JPH106726A - 操舵輪用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車輪支持部材及びショックアブソーバを車体に
連結する仮想アッパアームの長さを長くしてアライメン
トの向上やジオメトリ変化の抑制を可能にすると共に、
ショックアブソーバへの曲げ力を回避して乗心地を確保
する。 【解決手段】ショックアブソーバ１５上端の車体側部材
への連結点Ｕ及び車輪支持部材１とショックアブソーバ
１５との連結点Ｍ点間の距離ＵＭが、当該連結点Ｕ点及
びショックアブソーバ１５とアッパアーム６との連結点
Ｌ間の距離ＵＬより短くなるようにアッパアーム６を下
方に配置することで、前記Ｍ点を車体に連結する仮想ア
ッパアームを長くする。また、コイルスプリング１６の
軸線ｍが、前記Ｍ点及びロアアーム４の延長線とホイル
センタ面との交点Ｐを結ぶ直線と、アッパアーム６の延
長線との交点Ｑを通るように配置してショックアブソー
バ１５への曲げ力がコイルスプリング１６の反力で相殺
されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のフロント
サスペンション装置など、車両の操舵輪用サスペンショ
ン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の操舵輪用（フロント）サスペンシ
ョン装置としては例えば特開平１−１３６８０４号公報
に記載されているものがある。

【０００３】この従来例に記載される操舵輪用サスペン
ション装置では、車輪を回転自在に支持する車輪支持部
材の下部領域が、Ａ型アーム部材からなる下部アーム又
はリンク部材によって上下方向に揺動可能に且つ転舵可
能に車体側部材に取付けられている。また、この車輪支
持部材の上部領域においては、ショックアブソーバ部材
の下部ケース部材に一体に取付けられた中間部材が、当
該車輪支持部材の上部領域に、上下方向に揺動可能に且
つ転舵可能に取付けられている。そして、このショック
アブソーバ部材に一体に取付けられた中間部材が、Ｈ型
アーム部材からなる上部アーム部材によって、前記車輪
支持部材との連結点と同等又はほぼ同等の高さ位置で上
下方向に揺動可能に車体側部材に取付けられている。勿
論、この操舵輪用サスペンション装置の前記車輪支持部
材には、操向装置に接続されるタイロッド部材が取付け
られており、このタイロッド部材の操作によって、前記
中間部材と車輪支持部材の上部領域との連結点，即ちシ
ョックアブソーバ部材の下部ケース部材と車輪支持部材
との連結点及び当該車輪支持部材の下部領域と前記Ａ型
下部アーム部材との連結点を結ぶ直線を転舵軸，即ちキ
ングピン軸として車輪支持部材及び車輪の転舵が行われ
る。

【０００４】この操舵輪用サスペンション装置によれ
ば、操舵の応答性を向上させることができると共に、シ
ョックアブソーバ部材上端の車体側部材への取付け点を
低くすることができるから、結果的にボンネットフード
等の高さを低くすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の操舵輪用サスペンション装置にあっては、以下の
ような問題がある。

【０００６】即ち、この従来の操舵輪用サスペンション
装置を車両正面視において骨格図的に表すと図１１のよ
うになる。前述のようにショックアブソーバ部材の下部
ケース部材に一体に取付けられている中間部材が車輪支
持部材に連結されると共に、その連結点と同等又はほぼ
同等の高さ位置において、前記Ｈ型アーム部材からなる
上部アーム部材（以下、Ｈ型上部アーム部材とも記す）
にも連結されているために、この従来の操舵輪用サスペ
ンション装置を、所謂前置きエンジンの前輪操舵車両な
どに適用すると、前記Ｈ型上部アーム部材の車体側連結
点近傍にはエンジンルームが接近しているなどの実情か
ら、当該Ｈ型上部アーム部材の長さを十分に確保するこ
とができない。

【０００７】このように上部アーム部材の長さを十分に
確保できないと、図１１に矢印で示すように車輪及び車
輪支持部材の上下動に伴ってサスペンションが上下方向
にストロークする際に、上部アーム部材と中間部材（＝
ショックアブソーバ部材）との連結点の描く軌跡が小さ
な半径の円弧状になり、上部アーム部材の外側端部の車
両内側への引き込み量が大きくなる。これに伴って、車
輪支持部材の上部領域が車両内側に大きく引き込まれる
ことになるから、ストローク時のキャンバ角変化が大き
くなったり、ロールセンタ高の高さ及び変化特性を所望
する特性にできなくなったりするというサスペンション
アライメント／ジオメトリ上の問題が生じると共に、車
輪（タイヤ）とショックアブソーバ或いは車体側部材と
の間に干渉が発生するなどの問題も生じ易い。

【０００８】本発明は、前記諸問題を解決すべく開発さ
れたものであり、操舵の応答性を確保すると共にショッ
クアブソーバ部材上端の車体側部材への取付け点を低く
しながら、車輪支持部材の上部領域を過大に車両内側に
引き込むことなく、同時にショックアブソーバ部材に曲
げ力がかからないようにして乗心地を確保可能な操舵輪
用サスペンション装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に係る操舵輪用サスペンショ
ン装置は、車両の操舵輪用サスペンション装置であっ
て、上端が車体側部材に取付けられて車輪の上下動に伴
って伸縮するショックアブソーバ部材を有し、車輪を回
転可能に支持する車輪支持部材には、操向装置に接続さ
れるタイロッド部材が連結されると共に、当該車輪支持
部材の下部領域が少なくとも１本以上の下部アーム又は
リンク部材によって上下方向に揺動可能に且つ転舵可能
に車体側部材に連結され、当該車輪支持部材の上部領域
が前記ショックアブソーバ部材の下部ケース部材に上下
方向に揺動可能に且つ転舵可能に連結され、当該ショッ
クアブソーバ部材の下部ケース部材が上部アーム部材に
よって上下方向に揺動可能に車体側部材に連結されてい
て、前記ショックアブソーバ部材と車体側部材との連結
点（以下、Ｕ点とも記す）及び前記車輪支持部材とショ
ックアブソーバ部材の下部ケース部材との連結点（以
下、Ｍ点とも記す）を結ぶ線分の長さが、当該ショック
アブソーバ部材と車体側部材との連結点（Ｕ点）及び前
記ショックアブソーバ部材の下部ケース部材と上部アー
ム部材との連結点（以下、Ｌ点とも記す）を結ぶ線分の
長さより短くなるように、各部材及び各連結点が配置さ
れたことを特徴とするものである。

