JP4236523B2

JP4236523B2 - サスペンション

Info

Publication number: JP4236523B2
Application number: JP2003186736A
Authority: JP
Inventors: 岳小川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2023-06-30
Also published as: JP2005022431A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サスペンションの改良に関し、特に、車両の旋回姿勢において、コーナリングフォースを高めることのできるサスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、概ね上下に向いて車体に固定されたスライディングピラー上を、ナックルに一端を連結されたスライディングリングを摺動させることにより車輪を案内するサスペンションが知られていて、このスライディングピラーを有するサスペンションは構造が簡素であるという特長を有する。（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、このスライディングピラーを有するサスペンションは、通常、対車体キャンバがほとんど変化することがないため、車両旋回時に荷重の大部分を負担して旋回時性能に支配的な影響を及ぼす外側車輪の対地キャンバ（以下、単に「キャンバ」という）は大きくポジティブとなり、十分なコーナリングフォースが得られないという問題がある。このことを図１を参照して説明する。図１（ａ）は、直進姿勢にある、スライディングピラーを有する車両のサスペンション状態を示す模式図であり、図１（ｂ）は、この車両が旋回姿勢にある時のサスペンションの状態を示す模式図である。
【０００４】
従来の車両において、後軸を例にとると、左右の車輪Ｗ１、Ｗ２のナックルNは、それぞれ、車体Ｂに固定されたスライディングピラーＰ上を往復変位するよう設けられていて、車両が直進姿勢の状態で、左右それぞれの車輪Ｗ１、Ｗ２の対地キャンバ角がゼロ度に調整されていたとすると、この状態ではタイヤＴは広い面積で接地するので大きな駆動・制動力を確保することができる。
【０００５】
車両が旋回姿勢になると、遠心力により外側の車輪Ｗ２に荷重負担が大きくなり、車体Ｂは、図１（ｂ）に示すように傾斜し、スライディングピラーＰも同じ角度だけ傾斜し、このとき、車輪Ｗ１、Ｗ２は、スライディングピラーＰに対する揺動自由度を、ほとんどもたないので、同じように傾斜し、図に示すように、旋回時性能に支配的な影響を及ぼす外側車輪W２は、ポジティブ側、すなわち車両正面より見て車輪の上側が車両外側に傾斜する側に移行し、その結果、旋回外側に向かうキャンバスラスト力Ｆが発生し、コーナリングフォースを大きく低下させる。
【０００６】
この問題に対処してコーナリングフォースを高めるためには、図１（ｃ）に示すように、コーナリング時に車体Ｂが左右に傾斜したとき、少なくとも外側の車輪はネガティブキャンバになり旋回内側に作用するキャンバスラスト力Ｆを発生させるようにするのが好ましい。このため、通常、直進状態におけるキャンバを予めネガティブ側に調整し、コーナリング時でも、旋回外側車輪のキャンバはネガティブ側になるようにする方法がとられるが、スライディングピラーを用いたサスペンションにこの方法を用いた場合には、対車体キャンバが変化しないため、大きな角度のネガティブキャンバを予め設ける必要があり、この場合、操縦安定性等に問題が生じてしまう。また、車両状態に応じて、油圧駆動等により、車輪のキャンバを独立に制御する方法も考えられるが、この場合、このための新たな駆動機構が必要となるなどコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００７】
【非特許文献１】
（社）自動車技術会編、「自動車技術シリーズ４自動車の運動性能向上技術」、初版、株式会社朝倉書店、１９９８年１０月、ｐ．９６
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、直進時にはキャンバ角度をほぼゼロにして直進性能を確保するとともに、旋回に際しては少なくとも外側の車輪をよりネガティブ側に移行させて旋回性能を向上させることができる、低コストのサスペンションを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成を以下に示す。
