JP6003038B2 - サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、左右の操舵輪と、車体側にサスペンションアームを介して連結されている左右の非操舵輪とを有するサスペンション装置に関する。

四輪自動車において、車両前方に位置する左右の操舵輪が、車両重量を受ける割合が互いに異なる場合がある。このような左右の操舵輪で車両重量を受ける割合が異なる車両として、エンジンを車両前方に配置する一方、トランスミッションを車両後方に配置した四輪駆動車が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

この四輪駆動車は、エンジンからトランスミッションに動力を伝達し、トランスミッションからの出力を左右の前輪に伝達するためのフロントデファレンシャル装置を、車幅方向中央に配置したエンジンの車幅方向右側に配置している。これにより、車幅方向右側が左側よりも車両重量が重くなり、車幅方向右側の操舵輪のほうが、左側の操舵輪よりも車両重量を受ける割合が高くなる。このような車両重量を受ける割合の相違は、車幅方向右側に運転席がある車両ではさらに顕著なものとなる。

特開２００６−２５６５３０号公報

このように、左右の操舵輪で車両重量を受ける割合が互いに異なる場合には、車両走行時、特に左右旋回時での操舵特性に左右差が生じるものとなる。

そこで、本発明は、左右の操舵輪で車両重量を受ける割合が互いに異なる場合であっても、車両走行時での操舵特性に左右差が生じるのを抑えることを目的としている。

本発明は、サスペンションアームが、非操舵輪を支持する支持部材と車体との少なくとも一方に対して弾性体を介して連結され、左右の操舵輪のうち車両重量を受ける割合が低いほうの操舵輪に対角する位置にある非操舵輪が、サスペンション装置に車両の荷重が掛かっていない状態で、弾性体を車両の荷重によりねじられる方向に弾性変形する前の状態として、他の非操舵輪よりも車体に対して下方位置となるように、サスペンションアームが連結されていることを特徴とする。

本発明によれば、サスペンション装置に車両の荷重が掛かっている状態では、弾性体にねじりが付与されることになり、このねじりが付与された弾性体は、車両重量を受ける割合が低いほうの操舵輪に対角する位置にある非操舵輪を地面に押し付けるように作用して該非操舵輪の接地荷重が増大する。これにより、この非操舵輪に対角する位置にある、車両重量を受ける割合が低いほうの操舵輪の受ける接地荷重が増大し、左右の操舵輪の接地荷重がより均一化するので、車両走行時での操舵特性に左右差が生じるのを抑えることができる。

本発明の一実施形態に係わる車両のリアサスペンション装置を示す車両後方から見た背面図である。 本発明の一実施形態に係わる車両の駆動機構の概略を示す平面図である。 図１のリアサスペンション装置の左後輪周辺を示す斜視図である。 図１のリアサスペンション装置の左後輪周辺を示す平面図である。 図１のリアサスペンション装置の左後輪周辺を示す側面図である。 車両が右旋回するときの左前輪及び左後輪における荷重移動を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

本発明の一実施形態に係わる車両１は、図１に示す四輪駆動車であって、図２の矢印Ｆで示す車両前方側に位置する左右の操舵輪である前輪３，５と、この左右の前輪３，５に対して車両前後方向後方側に位置する左右の非操舵輪としての後輪７，９とを備えている。

左右の前輪３，５の車幅方向中央にはエンジン１１を配置する一方、左右の後輪７，９の車幅方向中央にはリアデファレンシャル装置１３を配置し、リアデファレンシャル装置１３には、その車両前方側にトランスミッション１５を一体に組み付けている。このトランスミッション１５と、エンジン１１の後方に一体に組み付けている第１クラッチ１７とは、リアプロペラシャフト１９によってユニバーサルジョイントを介して連結している。

リアデファレンシャル装置１３には、左右のリアアクスルシャフト２１，２３を介して左右の後輪７，９を連結している。リアデファレンシャル装置１３の車両前端部の車幅方向右側には、第２クラッチ２５を一体に組み付けてあり、第２クラッチ２５には、フロントプロペラシャフト２７の後端をユニバーサルジョイントを介して連結している。

フロントプロペラシャフト２７は、リアプロペラシャフト１９に対して車幅方向右側に位置しており、その前端は、図示しないユニバーサルジョイントを介してフロントデファレンシャル装置２９に、図示しないユニバーサルジョイントを介して連結している。

