JP4852928B2

JP4852928B2 - 車両用サスペンション装置

Info

Publication number: JP4852928B2
Application number: JP2005226674A
Authority: JP
Inventors: 道人平原; 喜裕川辺
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2025-08-04
Also published as: JP2007038914A

Description

本発明は、車輪側部材をロアアームとストラットとで支持する車両用サスペンション装置に関するものである。

従来の車両用サスペンション装置の１つとしては、構造がシンプルで車体取付点が少ないストラット式サスペンションがある。
ストラット式サスペンションは、図６に示すように、車輪１０２を回転可能に支持する車輪側部材１０３の上部にストラット１０５の下端部を固着し、該ストラット１０５の上端部を車体に連結し、車体と車輪側部材１０３とをロアアーム１０４で遥動可能に連結している。このように、車体取付点が少ないため音振面で有利となる。しかしながら、このような構成の場合、車輪１０２がバウンドすると、図６（ｂ）に示すようにポジティブキャンバがつくことになり、旋回時に外輪側のタイヤの対地キャンバ角が直立に対して角度が大きくなる。その結果、接地面積が小さくなって操縦安定性を十分に確保することができないという問題がある。

これに対し、図７に示すように、前記車輪側部材１０３の上部と車体とを上下遥動可能なアッパリンク１０８で連結し、このアッパリンク１０８によって、図７（ｂ）に示すようにキャンバ変化特性を改善して（バウンド時にネガティブキャンバがつくようにして）、操縦安定性を向上するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−１１５３３１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用サスペンション装置にあっては、車体側にアッパリンクの取付点を設ける必要があるため、車体構造が複雑になると共に、レイアウトが困難となるという未解決の課題がある。また、サスペンションから車体へのロードノイズ伝達経路が増えるため、音振性能が悪化するという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、車体構造を複雑にすることなく、所望のキャンバ変化特性を得ることができる車両用サスペンション装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る車両用サスペンション装置は、車輪側部材をロアリンクとストラットとで支持する車両用サスペンション装置において、前記ロアリンクと前記ストラットの下端部とに遥動可能に連結される連結部材を備える。そして、前記連結部材と前記ストラットとの連結点および前記ストラットと前記車輪側部材との連結点が、車両正面視において、前記車輪がバウンド及びリバウンドをしていない静止状態で、それぞれ前記ストラットと前記車体との連結点と前記ロアリンクと前記車輪側部材との連結点とを通るキングピン軸上に位置するように設定する。さらに、前記連結部材と前記ストラットとの連結点が、車両側面視において、前記静止状態でキングピン軸上に位置するように設定する。
また、本発明に係る車両用サスペンション装置は、前記連結部材と前記ロアリンクとの連結点および前記連結部材と前記ストラットとの連結点が、前記静止状態でそれぞれキングピン軸に対して車両前後方向での車両後方に位置するように設定する。

本発明によれば、ロアアームとストラットとを連結部材で遥動可能に連結するので、車体に連結点を設けることなくキャンバ変化特性を調整することができるという効果が得られる。また、サスペンションから車体へのロードノイズ伝達経路を増やすことがないので、音振性能の悪化を防止することができるという効果が得られる。
また、連結部材とストラットとの連結点およびストラットと車輪側部材との連結点が、それぞれキングピン軸上に位置するように設定すれば、転舵に伴うキャンバ角への干渉を排除することができ、転舵時に意図しないキャンバ角変化を起こすのを防止することができる。
さらに、連結部材とロアリンクとの連結点および連結部材とストラットとの連結点が、それぞれキングピン軸に対して車両前後方向での車両後方に位置するように設定すれば、転舵時に外輪側でネガティブキャンバ、内輪側でポジティブキャンバの特性を得ることができ、旋回時の対地キャンバを直立に近づけてより操縦安定性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態における車両用サスペンション装置を適用した車両の概略構成図であり、図１（ａ）は車両を前方から見た図、図１（ｂ）は車両を側方から見た図である。また、図２は第１の実施形態の車両用サスペンション装置における各部材の分解斜視図である。
図中符号２はタイヤ及びブレーキの回転体からなる車輪である。そして、この車輪２を車輪側部材（アクスル）３によって回転自在に支持している。また、図示しない車体１と車輪側部材３の下部とを、車幅方向に延在したサスペンションリンク（ロアリンク）４によって揺動可能に連結している。ここで、符号Ｐ₁はロアリンク４の車幅方向外側端部と車輪側部材３との連結点、符号Ｐ₂はロアリンク４の車幅方向内側端部と車体１との連結点である。

