JPS6146340B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は自動車のリヤサスペンシヨン、特にト
ーイン効果に優れた新規なリヤサスペンシヨンに
関するものである。 自動車のリヤサスペンシヨンにおいては、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
力がサスペンシヨ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つ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ツ
プ角をつけることによつ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ツプ
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、タイヤには駆動力がかかるが、踏ん
でいるアクセルを離すとタイヤは急にトーアウト
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
したりトー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けたり
すれば、乗心地を良くするために設けられている
ラバーブツシユがタイヤの接地点より内側に位置
しているため、制動力によつてトーアウトするこ
とになり、操安性が悪くなる。ラバーブツシユは
柔らかいほど乗心地は良いから、乗心地の良い車
ほど操安性が悪くなることになる。したがつて、
ブレーキやエンジンブレーキによつて制動力をか
けたときもトーインするリヤサスペンシヨンが望
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ヨンによれば、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、リヤサスペンシヨンのトーイン傾向
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
平坦なものではなく、大小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、走行中に車の受ける風
も横風のときはもちろん横力となつて作用する
が、横風でなくても車にとつては各方向からの外
乱となつ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ヨンが後輪をトーイ
ンさせるように作用すれば、車はアンダーステア
傾向となつて安定する。これらの外乱は、原因は
何であつても、結局タイヤに対しては前述の横
力、制動力、駆動力のいずれかとなつて作用する
ものである。 従つて、リヤサスペンシヨンは、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せる
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操地点に外か
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。これを表にすれば下記の通りとなる。

【表】 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ヨンに持たせたものは各種
知られているが、いずれも構造的に多少複雑にな
つている。例えば特公昭52―37649号に記載され
たものは、ラバーブツシユを３個使用し、そのブ
ツシユの硬さを変えたものであり、西独特許公開
第2158931号あるいは同第2355954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、構造が複雑になつている。
また、従来知られているこの種のリヤサスペンシ
ヨンは上記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、きわめて簡単な構造により、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
ンさせる新規なリヤサスペンシヨンを提供するこ
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
のリヤサスペンシヨ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ヨンは、一部を車体に
揺動自在に支持した揺動部材に、後輪のホイール
支持部材を、１個のボールジヨイントと２個のラ
バーブツシユを介して結合し、さらに車体左右方
向に回動中心を有し、コントロールリンクを介し
て車体に回動自在に支持されたスタビライザをホ
ーイール支持部材に連結したものであり、特にボ
ールジヨイントを車体左側から見たホイールセン
タ基準の水平−垂直座標の第１または２象限に配
置し、ラバーブツシユの少なくとも１つはホイー
ルセンタより下方に配置し、これら２つのラバー
ブツシユとボールジヨイントの３者を含む平面を
ホイール中心軸を含む垂直面においてホイールセ