フロントデファレンシャル装置２９は、エンジン１１の車幅方向右側に一体に組み付けてあり、このフロントデファレンシャル装置２９には、左右のフロントアクスルシャフト３１，３３を介して左右の前輪３，５を連結している。

このように、本車両１は、車幅方向中央に配置したエンジン１１の右側に、フロントデファレンシャル装置２９やフロントプロペラシャフト２７を配置しているので、特に車両前部において、車幅方向中央に対して右側の車両重量が左側より重くなっている。また、本車両１は、前席の右側にステアリング装置３５を備えているので、右側の車両重量が左側に対してさらに重くなっている。

次に、上記した車両１のリアサスペンション装置３７について説明する。なお、図３〜図５では、左側の後輪７のリアサスペンション装置３７について図示しているが、右側の後輪９のリアサスペンション装置３７も、基本的な構造は同等なので、左側の後輪７に対応するリアサスペンション装置３７についてのみ説明する。

後輪７はハブ３９を有し、ハブ３９にブレーキディスク４１を取り付けている。符号４３は、ブレーキディスク４１を制動するブレーキキャリパである。ハブ３９の車幅方向内側には、支持部材としてのリアアクスルハウジング４５をリアアクスルシャフト２１に対して相対回転可能に配置している。リアアクスルハウジング４５にはショックアブソーバ４７の外筒の下端を連結し、ショックアブソーバ４７の内筒の上端は車体に連結している。図４中の符号４９はコイルスプリングである。なお、図５ではブレーキディスク４１、ブレーキキャリパ４３、ショックアブソーバ４７、コイルスプリング４９を省略している。

リアアクスルハウジング４５の上端にはリアアッパアーム５１の車幅方向外側の端部をマウント部材５１ａを介して連結し、リアアッパアーム５１の車幅方向内側の車両前後方向に位置する２箇所の端部は、マウント部材５１ｂ，５１ｃを介してリアサスペンションメンバ５３の上部に連結している。

また、図１に示すように、リアアクスルハウジング４５の上下方向ほぼ中央の車両後方側には、リアロアアーム５５の車幅方向外側の端部をマウント部材５５ａを介して連結し、リアロアアーム５５の車幅方向内側の端部は、マウント部材５５ｂ（図３）を介してリアサスペンションメンバ５３に連結している。さらに、フロントロアアーム５６の車幅方向外側の端部をマウント部材５６ａを介してリアアクスルハウジング４５の下部に連結し、フロントロアアーム５６の車幅方向内側の端部をマウント部材５６ｂを介してリアサスペンションメンバ５３の下部に連結している。なお、図３ではリアサスペンションメンバ５３を省略している。

リアサスペンションメンバ５３は、図４に示すように、車両前方側で車幅方向に延びるフロントクロスメンバ５３ａと、フロントクロスメンバ５３ａの車両後方側で車幅方向に延びるリアクロスメンバ５３ｂと、これら各クロスメンバ５３ａ，５３ｂ相互を連結して車両前後方向に延びるサイドメンバ５３ｃとを備えている。サイドメンバ５３ｃは、上下一対備えており、上部に前記したリアアッパアーム５１の端部５１ｂ，５１ｃを連結し、下部のリアクロスメンバ５３ｂ付近にリアロアアーム５５の端部５５ｂを連結している。

また、このリアサスペンションメンバ５３は、フロントクロスメンバ５３ａとサイドメンバ５３ｃとの結合部付近から、車両前方かつ車幅方向外側に向けて延びる延設部５３ｄと、リアクロスメンバ５３ｂと上部のサイドメンバ５３ｃとの結合部付近から車幅方向外側かつ後方に延びる延設部５３ｅとを備えている。

そして、上記した延設部５３ｄの先端５３ｆと、延設部５３ｅの先端５３ｇと、上部のサイドメンバ５３ｃの先端５３ｈとを、車体への取付部としている。

また、図５に示すように、リアアクスルハウジング４５の下部と、リアサスペンションメンバ５３におけるサイドメンバ５３ｃの先端５３ｈ付近の下部とを、サスペンションアームとしてのラジアスロッド５７により互いに連結している。ラジアスロッド５７は、図４に示すように、車両前方側が車両後方側より車幅方向内側となるよう傾斜した状態で車両前後方向に延在している。

