JPH05169941A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キングピン軸を適切に設定でき、且つキャン
バコントロールの自由度を高め、キャスタ角変動を抑制
し得るような車両のサスペンション装置を提供する。 【構成】 ショックアブソーバ２０と、ロアアームとし
てのＩアーム５０及びトレーリングリンク６０と、アッ
パアーム４０としての前後１対のアーム部材４１とを備
え、ショックアブソーバ本体２１の下端部がＩアーム５
０の途中部にブッシュを介して枢着され、Ｉアーム５０
の外側端部とトレーリングリンク６０の外側端部とがダ
ブルピボットをなすようにホイールサポート１０に連結
され、また前後１対のアーム部材４１の外側端部がダブ
ルピボットをなすようにホイールサポート１０に連結さ
れ、これにより、キングピン軸設定の自由度とキャンバ
コントロールの自由度が向上し、同時にキャスタ角変動
を抑制可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のサスペンション
装置に関し、特にアッパアームとロアアームとショック
アブソーバとを備え、ストラット式サスペンションとダ
ブルウィッシュボーン式サスペンションの中間的サスペ
ンションにおいて、ロアアームの外側端部をダブルピボ
ットによりホイールサポートに連結したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両のサスペンション装置とし
て、ストラット式サスペンションやダブルウィッシュボ
ーン式サスペンションが広く実用に供されているが、ス
トラット式サスペンションは、部品数が少なく構造が小
型・簡単である反面、キングピンオフセットが大きくな
ること、キャンバ剛性を高めにくいことなどの問題があ
り、またダブルウィッシュボーン式サスペンションは、
キャンバ変化やトレッド変化等に対するジオメトリ上の
設計の自由度が高く、またキングピンオフセットを比較
的小さくできる反面、大きな設置スペースが必要である
という問題がある。そこで、前記両形式のサスペンショ
ンの長所を兼備したサスペンションとして、特開昭５６
−１２８２０７号公報、特開昭５７−２０９４０８号公
報、特公昭５８−５５９２１号公報には、車幅方向向き
のアッパアーム及びロアアームとショックアブソーバと
を備え、ショックアブソーバ本体の下端部をロアアーム
に枢着するとともにアッパアームの内側端部をショック
アブソーバ本体に枢着してなるサスペンション装置が提
案されている。

【０００３】前記公報に記載のサスペンション装置（以
下、ストラット改良型サスペンション装置という）にお
いては、キングピン軸の配置上の自由度、キャンバ変化
やトレッド変化やアンチダイブに対するジオメトリ上の
自由度が従来のダブルウィッシュボーン式サスペンショ
ンと同様に得られ、比較的コンパクトでレイアウト性に
優れているため、特に最近のＦＦ車のフロントサスペン
ションに適している。図８は、前記ストラット改良型サ
スペンション装置の機構図を示し、アッパアーム１４０
がショックアブソーバ１２０に枢着されているため、シ
ョックアブソーバ１２０のｂ方向への回動を規制する為
に、ショックアブソーバ本体の下端をロアアーム１５０
の途中部に略前後方向軸心（Ｚ軸）を有する枢着部にて
枢着され、バンプやリバウンド時にロアアーム１５０が
Ｘ軸回りにａ方向に揺動するのに応じてショックアブソ
ーバ１２０はｃ方向へ伸縮する。ロアアーム１５０の基
端部を車体に枢着する基端枢着部のブッシュの軸心（Ｘ
軸）はピッチングセンタ高を左右し、アンチダイブジオ
メトリに影響を及ぼす。

【０００４】一方、ショックアブソーバのＹ軸はキャス
タ角を左右し、ロールセンタ高、ピッチセンタ高、ダン
パ効率等様々なアライメントに影響を及ぼす。従って、
Ｘ軸と略平行なＺ軸と、Ｙ軸とのなす角は９０度ではな
いある角度αに設定されており、バンプやリバウンド時
に角度αが増減変化するだけでなく、角度βも増減変化
する。バンプやリバウンド時に、ホイール１００の上下
移動量よりもショックアブソーバ本体の上下移動量（即
ち、アッパアーム１４０の内側端部の上下移動量）の方
が小さくなるため、アッパアーム１４０の傾斜角が増大
して適切なキャンバ変化が得られるように構成されてい
る。ここで、前記公報のサスペンション装置では、ロア
アームの外側端部をシングルピボットによりホイールサ
ポートに連結し、またアッパアームの外側端部をシング
ルピボットによりホイールサポートに連結してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載のサス
ペンションにおいては、図８に図示のように、バンプ時
に、ショックアブソーバの下端部の上昇量はホイールの
上昇量×（ｎ／ｍ）となることから、アッパアームの傾
斜角が増加してキャンバ角が負値となる適切なキャンバ
変化を確保することが出来るようになっている。ところ
で、キングピンオフセットは、トルクステアやキックバ
ックを左右するので、極力小さいことが望ましく、特に
ＦＦ車では、ブレーキ異常時の走行安定性のためキング
ピンオフセットを正の値に設定することが必要である。

