JP2018122791A - 車両のフロントサスペンション構造 - Google Patents

Abstract

【課題】周辺部品との干渉を避けながらスタビライザーリンクを最適な位置にレイアウトし、ハンドリングを向上させることができる車両のフロントサスペンション構造を実現する。
【解決手段】車輪支持部材とスタビライザーリンク４１と、を備える車両のフロントサスペンション構造１において、スタビライザーリンク４１は、円柱状の中央部４２と、中央部４２から各端部４３、４４に延びるアーム部４５と、を有し、アーム部４５の一端部４３と中央部４２との間には第１の凹形状部４５Ａが設けられ、アーム部の他端部４４と中央部４２との間には第２の凹形状部４５Ｂが設けられ、第１の凹形状部４５Ａは、車輪支持部材に取り付けられている部品と対面する位置に設けられ、第２の凹形状部４５Ｂは、第１の凹形状部４５Ａと同形状であり、中央部４２を中心として点対称に設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、フロントサスペンションのスタビライザーリンク構造に関する。

従来の車両のフロントサスペンションに設けられるスタビライザーリンクは、その断面形状が略円柱形状で長手方向に亘って均一な構造を有している（特許文献１参照）。

国際公開第２０１１／１４８７９２号

上記特許文献１において、スタビライザーリンクをサスペンション部品に取り付ける場合、サスペンション部品に保持されるＡＢＳセンサやブレーキホースなどの周辺部品と干渉しないようにレイアウトする必要がある。しかしながら、軽自動車などの車両では、サスペンション部品をレイアウトするスペースが限られているため、車両のハンドリングを考慮したレイアウトにするには限界があった。つまり、スタビライザーリンクは、キングピン軸に対して傾斜させるほど車輪を転舵させるようなモーメントが発生しハンドリングに影響を及ぼすため、キングピン軸に近づけてレイアウトすることが望ましいが、このようなレイアウトにできない場合、スタビライザーからの入力により車輪を転舵させるようなモーメントが発生し、ハンドリングを悪化させる恐れがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、周辺部品との干渉を避けながらスタビライザーリンクを最適な位置にレイアウトし、ハンドリングを向上させることができる車両のフロントサスペンション構造を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の車両のフロントサスペンション構造は、車体と操舵輪との間に配置され、前記操舵輪を回転可能且つキングピン軸まわりに枢動可能に支持する車輪支持部材２、一端部がスタビライザーの端部に枢着され、他端部が連結手段により前記車輪支持部材２に連結されるスタビライザーリンクと、を備える車両のフロントサスペンション構造において、前記スタビライザーリンクは、円柱状の中央部と、前記中央部から各端部に延びるアーム部と、を有し、前記アーム部の一端部と前記中央部との間には第１の凹形状部が設けられ、前記アーム部の他端部と前記中央部との間には第２の凹形状部が設けられ、前記第１の凹形状部は、前記車輪支持部材に取り付けられている部品と対面する位置に設けられ、前記第２の凹形状部は、前記第１の凹形状部と同形状であり、前記中央部を中心として点対称に設けられている。

本発明によれば、周辺部品との干渉を避けながらスタビライザーリンクを最適な位置にレイアウトし、ハンドリングを向上させることができる。

本実施形態の車両の左側のフロントサスペンション構造を車体前方から見た図（ａ）および車体後方から見た図（ｂ）である。 本実施形態の車両の左側のフロントサスペンション構造を車体上方から見た図（ａ）および車体左側方から見た図（ｂ）である。 本実施形態のスタビライザーリンクの外形を示す図である。 本実施形態の車両のフロントサスペンションにおいて操舵輪が最大操舵角且つストラット組立体が最も縮んだ最大ストローク状態でのスタビライザーリンクとストラット組立体に取り付けられている付属部品との位置関係を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

