JPH0775924B2 - 車両用懸架装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車両用の懸架装置に関し、とりわけ操舵機能を
有しない側の懸架装置に関する。

従来の技術 一般に、自動車等の車両にあつては前輪で舵取りを行な
い、後輪は単に車体側に支持されて前輪に追従されるよ
うになつている。従つて、この後輪側の懸架装置、特に
独立懸架式のものは、たとえば実開昭57−141109に示す
ように、車輪を回転可能に支持する車輪支持体が、車両
左右方向に配される左右方向位置決め部材および車両前
後方向に配される前後方向位置決め部材等によつて車体
側に取付けられるようになつている。しかし、前記左右
方向位置決め部材，前後方向位置決め部材にはゴムブツ
シユ等の弾性体が設けられて、車輪から車体に入力され
る路面振動が吸収されるようになつている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる従来の懸架装置にあつては、左右
方向位置決め部材に弾性体が設けられているため、不整
路走行時、路面の凹凸若しくはブレーキング等により、
車輪の接地点に車両前方から後方への荷重が作用した場
合、該車輪に作用するモーメントにより前記弾性体は車
輪をトーアウト方向へ指向さすように変形される。とこ
ろで、後輪のコンプライアンスステアがトーアウトにな
ると、尻振り現象が発生することが一般に知られてお
り、従つて、前記懸架装置では車両後方への荷重が車輪
に作用することにより、走行安定性が大幅に悪化してい
まうため、弾性体の剛性を高めなくてはならず乗心地が
悪化してしまうという問題点があつた。

そこで、本発明はかかる従来の問題点に鑑みて、車輪支
持体を車体側に連結する位置決め部材の配置を工夫する
ことによつて、車両前方から後方への荷重が車輪に作用
した場合にあつても、乗心地を確保しながら車輪のコン
プライアンスステアがトーアウトとなるのを防止するよ
うにした車両用懸架装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段およびその作用 かかる目的を達成するために本発明は、車輪を回転可能
に支持する車輪支持体と、該車輪支持体を車両左右方向
に車体と連結し、車両前後方向に対向配置される複数の
リンクからなる左右方向位置決め部材と、前記車輪支持
体を車両前後方向に車体と連結する前後方向位置決め部
材とを備えた車両用懸架装置において、前記左右方向位
置決め部材および前記前後方向位置決め部材の交点と前
記車輪支持体の回転中心軸の車体との交点間の距離を所
定値以上に離隔配置し、車輪接地点に車両前後方向荷重
が作用したときに、該車輪のトー変化を防止するか若し
くはトーイン方向を指向するように構成し、ブレーキン
グ時等にあつて、車両前後方向荷重が車輪中心点に作用
した場合、当該荷重に対して車輪のコンプライアンスス
テアがトーアウトとなるのを防止し、もつて車両の走行
安定性が大幅に向上されることになる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１実施例を示す車両
用懸架装置１で、ストラツトタイプの懸架装置に例をと
つて述べる。即ち、この懸架装置１は車輪２を回転可能
に支持する車輪支持体としてのスピンドル３に、車両上
下方向に配置されるストラツト４の下端部が一体に固設
されて、このストラツト４の上端部がインシユレータ５
を介して図外の車体に取付けられるようになつている。
このインシユレータ５が車輪支持体としてのスピンドル
３の回転中心軸と車体との交点となる。前記ストラツト
４は前記スピンドル３に固設される外筒4aと、この外筒
4a内に収納される図外のシヨツクアブソーバとを備えて
おり、このシヨツクアブソーバのピストンロツド4bが前
記外筒4a上端から出没可能に突出されている。

また、前記スピンドル３は、車両内方に配される左右方
向位置決め部材としての前後１対のリンク7,8および車
両前方に配される前後方向位置決め部材としてのラジア
スロツド９を介して車体側に取付けられるようになつて
いる。前記リンク7,8および前記ラジアスロツド９の夫
々の両端部には図中白丸で概略的に示すゴムブツシユ1
0,10a,11,11a,12,12aが設けられ、これらゴムブツシユ
を介して前記リンク7,8がスピンドル３と車体フレーム
のクロスメンバ13間に取付けられると共に、前記ラジア
スロツド９がスピンドル３と車体フレームのサイドメン
バ14間に取付けられている。従つて、前記リンク7,8は
ゴムブツシユ10a,11aの変形により車体に対して車両上
下および車両前後に揺動可能となつていると共に、前記
ラジアスロツド９はゴムブツシユ12aにより車両上下お
よび車両左右に揺動可能となつている。

