JPH0694248B2 - 自動車のサスペンシヨン - Google Patents

自動車のサスペンシヨン

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JPH0694248B2
JPH0694248B2 JP9474786A JP9474786A JPH0694248B2 JP H0694248 B2 JPH0694248 B2 JP H0694248B2 JP 9474786 A JP9474786 A JP 9474786A JP 9474786 A JP9474786 A JP 9474786A JP H0694248 B2 JPH0694248 B2 JP H0694248B2
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lateral
lateral force
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force
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忠信 山本
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    • F16F1/36Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は車輪のトーコントロールを行うようにしてなる
自動車のサスペンションに関するものである。
(従来技術) 近時、自動車のサスペンションにおいては、車輪特に後
輪のトーコントロールを行って、走行状態に応じて車体
が好ましい挙動を示すように意図したものが多くなって
いる。
この後輪をトーコントロールするもののなかには、後輪
に作用する横力との関係において、横力が大きいときに
は小さいときに比して、横力の増大に伴う後輪のトーイ
ン方向の変化割合を大きくしたものがある(特開昭60−
148708号公報参照)。すなわち、後輪をその回転中心を
境として前後に配置された一対のラテラルリンクを介し
て車体に上下動自在に取付けて、このラテラルリンクの
車体側あるいは後輪側に対する連結部分に介在されるブ
ッシュのたわみ特性を、前ラテラルリンクと後ラテラル
リンクとでは相違するように設定することにより、上述
したトーコントロールが得られるようにしている。この
ようにすることによって、急旋回時あるいは高速走行で
のレーンチェンジ時等横力が極めて大きくなるときは、
後輪を相対的にトーイン方向とすることにより、後輪の
グリップ力を高めて操縦安定性を向上させつつ、横力が
小さいときすなわち低中速時での回頭性(旋回性)が確
保されることになる。そして、このものにおいては、横
力に対する車輪のトー変化量を示す特性線が、1つの折
れ点(特性変更点)を有するようなものとなる。
前述のように、横力に応じて後輪をトーコントロールす
る従来のものにおいては、横力が大きくなるほど操縦安
定性が向上する方向すなわちトーイン方向へトーコント
ロールするものとなっており、このことは又、操縦安定
性の確保が直進安定性確保にもつながるという発想から
もなされている。すなわち、直進安定性および操縦安定
性の確保は、共に、後輪を相対的にトーインさせること
によって当該後輪のグリップ力を高め、このグリップ力
の高まりにより車体を曲がりにくくすることにより得
る、という点において共通するものがある。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前記従来のようにして横力に応じて後輪
のトーコントロールを行った場合の直進安定性、特に高
速での直進安定性が必ずしも十分に満足のいくものとは
ならなかった。
この直進安定性が十分に満足できない原因を追求したと
ころ、急旋回時あるいはレーンチェンジ時のように、車
体の大きな挙動変化を伴なって操縦安定性確保を得るよ
