JP3757442B2

JP3757442B2 - 車両のサスペンション装置

Info

Publication number: JP3757442B2
Application number: JP25397295A
Authority: JP
Inventors: 一夫原田; 正人渡邊
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JPH0995114A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のサスペンション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両、特に自動車における車輪は、車輪支持部材を介して上下方向に揺動自在として車体に保持される。この車輪支持部材としては種々の形式のものが存在するが、後輪用車輪支持部材として、前後方向に伸びて、後端部に後輪が取付けられ、前端部が弾性ブッシュを介して車体に上下方向に揺動自在に取付けられるトレ−リングア−ム式のものがある。特開平３−２４８９０７号公報には、トレ−リングア−ムの車体への取付部位に介在される弾性ブッシュを、その中心軸線が鉛直方向に伸びるように配設したものが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、車輪支持部材の車体への取付部位に介在される弾性ブッシュの中心軸線を上下方向に伸ばした場合に、乗り心地を向上できるようにした車両のサスペンション装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明にあっては、基本的に次のような構成としてある。すなわち、
後端部に後輪が取付けられる車輪支持部材としてのトレ−リングア−ムの前端部が、上下方向に伸びる弾性ブッシュを介して車体に上下方向に揺動自在に取付けられた車両のサスペンション装置において、
前記弾性ブッシュの中心軸線が、上方に向うにつれて前方側へ向うように傾斜され、
前記トレ−リングア−ムと車体とを連結する軸方向に伸びるサスペンションダンパが、上方に向うにつれて後方側へ向うように傾斜されている、
ような構成としてある。
【０００５】
上記構成を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載の通りである。すなわち、
前記弾性ブッシュの中心軸線が、上方に向うにつれて前方側に向うようにかつ車体内方側へ向うように傾斜されている、ようにしてある（請求項２対応）。
【０００６】
左右のトレ−リングア−ム同士が、左右方向に伸びるト−ションビ−ムによって連結されている、ようにしてある（請求項３対応）。
【０００７】
前記弾性ブッシュが、内筒と、外筒と、該両筒間に介在された弾性部材とを備え、
前記内筒が車体に取付けられ、
前記外筒に前記車輪支持部材が取付けられている、
ようにしてある（請求項４対応）。
【０００８】
前記弾性部材が、少なくとも前後方向において、前記内筒側の内側弾性部材と、前記外筒側の外側弾性部材との分割構成とされ、
前記外側弾性部材の内周面のうち上下方向端縁部がカットされている、
ようにしてある（請求項５対応）。
【０００９】
前記内筒が、上方から挿通されるボルトによって車体に取付けられている、ようにしてある（請求項６対応）。
【００１０】
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載された発明によれば、車輪支持部材に取付けられた車輪から後方向への外力をうけたとき、弾性ブッシュには、その径方向への力のみならず軸方向への力も作用することになるが、軸方向のばね定数は径方向のばね定数よりも小さいため、この小さいばね定数による外力の受け止めによって乗り心地が向上されることになる。そして、弾性ブッシュの中心軸線の傾斜方向を設定するだけでよいので、構成も簡単である。
以上に加えて、サスペンションダンパの傾斜設定によって、ロール時のトーインを得ることが可能となって、操安性を向上させる上で好ましいものとなる。
【００１２】
請求項２に記載したような構成とすることにより、ロール時のトーインをより助長させて得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載したような構成とすることにより、トレ−リングア−ムにト−ションビ−ムを組み合わせたサスペンションにおいて、前述した効果を得ることができる。