更に、前記ラジアスロツド９は同図（Ａ）に示したよう
に、車体側支持点つまり前方のゴムブツシユ12aをスピ
ンドル側支持点つまり後方のゴムブツシユ12より車両内
方に配置して、車両前後方向に対する水平方向傾斜角θ
をもつて傾斜されると共に、同図（Ｂ）に示したように
前記ラジアスロツド９は前方のゴムブツシユ12aを後方
のゴムブツシユ12より車両上方に配置して、路面Ｘに対
する垂直方向傾斜角αをもつて傾斜されている。尚、ラ
ジアスロツド９の前方ゴムブツシユ12aは、タイヤハウ
ス部分の上方に折曲されるサイドメンバ14下側に装着さ
れ、車室内スペースの縮少を伴うことなくラジアスロツ
ド９の上方傾斜が可能となつている。

即ち、本実施例にあつてはラジアスロツド９を水平方向
傾斜角θをもつて傾斜させることにより、第２図
（Ａ），（Ｂ）に示すように制動時にあつて車輪２の接
地点ｅに車両前方から後方への荷重F_G（以下前後荷重と
称する）が作用した場合、前記ラジアスロツド９には車
両内方の分力f_rxが作用し、この分力f_rxにより前，後リ
ンク7,8に作用する荷重割合で決定される車輪２のトー
変化方向のモーメントが影響される。従つて、本実施例
にあつては前記ラジアスロツド９の水平方向傾斜角θ
を、前記前後荷重F_Gが車輪２に作用した際に、該車輪２
のコンプライアンスステア変化を防止するか若しくはト
ーイン方向を指向するように設定してある。

つまり、車輪２を支持するスピンドル３は前述したよう
に前記１対の前，後リンク7,8によつて車両左右方向に
支持されており、これら前，後リンク7,8に作用する荷
重f_pf,f_prが異なることによつて、前リンク７のゴムブ
ツシユ10,10aと後リンク８のゴムブツシユ11,11aの変形
量が異なり、もつて車輪２はそのトー角が変化されるこ
とになる。従つて、該車輪２のトー変化を防止するため
の条件は、前記リンク7,8に作用する荷重f_pf,f_prが同一
の場合であり、また、トーイン方向を指向するための条
件は、前リンク７の荷重f_pfが後リンク８の荷重f_prより
も大きい場合である。

次に、かかるリンク7,8に作用する荷重f_pf,f_prを求め
る。

即ち、第２図中、ｌはラジアスロツド９と後リンク８の
スピンドル側ゴムブツシユ12,11間の前後方向スパン、l
₁はラジアスロツド９と前リンク７のスピンドル側ゴム
ブツシユ12,10間の前後方向スパン、l₂は前，後リンク
7,8のスピンドル側ゴムブツシユ10,11間の前後方向スパ
ン、l_pf,l_prはストラツト４のインシユレータ５に対す
る前，後リンク7,8のスピンドル側ゴムブツシユ10,11間
の前後方向スパンであり、また、S₁はラジアスロツド９
のスピンドル側ゴムブツシユ12と前記ストラツト４のイ
ンシユレータ５間の左右方向スパン、S₂は該インシユレ
ータ５と車輪２の接地点ｅ間の左右方向スパンである。
更に、Ｈは前記インシユレータ５と路面Ｘ間の上下方向
スパン、h_s,h_rはラジアスロツド９のスピンドル側ゴム
ブツシユ12に対する前記インシユレータ５および路面Ｘ
間の上下方向スパン、h_w,h_pはインシユレータ５と車輪
２中心および前，後リンク7,8のゴムブツシユ10,11間の
上下方向スパンであり、f_r,f_pf,f_pr,f_s,f_sxは前後荷重F
_Gが作用した時に、ラジアスロツド9,前リンク7,後リン
ク8,ストラツト４に作用する荷重を夫々示す。尚、ラジ
アスロツド９の荷重f_rは、傾斜角θおよび傾斜角αによ
り車両内方，前方および上方に分力f_rw,f_ry,f_rzが生じ
ている。

かかる条件のもとに、第２図（Ａ）によつてストラツト
４の車体側取付部つまりマウントインシユレータ５廻り
のモーメントの均り合い式（時計回りを正）を求める
と、 −l_pf・f_pf−l_pr・f_pr＋l_r・f_rx＋S₁・f_ry−S₂・F_G＝０
…… が導き出される。

