JP4356442B2 - 車輪独立懸架装置 - Google Patents

Description

本発明は、車輪を個別に懸架する独立懸架装置、特に、車両床下スペースの節約を可能とし、かつ、車両の乗り心地性能および操縦安定性能を向上することができる車輪独立懸架装置に関するものである。

車輪独立懸架装置としては従来、例えば特許文献１に記載のごとく、車輪を回転自在に支持したアクスル部材を、車体前後方向に延在するトレーリングメンバ（特許文献１ではスイングアーム）によりトー方向に拘束し、車幅方向に車体床下まで延在する上下各一本のラテラルリンク（特許文献１ではアッパーリンクおよびロアーリンク）により車幅方向に拘束して、車体上下方向にバウンド、リバウンドし得るよう支持した構成のものが提案されている。

しかし、上記のものに代表される従来の車輪独立懸架装置にあっては何れも、アクスル部材から車幅方向内方へ車体床下まで延在するラテラルリンクを用いてアクスル部材を車幅方向に拘束する構成であるため、車幅方向内方へ車体床下まで延在するラテラルリンクがアクスル部材（車輪）のバウンド、リバウンド時に、車体側取り付け点を枢支点として上下方向に揺動し、この揺動のためのスペースを車体床下に確保する必要があり、これによる車体床下の車室内への張り出し分だけ車室内空間が犠牲になって、ゆとりのある乗員空間を確保し難くなるという問題があった。

この問題を解決するべく、ラテラルリンクを廃し、アクスル部材をショックアブソーバ等の案内手段とバネ等の弾性部材により車体と直接連結した構造のものが提案されているが、これらの構造によっては、車輪の接地点位置の入力により発生するモーメントにより、案内手段のシリンダとピストンおよびロッドの間に発生するフリクションが大きくなって、車両の乗り心地性能および操縦安定性能が悪化するという問題点が新たに生じた。

案内手段に発生するフリクションを低減する技術としては、例えば特許文献２に記載されているように、案内手段としてのショックアブソーバーの軸線に対して、弾性部材としてのコイルスプリングの軸線を傾斜させて配置させることが提案されている。ところが、この技術は、コイルスプリングを使用した独立懸架装置にのみ適用可能な構造であり、車室内空間を確保するためにより有利な構造である、リーフスプリング等の弾性部材を使用した独立懸架装置には適用できないものであった。
特開平１０−０７６８２６号公報 特開平９−２０３９号公報

本発明は、従来技術が抱える上記の問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、ラテラルリンクを廃し、リーフスプリング等の弾性部材を使用した独立懸架装置においても、案内手段に発生するフリクションをより効果的に低減して、車両の乗り心地性能および操縦安定性能を向上することができる、車輪独立懸架装置を提供することにある。

本発明に係る車輪独立懸架装置は、請求項１に記載のごとく、一組の相互に特定方向へ相対変位可能なガイド部材より成る案内手段を、前記特定方向が車両の上下方向となるよう配置して設けると共に、前記一組のガイド部材が少なくとも車幅方向の相対位置を拘束されるよう前記案内手段を構成し、前記一組のガイド部材のうち一方のガイド部材を少なくとも車幅方向に拘束して車体に連結し、車輪を回転自在に支持するアクスル部材を他方のガイド部材に連結してなる車輪独立懸架装置であって、前記車体側の取付部から前記アクスル部材側の取付部に向けてネガティブキャンバ方向に予め捩っておいた弾性部材を備え、前記弾性部材により、前記案内手段に発生するフリクションを抑制する力を前記案内手段に付与することを特徴とする。

かかる本発明の構成によれば、ラテラルリンクを廃した構造の車輪独立懸架装置において、車輪の接地点位置の入力により案内手段に作用するモーメントにより、前記案内手段の一組のガイド部材間に発生するフリクションを、ネガティブキャンバ方向に予め捩っておいた弾性部材が案内手段に付与する力によってモーメントを相殺することにより、低減することができ、案内手段の一組のガイド部材の相対運動をスムーズなものとして、車両の乗り心地と操縦安定性をより高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示し、これを本実施例においては、後輪用の独立懸架装置として用いるのに有用な以下の構成となす。また、図２は、図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両後方から見て示したものである。