【００１０】
＜１＞は、車体に取り付けられた左右二本の後輪用スライディングピラーと、ナックルに連結されスライディングピラー上を摺動する左右それぞれのスライディングリングとを具えた自動車用サスペンションにおいて、
車両正面より見て互いに交差する一対のリンクよりなるクロスリンクを設けるとともに、スライディングリングのナックルへの前記連結を、ナックル上の概ね水平な基本軸線の周りに揺動可能なものとし、スライディングリングの自由度を、スライディングピラーに対する前記摺動、スライディングピラー周りの揺動、および、ナックルに対する前記揺動だけに限定し、
前記各リンクの両端を、ナックルのそれぞれに、前記基本軸線と平行な、ナックル上の上側軸線および下側軸線の周りに揺動可能に連結し、各ナックルにおいて、上側軸線から基本軸線までの距離を、下側軸線からの距離より大きくしてなるサスペンションである。
【００１１】
＜２＞は、車体に取り付けられた左右二本の前輪用スライディングピラーと、ナックルを操舵自在に支持するナックル支持体に連結されスライディングピラー上を摺動する左右それぞれのスライディングリングとを具えた自動車用サスペンションにおいて、
車両正面より見て互いに交差する一対のリンクよりなるクロスリンクを設けるとともに、スライディングリングのナックル支持体への前記連結を、ナックル支持体上の概ね水平な基本軸線の周りに揺動可能なものとし、スライディングリングの自由度を、スライディングピラーに対する前記摺動、スライディングピラー周りの揺動、および、ナックル支持体に対する前記揺動だけに限定し、
前記各リンクの両端を、ナックル支持体のそれぞれに、前記基本軸線と平行な、ナックル支持体上の上側軸線および下側軸線の周りに揺動可能に連結し、各ナックル支持体において、上側軸線から基本軸線までの距離を、下側軸線からの距離より大きくしてなるサスペンションである。
【００１２】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、ＪＩＳＤ０３０２の測定条件に記載された車両状態において、前記固定軸を、水平面に対して傾斜するよう設けてなるサスペンションである。
【００１３】
＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、二本のスライディングピラーを剛結してピラー組立体を構成し、ピラー組立体を弾性体を介して車体に取り付けてなるサスペンションである。
【００１４】
＜５＞は、＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、前記対をなすリンク同士をショックアブソーバを介して連結してなるサスペンションである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図２ないし図４に基づいて説明する。図２は、ＪＩＳＤ０３０２の測定条件に記載された姿勢の車両のリヤサスペンションを正面から見たときの模式図であり、図３は、図２の矢視III−IIIに対応する車輪の側面図である。ステー３により剛結され概ね上下に延在する左右二本のスライディングピラー２よりなるピラー組立体４が、弾性体となるブッシュ８を介して車体Ｂに取り付けられ、リヤサスペンション１は、ピラー組立体４と、それぞれのスライディングピラー２上を摺動する左右それぞれのスライディングリング５と、一対のリンク６ａ、６ｂよりなるクロスリンク６とを具えて構成される。
【００１６】
スライディングリング５は、左右それぞれのナックルＮ１、Ｎ２に、基本軸線Ｌｎの周りの揺動を可能に連結されていて、スライディングピラー２に対しては前記摺動以外にスライディングピラー２に直角な面内の揺動自由度だけを許容され、また、ナックルＮ１、Ｎ２に対しては基本軸線Ｌｎ周りにの揺動以外の自由度を拘束されて設けられる。
【００１７】
一対のリンク６ａ、６ｂは、車両正面より見て、互いに交差して配置され、それらの両端はそれぞれ左右のナックルＮ１、Ｎ２に、基本軸線Ｌｎと平行な軸線上側軸線Ｌ_ａ、下側軸線Ｌ_ｂの周りの揺動を可能に連結され、それぞれのナックルＮ１、Ｎ２において、これらの軸線Ｌ_ａ、Ｌ_ｂは、上側軸線Ｌ_ａから基本軸線Ｌｎまでの距離ｄ_ａが、下側軸線Ｌ_ａから基本軸線Ｌｎまでの距離ｄ_ｂより大きくなるよう配置される。本実施形態においては、上下両側の軸線Ｌ_ａ、Ｌ_ｂおよび基本軸線Ｌｎは同一平面上に配置されていて、これらの距離は図３においてそれぞれｄ_ａ、ｄ_ｂで表わされるが、これらＬ_ａ、Ｌ_ｂ、Ｌｎが同一平面上にない場合でも、前述の距離の大小関係は本発明の必須の要件であり、その場合、これらの距離は、当然ながら図３において示されるｄ_ａ、ｄ_ｂより長いものとなる。
