JP6330861B2 - 自動車のフロントサスペンション構造 - Google Patents

Description

自動車のフロントサスペンション構造に係り、特に、ダブルウィッシュボーン式のフロントサスペンション構造に関する。

ダブルウィッシュボーン式のフロントサスペンション構造としては、上下各側に備えた車幅方向に延びる２本のアーム（アッパーアームとロアアーム）の夫々の車体側端部が車体側メンバに軸着されるとともに、車輪側端部が車輪を回転自在に支持するナックル部材（ホイールサポート）にボールジョイントを介して連結され、さらに車体とロアアームとの間に緩衝装置を備えたものが広く採用されている。

ところで上述した緩衝装置を備えたダブルウィッシュボーン式のフロントサスペンション構造としては、緩衝装置をキャスタ軸やキングピン軸の側へ傾けたものが多く、下記特許文献１のものもその一つである。

特許文献１における緩衝装置（１０）は、その軸線（Ｂ）が平面視で、その上部が後方に傾いて延びており（特許文献１中の図２参照）、キャスタ軸を有する側に傾けた構成としている。さらに、この緩衝装置（１０）を支持するように、その下端部と連結したロアアーム（６）は、アンチダイブジオメトリの悪化を防ぐ等の理由により前傾姿勢で配置している（同図５参照）。すなわち、特許文献１の緩衝装置（１０）は、ロアアーム（６）に対して側面視で後下への傾斜姿勢で配置している。

しかしながら、このような構成においては、ホイールサポート（８）を介して車輪からロアアーム（６）に例えば上下方向の荷重が加わった際に、緩衝装置（１０）の上端部（１０ａ）における車体との連結部に設けられたマウントラバーに拗れ（コジれ）が発生し易くなり、緩衝装置（１０）の上下動に対し非線形に変化する荷重が発生するなどして緩衝装置（１０）が円滑に上下動し難くなるおそれがあった。

一方、フロントサスペンション構造の中には特許文献２に例示されるように緩衝装置をキャスタ軸の側へ傾けていないものも存在する。
特許文献２のサスペンション装置は、緩衝装置としてのバネ・ダンパユニット（３０）が、ブレーキ装置冷却用のエアダクト（１３）に挿通するように前後方向に向けて設けられ、リンク機構（５０）を介してロアアーム（２１）に連結することにより、ロアアーム（２１）および側面視前傾姿勢のリンク機構（５０）を介してバネ・ダンパユニット（３０）に車輪側からの荷重を伝達可能とするとともにレイアウト性を高めたものである。

しかしながら特許文献２のものは、ロアアーム（２１）とバネ・ダンパユニット（３０）との間にリンク機構（５０）が傾けて設けられているため、部品点数や可動部が増加する問題があった。

すなわち、特許文献１，２のものは、何れも操安性向上のための車輪支持剛性向上と、路面追従性や乗り心地性向上のための車輪上下動の円滑化との両立を図ることに改善の余地があった。

特許第４５１７２９１号公報 特開平５−２６２１１１号公報

そこでこの発明は、車輪をレスポンスよくかつ安定してコントロールするための操安性と、路面追従性や乗り心地性向上のための車輪上下動の円滑化の両立を図ることができる自動車のフロントサスペンション構造の提供を目的とする。

この発明のフロントサスペンション構造は、ダブルウィッシュボーン式の自動車のフロントサスペンション構造であって、アッパアーム及びロアアームが、車体側に前後各側で軸支され、車体側の前後各側の軸支部には弾性ブッシュが設けられ、前記ロアアームの前後各側の前記弾性ブッシュの軸線が、互いに同軸に前後方向に延びており、前記アッパアームのナックル部材側へ枢支するナックル側枢支部が前記ロアアーム側のそれよりも後方に設けられ、前記アッパアームが、前後各側の前記弾性ブッシュの軸線が同軸に平面視で前記ロアアームの弾性ブッシュの軸線と平行に前後方向に延び、且つ側面視で後下へ傾斜する方向に延びる姿勢で、フロントサイドフレームに支持され、車体と前記ロアアームとの間に備えた緩衝装置は、側面視で前記ロアアームの前記軸線に対し直交するように該緩衝装置の下端部が該ロアアームに連結されると共に、該緩衝装置の上端部が車体に対し、前記ロアアームの弾性ブッシュの軸線と平行に前後方向に延びる回転軸で軸支され、前記緩衝装置には、ダンパと、前記フロントサイドフレームと上下位置で重複するよう該ダンパ上部に併設されたコイルスプリングとを備え、前記アッパアームは前記コイルスプリングを前後に跨いで設けられ、前記アッパアームと前記ロアアームの前後各側の前記弾性ブッシュが、平面視で略重複するものである。

上記構成によれば、上下両アームの車体側の軸支部および緩衝装置の車体側への連結部分の拗れを最小化して上下動を円滑化し各連結部分の拗れに起因するキャスタ軸等のジオメトリの変化を抑えることができる。言い換えると車輪の支持剛性向上によるレスポンス及びコントロール性の向上と路面追従性を両立できる。

さらに、上述したように、前記緩衝装置には、ダンパと、前記フロントサイドフレームと上下位置で重複するよう該ダンパ上部に併設されたコイルスプリングとを備え、前記アッパアームは前記コイルスプリングを前後に跨いで設けられ、前記アッパアームと前記ロアアームの前後各側の前記弾性ブッシュが、平面視で略重複するものであるため、アッパアームの前後各側の弾性ブッシュ間のピッチの長尺化とロアアームと緩衝装置との側面視での直交配置とを両立し、例えばアッパアームとロアアームの上下位置をホイールの高さの範囲内に収めるインホイールタイプのダブルウィッシュボーン式サスペンションとしてコンパクトに車輪の支持剛性向上と路面追従性向上を両立できる。

