JPS58191616A - リヤサスペンシヨン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車のリヤサスペンション、特にトーイン効
果に優れた新規なリヤサスペンションに関するものであ
る。

自動車のリレサスペンションにおいては、操縦安定性、
乗心地等の向上のために、走行中、特にコーナリングの
際にタイヤをトーインさせるものが望まれている。すな
わち、よく知られているように、コーナリングのときに
は車体にかかる遠心ノ〕がサスペンションに対して横力
として作用し、タイヤは旋回の限界Ｇを大きくするため
この横力に対して大きい抗力をもって対抗することが望
まれる。この抗力はタイヤをトーインさせてスリップ角
をつけることによって大きくすることができる。また、
この抗力を大きくして後輪のグリップを良くすれば、ア
ンダーステア傾向を強くして、車の安定性を向上させる
ことができる。さらに、コーナリングのときにアクセル
を踏んだり離したりする場合、タイヤには駆動力や制動
力がかかるが、踏んでいるアクセルを離すとタイヤは急
に１−一アウドし、アクセルを踏み込むとトーインする
傾向がある。すると、コーナリング中にタイヤがトーイ
ンしたり１・−アウトしたりすることになり、操縦安定
性（以下操安性という）が低下する。また、ブレーキを
踏んだり、エンジンブレーキをか（プたりすれば、乗心
地を良（するために設けられているラバーブツシュがタ
イヤの接地点より内側に位置しているため、制動力によ
ってトーアウトすることになり、操安性が悪（なる。ラ
バーブツシュは柔かいほど乗心地は良いから、乗心地の
良い車はど操安性が悪くなることになる。したがって、
ブレーキやエンジンブレーキによって制動力をかけたと
きにもトーインするリヤサスペンションが望まれること
になる。すなわち、常にトーインする傾向のあるリヤサ
スペンションによれば、常に安定したコーナリングが実
現することになるのである。また、リヤサスペンション
のトーイン傾向は、コーナリングのときのみならず、ス
ポーツカーに特に要求される高速直進性の点からも望ま
れるものである。すなわち、路面は実際には完全に平坦
なものではな（、大小の凹凸が必ずあるものであるが、
これらの凹凸はタイヤに対して各種方向からの外乱とな
る。また、走行中に車の受１ノる風も横風のときはもち
ろん横力となって作用するが、横風でなくても車にとっ
ては各方向からの外乱となってタイヤに作用する。これ
らの外乱に対しても、常にリヤサスペンションが後輪を
１−一インさせるように作用すれば、車はアンダーステ
ア傾向どなって安定する。これらの外乱は、原因は何で
あっても、結局タイヤに対しては前述の横力、制動力、
駆動ツノのいずれかとなって作用覆るものである。

従って、リヤサスペンションは、横力、制動力（ブレー
キとエンジンブレーキの２種がある）、駆動力のいずれ
に対してもタイヤをトーインさける効果のあるものが望
まれるのである。これらの外力を詳細に説明すれば、コ
ーナリング中のスラスト荷重に代表される横力はタイヤ
の接地点に外から内へ作用する力、ブレーキをかけたと
きのブレーキ力はタイヤの接地点に前から後へ作用する
力、エンジンブレーキによる力はタイヤのホイールセン
タに前から後へ作用する力、そして駆動力はホイールセ
ンタに後から前へ作用する力である１これを表にすれば
下記の通りとなる。

３− 従来、コーナリング時の横力に対するトーイン効果をリ
ヤサスペンションに持た甘たものは各積卸られているが
、いずれも構造的に多少複雑になっている。例えば特公
昭５２−３７６４９号に記載されたものは、ラバーブツ
シュを３個使用し、そのブツシュの硬さを変えたもので
あり、西独特許公開用２．１５８，９３１号あるいは同
第２，３５５，９５４号に記載されたものはホイールハ
ブを縦軸とスプリングを介して支持したものであり、構
造が複雑になっている。また、従来知られているこの種
のりャサスベンションは上記４種の全ての外力に対して
トーイン効果を実現するものではなく、主として横力に
対してのみ効果のあるものとな°つている。

