JPH03186410A - 独立懸架式サスペンション - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、自動車の前輪あるいは後輪に適用される独立
懸架式サスペンションに関し、特にウィツシュボーン型
独立懸架式ザスペンションに関する。

（発明の技術的背景ならびにその問題点）自動車の走行
中において路面から受ける種々の振動や衝撃を吸収する
ため、ボデーとアクスルとの間には、緩衝作用を備えた
懸架装置（サスペンション）が設けられている。かかる
サスペンションは、自動車を路面上に支え駆動輪からの
推進力をボデーに伝え、１６１時に路面からの衝撃を緩
和して自動車を破損から守るだけでなく、乗り心地と追
行安定性を改善する重要な機能をもつことから、自動車
の高速化と共にその機能は高速化の眼界を左右するもの
として益々重要視され、装置全般に対する科学的な研究
が進められて多くの機構型式および要素が開発されてい
る。

サスペンションは、一般に１−下方向には柔らかく、前
後左右方向には撃くする必要があり、その構造面から大
別すると車軸懸架式サスペンションと独立懸架式サスペ
ンションとに分類することができる。車軸懸架式サスペ
ンションは一般にトラックの前輪及び後輪、乗用車の後
輪に用いられているのに対し、独立懸架式サスペンショ
ンは乗り心地及び走行安定性を重視する乗用車の前輪お
よび後輪に多用されている。

独立懸架式サスペンションは、左右のホイールを１本の
アクスルで連結せずに独立して運動できるようにしたも
ので、その構造面から大別すると、ウィツシュボーン型
、マツクファーソン型、トレーリングアーム型、スイン
グアクスル型に分類することができる。このような独立
懸架式サスペンションは、車軸懸架式サスペンションに
比べ、左右いづれかのホイールが路面突起に乗り上げて
も人間の膝の関節のような働きをしてそのホイールだけ
が上下しボデーは傾斜せず、ローリング（横ゆれ）を抑
制して安定な走行を行なうことができるという利点を有
している。

独立懸架式サスペンションの中で最も広く用いられてい
るのがウィツシュボーン型サスペンションである（例え
ば、実開昭５３−２６．０２０号公報参照）。このタイ
プの特徴は、２本のアームによるリンク機構が平行四辺
形的な働きをするため車輪は略重直に上下することとな
り、これによってタイヤは路面に対して常に水平に接触
し、接地性が良好であるという点にある。また、マツク
フγ−ソン型に比べ構造が複雑であるため車量およびコ
ストの面、あるいは、２本のアームがエンジンルームに
張り出す構成となることからエンジンルームが狭くなる
という点で改良すべき秤々の課題を白°しているが、頑
丈でありコーナリング時の安定性に優れている点で近年
再び脚光を浴びている。

ウィツシュボーン型独立懸架式サスペンションは、第７
図に示すように、鶏の胸の叉骨（ウィツシュボーン）形
状に類似した２本のコントロールアーム３，４によりナ
ックル２がボデーあるいはフレーム５に取り付けられて
おり、このｒＡＪ字型をしたコントロールアーム３，４
の開いた方がボデー側５に取り付けられ、他端はナック
ル２にて上下が連結されている。ボデー５とコントロー
ルアーム３，４との連結側は、ブツシュ１０゜１１にて
連結し、一方ナックルスピンドル２とコントロールアー
ム３，４とは、上下ともボールジヨイント１２．１３で
連結するのが一般的である。

これにより、」−下２本のコントロールアーム３゜４と
ナックル２はリンク機構を構成することとなる。なお、
このように２本のコントロールアームがともにＡ字型を
したウィツシュボーン型サスペンションの他にも、ロア
アームがＡ字型ではなくテンションロッドにより前後方
向に働く力を補うように構成したものも知られている（
いわゆるｒｌＪ型アーム）。

かかるウィツシュボーン型サスペンションを備えた車体
においてタイヤ磨耗性、操縦安定性、ステアリングハン
ドルへの振動伝達防止等を満足すべきものとするために
は、アッパアームとロアアームの長さ、および取り付は
位置（間隔）等を適ｎ選択する必要がある。

