JPH01106715A - 自動車のサスペンション構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のサスペンション構造に関し、さらに
詳しくは、サスペンションの作動状態に応じた力で弾性
変形可使なアッパーアームを変形させるサスペンション
構造に関する。

（従来技術及びその問題点） ［］動重のサスペンションは、車輪と重体の中間にあっ
て、この両者を結合させると共に、路面からの衝撃を吸
収して乗り心地をよくするという役［１をもっている。

；ト輪と車体との結合に際しては、重体の直進時と旋回
時との操向の安定性か考慮される。すなわち、ハンドル
に軽く手を当てているたけて車体が直進し、それでいて
カーブはスムーズに曲れ１曲り終れば自然に直進状態に
もどる・・・といつぐあいに安定した走行のための工夫
が施される。こうした操向の安定性のために、操向輪で
ある前輪にはホイールアライメント（重輪整列）と呼ば
れる３つの要素がある。

３つの要素とは、キャスターとキャンバ−とトーインで
、夫々異った機能を持ちながら、結果的には一体となっ
て上記のような操向の安定性を車体にもたらすものであ
る。

キャスターは、前東輪の操向軸線（所謂キンクビン軸）
の前後方向の傾きて、上記軸線か後方に傾いてキャスタ
ーか大きいほど直進性はよく、ハンドルのもどりもよい
が、操舵はその分だけ重くなる。

キャンバ−は、車体の前方から見て前車輪の、Ｌ開きと
なっている傾斜をさし、該キャンバ−と逆に下開きに傾
いている所謂キングとン軸とによりハンドルでの操舵の
重さを加減できる。つまり、キャンへ−角が大きい（Ｅ
開きの傾斜か大きい）はどハンドル操舵が軽くなる。し
かし、左右の車輪は夫々傾いている外側に向ってころが
ろうとするようになる。

トーインは、車体の上方から見て左右の前車輪が夫々内
側に向いていることをさし、これにより左右の車輪は内
側に向うので前記キャンバ−特性が相殺される。そして
、これ等ホイールアライメントは、サスベンジ３ン構造
の設計時に夫々所定量に設定される。

例えば、特開昭６０−４４０７号公報に開示されている
ように、キャスター角を車速に応してｊｉ図的に所定量
変えるように構成して低速走行時における操舵力の低減
と高速走行時における直進安定性の向丘とを図ろうとし
たサスベンジ４ン構造がある。

しかし、−殻内なサスペンション構造は、ホイールアラ
イメントの各設定値をｏｒ′Ｉｌさせる構造とはせずに
、サスペンションの作動状態によらない、つまり、サス
ペンションか路面から衝撃を受けてハンプ（ＩＩＩ！む
）、リバウンド（伸びる）する際に上記ホイールアライ
メントの変動の少ない（Ｒ射的には、変動の全くない）
＊造か望ましいものである。

このため、サスペンション構造には、様々な形態の構造
か考えられている。なかでも、ダブルウィツシュボーン
型のサスペンション構造は良好で望ましい特性を示すも
のである。

ダブルウィツシュボーン型のサスペンション構造は、車
輪と車体との間にスイングする板状アームを上ｒ２段に
渡した構成となっており、下側のアームであるｒロアー
アーム」に太いコイルスプリンタが取り付けられ、該コ
イルスプリンタ上端か車体に固定されるものである。な
お、上側のアームはｒアッパーアームＪと呼ばれている
。

通常、ダブルウィツシュボーン型は、ロアーアームをア
ッパーアームよりもかなり長くした不等長リンク機構に
構成される。これによりバンブ時およびリバウンド時の
ホイールアライメントの路面に対するｉ１動特性か決定
される。そして、この不等長リンク機構によりダブルウ
ィツシュボーン型では、ホイールアライメントの各設定
値がサスペンションのバンブ、リバウンド等のストロー
ク（ｌ−、下動）の影響を比較的受けに〈〈なっている
。

特に、路面に対する角度のｆｉｌを抑えることが臂しい
キャンバ−を良好なものとできる。

つまり、サスペンションのストロークの大小に応じて描
かれる車輪の軌跡（サスペンション・ジオメトリ−）は
、キャンバ−か常に所定の値付近に保たれるような軌跡
に不等長リンク機構により規制されている。