【００１０】この発明では、互いに転舵可能に連結され
る前記車輪支持部材とショックアブソーバ部材の下部ケ
ース部材との連結点（Ｍ点）及び当該車輪支持部材と下
部アーム又はリンク部材との連結点（以下、Ｂ点とも記
す）を結ぶ直線を転舵軸，即ちキングピン軸として、前
記操向装置に接続されるタイロッドを操作することによ
って車輪支持部材並びに車輪が転舵される。一方、本発
明の操舵輪用サスペンション装置では、前記ショックア
ブソーバ部材と車体側部材との連結点（Ｕ点）及び前記
Ｍ点を結ぶ線分ＵＭの長さが、当該Ｕ点及び前記ショッ
クアブソーバ部材の下部ケース部材と上部アーム部材と
の連結点（Ｌ点）を結ぶ線分ＵＬの長さより短くなるよ
うに、各部材及び各連結点が配置されているため、前記
Ｕ点がショックアブソーバ部材の上端連結点であること
を考慮すれば、Ｌ点はＭ点より下方にある。ここで、本
発明の操舵輪用サスペンション装置を、例えば所謂前置
きエンジン前輪操舵車両に採用したとき、上部アーム部
材の車体側部材への連結点にエンジンルームが接近して
いるような場合、実質的な上部アーム部材の長さが限定
されてしまう場合もあり得る。しかしながら、前述のよ
うに、この上部アーム部材とショックアブソーバ部材の
下部ケース部材との連結点Ｌ点が前記Ｍ点より下方にあ
るということは、車輪及び車輪支持部材の上下動に伴う
サスペンションの上下方向へのストローク時に、当該車
輪支持部材の上部領域とショックアブソーバ部材の下部
ケース部材との連結点Ｍ点が、前記上部アーム部材と車
体側部材との連結点を中心に回動する回動半径，所謂仮
想上部アーム部材は、実際の上部アーム部材の長さより
も長く（半径の場合は大きく）なる。この仮想上部アー
ム部材の長さの実際の上部アーム部材の長さに対する比
は、前記線分ＵＭの線分ＵＬに対する比の逆比になる。
更に、上部アーム部材の車体側連結点を、例えばサイド
メンバ等の車体側部材の更に下方に設定すれば、当該上
部アーム部材自体の長さを更に長くすることができ、従
ってその分だけ前記仮想上部アーム部材の長さを更に長
くすることができる。このようにして、仮想上部アーム
部材の長さが長くなれば、前記サスペンションのストロ
ーク時に、車輪支持部材の上部領域が車両内側に引き込
まれる変位量が小さくなり、従ってキャンバ角変化が小
さくなったり、ロールセンタ高さを確保したりすること
ができるなど、サスペンションアライメント／ジオメト
リの面で有利であると共に、車輪（タイヤ）とショック
アブソーバ部材などとの干渉を回避することができる。

【００１１】また、本発明のうち請求項２に係る操舵輪
用サスペンション装置は、前記ショックアブソーバ部材
の下部ケース部材と車体側部材との間にバネ部材を配置
し、車両正面視において、前記車輪支持部材とショック
アブソーバ部材の下部ケース部材との連結点（Ｍ点）及
び車輪のホイルセンタ面間の車両幅方向の距離をｄ，前
記車輪支持部材と下部アーム又はリンク部材との連結点
（Ｂ点）及び前記車輪支持部材とショックアブソーバ部
材の下部ケース部材との連結点（Ｍ点）間の上下方向の
距離をＨ，前記ショックアブソーバ部材の下部ケース部
材と上部アーム部材との連結点（Ｌ点）及び前記車輪支
持部材とショックアブソーバ部材の下部ケース部材との
連結点（Ｍ点）間の上下方向の距離をａ，前記バネ部材
の軸線と前記ショックアブソーバ部材の摺動軸線との交
点（以下、Ｘ点とも記す）及び前記ショックアブソーバ
部材の下部ケース部材と上部アーム部材との連結点（Ｌ
点）間の上下方向の距離をｂとしたときに、前記バネ部
材の軸線と鉛直線とのなす角度θが、 ａ×ｄ／Ｈ＝ｂ× tanθ を満足することを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明のうち請求項３に係る操舵輪
用サスペンション装置は、前記ショックアブソーバ部材
の下部ケース部材と車体側部材との間にバネ部材を配置
し、車両正面視において、前記下部アーム又はリンク部
材の延長線と車輪のホイルセンタ面との交点（以下、Ｐ
点とも記す）及び前記車輪支持部材とショックアブソー
バ部材の下部ケース部材との連結点（Ｍ点）を結ぶ直線
と、前記上部アーム部材の延長線との交点（以下、Ｑ点
とも記す）を、前記バネ部材の軸線が通ると共に、当該
バネ部材の軸線と前記ショックアブソーバ部材の摺動軸
線との交点（Ｘ点）が、前記車輪支持部材とショックア
ブソーバ部材の下部ケース部材との連結点の鉛直上に存
在することを特徴とするものである。