＜フロントサスペンション構造＞まず、図１および図２を参照して、本実施形態のフロントサスペンションの構造について説明する。

図１は、本実施形態の車両の左側のフロントサスペンション構造を車体前方および車体後方から見た図である。図２は、本実施形態の車両の左側のフロントサスペンション構造を車体上方および車体左側方から見た図である。

なお、以下では、車両の左側のフロントサスペンション構造について説明するが、本実施形態のフロントサスペンションは、車幅方向の中心を通る車体前後方向を中心として車両の左右の前輪に対称に配置されている。

本実施形態の車両のフロントサスペンション１は、例えば軽自動車などに搭載される前輪独立懸架のストラット式サスペンションである。本実施形態のフロントサスペンション１は、前輪支持部材としてのストラット組立体２と、ストラット組立体２の下端部を支持するロアアーム３と、ストラット組立体２に連結されるスタビライザー４とを備える。

ストラット組立体２は、ショックアブソーバー２１と、ショックアブソーバー２１を収容する円筒状のダンバーケース２２と、コイルスプリング２３と、コイルスプリング２３を保持するアッパースプリングシート２４とロアスプリングシート２５とを備える。

ダンパーケース２２の下端部には、前輪５を回転自在に支持するハブキャリア３０が固定されている。ハブキャリア３０は、図示しないブレーキキャリパーを保持する。

アッパースプリングシート２４は、ショックアブソーバー２１のピストンロッドの上端部に設けられ、ロアスプリングシート２５はダンパーケース２２の上端部に設けられ、これらの間にコイルスプリング２３が挟持される。コイルスプリング２３はショックアブソーバー２１の外周に同軸に配置され、ショックアブソーバー２１のシリンダ部の上下動に応じて伸縮する。アッパースプリングシート２４の上部には、ストラット組立体２を車体側のサスペンションマウントＭに固定するためのアッパーマウント２６が設けられている。

アッパーマウント２６は、ゴムブッシュ等の弾性部材やボールジョイント等を介して車体側に揺動自在に取り付けられると共に、アッパースプリングシート２４より下方のショックアブソーバー２１、コイルスプリング２３、ダンパーケース２２をキングピン軸Ｋまわりに回動可能に枢支する。これにより、ダンパーケース２２は、スプリング荷重を受けながらハブキャリア３０と共にキングピン軸Ｋに沿って上下にストローク可能に構成されている。

車体側のサスペンションマウントＭは、エンジンルーム内の車幅方向の左側および右側に設けられた不図示の車体メンバに設けられ、アッパーマウント２６が車体の左右のサスペンションマウントＭに固定される。

ダンパーケース２２の下部は、ハブキャリア３０を介してロアアーム３に連結されて支持される。また、ダンパーケース２２の下部にはＡＢＳセンサやブレーキホース等の付属部品を取り付けるための取付ブラケット７がボルト７ｃにより固定されている。取付ブラケット７は、ＡＢＳセンサやブレーキホース等の付属部品を保持する第１の保持部７ａおよび第２の保持部７ｂを有する。ロアアーム３は、車幅内方側の端部３ｂ、３ｃが車体前部の左右のサスペンションメンバ（不図示）に連結され、車幅外方側がハブキャリア３０に連結される。ハブキャリア３０が連結されるロアアーム３の車幅外方側の端部３ａにはキングピン軸Ｋが形成される。キングピン軸Ｋは、車体前方または車体後方から見てアッパーマウント２６の中心（ピンジョイント）とロアアーム３におけるハブキャリア３０との取付部分３ａの中心（ピンジョイント）とを結ぶ線として規定される。

ハブキャリア３０には、ステアリングギヤユニット８から延びる操舵用のタイロッド６が連結されている。ステアリング操作に応じてタイロッド６が左右に移動してハブキャリア３０を押し引きすることで、ハブキャリア３０に支持された前輪５がキングピン軸Ｋまわりに転舵される。