図において１は、本発明の車輪独立懸架装置における案内手段を成すショックアブソーバを示し（請求項５に相当）、このショックアブソーバ１を、シリンダ２と、これに摺動自在に嵌合したピストン３と、このピストンに結合したロッド４とで構成する。
シリンダ２およびロッド４はシリンダ軸線方向に相対変位可能であるが、シリンダ軸線を横切る面内における全ての方向における相対位置を拘束され、本発明におけるガイド部材を構成する。
ロッド４は、ピストン３の両側においてシリンダ２内に画成された液封シリンダ室５、６を貫通し、シリンダ２の両端部から抜き差し可能に突出させる。

かかるショックアブソーバ１を図１に示すごとく、シリンダ２およびロッド４の相対変位方向が車両上下方向となるよう配置して設けるが、車両制動時のノーズダイブ現象（車両前方が車高低下する現象）を緩和するアンチダイブ性が得られる後輪変位を惹起するようショックアブソーバ１は、上端が下端よりも車両後方に位置するよう後傾させる。
この姿勢でショックアブソーバ１は、図１に示すごとく、シリンダ２の下端から突出するロッド４の下端を車体のサイドメンバ７にブラケット８を介して結合し、図２に示すごとく、シリンダ２の上端から突出するロッド４の上端を車体のサイドメンバ７に剛接されたインナーフェンダー９にブラケット１０を介して結合して車両前後方向および車幅方向に拘束し（請求項４に相当）、他方でシリンダ２には、図１に示すがごとく、ブラケット１１を介してアクスル部材１２を結合して、アクスル部材１２に車輪１３を回転可能に設ける。ロッド４の上端と下端の双方を車幅方向に拘束することにより、それらのいずれか一方を拘束する例えば図５のような構成に比して、アクスル部材１２の車体への拘束力を高めて、図５に示すようなロアアーム２９を廃して、装置のレイアウトの自由度を高めることができる。

ここで、図１および図２に示すがごとく、車輪１３の接地点位置の入力Ｆによりショックアブソーバー１内に発生するフリクションを抑制する力をショックアブソーバー１に付与する弾性部材として、入力Ｆによりショックアブソーバー１に発生するモーメントＭを相殺するモーメントＮをショックアブソーバー１に付与する、予めモーメントＮとは逆方向の捩じりを加えたリーフスプリング１４の一方端を車体のサイドメンバ７にシャックル１５とブラケット１６を介して結合し、他方端をアクスル部材１２のほぼ車輪中心の下部にブラケット１７を介して結合して、アクスル部材１２と車体のサイドメンバ７とを連結する。
ここでは、図３に、車両後方から見た模式断面図で示すように、リーフスプリング１４の車体のサイドメンバ７側の結合部の車幅方向断面１４ａを水平とし、アクスル部材１２側の結合部の車幅方向断面１４ｂを、前記モーメントＮと逆方向に水平面に対して傾斜させる。
つまり、板状に形成されたリーフスプリング１４は、車体のサイドメンバ７側の結合部（取り付け部）からアクスル部材１２側の結合部（取り付け部）に向かって、水平状態から車幅方向内側の縁部が車幅方向外側の縁部より下方に位置するように、ネガティブキャンバ方向に捩られた状態で、車体のサイドメンバ７とアクスル部材１２とを連結している。（請求項２に相当）

これにより、リーフスプリング１４は、図２に示す、前記モーメントＭとは逆方向のモーメントＮをショックアブソーバー１に付与して、モーメントＭとモーメントＮは相殺されて、ショックアブソーバ1に働くモーメントを低減して、ショックアブソーバー１内の、シリンダ２とピストン３およびロッド４の間のフリクションを低減することができる。
また、弾性部材を、アクスル部材を車両前後方向に拘束するリーフスプリングに、予め捩じりを加えた構成とすることにより、アクスル部材１２をトー方向に拘束するとともに、上下方向に弾性支持する部材と、モーメントＮをショックアブソーバー１に付与して、その内部のフリクションを抑制する部材とを、同一のものとすることができるため、車輪独立懸架装置全体としての省スペース化を図ることができる。