【００１３】これらの発明は、実質的に同じ特徴を有し
ており、請求項３に係る操舵輪用サスペンション装置の
構造的特徴を幾何学的に表したものが請求項２に係る操
舵輪用サスペンション装置の特徴になる。つまり、前記
請求項２に係る発明の符号の下に、前記距離ｄは、前記
請求項３に係る発明のＭ点及びＰ点間の距離であり、前
記距離Ｈは、同じく前記Ｂ点及びＭ点間の距離であり、
前記距離ａは、同じく前記Ｌ点及びＭ点間の距離である
ことから、前記Ｍ点及びＱ点間の車幅方向への距離ｙ
は、両点を結ぶ直線が鉛直線となす角度をψとしたと
き、 ｙ＝ａ× tanψ＝ａ×ｄ／Ｈ で表される。一方、前記距離ｂは、前記請求項３に係る
発明のＱ点及びＸ点間の距離であることから、前記距離
ｙは、前記Ｘ点がＭ点の鉛直上にあるという条件の下
に、 ｙ＝ｂ× tanθ で表される。両式の右辺を等号で結べば、前記請求項２
に記載の等式を得る。従って、請求項２に係る発明と請
求項３に係る発明の幾何学的構成要件は等価であること
になる。一方、この幾何学的構成要件を満足すれば、車
輪のホイルセンタに作用する荷重（入力）によって、前
記Ｍ点からショックアブソーバ部材に作用するＬ点回り
の車幅方向へのモーメントと、この荷重（入力）によっ
て、前記Ｘ点からショックアブソーバ部材に作用するＬ
点回りのバネ部材の車幅方向へのモーメントとが、互い
に逆方向で大きさが等しくなるため、両モーメントが相
殺されてショックアブソーバ部材に曲げ力が作用しなく
なり、例えばピストンとシリンダチューブとの間などに
発生する摩擦力（フリクション）を低減して乗心地を向
上することなどが可能となる。

【００１４】また、本発明のうち請求項４に係る操舵輪
用サスペンション装置は、前記下部アーム又はリンク部
材が、その一端が車輪支持部材に一点で連結され且つそ
の他端が車体側部材に二点で連結されたＡ型アーム部材
で構成されることを特徴とするものである。

【００１５】この発明では、下部アーム又はリンク部材
の一端が車輪支持部材に一点で，他端が車体側部材に二
点で連結される，所謂Ａ型アーム部材であるために、従
来のＡ型下部アーム式サスペンションと同様に、例えば
特に車両側面視におけるサスペンションアライメントの
角度変化を抑制して操安性を向上すると共に乗心地も向
上することが可能となる。

【００１６】また、本発明のうち請求項５に係る操舵輪
用サスペンション装置は、前記下部アーム又はリンク部
材が、一端及び他端が車輪支持部材及び車体側部材の夫
々に一点で連結された二本のリンク部材で構成されるこ
とを特徴とするものである。

【００１７】この発明では、下部アーム又はリンク部材
が、一端及び他端が車輪支持部材及び車体側部材の夫々
に一点で連結された二本のリンク部材で構成されるた
め、この二本の下部リンク部材が、所謂Ａ型アームを分
割した形状の所謂ダブルピボット式サスペンションと同
様のアライメントを可能とし、従って二本の下部リンク
部材の交点をより車両横方向外側にとることができるか
ら、この交点及び前記ショックアブソーバと車輪支持部
材との連結点を結ぶ仮想キングピン軸の設定自由度が高
まり、これを適切な状態に設定する，即ちキングピン傾
角を適切に設定して乗心地や操安性をより一層向上する
ことができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る操舵輪用サスペンション装置によれば、仮想
上部アーム部材の長さを長くすることができるので、前
記サスペンションのストローク時に、車輪支持部材の上
部領域が車両内側に引き込まれる変位量が小さくなり、
従ってキャンバ角変化が小さくなったり、ロールセンタ
高さの変化特性を適度なものに確保したりすることがで
きるなど、サスペンションアライメント／ジオメトリの
面で有利であると共に、車輪（タイヤ）とショックアブ
ソーバ部材などとの干渉を回避することができる。

【００１９】また、本発明のうち請求項２又は３に係る
操舵輪用サスペンション装置によれば、車輪のホイルセ
ンタに作用する荷重（入力）によって、ショックアブソ
ーバ部材に作用する車幅方向へのモーメントと、この荷
重（入力）によって、ショックアブソーバ部材に作用す
るバネ部材の車幅方向へのモーメントとが、互いに逆方
向で大きさが等しくなるため、両モーメントが相殺され
てショックアブソーバ部材に曲げ力が作用しなくなり、
例えばピストンとシリンダチューブとの間などに発生す
る摩擦力（フリクション）を低減して乗心地を向上する
ことなどが可能となる。

【００２０】また、本発明のうち請求項４に係る操舵輪
用サスペンション装置によれば、下部アーム又はリンク
部材の一端が車輪支持部材に一点で，他端が車体側部材
に二点で連結される，所謂Ａ型アーム部材であるため
に、従来のＡ型下部アーム式サスペンションと同様に、
例えば特に車両側面視におけるサスペンションアライメ
ントでの角度変化を抑制して操安性を向上すると共に乗
心地も向上することが可能となる。

【００２１】また、本発明のうち請求項５に係る操舵輪
用サスペンション装置によれば、下部アーム又はリンク
部材が、一端及び他端が車輪支持部材及び車体側部材の
夫々に一点で連結された二本のリンク部材で構成される
ため、この二本の下部リンク部材が、所謂Ａ型アームを
分割した形状の所謂ダブルピボット式サスペンションと
同様のアライメントを可能とし、従って二本の下部リン
ク部材の交点をより車両横方向外側にとることができる
から、この交点及び前記ショックアブソーバと車輪支持
部材との連結点を結ぶ仮想キングピン軸の設定自由度が
高まり、これを適切な状態に設定する，即ちキングピン
傾角を適切に設定して乗心地や操安性をより一層向上す
ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ここでは、前置きエンジン前輪操
舵車両の前左右輪に反転して実施化された本発明の操舵
輪用サスペンション装置のうち、特に前左輪のフロント
サスペンション装置に代表して説明を行う。勿論、前右
輪のそれについては図面を反転し、説明中の「右」を
「左」に、「左」を「右」に置換して考えればよい。

【００２３】図１は、本発明の第１実施形態を示す概略
構成を示す斜視図であり、図中、１は、図示されない前
輪を回転自在に支持する車輪支持部材であって、中央部
に前輪の車軸を挿通支持する円筒部１ａが形成されてい
ると共に、下端部（下部領域）１ｂにボールジョイント
３を介してロアアーム（下部アーム又はリンク部材）４
が連結され、上端部（上部領域）１ｃには、後述する連
結機構５を介してショックアブソーバ（ショックアブソ
ーバ部材）１５のシリンダチューブ（下部ケース部材）
１５ａが回転自在に連結され、また中央部後方側に突出
延長する支持部１ｄにタイロッド８が連結されており、
前記ショックアブソーバ１５の下端部が後述する連結機
構９を介してＨ型アッパアーム（上部アーム部材）６に
連結されている。

