JPS6146324B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車に装備されるリヤサスペンシ
ヨンに関し、特に横力およびバンプ荷重に対して
ホイールをトーイン変化させるようにしたものに
関する。

一般に、自動車のリヤサスペンシヨンにおい
て、旋回走行時、左右のホイールとりわけ旋回中
心に対して外側のホイールには旋回中心に向かう
力（横力）およびバンプ荷重が作用するが、これ
らの作用力に対してホイールを走行方向に対して
内側に向くようにトーイン変化させることは、オ
ーバステアリングを防止して操縦安定性の向上を
図る上で好ましいことは知られている。

従来、このような横力に対してホイールをトー
イン変化させるリヤサスペンシヨンとして、一端
を車体に揺動自在に支持したリヤサスペンシヨン
アームと、ホイールを回転自在に支持するホイー
ルハブとの間を、少なくとも前後２箇所でフロー
ト結合し、この結合構造を、前部をスプリング
で、後部をピンで結合したもの（西独国特許第
2158931号）、上記前部のスプリングの特性を横力
に応じて徐々に弱くするようにしたもの（西独国
特許第2355954号）、あるいは前後共にラバーブツ
シユで結合し前側のラバーブシユの硬さを後側の
ラバーブツシユよりも柔かくしたもの（特公昭52
―37649号）が提案されている。

しかし、上記従来のものは何れも、横力に対し
て単にスプリングあるいはラバーブツシユのトー
イン方向の変位により行うものであるので、横力
に対するトーイン効果を有効に発揮できない嫌い
があつた。しかも、旋回時にホイールに作用する
バンプ荷重に対しては当然トーイン効果は見込み
得ないものであつた。

そこで、本発明は斯かる点に鑑み、上記リヤサ
スペンシヨンアーム等のリヤサスペンシヨン構成
部材としての揺動材部材とホイールを回転自在に
支持するホイール支持部材との間を、ボールジヨ
イントと少なくとも１つの弾性体ブツシユとでフ
ロート結合し、かつ各結合部の位置をホイール中
心に対して適切に設定するとともに、リヤサスペ
ンシヨンにおいてダンパー機能をするスプリング
ユニツトのばね反力を利用して上記ホイール支持
部材に適切に作用せしめることにより、横力およ
びバンブ荷重に対してホイールを確実にトーイン
変化させ得るようにして、操縦安定性の向上を図
ることを目的とするものである。

この目的を達成するため、本発明の構成は、一
端を車体に揺動自在に支持した揺動部材と、ホイ
ールを回転自在に支持するホイール支持部材と、
該ホイール支持部材と揺動部材との間を１点を中
心に揺動自在に結合するボールジヨイントと、上
記ホイール支持部材と揺動部材との間を結合する
少なくとも１つの弾性体ブツシユと、上端と車体
に、下端をホイール支持部材に連結したスプリン
グユニツトとを備え、上記ボールジヨイントは車
体左側方から見たホイールセンター基準の水平一
垂直座標における第１、第２、第４象限のいずれ
かに位置し、上記弾性体ブツシユは上記ボールジ
ヨイントの位置する象限を除く残る３象限のうち
のいずれかに位置するとともに上記ホイール支持
部材が後方回転変位するときにその弾性変形方向
がトーイン方向に規制されるように配置されてお
り、さらに上記スプリングユニツトはホイール支
持部材のボールジヨイント結合点より後方位置に
取付けられていることを特徴とするものである。
そのことにより、横力に対してホイール支持部材
をボールジヨイントを中心にしてトーイン方向に
回転変位させ、ホイールをトーイン変化させると
ともに、バンプ荷重に対してホイール支持部材を
スプリングユニツトの下向きのばね反力によりト
ーイン方向に回転変位させてホイールをトーイン
変化させるようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明をセミトレーリング式のリヤサ
スペンシヨンに適用した第１実施例を示し、１は
ほぼ車体前後方向に延びる揺動部材としてのセミ
トレーリングアームであつて、該セミトレーリン
グアーム１の一端すなわち二叉状の前端は、車体
左右方向に配設さされた車体構成部材としてのサ
ブフレーム２に揺動自在に支持されている。ま
た、３はホイール４を回転自在に支持するホイー
ル支持部材としてのホイールハブで、上記ホイー
ル４には一端をデイフアレンシヤル５に連結した
ドライブシヤフト６の他端が連結されている。さ
らに、７はシヨツクアブソーバ７ａとコイルスプ
リング７ｂとからなるスプリングユニツトであつ
て、該スプリングユニツト７の上端は車体に、下
端は上記ホイールハブ３にそれぞれ連結されてい
る。尚、８はスタビライザである。

