JP2570860B2 - 車両のサスペンション - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両のサスペンションに関し、特に、車体の
横方向の左右の側部のそれぞれに配置された、車輪を支
持するホイールキャリアと、前記車輪の回転軸線の上方
または下方となり、かつ前記回転軸線の前方および後方
となる前記各ホイールキャリアの２つの部位にそれぞれ
揺動可能に連結された２本のリンクとを備え、前記ホイ
ールキャリアによって前記車輪を操舵する車両のサスペ
ンションに関する。

（従来の技術） 車輪を支持するホイールキャリアを、車輪の回転軸線
の下方となり、かつ前記回転軸線の前方および後方とな
る当該ホイールキャリアの２つの部位にそれぞれ揺動可
能に連結された２本のリンクで支持するサスペンション
では、ホイールキャリアの前記回転軸線より上方となる
部位にサスペンションアームを揺動可能に連結し、いわ
ゆるダブルウィッシュボーン式のサスペンションを構成
するか、またはホイールキャリアの前記上方部位にスト
ラットを連結し、いわゆるストラット式サスペンション
を構成する。

前記サスペンションを操舵輪用として使用する場合、
第10図に示すように、たとえば右に旋回するとき、２本
のリンク２、３で支持された内側のホイールキャリア１
は、実線の位置から仮想線の位置へ移り、車輪４が操舵
される。このとき、２本のリンク２、３の仮想交点は操
舵前のＡ点から操舵後には前方のＢ点に移る。その結
果、サスペンションのステアリングアクシス（キングピ
ン軸線）の傾きが変わり、内側の車輪のキャスタ角が大
きくなる。他方、外側のホイールキャリアは、キャスタ
角が小さくなるような位置へ移る。

ところで、一般に車両では、操舵後のハンドル戻りを
よくするため、キャスタトレールを与える。このキャス
タトレールがあると、タイヤのころがり抵抗によって、
ステアリングアクシス回りにタイヤを直進位置に戻そう
とする、キャスタトレールにほぼ比例する復元モーメン
トが働く。キャスタトレールはキャスタ角によって定ま
り、キャスタ角が大きいほど、大きくなる。従って、大
きなキャスタ角に設定すれば、それだけ復元モーメント
を大きくできる。

反面、キャスタ角ないしキャスタトレールは直進走行
時の操縦安定性に影響を及ぼすところ、一般に、ハンド
ル戻りのためのキャスタトレールの適値は操縦安定性を
確保するためのキャスタトレールより大きいため、結
局、キャスタトレールは操縦安定性の観点から小さ目な
値に設定されている。これは、ハンドル戻りを向上する
には、別の機構が必要であることを意味する。前記サス
ペンションでは、旋回の外側の車輪のキャスタ角が、内
側の車輪のそれより小さくなるが、旋回時の荷重移動に
よって外側の車輪に加わる荷重が多くなるため、ハンド
ル戻りは外側の車輪のキャスタ角によって定まるキャス
タトレールの影響を受けるようになり、特に、ハンドル
戻りの機構を設ける必要性が高い。

ステアリングギヤボックス内にコイルばねを配置し、
このコイルばねのばね力を利用してハンドル戻りを向上
することもできる（実公昭37−28903号公報）。

（発明が解決しようとする課題） ステアリングギヤボックス内にコイルばねを配置した
ものでは、ステアリングギヤボックス内に伸びているラ
ックバーのストロークを利用してばねをたわませ、その
反力を得るので、±100mm程度のラックバーのストロー
クに対応して伸縮するコイルばねが必要となり、大型と
なる。したがって、ステアリングギヤボックスを大型に
しなければならないが、これはスペースの限られたエン
ジンルーム内に配置する上で支障となる。

本発明の目的は、車輪を支持するホイールキャリアに
２本のリンクを揺動可能に連結すると共に、前記ホイー
ルキャリアによって車輪を操舵するサスペンションにお
いて、小型化の可能なばね手段を用いてハンドル戻りを
向上することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、車体の横方向の左右の側部のそれぞれに配
置された、車輪を支持するホイールキャリアと、前記車
輪の回転軸線の上方または下方となり、かつ前記回転軸
線の前方および後方となる前記各ホイールキャリアの２
つの部位にそれぞれ揺動可能に連結された２本のリンク
とを備え、前記ホイールキャリアによって前記車輪を操
舵する車両のサスペンションであって、前記左右のホイ
ールキャリアそれぞれの前記２本のリンクは、当該２本
のリンクの所定の連結点に連結された引っ張り荷重を受
けるばね手段を含む。左右のばね手段のばね定数は等し
く設定されている。前記各側部の２本のリンクの前記連
結点は、前記２本のリンクと前記ホイールキャリアとが
相対変位するとき前記連結点間の距離が実質的に増加す
る位置に定められている。

