JP2528603B2 - 自動車のサスペンション - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のサスペンショ
ンに関し、特に横力やブレーキ力等のホイール作用力に
対しホイールをトーイン変化させるようにしたものの改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のサスペンションにおい
ては、ホイールに対し旋回走行時での横力（コーナリン
グフォース）やブレーキ力等、前後・左右方向の外力が
作用した際に、該ホイールを走行方向に対し車体内側に
向くようトーイン変化させることが走行安定性の向上を
図る上で望ましい。

【０００３】一方、従来、このようなホイール作用力に
対してホイールをトーイン変化させるサスペンションと
しては、例えば特開昭５８−１８８７１０号公報に開示
されるように、車体に連結されたサスペンションアーム
等のサスペンション構成部材とホイールを回転自在に支
持するホイール支持部材とを一つのボールジョイントと
二つの弾性体ブッシュとでフロート結合し、かつ上記ボ
ールジョイントおよび弾性体ブッシュの配置位置をホイ
ール中心に対して適宜設定することにより、ホイール作
用力に対して上記ホイール支持部材が弾性体ブッシュの
変形によりボールジョイントを中心にしてホイールがト
ーイン変化するようにしたものが知られている。

【０００４】ここで、上記弾性体ブッシュのホイール作
用力による変形について詳しく説明すると、弾性体ブッ
シュの軸線方向（略車体前後方向又は略上下方向）の剛
性はその軸線と直交する方向の剛性よりも低くて弾性変
形し易くなっており、この軸線方向の弾性変形はホイー
ルのトーイン変化に直接寄与し、他方、軸線と直交する
方向の弾性変形、特に車幅方向の弾性変形は、ホイール
のトーイン変化時におけるホイール支持部材のサスペン
ション構成部材に対する捩れを許容してホイールのトー
イン変化に間接的に寄与している。この場合、ホイール
のトーイン変化時における揺動軸線（以下、トー変化揺
動軸線という）は、ホイール支持部材の支持点たる２つ
の弾性体ブッシュが共に車幅方向に捩れるので、ボール
ジョイントからこの両弾性体ブッシュ間の点を通ること
になる。

【０００５】また、ホイール作用力に対してホイールを
トーイン変化させることは、上記ホイール支持部材とサ
スペンション構成部材との３つの結合点を全て弾性体ブ
ッシュで構成し、これらの弾性体ブッシュの配置位置お
よび軸線方向を適宜設定することでも発揮することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に複数の弾性体ブッシュでホイール支持部材ないしホイ
ールを支持する場合、ホイール作用力により惹起される
各弾性体ブッシュでの捩り力およびそれによる捩れの割
合はホイール作用力の種類毎に異なるため、トー変化揺
動軸線は、全てのホイール作用力に対して共通するもの
ではなく、ホイール作用力の種類により複数の弾性体ブ
ッシュの間で変動する。このため、ホイールのトーイン
変化量の予測が困難となり、そのコントロールが確実に
できないという問題がある。

