JP6006932B2 - 回転ジョイントを有する懸架装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置に係り、より詳しくは、車両の懸架装置の一種類であるＣＴＢＡ懸架装置において、回転ジョイントを利用して操向時または制動時に安定性が向上できるようにした回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置に関する。

主に小型車に懸架装置として装着されるＣＴＢＡ懸架装置は、他の懸架装置に比べ、構造が簡単で、必要とされる部品数が少なく、軽量化が可能な長所を有している。
このＣＴＢＡ懸架装置の概略的な構成は、図１および図２に示したとおり、車両の幅方向に備えられるトーションビーム１１１と、トーションビーム１１１の両端に各々備えられるトレーリングアーム１１２と、トレーリングアーム１１２の端部に後輪（ＲＷ）がマウントされるホイールマウントブラケット１１４とを含む。

上記の従来技術によるＣＴＢＡ懸架装置は、構造的に、ハンドルを切ったときの走行（以下、操向と言う）時またはブレーキをかけたときの制動時に、後輪のトー値がトーアウトになる現象があるため、操向安定性または制動安定性を害する問題点がある。
すなわち、図１に示したとおり、図中矢印で示した図面の右側方向に操向すれば、左右側の後輪が図中右側に操向され、特に外側後輪は車両の進行方向より少なめに操向されるため、後輪のトー値はトーアウトになる。

また、図２に示したとおり、制動時には制動力によって制動された後輪に比べ、車体は慣性によって前進し続けようとするため、トーションビーム１１１は車両の進行方向に膨らむ形態に微細な変形をするので、後輪は互いに外側に広がってトーアウトになって制動安定性を害する。

一方、上記のとおり、ＣＴＢＡ懸架装置において、構造的に発生する後輪のトーアウト現象を改善するために、多様な提案が提示されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
特許文献４には、ＣＴＢＡ懸架装置に後輪のトー値を調節できるアクチュエータ、リンク部材を備え、コントローラーが走行条件に応じてアクチュエータを作動させて後輪のトー値を調節する技術が開示されている。
しかしながら、上記の電子制御によって後輪のトー値を調節する装置は高価であるため、車両の生産原価を増大させる原因となり、構成が複雑になるという問題点がある。

特開平１１−２７８０２９号公報 特開平１１−１３９１３０号公報 特開平８−９９５１２号公報 大韓民国特許公開第１０−２００６−０００６７９７号明細書

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、簡単な装置で後輪のトー値がトーインになるようにして、操向時及び制動時の安定性を向上させた回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置は、トーションビームと、トーションビームの両端に各々備えられたトレーリングアームと、トレーリングアームの端部に備えられ、後輪が装着されるホイールマウントブラケットとを含むＣＴＢＡ懸架装置であって、ホイールマウントブラケットは、車両進行方向の前端がトレーリングアームの前方にゴム材質のブッシュを介在してヒンジ連結され、ホイールマウントブラケットの後端とトレーリングアームの後方との間に、ホイールマウントブラケットの後端とトレーリングアームの後端を連結させる回転ジョイントが備えられたことを特徴とする。

ここで、トレーリングアームの端部には、前方と後方に各々外側に突出形成された前方連結部と後方連結部が備えられるエンドブラケットが形成され、ホイールマウントブラケットの前端は前方連結部に連結ピンによってピンジョイント連結され、ホイールマウントブラケットの前端と連結ピンとの間にはブッシュが介在し、ホイールマウントブラケットの後端は回転ジョイントの一端にヒンジ連結され、エンドブラケットの後方連結部には回転ジョイントの他端がヒンジ連結されたことが好ましい。
車両が旋回し、横力が作用すれば、外側後輪が装着されたホイールマウントブラケットは、前端が車両の内側に移動して、後輪がトーインになることが好ましい。

また、車両が制動され、制動力が作用すれば、ホイールマウントブラケットの前端は内側に移動し、ホイールマウントブラケットの後端は車両の外側に移動して、後輪がトーインになることが好ましい。
エンドブラケットには、後方連結部の内側に先端が回転ジョイントの内側に隣接して位置する回転ジョイントストッパーが突出して形成されたことが好ましい。
回転ジョイントは、ホイールマウントブラケット後端の上部と下部に各々連結されたことが好ましい。