本発明は、きわめて簡単なｍ造により、特にコーナリン
グ時の外力に対して後輪を有効にトーイ４− ンさせる新規なリヤサスペンションを提供することを目
的とするものである。

さらに本発明は、きわめて簡単な構造により旋回時、直
進時を問わず、横力、ブレーキ力、エンジンブレーキ力
、駆動力のいずれの外力に対しても後輪をトーインさせ
、乗心地の良い操安性の高い車を実現することを可能に
する全く新しい形式のリヤサスペンションを提供するこ
とを目的とするものである。

本発明のリヤサスペンションは、一部を車体に結合した
車体側支持部材と、後輪のホイールハブとを、１個のボ
ールジヨイントと２個のラバーブツシュで結合したもの
であり、特にボールジヨイントを車体左側方から見たホ
イールセンタを基準にしたときの水平−垂直座標の第１
象限に位置させ、ラバーブツシュの一方を第４象限に位
置させ、他方を第３象限に位置させたことを特徴とする
ものである。

本発明で車体側支持部材とは、例えばセミトレタイプの
リヤサスペンションのセミトレーリングアーム、ストラ
ットタイプのリヤサスペンションのストラット、ウィッ
シュボンタイブのリャサスペンションのアッパおよびロ
ーアアーム、ドブイオンタイプのリヤサスペンションの
ドブイオンチューブ等の車体側に取り付けられた各種の
支持部材を総称するもので、本発明の対象となるリヤサ
スペンションの形式は、タイヤをトーイン可能に支持す
るものであれば特定のものに限定されない。

また、本発明で規定する象限は、車体左側方から後輪を
見て、ホイールセンターを中心として水平と垂直の直角
軸を仮想したときの直角座標における象限であり、第１
から第４の各象限は全てその象限を制限する両端の軸上
（例えば第１象限では水平軸の右半分と垂直軸の上半分
）を含むものとする。

本発明のリヤサスペンションによれば、横力が作用した
とき効果的にタイヤをトーインさせることができ、さら
に、前記４種の外力のいずれが作用したときもトーイン
させることが可能になる。

このトーインの効果は、サスペンションのボールジヨイ
ントとラバーブツシュの位置を上記のような配置にする
ことにより得られるもので、ボールジヨイントを通る縦
軸および横軸のまわりにラバーブツシュの変形を利用し
てホイールハブを回転させることにより各種の外力に対
してトーインが実現されるのである。

以下、図面によって本発明をさらに詳細に説明する。

第１図から第６図は、本発明をセミトレーリングタイプ
のリヤサスペンションに応用した実施例を示すもので、
第１図は右後輪の平面図、第２図はその車体右方から見
た側面図、第３図はその後方かｄ見た立面図で、それぞ
れタイヤ部分はサスペンション部がよく見えるように切
開もしくは省略して示すものである。第４Ａ図は第２図
の八−Ａ線断面図、第４Ｂ図は第４Ａ図のＡ′−Ａ′線
断面図、第５Ａ図は第２図のＢ−Ｂ線断面図、第５Ｂ図
は第５Ａ図のＢ′−Ｂ′線断面図、第６図は第２図のＣ
−ＣＩＩ！断面図である。第２図は車体の右方から見た
側面図であるが、左側方から見たホイールセンタ基準の
水平−垂直座標における第１．２，３．４象限を符号Ｉ
　ＩＩ　　、Ｉ　、ＩＶｒ示す。