【０００６】前記公報のサスペンション装置のように、
ロアアームの外側端部およびアッパアームの外側端部を
夫々シングルピボットによりホイールサポートに連結し
た場合、キングピン軸はロアアームの外側端部のボール
ジョントの中心とアッパアームの外側端部のボールジョ
ントの中心とを結ぶ線となるが、ホイールサポート内に
はブレーキ機構などが組み込まれる関係上、ロアアーム
の外側端部をホイールサポート内へ突入させる突入量に
は限度があるため、キングピンオフセットを小さく且つ
正の値に設定する為には、アッパアームを極端に短く設
定する必要がある。しかし、このようにアッパアームを
短縮すると、バンプやリバウンド時のキャンバ変化の特
性を自由に設定することが難しくなるうえ、キャスタ角
変化が著しくなるという問題がある。

【０００７】本発明の目的は、キングピン軸を理想的に
設定でき、キャンバコントロールの自由度を高め、キャ
スタトレールの変動を抑制し得るような車両のサスペン
ション装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る車両のサ
スペンション装置は、アッパアームとロアアームとショ
ックアブソーバとを備え、ショックアブソーバの下端部
をロアアームに連結するとともにアッパアームをショッ
クアブソーバ本体に枢着してなるサスペンション装置に
おいて、前記ロアアームが、車幅方向向きに配設された
Ｉアームとトレーリングリンクとからなり、Ｉアームの
外側端部とトレーリングリンクの外側端部は、ダブルピ
ボットをなすように、ホイールサポートの下部の相互に
接近した異なる部位に夫々ボールジョントを介して連結
されたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項２に係る車両のサスペンション装置
は、請求項１に記載の装置において、前記アッパアーム
は、ショックアブソーバ本体に枢着された前後１対のア
ーム部材からなり、これらアーム部材の外側端部は、ダ
ブルピボットをなすように、ホイールサポートの上部の
相互に接近した異なる部位に夫々ボールジョントを介し
て連結されたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】請求項１に係る車両のサスペンション装置にお
いては、前記ロアアームがＩアームとトレーリングリン
クとからなり、Ｉアームの外側端部とトレーリングリン
クの外側端部は、ダブルピボットをなすように、ホイー
ルサポートの下部の相互に接近した異なる部位に夫々ボ
ールジョントを介して連結されたため、Ｉアームの両端
を結ぶ軸線とトレーリングリンクの両端を結ぶ軸線との
交点であるダブルピボットの瞬間中心を介してキングピ
ン軸が設定されるため、正面視におけるキングピン軸の
傾斜角が大きくなる。それ故、Ｉアームの外側端部とト
レーリングリンクの外側端部をホイールサポート内へ極
端に突入させる必要がなくなってレイアウト性が向上
し、アッパアームを極端に短縮せずにある程度長く設定
できるから、キャンバコントロールの自由度が向上し、
キャスタ角変動を抑制できる。

【００１１】請求項２に係る車両のサスペンション装置
においては、請求項１と同様の作用が得られるうえ、前
記アッパアームをなす前後１対のアーム部材の外側端部
は、ダブルピボットをなすように、ホイールサポートの
上部の相互に接近した異なる部位に夫々ボールジョント
を介して連結されたため、そのダブルピボットの性質上
前後１対のアーム部材の外側端部の瞬間中心がこれら外
側端部よりも車幅外側に位置するから、アッパアームの
長さを拡大したのと同等の作用が得られる。これによ
り、キャンバコントロールの自由度が一層向上し、キャ
スタ角変動を一層抑制できる。

