JP5494407B2 - リヤサスペンション装置 - Google Patents
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特許文献1のような構成のリヤサスペンション装置の場合、車両の旋回走行時のトー変化特性(横力コンプライアンスステア)を前後のブッシュでコントロールする必要があり、そのブッシュの特性は様々な車両の特性に互いに影響するため、横力コンプライアンスステアをトーイン側へ大きくとる特性とするには、調整が難しかった。
この問題を解消するために、車輪のトーアウト変位を規制するよう構成されたものが特許文献3(特公昭62−48602号公報)に記載されている。
リヤサスペンション装置Sは例えば車体後部に配備されるもので、ここでの車体後部は車体の前後方向Xに延びる左右のサイドメンバ1、2と、これら左右のサイドメンバを互いに結合するクロスメンバ3とで剛性強化した剛性枠組み体4を形成している。
なお、クロスメンバ3は中央部301側が車体後方側に湾曲きれた状態で屈曲形成され、左右の傾斜部302の先端が弾性体によって形成されたクロスメンバブッシュ5を介してサイドメンバ1、2に取付けられる。
このような車体後部の剛性枠組み体4の左右端に左右のサスペンション装置Sが装着される。
デフ8の左右からは、左右車軸7が延出されており、各車軸7の外側端にはハブ11が一体結合される。左右の各ハブ11はその内側部位がトレーリングアーム結合体TCの車軸支持部9にそれぞれ枢支され、各ハブ11の外側部位には車輪Wがそれぞれ締結される。
図2、3に示すように、トレーリングアーム結合体TCは車両前後方向Xに長いレバー状の部材であり、車輪Wを回転可能に支持する車軸支持部9と、車軸支持部9から車両前方側に延設されて前端が車体に揺動可能に枢支されるトレーリングアーム12とを有する。
トレーリングアーム結合体TCのトレーリングアーム12は、その前端部に前側連結部fjを有し、前側連結部fjは車体側のアーム取り付け部A1に揺動可能に枢支される。
一方、トレーリングアーム結合体TCと対向する位置のクロスメンバ3は、その左傾斜部302と中央部301の結合部位において上下に所定量離れて上下ピン支持部19、20を突設している。上下延出部101、102とクロスメンバ3の上下ピン支持部19、20との間はリヤサスペンション装置Sのリンク系rkを成すアッパーアーム15及びロアアーム16によりそれぞれ互いにピン結合されている。つまり、アッパーアーム15及びロアアーム16は、上下延出部101、102と結合されており、車軸7よりも車両後方側で車軸支持部9の上下延出部101、102と連結されている。
図3、図4に示すように、トレーリングアーム結合体TCは縦壁wr1とその上下端より車幅方向Y車室側に屈曲して延出する屈曲フランジwr2を有し車体前後方向Xに長く形成される。つまり、トレーリングアーム結合体TCを構成するトレーリングアーム12および車軸支持部9は、その断面が車幅方向Y車内側に開口する略コ字状をなしている。 図4に示すように、トレーリングアーム結合体TCの車幅方向Y車外側には、トレーリングアーム12に並んで車両前後方向Xに延びるストッパレバー37が設けられる。ストッパレバー37は、トレーリングアーム結合体TCの車軸支持部9の縦壁wr1に、その後基端371が重合されて溶着される。
また、ストッパレバー37の前突端372には、車幅方向Y車内側に突設されたストレートピン状のストッパ部材39が形成される。
係止穴38にはストッパレバー37の前端372に車内方向に向けて突設されたストッパ部材39が係止穴38内で車体前後方向Xおよび車幅方向Yに移動可能に遊嵌される。 ストッパ部材39は、通常時(弾性変位促進部Cでの変位が無い状態)において係止穴38の車体前方側の内周縁の近傍に(もしくは内周縁に当接した状態で)嵌っている。