一方、車両幅方向の荷重均り合い式（車両外方を正）を
求めると、 f_pf−f_pr＋f_sx−f_rx＝０ …… が導き出される。

更に、f_rx＝tanθ・f_ry……が得られ、これら，
，式およびl_pf＋l_pr＝l₂,l_pr＋l_r＝l,l_r−l_pf＝l₁
より が得られる。

ここで、車輪２を前後荷重F_Gに対してトー変化を防止若
しくはトーインを指向させる条件としては、前リンク７
に正の圧縮荷重が作用若しくは圧縮荷重零となり、かつ
後リンク８に正の引張り荷重が作用若しくは引張り荷重
零となればよい。従つて、前記式が正又は零となる条
件は、該式の右項分子が正又は零となればよい。

つまり、（ｌ・tanθ＋S₁）・f_ry−f_sx・l_pr−F_G・S₂≧
０……が得られ、更に前記式が正又は零となる条件
は同様にして、 （l₁・tanθ＋S₁）・f_ry＋f_sx・l_pf−F_G・S₂≧０…… が得られる。

ここで、かかる，式を解析するにあたつて、f_sx,F_G
を前もつて求めてみる。

第２図（Ｂ）でストラツト４のインシユレータ５廻りの
モーメント（時計回りを正）を求めると、 h_s・f_ry＋l_r・f_rz−Ｈ・F_G＝０ …… が導き出され、この式と、f_rz＝tanα・f_ry……と
から、 が得られる。

次に第２図（Ａ），（Ｂ）から車両背面方向におけるイ
ンシユレータ５廻りのモーメント（時計回りを正）を求
めると、 h_p・f_pf＋S₁・f_rz−h_s・f_rx−h_p・f_pr＝０ …… が導き出される。

すると、この式および前記，，式より が得られる。

つまり、このようにして求めた前記，式を前記，
式に代入して整理すると、 が夫々得られる。

即ち、本実施例にあつてはこのように，式を満足す
るように前後リンク7,8およびラジアスロツド９を配置
し、このことにより車輪２は前後荷重F_Gに対してトー変
化の防止若しくはトーイン指向が行なわれることにな
る。

尚、前記式中左項（ｌ・tanθ＋S₁）は第２図（Ａ）
に示すように、ラジアスロツド９および後リンク８の夫
々の延長線の交点P₂と、ストラツト４のインシユレータ
５との間の車両幅方向スパンに相当し、また、前記式
中左項（l₁・tanθ＋S₁）は同図に示したように、ラジ
アスロツド９および前リンク７の夫々の延長線の交点P₁
と、前記インシユレータ５との間の車両幅方向スパンに
相当する。即ち、前リンク７の軸荷重に対しては前記P₂
点から仮想のラジアスロツド9aが車両前方に延びている
と考えることができ、また後リンク８の軸荷重に対して
は前記P₁点から仮想のラジアスロツド9bが車両前方に延
びていると考えることができる。従つて、前記，式
を満足するためには、前記P₂点およびP₁点とイシユレー
タ５までの車両幅方向距離が前記，式の右項を満足
するように設定すればよい。

次に、前後荷重F_Gに対して車輪２にトー変化を生じない
条件を、ラジアスロツド９の車両前後方向傾斜角θによ
つて求めてみる。即ち、車輪２にトー変化を生じない条
件は、前，後リンク7,8に作用する圧縮荷重f_pfと引張り
荷重f_prが等しい場合であり、f_pf＝−f_pr……とな
る。一方、前記，式を前記，式を用いて整理し
てみると、 が得られる。そして、これら，式を前記式に代入
して整理すると、 となり、この式にｌ−l_pr＝l_r,l₁＋l_pr＝l_rを代入す
ると、 となる。

なお、上記の，式中の は、後述する，式および，式のS₃に相当する。

従つて、この式を満足するようにθを決定することに
より、車輪２のトー変化を防止でき、かつトーイン指向
とするためにはf_pf＞−f_prとすればよいことから、前記
式中θを右項より大きく設定すればよい。

第３図は前後荷重F_Gを100kgとした場合に、前，後リン
ク7,8に作用する軸方向荷重特性を、横軸にラジアスロ
ツド９の取付角度θ，縦軸に引張りおよび圧縮の軸力
（kg）をとつて示した特性図である。

第４図（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２実施例を示し、ウ
イツシユボーンタイプの懸架装置1aに本発明を適用した
もので、前記第１実施例と同一構成部分に同一符号を付
し、重複する説明を省略して述べる。

即ち、この第２実施例はスピンドル３から上方に一体に
延設した上方延設部3aの端部がスピンドル３の回転中心
軸と車体との交点となるゴムブツシユ5aおよびアツパー
アーム20を介して車体に連結されている。尚、このアツ
パーアーム20と車体との間にもゴムブツシユ21,22が設
けられているが、このゴムブツシユ21,22は路面振動を
前記ゴムブツシユ5aで遮断できるならば必ずしも必要と
はしない。