【００１８】
また、ＪＩＳＤ０３０２の測定条件に記載された状態の車両を側面より見たとき、基本軸線Ｌｎは、水平面に対して角度φ_１だけ傾斜するよう設けられ、また、スライディングピラー２は、アンチダイブ等の目的で、水平面に対して角度φ_２だけ傾斜するよう設けられる。
【００１９】
このように、車体Ｂは、図示しないスプリングによりナックルＮ１、Ｎ２に弾性支持されるとともに、リヤサスペンション１の作用により、ナックルＮ１、Ｎ２に対する姿勢が案内される。
【００２０】
図４は、旋回姿勢にある車両のリヤサスペンション１を正面から見たときの模式図であり、旋回時には、遠心力による回転モーメントに釣り合うよう外輪側の荷重負担が内輪側より大きくなり、そのため車体Ｂは外輪側が沈み込むように傾斜し、このとき、左右それぞれの車輪のキャンバは、リヤサスペンション１の作用により、ともにネガティブとなるが、このことを次に説明する。
【００２１】
車体Ｂの外輪側の沈み込みにより、外輪側のスライディングリング５はスライディングピラー２に対して上方に相対変位し、一方、内輪側のスライディングリング５はスライディングピラー２に対して下方に相対変位し、その結果、左右の基本軸線Ｌｎ相互の離隔距離はＬ_１０からＬ_１に増加する。このとき、スライディングリング５は、ナックルＮ１、Ｎ２上の基本軸線Ｌｎの周りに揺動することができ、両リンク６ａ、６ｂの両端もナックルＮ１、Ｎ２上の上側、下側軸線Ｌ_ａ、Ｌ_ｂの周りに揺動可能に連結されているので、リンク６ａ、６ｂを対角線とする四角形において、左右の下側軸線Ｌ_ｂ同士を結んだ辺の長さが、上側軸線Ｌ_ａ同士を結んだ辺の長さより長い台形の形状に変形し、したがって左右両輪Ｗ１，Ｗ２は「ハ」の字状に、すなわちキャンバがネガティブに移行する。そして、旋回時のコーナリングフォースを支配する外側車輪のキャンバのネガティブ側への移行により、旋回内側に向かうキャンバスラスト力を発生させ、旋回時のコーナリングフォースを高めることができる。
【００２２】
このように、本発明に係るリヤサスペンション１によれば、直進走行時にほぼゼロ度に調整したキャンバを、その機構的構成により、コーナリング時にネガティブ側に移行させ旋回時のコーナリングフォースを高めることができるが、このことはまた、従来のサスペンションを用いた車両においては、直進時の性能よりもコーナリングフォースを高めることを重視して予め調整される、直進姿勢でのネガティブ側キャンバを不要なものとすることを意味し、直進時の操縦安定性や燃費性等の直進時性能を重視してキャンバの調整を行うことを可能にし、その結果、直進時性能、旋回時性能の両方を向上させることができる。しかも、このリヤサスペンション１は、これらの性能の両立のため、キャンバ角を独立に制御する油圧等の駆動制御機構を設けるものではないので、安価にこれを実現することができる。
【００２３】
また、スライディングリング５とナックルＮ１、Ｎ２とを揺動自在に連結する基本軸線Ｌｎは、ＪＩＳＤ０３０２の測定条件に記載された状態の車両を側面より見たとき、水平面に対して傾斜角φ_１だけ傾斜して設けられているので、車体Ｂのロールに伴って生起される、スライディングリング５に対するナックルＮ１、Ｎ２の揺動は、水平軸周りにキャンバ角を変化させる成分と、垂直軸周りにトーイン角を変化させる成分との両方を発生させる。そして、このとき発生するトーイン角度の変化が、車両の等価コーナリングパワーを最適化させるよう傾斜角φ_１を設定することにより、車両の操縦安定性を高めることができる。
【００２４】
さらに、左右二本のスライディングピラー２は互いにステー３で剛結され、これらが剛結されてなるピラー組立体４が、車体Ｂをブッシュ８を介して弾性支持するので、大きな外力がスライディングピラー２に作用してもこれらの互いの離隔距離や傾斜角度の変化を抑制して、車輪Ｗ１、Ｗ２のキャンバもしくはトーインを所期の目標通りに精度よく制御することができ、また、ブッシュ８の作用により、ピラー組立体４に加わる衝撃を緩衝して乗り心地の向上に寄与させることができる。
【００２５】
なお、図２〜図４において、図示の都合上、ピラー組立体４は、その上部の二点でのみ車体Ｂを弾性支持するよう示したが、実際には、ピラー組立体４は、その下部の二点でも、図示しないブラケットを介して車体Ｂを弾性支持するよう構成されていて、このことにより、車両左右に延びる水平軸周りのモーメントに対する車体支持剛性を確保することができる。