【００２４】本実施形態のロアアーム４は、車幅方向に
延長して配設され、その車幅方向外側端がボールジョイ
ント３を介して車輪支持部材１の下端部１ｂに回転自在
に連結され、内側端が二股に分岐されて夫々の端部が弾
性ブッシュ４ａ，４ｂを介してサイドメンバー等の車体
側部材（図示せず）に連結され、平面からみて凡そＡ字
状のＡ型アームに形成されている。従って、このロアア
ーム４では、車輪支持部材１の上下方向の移動即ちバウ
ンド及びリバウンドは許容するが、車輪支持部材１の前
後方向の移動に対してはこれを阻止することになるか
ら、当該車輪支持部材１の，所謂ワインドアップ角変化
を抑制することができる。また、車輪支持部材１の下端
部１ｂとロアアーム４とがボールジョイント３を介して
回転自在，つまり転舵可能に連結されているため、この
連結点Ｂ点が、後述するキングピン軸の下側の１点を構
成する。

【００２５】前記ショックアブソーバ１５は、その下部
に配設されたシリンダチューブ１５ａの凡そ中央部が、
後述する連結機構５を介して前記車輪支持部材１の上端
部１ｃに回転自在に連結されていると共に、このシリン
ダチューブ１５ａから上方に突出するピストンロッド１
５ｂの上端が図示されない取付板やマウントラバーなど
を介して車体側部材（図示せず）に取付けられている。
なお、このショックアブソーバ１５と車体側部材との連
結点をＵ点と称し、本実施形態では、このＵ点は、ショ
ックアブソーバ１５の摺動軸線，即ち凡そ前記ピストン
ロッド１５ｂの移動方向中心線上に位置する。また、本
実施形態では、当該ショックアブソーバ１５の摺動軸線
は略鉛直方向になるように配置されている。

【００２６】このうち、ショックアブソーバ１５のシリ
ンダチューブ１５ａを車輪支持部材１の上端部１ｃに連
結するための連結機構５を図２に示す。この連結機構５
は、所謂球面座を応用したものであり、まず、シリンダ
チューブ１５ａのほぼ中央部に形成された小径部１５ａ
₁ に、外周の中央部が、所定の曲率半径で外側に球状に
突出する凡そ円筒状の雄側球面部材５ａが緊密に嵌合さ
れて固定されている。そして、この雄側球面部材５ａの
外周には、前記球状突出部と同等の曲率半径で、内周の
中央部が球状に窪んだ雌側球面部材５ｂが緊密に被嵌さ
れている。従って、この雌側球面部材５ｂは、前記雄側
球面部材５ａの球状突出部に沿って、図２のＭ点を中心
に自在に回転可能である。そして、この雌側球面部材５
ｂを、前記車輪支持部材１の上端部１ｃに形成された凡
そ上下方向に貫通する貫通孔１ｃ ₁ 内に嵌入し、当該雌
側球面部材５ｂの下端部を、当該貫通孔１ｃ₁ の下端鍔
部１ｃ₂ で支持した状態で、内孔上端に上端鍔部５ｃ₂
が形成されたナット部材５ｃを、ショックアブソーバ１
５の上端からその外側を通して、前記貫通孔１ｃ₁の上
部に形成されたネジ孔１ｃ₃ に螺合し、締付けて、前記
ナット部材５ｃの上端鍔部５ｃ₂ と前記貫通孔１ｃ₁ の
下端鍔部１ｃ₂ とで前記雌側球面部材５ｂの上下端部を
締付けるようにして当該雌側球面部材５ｂを車輪支持部
材１の上端部１ｃに固定する。これにより、ショックア
ブソーバ１５と車輪支持部材１とは互いに、前記Ｍ点を
中心に自由に回転する。このＭ点を、ショックアブソー
バ１５と車輪支持部材１との連結点と称し、本実施形態
では、この連結点Ｍ点が、前記ショックアブソーバ１５
の摺動軸線，即ち前記ピストンロッド１５ｂの移動方向
中心線上に位置する。ちなみに、このショックアブソー
バ１５と車輪支持部材１との連結点Ｍ点は、後述するキ
ングピン軸の上側の１点を構成する。

【００２７】ちなみに、本実施形態では、前記ショック
アブソーバ１５の上部，即ち凡そ前記ピストンロッド１
５ｂの周囲にコイルスプリング１６からなるバネ部材が
配設され、このコイルスプリング１６は前記シリンダチ
ューブ１５ａに一体に固定された受部１５ｃと図示され
ない車体側部材との間に介装されている。また、後段に
詳述するように、本実施形態では、このコイルスプリン
グ１６の軸線が、前記ロアアーム４の延長線とホイルセ
ンタ面との交点及び前記Ｍ点を結ぶ直線と、前記Ｈ型ア
ッパアーム６の延長線との交点を通るように配置されて
いる。

【００２８】一方、前記Ｈ型アームに形成されたＨ型ア
ッパアーム６は、車幅方向に延長して配設され、その車
幅方向外側端部が連結機構９を介して前記ショックアブ
ソーバ１５のシリンダチューブ１５ａの下端部１５ａ₁
に上下方向にのみ揺動可能に連結され、二股に分岐され
た夫々の内側端部が弾性ブッシュ６ａ，６ｂを介してサ
スペンションメンバー等の車体側部材（図示せず）に連
結されている。このうち、このＨ型アッパアーム６の二
股に分岐された前記車幅方向外側端部の夫々には、車両
前後方向に貫通する貫通孔が穿設され、この二股の外側
端部の間に、前記ショックアブソーバ１５のシリンダチ
ューブ１５ａの下端部１５ａ₁ を差し込み、二つの外側
端部の前記貫通孔と当該シリンダチューブ１５ａの下端
部１５ａ ₁ に穿設された車両前後方向への貫通孔とを直
線上に並ぶように位置決めし、何れか一方の外側端部の
外側から回動支持軸９ａを挿通して、それらを連結す
る。従って、このＨ型アッパアーム６では、前記回動支
持軸９ａ回りのショックアブソーバ１５の上下方向の移
動は許容するが、当該ショックアブソーバ１５の下端部
１５ｃ₁ の前後方向の移動に対してはこれを阻止するこ
とになる。つまり、ショックアブソーバ１５とＨ型アッ
パアーム６とは、前記回動支持軸９ａの中心軸に相当す
る軸線ｌ回りに回転可能であるが、この軸線ｌが車両前
後方向に配置されているため、この軸線ｌとショックア
ブソーバ摺動軸線との交点を、Ｈ型アッパアーム６とシ
ョックアブソーバ１５の下端部１５ｃ₁ との上下方向に
揺動可能な連結点Ｌ点と称する。