【００１４】
請求項４、請求項５に記載したような構成とすることにより、本発明に用いて好適な弾性ブッシュの具体的な構造が提供される。
【００１５】
請求項６に記載したような構成とすることにより、弾性ブッシュの車体への好ましい取付態様が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３の説明
【００１８】
まず、図１〜図３を参照しつつ、全体の概要について説明する。この図１〜図３において、１は後輪用車輪支持部材としてのトレ−リングア−ムで、前後方向に伸びている。このトレ−リングア−ムの前端部は、後述する弾性ブッシュ２、ブラケット３を介して、車体に上下方向に揺動自在に取付けられている。このトレ−リングア−ム１の後端部には、後輪４が回転自在に取付けられる。
【００１９】
左右のトレ−リングア−ム１同士は、車体への連結部位近傍において、左右方向に伸びるト−ションビ−ム５によって互いに連結されている。このト−ションビ−ム５は、既知のように、例えば断面略Ｕ字状とされる等によって、左右方向の剛性は高くかつねじり剛性は弱いものとされている。
【００２０】
トレ−リングア−ム１の後端部と車体とが、ストラットとなる上下方向に伸びるサスペンションダンパ６によって連結されている。このサスペンションダンパ６には、サスペンションスプリング７が組み込まれていて、常時伸び方向に付勢されている。このサスペンションダンパ６は、上方に向うにつれて後方側へ向うように傾斜されている。すなわち、図２において、車体が水平状態で平坦路にあるときが示され、このとき、鉛直方向線が符号ＥＧで示され、サスペンションダンパ６の中心軸線が符号ＳＤで示され、この軸線のなす角度が符号θ１で示される。
【００２１】
前記ブラケット３は、互いに溶接等により一体化された第１ブラケット３Ａと第２ブラケット３Ｂとからなる。第１ブラケット３Ａは、車体への取付用となるもので大型とされ、ボルト１１によって、車体Ｂ（のリアフレ−ム）に固定されている。第２ブラケット３Ｂは、トレ−リングア−ム取付用となるもので小型とされている。
【００２２】
前記弾性ブッシュ２は、後述するように、内筒と外筒と該両筒間に介在された弾性部材とを有し、トレ−リングア−ム１が外筒に固定されている。弾性ブッシュ２は、内筒内を貫通する取付軸としのてボルト１２とナット１３とを利用して、前記第２ブラケット３Ｂに取付けられている。すなわち、ボルト１２が、上方から挿通されて、第２ブラケット３Ｂを上下方向に貫通しており、ボルト１２の第２ブラケット３Ｂ下端部に延在するねじ部に、ナット１３が螺合されている。このような取付手法によって、ナット１３が外れても、ボルト１２によってトレ−リングア−ム１の第２ブラケット３Ｂに対する連結状態が維持されることになる。
【００２３】
弾性ブッシュ２の中心軸線つまりボルト１２の中心軸線は、上下方向に伸びているが、上方に向うにつれて前方側へ向うように傾斜されている。すなわち、図２において、ボルト１２の中心軸線が符号ＤＢで示され、この中心軸線ＤＢと鉛直方向線ＥＧとのなす角度が、符号θ２で示される。なお、弾性ブッシュ２は、前後方向から見たときは、左右方向に傾斜されていない。
【００２４】
図４〜図７の説明
【００２５】
以上のような構成における作用について、図４〜図７を参照しつつ説明する。まず、図４において、後輪４に後方向の入力ＹＲが作用したときを考える。このとき、弾性ブッシュ２には、車体側から前方への反力ＨＦが作用する。この反力ＨＦは、図５に示すように、弾性ブッシュ２の径方向力Ｒ１と軸方向力Ｒ２とに分解されるが、弾性ブッシュ２のばね定数は、径方向よりも軸方向が小さくなっている。したがって、径方向で全ての反力ＨＦを受ける場合つまり弾性ブッシュ２の中心軸線を鉛直方向に設定した場合に比して、乗り心地が向上されることになる。なお、以下の説明、変形例においては、全ての場合において乗り心地向上の効果が得られるものである。
【００２６】
次に、図６において、後輪４に上下方向入力ＹＲ２が作用したときを考える。このとき、サスペンションダンパ６からの反力ＨＳによって、弾性ブッシュ２には後方への反力ＨＲ２が作用し、当該弾性ブッシュ２の中心位置が、取付軸としてのボルト１２に沿って車体に対して相対的に前方へ変位される。ロール時、例えば左旋回を示す図７の場合において、旋回外輪側となる右後輪４の弾性ブッシュ２が上記車体に対して相対的に前方へ変位することになり、トーインとなって操安性が向上される（図７実線状態から破線状態へと変更）。