しかしなから、上記不等長リンク機構によっても、キャ
ンバ−の変化しないサスペンシランのストローク範囲に
は限界がある。

すなわち、サスペンションの動作ストローク範囲全域に
渡ってキャンバ−が変化しないサスペンション・ジオメ
トリ−を不等長リンク機構により得ることは非常に困難
なものである。特に、車体のロール時には、サスペンシ
ョンが車体に対して大きくストロークすることになり、
キャンバ−変化が著しいという問題となっている。

（発明の目的） 本発明は、上記のような背景に鑑みてなされたものであ
り、キャンバ−が変化しないサスペンションのストロー
ク範囲を従来以りの範囲に拡大できる自動車のサスペン
ション構造を提供すること、をその目的とする。

（発明の構成） 上記目的１ｆ！成のため１本発明による自動車のサスペ
ンション構造は、車輪と車体との間にアッパーアームお
よびロアーアームをＬ下２段に渡した自動車のサスペン
ション構造において、重犯アッパーアームを弾性変形可
能に構成すると共に、サスペンションの作動状態に応じ
て前記アッパーアームの略中央部に力を加えて該アッパ
ーアームを変形させる作用手段を設けて構成したもので
ある。

以上のように構成すると、アッパーアームが上記作用手
段により曲げられるため、車輪の車体に対する角度なサ
スペンションの作動状態に応じて変更することがてきる
。これによりキャンバ−変化が抑えられるストローク範
囲を従来以上に拡大できる。

（９１明の実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明す
る。

第１図は１本発明による自動車のサスペンション構造の
一実施例を示すフロントサスペンションの概略斜視図で
ある。なお、同図は車室側からフロント側を見た際の右
側フロントサスペンションを示している。そして、この
実施例はダブルウィツシュボーン型サスペンション構造
の例である。

第１図において、ｌは車輪、２は車輪ｌを回転自在に支
持する車輌部、３は車軸部２を車体に対して上下揺＠自
在に支持するアッパーアーム、４は同じく車軸部２を重
体に対して上下揺動自在に支持するロアーアームである
。

車軸部２は、車輪ｌを軸部２ａにより軸支してＳす、そ
の車体内側には上下に支持部２ｂ、２ｃが設けられてい
る。

さらに、車軸部２の略中央部には、ナックルアーム２ｄ
が車体後方に突出して延びており、その先端部分でタイ
ロッド７と回動自在に連結されている。なお、このタイ
ロッド７の図示しない他端は、ステアリングギヤ部に連
結されており、これによりバンドルの操舵回転方向に車
軸部２か向きを変えられ操舵される。

アッパーアーム３は、長形板の長子方向中央部を少し下
方にたわめた弓状形状にＦＲＰ（繊維強化プラスチック
）により形成されている。そして、その一方の端ｆｉ３
ａか車軸部２上部の支持ａＢ２ｂと上下揺動自在に連結
されると共に、他方の端部３ｂか図示しないＩ重体に同
じく上下揺動自在に支持される。また、アッパーアーム
３の略中央部のＦ方にたわめられた部位には連結部３Ｃ
が設けられており、スタビライザー５の−・端が連結部
３Ｃに連結されている。このように構成されているため
、１１（体に設置されたアッパーアーム３は上下方向に
弾性変形ｔｓ（ｆ后となっている。

スタビライザー５は、シャフトな略コ字形に折り曲げた
形状となっており、その両端が左右のアッパーアーム３
の連結部３Ｃに連結されると共に、略コ字形状のシャフ
ト中央部は図示しない車体に支持される。

ロアーアーム４は、略Ｙ字形状に形成された金属板によ
り構成されており、その２つに分れた端部４ａ、４ｂが
図示しない車体に回動自在に連結されると共に、他方の
端部４ｃが車軸部２下部の支持部２ｂと揺回動自在に連
結されている。さらに、略Ｙ字形状のロア−アーム４中
央部には、タンパ−６丁部が支持されている。そして、
ダンパー６のＬ部は１図示しないスプリングと共に、　
［％示しない重体に固定されている。これによりダンパ
ー６とその図示しないスプリングとは、路面からの衝撃
力によるサスペンションの振動を適度に抑えるよう働く
ものである。

第２１２１は、第１図に示す右側フロントサスベンジジ
ンを車体前方より見た動作説明のための概念図である。

第２図の（Ａ）は車体の直進時のサスペンションの状Ｊ
５を、また同［４の（Ｂ）は車体の旋回時における旋回
の外側のサスペンションの状態を夫々示すものである。

車体の直進時に左右のサスペンションが同時にバンプ（
縮む）した場合には、左右のサスペンションは同様にバ
ンプするのでスタビライザー５にはねじり力が発生しな
い、したがって、アッパーアーム３との連結ｆ！Ａ３ｃ
には何も力が作用しないので、アッパーアーム３は当初
設定の長さでスイングする。このため、車輪ｌは第２図
の（Ａ）に示すようにそのままの姿勢（角度）を維持す
ることになる。