ロアリンク４は、図２に示すように、その車幅方向外側端部４ａがボールジョイントを介して車輪側部材３の下端部３ａに連結される。また、車幅方向内側端部は二股に分岐されて、夫々の端部４ｂ及び４ｃが弾性体ブッシュを介して車体１に連結される。このロアリンク４はＡアームから形成されており、車輪側部材３の車両上下方向の移動即ちバウンド及びリバウンドを許容し、車両前後方向の移動を規制するようになっている。

また、車輪側部材３の上部における連結点Ｐ₃には、ストラット５の下部が遥動可能に連結されている。このストラット５は、ショックアブソーバとその回りに配設されたスプリングとで構成され、その上端部は車体１における連結点Ｐ₄に遥動可能に連結されている。
具体的には、図２に示すように、ストラット５の下部に設けられた取付ブラケット５ａと、車輪側部材３の上部に形成されたストラット支持部３ｂに嵌挿された弾性体ブッシュの開口部とを一致させた状態で、その開口内に図示しない回転支持軸を挿通することにより、ストラット５が車輪側部材３に車両前後方向の軸回りに遥動可能に連結されるようになっている。

また、ストラット５の下端部とロアリンク４とは、連結部材６によって遥動可能に連結されている。ここで、符号Ｐ₅はストラット５と連結部材６との連結点、符号Ｐ₆はロアリンク４と連結部材６との連結点を示しており、図２に示すように、連結部材６の両端６ａ及び６ｂは、ボールジョイントを介して夫々ストラット５の連結部材支持部５ｂ、及びロアリンク４の連結部材支持部４ｄに連結される。

さらに、本実施形態では、ストラット５と連結部材６との連結点Ｐ₅が、ストラット５の車体側連結点Ｐ₄とロアリンク４の車幅方向外側連結点Ｐ₁とを通るキングピン軸Ｌ_K上に位置するように構成されている。また、連結部材６の傾きは、車両正面視におけるロアリンク４の傾きより、車幅方向外側が車幅方向内側に対して車両上方に位置する傾きとなるように設定されている。
また、タイロッド７は、車輪側部材３に形成されたナックルアーム３ｃに連結されている。

次に、第１の実施形態における動作及び作用・効果について図３をもとに説明する。
今、図３（ａ）に示すように、車輪２がバウンド及びリバウンドをしていないノーマル状態から、図３（ｂ）に示すように、車両が旋回することにより車輪２が旋回外輪となってバウンドしたものとする。このとき、ストラット５は車輪側部材３に連結されているため、車輪２がバウンドすると、連結部材６とストラット５との連結点Ｐ₅は車輪２とほぼ同じだけ上昇する。一方、連結部材６とロアリンク４との連結点Ｐ₆はロアリンク４の内分点に取り付けられているため、その上昇量は車輪２の上昇量と比較して小さくなる。したがって、車輪２の車両上方へのストロークに伴って、連結部材６のストラット５側端部（連結点Ｐ₅）が円弧を描いて車幅方向内側に引き込まれ、ストラット５の下部も車幅方向内側へ移動する。その結果、図３（ｂ）に示すように、車輪２にネガティブキャンバがつくことになる。

一方、車両が旋回することにより車輪２が旋回内輪となってリバウンドしたものとする。この場合には、連結部材６とストラット５との連結点Ｐ₅は車輪２とほぼ同じだけ下降するが、連結部材６とロアリンク４との連結点Ｐ₆の下降量は車輪２の下降量と比較して小さくなる。したがって、車輪２の車両下方へのストロークに伴って、連結部材６のストラット５側端部（連結点Ｐ₅）が円弧を描いて車幅方向外側に押し出され、ストラット５の下部も車幅方向外側へ移動するので、車輪２にポジティブキャンバがつくことになる。

