JP2605975Y2

JP2605975Y2 - 独立懸架式サスペンション

Info

Publication number: JP2605975Y2
Application number: JP1992014110U
Authority: JP
Inventors: 厚志松澤; 真二川野
Original assignee: Yorozu Corp
Current assignee: Yorozu Corp
Priority date: 1992-03-17
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 2000-09-04
Anticipated expiration: 2007-03-17
Also published as: JPH0574910U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、自動車の主として前輪
を懸架するために適用される独立懸架式サスペンション
に関し、特にウイッシュボーン型独立懸架式サスペンシ
ョンの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の走行中において路面から受ける
種々の振動や衝撃を吸収するため、車体と車輪との間に
は、緩衝作用を備えた懸架装置つまりサスペンション装
置が設けられている。かかるサスペンションは、自動車
を路面上に支え駆動輪からの推進力を車体側に伝え、同
時に路面からの衝撃を緩和して自動車を破損から守るだ
けでなく、乗り心地と走行安定性を改善する重要な機能
をもつことから、自動車の高速化と共にその機能は高速
化の限界を左右するものとして益々重要視され、装置全
般に対する科学的な研究が進められて多くの機構型式お
よび要素が開発されている。

【０００３】サスペンションは、一般に上下方向には柔
らかく、前後左右方向には堅くする必要があり、その構
造面から大別すると車軸懸架式サスペンションと独立懸
架式サスペンションとに分類することができる。乗り心
地及び走行安定性を重視する乗用車の前輪および後輪
に、独立懸架式サスペンションが多用されている。

【０００４】独立懸架式サスペンションは、左右の車輪
を１本のアクスルで連結せずに独立して運動できるよう
にしたもので、ウィッシュボーン型、マックファーソン
型、トレーリングアーム型、スイングアクスル型等に分
類することができる。このような独立懸架式サスペンシ
ョンは、車軸懸架式サスペンションに比べ、左右いづれ
かのホイールが路面突起に乗り上げても人間の膝の関節
のような働きをしてそのホイールだけが上下し車体は傾
斜せず、ローリング（横ゆれ）を抑制して安定な走行を
行なうことができるという利点を有している。

【０００５】独立懸架式サスペンションの中で広く用い
られているのがウィッシュボーン型サスペンションであ
る。このタイプのサスペンションは、上下２本のアーム
を有し、これらのアームによりナックルが車体あるいは
フレームに取り付けられている。それぞれのアームの基
端は車体側に軸支され、先端はナックルの上下端に通常
ではボールジョイントを介して連結されている。これに
より、上下２本のアームとナックルは四辺形リンク機構
を構成することとなり、車輪はその外周面が路面に対し
て水平に接触した状態で、上下することができるので、
接地性が良好であるという利点を有している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
サスペンションにあっては、車両の旋回安定性を満足さ
せるためには旋回時の外輪をネガティブキャンバー角と
するためにキングピン傾角を小さくし、キャスター角を
大きくする必要があったが、特に駆動輪用のサスペンシ
ョンにおいてはキングピン傾角を小さくするとスクラブ
半径が大きくなり、また、キャスター角を大きくすると
キャスタートレールが過大となる不具合が生じるため
に、充分なネガティブキャンバー角を確保することがで
きなかった。

【０００７】本考案はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、キャスター角及びキングピン
傾角を変化させることなく、車体の状況に応じたキャン
バー角変化特性を自由に設定し得るようにした独立懸架
式サスペンションを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本考案は、車輪を回転自在に支持するナックルの下端
部に、基端部が車体に軸支されたロアーアームの先端部
をロアーボールジョイントにより連結し、前記ナックル
の上端部にアッパーボールジョイントによりサブナック
ル部材を連結して前記ロアーボールジョイントの中心と
前記アッパーボールジョイントの中心とを通る軸により
転舵軸を形成すると共に、前記車体に基端部が軸支され
たアッパーアームの先端部に、前記サブナックル部材を
車体の前後方向を向くピボット軸により軸支し、前記サ
ブナックル部材に第１コントロールボールジョイントを
介してコントロールリンクの一端を連結すると共に前記
コントロールリンクの他端と前記ナックルとを第２コン
トロールボールジョイントを介して連結し、前記第１コ
ントロールボールジョイントの中心を通る水平面と前記
転舵軸とが交わる転舵点に対して、前記第１コントロー
ルボールジョイントの中心を水平方向にオフセットした
ことを特徴とする独立懸架式サスペンションである。

