JP4888189B2 - サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に用いられるサスペンション装置に関する。

従来の後輪用サスペンション装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。この装置では、車輪支持部材の下部領域と車体側部材とを連結すると共に車両前後方向に間隔をおいて配置される一対の剛体アームと、上記一対の剛体アームにそれぞれ剛結することで当該一対の剛体アーム間に架設される結合部材と、を備える。その結合部材は、車体側部材及び車輪支持部材への連結部を含む面に平行な方向に変形可能なような、車両前後方向に延在する平板形状の鋼板から構成される。

これにより、車輪を支持する前後剛性を下げる事と、その際のトー特性の適正化を図っている。
特開昭６２−２３４７０５号公報

車輪は乗り心地等を考慮して、ある程度変位することが必要であるが、変位量が大きくなり過ぎると、弊害が生じるため、大きな変位を規制する必要がある。
しかし上記従来技術では、結合部材の撓み変形量を規制するものがないので、別途、前後方向の変位を規制する手段が必要となる。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、車輪を支持する前後剛性を下げつつ、車輪の大変位を規制することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、車輪支持部材と車体側部材とを連結する２本のリンクが車両前後方向に並んで配置され、且つ、その２本のリンク同士を、車幅方向に離れた２以上の箇所で個別かつ弾性的にブッシュを介して連結すると共に、その２本のリンクは、少なくとも車幅方向へ所定の範囲でだけ相対変位可能な状態とする。

本発明によれば、車輪を支持する前後剛性を下げつつ、車輪の大変位を規制することが出来る。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の後輪用サスペンション装置を示す上面図であり、図２は車両前方からみたリンクの配置を説明する概要図である。
（構成）
車輪１を回転自在に支持するアクスル２の下部領域と車体側部材であるサスペンションメンバ３との間を連結する２本のロアリンク４、５と、アクスル２の上部領域とサスペンションメンバ３とを連結するアッパリンク８とを備える。

上記２本のロアリンク４、５は、アクスル２に対し、それぞれ１つのブッシュ９、１０によって上下揺動可能な状態で取り付けられると共に、サスペンションメンバ３に対してもそれぞれ１つのブッシュ１１、１２によって上下揺動可能な状態に連結している。アッパリンク８も、アクスル２に対し、１つのブッシュ１３によって上下揺動可能な状態で取り付けられると共に、サスペンションメンバ３に対しても１つのブッシュ１４によって上下揺動可能な状態に連結している。

上記２本のロアリンク４、５は、車両前後方向で並ぶように配置される。ここで、この２本のロアリンク４、５を区別して説明する場合には、車両前後方向前側のロアリンク４を前側ロアリンク４と、車両前後方向後側のロアリンク５を後側ロアリンク５と呼ぶことにする。
上記各ブッシュ９〜１４は、入れ子状に配置された外筒と内筒との間にゴム体からなる弾性体が介装されて構成される。本実施形態では、外筒がリンク４、５、８の端部に固定されると共に、内筒がボルトを介してサスペンションメンバ３若しくはアクスル２に取り付けられている。

前側ロアリンク４はリンク軸線Ｌ１に沿って直線状に延びる棒状の部材であって、その両端取付け部に上記構成のブッシュ９、１１がそれぞれ設けられている。
また、後側ロアリンク５は、リンク軸線Ｌ２に沿って延びるリンク本体部６と、そのリンク本体部６と一体になっていると共に当該リンク本体部６から上記前側ロアリンク４に向けて車両前後方向前方に張り出した張出部７とから構成されている。なお、上記張出部７は、板状の部材であって、上面視で略台形状の形状をしている。

その張出部７における前側ロアリンク４に車両前後方向で対向する先端部は、車幅方向にオフセットさせて配置された２個のブッシュ２０、２１を介して前側ロアリンク４に連結している。本実施形態では、その前側ロアリンク４と張出部７とを連結するブッシュ２０、２１は、上面視において、軸を略車両前後方向に向けて配置されて、外筒が前側ロアリンク４に固定されると共に内筒が取付けボルトを介して張出部７に固定されている。これによって、前側ロアリンク４と後側ロアリンク５とは、連結部であるブッシュ２０、２１によって三次元的に揺動可能に連結されると共にその揺動量も外筒と内筒と間のスパンや弾性体の剛性などによって一定に規制されている。