しかしながら、アッパアームとロアアームの長さ、およ
びこれらの取り付は位置（間隔）は、実質的に搭載すべ
き自動車の配置スペースによって大きく制約される。例
えば、旋回時の走行安定性を向−卜させるためには旋回
時においても対地キャンバが０°となるようなコントロ
ールアームの配置とすることが考えられ、アッパアーム
を適当な良さにして車輪の上下動によるアッパアームの
揺動角を旋１ｐＪ時の車体の揺動角に対応したものに構
成することが奸ましいが、アッパアームを長くすると誂
アッパアームを軸支する支点がエンジンルーム内まで張
り出すこととなる。したがって、自動車の閃形設：１、
エンジン設＝１等に多大な影響を及ぼすことから、従来
においてはサスペンションの件能をある稈度犠牲にして
いるのが実情であった。

しかも、従来のサスペンションにあっては、車両前力′
から見たアッパアームとロアアームの配ぺは、ロールセ
ンタ高さの変化特性、スカッフのに化特性およびキャン
バ変化特性により一義的に決定され、これら各特性値の
選択範■は他の２つの特性値によって極端に制限されて
しまうことから、設計自山度に欠けるという欠点があっ
た。例えば、キャンバの変化特性を対地キャンバ角が０
°となるようなアッパアームとロアアームとの配置を検
討すると、スカッフの変化量が過大となって車体の横揺
れが大きくなったり、あるいはロールセンタの変（、ｌ
、が大きくなって、旋回時の走行安定性が低下すること
になる。

さらに、車輪のキャンバ角は、旋−時において対地キャ
ンバが０°となるように車体の揺動角にともなってネガ
ティブキャンバ方向に変化することがＩＪＦましいこと
は上述した通りであるが、直進走行−において車輪が地
面の突起等に乗り−Ｌげて所定以−Ｌにバンブストロー
クした場合にあっては車輪にキャンバスラストが発生す
ることから、その時点からネガティブキャンバ傾向を抑
制する方が直進上行安定性を向りさせるＬでなｒましい
と菩える。しかしながら従来のサスペンションは、車輪
の上下動が大きくなればなるほど大きなネガティブキャ
ンバ傾向を示し、したがって旋回走行安定性と直進走行
安定性とを同時に満足することができなかった。

そこで本発明者らは、車輪のストロークに応じてアッパ
アームの揺動角および長さを適宜変化させることができ
れば、同じロールセンタ高さ、同じスカッフ変化であっ
ても、異なるキャンバ変化特性をＩｔえることができる
ことを見出し、本発明を完成するに至った。

（発明の目的） 本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、同じロールセ
ンタ高さ、同じスカッフ変化であっても、異なるキャン
バ変化特性を与えることができ、サスペンション設計に
おける白山度が格段に向トすると」（に、走行安定性を
満足すべきものに設定することができるサスペンション
を提供することにある。

（発明の概要） １−記一的を達成するための第１の発明は、車輪に取り
付けられたナックルに先端を揺動自在に連結したアッパ
アームとロアアームとからなる一対のコントロールアー
ムをｆ丁し、このコントロールアームの基端を車体側に
揺動自在に枢着してなるウィツシュボーン型独立懸架式
サスペンションにおいて、 前記アッパアームを、ナックル側アッパアームと車体側
アッパアームとに分割すると共に、これら両アッパアー
ムを前記車輪の」二下移動方向に揺動自在となるように
連結し、さらに、前記車体側アッパアームとロアアーム
とを、両端を揺動自在とした剛体により連結したことを
特徴とする独立懸架式サスペンションである。