うな領域での後輪に作用する横力は、連続して単に高速
直進走行を行っているときの横力の大きさとは大きくか
け離れて存在している、ということが判明した。すなわ
ち、高速での直進走行時においては、後輪に作用する横
力が、回頭性が要求されるときの横力の大きさよりもさ
らに小さい領域にあることが判明した。
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
横力に応じて後輪をトーコントロールするものにおい
て、従来同様横力が比較的小さいときの回頭性向上と横
力が比較的大きいときの操縦安定性確保とを行いつつ、
高速直進走行を行うような際の横力が極めて小さいとき
の直進安定性をも高め得るようにした自動車のサスペン
ションを提供することにある。
(問題点を解決するための手段、作用) 前述の目的を達成するため、本発明にあっては、前述し
たように、直進安定性が特に要求される運転状態での後
輪に作用する横力が、回頭性が要求される運転状態での
後輪に作用する横力よりも小さい点を勘案して、この横
力の大きさによる後輪のトーコントロールを、横力が小
さい側から大きい側の順に、直進安定性のための領域
と、回頭性のための領域と、操縦安定性のための領領と
の3つの領域に分けるようにしてある。具体的には、 後輪がその回転中心を境にして前後に配置された一対の
ラテラルリンクを介して車体に上下動自在に保持され、
該各ラテラルリンクの車体側および後輪側への連結部分
にそれぞれブッシュが介在されてなる自動車のサスペン
ションにおいて、 前記各ラテラルリンクは、それぞれ、内リンクと外リン
クとの分割構成とされると共に、該内リンクと外リンク
との間に該両者をリンク長手方向に伸長させる方向へ予
圧縮がされたスプリングが介在されたものとして構成さ
れ、 それぞれ前記ブッシュを含む前記前ラテラルリンク系と
後ラテラルリンク系との車幅方向外方側からの横力に対
するたわみ特性が互いに異なるように設定され、 前記横力に対する前記前後のラテラルリンク系のたわみ
特性の相違により、該横力に対しての後輪のトー変化量
を示す特性線が、該横力が第1所定値よりも小さいとき
および該第1所定値よりも大きな第2所定値よりも大き
いときには、該横力が該第1所定値よりも大きくかつ該
第2所定値よりも小さいときに比して、該横力の増大に
伴う後輪のトーイン方向への変化割合が大きくなるよう
にされている、 ような構成としてある。
このように、横力に対しての後輪のトー変化量を示す特
性線が、従来は1つの折れ点のみだったのが本発明では
2つの折れ点を有するので、横力が中程度のときに回頭
性を満足させるものとすることにより、横力がこれより
も小さい領域および大きい領域のいずれにあっても後輪
のグリップ力が相対的に高められて、直進安定性および
操縦安定性が得られることにある。すなわち、横力が小
さい側の折れ点を第1折れ点、横力が大きい側の折れ点
を第2折れ点とすると、横力の増大に伴って、第1折れ
点に達っするまでの横力が小さいときは直進安定性が確
保されるようなトーコントロール領域とされ、第1折れ
点から第2折れ点までの横力が中程度のときは回頭性が
確保されるようなトーコントロール領域とされ、第2折
れ点以降の横力が大きいときは操縦安定性が確保される
トーコントロール領域となる。
より具体的には、回頭性が要求される横力が中程度のと
き(例えば0.4〜0.5G)よりも、直進安定性が要求され
る横力の小さいとき(例えば0.2〜0.3G)および操縦安
定性が要求される横力の大きいとき(例えば0.5G以上)
は、横力の増大に伴う後輪のトーイン方向への変化割合
が大きいので、横力が中程度のときの回頭性を確保しつ
つ、直進安定性および操縦安定性を確保することができ
る。
また、本発明では、前後の各ラテラルリンクの車体側お
よび車輪側に対する連結部分に介在されるブッシュでは
なく、該前後のラテラルリンクの中間部すなわち内リン
クと外リンクとの結合部分に予圧縮状態で別途設けたス