また本実施形態では、上面視において、２本のロアリンク４、５におけるサスペンションメンバ３への取付け点（以下、単に車体側取付け点Ｐ１、Ｐ３と呼ぶ。）間の車両前後方向でのスパンよりも、２本のロアリンク４、５におけるアクスル２への取付け点（以下、単に車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４と呼ぶ。）間の車両前後方向でのスパンの方が短くなるように配置されている。すなわち、上面視において、上記２本のロアリンク４、５における、それぞれの車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４と車体側取付け点Ｐ１、Ｐ３を結ぶリンク軸線Ｌ１、Ｌ２同士の交点Ｐ５は、アクスル２よりも車幅方向外方、つまり両ロアリンク４、５の車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４よりも車幅方向外方となるように設定している。図１の例では、側面視において、後側ロアリンク５における車体側取付け点Ｐ３に対する車輪側取付け点Ｐ４の車両前後方向後方へのオフセット量（図１ではほぼゼロ）よりも、前側ロアリンク４における車体側取付け点Ｐ１に対する車輪側取付け点Ｐ２の車両前後方向後方へのオフセット量が大きくなるように、上面視において、後側ロアリンク５のリンク軸線Ｌ２の車両前後方向後方への傾きよりも、前側ロアリンク４のリンク軸線Ｌ１の車両前後方向後方への傾きを大きく設定している。なお、このように配置することで、上面視において、２本のロアリンク４，５の車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４及び車体側取付け点Ｐ１、Ｐ３の４点を結ぶ形状が略台形形状となっている。

またこのように、後側ロアリンク５と比べて、前側ロアリンク４を、車体側取付け点Ｐ１、Ｐ３に対する車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４を車両前後方向後方に大きくオフセットするように設定する結果、２本のロアリンク４、５の両リンク軸線Ｌ１、Ｌ２の交点Ｐ５は、上面視において、車輪１の中心（ホイールセンタＷ／Ｃ）よりも車両前後方向後方に配置されている。

また本実施形態では、２本のロアリンク４、５の連結部を構成するブッシュ２０、２１は、上述のようにブッシュ軸を略車両前後方向に向けると共に、相対的に上下方向の剛性が高く且つ車幅方向の剛性が低い異方性を有する。例えば、ブッシュ２０、２１を構成する外筒と内筒との間に介挿するゴムからなる弾性体に対し、内筒を挟んだ上下に弾性体よりも硬い中間板を介挿されて上下方向の剛性が高くなるように調整されると共に、内筒の両側部分にスグリ（空洞部）が形成されて車幅方向の剛性が低くなるように調整される。

ここで、２本のロアリンク４、５同士を連結する連結部を構成するブッシュ２０、２１を、コネクトブッシュ２０、２１と呼称し、ロアリンク４、５と、アクスル２及びサスペンションメンバ３とを連結するブッシュ９〜１２を取付けブッシュ９〜１２と呼称する。
ここで、アクスル２が車輪支持部材を、サスペンションメンバ３が車体側部材を、コネクトブッシュ２０、２１が連結部を、それぞれ構成する。

（作用効果）
（１）２本のロアリンク４、５同士を連結することで、車輪１への車両前後方向の入力を２本のロアリンク４、５で受けることが可能となる。このため、当該車両前後方向入力を受けるために、別のリンクを設けなくても良い。
（２）また、このように２本のロアリンク４、５同士を連結しても、その連結部をコネクトブッシュ２０、２１によって所定の揺動範囲内でのみ揺動可能に構成することで、車輪１への車両前後方向の入力に対して、連結部は少なくとも車幅方向へ所定揺動範囲だけ揺動可能な状態で連結される。

その結果、路面の不整による、車輪１への前後方向入力（ホイールセンタＷ／Ｃヘの前後入力）に対し、連結部を構成するコネクトブッシュ２０、２１の弾性体が撓むことにより、図３に示すように、外筒に対して内筒が相対的に多少車両前後方向に揺動しつつ、車幅方向に揺動変位することで、上面視における２本のロアリンク４，５の車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４及び車体側取付け点Ｐ１、Ｐ３の４点を結ぶ略台形形状が変化して、連結された２本のロアリンク４、５で支持されるアクスル２の車両前後方向の剛性が低く設定されている。このため、特に突起乗り越し時のショックが低減されるなど、乗り心地が向上する。