この発明のフロントサスペンション構造は、ダブルウィッシュボーン式の自動車のフロントサスペンション構造であって、アッパアーム及びロアアームが、車体側に前後各側で軸支され、車体側の前後各側の軸支部には弾性ブッシュが設けられ、前記ロアアームの前後各側の前記弾性ブッシュの軸線が、互いに同軸に前後方向に水平に延びており、前記アッパアームのナックル部材側へ枢支するナックル側枢支部が前記ロアアーム側のそれよりも後方に設けられ、前記アッパアームが、前後各側の前記弾性ブッシュの軸線が同軸に平面視で前記ロアアームの弾性ブッシュの軸線と平行に前後方向に延び、且つ側面視で後下へ傾斜する方向に延びる姿勢で、フロントサイドフレームに支持され、車体と前記ロアアームとの間に備えた緩衝装置は、側面視で前記ロアアームの前記軸線に対し直交するように該緩衝装置の下端部が該ロアアームに連結されると共に、該緩衝装置の上端部が車体に対し、前記ロアアームの弾性ブッシュの軸線と平行に前後方向に延びる回転軸で軸支されたものである。

上記構成によれば、上下両アームの車体側の軸支部および緩衝装置の車体側への連結部分の拗れを最小化して上下動を円滑化し各連結部分の拗れに起因するキャスタ軸等のジオメトリの変化を抑えることができる。言い換えると車輪の支持剛性向上によるレスポンス及びコントロール性の向上と路面追従性を両立できる。

またこの発明の態様として、前記上下両アームは、それぞれ前後で車幅方向に対して略対称に車幅方向へ延びるＡ型で形成したものである。

上記構成によれば、上下両アームで車輪から加わる荷重に対する前後弾性ブッシュ間の荷重バランスを高め、前記上下両アームの車体側の軸支部および緩衝装置の車体側への連結部分の拗れをさらに抑えて、キングピン角やキャスタ角のズレをより低減し、操安性を改善することができるとともに、緩衝装置の上下連結部分の拗れを抑えて車輪の上下動をさらに円滑化できる。

またこの発明の態様として、前記緩衝装置は前記ロアアームの前記ナックル側枢支部より後方に連結されると共に、その中心軸が前記アッパアームの前記ナックル側枢支部より前方に位置するものである。

上記構成によれば、キャスタ角を十分な角度で設定しながら上下両アームとダンパ等の緩衝装置のレイアウトを更にコンパクト化することができる。

この発明によれば、車輪の支持剛性向上と路面追従性の両立を図り、もって操安性、及び乗り心地やロードノイズに対する静粛性を両立することができる自動車のフロントサスペンション構造を提供することができる。

本実施例のサスペンション装置を車両に組み込んだ状態の斜視図 本実施例のサスペンション装置を車両に組み込んだ状態の側面図 本実施例のサスペンション装置を車両に組み込んだ状態の背面図 本実施例のサスペンション装置を車両に組み込んだ状態の要部を下方から見た斜視図 本実施例のサスペンション装置の平面図 本実施例のサスペンション装置の底面図 本実施例のロアアームの背面図（ａ）および底面図（ｂ） 他の実施例のサスペンション装置を車両に組み込んだ状態の概略図

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
以下の説明においては、図中、矢印Ｆは車両前方を示し、矢印Ｒは車両後方を示し、矢印ＩＮは車幅方向の内側を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向の外側を示し、矢印Ｕは車両上方を示す。

なお、左右のフロントサスペンション装置１は、左右対称形状であって、同様の構造であるため、左側のフロントサスペンション装置１について説明する。

本実施例のフロントサスペンション装置１は、図１に示すように、車体前部に備えたフロントサイドフレーム１００とフロントサブフレーム１０１に取り付けられており、フロントサイドフレーム１００に取り付けられたアッパアーム２、フロントサブフレーム１０１に取り付けられたロアアーム３、これら上下のアーム２，３に取り付けられた車輪支持部材４（ホイール部材或いはナックル部材ともいう。）、および緩衝装置５を備えたダブルウィッシュボーン型である。

このようなフロントサスペンション装置１が組み付けられた車体前部の構造について図１〜図４に基づいて簡単に説明する。なお、図１〜４では車体左側の車体前部構造を模式的に示している。

フロントサブフレーム１０１は、フロントサイドフレーム１００の下方において前後方向に延びており、フロントサスペンション装置１のロアアーム３等を支持する。

また上述のフロントサブフレーム１０１は、前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ１０５と、これら左右のフロントサブフレーム１０１の前部間に横架するように車幅方向に延びるフロントクロスメンバ１０６（図３、図４参照）と、左右のフロントサブフレーム１０１間であって、フロントクロスメンバ１０６よりも後方に横架するように車幅方向に延びるロアブレース１０７（連結メンバ１０７）（図４参照）とを備えている。

フロントサブフレーム１０１は、サイドメンバ１０５の前後各側に夫々設けた縦メンバ１０８と傾斜メンバ１０９を介して上方に位置するフロントサイドフレーム１００に連結されている。

また図４に示すように、フロントサブフレーム１０１における左右のサイドメンバ１０５，１０５（車両左側のみ図示）、フロントクロスメンバ１０６、およびロアブレース１０７で囲まれる空間には、エンジン室１１０Ａを構成している。このエンジン室１１０Ａには、エンジン、トランスミッションおよび作動機構（デファレンシャル）を含むパワートレイン１１０（図４参照）が配設されている。このパワートレイン１１０に備えたエンジンは縦置き、横置きのいずれのタイプであってもよく、またエンジン室１１０Ａは、エンジンの代わりにモータ等を配置したモータ室として構成してもよい。

次にアッパアーム２およびロアアーム３の構成について図１〜図３、図５を用いて説明する。
アッパアーム２は、車体側のフロントサイドフレーム１００へ軸支される車体側軸支部２１（２１ｆ，２１ｒ）が前後各側に設けられている。さらにアッパアーム２は、車体側が前後各側に２股になるように前側アーム部２３および後側アーム部２４を有しており、これら前側アーム部２３と後側アーム部２４とが車幅方向に対して前後で略対称形状となるように平面視Ａ型で形成されている（図５参照）。