上記の構成を有する本発明に係る回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置によれば、操向時または制動時にホイールマウントブラケットのジオメトリー特性を変化させ、後輪のトー値がトーインになるようにして操向安定性と制動安定性を向上させることができる。
すなわち、操向時に後輪に横力が作用すれば、ホイールマウントブラケットの前端が内側を移動するようにして横力が作用した後輪がトーインになるようにし、制動時にはホイールマウントブラケットが後方に押し出され、ホイールマウントブラケットの前方は内側に移動し、後方は外側に移動して、後輪がトーインになるようにする。
上記のとおり、操向時または制動時に一時的にジオメトリー値を補償して後輪がトーインになるようにすることによって、操向安定性と制動安定性を向上させる効果を有する。
また、上記の回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置は、簡単な構造であって、生産原価を増大させることなく装着することができる。

従来技術によるＣＴＢＡ懸架装置において操向時にトーアウトになる状態を示す平面図である。 従来技術によるＣＴＢＡ懸架装置において制動時にトーアウトになる状態を示す平面図である。 本発明に係る回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置の要部の拡大斜視図である。 図３の分解斜視図である。 本発明に係る回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置において操向時にトーインになる状態を示す平面図である。 本発明に係る回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置において操向時にトーインになる状態を図式化した説明図である。 本発明に係る回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置において制動時にトーインになる状態を示す平面図である。 本発明に係る回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置において制動時にトーインになる状態を図式化した説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置について詳細に説明する。
本発明に係る回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置は、ホイールマウントブラケット１４が、車両進行方向の前端でトレーリングアーム１２の前方にゴム材質のブッシュ１５を介在してヒンジ連結され、ホイールマウントブラケット１４の後端がトレーリングアーム１２の後方でヒンジ連結されて回転ジョイント１７が備えられる。

ＣＴＢＡ懸架装置において、トーションビーム１１の両端に連結されるトレーリングアーム１２の端部にはエンドブラケット１３が備えられる。エンドブラケット１３は、後述する構成要素と結合するために、プレート形態をなし、トレーリングアーム１２の端部にプレート面が地面に垂直に、かつ長手方向が車両の進行方向と平行に備えられる。
エンドブラケット１３には、前方と後方に各々後述するホイールマウントブラケット１４をヒンジ連結するための車体の外側に延びて形成された前方連結部１３ａと後方連結部１３ｂが形成される。エンドブラケット１３には前方連結部１３ａと後方連結部１３ｂを介して、ホイールマウントブラケット１４と回転ジョイント１７が連結される。

ホイールマウントブラケット１４は、トレーリングアーム１２の端部に備えられ、車両の後輪が装着される。ホイールマウントブラケット１４は、トレーリングアーム１２の端部のエンドブラケット１３にヒンジ連結される。
この時、ホイールマウントブラケット１４の前端は、エンドブラケット１３に設けられた前方連結部１３ａに直接ヒンジ連結され、後端は、後述する回転ジョイント１７を介してエンドブラケット１３の後方連結部１３ｂにヒンジ連結される。

一方、ホイールマウントブラケット１４とエンドブラケット１３の前方連結部１３ａがヒンジ連結される部分の構成は、エンドブラケット１３の前方連結部１３ａとホイールマウントブラケット１４を連結ピン１６が貫通し、ホイールマウントブラケット１４をエンドブラケット１３の前方連結部１３ａにヒンジ連結させる。ホイールマウントブラケット１４の前端と連結ピン１６との間にはゴム材質のブッシュ１５が備えられる。
ブッシュ１５がホイールマウントブラケット１４と連結ピン１６との間に介在しており、ホイールマウントブラケット１４に横力（Ｆｓ）や制動力（Ｆｂ）などのような外力が加えられたとき、ホイールマウントブラケット１４の前端は、ブッシュ１５が圧縮される範囲内で移動し、外力が除去されれば本来の位置に復元する。

