JP2023074277A - サスペンション装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】旋回初期の応答性を向上したサスペンション装置を提供する。【解決手段】車両の後輪RWが取り付けられるハウジング20と、両端部が車幅方向に離間して配置されハウジングと車体とを連結する複数のリンク40,50,60と、ハウジングから車両前方側へ突出してハウジングと一体に形成されたラジアスアーム30と、ラジアスアームの前端部に設けられラジアスアームと車体とを弾性体313を介して連結するとともに、車幅方向における位置が後輪の接地点中心C1よりも車幅方向内側に配置されたラジアスアームブッシュ31とを備えるサスペンション装置1を、ラジアスアームブッシュは、ラジアスアームの下部が上部に対して車幅方向外側へ変位する方向の回動に対する剛性が、逆方向の回動に対する剛性に対して高い構成とする。【選択図】図4

Description

本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置に関する。
自動車等の車両のサスペンション装置は、車輪を回転可能に支持するハブベアリングハウジング(以下ハウジングと称する)を、サスペンションリンクによって車体に対してストローク可能に連結し構成されている。
サスペンションリンクの端部(節点)は、例えば円筒ゴムブッシュ等の弾性部材を介して、ハウジング又は車体に対して揺動可能に連結される。
弾性部材を有するサスペンション装置に関する技術として、特許文献1には、トレーリングアーム型独立懸架装置の乗り心地及び操縦安定性を向上させるため、トレーリングアーム前端部に設けられる円筒ゴムブッシュにおいて、ゴムブッシュに設けられた一対の空所が、車両前後方向との間に後傾角を有して配置されることが記載されている。
特許文献2には、後輪が取り付けられるリアホイールサポートから前方へ突出したスイングアームの前端部を、ゴムブッシュを介して車体に取り付けることが記載されている。
また、ゴムブッシュの前後に空洞を設けるとともに、ゴムブッシュの上下に金属板をインサートすることで、弾性支持特性を前後方向と上下方向で異ならせることが記載されている。
特開2000-118220号公報 実公平05- 44162号公報
従来、サスペンション装置の特性や配置による操縦安定性の向上は、旋回開始初期の操舵に対する応答が収束した後の定常状態に主眼を置いて研究がなされる場合が多かった。
しかし、ドライバが実際に車両を運転する際の車両のコントロール性を評価するうえでは、定常状態に至るまでの過渡応答状態における操舵応答が重要となる。
旋回開始時のリアサスペンションの挙動に着目すると、最初にタイヤ接地荷重の変動に応じたトー変化である上下力ステアの影響を受ける。この領域では、ショックアブソーバはフリクションによりスティックし、ストロークしない状態となっている。
例えば、ハウジングと一体に形成され前方側へ突出したラジアスアームの前端部を、ラジアスアームブッシュを介して車体に取り付けたラジアスアーム式のサスペンション装置が知られている。
ラジアスアーム式のサスペンション装置の場合、ラジアスアームブッシュが後輪の接地点中心に対して車幅方向内側に配置されたジオメトリとなることが多い。
このようなジオメトリとした場合、タイヤ接地荷重が増加する際に、ラジアスアームの下部が上部に対して車幅方向外側へ変位する方向に、ラジアスアームとハウジング全体がねじられるような回動が発生する。
この場合、上下力ステアによって後輪が先ずトーアウト傾向となり、その後サスペンションストロークに応じたトー変化であるロールステアにより、トーイン方向に戻る挙動を示す場合がある。
このように、旋回開始から旋回外側の後輪にトーイン方向へのトー変化が発生するまでの時間的な遅れが大きくなると、車両のコントロール性が低下する原因となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、旋回初期の応答性を向上したサスペンション装置を提供することである。