また、上記目的を達成するための第２の発明は、車輪に
取り付けられたナックルに先端を揺動自在に連結したア
ッパアームとロアアームとからなる一対のコントロール
アームを合し、このコントロールアームの基端を車体側
に揺動自在に枢着してなるウィツシュボーン型独立懸架
式サスペンションにおいて、 前記アッパアームを、ナックル側アッパアームと車体側
アッパアームとに分割し、剛体の一端を、前記車輪の上
下移動方向に揺動自在となるように車体側アッパアーム
に連結すると共に、剛体の他端を、前記車輪の上下移動
方向に揺動自在となるようにロアアームに揺動自在に連
結し、さらに、前記ナックル側アッパアームの一端を剛
体に揺動自在に連結したことを特徴とする独立懸架式サ
スペンションである。

このように構成した第１および第２の発明にあっては、
直進走行時においては、アッパアームのアーム長は、ナ
ックルとの連結部と、車体との連給部とを結ぶ直線長（
Ｌｌ）となっている。この状態から、車体が旋回した場
合、あるいは路上の突起物に車輪が乗り上げた場合など
においては、車体に対する車輪の相対位置が上方に移動
し、これにともなってロアアームが車体との連結部を中
心に上方に回動する。すると、このロアアームに取り付
けられた剛体が車体側アッパアームを押し」二げる。こ
のとき、剛体の下端および上端の取り付は位置を適宜変
更すれば、ロアアームの揺動角に対する車体側アッパア
ームの揺動角は変化することとなる。これにより、車体
側アッパアームと剛体との連結部が所定角度折れ曲ると
共に、これにともなって、剛体とナックル側アッパアー
ムとの連結部、すなわち揺動軸が所定の角度だけ折れ萌
がることとなり、アッパアームのアーム長（Ｌ２）は、
直進走行時より所定長（Ｌｌ　−Ｌ２　）だけ変化する
。したがって、車輪は所定のキャンバ角を６することに
なる。

このように、本発明のサスペンションにあっては、アッ
パアームおよびロアアームの車体への取り付は位置、ナ
ックルとの取り付は位置、両アームの長さ等を変えなく
とも、車体側アッパアームおよびナックル側アッパアー
ムの長さ、剛体の長さ、および剛体に対するナックル側
アッパアームの取り付は位置を適宜選択することによっ
て、同じロールセンタ高さ、同じスカッフ変化であって
も、異なるキャンバ変化特性を与えることができ、サス
ペンション設計における自由度が格段に向上すると共に
、走行安定性を満足すべきものに設定することができる
。

（発明の詳細な説明） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、第１の発明の一実施例を示す斜視図、第２，
３図は、同実施例の動作を説明する概念図であり、第７
．８図に示す従来のサスペンションと同一の部利には同
一の符号を付しである。

車輪１が回転自在に取り付けられたナックル２は、車輪
１を軸受（不図示）を介して支承するスピンドル１８と
、このスピンドルの基端から」二下に分岐して延出する
二股腕１９．２０と、図示しない操舵機構が連結されて
車輪１の操舵角を適宜変更するナックルアーム２１とか
らなる。第１囚に示すように、二股腕１９．２０の先端
には、ボールジヨイント１２．１３を介して２本のＡ型
コントロールアーム３，４が連結され、車輪１が上下動
した場合にあっても、また操舵機構により車輪１が操舵
された場合にあっても、ナックル２はコントロールアー
ム３，４に対して揺動自在となっている。なお、両ボー
ルジヨイント１２．１３の中心を結ぶ直線の傾きによっ
てキャスタが決定される。

ロアアーム４は、基端側が前後一対のアーム部４ａ、４
ｂに分岐した、いわゆるＡ型アームであって、このＡ型
ロアアーム４のアーム部４ａ、４ｂが、ボデーあるいは
フレーム５にブツシュ１１を介して取り付けられ、ブツ
シュ１１の剪断力に抗して軸１４の周りに回動する。ま
た、第２図に示すように、ロアアーム４とフレーム５と
の間には懸架スプリング２２が設けられて、ロアアーム
４を下方へ付勢している。