このように、サスペンションがストロークした際に、バウンド側でネガティブキャンバ、リバウンド側でポジティブキャンバをつけることにより、旋回時に対地キャンバを直立に近づけることができ、操縦安定性を向上することができる。
また、連結部材６とストラット５との連結点Ｐ₅をキングピン軸Ｌ_K上に設定しているので、車輪２が転舵したときにこの連結点Ｐ₅が動くことがなく、転舵に伴うキャンバ角への干渉を防止することができる。つまり、転舵時に意図しないキャンバ角変化が起きるのを防止することができる。

このように、上記第１の実施形態では、ストラットとロアアームとを連結部材で遥動可能に連結するので、車体に連結点を増やすことなく、キャンバ変化特性を調整することができる。また、車体構造を、前記連結部材を用いない通常のストラット式サスペンションと同様にシンプルなまま、且つロードノイズ性能も通常のストラット式サスペンションに対して悪化させることなく、所望のキャンバ変化特性を得ることができる。

さらに、連結部材の軸の傾きを、ロアリンクの軸の傾きよりも車幅方向外側が車幅方向内側に対して車両上方に位置する傾きとなるように設定するので、確実に車輪のバウンド時にネガティブキャンバをつけ、リバウンド時にポジティブキャンバをつけることが可能となる。そのため、旋回時に外輪のタイヤの対地キャンバ角が直立に対して大きくなることを防止して接地面積が小さくなることを防止することができ、操縦安定性を十分に確保することができる。

また、連結部材とストラットとの連結点をキングピン軸上に設定するので、転舵に伴うキャンバ角への干渉を排除することができ、転舵時に意図しないキャンバ角変化を起こすのを防止することができる。
なお、上記第１の実施形態においては、タイロッド７が車輪側部材３に形成されたナックルアーム３ａに連結された構成を適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図４に示すように、タイロッド７がストラット５に設けられたナックルアーム５ｃに連結された構成を適用することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、連結部材とストラットとの連結点をキングピン軸上に設定しているのに対し、当該連結点をキングピン軸に対して車両前後方向における車両後方に設定するようにしたものである。
図５は、第２の実施形態におけるサスペンション装置を示す図であり、図５（ａ）は車両前方から見た図、図５（ｂ）は車両側方から見た図である。この図５に示すように、連結部材６とストラット５との連結点Ｐ₅がキングピン軸Ｌ_Kに対して車両前後方向における車両後方に位置するように設定されていることを除いては前述した第１の実施形態と同様の構成を有するため、その詳細な説明は省略する。

通常、車両旋回時には、車輪２及び車輪側部材３がキングピン軸Ｌ_Kを中心に回転することにより転舵する。前述した第１の実施形態のように、連結部材６とストラット５との連結点Ｐ₅をキングピン軸Ｌ_K上に設定している場合、転舵時にキャンバ角変化を起こすことはないが、本実施形態では、連結部材６とストラット５との連結点Ｐ₅をキングピン軸Ｌ_Kに対して車両前後方向における車両後方に設定しているため、転舵に伴うキャンバ角の干渉が起こることになる。

具体的には、車輪２が転舵したとき、車両後方で連結部材６が突っ張ることにより、車輪２及び車輪側部材３は、ロアリンク４と車輪側部材３との連結点Ｐ₁（ロアボールジョイントの中心点）と、連結部材６とストラット５との連結点Ｐ₅とを通る軸Ｌ₁回りに回転することになる。
つまり、転舵時には、転舵外輪側ではネガティブキャンバがつき、転舵内輪側ではポジティブキャンバがつく。
ここで、回転軸Ｌ₁回りの回転は、図５（ｃ）に示すように、キングピン軸Ｌ_K回りの回転とキングピン軸Ｌ_Kに垂直な軸Ｌ₀回りの回転との合成となる。つまり、このキングピン軸Ｌ_Kに垂直な軸Ｌ₀回りの回転が、ストラットサスに対するキャンバ角の増減成分となる。なお、図中Ｌ₂はストラット５の車体側連結点Ｐ₄と、ストラット５と連結部材６との連結点Ｐ₅とを通る軸であり、ストラット部分の回転軸である。