プリングを利用することによって前述したようなトーコ
ントロールのための特性線の折れ点を得るようにしたの
で、換言すれば主として乗り心地確保のための介在され
る上記ブッシュのたわみ特性を複雑なものとする必要が
ないようにしてあるので、トーコントロールのためのセ
ッティングが容易かつ確実に行え、当該セッティングの
自由度も高いものとなる。
(実施例) 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。
第1図はFF車の後輪に本発明を適用した場合の例を示す
ものであるが、左右後輪のサスペンション共に同一構造
なので、以下の説明では右後輪用のサスペンションにつ
いて説明することとして、左後輪用サスペンションにつ
いては、右後輪用の構成要素に付した「R」の添字に代
えて「L」の添字を用いることとして、その重複した説
明を省略する。
この第1図において、1はばね上重量としての車体に固
定されたサブフレームで、該サブフレーム1には、スイ
ングアーム式の右側サスペンション2Rを介して、右後輪
3Rが上下動自在に保持されている。
前記サスペンション2Rは、それぞれ車幅方向に伸びて後
述のように分割式とされた前ラテラルリンク4Rおよび後
ラテラルリンク5Rと、車体前後方向に伸びるホイールサ
ポート部材としてのハブ6Rと、を有している。この前ラ
テラルリンク4Rの内端部(車幅方向内端部)は、サブフ
レーム1より突設した支軸7Rに対してブッシュ8Rを介し
て回動自在に連結され、後ラテラルリンク5Rの内端部
(車幅方向内端部)は、サブフレーム1より突設した支
軸9Rに対してブッシュ10Rを介して回動自在に連結され
ている。また、前ラテラルリンク4Rの外端部は、前記ハ
ブ6Rの前端部より突設した支軸11Rに対してブッシュ12R
を介して回動自在に連結され、後ラテラルリンク5Rの外
端部は、該ハブ6R後端部より突設した支軸13Rに対して
ブッシュ14Rを介して回動自在に連結されている。そし
て、ハブ6R外端部にはスピンドル15Rが突設されて、右
後輪3Rが該スピンドル15Rを中心にして回転自在に保持
されている。
上記前後のラテラルリンク4Rと5Rとは互いにほぼ平行に
配置されて、その各外端部側のブシュ12Rと14Rとの前後
方向中間部分にスピンドル15Rが配置されている。これ
により、後輪3Rに入力される横力は、前後のラテラルリ
ンク4R、5Rにほぼ等分されて入力される。また、前記支
軸7R、9R、11R、13Rおよびブッシュ8R、10R、12R、14R
はそれぞれ車体前後方向にその軸心が伸びており、した
がって、右後輪3Rは、支軸7R、9Rを中心にして上下方向
に揺動自在となっている。そして、ハブ6Rの内端部より
突設された支軸16Rには、ほぼ車体前後方向に伸びるテ
ンションロッド17Rの後端部がブッシュ18Rを介して回動
自在に連結され、該テンションロッド17Rの前端部は、
ブッシュ19Rを介して車体より突設した支軸20Rに回動自
在に連結されている。勿論、この両ブッシュ18R、19Rは
車幅方向に伸びており、上記テンションロッド17Rによ
ってハブ6Rの前後方向の剛性が確保されている。
なお、ハブ6Rには、既知のように油圧緩衝器とコイルス
プリングとからなるストラット27Rの下端部が連結され
ている。
前ラテラルリンク4Rは、互いに別体に形成された内リン
ク4R・1と外リンク4R・2とを後述のように結合するこ
とにより構成され、該内外リンク4R・1と4R・2との結
合部位を4R・3として示してある。同様に、後ラテラル
リンク5Rも、内リンク5R・1と外リンク5R・1とを結合
部位5R・3で結合することにより構成されている。この
両結合部位4R・3と5R・3には、それぞれ後述するよう
に、予圧縮されたスプリングが介在され、このスプリン
グとブッシュ8R、12Rを含む前ラテラルリンク4系のた
わみ特性を第4図F線で、また上記スプリングとブッシ
ュ10R、14Rを含む後ラテラルリンク5R系のたわみ特性を
第4図R線で示してある。