【００１２】

【発明の効果】前記作用の項で説明したように、次のよ
うな効果が得られる。請求項１に係る車両のサスペンシ
ョン装置によれば、Ｉアームの外側端部とトレーリング
リンクの外側端部を、ダブルピボットによりホイールサ
ポートに連結したことにより、Ｉアームの外側端部とト
レーリングリンクの外側端部をホイールサポート内へ極
端に突入させる必要がなくなってレイアウト性が向上
し、またアッパアームを極端に短縮せずにある程度長く
設定できるから、キャンバコントロールの自由度が向上
し、キャスタ角変動を抑制できる。

【００１３】請求項２に係る車両のサスペンション装置
によれば、請求項１と同様の効果が得られるうえ、アッ
パアームをなす前後１対のアーム部材の外側端部を、ダ
ブルピボットによりホイールサポートに連結したことに
より、アッパアームの長さを拡大したのと同等の作用が
得られ、キャンバコントロールの自由度が一層向上し、
キャスタ角変動を一層抑制できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、ＦＦ型自動車のフロントのサス
ペンション装置に本発明を適用した場合の一例であり、
このサスペンション装置ＦＳは左右対称の構成なので、
以下図１〜図４に基いて右側の前輪１を支持する構造に
ついて説明する。エンジンルーム２のホイールエプロン
３にはフロントサイドフレーム４が設けられ、サスペン
ションクロスメンバ５の連結ブラケット５ａがフロント
サイドフレーム４にボルト６にて固定され、ホイールエ
プロン３に形成されたサスペンションタワー７の頂部に
はショックアブソーバ２０を連結するマウント部８が設
けられている。前記サスペンション装置ＦＳは、ホイー
ルサポート１０と、ショックアブソーバ２０と、その外
側に配置されたコイルスプリング３６と、アッパアーム
４０としての前後１対のアーム部材４１と、ロアアーム
としてのＩアーム５０及びトレーリングリンク６０と、
スタビライザ７０などを備えている。

【００１５】前記ホイールサポート１０には、ホイール
１ａを取付ける為の回転自在に装着された軸部１１と、
ステアリング装置のタイロッド１７が連結されるナック
ル１２と、前後に接近させて設けられた１対の上部枢着
部１３、１４と、前後に接近状に設けられた下部枢着部
１５、１６とが設けられ、ドライビングシャフト９の右
端部が自在継手を介して軸部１１に連結されている。

【００１６】前記ショックアブソーバ２０とコイルスプ
リング３６に関して、ショックアブソーバ２０は、一般
的な油圧ダンパからなり、そのショックアブソーバ本体
２１に固定されたバネ受け部材２２とショックアブソー
バ２０のロッド２３の上端近くに固定されたバネ受け部
材２４間にコイルスプリング３６が配設され、ロッド２
３の上端に固定されたマウント部材２５がマウント部８
に４本のボルト８ａにて固定されている。ショックアブ
ソーバ本体２１の下半部は前後１対の脚部２７を有する
フォーク部材２６からなり、これら前後１対の脚部２７
の下端部２７ａは、第１枢着部２８においてＩアーム５
０の途中部に回動自在に枢着され、フォーク部材２６の
上端部の外側部には、第２枢着部２９においてアッパア
ーム４０の前後１対のアーム部材４１の内側端部４２が
ボール継手ブッシュ（これは、軸状のボール継手とゴム
ブッシュとを含む）を介して夫々枢着されている。但
し、各内側端部４２はボール継手を介して枢着してもよ
い。前記第１枢着部２８に関して、Ｉアーム５０の途中
部の外端寄り部位の筒部５１に略車体前後方向軸心の軸
部材が挿通され、この軸部材の両端部にフォーク部材２
６の１対の脚部２７の下端部２７ａが、軸心Ａが略車体
前後方向向きに設定され且つ適度な硬さのゴムブッシュ
を介して枢着されている。

【００１７】前記アッパアーム４０について説明する
と、１対のアーム部材４１は車幅方向向きに略水平に配
設され、その各内側端部４２が前記のように略前後方向
きの軸心Ｃを有するボール継手ブッシュを介してフォー
ク部材２６の上端部の外側枢着部３０に枢着され、これ
らアーム部材４１の外側端部４３は上部枢着部１３、１
４に夫々ボール継手によりダブルピボットをなすように
枢着してある。前記前後１対のアーム部材４１は、外側
へいくにつれて相接近するように略対称の「へ」字状を
なし、１対のアーム部材４１の外側端部４３の瞬間中心
Ｒは、図２に示すように外側端部４３よりも外側に位置
することになる。

