JP6160367B2 - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のサスペンション装置に関するものである。

車両のサスペンション装置、特に後輪用サスペンション装置には、マルチリンク式と呼ばれて、５本のアーム（リンク）によってナックルを車体に対して上下方向に揺動可能として支持するものがある。具体的には、特許文献１に記載のように次のような５本のアームを有するサスペンション装置がある。すなわち、
（１）車体側の支持点から車体後方に伸びて、車軸の下方で前記ナックルに連結されたトレーリングアームである。
（２）車体側の支持点から車体前方に伸びて、車軸の上方で前記ナックルに連結されたリーディングアームである。
（３）車体側の支持点から車幅方向に伸びて、車軸の上方で前記ナックルに連結されたアッパアームである。
（４）車体側の支持点から車幅方向に伸びて、車軸の下方で前記ナックルに連結されたロアアームである。
（５）車体側の支持点から車幅方向に伸びると共に前記ロアアームよりも後方に配設され、車軸の下方で前記ナックルに連結されたコントロールアームである。

特開平７−１８６６８０号公報（特許第２７５３７９８号公報）

ところで、制動時や駆動時において、ナックルに保持された車輪が平面視で揺れないようにすること（つまりツイスト剛性を高めること）が重要である。ツイスト剛性向上のためには、平面視において、ロアアームとコントロールアームとのナックルへの連結部位間の前後方向距離を極力大きく確保することが好ましいものとなる。

前述した特許文献１のものでは、平面視において、ロアアームのナックルへの連結部位が、ほぼ車軸上にあって、トレーリングアームのナックルへの連結部位よりも後方に位置されており、ロアアームとコントロールアームとのナックルへの連結部位間の前後方向距離がかなり小さいものとなっていた。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、ツイスト剛性を十分高めることのできるようにした車両のサスペンション装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては、基本的に、ロアアームのナックルへの連結部位を、車軸よりも前方でかつトレーリングアームのナックルへの連結部位よりも前方に位置するようにしてある。具体的には、次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
車輪を支持するナックルと、
車体側の支持点から車体後方に伸びて、車軸の下方で前記ナックルに連結されたトレーリングアームと、
車体側の支持点から車体前方に伸びて、車軸の上方で前記ナックルに連結されたリーディングアームと、
車体側の支持点から車幅方向に伸びて、車軸の上方で前記ナックルに連結されたアッパアームと、
車体側の支持点から車幅方向に伸びて、車軸の下方で前記ナックルに連結されたロアアームと、
車体側の支持点から車幅方向に伸びると共に前記ロアアームよりも後方に配設され、車軸の下方で前記ナックルに連結されたコントロールアームと、
を備えた車両のサスペンション装置であって、
前記ロアアームの前記ナックルへの連結部位が、車軸よりも前方に位置されると共に、前記トレーリングアームの前記ナックルへの連結部位よりも前方に位置するように設定され、
平面視において、前記リーディングアームと前記アッパアームとの延長線が前記ナックルの車外側で交差する交差点が、車軸よりも前方に位置するように設定されている、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、ロアアームとコントロールアームとのナックルへの連結部位が、平面視において前後方向に大きな距離（間隔）を有することになり、ツイスト剛性を十分に高めることができるのは勿論のこと、横力に対する剛性向上の上でも好ましいものとなる。また、トレーリングアームのナックルへの連結部位を、ロアアームのナックルへの連結部位よりも後方に位置するようにしてあるので、この両者の連結部位の干渉というものは生じないものとなる。なお、リーディングアームとアッパアームからなる上アーム系は、制動時トルクを受けたときや加速時にトーインとなり、従来構造のサスペンション装置に比してトーイン性能が悪化されることはない。同様に、トレーリングアーム、ロアアーム、コントロールアームからなる下アーム系についても、制動トルクを受けたときにトーインとなり、従来構造のサスペンション装置に比してトーイン性能が悪化されることはない。以上に加えて、仮想ピボット軸の上端側を十分に前方へ位置させることにより、仮想ピボット軸を下方に向かうにつれて後方に位置する傾斜軸として、側面視においてピボット軸が路面と交差する交差点よりも、ナックルに保持された車輪への横力入力点を前方に位置させる設定を得ることができ、この結果横力トーインを得ることができる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記トレーリングアームの前記ナックルへの連結部位が、平面視において車軸付近となるように位置設定されている、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、トレーリングアームのナックルへの連結部位を十分後方に位置させて、その分ロアアームのナックルへの連結部位を十分に前方へ位置させることができ、請求項１に対応した効果を十分に発揮させる上で好ましいものとなる。

