JPH0694249B2 - 自動車のサスペンシヨン - Google Patents

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
に作用する車幅方向外方側からの横力（以下単に横力と
称する場合もある）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、後輪を前後一対の
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弾性ブッシュ（以下単にブッシュと
称することもある）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）を有するように設定
される。

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域と
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支持され、
該各ラテラルリンクの後輪側および車体側の連結部分に
それぞれ弾性ブッシュが介在させ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と車体との間に前記車体側弾性ブ
ッシュの他に回動継手が介在されて、該ラテラルリンク
の上下動に伴って該車体側弾性ブッシュにねじり力が作
用しないように設定され、 前記各車体側にある前後の各弾性ブッシュについての車
幅方向外方側からの横力に対するたわみ量を示すたわみ
特性が、それぞれ該横力が所定値よりも大きいときと小
さいときとで該横力の増大に伴うたわみ量の増大割合が
相違するように設定されると共に、前記所定値が前後の
弾性ブッシュで互いに異なるように設定され、 前記横力に対する前記各弾性ブッシュを含む前記前ラテ
ラルリンク系と前記後ラテラルリンク系とのたわみ特性
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、該横力が前記異なる２つの所定値のうち小
さい方の第１所定値よりも小さいときおよび大きい方の
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設定されている、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、要約的にのべると従来は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な
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、前述した２つの折れ点を有する特性
線の当該折れ点を得るのに、各ラテラルリンクの車体側
連結部分にある前後のブッシュのたわみ特性によって得
るようにしてあり、かつこの車体側ブッシュに対して
は、回動継手を利用してラテラルリンクの上下動に伴う
ねじり力が作用しないようにしてあるので、上記所望の
特性線を容易、かつ確実に得ることができる。

（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と示す
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る前
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、後述するようにブッシュ8Rによ
ってサブフレーム１に保持された支軸7Rに対して、回動
継手（ボールジョイント）28Rを介して回動自在に連結
されている。同様に、後ラテラルリンク5Rの内端部（車
幅方向内端部）は、ブッシュ10Rによってサブフレーム
１に保持された支軸9Rに対して、回動継手29R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15
R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。ま
た、前記支軸7R、9R、11R、13Rおよびブッシュ8R、10
R、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。

ラテラルリンク4Rと5Rとの車体側すなわちサブフレーム
１側に対する連結部分の詳細について、第６図により説
明する。先ず、前後のラテラルリンク4R、5Rに対する支
軸7R、9Rは、サブフレーム１を前後方向に貫通する１本
の共通軸30によって兼用されている。すなわち、共通軸
30の前端部が支軸7Rとされ、共通軸30の後端部が支軸9R
とされる。また、前後のブッシュ8R、10Rも、その内筒2
1と外筒22とが共通とされ、該両筒21と22との間に介在
されるゴム材23が前後方向に大きく隔置して介在される
ものとなっている。そして、上記外筒22がサブフレーム
１に溶接され、上記内筒21内を前記共通軸30が貫通した
ものとなっている。さらに、前後の回動継手28R、29R
は、共通軸30の前後端にピン31を利用して嵌着されて球
状膨出部を介する本体32と、ラテラルリンク4R、5Rの内
端部に形成されて上記本体32の球状膨出部にがたつきな
く回動自在に嵌合される嵌合凹部33とから構成されてい
る。なお、第５図中34は抜け止めナットである。

上述のような構成により、各ラテラルリンク4R、5Rは、
支軸7R、9R（共通軸30）を中心として上下動した際、こ
の上下動に伴うねじり力は全て回動継手28R、29Rによっ
て吸収され、ブッシュ8R、10R（のゴム材23）に対して
はこのねじり力が実質的に何等作用しないことになる。
そして、ブッシュ8R、10Rのゴム材23はそれぞれ前後方
向に隔置して独立して配置されているため、そのたわみ
特性に差をもたせることによって、前ラテラルリンク4R
と後ラテラルリンク5Rとの横力によって生じる車幅方向
内方側へ向けての変位差が互いに異なるように設定し得
るものとなる。