【００１８】前記Ｉアーム５０について説明すると、Ｉ
アーム５０は車幅方向向きに略水平に配設され、その内
側端部５２（基端部）は、略車体前後方向向きの軸心Ｂ
を有するボール継手ブッシュ（軸状のボール継手とゴム
ブッシュとを含む）を介してサスペンションクロスメン
バ５の枢着ブラケット５ｂに枢着され、Ｉアーム５０の
外側端部５３は、前側の下部枢着部１５にボール継手に
より枢着してある。前記軸心Ａと軸心Ｂとは略平行で車
体前後方向向きに設定されている。前記トレーリングリ
ンク６０に関して、トレーリングリンク６０は、その後
端側程内側へいくように湾曲状に形成されて前後方向に
対して傾けた状態に配設され、その前端部６１（外側端
部）はボール継手を介して後側の下部枢着部１６に枢着
され、トレーリングリンク６０の後端部の連結軸部６２
はサスペンションクロスメンバ５の後部の枢着ブラケッ
ト５ｃに略前後方向向きの軸心のゴムブッシュを含む連
結部６３を介して連結され、この連結軸部６２は枢着ブ
ラケット５ｃに対して軸方向相対移動拘束状に連結され
ている。Ｉアーム５０とトレーリングリンク６０の外側
端部の瞬間中心Ｑは、図２に示すような位置になる。こ
のように、Ｉアーム４０の外側端部とトレーリングリン
ク６０の外側端部とはダブルピボットをなすようにホイ
ールサポート１０に連結されている。

【００１９】前記スタビライザ７０は、左右１対のアー
ム部７１とこれらアーム部７１の後端同士を連結するト
ーションバー部７２とを一体形成したもので、アーム部
７１の端部はコントロールリンク７３を介してフォーク
部材２６の後側の脚部２７の上端部に連結されている。

【００２０】次に、以上説明した自動車のサスペンショ
ン装置の作用について説明する。先ず、キングピン軸Ｋ
に関して、図５に示すように、Ｉアーム５０の内側端部
のブッシュとショックアブソーバ２０の上端をマウント
するマウント部とを結ぶ線Ｌと、Ｉアーム５０の外側端
部のボール継手とアッパアーム４０の外側端部の瞬間中
心Ｒとを結ぶ線Ｍとの交点を点Ｐとし、Ｉアーム５０と
トレーリングリンク６０の外側端部の瞬間中心を点Ｑと
すると、交点Ｐと瞬間中心Ｑとを結ぶ線がキングピン軸
Ｋとなり、図示のようにキングピンオフセットを小さな
正の値に設定することができるから、トルクステアやキ
ックバックを改善出来る。

【００２１】図５は、前記サスペンション装置ＦＳを機
構図的に図示したもので、前輪１がバンプする時前輪１
とともにホイールサポート１０が上方へ移動し、Ｉアー
ム５０がその内側端部５２を回動中心として上方へ揺動
し、ショックアブソーバ２０のロッド２３は退入して、
サスペンション装置ＦＳは点線図示の状態となる。ここ
で、ショックアブソーバ本体２１の下端部（フォーク部
材２６の脚部２７の下端部２７ａ）がＩアーム５０に略
前後方向向きの軸心Ａのゴムブッシュを介して連結され
ているため、ショックアブソーバ本体２１がその軸回り
に回動することはなく且つその支持剛性は十分に高く維
持される。

【００２２】ホイールサポート１０のバンプ時の上昇量
をＨ、Ｉアーム５０の長さをｍ、Ｉアーム５０の内側端
部５２から第１枢着部２８までの長さをｎとすると、第
１枢着部２８の上昇量ｈはＨ×（ｎ／ｍ）となるため、
１対のアーム部材４１の内側端部４２の上昇量ｈがホイ
ールサポート１０の上昇量Ｈよりも小さくなる。その結
果、アッパアーム４０の傾斜角が増加し、これによりホ
イールサポート１０のキャンバ角が負値となる適切なキ
ャンバ変化が確保されることになる。前輪１がリバウン
ドする場合にも同様に対地キャンバを略零にでき、キャ
スタ剛性も確保できる。このように、バンプやリバウン
ド時のキャンバ変化を確保する為には、第１枢着部２８
のゴムブッシュは余り硬すぎない適度な硬さに設定する
必要がある。前記Ｉアーム５０を車体に枢着する軸心Ｂ
はピッチセンタ高を左右し、アンチダイブジオメトリに
影響を及ぼす。一方、ショックアブソーバ２０の軸心は
キャスタ角を左右し、ロールセンタ高、ピッチセンタ
高、ダンパ効率等様々なアライメントに影響を及ぼす。