【０００９】

【作用】車両が旋回されるときには、アッパーボールジ
ョイントの中心とロアーボールジョイントの中心とを通
る転舵軸を中心として、操舵装置により車輪が旋回移動
される。このときには、アッパーボールジョイントによ
りナックルとサブナックル部材とを連結し、サブナック
ル部材をアッパーアームの先端にピボット軸により軸支
し、コントロールリンクによりナックルとサブナックル
部材とを連結しているので、ナックルの回転がコントロ
ールリンクを介してサブナックル部材に伝達されて、サ
ブナックル部材はピボット軸を中心に回動する。これに
より、ナックルが傾斜して、車輪のキャンバー角は転舵
角に応じて変化する。

【００１０】

【００１１】

【実施例】次に、図示する本考案の実施例に基づいて本
考案を詳細に説明する。図１は左側の前輪を支持するた
めの独立懸架式サスペンションを示し、その概略構造が
図２に示されている。右側の前輪を支持するためのサス
ペンションも同様の構造となっている。図示されるよう
に、車輪Ｗが回転自在に取付けられたナックル１１に
は、車輪Ｗを軸受（図示省略）を介して支持するスピン
ドル１２が外方に向けて突設されている。このナックル
１１にはナックルアーム１３が設けられている。このナ
ックルアーム１３には図示しない操舵機構が連結される
ようになっており、車輪Ｗの転舵角が適宜変更される。
更に、このナックル１１には、図示しないタイロッドが
連結され、そのタイロッドを介して、左右の両車輪用の
ナックル同志が連結されている。

【００１２】車体Ｂには、直接あるいは図示しないフレ
ームを介してロアーアーム２１がその基端部で取付けら
れており、基端部に設けられたブッシュ２２が車体に取
付けられたピボット軸（図示省略）に嵌合され、ロアー
アーム２１は軸２３回りに回動する。このロアーアーム
２１は２つのアーム片２１ａ、２１ｂが一体となって構
成され、いわゆるＡ型アームとなっている。このロアー
アーム２１の先端部は、ロアーボールジョイント２４を
介してナックル１１の下端部１４に連結されている。ま
た、車体Ｂには、アッパーアーム４１がその基端部に設
けられたブッシュ４２により、軸４３の回りに回動自在
に軸支されており、このアッパーアーム４１も、２つの
アーム片４１ａ、４１ｂが一体となって構成されたＡ型
アームとなっている。このアッパーアーム４１の先端部
は、サブナックル部材３１の上端と、車体Ｂの前後方向
を向くピボット軸１７の中心軸、つまり連結軸１６によ
り連結されている。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】このサブナックル部材３１は、前記ナック
ル１１の上端部１５とアッパーボールジョイント３２を
介して連結されており、このアッパーボールジョイント
３２とロアーボールジョイント２４とを通る軸により転
舵軸１０が形成されている。車両が旋回する際には、こ
の転舵軸１０を中心として車輪Ｗが旋回される。この転
舵軸１０は地面に垂直な軸に対して所定のキングピン傾
角αで車幅方向に傾斜している。図２においては、車輪
中心面Ｐが地面に垂直となっている場合が示されている
が、図における左右方向の車輪中心面Ｐの傾斜角がキャ
ンバー角γとなる。車輪中心面Ｐが接地点に対して車体
内方に近ずく方向に傾斜した場合には車輪Ｗはネガティ
ブなキャンバー角γn となり、車輪中心面Ｐが接地点に
対して車体外方に離れる方向に傾斜した場合には、車輪
Ｗはポジティブなキャンバー角γp で傾斜する。また、
このサブナックル部材３１には、第１コントロールボー
ルジョイント５１を介してコントロールリンク５３の一
端が連結され、このコントロールリンク５３の他端は、
ナックル１１の上端部１５から突出した突出部１９に第
２コントロールボールジョイント５２を介して連結され
ている。図２に示されるように、第１コントロールボー
ルジョイント５１の中心を通る水平面と転舵軸１０とが
交わる転舵点５０に対して第１コントロールボールジョ
イント５１の中心は、内側に距離Ｅだけオフセットされ
ている。

【００２９】したがって、このタイプのサスペンション
においては、車両が突起物に乗り上げた場合のように、
車輪Ｗが車体Ｂに対して上下方向に移動した場合には、
アッパーアーム４１とロアーアーム２１とがそれぞれ基
端部を中心に回動する。このときには、３つのボールジ
ョイント３２、５１及び５２の車両正面から見た相対位
置関係は変化しない。そして、車両の旋回時には、ナッ
クル１１が上下両ボールジョイント３２、２４を通る転
舵軸１０を中心に回動する。特に、図２に示されるよう
に、第１コントロールボールジョイント５１の中心は、
転舵点５０に対して車体Ｂの内方に向けてオフセットさ
れている。したがって、操舵機構により車輪が転舵され
ると、ナックル１１は、転舵軸１０を中心に回動するこ
とになり、第２コントロールボールジョイント５２も転
舵軸１０を中心に回動しようとするが、このボールジョ
イント５２の回転はコントロールリンク５３によって拘
束されているので、ボールジョイント５１は内方へ引張
られることになる。この結果、ナックル１１の上端部１
５つまりアッパーポールジョイント３２は内方に変位す
ることになり、ナックル１１は図２において車体Ｂに近
ずく方向に傾斜し、車輪Ｗのキャンバー角が転舵量に応
じて変化することになる。