【００２７】
変形例
【００２８】
次に、弾性ブッシュ２の傾斜方向を図１〜図７の場合とは異ならせた場合の例について説明するが、弾性ブッシュ２の傾斜方向設定を除いて図１〜図３の基本構成と同じ構成とされる。
【００２９】
(1)図８の説明
【００３０】
図８は、参考例となるもので、弾性ブッシュ２の中心軸線を、上方に向うにつれて後方側に向うように傾斜させた場合であり、前後方向から見たときは左右方向に傾斜されていない。この図６において、制動時に、後輪４は図４示すような入力ＹＲを受け、弾性ブッシュ２には、前方への反力ＨＦが作用する。この反力ＨＦは、径方向への力Ｒ１１と軸方向の力Ｒ１２とに分解される。
【００３１】
一方、制動時に生じるピッチングモ−メントにより、弾性ブッシュ２には、その軸方向において力ＰＦを受けることになる。この力ＰＦと、前記軸方向の力Ｒ１２とは互いに打ち消し合う方向に作用することになる。したがって、制動時における車体の姿勢変動（ピッチング）を抑制することができる。また、ロール時トーインを得ることができる（図７の場合と同じ）。
【００３２】
(2)図９の説明
【００３３】
図９の例は、弾性ブッシュ２の中心軸線を、上方に向うにつれて車体内方側へ向うように傾斜させた場合を示す。いま、旋回外輪側となる後輪４に横力ＹＲ３が入力されたとき、弾性ブッシュ２は車体外方側へ向う反力ＨＲ３を受け、これにより弾性ブッシュ２の中心位置は車体に対して相対的に車体内方側へ変位される。これにより、図７の場合と同様にトーインが得られることになる。ここで、。図９の場合は、弾性ブッシュ２は前後方向には傾斜していないものである（側方から見たときは鉛直方向に伸びている）。ただし、図９での傾斜設定に加えて、図１〜図６に示すように上方に向うにつれて前方側へ向うように傾斜させておくことにより、トーインをより助長させて得ることができる。
【００３４】
(3)図１０の説明
【００３５】
図１０の例は、参考例となるもので、弾性ブッシュ２の中心軸線の傾斜を、上方に向うにつれて車幅方向外方側へ向うように設定したものである。ただし、側方から見たときは傾斜されていない。この図１０の場合、旋回時に生じる横力ＹＲ３を受けて、弾性ブッシュ２は、旋回外方側へ向う反力ＨＲ４を受ける。この反力ＨＲ４は、径方向の力Ｒ２１と、軸方向の力Ｒ２２とに分解される。旋回時に生じるロールモ−メントにより、軸方向に力ＲＦが作用するが、このＲＦと上記軸方向力Ｒ２２とは互いに打ち消し合う方向に作用する。したがって、旋回時のロールが抑制されることになる。
【００３６】
弾性ブッシュ２の具体例（図１１〜図１７R>７、図２１）
【００３７】
次に、弾性ブッシュ２の具体例について、図１１〜図１７および図２１を参照しつつ説明する。弾性ブッシュ２は、金属製の内筒３１と外筒３２とを有し、各筒３１と３２とはそれぞれ円筒形に形成されれている。各筒３１と３２との間には、ゴム等の弾性部材３３が介在されているが、この弾性部材３３は、第１〜第３の３合計３個の弾性部材４１〜４３の分割構成とされている。第１弾性部材４１は、左右方向においては両筒３１と３２とを連結しているが、後方向においては薄く存在するのみとなっており、前方向においては存在しないものとなっている。説明の都合上、第１弾性部材４１の各部分を、左右方向部分を符号４１ａで示し、後方向部分を符号４１ｂで示してある。
【００３８】
第１弾性部材４１により、内筒３１と外筒３２との間には、前後方向においてはそれぞれ空隙４４、４５を有することになる。後方側の空隙４４には、外筒３２に連結された第２弾性部材４２が介在されている。この第２弾性部材４２は、第１弾性部材４１のうち後部分４１ｂに予圧縮状態で当接されているが、車幅方向各端部は、第１弾性部材４１とは離間されて、空隙が形成されたままとなっている。前方側の空隙４５には、外筒３２に連結された第３弾性部材４３が介在されている。この第３弾性部材４３は、内筒３１とは離間されて、いわゆるぬすみαが構成されている。
【００３９】
