JPS60169312A - 自動車の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】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車のリヤサスペンションに関し、さらに詳
しくは後輪の横カド−変化特性を制御できるようにした
リヤサスペンションに関するものである。

（従来技術） 自動車の後輪は走行安定性の要求から若干のトーインが
設【プられるのが通常であるが、このトーイン量の大小
は操縦特性に大きく影響する。すなわち、トーイン量が
大きい程、アンダーステア傾向が強まり直進安定性が良
く、逆にトーイン量が小さいとアンダーステア傾向が弱
まって回頭性（旋回性）が良くなる。

一方、自動車においては直進時には安定性が良く、旋回
時には回顧性が良いのが望ましいのであるが、上記の如
くトーイン量に対して安定性と回頭性は相反するもので
あり、両者を共に満足させるのが難しく、通常は両者の
妥協点にトーイン量が設定される。このようなことから
、後輪を車体に対して複数のリンクで且つ弾性体を介し
て支持し、旋回時において車輪に作用する横力を受けた
時には、この弾性体の弾性変形によってトーインｍを小
さくして回頭性を良くし、直進安定性および旋回時の回
顧性を両立させる、コンプライアンスステアが知られて
いる。

しかしながら、このようなコンプライアンスステアでは
直進時に横力を受けた時にもトーイン量が減少して直進
安定性が損われるという問題がある。そこで、油圧力等
により弾性手段の変形量を制御し、このような問題に対
処しようとする提案がある。例えば、特開昭５７４９４
７０号にはリヤサスペンション装置の車体取付部に設け
た弾性支持体にパワーステアリングの油圧を用いた油圧
力を加え、４（輪のトーイン量を制御するものが開示さ
れている。これによれば、直進時に横力を受けた時に、
前輪に作用する横ツノによって高くなるパワーステアリ
ングの油圧によって後輪のトーイン量を大きくして、直
進走行時に横力を受けた場合の走行安定性を確保できる
のである。しかしながら、この場合にはパワーステアリ
ング油圧を用いてゴムブツシュの変形特性の制御を行な
うため、次のような問題がある。すなわち、パワーステ
アリングではタイヤ、路面からの外力に応じてこれに対
抗する油圧が発生するのでこの油圧は走行中変動し、こ
れに応じて後輪のトーイン量が不必要に変化する恐れが
ある。また、パワーステアリングの発生は操縦安定性の
点から高速になるにつれ低く押えられることが多いが、
この場合には高速になるにつれてトーイン傾向が押えら
れて安定性が低下することになるので、好ましくない。

さらに、低・中速で急旋回（例えば、Ｕターン等）を行
なった時にパワーステアリング油圧は上がり気味なト ため、後輪の一イン傾向は助長され車両の回顧性が損わ
れる恐れがある。一方、回顧性が要求されるのは旋回時
、すなわら前輪を操舵した時で、この操舵角が大きい程
回顧性がより強く要求され、操舵角が小さい時は回顧性
よりも安定性が要求される。このため、後輪のトーイン
傾向は操舵角が小さい時は強くし、操舵角が大きくなる
につれて弱くするのが望ましい。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、前輪の操
舵角の小さい範囲では操舵角の増加に応じて１−一イン
傾向を強くし、操舵角の大きい範囲では操舵角の増加に
応じてトーイン傾向を弱くし、前輪操舵角に応じて回顧
性と安定性の要求を共に満足させることのできる車両の
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。

（発明の構成） 本発明のリヤサスペンションは、後輪がアームを介して
複数の支持点で車体に支持された自動車のリヤサスペン
ションにおいて、上記複数の支持点のうち少なくとも１
つがゴムブツシュを介して車体に支持され、このゴムブ
ツシュを介した支持点と連結するアームに、このアーム
をトー変化方向に付勢するばね手段が連結され、このば
ね手段のばね力をばね力調整手段によって前輪操舵角に
応じて変化させて、前輪操舵角が零、すなわち直進状態
から所定値になるまで増加するのに従い横カド−イン傾
向を増加させ（強クシ）、前輪操舵角が所定値を超えて
さらに増加する時は、この所定値での横カド−インを変
曲点として徐々に横カド−イン傾向を減少させる（弱く
する）ようにしたことを特徴とするものである。

