JP3284494B2 - 自動車の後輪懸架装置 - Google Patents

自動車の後輪懸架装置

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JP3284494B2 JP37159698A JP37159698A JP3284494B2 JP 3284494 B2 JP3284494 B2 JP 3284494B2 JP 37159698 A JP37159698 A JP 37159698A JP 37159698 A JP37159698 A JP 37159698A JP 3284494 B2 JP3284494 B2 JP 3284494B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、 自動車の後輪懸
架装置に係り、詳しくは、後輪の懸架装置の前方側装着
部が旋回時に後方の車軸に加わる横力(Lateral Force)
によりコンプライアンス(Compliance)を誘発できるよう
になって旋回特性をアンダステアリング(Under Steerin
g)となるようにすることにより、 旋回の安定性を求める
ことのできる自動車の後輪懸架装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、 自動車の懸架装置におけるシャ
シバネは、車体と車輪間に設けられて走行中路面から伝
達される衝撃とタイヤの振動を吸収して車体に伝達され
る衝撃と振動を最少化することによって乗車感を向上さ
せるようにする機械要素であるが、かようなシャシバネ
は板バネとコイルバネおよびエアバネなどに大別される
が、とりわけ、大型貨物車の場合には主として価格と整
備費の両面に有利にして耐久性に優れた板バネ(Leaf Sp
ring) を採用している。
【０００３】図１は、従来の自動車の後輪に板バネが装
着された状態を示す側面図である。板バネ３１の中央部
位は後方車軸３２にＵボルト３３を介して固定され、そ
の板バネ３１の前方の端部は車体のサイドフレーム３４
上に接合された第１のマウンティングブラケット３５に
ボルト３６を介して直接締結固定される反面、前記板バ
ネ３１の後方の端部はシャックル３７に締結された後、
そのシャックル３７の一端部はサイドフレーム３４上に
接合された第２のマウンティングブラケット３５ にボ
ルト３６を介して締結固定される。
【０００４】一方で、 上記のようにサイドフレーム３４
上に装着された板バネ３１は、材質のもつ動特性(Kinem
atic Property)によって走行中車体に加わる荷重あるい
は路面から伝達される衝撃力により上下方向への伸長と
復元を操返すことになる。この際、前記板バネ３１の略
中間部位にＵボルト３３を介して固定された後方車軸３
２は、図２に示すように、 車体の前方側の所定位置に存
在するようになる旋回中心点Ｏを中心に一定態様の軌跡
を現わす円弧に沿って上下に移動するようになる。前記
後方車軸３２を固定させる板バネ３１の結合位置なるＡ
点は正常の走行状態では定位置を保持しているが、車体
の荷重変化あるいは路面からの衝撃力の変化に伴ってＢ
点ないしはＣ点に移動するようになる。
【０００５】すなわち、 前記板バネ３１上の後方車軸３
２の固定点なるＡ点は、走行中車体がバンパ(Bumper)さ
れる際にはＢ点に移動するようになる反面、 走行中車体
がリバウンド(Rebound) される際にはＣ点に移動するよ
うになるが、かように前記板バネ３１上の後方車軸３２
の固定点であるＡ点が旋回中心点Ｏを中心に一つの円弧
状の軌跡につれて上下のＢないしＣ点に移動するように
なると、前記後方車軸３２の固定点であるＡ点は正常の
位置の場合より前後方向へそれぞれ最大ｌだけの離隔距
離をおいて移動するようになる。
【０００６】これにより、走行中の車両にローリング(R
olling) が誘発されると、前記後方車軸３２の左右側端
部に装着された車輪の進行方向が変化されてあたかも操
向を実施したときと同一の效果を誘発させるようになる
車軸操向(Axle Steer)現象が生じるという短所がある。
【０００７】一方で、 上記のように、走行中に板バネ３
２に加わる荷重の変化により生じる車軸操向現象はその
ほかにも走行中の車両が旋回する際に一段と激しく誘発
される。これは自動車の直進および旋回する際の後輪の
懸架装置状態を示す図３の場合と同一である。
【０００８】すなわち、 図３に示すように、 まず、直進
走行時には両側の後輪３８を支持している後方車軸３２
が前輪３９を支持している前方車軸４０と平行に維持さ
れる反面、 たとえば、走行中にある車両が右回転をする