そして、上記ホイールハブ３とセミトレーリン
グアーム１との間は、後述の第４図に示す如く、
１点を中心に揺動自在なボールジヨイントＰと、
ラバーブツシユ等よりなる２つの第１および第２
弾性体ブツシユR₁およびR₂とによつてフロート
結合されている。尚、該ボールジヨイントＰおよ
び第１、第２弾性体ブツシユR₁，R₂並びに上記
スプリングユニツト７の配置構造については後述
する。

また、第２図は本発明をストラツト式リヤサス
ペンシヨンに適用した第２実施例を示し、１０は
揺動部材として連結ハブであつて、該連結ハブ１
０は車体左右方向に延びる２リンク式式のサスペ
ンシヨンアーム１１，１１を介して、車体左右方
向に前後に配設された車体構成部材としてのサブ
フレーム１２，１３に揺動自在に支持されてい
る。該連結ハブ１０と、ホイール１４を回動自在
に支持するホイール支持部材としてのホイールハ
ブ１５との間は、上記第１実施施例と同様に、ボ
ールジヨイントＰと第１および第２弾性体ブツシ
ユR₁，R₂とによつて結合されている。また、上
記ホイールハブ１５には上端を車体に連結したス
プリングユニツト（スラツト）１６の下端が連結
されている。尚、第２図中、１７はスタビライ
ザ、１８はデイフアレンシヤル、１９はドライブ
シヤフトである。

さらに、第３図は本発明をドデイオン式リヤサ
スペンシヨンに適用した第３実施例を示し、２０
は車体左右方向に延び、ドライブシヤフト２１と
は別個に設けた後車軸が挿通された揺動部材とし
ての後車軸管であつて、該後車軸管２０は車体前
後方向に延びる左右２本のテンシヨンロツド２
２，２２を介して車体に揺動自在に支持されてい
る。該後車軸管２０の端部と、ホイール２３を回
転自在に支持するホイール支持部材としてのホイ
ールハブ２４との間は、同様に、ボールジヨイン
トＰと第１および第２弾性体ブツシユR₁，R₂と
によつて結合されているとともに、上記ホイール
ハブ２４には上端を車体に連結したスプリングユ
ニツト２５の下端が連結されている。尚、第３図
中、２６は車体前後方向に延び上記後車軸管２０
を乗架する板ばねであつて、前端はアイ２７、後
端はシヤツクル２８を介してそれぞれ車体に回動
自在に連結されている。また、２９はデイフアレ
ンシヤルである。

そして、上記第１〜第３実施例におけるボール
ジヨイントＰおよび第１、第２弾性体ブツシユ
R₁，R₂の配置構造並びにスプリングユニツト
７，１６，２５の配置構造について第４図により
説明する。

第４図は車体後部右側のホイール４，１４，２
３を車体左側方（内側方）から見た図であり、車
体左側方から見たホイールセンターＯ基準の水平
（Ｘ軸）―垂直（Ｚ軸）座標において、ボールジ
ヨイントＰは第４象限に位置し、第１弾性体ブツ
シユR₁は第１象限に、第２弾性体ブツシユR₂は
第２象限にそれぞれ位置している。

また、上記第１弾性体ブツシユR₁はその軸心
の向きが車体後方外側に傾斜した方向になるよう
に配置され、また第２弾性体ブツシユR₂はその
軸心の向きが車体後方内側に傾斜した方向になる
ように配置されている。尚、第４図において、上
記座標Ｘ，Ｚに対し、ホイールセンターＯ基準の
水平左右方向のＹ軸を設定して直角座標系Ｘ，
Ｙ，Ｚが構成されており、、座標系Ｌ，Ｍ，Ｎは
上記座標系Ｘ，Ｙ，Ｚを平行移動してボールジヨ
イントＰの中心を限原点とした座標系である。