上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係るサスペンション装置は、車両の後輪を回転可能に支持するハブベアリングが取り付けられるハウジングと、両端部が車幅方向に離間して配置され前記ハウジングと車体とを連結する複数のリンクと、前記ハウジングから車両前方側へ突出して前記ハウジングと一体に形成されたラジアスアームと、前記ラジアスアームの前端部に設けられ前記ラジアスアームと車体とを弾性体を介して連結するとともに、車幅方向における位置が前記後輪の接地点中心よりも車幅方向内側に配置されたラジアスアームブッシュとを備えるサスペンション装置であって、前記ラジアスアームブッシュは、前記ラジアスアームの下部が上部に対して車幅方向外側へ変位する方向の前記ラジアスアームの前記車体に対する回動に対する剛性が、前記ラジアスアームの下部が上部に対して車幅方向内側へ変位する方向の前記ラジアスアームの前記車体に対する回動に対する剛性に対して高いことを特徴とする。
本発明によれば、旋回外輪側の後輪では、タイヤ接地荷重の増加に起因するトーアウト方向へのトー変化を伴うラジアスアームのねじり回動を抑制することにより、トーイン方向へのトー変化を早期化し、ドライバのハンドル操作に対する車両挙動の時間応答遅れを小さくすることができる。
これにより、ドライバと車両との間の操作、応答、修正操作のサイクルが早まり、操作の正確性を高めることができる。
一方、旋回内輪側では、タイヤ接地荷重の減少に起因するトーイン方向へのトー変化を伴うラジアスアームのねじり回動を許容し、内輪側のタイヤのグリップを効果的に利用することができる。
本発明において、前記ラジアスアームブッシュは、両端部が車幅方向に離間して配置され前記車体と前記ラジアスアームの一方に固定される内筒と、前記内筒が挿入され前記車体と前記ラジアスアームの他方に固定される外筒と、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面との間に設けられた弾性体とを有し、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面との間において、前記回動の中心軸よりも車幅方向内側でありかつ上方側の領域と、前記回動の中心軸よりも車幅方向外側でありかつ下方側の領域との少なくとも一方に、前記弾性体よりも硬質の材料からなる変形抑制部を設けた構成とすることができる。
これによれば、変形抑制部が圧縮される方向への変形に対する弾性体の剛性を効果的に高めることができる。
また、変形抑制部の配置、形状などにより、剛性が高くなる変形の方向や剛性の増加量を容易に設定することができる。
本発明において、前記変形抑制部は、内筒の外周面から突出するとともに前記外筒の内周面と間隔を隔てて配置された突出部を有する構成とすることができる。
これによれば、内筒に突出部を設けた状態で内筒と外筒との間に弾性体の材料(一例として流動性を有する未加硫ゴム)を充填することにより、上述した特性を有するラジアスアームブッシュを容易に製造することができる。
本発明において、前記弾性体は、前記内筒の中心軸方向から見たときに前記変形抑制部に対して前記内筒の周方向に離間した箇所に配置された空隙部を有する構成とすることができる。
これによれば、ラジアスアームの前後方向の支持剛性を低下させて車両の乗り心地を向上することができる。
また、ラジアスアームのサスペンション装置のストローク方向の支持剛性を低下させて、サスペンション装置の動きをスムースにすることができる。
以上説明したように、本発明によれば、旋回初期の応答性を向上したサスペンション装置を提供することができる。
本発明を適用したサスペンション装置の実施形態を上方から見た構成を示す模式的平面視図である。 実施形態のサスペンション装置を車両側方から見た構成を示す模式的側面視図である。 実施形態のサスペンション装置を車両前方から見た構成を示す模式的前面視図である。 実施形態のサスペンション装置に設けられるラジアスアームブッシュの断面図である。 図4のV-V部矢視断面図である。
以下、本発明を適用したサスペンション装置の実施形態について説明する。
実施形態のサスペンション装置は、例えば乗用車等の自動車の後輪を支持するリアサスペンションである。
図1は、実施形態のサスペンション装置を上方から見た構成を示す模式的平面視図である。
図2は、実施形態のサスペンション装置を車両側方から見た構成を示す模式的側面視図である。
図3は、実施形態のサスペンション装置を車両前方から見た構成を示す模式的前面視図である。
後輪RWを支持するサスペンション装置1は、リアサブフレーム10、ハウジング20、ラジアスアーム30、フロントラテラルリンク40、リアラテラルリンク50、アッパリンク60、ショックアブソーバ70、スプリング80等を有する。
リアサブフレーム10は、図示しない車体後部の下部に取り付けられ、サスペンション装置1の基部となる部材である。
