JP6539326B2

JP6539326B2 - サスペンション装置

Info

Publication number: JP6539326B2
Application number: JP2017199052A
Authority: JP
Inventors: 山▲崎▼　亮輔; 亮輔山▲崎▼; 匠稲垣
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-10-13
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2037-10-13
Also published as: CN109664700B; US10987986B2; CN109664700A; US20190111746A1; JP2019073089A

Description

本発明は、車輪を保持する複数のアームを有する操舵車両のサスペンション装置に関する。

例えば、特許文献１には、後輪操舵用のアクチュエータ（サーボモータ）を備えたリヤサスペンション装置が開示されている。

本明細書に添付した図７は、特許文献１に開示されたリヤサスペンション装置の斜視図である。この図７に示されるように、特許文献１に開示されたリヤサスペンション装置１は、車幅方向に沿って延びるロアアーム２と、このロアアーム２の車幅方向内側に取り付けられた中間レバー３とを有している。ロアアーム２の中間部位には、ダンパスプリング４が装着されている。また、中間レバー３の上部には、図示しない車体フレームに固定される中間部材５が軸着され、中間レバー３の下部には、アクチュエータ６の駆動ロッド７が軸着されている。

特開昭６３−１９９１８１号公報

ところで、特許文献１に開示されたリヤサスペンション装置１では、アクチュエータ６の駆動ロッド７を進退動作させ、中間レバー３に軸着されたロアアーム２の取付位置を変位させることによって後輪Ｗを操舵している。

特許文献１に開示されたリヤサスペンション装置１では、アクチュエータ６の駆動ロッド７を進退動作させた場合、中間レバー３に軸支されたロアアーム２の車幅方向内側端部が上下方向に揺動する。従って、ロアアーム２の上面に装着されたダンパスプリング４の軸線位置が変化する（図７の一点鎖線参照）。この結果、特許文献１に開示されたリヤサスペンション装置１では、ダンパスプリング４の軸線位置が変化することで、サスペンション特性に影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、アクチュエータによって車輪を操舵した際、ダンパスプリングの軸線位置を一定に保持することが可能なサスペンション装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車輪を保持する複数のアームを有する操舵車両のサスペンション装置であって、前記車輪を回転自在に保持する保持部材と、前記車輪を操舵するアクチュエータと、前記アクチュエータに連結されて前記アクチュエータの駆動によって進退動作するタイロッドと、前記タイロッドによって回動動作されるブラケットと、前記ブラケットに取り付けられるロアアームと、を備え、前記ブラケットは、前記保持部材と前記ロアアームとの間に回動可能に取り付けられ、前記タイロッドは、前記ブラケットの一端部に取り付けられ、前記ロアアームは、前記ブラケットの他端部に取り付けられ、前記保持部材は、前記ブラケットの前記一端部と前記他端部との間に取り付けられ、前記ブラケットに対する前記タイロッド、前記保持部材、及び、前記ロアアームの３つの取付点は、略鉛直上下方向に沿って所定間隔離間して配置されていることを特徴とする。

本発明では、アクチュエータによって車輪を操舵した際、ダンパスプリングの軸線位置を一定に保持することが可能なサスペンション装置を得ることができる。

本発明の実施形態に係るサスペンション装置が左右後輪にそれぞれ組み込まれた車両後部の平面図である。図１の左後輪に組み込まれたサスペンション装置の斜視図である。図２に示すサスペンション装置の平面図である。図２に示すサスペンション装置を車両後方から見た側面図である。サスペンション装置を構成するブラケットの斜視図である。本発明の他の実施形態に係るサスペンション装置が左右後輪にそれぞれ組み込まれた状態を車両後方から見た側面図である。特許文献１に開示されたリヤサスペンション装置の斜視図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るサスペンション装置が左右後輪にそれぞれ組み込まれた車両後部の平面図、図２は、図１の左後輪に組み込まれたサスペンション装置の斜視図、図３は、図２に示すサスペンション装置の平面図、図４は、図２に示すサスペンション装置を車両後方から見た側面図、図５は、サスペンション装置を構成するブラケットの斜視図である。なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、車両上下方向（鉛直上下方向）をそれぞれ示している。