上記構成によれば、車幅方向Y車内側に負荷が作用した場合、トレーリングアーム12が弾性変形促進部Cで変形することでトレーリングアーム結合体TCが車幅方向Y車内側に変位され、トーイン側への変位が促進される。これにより車輪Wが積極的にトーイン状態とされる。なお、この時、ストッパレバー37のストッパ部材39は、係止穴38との係合が解除される方向に移動するので、トレーリングアーム12の車幅方向Y車内側への変位(変形)は、阻止されない。
つまり、車両の旋回走行時において、旋回外側のトレーリングアーム結合体TCは、トーイン側(車幅方向Y車内側)への変位は許容され、トーアウト側(車幅方向Y車外側)への変位は、ストッパレバー37により阻止される。
上述において、左側のリヤサスペンション装置Sを主に説明したが、右側も左右対称の構成を採り、ここでは重複説明を略した。
車両の走行時において、第1の実施形態のリヤサスペンション装置Sは、左右の車輪Wに駆動力や制動力が加わると、その反力をトレーリングアーム結合体TCや左右のリンク系rk(アッパーアーム15、ロアアーム16)で受けて、車輪W側を整列状態を保持しつつ上下変位させ、ストラットstの働きで過度の上下動を減衰させ、車体後部の剛性枠組み体4への路面からの振動を複数のブッシュによりに減衰させて分散支持させる。
このような車輪Wを支持する車軸支持部9を有するトレーリングアーム結合体TCは、クロスメンバの左右のアーム取り付け部A1に横向きの中央線Lcを基点とし車軸支持部9側が上下に揺動可能に連結される。これにより、車輪Wの前後方向Xの位置を規制し、しかもリンク系rkと連動して車輪Wの車幅方向Yの位置変位を規制し、左右車輪Wを適正な整列状態に保持する機能を備える。
この際、旋回外側のトレーリングアーム結合体TCの車軸支持部9にも、車輪W側から負荷Fiが入力される。トレーリングアーム結合体TCの前後端は前端がアーム取り付け部A1に、後端の上下延出部101、102がリンク系rkを介してクロスメンバ3の上下ピン支持部19、20に支持されているので、車軸支持部9が車輪W側より負荷Fiを受けると、押されて車軸支持部9が車幅方向Y車内側に変位する。
この際、ストッパレバー37のストッパ部材39が係止穴38の車両前方側の内周縁より車両後方側に離脱しつつ、車幅方向Y車内側により深く侵入して(図5(b)の破線を参照)トレーリングアーム12に対するストッパレバー37の前突端372の接近変位を許容する方向に移動する。つまり、ストッパレバー37とトレーリングアーム12とが非係合状態(係止穴38とストッパ部材39とが係合状態に無い)とされるので、ストッパレバー37に阻止されることなく、トレーリングアーム12は、車幅方向Y車内側に比較的容易に変位でき、車輪Wを支持する車軸支持部9のトーイン変位が許容される。
一方、図6(b)に示すように、車両の旋回走行時に路面の凹凸等により、車輪Wに車幅方向Y車外側への負荷Foが作用すると、トレーリングアーム結合体TCの車軸支持部9(二点鎖線位置は定常状態の位置)が車外側に負荷Foを受けて車外側へ変位しようとする。この際、トレーリングアーム12が車軸支持部9の変位を受けて弾性変位促進部Cにより車幅方向Y車外側に変形して車軸支持部9の前方側が車幅方向Y車外側に向こうとするが、ストッパレバー37のストッパ部材39が係止穴38の車両前方側の内周縁に圧接して係合する(図5(b)参照)。これによりトレーリングアーム12とストッパレバー37が一体化され、トレーリングアーム12の変位(変形)が阻止され、車軸支持部9のトーアウト側への変位を阻止する。このため、路面の凹凸等により、旋回外側の車輪Wに車幅方向Y車外側(旋回外側)への負荷が作用しても、図6(b)の二点差線で示すほぼ実線位置と同位置に保持され、即ち、トレーリングアーム結合体TCがトーアウト変位を阻止された状態を保持する。