上記前後の各ラテラルリンク4R、5Rにおける結合部位4R
・3、5R・3の詳細を第5図に示してある。この結合部
位4R・3と5R・3とはその細部を除いて同一構成とされ
ているので、共通している部分について結合部位4R・3
に着目して説明し、その後相違する部分の説明を行うこ
ととする。
先ず、内リンク4R・1はその外端部において、車幅方向
外方側に開口するシリンダ41を一体的に有する。また、
外リンク4R・2の内端部は、上記シリンダ41内に摺動自
在に嵌合された大径のピストン42を一体的に有する。こ
のピストン42すなわち外リンク4R・2は、シリンダ41に
螺合した栓体43によって、弾性部材44を介して抜け止
め、すなわち内リンク4R・1に対して外リンク4R・2が
所定以上離れるのが防止されている。そして、シリンダ
41内に圧縮状態で配設したスプリング45(実施例ではコ
イルスプリング)によって、外リンク4R・2が後輪3R側
へ向けて付勢されている。換言すれば、栓体43のシリン
ダ41に対する螺合位置を調整することによりスプリング
45の圧縮力すなわち予圧縮力が調整されるようになって
いる。これにより、前ラテラルリンク4Rを縮長させよう
とする外力に対して、当初は予圧縮されたスプリング45
による大きな力で対向し、外力が予圧縮力よりも大きく
なると、スプリング45がその弾性係数に従う形で縮長
(前ラテラルリンク4Rの縮長)されていくことになる。
以上のように構成された結合部位4R・3と5R・3とは、
そのスプリング45の予圧縮力および弾性係数が互いに異
なるように設定されている。すなわち、予圧縮力は前ラ
テラルリンク4R側の方が大きく、逆に弾性係数は前ラテ
ラルリンク4R側の方が小さくなっている。
各ブッシュ8R、10R、12R、14Rは、第6図、第7図に示
すように、支軸7R、9R、11Rあるいは13Rが嵌合される内
筒21と、ラテラルリンク4Rあるいは5Rが結合される外筒
22と、該両者21と22との間に嵌挿されたゴム材23とから
なるが、このゴム材23の硬度が所定のものとなるように
設定されている。先ず、ラテラルリンク4R、5Rの外端部
のブッシュ12R、14Rは、互いに等しい硬度を有するゴム
材23によって充満されたものとなっており、したがっ
て、該両ブッシュ12R、14Rにおける荷重(横力)とその
たわみ量との関係は互いに等しくされている。前ラテラ
ルリンク4R内端部にあるブッシュ8Rと後ラテラルリンク
5R内端部にあるブッシュ10Rとは、前側のブッシュ8Rの
方が後側のブッシュ10Rよりも硬いものとされている。
前述したようなブッシュ8R、10Rのたわみ特性の設定の
差により、また前後ラテラルリンク4R、5Rのスプリング
45の設定差により、前ラテラルリンク4R系の荷重(横
力)に対するたわみ特性は第4図F線のようになり、ま
た後ラテラルリンクR系のたわみ特性は第4図R線のよ
うになる。すなわち、特性線Fは、1つの折れ点α1を
有して、荷重(横力)がα1よりも小さいうちはそのた
わみが小さく(硬く)、α1を越えてからはたわみが大
きく(軟らかく)なるように設定される。また、特性線
Rも1つの折れ点β1を有して、荷重がβ1よりも小さ
いうちはそのたわみが小さく(硬く)、β1を越えてか
らはたわみが大きく(軟らかく)なるように設定され
る。そして、両特性線FとRはγ1とγ2との2点で変
わり、荷重がγ1より小さいときおよびγ2より大きい
ときは前ラテラルリンク4R系のたわみ量が後ラテラルリ
ンク5R系のたわみ量よりも大きくされ、荷重がγ1とγ
2との間では、前ラテラルリンク4R系のたわみ量が後ラ
テラルリンク5R系のたわみ量よりも小さくされる。勿
論、折れ点α1時点での荷重Rが前ラテラルリンク4R
におけるスプリング45の予圧縮力に相当し、折れ点β1
時点での荷重Pが後ラテラルリンク5Rにおけるスプリ
ング45の予圧縮力に相当している。また、特性線Fの原
点から折れ点β1までの傾きがブッシュ8R(12R)の特