前記ブッシュ8Rとブッシュ10Rとは、そのたわみ特性が
異なっており、後輪3Rに作用する横力の大きさと該ブッ
シュ8R、10Rのたわみ量との関係の一例を第４図に示し
てある。すなわち、車体後方側に位置するブッシュ10R
は、第２図R1線で示すように１つの折れ点（折れ点）α
１を有して、荷重（横力）がα１よりも小さいうちはそ
のたわみが大きく（軟らかく）、α１を越えてからはた
わみが小さく（硬く）なるように設定されている。ま
た、車体前方向側に位置するブッシュ8Rも第２図F1線で
示すように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大きく（軟らかく）、β１
を越えてからはたわみが小さく（硬く）なるように設定
されている。そして、両特性線R1とF1とは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
より大きいときはブッシュ8Rのたわみ量がブッシュ10R
のたわみ量よりも大きくされ、荷重がγ１とγ２との間
では、ブッシュ8Rのたわみ量がブッシュ10Rのたわみ量
よりも小さくされる。勿論、左後輪用サスペンションの
ブッシュ8L、10Lのたわみ特性関係も同じようになって
いる（ブッシュ8Lが8Rに対応し、ブッシュ10Lが10Rに対
応している）。なお、ブッシュ12R（12L）と14R（14L）
とのたわみ特性は互いに同じぐうに設定されている。

次に、前述したブッシュ8Rと10Rと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で示してあ
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、前方側のブッシュ8Rのたわみ量が後方側のブ
ッシュ10R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、前方側ブッシュ8Rのたわみ量よりも後
方側ブッシュ10Rのたわみ量の方が大きいので、右後輪3
R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。

前述のようなたわみ特性を有するブッシュ8R（8L）、10
R（10L）の具体的構成例をブッシュ12R（12L）、14R（1
4L）と共に説明する。なお、以下の説明は右後輪3Rに着
目して説明する。

先ず、ラテラルリンク4R、5Rの外端部のブッシュ12R、1
4Rは、第８図、第９図に示すように、それぞれ、支軸11
Rあるいは13Rが嵌挿される内筒21′とラテラルリンク4R
あるいは5Rが結合される外筒22′との間に互いに等しい
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におけるたわ
み特性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は、第10
図、第11図に示すように、そのゴム材23の外周囲に、横
力の作用線上に位置するようにして、互いに内筒21の周
回り方向180゜隔置して断面円弧上の第１中空部24（切
欠溝）が形成され、さらにその軸方向中間部分におい
て、第１中空部24に連なる第２中空部25が形成されてい
る。そして、この第２中空部25は、内筒21の周回り方向
において、第１中空部24と同様に円弧状に伸びたものと
なっている。したがって、横力（第10図上下方向に作用
する）が小さいときは、第１中空部24の存在によってそ
のたわみが十分に大きくなり、横力が大きくなってこの
第１中空部24がつぶれた後は、そのたわみが小さくなる
が、第２中空部25の存在によって、横力増大に対するた
わみ量の増大は比較的大きなものとされる（第４図F1
線）。

後ラテラルリンク5R内端部にあるブッシュ10Rは、第12
図、第13図に示すように、前記ブッシュ8Rに対して、第
２中空部25を有しないことを除いて、当該ブッシュ8Rと
同一のものとして構成されている。この第２中空部25が
存在していないことにより、ブッシュ10Rのたわみ特性
は、第４図R1線で示すように、第１中空部24がつぶれる
までのたわみ量がブッシュ8Rのものよりも小さくされ、
また第１中空部24がつぶれた後のたわみ量は極めて小さ
くされる。