前後各側の車体側軸支部２１ｆ，２１ｒには、円筒状の弾性ブッシュ２５（２５ｆ，２５ｒ）が嵌装され、これら前後の弾性ブッシュ２５は、弾性係数等が同じ特性としている。また、アッパアーム２は、側面視で水平に対して後下へ傾斜する姿勢で配置されている（図２参照）。

このようにアッパアーム２を後下へ傾斜するように配置することでロアアーム３を水平に配置しても上下両アーム２，３によって設定されるピッチセンタＰｃ（図２参照）がアンチダイブジオメトリの観点で好ましい位置になるように設定することができ、制動時の車体のピッチングによるノーズダイブの力に対抗する力を発生させてノーズダイブを低減させるものである。
ここでピッチセンタＰｃとは、車両が前後に振動するピッチング運動の中央位置（車両重心）である。

図１〜図３、図６、図７に示すように、ロアアーム３は、車体側のフロントサブフレーム１０１へ軸支される車体側軸支部３１（３１ｆ，３１ｒ）が前後各側に設けられている。さらに、ロアアーム３は、前後各側の車体側軸支部３１のうち前側の車体前側軸支部３１ｆとナックル側枢支部３２との間に延びる前側アーム部３３と、後側の車体後側軸支部３１ｒとナックル側枢支部３２との間に延びる後側アーム部３４と、を有した２股で形成している。さらロアアーム３は、これら前側アーム部３３と後側アーム部３４とが前後で車幅方向に対して略対称形状となるように車体側程前後に開きながら車幅方向に延びる平面視略Ａ型の形状で水平に配置されている。

具体的には、後述する他の実施例のフロントサスペンション装置１Ａは、図８に示すように、後側アーム部３４Ａが本実施例の後側アーム部３４よりもより後方へ延びたＬ型のロアアーム３Ａを備えている。そしてこのＬ型ロアアーム３Ａは、前輪１１７からの荷重が加わることによって前側アーム部３３Ａを軸として車体後側軸支部３１Ａｒが上下方向に揺動しようとするモーメント荷重が作用して該車体後側軸支部３１Ａｒが拗ないように、車体後側軸支部３１Ａｒの弾性ブッシュ３５Ａｒを車体前側軸支部３１Ａｆの弾性ブッシュ３５Ａｆよりもコンプライアンスを大きく（つまり柔らかく）設定している。

これに対して本実施例のＡ型のロアアーム３の車体後側軸支部３１ｒは、Ｌ型のロアアーム３Ａよりも車輪からの入力荷重が前後各側の車体側軸支部３１ｆ、３１ｒに分散されるため、前後各側の車体側軸支部３１ｆ，３１ｒの弾性ブッシュ３５ｆ，３５ｒのコンプライアンスをＬ型のロアアーム３Ａの前後各側の弾性ブッシュ３５Ａｆ、３５Ａｒよりも均等化している。

また、上述のアッパアーム２の車体前側軸支部２１ｆとロアアーム３の車体前側軸支部３１ｆおよび、アッパアーム２の車体後側軸支部２１ｒとロアアーム３の車体後側軸支部３１ｒとは、夫々平面視で略重複するように上下両アーム２，３が配置されている（図５、図６参照）。

そして、これら上下両アーム２，３において、各弾性ブッシュが軸に対し拗れることを防止することで、キャスタ軸等のジオメトリ変化を抑制し、且つ各軸支部の上下揺動を円滑化している。

次にロアアーム３の具体的構造について、該ロアアーム３をその車幅方向において車輪側（車輪支持部材４側）領域Ｚｂと車体側領域Ｚａと中間領域Ｚｍとに区分けして示した図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。
図７はロアアームの底面図（ａ）、背面図（ｂ）である。

後側アーム部３４は前側アーム部３３よりも車幅方向内側程後方へ大きく傾斜して延びている。すなわち後側アーム部３４は、前側アーム部３３の前方へのズレ量（オフセット量）よりも大きく後方にズレるように車幅方向内側程後方に傾斜して延設している。

ロアアーム３における前側アーム部３３および後側アーム部３４の各中間領域Ｚｍの車幅方向外方部の前後方向間には、前後方向に延びて緩衝装置５のダンパ５１を支持するダンパ支持メンバ３６を横架している。このダンパ支持メンバ３６には、ダンパ５１の下端部５４を軸支するダンパ軸支部３６ａを構成している。

これら前側アーム部３３および後側アーム部３４と、ダンパ支持メンバ３６とによって車輪側領域Ｚｂにおいてトラス構造が構成され、この部分の強度を確保している。

中間領域Ｚｍにおいて、前側アーム部３３は車幅方向内側程前方へ直線状に延びているのに対して後側アーム部３４は、操舵される前輪１１７との干渉防止のため前方に向けて凸の平面視くの字状（アーチ状）に湾曲して延びる屈曲部３９ｍ（以下、「中間屈曲部３９ｍ」とする。）を有している。すなわち、後側アーム部３４は、図７（ｂ）に示すように、ロアアーム３の車体後側軸支部３１ｒとナックル側枢支部３２とを直線状に結ぶ仮想直線Ｌ１０に対して前方へ迂回するように延びている。換言すると、後側アーム部３４は、車輪側領域Ｚｂと中間領域Ｚｍとの境界部（後述する車輪側屈曲部３９ｂ）と、中間領域Ｚｍと車体側領域Ｚａとの境界部（後述する車体側屈曲部３９ａ）とを直線状に結ぶ仮想直線Ｌ１１に対して前方へ迂回するように延びている（図７（ｂ）参照）。

車体側領域Ｚａにおいて、後側アーム部３４および前側アーム部３３は共に略前後方向に延びている。

また、後側アーム部３４および前側アーム部３３には、上下方向に延びる縦壁部３７と、該縦壁部３７よりも上下方向の肉厚が薄く該縦壁部３７に対して前後方向に突出する水平リブ３８とが設けられている。

