JP3912180B2 - 自動車の後輪サスペンション装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の後輪サスペンション装置に関し、特に、５本のＩリンクによって構成したマルチリンク式サスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりマルチリンク式サスペンションとして５本のＩリンクからなり、その各リンクの少なくとも車体側の端部にそれぞれ弾性ブッシュを備えたものは知られている（例えば、特開平２−３８１０６号公報を参照）。このような５本のＩリンクからなるマルチリンク式サスペンションは、後車輪の上下ストロークを除く５つの運動の自由度に対してそれぞれの要求に合わせて最適に拘束するよう各Ｉリンクを配設することが可能であることから、性能的に高いポテンシャルを有しているサスペンション形式であると言える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、マルチリンク式サスペンションにはその自由度の高さゆえに剛性面での問題があり、特に前記のように弾性ブッシュを介してリンクを取り付ける構造ではその問題が顕著なものとなる。すなわち、自動車の旋回時に車輪が横力を受けたときに、各リンクの弾性ブッシュが撓むことによって剛性感が低下するとともに、その撓みの分だけサスペンションの動きに遅れが生じる。
【０００４】
また、各リンクの幾何学的な配置によって決まる車輪の位置（アライメント）が厳密には弾性ブッシュの撓みの分だけ変化することになるが、自由度が高いが故にどのような荷重が入力されても最適な方向に撓むように設計管理することが極めて難しく、期待通りのサスペンション性能を得ることは難しかった。
【０００５】
これらのことから、マルチリンク式サスペンションは、操縦安定性に比して乗り心地を重視するとともに、旋回性能より極端に高速走行時の直進安定性を高く要求するような高級セダン等に採用されるのが一般的で、乗り心地に関する要求に比べて操縦安定性能や絶対的な旋回性能に対する要求が厳しいスポーツカー等には採用されていないというのが実状であった。
【０００６】
尚、このようなマルチリンク式サスペンションにおいて、弾性ブッシュを採用せず全てボールジョイントによって車体等へ連結した場合は、当然に設計管理できないような撓みによる弾性変形が生じないため、剛性感や応答性が高まるばかりでなく、アライメント精度も狙った通りの状態を維持でき、ベースとして持つ高いポテンシャルと相俟って優れた操縦安定性を発揮できることは言うまでもない。しかし、弾性ブッシュによる振動や騒音の遮断が全く期待できないため、ロードノイズや、各Ｉリンクの共振によって生じる騒音等が全て車体に伝播することになり、乗用車としての実用性が確保できず、こういう意味でもスポーツ車両と言えども振動・騒音に対する遮断性能が要求される市販車には、５本のマルチリンク式サスペンションは採用し難かったものである。
【０００７】
斯かる点に鑑み、本願発明の目的とするところは、少なくとも車体側の端部に弾性ブッシュを備えた５本のリンクからなるマルチリンク式の後輪サスペンション装置において、スポーツ性能が高く要求されるような車両にも適用可能な高い操縦安定性を確保しつつ市販車として十分な振動・遮断性能をも得ることができる全く新しい知見によるマルチリンク式サスペンションを提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本願発明に係る後輪サスペンション装置では、緩衝装置の上下反力を利用して自動車の後車輪に予め負キャンバで且つトーインの向きのモーメント力を作用させるとともに、少なくともその負キャンバの向きのモーメント力を、横力の増大に抗して旋回外方の後車輪のグリップ限界領域まで維持することにより、各リンクの弾性ブッシュに最適な向きの付勢力を付与するようにして、つまり、緩衝装置の上下反力によって各弾性ブッシュを最適な方向に予圧縮するようにして、その撓みに起因する不具合を解消したものである。
【０００９】
具体的に、本願の請求項１の発明は、自動車の後車輪の支持部材を５本のリンクにより車体に連結して、該各リンクの少なくとも車体側の端部にそれぞれ弾性ブッシュを配設するとともに、バネ及びダンパからなり上下反力を発生する緩衝装置の上端側を車体側に取り付ける一方、該緩衝装置の下端部を前記後車輪支持部材の車体内方側に枢着してなるマルチリンク式の後輪サスペンション装置を前提とする。そして、前記緩衝装置を、その上下反力が後車輪の仮想キングピン軸の周りにトーインの向きのモーメント力を発生させるように当該仮想キングピン軸に対して配置するとともに、その上下反力が後車輪に対して負キャンバの向きのモーメント力を発生させるように後車輪の車体内方に離間させ、さらに、その上下反力による負キャンバの向きのモーメント力を、自動車の旋回時に旋回外方に位置する後車輪において横力により発生する正キャンバの向きのモーメント力と比較して、その横力の限界領域まで大きくなるように設定したものである。
【００１０】
前記の構成により、まず、自動車の後輪サスペンション装置を５本リンクのマルチリンク式とすることで、後車輪の５つの運動自由度をそれぞれ最適に拘束することが可能になるので、ＡアームやＨアームを用いたものに比べて高いポテンシャルを有するとともに、弾性ブッシュの介在によって優れた乗り心地を得ることができる。
【００１１】
しかも、前記後車輪にはその支持部材を介して緩衝装置反力によりトーインの向きのモーメント力が作用していて、予め各リンクの弾性ブッシュが車輪のトーインの向きに付勢（予圧縮）されているので、自動車の旋回時に弾性ブッシュの撓みによる遅れを排除して旋回外方の後車輪に対し直ちにトーインを付与することが可能になる。これにより、マルチリンク式サスペンションとしては過去に類を見ないほど位相遅れの少ない、即ち極めて剛性感や応答性の高いシャープな運転感覚とすることができる。すなわち、一般的には運転者により操舵が行われると自動車に横加速度が発生し、これに伴い旋回外方への荷重移動が生じて各車輪にコーナリングフォースが発生するのだが、本発明のようにコーナリングフォースが発生する段階よりも早い荷重移動の段階、即ち上下力が発生した段階で、この力によって後車輪にトーインを付与するようにすれば、コーナリングフォースの発生を早めることができ、これにより位相遅れが少なくなるのである。
【００１２】
さらに、前記緩衝装置の上下反力により、後車輪にはその支持部材を介して負キャンバの向きのモーメント力が作用していて、このモーメント力が自動車の旋回外方の後車輪においても横力の限界領域まで常にその横力による正キャンバのモーメント力よりも大きくなるから、後車輪の各リンクの弾性ブッシュにはキャンバ変化について常に一定の向きの付勢力が作用することになり、このことで、微視的な車輪のふらつきが発生しなくなって運転感覚の悪化や不自然な挙動が解消され、過去にない操縦安定性を備えた後輪サスペンション装置を実現できるものである。
【００１３】
ここで、前記したように緩衝装置の上下反力によって後車輪をトーインの向きに付勢するためには、その反力の向きや後車輪の支持部材に対する作用点を仮想キングピン軸に対して適切に設定する必要がある。例えば、後車輪の仮想キングピン軸を上端側ほど車体後方に位置するように傾斜させ、緩衝装置を、その軸心が前記仮想キングピン軸よりも車体内方に位置して当該仮想キングピン軸と非平行であり且つ交わらないとともに、車体側方から見て軸心の方向が仮想キングピン軸と比べて鉛直に近くなるように配置するのが好ましい（請求項２の発明）。
【００１４】
また、緩衝装置の上下反力によって後車輪に負キャンバの向きのモーメント力を作用させるためには、当該緩衝装置の下端部を後車輪の支持部材の車体内方に枢着して、その上下反力が後車輪中心よりも下方位置に作用するようにすればよいが、その一方で、自動車の旋回時に旋回外方に位置する後車輪には横力によって直接に正キャンバの向きのモーメント力が発生する。このとき、後車輪に作用する横力の増大に略比例して車体のロールが大きくなり、緩衝装置のバネが圧縮されてその反力が増大することで、前記負キャンバのモーメント力も増大するから、結局、旋回外方の後車輪では、自動車の横加速度の増大に伴い横力による正キャンバのモーメント力が増大するとともに、緩衝装置の上下反力による負キャンバのモーメント力も増大することになる。
【００１５】
そこで、自動車の旋回外方の後車輪への分担荷重や該後車輪の最大グリップ力、緩衝装置のバネの硬さ（バネ定数）、或いは、緩衝装置反力によって後車輪に生じるモーメント力の腕の長さ等を相互の関係において適切に設定すれば、該緩衝装置の上下反力により後車輪に対して十分に大きな負キャンバのモーメント力を作用させることができ、このモーメント力を横力の限界領域まで横力による正キャンバのモーメント力よりも大きくすることができる。
【００１６】