図４は、本発明の他の実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示し、これを本実施例においては、後輪用の独立懸架装置として用いるのに有用な以下の構成となす。また、図５は、図４に示す本発明の車輪独立懸架装置の要部をＡＡ矢視方向から見て示したものである。

図において２１は、本発明の車輪独立懸架装置における案内手段を成すショックアブソーバ（請求項５に相当）を示し、このショックアブソーバ２１を、シリンダ２２と、これに摺動自在に嵌合したピストン２３と、このピストンに結合したロッド２４とで構成する。
シリンダ２２およびロッド２４はシリンダ軸線方向に相対変位可能であるが、シリンダ軸線を横切る面内における全ての方向における相対位置を拘束され、本発明におけるガイド部材を構成する。案内手段をショックアブソーバとすれば、装置のレイアウトの自由度をより高めることができる。
ロッド２４は、ピストン２３の上側においてシリンダ２２内に画成された液封シリンダ室２５を貫通し、シリンダ２２の上端から抜き差し可能に突出させる。

ここでも、ショックアブソーバ２１は図４に示すごとく、シリンダ２２およびロッド２４の相対変位方向が車両上下方向となるよう配置して設けるが、車両制動時のノーズダイブ現象（車両前方が車高低下する現象）を緩和するアンチダイブ性が得られる後輪変位を惹起するようショックアブソーバ２１は、上端が下端よりも車両後方に位置するよう後傾させる。
この姿勢でショックアブソーバ２１は、図４、５に示すごとく、シリンダ２２の上端から突出するロッド２４の上端を、図示しない車体のサイドメンバに、図示しないブッシュを介して結合し（請求項３に相当）、シリンダ２２の下端をアクスル部材２６にブラケット２７を介して結合して、アクスル部材２６の下端部をブラケット２８およびロアアーム２９を介して、車体のサスペンションメンバ３０に結合して、アクスル部材２６を車幅方向に拘束する。さらに、アクスル部材２６に車輪３１を回転可能に設ける。

車輪３１の接地点位置の入力Ｆ２によりショックアブソーバー２１内に発生するフリクションを抑制する力をショックアブソーバー２１に付与する弾性部材として、入力Ｆ２によりショックアブソーバー２１に発生するモーメントＭ２を相殺するモーメントＮ２をショックアブソーバー２１に付与する、予めモーメントＮ２とは反対の方向つまりネガティブキャンバ方向の捩じりを加えたリーフスプリング３２の一方端を、車体のサイドメンバ３３にシャックル３４とブラケット３５を介して結合し（請求項６に相当）、他方端をブラケット２７のほぼ車輪中心の下部に剛接して、アクスル部材２６と車体のサイドメンバ３３とを連結する。シャックル３４を介することにより、アクスル部材２６が案内手段としてのショックアブソーバー２１の軸線方向に運動するにあたって、リーフスプリング３２のアクスル部材２６への取り付け側と、車体のサイドメンバ３３への取り付け側との間に相対変位が生じることを吸収することができる。

これにより、リーフスプリング３２は、図５に示す、前記モーメントＭ２とは逆方向のモーメントＮ２をショックアブソーバー２１に付与して、モーメントＭ２はモーメントＮ２により相殺されるため、ショックアブソーバ２１内の、シリンダ２２とピストン２３およびロッド２４の間のフリクションを低減することができる。よって、車両の乗り心地および操縦安定性を高めることができる。
また、弾性部材を、アクスル部材を車両前後方向に拘束するリーフスプリングに、予め捩じりを加えた構成とすることにより、アクスル部材２６を前後方向に拘束して、上下方向に弾性支持する部材と、モーメントＮ２をショックアブソーバー２１に付与して、その内部のフリクションを抑制する部材とを、同一のものとすることができるため、車輪独立懸架装置全体としての省スペース化を図ることができる。

図６は、本発明の他の実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示し、これを本実施例においては、後輪用の独立懸架装置として用いるのに有用な以下の構成となす。また、図７は、図６に示す本発明の車輪独立懸架装置の要部を車両後方から見て示したものであり、図８は、図６に示す本発明の車輪独立懸架装置の要部をＢＢ矢視方向（車両後方）から見て示したものである。