【００２６】
また、リンク６ａ、６ｂには、これらを相互に連結しこれらの相対変位の際の速度変化を抑制するショックアブソーバ７が設けられ、ショックアブソーバ７は車体の左右のロール運動にのみ減衰機能を作用させるので、ロール方向の減衰性能を他の方向とは独立に調整もしくは制御することができる。
【００２７】
以上、本発明の実施形態を、後軸の車輪を支えるリヤサスペンションについて、説明したが、全く同様の機構を、前軸の車輪を支えるフロントサスペンションに用いて、同様の効果を得ることができ、この場合、ナックルは操舵機構により旋回する自由度を保持しなければならないので、上述の説明における「ナックルＮ１、Ｎ２」を、ナックルを支持する「ナックル支持体Ｎ１、Ｎ２」と読み替えるものとする。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、スライディングピラー２上を摺動するスライディングリング５をナックルＮ１、Ｎ２に基本軸線Ｌｎの周りに揺動可能に連結するとともに、クロスリンク６によりこれらのナックルＮ１、Ｎ２を連結したので、車両の旋回姿勢において、車輪、特には、荷重負担が大きく旋回時の性能を支配する外側車輪Ｗ２のキャンバをネガティブにし、旋回内側に向かうキャンバスラスト力を発生させ、コーナリングフォースを増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スライディングピラーを有する従来のサスペンションを、車両正面から見た状態で示す模式図である。
【図２】車両の直進姿勢において、本発明に係る実施形態のサスペンションを正面から見た状態で示す模式図である。
【図３】図２の矢視III−IIIに対応する車輪の側面図である。
【図４】旋回姿勢にある車両のリヤサスペンション１を正面から見た状態で示す模式図である。
【符号の説明】
１リヤサスペンション
２スライディングピラー
３ステー
４ピラー組立体
５スライディングリング
６クロスリンク機構
６ａ、６ｂリンク
７ショックアブソーバ
８ブッシュ
Ｂ車体
Ｌｎナックル上の基本軸線
Ｎ１、Ｎ２ナックル
Ｗ１、Ｗ２車輪
Ｌ_ａ、Ｌ_ｂナックル上の上側および下側軸線

Claims

車体に取り付けられた左右二本の後輪用スライディングピラーと、ナックルに連結されスライディングピラー上を摺動する左右それぞれのスライディングリングとを具えた自動車用サスペンションにおいて、
車両正面より見て互いに交差する一対のリンクよりなるクロスリンクを設けるとともに、スライディングリングのナックルへの前記連結を、ナックル上の概ね水平な基本軸線の周りに揺動可能なものとし、スライディングリングの自由度を、スライディングピラーに対する前記摺動、スライディングピラー周りの揺動、および、ナックルに対する前記揺動だけに限定し、
前記各リンクの両端を、ナックルのそれぞれに、前記基本軸線と平行な、ナックル上の上側軸線および下側軸線の周りに揺動可能に連結し、各ナックルにおいて、上側軸線から基本軸線までの距離を、下側軸線からの距離より大きくしてなるサスペンション。
車体に取り付けられた左右二本の前輪用スライディングピラーと、ナックルを操舵自在に支持するナックル支持体に連結されスライディングピラー上を摺動する左右それぞれのスライディングリングとを具えた自動車用サスペンションにおいて、
車両正面より見て互いに交差する一対のリンクよりなるクロスリンクを設けるとともに、スライディングリングのナックル支持体への前記連結を、ナックル支持体上の概ね水平な基本軸線の周りに揺動可能なものとし、スライディングリングの自由度を、スライディングピラーに対する前記摺動、スライディングピラー周りの揺動、および、ナックル支持体に対する前記揺動だけに限定し、
前記各リンクの両端を、ナックル支持体のそれぞれに、前記基本軸線と平行な、ナックル支持体上の上側軸線および下側軸線の周りに揺動可能に連結し、各ナックル支持体において、上側軸線から基本軸線までの距離を、下側軸線からの距離より大きくしてなるサスペンション。
ＪＩＳＤ０３０２の測定条件に記載された車両状態において、前記固定軸を、水平面に対して傾斜するよう設けてなる請求項１もしくは２に記載のサスペンション。
二本のスライディングピラーを剛結してピラー組立体を構成し、ピラー組立体を弾性体を介して車体に取り付けてなる請求項１〜３のいずれかに記載のサスペンション。
前記対をなすリンク同士をショックアブソーバを介して連結してなる請求項１〜４のいずれかに記載のサスペンション。