リアサブフレーム10は、フロントメンバ11、リアメンバ12、サイドメンバ13、フロントブッシュ14、リアブッシュ15、フロントラテラルリンクブラケット16、アッパリンクブラケット17等を有する。
フロントメンバ11は、リアサブフレーム10の前部に設けられ、車幅方向に沿って延びた梁状の部材である。
リアメンバ12は、リアサブフレーム10の後部に設けられ、車幅方向に沿って延びた梁状の部材である。
フロントメンバ11とリアメンバ12は、前後方向に間隔を開けて配置されている。
フロントメンバ11、リアメンバ12の車幅方向における両端部には、フロントブッシュ14、リアブッシュ15がそれぞれ圧入される円筒部が設けられている。
サイドメンバ13は、フロントメンバ11の車幅方向における中間部の後部と、リアメンバ12の車幅方向における中間部の前部とを連結し、車両前後方向に延在する梁状の部材である。
サイドメンバ13は、車幅方向に離間して一対が設けられる。(図1では片側のみ図示)
フロントメンバ11、リアメンバ12、サイドメンバ13は、例えば、鋼板をプレス成型したパネルを集成して溶接すること等により、長手方向と直交する平面で切って見た断面形状が閉断面となるように形成されている。
フロントブッシュ14、リアブッシュ15は、リアサブフレーム10を、図示しない車体に、例えばゴム等の防振効果を有する弾性体を介して連結する部材である。
フロントブッシュ14は、フロントメンバ11の車幅方向における両端部に設けられる。
リアブッシュ15は、リアメンバ12の車幅方向における両端部に設けられる。
フロントブッシュ14、リアブッシュ15として、例えば、中心軸を上下方向に沿わせて配置した円筒ゴムブッシュを用いることができる。
フロントブッシュ14、リアブッシュ15は、例えば、同心の二重筒状に配置された内筒と外筒との間に、ゴムを充填し、加硫接着した構成とすることができる。
フロントブッシュ14、リアブッシュ15の外筒は、フロントメンバ11、リアメンバ12の両端部の円筒部に圧入される。
フロントブッシュ14、リアブッシュ15の内筒は、例えばボルト等の機械的締結手段によって、車体側に締結される。
フロントラテラルリンクブラケット16は、フロントラテラルリンク40のフロント内側ブッシュ42が取り付けられる基部である。
フロントラテラルリンクブラケット16は、サイドメンバ13の前後方向における中間部の下部から、車幅方向外側に突出して形成されている。
アッパリンクブラケット17は、アッパリンク60のアッパ内側ブッシュ62が取り付けられる基部である。
アッパリンクブラケット17は、サイドメンバ13の前後方向における中間部の上部から、車幅方向外側に突出して形成されている。
リアサブフレーム10は、フロントブッシュ14、リアブッシュ15の弾性変形により、厳密には車体本体に対して微小な変位を示すが、本明細書、特許請求の範囲においては、車体の一部(サスペンション装置1のリンク類の車体側取付部)であるものとして取り扱う。
ハウジング20は、後輪RWが締結される図示しないハブを回転可能に支持する図示しないハブベアリングを、収容し、保持する部材(ハブナックル)である。
ハウジング20は、以下説明するラジアスアーム30、フロントラテラルリンク40、リアラテラルリンク50、アッパリンク60により、車体に対して後輪RWが上下動する方向に、ストローク可能に支持されている。
ラジアスアーム30は、ハウジング20の前部から車両前方側に突出し、ハウジング20と一体に形成されたアーム状の部分である。
ラジアスアーム30の前端部には、ラジアスアームブッシュ31が設けられている。
ラジアスアームブッシュ31として、例えば、車幅方向に沿った中心軸を有する円筒ゴムブッシュ等の弾性体ブッシュを用いることができる。
ラジアスアームブッシュ31の外筒312(図4,5参照)はラジアスアーム30の前端部に固定され、内筒311は図示しない車体に、後輪RWの前端部よりも車両前方側で締結される。
ラジアスアーム30及びハウジング20は、ラジアスアームブッシュ31の中心軸回りに、車体に対して揺動可能となっている。
図2に示すように、ラジアスアームブッシュ31の中心は、後輪RWの回転中心に対して、車両の定常状態(いわゆる1G状態)において、高い位置に配置されている。
図1、図3に示すように、ラジアスアームブッシュ31の中心C2は、後輪RWの接地点中心C1に対して、車幅方向における位置が内側に配置されている。