図において４１は、本発明の車輪独立懸架装置における案内手段を成すガイドを示し、このガイド４１を、シリンダ４２と、これに摺動自在に嵌合したロッド４３とで構成する。
シリンダ４２およびロッド４３はシリンダ軸線方向に相対変位可能であるが、シリンダ軸線を横切る面内における全ての方向における相対位置を拘束され、本発明におけるガイド部材を構成する。
ロッド４３は、シリンダ４２の両端部から抜き差し可能に突出させる。

ここでも、かかるガイド４１を図６に示すごとく、シリンダ４２およびロッド４３の相対変位方向が車両上下方向となるよう配置して設けるが、車両制動時のノーズダイブ現象（車両前方が車高低下する現象）を緩和するアンチダイブ性が得られる後輪変位を惹起するようガイド４１は、上端が下端よりも車両後方に位置するよう後傾させる。
この姿勢でガイド４１は、図６に示すごとく、シリンダ４２の下端から突出するロッド４３の下端を車体のサイドメンバ４４にブラケット４５を介して結合し、図７に示すごとく、シリンダ４２の上端から突出するロッド４３の上端を車体のサイドメンバ４４に剛接されたインナーフェンダー４６にブラケット４７を介して結合して車両前後方向および車幅方向に拘束し、他方でシリンダ４２には、図６に示すがごとく、ブラケット４８を介してアクスル部材４９を結合して、アクスル部材４９に車輪５０を回転可能に設ける。
さらに、ここでは、図８に示すがごとく、案内手段としてのガイド４１とは別に、ショックアブソーバー５１のシリンダ側をブラケット５２に、図示しないブッシュを介してアクスル部材４９に連結し、ショックアブソーバー５１のロッド側を図示しない車体側に図示しないブッシュを介して連結する。

ここで、図６および図７に示すがごとく、車輪５０の接地点位置の入力Ｆ３によりガイド４１内に発生するフリクションを抑制する力をガイド４１に付与する弾性部材として、入力Ｆ３によりガイド４１に発生するモーメントＭ３を相殺するモーメントＮ３をガイド４１に付与する、予めモーメントＮ３とは逆方向の捩じりを加えたリーフスプリング５３の一方端を車体のサイドメンバ４４にシャックル５４とブラケット５５を介して結合し、他方端をアクスル部材４９のほぼ車輪中心の下部にブラケット５６を介して結合して、リーフスプリング５３は、アクスル部材４９と車体のサイドメンバ４４とを連結する。これにより、リーフスプリング５３は、図７に示す、前記モーメントＭ３とは逆方向のモーメントＮ３を発揮して、モーメントＭ３とモーメントＮ３は相殺されて、ガイド４１に働くモーメントを低減して、シリンダ４２とロッド４３の間のフリクションを低減することができる。
またここでも、弾性部材を、アクスル部材４９をトー方向に拘束するリーフスプリングに、予め捩じりを加えた構成とすることにより、アクスル部材４９をトー方向に拘束して、上下方向に弾性支持する部材と、モーメントＮ３をガイド４１に付与して、その内部のフリクションを抑制する部材とを、同一のものとすることができるため、車輪独立懸架装置全体としての省スペース化を図ることができる。

図９および図１０は、本発明の他の実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示したものである。
図９に示す車輪独立懸架装置は、図１に示す車輪独立懸架装置のリーフスプリング１４の車体のサイドメンバ７への連結方法を変更したものであり、図１に示すシャックル１５を廃して、ブラケット１６に直接的にリーフスプリング１４を結合したものである。
図１０に示す車輪独立懸架装置は、図６に示す車輪独立懸架装置のリーフスプリング５３の車体のサイドメンバ４４への連結方法を変更したものであり、図６に示すシャックル５６を廃して、ブラケット５５に直接的にリーフスプリング５３を結合したものである。
いずれも、リーフスプリングによるショックアブソーバもしくはガイドのフリクションを低減する効果は同様である。

上述したいずれのタイプの車輪独立懸架装置においても、予め捩じりを加えたリーフスプリングにより、アクスル部材と車体を連結することで、車輪の接地点の入力に起因するモーメントにより、案内手段としてのショックアブソーバーまたはガイド内に発生するフリクションを、該モーメントを相殺するモーメントを、当該リーフスプリングが案内手段に付与することで低減して、案内手段を構成するガイド部材相互間の運動をスムーズなものとし、車両の乗り心地性能および操縦安定性能を高めることができる。
また、本願発明の車輪独立懸架装置は、実施例では主に後輪へ適用する場合を示したが、もちろん、前輪への適用も可能である。