前記コントロールアームの前記ナックルへの連結部位が、他のアームにおける前記ナックルへの連結部位よりも後方に位置するように設定されている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、コントロールアームのナックルへの連結部位を十分に後方に位置させて、請求項１に対応した効果をより十分に発揮させる上で好ましいものとなる。

本発明によれば、ロアアームとトレーリングアームとの連結部位の位置設定という極めて簡単な構造により、ツイスト剛性を高めることができる。

本発明が適用されたサスペンション装置の一例をサブフレームと共に示す斜視図。 図１に示すサスペンション装置を上方から見た平面図。 図１のサスペンション装置を前方から見た正面図。 図１のサスペンション装置を左側方から見た側面図。 図１のサスペンション装置に用いたサブフレームを示す斜視図。 図５のサブフレームを前方から見た正面図。 図５のサブフレームを左側方から見た側面図。 ナックルと５本のサスペンションアームとの配置関係を示す平面図。 図８の底面図。

図１〜図４には、本発明が適用されたサブフレーム１に対して、サスペンションアーム等のサスペンション関連部品が組み付けられた状態が示され、図５〜図７には、サスペンションアーム等が取外された状態でのサブフレーム１が示される。図中、Ｗは車輪、Ｒは路面である。

図１〜図７において、２は左右一対のサイドメンバ、３は前クロスメンバ、４は後クロスメンバ、５はブラケットである。サイドメンバ２、前クロスメンバ３、後クロスメンバ４はそれぞれ、金属製（例えば鉄系金属あるいはアルミニウム合金等の軽金属）によって閉断面状に形成されている。

左右一対のサイドメンバ２は、前後方向に延びて、その前端部同士の間隔は、その後端部同士の間隔よりも大きくされている。すなわち、左右一対のサイドメンバ２は、前後方向略中間部付近から、前方へ向かうにつれて徐々に車幅方向外方側に向かうように湾曲形成されている。また、サイドメンバ２は、側面視において、下方に向けて凸となるように緩やかに湾曲されている。

前クロスメンバ３は、左右一対のサイドメンバ２の前後方向略中間部、より具体的には前後方向中中間位置よりも若干前側の位置において、左右一対のサイドメンバ２同士を連結している。より具体的には、前クロスメンバ３は、前方から見た正面視において、中央部が下方へ膨出されて全体的に略Ｖ字形状とされていて、前クロスメンバ３の両端部の高さ位置は、サイドメンバ２よりも高くされている（特に図３、図６参照）。そして、上下方向に延びる前記ブラケット５によって、前クロスメンバ３の両端部とサイドメンバ２の前後方向略中間部が連結されている。なお、ブラケット５は、金属製（例えば鉄系金属あるいはアルミニウム合金等の軽金属）とされて、好ましくは閉断面状として形成されている（特に図８、図９参照）。

後クロスメンバ４は、左右一対のサイドメンバ２の後端部同士を連結している。この後クロスメンバ４の各端部は、サイドメンバ２の後端部よりも若干車幅方向外方側にまで延びていて、サイドメンバ２の後端部よりも高い位置とされている。そして、前クロスメンバ３の両端部の高さ位置と、後クロスメンバ４の両端部の高さ位置とは、ほぼ等しくなるようにされている（特に図６、図７参照）。なお、サイドメンバ２に対するブラケット５および後クロスメンバ４の連結や、ブラケット５と前クロスメンバ３との連結は、例えば溶接接合等により接合されている。なお、図中６は、小型・軽量とされた板状の補強ブラケットである。

図１〜図４に示すように、サブフレーム１は、後述する５本のサスペンションアームＬＯ、ＴＲ、ＣＯ、ＵＰ、ＴＥを介して、車輪支持部材としてのナックル１６を支持している。また、ナックル１６には、サスペンションダンパ１７の下端部が連結されている。

サブフレーム１には、上記５本のサスペンションアームＬＯ、ＴＲ、ＣＯ、ＵＰ、ＴＥの車幅方向内端部の取付部が構成されている。すなわち、まず、サイドメンバ２と前クロスメンバ３との連結部位となるブラケット５の低位置において、中央取付部２１が構成されている。この中央取付部２１に対して、ロアアームＬＯが取付けられる。

また、サイドメンバ２のうち、前端部つまりブラケット５よりも前方位置において、前取付部２２が構成され、この前取付部２２に対して隣り合うＴＲが取付けられる。さらに、サイドメンバ２の後端部つまりブラケット５よりも後方位置において、後取付部２３が構成され、この後取付部２３に対してコントロールアームＣＯが取付けられる。