【００２９】さらに、前記タイロッド８は、図示しない
ステアリング装置（操向装置）に連結されている。次
に、上記実施形態の作用を説明する。

【００３０】上記構成を有するサスペンションを車両正
面視において骨格図的に表したのが図３である。本実施
形態で、前記タイロッド８を操作すると、車輪支持部材
１及び車輪（前左輪）２は、互いに回転可能，即ち転舵
可能に連結されている前記車輪支持部材１とショックア
ブソーバ１５との連結点Ｍ点及び前記車輪支持部材１と
ロアアーム４との連結点Ｂ点を中心として回転転舵され
るから、このＭ点及びＢ点を通る直線が転舵軸，即ちキ
ングピン軸ｋになる。

【００３１】一方、前記車輪支持部材１とショックアブ
ソーバ１５との連結点Ｍ点は、当該ショックアブソーバ
１５のシリンダチューブ１５ａの下端部１５ａ₁ とＨ型
アッパアーム６との連結点Ｌ点より上方にあることか
ら、車輪２及び車輪支持部材１の上下動に伴ってサスペ
ンションが上下方向にストロークすると、当該車輪支持
部材１とショックアブソーバ１５との連結点Ｍ点は、Ｈ
型アッパアーム６の車体側部材への連結点Ｊ点及び前記
Ｌ点の２点を中心に回動することになる。また、前記Ｌ
点がＭ点より下方である，即ちＨ型アッパアーム６をよ
り下方に配置することができることから、本実施形態で
は当該Ｈ型アッパアーム６を、エンジンルーム下方左側
を規制するサイドメンバより更に下方に配置することに
より、当該Ｈ型アッパアーム６の長さを長くした。な
お、エンジンルームによって車両幅方向に規制を受けに
くいロアアーム４は十分に長く設定することができるか
ら、前記車輪支持部材１とロアアーム４との連結点Ｂ点
は、当該ロアアーム４と車体側部材との連結点Ｋを中心
に、十分に大きい回動半径で回動する。

【００３２】このうち、前記ショックアブソーバ１５と
Ｈ型アッパアーム６との連結点Ｌ点が当該ショックアブ
ソーバ１５と車輪支持部材１との連結点Ｍ点より下方に
あることから、図４に示すように、前記ショックアブソ
ーバ１５と車体側部材との連結点Ｕからの双方の線分Ｕ
Ｌ，ＵＭの長さ（距離）の比は、例えば線分ＵＬを
“１”としたとき、線分ＵＭはγ（＜１）と表される。
従って、サスペンションの上下方向へのストロークに伴
って、前記Ｊ点及びＬ点の２点を中心に回動する車輪支
持部材１とショックアブソーバ１５との連結点Ｍ点の車
幅方向への引き込み量は、前記ショックアブソーバ１５
とＨ型アッパアーム６との連結点Ｌの引き込み量のγ
（＜１）倍となって、引き込み量が減少する。これは、
前記Ｈ型アッパアーム６の実際の長さの１／γ倍の長さ
を有する仮想アッパアーム６’を、前記Ｍ点と同じ高さ
に設けた場合と等価である。従って、図３に示すよう
に、現実にはＭ点と同じ高さには、エンジンルームの規
制によって長いアッパアームを配設できなくても、Ｍ点
より下方にＬ点を配置してＨ型アッパアーム６をより下
方に配設することにより、当該Ｍ点に長いアッパアーム
を配設したのと同様にＭ点の車幅方向への引き込み量を
低減することができる。更に、本実施例では、このＨ型
アッパアーム６をサイドメンバより下方に配設すること
により当該Ｈ型アッパアーム６自体の長さを長くしたこ
とによって、１／γ倍される仮想アッパアームの長さを
より長くすることができ、前記引き込み量の低減効果は
更に向上する。従って、本実施形態では、車輪ストロー
ク時のキャンバ角変化を小さくしたり、必要なロールセ
ンタ変化特性を確保したりするなどサスペンションアラ
イメント／ジオメトリ上で有利であると共に、車輪（タ
イヤ）の引き込み量も小さくなってそれがショックアブ
ソーバやバネ部材に干渉するのも回避できる。

【００３３】一方、前記図３に、ショックアブソーバ１
５の摺動軸線ｎやコイルスプリング１６の軸線ｍの幾何
学的構成を加えたのが図５である。本実施形態では、前
述のように、ロアアーム４の延長線とホイルセンタＷ／
ＣＴＲ面との交点（Ｐ点）及び前記Ｍ点を通る直線と、
Ｈ型アッパアーム６の延長線との交点（Ｑ点）を、コイ
ルスプリング１６の軸線ｍが通る。更に、本実施形態で
はショックアブソーバ１５の摺動軸線ｎが鉛直で、その
摺動軸線ｎ上に、前記Ｍ点，Ｌ点，及びＵ点が配置され
ているために、この摺動軸線ｎとコイルスプリング１６
の軸線ｍとの交点Ｘ点も、前記Ｍ点の鉛直上に存在す
る。この幾何学的構成要件が、前記した ａ×ｄ／Ｈ＝ｂ× tanθ ……… (1) と等価であることは前述の通りである（図５参照）。