第１図に示すように、セミトレーリングアーム１０は内
側アーム１０ａと外側アーム１０ｂの２つのアームに分
岐された形状をなし、各分岐アーム１０ａ、１０ｂは車
体側の支持部材に共通の揺動軸１１７− のまわりに揺動自在に支持されている。このセミトレー
リングアーム１０の後端部１０ｃは、タイヤ２０のホイ
ール２１を固定するホイールハブ２２と分離され、両者
は２つのラバーブツシュ２．３と１つのボールジヨイン
ト４によってボールジヨイント４のまわりに多少の弾性
をもって変位可能に結合されている。すなわち、図示の
実施例ではホイールハブ２２側に３本のアーム２２ａ、
２２ｂ、２２ｃが設けられ、（第２図、第３図参照）こ
のアームの先端はセミトレーリングアーム１０の後端部
１０ｃに設けた３個の軸支部１２ａ、　１２ｂ、　１２
ｃに軸支されている。

すなわち、第１のアーム２２ａは第３象限■に位置し下
方（もしくは後方）が内側に向いたラバーブツシュ軸支
部１２ａにより弾性的に支持され、第２のアーム２２ｂ
は第４象限■に位置し後方（もしくは上方）が外側に向
いたラバーブツシュ軸支部１２ｂにより弾性的に支持さ
れ、第３のアーム２２０は第１象限■に位置したボール
ジヨイント支持部１２ｃにより１点のまわりに回動自在
に支持されている。

第４Ａ、４８．５Ａ、５Ｂ図に示すように、第８− １、第２のアーム２２ａ、２２ｂを軸支するラバーブツ
シュ軸支部１２ａ、１２ｂは、いずれも軸方向および軸
に直角な方向への変位を許すラバーブツシュ１３ａ。

１３１１を使用した構造をしているが、第３象限■に位
置するラバーブツシュ軸支部１２ａのラバーブツシュ１
３ａは内側にのみ変形するように、外側には剛性の大き
い材料１３ａ′が挿入され、第４象限ＴＶに位置するラ
バーブツシュ軸支部１２ｂには前方への変位を制限する
ように、ストッパ１３ｂ′がラバーブツシュ１３ｂの前
側に挿入されている。第３のアーム２２ｃを点支持する
ボールジヨイント支持部１２ｃには、軸方向への変位は
許さず一点のまわりの回動のみを許す球状部１３０が設
けられ、アーム２２０はこの球状部１３ｃのまわりに回
動しうるように支持されている。

このように、タイヤのホイールハブ２２はセミトレーリ
ングアーム１０の後端部１０ｃに３本のアーム２２ａ、
２２ｂ、２２ｃにより２個のラバーブツシュ軸支部１２
ａ、１２ｂ　　（ラバーブツシュ２．３に対応）と１個
の球状部１３Ｃ（ボールジヨイント４に対応）を介して
弾性的にかつボールジヨイント４のまわりに変位可能に
結合されている。この３点による支持により、このリヤ
サスペンションは、横力（Ｓ）ブレーキ力（Ｂ）、エン
ジンブレーキ力（Ｅ）および駆動力（Ｋ＞の全てに対し
てタイヤをトーインさせる作用を有する。

」ス下、上記実施例の構造を含む本発明の各種実施例に
ついて、その作用の原理を第７．８．９図を参照して詳
細に説明する。

第７図では、自動車の右後のタイヤを左後方から見た状
態の斜視図が中央に示され、これを後方、左側方および
上方から投影した投影図が左右および下に示されている
。ホイールセンタＷを中心にして、車体の前後方向に延
びる水平軸Ｈと垂直軸Ｖにより構成される直角座標にお
いて、第１象限Ｉにボールジヨイント４が配され、第３
象限■と第４象限■Ｖにラバーブツシュ２．３が配され
ている。

このような基本的配置において、ボールジヨイント４と
ラバーブツシュ２．３の形成する平面（後方からの投影
図では符号１０で表わされる）が、ホイールセンタＷに
対して外側（−）にあるか内側（＋）にあるか、および
接地点Ｇに対して外側（−）にあるか内側〈＋）にある
かということ（以下オフセットという）により、配置の
種類がＷ＋Ｇ十、Ｗ＋Ｇ−、Ｗ−Ｇ十、Ｗ−Ｇ−の４種
に分類される。この中で特に有効なのはＷ＋Ｇ−であり
、第７図にはこのＷ十Ｇ−（すなわちホイールセンタで
のオフセットが（＋）、接地点で（−）の例を示した。