一方、車体が旋回のために大きくロールした場合には、
スタビライザー５にねじり力が発生する。このねじり力
は旋回の外側のアッパーアーム３を押え込む方向に作用
する。したがって、第２図の（Ｂ）に示すようにアッパ
ーアーム３は大きくたわめられ、その長さが短かく縮め
られた形でスイングする。このため、車輪ｌは第２図の
（Ｂ）に示すようにその姿勢を大きく変化させることに
なる。

なＳ、車体の直進時に左右いずれか一方のサスペンショ
ンかｌ（ンブ（縮む）した場合にも、スタビライザー５
にはねじり力が発生する。しかし、この場合、車体のロ
ール時と違ってスタビライザー５には弱いねしり力しか
発生しないものである。これは、車体のロール時には、
スタビライザー５の左右かロールした左右のサスペンシ
ョンにより１いに逆方向にねじられるのに対し、車体の
直進時に左右いずれか一方のサスペンションがバンプし
た場合には、スタビライザー５がバンブ側しかねじられ
ないことによる。

いずれにしても、スタビライザー５により車体のロール
および車輪のバンプ等すスベンシミンの作動状態に応じ
て強さが増減される力をアッパーアーム３に作用させる
ことかできる。

第３図は、自動車の各走行状態におけるサスペンション
の動作説明のための概念図である。いずれも自動車を前
方より見た図で。

（Ａ）は直進状態を、（Ｂ）は直進状態て両輪共にバン
プした状態を、（Ｃ）は直進状態で片輪のみバンプした
状態を、（Ｄ）は矢示り方向に旋回している状態を夫々
系している。

（Ａ）の直進状態では、サスペンションには外力が何も
作用してないので、キャンバ−は最初に設定された偵そ
のままとなる。

（Ｂ）の両輪共にバンプした状態では、スタビライザー
５にねじり力か発生しないのて、第２図（Ａ）に示す場
合と同様となる。

つまり、キャンバ−は、車輪ｌがそのままの姿勢を維持
するため変化しないことになる。

（Ｃ）の片輪のみバンプした状態では、スタビライザー
５にはそのバンプ側がねじられるためねじり力が発生し
、ハングした側のアッパーアーム３を押え込むように作
用する。このため、アッパーアーム３はその長さが若ト
短く縮められることになり、−１１輪１の姿勢は、第２
図（Ｂ）に示す程ではないが若干変化することになる。

この際に、路面に対する車体の姿勢は変化していないの
で、上記車輪１の姿勢変化はキャンバ−を変化させる方
向への変化となり不都合を生ずるものである。

しかし、この状態でのスタビライザー５のねじり力は上
述のように弱いため、アッパーアーム３およびロアーア
ーム４等により構成されるリンク部分を上記キャンバ−
変化か微小となるよう設計設定することは０丁能である
。

（Ｄ）の矢示り方向に旋回している状態では、スタビラ
イザー５にはロールした左右のサスペンションによりそ
の左右が互いに逆方向にねじられるため大きなねじり力
か発生し、旋回の外側でバンプしているサスペンション
のアッパーアーム３を強く押え込むように作用する。こ
のため、アッパーアーム３はその長さが短く縮められる
ことになり、車輪ｌの姿勢は、第２図（Ｂ）に示すよう
に大きく変化することになる。この際に、旋回のため車
体が大きくロールしているので路面に対する車体の姿勢
は大きく変化しており、玉記車輪ｌの姿勢変化はキャン
バ−の変化を抑え込む方向への変化となる。

しかも、旋回の内側てリバウンドしているサスペンショ
ンのアッパーアーム３は、旋回の外側のそれとは逆にス
タビライザ−５により上方に持ち上げられるため、該ア
ッパーアーム３はその長さを長く引き延ばされてスイン
グすることになる。そして、このアッパーアーム３の長
さの変化による車輪１の姿勢変化は、旋回内側のサスペ
ンションのキャンバ−変化を抑え込む方向への変化とな
る。