より具体的には、前記緩衝装置の上下反力によって後車輪に作用する負キャンバの向きのモーメント力は、当該緩衝装置の軸心から後車輪中心までの距離（モーメントの腕の長さ）と緩衝装置反力との積として表される。ここで、緩衝装置の上下反力そのものは後車輪への分担荷重やバネの硬さ、即ち自動車のロール特性に基づいて決定されるものなので、前記負キャンバの向きのモーメント力を十分に大きくしようとすると、実質的にその腕の長さを長くする必要がある。従って、例えば、自動車の旋回時に後車輪に最大の横加速度が発生している限界領域を想定し、そのときに限界の横力によって後車輪に作用する正キャンバのモーメント力よりも緩衝装置反力による負キャンバのモーメント力が大きくなるように、前記モーメントの腕の長さを設定すればよいのである。
【００１７】
前記のような構成の後輪サスペンション装置において、さらに請求項３の発明では、緩衝装置の下端部を、後車輪の支持部材から車体内方に延びるように一体に形成した連結部の先端に枢着するものとする。すなわち、緩衝装置の上下反力によって後車輪に対し大きなモーメント力を作用させるためには、連結部を後車輪の支持部材から車体内方に大きく延ばすのが好ましいが、この連結部を支持部材と一体成形することで、その強度を確保しながら軽量化することが可能になり、いわゆるバネ下重量の増大を抑えることができる。
【００１８】
また、請求項４の発明では、前記請求項３の発明における連結部を、車体前後方向に見て、後車輪の支持部材本体の上下両端側から車体内方に向かって延びて先端部で一体となった上腕部及び下腕部と、該上腕部及び下腕部をそれぞれの車幅方向中間部にて連結するように上下方向に延びる中間腕部とを有し、この中間腕部から連結部の先端に亘って架設した支軸の端部を車体内方に突出させて、ここに緩衝装置の下端部を取り付ける構成とする。
【００１９】
この構成では、まず、連結部を上腕部、下腕部及び中間腕部からなる横向きの略Ａ字形状としたことで、上下方向の荷重に対して十分な剛性を確保しながら軽量化することができる。そして、そのＡ字の横棒（中間腕部）から先端部に亘って十分に大きな間隔を空けて２点で取り付けた支軸に対して緩衝装置を取り付けることで、該緩衝装置の上下反力を後車輪に対して確実に伝えることができる。
【００２０】
請求項５の発明では、後車輪の仮想キングピン軸をキャスタトレールが負値となるように設定する。すなわち、車体側方から見て、仮想キングピン軸と路面との交点が後車輪の接地点よりも車体後方に位置するようにする。
【００２１】
こうすれば、後車輪への横力の作用点が仮想キングピン軸よりも車体前方に位置することになり、その横力によって直接的にトーインの向きのモーメント力が発生する。すなわち、自動車の旋回外方の後車輪に対して横力によるトーインを付与して、その挙動を安定化させることができる。しかも、後車輪には予め緩衝装置反力によってトーインの向きの付勢力が付与されているので、結局、旋回外方の後車輪は一貫してトーインの向きに付勢されることになり、このことによって自然な運転感覚と高い安定感が得られる。
【００２２】
請求項６の発明では、緩衝装置を、その上下反力によって後車輪に作用する車体前後方向の付勢力が微小ないし零となるように配置する。
【００２３】
このことで、緩衝装置から後車輪の支持部材に作用する上下反力が非常に大きくても、この力によって後車輪に作用する車体前後方向の力は微小なものとすることができ、この力によって自動車の走行中に後車輪の前後方向の変位が過度に規制されることがなくなって、路面不整等に対しても良好な乗り心地が得られるようになる。換言すれば、緩衝装置軸心の傾斜角度や後車輪中心との間の車体前後方向の距離を、該緩衝装置の上下反力によって生じる後車輪への前後力が十分に小さくなるように、乗り心地等の要求に応じて実験的に設定すればよい。
【００２４】
請求項７の発明では、緩衝装置を、その軸心が車体側方から見て略鉛直方向に延びるように配置する。こうすれば、緩衝装置の上下反力が極めて大きくても、それが後車輪に対し直接、前後力を加えることがないので、前記請求項６の発明の作用効果が十分に得られる。また、前記緩衝装置は、その軸心を車体前後方向に見て上端側ほど車体内方に位置するように傾斜させ、且つ後車輪支持部材の車体内方側へ所定距離隔てて配置するのが好ましい（請求項８の発明）。
【００２５】
請求項９の発明では、緩衝装置を、その上下反力によって後車輪を車体前方に付勢するように配置する。すなわち、本発明において最も重要な点は、マルチリンク式の後輪サスペンション装置において緩衝装置の上下反力を後車輪に対して負キャンバの向きで且つトーインの向きに作用させることであるが、こうしたときには、前記請求項６の発明のように緩衝装置反力によって後車輪に作用する車体前後方向の力を小さくすることはできても、それを零にすることはできない場合がある。
【００２６】
そこで、この発明では、そのように後車輪に作用する車体前後方向の力の向きを車体前方へ向かうものとしている。こうすることで、後車輪の各リンクの弾性ブッシュにはそれぞれ車体前方への付勢力が作用することになり、この状態で後車輪に路面不整等によるショックが入力すると、弾性ブッシュに作用する力の向きが反転して該弾性ブッシュが逆向きに撓むことにより、後車輪が車体後方に変位してショックを逃がすことができるようになる。従って、緩衝装置の上下反力によって後車輪に車体前後方向の力が作用しても、良好な乗り心地を得ることが可能になる。
【００２７】
請求項１０の発明では、前記請求項６の発明における緩衝装置をその軸心が車体側方から見て後車輪中心よりも車体後方に位置するように配置するとともに、５本のリンクのうちのロワリンクの弾性ブッシュをアッパリンクの弾性ブッシュと比べて柔らかなものとする。
【００２８】
こうすると、緩衝装置の上下反力によって支持部材には後車輪の軸心周りのモーメント力が発生し、このモーメント力が後車輪を支持するアッパリンク及びロワリンクに対してそれぞれ車体前後方向の付勢力を付与することになる。すなわち、例えば後車輪を車体の左側から見たとき、緩衝装置の上下反力は後車輪中心よりも向かって右側（車体後方）で支持部材に対し略鉛直上方から作用するようになり、この結果として時計回りのモーメント力が発生する。このモーメント力により、アッパリンクが向かって右側（車体後方）に付勢されてその弾性ブッシュに車体後方への付勢力が作用する一方、ロワリンクは向かって左側（車体前方）に付勢されてその弾性ブッシュには車体前方への付勢力が作用することになる。
【００２９】
そして、前記ロワリンクの弾性ブッシュを比較的柔らかなものとしたことで、後車輪に路面不整等によるショックが入力したときには、ロワリンクの弾性ブッシュが力の反転によって逆向きに撓み、これにより後車輪の車体後方への変位が許容されることになり、このことで、請求項９の発明と同様に良好な乗り心地を得ることが可能になる。
【００３０】
請求項１１の発明では、前記請求項９又は１０のいずれかの発明において、後車輪を自動車の駆動輪とする。すなわち、前記請求項９又は１０の発明に係る後輪サスペンション装置では、上述したように、緩衝装置の上下反力によって後車輪の所定のリンクの弾性ブッシュを予め車体前方へ付勢するようにしており、このため、後車輪が駆動輪であると、自動車の加速時等に駆動輪である後車輪に駆動力（前向きの力）が作用したときに弾性ブッシュの撓みによる遅れが軽減されることになる。これにより、アクセル操作に対する自動車の加速応答性を向上することができる。
【００３１】
しかも、自動車の加速時には車体のスクォットによって後輪サスペンションのバンプ量が増大し、これにより緩衝装置のバネが圧縮されるから、バンプ量の増大に応じて、即ち駆動力の増大に応じて緩衝装置の上下反力が増大することになる。従って、急加速時ほど弾性ブッシュへの付勢力が増大することになり、大きな駆動力に対しても遅れなく高い加速応答性が得られる。
【００３２】
一方、そのように弾性ブッシュを予め車体前方へ付勢していると、自動車の制動時に後車輪に対し路面から制動力（後ろ向きの力）が作用したときには、この制動力が前記の付勢力に打ち勝って弾性ブッシュの撓みの向きが逆向きになった後に初めて、車体に制動力が伝達されることになるから、車体の制動が遅れてブレーキフィーリングが悪化する虞れがある。
【００３３】
しかし、自動車の制動時には車体のノーズダイブによって後輪サスペンション装置のリバウンド量が増大し、これに応じて、即ち制動力の増大に応じて緩衝装置の上下反力が低下することになるから、この反力による弾性ブッシュへの付勢力も減少して、その分、早く弾性ブッシュの撓みの向きが逆転することになり、結局、ブレーキフィーリングの悪化はあまり問題にはならないと考えられる。
【００３４】
尚、前記各リンク及び緩衝装置の配置により、サスペンションのバンプ時に緩衝装置の軸心が車体側方視で後車輪の中心から離れるように構成してもよく、こうすれば、自動車の加速時に後輪サスペンションのバンプ量が増大するときに、このバンプ量の増大に対して比例関係よりも急な割合で弾性ブッシュへの付勢力を増大させることができる。同様に、リバウンド時に緩衝装置軸心が後車輪中心に近づくように構成すれば、そのリバウンド量の増大に対して反比例関係よりも急な割合で弾性ブッシュへの付勢力を減少させることができる。従って、そのようにすれば、前記発明の作用効果を高めることが可能になる。
【００３５】