ようになると、 遠心力が車体の旋回反対方向へ作用する
ようになるため、 この際生じる遠心力により車体の荷重
は旋回反対方向で後方車軸３２を支持している板バネ３
１に加わるようになる。これにより、旋回反対方向に位
置された板バネ３１は車体のバンパ時に変形される場合
と同一に後方車軸３２の固定点であるＡ点がＢ点に移動
するようになる。これと同時に旋回方向へ位置された板
バネ３１は車体のリバウンド時に変形される場合と同一
に後方車軸３２の固定点であるＡ点がＣ点に移動するよ
うになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】これにより、 旋回反対
方向側の後方車軸３２の端部は、正常の後方車軸３２の
延長線Ｌより後方に最大ｌだけ押されるようになり、旋
回方向側の後方車軸３２の端部は正常の後方車軸３２の
延長線Ｌより前方へ最大" ｌ" だけ押されるという現象
が誘発される。
【００１０】すなわち、 旋回時の車体の遠心力により車
両の姿勢が旋回反対方向へ傾けられることにより、前記
板バネ３１の動特性により後方車軸３２とこれに装着さ
れた後輪３８が旋回反対方向へ向うようになる車軸操向
現象が誘発されるのである。
【００１１】さらに、上記のように、旋回時に後方車軸
３２の方向が変換されると、車軸操向現象の誘発のほか
にも運転者の操向操作による操向の具合よりも実際に生
ずる旋回半径が小となる、いわば、オーバステアリング
(Over Steering)現象も誘発される。オーバステアリン
グ現象は旋回の安定性を低下させるものとして知られて
いる。
【００１２】また、 上記のように、旋回時に後方車軸３
２の方向が変換されてこれに装着された後輪３８が前輪
３９と反対方向を向うようになると、 前記後方車軸３２
に装着された後輪３８のホイールアラインメント(Wheel
Alignment) がトウアウト(Toe Out) に転換され、 これ
によって前記後輪３８に装着されたタイヤと路面間の摩
擦が深化されてタイヤの摩耗が促進される。
【００１３】そこで、この発明は上記した種々の問題点
を解決するためになされたものであつて、この発明の目
的は、旋回時に後輪に加わる横力に伴う懸架装置の装着
部にコンプライアンスを誘発させるように構成して操向
特性をアンダステアリングされるようにすることによ
り、 旋回の安定性を求めことのできる自動車の後輪懸架
装置を提供することにある。
【００１４】上記目的を達成するために、この発明は、
車体の左右サイドフレーム上に板バネの前後方端部がそ
れぞれ前方側装着部と後方側装着部を介して設けられて
中央部位に後方車軸を固定させるようになっている自動
車の後輪懸架装置において、前記板バネの前方側装着部
は、板バネの前方側端部を水平に貫通する締結用ピンに
より枢支するマウンティングブロックと、当該マウンテ
ィングブロックに一面を接合されたコンプライアントブ
シュ、および、当該コンプライアントブシュの他面と接
合されてサイドフレーム上に固定されたブラケットとか
らなり、前記マウンティングブロックの後端部はこれを
垂直方向に貫通する締結用ボルトを媒介としてコントロ
ールリンクの一端部に枢着され、前記コントロールリン
クは、後方車軸から所定距離後方に離隔した位置におけ
る車体幅の略中央と当該コントロールリンクの前記一端
部とを結ぶ線上に位置するとともに、前記一端部から４
５度未満の角度にて上方に向かって当該コントロールリ
ンクの他端部がサイドフレームに枢支されてなることを
特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、 この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて詳述する。 この発明の実施の形態に係る自動車の後輪懸架装置は図
４に示すように、 左右側の後輪１が後方車軸２の両側端
部に装着され、 その後方車軸２は中央の差動装置３を介
して左右に分離された個体からなり、その差動装置３は
駆動軸（図示省略）を通じてエンジンから駆動力を伝達
されて後方車軸２を駆動させるようになっている。
【００１６】さらに、前記後方車軸２の両側部にはそれ
ぞれ左右側板バネ４の中央部位が固定され、 その左右側
板バネ４の前後方側端部はそれぞれ車体のサイドフレー
ム５（図５に図示される）上に装着される。とりわけ、
前記サイドフレーム５に対する板バネ４の前方側装着部
６はそれぞれ板バネ４の後方側装着部７を相互に連結す
る線上で後方車軸２の中心と出会う回転中心点Ｐを基準
に回転可能に整列されている。
【００１７】すなわち、 旋回時に前記後輪１に横力が作