なお、本明細書、特許請求の範囲において、ラジアスアームブッシュ31の中心とは剛性の中心(剛心)を意味するものとし、本実施形態のラジアスアームブッシュ31の構成においては、剛心はラジアスアームブッシュ31の外筒311、内筒312の軸方向中心と一致する。
ラジアスアームブッシュ31の構成については、後に詳しく説明する。
フロントラテラルリンク40は、ハウジング20の下部かつ前部と、リアサブフレーム10のフロントラテラルリンクブラケット16との間に車幅方向にわたして設けられたリンク(サスペンションアーム)である。
なお、本明細書、特許請求の範囲において、「車幅方向にわたして」とは、各リンクの長手方向が厳密に車幅方向と一致するものに限らず、傾斜を有するものも含むものとする。
フロントラテラルリンク40は、両端部が車幅方向に離間するように配置されている。
フロントラテラルリンク40のハウジング20側の端部は、ハウジング20の下部かつ前部に、フロント外側ブッシュ41を介して揺動可能に連結されている。
フロントラテラルリンク40のリアサブフレーム10側の端部は、フロントラテラルリンクブラケット16に、フロント内側ブッシュ42を介して揺動可能に連結されている。
フロントラテラルリンク40は、後輪RWの中心に対して車両前方側に配置されている。
リアラテラルリンク50は、ハウジング20の下部かつ後部と、リアサブフレーム10のリアメンバ12の下部に設けられた図示しないブラケットとの間に車幅方向にわたして設けられたリンクである。
リアラテラルリンク50は、両端部が車幅方向に離間するように配置されている。
リアラテラルリンク50のハウジング20側の端部は、ハウジング20の下部かつ後部に、リア外側ブッシュ51を介して揺動可能に連結されている。
リアラテラルリンク50のリアサブフレーム10側の端部は、リアメンバ12の下部に、リア内側ブッシュ52を介して揺動可能に連結されている。
リアラテラルリンク50は、後輪RWの中心に対して車両後方側に配置されている。
フロントラテラルリンク40及びリアラテラルリンク50は、主に後輪RWのトー角の位置決めを行う機能を有する。
リアラテラルリンク50は、フロントラテラルリンク40に対して長さが大きくされ、その結果サスペンション装置1には、バンプ側(縮側)にストロークした際に、後輪RWがトーイン側へステアされるロールステア特性が与えられている。
アッパリンク60は、ハウジング20の上部と、リアサブフレーム10のアッパリンクブラケット17との間に車幅方向にわたして設けられたリンクである。
アッパリンク60は、両端部が車幅方向に離間するように配置されている。
アッパリンク60のハウジング20側の端部は、ハウジング20の上部に、アッパ外側ブッシュ61を介して揺動可能に連結されている。
アッパリンク60のリアサブフレーム10側の端部は、アッパリンクブラケット17に、アッパ内側ブッシュ62を介して揺動可能に連結されている。
アッパリンク60は、車両前後方向における位置が、後輪RWの中心の上方に配置されている。
アッパリンク60は、フロントラテラルリンク40及びリアラテラルリンク50と協働して、主に後輪RWのキャンバ角の位置決めを行う機能を有する。
上述した各外側ブッシュ、各内側ブッシュとして、例えば、車両前後方向に沿った中心軸を有する円筒ゴムブッシュ等の弾性体ブッシュを用いることができる。
例えば、各リンクに設けられた円筒部に圧入される外筒の内周面と、リアサブフレーム10又はハウジング20に締結される内筒の外周面との間に、加硫接着されたゴム等の弾性材料を設ける構成とすることができる。
ショックアブソーバ70は、サスペンション装置1のストローク発生時に、ストローク速度(伸縮速度)の増加に応じて増加する減衰力を発生する減衰要素である。
ショックアブソーバ70として、例えば、ストローク時に作動油が通過するオリフィスを有する油圧式緩衝器を用いることができる。
ショックアブソーバ70の上端部71は、例えば、防振ゴムマウントを介して車体に取り付けられる。
ショックアブソーバ70の下端部72は、例えば、円筒ゴムブッシュ等の弾性体ブッシュを介して、ハウジング20に揺動可能に連結される。
スプリング80は、サスペンション装置1のストローク量に応じた反力を発生するばね要素である。
スプリング80として、例えば圧縮コイルばねを用いることができる。
スプリング80は、ショックアブソーバ70の後方側に配置されるとともに、伸縮軸線(コイル巻中心)が上下方向に沿って配置されている。
スプリング80の上端部及び下端部は、車体及びリアラテラルリンク50に設けられた図示しないスプリングシートに当接している。