請求項１２の発明では、請求項９又は１０のいずれかの発明において、５本のリンクのうちの少なくとも２本をロワリンクとし、この２本のロワリンクを車体上方から見て車体外方側に向かって互いに接近するように配置するものとする。すなわち、前記請求項９又は１０のいずれかの発明に係る後輪サスペンション装置では、前記したように緩衝装置の上下反力によって後車輪の弾性ブッシュを予め車体前方へ付勢するようにしており、このことによって制動時に車体への制動力の伝達が遅れてブレーキフィーリングが悪化する可能性がある。
【００３６】
これに対し、この発明では、２本のロワリンクの配置により、制動時に後車輪の車体後方への変位によって幾何学的にトーインが付与されるようにしており、このことで、後車輪と路面との間での制動力の発生が早まるので、上述した弾性ブッシュの撓みによる制動力の伝達遅れを補完して、ブレーキフィーリングの悪化を防止することができる。
【００３７】
請求項１３の発明に係る自動車の後輪サスペンション装置は、旋回外方に位置する後車輪のトーイン量がバンプ時のロールステアによって増大するとともに、横力によるコンプライアンスステアによっても増大するように構成する。この構成では、自動車の旋回外方の後車輪においてロールステア及び横力コンプライアンスステアにより横力の増大に応じてトーイン量が大きくなるので、旋回時の自動車の挙動を安定化することができる。
【００３８】
請求項１４の発明では、車体に対する後車輪の近接変位を規制するバンプストッパが緩衝装置と同軸上に配設されており、緩衝装置の上下反力によって後車輪に作用するトーインの向きのモーメント力を、バンプストッパの作用によって前記緩衝装置反力が増大することにより増大するように構成した。
【００３９】
すなわち、一般的に、自動車の旋回時の挙動を安定化させるためには、横加速度の増加に略比例するように後車輪のトーイン量を増大させることが好ましく、このトーインの変化の度合いが途中で変化すると、そのときに自動車の挙動に大きな変化が生じる虞れがある。しかし、バンプストッパを設けた場合には、これによりサスペンションのストロークが規制されることによって、例えばロールステアによるトーイン量の増大の度合いが急低下することが避けられない。このことは従来、多くの自動車において旋回時に横力の限界付近で後車輪がグリップを失い、大きな挙動変化を招くという好ましくない性質を持つことの原因となっていた。
【００４０】
これに対し、この発明では、サスペンションのバンプ時に緩衝装置のバネが圧縮されて、その反力が横力に対し略比例して増大するとともに、これと同軸に設けられたバンプストッパが作用することによって緩衝装置全体としてのバネ定数が一段、高くなり、該緩衝装置の上下反力が急増して、この反力によるトーインのモーメント力が相乗的に増大することになる。このことで、上述したロールステア等によるトーイン量の急変化を相殺して、自動車の限界領域での挙動変化を抑制し、その走行安定性を向上することができる。
【００４１】
請求項１５の発明では、５本のリンクの車体側の端部がそれぞれサブフレームに取り付けられており、そのサブフレームが車体の左右両側で各々３点ずつ、合計６個の弾性マウントによって車体に取り付けられている構成とする。
【００４２】
すなわち、本願発明に係る自動車の後輪サスペンション装置は、５本のリンクからなるマルチリンク式のものにおいて、緩衝装置の上下反力を利用して各リンクの弾性ブッシュに適切な付勢力を付与することにより、該弾性ブッシュの撓みに因る悪影響を排除してシャープな運転感覚を得られるようにしたものであるが、そのように弾性ブッシュに付勢力を付与するようにした場合、そのことによって多少なりとも乗り心地が悪化するきらいがある。
【００４３】
そこで、この発明では、５本のリンクの全てをサブフレームを介して車体に取り付けるとともに、このサブフレームは合計６個の弾性マウントによって車体に取り付けることで、操縦安定性を低下させることなく、乗り心地の向上を図ったものである。すなわち、サブフレームの弾性マウントの数をより一般的な４個の場合と比較すると、６個の弾性マウントを用いることによってその分、個々のマウントの分担荷重が小さくなり、相対的に柔らかなマウントを用いることが可能になるので、サブフレームと車体との間で振動等が吸収されて乗り心地が改善されるものである。また、その場合に、サブフレーム全体が車体に対して変位しても、このサブフレームに５本のリンク全てが取り付けられていることから、それらのリンクの相互の位置関係や路面に対する位置関係が変化せず、従って、操縦安定性への悪影響は殆ど生じないのである。
【００４４】
本願の請求項１６の発明は、自動車の後車輪の支持部材を５本のリンクにより車体に連結して、該各リンクの少なくとも車体側の端部にそれぞれ弾性ブッシュを配設するとともに、バネ及びダンパからなり上下反力を発生する緩衝装置の上端側を車体側に取り付ける一方、該緩衝装置の下端部を前記後車輪支持部材の車体内方側に枢着してなるマルチリンク式の後輪サスペンション装置を前提とする。
【００４５】
そして、前記後車輪の仮想キングピン軸を、上端側ほど車体後方に位置するように傾斜し且つキャスタトレールが負値となるように設定する。また、前記緩衝装置を、その軸心が前記仮想キングピン軸よりも車体内方に位置して当該仮想キングピン軸と非平行であり且つ交わらず、且つ、車体側方から見ると後車輪の中心よりも車体後方で略鉛直方向に延びるように配置する。さらに、当該緩衝装置を、その上下反力によって後車輪に作用する負キャンバの向きのモーメント力が自動車の旋回時に旋回外方に位置する後車輪において横力により発生する正キャンバの向きのモーメント力と比べてその横力の限界領域まで常に大きくなるように、後車輪の車体内方側へ所定距離隔てて配置する構成とする。
【００４６】
前記の構成により、請求項１及び２の発明と同様の作用効果が得られる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００４８】
図１、２は、本発明に係る自動車の後輪サスペンション装置Ａ（以下、単にリヤサスペンションという）を自動車の左右両側の後車輪に適用した実施形態を示し、この実施形態の自動車は、図示しないが、車体前部のエンジンルームにエンジンを搭載する一方、車体後部にディファレンシャル１（図２にのみ示す）を配設して後車輪２（図１に車体右側のもののみ示す）を駆動するようにした後輪駆動車である。尚、図１は、左右一対のリヤサスペンションＡ，Ａとサブフレーム３とからなるリヤサスペンションアッセンブリを車体前方の斜め右側から見た斜視図である。また、図２は、前記リヤサスペンションアッセンブリにディファレンシャル１等の動力伝達系を組み付けた状態で見た上面図であって、符号４は、トランスミッションからの回転出力をディファレンシャル１に伝達するプロペラシャフトであり、また、符号５，５は、ディファレンシャル１からの回転出力を後車輪２，２に伝達するためのドライブシャフトである。
【００４９】
この実施形態のサスペンション装置Ａは、独立した５本のＩリンク６〜１０によって後車輪２のホイールサポート１１（支持部材）を車体に対しストローク可能に連結したマルチリンク式のものであり、仮想的にアッパアームを構成する車体前側及び後側の２本のアッパリンク６，７と、仮想的にロワアームを構成する車体前側及び後側の２本のロワリンク８，９と、該仮想のアッパアーム及びロワアームの配置によって決まる仮想キングピン軸Ｋ周りの後車輪２の回動変位を規制するトーコントロールリンク１０とを備えている。そして、前記アッパリンク６，７及びロワリンク８，９がそれぞれ車体側の端部を中心に上下に揺動することによって、ホイールサポート１１及び後車輪２が所定の軌跡に沿って上下にストロークするようになっている。
【００５０】
また、そのような後車輪２のストロークを許容しながら、同時に適度の付勢力及び減衰力を付与するように、コイルバネ１２及びダンパ１３からなる緩衝装置１４が配設されている。この緩衝装置１４は、コイルバネ１２とダンパ１３とが略同軸に配置されて大略、上下方向に長い円筒状をなし、その上端側に配設された円筒状ブラケット１５が図示しない車体に取り付けられる一方、ダンパ１３の下端部（緩衝装置１４の下端部）がホイールサポート１１の車体内方側に枢着されている。従って、自動車の車体後部の分担荷重及び後車輪２のストロークに対応するコイルバネ１２の反力（緩衝装置の上下反力）は直接、ホイールサポート１１に作用することになる。
【００５１】
−サブフレームの構成−
前記サブフレーム３は、大別して４つの鋼板製部材を平面視で概ね矩形枠状に組み合わせてなるもので、各々車幅方向に延びるフロント及びリヤクロスメンバ１７，１８と、それらの左右両側の端部同士を連結するように車体の左右両側において前後方向に延びる一対のサイドクロスメンバ１９，２０とからなる。前記フロントクロスメンバ１７は、車体上方から見ると略真っ直ぐに車幅方向に延びていて、車幅方向の両端部がそれぞれ左右のサイドクロスメンバ１９，２０の各前端側に接合されているとともに、車体前後方向に見ると、長手方向の中央部分が左右両端部よりも上方に位置するように全体に亘って大きく湾曲するアーチ形状とされている。また、フロントクロスメンバ１７の左右両端側には、各々サイドクロスメンバ１９，２０との接合部に近接して下方に突出する取付座（図示せず）が配設されていて、この各取付座にそれぞれトーコントロールリンク１０の車体側の端部が取り付けられるようになっている。
【００５２】
