JPH02208106A - ストラット式サスペンション - 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、車両のストラット式サスペンションに関し、
特に、前輪懸架に用いられ、ステアリング装置に連結さ
れるサスペンションに関する。

（従来技術） ストラット式サスペンションは、ストラット上部と該ス
トラット上部に対して相対滑動可能なストラット下部と
を有するストラットの前記ストラット上部を車体に揺動
可能に連結し、前記ストラット下部を車体の横方向へ伸
びるサスペンションアームに揺動可能に連結して構成さ
れる（たとえば、特開昭５６−８２６１３号公報、特開
昭６３−２８７０７号公報）。

このサスペンションは、車体との取付は点の数が少ない
こと、横方向部材がサスペンションアームのみであるこ
と等の特長を備えるため、車体への入力が小さい上、サ
スペンションジオメトリに及ぼす工作精度の影響が少な
く、横方向のスペース的制約が少ないなどの長所を有す
る。反面、バウンド時、タイヤのキャンバ変化が少ない
ため、旋回外輪の対地キャンバがポジティブ側に大きく
なってしまう、という短所がある。

ところで、たとえば高出力エンジンを搭載した前輪駆動
車に対応するには、急加速や急減速時、前輪がキングピ
ン軸線回りに回転しようとするのを極力抑え、操縦安定
性を確保する必要がある。

前輪は、タイヤの接地面の中央に働く制動力によって、
キングピン軸線の回りを後向きに回転しようとし、また
タイヤの接地面の中央を通る仮想垂直面がタイヤの回転
軸線と交差する点に働く駆動力によって、キングピン軸
線の回りを前向きに回転しようとする。前者の回転の程
度は、キングピン軸線の接地面との交点からタイヤの接
地面の中央に至る距離で与えられるキングピンオフセッ
トの大小によって、また後者の回転の程度は、タイヤの
接地面の中央を通る仮想垂直面とタイヤの回転軸線との
交点からキングピン軸線に至る距離、いわゆるＩに間距
離の大小によって異なり、前輪がキングピン軸線回りに
回転しようとするのを極力抑えるためには、キングピン
オフセット右よびＩＫ間距離をゼロ、あるいは可及的ゼ
ロに近づけなければならない。

別途提案されたストラット式サスペンション（特願昭６
３−２２０４０９号）は、ストラット上部と該ストラッ
ト上部に対して相対滑動可能なストラット下部とを有す
るストラットの前記ストラット上部が車体に揺動可能に
連結され、前記ストラット下部が、車体の横方向へ伸び
るサスペンションアームに揺動可能に連結されるストラ
ット式サスペンションであって、車輪の回転軸線より上
方となる部分および下方となる部分を有し、上方部分が
ボールジヨイントを介して前記ストラット下部に揺動可
能に連結されるホイールキャリアと、一方の端部で前記
サスペンションアームに揺動可能に連結され、他方の端
部でボールジヨイントを介して前記ホイールキャリアの
下方部分に揺動可能に連結されるコントロールリンクと
を含む。該コントロールリンクと前記サスペンションア
ームとの連結点は、前記サスペンションアームが基準状
態からバウンド方向に揺動するにつれ、車体の横方向の
外方へ向けて変位する位置に設けられている。

前記サスペンションはキャンバ変化を大きくできるもの
であって、キングピンオフセットを実質的にゼロにし、
Ｉに間距離を可及的小さくできる。

（発明が解決しようとする課！！ｉ） 前記提案に係るサスペンションを走行状況の下で検討す
ると、次のような問題がある。すなわち、旋回時に外輪
がトーイン方向にステア変化し、バウンド状態になった
とき、車体のローリングに対して対地キャンバ角を適正
に保つには、キャンバ角をネガティブに設定し、バウン
ドに伴い大きなキャンバ変化をさせる必要がある。とこ
ろが、直進時にステア変化なしでバウンド状態になった
とき、キャンバスラストによる直進性の低下を抑えるに
は、キャンバ変化は小さくなければならない。