用するようになると、 前記板バネ４の前方側装着部６は
回転中心点Ｐを基準に横力が作用する方向へ微小範囲内
で回動されうるように構成される。
【００１８】このため、前記板バネ４の前方側装着部６
は図５および図６にそれぞれ示すように、板バネ４の前
方側端部がマウンティングブロック８を水平に貫通する
締結用ピン９によりマウンティングブロック８に固定さ
れ、 そのマウンティングブロック８はコンプライアント
ブシュ１０(Compliant Bush)の底面部と結合され、その
コンプライアントブシュ１０の上面部はブラケット１１
の底面部に接合されて連結され、そのブラケット１１の
一面は前記サイドフレーム５と補助サイドフレーム１２
にそれぞれ直角に接合されて堅固に固定される。
【００１９】ここで、前記コンプライアントブシュ１０
は図７に示すように、 前記ブラケット１１とマウンティ
ングブロック８にそれぞれ接合されて結合される上下部
板１０ａ、１０ｂと、 その上下部板１０ａ、１０ｂ間で
複数の隔板１０ｃを介してその隔板１０ｃと前記上下部
板１０ａ、１０ｂの間でそれぞれ加硫接着されて一体を
形成するゴム製の緩衝材１０ｄとでなるものであって、
前記コンプライアントブシュ１０は垂直方向へ作用する
荷重には前記隔板１０ｃを介して変形を抑制させうる強
性を発揮できる反面、 横方向へ作用する荷重に対して荷
重の作用する方向へ撓む変形が可能になっている。
【００２０】一方で、 前記板バネ４の前方側端部をマウ
ンティングブロック８上に固定させる締結用ピン９は、
マウンティングブロック８上にスナップリング９ａを介
して固定された状態でその締結用ピン９の一端部がサイ
ドフレーム５の下に接合された補助サイドフレーム１２
を貫通して補助サイドフレーム１２上に設けられたバイ
アシング機構１３(Biasing Mechanism) にまで延長され
てそのバイアシング機構１３と接触されるようになって
いる。
【００２１】さらに、前記マウンティングブロック８の
後尾は図５及び図８にそれぞれ示すように、 これを垂直
方向へ貫通する締結用ボルト１４を介してコントロール
リンク１５の一端部と枢着され、 そのコントロールリン
ク１５の他端部はゴム製の緩衝材であるブシュ１６を装
着した状態でそのブシュ１６を水平方向へ貫通する締結
用ボルト１７を介して前記サイドフレーム５の底面に接
合されたブラケット１８と枢着されている。
【００２２】この際、 前記コントロールリンク１５はサ
イドフレーム５に対し略α角度の鋭角をおいて下向けに
配置されつつサイドフレーム５の内側へは略β角度の鋭
角をおいて斜めに配置される。前記コントロールリンク
１５がサイドフレーム５に対しα角度だけの鋭角をおい
て下向けに配置されるのは、走行中車体の荷重に伴って
コンプライアントブシュ１５がやや圧縮される場合にこ
れを補償するためのものであって、前記コントロールリ
ンク１５がサイドフレーム５の内側にβ角度だけの鋭角
をおいて斜めに配置されるのは、後輪１に横力が加わる
ことにより、前記サイドフレーム５に枢支されたコント
ロールリンク１５の後、端部が回動されて後輪１のホイ
ールラインメントが変化する場合にこれを補償するため
のものであって、かように前記コントロールリンク１５
がマウンティングブロック８とサイドフレーム５との間
に配置されて板バネ４の前方側装着部６を支持するよう
になると、 旋回時に前記コンプライアントブシュ１０の
コンプライアンスの効果は増大する。
【００２３】また、前記コントロールリンク１５はサイ
ドフレーム５上に接合されたブラケット１８にブシュ１
６を介して枢支されているため、その枢支点を中心に板
バネ４の前方側装着部６は車体の左右方向に対しある程
度の角度( 略１゜内外)で回動可能となる。
【００２４】すなわち、 車両の旋回時に前記コンプライ
アントブシュ１０は、後輪１に作用する横力により前方
側装着部６を横方向へ動かすことのできる変形を起こす
が、前記コントロールリンク１５の後端部がブラケット
１８上で水平方向へ結合された締結用ボルト１７を介し
て枢支されているため、図８に示す車体の左右方向への
動作にはブシュ１６の収縮可能な程度だけの回動を許容
するようになる制約がある。
【００２５】これにより、車両の旋回時に前記後輪１に
横力が作用するようになると、前記板バネ４の前方側装
着部６はコンプライアントブシュ１０を介して回転中心
点Ｐを基準に横力が作用する方向へ回動するようになる
ため、その板バネ４上に固定された後方車軸２は図１０
に示すように旋回方向の外側にある後方車軸２は前方へ
回動される反面、 旋回方向の内側にある後方車軸２は後
方へやや押されるようになる。