一方、リヤクロスメンバ１８は、車体上方から見ると略真っ直ぐに車幅方向に延びていて、車幅方向の両端部がそれぞれ左右のサイドクロスメンバ１９，２０の各後端側に接合されているとともに、車体前後方向に見ると、上縁部の長さが下縁部よりも大きい逆台形状であり、その下縁部の左右両端側から下方に延出するようにして、後側ロワリンク９，９の車体側の端部を取り付ける取付部１８ａ，１８ａが形成されている。また、リヤクロスメンバ１８の上縁部には、前記後側ロワリンク９の取付部１８ａ，１８ａに対応する位置にそれぞれ取付座１８ｂ，１８ｂが配設されていて、この各取付座１８ｂに弾性マウント２１を介して取り付けられたブラケット２２（図２にのみ示す）によりディファレンシャル１が吊設されている。
【００５３】
また、左右のサイドクロスメンバ１９，２０は、それぞれ、長手方向の中央部分が両端側に比べて車体内方に位置するよう緩やかに湾曲するとともに、車体側方視では後端部から略中央部までが略水平に延びる一方、それよりも前側の部分が車体前方に向かって斜め下方に延びていて、中央よりも前側の部分が後側の部分よりも低くなるように配置されている。そして、該各サイドクロスメンバ１９，２０の前側の部分には、フロントクロスメンバ１７との接合部の前側に近接して下方に突出するように第１取付座１９ａ，２０ａが配設されていて、この第１取付座１９ａ，２０ａにそれぞれ前側ロワリンク８の車体側の端部が取り付けられるようになっており、また、前記接合部の後側に近接して上方に突出するように第２取付座１９ｂ，２０ｂが配設されていて、この第２取付座１９ｂ，２０ｂにはそれぞれ前側アッパリンク６の車体側の端部が取り付けられるようになっている。一方、各サイドクロスメンバ１９，２０の後側部分には、後側アッパリンク７の車体側の端部を取り付けるための第３取付座１９ｃ，２０ｃが配設されている。
【００５４】
さらに、前記サイドクロスメンバ１９，２０には、サブフレーム３全体を車体に対して弾性支持するための弾性マウント２３，２３，…が各サイドクロスメンバ１９，２０毎にその前端部、略中央部及び後端部の３点に配設されている。その略中央部の弾性マウント２３は、サイドクロスメンバ１９，２０の略中央部分から車体内方に延出するマウント取付部の上面に配置されていて、車体上方から見て該中央部の弾性マウント２３と後端部の弾性マウント２３とを結ぶ直線が車体の前後方向の中心線Ｌ（図２にのみ示す）と略平行になるように位置づけられている。一方、前端部の弾性マウント２３は前記中央部及び後端部の弾性マウント２３，２３と比較して車体外方に位置している。
【００５５】
つまり、前記サブフレーム３は、車体の左右両側で各々３点ずつ、合計６個の弾性マウント２３，２３，…により車体に連結されていて、それぞれ、サイドクロスメンバ１９，２０の前端、略中央及び後端に配置された３つの弾性マウント２３，２３，２３が平面視で一直線上に並ばないように配置されている。このようにサブフレーム３を合計６個の弾性マウント２３，２３，…によって車体に取り付けると、一般的な４個のマウントの場合と比較して個々の弾性マウント２３の分担荷重が小さくなり、相対的に柔らかな特性とすることができるので、乗り心地の改善が図られる。しかも、左右両側でそれぞれ３個の弾性マウント２３，２３，…により仮想の平面を規定するようにしているので、後車輪２へ横力が入力したときにサブフレーム３全体の揺動が効果的に抑制され、その揺動に起因する後車輪２，２，…のアライメント変化が実質的に解消される。
【００５６】
尚、図１、３等に示す符号２４は、フロントクロスメンバ１７の左右両端側からサイドクロスメンバ１９，２０の各前側部分に跨って架設した補強部材であり、また、符号２５は、前記補強部材２４，２４の下端部からリヤクロスメンバ１８の下縁部に亘って筋交い状に架設した補強部材である。
【００５７】
−サスペンション装置の構成−
次に、図３〜５を参照しながら、車体右側のサスペンション装置Ａについてそのリンク６〜１０の配置構成等を詳細に説明する。まず、図３に示すように車体上方から見て、前側アッパリンク６は、その車体側の端部がゴムブッシュ２６（弾性ブッシュ）を介してサイドクロスメンバ１９の第２取付座１９ｂに連結され、そこから車体外方に向かうほど徐々に後方に位置するように後傾して延びていて、車輪側の端部がボールジョイント２７によりホイールサポート１１に連結されている。また、後側アッパリンク７は、前記前側アッパリンク６と略同じ長さであり、その車体側の端部がゴムブッシュ２６を介してサイドクロスメンバ１９の第３取付座１９ｃに連結され、そこから車体外方に向かうほど徐々に前方に位置するように前傾して延び、車輪側の端部がボールジョイント２７によりホイールサポート１１に連結されている。
【００５８】
また、前側ロワリンク８は、前記アッパリンク６，７よりも長く、その車体側の端部がゴムブッシュ２６を介してサイドクロスメンバ１９の第１取付座１９ａに連結される一方、車輪側の端部がボールジョイント２７によりホイールサポート１１に連結されており、車体上方から見て前側アッパリンク６よりも大きく後傾している。さらに、後側ロワリンク９は、前記前側ロワリンク８よりもさらに長く、その車体側の端部がゴムブッシュ２６を介してリヤクロスメンバ１８の取付部１８ａに連結されるとともに、そこから車体外方に向かって僅かに前傾して延びていて、車輪側の端部がボールジョイント２７によりホイールサポート１１に連結されている。
【００５９】
換言すれば、前記２本のロワリンク８，９は、車体上方から見て、車体外方側に向かって互いに接近するように配置されており、この配置によって後車輪２にはその車体後方への変位に伴い幾何学的にトーインが付与されるようになる（前後力コンプライアンスステア）。すなわち、例えば自動車の制動時等に路面からの制動力が後車輪２に対し車体後方に作用すると、図６に模式的に示すように、２本のロワリンク８，９がそれぞれゴムブッシュ２６の撓みによって車体側の端部の周りに僅かに回動変位し、これにより車輪側の端部が車体後方に変位するようになる。このとき、前側ロワリンク８が車体外方に向かって後傾し、且つ後側ロワリンク９が車体外方に向かって前傾していると、それらの各リンクの回動変位に伴い、図に破線で示すように、前側ロワリンク８の車輪側端部が車体内方に変位するとともに、後側ロワリンク９の車輪側端部は車体外方に変位することになるから、後車輪２のアライメントはトーインの向きに変化するのである。
【００６０】
尚、前記のようなコンプライアンスステアを得るためには、この実施形態のように前側のリンクを後傾させ且つ後側のリンクを前傾させる必要はなく、車体上方から見て２本のリンクを車体外方側に向かうほど互いに接近するように配置すればよい。或いは、２本のリンクが平行な場合でもそれらの長さを異ならせて、例えば前側のリンクを後側のリンクよりも短くすれば、トーインの向きの前後力コンプライアンスステアを得ることが可能である。また、前記実施形態の構成では、２本のアッパリンク６，７についてもロワリンク８，９と同様に配置しているが、後述するようにアッパリンク６，７のゴムブッシュ２６，２６は非常に硬く、その撓みは非常に小さいので、アッパリンク側でのコンプライアンスステアは実質的に無視することができる。
【００６１】
前記トーコントロールリンク１０は、図３に示すように車体上方から見て、車体側の端部がゴムブッシュ２６を介してフロントクロスメンバ１７の取付座１７ａに連結され、そこから車体外方に向かって略真横（車幅方向）に延びていて、車輪側の端部がボールジョイント２７によりホイールサポート１１に連結されている。また、図５に示すように車体後方から見ると、前記アッパリンク６，７は、サイドクロスメンバ１９から車体外方のホイールサポート１１に向かって僅かに上向きに傾斜しており、これとは反対に前側ロワリンク８は車体外方に向かって僅かに下向きに傾斜しており、さらに、後側ロワリンク９及びトーコントロールリンク１０はいずれも略水平に延びている。
【００６２】
前記仮想キングピン軸Ｋは、後車輪２の操向方向（トー方向）への回動の瞬間回転中心であり、図３のように車体上方から見ると、同図に仮想線で示すように、２つのアッパリンク６，７の軸心の交点と２つのロワリンク８，９の軸心の交点とを通る仮想の軸となる。この実施形態では、後車輪２の仮想キングピン軸Ｋは、図４に示すように車体側方から見て上端側ほど車体後方に位置するように僅かに後傾するとともに、車体前後方向に見て上端側ほど車体外方に位置するように僅かに傾斜している（図５参照）。
【００６３】
また、車体側方から見た仮想キングピン軸Ｋの路面との交点ｋ１（図４参照）は後車輪２の接地点Ｇよりも車体後方に離間していて、後車輪２のキャスタトレールが負値となっている。このことで、自動車の旋回時に後車輪２の路面との接地点Ｇに作用する横力は仮想キングピン軸Ｋの車体前方を横切ることになり、この横力によって後車輪２には直接にトーインの向きのモーメント力が作用する。これにより、主に２本のロワリンク６，７のゴムブッシュ２６，２６が撓んで、車輪２のトーイン量が増大する（横力コンプライアンスステア）。
【００６４】