すなわち、連結点Ｐ₅がキングピン軸Ｌ_K上に設けられているときには、前記キャンバ角の増減成分は０であり、車輪２及び車輪側部材３の回転軸Ｌ₁とキングピン軸Ｌ_Kとが一致することになるが、連結点Ｐ₅がキングピン軸Ｌ_Kに対して車両前後方向にずれるほど、前記キャンバ角の増減成分が大きくなる。このとき、本実施形態のように、連結点Ｐ₅がキングピン軸Ｌ_Kに対して車両前後方向における車両後方に設置されるほど、回転軸Ｌ₁がキングピン軸Ｌ_Kに対して車両後方に傾くため、転舵外輪側でネガティブキャンバ、転舵内輪側でポジティブキャンバが大きくつくことになる。

ところで、転舵時に外輪側でネガティブキャンバ、内輪側でポジティブキャンバをつけることは、通常のサスペンションでもキャスタ角を与えることで実現可能である。しかしながら、レイアウトや他性能等による制約条件でキャスタ角を大きく与えることができない場合がある。
これに対して本実施形態では、連結部材６とストラット５との連結点Ｐ₅をキングピン軸Ｌ_Kからずらして設置することでキャスタ角を大きく与えた場合と同様のキャンバ角を得ることができるので、上記制約条件のためにキャスタ角を大きく与えることができない場合であっても、所望のキャンバ変化特性を得ることができる。

このように、上記第２の実施形態では、ロアアームとストラットとを連結部材で遥動可能に連結すると共に、連結部材とストラットとの連結点をキングピン軸に対して車両後方に配置するので、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができると共に、転舵時に外輪側でネガティブキャンバ、内輪側でポジティブキャンバの特性を得ることができ、旋回時の対地キャンバを直立に近づけてより操縦安定性を高めることができる。
なお、上記各実施形態においては、連結部材の両端を、ボールジョイントを介してストラット及びロアアームに連結する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、弾性体ブッシュを介して連結するようにしてもよい。

第１の実施形態におけるサスペンション装置の概略構成図である。第１の実施形態のサスペンション装置における各部材の斜視図である。本発明の動作を説明する図である。本発明の別の例を示す構成図である。第２の実施形態におけるサスペンション装置の概略構成図である。従来装置の動作を説明する図である。従来装置の動作を説明する図である。

符号の説明

１車体
２車輪
３車輪側部材（アクスル）
４ロアリンク
５ストラット
６連結部材
７タイロッド

Claims

車輪を回転可能に支持する車輪側部材と、車輪側部材の下部と車体とに遥動可能に連結されたロアリンクと、上端部を車体に、下部を車輪側部材に遥動可能に連結されたストラットとを備える車両用サスペンション装置において、
前記ロアリンクと前記ストラットの下端部とに遥動可能に連結される連結部材を備え、
前記連結部材と前記ストラットとの連結点および前記ストラットと前記車輪側部材との連結点が、車両正面視において、前記車輪がバウンド及びリバウンドをしていない静止状態で、それぞれ前記ストラットと前記車体との連結点と前記ロアリンクと前記車輪側部材との連結点とを通るキングピン軸上に位置するように設定すると共に、
前記連結部材と前記ストラットとの連結点が、車両側面視において、前記静止状態でキングピン軸上に位置するように設定することを特徴とする車両用サスペンション装置。
車輪を回転可能に支持する車輪側部材と、車輪側部材の下部と車体とに遥動可能に連結されたロアリンクと、上端部を車体に、下部を車輪側部材に遥動可能に連結されたストラットとを備える車両用サスペンション装置において、
前記ロアリンクと前記ストラットの下端部とに遥動可能に連結される連結部材を備え、
前記連結部材と前記ストラットとの連結点および前記ストラットと前記車輪側部材との連結点が、車両正面視において、前記車輪がバウンド及びリバウンドをしていない静止状態で、それぞれ前記ストラットと前記車体との連結点と前記ロアリンクと前記車輪側部材との連結点とを通るキングピン軸上に位置するように設定すると共に、
前記連結部材と前記ロアリンクとの連結点および前記連結部材と前記ストラットとの連結点が、前記静止状態でそれぞれキングピン軸に対して車両前後方向での車両後方に位置するように設定することを特徴とする車両用サスペンション装置。
前記連結部材を、車幅方向外側が車幅方向内側に対して車両上方に位置するように傾けて配置し、その傾きを、車両正面視での前記ロアリンクの傾きより大きく設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用サスペンション装置。