JP5145892B2 - リヤサスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の後輪を懸架するためのリヤサスペンション装置に関する。

従来のリヤサスペンション装置としては、例えば特許文献１に記載するリヤサスペンション装置がある。
すなわち、車両を回転自在に支持するアクスルハウジングの下部に、車両略前後方向へ斜めに延びるラジアスロッドの車輪側端部が揺動可能に連結する。また、そのアクスルハウジングの下部に、略車幅方向に延びる２本のロアリンク（ラテラルリンク）の車輪側端部がそれぞれ揺動可能に連結する。さらに、上記アクスルハウジングの上部に、略車幅方向に延びるアッパアームの車輪側端部が揺動可能に連結する。また、上記ラジアスロッド、上記２本のロアリンク、及び上記アッパアームのそれぞれの車体側端部を、車体フレーム若しくはサスペンションメンバに揺動可能に連結している。

そして、仮想キングピン軸を、アッパアームの車輪側取付け点にて決定する上側の回転中心点と、２本のロアリンクのリンク軸線で決まる下側の仮想回転中心点によって規定する。
実公平８−１９２３号公報

上記のようなリヤサスペンション装置にあっては、車両側面視において仮想キングピン軸は、上側が車両前後方向後方位置となるように後傾しており、その仮想キングピン軸の接地点は、タイヤの接地点（ホイルセンタの鉛直線上）より車両前後方向前方にある。このため、タイヤ横力に対する仮想キングピン軸回りのモーメントが大きくなり、トー角をコントロールするリンクへの入力が大きくなる。また、後輪転舵装置が取り付けている場合は、上記モーメントの増加分だけ後輪転舵装置の必要出力が大きくなるという問題があった。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、タイヤ横力に対する仮想キングピン軸回りのモーメントを小さくすることが可能なリヤサスペンション装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明のリヤサスペンション装置は、車両側面視において、サスペンションアームで規定する仮想キングピン軸の接地点を、タイヤが接地可能な分布範囲内であってニューマチックトレールの分布の最大確率密度となる接地点位置に位置するように設定し、上記仮想キングピン軸を、上側から下側に向かうにつれて、車両前後方向後方且つ車幅方向外方に向かうように傾斜させる。

本発明によれば、タイヤ横力に対する仮想キングピン軸回りのモーメントを小さく設定出来る。

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、本実施形態に係るリヤサスペンション装置を示す斜視図である。図２は、そのリヤサスペンション装置を示す車両側面図出有る。図３は、そのリヤサスペンション装置を示す上面図である。図４は、そのリヤサスペンション装置を示す車両正面図である。
（構成）
本実施形態のリヤサスペンション装置は、図１〜図４に示すように、車輪１を回転自在に支持するアクスルハウジング２の下部とサスペンションメンバ３とを、２本のロアリンク４、５で連結する。またアクスルハウジング２の上部とサスペンションメンバ３とをアッパアーム６で連結する。更に、アクスルハウジング２とサスペンションメンバ３とをトーコントロールリンク７で連結する。

上記２本のロアリンク４、５は、互いに車両前後方向に離して配置してあると共に、それぞれ略車幅方向に延在している。その２本のロアリンク４、５のうち、車両前後方向前側の前側ロアリンク４（以下、前側ロアリンク４とも呼ぶ）の車体側端部は、サスペンションメンバ３の下部に取り付けたブラケット１０に対しブッシュを介して揺動可能に連結している。また、前側ロアリンク４の車輪側端部４ａは、アクスルハウジング２の下部にブッシュを介して揺動可能に連結している。

ここで、上記ブッシュの中心位置が、前側ロアリンク４における、アクスルハウジング２及びサスペンションメンバ３への取付け点となる。その取付け点を通る線が、前側ロアリンク４のリンク軸線Ｌ１となる。後側ロアリンク５等においても同様である。
その前側ロアリンク４のリンク軸線Ｌ１は、図３のように、上面視において、車幅方向内側から外側に向かうにつれて、車両前後方向後方に向かうように、車幅方向に対して傾斜している。

また、車両前後方向後側の後側ロアリンク５（以下、後側ロアリンク５とも呼ぶ）の車体側端部は、サスペンションメンバ３の下部に取り付けたブラケット１１に対しブッシュを介して揺動可能に連結している。また、後側ロアリンク５の車輪側端部５ａは、アクスルハウジング２の下部にブッシュを介して揺動可能に連結している。その後側ロアリンク５のリンク軸線Ｌ２は、図３に示すように、上面視において、車幅方向内側から外側に向かうにつれて、車両前後方向前側に向かうように、車幅方向に対し傾斜している。