以下、実施形態におけるラジアスアームブッシュ31の構成について、より詳細に説明する。
図4は、実施形態のサスペンション装置に設けられるラジアスアームブッシュの断面図である。
図5は、図4のV-V部矢視断面図である。
図4は、ラジアスアームブッシュ31を車幅方向と直交する平面で切って見た断面図である。図4は、後述する下側突出部315が設けられている箇所の断面を示す図(図5のIV-IV部矢視断面図)である。
ラジアスアームブッシュ31は、内筒311、外筒312、弾性体313、上側突出部314、下側突出部315、前側空隙部316、後側空隙部317等を有する。
内筒311は、円筒状の部材である。
内筒311は、例えば鋼などの金属材料や、エンジニアリングプラスティックなどの弾性体313よりも硬質(高硬度)かつ弾性率が大きい材料によって形成されている。
内筒311は、例えばボルト-ナット等の機械的締結手段により、車体の図示しないサイドフレームから下方に突出した図示しないブラケットに締結される。
内筒311の中心軸は、車幅方向に沿って配置されている。
外筒312は、内筒311の外径よりも大きい内径を有する円筒状の部材である。
外筒312は、例えば鋼などの金属材料や、エンジニアリングプラスティックなどの弾性体313よりも硬質(高硬度)かつ弾性率が大きい材料によって形成されている。
内筒311は、外筒312の内径側に挿入される。
内筒311の外周面と、外筒312の内周面とは、これらの径方向に間隔を隔てて配置されている。
内筒311は、ラジアスアームブッシュ31への負荷が生じていない中立状態において、外筒312と同心に配置される構成とすることができる。
内筒311の軸方向における両端部は、外筒312の両端部から内筒311の軸方向に突き出して配置されている。
外筒312は、ラジアスアーム30の前端部に固定されている。
外筒312は、例えば、ラジアスアーム30の前端部に設けられる円筒部に、圧入され固定される構成とすることができる。
外筒312の中心軸は、車両の定常状態(ピッチ、ロール、バウンス等の顕著な挙動が発生していない状態)において、車幅方向に沿うように配置されている。
弾性体313は、内筒311の外周面と、外筒312の内周面との間に充填されている。
弾性体313は、内筒311、外筒312の材料に対して軟質(低高度)かつ弾性率が小さい材料によって形成されている。
弾性体313は、例えば、合成ゴム、天然ゴムなどのゴム系材料や、エラストマ、ウレタンなどの弾性を有する各種材料によって形成することができる。
例えば合成ゴム系材料を用いる場合、弾性体313は、流動性を有する未加硫のゴムを内筒311の外周面と外筒312の内周面との間に充填し、加熱することで加硫して形成することができる。このとき、弾性体313は、内筒311、外筒312とそれぞれ加硫接着により接合される。
上側突出部314、下側突出部315は、内筒311の外周面から突出して設けられたブロック状の部材である。
上側突出部314、下側突出部315は、例えば、エンジニアリングプラスティックや金属材料などの弾性体313の材料よりも硬質かつ弾性率が大きい材料によって形成されている。
上側突出部314、下側突出部315は、内筒311とは別部品として形成した後に内筒311に固定してもよい。
また、上側突出部314、下側突出部315は、内筒311と一体に形成してもよい。
上側突出部314、下側突出部315は、上述した弾性体313の材料(未加硫ゴム等)の充填前に予め内筒311に設けられる。これにより、上側突出部314、下側突出部315は、弾性体313の内部に挿入された状態となっている。上側突出部314、下側突出部315の表面は、弾性体313と加硫接着される。
上側突出部314、下側突出部315が最も内筒311から張り出した突端面と、外筒312の内周面との間には弾性体313の一部が介在するが、この部分の弾性体313の内筒311の径方向における厚さは、他の部位に対して局所的に小さくなっている。
ここで、車輪の接地点中心をC1、ラジアスアームブッシュ31の中心(剛心であるが、ここでは内筒311の軸方向中心(車幅方向中央)と一致する)をC2とし、C1とC2とを結ぶ直線L1を設定する。この直線L1は、後輪RWのタイヤ接地荷重の変動に応じたラジアスアーム30のねじり回動の中心軸となる。
図4に示すように、上側突出部314、下側突出部315は、内筒311の軸方向(車幅方向)から見たときに、ラジアスアームブッシュ31の中心C2を通り、かつ、直線L1と直交する直線と重畳するよう配置されている。
上側突出部314は、直線L1よりも上方側に設けられている。