縦壁部３７はその延設方向の断面が前後方向よりも上下方向に肉厚に形成し、水平リブ３８に対して上下両側に突出する垂直リブ３７ａを有している（図７（ａ）、（ｂ）参照）。なお、縦壁部３７は、その上下両側に垂直リブ３７ａを有した実施形態に限らず上下両側のうち少なくとも一方に垂直リブ３７ａを有した構成としてもよい。

以下、後側アーム部３４の縦壁部３７および水平リブ３８について説明する。
縦壁部３７には、上記中間屈曲部３９ｍに加えて、車輪側領域Ｚｂと中間領域Ｚｍとの境界部にも屈曲部３９ｂ（以下、「車輪側屈曲部３９ｂ」とする。）が形成されるとともに中間領域Ｚｍと車体側領域Ｚａとの境界部にも屈曲部３９ａ（以下、「車体側屈曲部３９ａ」とする。）が形成され、合計３か所の屈曲部３９（３９ａ，３９ｍ，３９ｂ）を有している。３つの屈曲部３９のうち車輪側屈曲部３９ｂと車体側屈曲部３９ａとは、後方へ凸状に屈曲している。

そして縦壁部３７は中間領域Ｚｍと車体側領域Ｚａにおいては、車体側屈曲部３９ａと中間屈曲部３９ｍとの２か所の屈曲部３９を有する平面視Ｓ字状に延びている（図７（ｂ）参照）。

水平リブ３８は、車体後側軸支部３１ｒの後部から前方に縦壁部３７に近付くように延びる後側水平リブ３８ｒと、少なくとも中間屈曲部３９ｍの前部から車体後側軸支部３１ｒの前部に向かって縦壁部３７に近付くように延びる前側水平リブ３８ｆとを有している。

後側水平リブ３８ｒは、車体後側軸支部３１ｒの後部かつ車幅方向内縁に一体に接合するように縦壁部３７の後部の上下方向の中間位置から後方へ水平に突出し、縦壁部３７の車輪側領域Ｚｂから車体側屈曲部３９ａの後部を通過して中間領域Ｚｍに至るまで車幅方向外側へ向けて延びており、その車両前後方向一方側である後縁３４ｒが徐々に縦壁部３７に近付くように突出長さが短くなるように形成している。

前側水平リブ３８ｆは、縦壁部３７の前部の上下方向の中間位置から前方へ水平に突出し、縦壁部３７のダンパ支持メンバ３６との接合部から中間屈曲部３９ｍの前部を通過して中間領域Ｚｍと車体側領域Ｚａとの境界部に至るまで延びており、その車両前後方向他方側である前縁３４ｆが徐々に縦壁部３７に近付くように突出長さが短くなるように形成している。

後側アーム部３４は、縦壁部３７の後側水平リブ３８ｒを形成していない部分と後側水平リブ３８ｒとで該後側アーム部３４の後縁３４ｒを形成するとともに、縦壁部３７の前側水平リブ３８ｆを形成していない部分と前側水平リブ３８ｆとで該後側アーム部３４の前縁３４ｆを形成している。

上述した縦壁部３７は、後側アーム部３４において、車体後側軸支部３１ｒとナックル側枢支部２２との間を結ぶように連続して延びているが、後側アーム部３４の前縁３４ｆおよび後縁３４ｒの各稜線よりも車幅方向基準線（Ｌｗ）（図７参照）に近づくように直線化して延設している。
ここで車幅方向基準線Ｌｗとは、図７に示すように、上下方向の成分および前後方向の成分を含まない車幅方向に平行な仮想直線を示す。

換言すると、縦壁部３７は、車体後側軸支部３１ｒとナックル側枢支部２２との間を最短経路で結ぶように車体側領域Ｚａにおいては後側アーム部３４の前後幅の前寄り（前縁３４ｆ寄り）に延びるとともに中間領域Ｚｍにおいては後側アーム部３４の前後幅の後寄り（後縁３４ｒ寄り）に延びている。

また、ロアアーム３は、車輪側領域Ｚｂにおいては上述したとおり、平面視でトラス構造を構成しているため、十分な強度を確保することができる。このような高強度の車輪側領域Ｚｂにおいては、後側アーム部３４の縦壁部３７は、上述したように前側アーム部３３の前方へのズレ量よりも大きく後方にズレるように車幅方向内側程後方により傾斜して延設している。そしてこの構成により、縦壁部３７の車輪側領域Ｚｂにおける前後方向の成分を確保することができ、その分、縦壁部３７の中間領域Ｚｍと車体側領域Ｚａとにおける前後方向の成分を短くすることができる。

従って、縦壁部３７は、前後方向の成分が大きな車輪側領域Ｚｂについてはトラス構造により十分な強度を確保しつつ、中間領域Ｚｍと車体側領域ＺａにおいてはＳ字状の縦壁部３７が車幅方向基準線に近づくように、より直線化することができる。

また、ロアアーム３は、後側アーム部３４と前側アーム部３３とを連結する２本の補強メンバ３０ａ，３０ｂを備えている。
これら２本の補強メンバ３０ａ，３０ｂのうち車体側に有する車体側補強メンバ３０ａは、前側アーム部３３と後側アーム部３４との夫々の中間領域Ｚｍと車体側領域Ｚａとの境界部同士を結ぶように前後方向に延びている。一方、車輪側に有する車輪側補強メンバ３０ｂは、後側アーム部３４の中間屈曲部３９ｍと、前側アーム部３３と車体側補強メンバ３０ａとが接合されたコーナー部とを結ぶように前方程車幅方向前内側へ傾斜して延びている。

すなわち、後側アーム部３４の縦壁部３７は、車体側屈曲部３９ａにおいては前側アーム部３３と、前側水平リブ３８ｆを介して車体側補強メンバ３０ａで連結されるとともに、中間屈曲部３９ｍにおいては前側アーム部３３と、前側水平リブ３８ｆを介して車輪側補強メンバ３０ｂで連結されている。