性に依存し、特性線Rの原点から折れ点β1までの傾き
がブッシュ12R(14R)の特性に依存する。
前述した前後のラテラルリンク4R、5R系のたわみ特性の
相違により、右後輪3Rに作用する横力の大きさに対する
右後輪3Rのトー変化量の関係を第2図特性線Xに示して
あり、この第2図におけるα1、β1、γ1、γ2はそ
れぞれ第4図のものに対応している。
このような特性線Xに基づく右後輪3Rの挙動変化につい
て、第3図により説明する。この第3図において、横力
をFで示してあり、右後輪3Rの姿勢変化を、横力Fが
「0」のときを実線で、横力Fが「小」のときを一点鎖
線で、横力Fが「中」のときを二点鎖線で、さらに横力
Fが「大」のときを破線で示してある。また、O1〜O
4は、右後輪3Rの幅方向中心線であり、O1が横力「0」
のときを、O2が横力「小」のときを、O3が横力「中」の
ときを、O4が横力「大」のときを示してある。なお、ブ
ッシュ8R、10Rは、それぞれ模式的にばねの形状で示し
てあり、実施例ではこのブッシュ8R、10Rに対して、横
力Fが均等に作用するように各部材の寸法設定がなされ
ている。
この第3図から明らかなように、横力Fが0のときは、
右後輪3Rはまっすぐに前方を向いている。横力Fが小さ
いときは、前ラテラルリンク4R系のたわみ量が後ラテラ
ルリンク5R系のたわみ量よりも大きいので右後輪3Rはト
ーインとなり、直進安定性が確保される。また、横力F
が「中」のときは、前ラテラルリンク4R系のたわみ量よ
りも後ラテラルリンク5R系のたわみ量の方が大きいの
で、右後輪3Rは、横力Fが「小」のときよりもトーイン
量が緩和(軽減)され、回頭性すなわち操縦性の向上が
図られることとなる。すなわち、トーイン量が緩和され
るということは、トーイン量が「大」のときよりもアン
ダステアリング特性を弱められることとなって、ハンド
ルの切り込みに対する自動車の方向追従性が良好にな
る。さらに、横力が「大」のときは、右後輪3Rは再びト
ーイン方向へ変位され、急旋回時や高速レーンチェンジ
時のようなときのアンダステアリング傾向を強めて、操
縦安定性が確保される。
勿論、横力つまり車幅方向外側からの横力が左後輪3Lに
作用するときの当該左後輪3Lの挙動も、前述した右後輪
の挙動と同じである。
ここで、車幅方向内方側からの横力が作用したときの左
右後輪の動きは、前述した説明つまり車幅方向外側から
の横力が作用することを前提とした説明の場合とは逆の
関係となる。しかしながら、旋回時は、遠心力の作用に
よって、車幅方向外方側からの横力が作用する旋回外輪
側の後輪に対して、車幅方向内方側からの横力が作用す
る旋回内輪側の後輪よりも荷重が大きく作用するので、
旋回外輪側の後輪がステアリング特性を支配するものと
なる。つまり、車幅方向外方側の横力に対して後輪がど
のように動くかによって、ステアリング特性が決定され
ることになる。また、直進走行というものは、微小な左
旋回、右旋回を極めて短時間のうちに繰返し行っている
状態であり、この直進走行時のステアリング特性も、車
幅方向外方側からの横力に基づく後輪の動きに依存する
ことになる。
ここで、横力Fに対する後輪3R(3L)のトー変化量を示
す特性線Xは、第2図破線で示すように、車種等に応じ
て種々変更し得るものであり、その2つの折れ点をそれ
ぞれ黒丸で示してある。これ等破線で示した特性線にお
いても、横力の増大に伴なうトーイン方向への変化割合
(トーアウトは負のトーインとみることができる)は、
2つの折れ点の間において他の部分よりも小さくされて
いる。
以上実施例について説明したが、本発明は後輪駆動車に
ついても同様に適用し得る。また、本発明は、前後のラ
テラルリンクを有するもであれば適宜の形式のサスペン
ションに対して同様に適用し得る。例えば第1図におけ
る前後のラテラルリンク4R、5Rをその車幅方向内端部が
外端部よりも幅広としたもの、ハブ6Rに対してさらに車
幅方向に伸びるアッパアーム(ロッド状あるいはA型の