以下、このＷ＋Ｇ−の場合について外力に対するトーイ
ン効果を図面により詳細に示す。

ボールジヨイント４を通る縦の仮想軸をＬとし、横（車
軸に平行）の仮想軸をＭとし、前後方向の仮想軸をＮと
規定する。第７図の例では、前方のラバーブツシュ２の
変形容易方向（円筒状のラバーブツシュの中心軸方向）
が水平面内にあって後方において内方に傾き、後方のラ
バーブツシュ３の変形容易方向が水平面内にあって前方
において内方に傾いている。

横力（Ｓ）はタイヤの接地点Ｇに外から内へ向けて作用
し、ブレーキ力（Ｂ）は接地点Ｇに前から後へ向けて作
用し、エンジンブレーキ力（Ｅ）はホイールセンタＷに
前から後へ向けて作用し、駆動力（Ｋ）はホイールセン
タＷに後から前へ向けて作用する。

−１１− 横力（Ｓ）が接地点Ｇに外から内へ作用すると、ポール
シミインド４は第１象限にあるのでＬ軸まわりにトーイ
ン方向への回転モーメントが発生し、タイヤ　はトーイ
ンに変位する。なお、このとき前方のラバーブツシュ２
の硬度を後方のラバーブツシュ３の硬度より小さくすれ
ば、一層容易にトーイン効果が得られる。

さらに、ブレーキ力（Ｂ）、エンジンブレーキ力（Ｅ）
、駆動力（Ｋ）に対するトーイン効果について説明する
。

ブレーキ力（Ｂ）が接地点Ｇに前から後へ作用すると、
Ｌ軸のまわりには接地点Ｇにおけるオフセット（−）に
よりタイヤはトーインしようとするが、同時にＭ軸のま
わりに反時計方向（図面で左から見て）に回転変位しよ
うとする。この反時計方向への回転は、２つのラバーブ
ツシュ２，３の傾き方向により前方が内側に後方が外側
に変位するように案内さ杵、結果としてタイヤにトーイ
ンの変位を起こすことになる。この効果は、接地点Ｇに
おけるオフセット（Ｇ−）が大きければ大きい程、また
ラバーブツシュ２．３の硬度が小さければ小さい程大き
い。

＝　１２− エンジンプレーキノＪ（Ｅ）がホイールセンタＷに前か
ら後へ作用すると、タイヤはＭ軸のまわりに反時計方向
に変位しようとする。Ｍ軸まわりの反時計方向への変位
は上記ブレーキ力（Ｂ）の場合と同様にラバーブツシュ
２．３の向きによりトーイン変位を起こさせるので、タ
イヤは効果的にトーイン方向に向けられる。

駆動力（Ｋ＞がホイールセンタＷに後から前へ作用する
と、これはエンジンブレーキ力（Ｅ）と逆゛方向の力で
あるため、タイヤはＬ軸まわりのトーイン傾向とＭ軸ま
わりの回転とラバーブツシュ２．３の傾きに起因するト
ーアウト傾向の総合的作用の、結果、トーアウトしよう
とする。そこで、ラバーブツシュ２．３のいずれか一方
の前にＭ軸まわりの時計方向の回転変位を規制するスト
ッパを設ければ、ホイールセンタＷにおけるオフセット
（Ｗ＋）によりそのストッパを設けた方のラバーブツシ
ュとボールジヨイント４とを結ぶ線のまわりにタイヤを
トーイン方向に回転させるモーメントが作用し、タイヤ
はトーイン方向に向けられる。