【０００７】また、上記弾性体ブッシュおよびボールジ
ョイントの配置構造において、特に、２つの弾性体ブッ
シュが車体内側から見たホイールセンター基準の水平−
垂直座標における垂直軸で仕切られる２つの領域に別々
に位置する場合、ボールジョイントと同じ領域に位置す
る弾性体ブッシュは、ボールジョイントと上記座標の水
平軸を挾んで上下に位置する関係にあるため、この弾性
体ブッシュが車幅方向に変形し易くなっていると、その
変形によりホイールのキャンバが大きく変化し、走行安
定性が却って損われるという問題もある。この問題は、
３つの弾性体ブッシュでホイール支持部材を支持するも
のにおいて、水平軸を挾んで上下別々に位置する２つの
弾性体ブッシュの剛性が大きく異なる場合にも起きる。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、上述の如くホイール支
持部材を３点で支持する場合、その支持点の配置および
剛性を適切に設定することにより、ホイールのトー変化
揺動軸線がホイール作用力の種類により変動せず、トー
コントロールを確実に行い得るようにするとともに、ホ
イールのキャンバ変化を抑制して走行安定性の向上を図
り得る自動車のサスペンションを提供せんとするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、車体に揺動自在に連結され
たサスペンション構成部材とホイールを回転自在に支持
するホイール支持部材とが第１〜第３の３つの支持点で
フロート結合され、上記ホイール支持部材は、ホイール
に車幅方向外方から内方に向う横力が作用した際上記支
持点の変位により第１の支持点を中心にしてホイールを
トーイン変化させるように設けられている自動車のサス
ペンションにおいて、車体内側から見たホイールセンタ
ー基準の水平−垂直座標において、上記第１の支持点を
第４象限に、上記第２の支持点を第１象限に、上記第３
の支持点を第３象限にそれぞれ配設するとともに、上記
第１〜第３の支持点の車幅方向の剛性を、高い順に第１
の支持点、第２の支持点、第３の支持点となるように設
定する構成とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明に従属し、その構成要素である第２及び第３の支持点
を具体的に示すものである。すなわち、上記第２及び第
３の支持点を弾性体ブッシュで構成する。また、上記ホ
イール支持部材に、上記第１の支持点を通りかつ車幅方
向に水平に延びるＭ軸回りの回転モーメントが作用した
際、該ホイール支持部材が上記Ｍ軸を中心として回転す
るとともに、該回転に対応してホイールをトーイン変化
させるように、上記第２及び第３の支持点の軸線方向を
設定するとともに、この第２及び第３の支持点の軸線方
向の剛性を、ほぼ等しく、軸線と直交する方向の剛性に
比べて低く設定する構成とする。

【００１１】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
ホイールに横力等の外力が作用した際該ホイールがトー
イン変化するとき、第１〜第３の３つの支持点のうち、
第１及び第２の支持点の車幅方向の剛性が第３の支持点
のそれよりも高く設定されて変位し難くなっているの
で、ホイールは、上記第１の支持点と第２の支持点とを
結ぶ軸線を中心にトーイン方向に揺動変化することにな
り、このトー変化揺動軸線はホイール作用力の種類によ
り変動することはない。

【００１２】しかも、上記第１及び第２の支持点は、車
体内側から見たホイールセンター基準の水平−垂直座標
において、それぞれ第４象限及び第１象限に配設され、
上記座標の水平軸を挟んで上下両側に位置しているた
め、この両支持点が車幅方向に変位し難くなっているこ
とによりホイールのキャンバ変化が抑制されることにな
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】図１は本発明をセミトレーリング式のリヤ
サスペンションに適用した一実施例を示し、１は略車体
前後方向に延びるサスペンション構成部材としてのセミ
トレーリングアームであって、該セミトレーリングアー
ム１の一端すなわち二又状の前端は、車幅方向に配設さ
れた車体構成部材としてのサブフレーム２に回動自在に
連結されている。また、３はホイール４を回転自在に支
持するホイール支持部材としてのホイールハブであり、
上記ホイール４には一端をディファレンシャル５に連結
したドライブシャフト６の他端が連結されている。その
他、図１中、７はショックアブソーバ、８はコイルスプ
リング、９はスタビライザである。

【００１５】そして、上記セミトレーリングアーム１の
後端とホイールハブ３とは、図２ないし図４にも示すよ
うに、１つのボールジョイントＰと第１及び第２の弾性
体ブッシュＲ1 ，Ｒ2 とによってフロート結合されてい
る。該ボールジョイントＰと第１及び第２弾性体ブッシ
ュＲ1 ，Ｒ2 とは、ホイールハブ３を支持する３つの支
持点を構成しており、ボールジョイントＰが請求項１記
載の発明における第１の支持点に、第１弾性体ブッシュ
Ｒ1 が第２の支持点に、第２弾性体ブッシュＲ2 が第３
の支持点にそれぞれ相当する。上記ボールジョイントＰ
と第１及び第２弾性体ブッシュＲ1 ，Ｒ2 との配置構造
は、車体内側から見たホイールセンターＯ基準の水平
（Ｘ軸）−垂直（Ｚ軸）座標において、ボールジョイン
トＰが第４象限に、第１弾性体ブッシュＲ1 が第１象限
に、第２弾性体ブッシュＲ2 が第３象限にそれぞれ位置
している。すなわち、上記第１及び第２弾性体ブッシュ
Ｒ1，Ｒ2 は、上記座標における垂直軸（Ｚ軸）で仕切
られる２つの領域に別々に位置し、かつ第１弾性体ブッ
シュＲ1 とボールジョイントＰとは、同じ領域で上記座
標の水平軸（Ｘ軸）を挟んで上下反対側に位置してい
る。

