JPH0661517U - 後軸保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】後輪で発生するコーナリングフォースを調整可
能とすることにより空車，積車時の操縦安定性を一定に
近づける。 【構成】リヤアクスル10に連結される第１アーム５がボ
ールジョイント６に連結され、ボールジョイント６から
は第１アーム５と一体にの第３アーム40が延設される。
第３アーム40とフレーム39との間には、スプリングプレ
ート33をネジ部34ａに沿って移動することにより押圧付
勢力を変えられるスプリング35と、ショックアブソーバ
30とが介装される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はエアスプリングが介装される車両の後輪保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

前輪を操舵すると、前輪の操舵に応じて、後輪を比較的低速走行時は逆相に、 比較的高速走行時は同相に操舵することにより、自動車の操縦性、安定性を向上 するようにした後輪操舵装置が知られている。 かかる装置に関し、本出願人は、車両のフレームに支持されたリーフスプリン グにスプリングシートを介してアクスルハウジングが連結されるリヤアクスルに おいて、アクチュエータによりアクスルハウジングを操舵する装置（実開平２− １２５４７９号公報参照）等を先に出願した。

【０００３】 ところで、このように積極的に後輪を操舵する装置にあっては、その構造が複 雑となり、構成部材も多くなり、コスト増加の要因にもなる。 ここで、主に乗用車等において採用されている、種々のリンク機構やブッシュ を用いた独立懸架方式にあっては、サスペンションの弾性変形によるトー角度変 化によりステアリング効果が生じ（所謂コンプライアンスステアが発生し）、車 両の操縦性，安定性を向上させることが可能となっている。

【０００４】 そこで、本出願人は、簡易な構造で、しかも前輪を操舵することにより発生す るコーナーナリングフォースにより、前輪と同相にアクスルが転舵されて、より 高いコーナーナリングフォースが得られ、もって操縦安定性の向上が図れる後軸 保持装置を先に出願した（実願平４−２６２１５号）。 即ち、図５，図６に示すように、プロペラシャフト12の回動によりデファレン シャルボックス３を介してリヤタイヤ11が回転し、車両が前進，後退するもので あって、デファレンシャルボックス３と実質的に一体となったブラケット２と、 車両のフレーム９との間には、左右各々２個ずつのエアスプリングとしてのエア ベローズ１が介装されている。そして、このブラケット２には、デファレンシャ ルボックス３より一体に延設されるリヤアクスルハウジング10が、取付けれらて いる。また、前記ブラケット２の下面側には、車両の傾きを低減させて走行安定 性を向上させるためのスタビライザ４が固着されている。

【０００５】 さらに、デファレンシャルボックス３の左側上部及び右側上部には第１アーム ５の一端５ａが、当該第１アーム５の間隔が車両後方に向かって狭まるように各 々強固に固定される。またフレーム９に連接されたブラケット15には、第２アー ム８の一端８ａが、当該第２アーム８の間隔が車両前方に向かって狭まるように ボールジョイント25を介して回動可能に連接される。そして、第１アーム５の他 端５ｂがボールジョイント６の外側ケーシング６ａに連結されており、また第２ アーム８の他端８ｂがボールジョイント６の内側回動部６ｂに連結されている。 従って、第１アーム５と第２アーム８とがボールジョイント６をその交点として Ｘ字状に配設されており、第１アーム５と第２アーム８とがボールジョイント６ を介して回動可能に連接される。

【０００６】 そして、当該従来例においては、ボールジョイント６の外側ケーシング６ａの 第２アーム８に対向している側の一端面６ｃと、前記第２アーム８の段付部８ｃ との間に、弾性部材７が密着して介装される。 かかる構成により、リヤタイヤ11にコーナリングフォースＦ_R ，Ｆ_L が発生す ると、第１アーム５は該ボールジョイント６を中心として回動し、ボールジョン イント６周りには回動方向に、Ｔ＝（Ｆ_R ＋Ｆ_L ）×Ｌなる大きさのトルクが発 生する。尚、Ｌはボールジョイント６とリヤアクスルハウジングとの距離である 。

【０００７】 ここで、ボールジョイント６の外側ケーシング６ａの第２アーム８に対向して いる側の一端面６ｃと、前記第２アーム８の段付部８ｃとの間に、弾性部材７が 密着して介装されているので、前記リヤアクスルハウジン10が操舵されると、該 弾性部材７は弾性変形させられ、該弾性部材７より反力Ｒが発生し、前記トルク Ｔと該反力Ｒとが釣合う位置までリヤアクスルハウジン10が転舵されることとな る。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