次に、アッパアーム２とロアアーム３の車体への取り付けについて図１〜図４を用いて説明する。
フロントサイドフレーム１００の車幅方向の外側の側壁面１００ａには、アッパアーム２を取り付ける取付凹部１００ｂ（１００ｂｆ，１００ｂｒ）が前後各側に離間して設けられている。これら取付凹部１００ｂの内部の側壁には、車幅方向外側に向けて開口した平面視コ字状の取付ブラケット１１１がボルトＢ１およびナットＮ１等の締結手段、或いは溶接手段により固着されている。

これら前後の取付ブラケット１１１は、夫々の軸線Ｌ１が同軸に平面視で前後方向に延び（図５参照）、且つ側面視で後下へ傾斜する方向に延びるように側壁面１００ａに固着されている（図３参照）。

そして、アッパアーム２の前後各側の車体側軸支部２１ｆ，２１ｒに設けられた弾性ブッシュ２５ｆ，２５ｒは、その中心軸（Ｌ１）に前後方向に延びるボルトＢ１およびナットＮ１を介してフロントサイドフレーム１００の取付凹部１００ｂに設けられた取付ブラケット１１１に軸支されている。

これにより、アッパアーム２は、上述したように前後各側の弾性ブッシュ２５ｆ，２５ｒの軸線Ｌ１（回転軸）が同軸に平面視で前後方向に延び（図５参照）、且つ側面視で後下へ傾斜する方向に延びる姿勢でフロントサイドフレーム１００に軸支されている（図３参照）。

また、フロントサブフレーム１０１の車幅方向の外側の側壁面１０１ａには、ロアアーム３を取り付可能に車幅方向外側および下方に開口した取付凹部１０１ｂ（１０１ｂｆ，１０１ｂｒ）が前後各側に離間して設けられている。これら取付凹部１０１ｂの内部の側壁には、車幅方向外側に向けて開口した取付ブラケット１１２がボルトＢ２およびナットＮ２等の締結、或いは溶接により固着されている（図２、図６参照）。

これら前後の取付ブラケット１１２，１１２は、夫々の軸線Ｌ２（回転軸）が同軸に前後方向に延びるように固着している。

そして、ロアアーム３の前後各側の車体側軸支部３１に設けられた弾性ブッシュ３５ｆ，３５ｒは、その中心軸（Ｌ２）に前後方向に延びるボルトＢ２およびナットＮ２を介してフロントサブフレーム１０１の取付凹部１０１ｂに設けられた取付ブラケット１１２に軸支されている。

これにより、ロアアーム３は、上述したように前後各側の弾性ブッシュ３５ｆ，３５ｒの軸線Ｌ２が、互いに同軸に前後方向に延びる水平な姿勢でフロントサブフレーム１０１に軸支されている（図２、図６参照）。

ところで図４に示すように、上述したロアブレース１０７は、サイドメンバ１０５の底面にボルトＢ６等を用いて締結固定されている。このロアブレース１０７は、サイドメンバ１０５の底面に対して該サイドメンバ１０５に設けた下方開口の取付凹部１０１ｂｆ，１０１ｂｒのうち後側取付凹部１０１ｂｒを前後方向に跨ぐように取り付けられている。すなわち、ロアブレース１０７は、サイドメンバ１０５の後側の取付凹部１０１ｂｒの前後各側の位置にボルトＢ６等を用いて締結固定されている。ロアブレース１０７は、このサイドメンバ１０５への取付け部分から車幅方向の中央部がパワートレイン１１０を避けるように車幅方向の他方側の取付け部分（図示省略）に延びている。

また、フロントクロスメンバ１０６は、ロアアーム３の車体前側軸支部３１ｆに設けた弾性ブッシュ３５を、ボルトＢ２等（図１参照）を介して軸支する前側取付ブラケット１１２と前後方向に重複（車幅方向に対向）する位置に配設することでロアアーム３側からの荷重伝達効率を高めている。

上述した車輪支持部材４は、前輪１１７やディスクブレーキ等を回転自在に支持するものであり、この車輪支持部材４には、上下両アーム２，３のそれぞれの車幅方向外側端に有するナックル側枢支部２２，３２が取り付けられている（図２、図３参照）。

詳しくは、図２、図３、図６に示すように、車輪支持部材４は、前後方向の中間位置において上方に延びる上方延長部４１を備え、アッパアーム２は上方延長部４１の上端部４１ａに、ロアアーム３は車輪支持部材４の下端部４２ａに、それぞれボールジョイントを介して取り付けられている。さらに車輪支持部材４は、図５に示すように、上下方向の中間位置において前方に延びるとともに、後述するタイロッド６を連結するための前方延長部４３（ナックルアーム）を備えている。

図１〜図３、図５に示すように、上述した緩衝装置５は、ダンパ５１およびコイルスプリング５２を備え、互いの中心軸Ｌ６が同軸になるようにコイルスプリング５２をダンパ５１の上部外側に備え、中心軸Ｌ６が側面視でロアアーム３の軸線Ｌ２に対し直交するように上下方向に延びている（図２参照）。車体とロアアーム３との間に備えたダンパ５１は、該ダンパ５１の下端部５４が該ロアアーム３に連結されると共に、該ダンパ５１の上端部５３が車体側に軸支されている。

詳しくは、緩衝装置５の上端部５３（車体側軸支部）は弾性ブッシュ５３ａが、その軸心Ｌ３が前後方向に延びるように嵌装されている（図１、図２参照）。

ここで、図１に示すように、フロントサイドフレーム１００の上面に備えたサスペンションタワー１０２の車幅方向外側の壁面１０２ａには、略下方に向けて開口した取付ブラケット１０２ｂがボルトおよびナット等の締結手段、或いは溶接手段により固着されている。

そして、この取付ブラケット１０２ｂには、緩衝装置５の上端部５３に設けられた弾性ブッシュ５３ａが、前後方向に延びる回転軸（Ｌ４）としてのボルトＢ３およびナットＮ３を介して取付ブラケット１０２ｂに軸支されている（図１参照）。