また、ストラット組立体２のダンパーケース２２には、車幅方向に延びるスタビライザー４がスタビライザーリンク４１により連結されている。スタビライザー４は、ストラット組立体２のダンパーケース２２の上下動に応じて捩じり変形する。スタビライザー４は、車幅方向に延びる中央部４ａと、車体前方に折れ曲がる左右の曲折部４ｂを有する。スタビライザー４の中央部４ａは、ブラケット４ｄにより不図示の左右のサスペンションメンバに保持される。車幅方向の左右スタビライザー４の左右の曲折部４ｂの端部４ｃは、後述するスタビライザーリンク４１を介してストラット組立体２のダンパーケース２２の取付部２２ａに連結されている。

＜スタビライザーリンク構造＞次に、図３および図４を参照して、本実施形態のスタビライザーリンクの構造および機能について説明する。

図３は、本実施形態のスタビライザーリンクの平面図（ａ）、側面図（ｂ）、背面図（ｃ）、（ｂ）のＡ−Ａ断面図（ｄ）、（ｂ）のＢ方向から見た図（ｅ）および（ｅ）のＣ方向から見た図（ｆ）である。図４は、本実施形態の車両のフロントサスペンションにおいて操舵輪が最大操舵角且つストラット組立体が最も縮んだ最大ストローク状態でのスタビライザーリンクとストラット組立体に取り付けられている付属部品との位置関係を示す図である。

スタビライザーリンク４１は、円柱状の中央部４２と、中央部４２から各端部４３、４４に延びるアーム部４５と、を有する長尺状の部材である。また、中央部４２およびアーム部４５の端部４５ａは円形断面を有する。スタビライザーリンク４１の一端部４３には、ダンパーケース２２の取付部２２ａに連結される突起部４３ａがカバー部材４３ｃによりカバーされた状態で球状部４３ｂにより所定の範囲で揺動可能に支持されている。また、スタビライザーリンク４１の他端部４４には、スタビライザー４の端部４ｃに連結される突起部４４ａがカバー部材４４ｃによりカバーされた状態で球状部４４ｂにより所定の範囲で揺動可能に支持されている。また、図３（ｅ）に示すように、スタビライザーリンク４１の各端部４３、４４の突起部４３ａ、４４ａは、その中心軸線４３ｄ、４４ｄが所定の角度θをなすように反対方向に延びている。

アーム部４５の一端部４３と中央部４２との間には第１の凹形状部４５Ａが設けられ、アーム部４５の他端部４４と中央部４２との間には第２の凹形状部４５Ｂが設けられている。

第１の凹形状部４５Ａは、操舵輪５が最大操舵角且つ車輪支持部材２のサスペンション機構２１が最も縮んだ状態でストラット組立体２のダンパーケース２２に取り付けられている付属部品と対面する位置に設けられている。また、第２の凹形状部４５Ｂは、第１の凹形状部４５Ａと同形状であり、中央部４２を中心として点対称に設けられている。第１の凹形状部４５Ａと第２の凹形状部４５Ｂは、アーム部４５の中心軸線４５ｌに対して径方向にオフセットされるように外周面の一部が切り欠かれた形状を有する。

第１の凹形状部４５Ａおよび第２の凹形状部４５Ｂは、平面部４７ａ、４７ｂと、平面部４７ａ、４７ｂの両側に対向配置される傾斜部４６ａ、４６ｂと、を有する。傾斜部４６ａ、４６ｂは、中央部４２およびアーム部４５の端部４５ａから平面部４７ａ、４７ｂに向かって徐々に縮径した曲面形状を有する。第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂにおいて、平面部４７ａ、４７ｂの長さや幅あるいは傾斜部４６ａ、４６ｂの形状や傾斜角は互いに同一形状とされる。このように、スタビライザーリンク４１は、断面円形の中央部４２およびアーム部４５の端部４５ａと、平面部４７ａ、４７ｂおよび傾斜部４６ａ、４６ｂを有する第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂが同形状で点対称に形成されていることにより、スタビライザーリンク４１における第１の凹形状部４５Ａと第２の凹形状部４５Ｂの強度を均一にして、最も剛性が高い中央部４２に座屈荷重が集中するように構成することができる。