従つて、この実施例にあつても前記第１実施例と同様の
作用を行ない、前記，式を満足するように前，後リ
ンク7,8およびラジアスロツド９を設定してあることは
いうまでもない。

尚、前述した第1,第２実施例にあつては、前，後リンク
7,8に作用する軸方向荷重により、車輪２がトー変化し
ない条件およびトーイン指向される条件を求めたが、こ
れら各条件に合わせて車輪２がトーアウト変化される条
件をも併記して、次表に前後荷重F_G入力による前，後リ
ンク7,8軸力と懸架装置のコンプライアンスステアの相
関を示す。

尚、上記表中N.Sはニュートラルステアを意味し、トー
変化がない状態を示す。

即ち、この表から明らかなように前リンク７に圧縮荷
重，後リンク８に引張荷実のいずれかが作用している時
は、a,b,d欄に示すようにコンプライアンスステアはト
ーインとなり、走行安定性が確保される。これとは逆に
前リンク７に引張荷重，後リンク８に圧縮荷重のいずれ
かが作用している時は、f,h,i欄に示すようにコンプラ
イアンスステアはトーアウトとなり走行安定性が損われ
てしまう。次に、前，後リンク7,8共に軸方向荷重が作
用しないときは、ｅ欄に示すようにコンプライアンスス
テア変化は生じない。ところで、前，後リンク7,8に夫
々圧縮荷重のみ又は引張荷重のみが作用した場合は、c,
g欄に示すように前，後リンク7,8に作用する相対的な軸
方向荷重の大きさとゴムブツシユ10,10a,11,11aのばね
定数の大きさによつてコンプライアンスステアは決定さ
れ、これら軸方向荷重およびばね定数のチユーニングに
よつてはコンプライアンスステアをトーイン若しくはニ
ユートラルステアに設定することができる。

以上の説明からわかるように、上記の表のうちa,b,d,e
欄が本願発明の範囲であって、c,g欄については例えば
特開昭60−116513号公報の技術に該当する。

第５図，第６図，第７図は前記第１実施例即ちストラツ
ト式懸架装置の他の実施例を夫々示し、前記実施例と同
一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略す
る。

即ち、第５図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はストラツト４の
上端インシユレータ５が車輪２の中心Ｃより車両内方に
配置されたもので、この場合の前，後リンク7,8に作用
する荷重f_pf,f_prは、 となることが証明されている。尚、S₃は、前記インシユ
レータ５と車輪２の接地点ｅを結ぶ直線Ｌおよびラジア
スロツド９の延長線の交点P₃と、前記インシユレータ５
との間の車両幅方向スパンである。

第６図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は前記インシユレータ５
が車輪２の車両前後方向に延びる中心軸面上に配置され
たもので、この場合のf_pf,f_prは、 となることが証明されている。

第７図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は前記インシユレータ５
が車輪中心Ｃより車両外側に配置されたもので、この場
合のf_pf,f_prは、 となることが証明されている。

尚、かかる第５図，第６図，第７図は第１実施例の他の
実施例として構成したものを夫々示したが、これに限る
ことなく第２実施例、即ちダブルウイツシユボーン式懸
架装置にあつても、上方延設部3aの上側ゴムブツシユ5a
の配置を、車輪中心Ｃの内，外および車輪中心面上に配
置するようにしたものでもよい。

また、前述した各実施例にあつては前，後リンク7,8の
両端部に夫々ゴムブツシユ10,10a,11,11aを設けたもの
を示したが、コンプライアンスステア制御を行なうため
には、前記ゴムブツシユ10,10a,11,11aのうち少なくと
も１個が設けられていれば足りる。

更に、前記各実施例にあつては車両平面視で前，後リン
ク7,8が車輪中心Ｃより夫々車両後方に配置されるもの
を示したが、これに限ることなく両リンク7,8を車輪中
心Ｃに跨つて配置するようにしたものにあつても本発明
を適用できる。

ところで、本実施例にあつてはラジアスロツド９および
前，後リンク7,8の配置により、該前，後リンク7,8の荷
重を適宜調整することができるため、前後荷重F_G発生時
に車輪２の前後移動を伴うことなくコンプライアンスス
テアをトーイン若しくはニユートラルステアに設定する
ことができる。このことにより、ホイールハウス内容積
を少なくすることができると共に、ラジアスロツド９に
用いられるゴムブツシユ12,12aのばね定数選定自由度が
拡大されることになる。更に、前記前，後リンク7,8は
平行配置することができるため、従来の台形配置式のも
のに比べて車体側の前後取付専有スペースが少なくな
り、該リンク近傍に配置されるガスタンク等の容量を増
大することができる。