このように、２本のロアリンク４、５を、上面視において、車輪側の方が間隔が狭くなる、ハの字状に配置する。そして、上面視において、２本のロアリンク４、５の車輪側端部４ａ、５ａを、ホイルセンタＷ／Ｃを通る鉛直線Ｓを挟んで、図２に示すように配置する。ただし本実施形態では、前側ロアリンク４の車輪側端部４ａを、後側ロアリンク５の車輪側端部５ａよりも、相対的に下方に配置している。

また、２本のロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１，Ｌ２について、図３に示すように、車幅方向に対する車両前後方向のへの傾きは、後側ロアリンク５よりも前側ロアリンク４の方が大きく設定してある。
そして、上面視における２本のロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１，Ｌ２の交点は、図２に示すように、車両側面視において、ホイルセンタＷ／Ｃを通過する鉛直線Ｓ上、若しくは若干車両前後方向後方に位置する。この２本のロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１，Ｌ２の交点を、下側の仮想回転中心点ＬＰと呼ぶ。

一方、アッパアーム６の車輪側端部は、ボールジョイント１３によってアクスルハウジング２の上部に連結する。そのアッパアーム６は、Ａアームから構成してあり、その２つの車体側端部が、それぞれブッシュを介してサスペンションメンバ３に固定してブラケット１４，１５に連結する。
上記アッパアーム６の車輪側端部をアクスルハウジング２に連結するボールジョイント１３の中心位置を、上側回転中心点ＵＰと呼ぶ。その上側回転中心点ＵＰは、ホイルセンタＷ／Ｃ位置よりも車両前後方向前側に、つまり上記下側の仮想回転中心点ＬＰよりも車両前後方向前側に位置する。更に、その上側回転中心点ＵＰは、上記下側の仮想回転中心点ＬＰよりも車幅方向内側に位置する。

これによって、上記上側回転中心点ＵＰ及び下側の仮想回転中心点ＬＰを通過する仮想キングピン軸Ｋは、車両側面視において、鉛直線Ｓに対し、上側から下側に向かうにつれて車両前後方向後方に向かうように傾斜している。また、仮想キングピン軸Ｋは、車両正面視において、鉛直線Ｓに対し、上側から下側に向かうにつれて車幅方向外方に向かうように傾斜している。そして、上面視において、仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１は、タイヤ１ａの幅方向中央位置よりも車幅方向外方に位置している。

さらに、その仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１を、タイヤ１ａが接地可能な分布範囲内に位置するように調整してある。タイヤ１ａが接地可能な分布範囲は、対象とするタイヤ１ａの剛性や、車両の性能などによって予め求まるものである。なお、タイヤ１ａが接地可能な分布範囲は、ニューマチックトレールの分布範囲と同じである。
そして、本実施形態では、タイヤ１ａが接地可能な分布範囲内であって、且つ車両側面視において、ニューマチックトレールの分布の最大確率密度となる接地点位置に、仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１が位置するように設定している。すなわち、ニューマチックトレールの分布の最大確率密度となる接地点位置若しくはその近傍に、車両側面視における仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１が位置する。上記ニューマチックトレールの分布は、例えば図５に示すような分布となっており、その最大確率密度Ｎの位置は、タイヤ１ａ接地点よりも若干車両前後方向後方に位置する。図５の例では、タイヤ接地点（鉛直線Ｓ位置）の約２０ｍｍ後方に位置する。

また、上記アクスルハウジング２における、車両前後方向後部と、サスペンションメンバ３とが、車幅方向に延在するトーコントロールリンク７によって揺動可能に連結してある。このトーコントロールリンク７のリンク軸線は、上記２本のロアリンク４、５のリンク軸線Ｌ１，Ｌ２よりも車幅方向に対する傾きが小さく設定してある。
ここで、タイヤ１ａへの横力入力に対して、前側ロアリンク４、後側ロアリンク５、及びトーコントロールリンク７の各入力分担の関係が、下記の関係となるように、サスペンションジオメトリを設定している。
後側ロアリンク５ ＞ 前側ロアリンク４ ＞ トーコントロールリンク７

また、上記サスペンションメンバ３は、図１に示すように、略車両前後方向に延びる左右のサイド部材１６と、そのサイド部材１６間を連結する２本のクロス部材１７，１８とで上面視でＨ形状に構成してある。図１では、一方のサイド部材１６だけを図示しているが、車幅方向反対側の車輪のリヤサスペンション装置が、不図示のサイド部材に連結する。そのサスペンションメンバ３は、サイド部材１６に設けたインシュレータ１９を介して車体フレームに弾性支持してある。
なお、本実施形態では、後側ロアリンク５の車体側端部およびトーコントロールリンク７の車体側端部はともに、後側のクロス部材１８にブラケットを介して連結してある。
ここで、上記アクスルハウジング２は車輪支持部材を構成する。サスペンションメンバ３は、車体側部材を構成する。