上記したラジアスロッド５７の前後両端部５７ａ，５７ｂは、それぞれマウント部材５９，６１を介してサスペンションメンバ５３、リアアクスルハウジング４５にそれぞれ連結している。前方のマウント部材５９は、図５に示すように、外筒５９ａと、内筒５９ｂと、これら外筒５９ａ、内筒５９ｂ相互間に介装される弾性体としての円筒形状のゴムブッシュ５９ｃとを備えている。ゴムブッシュ５９ｃは外筒５９ａ、内筒５９ｂにそれぞれ固定してあり、外筒５９ａの外周面をラジアスロッド５７の前端部５７ａに連結し、内筒５９ｂの軸方向端部をサスペンションメンバ５３に連結する。

ここで、本実施形態では、ラジアスロッド５７の前端部５７ａと、マウント部材５９の外筒５９ａの外周面とを、実車状態で、ゴムブッシュ５９ｃが外筒５９ａ、内筒５９ｂの軸心を中心としてあらかじめねじりが付与されて弾性変形した状態で接続している。このねじりを加えた状態は、車両１の図３〜図５に示してある車両左側と、図示していない車両右側とで互いに逆方向としている。

なお、上記した実車状態とは、タイヤが地面に接地して、サスペンション装置に車両重量が掛かっている状態である。

このようなラジアスロッド５７の接続状態は、後輪７を地面から浮かせた状態（サスペンション装置に車両の荷重が掛かっていない状態）で、標準位置に対応する実線位置よりも上方に位置する破線位置でラジアスロッド５７の前端部５７ａのマウント部材５９を締結し、かつ後端部５７ｂもリアアクスルハウジング４５に接続した状態でマウント部材６１を締結し、タイヤを接地させて実車状態とすることにより達成できる。タイヤを接地させることで、ラジアスロッド５７は破線位置から実線位置に変位するので、これに伴ない外筒５９ａが図５中で時計方向に回転し、ゴムブッシュ５９ｃが同方向にねじられた状態に弾性変形することになる。

この状態では、ゴムブッシュ５９ｃが上記のねじりが加えられた方向とは逆方向（図５中で反時計）に戻ろうとする力が作用する。このため、この戻ろうとする力は、ラジアスロッド５７の後端部５７ｂが、これに連結しているリアアクスルハウジング４５、ひいてはハブ３９及び後輪７とともに、図１のように車体側のサスペンションメンバ５３に対して上方に持ち上げる方向に作用し、コイルスプリング４９は圧縮されて縮み側となる。

この際、ラジアスロッド５７の後端部５７ｂとリアアクスルハウジング４５との連結部に設けてあるマウント部材６１についても、そのゴムブッシュが、コイルスプリング４９が圧縮されて縮み側となるようねじりが付与されて弾性変形している。

このマウント部材６１のゴムブッシュについては、その外筒がゴムブッシュに対し図５中で反時計方向に回転させるようにしてねじりを付与して弾性変形させ、この状態でラジアスロッド５７の後端部５７ｂがマウント部材６１を介して締結されている。この状態では、ゴムブッシュが上記のねじりが加えられた方向とは逆方向（図５中で時計方向）に戻ろうとする力が作用する。この戻ろうとする力によって、ラジアスロッド５７の後端部５７ｂは、これに連結しているリアアクスルハウジング４５、ひいてはハブ３９及び後輪７を、図１のように上方に持ち上げる方向に作用することになる。

一方、右側の後輪９におけるラジアスロッド５７の接続状態は、後輪９を地面から浮かせた状態（サスペンション装置に車両の荷重が掛かっていない状態）で、標準位置に対応する実線位置よりも下方に位置する二点鎖線位置でラジアスロッド５７の前端部５７ａを、外筒５９ａに接続してマウント部材５９を締結し、かつ後端部５７ｂもリアアクスルハウジング４５に接続した状態でマウント部材６１を締結し、タイヤを接地させて実車状態とすることにより達成できる。タイヤを接地させることで、ラジアスロッド５７は二点鎖線位置から実線位置に変位するので、これに伴ない外筒５９ａが図５中で反時計方向に回転し、ゴムブッシュ５９ｃが同方向にねじられた状態に弾性変形することになる。

なお、上記の右側の後輪９の説明では、便宜上左側の後輪７を示す図５を用いている。

この状態では、ゴムブッシュ５９ｃが上記のねじりが加えられた方向とは逆方向（図５中で時計方向）に戻ろうとする力が作用する。このため、この戻ろうとする力は、ラジアスロッド５７の後端部５７ｂが、これに連結しているリアアクスルハウジング４５、ひいてはハブ３９及び後輪９とともに、図１のように車体側のサスペンションメンバ５３に対して下方に押し下げる方向に作用し、コイルスプリング４９は引張られて伸び側となる。