【００１６】また、上記第１弾性体ブッシュＲ1 は、そ
の軸線が車体後方外向きに若干傾斜しつつ略車体前後方
向に延びた状態に配置され、上記第２弾性体ブッシュＲ
2 は、その軸線が車体後方外向きに若干傾斜しつつ略上
下方向に延びた状態に配置されている。尚、図４におい
て、上記座標に対し、ホイールセンターＯ基準の水平左
右方向（車幅方向）のＹ軸を設定して直角座標系（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）が構成されており、座標系（Ｎ，Ｍ，Ｌ）は上
記座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を平行移動してボールジョイン
トＰの中心を原点とした座標系である。

【００１７】さらに、上記ボールジョイントＰ，第１弾
性体ブッシュＲ1 及び第２弾性体ブッシュＲ2 の各中心
点を含む三角形の取付面Ｑは、ホイール中心軸を含む垂
直面（つまり上記座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＹＺ面）との
交差線ｑにおいて、ホイール中心軸（Ｙ軸）上でのホイ
ールセンターＯとのオフセット量をＷ、ホイール接地面
上でのオフセット量をＧとし、かつ各々車体内側方向の
オフセットをプラス（＋）とすると、上記Ｗがプラス
（＋）量（つまり車体内側）で、Ｇがマイナス（−）量
（車体外側）となるように配置されている。

【００１８】以上のようなボールジョイントＰと第１及
び第２弾性体ブッシュＲ1 ，Ｒ2 との配置構造によっ
て、ホイール４に前後・左右方向の外力が作用した際、
ホイールハブ３が第１及び第２弾性体ブッシュＲ1 ，Ｒ
2 の変形によりボールジョイントＰを中心に回転してホ
イール４がトーイン変化するように構成されている。す
なわち、 (1) ホイール接地点に対して＋Ｙ方向の横力Ｓが作用
した場合、この横力Ｓは、ホイールハブ３ないし△ＰＲ
1 Ｒ2 の取付面Ｑに対しボールジョイントＰを中心とし
て略Ｌ軸回りに反時計方向に回転させるモーメント力と
して作用するので、上記取付面Ｑは第１及び第２弾性体
ブッシュＲ1 ，Ｒ2 の弾性変形によりＰを中心としてト
ーイン方向に回転変位し、ホイール４がトーイン変化す
ることになる。

【００１９】(2) ホイール接地点に対して＋Ｘ方向の
ブレーキ力Ｂが作用した場合、このブレーキ力Ｂは、取
付面Ｑに対しＧの（−）量によってボールジョイントＰ
を中心として略Ｌ軸回りに反時計方向に回転させるモー
メント力として作用するので、上記取付面ＱはＰを中心
としてトーイン方向に回転変位し、ホイール４がトーイ
ン変化することになる。

【００２０】(3) ホイールセンターＯに対して＋Ｘ方
向のエンジン制動力Ｅが作用した場合、このエンジン制
動力Ｅは、取付面Ｑに対しＷの（＋）量及びＧの（−）
量によってＰを中心として略Ｍ軸回りに時計方向に回転
させるモーメント力として作用する。その際、ホイール
センターＯの後方に位置する第１弾性体ブッシュＲ1の
軸線が車体前後方向に対し若干後方外向きに傾斜して配
置され、またホイールセンターＯの前方に位置する第２
弾性体ブッシュＲ2 の軸線が上下方向（鉛直線方向）に
対し若干車体前方内向き（車体後方外向き）に傾斜して
配置されていること、及び一般に弾性体ブッシュの剛性
は軸線方向の方が軸線に直交する方向よりも低くて軸線
方向に弾性変形し易い特性を有していることから、上記
取付面ＱはＰを中心としてトーイン方向に回転変化して
ホイール４のトーイン変化が行われることになる。