（発明の効果） 本発明によれば、アームがゴムブツシュとばね手段とを
並列に介して車体に支持され、ばね手段のばね力を変え
ることにより、後輪に作用する横力のゴムブツシュによ
る負担分を変化させゴムブツシュの変形量を変えるよう
にしているので、ゴムブツシュに過度の負担を強いるこ
となくばね手段の可変領域を広くとることができ、ばね
手段の設計の自由度も大きい。また、ばね手段が失陥し
た時でも、これと並列に置かれたゴムブツシュによりア
ームを支持し、車両の操縦安定性を維持できるので信頼
性が高い。さらに、前輪操舵角に応じてトーイン傾向を
制御することにより、操舵角が小さい領域での走行安定
性および操舵角が大きい領域での回顧性の要求を共に満
足させることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明のリヤサスペンションを有する自動車の
第１の実施例を示す模式図である。前輪操舵装置１は、
運転者が操舵するステアリング３と、このステアリング
３の回転運動を車幅方向の往復運動に変換するビニオン
４ａおよびラック４ｂと、基端がラック４ｂの各端に連
結された左右のタイロッド５．５と、一端がタイロッド
５，５の先端に他端が左右の前輪２Ｌ、２Ｒ（２Ｌは図
示せず）に連・結されたナックルアーム６（前輪２Ｌと
連結するナックルアーム６は図示せず）とを備えており
、ステアリング３の操舵に応じて周知のように前輪２Ｌ
、２Ｒの操舵がなされるようになっている。

後輪２２Ｌ、　２２Ｒ（２２Ｌは図示せず）は後輪サス
ペンション２１により車体に支持されているが、以下、
左右対称なので右側部分のみについて説明する。後輪サ
スペンション２１は、後輪２２Ｒを回転自在に支持する
ホイールリポート２３と、一端がホイールリポート２３
に、他端がザブフレーム２０にそれぞれ回動自在に連結
され、車幅方向に延びた前後２本のアーム２４．２５と
からなり、前アーム２４は矢印Ａ祝である第２図で示さ
れるように第１ゴムブツシユ２７を介してサブフレーム
２０に固定されたビン２８と連結し、後アーム２５は第
２ゴムブツシユ２６を介してサブフレーム２０と連結す
る。これら、第１および第２ゴムプツシ１２７．２６の
弾性係数を適宜設定しておけば後輪２２Ｒ１ｆｉ横力を
受（プた時に、この横力によるゴムブツシュ２６．２７
の変形に応じてトー変化（θ□　で示ず変化）を行なわ
せる、いわゆる従来から知られているコンプライアンス
ステアが得られる。

本発明のサスペンションでは、第２図で示されるように
、前アーム２４と結合し第１ゴムブツシユ２７を囲んで
保持する円筒体２４ａに、ばね手段３ｏが取り付けられ
ている。このばね手段３ｏは、先端３１ａが上記円筒体
２４ａと連結したばね力伝達部材３１と、このばね力伝
達部材３１の中央部に形成されたラック３１ｂ（本図で
は、ばね伝達部材３１の裏側故人われていない。）と噛
合するビニオン３２ａを一端に有し、他端がばね力調整
手段４０と連結するトーションバー３２とからなり、後
輪２２Ｒに作用づる横力Ｆの前アーム分力Ｆ１により第
１ゴムブツシユ２７が変形して前アーム２４が動かされ
ると、この動きがばね伝達部材３１からラック３１ｂお
よびビニオン３２ａを介してトーションバー３２のねじ
りとして伝わり、トーションバー３２のねじり反ノコが
後アーム２４の横力に対抗するようになっている。

ばねツノ調整手段４０は、前輪操舵装置１のラック４ｂ
上に形成された第２ラツク４Ｃと噛合するビニオン５Ｃ
を一端に有する入力シャフト５０と、この人力シャツ１
−５０の他端に固定された第１ギヤ４２と、この第１ギ
ヤ４２と噛合する第２ギヤ４３と、この第２ギヤ４３と
一体になって第２ギヤ４３を支える第１シヤフト４４と
、この第１シヤフト４４と同一軸上に対抗して配され、
第１シヤフト４４と一定回転角のすき間（角αのすき間
）を有して嵌合する第２シヤフト４５と、この第２シヤ
フト４５に固定された第３ギ１７４ｆ３と、第３ギヤ４
６と噛合する第４ギヤ４７と、第４ギヤ４７と噛合する
第５ギヤ４８と、第１ギヤ４２と第５ギヤ４８の間に置
かれ第１ギヤ４２０回転に比例したトルクを第５ギヤ４
８に伝えるトルク伝達部材４９と、第１〜第５ギヤ４２
〜４８等を収容するケース４１とからなる。