以上説明したように、第1の実施形態は、まず、トレーリングアーム12に弾性変位促進部Cを設けることで、トレーリングアーム結合体TCを車幅方向Yで変位(変形)し易い形状として、旋回走行時おける車輪Wのトーイン側およびトーアウト側への変位が促進される(変位の傾向が顕著となる)構成としている。そして、その上で、更に、トレーリングアーム12(トレーリングアーム結合体TC)の車幅方向Y車外側への変位(変形)を規制するストッパレバー37を設けることで、トレーリングアーム結合体TCの車幅方向Y車外側への変位(変形)だけを抑えて旋回外側の車輪Wがトーアウトとなるのを抑制できる機能を得ている。
また、第1の実施形態では、従来のトレーリングアーム結合体の構成を大きく変えることなく、基本的にストッパレバー37を増やしただけの簡単な構成であるので、トーコントロールアームを採用する場合と比べて部品点数も少なく、コストや重量の増加を抑制することができる。
従って、ここでのトレーリングアーム結合体TCaは、図4(a)、(b)に示した第1の実施形態のトレーリングアーム結合体TCと対比し、トレーリングアーム12aおよび車軸支持部9a、そして係合部である係止穴38aがほぼ同一の構成であり、その動きや作用についても同等であるため、同一の部分については、できるだけ省略して説明する。
図7(a)〜(c)に示すように、トレーリングアーム結合体TCaの車軸支持部9aの車幅方向Y車外側に設けられるストッパレバー37aは、その前突端372aよりトレーリングアーム12aに向けてストッパ部材39aを突設させている。ストッパ部材39aはトレーリングアーム12aに形成された係止穴38aに挿通された直状部391と、直状部391の突端に形成され係止穴38aの車幅方向Y車内側の周縁部に係止可能な環状フック部392とを有する。ここでストッパ部材39aは、係止穴38aの深さ方向に直状部391の長さspの範囲で相対変位可能に嵌挿される。
車両の旋回走行時には、旋回方向外側となるトレーリングアーム結合体TCaでは、図10(b)の実線で示すように、車幅方向Y車内側へ作用する負荷Fiによりトレーリングアーム12aが弾性変形促進部Cで変形することで車軸支持部9aの前方側が車幅方向Y車内側に変位(実線で表示)されて、車輪Wがトーイン状態とされる。この際、係止穴38aに対しストッパ部材39aが係止穴38a内により深く侵入して、ストッパ部39aの環状フック部392が係止穴38aの周縁部から離脱してトレーリングアーム12aとストッパレバー37aの前突端372aとの接近変位を許容するよう移動する。これにより、ストッパ部材39aに阻止されることなくトレーリングアーム12aが変位(変形)されて車軸支持部9aがトーイン変位される。
第3の実施形態は、図1に示す第1の実施形態のリヤサスペンション装置Sと基本的な構成は同じであり、トレーリングアーム結合体TCbのストッパレバー37bおよびストッパ部材39bが嵌着される係合部の構成を改良したものである。
従って、ここでのトレーリングアーム結合体TCbは図4(a)、(b)に示した第1の実施形態であるトレーリングアーム結合体TCと対比し、トレーリングアーム12bおよび車軸支持部9bの基本的な構成がほぼ同様であり、その動きや作用についても同等であるため、同一の部分については、できるだけ省略して説明する。
トレーリングアーム結合体TCbの概略全体図を図8(a)、(b)に、ストッパレバー37bの前突端372bにおける要部構成を図8(C)に示す。また車輪Wからの負荷の入力状況に応じたトレーリングアーム結合体TCbの変位(変形)状態の模式図を図11(a)〜(c)に示した。
トレーリングアーム12bの車体前後方向Xの略中間部における縦壁wr1には、基端が溶着されて車幅方向Y車外側に向かって延びる突状部材41が設けられる。
突状部材41には、車幅方向Yに長い長穴状の係止穴411が形成され、その係止穴411にストッパ部材39bが車幅方向Yに移動可能な遊嵌状態で嵌挿される。
図11(a)に示すように、車両が直進状態(路面の凹凸からの大きな入力が無い状態)にあると、トレーリングアーム結合体TCbは、負荷(横力)を受けず、トレーリングアーム12bの弾性変位促進部Cでの変位がなく、トレーリングアーム結合体TCbは定常の状態を保持する。