さらに、スプリングユニツト７，１６，２５は
ホイールハブ３，１５，２４の上記ボールジヨイ
ントＰ取付点より車体後方の位置において取付け
られている。

したがつて、上記ボールジヨイントＰ、第１お
よび第２弾性体ブツシユR₁，R₂の各取付点（ボ
ールジヨイントＰにあつてはその中心、第１およ
び第２弾性体ブツシユR₁，R₂にあつてはその各
軸心中央点）を含む三角形の取付面Ｑと、上記座
標系Ｘ，Ｙ，ＺのYZ面（ホイール中心軸を含む
垂直面）との交差線ｑにおいて、Ｙ軸方向（ホイ
ール中心軸）でのホイールセンターＯとのオフセ
ツト量をＷ、ホイール接地面でのオフセツト量を
Ｇとし、各々ホイール内側方向の量をプラス
（＋）量とすると、第４図の如く上記Ｗがプラス
（＋）量で、Ｇがマイナス（−）量の場合には、 (a) 横力Ｓはホイール接地点に対して＋Ｙ方向に
作用するので、ΔPR₁R₂取付面Ｑをボールジヨ
イントＰを中心としてほぼＬ軸回りに反時計方
向に回転させるモーメント力として作用するこ
とにより、上記取付面ＱはＰを中心にしてＬ軸
回りをトーイン方向に回転変位し、ホイール
４，１４，２３がトーイン変化することにな
る。

(b) バンプ荷重に対してはその反力としてスプリ
ングユニツト７，１６，２５に下向きのばね反
力Ｔが発生し、該ばね反力Ｔはホイールハブ
３，１５，２４のボールジヨイントＰより後方
位置に作用するので、取付面Ｑをボールジヨイ
ントＰを中心としてほぼＭ軸回りに時計方向
（後方回転方向）に回転させるモーメント力と
して作用し、上記取付面ＱはＰを中心にしてＭ
軸回りを後方回転変位する。その際、第１弾性
体ブツシユR₁の軸心が車体後方外向きに、第
２弾性体ブツシユR₂の軸心が車体後方内向き
に配置されていること、および一般に弾性体ブ
ツシユの剛性は軸心方向の方が軸心に直交する
方向よりも低くて軸心方向に弾性変形し易い特
性を有することから、上記取付面ＱはＰを中心
にして後方回転変位するに伴つて、上記第１、
第２弾性体ブツシユR₁，R₂の弾性変形により
トーイン方向に回転変化し、ホイール４，１
４，２３はトーイン変化することになる。

また、本例の場合、その他のホイール作用力
（ブレーキ力Ｂ、エンジン制動力Ｅ、エンジン
駆動力Ｋ）に対してもトーイン効果が得られ
る。即ち、 (c) ブレーキ力Ｂはホイール接地点に対し＋Ｘ方
向に作用するので、Ｇの（−）量によつて取付
面ＱをボールジヨイントＰを中心としてほぼＬ
軸回りに反時計方向に回転させるモーメント力
として作用することにより、上記取付面ＱはＰ
を中心にしてトーイン方向に回転変位し、ホイ
ール４，１４，２３がトーイン変化することに
なる。その際、上記ブレーキ力ＢによるＭ軸回
りの反時計方向のモーメント力により、第１弾
性体ブツシユR₁が上記トーイン効果を妨げる
車体内方へ変位するのを制止するために、該第
１弾性体ブツシユR₁の前端にストツパを設け
ることはトーイン変化の確実化の点で望まし
い。

(d) エンジン制動力（エンジンブレーキ力）Ｅは
ホイールセンターＯに対して＋Ｘ方向に作用す
るので、取付面ＱをボールジヨイントＰを中心
としてほぼＭ軸回りに時計方向に回転させるモ
ーメント力として作用することにより、上記ス
プリングユニツト７，１６，２５のばね反力Ｔ
による場合と同様に、上記取付面ＱはＰを中心
としてトーイン方向に回転変位してホイール
４，１４，２３のトーイン変化が行われること
になる。