つまり、この実施形態のリヤサスペンションＡの場合、自動車の制動時には前後力コンプライアンスステアによって左右の後車輪２，２のトーイン量が増大し、また、自動車の旋回時には旋回外方の後車輪２のトーイン量が横力コンプライアンスステアによって増大するようになっている。尚、詳しい説明は省略するが、このリヤサスペンションＡでは各リンク６〜１０の配置構成により、バンプ時のロールステアによっても後車輪２のトーイン量が増大するようになっている。
【００６５】
前記緩衝装置１４は、図３に示すように車体上方から見て、前側のリンク６，８と後側のリンク７，９の中間を上下方向に貫通するように配置され、その軸心Ｘは、車体側方から見て略鉛直に延びるとともに（図４参照）、車体後方から見ると上端側ほど車体内方に位置するように傾斜している（図５参照）。この緩衝装置１４の上端部では、図４にのみ破線で示すが、ダンパ１３のロッド１３ａの上端部が円筒状ブラケット１５内でその上端部にゴムブッシュ等を介して固定されており、さらに、そこから下方に向かって延びるように円筒状の樹脂製バンプストッパ２８がロッド１３ａと同心状に配設されている。このバンプストッパ２８は、サスペンション装置Ａのバンプ時にコイルバネ１２が所定量以上、縮んだときにダンパ１３の外筒の上端部に当接するものであり、その当接後は緩衝装置１４全体としてバネ定数が一段、高くなるので、後車輪２の車体側への近接変位が規制されることになる。
【００６６】
また、前記緩衝装置１４のブラケット１５の下端部には特に車体前後方向に長い異形の鍔部２９が設けられていて、その上面が車体の下部フレームに接合されて締結されるようになっている。一方、鍔部２９の下面にはコイルバネ１２の上端部を保持するアッパシートが形成されており、ダンパ１３の外筒を囲むように配置されたコイルバネ１２の下端部は該ダンパ１３外筒の下端側に設けられたロワシート部１３ｂによって保持されている。さらに、ダンパ１３の下端部には円環状の取付部１３ｃが突設されていて、これが後車輪２のホイールサポート１１から車体内方に延びる連結部３０の端部に枢着されている。
【００６７】
詳しくは、前記ホイールサポート１１の連結部３０は、後車輪２の車軸が貫通するホイールサポート１１本体の内側に一体に形成されたものであり、図５に示すように車体前後方向に見て、ホイールサポート１１本体の上下両端側から車体内方に向かって延びて先端部で一体となった上腕部３１及び下腕部３２と、該上腕部３１及び下腕部３２をそれぞれの車幅方向中間部にて連結するように上下方向に延びる中間腕部３３とを有し、全体として横向きの略Ａ字形状をなす。そして、そのＡ字の横棒である中間腕部３３から、Ａ字の上端である上腕部３１及び下腕部３２の先端部（連結部３０の車体内方の先端部）に亘って鋼製の支軸３４が配設され、その支軸３４の端部が連結部３０の端部よりも車体内方に突出していて、これがダンパ１３の下端取付部１３ｃに挿通された状態でゴムブッシュ等を介して固定されている。このように連結部３０を略Ａ字形状としたことで、上下方向の荷重に対して十分な剛性を確保しながら、連結部３０、ひいてはホイールサポート１１全体の軽量化が図られ、連結部３０を設けたことによるバネ下重量の増大を抑えて、運動性能の悪化を防止することができる。
【００６８】
前記のように緩衝装置１４の上端部をブラケット１５を介して車体の下部フレームに取り付けたことで、後車輪２から緩衝装置１４に入力する力の大部分が車体の下部フレームに伝達されるのみとなり、車体の上部には殆ど伝達されない。従って、車体の剛性を確保するためには主に下部フレームを強化すればよく、このことで自動車のデザインの自由度が向上する。また、車体後部の分担荷重や緩衝装置１４の上下反力はホイールサポート１１の連結部３０を介して直接、後車輪２に作用することになるが、前記したように、Ａ字の横棒（中間腕部３３）から先端部に亘って十分に大きな間隔を空けて２点で取り付けた支軸３４に対してダンパ１３の下端部を取り付けているから、緩衝装置１４の上下反力は確実に伝達されるようになる。
【００６９】
そして、本願発明の主たる特徴は、前記の如く緩衝装置１４から作用する反力を積極的に利用してホイールサポート１１を予め所定の向きに付勢することにより、後車輪２のアライメントを最適化し且つ各リンク６〜１０のゴムブッシュ２６，２６，…にそれぞれ最適な向きの付勢力を付与して、即ち、各ゴムブッシュ２６を緩衝装置１４の上下反力によって最適な向きに予圧縮して、マルチリンク式サスペンションにおいてもスポーツカーに適用可能なシャープな運転感覚を得られるようにしたことにある。具体的には前記緩衝装置１４の上下反力により、(1)後車輪２に対して旋回時の横力にも打ち勝つように負キャンバの向きのモーメント力を作用させ、且つ、(2)旋回時の横力等が作用する以前からトーインの向きのモーメント力を付与するとともに、(3)特に乗り心地への影響が大きいロワリンク８，９のゴムブッシュ２６，２６に対して車体前方への付勢力を付与するようにしている。
【００７０】
以下、前記３つの特徴点についてそれぞれ説明すると、まず第１に、図７に模式的に示すように、車体右側のリヤサスペンションＡを後方から見て、緩衝装置１４は、その軸心Ｘ方向の反力Ｆｃがホイールサポート１１を介して後車輪２に十分に大きな負キャンバの向きのモーメント力Ｍｎを発生させるように、言い換えると、緩衝装置１４の上下反力によるモーメント力Ｍｎの腕の長さが十分に大きくなるように、車体内方に比較的大きく離間して配置されている。具体的には、例えば、後車輪２の中心Ｃから当該緩衝装置１４の軸心Ｘに下ろした垂線の長さｄ（緩衝装置１４反力による負キャンバのモーメント力Ｍｎの腕の長さ）を、後車輪２の半径Ｄ（横力による正キャンバのモーメント力Ｍｐの腕の長さ）に対して予め設定した所定比率以上とするのが好ましい。
【００７１】
ここで、前記の所定比率の設定について説明すると、まず、前記緩衝装置１４の上下反力Ｆｃによって後車輪２に作用する負キャンバの向きのモーメント力Ｍｎの大きさは、当該緩衝装置１４の軸心Ｘから後車輪中心Ｃまでの距離（モーメントの腕の長さ）と緩衝装置反力Ｆｃとの積として表される。しかし、一般的に、自動車のリヤサスペンションＡにおいては、自動車の目標とする旋回性能、例えば旋回時に目標とする最大横加速度が得られるように、旋回外方の後車輪２への分担荷重、緩衝装置１４のコイルバネ１２の硬さ、後車輪２の最大グリップ力等を設定しており、これにより緩衝装置反力Ｆｃそのものは概ね決定されてしまう。
【００７２】
それ故、前記負キャンバの向きのモーメント力Ｍｎを十分に大きくしようとすると、実質的にはモーメントの腕の長さを長くする必要がある。例えば、自動車の旋回時に後車輪に最大の横加速度が発生している限界領域を想定し、そのときに限界の横力Ｆｓによって後車輪２に作用する正キャンバのモーメント力Ｍｐよりも緩衝装置反力Ｆｃによる負キャンバのモーメント力Ｍｎが大きくなるように、前記のモーメントの腕の長さを設定すればよい。換言すれば、横力Ｆｓの限界領域において後車輪２に作用する負キャンバのモーメント力Ｍｎが正キャンバのモーメント力Ｍｐよりも大きくなるように、該モーメント力Ｍｎの腕の長さｄとモーメントＭｐの腕の長さＤとの比率を実験等により設定してもよい。
【００７３】
より詳しくは、一般に、自動車の旋回時には横力Ｆｓにより旋回外方の後車輪２に対し直接に正キャンバの向きのモーメント力Ｍｐが作用し、このモーメント力Ｍｐは横力Ｆｓとともに増大する。一方、前記の如く緩衝装置１４の上下反力Ｆｃによって後車輪２に負キャンバ方向のモーメント力Ｍｎを作用させるようにした場合、自動車の旋回時に横加速度が増大して車体のロールが大きくなると、緩衝装置１４のコイルバネ１２が圧縮されてその反力Ｆｃが増大し、この反力Ｆｃによる負キャンバのモーメント力Ｍｎも増大することになる。
【００７４】
従って、この実施形態のように緩衝装置１４を配置して、該緩衝装置１４の上下反力Ｆｃによる負キャンバのモーメント力Ｍｎの初期値（停車時、或いは一定の速度で直進走行しているときの値）をある程度、大きくすれば、旋回時に横力Ｆｓによる正キャンバのモーメント力Ｍｐが増大しても、これに打ち勝つだけの負キャンバのモーメント力Ｍｎを後車輪２の横力の限界領域まで発生させることができるのである。このことで、旋回外方の後車輪２においてはそのキャンバ変化の方向について、即ち各リンク６〜１０のゴムブッシュ２６，２６，…においてそれぞれ車体の横方向について、後車輪２を負キャンバの向きに付勢するような一定の向きの付勢力が付与されることになり（予圧縮）、これにより、微視的な後車輪２のふらつきをなくしてシャープな運転感覚を得ることができる。
【００７５】
第２に、この実施形態のリヤサスペンションＡでは、図４に示すように車体側方から見て僅かに後傾する後車輪２の仮想キングピン軸Ｋに対して、緩衝装置１４の軸心Ｘを略鉛直方向に延びるように位置付けるともに、この緩衝装置軸心Ｘを仮想キングピン軸Ｋよりも車体内方において（図５参照）当該仮想キングピン軸Ｋと非平行であり且つ交わらないように位置付けている。このことで、図８に模式的に示すように車体右側の後車輪２を車体上方から見ると、緩衝装置１４の上下反力Ｆｃは仮想キングピン軸Ｋの周りに反時計回りのモーメント力、即ちトーインの向きのモーメント力Ｍｔを発生させることになる。つまり、緩衝装置１４の上下反力を利用して、自動車に横方向の加速度や姿勢変化が生じる以前（初期状態）からその後車輪２，２をトーインの向きに付勢するようにしているので、旋回初期に後車輪２に横力が作用してトーインが付与されるときに、各リンク６〜１０のゴムブッシュ２６，２６，…の撓みに因る遅れが発生しなくなり、このことによっても、剛性感や応答性の高いシャープな運転感覚が得られるものである。