このため、旋回により車体が大きくロールしているにも
かかわらず、旋回の内側および外側でキャンバ−の変化
が抑え込まれることになる。

すなわち、このサスペンション構造によれば、アッパー
アーム３かスタビライザー５により車体の旋回等のロー
ル時にハンプ時よりも強く曲げられるため、サスベンジ
菅ンか大きくストロークする（重体の路面に対する姿勢
が大きく変化する）ロール時に車輪ｌの姿勢を車体の姿
勢と逆方向に大きく変更することかできる。これにより
サスペンション構造を従来具ｔのストローク範囲でキャ
ンバ−変化のない特性に設定可能となり、裏返せば従来
具−ヒのストローク範囲でキャンバ−変化のないサスペ
ンション構造を得ることかできる。

したがって、これを適用した自動車のハンドルの操舵性
等操向の安定性を大幅に向−ヒさせることか可能となる
ものである。

なお、アッパーアーム３をＦＲＰにより構成したのは、
鋼等の金属により構成した場合、−度たわませると逆の
方向にもたわんでバネのように振動するので不都合であ
る。ということと、ＦＲＰは強度に対して弾性率か低く
１弾性範囲の伸びが大きいため１強度を確保しなからた
わみを大きくとることができる。という理由による。ち
なみに、鋼の場合、たわみを大きくとろうとするとアー
ムとしての強度か不足することになる。

また、本実施例では、スタビライザー５によりアッパー
アーム３に曲げ力を与えるよう構成したか、これに限定
されるものてはない０例えば、第４ＬＪ４のサスペンシ
ョン構造の他の実施例を示す概略斜視図のように構成す
る等、適宜変更口ｆ能なものである。

第４図に示すサスペンション構造は、第１図に示すスタ
ビライザー５の代りに油圧シリンダー８を用いて構成し
たものである。つまり、油圧シリンダー８の一端をアッ
パーアーム３の略中央部の連結部３Ｃに連結し、他端を
図示しない６１体に固定した４１１成となっている。な
お、油圧シリンダー８の油圧は、パワーステアリング装
置等に接続され、該パワーステアリング装置に連動して
制御されるよう構成されている。

そして、直進時にはアッパーアーム３に油圧がかからな
いよう制御され、旋回時には外輪側に下向きの力か加わ
るよう制御される。

なお、この旋回時に、内輪側に上向きの力か加わるよう
に制御して外輪側を補助するよう構成してもよい。

このような制御により、第１図に示ずサスペンション構
造の場合と同様に、重体のロール時に強い曲げ力をアッ
パーアーム３に作用させてＣ江輪ｌの姿勢を変更し、キ
ャンバ−変化を抑えることか可能となる。

また、第４図に示す油圧シリンダー８をエアーシリンタ
ーとし、空気圧により制御するよう構成しても良い。

（発明の効果） 以し説明したように、この発明によれば、弾性変形可能
なＦＲＰ製のアッパーアームが１Ｖ体のロールおよび車
輪のハンプ等の強さに応じた力で曲げられるため、中輪
の・Ｖ体に対する角度なサスペンションの作動状態に応
じて変更することかでき、これによりキャンバ−変化か
抑えられるストローク範囲を従来以上に拡大できる。

このため、これを適用した自動車のハンドルの操舵性等
操向の安定性を大幅に向上させることか可能となるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動車のサスペンション構造の一
実施例を示すフロントサスペンションの概略斜視図、第
２図はｔ５１　＋Ａに示ス右側フロントサスペンション
を車体前方より見た動作説明のための概念図、第３１Ｊ
は自動車の各走行状態におけるサスペンションの動作説
明のための概念図、第４１５！Ｉは本発明によるフロン
トサスペンションの他の実施例を示す概略斜視図である
。 １・・・車輪 ２・・・車軸部 ２ａ・・・軸部 ２ｂ、２ｃ・・・支持部 ２ｄ・・・ナックルアーム ３・・・アッパーアーム ３ａ、３ｂ＝・端部 ３ｃｍ連結部 ４・・・ロアーアーム ４ａ、４ｂ、４ｃ・・・端部 ５・・・スタビライザー（作用手段） ８・・・油圧シリンダー（作用手段） （Ｃ） （Ｄ） 、」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車輪と車体との間にアッパーアームおよび ロアーアームを上下２段に渡した自動車のサスペンショ
   ン構造において、前記アッパー アームを弾性変形可能に構成すると共に、サスペンショ
   ンの作動状態に応じて前記アッ パーアームの略中央部に力を加えて該アッ パーアームを変形させる作用手段を設けて構成したこと
   、を特徴とする自動車のサスペンション構造。