(e) エンジン駆動力ＫはホイールセンターＯに対
して−Ｘ方向に作用するので、Ｗの（＋）量に
よつて取付面ＱをボールジヨイントＰを中心と
してほぼＬ軸回りに反時計方向に回転させるモ
ーメント力として作用することにより、上記ブ
レーキ力Ｂの場合と同様に、取付面ＱはＰを中
心にしてトーイン方向に回転変位し、ホイール
４，１４，２３がトーイン変化する。また、こ
の場合も、第１弾性体ブツシユR₁の前端にス
トツパを設けることが望ましい。

また、上記Ｗがプラス（＋）量が、Ｇがプラス
（＋）量の場合には、横力Ｓ、バンプ荷重による
ばね反力Ｔ、エンジン制動力Ｅおよびエンジン駆
動力Ｋに対しては、上記ａ，ｂ，ｄおよびｅの場
合と同じ挙動特性を示し、トーイン効果が得られ
るが、ブレーキ力Ｂに対しては取付面ＱがＬ軸回
りを時計方向に回転変位して、ホイールがトーア
ウト変化してしまい、トーイン効果は得られな
い。

さらに、上記Ｗがマイナス（−）量で、Ｇがマ
イナス（−）量の場合には、横力Ｓおよびバンプ
荷重によるばね反力Ｔに対しては、上記ａおよび
ｂの場合と同様にトーイン効果が得られる。ま
た、ブレーキ力Ｂに対しては取付面ＱがＭ軸ない
しＬ軸回りを回転変位し、エンジン制動力Ｅに対
してはマイナスオフセツトによりほぼＬ軸回りを
回転変位してトーイン効果が得られるが、エンジ
ン駆動力Ｋに対しては取付面ＱがほぼＭ軸回りを
反時計方向に回転変位し、上記ばね反力Ｔの場合
とは逆にトーアウト変化するのでトーイン効果は
得られない。

また、第５図はボールジヨイントＰと第１およ
び第２弾性体ブツシユR₁，R₂の配置構造の変形
例を示し、ボールジヨイントＰを座標Ｘ，Ｚの第
１象限に位置させ、第１および第２弾性体ブツシ
ユR₁，R₂を第３象限および第４象限にそれぞれ
位置させるとともに、第３象限の第１弾性体ブツ
シユR₁の軸心を車体後方外向きに、第４象限の
第２弾性体ブツシユR₂の軸心を車体後方内向き
に配置した例である。尚、スプリングユニツト
７，１６，２５は第４図と同様、ホイールハブ
３，１５，２４のボールジヨイントＰより後方位
置取付けられている。

本例において、第５図の如くΔPR₁R₂の取付面
Ｑのホイール中心軸上でのオフセツト量Ｗがマイ
ナス（−）量で、接地面上でのオフセツト量Ｇが
マイナス（−）量の場合には、 (a)′ 横力Ｓに対しては、上記取付面Ｑは上記ａ
で述べた如くボールジヨイントＰを中心にして
Ｌ軸回りを反時計方向に回転変位してトーイン
変化する。

(b)′ バンプ荷重によるスプリングユニツト７，
１６，２５の下向きのばね反力Ｔに対しては、
取付面Ｑは上記ｂで述べた如くボールヨイント
Ｐを中心にしてＭ軸回りに時計方向（後方回転
方向）に回転変位し、第１弾性体ブツシユR₁
の車体内向きの弾性変形および第２弾性体ブツ
シユR₂の車体外向きの弾性変形によりトーイ
ン変化することになる。

(c)′ ブレーキ力Ｂに対しては、上記取付面Ｑは
上記ｃで述べた如くボールジヨイントＰを中心
にしてＬ軸回りに反時計方向に回転変位してト
ーイン変化する。この場合、取付面ＱのＭ軸回
りの反時計方向の回転を阻止し、且つ第４象限
の第２弾性体ブツシユR₂の車体内方への変位
を制止するために該ブツシユR₂の後端にスト
ツパを設けることが好ましい。

(d)′ エンジン制動力Ｅに対しては、取付面Ｑは
上記ブレーキ力Ｂの場合と同様にボールジヨイ
ントＰを中心にしてＬ軸回りに反時計方向に回
転変位してトーイン効果が得られる。

(e)′ エンジン駆動力Ｋに対しては、取付面Ｑは
上記ばね反力Ｔの場合と同様にボールジヨイン
トＰを中心にしてＭ軸回りに時計方向に回転変
位してトーイン効果が得られる。