発明の効果 以上説明したように本発明の車両用懸架装置にあつて
は、車輪支持体を車体に連結する左右方向位置決め部材
および前後方向位置決め部材を、車輪中心点に作用する
車両前後方向荷重に対して車輪のトー変化を防止するか
若しくはトーイン方向を指向するように配置したので、
車両の走行安定性が大幅に向上され、運転者の運転疲れ
を著しく少なくすることができるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用懸架装置の第１実施例を示し、
同図（Ａ）は懸架装置の片側を示す概略平面図、同図
（Ｂ）は同側面図、第２図（Ａ），（Ｂ）は前後力によ
つて発生する作用力の状態を夫々示す説明図、第３図は
１対のリンクに作用する荷重特性図、第４図は本発明の
第２実施例を示し、同図（Ａ）は懸架装置の片側を示す
概略平面図、同図（Ｂ）は同側面図、第５図，第６図，
第７図は第１実施例の他の実施例を夫々示し、各図中
（Ａ）は概略平面図、（Ｂ）は同側面図、（Ｃ）は同背
面図を夫々示す。 1,1a……車両用懸架装置、２……車輪、３……スピンド
ル（車輪支持体）、3a……上方延設部、４……ストラツ
ト、5,5a……インシユレータ、7,8……リンク（左右方
向位置決め部材）、９……ラジアスロツド（前後方向位
置決め部材）、P₁……前側リンクとラジアスロツドの交
点、P₂……後側リンクとラジアスロツドの交点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪（２）を回転可能に支持すると共に車
   両上方で車体側に回転可能に支持される車輪支持体
   （３）と、 該車輪支持体（３）を車両左右方向に車体と連結し、車
   両前後方向に対向配置される一対の左右方向位置決め部
   材（7,8）と、 前記車輪支持体（３）を車両前後方向に車体と連結する
   前後方向位置決め部材（９）と、 を備えた車両用懸架装置において、 車両前面視若しくは後面視で、前記車輪支持体（３）が
   車両上方で車体側に回転可能に支持される点（５）と車
   輪（２）に入力される前後力の作用点となる車輪の接地
   点（ｅ）とを結ぶ直線（Ｌ）に前記前後方向位置決め部
   材（９）の軸線が交差する点（P₃）を求め、 この交点（P₃）から車体外方向を正方向として車輪支持
   体（３）の車体側支持点（５）までの間の車幅方向距離
   を（S₃）とし、 車両平面視で、前後方向位置決め部材（９）の車輪支持
   体（３）への取付点（12）から、後方側の左右方向位置
   決め部材（８）の車輪支持体（３）への取付点（11）ま
   での距離を（ｌ）とし、 車両平面視で、前後方向位置決め部材（９）の車輪支持
   体（３）への取付点（12）から、前方側の左右方向位置
   決め部材（７）の車輪支持体（３）への取付点（10）ま
   での距離を（l₁）とし、 車両平面視で、車輪支持体（３）の車体側支持点（５）
   から、車体外方向を正方向として前後方向位置決め部材
   （９）の車輪支持体（３）への取付点（12）までの間の
   車幅方向距離を（S₁）とし、 車両平面視で、前後方向位置決め部材（９）の車輪支持
   体（３）への取付点（12）から、後方側の左右方向位置
   決め部材（８）の軸線と前後方向位置決め部材（９）の
   軸線との交点（P₂）までの間の車幅方向距離を（ｌ・ta
   nθ）とし、 車両平面視で、前後方向位置決め部材（９）の車輪支持
   体（３）への取付点（12）から、前方側の左右方向位置
   決め部材（７）の軸線と前後方向位置決め部材（９）の
   軸線との交点（P₁）までの間の車幅方向距離を（l₁・ta
   nθ）としたとき、 各車幅方向距離（S₃）、（S₁）、（ｌ・tanθ）および
   （l₁・tanθ）の総和（ｌ・tanθ＋S₁＋S₃）ならびに
   （l₁・tanθ＋S₁＋S₃）が共に零以上となるように設定
   し、 前記車輪（２）の接地点（ｅ）に車両前後方向荷重が作
   用したときに、該車輪（２）のトー変化を防止するか若
   しくはトーイン方向を指向するようにしたことを特徴と
   する車両用懸架装置。