一方、本実施例に係るアッパアーム３は、ナ・ソクル側
アッパアーム６と車体側アッパアーム７とからなり、何
れもＡ型アームにより構成されている。これら両アッパ
アーム６．７は、ナ・ソクル側アッパアーム６のアーム
部６　ａ、　６　ｂと車体側ア・ソバアーム７の先端部
７Ｃとが揺動軸８にて連結されており、この揺動軸８の
周りにす・ノクル側ア・ソバアーム６と車体側アッパア
ーム７とが相対的に回動する。車体側アッパアーム７の
基端側、すなわちアーム部７ａ、７ｂは、前述したロア
アーム４と同様に、ブツシュ１０により車体あるいはフ
レ−１，５に連結され（第２圓参照）、軸１５の周りに
車体側アッパアーム７が回動する。したがって、ナック
ル側アッパアーム６は、車体側アッパアーム７に対して
は揺動軸８の周りに目動するが、車体（フレーム５）に
対しては車体側アッパアーム７を介して軸１５の周りに
回動することになる。

本実施例のサスペンションにあっては、ロアアーム４の
先ｆｆ＋Ｉｊ　４　ｅと、車体側アッパアーム７の先端
７ｃとが、剛体９により連結されている。剛体つとロア
アーム４とは、？１ＩＩ１６の周りに剛体９がロアアー
ム４に対して回動するように連結されており。また、剛
体９と車体側アッパアーム７とは、ｈｔ＋１７の周りに
剛体９が車体側アッパアーム７に対して［−動するよう
に連結されている。

以−４−二のように、車体側アッパアーム７、ナックル
側アッパアーム６、ナックル２、および剛体９はリンク
機構を構成することとなる。

次に、本実施例のサスペンションの動作を説明する。

第２図は、自動車に取り付けられた本実施例のサスペン
ションを車両前方から見た平爪面図、第３図は同実施例
の車輪が−に方に移動した場合のサスペンションを示す
平爪面図である。

第２国に示すように、直進走行時においては、アッパア
ーム３のアーム長は、ボールジヨイント１２とブツシュ
１０とを桔ぶ直線長Ｌ１となっている。この状態から、
車体が旋回した場合、あるいは路上の突起物に車輪１が
乗り上げた場合などにおいては、フレーム５に対する車
輪１の相対位置がＬ方に移動し、これにともなってロア
アーム４がブツシュ１１を中心に−Ｌ方に回動する。す
ると、このロアアーム４に取り付けられた剛体９が車体
側アッパアーム７を押し７トげる。このとき、本実施例
においては、ブツシュ１１ど剛体９の下端との長さ、お
よび、ブ・ツシュ１０と剛体９の上端との長さを異なる
ように設定しているため、ロアアーム４の揺動角と車体
側アッパアーム７との揺動角は相違することとなる。こ
れにより、車体側アッパアーム７とナックル側アッパア
ーム６との連粘部、すなわち揺動軸８が所定の角度だけ
折れ■がることとなり、アッパアーム３のアーム長は、
ボールジヨイント１２とブツシュ１０とを結ぶ直線長Ｌ
２となって直進走行時より所定長だけ塙くなる。したが
って、車輪１は所定のキャンバ角をｈすることになる。

このように、本実施例のサスペンションにあっては、ア
ッパアーム３およびロアアーム４のフレーム５への取り
付は付置、ナックル２との取り付は位置、両アーム３，
４の長さ等を変えなくとも、車体側アッパアーム７およ
びナックル側アッパアーム６の長さ、剛体９の長さ、お
よび剛体９の上下両端の取り付は位置を適ＴＴ、選択す
ることによって、ｌＯｌじロールセンタ高さ、１０１じ
スカッフ変化であっても、光なるキャンバ変化特性をｔ
ｊえることかでき、サスペンション設計における白山度
が格段に向上するとノシに、走行安定性を満足すべきも
のに設定することかできる。

次に、第２の発明の一実施例について説明する。

第４図は、第２の発明の一実施例を示す斜視図、第５，
６図は、同実施例の動作を説明する概念図であり、第１
〜３図に示す第１の発明の実施例および第７，８図に示
す従来のサスペンションと同一の部月には同一の符５Ｊ
を付しである。