下側突出部315は、直線L1よりも下方側に設けられている。
直線L1が、車両後方側が下がる方向に傾斜しているため、上側突出部314は、内筒311の中心軸に対して、中心位置が車両後方側にオフセットして配置されている。また、下側突出部315は、内筒311の中心軸に対して、中心位置が車両後方側にオフセットして配置されている。
図5に示すように、上側突出部314は、内筒311の軸方向(車幅方向)における中央部よりも車幅方向内側の領域にのみ設けられている。
また、下側突出部315は、内筒311の軸方向における中央部よりも車幅方向外側の領域にのみ設けられている。
図4に示すように、前側空隙部316、後側空隙部317は、弾性体313をラジアスアームブッシュ31の軸方向に貫通して形成された中空部分(すぐり)である。
前側空隙部316、後側空隙部317は、例えば、ラジアスアームブッシュ31の軸方向から見た平面形が、ラジアスアームブッシュ31の径方向と直交する長軸方向を有する長円状に形成されている。
前側空隙部316は、ラジアスアームブッシュ31の軸方向から見たときに、内筒311の中心軸回りにおける位置(位相)が、上側突出部314と下側突出部315との間であって、車両前方側の領域に配置されている。
前側空隙部316の中心は、内筒311の中心軸に対して上方側かつ前方側に配置されている。
後側空隙部317は、ラジアスアームブッシュ31の軸方向から見たときに、内筒311の中心軸回りにおける位置(位相)が、上側突出部314と下側突出部315との間であって、車両後方側の領域に配置されている。
後側空隙部317の中心は、内筒311の中心軸に対して下方側かつ後方側に配置されている。
前側空隙部316、後側空隙部317は、ラジアスアームブッシュ31の軸方向から見たときに、直線L1と重畳するように配置されている。
以上説明した構成により、ラジアスアームブッシュ31は、図5に示す状態において、内筒311を固定し、外筒312を時計回り方向(各突出部314,315が圧縮される方向)に回動させた場合のねじり剛性が、外筒312を反時計回り方向に回動させた場合のねじり剛性に対して高くなっている。
また、図4に示す状態において、内筒311を固定し、外筒312を直線L1に沿った斜め前後方向に変位させた場合の剛性が、前側空隙部316、後側空隙部317を設けない場合に対して低くなっている。
以下、このようなラジアスアームブッシュ31を備える実施形態のサスペンション装置1の作用、効果について説明する。
車両の旋回開始時に、先ずドライバの操舵操作等によって前輪に舵角が発生すると、前輪タイヤにスリップアングルが与えられ、前輪タイヤはスリップアングルに応じた横力(コーナリングフォース)を発生する。
前輪に作用したコーナリングフォースにより、車体は鉛直軸回りに回転するヨー挙動が発生し、前輪が発生した力の一部は車体のねじれを伴いつつ後輪RW側のサスペンション装置1に伝達される。
車両の旋回開始直後においては、後輪RW側のサスペンション装置1は、ショックアブソーバ70等のフリクションによって、ストローク方向の挙動が発生しないスティック状態となっている。
この状態で、旋回外輪側の後輪RWのタイヤ接地荷重が増加すると、後輪RWには、サスペンション装置1の各リンク類の幾何学的変位(ジオメトリ)及び剛性バランスに由来する、上下力ステアと称されるトー変化が発生する。
実施形態におけるサスペンション装置1のジオメトリにおいては、図1、図3に示すように、後輪RWの接地点中心C1が、ラジアスアームブッシュ31の中心C2に対して、車幅方向外側に配置されている。
このため、車両の旋回開始時の外輪側において、図3に示すように、タイヤ接地荷重の増加ΔFが発生すると、ラジアスアーム30には、C1とC2とを結んだ直線L1回りに、下部が上部に対して車幅方向外側に変位する方向の回転モーメントMが発生する。
この回転モーメントMに起因して、ラジアスアーム30及びハウジング20全体がねじられるような挙動が大きいと、旋回初期の後輪RWのトーアウト方向へのトー変化(上下力ステア)が増加する。
一般に、後輪用のサスペンション装置においては、車両のロール挙動が発生し、外輪側のサスペンション装置が縮側(バンプ側)にストロークすると、例えばフロントラテラルリンク40、リアラテラルリンク50の長さ、角度等の設定により、トーイン方向へのトー変化(ロールステア)が発生するようになっている。
後輪RWのタイヤが横力(コーナリングフォース)を発生し、車両が旋回するためには、外輪側の後輪RWに適度なトーインが与えられ、スリップアングルが発生することが必要である。