（本実施形態の効果）
（１）仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１を、車両側方視でタイヤ１ａの接地する分布範囲内に位置させる。この結果、タイヤ１ａに入力する横力に対する、仮想キングピン軸Ｋ回りのモーメントが小さくなる。このことは、トーコントロールリンク７への入力が小さくなり、横力コンプライアンスステアをアンダーステア方向に確保し易くなる。そして、旋回時の車両の安定性が向上する。
また、上記アクスルハウジング２に対して、トーコントロールリンク７の代わりに後輪転舵装置の可動部が取り付けてある場合は、上述のように仮想キングピン軸Ｋ回りのモーメントが小さくなることから、後輪転舵装置の必要出力が小さくなる。すなわち、後輪転舵装置の駆動力を小さく抑えることが出来る結果、後輪の転舵性能が向上する。また、当該後輪転舵装置の軽量化が可能となる。
なお、車両の直進性能については、フロントサスペンション装置で担保することが出来る。

（２）特に、車両側面視において、ニューマチックトレールの分布の確率密度における、最大確率密度となる接地点位置に、仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１が位置するように設定している。これによって、より仮想キングピン軸Ｋ回りのモーメントが小さくすることが可能となる。
上記仮想キングピン軸Ｋ回りのモーメントは、仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１と、ニューマチックトレールとの距離に比例する。そして、一番ニューマチックトレールとなり易いニューマチックトレールの分布の確率密度における最大確率密度となる接地点位置に仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１を設定することで、上記距離を小さくする確率を大きくすることが出来る。

（３）また、仮想キングピン軸Ｋの傾きを、上側が車両前後方向前側となるように前傾させることで、仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１を、ホイルセンタＷ／Ｃを通過する鉛直線Ｓよりも車両前後方向後方に設定し易くなる。すなわち、車両側方視でタイヤ１ａの接地する分布範囲内に位置させることが容易となる。
（４）更に上面視において、車幅方向に対し、後側ロアリンク５よりも前側ロアリンク４の傾きを大きくする。これによって、下側の仮想回転中心点ＬＰを車両前後方向に配置し易くなって、仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１を、車両側方視でタイヤ１ａの接地する分布範囲に位置させることが容易となる。

（５）横力入力に対して、前側ロアリンク４、後側ロアリンク５、及びトーコントロールリンク７の各入力分担の関係が、後側ロアリンク５＞前側ロアリンク４＞トーコントロールリンク７となるように設定している。
このように分担するように取付け位置を調整することで、横力コンプライアンスをアンダーステアにすることによって、キャンバ剛性が低下することを抑えることが可能となる。すなわち、キャンバ剛性を確保しつつトーコントロールリンク７への入力が小さくなり、横力コンプライアンスステアをアンダーステア方向に確保し易くなる。

このとき、ホイルセンタＷ／Ｃよりも車両前後方向後方に後側ロアリンク５及びトーコントロールリンク７を配置する。さらに、その後側ロアリンク５及びトーコントロールリンク７の車体側端部を、サスペンションメンバ３における車幅方向に延在するクロス部材１８に連結することが好ましい。
このように設定すると、力の受け方が後側ロアリンク５＞前側ロアリンク４＞トーコントロールリンク７となるように設定してあることから、サスペンションがトー変形をすると、そのときの入力を、後側ロアリンク５とトーコントロールリンク７で主に受ける。これによって、サスペンションメンバ３のクロス部材１８の弾性変形が主となり、サスペンションメンバ３の車体への振動伝達率が低下する。

（６）仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１が、車両平面視でタイヤ１ａの接地点より車両外側に位置する。この結果、タイヤ１ａに制動力が作用したとき、仮想キングピン軸Ｋ回りのモーメントがタイヤ１ａをトーイン方向に変形させるように作用する。すなわち前後力コンプライアンスステアＳをアンダーステアにすることが容易になる。
（７）上記アッパアーム６の車体側取付け点となる上側回転中心点ＵＰを、下側の仮想回転中心点ＬＰよりも車幅方向内側に配置している。これによって、仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１を、車両平面視でタイヤ１ａの接地点より車両外側に位置させやすくなる。

（変形例）
（１）上記実施形態では、仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１を、タイヤ１ａが接地可能な分布範囲内における、ニューマチックトレールの分布の最大確率密度となる接地点位置若しくはその近傍に設定している。
これに代えて、仮想キングピン軸Ｋの接地点Ｋ１を、タイヤ１ａが接地可能な分布範囲内における、ニューマチックトレールの分布の最大確率密度となる接地点位置、及びその接地点よりも車両前後方向後方に設定しても良い。図５から分かるように、最大確率密度位置以降の分布の面積が大きいので、最大確率密度の位置よりも前側に比べて、仮想キングピン軸Ｋ回りのモーメントを小さく設定し易い。

