JP2696549B2 - 自動車の車輪懸架装置 - Google Patents

自動車の車輪懸架装置

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【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は自動車の車輪懸架装置に関し、特に車輪を支
承するナックルに先端を連接した上下一対のアッパコン
トロールアーム及びロアコントロールアームの各基端一
側部を車体に上下揺動自在に枢着し、車体に弾性部材を
介して支持されて上下方向に延びる支軸に突設された一
対の上下支腕及び下部支腕にアッパコントロールアーム
及びロアコントロールアームの各基端他側部をそれぞれ
連結した車輪懸架装置の改良に関する。
(2) 従来の技術 上記車輪懸架装置は、特開昭63−106119号公報に示さ
れているように、本出願人によって既に提案されてい
る。
(3) 発明が解決しようとする課題 かゝる車輪懸架装置は、前後コンプライアンスが良好
で乗心地が良く、しかも制動時にはキャスタ剛性が強く
直進性が高いという優れた性能を有するが、更に旋回
時、特に大なる横力を受ける外輪のアライメント剛性を
強化して車体の旋回姿勢の安定化を測るという性能向上
の要求がある。
そこで、その要求を満足させるべく支軸を支持する弾
性部材のばね定数を高めることが考えられるが、単に弾
性部材のばね定数を高めると、本来必要な前後コンプラ
イアンスが悪化してしまうという弊害を生じる。
本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、制動
時のキャスタ剛性を確保しつゝ前後コンプライアンスを
良好にし得るという、本来の特性を犠牲にすることな
く、旋回時における外輪のアライメント剛性を強化し得
る前記車輪懸架装置を提供することを目的とする。
B.発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、車輪を支承す
るナックルに先端を連接した上下一対のアッパコントロ
ールアーム及びロアコントロールアームの各基端一側部
を車体に上下揺動自在に枢着し、車体に弾性部材を介し
て支持されて上下方向に延びる支軸に突設された一対の
上部支腕及び下部支腕にアッパコントロールアーム及び
ロアコントロールアームの各基端他側部をそれぞれ連結
した、車輪懸架装置において、前記支軸には、車体に固
着される芯軸を囲繞する軸筒を設け、この軸筒の内周及
び芯軸の外周に、周方向で前記弾性部材を挟んで交互に
並ぶ複数の外側突起及び内側突起をそれぞれ形成し、前
記弾性部材の、車輪が前方からの荷重を受けて前記軸筒
が一方向へ回動することにより前記外側突起及び内側突
起間で圧縮変形される部分を低ばね定数、車輪が外側方
からの荷重を受けて前記前記軸筒が他方向へ回動するこ
とにより圧縮変形される部分を高ばね定数としたことを
特徴とする。
(2) 作用 上記構成によれば、自動車の走行中、車輪が前方から
荷重を受けると、支軸の軸筒が一方向へ回動して弾性部
材に低ばね定数の部分を圧縮変形させるので、弾性部材
の圧縮変形量が比較的多く、これにより両コントロール
アームの前後コンプライアンスは良好に保たれる。
また旋回時、外輪が外側方から荷重を受けると、支軸
の軸筒が他方向へ回動して弾性部材の高ばね定数の部分
を圧縮変形させるので、弾性部材の圧縮変形量は比較的
少なく、これにより両コントロールアームの揺動が小さ
く抑えられ、外輪のアライメント剛性が確保される。
(3) 実施例 以下、図面により本発明を一実施例について説明す
る。先ず第1図において、車輪1を軸支するナックル2
の上端部及び下端部にアッパコントロールアーム3及び
ロアコントロールアーム4の各先端がそれぞれボールジ
ョイント5,6を介して連結される。2aはナックルアーム
で、前輪懸架装置の場合には操向機構に連結され、後輪
懸架装置の場合には車体に固定されるものである。
アッパコントロールアーム3は基端側が前後一対のア
ーム部3f,3rに分岐し、またロアコントロールアーム4
も基端部が前後一対のアーム部4f,4rに分岐しており、
後部のアーム部3r,4rは、車体Bに固着されてその前後
方向に延びる枢軸7,8に弾性部材9,10を介して上下揺動
可能に枢着される。そしてロアコントロールアーム4に
は、それを下方へ弾発する懸架ばね付ダンパ11が連結さ
れる。
前部のアーム部3f,4fの前方に支軸12が隣接して配設
される。第1図ないし第3図に示すように、この支軸12
は、互いに間隔を存して上下に並ぶ一対の軸筒13,14を
備える。両軸筒13,14には後方へ突出する上下一対の支
腕15,16が一体に形成され、この両支腕15,16は連結杆17
を介して互いに一体に連結される。そして、上記支腕1
5,16に前部のアーム部3f,4fがそれぞれボールジョイン
ト18,19を介して連結される。
軸筒13,14には環体20,20がそれぞれ圧入されており、
これら環体20,20と、それらの中心部に配置される芯軸2