図１及び図２に示されるように、本発明の実施形態に係るサスペンション装置１０は、ナックル（保持部材）１２と、トレーリングアーム１４と、アッパアーム１６と、ロアアーム１８と、コントロールアーム２０（図２参照）と、ダンパ２２及びダンパスプリング２４とを備えて構成されている。なお、トレーリングアーム１４、アッパアーム１６、及び、コントロールアーム２０は、「複数のアーム」として機能するものである。

さらに、サスペンション装置１０は、ナックル１２とロアアーム１８との間に回動可能に取り付けられたブラケット２６（図１〜図４参照）と、リンク機構２８（図１参照）と、単一の電動アクチュエータ３０（図１参照）とを備えて構成されている。なお、このサスペンション装置１０は、図１に示されるように、左右後輪Ｗ、Ｗにそれぞれ左右対称に配置されている。

ナックル１２は、図示しない車軸を介して後輪Ｗ（図２〜図４では、左後輪Ｗのみを図示）を回転自在に支持している。図２に示されるように、このナックル１２は、車両前方連結部１２ａと、上部連結部１２ｂと、下部中央連結部１２ｃとを有する。車両前方連結部１２ａには、複数のボルト１３を介してトレーリングアーム１４の後方端部が締結されている。トレーリングアーム１４は、ナックル１２から略車両前方に向かって延びている。上部連結部１２ｂには、ブッシュを介してアッパアーム１６が連結されている。

図１に示されるように、アッパアーム１６は、ナックル１２から車幅方向内側に向かって延びている。図２に示されるように、下部中央連結部１２ｃには、ブッシュを介してコントロールアーム２０が連結されている。コントロールアーム２０は、車両上下方向においてアッパアーム１６と重畳する位置に配置され、ナックル１２から車幅方向内側に向かって延びている。

図２に示されるように、ナックル１２の車両後方端部には、車幅方向内側に向かって突出する二股分岐部３２が設けられている。二股分岐部３２には、ロアアーム１８の車幅方向外側端部が連結されている。ロアアーム１８は、ナックル１２から車幅方向内側に向かって延びている。この二股分岐部３２は、略平行に延在し相互に対向する２つの舌片によって構成されている。二股分岐部３２の車幅方向内側端部には、締結ピン２３を介してダンパ２２の下端部が回動可能に連結されている。また、二股分岐部３２において、車幅方向に沿ったナックル１２とダンパ２２との間には、ブラケット２６が略鉛直上下方向に沿って取り付けられている。

図５に示されるように、このブラケット２６は、側面視して略長円状を呈し、図示しない装着用孔部を介して３つのゴムブッシュが長軸に沿って直線状に所定間隔離間して配置されている。なお、ブラケット２６の形状は、略長円状に限定されるものではなく、例えば、矩形状や帯状等の形状のように軸方向に沿って一端部及び他端部を備えた形状であればよい。

ロアアーム１８の車両上方には、左後輪側のサスペンション装置１０と右後輪側のサスペンション装置１０とを懸架する一対のタイロッド３４、３４が車幅方向に沿って延在している（図１参照）。各タイロッド３４の車幅方向外側端部には、環状体３６が設けられている。この環状体３６は、ゴムブッシュ３８及びピン４０（図５参照）を介して、ブラケット２６の上部側に位置する長軸の一端部に片持ちで支持するように取り付けられている。

図２に示されるように、ロアアーム１８の車幅方向外側端部は、二股に分岐した分岐片４２を有する。この分岐片４２は、ゴムブッシュ４４（図５参照）及びピン４６（図２参照）を介して、ブラケット２６の下部側に位置する長軸の他端部に両持ちで支持するように取り付けられている。

ナックル１２の二股分岐部３２には、ゴムブッシュ４８（図５参照）及びピン５０（図２参照）を介して、ブラケット２６が取り付けられている。二股分岐部３２に対しブラケット２６は、ブラケット２６の略中央で、長軸の一端部と他端部との間の中間部を両持ちで支持するように取り付けられている。なお、図５に示されるように、ブラケット２６は、上部側が比較的薄肉な薄肉部２６ａで形成され、中央部及び下部側が薄肉部２６ａと比較して厚肉な厚肉部２６ｂで形成されている。

ブラケット２６に対する部材の取付関係を整理すると、図２に示されるように、ブラケット２６の上から下に向かって順に、ブラケット２６の最も上部側にタイロッド３４の車幅方向外側端部である環状体３６が取り付けられ、その下方でブラケットの中央部にナックル１２の二股分岐部３２が取り付けられ、その下方でブラケット２６の下部側にロアアーム１８の分岐片４２が取り付けられている。