車両の旋回走行時には、旋回方向外側に位置するトレーリングアーム結合体TCbでは、図11(b)の実線で示すように、車幅方向Y車内側へ作用する負荷Fiによりトレーリングアーム12bが弾性変形促進部Cで変形することで車軸支持部9bの前方側が車幅方向Y車内側に変位されて、車輪Wがトーイン状態とされる。
一方、車両の旋回走行時に路面の凹凸等により車輪Wに車幅方向Y外側への負荷Foが作用した場合、図11(c)に示すように、車軸支持部9bに車幅方向Y車外側への負荷Foが作用するが、ストッパレバー37bにより車軸支持部9bのトーアウト変位を阻止され、トレーリングアーム結合体TCbは、直進走行時の破線で示す位置より大きくずれることなく、実線で示す位置に保持される。
この際、レバー部37bの前突端372bのストッパ部材39bは係止穴411の車幅方向Y車外側の内周縁に圧接し係合されるため、トレーリングアーム12bとストッパレバー37bとが一体化され、トレーリングアーム12bの車幅方向Y車外側への変位(変形)が阻止されて車軸支持部9bのトーアウト変位が阻止される。
本発明者は、本発明に適用されたリヤサスペンション装置Sの車輪Wに車幅方向車内側への負荷が作用した場合(旋回による横力を想定)と、車輪Wに車幅方向車外側への負荷が作用した場合(路面の凹凸等による入力を想定)とにおけるトーイン変化量の解析を行っており、その結果を、図12に示す。
図12中において、(内向き)の表示は、旋回外側においてトレーリングアーム12(車輪W)が車内側への荷重Fiを受ける場合のトー変化量データを示し、(外向き)表示は、路面の凹凸等によりトレーリングアーム12(車輪W)が車外側への負荷Foを受ける場合のトー変化量データを示す。
一方、トレーリングアーム12が路面の凹凸等の影響により車幅方向車外側(外向き)への負荷Foを受ける想定の場合、CASE3の基本的構成でのトーアウト変化量[―0.051deg(―0.89μrad/N)]に対し、CASE1ではトーアウトを抑制したと判断できる比較的小さなトーアウト変化量[―0.04deg(―0、69μrad/N)]となる結果が確認できたのに対して、CASE2ではトーアウト変位量が比較的大きな値[―0.096deg(―1.67μrad/N)]となる結果が出た。この解析結果は、弾性変位促進部Cを形成しただけの場合には、旋回方向外側のトレーリングアーム結合体TCのトーアウト変化量が過度に大きくなりやすい点を明らかとしており、この場合、旋回走行時における路面凹凸乗り越し時等の走行安定性に問題を生じやすいことが明らかであり、本願発明に適用されたCASE1のトレーリングアーム結合体TCのようにストッパ部材39を設けることが有効であることが明らかとなった。
3 クロスメンバ
7 車軸
9 車軸支持部
901 筒状軸受け部
101、102 上下延出部
11 ハブ
12 トレーリングアーム
15 アッパーアーム
16 ロアアーム
32 ブラケット
33 連結ピン
37 ストッパレバー
38 貫通穴(係合部)
39 ストッパ
c1 切欠部
fj 前側連結部
t 隙間
wr1 縦壁
wr2 屈曲フランジ
A1 アーム取り付け部
C 弾性変位促進部
F 負荷
Fi 車幅方向車内側への負荷
Fo 車幅方向車外側への負荷
S リヤサスペンション装置
TC トレーリングアーム結合体
W 車輪
X 車両前後方向
Y 車幅方向
Claims (6)
- 車輪を回転可能に支持する車軸支持部と該車軸支持部から車両前方側に延設されて前端が車体に揺動可能に枢支されるトレーリングアームとを有したトレーリングアーム結合体と、
車幅方向に延設され、一端が車体に連結されるとともに他端が前記車輪の車軸よりも車両後方側で前記車軸支持部の上下に連結されて前記トレーリングアーム結合体を上下に揺動可能に支持するアッパーアーム及びロアアームと、
前記トレーリングアームに形成されて、前記車軸支持部に車幅方向への負荷が作用した際に前記トレーリングアームの車幅方向での変位を促進する弾性変位促進部と、