以上の構成の自動車において、ステアリング３を矢印Ａ
の方向へ回して直進状態から左方へ旋回ダる時を考える
。ステアリング３が矢印Ａの方向へ回されるとラック４
ｂは矢印Ａ’　（図中上方）へ動き、これにより入力シ
ャフト５０は車体前方から見て時計方向く矢印Ａ″の方
向）へ回される。この回転は第１ギヤ４２から第２ギヤ
４３へ伝えられるが、第１シヤフト４４と第２シヤフト
４５の角αのすき間によって第１シヤフト４４が角α回
転するまで第１シヤフト４４と第２シヤフト４５は離れ
ている。

このため、入力シャフト５０の回転はトルク伝達部材４
９を介して入カシレフトの回転角に比例したトルクがト
ーションバー３２に伝わる。このため、トーションバー
３２は入力シャフト５０と同方向（矢印方（矢印Ｂ′の
方向）の力を加える、。車が左旋回する時は、右側後輪
２２Ｒが車体外方から内方へ向かう横力Ｆを受けるので
あるが、その横力Ｆの前アーム２４への分力Ｆ１に対し
て、上記ばね力伝達部材３１を介して伝わる矢印Ｂ′方
向の力により前アーム２４を支持する第１ゴムブツシユ
２７のたわみ石は大きくなり後輪２２Ｒのトーイン傾向
は強められる。トルク伝達部材４９を介して伝わるトル
クの大きさは入力シャフト５０の回転角に比例するため
、ステアリング３の回転角が増すに従ってトーイン傾向
は強くなる。しかし、ステアリング３がさらに回されて
、第１シヤフト４４の回転角がαに達すると（この時の
ステアリング３の回転角をθＨａとする）、第１シヤフ
ト４４の第２シヤフト４５との対抗部が互いに当接し、
第１シヤフト４４がこれ以上口されるとこの回転が第２
シャフト４５．第３〜第５−１！ヤ４６．４７．４８を
介してトーションバー３２に伝わる。このトーションバ
ー３２に伝わった回転は入力シャフト５０の回転と逆回
転（矢印Ｃ方向の回転）であるため、ステアリング３を
回転角θＨａを超えて回した時は、トーションバー３２
はこの時点から逆方向に回され、今までばね力伝達部材
３１に与えていたＢ′方向の力が逆にＣ′力方向加えら
れるようになる。この逆方向（Ｃ’方向）の力の大きさ
はトーションバー３２のばね作用によって決まりトーシ
ョンバー３２のねじれ角にＪ：って決まる。ばね伝達部
材３１がＣ′力方向力を受けると、横力Ｆ１に対する第
１ゴムブツシユ２７の変形が小さくなり前アーム２４の
車体内方への移動ノｊは小さくなってトーイン傾向は弱
められる。このようにして、操舵角がθＨａより小さい
範囲ではトーイン量は操舵角の増加に応じて大きくなり
、θＨａを超えると逆に小さくなり、これを図示すると
第４図に示すグラフのようになる。なお、第４図には縦
軸にばね力伝達手段３１に作用する力を示し、（＋）側
がトーインを強くする方向の力であることを示づ。

第５図は本発明のリヤサスペンションを有する自動車の
第２の実施例を示す模式図で、第１の実施例と同一部分
には同一番号を付して説明する。

本実施例の前輪操舵装置１と後輪サスペンション６１は
第１の実施例と同一であり説明は省略する。

本実施例では、ばね手段６０とばね力調整手段７０が第
１の実施例と異なるのでこれらの構成と作用を説明する
。

ばね手段６０は、先端６１ｃが前アーム２４の円筒体２
４ａと連結したく矢印Ｈ視である第７図参照）第１はね
支持体６１と、第１ばね支持体６１の２木の突起６１ａ
　、　６１ｂの門において第１ばね支持体６１上を車幅
方向に摺動自在な第２ばね支持体６４と、第１ばね支持
体６１の突起６１ａ　、　６１ｂおよびこれらの間に位
置Ｊ−る第２ばね支持体６４の突起６４ａの間に配され
る右および左ばね６２．６３とからなり、ばねノｊ調整
手段７０により第２ばね支持体６４が車幅方向に摺動さ
れて右および左ばね６２．６３による付勢力が第１ばね
支持体６１を介して前アーム２４に加えられる。