前記提案に係るサスペンションでは、キャンバ変化が大
きく、後者の要求を満たさない。そこで、キャスタ角を
大きく設定し、これによる直進性の向上により、キャン
バ変化が大きくなったことに伴う直進性低下を補うこと
が考えられる。しかし、キャスタ角を大きく設定すると
、特にＦＦ車の場合、駆動時の直進安定性が損なわわる
。

本発明の目的は、バウンド時にキャンバ変化を大きくし
、同時にキャスタ角を大きくすることの可能なストラッ
ト式サスペンションを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明に係るストラット式サスペンションは、車体に揺
動可能に連結されるストラット上部と該ストラット上部
に対して相対滑動可能かつ前記ストラット上部の軸線の
回りを回転可能なストラット下部とを有するストラット
と、該ストラットの前記ストラット下部がボールジヨイ
ントを介して揺動可能に連結される、車体の横方向へ伸
びるサスペンションアームと、車輪の回転軸線より上方
となる部分および下方となる部分を有し、上方部分がボ
ールジヨイントを介して前記ストラット下部に揺動可能
に連結されるホイールキャリアと、一方の端部で前記サ
スペンションアームに揺動可能に連結され、他方の端部
でボールジヨイントを介して前記ホイールキャリアの下
方部分に揺動可能に連結される第１のコントロールリン
クであって前記サスペンションアームとの連結点が、前
記サスペンションアームが基準状態からバウンド方向に
揺動するにつれ、車体の横方向の外方へ向けて変位する
位置に設けられた第１のコントロールリンクと、一方の
端部で前記ストラット下部に、他方の端部で前記サスペ
ンションアームまたは車体にボールジヨイントを介して
揺動可能に連結される第２のコントロールリンクであっ
てバウンド時に、前記ホイールキャリアの上方部分にあ
る前記ボールジヨイントを車体の後方へ移動させる位置
に設けられた第２のコントロールリンクとを含む。

２つの好ましい態様が与えられる。１つの態様では、第
１のコントロールリンクは一方の端部、すなわち内方の
端部でサスペンションアームと回り対偶をなし、外方の
端部でホイールキャリアと球面対偶をなす。この態様で
は、キングピン軸線はホイールキャリアの上方および下
方に配置されたボールジヨイントのそれぞれの中心を結
ぶ線として与えられる。

別の態様では、第１のコントロールリンクは２本のロッ
ドからなる。各ロッドは内方の端部でサスペンションア
ームと球面対偶をなし、外方の端部でホイールキャリア
と球面対偶をなす。この態様では、キングピン軸線はホ
イールキャリアの上方に配置されたボールジヨイントの
中心と、２本のロッドの軸線の延長線の交点とを結ぶ線
として与えられ、いわば仮想キングピン軸線である。

（作用および効果） タイヤがバウンド状態になり、サスペンションアームが
揺動すると、ストラットが揺動し、同時に第１のコント
ロールリンクがホイールキャリアの下方部分を車体の横
方向の外方へ押し出す。

第１のコントロールリンクによる外方への押出しにより
、ホイールキャリアは上方のボールジヨイントを中心と
して揺動するが、ホイールキャリアにはストラットの揺
動も付加されることから、全体の揺動角度が大きくなり
、タイヤは大幅にキャンバ変化をする。

サスペンションアームが揺動すると、ストラット下部が
第２のコントロールリンクに拘束され、ストラット上部
の軸線回りを回転する。ストラット下部の回転により、
ホイールキャリアの上方にあるボールジヨイントが後方
へ変位し、キャスタ角が大きくなる。

タイヤのバウンドストロークに伴い、キャスタ角が増加
するため、バウンド状態でステア変化が生じたとき、キ
ャンバ角はネガティブ側に増加する。したがって、旋回
外輪のように、トーイン方向へのステア変化とバウンド
ストロークとが同時に起こる状況では、キャンバ角はネ
ガティブ側に大きくなり、対地キャンバ角を適正に保つ
。