本発明に基づく実施形態に係るリヤサスペンション装置を示す斜視図である。 本発明に基づく実施形態に係るリヤサスペンション装置を示す車両側面図である。 本発明に基づく実施形態に係るリヤサスペンション装置を示す上面図である。 本発明に基づく実施形態に係るリヤサスペンション装置を示す車両正面図である。 ニューマチックトレールの確率密度分布の例を示す図である。

符号の説明

１ 車輪
１ａ タイヤ
２ アクスルハウジング（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
４ａ 車輪側端部
５ 後側ロアリンク
５ａ 車輪側端部
６ アッパアーム
７ トーコントロールリンク
Ｋ 仮想キングピン軸
Ｋ１ 仮想キングピン軸の接地点
ＵＰ 上側回転中心点
ＬＰ 下側の仮想回転中心点
Ｌ１ 前側ロアリンクのリンク軸線
Ｌ２ 後側ロアリンクのリンク軸線
Ｗ／Ｃ ホイルセンタ

Claims (9)

1. 車輪を支持する車輪支持部材と車体側部材とをサスペンションアームで連結するリヤサスペンション装置において、
   車両側面視において、仮想キングピン軸の接地点を、対象とするタイヤが接地可能な分布範囲内に位置するように、上記サスペンションアームを設定し、
   その際に、対象とするタイヤにおけるニューマチックトレールの分布の最大確率密度となる接地点位置に、車両側面視における仮想キングピン軸の接地点を設定すると共に、上記仮想キングピン軸は上側から下側に向かうにつれて車両前後方向後方に向かうように傾斜し、
   上記仮想キングピン軸の接地点を、車両上面視で、タイヤの車幅方向中央の接地点よりも車幅方向外側に設定すると共に、上記仮想キングピン軸は上側から下側に向かうにつれて車幅方向外方に向かうように傾斜していることを特徴とするリヤサスペンション装置。
2. 上記仮想キングピン軸は、車両側面視において、ホイルセンタの車両前後方向前方位置を通過して、上側から下側に向かうにつれて車両前後方向後方に向かうように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載したリヤサスペンション装置。
3. 上記サスペンションアームとして、２本のロアリンクおよびアッパアームを備え、
   ２本のロアリンクの設定を調整することで、車両側面視における、仮想キングピン軸の接地点を、タイヤが接地可能な分布範囲内に位置するようにすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したリヤサスペンション装置。
4. 上記２本のロアリンクについて、上面視において、車幅方向に対し、車両前後方向後側のロアリンクよりも車両前後方向前側のロアリンクの傾きを大きくすることを特徴とする請求項３に記載したリヤサスペンション装置。
5. 上記２本のロアリンクよりも車両前後方向後方にトーコントロールリンクを備え、横力入力に対して、２本の各ロアリンク、及びトーコントロールリンクの各入力分担の関係が、車両前後方向後側のロアリンク＞車両前後方向前側のロアリンク＞トーコントロールリンクとなるように設定していることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載したリヤサスペンション装置。
6. 上記車両前後方向後側のロアリンク及び上記トーコントロールリンクをホイルセンタよりも車両前後方向後方に配置することを特徴とする請求項５に記載したリヤサスペンション装置。
7. 上記車両前後方向後側のロアリンク及び上記トーコントロールリンクの車体側端部を、車幅方向に延在するクロス部材に連結したことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載したリヤサスペンション装置。
8. 上記２本のロアリンクにおける、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通過する各リンク軸線について、車両上面視において、車両前後方向前側にあるロアリンクのリンク軸線は、車幅方向内側から外側に向かうにつれて車両前後方向後方に向かうように傾斜しており、車両前後方向後側にあるロアリンクのリンク軸線は、車幅方向内側から外側に向かうにつれて車両前後方向前方に向かうように傾斜しており、車幅方向に対する車両前後方向への傾きが、車両前後方向後側にあるロアリンクのリンク軸線よりも、車両前後方向前側にあるロアリンクのリンク軸線の方が大きいことを特徴とする請求項３に記載したリヤサスペンション装置。
9. 上記サスペンションアームとして、２本のロアリンクおよびアッパアームを備え、
   アッパアームの車輪側取付け点を、車両上面視において、２本のロアリンクにて決まる仮想キングピン軸の下側の仮想回転中心点よりも、車幅方向内側に設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したリヤサスペンション装置。

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