【００２６】かように、旋回時に前記後輪１とこれを装
着している後方車軸２が旋回方向へ向うようになると、
前記後輪１のホイールラインメントはトウインされつつ
操向特性もアンダステアリングに転換されるため、旋回
の安定性が付加されうるようになる。
【００２７】一方で、 前記バイアシング機構１３は図９
に示すように、 補助サイドフレーム１２上に固定された
中空形のハウジング１９と、 そのハウジング１９内にバ
ネ２０を介して弾支されるピストン２１および、 そのピ
ストン２１の背面を支持するようバネ２０の端部と接触
される板材２２を収容するために、ハウジング１９の他
端部に堅固に固定されてバネ２０を拘束する閉塞部材２
３からなる。そのピストン２１は前記マウンティングブ
ロック８を貫通して板バネ４を固定させる締結用ピン９
の一先端と当接してこれを弾支するようになる。
【００２８】これにより、 直進走行時に路面の勾配に影
響されて一方の後輪１だけに横力が加わり一方の後輪１
の整列方向へ偏向されるか、乱れて一方の後輪１のホイ
ールラインメントが変化されるワンダリング現象が誘発
される場合、 前記バイアシング機構１３のピストン２１
は締結用ピン９の一端部を弾支できるため、一方の後輪
１に作用する横力によりコンプライアントブシュ１０が
変形されつつマウンティングブロック８が旋回されても
前記バイアシング機構１３はこれを有効に食止めるた
め、ワンダリング現象が有効に排除されうるようにな
る。これは前記後輪１に加えられた横力がバネ２０の弾
性を乗り切れない場合に限って可能となる。
【００２９】また、 旋回時に前記両側後輪１にバイアシ
ング機構１３のバネ２０の弾性よりも大きい横力が同時
に加わる場合には、 前記両側板バネ４の前方側装着部６
にあるコンプライアントブシュ１０がそれぞれ旋回方向
に向けて変形し、その変形により前記両側板バネ４の前
方側装着部６が回動する際、その前方側装着部６と回動
可能に枢着されたそれぞれのコントロールリンク１５は
前方側装着部６の回動を円滑にガイドできるようになる
のはもとより、旋回終了後に前記後輪１に加えられた横
力が除去される場合には、前記締結用ピン９に弾性力を
与えて前記板バネ４の前方側装着部６に復元機能を与え
られうるようになるため、後輪１のホイールラインメン
トは旋回以前の状態に円滑に戻るようになる。
【００３０】ここで、前記板材２２は締結ピン９を加圧
するようになっているピストン２１を弾支するバネ２０
のプリーロード(preload) を変化させうるようになって
いるものであって、 前記板材２２の厚みあるいはハウジ
ング１９内に収容される数量を調整すると、 前記バネ２
０に加わるプリーロードは自在に調整されうるため、直
進走行時に一方の後輪１に作用する横力によりワンダリ
ング現象が誘発される限界点を任意に調整できるように
なる。
【００３１】したがって、前記板バネ４の前方側装着部
６なるマウンティングブロック８とブラケット１１との
間に装着されたコンプライアントブシュ１０の旋回時に
後輪１に加えられた横力により旋回方向へ変形すると、
そのマウンティングブロック８は回転中心点Ｐを基準に
旋回方向への一定軌跡を追従しつつ動作することにな
る。この際、前記コントロールリンク１５は前方側装着
部６を補助サイドフレーム１２上で堅固に枢支している
ことにより、前記板バネ４の前方側装着部６の旋回運動
はコントロールリンク１５を介してより一段と有効に制
御されるようになる。
【００３２】上述のように、前記板バネ４の前方側装着
部６に対する構造の説明は、左右側の板バネ４に同一態
様で設けられているのはもとより、旋回時に後輪１を通
じて後方車軸２に加わる横力により左右側の板バネ４の
前方側装着部６はそれぞれ横力が作用する方向、 すなわ
ち旋回方向へ変位するのである。
【００３３】
【発明の効果】上述のように、この発明によれば、自動
車の後輪懸架装置において、前記板バネの前方側装着部
がマウンティングブロックとサイドフレーム上に装着さ
れたブラケットとの間に設けられたコンプライアントブ
シュと、 そのマウンティングブロックの一端とサイドフ
レームとの間に装着されたコントロールリンクを介して
支持されることにより、旋回時に前記マウンティングブ
ロックをサイドフレームに連結するコンプライアントブ
シュが横力によりコンプライアンスを誘発することによ
って、前記後輪が前方車軸に装着された前輪と同一の旋
回方向へ操向されて後輪がアンダステアリングされるた
め、旋回の安定性が向上されうるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の自動車の後輪懸架装置での板バネの装着