即ち、前述の弾性部材に係る反力Ｒとコーナリングフォースに係るトルクＴと の釣合いによって、リヤアクスルハウジンが転舵される角度が決定される構成で ある。 一方、操縦安定性の目安として、操舵による旋回性能の代表的特性であるスタ ビリティファクタを所定の値にすることがあり、空車時にその車両に最適なスタ ビリティファクタになるように弾性部材７の剛性を決定し、リヤアクスルハウジ ンの操舵角度を決定することにより、所定の操縦安定性を得ることは可能である 。

【０００９】 しかしながら、車両へ荷物を積載してリヤタイヤへの荷重が異なった場合等に おいては、コーナリングパワが異なることとなるので、空車時にその車両に最適 なスタビリティファクタになるように弾性部材７の剛性を決定し、リヤアクスル ハウジンの操舵角度を決定しても、積車時には操舵角度が異なり最適なスタビリ ティファクタを得ることが難しくなる惧れがある。

【００１０】 ここで、前記弾性部材の剛性を変更することにより前記操舵角度を調整するこ とは可能であるが、該弾性部材がフレームの下方に位置することとなるため、変 更のための作業性が良好でない。 本考案は以上のような実情に鑑みなされたもので、簡易な構造で、作業性も良 好なもので、しかも前輪を操舵することにより発生するコーナーリングフォース により、前輪と同相にアクスルが転舵されて、より高いコーナーリングフォース が得られ、さらに、空車時及び積車時とも最適な操舵角度が得られて、いかなる 車両の状態においても操縦安定性の向上が図れるような後軸保持装置を提供する ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

このため本考案は、後輪を取付けたアクスルハウジングと車体フレームとの間 にエアスプリングが介装されてなる車両の後軸保持装置であって、前記アクスル ハウジングに一端が固定された第１アーム部の他端と、車体フレームに一端がボ ールジョイントを介して回動可能に保持された第２アーム部の他端とを、ボール ジョンイントを介して接続した構成のものにおいて、前記第１アーム部と一体と した第３アーム部を前記ボールジョンイントから突出して設け、該第３アーム部 の他端と車体フレームとの間に特性を変更可能なサスペンション装置を介装する 構成とした。

【００１２】

【作用】

かかる構成によると、前輪の操舵により後輪にも発生したコーナリングフォー スにより、前記ボールジョンイント周りに所定回転方向のトルクが発生し、この トルクによりリヤアクスルハウジングは該ボールジョンイントを中心として前記 回転方向、即ち前輪と同相に所定角度だけ転舵されることとなる。

【００１３】 ここで、リヤアクスルハウジンが操舵される角度は、第３アーム部の他端と車 体フレームとの間に介装されたサスペンション装置の弾性変形に係る反力とコー ナリングフォースに係るトルクとの釣合いによってのみ、決定されるが、該サス ペンション装置の特性は変更可能であるので、車両へ荷物を積載してリヤタイヤ への荷重が異なった場合等においては、該特性を変更することにより、所望の操 舵角度を得ることが可能となる。

【００１４】 即ち、該サスペンション装置の特性を変更することにより、該釣合い角度を変 更することが可能となり、空車時における操舵角度と積車時における操舵角度と を最適値に変更することが可能となる。従って、空車時に操縦安定性が良好な操 舵角度とすることにより、積車時には該操舵角度を変更することにより積車時に も操縦安定性を良好とすることが可能となる。

【００１５】 ここで、操縦安定性について簡単に説明する。 操縦安定性は、操舵による旋回性能の代表的特性であるスタビリティファクタ と、ヨーイング共振周波数（走行中の車両は、一般的にヨーイング方向の復元性 をもっているため、その方向のヨーイング共振周波数を持ち、該共振周波数が高 く、共振倍率が小さい車両ほど制御し易く操縦安定性が良好となる）とによって 決定される。そして、スタビリティファクタとヨーイング共振周波数とは、前輪 等価コーナーリングパワと後輪等価コーナーリングパワとのマトリックスによっ て決まっている。

【００１６】 ここで、空車時において操縦安定性が最良とするようにスタビリティファクタ とヨーイング共振周波数とを決定しても、積車時は後輪荷重が変わることとなる ため、サスペンション装置の特性を変更するという本願考案の構成により後輪等 価コーナーリングパワを変更する。 これにより、積車時におけるスタビリティファクタとヨーイング共振周波数と を変更し、積車時における操縦安定性を空車時における操縦安定性に近づける。