【００７６】
第３に、この実施形態のリヤサスペンションＡでは、図９に模式的に示すように、緩衝装置１４をその軸心Ｘが後車輪２の車体内方において後車輪２の中心Ｃよりも車体後方に位置付け、且つ略鉛直方向に延びるように配置している。このことで、図示の如く車体左側から見て、緩衝装置１４の上下反力Ｆｃが後車輪２の中心Ｃよりも車体後方（図の右側）でホイールサポート１１に対し略鉛直上方から作用して、時計回りのモーメント力Ｍｗを発生させることになる。これにより、アッパリンク６，７がそれぞれ車体後方に付勢されて、その各リンク６，７のゴムブッシュ２６，２６に車体後方への付勢力が作用するとともに、ロワリンク８，９はそれぞれ車体前方に付勢されて、その各リンク８，９のゴムブッシュ２６、２６に車体前方への付勢力が作用するようになる。
【００７７】
そうして、前記アッパリンク６，７のゴムブッシュ２６，２６がいずれも極めて硬いものとされ、一方、ロワリンク８，９のゴムブッシュ２６は、それが比較的柔らかなものとされている。すなわち、相対的に乗り心地への影響が大きいロワリンク８，９についてそれぞれゴムブッシュ２６を比較的柔らかなものにするとともに、このゴムブッシュ２６を緩衝装置１４の上下反力によって予め車体前方へ予圧縮しているのである。この状態では、ゴムブッシュ２６には車体前方への撓み代が殆ど残されていないので、後車輪２へ車体前方への力（例えば駆動力）が作用したときにはゴムブッシュ２６が殆ど撓むことなく、車体への力の伝達が行われる。
【００７８】
一方、前記のようにゴムブッシュ２６を予め車体前方へ予圧縮した状態で、後車輪２へ車体後方への力（例えば不整路面からのショック）が入力した場合、この入力によってゴムブッシュ２６に作用する力が前記の付勢力よりも大きくなって合力の向きが反転すると、当該ゴムブッシュ２６が初期の状態とは反対に後ろ向きに撓んで、後車輪２が車体後方へ変位することになる。つまり、後ろ向きの入力は後車輪２から車体への伝達が遅れるか、或いは吸収されることになる。
【００７９】
−作用効果−
次に、上述の如く構成されたこの実施形態のリヤサスペンションＡによる作用及び効果を説明すると、まず、自動車が停車しているか或いは一定の速度で直進しているときには、左右のリヤサスペンションＡ，Ａにおいてそれぞれ車体後部の分担荷重に対応する力が緩衝装置１４から後車輪２のホイールサポート１１に作用していて、後車輪２には負キャンバの向きで且つトーインの向きのモーメント力が作用している（初期状態）。そして、直進中の自動車において運転者の操舵がなされると、自動車の前車輪及び後車輪に横力が発生して旋回状態に移行し、このとき、旋回外方の後車輪２には横力によってトーインが付与されるとともに、やや遅れて車体のロールによってもトーインが付与される。これにより、自動車の挙動が安定化される。
【００８０】
その際、直進状態でも予め後車輪２が負キャンバ且つトーインの向きに付勢されているから、横力やロールによって後車輪２にトーインが付与されるときにはリンク６〜１０のゴムブッシュ２６，２６，…の撓みによる遅れが生じず、マルチリンク式サスペンションとしては過去に類を見ないほど剛性感が高く且つ位相遅れの少ないシャープな運転感覚が得られる。しかも、自動車の旋回外方の後車輪２は直進状態から旋回初期に亘って一貫して負キャンバ且つトーインの向きに付勢されることになるから、自然な運転感覚と高い安定感が得られる。
【００８１】
続いて、旋回中の自動車の横加速度が増大して後車輪２に作用する横力が増大すると、この横力やロールステアによるトーイン量が増大するとともに、リヤサスペンションＡのバンプ量の増大に伴い緩衝装置１４の、即ちコイルバネ１２の反力が略比例的に増大して、これによるトーインの向きのモーメント力も増大する。そして、さらにバンプ量が大きくなってダンパ１３の外筒の上端部がバンプストッパ２８に当接すると、このことによって緩衝装置１４全体としてバネ定数が一段、高くなり、該緩衝装置１４反力が急増してこれによるトーインの向きのモーメント力が相乗的に増大する。このことで、バンプストッパ２８の作用に伴い、ロールステアによるトーイン量が急減しても、このことは前記緩衝装置１４反力によるトーインのモーメント力が急増することで相殺されることになり、後車輪２のトーイン量が急変することがないので、自動車の限界領域での挙動変化を抑制して、走行安定性を向上できる。
【００８２】
また、前記の旋回中の横加速度の増大に伴い、横力によって後車輪２に作用する正キャンバの向きのモーメント力が大きくなるが、その横加速度の増大に応じて緩衝装置１４の上下反力も増大して、旋回外方の後車輪２には負キャンバの向きのモーメント力が横力の限界領域まで作用するようになる。すなわち、旋回外方の後車輪２の各リンク６〜１０のゴムブッシュ２６，２６，…にはキャンバ変化の方向、即ち車体の横方向について常に一定の向きの付勢力が作用することになり、微視的な後車輪２のふらつきが発生しなくなるから、マルチリンク式サスペンションとして従来にないシャープな運転感覚が得られる。
【００８３】
この点について、自動車の操舵角を略一定に保持して徐々に車速を上げていき、グリップ限界付近に達するまでの間、旋回外方の後車輪２におけるサスペンションリンク６〜１０のゴムブッシュ２６，２６，…にそれぞれ作用する付勢力を計測した実験結果を説明する。まず、図１０のグラフは、時間の経過に対して(a)車速の変化と(b)横加速度の変化とをそれぞれ示し、この実験では車速を途中まで相対的に急に上昇させ、その後はやや緩やかに所定車速まで上昇させている。このとき、車速の上昇に対応して横加速度も途中までは相対的に早く上昇し、その後はやや緩やかに上昇して、約０．８Ｇ（重力加速度）で後車輪２のグリップ限界に達している。
【００８４】
そのような車速及び横加速度の変化に対応して、図１１〜１５のグラフにそれぞれ示すように、前側アッパリンク６、後側アッパリンク７、前側ロワリンク８、後側ロワリンク９及びトーコントロールリンク１０の各ゴムブッシュ２６に作用する付勢力が変化する。すなわち、図１１(a)に示すように、前側アッパリンク６においては初期状態で横方向についてマイナス、即ち車体外方に向かう約２００Ｎの付勢力が作用しており、時間の経過とともに車速及び横加速度が増大すると、付勢力の絶対値は一時、減少した後に増大して、グリップ限界付近で車体外方に約１６００Ｎとなる。また、同図(b)に示すように、前後方向の付勢力は初期状態では略零であり、車速及び横加速度の増大に伴い車体後方に向かって増大する。
【００８５】
また、図１２に示す後側アッパリンク７の場合、初期状態では横方向について車体内方に向かって３０００Ｎ以上の極めて大きな付勢力が作用するとともに、車体後方に向かって約１００Ｎの付勢力が作用している。そして、車速及び横加速度の増大に伴い横方向の付勢力は減少して、グリップ限界付近では車体内方に約１９００Ｎとなっている。
【００８６】
同様に、図１３に示す前側ロワリンク８では、初期状態で横方向に車体内方に向かって約８００Ｎの付勢力が作用するとともに、車体前方に向かって約２．５Ｎの付勢力が作用しており、車速及び横加速度の増大に伴い横方向の付勢力が増大して、グリップ限界付近で車体内方に約２３００Ｎとなる。さらに、図１４に示す後側ロワリンク９では、初期状態で横方向に車体外方に向かって約４０００Ｎの付勢力が作用するとともに、車体前方に向かって約２５Ｎの付勢力が作用しており、車速及び横加速度の増大に伴い横方向の付勢力が減少して、グリップ限界付近で略零になる。
【００８７】
以上の実験結果について考察すると、初期状態では、緩衝装置１４の上下反力によってホイールサポート１１に対し負キャンバの向きのモーメント力Ｍｎが作用するとともに（図７参照）、車体左側から見て時計回りのモーメント力Ｍｗが作用しており（図９参照）、そのうちのキャンバ方向のモーメント力Ｍｎは主に緩衝装置１４反力の作用点に近い後側のアッパ及びロワリンク７，９が受け止めることになるから、後側アッパリンク７には圧縮の軸力が作用し、後側ロワリンク９には引張りの軸力が作用する。しかも、後側のリンク７，９においては前記モーメント力Ｍｗもそれぞれ圧縮及び引張りの軸力となるから、結局、後側アッパリンク７には軸方向に非常に大きな圧縮力が作用して、そのゴムブッシュ２６には横方向について車体内方に向かう非常に大きな付勢力（３０００Ｎ以上）が作用することになる。また、後側のロワリンク９には軸方向に非常に大きな引張り力が作用して、そのゴムブッシュ２６には横方向について車体外方に向かう非常に大きな付勢力（約４０００Ｎ）が作用することになる。
【００８８】
一方、前記後側のリンク７，９に比べて前後方向への傾斜度合いが大きい前側のリンク６，８では、前記キャンバ方向のモーメント力Ｍｎの影響が小さくなり、しかも、２つのモーメント力Ｍｎ，Ｍｗが軸方向について反対向きに作用して相殺し合うことになる。この結果、前側アッパリンク６には軸方向に比較的小さな引張り力が作用し、そのゴムブッシュ２６には横方向について車体外方に向かう比較的小さな付勢力（約２００Ｎ）が作用するとともに、前後方向についての付勢力は略零になる。また、前側のロワリンク８には軸方向に比較的小さな圧縮力が作用して、そのゴムブッシュ２６には横方向について車体内方に向かう付勢力（約８００Ｎ）が作用するとともに、車体前方へは僅かな付勢力（約２．５Ｎ）が作用するのみとなる。