【００３４】ここで、図６に示すように、車両正面視に
おいて、例えば車輪２のホイルセンタｗ／ｃｔｒ面に荷
重（入力）Ｗが作用すると、このホイルセンタｗ／ｃｔ
ｒ面から前記距離ｄだけ離れたＭ点にも同じ大きさで逆
向きの力Ｗが偶力として発生し、その結果、発生するモ
ーメントによって、上下方向に距離Ｈだけ離れたＭ点及
びＢ点には、夫々大きさがＷ・ｄ／Ｈで逆向きの偶力が
車両正面視において車幅方向に作用する。しかしなが
ら、前記Ｍ点にはショックアブソーバ１５のシリンダチ
ューブ１５ａのほぼ中央部が連結されているために、図
７に示すように、前記車幅方向への横力Ｗ・ｄ／Ｈはシ
ョックアブソーバ１５に曲げ力として作用する。ここ
で、例えば同図７に示すように、ショックアブソーバ１
５の摺動軸線ｎとコイルスプリング１６の軸線ｍとが車
両正面視において一致していると、前記荷重（入力）Ｗ
に応じたコイルスプリング１６の反力（弾性力）Ｗは単
に当該荷重入力Ｗを相殺するだけであって、横力Ｗ・ｄ
／Ｈは全く解消されない。すると、例えばピストンとシ
リンダチューブとの間などに発生する摩擦力（フリクシ
ョン）が増大し、ショックアブソーバ１５のスムーズな
伸縮を阻害して乗心地が低下するなどの問題が発生す
る。

【００３５】そこで、本実施形態では、前述のようにＰ
点及び前記Ｍ点を通る直線と、Ｈ型アッパアーム６の延
長線との交点Ｑ点を、コイルスプリング１６の軸線ｍが
通るように設定した。このようにコイルスプリング１６
の軸線ｍを設定すると、この軸線ｍが前記ショックアブ
ソーバ摺動軸線ｎと交わる交点Ｘ点には、図８に示すよ
うに、当該コイルスプリング１６の軸線ｍが鉛直線とな
す角度がθである場合に、荷重（入力）Ｗと大きさが等
しく逆向き，即ち上下方向への縦力Ｗと、大きさがＷ・
tanθで、前記横力Ｗ・ｄ／Ｈと逆向きの横力とが作用
する。そこで、この二つの横力Ｗ・ｄ／Ｈ，Ｗ・ tanθ
に、夫々前記Ｌ点からの距離ａ，ｂを乗じた値ａ・Ｗ・
ｄ／Ｈ，ｂ・Ｗ・ tanθが等しくなれば、当該Ｌ点回り
にショックアブソーバ１５に作用するモーメントが相殺
される。従って、この条件を満足する，即ち前記１式を
満足すれば、ショックアブソーバ１５には、荷重（入
力）の大きさに係わらず、曲げ力が作用せず、従ってフ
リクションを低減して乗心地を確保することができる。

【００３６】次に、本発明の第２実施形態を図９，図１
０について説明する。この第２実施形態は、上述した第
１実施形態と同様の構成を有する部分が多いため、同等
の構成部材には同等の符号を附してその詳細説明はこれ
を省略する。本実施形態と、第１実施形態との最も大き
な差異は、前述したショックアブソーバ１５のシリンダ
チューブ１５ａと車輪支持部材１との連結機構５が、単
純なボールジョイントに変更されたことであり、これに
伴って当該シリンダチューブ１５ａに取付けられた連結
部材１７から連結用突起１７ａが、車幅方向外側に向け
て突設され、この連結用突起１７ａと前記車輪支持部材
１の上端部１ｃとがボールジョイントによる連結機構５
によって回転自在に連結されている。また、このように
ショックアブソーバ１５のシリンダチューブ１５ａと車
輪支持部材１との連結点Ｍが、当該ショックアブソーバ
１５の摺動軸線ｎ上から外れ、しかしながら前記１式を
満足するために、本実施例ではショックアブソーバ摺動
軸線ｎが鉛直ではなく、やや右斜め上方に傾いて配置さ
れている。

【００３７】この第２実施形態の幾何学的構成要件を骨
格図的に表したのが図１０である。この図１０におい
て、前記荷重（入力）ＷによりＭ点からショックアブソ
ーバ１５に作用するＬ点回りのモーメントａ・Ｗ・ｄ／
Ｈと、コイルスプリング１６の反力によりＸ点からショ
ックアブソーバ１５に作用するＬ点回りのモーメントｂ
・Ｗ・ tanθとが等しくなる（本実施形態においては、
厳密にはショックアブソーバ１５の摺動軸線ｎの傾斜角
の正弦値倍された値同士が等しくなる）ため、つまり前
記１式が満足されるためには、少なくともコイルスプリ
ング１６の軸線ｍとショックアブソーバ１５の摺動軸線
ｎとの交点Ｘ点が、前記Ｍ点の鉛直上に存在しなければ
ならない。ところが、前述のように当該Ｍ点がショック
アブソーバ１５の摺動軸線ｎから車幅方向外側にずれて
いるため、この条件を満足するために当該ショックアブ
ソーバ摺動軸線ｎがやや右斜め上方に傾くようにショッ
クアブソーバ１５が配設されている。しかしながら、こ
の結果、前記荷重入力によってショックアブソーバに作
用するＬ点回りのモーメントと、コイルスプリングの反
力によってショックアブソーバに作用するＬ点回りのモ
ーメントとが互いに相殺され、従って当該ショックアブ
ソーバ１５には曲げ力が作用せず、乗心地が確保され
る。また、前記第１実施形態と同様に、Ｌ点がＭ点より
下方に配置されているため、当該Ｍ点を車体側部材に直
接連結するための仮想アッパアームの長さが長くなり、
前記第１実施形態と同様の効果が得られる。