一方、緩衝装置５の下端部５４（ロアアーム側軸支部）は弾性ブッシュ５４ａが、その軸心Ｌ４が前後方向に延びるように嵌装されている（図１、図２参照）。

そして、緩衝装置５の下端部５４に設けられた弾性ブッシュ５４ａは、前後方向に延びる回転軸（Ｌ４）としてのボルトＢ４およびナットＮ４を介してロアアーム３の上述したダンパ軸支部３６ａ（図７（ａ）、（ｂ）参照）に軸支されている。

また、図１〜図３に示すように、緩衝装置５の上部、すなわち、ダンパ５１上部、および該ダンパ５１上部に併設されたコイルスプリング５２は、フロントサイドフレーム１００と上下位置で重複するように該フロントサイドフレーム１００に対して車幅方向外側に配設されている。

アッパアーム２は、その前側アーム部２３が緩衝装置５の前方に配置されるとともに後側アーム部２４が緩衝装置５の後方に配置されている。すなわち、アッパアーム２は緩衝装置５のコイルスプリング５２を前後に跨いで設けられている（図１、図２、図５参照）。

また図２に示すように、アッパアーム２の車輪支持部材４側へ枢支するナックル側枢支部２２がロアアーム３のナックル側枢支部３２よりも後方に設けられ、これら枢支部２２，３２を通過するキャスタ軸Ｌ７が上後側へ傾いたポジティブキャスタを形成している。さらに、緩衝装置５の下端部５４は、ロアアーム３のナックル側枢支部３２より後方に位置するとともに緩衝装置５の上端部５３は、アッパアーム２のナックル側枢支部２２より前方に位置する（図２参照）。すなわち、緩衝装置５のダンパ５１はロアアーム３のナックル側枢支部３２より後方でロアアーム３に連結されると共に、その中心軸Ｌ６がアッパアーム２のナックル側枢支部２２より前方に位置する。

図２、図５に示すように、フロントサスペンション装置１は、その他にもその前方側で車幅方向に延びるステアリングギアユニット７、およびこのステアリングギアユニット７から車幅方向外側に延びて車輪支持部材４の前方延長部４３に取り付けられたタイロッド６を有している。

上述した本実施例のフロントサスペンション装置１は、ダブルウィッシュボーン式の自動車のフロントサスペンション装置であって、上下両アーム２，３が、車体側に前後各側で軸支され、アッパアーム２の前後各側の車体側軸支部２１ｆ，２１ｒには弾性ブッシュ２５（２５ｆ，２５ｒ）が設けられるとともに、ロアアーム３の前後各側の車体側軸支部３１ｆ，３１ｒには弾性ブッシュ３５（３５ｆ，３５ｒ）が設けられ（図１〜図３、図５、図６参照）、ロアアーム３の前後各側の弾性ブッシュ３５ｆ，３５ｒの軸線Ｌ２が、互いに同軸に前後方向に延びており（図２、図６参照）、アッパアーム２の車輪支持部材４（ナックル部材）へ枢支するナックル側枢支部２２がロアアーム３側のナックル側枢支部３２よりも後方に設けられ（図２参照）、アッパアーム２が、前後各側の弾性ブッシュ２５ｆ，２５ｒの軸線Ｌ１が同軸に平面視で前後方向に延び（図５参照）、且つ側面視で後下へ傾斜する方向に延びる姿勢で、フロントサイドフレーム１００に支持され（図２参照）、車体とロアアーム３との間に備えた緩衝装置５は、側面視でロアアーム３の軸線Ｌ２に対し直交するように該緩衝装置５の下端部５４が該ロアアーム３に連結されると共に、該緩衝装置５の上端部５３が車体に前後方向に延びる回転軸としてのボルトＢ３等で軸支されたものである（図１、図２参照）。

上記構成によれば、上下両アーム２，３および緩衝装置５の車体側への連結部（車体側軸支部２１，３１、緩衝装置５の上端部５３）の各弾性ブッシュ２５，３５，５３ａの拗れを最小化して上下動を円滑化し、キャスター角等の安定化による車輪支持剛性の向上と路面追従性や乗り心地性を両立できる。

詳述すると、上記構成によれば、上下両アーム２，３の車体側の前後各側の弾性ブッシュ２５，３５の回転軸としてのボルトＢ１，Ｂ２の軸線Ｌ１，Ｌ２が、少なくとも平面視で前後方向に同一直線上に延びるとともに（図５、図６参照）、緩衝装置５の上端部５３が車体に前後方向に延びる回転軸としてのボルトＢ３で軸支され（図５参照）、さらに、本実施例においては、緩衝装置５の下端部５４についても車体に前後方向に延びる回転軸としてのボルトＢ４で軸支された構成とし（図６参照）、これら全ての連結部を前後方向に延びる軸回りに回動するように統一することで、これらに備えた弾性ブッシュ２５，３５，５３ａ，５４ａの拗れを最小化することができる。

しかも緩衝装置５は、側面視においてもロアアーム３の軸線Ｌ２に対し直交するようにその下端部５４を連結するとともに、緩衝装置５の上端部５３が車体に前後方向に延びる回転軸Ｌ３を構成するボルトＢ３で軸支したため（図２参照）、上下動するロアアーム３から受ける上下方向の荷重に対して緩衝装置５の上端部５３の車体への軸支部分が拗ることなく上下方向の荷重を受け止めることができ、より上下動を円滑化することができる。

具体的には、従来のようにロアアームに対して緩衝装置が側面視で直交せずに傾いて配置されている構成においては、ロアアームに例えば上下方向の荷重が加わった際に緩衝装置の上端と車体側のサスペンションタワーとの連結部に備えた不図示のマウントラバーに軸直方向以外の荷重が加わることで拗じれが生じ、マウントラバーの軸直方向における変形時の荷重に対し大きく変化する非線形の荷重が発生するため、緩衝装置の円滑な上下動が困難となるばかりか、マウントラバーに拗れが発生することを見越して弾性係数の低いマウントラバーを用いざるを得なかったことから、車輪の支持剛性をさらに高めるには検討の余地があった。