上記説明は、オフセットがＷ十Ｇ−の場合であるが、こ
れはＷ＋Ｇ十でもＷ−Ｇ−でも同様の効果が得られる。

次に第８図を参照してＷ−１−Ｇ＋のオフセットの場合
について詳細に説明する。この場合、ラバーブツシュ２
．３の向きは第７図の場合と同様でよい。

横力（Ｓ）が接地点Ｇに外から内へ作用すると、ボール
ジヨイント４は第１象限Ｉに位置しているためタイヤは
Ｌ軸のまわりにトーイン方向に回転する。なお、この横
力（Ｓ）は同時にＮ軸のまわりにもタイヤを変位させよ
うとするが、これに対しては前方のラバーブツシュ２の
硬度を後方のラバーブツシュ３の硬度より小さくすれば
一層１−−インの効果を大きくすることができる。

ブレーキ力（Ｂ）に対してはＷ＋Ｇ＋のオフセットによ
りトーアウトの力も生ずるが、このオフセットの大きさ
が小さければこの影響は小さく、それよりもＭ軸まわり
の回転をラバーブツシュ２゜３の傾きによりトーイン方
向に案内することにより、結果としてトーイン変位を起
こすことが可能になる。

エンジンブレーキ力（Ｅ）に対しても同様にＭ軸まわり
の回転をラバーブツシュ２．３によって案内することに
よりタイヤをトーインさせることができる。

駆動力（Ｋ）に対しては、第７図の場合と同様にこれは
エンジンブレーキ力（Ｅ）と正反対の外力であるので、
ラバーブツシュ２．３のいずれか一方の前にストッパを
設けることにより、そのストッパを設けられたラバーブ
ツシュとボールジヨイント４とを結ぶ線のまわりにタイ
ヤはトーイン方向に回転させられ、トーイン効果を得る
ことができる。

このように、オフセットがＷ十Ｇ十となっても、基本的
に第１象限に位置するボールジヨイント４と、第３、第
４象限に位置するラバーブツシュ２゜３の作用により、
タイヤは横力（Ｓ）をはじめ上記４種の外力に対して常
にトーイン方向に変位する。

次にオフセットがＷ−Ｇ−となった場合について第９図
を参照して説明する。この場合は、横力（Ｓ）以外の外
力に対してもトーイン変位させるため、ラバーブツシュ
２，３は水平面内において第７図、第８図の場合とは逆
の方向に傾けられて１５− いる。すなわち、前のブツシュ２の中心軸は前方内側か
ら後方外側へ向けて延び、後のブツシュ３の中心軸は前
方外側から後方内側へ向けて延びている。

第９図の実施例では、横力（Ｓ）は上記２つの実施例と
同様にホイールハブをＬ軸のまわりにトーイン方向に回
転させ、ブレーキ力（Ｂ）およびエンジンブレーキ力（
Ｅ）はオフセットＷ−Ｇ−によりＬ軸のまわりにトーイ
ン方向に回転させる。

ただし、これらの制動力（Ｂ、Ｅ）の場合はラバーブツ
シュ２，３のいずれか一方の後にストッパを設けないと
、ラバーブツシュ２．３の向きによる案内のためにトー
アウト方向に変位してしまう。

駆動力（Ｋ）に対しては、Ｍ軸まわりの回転が２つのラ
バーブツシュ°２．３の向きによってトーイン方向に案
内され、トーイン変位を起こすことができる。このラバ
ーブツシュ２．３の向きは、オフセットＷ−Ｇ−に対し
ては全くトーアウトの方向にしか作用しない駆動力（Ｋ
）に対してもトーインへの変位を生ぜしめるためのもの
である。