なお、スタビライザーリンク４１における周辺部品と干渉する箇所のみをオフセットする構成では、オフセットした箇所に屈折荷重が集中し、折れ曲がる恐れがある。また、第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂを点対称ではなく、同じ向きにオフセットした構成では、オフセットした側に折れ曲がる可能性がある。

第１の凹形状部４５Ａと第２の凹形状部４５Ｂの平面部４７ａ、４７ｂは、アーム部４５の中央部４２の直径をＲとすると、アーム部４５の外周面から中心軸線Ｏに向けて所定の深さ位置ｔ（図３（ｄ）の中心Ｏから（Ｒ／２−ｔ）の位置）に形成されており、所定の深さ位置ｔは、中心軸線Ｏよりも浅い位置（ｔ＜Ｒ／２）に設定される。換言すると、第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂは、アーム部４５の断面を円形とした場合に、平面部４７ａ、４７ｂが外周面から円の中心Ｏに向けて所定の深さ位置ｔまで切り欠かれた形状とされる。これにより、スタビライザーリンク４１に入力される座屈荷重に対する第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂの強度を確保している。詳しくは、スタビライザーリンク４１のアーム部４５における平面部４７ａ、４７ｂと、平面部４７ａ、４７ｂの両側に対向配置される傾斜部４６ａ、４６ｂとにより、スタビライザーリンク４１に入力される座屈荷重に対する第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂの強度を確保することができる。

上述したように第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂが中央部４２を中心として点対称に設けられるということは、第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂにおける傾斜部４６ａ、４６ｂと平面部４７ａ、４７ｂが、アーム部４５の中心軸線４５ｌに対して径方向に対称な形状を有し、かつアーム部４５の中心軸線４５ｌに対して１８０度反転した方向に向き、かつ中央部４２を中心として対称な位置関係となっていると言い換えることができる。

そして、スタビライザーリンク４１には、ダンパーケース２２に取り付けられるＡＢＳセンサやブレーキホース等の付属部品（不図示）とのクリアランスを確保するようにオフセットされた第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂが設けられているので、図４に示すように、操舵輪が最大操舵角且つストラット組立体２が最も縮んだ最大ストローク状態（ショックアブソーバー長が最短となるフルバンプ状態）であっても、スタビライザーリンク４１が、ダンパーケース２２に取り付けられたＡＢＳセンサやブレーキホース等の付属部品５０と干渉しないようにレイアウトできる。なお、スタビライザーリンク４１と付属部品との干渉防止は、上述した最大操舵角且つフルバンプ状態だけでなく、最大操舵角でもフルバンプ状態でもない定常状態でも同様の効果が得られる。さらに、転舵していないフルバンプ状態でも同様の効果が得られる。

また、図１に示す車体前後方向から見て、スタビライザーリンク４１の鉛直方向に対する傾きを抑え、スタビライザーリンク４１の上端部４３とダンパーケース２２との連結部２２ｂおよびスタビライザーリンク４１の下端部４４とスタビライザー４との連結部４ｂをキングピン軸Ｋに近づけて、スタビライザーリンク４１をストラット組立体２のダンパーケース２２と略平行に配置することができるので、スタビライザー４からの入力により前輪を転舵させるようなモーメントが発生することを抑制し、ハンドリングを向上させることができる。

また、スタビライザーリンク４１に入力される座屈荷重を円柱状（断面円形）の中央部４２に集中させることができるので、例えば、ストラット組立体２がフルバンプ状態で、さらに地面の凸部などに前輪が乗り上げた場合にスタビライザーリンク４１へ入力される座屈荷重によってスタビライザーリンク４１が座屈することを防止できる。