また、コネクトブッシュ２０、２１は、所定以上弾性体が撓むとそれ以上揺動することがないので、別の部材を設けなくても、必要以上に揺動することが防止される。
また、前後方向の入力に対しコネクトブッシュ２０、２１が撓むことで吸収し、コネクトブッシュ２０、２１のゴムの特性により減衰も得られるため、前後方向入力に対する振動の収まりが良い。また、ロアリンク４、５は強度を満足するように設計しても、コネクトブッシュ２０、２１の剛性によって前後方向の剛性が決まるため、設計自由度を大きくすることが可能となる。

（３）またこのように、車輪１への前後方向入力に対しコネクトブッシュ２０、２１が撓むことで前後方向入力の剛性を低く設定できるので、２本のロアリンク４、５同士を連結して当該２本のロアリンク４、５で車輪１への前後方向の入力を受けるようにしても、路面不整によるショック低減のために、２本のロアリンク４、５の車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４及び車体側取付け点Ｐ１、Ｐ３を構成する取付けブッシュ９〜１２の剛性を低く設定する必要がない。すなわち、当該ロアリンク４、５の取付けブッシュ９〜１２の剛性を高く設定可能である。従って、上記ロアリンク４、５の取付けブッシュ９〜１２の剛性を高く設定することで、アクスル２の横方向剛性（車幅方向の剛性）を高くすることができ、またこのことはキャンバ剛性を高くすることにも繋がる結果、操縦安定性を向上することができる。なお、車輪１への横方向入力は、２本のロアリンク４、５に対し略リンク軸線Ｌ１、Ｌ２方向に掛かるので、コネクトブッシュ２０、２１の剛性を低く設定してもアクスル２の横剛性を低くすることはない。この結果、前後方向の低剛性化と横方向の高剛性化の両立が可能で、乗り心地と操縦安定性をより高いレベルで両立することができる。

（４）また、上面視において、連結された２本のロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１、Ｌ２の交点Ｐ５をアクスル２よりも車幅方向外方、つまり、車両前後方向における、車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４間のスパンが車体側取付け点Ｐ１、Ｐ３間のスパンより狭く設定していることで、次の作用効果を奏する。
制動などによって、車輪１に対し車両前後方向後方向への入力があると、２本のロアリンク４、５の車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４はともに車両前後方向後方にほぼ同量だけ揺動変位するが、その２本におけるロアリンク４、５の車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４の車両横方向変位の差によってトーイン方向のトー変化がついて、制動時の安定性が向上する。

図１の例では、後側ロアリンク５はほぼ車幅方向にリンク軸線Ｌ２を設定しているが、前側ロアリンク４は、車輪１側が車両前後方向後方となるように、リンク軸線Ｌ１が車両前後方向後方に傾いている結果、２本のロアリンク４、５の車輪側取付け点Ｐ２、Ｐ４はともに車両前後方向後方にほぼ同量だけ揺動変位するが、後側ロアリンク５の車輪側取付け点Ｐ４よりも前側ロアリンク４の車輪側取付け点Ｐ２が車両側に引き込まれることで、車輪１はトーイン方向に変化する。

（５）また、上面視において、２本のロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１、Ｌ２の交点Ｐ５を、車輪１の中心（ホイールセンタＷ／Ｃ）よりも車両前後方向後方に位置させることで、アクスル２の回転中心がホイールセンタＷ／Ｃよりも後方に位置する。このため、車両旋回時のタイヤ横方向の入力に対し、旋回外輪側の車輪１をトーイン方向に向けるトルクが働き、車両旋回時の安定性が向上する。

（６）また、車幅方向に互いにオフセットして配置される各コネクトブッシュ２０、２１の剛性を、上下方向に高く且つ車幅方向に低い異方性を持たせることで、車輪１への車両前後方向入力には、次のような作用効果を奏する。
制動操作などによって車輪１の接地面に対し車両前後方向の制動力が入力されると、その入力によってワインドアップ方向のモーメントが発生する。このモーメントによってアクスル２に連結する後側ロアリンク５には上方に向かう力が作用すると共に、前側ロアリンク４には下方に向かう力が作用することで、両ロアリンク４、５の連結部であるコネクトブッシュ２０、２１にも上下方向の力が入力される。このとき、上述のようにコネクトブッシュ２０、２１の上下方向の剛性を高く設定しているので、両ロアリンク４、５を連結部で弾性部材を介して連結しても、ワインドアップ方向の剛性を高くすることが可能となる。