これに対して、本実施例では、水平なロアアーム３に対して緩衝装置５が直交しているため、車輪支持部材４を介して前輪１１７からロアアーム３に例えば上下方向の荷重が加わった際には、緩衝装置５は、その中心軸Ｌ６に沿った方向に円滑に上下動することで、緩衝装置５の上端部５３の車体（例えば、サスペンションタワー１０２に設けられた取付ブラケット１０２ｂ（図２参照））との連結部分の拗じれを抑制できる。

更に緩衝装置５の上端部５３、すなわち車体側のサスペンションタワー１０２との連結部は、この部分の拗りを考慮せずに弾性ブッシュ５３ａの特性を最適化し、上述した上下両アーム２，３の車体側軸支部２１，３１と同様に、前後方向に延びるボルトＢ３（軸Ｌ３）によって車体側に軸支した構成とするため（図１〜図３参照）、該連結部の拗れを最小限とすることができる。

しかも、アッパアーム２の前後の車体側軸支部２１ｆ，２１ｒとロアアーム３の前後の車体側軸支部３１ｆ，３１ｒと緩衝装置５の上端部５３および下端部５４の全ての弾性ブッシュ２５，３５，５３ａ，５４ａを、夫々の軸線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４が平面視で前後方向に延びるよう軸支した構成とすることで、回転方向（上下方向）に弾性係数が低く、軸直方向（前後方向に直交する方向）に弾性係数が高いという軸支型の弾性ブッシュの周知の特性を活かして、車幅方向荷重に対しての支持剛性をさらに高めつつ、上下方向の荷重に対してさらにコンプライアンスを高めることができる。

一方、アッパアーム２は、前後各側の車体側軸支部２１ｆ，２１ｒの各弾性ブッシュ２５ｆ，２５ｒの軸線Ｌ１が同軸に側面視で後下へ傾斜する方向に延びる姿勢でフロントサイドフレーム１００に支持されたものであるため、水平なロアアーム３とともに前輪１１７のピッチセンタＰｃを適切に設定することができ、アンチダイブ等の特性を高めることができる（図２参照）。

以上より、本実施例のフロントサスペンション装置１は、アンチダイブ等の特性を確保したうえで、各弾性ブッシュ２５，３５，５３ａ，５４ａが拗れないように上下両アーム２，３を緩衝装置５も含めて上下方向にスムーズに動かしつつ、車幅方向については高剛性に支持することで前輪１１７の路面追従性と操安性（前輪１１７のコントロール性）を高めることができる。

この発明の態様として、上下両アーム２，３は、それぞれ前後で車幅方向に対して略対称に車幅方向へ延びるＡ型で形成したものである（図５、図６参照）。

上記構成によれば、上下両アーム２，３で前輪１１７から加わる荷重に対する前後弾性ブッシュ２５，３５間の荷重バランスを高め、前記上下両アーム２，３および緩衝装置の車体側への連結部分である各弾性ブッシュ２５，３５，５３ａ，５４ａの拗れをさらに抑えて、キングピン角やキャスタ角のズレをより低減し、操安性を改善することができるとともに、前輪１１７の上下動をさらに円滑化できる。

またこの発明の態様として、緩衝装置５には、ダンパ５１と、該ダンパ５１上部にフロントサイドフレーム１００と上下位置で重複するよう併設されたコイルスプリング５２とを備え、アッパアーム２はコイルスプリング５２を前後に跨いで設けられ（図１、図２、図５参照）、アッパアーム２の前側の弾性ブッシュ２５ｆとロアアーム３の前側の弾性ブッシュ３５ｆ、およびアッパアーム２の後側の弾性ブッシュ２５ｒとロアアーム３の後側の弾性ブッシュ３５ｒとが平面視で略重複するものである。

上記構成によれば、アッパアーム２とロアアーム３の前後各側の弾性ブッシュ２５，３５が、平面視で略重複するため、上下両アーム２，３の弾性ブッシュ２５ｆ，２５ｒ，３５ｆ，３５ｒの前後ピッチが同じになるように配置することができる。しかも前後各側の弾性ブッシュ２５，３５は、上下各アーム２，３共に前後方向に同軸（Ｌ１，Ｌ２）に延びるように構成している。

さらに、上述したように、アッパアーム２は、コイルスプリング５２を前後に跨ぐように構成するとともに、アッパアーム２の前後方向の弾性ブッシュ２５ｆ，２５ｒを、ロアアーム３の弾性ブッシュ３５ｆ，３５ｒと同じ前後ピッチになるように形成することで結果的に従来のアッパアームの弾性ブッシュの前後ピッチよりも大きく形成することになるため、車体側の前後各側の弾性ブッシュ２５ｆ，２５ｒの弾性を硬質とせずともキングピン角やキャスタ角の支持剛性を高めることができる。

しかも、上記構成によれば、フロントサイドフレーム１００と上下位置で重複するよう緩衝装置５の上部、すなわちダンパ５１上部および該ダンパ５１上部に併設したコイルスプリング５２を配置し、アッパアーム２をコイルスプリング５２を前後に跨いで設けることにより、アッパアーム２を従来の位置よりもコイルスプリング５２の高さに相当する、より高い位置に設けることが可能となるため、上下方向にコンパクト化して車高を低くすることができるとともに、両アーム間の上下ピッチを十分に確保することが可能となり、この点でも車体側の前後各側の弾性ブッシュ２５，３５の弾性を硬質にせずともキングピン角やキャスタ角の支持剛性を高めることができる。

またこの発明の態様として、緩衝装置５はロアアーム３のナックル側枢支部３２より後方に連結されると共に、その中心軸Ｌ６がアッパアーム２のナックル側枢支部２２より前方に位置するものである（図２参照）。

上記構成によれば、上下両アーム２，３を、前後各側の弾性ブッシュ２５，３５が、平面視で略重複するように設けることにより、上述したように上下両アーム２，３と緩衝装置５のレイアウトをコンパクト化しつつ、適切なキャスタ角を確保することができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明のフロントサスペンション構造は、本実施例又は後述する他の実施例のフロントサスペンション装置１，１Ａに対応し、以下同様に、
車体側の前後各側の軸支部は、車体側軸支部２１，３１に対応し、
４ナックル部材は車輪支持部材に対応するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