【００２１】(4) ホイールセンターＯに対して−Ｘ方
向のエンジン駆動力Ｋが作用した場合、このエンジン駆
動力Ｋは、取付面Ｑに対しＷの（＋）量によってＰを中
心として略Ｌ軸回りに反時計方向に回転させるモーメン
ト力として作用するので、上述のブレーキ力の場合と同
様に、取付面ＱがＰを中心としてトーイン方向に回転変
化し、ホイール４がトーイン変化することになる。

【００２２】次に、上記ボールジョイントＰと第１及び
第２弾性体ブッシュＲ1 ，Ｒ2 の具体的構造について説
明するに、ボールジョイントＰは、図５に詳示するよう
に、セミトレーリングアーム１に形成した第１支持部１
１の先端に設けられ球面状内面１２a を有するケーシン
グ１２と、ホイールハブ３から第４象限方向に突出する
二又状の第１アーム部１３の先端に軸支され、中央部に
上記ケーシング１２内に転動自在に嵌合される球状部１
４a を有する支軸１４とからなり、該支軸１４がその球
状部１４a を中心として自在に回動することにより、１
点（球状部１４a の中心）を中心にセミトレーリングア
ーム１とホイールハブ３とを揺動自在に結合するように
構成されている。

【００２３】また、上記第１弾性体ブッシュＲ1 は、図
６及び図７に詳示するように、ホイールハブ３から第１
象限方向に突出する二又状の第２アーム部１５の先端に
軸支された支軸１６と、該支軸１６に回動自在に嵌合さ
れかつ上記第２アーム部１５の二又内側面間に軸方向に
制止された状態で介装された内筒１７と、セミトレーリ
ングアーム１に形成した第２支持部１８の先端に固着さ
れ、上記内筒１７に外嵌され該内筒１７よりも軸方向長
さが短い外筒１９と、該外筒１９と内筒１７との間に介
装され軸方向長さが外筒１９と同一の中間筒２０と、該
中間筒２０と内筒１７及び外筒１９との間に各々充填固
着されたラバー２１，２１とを備え、セミトレーリング
アーム１とホイールハブ３とを支軸１６回りに回動可能
にかつラバー２１，２１の弾性変形により相対変位可能
に結合するように構成されている。

【００２４】上記第１弾性体ブッシュＲ1 には、軸線方
向後側（図６では右側）の外筒１９及び中間筒２０と第
２アーム部１５の二又内側面との間にストッパ３０が介
装されていて、このストッパ３０により外筒１９側のセ
ミトレーリングアーム１に対する内筒１７側のホイール
ハブ３の前方移動を阻止することにより、ホイール４に
外力が作用した際、ホイールハブ３（取付面Ｑ）に惹起
されるモーメント力（例えばブレーキ力ＢによりＭ軸回
りのモーメント力やエンジン制動力ＥによるＬ軸回りの
モーメント力等）によりホイール４のトーアウト方向の
変化となる弾性体ブッシュＲ1 の軸線方向つまり前方内
向きの弾性変形を規制するようになっている。

【００２５】さらに、上記第２弾性体ブッシュＲ2 は、
図８及び図９に詳示するように、セミトレーリングアー
ム１に形成した第３支持部２２にネジ込み固定された支
軸２３と、該支軸２３に回動可能にかつ軸方向に制止さ
れた状態で嵌合装着された内筒２４と、ホイールハブ３
から第３象限方向に突出する第３アーム２５の先端に固
着され、上記内筒２４に外嵌され該内筒２４よりも軸方
向長さが短い外筒２６と、該外筒２６と内筒２４との間
に充填固着されたラバー２７とを備え、セミトレーリン
グアーム１とホイールハブ３とを支軸２３回りに回動可
能にかつラバー２７の弾性変形により相対変位可能に結
合するように構成されている。尚、図８及び図９中、２
９は第２弾性体ブッシュＲ2 の剛性を調整するためにラ
バー２７に形成されたぬすみ部、２８は該ぬすみ部２９
に設けられたストッパであり、該ストッパ２８によりホ
イール４がトーアウト方向に変化するのを防止するよう
になっている。