【００１７】 従って、前輪と同相にリヤアクスルが転舵されて、さらに高いコーナーナリン グフォースが得られ、もっていかなる車両の状態においても操縦安定性の向上が 図れることとなる。

【００１８】

【実施例】

以下本考案の実施例を図に基づいて説明する。尚、後軸保持装置の全体構成に ついては、図５及び図６に示した従来例と同一であるので、その説明を省略し、 また以下の説明については、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する 。

【００１９】 図１，図２は、本考案に係る後軸保持装置の部分拡大図である。 本考案に係る構成として、第１アーム５の他端５ｂが連結されるボールジョイ ント６の外側ケーシング６ａには、該外側ケーシング６ａから車幅方向に向かっ て、第１アーム５と一体になっている、第３アーム40が延設されている。また、 第２アーム８の一端８ａが接続されるボールジョイント25は車両のフレーム９と ９とを連結する連結フレーム39に設けられたブラケット38に回動可能に連結され る。

【００２０】 さらに、前記第３アーム40の端部と前記ブラケット38との間に以下に述べるサ スペンション装置50を介装した。 サスペンション装置50は、前記第３アーム40の端部に連結されるボールジョイ ント37に接続されるリンク34と、前記ブラケット38に連結されるボールジョイン ト26に接続されるリンク31と、リンク34に移動可能に固定されるスプリングプレ ート33とリンク31に堅固に固定されるスプリングプレート32との間に該リンク31 と34とを押圧付勢するように介装されるスプリング35と、該スプリング35による 押圧付勢力を減衰させるためにリンク31と34との間に介装されるショックアブソ ーバ30と、スプリングプレート33をリンク34に設けたネジ部34ａに沿って移動し 固定するナット36と、を含んで構成されている。

【００２１】 次に作用を説明する。 かかる構成によれば、比較的高速走行時に前輪が例えば右に操舵されると、前 輪はすべり角度によって進行方向右向きのコーナリングフォースが発生する。そ して、当該コーナリングフォースにより、車両が右向きに向きを変えると、リヤ タイヤ11にもすべり角度が付いて、リヤタイヤ11にも進行方向右向きのコーナリ ングフォースＦ_R ，Ｆ_L が発生する。

【００２２】 ここで、第１アーム５の他端５ｂはボールジョイント６を介して回動可能に連 接される構成であるので、前記コーナリングフォースＦ_R ，Ｆ_L が進行方向右向 きに作用することにより、該第１アーム５は該ボールジョイント６を中心として 回動する。 このとき前記ボールジョイント６とリヤアクスルハウジング10との距離をＬと すれば、アクスルハウジング10に発生した進行方向右向きのコーナリングフォー スＦ_R ，Ｆ_L により、前記ボールジョンイント６周りには時計回転方向に、Ｔ＝ （Ｆ_R ＋Ｆ_L ）×Ｌなる大きさのトルクが発生する。

【００２３】 このトルクＴによりリヤアクスルハウジン10は該ボールジョンイント６を中心 として時計回転方向，即ち前輪が操舵された方向，即ち前輪と同相に角度αだけ 、操舵されることとなる。 本実施例では、第３アーム40の端部とブラケット38との間にスプリング35を含 んでなるサスペンション装置50が介装されており、前記リヤアクスルハウジン10 が操舵される際には、該スプリング35を弾性変形させることとなり、該スプリン グ35より反力Ｒが作用する。即ち、前記トルクＴと該反力Ｒとが釣合う位置まで リヤアクスルハウジン10が転舵されることとなるので、スプリング35の剛性をＫ とすると、前記角度αは、 α＝（Ｆ_R ＋Ｆ_L ）／Ｋ となる。

【００２４】 さらに、本実施例では、ナット36を移動させてスプリングプレート33をネジ部 34ａに沿って移動することにより、スプリング35の自然長を変え、該サスペンシ ョン装置50におけるスプリング35の剛性Ｋを変更することが可能であるので、該 サスペンション装置50におけるスプリング35の剛性Ｋを変更することにより、該 操舵角度αを変更することが可能となる。

【００２５】 即ち、該サスペンション装置50の特性を変更することにより、該操舵角度αを 変更することが可能となり、空車時における操舵角度α₁ と積車時における操舵 角度α₂ とを最適値に変更することが可能となる。従って、空車時に操縦安定性 が良好な操舵角度α₁ とすることにより、積車時には該操舵角度α₂ を変更する ことにより積車時にも操縦安定性を良好とすることが可能となる。