直進時のように、ステア変化を伴わないバウンドストロ
ークでは、キャスタ角が大きくなって直進性が向上し、
キャンバ変化が大きくなることによる直進性の低下を補
う。

タイヤがバウンド状態となり、サスペンションアームが
揺動すると、第１のコントロールリンクが横方向の外方
へ押し出されるため、第１のコントロールリンクとホイ
ールキャリアとの結合部にあるボールジヨイントがほぼ
横方向へ変位することとなり、ボールジヨイントの揺動
角度が小さい。これは、ホイールブレーキ装置と干渉す
ることなく、当該ボールジヨイントを車体の横方向の可
及的外方に配置することができることに外ならない。従
って、キングピンオフセットをゼロにし、■に間距離を
可及的短くすることが可能である。これによって、前輪
が制動力や駆動力を受けたとき、キングピン軸線回りに
回転しようとするのを抑えることができ、高性能化を図
りつつ、操縦安定性を高めることができる。

キングピン軸線を独立に設定できるため、サスペンショ
ンジオメトリの設計の自由度が増加する。

（実施例） 本発明に係るストラット式サスペンションは、基本的に
は第１図に示すように構成される。このサスペンション
において、ストラット１０はそれ自体公知の構造のショ
ックアブソーバからなり、ストラット上部１１と、スト
ラット上部１１に対してすべり対偶および回り対偶をな
すストラット下部１２とを有する。ストラット上部１１
とストラット下部１２との間に図示しないコイルばねが
配置される。

サスペンションアーム１４、ストラット下部１２、スト
ラット上部１１および車体１６は第１の４節リンクを構
成する。この４節リンクにおいて、サスペンションアー
ム１４と車体１６とは軸１８で回り対偶をなし、サスペ
ンションアーム１４とストラット下部１２とはボールジ
ョイント２０″′Ｃ球面対偶をなす。そして、ストラッ
ト上部１１と車体１６とはサポート２２で球面対偶をな
す。

サスペンションアーム１４、コントロールリンク２４、
ホイールキャリア２６およびストラット下部１２は第２
の４節リンクを構成する。この４節リンクにおいて、サ
スペンションアーム１４とコントロールリンク２４とは
軸２８に関して回り対偶をなす。

ホイールキャリア２６は、タイヤ３０の回転軸３２の上
方となる部分３３および下方となる部分３４を有する。

キングピン軸線は、ホイールキャリアの上方部分３３と
ストラット下部１２とが球面対偶をなすボールジヨイン
ト３６の中心と、ホイールキャリアの下方部分３４とコ
ントロールリンク２４とが球面対偶をなすボールジヨイ
ント３８の中心とを結ぶ線として与えられる。

第２のコントロールリンク４０とストラット下部１２と
は、ボールジヨイント４２によって球面対偶をなし、コ
ントロールリンク４０とサスペンションアーム１４とは
ボールジヨイント４４によって球面対偶をなす。

第２図は第１図のサスペンションを実施状態としたもの
である。このサスペンションにおいて第１図と実質的に
同じ構成については、説明を省略する。

サスペンションアーム１４は二叉に分岐され、分岐され
た２つの端部１４ａ、１４ｂにゴムのブツシュ（図示せ
ず）が配置され、サスペンションアーム１４はこれらブ
ツシュを貫通する軸１８によって車体１６に揺動可能に
連結されている。

サスペンションアーム１４と車体１６との軸１８に関す
る回り対偶は、サスペンションアーム１４を実質的に真
直ぐなロッドで形成する一方、ホイールキャリア２６に
車体の前後方向の動きを規制するためのストラットバー
を連結することによっても確保することができる。

ボールジヨイント２０より車体の横方向の内方となるサ
スペンションアーム１４の部位に、下方へ突出するブラ
ケット１５が設けられている。

軸２８はブラケット１５に支持されている。他方、コン
トロールリンク２４は二叉に分岐され、分岐された２つ
の端部２４ａ、２４ｂにゴムのブツシュ（図示せず）が
配置される。コントロールリンク２４はこれらブツシュ
を貫通する軸２８によってブラケット１５、従ってサス
ペンションアーム１４に揺動可能に連結されている。こ
れによって、サスペンションアーム１４とコントロール
リンク２４との軸２８に関する回り対偶が確保されてい
る。

サスペンシリンアーム１４とコントロールリンク２４と
の連結点は、サスペンションアーム１４が標準積載時の
バウンド、リバウンドをしていない状態のような基準状
態からバウンド方向に揺動するにつれ、車体の横方向の
外方へ向けて変位する位置に設けられる。