車輪１が回転自在に取り４４けられたナックル２は、車
輪１を軸受（不図示）を介して支承するスピンドル１８
と、このスピンドルの基端から−１−二下に分岐して延
出する二股腕１．９．２０と、図示しない操舵機構が連
結されて車輪１の撮舵角を適ｎ変更するナックルアーム
２１とからなる。第４図に示すように、二股腕１９．２
０の先端には、ボールジヨイント１２．１３を介して２
本のＡ型コントロールアーム３，４が連結され、車輪１
が上下動した場合にあっても、また操舵機構により車輪
１が操舵された場合にあっても、ナックル２はコントロ
ールアーム３，４に対して揺動自在となっている。なお
、両ボールジヨイント１２．１３の中心を結ぶ直線の傾
きによってキャスタが決定される。

ロアアーム４は、基端側が前後一対のアーム部４ａ、４
ｂに分岐した、いわゆるＡ型アームであって、このＡ型
ロアアーム４のアーム部４ａ、４ｂが、ボデーあるいは
フレーム５にブツシュ１１を介して取り付けられ、ブツ
シュ１１の剪断力に抗して軸１４の周りに回動する。ま
た、ロアアーム４とフレーム５との間には懸架スプリン
グ（不図示）が設けられて、ロアアーム４を下方へ付勢
している。

一方、本実施例に係るアッパアーム３は、ナックル側ア
ッパアーム６と車体側アッパアーム７とからなり、何れ
もＡＱアームにより構成されている。車体側アッパアー
ム７の基端側、すなわちアーム部７ａ、７ｂは、前述し
たロアアーム４と同様に、ブツシュ１０により車体ある
いはフレーム５に連結され（第５図参照）、軸１５の周
りに車体側アッパアーム７が助動する。また、本実施例
のサスペンションにあっては、ロアアーム４の先端４ｃ
と、車体側アッパアーム７の先端７ｃとが、剛体９によ
り連結されている。剛体９とロアアーム４とは、軸１６
の周りに剛体９がロアアーム４に対して回動するように
連結されており。また、剛体９と車体側アッパアーム７
とは、軸１７の周りに剛体９が車体側アッパアーム７に
対して回動するように連結されている。

さらに、ナックル側アッパアーム６のアーム部６ａ、６
ｂと剛体９とが揺動軸８にて連結されており、この揺動
軸８の周りにナックル側アッパアーム６と剛体９とが相
対的に助動する。したがって、ナックル側アッパアーム
６は、剛体９に対しては揺動軸８の周りに回動するとノ
（に、車体側アッパアーム７に対しては軸１７の周りに
回動するが、車体（フレーム５）に対しては剛体９およ
び車体側アッパアーム７を介して軸１５の周りに回動す
ることになる。

以りのように、車体側アッパアーム７、ナックル側アッ
パアーム６、ナックル２、および剛体９はリンク機構を
構成することとなる。

次に、本実施例のサスペンションの動作を説明する。

第５図は、自動車に取り付けられた本実施例のサスペン
ションを車両前方から見た平圧面図、第６図は同実施例
の車輪が上方に移動した場合のサスペンションを示す平
圧面図である。

第５図に示すように、直進走行時においては、アッパア
ーム３のアーム長は、ボールジヨイント１２とブツシュ
１０とを結ぶ直線長ＬＬとなっている。この状態から、
車体が旋目した場合、あるいは路」二の突起物に車輪１
が乗り上げた場合などにおいては、フレーム５に対する
車輪１の相対位置がに方に移動し、これにともなってロ
アアーム４がブツシュ１１を中心に」ニガに助動する。

すると、このロアアーム４に取り付けられた剛体９が車
体側アッパアーム７を押しＬげる。このとき、本実施例
においては、ブツシュ１１と剛体９の下１５：Ｉｊとの
長さ、および、ブツシュ１０と剛体９の−１一端との長
さを異なるように設定しているため、ロアアーム４の揺
動角と車体側アッパアーム７との揺動角は相違すること
となる。これにより、車体側アッパアーム７と剛体９と
の連結部が所定角度折れ聞ると共に、これにともなって
、剛体９とナックル側アッパアーム６との連結部、すな
わち揺動軸８が所定の角度だけ折れ曲がることとなり、
アッパアーム３のアーム長は、ボールジヨイント１２と
ブツシュ１０とを結ぶ直線長Ｌ２となって直進走行時よ
り所定長（ＬＬ　−Ｌ２　）だけ矯くなる。したがって
、車輪１は所定のキャンバ角を有することになる。