勿論、左後輪3Lについてのブッシュも右後輪3Rと同じよ
うに設定されている。

第５図は、第２図に示すような特性線Ｘを得るための第
４図に対応した他の変形例で、ブッシュ8R、12Rを含む
前ラテラルリンク4R系のたわみ特性をF2線で、またブッ
シュ10R、14Rを含む後ラテラルリンク5R系のたわみ特性
をR2線で示してある。なお、α１、β１、γ１、γ２に
ついては、第２図に対応して設定してある。本実施例で
は、ブッシュ8R、10R共に第７図に示すように、ゴム材2
3の中空部24′内に、該中空部24′よりも内筒21の径方
向において肉厚のプラスチック性のプレート26を圧入し
て、ゴム材23に対して、横力の作用する方向に対して予
圧縮力を与えるようにしてある。そして、この予圧縮力
をブッシュ10Rの方がブッシュ8Rよりも小さくするよう
にしてある。また、各ブッシュ8R、10R、12R、14Rにお
けるゴム材23あるいは23′の硬度を変えてある。これに
より、前記F2線、R2線で示すように、横力が上記予圧縮
力に相当する大きさとなるまでは、荷重に対するたわみ
量が小さくなるが、この予圧縮力以上の大きさになる
と、たわみ量が大きくなる。なお、本実施例の場合にお
いても、横力の大きさに対する後輪3R（3L）の挙動変化
は第３図に示すようになる（第２図特性線Ｘに従う挙動
変化）。

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の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ンロッド
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。さらに、回動継手28R（29R）は、ブッ
シュ8R（10R）と車体との間に介在させるようにしても
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の回頭
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２つの折れ点を確保するように設定された車
体側の前記各ブッシュは、回動継手によってラテラルリ
ンクの上下動に伴うねじり力を受けないようにしてある
ので、所望の特性通りに容易かつ確実にセッティングす
る上で好ましいものとなる。

【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、第５図はそれぞれ第２図に示すような特性を得
るためのたわみ特性の例を示すグラフ。 第６図はラテラルリンクの車体側に対する連結部分を示
す平面断面図。 第７図〜第13図はブッシュの例を示すものであり、 第７図、第10図、第12図はその径方向断面図、 第９図は第８図のIX−IX線断面図、 第11図は第10図のXI−XI線断面図、 第13図は第12図のXIII−XIII線断面図である。 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 5R、5L:後ラテラルリンク 6R、6L:ハブ 8R、8L:前側ブッシュ（車体側） 12R、12L:前側ブッシュ 10R、10L:後側ブッシュ（車体側） 14R 14L:後側ブッシュ 15R 15L:スピンドル（回転中心） 28R、28L:回動継手 29R、29L:回動継手 α１、β1:折れ点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−16906（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−28604（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−73483（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭61−44881（ＪＰ，Ｙ１)

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
   に支持され、該各ラテラルリンクの後輪側および車体側
   の連結部分にそれぞれ弾性ブッシュを介在させてなる自
   動車のサスペンションにおいて、 前記各ラテラルリンクと車体との間に前記車体側弾性ブ
   ッシュの他に回動継手が介在されて、該ラテラルリンク
   の上下動に伴って該車体側弾性ブッシュにねじり力が作
   用しないように設定され、 前記各車体側にある前後の各弾性ブッシュについての車
   幅方向外方側からの横力に対するたわみ量を示すたわみ
   特性が、それぞれ該横力が所定値よりも大きいときと小
   さいときとで該横力の増大に伴うたわみ量の増大割合が
   相違するように設定されると共に、前記所定値が前後の
   弾性ブッシュで互いに異なるように設定され、 前記横力に対する前記各弾性ブッシュを含む前記前ラテ
   ラルリンク系と前記後ラテラルリンク系とのたわみ特性
   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、該横力が前記異なる２つの所定値のうち小
   さい方の第１所定値よりも小さいときおよび大きい方の
   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設定されている、 ことを特徴とする自動車のサスペンション。