図示の実施例では、サスペンションアーム１４からブラ
ケット１５を下方へ向けて突出し、このブラケット１５
に軸２８を介してコントロールリンク２４を連結するこ
とによって前記構成が確保されている。この場合、軸２
８の軸線が連結点となる。

ホイールキャリア２６はステアリングナックルであり、
上方部分３３にナックルアーム４６が設けられている。

ナックルアーム４６はボールジヨイント４８を介してタ
イロッド５０に連結され、タイロッド５０はボールジヨ
イント５２を介して図示しないステアリング装置のラッ
クバ−のような部材に連結される。

サスペンションアーム１４の中間部位にブラケット５４
が設゛けられ、ボールジヨイント４４がブラケット５４
に支持されている。他方、ストラット下部１２にブラケ
ット５６が設けられ、ボールジヨイント４２がブラケッ
ト５６に支持されている。コントロールリンク４０はこ
れらボールジヨイントを介して、ストラット下部１２と
サスペンションアーム１４とに連結されている。

ボールジヨイント４４とコントロールリンク４０とは、
タイヤ３０がバウンドストロークするとき、ボールジヨ
イント３６が車両の後方へ移動し、キャスタ角を増加す
るように配置される。

第６図に示す実施例では、ボールジヨイント４４は、ボ
ールジヨイント２０の中心とサポート２２の中心とを結
ぶ直線に対して垂直でかつボールジヨイント２０の中心
を通る直線ａより上方となるように配置されている。ま
た、コントロールリンク４０は、ボールジヨイント２０
の中心から軸１８に下ろした垂線と、サポート２２の中
心とを含む面に対し、車両の後方（図では手前側）に位
置するように配置されている。

第７図に示す実施例では、ボールジヨイント４４が直線
ａより下方に位置する。そして、コントロールリンク４
０は、ボールジヨイント２０から軸線１８に下ろした垂
線とサポート２２の中心とを含む面に対して車両の前方
に配置されている。

ストラット式サスペンションの別の実施例を示す第３図
において、第２図に示したサスペンションと異なる構成
について説明する。

第１のコントロールリンク７０は第１のロッド７１と、
第２のロッド７２とからなる。両ロッド７１．７２は背
面視において実質的に同一レベルに配置され、１本のコ
ントロールリンクと等価である。サスペンションアーム
１４、コントロールリンク７０、ホイールキャリア２６
およびストラット下部１２は第２の４節リンクを構成す
る。

サスペンションアーム１４、第１のロッド７１、ホイー
ルキャリア２６および第２のロッド７２は第３の４ｉｌ
ｆ１リンクを構成する。具体的には、サスペンションア
ーム１４から、下方へ向けて２つの前後に間隔をおいた
アーム部分が突出され、後方のアーム部分がボールジヨ
イント７４を介して第１のロッド７１に、また前方のア
ーム部分がボールジヨイント７８を介して第２のロッド
７２に連結されている。

ホイールキャリア２６の下方部分３４は二叉に分岐され
、分岐された一方の端部がボールジヨイント７６を介し
て第１のロッド７１に、また他方の端部がボールジヨイ
ント８０を介して第２のロッド７２に連結されている。

第１のロッド７１とサスペンションアーム１４とが球面
対偶をなすボールジヨイント７４の中心と第１のロッド
７１とホイールキャリア２６の下方部分３４とが球面対
偶をなすボールジヨイント７６の中心とを結ぶ直線と、
第２のロッド７２とサスペンションアーム１４とが球面
対偶をなすボールジヨイント７８の中心と第２のロッド
７２とホイールキャリア２６の下方部分３４とが球面対
偶をなすボールジヨイント８０の中心とを結ぶ直線との
交点は仮想回転中心Ｐである。仮想回転中心Ｐは背面視
においてボールジヨイント７６．８０より車体の横方向
の外方に位置するように定められる。

キングピン軸線は、ホイールキャリアの上方部分３３と
ストラット下部１２とが球面対偶をなすボールジヨイン
ト３６の中心と、仮想回転中心Ｐとを結ぶ線として与え
られる。