【００８９】
そして、自動車の旋回時に車速及び横加速度が増大すると、これに応じて、前記実験データのように各ゴムブッシュ２６，２６，…の付勢力が変化することになるが、その際、アッパ及びロワの４本のリンク６〜９の各ゴムブッシュ２６，２６，…において横方向の付勢力が原点（０）を横切ることはなく、初期状態から後車輪２の横力の限界領域まで、常に同じ向きに作用している。このことから、実験に用いた自動車のリヤサスペンションＡにおいて、該自動車の旋回中に後車輪２，２はそのグリップ限界付近まで常に初期状態と同じく負キャンバの向きに付勢されていることが分かる。
【００９０】
尚、トーコントロールリンク１０については、図１５のグラフに示すように、初期状態で横方向に車体内方に向かって約３００Ｎの付勢力が作用するとともに、車体前後方向の付勢力は略零になっており、車速及び横加速度の増大に伴い横方向の付勢力が増大して、グリップ限界付近で車体内方に約１０００Ｎになっている。このことから、後車輪２には初期状態からグリップ限界付近まで一貫してトーインの向きの付勢力が作用していることが分かる。
【００９１】
さらに、この実施形態のリヤサスペンションＡでは、５本のリンク６〜１０のうち、特に乗り心地への影響が大きい前側及び後側ロワリンク８，９のゴムブッシュを比較的柔らかなものとし、その上で、前記実験データにも明らかなように、該２つのロワリンク８，９のゴムブッシュ２６，２６には、緩衝装置１４の上下反力によって初期状態で車体前方へ弱い付勢力を付与するようにしている。このことで、自動車の走行中に例えば路面不整等によるショック（車体後ろ向きの衝撃力）が後車輪２に入力しても、ゴムブッシュ２６，２６の撓みによってショックを吸収して、良好な乗り心地を得ることができる。しかも、前記図１３、１４のグラフから明らかなように、ロワリンク８，９のゴムブッシュ２６，２６にそれぞれ初期状態で作用する付勢力はいずれも小さく、特に乗り心地への影響の大きい前側ロワリンク８については僅かな付勢力（約２．５Ｎ）しか作用していないので、この付勢力がゴムブッシュ２６の撓みを阻害することがなく、ショックの吸収は極めて効果的に行われる。
【００９２】
また、そのように、比較的柔らかいロワリンク８，９のゴムブッシュ２６，２６をそれぞれ初期状態で車体前方へ予圧縮しているので、例えば自動車の加速時に後車輪２に駆動力が作用するときには、ゴムブッシュ２６に残されている撓み代が小さくて車体への力の伝達遅れが少なくなり、このことでアクセル操作に対する自動車の加速応答性は十分に高くなる。しかも、加速時には車体のスクォットによって急加速時ほどゴムブッシュ２６への付勢力が大きくなるから、大きな駆動力に対しても遅れなく高い加速応答性が得られる。
【００９３】
反対に、自動車の制動時にはゴムブッシュ２６の撓みによって後車輪２から車体への制動力の伝達が遅れることになるが、制動時にはリヤサスペンションＡのリバウンド量が増大して緩衝装置１４の上下反力が低下し、ゴムブッシュ２６への付勢力が小さくなるから、その撓みの向きが比較的早く反転するようになるし、この実施形態の場合は制動時の前後力コンプライアンスステアによって後車輪２のトーイン量を増大させて、路面との間での制動力の発生を早めるようにしているから、ゴムブッシュ２６の撓みによって車体への制動力の伝達に遅れが生じても、自動車全体としては制動力の立ち上がりの遅れは軽微なものとなり、ブレーキフィーリングは実質的に悪化しない。
【００９４】
さらにまた、この実施形態では、上述の如き構成のリヤサスペンションＡ，Ａをサブフレーム３により合計６個の弾性マウント２３，２３，…を介して車体に取り付けており、このことで、個々の弾性マウント２３を柔らかな特性のものとして、乗り心地の一層の改善を図ることができる。しかも、サブフレーム３全体が車体に対して変位しても、そのことがサスペンションリンク６〜１０の相互の位置関係や路面に対する位置関係を変化せることがないので、操縦安定性への悪影響は殆どない。
【００９５】
（他の実施形態）
尚、本願発明の構成は前記実施形態のものに限定されず、その他の種々の構成を包含するものである。すなわち、前記の実施形態では左右のリヤサスペンションＡ，Ａをサブフレーム３により車体に取り付けるようにしているが、これに限らず、リヤサスペンションＡ，Ａを直接、車体に取り付けるようにしてもよい。
【００９６】
また、前記実施形態のリヤサスペンションＡでは、５本のリンク６〜１０のそれぞれの車体側の連結部にゴムブッシュ２６を配設し、一方、車輪側の端部はボールジョイント２７を介してホイールサポート１１に取り付けるようにしているが、これに限らず、いずれかのリンクについてその両端部にそれぞれゴムブッシュを配設するようにしてもよい。また、弾性ブッシュとしてはゴムブッシュ２６に限らず、所要の弾性を備える樹脂製のものであってもよい。
【００９７】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明に係る自動車の後輪サスペンション装置によると、少なくとも車体側の端部に弾性ブッシュを備えた５本のリンクからなるマルチリンク式の後輪サスペンション装置において、緩衝装置の上下反力を積極的に利用して後車輪に予め負キャンバで且つトーインの向きのモーメント力を作用させるとともに、その負キャンバの向きのモーメント力が横力による正キャンバの向きのモーメント力と比較して、横力の限界領域まで常に大きくなるようにしたことで、弾性ブッシュの介在による良好な乗り心地を確保しながら、その撓みに起因する剛性感の低下等を解消し、且つ車輪の微視的なふらつきをなくして、スポーツカーにも適用し得る極めてシャープな運転感覚と高い操縦安定性とを実現できる。
【００９８】
請求項２の発明によると、緩衝装置の軸心を後車輪の仮想キングピン軸に対して適切に配置することで、後車輪にトーインの向きの付勢力を付与することができ、よって、前記請求項１の発明の効果が十分に得られる。
【００９９】
請求項３の発明によると、緩衝装置の下端部を後車輪の支持部材に一体に形成した連結部に枢着することで、その連結部の強度を確保しながら軽量化して、バネ下重量の増大を抑制できる。
【０１００】
請求項４の発明によると、後車輪の支持部材の連結部を車体前後方向に見て横向きの略Ａ字状をなすものとしたことで、十分な剛性の確保と軽量化とを併せて実現できる。
【０１０１】
請求項５の発明によると、後車輪の仮想キングピン軸をキャスタトレールが負値となるように設定したことで、旋回外方の後車輪に対して横力により直接的にトーインの向きのモーメント力を作用させることができ、これにより自動車の挙動を安定化できる。
【０１０２】
請求項６の発明によると、緩衝装置からの上下反力が後車輪に対して車体前後方向についてあまり大きく作用しないようにして、路面不整等による乗り心地の悪化を防止することができる。
【０１０３】
請求項７の発明によると、緩衝装置の軸心を車体側方から見て略鉛直とすることで、前記請求項６の発明の効果を十分に得ることができる。
【０１０４】
請求項９の発明によると、弾性ブッシュが緩衝装置反力によって車体後方へ付勢されることがないので、路面不整等による乗り心地の悪化を防止することができる。
【０１０５】
請求項１０の発明によると、緩衝装置の軸心を後車輪中心よりも車体後方に位置付けて、その上下反力によりロワリンクに車体前方への付勢力を付与するとともに、そのロワリンクの弾性ブッシュを柔らかなものとしたことで、前記請求項９の発明と同様に路面不整等によるショックを吸収、緩和して良好な乗り心地を得ることができる。
【０１０６】
請求項１１の発明によると、後車輪が自動車の駆動輪である場合には、緩衝装置の上下反力によって弾性ブッシュを予め車体前方へ付勢するようにしたことで、その弾性ブッシュの撓みによる駆動力の伝達遅れを軽減して、加速応答性を向上することができる。
【０１０７】
請求項１２の発明によると、２本のロワリンクの配置構成により、自動車の制動時に制動力によって後車輪にトーインを付与して路面との間での制動力の発生を早めることができるので、弾性ブッシュの撓みによって車体への制動力の伝達が遅れても、自動車全体としてブレーキフィーリングの悪化を防止できる。
【０１０８】
請求項１３の発明によると、自動車の旋回時に横加速度の増大に応じて後車輪のトーイン量を大きくすることができ、挙動の安定化が図られる。
【０１０９】
請求項１４の発明によると、緩衝装置と同軸に設けたバンプストッパが作用することによって当該緩衝装置の上下反力が一段、大きくなるようにしたことで、バンプストッパの作用に伴うロールステアトーインの減少を相殺して、限界領域における後車輪のトーイン量の変化を緩やかなものとすることができ、これにより自動車の走行安定性を向上できる。
【０１１０】
請求項１５の発明によると、５本のリンクをサブフレームにより６個の弾性マウントを介して車体に取り付けたことで、操縦安定性を低下させることなく、乗り心地を向上できる。
【０１１１】