前述のような弾性ブッシュ２の特性が、図１５１５〜図１７に示される。各図は、内筒３１を固定した状態で、外筒３２を内筒３１に変位させた状態が示される。まず、図１５は、前後方向（図１１〜図１４左右方向）に外筒３２を変位させたときのたわみ特性を示す。外筒３２を前方へ変位させるときは、第１弾性部材４１（の４１ｂ部分）と第２弾性部材４３との圧縮で決定されるものであり、荷重とたわみ量との関係が線形的に変化される。外筒３２を後方へ変位させると、初期時は、第１弾性部材４１（の４１ｂ部分）と第２弾性部材４２との予圧縮によて、外筒３２を前方へ変位させときの線形的なたわみ特性線を延長したたわみ特性を示す。荷重が増加すると、ぬすみαが圧縮される状態となり、荷重増加に対してたわみ量の増加割合が大きくされる。ぬすみαが完全につぶれた状態以後は、第３弾性部材４３を圧縮させる特性となり、荷重増加に対するたわみ量の増加割合が小さい状態とされる。
【００４０】
図１６は、左右方向に外筒３２を変位させたときのたわみ特性が示されるが、このたわみ特性は、実質的に、第１弾性部材４１の左右方向部分４１ａの特性に依存するものとなる。
【００４１】
図１７は、外筒３２を内筒３１に対して図１２１２矢印で示すように揺動変位させたときの、揺動角つまりねじり角と荷重との関係を示す。勿論、このねじり角は、トレ−リングア−ム１の上下方向揺動量に対応している。この図１７の特性から明らかなように、ねじり角は小さいうちは、トレ−リングア−ム１の円滑な上下方向揺動を許容すべく、ねじり角増大に対する荷重の増大割合が比較的小さいものとされる。ねじり角がある程度以上大きくなると、それ以上のトレ−リングア−ム１の上下方向揺動を抑制すべく、ねじり角増大に対する荷重の増大割合が飛躍的に大きくされる。
【００４２】
図２１には、弾性ブッシュ２１の変形例が示され、基本的には、図１１〜図１７の場合と同様に構成されているが、図２１の場合は、第２弾性部材４２の内面つまり内筒３１側の面のうち、上下方向端縁部を丸みを有するようにカットしてある点において異なる。このカットにより、トレ−リングア−ム１の上下方向揺動がスム−ズに行われる。
【００４３】
ブラケット３の具体例（図１８〜図２０）
【００４４】
図１８〜図２０には、前記ブラケット３の具体例が示される。車体側への取付用となる第１ブラケット３Ａは、左右一対の側壁部５１、５２と、左右側壁部５１と５２との各上端同士を連結する上壁部５３とを有し、例えば鉄板を曲げ加工することにより形成される。そして、上壁部５３には、車体側への取付ボルト１１が挿通されるボルト孔５４が形成されている。
【００４５】
弾性ブッシュ２の取付用となる第２ブラケット３Ｂは、上壁部６１と下壁部６２と、各壁部６１と６２との前端同士を連結する前壁部６３とを有し、全体として鉄板を曲げ加工することにより形成されている。この第２ブラケット３Ｂは、その左右各端において、第１ブラケット３Ａの側壁部５１、５２により溶接されている。
【００４６】
第２ブラケット３Ｂの上下の壁部６１、６２には、弾性ブッシュ２の内筒３１を挿通される取付軸としてのボルト１２が挿通されるボルト孔６４、６５が同軸線上に形成されている。このボルト孔６４、６５の軸線延長上において、第１ブラケット３Ａの上壁部５３には、ボルト１２３の大径部つまり頭部が挿通可能な取付孔５５が形成されている。
【００４７】
弾性ブッシュ２をブラケット２に取付けるには、弾性ブッシュ２を第２ブラケット３Ｂの上下壁部６１、６２間に位置させて、第２ブラケット３Ｂの内筒３１をボルト孔６４、６５に整合させる。この状態で、図２０矢印で示すように、第１ブラケット３Ａの上方からその取付孔５５を通して、ボルト１２をその軸部側から挿通して、当該ボルト１２の軸部を、ボルト孔６５、内筒３１およびボルト孔６４に挿通させて、当該軸部の下端部を第２ブラケット３Ｂの下壁部６２下方へ延在させる。この後は、ボルト１２の下端部にナット１３を螺合して、ブラケット３に対する弾性ブッシュ２の取付が完了される。
【００４８】
第１ブラケット３Ａは、弾性ブッシュ２を第２ブラケット３Ｂに組みつけた後に、車体に取付けられる。このとき、トレ−リングア−ム１が、車体Ｂに対して所定の組付関係が得られるように、第１ブラケット３Ａとトレ−リングア−ム１の前端部とに、図１８に示すようにそれぞれ指標７１あるいは７２を形成して、この２つの指標７１と７２とが合致した状態を維持しつつ、第１ブラケット３Ａをボルト１１によって車体に固定すればよい。
【００４９】
以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。
【００５０】