第４図および第５図はストラット式サスペンションのさ
らに別の実施例であって、第４図は第２図のものの一部
に、また第５図は第３図のものの一部に変更を施しであ
る。すなわち、両実施例において、第２のコントロール
リンク４０は、ボールジヨイント４４を介して車体１６
に揺動可能に連結されている。

第８図に示す実施例では、ボールジヨイント４４は、ス
トラット下部１２と車体との瞬間中心すとボールジヨイ
ント４２とを結ぶ直線Ｃの上方で、直線Ｃに垂直なボー
ルジヨイント４２の中心を通る直線ｄより、車両の横方
向の内方に配置ボールジヨイント２０から軸線１８に下
ろした垂線とサポート２２の中心とを含む面に対し、車
両の前方に位置する。

第９図に示す実施例では、ボールジヨイント４４は直線
Ｃより下方かつ直線ｄより内方に位置し、コントロール
リンク４０は、ボールジヨイント２０から軸線１８に下
ろした垂線とサポート２２の中心とを含む面に対し、車
両の後方に位置する。

（実施例の作用） キャスタ角の増加： 第２のコントロールリンク４０がサスペンションアーム
１４に連結された態様の作用を、背面視の第６図を参照
して説明する。図中、実線は基準状態を、破線はバウン
ド状態を示す。

サスペンションアーム１４が基準状態からバウンド状態
に移動すると、ボールジヨイント４４はボールジヨイン
ト２０を中心に反時計方向に回転する。このとき、ボー
ルジヨイント４２とボールジヨイント４４とがコントロ
ールリンク４０によって連結され、その距離が規制され
ているため、ストラット下部１２はボールジヨイント２
０とサポート２２とを結ぶ直線を中心として回転する。

ストラット下部１２の回転により、ボールジヨイント３
６は車両後方（図の手前側）に変位する。その結果、側
面視において、ボールジヨイント３６とボールジヨイン
ト２０とを結ぶ直線と鉛直線とのなす角、すなわちキャ
スタ角が増加する。

第２のコントロールリンク４０が車体に連結された態様
の作用を、背面視の第８図を参照して説明する。

ボールジヨイント４２は、バウンドストロークするとき
、コントロールリンク４０があるため、車体に対してボ
ールジヨイント４４を中心に動く。この動きをベクトル
ｑで表わしである。コントロールリンク４０による拘束
がなく、従って、ストラット下部１２がボールジヨイン
ト２０とサポート２２とを結ぶ直線を中心として回転し
ないと仮定した場合、ボールジヨイント４２は車体に対
して瞬間中心すを中心に動く。この動きをベクトルｒで
表わしである。ベクトルｑとベクトルｒとの差は、スト
ラット下部１２がボールジヨイント２０とサポート２２
とを結ぶ直線を中心に回転することにより吸収される。

ストラット下部１２の回転により、ボールジヨイント３
６は車両後方に変位する キャンバ角の変化： 第２図に示した実施例の作用を、背面視の第１０図およ
びストラット下部を基準とした各構成部品の動きを示す
第１１図を参照して次に説明する。第１θ図および第１
１図において、実線は基準状態を示し、破線はバウンド
した状態を示す。

バウンドに伴い、ストラット上部１１がボールジヨイン
ト２２を中心に基準状態から時計方向にθ鳳回転すると
、サスペンションアーム１４がストラット下部１２に対
し、ボールジヨイント２０を中心に基準状態から反時計
方向に０２回転する。そして、軸２８がストラット下部
１２に対し、ボールジヨイント２０を中心に反時計方向
に０２回転し、コントロールリンク２４を介してボール
ジヨイント３８を右方向へ動かすため、ホイールキャリ
ア２６がストラット下部１２に対し、ボールジヨイント
３６を中心に基準状態から時計方向に０３回転する。さ
らに、タイヤ３０が基準状態から時計方向に０４回転す
る。