（作用および効果） 車両の走行時ハンドルを回転すると、左右のホイール
キャリアそれぞれの２本のリンクとホイールキャリアと
に相対変位が生じ、車輪は操舵される。操舵につれて、
各ホイールキャリアの２本のリンクの連結点間の距離が
増加するため、ばね手段は引っ張り荷重を受け、そのば
ね反力が増加する。これによって、リンクを直進位置に
戻すようなばね力がリンクに働く。

操舵角が大きくなるにつれ、２本のリンク間の距離が
大きくなり、これに伴ってばね手段のばね反力が大きく
なるため、操舵角の大きさに応じたハンドルの戻り力を
得ることができる。

操舵に伴う２本のリンク間の距離の変化は±数10mm程
度であるため、ばね手段を小型化できる。

２本のリンク間においてそれぞれの軸線を含む平面内
にばね手段の軸線がくるように、ばね手段を配置するこ
とができる。この場所は、２本のリンクが揺動するため
に本来必要な所であり、ばね手段を配置するために特別
に確保したものではない。このように、空間の有効活用
を図ることができる。

キャスタトレールを、操縦安定性を確保する適値に定
めた状態で、ハンドル戻りを向上できる。

（実施例） 車両のサスペンションは、第１図に示すように、車体
の横方向の右の側部に配置されたホイールキャリア10
と、左の側部に配置されたホイールキャリア12と、ロア
サスペンションアーム14と、アッパサスペンションアー
ム16とを含む。各ホイールキャリアによって車輪18が支
持され、左右のロアサスペンションアーム14に関連して
ばね手段20が設けられている。

ホイールキャリア10、12はステアリングナックルであ
ってナックルアーム13を有する。ナックルアーム13はボ
ールジョイント22を介してタイロッド24に結合され、タ
イロッド24はボールジョイント26を介してステアリング
ギヤのラックバー26に結合されている。ハンドル30に連
なるピニオン32がラックバー28のラックにかみ合ってい
る。ホイームキャリア10、12はハンドル30によって操舵
される。

ロアサスペンションアーム14は、車輪の回転軸線Ｃの
下方となり、かつ回転軸線Ｃの前方および後方となる前
記各ホイールキャリアの２つの部位11a,11bにボールジ
ョイント34を介してそれぞれ揺動可能に連結された２本
のリンク36、38からなる。前方のリンク36は車体の横方
向に配置されたほぼ真直ぐな棒材からなり、後方のリン
ク38は斜め後方に伸びるわずかに湾曲した棒材からな
る。リンク36、38の内方の端部はゴムのブッシュ（図示
せず）を介して、車体に軸線L₁の回りを揺動可能に連結
されている。

アッパサスペンションアーム16は、第１図に示す実施
例では、平面形状がＡまたはＶ型を呈するもので、ボー
ルジョイント17を介してホイールキャリアに揺動可能に
連結され、内方の端部でゴムのブッシュ（図示せず）を
介して、車体に軸線L₂の回りを揺動可能に連結されてい
る。

ばね手段20は、左右のホイームキャリア10、12それぞ
れの２本のリンク36、38にわたって設けられている。

第２図に示す実施例では、ばね手段20は引っ張りコイ
ルばねからなる。取付けプレート42がリンク36に、取付
けプレート44がリンク38にそれぞれ設けられ、コイルば
ねはこれら取付けプレート42、44に掛止され、引っ張り
状態に保持されている。コイルばねの軸線は、リンク3
6、38のそれぞれの軸線を含む面内に位置する。

第３図に示す実施例では、ばね手段20はねじりコイル
ばねからなる。ねじりコイルばねの一方の端部47aがリ
ンク36の取付けプレート42に、他方の端部47bがリンク3
8の取付けプレート44に差し込まれている。両リンク3
6、38間の距離が変わったとき、両リンクは引っ張り力
を受ける。

第４図に示すように、ばね手段のリンク36の取付けプ
レート42との連結点をO₁、リンク38の取付けプレート44
との連結点をO₂とし、O₁、O₂間の車体の前後方向の距離
をｘ、車体の横方向の距離をｙとすると、O₁O₂間の距離
は、 で与えられる。

