され、第１端部１８ａを下方向に押し下げる。ブッシュ２２の外周部２５は第１端部１８ａにより押し下げられるが、ブッシュ２２の軸受部２４はナックル１４に支持され、ナックル１４から反力として上方向の荷重Ｆ５’を受け、軸受部２４が相対的に上方向に偏心した状態となる。

制動時に車体側からショックアブソーバ２０およびコンプライアンスアーム１８を介してブッシュ２２の外周部２５に大きな荷重が入力されることで、すぐり部２６の外側壁面２６ａおよび内側壁面２６ｂが上下にずれ、外側壁面２６ａが内側壁面２６ｂより下がる。これにより、外側壁面２６ａとともに第１突起部２８ａの位置が下がり、第１突起部２８ａおよび第２突起部２８ｂが径方向に対向して当接する。第１突起部２８ａおよび第２突起部２８ｂが当接することですぐり部２６が潰れる変形を抑え、ブッシュ２２は車両前後方向の荷重に対して相対的に撓みにくい特性を発揮でき、制動時に生じる振動を低減できる。また、すぐり部２６が潰れることで生じる異音を低減できる。このように、図３（ａ）に示す段部３２乗り越え時にも、図３（ｂ）に示す制動時にもブッシュ２２に車両前後方向に荷重が入力されるが、一対の突起部２８を当接させることで、入力荷重に対するブッシュ２２の吸収特性を変えることができる。

ショックアブソーバ２０からの荷重の入力でコンプライアンスアーム１８の第１端部１８ａを押し下げることで、ブッシュ２２の外側壁面２６ａおよび内側壁面２６ｂを周方向に位置ずれさせて、第１突起部２８ａおよび第２突起部２８ｂが径方向に対向して当接可能になる。これにより、車両走行時にサスペンション装置１０に入力される荷重にもとづいて、車両前後方向の入力荷重に対するブッシュ２２の吸収特性を変えることができる。

なお、ショックアブソーバ２０の減衰力を調整可能な制御手段を備える場合、制御手段は、制動時にショックアブソーバ２０の減衰力を調整して、ショックアブソーバ２０からコンプライアンスアーム１８に伝達される荷重を調整し、コンプライアンスアーム１８の第１端部１８ａを押し下げる荷重を調整してもよい。これにより、制動時にコンプライアンスアーム１８の第１端部１８ａに入力される荷重を十分に確保して、第１突起部２８ａおよび第２突起部２８ｂを径方向に対向させて当接可能にさせることができる。つまり、ショックアブソーバ２０を調整することで、第１突起部２８ａおよび第２突起部２８ｂが対向するように制御できる。

本発明は、上述の実施例および変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。

実施例では、ブッシュ２２に一対のすぐり部２６を形成する態様を示したが、この態様に限られず、ブッシュ２２に１つのすぐり部２６を形成してもよい。また、１つのすぐり部２６に一対の突起部２８を設ける態様を示したが、この態様に限られず、すぐり部２６に周方向に位置ずれした２対の突起部２８を設けてよい。

１０サスペンション装置、１２車輪部、１４ナックル、１４ａナックルアーム、１６ロアアーム、１８コンプライアンスアーム、１８ａ第１端部、１８ｂ第２端部、２０ショックアブソーバ、２０ａ連結部、２２ブッシュ、２４軸受部、２６すぐり部、２６ａ外側壁面、２６ｂ内側壁面、２８突起部、２８ａ第１突起部、２８ｂ第２突起部、３０車体、３２段部。

Claims

車輪を回転自在に支持するナックルと、
車両前後方向に延在し、一端部が前記ナックルに連結され、他端部が車体側に連結され、前記一端部および前記他端部の間にショックアブソーバが連結されるアームと、
外周部が前記アームの前記一端部に接続し、内周部が前記ナックルに接続して、前記ナックルと前記アームに介在するブッシュと、を備え、
前記ブッシュは、
軸方向に切り欠くように形成され、径方向外側の外側壁面と径方向内側の内側壁面を有するすぐり部と、
前記外側壁面と前記内側壁面とにそれぞれ形成される一対の突起部と、を有し、
前記一対の突起部は、外力が付与されてない状態で周方向にずれた位置に形成されており、前記ショックアブソーバからの荷重の入力により該ブッシュが変形することで径方向に対向して当接可能であることを特徴とするサスペンション装置。