【００２６】そして、上記第１及び第２弾性体ブッシュ
Ｒ1 ，Ｒ2 は、いずれも軸線方向の剛性が軸線と直交す
る方向の剛性よりも低く設定されていて、軸線方向に弾
性変形し易くなっており、各弾性体ブッシュＲ1 ，Ｒ2
における軸線方向の剛性同士は略同一に設定されてい
る。また、軸線と直交する方向の剛性は、第１弾性体ブ
ッシュＲ1 がその内筒１７と外筒１９との間に中間筒２
０を介装してなること、また第２弾性体ブッシュＲ2 の
ラバー２７にぬすみ部２９が形成されていることから、
第１弾性体ブッシュＲ1 の方が第２弾性体ブッシュＲ2
よりもかなり高く設定されている。ここで、上記第１弾
性体ブッシュＲ1 の軸線は略車体前後方向に、上記第２
弾性体ブッシュＲ2 の軸線は略上下方向にそれぞれ延び
て配置されているので、これら弾性体ブッシュＲ1 ，Ｒ
2 の軸線と直交する方向の剛性は、該弾性体ブッシュＲ
1 ，Ｒ2 の車幅方向の剛性をも意味する。また、上記ボ
ールジョイントＰは剛体と見做される。よって、ホイー
ルハブ３の３つの支持点の車幅方向の剛性は、高い順に
ボールジョイントＰ、第１弾性体ブッシュＲ1 、第２弾
性体ブッシュＲ2 となるように設定されている。

【００２７】次に、上記実施例の作用・効果について説
明するに、ホイール４に横力Ｓやブレーキ力Ｂ等の外力
が作用してホイールハブ３（取付面Ｑ）に対しボールジ
ョイントＰを中心として略Ｌ軸回りにあるいはＭ軸回り
にモーメント力が作用した場合、上記ホイールハブ３
は、ボールジョイントＰと共にその支持点たる２つの弾
性体ブッシュＲ1 ，Ｒ2 における軸線と直交する方向、
特に車幅方向の弾性変形によりセミトレーリングアーム
１に対する相対的に捩れが許容されつつ、上記弾性体ブ
ッシュＲ1 ，Ｒ2 における軸線方向の弾性変形によりボ
ールジョイントＰを中心としてトーイン方向に回転変位
し、ホイール４がトーイン変化する。

【００２８】この場合、上記ボールジョイントＰは剛体
であり、また上記２つの弾性体ブッシュＲ1 ，Ｒ2 のう
ち、第１弾性体ブッシュＲ1 の車幅方向の剛性は、第２
弾性体ブッシュＲ2 のそれよりもかなり高く設定されて
弾性変形し難くなっているので、ホイールハブ３ないし
ホイール４は、ボールジョイントＰからこの第１弾性体
ブッシュＲ1 を通る軸線回りに回転変位することにな
り、かつこの回転軸線（トー変化揺動軸線）は、ホイー
ル作用力の種類により変動することはない。この結果、
各ホイール作用力によるホイール４のトーイン変化量を
容易に予測することができ、そのコントロールを確実に
行うことができる。

【００２９】しかも、上記第１弾性体ブッシュＲ1 は、
ホイールセンターＯ基準の水平−垂直座標（Ｘ，Ｚ）に
おける垂直軸（Ｚ軸）で仕切られる２つの領域のうちボ
ールジョイントＰと同じ後側の領域に位置するととも
に、ボールジョイントＰと上記座標（Ｘ，Ｚ）の水平軸
（Ｘ軸）を挾んで上下反対側に位置しているため、この
第１弾性体ブッシュＲ1 が車幅方向に弾性変形し難くな
っていることからホイール作用力によるホイール４のキ
ャンバ変化を抑制することができ、よって走行安定性の
向上を図ることができる。