また、上記Ｗがプラス（＋）量で、Ｇがマイナ
ス（−）量の場合には、横力Ｓおよびバンプ荷重
によるばね反力Ｔに対しては、上記a′およびb′と
同じ動作特性を示し、トーイン効果が得られる。
また、ブレーキ力Ｂに対しては、取付面ＱはＭ軸
ないしＬ軸回りを回転変位し、エンジン駆動力Ｋ
に対してはＬ軸回りに反時計方向に回転変位し、
それぞれトーイン効果を得ることができるが、エ
ンジン制動力Ｅに対しては取付面ＱはＭ軸回りに
反時計方向に回転変位し、上記ばね反力Ｔの場合
とは逆にトーアウト変化してトーイン効果は得ら
れない。

さらに上記ＷおよびＧが共にプラス（＋）量の
場合には、上記Ｗが（＋）でＧ（−）の場合と同
様に、横力Ｓ、ばね反力Ｔおよびエンジン駆動力
Ｋに対してはトーイン効果が得られるが、エンジ
ン制動力Ｅに対してはトーイン効果は得られな
い。

したがつて、上記の如きボールジヨイントＰお
よび第１、第２弾性体ブツシユR₁，R₂の配置構
造並びにスプリングユニツト７，１６，２５の配
置構造により、横力Ｓおよびバンプ荷重に対し
て、取付面ＱがボールジヨイントＰを中心として
回転変位してホイール４，１４，２３のトーイン
変化を確実に行うことができ、よつて旋回走行時
等でのオーバステアリングを防止して自動車の操
縦安定性を著しく向上させることができる。

しかも、ホイール４，１４，２３に作用するそ
の他のブレーキ力Ｂ、エンジン制動力Ｅおよびエ
ンジン駆動力Ｋに対しても、取付面Ｑがボールジ
ヨイントＰを中心にして回転変化してホイール
４，１４，２３をトーイン変化させることができ
るので、操縦安定性の向上を一層図ることができ
る。

また、ボールジヨイントＰと第１、第２弾性体
ブツシユR₁，R₂との組合せによる簡単な構造の
フロート結合、並びに既存のスプリングユニツト
７，１６，２５の利用によつて、上記各種のホイ
ール作用力に対してトーイン効果が得られるの
で、個々の作用力に対してトーイン機構を設ける
場合と較べてリヤサスペンシヨン構造を著しく簡
略化することができる。

さらに、上記取付面Ｑの回転変位はボールジヨ
イントＰを中心にして行われるので、作用力に対
するホイール４，１４，２３のずれが少なくて、
トーイン変化への挙動が安定して行われることに
なり、トーイン効果をより確実なものとすること
ができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の変形例をも包含するものであ
る。例えば、上記実施例では、セミトレーリング
式、ストラツト式およびドデイオン式のリヤサス
ペンシヨンに適用した例を示したが、本発明はそ
の他ウイツシユボン式などの各種ダブルリンク式
あるいは各種スイングアーム式のリヤサスペンシ
ヨンに対しても適用できるものである。例えば、
ウイツシユボン式の場合、車体左右方向に延びる
上下２本のアームを連結する、連結ハブが本発明
での揺動部材を構成し、該連結ハブとホイール支
持部材とをボールジヨイントＰと第１および第２
弾性体ブツシユR₁，R₂とで結合するとともに、
該ホール支持部材にスプリングユニツトを取付け
ればよい。

また、上記ボールジヨイントＰと第１および第
２弾性体ブツシユR₁，R₂との配置構造は、上記
第４図および第５図に示す例の他に種々の形態が
採用可能であり、例えばボールジヨイントＰを第
２象限に、第１および第２弾性体ブツシユR₁，
R₂を第３および第４象限に位置させてもよく、
要はボールジヨイントＰを座標Ｘ，Ｚにおける第
１，第２，第４象限のいずれかに位置させ、第１
および第２弾性体ブツシユR₁，R₂をボールジヨ
イントＰの位置する象限を除く残る３象限のうち
の２象限にそれぞれ位置させるようにすればよ
い。