【００３８】次に、本発明の第３実施形態を図１１につ
いて説明する。この第３実施形態は、上述した第２実施
形態と同様の構成を有する部分が多いため、同等の構成
部材には同等の符号を附してその詳細説明はこれを省略
する。本実施形態と、第２実施形態との最も大きな差異
は、前述した上部アーム部材に相当するＨ型アッパアー
ムがＡ型アッパアーム６’に変更された点にあり、更に
ショックアブソーバ１５の回転を抑制するためにアッパ
リンク６”が追加されている。このうち、二股に分岐さ
れた車幅方向内側端部が夫々弾性ブッシュ６’ａ，６’
ｂを介して車体側部材に連結されたＡ型アッパアーム
６’の外側端部は、ショックアブソーバ１５のシリンダ
チューブ１５ａの下端部１５ａ₁ から後方に突設された
連結部と、図示されないボールジョイントを介して回転
可能に連結されている。また、車幅方向内側端部が弾性
ブッシュ６”ａを介して車体側部材に連結された棒状の
アッパリンク６”の外側端部は、略車両前後方向に配設
された回動支持軸１０及び弾性ブッシュ６”ｂを介し
て、ショックアブソーバ１５のシリンダチューブ１５ａ
の下端部１５ａ₁ から前方に突設された連結部と、上下
方向に揺動可能に連結されている。このうち、前記回動
支持軸１０は、その軸線が、前記Ａ型アッパアーム６’
とショックアブソーバ１５のシリンダチューブ１５ａの
下端部１５ａ₁ との連結点を通るように配設されてお
り、この回動支持軸１０の外周に被嵌された弾性ブッシ
ュ６”ｂを介して前記アッパリンク６”が連結されてい
る。従って、これらＡ型アッパアーム６’及びアッパリ
ンク６”からなる上部アーム部材とショックアブソーバ
１５とは、前記回動支持軸１０の軸線ｌ回りに上下方向
に揺動可能であるが、ここではその中点に相当する点
を、前記両者の連結点Ｌ点と考える。

【００３９】また、本実施形態では、前記車輪支持部材
１の下端部１ｂを車体側部材に上下方向に揺動可能に且
つ転舵可能に連結するためのロアリンク（下部アーム又
はリンク部材）４’が二本のロアリンク部材４１，４２
から構成されている。より具体的には、当該ロアリンク
４’の二本のロアリンク部材のうち、車両前方に配設さ
れたほぼＩ型の前方ロアリンク部材４１は、ほぼ車幅方
向に延長して配設され、その車幅方向外側端部がボール
ジョイント３１を介して車輪支持部材１の下端部１ｂの
うちの前方部位に回転自在に連結され、その内側端部が
弾性ブッシュ４１ａを介してサスペンションメンバー等
の車体側部材（図示せず）に連結されている。また、車
両後方に配設され、中央部が車両前方に向けて湾曲され
たほぼＩ型の後方ロアリンク部材４２は、全体として車
幅方向内側端部が後方に，外側端部が前方になるように
斜めに配設され、その車幅方向外側端部がボールジョイ
ント３２を介して、車輪支持部材１の下端部１ｂのう
ち，前記ボールジョイント３１から所定距離だけ後方部
位に回転自在に連結され、その内側端部が弾性ブッシュ
４２ａを介して、同じくサスペンションメンバー等の車
体側部材に上下軸回りに揺動可能に連結されている。

【００４０】前記構成を有するサスペンションでは、ロ
アリンク４’を二本のロアリンク部材４１，４２に分割
したことにより、図１１に示すように車輪支持部材１と
このロアリンク４’との実質的な連結点Ｂは、周知のよ
うに前方ロアアーム部材４１の車体側連結点及び車輪支
持部材１との連結点を結ぶ直線と、後方ロアアーム部材
４２の車体側連結点及び車輪支持部材１との連結点を結
ぶ直線との交点になる。従って、本実施形態の転舵軸，
即ちキングピン軸（仮想キングピン軸）ｋは、このロア
リンク４’と車輪支持部材１との実質的な連結点Ｂ及び
前記ボールジョイント１０を介したショックアブソーバ
１５と車輪支持部材１との連結点Ｍ点を結ぶ直線とな
る。しかしながら、この点を除いて、本実施形態のサス
ペンション装置の幾何学的構成要件は、前記第２実施形
態の図１０に示すものと同様又はほぼ同様であるため
に、前記第２実施形態及び第１実施形態と同様の効果が
得られる。

【００４１】一方、前記二本のロアリンク部材４１，４
２からなるロアリンク４’による車輪支持部材１の拘束
作用そのものについては、これが前記Ａ型ロアアームを
分割したものであると考えて問題はない。そして、キン
グピン軸（仮想キングピン軸）ｋが、前記ロアリンク
４’と車輪支持部材１との実質的な連結点Ｂ及び前記ボ
ールジョイント１０を介したショックアブソーバ１５と
車輪支持部材１との連結点Ｍ点を結ぶ直線となるため
に、前記第２実施形態よりもキングピン傾角を大きくと
ることも可能である。このことは、例えば前輪駆動車に
本実施形態のフロントサスペンション装置を採用し、前
記キングピン傾角を大きくして、その路面との交点とタ
イヤ接地面の中心点との距離，即ち所謂スクラブをネガ
ティブに設定することにより、駆動時のトルクステアに
よるトーイン変化を抑制したり、何れか一方の前輪にの
み大きな制動力が作用するような制動時の旋回モーメン
トを打ち消したりして走行安定性を向上することが可能
となる。また、本実施形態では、前述のように（仮想）
キングピン軸を構成する上側の１点となるショックアブ
ソーバ１５と車輪支持部材１との連結点Ｍ点がショック
アブソーバ摺動軸線ｎより車両幅方向外側にあるため、
このＭ点と前記仮想Ｂ点とを結んでできる（仮想）キン
グピン軸ｋをホイールセンタ面に近づけて転舵時のキャ
ンバ角変化特性を向上したり、路面からの入力でステア
リング装置が共振し、それがステアリングホイールまで
伝達されるシミー現象も抑制防止したりすることも可能
であり、それにより乗心地を向上することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の操舵輪用サスペンション装置の第１実
施形態の概要を示す斜視図である。