弾性ブッシュ２の弾性部材３３は、内筒３１と外筒３２との間全てを充填するものであってもよい。この場合、内筒側弾性部材と外筒側弾性部材との２分割構成とするときは、図２１に示すようなカットを、一部あるいは全周囲に渡って行うことができる。もちろん、カットを一部とするときは、トレ−リングア−ム１の上下方向揺動に対応した位置となる前後方向位置をカットすればよい。
【００５１】
本発明の目的は、明記されたものに限らず、発明の効果に対応したもの、あるいは利点、好ましいとされる内容に対応した目的をも暗黙的に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す平面図。
【図２】図１のサスペンションを車幅方向内方側から見た側面図。
【図３】図１のサスペンションを後方から見た図。
【図４】弾性ブッシュを前方へ傾斜させたときの作用を説明するための簡略側面図。
【図５】図４における弾性ブッシュ部分の簡略拡大図。
【図６】弾性ブッシュを前方へ傾斜させたときの作用を説明するための簡略側面図。
【図７】図６の場合におけるサスペンションの変位を示す簡略平面図。
【図８】弾性ブッシュを後方へ傾斜させたときの作用を説明するための簡略側面図。
【図９】弾性ブッシュを車幅方向内方側へ傾斜させたときの後方から見た簡略図。
【図１０】弾性ブッシュを車幅方向外方側へ傾斜させたときの後方から見た簡略図。
【図１１】弾性ブッシュの一例を示す軸方向平面図。
【図１２】図１１のＸ１２−Ｘ１２線相当断面図。
【図１３】図１１のＸ１３−Ｘ１３線相当断面図。
【図１４】図１２のＸ１４−Ｘ１４線相当断面図。
【図１５】弾性ブッシュの前後方向でのたわみ特性の設定例を示す図。
【図１６】弾性ブッシュの左右方向でのたわみ特性の設定例を示す図。
【図１７】弾性ブッシュのトレ−リングア−ムの上下方向揺動に対応した方向でのねじり特性を示す図。
【図１８】弾性ブッシュ取付用ブラケットの一例を示す平面図。
【図１９】図１８のブラケットを後方から見た図。
【図２０】図１９の左側面図。
【図２１】弾性ブッシュの変形例を示すもので、図１２に対応した断面図。
【符号の説明】
１：トレ−リングア−ム（車輪支持部材）
２：弾性ブッシュ
３：ブラケット
４：後輪
５：ト−ションビ−ム
６：サスペンションダンパ
１２：弾性ブッシュ取付ボルト
３１：内筒
３２：外筒
３３：弾性部材
４１：第１弾性部材
４２：第２弾性部材
４３：第３弾性部材
Ｂ：車体
ＥＧ：鉛直方向線
ＤＢ：弾性ブッシュ中心軸線
ＳＤ：サスペンションダンパ中心軸線

Claims

後端部に後輪が取付けられる車輪支持部材としてのトレ−リングア−ムの前端部が、上下方向に伸びる弾性ブッシュを介して車体に上下方向に揺動自在に取付けられた車両のサスペンション装置において、
前記弾性ブッシュの中心軸線が、上方に向うにつれて前方側へ向うように傾斜され、
前記トレ−リングア−ムと車体とを連結する軸方向に伸びるサスペンションダンパが、上方に向うにつれて後方側へ向うように傾斜されている、
ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
請求項１において、
前記弾性ブッシュの中心軸線が、上方に向うにつれて前方側に向うようにかつ車体内方側へ向うように傾斜されている、ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
請求項１または請求項２において、
左右のトレ−リングア−ム同士が、左右方向に伸びるト−ションビ−ムによって連結されている、ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記弾性ブッシュが、内筒と、外筒と、該両筒間に介在された弾性部材とを備え、
前記内筒が車体に取付けられ、
前記外筒に前記車輪支持部材が取付けられている、
ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
請求項４において、
前記弾性部材が、少なくとも前後方向において、前記内筒側の内側弾性部材と、前記外筒側の外側弾性部材との分割構成とされ、
前記外側弾性部材の内周面のうち上下方向端縁部がカットされている、
ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
請求項４または請求項５において、
前記内筒が、上方から挿通されるボルトによって車体に取付けられている、ことを特徴とする車両のサスペンション装置。