前記車軸支持部から前記トレーリングアームと並んで車両前方側に延設され、前記弾性変位促進部よりも車両前方側において前記トレーリングアームに遊嵌されるストッパレバーと、を備え、
前記ストッパレバーは、前記車軸支持部に車幅方向車内側への負荷が作用した場合に前記トレーリングアームの車幅方向車内側への変位を許容し、前記車軸支持部に車幅方向車外側への負荷が作用した場合に前記トレーリングアームと係合して一体化することで該トレーリングアームの車幅方向車外側への変位を規制する
ことを特徴とするリヤサスペンション装置。 - 請求項1記載のサスペンション装置において、
前記トレーリングアームには、前記弾性変位促進部よりも車両前方側に係合部が形成され、前記ストッパレバーには、前記係合部に対向して突設され、前記トレーリングアームと係合される係合状態と前記トレーリングアームと係合されない非係合状態とに変位可能なストッパ部材が形成されており、
前記ストッパ部材は、前記車軸支持部に車幅方向車内側への負荷が作用した場合に非係合状態となり、前記車軸支持部に車幅方向車外側への負荷が作用した場合に係合状態となる
ことを特徴とするリヤサスペンション装置。 - 請求項1又は2に記載のリヤサスペンション装置において、
前記トレーリングアームは、縦壁とその上下端縁より車幅方向車内側に屈曲して延出するフランジを有する断面略コ字状を成し、前記フランジの一部を切欠くことで前記弾性変位促進部を形成している
ことを特徴とするリヤサスペンション装置。 - 請求項3記載のリヤサスペンション装置において、
前記係合部は、前記トレーリングアームの前記縦壁に形成された車両前後方向に長い長穴状の係止穴であり、
前記ストッパ部材は、前記ストッパレバーの前端部において車幅方向車内側に突設されて前記係止穴の車両前方側の内周縁近傍に嵌入されており、
前記車軸支持部に車幅方向車内側への負荷が作用した際には、前記ストッパ部材が前記係止穴の前記車両前方側の内周縁から離脱するよう変位されて非係合状態を維持し、前記車軸支持部に車幅方向車外側への負荷が作用した際には、前記係止穴の車両前方側の内周縁と前記ストッパ部材とが当接して係合状態となることで前記トレーリングアームと前記ストッパレバーとが一体化される
ことを特徴とするリヤサスペンション装置。 - 請求項3記載のリヤサスペンション装置において、
前記係合部は、前記トレーリングアームの前記縦壁に設けられた係止穴であり、
前記ストッパ部材は、前記ストッパレバーの前端部において車幅方向車内側に突設されて前記係止穴に嵌入され、かつ、その端部に前記係止穴を挿通不可に形成されたフックを有しており、
前記車軸支持部に車幅方向車内側への負荷が作用した際には、前記ストッパ部材のフックが前記係止穴から離脱するよう変位されて非係合状態を維持し、前記車軸支持部に車幅方向車外側への負荷が作用した際には、前記係止穴周縁部の前記縦壁に前記ストッパ部材の前記フックが当接して係合状態となり前記トレーリングアームと前記ストッパレバーとが一体化される
ことを特徴とするリヤサスペンション装置。 - 請求項3記載のリヤサスペンション装置において、
前記係合部は、前記トレーリングアームから車幅方向車外側に延設され、車幅方向に長い長穴状の係止穴が形成された突状部材から成り、
前記ストッパ部材は、前記ストッパレバーの前端部から車両前方に突設されて前記係止穴の車幅方向車外側の内周縁近傍に嵌入されるよう形成されており、
前記車軸支持部に車幅方向車内側への負荷が作用した際には、前記ストッパ部材が前記係止穴の前記車幅方向車外側の内周縁から離脱するよう変位されて非係合状態を維持し、前記車軸支持部に車幅方向車外側への負荷が作用した際には、前記係止穴の前記車幅方向車外側の内周縁と前記ストッパ部材とが当接して係合状態となることで前記トレーリングアームと前記ストッパレバーとが一体化される
ことを特徴とするリヤサスペンション装置。
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