【００２３】次に、トレーリングリンク６０に関して、
このトレーリングリンク６０がない場合、制動時に路面
からタイヤに作用する制動力によりホイールサポート１
０にモーメントが作用するが、トレーリングリンク６０
によりショックアブソーバ本体２１の下端部の前後移動
が拘束され、ショックアブソーバ２０は前後方向へ揺動
しないため、キャスタ角つまりキャスタトレールＣｔが
略一定に維持され、キャスタ剛性が確保される。ここ
で、Ｉアーム５０とトレーリングリンク６０の外側端部
をダブルピボットとしてホイールサポート１０に連結し
たため、既述の如くキングピン軸Ｋの正面視の傾き角が
大きくなる。それ故、キングピンＫの設定の自由度が大
きくなり、Ｉアーム５０とトレーリングリンク６０の外
側端部をホイールサポート１０内へ極端に突入させる必
要がなくなるからレイアウト性が向上し、同時にアッパ
アーム４０を極端に短く設定する必要がなく、ある程度
長く設定できるからバンプやリバウンド時のキャンバ角
の変化特性を適切に設定できる、つまりキャンバコント
ロールの自由度が向上するとともに、キャスタ角変動を
抑制できる。更に、アッパアーム４０の外側端部をダブ
ルピボットとしてホイールサポート１０に連結したた
め、アッパアーム４０を実質的に長く設定したのと同等
の作用が得られるため、前記諸作用を更に促進できる。

【００２４】尚、前記トレーリングリンク６０は、ショ
ックアブソーバ２０から後方へ延ばす代わりに前方へ延
ばしてもよい。更に、図６に図示のように、フォーク部
材２６Ａやアッパアーム４０Ａの前後１対のアーム部材
４１Ａを形成してもよく、また前後１対のアーム部材４
１Ａの内側端部をフォーク部材２６Ａの上端近傍部の前
後両側部にボール継手ブッシュやボール継手を介して夫
々枢着してもよいし、また前後１対のアーム部材４１Ａ
の内側端部をフォーク部材２６Ａの上端近傍部の内側部
分に前記同様に枢着してもよいし、またトレーリングリ
ンク６０Ａの後端部は上下方向の軸心を有するゴムブッ
シュを介して車体に連結してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るサスペンション装置の後
方視の断面図である。

【図２】前記サスペンション装置の平面図である。

【図３】前記サスペンション装置の図２の３矢視側面図
である。

【図４】前記サスペンションの要部斜視図である。

【図５】前記サスペンション装置の作動説明図である。

【図６】変形例に係るサスペンション装置の図４相当図
である。

【図７】従来技術に係るストラット改良型サスペンショ
ン装置の作動説明図である。

【符号の説明】

１３、１４ 上部枢着部 １５、１６ 下部枢着部 ２０ ショックアブソーバ ２１ ショックアブソーバ本体 ４０、４０Ａ アッパアーム ４１、４１Ａ アーム部材 ５０ Ｉアーム ６０、６０Ａ トレーリングリンク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アッパアームとロアアームとショックア
   ブソーバとを備え、ショックアブソーバの下端部をロア
   アームに連結するとともにアッパアームをショックアブ
   ソーバ本体に枢着してなるサスペンション装置におい
   て、 前記ロアアームが、車幅方向向きに配設されたＩアーム
   とトレーリングリンクとからなり、Ｉアームの外側端部
   とトレーリングリンクの外側端部は、ダブルピボットを
   なすように、ホイールサポートの下部の相互に接近した
   異なる部位に夫々ボールジョントを介して連結されたこ
   とを特徴とする車両のサスペンション装置。
2. 【請求項２】 前記アッパアームは、ショックアブソー
   バ本体に枢着された前後１対のアーム部材からなり、こ
   れらアーム部材の外側端部は、ダブルピボットをなすよ
   うに、ホイールサポートの上部の相互に接近した異なる
   部位に夫々ボールジョントを介して連結されたことを特
   徴とする請求項１に記載の車両のサスペンション装置。