一方、回転ジョイント１７は、両端が、各々、エンドブラケット１３の後方連結部１３ｂとホイールマウントブラケット１４の後端に、各々、第１回転ジョイントピン１７ａと第２回転ジョイントピン１７ｂを軸としてピンジョイントで連結される。回転ジョイント１７はホイールマウントブラケット１４の後端とエンドブラケット１３を連結して、車両の操向時または制動時にホイールマウントブラケット１４が移動できるリンク構造を形成する。すなわち、操向や制動によってホイールマウントブラケット１４が移動する時、回転ジョイント１７が、ホイールマウントブラケット１４が後端を支持し、エンドブラケット１３に対して可動範囲内で回転する。
したがって、ホイールマウントブラケット１４の後端は、回転ジョイント１７の２個の回転軸（第１回転ジョイントピン１７ａ、第２回転ジョイントピン１７ｂ）でエンドブラケット１３に連結され、車両の操向時または制動時に、ホイールマウントブラケット１４とエンドブラケット１３のジオメトリー形状の変形によって、後輪のトー値がトーインになる。

回転ジョイント１７は２つあり、ホイールマウントブラケット１４後端の上部と下部に各々連結されることが好ましい。
回転ジョイントストッパー１８はエンドブラケット１３の外側に突出して形成され、回転ジョイント１７が第１回転ジョイントピン１７ａを中心に内側に回転することを防止する。回転ジョイントストッパー１８は、回転ジョイントストッパー１８の先端が回転ジョイント１７の内側に隣接して位置し、エンドブラケット１３から後方連結部１３ｂの内側から突出形成される。回転ジョイントストッパー１８の先端が回転ジョイント１７に隣接して位置しているため、回転ジョイント１７が第１回転ジョイントピン１７ａを中心にして内側に回転することを防止する。回転ジョイント１７は第１回転ジョイントピン１７ａを中心に過度に内側に回転すると、後輪（ＲＷ）がトーアウトになるため、回転ジョイントストッパー１８が回転ジョイント１７を支持してこれを防止する。
図３の符号１９はスプリングが載置されるスプリングシートである。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る回転ジョイントを有するＣＴＢＡ懸架装置の作用について説明する。
先ず、図５および図６に示したとおり、車両が操向された時、ホイールマウントブラケット１４の前端が内側に移動することによって、後輪のトー値がトーインになる。

車両の操向時には、外側後輪（ＲＷ）の側方向に横力（Ｆｓ）が加えられる。後輪（ＲＷ）に外側から横力（Ｆｓ）が加えられれば、ホイールマウントブラケット１４の前方は内側に移動して、後輪（ＲＷ）のトー値がトーインになる。すなわち、ホイールマウントブラケット１４に横力（Ｆｓ）が作用する時、ホイールマウントブラケット１４の前端はブッシュ１５によってヒンジ連結されているため、外力である横力（Ｆｓ）によってブッシュ１５の一側が圧縮され、ホイールマウントブラケット１４の前端と前方連結部１３ａの連結点であるＡはＡ’に移動し、ホイールマウントブラケット１４の後端と回転ジョイント１７の連結点であるＢはＢ’に移動する。
したがって、操向によって後輪（ＲＷ）に横力（Ｆｓ）が加えられると、図４と図５に示したとおり、外側後輪が装着されたホイールマウントブラケット１４は前端が内側に移動し、ホイールマウントブラケット１４の移動に応じて回転ジョイント１７が回転動作をするため、ＣＴＢＡ懸架装置のジオメトリー形状が変化して、操向時に後輪のトー値がトーインとなって車両の操向安定性が向上する。

一方、図７および図８にしたとおり、車両が制動された場合には、後輪（ＲＷ）が締結された左右両側のホイールマウントブラケット１４が本来の位置から後方に移動する過程で、各ホイールマウントブラケット１４の前方は内側に、後方は外側に移動して、全体的にホイールマウントブラケット１４が内側に向かって移動して、後輪（ＲＷ）がトーインになる。
車両が停止したりスピードバンプを通過したりして制動される場合には、後輪（ＲＷ）に車両の後方に向かう制動力（Ｆｂ）が加えられる。