もの等その形状は問わない)を連結したいわゆるダブル
ウイッシュボーンタイプ(マルチリンク式)のもの等に
対しても同様に適用し得る。上記マルチリンク式のもの
にあっては、車体前後方向に伸びるテンショロッド17R
(トレーリングアーム)を、車幅方向の剛性を小さくか
つ上下方向の剛性が高くなるように板状にしたものであ
ってもよい。
(発明の効果) 本発明は以上述べたことから明らかなように、横力が小
さいときの直進安定性確保、横力が中程度のときと回頭
性確保、横力が大きいときの操縦安定性確保という3つ
の条件を全て満足して、走行状態に応じて車両の挙動を
最適なものとすることができる。
また、上記3つの条件を満足する特性を得るのに、後ラ
テラルリンクを分割式としてこの分割部分に介在される
予圧縮されたスプリングを利用するようにしてあるの
で、各ラテラルリンクの車体側あるいは後輪側への連結
部分に設けられるブシュのたわみ特性を特に複雑なもの
とする必要がなく、所望の特性通りに容易、確実にセッ
ティングし得ると共にセッティングの自由度も高いもの
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用されたサスペンションの一例を示
す平面図。 第2図は本発明による特性線の例を示すグラフ。 第3図は本発明による特性に基づく後輪の挙動変化を示
す平面図。 第4図はそれぞれ第2図に示すような特性を得るための
前後のラテラルリンク系のたわみ特性の例を示すグラ
フ。 第5図は内リンクと外リンクとの結合部分を示す拡大断
面図。 第6図はブッシュの一例を示すものでその軸心と直交す
る方向での断面図、 第7図は第6図のVII−VII線断面図。 1:サブフレーム 2R、2L:サスペンション 3R、3L:後輪 4R、4L:前ラテラルリンク 4R・1:内リンク 4R・2:外リンク 4R・3:結合部位 5R、5L:後ラテラルリンク 5R・1:内リンク 5R・2:外リンク 5R・3:結合部位 6R、6L:ハブ 8R、8L:前側ブッシュ 12R、12L:前側ブッシュ 10R、10L:後側ブッシュ 14R、14L:後側ブッシュ 15R、15L:スピンドル(回転中心) 45:スプリング α1、β1:折れ点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−234705(JP,A) 実開 昭59−68840(JP,U) 特公 平3−73482(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】後輪がその回転中心を境にして前後に配置
    された一対のラテラルリンクを介して車体に上下動自在
    に保持され、該各ラテラルリンクの車体側および後輪側
    への連結部分にそれぞれブッシュが介在されてなる自動
    車のサスペンションにおいて、 前記各ラテラルリンクは、それぞれ、内リンクと外リン
    クとの分割構成とされると共に、該内リンクと外リンク
    との間に該両者をリンク長手方向に伸長させる方向へ予
    圧縮がされたスプリングが介在されたものとして構成さ
    れ、 それぞれ前記ブッシュを含む前記前ラテラルリンク系と
    後ラテラルリンク系との車幅方向外方側からの横力に対
    するたわみ特性が互いに異なるように設定され、 前記横力に対する前記前後のラテラルリンク系のたわみ
    特性の相違により、該横力に対しての後輪のトー変化量
    を示す特性線が、該横力が第1所定値よりも小さいとき
    および該第1所定値よりも大きな第2所定値よりも大き
    いときには、該横力が該第1所定値よりも大きくかつ該
    第2所定値よりも小さいときに比して、該横力の増大に
    伴う後輪のトーイン方向への変化割合が大きくなるよう
    にされている、 ことを特徴とする自動車のサスペンション。
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