このように、オフセットがＷ−Ｇ−となっても上記４種
の外力全てに対してトーイン効果を持た−１６＝ せることができる。

上記各種の実施例における４種の外力に対する１−一イ
ン作用は、下記の表のようにまとめることができる。表
中の記号は上記の説明中のものを意味する。

表中、軸とは関連する回転軸、ストッパとは必要とされ
るストッパの位置を表わす。

上述の各実施例から明らかなように、オフセットを利用
する場合は［軸まわりの回転が関連し、ラバーブツシュ
の傾きを利用する場合はＭ軸まわりの面（ボールジヨイ
ントと２つのラバーブッシュの形成する面）の回転が関
連する。これらの回転、あるいは回転を変位させて案内
させることによる変位の大きさを、結果としてタイヤを
トーイン方向へ変位させるようにオフセットの大きさや
ラバーブツシュの傾き、あるいはさらにラバーブツシュ
の硬度を選択することにより調整して、目的とするトー
イン効果を得ることができる。

本発明によれば、以上説明したところから明らかなよう
に、第１象限■に配した１個のボールジヨイントと、第
４象限ＩＶ　Ｉ、；配した１個のラバーブツシュ（弾性
体ブツシュ）と、第３象限に配したもう１個のラバーブ
ツシュにより、横力、ブレーキ力、エンジンブレーキ力
、および駆動力の４種の外力に対して、常にタイヤをト
ーインさせるリヤサスペンションが得られるから、コー
ナリング等の運転中に常に車を安定させ、しかも乗心地
を損うことなく操安性を向上させた車を実現覆ることが
できる。また、このトーイン効果は、高速直進性の優れ
たスポーツカーを実用する上にも有利であるから、本発
明によるリヤサスペンションの実用上の価値はきわめて
高い。

【図面の簡単な説明】 第１図から第６図は、本発明をセミトレーリングタイプ
のリヤサスペンションに応用した実施例を示すもので、
第１図は右後輪の平面図、第２図はその車体右方から見
た側面図、第３図はその侵方から見た立面図で、それぞ
れタイヤ部分はサスペンション部がよく見えるように切
開もしくは省略して示すもの、第４Ａ図は第２図のＡ−
Ａ線断面図、第４Ｂ図は第４Ａ図のＡ　”　−Ａ　′線
断面図、第５Ａ図は第２図のＢ−Ｂ線断面図、第５Ｂ図
は第５Ａ図の８′−Ｂ−線断面図、第６図は第２図のＣ
−Ｃ線断面図、第７図は本発明のリヤサスペンションの
作用を示す原理図でオフセットがＷ十Ｇ−の例を示すも
の、第８図はオフセットがＷ十Ｇ＋である本発明の例を
示す原理図、第９図は同じくオフセットがＷ＝Ｇ−であ
る本発明の例を示す原理図である。 ２．３・・・ラバーブツシュ　４・・・ボールジヨイン
トＧ・・・・・・接地点　　　　Ｗ・・・・・・ホイー
ルセンタＳ・・・・・・横　力　　　　Ｂ・・・・・・
ブレーキ力Ｅ・・・エンジンブレーキ力　　Ｋ・・・・
・・駆　動　力［・・・ボールジヨイントを通る垂直軸
１９− Ｍ・・・・・・ボールジヨイントを通る横軸（車軸に平
行な軸） Ｎ・・・・・・ボールジヨイントを通る前後軸■・・・
・・・第１象限　　　　■・・・・・・第２象限■・・
・・・・第３象限　　　　ＩＶ・・・・・・第４象限２
０− 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一部を車体に結合した車体側支持部材、後輪のホイール
   を回転自在に支持したホイールハブ、このホイールハブ
   と前記車体側支持部材の間を１点を中心に揺動自在に結
   合するボールジヨイント、およびホイールハブと前記車
   体側支持部材の間を弾性的に結合する２つの弾性体プツ
   シ゛ユかうなり、前記ボールジヨイントを車体左側方か
   ら見たホイールセンタ基準の水平−垂直座標の第１象限
   に位置させ、前記２つの弾性体ブツシュの一方を第４象
   限に位置させ、他方を第３象限に位置させてなるリヤサ
   スペンション。