【００２６】 積車時にも操縦安定性が向上する作用について、図３及び図４に基づいて説明 する。 図３，４は、縦軸にスタビリティファクタＳＦ、横軸にヨーイング共振周波数 ＹＲＦを採ったものであり、図３は空車時、図４は積車時を示す。スタビリティ ファクタＳＦは大きくなるほどアンダーステア傾向、小さくなるほどオーバース テア傾向を示し、またヨーイング共振周波数ＹＲＦは高くなるほど車両応答性が 良好となる。さらに、これらは、前輪等価コーナーリングパワＣＰ_F と後輪等価 コーナーリングパワＣＰ_R とのマトリックスによって決まっている。

【００２７】 ここで、図３中ａで示す点が、空車時において操縦安定性が最良となる作用点 である（スタビリティファクタＳＦ＝ＳＦ₁ ）。ここで、このような作用点とな るように、スプリング35の剛性Ｋを決定すべくナット36の位置を決定している。 そして、当該車両が積車状態となると、積車時は後輪への荷重が変わるため、該 ａ点は図４中ｂ点の作用点となり、スタビリティファクタＳＦが小さくなりずぎ て（スタビリティファクタＳＦ＝ＳＦ₂ ）、操縦安定性が良好でなくなる。

【００２８】 従って、スタビリティファクタＳＦを前記ＳＦ₁ に近づけるべく、ナット36を 移動させて、スプリング35の剛性Ｋを変更して、後輪等価コーナーリングパワＣ Ｐ_R を大きくし、もって図４中の作用点がｃ点になるようにする。これにより、 ヨーイング共振周波数ＹＲＦも大きくなり、積車時における操縦安定性が最良と なる 従って、前輪と同相にリヤアクスル10が転舵されて、さらに高いコーナーナリ ングフォースが得られ、もっていかなる車両の状態においても操縦安定性の向上 が図れることとなる。

【００２９】 また、本実施例では、サスペンション装置50はショックアブソーバ30を含んで 構成されているので、走行路面が荒れている場合にも、スプリング35の振動がす ばやく吸収され、安定性が向上する。 以上説明したように、本実施例によれば、比較的高速走行時に前輪が例えば右 に操舵されると、リヤアクスルハウジン10も前輪と同相に転舵されて、操縦安定 性の向上が図れると共に、空車時において操縦安定性が最良となるようにチュー ニングを行っておけば、積車時にはナット36を移動させることだけで積車時にお ける操縦安定性も良好とすることが可能となり、良好な作業性を確保しながら、 いかなる車両の状態においても操縦安定性の向上が図れることとなる。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案に係る車両の後輪保持装置によれば、リヤアクス ルハウジングがボールジョンイントを中心として前輪が操舵された方向，即ち前 輪と同相に操舵されるばかりでなく、空車時において操縦安定性が最良となるよ うにチューニングを行っておけば、積車時にはサスペンション装置の特性を変更 するだけで積車時における操縦安定性も良好とすることが可能となり、良好な作 業性を確保しながら、いかなる車両の状態においても操縦安定性の向上を図るこ とが可能となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の概略を示す部分拡大平面図

【図２】同上実施例の側面図

【図３】同上実施例に係る作用を説明する特性図

【図４】同上実施例に係る作用を説明する特性図

【図５】従来装置の概略を示す平面図

【図６】従来装置の概略を示す側面図

【符号の説明】

５ 第１アーム ６ ボールジョイント ８ 第２アーム 10 リヤアクスルハウジング 25 ボールジョイント 30 ショックアブソーバ 35 スプリング 36 ナット 37 ボールジョイント 38 ブラケット 40 第３アーム 50 サスペンション装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】後輪を取付けたアクスルハウジングと車体
   フレームとの間にエアスプリングが介装されてなる車両
   の後軸保持装置であって、前記アクスルハウジングに一
   端が固定された第１アーム部の他端と、車体フレームに
   一端がボールジョイントを介して回動可能に保持された
   第２アーム部の他端とを、ボールジョンイントを介して
   接続した構成のものにおいて、前記第１アーム部と一体
   とした第３アーム部を前記ボールジョンイントから突出
   して設け、該第３アーム部の他端と車体フレームとの間
   に特性を変更可能なサスペンション装置を介装したこと
   を特徴とする後軸保持装置。