ばね力調整手段は、前輪操舵装＠１のラックｂ上に形成
された第２ラツク歯４Ｃと噛合するビニオン７１ｂを一
端に有する回転伝達シャフト７１と、この回転伝達シャ
フト７１の他端に形成されたクランク部７１ａに回動自
在に一端が連結され〈矢印Ｇ祝である第６図参照）、他
端が第２ばね支持体６４に回動自在に連結されたロッド
７２とからなり、これらは前輪が直進状態の時第６図で
示す位置にある。

以上の構成において、ステアリング３を矢印Ａ１の方へ
回して直進状態から左方へ旋回する時の作動について説
明する。ステアリング３を矢印Ａｌの方へ回すとラック
４ｂは矢印Ａ２方向（図中上方）へ移動し、回転伝達シ
ャフト７１は車両前方から見て時計方向（矢印Ａ３方向
）に回転される。

このため、回転伝達シャフト７１の後端に形成されたク
ランク部７１ａも時剖方向（第６図で示す矢印△３の方
向）に回されロッド７２を介して第２ばね支持体６４を
下方（矢印Ａ４の方向）へ移動させる。

第２ばね支持体６４が下方へ移動すると、その移動量に
比例して右および左ばね６２．６３により第１ばね支持
体６１が図中下方（矢印Ａ％力方向の力を受ける。この
ため、前アーム２４も図中下方、すなわち車体内方への
力を受け後輪のトーイン傾向が強められる。しかし、第
６図から分かるように回転伝達シレフト７１の回転が９
０°に達するとくこの時の、ステアリングの操舵角をθ
Ｈａとする）、第２はね支持体６４の下方への変位は最
下点に達し、回転伝達シャフト１１がさらに回されると
第２ばね支持体６４は逆に上方へ移動し、第１ばね支持
体６１は徐々に上方（矢印Ａ、力方向の力を受けるよう
になり後輪のトーイン傾向が弱められる。すなわち、ス
テアリング３の操舵角が直進状態を零とすると零から左
側へθＨａまで増加するのに応じて第２ばね支持体６４
の上方への変位は正弦曲線状に増加し、θＨａからさら
に増加すると正弦曲線に沿って減少する。これを図示す
ると第８図のようになる。このため、第１ばね支持体６
１を介して前アーム２４は前記第２はね支持体６４の変
位に比例した力を受【プ、前輪操舵角が直進状態から所
定値（θＨａ）まで増加するのに応じて後輪の１ヘーイ
ン傾向も強くなり、所定値を超えると後輪のトーイン傾
向は逆に弱くなる。

以上第１および第２の実施例で示したように、本発明に
よれば前輪操舵角が小さい領域での安定性および前輪操
舵角が大きい領域での回顧性を両立させることができる
が、一般的に車速が低速の時は前輪操舵角の大きい領域
まで使用されるが高速の時には前輪操舵角の小さい領域
でのみ使用されるため、本発明では低速での回顧性およ
び高速での安定性という要求にも応じるものであるとい
える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のりャナスペンシコンを有する自動車の
第１の実施例を示す模式図、 第２図は第１図に示す矢印りに沿って前アーム取付部を
視た側面図、 第３図は第１図に示すＥ−Ｅに沿った断面図、第４図は
第１の実施例における前輪操舵角と前アームへの作用力
との関係を示すグラフ、第５図は本発明のリヤサスペン
ションを有する自動車の第２の実施例を示ず模式図、 第６図および第７図はそれぞれ第５図に示す矢印Ｈおよ
びＧに沿ってリヤサスペンションの一部を視た側面図、 第８図は第２の実施例における前輪操舵角と第２ばね支
持体の変位との関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 後輪がサスペンションアームを介して複数の支持点で車
   体に支持されるとともにこの複数の支持点のうち少なく
   とも１つがゴムブツシュを介して車体に支持されて、横
   力に応じてトー変化可能にした自動車のリヤサスペンシ
   ョンであって、前記ゴムブツシュを介して車体に支持さ
   れたサスペンションアームに連結され、該アームをトー
   変化方向に付勢するばね手段と、 このばね手段のばね力を前輪操舵角に応じて変化させ、
   車両の直進状態から前輪操舵角の増加に応じて横力に対
   するトーイン傾向を増加させ、前輪操舵角が所定値にな
   った時に前記トーイン傾向の変化に変曲点を設け、前輪
   操囮角が所定値を超えてさらに増大するのに応じて前記
   トーイン傾向を減少させるばね力調整手段とを有するこ
   とを特徴とする自動車のりャサスペンーション。