この際、ラジアスロッド５７の後端部５７ｂとリアアクスルハウジング４５との連結部に設けてあるマウント部材６１についても、そのゴムブッシュが、コイルスプリング４９が引張られて伸び側となるようねじりが付与されて弾性変形している。

この右後輪９におけるマウント部材６１のゴムブッシュについては、その外筒がゴムブッシュに対し図５中で時計方向に回転させるようにしてねじりを付与して弾性変形させ、この状態でラジアスロッド５７の後端部５７ｂが外筒に接続されてマウント部材６１が締結されている。この状態では、ゴムブッシュが上記のねじりが加えられた方向とは逆方向（図５中で反時計方向）に戻ろうとする力が作用する。この戻ろうとする力によって、ラジアスロッド５７の後端部５７ｂは、これに連結しているリアアクスルハウジング４５、ひいてはハブ３９及び後輪７を、図１のように下方に押し下げる方向に作用することになる。

また、アッパアーム５１の車幅方向内側端部のマウント部材５１ｂ，５１ｃや、リアロアアーム５５及びフロントロアアーム５６の車幅方向外側端部のマウント部材５５ａ，５６ａについても、上記したラジアスロッド５７と同様に、そのゴムブッシュにねじりが付与されて弾性変形している。

すなわち、左後輪７側では、アッパアーム５１、リアロアアーム５５及びフロントロアアーム５６に連結しているリアアクスルハウジング４５ひいてはハブ３９及び後輪７が、ねじりが付与されているマウント部材５１ｂ，５１ｃ，５５ａ，５６ａの各ゴムブッシュの反力によって、図１のように上方に持ち上げられる方向に押し付けられている。

逆に、右後輪９側では、アッパアーム５１、リアロアアーム５５及びフロントロアアーム５６に連結しているリアアクスルハウジング４５ひいてはハブ３９及び後輪９が、ねじりが付与されているマウント部材５１ｂ，５１ｃ，５５ａ，５６ａの各ゴムブッシュの反力によって、図１のように下方に押し下げられる方向に押し付けられている。

したがって、上記したアッパアーム５１、リアロアアーム５５及びフロントロアアーム５６は、ラジアスロッド５７と同様に、サスペンションアームを構成していることになる。

本実施形態では、実車状態で、左後輪７側は車体が沈む方向にゴムブッシュが作用し、右後輪９側は車体が浮く方向にゴムブッシュが作用している。この際、左後輪７は、車体に対して上方に持ち上げられるようにゴムブッシュが作用するので、タイヤの接地荷重が減少し、一方右後輪９は、車体に対して下方に押し下げられるようにゴムブッシュが作用するので、タイヤの接地荷重が増大する。

これにより、例えば車両１が右旋回して左にロールし、荷重が旋回外側輪（左側）に移動する際に、左後輪７の接地荷重が減少している分、左前輪３の受ける荷重が増大する。逆に、車両１が左旋回して右にロールし、荷重が旋回外側輪（右側）に移動する際には、右後輪９の接地荷重が増大している分、右前輪５の受ける荷重が減少する。

このように、右旋回時には左前輪３の受ける荷重が増大する一方、左旋回時には右前輪５の受ける荷重が減少することで、車幅方向右側が左側よりも車両重量が重い本車両１であっても、左右旋回時での操舵特性に左右差が生じることを抑えることができる。

図６は、車両１が右旋回するときの左前輪３と左後輪７における荷重移動を示している。図６によれば、車両１が直進状態から時間Ｔ１で右に旋回すべくステアリングを右方向に回転操舵すると、時間Ｔ２までの操舵初期には、左前輪７が受ける荷重は、一点鎖線で示す従来から実線で示す本実施形態のように増大している。一方、左後輪７が受ける荷重は、一点鎖線で示す従来から実線で示す本実施形態のように減少している。

また、本実施形態では、車両１が直進走行する際にも、路面の凹凸によるタイヤへの荷重入力がある場合に、左後輪７のタイヤの接地荷重が減少する一方、右後輪９のタイヤの接地荷重が増大する方向にゴムブッシュが作用していることで、左前輪３に荷重が移行することになる。これにより、車幅方向右側が左側よりも車両重量が重い本車両１であっても、操舵特性に左右差が生じることを抑えることができる。