【００３０】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、その他種々の変形例を包含するものである。
例えば、上記実施例では、本発明を、セミトレーリング
式のリヤサスペンションに適用した場合について述べた
が、セミトレーリング式以外の、例えばストラット式等
のリヤサスペンションにも同様に適用することができ
る。

【００３１】また、上記実施例では、ホイール支持部材
（ホイールハブ）３を支持する３つの支持点を、１つの
ボールジョイントＰと２つの弾性体ブッシュＲ1 ，Ｒ2
とで構成したが、本発明は、上記３つの支持点を全て弾
性体ブッシュで構成する場合にも同様に適用することが
できる。

【００３２】

【発明の効果】以上の如く、本発明における自動車のサ
スペンションによれば、ホイール支持部材を第１〜第３
の３つの支持点で支持し、横力に対してホイールがトー
イン変化する自動車のサスペンションにおいて、上記３
つの支持点の車幅方向の剛性を、高い順に車体内側から
見たホイールセンター基準の水平−垂直座標における第
４象限に位置する第１の支持点、第１象限に位置する第
２の支持点、第３の象限に位置する第３の支持点となる
ように設定することによって、ホイールのトー変化揺動
軸線が上記第１及び第２の支持点を通り、ホイール作用
力の種類により変動することがないので、トーコントロ
ールを確実に行うことができる。また、上記支持点の車
幅方向の変位によるホイールのキャンバ変化を抑制する
ことができ、走行安定性の向上を図ることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる自動車のセミトレーリ
ング式サスペンションの概略斜視図である。

【図２】同サスペンションのホイールハブ付近を車体内
側から見た側面図である。

【図３】同ホイールハブ付近を車体前側から見た正面図

【図４】ボールジョイントと第１及び第２弾性体ブッシ
ュとの配置構造を示す模式説明図である。

【図５】図２のＶ−Ｖ線における拡大断面図である。

【図６】図２のVI−VI線における拡大断面図である。

【図７】図６のVII −VII 線における断面図である。

【図８】図３のVIII−VIII線における拡大断面図であ
る。

【図９】図８のIX−IX線における断面図である。

【符号の説明】

１ セミトレーリングアーム（サスペンション構成部
材） ３ ホイールハブ（ホイール支持部材） ４ ホイール Ｐ ボールジョイント（第１の支持点） Ｒ1 第１弾性体ブッシュ（第２の支持点） Ｒ2 第２弾性体ブッシュ（第３の支持点）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体に揺動自在に連結されたサスペンシ
   ョン構成部材とホイールを回転自在に支持するホイール
   支持部材とが第１〜第３の３つの支持点でフロート結合
   され、上記ホイール支持部材は、ホイールに車幅方向外
   方から内方に向う横力が作用した際上記支持点の変位に
   よりホイールをトーイン変化させるように設けられてい
   る自動車のサスペンションにおいて、車体内側から見たホイールセンター基準の水平−垂直座
   標において、上記第１の支持点が第４象限に、上記第２
   の支持点が第１象限に、上記第３の支持点が第３象限に
   それぞれ配設されており、 上記第１〜第３の支持点の車幅方向の剛性は、高い順に
   第１の支持点、第２の支持点、第３の支持点となるよう
   に設定されていることを特徴とする自動車のサスペンシ
   ョン。
2. 【請求項２】 上記第２及び第３の支持点は共に弾性体
   ブッシュで構成されており、上記ホイール支持部材に、
   上記第１の支持点を通りかつ車幅方向に水平に延びるＭ
   軸回りの回転モーメントが作用した際、該ホイール支持
   部材が上記Ｍ軸を中心として回転するとともに、該回転
   に対応してホイールをトーイン変化させるように、上記
   第２及び第３の支持点の軸線方向が設定されており、ま
   た、この第２及び第３の支持点の軸線方向の剛性は、ほ
   ぼ等しく、軸線と直交する方向の剛性に比べて低く設定
   されている請求項１記載の自動車のサスペンション。