2,23との各間に複数個の弾性部材24,24…が介装され
る。
第4図に示すように、環体20の内周面には複数個、図
示例では4個の外側突起25,25…が周方向等間隔置きに
突設される。また芯軸22,23の外周面には、周方向で前
記弾性部材24を挟んで外側突起25,25…と対向するそれ
と同数の内側突起26,26…が突設され、これら内側突起2
6,26…の隣り同士は凹湾曲面27によって連結される。そ
して前記弾性部材24は、上記凹湾曲面27に密着するよう
に外側突起25の表面に焼付けられる。
外側突起25に焼付けられた弾性部材24は、その一端部
がばね定数の低い厚肉部24aに、また他端部がばね定数
の低い薄肉部24bに形成され、車輪1が前方からの荷重
を受けて支軸12の軸筒13,14が芯軸22,23に対して矢印a
方向へ回動するときは厚肉部24aがそれを挟む内,外側
突起26,25間で剪断及び圧縮変形を受け、車輪1が外側
方からの荷重を受けて支軸12の軸筒13,14が芯軸22,23に
対して矢印b方向へ回動するときは薄肉部24bがそれを
挟む内,外側突起26,25間で剪断及び圧縮変形を受ける
ようになっている。
上部の芯軸22は上端に一対の取付ボス29,29′を一体
に備えており、これらはボルト30,30′で車体Bに固着
される。また下部の芯軸23は下端に一対の取付ボス31,3
1を一体に備えており、これらはボルト32,32で車体Bに
固着される。さらに、両芯軸22,23には、これらの間に
介装される鋼板製連結部材33の両端がボルト34,34′に
より固着され、またこの連結部材33はボルト35,35によ
り車体Bに固着される。
上記複数の弾性部材24は次のように成形される。即ち
第4A図に示すように、環体20内に芯型Dを挿入して環体
20に対し所定角度θの位相ずれ状態にセットし、これら
環体20及び芯型D間の全空隙に弾性部材24の素材を充填
し、それを環体20にのみ焼付け、その後で芯型Dを抜取
るものである。こうして複数の弾性部材24は一挙に成形
されると共に環体20の外側突起25表面に焼付けられる。
また上記環体20はAl合金を材料として押出し成形され
る。これによって複雑な断面形状も容易に得ることがで
きる。その際、外側突起25に肉抜きを施せば、環体20の
軽量化を図ることができる。
尚、図中Aは車両前方を示す。
次にこの実施例の作用について説明する。
先ず第5図及び第6図において、車両の走行中、車輪
1が路面G上の小石等の突起物pを通過する場合を想定
する。車輪1が突起物Pを登るときには、突起物pから
ナックル2に加わる力の車両後方への力Fはナックル2
により平行な分力F1,F2に分解されてアッパコントロー
ルアーム3及びロアコントロールアーム4の先端に作用
し、両コントロールアーム3,4は車両後方へのモーメン
トM1,M2を受けるので、各コントロールアーム3,4基端の
弾性部材9,10を変形させつつ支軸12の上,下部両支腕1
5,16に同方向の回転モーメントM3,M4を与える。したが
って支軸12が受ける総合回転モーメントM3+M4は比較的
大となるので、支軸12の軸筒13,14と芯軸22,23との間に
介在する弾性部材24,24…は比較的容易に変形する。
特にこの場合、支軸12の軸筒13,14は芯軸22,23に対し
てa方向へ回動するので、各弾性部材24は、ばね定数の
低い厚肉部24aが内側及び外側突起26,25間で剪断及び圧
縮変形を受け、その変形量は第10図に線O−Aで示すよ
うに比較的多い。このように各弾性部材24の厚肉部24a
が比較的容易に変形することにより両コントロールアー
ム3,4には大きな前後コンプライアンスが与えられ、突
起物pからの衝撃力を緩和し、車体Bへの伝達を防止す
る。
突起物pを通過するのに伴う前輪1の昇降運動は、ア
ッパコントロールアーム3及びロアコントロールアーム
4がそれそれ枢軸7,8及びボールジョイント18,19周りに
上下揺動することにより許容される。
第7図において、車両の旋回時には、外輪1は車体の
遠心力に対する路面の反力Faを外側方から受ける。する
と、両コントロールアーム3,4は前方への回転モーメン
トMaを受けるため、支軸12の軸筒13,14は芯軸22,23に対
してb方向へ回動し、これに伴い各弾性部材24は、ばね
定数の高い薄肉部24bが内側及び外側突起26,25間で剪断
及び圧縮変形を受けるが、その変形量は第10図に線O−
Bで示すように比較的少ない。こうして前記荷重Faによ
る両コントロールアーム3,4の揺動量は少なく抑えられ
るので、外輪1のアライメント剛性は確保される。
この場合、弾性部材24の成形時に第4A図の芯型Dの位
相ずれθを増減させるだけで、例えば第10図のA′−O
−B′のようにそのばね特性を自由に変えることができ
る。
次に第8図及び第9図において、車両の走行中、図示
しないブレーキ装置の作動により車輪1に制動力が掛け
られた場合を想定する。車輪1に制動力が掛けられる
と、路面Gから車輪1に働く摩擦制動力fによりアッパ
コントロールアーム3に前向きのモーメントとm1を、ま
たロアコントロールアーム4には後向きのモーメントm2