しかし、上述した上下力ステアによるトーアウト側へのトー変化が大きい場合、外輪の後輪RWがトーイン側へトー変化するまでの応答遅れが大きくなってしまう。
これに対し、実施形態によれば、上側突出部314、下側突出部315を設けたことにより、ラジアスアーム30の下部が上部に対して車幅方向外側に変位する方向の回動に対するラジアスアームブッシュ31の剛性を、逆方向(ラジアスアーム30の下部が上部に対して車幅方向内側に変位する方向)の回動に対する剛性よりも高くすることができる。
これにより、タイヤ接地荷重が増加する外輪側の後輪RWにおいて、ラジアスアーム30の下部が上部に対して車幅方向外側に変位する方向(図3に示すモーメントMの方向)の回動を抑制し、旋回初期のトーアウト方向へのトー変化を抑制し、トーイン側へのトー変化が発生する時期を早めることができ、操舵操作に対する車両の応答遅れを小さくすることができる。
一方、タイヤ接地荷重が減少する内輪側の後輪RWにおいては、ラジアスアーム30の下部が上部に対して車幅方向内側に変位する方向(図3に示すモーメントMと逆の方向)の回動が阻害されにくく、トーアウト側へのトー変化を促進してタイヤのグリップ力を有効に活用することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)旋回外輪側では、タイヤ接地荷重の増加に起因するトーアウト方向へのトー変化(上下力ステア)を伴うラジアスアーム30のねじり回動を抑制することにより、ロールステアによるトーイン方向へのトー変化の発生を早期化し、ドライバのハンドル操作に対する車両応答遅れを小さくすることができる。
これにより、ドライバと車両との間の操作、応答、修正操作のサイクルが早まり、操作の正確性を高めることができる。
一方、旋回内輪側では、タイヤ接地荷重の減少に起因するトーイン方向へのトー変化を伴うラジアスアーム30のねじり回動を許容し、トーアウト方向へのトー変化を促進し、内輪側のタイヤのグリップを効果的に利用することができる。
(2)ラジアスアームブッシュ31の内筒311の外周面と外筒312の内周面との間において、直線L1よりも車幅方向内側でありかつ上方側の領域と、直線L1よりも車幅方向外側でありかつ下方側の領域とに、弾性体313よりも硬質の材料からなる上側突出部314、下側突出部315を設けたことにより、突出部314,315が圧縮される方向への変形に対する弾性体313の剛性を効果的に高めることができる。
また、上側突出部314、下側突出部315の配置、形状などにより、剛性が高くなる変形の方向や剛性の増加量を容易に設定することができる。
(3)上側突出部314、下側突出部315が、内筒311の外周面から突出した構成とすることにより、内筒311と外筒312との間に弾性体313の材料である未加硫ゴムを充填し加硫することで、上述した特性を有するラジアスアームブッシュ31を容易に製造することができる。
(4)ラジアスアームブッシュ31の弾性体313は、内筒311の中心軸方向から見たときに、上側突出部314、下側突出部315に対して内筒311の周方向に離間した箇所に配置された空隙部316,317を有する構成とすることにより、ラジアスアーム30の前後方向の支持剛性を低下させて車両の乗り心地を向上することができる。
また、ラジアスアーム30のサスペンション装置1のストローク方向の支持剛性(内筒311の中心軸回りのねじり剛性)を低下させて、サスペンション装置1の動きをスムースにすることができる。
(変形例)
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)サスペンション装置及び車両の構成は、上述した実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
これらを構成する各部材の形状、構造、材質、製法、配置、数量等は、上述した実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、実施形態において、ラジアスアームブッシュは、内筒、外筒の中心軸が車幅方向に沿って配置されているが、本発明の効果が減殺されない程度の傾斜を有する構成とすることもできる。
また、サスペンション装置におけるラジアスアーム以外のリンク類の構成も特に限定されない。例えば、アッパリンクを前後に離間して複数配置する構成としてもよい。
さらに、ショックアブソーバ、スプリングの位置なども特に限定されない。