さらに、第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂに相当する分だけコストダウンが図れると共に、スタビライザーリンク４１を軽量化できるので、バネ下重量を低減でき、車両の乗り心地を向上させることができる。

以上のように、本実施形態の車両のフロントサスペンション構造によれば、周辺部品との干渉を避けながらスタビライザーリンクを最適な位置にレイアウトし、ハンドリングを向上させることができる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

本実施形態の車両のサスペンション構造は、前輪だけでなく後輪にも用いることができる。

また、本実施形態のフロントサスペンション構造は、自動車以外の他の車両にも適用できることは言うまでもない。

［実施形態のまとめ］
＜第１の態様＞
車体Ｍと操舵輪５との間に配置され、操舵輪５を回転可能且つキングピン軸Ｋまわりに枢動可能に支持する車輪支持部材２と、
一端部がスタビライザーの端部４３に枢着され、他端部４４が連結手段２２ａにより車輪支持部材２に連結されるスタビライザーリンク４１と、を備える車両のフロントサスペンション構造１において、
スタビライザーリンク４１は、円柱状の中央部４２と、中央部４２から各端部４３、４４に延びるアーム部４５と、を有し、
アーム部４５の一端部４３と中央部４２との間には第１の凹形状部４５Ａが設けられ、アーム部の他端部４４と中央部４２との間には第２の凹形状部４５Ｂが設けられ、
第１の凹形状部４５Ａは、車輪支持部材２に取り付けられている部品と対面する位置に設けられ、
第２の凹形状部４５Ｂは、第１の凹形状部４５Ａと同形状であり、中央部４２を中心として点対称に設けられていることを特徴とする。

第１の態様によれば、スタビライザーリンク４１は、車輪支持部材２に取り付けられているＡＢＳセンサやブレーキホース等の付属部品に対して第１の凹形状部４５Ａによりオフセットして配置されるので、スタビライザーリンク４１が、車輪支持部材２に取り付けられている付属部品と干渉しないように構成できる。

また、車体前後方向から見て、スタビライザーリンク４１と車輪支持部材２およびスタビライザー４との各連結部２２ｂ、４ｂを結ぶ線の鉛直方向に対する傾きを抑え、スタビライザーリンク４１をキングピン軸Ｋに近づけて車体支持部材２と略平行に配置することができるので、スタビライザー４からの入力により前輪を転舵させるようなモーメントが発生することを抑制し、ハンドリングを向上させることができる。

また、スタビライザーリンク４１に入力される座屈荷重を円柱形状の中央部４２に集中させることができるので、例えば、地面の凸部などに前輪が乗り上げた場合にスタビライザーリンク４１へ入力される座屈荷重によって、スタビライザーリンク４１が座屈するのを防止することができる。

さらに、凹形状部４５Ａ、４５Ｂに相当する分だけコストダウンが図れると共に、スタビライザーリンク４１を軽量化できるので、バネ下重量を低減でき、車両の乗り心地を向上させることができる。

＜第２の態様＞
第２の態様において、第１の凹形状部４５Ａと第２の凹形状部４５Ｂは、
アーム部４５の外周から中心軸線Ｏに向けて所定の深さ位置ｔに形成されており、
所定の深さ位置ｔは、中心軸線Ｏよりも浅い位置（ｔ＜ｒ））に設定されることを特徴とする。

第２の態様によれば、スタビライザーリンク４１に入力される座屈荷重に対する第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂの強度を確保することができる。

＜第３の態様＞
第２の態様において、第１の凹形状部４５Ａおよび第２の凹形状部４５Ｂは、
平面部４７ａ、４７ｂと、当該平面部４７ａ、４７ｂの両側に対向配置される傾斜部４６ａ、４６ｂと、を有し、
平面部４７ａ、４７ｂが所定の深さ位置ｔに形成されていることを特徴とする。