操舵に伴って、リンク36、38とホイールキャリア10と
が相対変位するとき、リンク36のホイールキャリア10と
の連結点P₁、リンク38のホイールキャリア10との連結点
P₂の距離は一定であるので、ｘは近似的に一定であり、
ｙのみが変化する。したがって、車輪が操舵されず、直
進走行するとき、ｙが最小になるように、連結点O₁、O₂
の位置を定めておけば、距離O₁O₂は、リンク36、38とホ
イールキャリア10とが相対変位するとき、第５図に示す
ように、常に増加する。よって、ばね手段20に引っ張り
力を付加しておけば、リンク36、38を直進位置に戻すよ
うなばね力がリンク36、38に働く。これは、ハンドルに
戻り力を付加することに外ならない。

操舵角が大きくなるほど、第５図から明らかであるよ
うに、O₁O₂間の距離が大きくなることから、ばね手段20
の反力が大きくなる。前述のように、操舵角が大きくな
るにつれ、キャスタ角が小さくなり、ハンドルの戻りが
悪化していたが、ばね手段20を設け、このばね力によっ
てハンドルに戻り力を付加するようにすれば、操舵角の
大きさに応じてばね手段の反力が大きくなるため、結
局、操舵角の大きさに関係なく、ハンドル戻り特性をほ
ぼ一定にすることができる。

前記した関係は、左のホイールキャリア12の２本のリ
ンク36、38間にわたされたばね手段20についても当ては
まる。そして、左右のばね手段20のばね定数を等しく定
めておけば、車両が右に旋回するときと、左に旋回する
とにおいて、同じ戻り力をハンドルに与えることができ
る。

本発明は、第６図ないし第９図に示すサスペンション
においても実施できる。いずれも右の側部に設置される
ホイールキャリアとサスペンションアームであって操舵
可能である。左の側部に設置されるホイールキャリアと
サスペンションアームとは、車体の中央を前後方向へ伸
びる軸線を含む垂直面に対称に形成される。

第６図のものでは、ホイールキャリア10を支持するロ
アサスペンションアーム14は２本のリンク36、38からな
り、ばね手段20がリンク36、38にわたって設けられてい
る。アッパサスペンションアーム16は２本のリンク50、
52からなる。リンク50、52は、ホイールキャリア10の回
転軸線Ｃの上方となり、かつ回転軸線Ｃの前方および後
方となるホイールキャリア10の２つの部位で、ボールジ
ョイント54を介してホイールキャリア10に揺動可能に連
結されている。

第７図のものでは、ホイールキャリア10はロアサスペ
ンションアーム14とストラット58とによって支持されて
いる。ロアサスペンションアーム14は２本のリンク36、
38からなり、ばね手段20がリンク36、38にわたって設け
られている。ストラット58は車体に連結される。

第８図のものでは、ホイールキャリア10はＡ型のロア
サスペンションアーム14と、２本のリンク50、52からな
るアッパサスペンションアーム16とによって支持されて
いる。ばね手段20がリンク50、52にわたって設けられて
いる。

第９図のものでは、ホイールキャリア10は２本のリン
ク36、38からなるロアサスペンションアーム14と、２本
のリンク50、52からなるアッパサスペンションアーム16
とによって支持されている。ばね手段20がリンク50、52
にわたって設けられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車両のサスペンションを模式的に
示す斜視図、第２図は２本のリンクにわたって設けられ
るばね手段を示す斜視図、第３図はばね手段の別の実施
例の斜視図、第４図はばね手段が連結される２点間の距
離を示す平面図、第５図はばね手段が連結される２点間
の距離が操舵角によって変わる状態を示すグラフ、第６
図ないし第９図は、本発明によって実施できるサスペン
ションを模式的に示す斜視図で右の側部のものを示し、
第10図は、操舵時にキャスタ角が変化する状態を示す模
式図である。 10、12:ホイールキャリア、 14:ロアサスペンションアーム、 16:アッパサスペンションアーム、 20:ばね手段、 24:タイロッド、 30:ハンドル、 36、38、50、52:リンク。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体の横方向の左右の側部のそれぞれに配
   置され、車輪を支持するホイールキャリアと、前記車輪
   の回転軸線の上方または下方となり、かつ、前記回転軸
   線の前方および後方となる前記各ホイールキャリアの２
   つの部位にそれぞれ揺動可能に連結された２本のリンク
   とを備え、前記ホイールキャリアによって前記車輪を操
   舵する車両のサスペンションであって、 前記左右のホイールキャリアそれぞれの前記２本のリン
   クは、当該２本のリンクの所定の連結点に連結された引
   っ張り荷重を受けるばね手段を含み、 左右の前記ばね手段のばね定数は等しく設定され、 前記各側部の２本のリンクの前記連結点は、前記２本の
   リンクと前記ホイールキャリアとが相対変位するとき前
   記連結点間の距離が実質的に増加する位置に定められ
   た、車両のサスペンション。