【図２】図１の操舵輪用サスペンション装置におけるシ
ョックアブソーバと車輪支持部材との連結機構の一例を
示す説明図である。

【図３】図１の操舵輪用サスペンション装置における幾
何学的構成要件を説明する骨格図である。

【図４】図３からショックアブソーバと上部アーム部材
とだけを抜き出した説明図である。

【図５】図３にショックアブソーバ摺動軸線とコイルス
プリングの軸線とを加えた説明図である。

【図６】図５から車輪と車輪支持部材とだけを抜き出し
た説明図である。

【図７】図５からショックアブソーバと上部アーム部材
とだけを抜き出した説明図である。

【図８】図５からショックアブソーバと上部アーム部材
とコイルスプリングとだけを抜き出した説明図である。

【図９】本発明の操舵輪用サスペンション装置の第２実
施形態の概要を示す斜視図である。

【図１０】図９の操舵輪用サスペンション装置における
幾何学的構成要件を説明する骨格図である。

【図１１】本発明の操舵輪用サスペンション装置の第３
実施形態の概要を示す斜視図である。

【図１２】従来の操舵輪用サスペンション装置の説明図
である。

【符号の説明】

１は車輪支持部材 ２は前輪 ３はボールジョイント ４はロアアーム（下部アーム又はリンク部材） ４’はロアリンク（下部アーム又はリンク部材） ５は連結機構 ６はＨ型アッパアーム（上部アーム部材） ６’はＡ型アッパアーム（上部アーム部材） ６”はアッパリンク ８はタイロッド ９は連結機構 １５はショックアブソーバ １６はコイルスプリング ４１はロアリンク部材 ４２はロアリンク部材 ｎはショックアブソーバ部材の摺動軸線 ｍはバネ部材の軸線 Ｕはショックアブソーバ部材と車体側部材との連結点 Ｍはショックアブソーバ部材と車輪支持部材との連結点 Ｌはショックアブソーバ部材とＡ型上部アーム部材との
連結点 Ｂは車輪支持部材と下部アーム又はリンク部材との連結
点 Ｐは下部アーム又はリンク部材の延長線と車輪のホイル
センタ面との交点 ＱはＰ点及びＭ点を結ぶ直線と前記上部アーム部材の延
長線との交点 Ｘはバネ部材の軸線ｍとショックアブソーバ部材の摺動
軸線ｎとの交点 ｄはＭ点及び車輪のホイルセンタ面間の車両幅方向の距
離 ＨはＢ点及びＭ点間の上下方向の距離 ａはＬ点及びＭ点間の上下方向の距離 ｂはＸ点及びＬ点間の上下方向の距離 θはバネ部材の軸線ｍと鉛直線とのなす角度 ｋはキングピン軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 拓也 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の操舵輪用サスペンション装置であ
   って、上端が車体側部材に取付けられて車輪の上下動に
   伴って伸縮するショックアブソーバ部材を有し、車輪を
   回転可能に支持する車輪支持部材には、操向装置に接続
   されるタイロッド部材が連結されると共に、当該車輪支
   持部材の下部領域が少なくとも１本以上の下部アーム又
   はリンク部材によって上下方向に揺動可能に且つ転舵可
   能に車体側部材に連結され、当該車輪支持部材の上部領
   域が前記ショックアブソーバ部材の下部ケース部材に上
   下方向に揺動可能に且つ転舵可能に連結され、当該ショ
   ックアブソーバ部材の下部ケース部材が上部アーム部材
   によって上下方向に揺動可能に車体側部材に連結されて
   いて、前記ショックアブソーバ部材と車体側部材との連
   結点及び前記車輪支持部材とショックアブソーバ部材の
   下部ケース部材との連結点を結ぶ線分の長さが、当該シ
   ョックアブソーバ部材と車体側部材との連結点及び前記
   ショックアブソーバ部材の下部ケース部材と上部アーム
   部材との連結点を結ぶ線分の長さより短くなるように、
   各部材及び各連結点が配置されたことを特徴とする操舵
   輪用サスペンション装置。
2. 【請求項２】 前記ショックアブソーバ部材の下部ケー
   ス部材と車体側部材との間にバネ部材を配置し、車両正
   面視において、前記車輪支持部材とショックアブソーバ
   部材の下部ケース部材との連結点及び車輪のホイルセン
   タ面間の車両幅方向の距離をｄ，前記車輪支持部材と下
   部アーム又はリンク部材との連結点及び前記車輪支持部
   材とショックアブソーバ部材の下部ケース部材との連結
   点間の上下方向の距離をＨ，前記ショックアブソーバ部
   材の下部ケース部材と上部アーム部材との連結点及び前
   記車輪支持部材とショックアブソーバ部材の下部ケース
   部材との連結点間の上下方向の距離をａ，前記バネ部材
   の軸線と前記ショックアブソーバ部材の摺動軸線との交
   点及び前記ショックアブソーバ部材の下部ケース部材と
   上部アーム部材との連結点間の上下方向の距離をｂとし
   たときに、前記バネ部材の軸線と鉛直線とのなす角度θ
   が、 ａ×ｄ／Ｈ＝ｂ× tanθ を満足することを特徴とする請求項１に記載の操舵輪用
   サスペンション装置。
3. 【請求項３】 前記ショックアブソーバ部材の下部ケー
   ス部材と車体側部材との間にバネ部材を配置し、車両正
   面視において、前記下部アーム又はリンク部材の延長線
   と車輪のホイルセンタ面との交点及び前記車輪支持部材
   とショックアブソーバ部材の下部ケース部材との連結点
   を結ぶ直線と、前記上部アーム部材の延長線との交点
   を、前記バネ部材の軸線が通ると共に、当該バネ部材の
   軸線と前記ショックアブソーバ部材の摺動軸線との交点
   が、前記車輪支持部材とショックアブソーバ部材の下部
   ケース部材との連結点の鉛直上に存在することを特徴と
   する請求項１に記載の操舵輪用サスペンション装置。
4. 【請求項４】 前記下部アーム又はリンク部材が、その
   一端が車輪支持部材に一点で連結され且つその他端が車
   体側部材に二点で連結されたＡ型アーム部材で構成され
   ることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の操
   舵輪用サスペンション装置。
5. 【請求項５】 前記下部アーム又はリンク部材が、一端
   及び他端が車輪支持部材及び車体側部材の夫々に一点で
   連結された二本のリンク部材で構成されることを特徴と
   する請求項１乃至３の何れかに記載の操舵輪用サスペン
   ション装置。