【００３０】アッパーボールジョイント３２の中心と第
２コントロールボールジョイント５２の中心とを通る軸
をＨとし、連結軸１６と平行であって、アッパーボール
ジョイント３２を通る軸をＪとし、これらの軸のなす水
平面内の角度をθとすると、この角度θは車輪Ｗの最大
転舵角よりも小さく設定される。この理由は、車輪Ｗが
転舵される過程において、軸Ｈが連結軸１６と平行にな
らないようにするためである。したがって、図１及び図
２に示されるタイプのサスペンションにおいては、第１
コントロールボールジョイント５１が転舵点５０に対し
て車体Ｂの前後方向にのみオフセットされることはな
い。なお、アッパーアーム４１と車体Ｂとの間、あるい
はロアーアーム２１と車体Ｂとの間には、懸架スプリン
グ（図示省略）が設けられ、アームを介してナックル１
１には下方に向くばね力が付勢されている。また、ロア
ーアーム２１をＩ型アームにより構成するようにしても
良い。その場合には、Ｉ型アームを強固に車体Ｂに取付
けるために、Ｉ型アームにテンションロッドの一端を連
結し、他端をブラケットを介して車体Ｂに連結するよう
に構成することが好ましい。更に、アーム２１、４１の
車体Ｂに対する取付けは、車体Ｂに直接取付けることな
く、フレームを介して取付けるようにしても良い。図１
及び図２に示されたサスペンションは、車輪がスピンド
ル１２により支持されるようになっているが、左右の前
輪を駆動する場合、例えば前輪駆動の車両の場合には、
ナックル１１の中央にドライブシャフトが等速軸受を介
して回転自在に支持され、前輪がドライブシャフトによ
り駆動されるようになる。

【００３１】図３は図１及び図２に示されたサスペンシ
ョンの変形例であって、この場合にはサブナックル部材
３１とコントロールリンク５３とを連結する第１コント
ロールボールジョイント５１は連結軸１６よりも上方に
配置されている。図１〜図３に示されるサスペンション
にあっても、配列タイプは表１に示されるように配列タ
イプ１から配列タイプ４まであるが、基本的オフセット
タイプは第１コントロールボールジョイント５１が転舵
点５０に対して車両の外方にオフセットされているか、
内方にオフセットされているかの２つとなっている。図
１〜図３に示されるサスペンションは、何れも配列タイ
プ２であり、オフセットタイプはタイプＢである。この
タイプのサスペンションにおける車両旋回時の内外両輪
のキャンバー角変化特性は、表１に示される通りであ
る。

【００３２】図４（Ａ）はピボット軸１７の中心軸つま
り連結軸１６が第１コントロールボールジョイント５１
よりも下側に配置されていることを除くと、基本的配列
パタンーは、図１及び図２に示されたサスペンションと
同様である。一方、図４（Ｂ）に示されるサスペンショ
ンは、アッパーアーム４１とサブナックル部材３１とを
軸支するピボット軸１７の中心１６がアッパーボールジ
ョイント３２よりも下側に配置されており、配列タイプ
１となっている。この場合には、第１コントロールボー
ルジョイント５１は転舵点５０に対して車体Ｂの外方に
オフセットされているので、オフセットタイプはタイプ
Ａとなっている。

【００３３】図５（Ａ）〜（Ｃ）は図３に示されたサス
ペンションの変形例を示す。図５（Ａ）のサスペンショ
ンは、アッパーアーム４１とサブナックル部材３１とを
軸支するピボット軸１７の中心１６が、アッパーボール
ジョイント３２よりも上方に位置し、サブナックル部材
３１の下端部においてコントロールリンク５３が第１コ
ントロールボールジョイント５１を介して連結され、第
２コントロールボールジョイント５２を介してコントロ
ールリンク５３がナックル１１に連結されている。この
ように、ボールジョイント５１がボールジョイント５２
よりも下側に配置されているので、配列タイプはタイプ
４となり、オフセットタイプはタイプＢとなっている。