またこのとき、２つのコネクトブッシュ２０、２１を車幅方向にオフセットして配置することで、後側ロアリンク５と、前側ロアリンク４における上下方向の不要な相対変位を小さく抑えることが出来る。
また上述のように、コネクトブッシュ２０、２１の車幅方向の横剛性を低く設定することで、アクスル２の前後並進方向の剛性が低く設定している結果、両者の作用効果から、乗心地の改善と制動時の安定性の向上の両立や振動の低減ができる。

（応用）
上記実施形態では、アッパリンク８を１本の棒状リンクから構成する場合を例示しているが、２本以上あっても良いし、Ａアームなど他の形状であっても良い。
また、上記実施形態では、後側ロアリンク５のリンク軸線Ｌ２を車幅方向に配置し、前側ロアリンク４のリンク軸線Ｌ１を車両前後方向後方に傾けることで、２つのロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１、Ｌ２の交点Ｐ５を、アクスル２よりも車幅方向外方となるように設定しているが、これに限定されない。例えば前側ロアリンク４のリンク軸線Ｌ１を略車幅方向に配置すると共に、後側ロアリンク５のリンク軸線Ｌ２を、車体側取付け点Ｐ３よりも車輪側取付け点Ｐ４が車両前後方向前側にくるように、前側に傾斜させることで、２つのロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１、Ｌ２の交点Ｐ５を、アクスル２よりも車幅方向外方となるように設定しても良い。

また上記実施形態では、コネクトブッシュ２０、２１の軸が、略車両前後方向に向くように配置しているが、これに限定しない。コネクトブッシュ２０、２１の軸を、例えば車幅方向やリンク軸線Ｌ１、Ｌ２に沿って配置したりしても良い。ただし、コネクトブッシュ２０、２１の軸を上下方向に向けると上下方向の剛性が高い異方性の設定が困難となる。

また上記実施形態では、後側ロアリンク５に対し、車両前後方向前側に張り出す張出部７を設けることで、２本のロアリンク４、５の連結部を、前側ロアリンク４のリンク軸線Ｌ１、Ｌ２上に配置しているが、これに限定されない。図４のように、前側ロアリンク４に対し、車両前後方向後側に張り出す張出部７を設け、２本のロアリンク４、５の連結部を、上面視で前側ロアリンク４のリンク軸線Ｌ１、Ｌ２上に配置しても良い。

または、両ロアリンク４、５からそれぞれ他方のリンクに向けて個別に張出部７を張り出させて、各ロアリンク４、５の軸線上に１つずつ連結部を設定し、その２つの連結部にそれぞれ上記コネクトブッシュ２０、２１を配置しても良い。なお、この場合であっても、車両正面視において、２つの連結部は、車幅方向に離して配置することが好ましい。
また、２つのロアリンク４、５の連結部は、ロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１、Ｌ２上に配置する必要はなく、例えば、２本のロアリンク４、５の中間位置に対して配置しても良い。

また、２本のロアリンク４、５の連結部を構成するブッシュは、２箇所に限定されず３箇所以上あっても良い。
また、上記実施形態では、車両前後方向に並ぶ２本のリンクとしてロアリンク４，５を例示しているが、２本のリンクは、アッパリンクその他のリンクであっても良い。
また、サスペンション装置として後輪用サスペンション装置を例示しているが、本願発明を適用するサスペンション装置は、前輪用サスペンション装置であっても良い。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第１実施形態と同様な部材などについては同一の符号を付して説明する。
（構成）
第２実施形態の基本構成は、上記第１実施形態と同様であるが、ロアリンク４、５にサスペンションスプリングの下部取付け部３０が設定されている点が異なる。
そして、図５に示すように、上面視で、そのサスペンションスプリングの下部取付け部３０を、後側ロアリンク５のリンク軸線Ｌ２上と重なるように、好ましくは、サスペンションスプリングの下部取付け部３０の中心が後側ロアリンク５のリンク軸線Ｌ２上となるように設定した。
その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（作用効果）
（１）サスペンションスプリングの下部をロアリンク５に支持させるように配置することで、サスペンションスプリングの下部取付け位置をできるだけ下方に配置できる結果、社内の荷室スペースの拡大などの点で有利な構成となる。
（２）サスペンションスプリングの下部取付け部３０を、上面視において、両端の支持剛性が高いリンク軸線Ｌ２上にほぼ位置させているので、サスペンションスプリングの反力によってリンク取付け点の変位が無いか小さく抑えられるので、サスペンションスプリングの反力を、効率よく伝達することができる。
ここで、第１実施形態で説明したように、ロアリンク４、５の両端部に設ける取付けブッシュ９〜１２の剛性を高めることができる点からも有利な構成となる。
（３）また、サスペンションスプリングからの上下方向の反力が後側ロアリンク５に入力されても、その反力は、主としてロアリンク４、５の両端部に設けた取付けブッシュ９〜１２で受けるので、サスペンションスプリングの反力によって、コネクトブッシュ２０、２１の撓みは無いか小さく抑えることが出来る。