このように、本実施例のサスペンションにあっては、ア
ッパアーム３およびロアアーム４のフレーム５への取り
付は位置、ナックル２との取り付は位置、両アーム３．
４の長さ等を変えなくとも、車体側アッパアーム７およ
びナックル側アッパアーム６の長さ、剛体９の長さ、お
よび剛体９に対するナックル側アッパアーム６の取り付
は位置を適宜選択することによって、同じロールセンタ
高さ、同じスカッフ変化であっても、異なるキャンバ変
化特性を与えることができ、サスペンション設計におけ
る自由度が格段に向上すると共に、走行安定性を満足す
べきものに設定することができる。

本発明は、上述した実施例に限定されることなく、本発
明の里旨を越えない限りにおいて柿々に改変することが
できる。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれは、アッパアームおよび
ロアアームの車体への取り付は位置、ナックルとの取り
付は位置、両アームの長さ等を変えなくとも、車体側ア
ッパアームおよびナックル側アッパアームの長さ、剛体
の長さ、および剛体に対するナックル側アッパアームの
取り付は位１ｒＳを適ＴＴ選択することによって、同じ
ロールセンタ畠さ、同じスカッフ変化であっても、異な
るキャンバ変化特性をりえることができ、サスペンショ
ン設計における白山度が格段に向上すると共に、走行安
定性を満足すべきものに設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１の発明の一実施例を示す斜視図、第２，
３図は、同実施例の動作を説明する概念図、第４図は、
第２の発明の一実施例を示す斜視図、第５．６図は、同
実施例の動作を説明する概念図、第７，８図は、従来の
サスペンションを示す概念図である。 ］・・・車輪、　　　　　　　　２・・・ナックル、３
・・・アッパアーム、　　　４・・・ロアアーム、５・
・・車体（フレーム）、 ６・・・ナックル側アッパアーム、 ７・・・車体側アッパアーム、 ９・・・剛体、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）車輪（１）に取り付けられたナックル（２）に先端
   を揺動自在に連結したアッパアーム（３）とロアアーム
   （４）とからなる一対のコントロールアームを有し、こ
   のコントロールアームの基端を車体側（５）に揺動自在
   に枢着してなるウィッシュボーン型独立懸架式サスペン
   ションにおいて、前記アッパアーム（３）を、ナックル
   側アッパアーム（６）と車体側アッパアーム（７）とに
   分割すると共に、これら両アッパアーム（６，７）を前
   記車輪（１）の上下移動方向に揺動自在となるように連
   結し、 さらに、前記車体側アッパアーム（７）とロアアーム（
   ４）とを、両端を揺動自在とした剛体（９）により連結
   したことを特徴とする独立懸架式サスペンション。 ２）車輪（１）に取り付けられたナックル（２）に先端
   を揺動自在に連結したアッパアーム（３）とロアアーム
   （４）とからなる一対のコントロールアームを有し、こ
   のコントロールアームの基端を車体側（５）に揺動自在
   に枢着してなるウィッシュボーン型独立懸架式サスペン
   ションにおいて、前記アッパアーム（３）を、ナックル
   側アッパアーム（６）と車体側アッパアーム（７）とに
   分割し、剛体（９）の一端を、前記車輪（１）の上下移
   動方向に揺動自在となるように車体側アッパアーム（７
   ）に連結すると共に、剛体（９）の他端を、前記車輪（
   １）の上下移動方向に揺動自在となるようにロアアーム
   （４）に揺動自在に連結し、 さらに、前記ナックル側アッパアーム（６）の一端を剛
   体（９）に揺動自在に連結したことを特徴とする独立懸
   架式サスペンション。