前クロスメンバ３の両端部には、前上取付部２４が構成され、この前上取付部２４に対して前側のアッパアームＵＰが取付けられる。後クロスメンバ４の両端部には、後上取付部２５が構成され、この後上取付部２５に対してトレーリングアームＴＥが取付けられる。図４には、上述した５本のアームＬＯ、ＴＲ、ＣＯ、ＵＰ、ＴＥのサブフレーム１への取付位置が黒塗りされた丸印でもって示される。

サブフレーム１は、図１〜図４に示すように、５本のサスペンションアーム（サスペンションリンク）ＬＯ、ＴＲ、ＣＯ、ＵＰ、ＴＥを介して車輪支持部材としてのナックル１６を支持し、かつサスペンションダンパ１７がナックル１６に連結された状態で、車体下方から車体後部に対して組み付けられる。サブフレーム１の車体への取付けは、左右一対のサイドメンバ２の前端部と、前クロスメンバ３の両端部と、後クロスメンバ４の両端部との合計６箇所で行われる。この６箇所の取付け位置は、車体の強度部材となるリアフレームに対して行われる。なお、図４において、サブフレーム１の車体への取付位置が黒塗りされた星印で示される。また、図４において、一点鎖線でもって、車室フロア部が符合３１で示され、リアパネル部が符合３３で示され、上下方向に延びるキックアップ部が符合３２で示される。

次に、図８、図９を参照しつつ、上記５本のサスペンションアームの詳細について説明する。なお、実施形態では後輪駆動車用のサスペンション装置として示されていて、図８、図９ではドライブシャフトが符号５０で示されている。

まず、トレーリングアームＴＲは、車体側（サブフレーム１側）から後方へ伸びて、ナックル１６の下部（つまり車軸１６ａよりも下方位置）に連結され、その連結部位が符号Ｎ・ＴＲとして示される。連結部位Ｎ・ＴＲは、平面視において、前後方向ではほぼ車軸１６ａの位置とされている。

リーディングアームＬＥは、車体側から前方へ伸びて、ナックル１６の上部（つまり車軸１６ａよりも上方位置）に連結され、その連結部位が符号Ｎ・ＬＥとして示される、連結部位Ｎ・ＬＥは、平面視において、前後方向では車軸１６ａよりも後方に位置されている。

アッパアームＵＰは、車幅方向に伸びて、ナックル１６の上部（車軸１６ａよりも上方位置）に連結され、その連結部位が符号Ｎ・ＵＰとして示される。連結部位Ｎ・ＵＰは、平面視において、前後方向では車軸１６ａよりも前方に位置されている。

ロアアームＬＯは、車幅方向に伸びて、ナックルの下部（車軸１６ａよりも下方位置）に連結され、その連結部位が符号Ｎ・ＬＯとして示される。連結部位Ｎ・ＬＯは、平面視において、前後方向では車軸１６ａよりも前方に位置されている。

コントロールアームＣＯは、ロアアームＬＯの後方において車幅方向に伸びて、ナックルの下部（車軸１６ａよりも下方位置）に連結され、その連結部位が符号Ｎ・ＣＯとして示される。連結部位Ｎ・ＣＯは、平面視において、前後方向では車軸１６ａよりも後方に位置されている。

各連結部位の前後方向位置は、次のようになっている。すなわち、Ｎ・ＵＰとＮ・ＣＯとがほぼ同じ位置でもっとも前方側に位置され、この後方にＮ・ＴＲが位置される。そして、Ｎ・ＴＲの後方にＮ・ＬＥが位置され、Ｎ・ＬＥの後方にＮ・ＣＯが位置されている。

下側アーム系（リンク系）となる３本のトレーリングアームＴＲ、ロアアームＬＯ、コントロールアームＣＯのうち、ナックル１６への連結部位は、ロアアームＬＯの連結部位Ｎ・ＬＯがもっとも前方位置で、コントロールアームＣＯの連結部位Ｎ・ＣＯがもっとも後方に位置されて、平面視においてＮ・ＬＯとＮ・ＣＯとの前後方向距離が極めて大きく確保されている（図９参照）。これにより、ツイスト剛性が極めて高いものとされる。連結部位Ｎ・ＬＯが前方へ位置される一方、連結部位Ｎ・ＬＯと干渉しないように、連結部位Ｎ・ＴＲがＮ・ＬＯよりも後方に位置されている。