本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示した模式図である。 図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両後方から見て示した模式図である。 図１に示す本発明の一実施例になる車輪独立懸架装置の一部を車両後方から見て示した模式断面図である。 本発明の他の実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示した模式図である。 図４に示す本発明の車輪独立懸架装置の要部をＡＡ矢視方向から見て示した模式図である。 本発明の他の実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示す模式図である。 図６に示す本発明の車輪独立懸架装置の要部を車両後方から見て示した模式図である。 図６に示す本発明の車輪独立懸架装置の要部をＢＢ矢視方向から見て示した模式図である。 本発明の他の実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示した模式図である。 本発明の他の実施例になる車輪独立懸架装置の要部を車両側面から見て示した模式図である。

符号の説明

１ ショックアブソーバー
２ シリンダ
３ ピストン
４ ロッド
５ 液封シリンダ室
６ 液封シリンダ室
７ サイドメンバ
８ ブラケット
９ インナーフェンダー
１０ ブラケット
１１ ブラケット
１２ アクスル部材
１３ 車輪
１４ リーフスプリング
１５ シャックル
１６ ブラケット
１７ ブラケット
２１ ショックアブソーバー
２２ シリンダ
２３ ピストン
２４ ロッド
２５ 液封シリンダ室
２６ アクスル部材
２７ ブラケット
２８ ブラケット
２９ ロアアーム
３０ サスペンションメンバ
３１ 車輪
３２ リーフスプリング
３３ サイドメンバ
３４ シャックル
３５ ブラケット
４１ ガイド
４２ シリンダ
４３ ロッド
４４ サイドメンバ
４５ ブラケット
４６ インナーフェンダー
４７ ブラケット
４８ ブラケット
４９ アクスル部材
５０ 車輪
５１ ショックアブソーバー
５２ ブラケット
５３ リーフスプリング

Claims (6)

1. 一組の相互に特定方向へ相対変位可能なガイド部材より成る案内手段を、前記特定方向が車両の上下方向となるよう配置して設けると共に、前記一組のガイド部材が少なくとも車幅方向の相対位置を拘束されるよう前記案内手段を構成し、
   前記一組のガイド部材のうち一方のガイド部材を少なくとも車幅方向に拘束して車体に連結し、
   車輪を回転自在に支持するアクスル部材を他方のガイド部材に連結してなる車輪独立懸架装置であって、
   前記車体側の取付部から前記アクスル部材側の取付部に向けてネガティブキャンバ方向に予め捩っておいた弾性部材を備え、前記弾性部材により、前記案内手段に発生するフリクションを抑制する力を前記案内手段に付与することを特徴とする車輪独立懸架装置。
2. 前記アクスル部材はトー方向に拘束するリーフスプリングを具え、該リーフスプリングに予め捩じりを加えて前記弾性部材としたことを特徴とする請求項１に記載の車輪独立懸架装置。
3. 前記案内手段を、シリンダと該シリンダによりガイドされてシリンダ端部より抜き差し可能に突出するロッドとで構成し、
   該ロッドを少なくとも車幅方向に拘束して前記車体に連結し、
   前記シリンダに前記アクスル部材を連結したことを特徴とする請求項１または２に記載の車輪独立懸架装置。
4. 前記ロッドを、前記シリンダの両端部より突出させ、該シリンダ両端部から突出したロッド部分の双方を前記車体に連結したことを特徴とする請求項１または２に記載の車輪独立懸架装置。
5. 前記案内手段が、前記一組のガイド部材の相対変位に係る振動を減衰させるショックアブソーバの機能を持つよう構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車輪独立懸架装置。
6. 前記リーフスプリングの、前記アクスル部材に対する連結構造、および、前記車体に対する連結構造の少なくとも一方を、前記リーフスプリングが前記アクスル部材、および、前記車体の少なくとも一方に対し車両前後方向へ変位可能な連結構造としたことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の車輪独立懸架装置。

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