ブラケット２６は、てこの原理（第２種てこ）により、ロアアーム１８との取付点Ｐ１（図５参照）を回動支点として回動する。ブラケット２６に対するロアアーム１８の取付点Ｐ１は、「支点」として機能する。また、ブラケット２６に対するタイロッド３４の取付点Ｐ２（図５参照）は、「力点」として機能する。さらに、ブラケット２６に対するナックル１２の取付点Ｐ３（図５参照）は、「作用点」として機能する。「第２種てこ」の原理により、力点（取付点Ｐ２）に入力された力（ブラケット２６に対する押圧力又は引張力）は、作用点(取付点Ｐ３)から倍力で出力される。

図１及び図２に示されるように、トレーリングアーム１４は、ナックル１２の車両前方を支持している。このトレーリングアーム１４は、アーム本体部と、車両後方端部と、車両前方端部とを有する。アーム本体部は、略車両前後方向に沿って延在している。車両後方端部は、アーム本体部の車両後方に位置し、ボルト１３を介してナックル１２の車両前方連結部１２ａに連結されている（図２参照）。車両前方端部は、アーム本体部の車両前方に位置し、図示しない車体部材に対してブッシュ（図示せず）を介して軸着されている。

ダンパ２２は、ロアアーム１８に対して減衰力を付与するものである。図２に示されるように、ダンパ２２の下端は、締結ピン２３を介してナックル１２の二股分岐部３２に回動可能に締結されている。ダンパ２２の上端は、車体（例えば、サスペンションタワーの上壁）に固定されている。

ダンパスプリング２４は、コイルスプリングからなり、ロアアーム１８に対して弾性力を付与するものである。ダンパスプリング２４の下端は、ロアアーム１８のスプリング装着座面上に装着され、ダンパスプリング２４の上端は、図示しない車体に係止されている。

図１に示されるように、リンク機構２８は、前記した一対のタイロッド３４、３４と、ピボットアーム５４と、ピボットピン５６とを有する。一対のタイロッド３４、３４は、略車幅方向に沿ってそれぞれ別個独立して配置され、各タイロッド３４の車幅方向外側端部（環状体３６）は、左右後輪Ｗ、Ｗにそれぞれ配置されたサスペンション装置１０、１０の各ブラケット２６にそれぞれ取り付けられている。

ピボットアーム５４は、平面視して車両前後方向に沿って延びる略矩形体からなり、車幅方向に沿って延在する一対のタイロッド３４の中央に配置されている。略矩形体からなるピボットアーム５４の車両前方端部は、ピンを介して、一対のタイロッド３４の車幅方向内側端部をそれぞれ回動可能に軸支している。また、ピボットアーム５４の車両後方端部は、円形状孔部を貫通するピボットピン５６（ピボット軸）に回動可能に軸支されている。ピボットアーム５４は、ピボットピン５６を回動中心として回動可能に設けられている。さらに、ピボットアーム５４の中央部は、電動アクチュエータ３０のロッド３０ａの先端が軸着されている。

電動アクチュエータ３０の駆動によってロッド３０ａが進退動作することで、ピボットアーム５４は、ピボット軸（ピボットピン５６の軸心）を回動中心として所定方向に回動する。ピボット軸を中心としてピボットアーム５４が所定方向に回動することにより、一対のタイロッド３４、３４は、車幅方向右側又は車幅方向左側のいずれかの方向へ、同じ方向に向かってそれぞれ変位する。

電動アクチュエータ３０は、図示しない車体に固定され、単一のアクチュエータで構成されている。この電動アクチュエータ３０は、ロッド３０ａと、駆動源として機能するブラシ付きのモータ３０ｂを有している。ロッド３０ａは、矢印方向に沿って進退自在に設けられている。電動アクチュエータ３０のハウジング内には、例えば、減速機や送りねじ機構等が配置されている。ロッド３２ａに連結されたピボットアーム５４、タイロッド３４及びブラケット２６を介して、ナックル１２を略車幅方向に押し引きすることで、左右後輪のトー角やキャンバ角を調整することができる。