本願の請求項１６の発明に係る自動車の後輪サスペンション装置によると、前記請求項１及び２の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る自動車の後輪サスペンション装置を適用した自動車のリヤサスペンションアッセンブリの斜視図である。
【図２】 動力伝達系路を取り付けたリヤサスペンションアッセンブリの上面図である。
【図３】 車体右側のリヤサスペンションの上面図である。
【図４】 図３のリヤサスペンションの左側面図である。
【図５】 図３のリヤサスペンションの後面図である。
【図６】 ロワリンクの配置による前後力コンプライアンスステアの説明図である。
【図７】 緩衝装置の上下反力による負キャンバの向きのモーメント力の説明図である。
【図８】 緩衝装置の上下反力によるトーインの向きのモーメント力の説明図である。
【図９】 緩衝装置の上下反力による車軸周りのモーメント力の説明図である。
【図１０】 自動車の旋回試験において時間の経過に対する(a)車速の変化と(b)横加速度の変化とをそれぞれ示すグラフ図である。
【図１１】 自動車の旋回試験において前側アッパリンクのゴムブッシュに作用する(a)横方向及び(b)前後方向の力の変化を示すグラフ図である。
【図１２】 後側アッパリンクについての図１１相当図である。
【図１３】 前側ロワリンクについての図１１相当図である。
【図１４】 後側ロワリンクについての図１１相当図である。
【図１５】 トーコントロールリンクについての図１１相当図である。
【符号の説明】
Ａ リヤサスペンション（後輪サスペンション装置）
Ｋ 仮想キングピン軸
Ｘ 緩衝装置の軸心
２ 後車輪
３ サブフレーム
６，７ アッパリンク
８，９ ロワリンク
１０ トーコントロールリンク
１１ ホイールサポート（支持部材）
１２ コイルバネ
１３ ダンパ
１４ 緩衝装置
２３ 弾性マウント
２６ ゴムブッシュ（弾性ブッシュ）
２８ バンプストッパ
３０ ホイールサポートの連結部
３１ 上腕部
３２ 下腕部
３３ 中間腕部
３４ 支軸

Claims (16)

1. 自動車の後車輪の支持部材を５本のリンクにより車体に連結して、該各リンクの少なくとも車体側の端部にそれぞれ弾性ブッシュを配設するとともに、バネ及びダンパからなり上下反力を発生する緩衝装置の上端側を車体側に取り付ける一方、該緩衝装置の下端部を前記後車輪支持部材の車体内方側に枢着してなるマルチリンク式の後輪サスペンション装置において、
   前記緩衝装置を、その上下反力が後車輪の仮想キングピン軸の周りにトーインの向きのモーメント力を発生させるように当該仮想キングピン軸に対して配置するとともに、その上下反力が後車輪に対して負キャンバの向きのモーメント力を発生させるように後車輪の車体内方に離間させ、
   前記緩衝装置の上下反力による負キャンバの向きのモーメント力を、自動車の旋回時に旋回外方に位置する後車輪において横力により発生する正キャンバの向きのモーメント力と比較して、その横力の限界領域まで大きくなるように設定したことを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
2. 請求項１において、
   後車輪の仮想キングピン軸が上端側ほど車体後方に位置するように後傾して設定され、
   緩衝装置は、その軸心が前記仮想キングピン軸よりも車体内方に位置して当該仮想キングピン軸と非平行であり且つ交わらないとともに、車体側方から見て、軸心の方向が仮想キングピン軸と比べて鉛直に近くなるように配置されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
3. 請求項１又は２のいずれかにおいて、
   緩衝装置の下端部は、後車輪の支持部材から車体内方に延びるように一体に形成された連結部の先端に枢着されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
4. 請求項３において、
   後車輪の支持部材の連結部は、車体前後方向に見て、該支持部材本体の上下両端側から車体内方に向かって延びて先端部で一体となった上腕部及び下腕部と、該上腕部及び下腕部をそれぞれの車幅方向中間部にて連結するように上下方向に延びる中間腕部とを有し、
   前記連結部の中間腕部から先端部に亘って架設された支軸の端部が該連結部の端部よりも車体内方に突出していて、この支軸の端部に緩衝装置の下端部が取り付けられていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
5. 請求項１又は２のいずれかにおいて、
   後車輪の仮想キングピン軸は、キャスタトレールが負値となるように設定されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
6. 請求項１又は２のいずれかにおいて、
   緩衝装置は、その上下反力によって後車輪に作用する車体前後方向の付勢力が微小ないし零となるように配置されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
7. 請求項６において、
   緩衝装置は、その軸心が車体側方から見て略鉛直方向に延びるように配置されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
8. 請求項７において、
   緩衝装置は、その軸心を車体前後方向に見て上端側ほど車体内方に位置するように傾斜させ、且つ後車輪支持部材の車体内方側へ所定距離隔てて配置されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
9. 請求項６において、
   緩衝装置は、その上下反力によって後車輪を車体前方に若干量付勢するように配置されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
10. 請求項６において、
    緩衝装置の軸心が車体側方から見て後車輪中心よりも車体後方に位置し、
    ５本のリンクのうちのロワリンクの弾性ブッシュがアッパリンクの弾性ブッシュに比べて柔らかいものであることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
11. 請求項９又は１０のいずれかにおいて、
    後車輪が駆動輪であることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
12. 請求項９又は１０のいずれかにおいて、
    ５本のリンクのうちの少なくとも２本がロワリンクであり、この２本のロワリンクが車体上方から見て車体外方側に向かって互いに接近するように配置されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
13. 請求項１において、
    旋回外方に位置する後車輪のトーイン量がバンプ時のロールステアによって増大するとともに、横力によるコンプライアンスステアによっても増大するように構成されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
14. 請求項１３において、
    車体に対する後車輪の近接変位を規制するバンプストッパが緩衝装置と同軸上に配設されており、
    緩衝装置の上下反力によって後車輪に作用するトーインの向きのモーメント力が、バンプストッパの作用によって前記緩衝装置反力が増大することにより増大するように構成されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
15. 請求項１において、
    ５本のリンクの車体側の端部はそれぞれサブフレームに取り付けられており、
    前記サブフレームは、車体の左右両側で各々３点ずつ、合計６個の弾性マウントによって車体に取り付けられていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。
16. 自動車の後車輪の支持部材を５本のリンクにより車体に連結して、該各リンクの少なくとも車体側の端部にそれぞれ弾性ブッシュを配設するとともに、バネ及びダンパからなり上下反力を発生する緩衝装置の上端側を車体側に取り付ける一方、該緩衝装置の下端部を前記後車輪支持部材の車体内方側に枢着してなるマルチリンク式の後輪サスペンション装置において、
    前記後車輪の仮想キングピン軸は、上端側ほど車体後方に位置するように傾斜し且つキャスタトレールが負値となるように設定され、
    前記緩衝装置は、その軸心が前記仮想キングピン軸よりも車体内方に位置して当該仮想キングピン軸と非平行であり且つ交わらず、且つ、車体側方から見ると後車輪の中心よりも車体後方で略鉛直方向に延びるように配置されるとともに、当該緩衝装置の上下反力によって後車輪に作用する負キャンバの向きのモーメント力が、自動車の旋回時に旋回外方に位置する後車輪において横力により発生する正キャンバの向きのモーメント力と比べてその横力の限界領域まで常に大きくなるように、後車輪の車体内方側へ所定距離隔てて配置されていることを特徴とする自動車の後輪サスペンション装置。

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