第３の態様によれば、スタビライザーリンク４１のアーム部４５における平面部４７ａ、４７ｂと、平面部４７ａ、４７ｂの両側に対向配置される傾斜部４６ａ、４６ｂとにより、スタビライザーリンク４１に入力される座屈荷重に対する第１および第２の凹形状部４５Ａ、４５Ｂの強度を確保することができる。

＜第４の態様＞
第３の態様において、中央部４２およびアーム部４５の端部４５ａは円形断面を有し、
傾斜部４６ａ、４６ｂは、中央部４２およびアーム部４５の端部４５ａから平面部４７ａ、４７ｂに向かって徐々に縮径していることを特徴とする。

第４の態様によれば、スタビライザーリンク４１における第１の凹形状部４５Ａと第２の凹形状部４５Ｂの強度を均一にして、最も剛性が高い中央部４２に座屈荷重が集中するように構成することができる。

＜第５の態様＞
第１から第４のいずれかの態様において、第１の凹形状部４５Ａは、少なくとも車輪支持部材２のサスペンション機構２１が最も縮んだ状態で車輪支持部材２に取り付けられている部品と対面する位置に設けられている。

第５の態様によれば、車体支持部材２のサスペンション機構２１が最も縮んだ最大ストローク状態で、スタビライザーリンク４１が、車輪支持部材２に取り付けられている付属部品と干渉しないように構成できる。

１…車両のフロントサスペンション構造
２…ストラット組立体
３…ロアアーム
４…スタビライザー
５…前輪（操舵輪）
６…タイロッド
７…取付ブラケット
２１…ショックアブソーバー
２２…ダンバーケース
２３…コイルスプリング
２４…アッパースプリングシート
２５…ロアスプリングシート
２６…アッパーマウント
３０…ハブキャリア
４１…スタビライザーリンク
４２…中央部
４３、４４…端部
４５…アーム部
４５Ａ、４５Ｂ…第１、第２の凹形状部
４６ａ、４６ｂ…傾斜部
４７ａ、４７ｂ…平面部
Ｋ…キングピン軸

Claims (5)

1. 車体と操舵輪との間に配置され、前記操舵輪を回転可能且つキングピン軸まわりに枢動可能に支持する車輪支持部材と、
   一端部がスタビライザーの端部に枢着され、他端部が連結手段により前記車輪支持部材２に連結されるスタビライザーリンクと、を備える車両のフロントサスペンション構造において、
   前記スタビライザーリンクは、円柱状の中央部と、前記中央部から各端部に延びるアーム部と、を有し、
   前記アーム部の一端部と前記中央部との間には第１の凹形状部が設けられ、前記アーム部の他端部と前記中央部との間には第２の凹形状部が設けられ、
   前記第１の凹形状部は、前記車輪支持部材に取り付けられている部品と対面する位置に設けられ、
   前記第２の凹形状部は、前記第１の凹形状部と同形状であり、前記中央部を中心として点対称に設けられていることを特徴とする車両のフロントサスペンション構造。
2. 前記第１の凹形状部と前記第２の凹形状部は、
   前記アーム部の外周から中心軸線に向けて所定の深さ位置に形成されており、
   前記所定の深さ位置は、前記中心軸線よりも浅い位置に設定されることを特徴とする請求項１に記載の車両のフロントサスペンション構造。
3. 前記第１の凹形状部および前記第２の凹形状部は、
   平面部と、当該平面部の両側に対向配置される傾斜部と、を有し、
   前記平面部が前記所定の深さ位置に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両のフロントサスペンション構造。
4. 前記中央部および前記アーム部の端部は円形断面を有し、
   前記傾斜部は、前記中央部および前記アーム部の端部から平面部に向かって徐々に縮径していることを特徴とする請求項３に記載の車両のフロントサスペンション構造。
5. 前記第１の凹形状部は、少なくとも前記車輪支持部材のサスペンション機構が最も縮んだ状態で前記車輪支持部材に取り付けられている部品と対面する位置に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両のフロントサスペンション構造。

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