なお、電動アクチュエータ３０は、平面視して一対のタイロッド３４、３４の車両後方側に配置されているが、一対のタイロッド３４、３４の車両前方側に配置してもよい。

本実施形態に係るサスペンション装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、電動アクチュエータ３０を駆動して後輪Ｗのトー角を変化させる場合について説明する。
モータ３０ｂを回転駆動して電動アクチュエータ３０のロッド３０ａを伸長方向に変位させる。例えば、ロッド３０ａが矢印Ａ方向（図１参照）に伸長すると、ピボットアーム５４は、ピボットピン５６を回動中心として矢印Ｃ方向（図１参照）に回動する。これにより、ピボットアーム５４に連結された一対のタイロッド３４、３４は、共に矢印Ｅ方向（図１参照）に沿って変位する。タイロッド３４が矢印Ｅ方向（図１参照）に沿って変位することで、ブラケット２６には、タイロッド３４との取付点Ｐ２（図５参照）である力点から引張力が入力される。ブラケット２６は、ロアアーム１８との取付点Ｐ１（図５参照）を回動支点として矢印Ｇ方向（図２、図４参照）に回動する。

ブラケット２６がロアアーム１８との取付点Ｐ１（図５参照）を回動中心として矢印Ｇ方向（図２、図４参照）に回動することで、ナックル１２との取付点Ｐ３（図５参照）である作用点から倍力（力点に入力された力の倍の力）の押圧力が出力される。この押圧力によってナックル１２の後部が車幅方向外側に押されて後輪Ｗのトー角がトーイン方向に変化する。

一方、モータ３０を回転駆動して前記とは反対に電動アクチュエータ３０のロッド３０ａを収縮方向に変位させる。例えば、ロッド３０ａが矢印Ｂ方向（図１参照）に伸長すると、ピボットアーム５４は、ピボットピン５６を回動中心として矢印Ｄ方向（図１参照）に回動する。これにより、ピボットアーム５４に連結された一対のタイロッド３４、３４は、共に矢印Ｆ方向（図１参照）に沿って変位する。タイロッド３４が矢印Ｆ方向（図１参照）に沿って変位することで、ブラケット２６には、タイロッド３４との取付点Ｐ２（図５参照）である力点から押圧力が入力される。ブラケット２６は、ロアアーム１８との取付点Ｐ１（図５参照）を回動支点として矢印Ｈ方向（図２、図４参照）に回動する。

ブラケット２６がロアアーム１８との取付点Ｐ１（図５参照）を回動中心として矢印Ｈ方向（図２、図４参照）に回動することで、ナックル１２との取付点Ｐ３（図５参照）である作用点から倍力の引張力が出力される。この引張力によってナックル１２の後部が車幅方向内側に引っ張られて後輪Ｗのトー角がトーアウト方向に変化する。このように本実施形態では、図示しないステアリングホイールの操作による通常の前輪の操舵に加えて、車速やステアリングホイールの操舵角に応じて後輪Ｗのトー角を制御することで、車両の直進安定性能や旋回性能を向上させることができる。

本実施形態では、ブラケット２６が、ナックル１２の二股分岐部３２とロアアーム１８との間に回動可能に取り付けられている。この場合、ブラケット２６は、ロアアーム１８との取付点Ｐ１を回動支点として回動するだけであり、ロアアーム１８自体が回動乃至揺動するように構成されていない。換言すると、後輪Ｗのトー角度を変化させる際、電動アクチュエータ３０の駆動力によってブラケット２６が取付点Ｐ１を回動支点として回動するだけであって、ロアアーム１８に対して電動アクチュエータ３０の駆動力は伝達されない。これにより、本実施形態では、ロアアーム１８のスプリング装着座面５２に装着されたダンパスプリング２４の軸線位置は、変化することがなく一定位置に保持される。

この結果、本実施形態では、電動アクチュエータ３０によって後輪Ｗを操舵した際、ダンパスプリング２４の軸線位置を一定に保持することが可能となり、サスペンション特性に影響することを好適に回避することができる。

また、本実施形態では、各タイロッド３４が、略長円状を呈するブラケット２６の長軸の一端部に取り付けられ、ロアアーム１８が、ブラケット２６の長軸の他端部に取り付けられ、ナックル１２が、ブラケット２６の長軸の一端部と他端部との間の中間部に取り付けられている。これにより、本実施形態では、てこの原理に基づいて、ブラケット２６をロアアーム１８の取付点Ｐ１を回動支点として回動させることができる。