状態を示す側面図である。
【図２】従来の自動車の旋回時に板バネに固定された車
軸の移動軌跡の概略を示す側面図である。
【図３】従来の自動車の直進および右回転時に後輪懸架
装置の状態の概略を示す平面図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る自動車の後輪懸架
装置の概略を示す平面図である。
【図５】図４に示す後輪懸架装置での前方側装着部を示
す側面図である。
【図６】図５に示す前方側装着部の後面図である。
【図７】図５及び図６にそれぞれ示すコンプライアント
ブシュの断面図である。
【図８】図５に示す後輪懸架装置の底面図である。
【図９】図６に示す要部拡大断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態に係る後輪懸架装置を
装着した自動車での右回転時に後方車軸の状態の概略を
示す平面図である。
【符号の説明】
１ 後輪 ２ 後方車軸 ４ 板バネ ５ サイドフレーム ６ 前方側装着部 ８ マウンティングブロック １０ コンプライアントブシュ １３ バイアシング機構 １５ コントロールリンク
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−58520（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−174312（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−8606（ＪＰ，Ｕ) 西独国特許出願公開2758721（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60G 11/04 - 11/12 B60G 9/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車体の左右サイドフレーム上に板バネの
    前後方端部がそれぞれ前方側装着部と後方側装着部を介
    して設けられて中央部位に後方車軸を固定させるように
    なっている自動車の後輪懸架装置において、 前記板バネの前方側装着部は、板バネの前方側端部を水
    平に貫通する締結用ピンにより枢支するマウンティング
    ブロックと、当該マウンティングブロックに一面を接合
    されたコンプライアントブシュ、および、当該コンプラ
    イアントブシュの他面と接合されてサイドフレーム上に
    固定されたブラケットとからなり、 前記マウンティングブロックの後端部はこれを垂直方向
    に貫通する締結用ボルトを媒介としてコントロールリン
    クの一端部に枢着され、前記コントロールリンクは、後
    方車軸から所定距離後方に離隔した位置における車体幅
    の略中央と当該コントロールリンクの前記一端部とを結
    ぶ線上に位置するとともに、前記一端部から４５度未満
    の角度にて上方に向かって当該コントロールリンクの他
    端部がサイドフレームに枢支されてなることを特徴とす
    る自動車の後輪懸架装置。
  2. 【請求項２】 前記コンプライアントブシュは、ブラケ
    ットとマウンティングブロックとにそれぞれ固定される
    上下部板と、その上下部板間で複数の隔板を介してその
    隔板と前記上下部板間でそれぞれ加硫接着されて一体に
    形成される複数の緩衝材とからなることを特徴とする請
    求項１に記載の自動車の後輪懸架装置。
  3. 【請求項３】 前記板バネの前方側装着部は、当該前方
    側装着部を固定する前記締結用ピンの端部が前記サイド
    フレームの下に接合された補助サイドフレームを貫通し
    て補助サイドフレーム上に設けられたバイアシング機構
    と接触しており、当該バイアシング機構は、前記サイド
    補助フレーム上に固定された中空形のハウジングと、当
    該ハウジング内にバネを媒介として弾力的に支持される
    ピストンと、前記ピストンの背面を支持するように前記
    バネの端部と接触される板材を収容するために、ハウジ
    ングの他端部に堅固に固定されてバネを拘束する仕上げ
    材とからなることを特徴とする請求項１に記載の自動車
    の後輪懸架装置。
JP37159698A 1997-12-30 1998-12-25 自動車の後輪懸架装置 Expired - Fee Related JP3284494B2 (ja)

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