（応用）
上記実施形態では、後側ロアリンク５にサスペンションスプリングを支持させる場合を例示しているが、前側ロアリンク４にサスペンションスプリングを支持させる場合であっても、同様な効果を得る。
また、ロアリンク４、５に支持させて、ロアリンク４、５に上下反力を入力するサスペンション部品としてサスペンションスプリングを例示しているが、サスペンションスプリングに代えて、若しくはサスペンションスプリングと共にサスペンションダンパの下部もロアリンク４、５に取り付けても良い。この場合であっても、上面視においてロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１、Ｌ２上に取り付けるように配置することで上記作用効果を得ることができる。

本発明に基づく第１実施形態に係る後輪用サスペンション装置を示す上面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る後輪用サスペンション装置におけるリンクの配置構成を示す車両正面からみた概要図で有る。 車両前後方向への入力に対する挙動を示す上面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る別の後輪用サスペンション装置を示す上面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係る後輪用サスペンション装置を示す上面図である。

符号の説明

１ 車輪
２ アクスル（車輪支持部材）
３ サスペンションメンバ（車体側部材）
４ 前側ロアリンク
５ 後側ロアリンク
６ リンク本体部
７ 張出部
８ アッパリンク
２０、２１ コネクトブッシュ
３０ 下部取付け部
Ｌ１、Ｌ２ リンク軸線
Ｐ１、ｐ３ 車体側取付け点
Ｐ２，Ｐ４ 車輪側取付け点
Ｐ５ 交点

Claims (7)

1. 車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と車体側部材とを連結する２本のリンクが車両前後方向に並んで配置されるサスペンション装置において、
   上記２本のリンク同士を、車幅方向に離れた２以上の箇所で個別かつ弾性的にブッシュを介して連結し、該２本のリンクは、少なくとも車幅方向へ所定の範囲でだけ相対変位可能であることを特徴とするサスペンション装置。
2. 上記２本のリンクは、車両上下方向に、所定の範囲でだけ相対変位可能であることを特徴とする請求項１に記載したサスペンション装置。
3. 車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と車体側部材とを連結する２本のリンクが車両前後方向に並んで配置されるサスペンション装置において、
   上記２本のリンク同士を、車幅方向に離れた２以上の箇所で個別かつ弾性的にブッシュを介して連結し、上記２本のリンクは、その２本のリンクの連結部において、上記車輪支持部材に対する車両前後方向への入力によって、少なくとも車幅方向へ所定の範囲でだけ相対変位可能であることを特徴とするサスペンション装置。
4. 上記２本のリンク同士を連結する連結部は、車幅方向の剛性よりも上下方向の剛性の方が高いことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したサスペンション装置。
5. 上面視において、上記２本のリンクにおける、それぞれの車輪支持部材への取付け点と車体側部材への取付け点を結ぶリンク軸線同士の交点は、上記リンクの車輪支持部材への取付け点よりも車幅方向外方に位置することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載したサスペンション装置。
6. 上面視において、上記２本のリンクにおける、それぞれの車輪支持部材への取付け点と車体側部材への取付け点を結ぶリンク軸線同士の交点は、車輪の中心よりも車両前後方向後方に位置することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載したサスペンション装置。
7. 上記２本のリンクの一方に対し、サスペンションスプリング及びダンパの少なくとも一方の下部が取り付けられ、その下部は、上面視において、取り付けられるリンクにおける車輪支持部材への取付け点と車体側部材への取付け点とを結ぶリンク軸線と重なる位置に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載したサスペンション装置。

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