図８において、車軸１６ａの車外側延長線が符号αで示される。また、上側サスペンションアーム系となるリーディングアームＬＥの車外側延長線が符号β１で示され、アッパアームＵＰの車外側延長線が符号β２で示される。平面視において、延長線β１とβ２との交点δが、瞬間的な仮想ピボット軸の上端部を構成する。この交点δは、車軸１６ａよりも前方に位置されるので、ナックル１６の仮想ピボット軸は、下方に向かうにつれて後方に位置される傾斜軸となり、この仮想ピボット軸を図４において符号Ｐで示してある。図４に示す側面視において、仮想ピボット軸Ｐが路面Ｒと交差する交差点Ｙ１が車軸１６ａよりも十分に後方に位置されることになる。この結果、ナックル１６に保持された車輪Ｗへ路面からの横力が入力されたとき（横力入力位置Ｙ２は、車輪Ｗの路面Ｒへの接地位置よりもわずかに後方位置となる）、横力入力位置Ｙ２が交差点Ｙ１よりも前側となって、横力トーインが得られるようになっている。以上に加えて、実施形態では、トレーリングアームＴＲの車体側への取付部位２２の高さ位置を十分高くなるようにしてある（アンチリフト角増大）。

ここで、５本のサスペンションの機能の概略について説明するが、基本的な機能は特許文献１に記載のものと同じである。まず、側面視において、トレーリングアームＴＲとリーディングアームＬＥとで、一種のワッツリンクが構成されて、走行時の突き上げに対する追従性が確保される。横力に対しては主としてロアアームＬＯで受け持つと共にコントロールアームＣＯによっても受け持つことになり、コントロールアームＣＯによってトーコントロールが行われる。リーディングアームＬＥとアッパアームＵＰからなる上アーム系は、制動時トルクを受けたときや加速時にトーインとなり、従来構造のサスペンション装置に比してトーイン性能が悪化されることはない。同様に、トレーリングアーム、ロアアーム、コントロールアームからなる下アーム系についても、制動トルクを受けたときにトーインとなり、従来構造のサスペンション装置に比してトーイン性能が悪化されることはない。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。サブフレーム１を有しないものであってもよい（この場合は、各サスペンションアームは車体に直接的に取付けられることになる）。自動車としては、後輪のみが駆動される後輪駆動車に限らず、前輪および後輪が共に駆動される４輪駆動車であってもよく、前輪のみが駆動される前輪駆動車であってもよい。本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は、特に自動車の後輪用サスペンション装置として好適である。

Ｗ：車輪
Ｒ：路面
ＬＯ：ロアアーム
Ｎ・ＬＯ：ロアアームのナックルへの連結部位
ＴＲ：トレーリングアーム
Ｎ・ＴＲ：トレーリングアームのナックルへの連結部位
ＣＯ：コントロールアーム
Ｎ・ＣＯ：コントロールアームのナックルへの連結部位
ＵＰ：アッパアーム
Ｎ・ＵＰ：アッパアームのナックルへの連結部位
ＴＥ：トレーリングアーム
Ｎ・ＴＥ：トレーリングアームのナックルへの連結部位
１：サブフレーム
２：サイドメンバ
３：前クロスメンバ
４：後クロスメンバ
５：ブラケット
１６：ナックル
１６ａ：車軸
１７：サスペンションダンパ
２１：中央取付部
２２：前取付部
２３：後取付部
２４：前上取付部
２５：後上取付部

Claims (3)

1. 車輪を支持するナックルと、
   車体側の支持点から車体後方に伸びて、車軸の下方で前記ナックルに連結されたトレーリングアームと、
   車体側の支持点から車体前方に伸びて、車軸の上方で前記ナックルに連結されたリーディングアームと、
   車体側の支持点から車幅方向に伸びて、車軸の上方で前記ナックルに連結されたアッパアームと、
   車体側の支持点から車幅方向に伸びて、車軸の下方で前記ナックルに連結されたロアアームと、
   車体側の支持点から車幅方向に伸びると共に前記ロアアームよりも後方に配設され、車軸の下方で前記ナックルに連結されたコントロールアームと、
   を備えた車両のサスペンション装置であって、
   前記ロアアームの前記ナックルへの連結部位が、車軸よりも前方に位置されると共に、前記トレーリングアームの前記ナックルへの連結部位よりも前方に位置するように設定され、
   平面視において、前記リーディングアームと前記アッパアームとの延長線が前記ナックルの車外側で交差する交差点が、車軸よりも前方に位置するように設定されている、
   ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
2. 請求項１において、
   前記トレーリングアームの前記ナックルへの連結部位が、平面視において車軸付近となるように位置設定されている、ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記コントロールアームの前記ナックルへの連結部位が、他のアームにおける前記ナックルへの連結部位よりも後方に位置するように設定されている、ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
   
   
   

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