また、本実施形態では、サスペンションアームであるラジアスロッド５７やアッパアーム５１、リアロアアーム５５及びフロントロアアーム５６を連結してリアサスペンション装置１に車両の荷重が掛かっている状態では、弾性体であるゴムブッシュにねじりが付与されて弾性変形している。このため、リアサスペンション装置１に車両の荷重が掛かっている実車状態では、ゴムブッシュの弾性反力が、左右の操舵輪のうち車両重量を受ける割合が低いほうの左前輪３に対角する位置にある右後輪９が、左後輪７よりも車体に対して下方位置となるように作用することになる。これにより、右後輪９の接地荷重を左後輪７よりも高めることができる。

また、本実施形態では、サスペンションアームであるラジアスロッド５７やアッパアーム５１、リアロアアーム５５及びフロントロアアーム５６に設けてあるマウント部材５９，６１，５１ｂ，５１ｃ，５５ａ，５６ａの各ゴムブッシュに、実車状態でねじりが付与された状態とするという簡単な作業で、車幅方向右側が左側よりも車両重量が重い本車両１であっても、操舵特性に左右差が生じることを抑えることができる。

また、本実施形態では、左前輪３側のフロントサスペンションの図示しないコイルスプリングのばね定数を、右前輪５側のフロントサスペンションの図示しないコイルスプリングのばね定数よりも大きく設定する。

この場合、路面の凹凸によりタイヤの接地荷重が変動する場合において、ばね定数を大きく設定している側（左前輪３）のタイヤは小さく設定している側（右前輪５）のタイヤに対し、接地荷重が早く立ち上がる（大きく変動する）ことで輪荷重が増大する。これにより、左右の輪荷重がより同等となり、左側に対して右側の車両重量が重い車両１であっても、左右操舵に係る操舵過渡特性の差異が低減し、運転者へ与える違和感が減少する。

また、左前輪３側のコイルスプリングのばね定数を右前輪５側よりも大きくすることで、車両１の右旋回時に、ステアリング３５を切った際のタイヤのコーナリングフォースをより早く立ち上げることができる。

このように、左前輪３側のコイルスプリングのばね定数を、右前輪５側のコイルスプリングのばね定数よりも大きく設定することで、左右前輪３，５に作用する重量差に起因する操舵過渡特性の差異を低減することができる。

なお、本実施形態では、車幅方向中央に対して右側の車両重量が左側より重くなっている車両１として四輪駆動車を例にとって説明したが、左右輪の重量配分が異なっている車両であれば、駆動方式に関わらず本発明を適用できる。

３ 左前輪（車両重量を受ける割合が低いほうの操舵輪）
５ 右前輪（車両重量を受ける割合が高いほうの操舵輪）
７ 左後輪（非操舵輪）
９ 右後輪（非操舵輪）
４５ リアアクスルハウジング（支持部材）
５１ リアアッパアーム（サスペンションアーム）
５３ サスペンションメンバ
５５ リアロアアーム（サスペンションアーム）
５６ フロントロアアーム（サスペンションアーム）
５７ ラジアスロッド（サスペンションアーム）
５９ｃ マウント部材のゴムブッシュ（弾性体）

Claims (3)

1. 左右の操舵輪と、この左右の操舵輪に対して車両前後方向に位置する左右の非操舵輪とを有し、前記左右の非操舵輪は、該非操舵輪を支持する支持部材がサスペンションアームを介して車体側と連結されているサスペンション装置であって、前記サスペンションアームが前記非操舵輪と車体との少なくとも一方に対して弾性体を介して連結され、前記左右の操舵輪のうち車両重量を受ける割合が低いほうの操舵輪に対角する位置にある前記非操舵輪が、サスペンション装置に車両の荷重が掛かっていない状態で、前記弾性体を前記車両の荷重によりねじられる方向に弾性変形する前の状態として、他の前記非操舵輪よりも車体に対して下方位置となるように、前記サスペンションアームが連結されていることを特徴とするサスペンション装置。
2. 前記サスペンションアームを連結して前記サスペンション装置に車両の荷重が掛かっている状態では、前記弾性体にねじりが付与されて弾性変形していることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
3. 前記左右の操舵輪のうち車両重量を受ける割合が低いほうの操舵輪と車体との間に介装されるスプリングのばね定数が、他の操舵輪と車体との間に介装されるスプリングのばね定数よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション装置。

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