ホイールマウントブラケット１４に制動力（Ｆｂ）が加えられた時、ホイールマウントブラケット１４の前端は、ブッシュ１５が圧縮され、後方に押し出され、ホイールマウントブラケット１４と共に回転ジョイント１７もホイールマウントブラケット１４と連結された部分が車両の後方方向に回転する。上記のとおり回転ジョイント１７が回転し、ホイールマウントブラケット１４の後方を車両の外側に押すため、ホイールマウントブラケット１４は相対的に前方が車両の内側に向かい、後方が車両の外側に向かう。すなわち、ホイールマウントブラケット１４と前方連結部１３ａの連結点であるＡはＡ’’に移動し、ホイールマウントブラケット１４と回転ジョイント１７の連結点であるＢはＢ’’に移動してジオメトリー形状が変化し、ホイールマウントブラケット１４の前方は内側に、後方は外側に移動する。

したがって、制動時にホイールマウントブラケット１４の後方は外側に移動して、後輪のトー値がトーインになることから、制動時またはスピードバンプの通過時に制動安定性と乗車感を向上させることができる。

１１、１１１ ・・・トーションビーム
１２，１１２ ・・・トレーリングアーム
１３ ・・・エンドブラケット
１３ａ ・・・前方連結部
１３ｂ ・・・後方連結部
１４、１１４ ・・・ホイールマウントブラケット
１５ ・・・ブッシュ
１６ ・・・連結ピン
１７ ・・・回転ジョイント
１７ａ ・・・第１回転ジョイントピン
１７ｂ ・・・第２回転ジョイントピン
１８ ・・・回転ジョイントストッパー
１９ ・・・スプリングシート
Ｆｂ ・・・制動力
Ｆｓ ・・・横力
ＲＷ ・・・後輪

Claims (3)

1. トーションビームと、前記トーションビームの両端に各々備えられたトレーリングアームと、前記トレーリングアームの端部に備えられ、後輪が装着されるホイールマウントブラケットとを含む懸架装置であって、
   前記ホイールマウントブラケットは、車両進行方向の前端が前記トレーリングアームの後端の前方にゴム材質のブッシュを介在してヒンジ連結され、
   前記ホイールマウントブラケットの後端と前記トレーリングアームの後端の後方との間に、前記ホイールマウントブラケットの後端とトレーリングアームの後端を連結させる回転ジョイントがさらに備えられ、
   前記トレーリングアームの後端には、プレート形態部分の前方と後方に各々外側に突出形成された前方連結部と後方連結部を有し前記プレート形態部分のプレート面が地面に垂直に且つ長手方向が車両の進行方向と平行となるようにエンドブラケットが形成され、
   前記ホイールマウントブラケットの前端は前記エンドブラケットの前方連結部に軸方向が上下方向に延び且つ前記プレート形態部分のプレート面と平行となるように配置される連結ピンによってピンジョイント連結され、前記ホイールマウントブラケットの前端と連結ピンとの間には前記ブッシュが介在し、
   前記ホイールマウントブラケットの後端は前記回転ジョイントの一端に軸方向が上下方向に延び且つ前記プレート形態部分のプレート面と平行となるように配置される第２回転ジョイントピンによってヒンジ連結され、
   前記エンドブラケットの前記後方連結部には前記回転ジョイントの他端が軸方向が上下方向に延び且つ前記プレート形態部分のプレート面と平行となるように配置される第１回転ジョイントピンによってヒンジ連結され、
   車両が旋回し、横力が作用すれば、
   外側後輪が装着された前記ホイールマウントブラケットは、前端が車両の前方且つ内側に移動すると共に後端が前記回転ジョイントが前記第１回転ジョイントピンを中心に前方へ回転することによって内側に前端の移動距離より小の移動距離移動して、後輪がトーインになり、
   車両が制動され、制動力が作用すれば、
   前記ホイールマウントブラケットの前端は車両の後方且つ内側に移動し、前記ホイールマウントブラケットの後端は前記回転ジョイントが前記第１回転ジョイントピンを中心に後方へ回転することによって車両の外側に移動して、後輪がトーインになることを特徴とする回転ジョイントを有する懸架装置。
2. 前記エンドブラケットには、前記後方連結部の内側に先端が前記回転ジョイントの内側に隣接して位置する回転ジョイントストッパーが突出して形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転ジョイントを有する懸架装置。
3. 前記回転ジョイントは、前記ホイールマウントブラケット後端の上部と下部に各々連結されたことを特徴とする請求項１に記載の回転ジョイントを有する懸架装置。

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