(2)実施形態においては、変形抑制部として内筒の外周面から突出した突出部を設けているが、変形抑制部の具体的構成は実施形態の構成に限らず、適宜変更することができる。
例えば、外筒の内周面から突出した突出部を設けてもよい。
また、弾性体の内部に、内筒の外周面、外筒の内周面からともに離間するように、弾性体に対して硬質の材料をインサート成型などにより埋設してもよい。
(3)実施形態においては、リアサブフレームを、例えば鋼板をプレス成型したパネルを集成して構成しているが、他の製法によってリアサブフレームを構成してもよい。
例えば、金属製の中空体の内部に水圧等の液圧を負荷して塑性変形させるハイドロフォーミングや、アルミニウム系合金の押出材などによってリアサブフレームを形成してもよい。
また、リアサブフレームを用いずに、車体本体や、車体本体に剛体的に結合されるクロスメンバ等にサスペンションリンクの一部又は全部を連結する構成としてもよい。
(4)実施形態において、サスペンション装置の各リンクブッシュは例えば円筒ゴムブッシュとしているが、これに限らず、例えばゴム以外の弾性体を有するブッシュを用いてもよい。
また、円筒ブッシュに限らず、例えばボールジョイント(スフェリカルベアリング)等、他の形態のブッシュを用いてもよい。
1 サスペンション装置 10 リアサブフレーム
11 フロントメンバ 12 リアメンバ
13 サイドメンバ 14 フロントブッシュ
15 リアブッシュ
16 フロントラテラルリンクブラケット
17 アッパリンクブラケット
20 ハウジング 30 ラジアスアーム
31 ラジアスアームブッシュ 311 内筒
312 外筒 313 弾性体
314 上側突出部 315 下側突出部
316 前側空隙部 317 後側空隙部
40 フロントラテラルリンク
41 フロント外側ブッシュ 42 フロント内側ブッシュ
50 リアラテラルリンク 51 リア外側ブッシュ
52 リア内側ブッシュ 60 アッパリンク
61 アッパ外側ブッシュ 62 アッパ内側ブッシュ
70 ショックアブソーバ 71 上端部
72 下端部 80 スプリング
RW 後輪 C1 後輪の接地点中心
C2 ラジアスアームブッシュの中心
L1 C1,C2を結んだ直線
L2 車両側面視においてC2を通り直線L1と直交する直線

Claims (4)

  1. 車両の後輪を回転可能に支持するハブベアリングが取り付けられるハウジングと、
    両端部が車幅方向に離間して配置され前記ハウジングと車体とを連結する複数のリンクと、
    前記ハウジングから車両前方側へ突出して前記ハウジングと一体に形成されたラジアスアームと、
    前記ラジアスアームの前端部に設けられ前記ラジアスアームと車体とを弾性体を介して連結するとともに、車幅方向における位置が前記後輪の接地点中心よりも車幅方向内側に配置されたラジアスアームブッシュと
    を備えるサスペンション装置であって、
    前記ラジアスアームブッシュは、前記ラジアスアームの下部が上部に対して車幅方向外側へ変位する方向の前記ラジアスアームの前記車体に対する回動に対する剛性が、前記ラジアスアームの下部が上部に対して車幅方向内側へ変位する方向の前記ラジアスアームの前記車体に対する回動に対する剛性に対して高いこと
    を特徴とするサスペンション装置。
  2. 前記ラジアスアームブッシュは、両端部が車幅方向に離間して配置され前記車体と前記ラジアスアームの一方に固定される内筒と、
    前記内筒が挿入され前記車体と前記ラジアスアームの他方に固定される外筒と、
    前記内筒の外周面と前記外筒の内周面との間に設けられた弾性体とを有し、
    前記内筒の外周面と前記外筒の内周面との間において、前記回動の中心軸よりも車幅方向内側でありかつ上方側の領域と、前記回動の中心軸よりも車幅方向外側でありかつ下方側の領域との少なくとも一方に、前記弾性体よりも硬質の材料からなる変形抑制部を設けたこと
    を特徴とする請求項1に記載のサスペンション装置。
  3. 前記変形抑制部は、内筒の外周面から突出するとともに前記外筒の内周面と間隔を隔てて配置された突出部を有すること
    を特徴とする請求項2に記載のサスペンション装置。
  4. 前記弾性体は、前記内筒の中心軸方向から見たときに前記変形抑制部に対して前記内筒の周方向に離間した箇所に配置された空隙部を有すること
    を特徴とする請求項2又は請求項3に記載のサスペンション装置。
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