をそれぞれ加えるので、アッパコントロールアーム3は
支軸12の上部支腕15に第8図で反時計方向の回転モーメ
ントm3を加え、これと反対にロアコントロールアーム4
は支軸12の下部支腕16に時計方向のモーメントm4を加え
る。このように両支腕15,16に加わる回転モーメントm3,
m4は方向が正反対であるから支軸12を介して互いに打消
し合う。その結果、アッパコントロールアーム3及びロ
アコントロールアーム4は前方または後方への移動を抑
えられ、路面Gの摩擦制動力fに抗してナックル2の変
位を抑制することになる。
特に、支軸12の両支腕15,16は、支軸12の中心軸から
大きく離れた位置で連結杆17によって連結されているの
で、上記のように両支腕15,16に加わる反対方向の回転
モーメントm3,m4は、連結杆17によって確実に支承され
る。このように両支腕15,16を含む支軸12は大なる捩り
剛性を有するので、前記回転モーメントm1,m2による両
コントロールアーム3,4の変位を確実に抑制し、キャス
タ角の変化を防止することができる。
しかも、支軸12は上下一対の軸筒13,14を主体として
おり、中間部から無用な筒部を取去っているので、軽量
化がもたらされる。
C.発明の効果 以上のように本発明によれば、車輪を支承するナック
ルに先端を連接した上下一対のアッパコントロールアー
ム及びロアコントロールアームの各基端一側部を車体に
上下揺動自在に枢着し、車体に弾性部材を介して支持さ
れて上下方向に延びる支軸に突設された一対の上部支腕
及び下部支腕にアッパコントロールアーム及びロアコン
トロールアームの各基端他側部をそれぞれ連結した、車
輪懸架装置において、前記支軸には、車体に固着される
芯軸を囲繞する軸筒を設け、この軸筒の内周及び芯軸の
外周に、周方向で前記弾性部材を挟んで交互に並ぶ複数
の外側突起及び内側突起をそれぞれ形成し、前記弾性部
材の、車輪が前方からの荷重を受けて前記軸筒が一方向
へ回動することにより前記外側突起及び内側突起間で圧
縮変形される部分を低ばね定数、車輪が外側方からの荷
重を受けて前記前記軸筒が他方向へ回動することにより
圧縮変形される部分を高ばね定数としたので、制動時の
キャスタ剛性を確保しゝ前後コンプライアンスを良好に
し得るという、本来の特性を何ら損なうことなく、旋回
時におけるアライメント剛性を強化することができ、こ
れにより乗心地と旋回姿勢の安定化の両方を満足させる
ことができる。しかも、特別な部材の追加を伴わないか
ら、コスト増を避けることもできる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図は車輪懸
架装置全体の斜視図、第2図は第1図のII矢視図、第3
図及び第4図は第2図のIII−III線及びIV−IV線断面
図、第4A図は弾性部材の成形方法説明図、第5図及び第
6図は車輪が路面上の突起物を登るときの作用を説明す
る簡略平面図及び側面図、第7図は旋回時の作用を説明
する簡略平面図、第8図及び第9図は制動時の作用を説
明する簡略平面図及び側面図、第10図は支軸を支持する
弾性部材のばね特性線図である。 1……車輪、2……ナックル、3……アッパコントロー
ルアーム、4……ロアコントロールアーム、7,8……枢
軸、12……支軸、13,14……軸筒、15……上部支腕、16
……下部支腕、17……連結杆、22,23……芯軸、24……
弾性部材、25……外側突起、26……内側突起

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車輪(1)を支承するナックル(2)に先
    端を連接した上下一対のアッパコントロールアーム
    (3)及びロアコントロールアーム(4)の各基端一側
    部を車体(B)に上下揺動自在に枢着し、車体(B)に
    弾性部材(24)を介して支持されて上下方向に延びる支
    軸(12)に突設された一対の上部支腕(15)及び下部支
    腕(16)にアッパコントロールアーム(3)及びロアコ
    ントロールアーム(4)の各基端他側部をそれぞれ連結
    した、車輪懸架装置において、 前記支軸(12)には、車体(B)に固着される芯軸(2
    2,23)を囲繞する軸筒(13,14)を設け、この軸筒(13,
    14)の内周及び芯軸(22,23)の外周に、周方向で前記
    弾性部材(24)を挟んで交互に並ぶ複数の外側突起(2
    5)及び内側突起(26)をそれぞれ形成し、前記弾性部
    材(24)の、車輪(1)が前方からの荷重を受けて前記
    軸筒(13,14)が一方向(a)へ回動することにより前
    記外側突起(25)及び内側突起(26)間で圧縮変形され
    る部分を低ばね定数、車輪(1)が外側方からの荷重を
    受けて前記前記軸筒(13,14)が他方向(b)へ回動す
    ることにより圧縮変形される部分を高ばね定数としたこ
    とを特徴とする、自動車の車輪懸架装置。
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