例えば、本発明のフロントサスペンション構造は、上述した実施例のようにＡ型ロアアーム３を備えた構成するに限定せず、例えば、図８に示すようにＬ型ロアアーム３Ａを備えた構成であってもよい。
図８は、他の実施例を示すフロントサスペンション装置１Ａの説明図であり、車輪支持部材４を省略して模式的に図示している。以下、他の実施例のフロントサスペンション装置１Ａについて説明するが、上述した実施例と同様の構造については特に示す場合を除いて同一の符号を付してその説明を省略する。なお図８中の符号１１６はダッシュパネルを示す。

他の実施例を示すフロントサスペンション装置１Ａに備えたＬ型のロアアーム３Ａは、上述した実施例と同様に、その前後各側の弾性ブッシュ３５Ａｆ，３５Ａｒの軸線Ｌ２が、互いに同軸に前後方向に延びており、緩衝装置５は、側面視でロアアーム３Ａの前記軸線Ｌ２に対し直交するように該ダンパ５１の下端部５４が該ロアアーム３Ａに連結されると共に、該ダンパ５１の上端部５３がサスペンションタワー１０２に前後方向に延びる回転軸Ｌ３を構成するボルトＢ３で軸支されたものである。

上記構成においても、上述した実施例と同様に、水平なロアアーム３に対して緩衝装置５が直交しており、前輪１１７から伝わる荷重を緩衝装置５がロアアーム３Ａを介して真直ぐに受け止めることができつつ、上下両アーム２，３の前後の車体側軸支部２１ｆ，２１ｒ，３１Ａｆ，３１Ａｒと、緩衝装置５の上端部５３および下端部５４とにおける全て弾性ブッシュ２５ｆ，２５ｒ，３５Ａｆ，３５Ａｒ，５３ａ，５４ａの拗れを最小化することができる。

以上説明したように、本発明は、アッパアームとロアアームを備えたダブルウィッシュボーン式の自動車のフロントサスペンション構造について有用である。

１，１Ａ…フロントサスペンション装置（フロントサスペンション構造）
２…アッパアーム
３，３Ａ…ロアアーム
４…車輪支持部材（ナックル部材）
５…緩衝装置
２１ｆ，２１ｒ，３１ｆ，３１ｒ，３１Ａｆ，３１Ａｒ…車体側軸支部（車体側の前後各側の軸支部）
２２，３２…ナックル側枢支部
２５ｆ，２５ｒ，３５ｆ，３５ｒ…弾性ブッシュ
５１…ダンパ
５２…コイルスプリング
５３…緩衝装置の上端部
５４…緩衝装置の下端部
１００…フロントサイドフレーム
Ｌ１…アッパアームの前後各側の弾性ブッシュの軸線
Ｌ２…ロアアームの前後各側の弾性ブッシュの軸線
Ｂ３…緩衝装置の上端部の車体に前後方向に延びる回転軸

Claims (4)

1. ダブルウィッシュボーン式の自動車のフロントサスペンション構造であって、
   アッパアーム及びロアアームが、車体側に前後各側で軸支され、
   車体側の前後各側の軸支部には弾性ブッシュが設けられ、
   前記ロアアームの前後各側の前記弾性ブッシュの軸線が、互いに同軸に前後方向に延びており、
   前記アッパアームのナックル部材側へ枢支するナックル側枢支部が前記ロアアーム側のそれよりも後方に設けられ、
   前記アッパアームが、前後各側の前記弾性ブッシュの軸線が同軸に平面視で前記ロアアームの弾性ブッシュの軸線と平行に前後方向に延び、且つ側面視で後下へ傾斜する方向に延びる姿勢で、フロントサイドフレームに支持され、
   車体と前記ロアアームとの間に備えた緩衝装置は、側面視で前記ロアアームの前記軸線に対し直交するように該緩衝装置の下端部が該ロアアームに連結されると共に、該緩衝装置の上端部が車体に対し、前記ロアアームの弾性ブッシュの軸線と平行に前後方向に延びる回転軸で軸支され、
   前記緩衝装置には、ダンパと、前記フロントサイドフレームと上下位置で重複するよう該ダンパ上部に併設されたコイルスプリングとを備え、
   前記アッパアームは前記コイルスプリングを前後に跨いで設けられ、
   前記アッパアームと前記ロアアームの前後各側の前記弾性ブッシュが、平面視で略重複する
   自動車のフロントサスペンション構造。
2. ダブルウィッシュボーン式の自動車のフロントサスペンション構造であって、
   アッパアーム及びロアアームが、車体側に前後各側で軸支され、
   車体側の前後各側の軸支部には弾性ブッシュが設けられ、
   前記ロアアームの前後各側の前記弾性ブッシュの軸線が、互いに同軸に前後方向に水平に延びており、
   前記アッパアームのナックル部材側へ枢支するナックル側枢支部が前記ロアアーム側のそれよりも後方に設けられ、
   前記アッパアームが、前後各側の前記弾性ブッシュの軸線が同軸に平面視で前記ロアアームの弾性ブッシュの軸線と平行に前後方向に延び、且つ側面視で後下へ傾斜する方向に延びる姿勢で、フロントサイドフレームに支持され、
   車体と前記ロアアームとの間に備えた緩衝装置は、側面視で前記ロアアームの前記軸線に対し直交するように該緩衝装置の下端部が該ロアアームに連結されると共に、該緩衝装置の上端部が車体に対し、前記ロアアームの弾性ブッシュの軸線と平行に前後方向に延びる回転軸で軸支された
   自動車のフロントサスペンション構造。
3. 前記上下両アームは、それぞれ前後で車幅方向に対して略対称に車幅方向へ延びるＡ型で形成した
   請求項１、又は２に記載の自動車のフロントサスペンション構造。
4. 前記緩衝装置は前記ロアアームの前記ナックル側枢支部より後方に連結されると共に、その中心軸が前記アッパアームの前記ナックル側枢支部より前方に位置する
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車のフロントサスペンション構造。

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