前記した方向に向くときの各角度を正とすると、θ、＝
０１＋０３の関係が成り立ち、このθ４は本発明によっ
て得られるキャンバ変化である。従来のストラット式サ
スペンションでは、θ鳳のキャンバ変化が得られるに留
まっていたが、本発明によれば、角度θ３の補正角を加
えたキャンバ変化が得られる。この場合の補正角θ３は
、ボールジヨイント２０に対する軸２８の位置関係、換
言すると、ボールジヨイント２０から軸２８に至る距１
ＩＩＬと、ボールジヨイント２０および軸２８を結ぶ直
線が垂直線となす角度θ５とによって大きく影響される
。

次に、バウンドに伴うボールジヨイント３８の揺動角は
、従来のストラット式サスペンションでは、第１１図に
示すように、サスペンションアーム１４の揺動角とほぼ
等しい揺動角となるところ、本発明では、従来のものに
比べて小さくなっている。これにより、ボールジヨイン
ト３８を車体の横方向の可及的外方に配置することが可
能となり、キングピンオフセットをゼロとした状態で、
キングピン傾角を所要の限度で小さくすることができる
。これは■に間距離Ｌ２を小さくできることを意味する
。

第３図に示したストラット式サスペンションのキングピ
ン軸線と、従来のストラット式サスペンションのキング
ピン軸線とを比較した第１２図において、本実施例に係
るものでは、キングピン軸線に、は、ホイールキャリア
の上方のボールジヨイント３６の中心と仮想回転中心Ｐ
とを結ぶ線で与えられる。これに対し、従来のものでは
、キングピン軸線に２は、サポート２２の中心と、サス
ペンションアーム１４とホイールキャリア２６の下方部
分との連結部に配置されるボールジヨイント９０の中心
とを結ぶ線で与えられる。この図から明らかであるよう
に、第３図の実施例では、キングピンオフセットがゼロ
となっているが、従来のものではり、である。また、第
３図の実施例のＩＫ間距５１　Ｌ　２に対し、従来のも
のはＬ２より大きいＬ３となっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るストラット式サスペンションの基
本構成を示す模式図、第２図は第１図のものを実施状態
にした模式図、第３図ないし第５図はストラット式サス
ペンションの別の実施例の模式図、第６図は第２図の実
施例のキャスタ角の変化を示す背面図、第７図は第２の
コントロールリンクの配置を示す模式図、第８図および
第９図は第４図の実施例のキャスタ角の変化を示す背面
図、第１０図および第１１図は第２図の実施例のキャン
バ角の変化を示す背面図、第１２図は第３図の実施例の
キングピン軸を示す背面図である。 １０ニストラツト、 １１ニストラット上部、 １２ニストラット下部、 １４：サスペンションアーム ２４：第１のコントロールリンク、 ２６：ホイールキャリア、 ４０：第２のコントロールリンク、 ２０．２２．３６．３８．４２１．４４：ボールジヨイ
ント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体に揺動可能に連結されるストラット上部と該ストラ
   ット上部に対して相対滑動可能かつ前記ストラット上部
   の軸線の回りを回転可能なストラット下部とを有するス
   トラットと、該ストラットの前記ストラット下部がボー
   ルジョイントを介して揺動可能に連結される、車体の横
   方向へ伸びるサスペンションアームと、車輪の回転軸線
   より上方となる部分および下方となる部分を有し、上方
   部分がボールジョイントを介して前記ストラット下部に
   揺動可能に連結されるホィールキャリアと、一方の端部
   で前記サスペンションアームに揺動可能に連結され、他
   方の端部でボールジョイントを介して前記ホィールキャ
   リアの下方部分に揺動可能に連結される第１のコントロ
   ールリンクであって前記サスペンションアームとの連結
   点が、前記サスペンションアームが基準状態からバウン
   ド方向に揺動するにつれ、車体の横方向の外方へ向けて
   変位する位置に設けられた第１のコントロールリンクと
   、一方の端部で前記ストラット下部に、他方の端部で前
   記サスペンションアームまたは車体にボールジョイント
   を介して揺動可能に連結される第２のコントロールリン
   クであつてバウンド時に、前記ホィールキャリアの上方
   部分にある前記ボールジョイントを車体の後方へ移動さ
   せる位置に設けられた第２のコントロールリンクとを含
   む、ストラット式サスペンション。