また、上記弾性体ブツシユは少なくとも１つあ
ればよく、バンプ荷重によるスプリングユニツト
７，１６，２５のばね反力Ｔにより取付面Ｑ（ホ
イール支持部材）がボールジヨイントＰを中心に
して後方回転変位したときにその弾性変形により
トーイン方向に変化させるよう、弾性変形方向が
トーイン方向に規制されるように配置すれば上記
と同様の効果を奏することができる。

さらに、第４図および第５図では車体後部の右
側ホイールについて説明したが、車体後部の左側
ホイールに対しても同様のことが言えるのは勿論
のことである。

以上説明したように、本発明のリヤサスペンシ
ヨンによれば、一端を車体に揺動自在に支持した
揺動部材とホイールを回転自在に支持するホイー
ル支持部材との間とを、ボールジヨイントと少な
くとも１つの弾性体ブツシユとでフロート結合
し、上記ボールジヨイントを車体左側方から見た
ホイールセンター基準の水平―垂直座標における
第１、第２、第４象限のいずれかに位置させ、上
記弾性体ブツシユをボールジヨイントの位置する
象限を除く残る３象限のうちのいずれかに位置さ
せ、かつ上記ホイール支持部材が後方回転変位す
るときにその弾性変形方向がトーイン方向に規制
されるように配置し、さらに上記ホイール支持部
材にスプリングユニツトをボールジヨイントより
後方位置で取付けるという簡単な構造によつて、
横力およびバンプ荷重に対してトーイン効果が有
効かつ確実に得られるとともに、ブレーキ力、エ
ンジン制動力およびエンンジン駆動力に対しても
トーイン効果を得ることが可能であるので、自動
車の操縦安定性の向上並びにリヤサスペンシヨン
構造の簡略化に大いに寄与するものである。

また、ホイール作用力に対してボールジヨイン
トを中心として回転変位するものであるので、作
用力によるホイールのずれが少なく挙動安定性に
優れており、上記トーイン効果をより確実なもの
とすることができる。

さらに、上記バンプ荷重によるトーイン効果
は、既存のスプリングユニツトの下向きのばね反
力を利用して有効且つ確実に実現でき、操縦安定
性の一層の向上は勿論のこと、構造の簡略化を一
層図ることができる利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を例示し、第１図は第１
実施例を示す概略斜視図、第２図は第２実施例を
示す概略斜視図、第３図は第３実施例を示す概略
斜視図、第４図はボールジヨイントおよび第１、
第２弾性体ブツシユ並びにスプリングユニツトの
配置構造を示す模式説明図、第５図は同変形例を
示す模式説明図である。 １……セミトレーリングアーム、３……ホイー
ルハブ、４……ホイール、７……スプリングユニ
ツト、１０……連結ハブ、１１……サスペンシヨ
ンアーム、１４……ホイール、１５……ホイール
ハブ、１６……スプリングユニツト（ストラツ
ト）、２０……後車軸管、２２……テンシヨンロ
ツド、２３……ホイール、２４……ホイールハ
ブ、２５……スプリングユニツト、Ｐ……ボール
ジヨイント、R₁……第１弾性体ブツシユ、R₂…
…第２弾性体ブツシユ、Ｏ……ホイールセンタ
ー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端を車体に揺動自在に支持した揺動部材
   と、ホイールを回転自在に支持するホイール支持
   部材と、該ホイール支持部材と揺動部材との間を
   １点を中心に揺動自在に結合するボールジヨイン
   トと、上記ホイール支持部材と揺動部材との間を
   結合する少なくとも１つの弾性体ブツシユと、上
   端を車体に、下端と上記ホイール支持部材に連結
   したスプリングユニツトとを備え、上記ボールジ
   ヨイントは車体左側方から見たホイールセンター
   基準の水平―垂直座標における第１、第２、第４
   象限のいずれかに位置し、上記弾性体ブツシユは
   上記ボールジヨイントの位置する象限を除く残る
   ３象限のうちのいずれかに位置するとともに上記
   ホイール支持部材が後方回転変位するときにその
   弾性変形方向がトーイン方向に規制されるように
   配置されており、さらに上記スプリングユニツト
   はホイール支持部材のボールジヨイント結合点よ
   り後方位置に取付けられていることを特徴とする
   自動車のリヤサスペンシヨン。