さらに、本実施形態では、てこの原理（第２種てこ）に基づいてロアアーム１８を回動させているため、電動アクチュエータ３０から伝達されてタイロッド３４の取付点Ｐ２から入力される力が小さい場合であっても、ナックル１２との取付点Ｐ３から出力される力によって後輪Ｗのトー角を変化させることができる。この結果、本実施形態では、電動アクチュエータ３０の小型・軽量化を達成することができる。

さらにまた、本実施形態において、ブラケット２６に対するタイロッド３４の取付点Ｐ２と、ブラケット２６に対するロアアーム１８の取付点Ｐ１とは、隣接して配置されている。これにより、本実施形態では、例えば、電動アクチュエータ３０のロッド３０ａの変位量が小さい場合であっても、後輪Ｗのトー角度の変化量を大きくすることができる。

さらにまた、本実施形態では、タイロッド３４との取付点Ｐ２を力点として電動アクチュエータ３０の駆動力が入力された際、ブラケット２６は、ロアアーム１８との取付点Ｐ１を支点として回動させることで、ナックル１２との取付点Ｐ３を作用点として後輪Ｗのトー角を変化させることができる。本実施形態では、支点と力点との間に作用点が配置された「第２種てこ」の構成を採用することで、サスペンション装置１０全体の小型・軽量化に寄与することができる。

図６は、本発明の他の実施形態に係るサスペンション装置が左右後輪にそれぞれ組み込まれた状態を車両後方から見た側面図である。
図６に示されるように、他の実施形態では、左右一対のタイロッド３４、３４に対してそれぞれ電動アクチュエータ３１ａ、３１ｂを取り付けている点で単一の電動アクチュエータ３０で構成された前記実施形態と相違している。各電動アクチュエータ３１ａ、３１ｂには、モータ６０及び減速機６２が付設されている。なお、電動アクチュエータ３１ａ（３１ｂ）、モータ６０、及び、減速機６２は、それぞれ同じ構成となっている。

２つの電動アクチュエータ３１ａ、３１ｂを併設し、各電動アクチュエータ３１ａ（３１ｂ）によってそれぞれ左右一対のタイロッド３４、３４に連結することで、例えば、５リンクリヤサスペンションに設定されている図示しないリヤトーコントロール装置と同様の構造を採用することができる。

１０、１０ａサスペンション装置
１２ナックル（保持部材）
１４トレーリングアーム（複数のアーム）
１６アッパアーム（複数のアーム）
１８ロアアーム
２０コントロールアーム（複数のアーム）
２４ダンパスプリング
２６ブラケット
３０、３１ａ、３１ｂ電動アクチュエータ（アクチュエータ）
３４タイロッド
Ｗ後輪（車輪）
Ｐ１〜Ｐ３取付点

Claims

車輪を保持する複数のアームを有する操舵車両のサスペンション装置であって、
前記車輪を回転自在に保持する保持部材と、
前記車輪を操舵するアクチュエータと、
前記アクチュエータに連結されて前記アクチュエータの駆動によって進退動作するタイロッドと、
前記タイロッドによって回動動作されるブラケットと、
前記ブラケットに取り付けられるロアアームと、
を備え、
前記ブラケットは、前記保持部材と前記ロアアームとの間に回動可能に取り付けられ、
前記タイロッドは、前記ブラケットの一端部に取り付けられ、
前記ロアアームは、前記ブラケットの他端部に取り付けられ、
前記保持部材は、前記ブラケットの前記一端部と前記他端部との間に取り付けられ、
前記ブラケットに対する前記タイロッド、前記保持部材、及び、前記ロアアームの３つの取付点は、略鉛直上下方向に沿って所定間隔離間して配置されていることを特徴とする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、
前記ブラケットは、前記ロアアームとの取付点を支点として回動可能に設けられることを特徴とするサスペンション装置。
請求項２記載のサスペンション装置において、
前記ブラケットに対する前記タイロッドの取付点と、前記ブラケットに対する前記ロアアームの取付点とは、隣接して配置されていることを特徴とするサスペンション装置。
請求項２又は請求項３記載のサスペンション装置において、
前記タイロッドとの取付点を力点として前記アクチュエータの駆動力が入力された際、前記ブラケットは、前記ロアアームとの取付点を支点として回動し、さらに、前記保持部材との取付点を作用点として前記車輪のトー角を変化させることを特徴とするサスペンション装置。