【００３４】また、図５（Ｂ）に示されるサスペンショ
ンは、ピボット軸１７の中心１６はアッパーボールジョ
イント３２の中心よりも下側に配置されているので、配
列タイプはタイプ３となる。そして、図５（Ｃ）に示さ
れるサスペンションも、ピボット軸１７の中心１６がア
ッパーボールジョイント３２の中心よりも下側に配置さ
れるので、配列タイプはタイプ３となる。

【００３５】図１〜図５に示されたタイプのサスペンシ
ョンについての各々の配列タイプとオフセットタイプと
の組合わせにおける車両旋回時の内外両輪のキャンバー
角の変化特性は表１に示される通りである。これによ
り、オフセットの方向と距離、及び配列パターンを選択
することにより、自由にキャンバー角変化特性を設定す
ることが可能となる。

【００３６】

【表１】

【００３７】このように、本考案にあっては、サブナッ
クル部材３１に第１コントロールボールジョイント５１
を介してナックル１１に一端が連結されたコントロール
リンク５３を有し、ナックル１１とコントロールリンク
５３の他端とを第２コントロールボールジョイント５２
により連結するようにしており、これらのボールジョイ
ント５１、５２の上下位置に応じて、２つの配列パター
ンが得られ、それぞれのパターンにおいて、ピボット軸
１７の中心つまり連結軸１６とアッパーボールジョイン
ト３２との上下位置に応じて合計４つの配列パターンが
得られる。それぞれの配列パターンにおいて、転舵点５
０に対する第１コントロールボールジョイント５１のオ
フセット方向と距離とを任意に設定することにより、転
舵時におけるキャンバー角の変化特性を任意に設定する
ことができる。

【００３８】尚、本考案は前輪駆動の車両及び４輪駆動
の車両のように、前輪を駆動するタイプの車両に使用す
るサスペンションとしても使用することができる。その
場合には、ナックル１１の中央部には駆動軸を支持する
ための筒体が設けられることになる。また、本考案のサ
スペンションは主として前輪を支持するためのサスペン
ションとして使用されるが、操舵がなされる際に後輪も
転舵させるタイプの車両に対しては、後輪のサスペンシ
ョンとしても使用される。

【００３９】

【考案の効果】したがって、本考案によれば、オフセッ
トタイプと配列タイプとの組合わせを任意に選択するこ
とにより、サスペンションのジオメトリを決定するにあ
たり、その設計の自由度が格段に向上し、キャスター角
及びキングピン傾角を変化させることなく、所望のキャ
ンバー角変化特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本考案の一実施例に係る独立懸架式サスペン
ションを示す斜視図、

【図２】は図１を正面から見た概略構造図、

【図３】は本考案の他の実施例に係る独立懸架式サスペ
ンションを示す斜視図、

【図４】（Ａ）（Ｂ）は本考案の更に他の実施例に係る
独立懸架式サスペンションを示す正面図、

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は本考案の更に他の実施例に係
る独立懸架式サスペンションを示す正面図である。

【符号の説明】

１０…転舵軸、１１…ナックル、１６…連結軸、１７…
ピボット軸、２１…ロアーアーム、２４…ロアーボール
ジョイント、３１…サブナックル部材、３２…アッパー
ボールジョイント、４１…アッパーアーム、５０…転舵
点、５１…第１コントロールボールジョイント、５２…
第２コントロールボールジョイント、５３…コントロー
ルリンク、Ｂ…車体、Ｗ…車輪。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−292204（ＪＰ，Ａ) 特開平３−193513（ＪＰ，Ａ) 特開平１−212607（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60G 3/18 - 3/26

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車輪(W) を回転自在に支持するナックル
(11)の下端部に、基端部が車体(B) に軸支されたロアー
アーム(21)の先端部をロアーボールジョイント(24)によ
り連結し、前記ナックル(11)の上端部にアッパーボールジョイント
(32)によりサブナックル部材(31)を連結して前記ロアー
ボールジョイント(24)の中心と前記アッパーボールジョ
イント(32)の中心とを通る軸により転舵軸(10)を形成す
ると共に、前記車体(B) に基端部が軸支されたアッパー
アーム(41)の先端部に、前記サブナックル部材(31)を車
体(B) の前後方向を向くピボット軸(17)により軸支し、前記サブナックル部材(31)に第１コントロールボールジ
ョイント(51)を介してコントロールリンク(53)の一端を
連結すると共に前記コントロールリンク(53)の他端と前
記ナックル(11)とを第２コントロールボールジョイント
(52)を介して連結し、前記第１コントロールボールジョイント(51)の中心を通
る水平面と前記転舵軸(10)とが交わる転舵点(50)に対し
て、前記第１コントロールボールジョイント(51)の中心
を水平方向にオフセットしたことを特徴とする独立懸架
式サスペンション。