ンタの高さではホイール左右中心より車体内方に
グランド上では車体外方に配置し、前記ラバーブ
ツシユの軸をホイール支持部材のボールジヨイン
ト回りの反時計方向回転をホイールセンタの前方
において内向きに案内するような向きに配置し、
前記揺動部材をバンプ時ホイール支持部材の回動
軌跡が車体左右外方に移動するように取り付け、
さらに前記スタビライザの端部をボールジヨイン
トより前方でかつ前記揺動部材の揺動中心より下
方においてホイール支持部材に連結したことを特
徴とするものである。 本発明で揺動部材とは、一部を車体に揺動自在
に支持した車体側の揺動支持部材であり、例えば
セミトレーリングタイプのリヤサスペンシヨンの
セミトレーリングアーム、ストラツトタイプのリ
ヤサスペンンシヨンのストラツト、ウイツシユボ
ンタイプのリヤサスペンシヨンのアツパおよびロ
ーアアーム、ドデイオンタイプのリヤサスペンシ
ヨンのドデイオンチユ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、特定の
形式のものに限定されるものではない。 また、ホイール部材とはホイールハブ等のタイ
ヤを回転自在に支持する部材を総称するもので、
特定のホイールハブに限定されるものではない。 また、コントロールリンクとは、スタビライザ
を多少の位置変位可能にして車体に支持するた
め、スタビライザの車体左右方向に延びた中央部
を支持するブラケツトと車体側ブラケツトとの間
に連結されるリンク部材である。 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。 なお、本発明ではホイール支持部材の回転方向
についても車体左側から見て、時計方向、反時計
方向等の表現をすることとする。 本発明のリヤサスペンシヨンによれば、コーナ
リング時に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る。これはボールジ
ヨイントとラバーブツシユの配置により、横力が
ホイール支持部材をボールジヨイントのまわりに
トーイン方向に回転させるとともに、コーナリン
グ時の片側バンプによるスタビ反力がホイール支
持部材をトーイン方向に変位させるように作用す
るからである。さらに本発明によれば、前記４種
の外力のいずれかが作用したときにも効果的にタ
イヤをトーインさせることができる。これも、上
記ボールジヨイントとラバーブツシユの配置によ
る効果である。 以下、図面によつて本発明の実施例を詳細に説
明する。 第１図は本発明のリヤサスペンシヨンの一実施
例の基本的構造とその作用を示す概念図で、中央
に右後輪を左（内側）後方から見た図を示し、
左、右、下にそれぞれの後方、左方、上方からの
投影図を示す。ボールジヨイント１１はホイール
センタＷより後方の上側（すなわち前記座標の第
１象限）に配置され、２つのラバーブツシユ１
２，１３の一方１２はホイールセンタＷより前方
（すなわち前記座標の第２もしくは第３象限）に
配置されている。また、これらの２つのラバーブ
ツシユ１２，１３とボールジヨイント１１の３者
を含む面Ｐはホイール中心軸Ｃを垂直面（その投
影を第１図左に示す）において、ホイール中心の
高さCLではホイール左右中心Ｗより車体内方
に、グランドGL上では車体外方に配置されてい
る。 さらに、ラバーブツシユ１２，１３の軸１２
ａ，１３ａは、ホイールハブ１０がボールジヨイ
ント回りの反時計方向に回転したとき、これをホ
イールセンタＷの前方において内向きに案内する
ような向きすなわちタイヤ１４をトーインさせる
向きに配置されている。すなわち、前方のラバー
ブツシユ１２の向きは後方内向き、後方のラバー
ブツシユ１３の向きは後方外向きとされている。
この向きはラバーブツシユ１２，１３の位置によ
つては逆になる場合もありうる。すなわち、例え
ば前方のラバーブツシユ１２が第２象限の上の方
に水平な向きあるいは斜めに前低、後高の向きに
配置されたときは、この軸１２ａは後方内向きで
なく前方内向きとする。これはいずれの場合にも
ホイールハブ１０のボールジヨイント１１の回り
の反時計方向回転を、トーイン方向に変位させる
ためである。 また、ホイールハブ１０から前方へアーム１５
が延び、このアーム１５の前端１５ａに、スタビ
ライザ１６の後方屈曲部１６Ａの後端１６ａが連
結されている。スタビライザ１６の中央部１６Ｂ
は車体左右方向に延び、一端１７ａを車体側ブラ
ケツト１８に連結されたコントロールリンク１７
の他端１７ａに、ブラケツト１９を介して支持さ
れており、車体左右方向を中心として回動自在に
支持されている。したがつて、バンプ時、スタビ
ライザ１６の端部１６ａは、第１図左側の投影図
において、上下方向の軌跡Ａに沿つて上下方向に
移動しうる。 一方、ホイールハブ１０は車体に一部を揺動自
在に支持されたセミトレーリングアーム等の車体
側の支持部材である揺動部材に支持されており、
この揺動部材はバンプ時にホイールバンプの回動
軌跡が車体左右方向外方に移動するように（第１
図左に軌跡Ｂで示す）取り付けられている。 また、前記スタビライザの端部１６ａとホイー
ルハブ１０のアーム１５の前端１５ａとの連結部
は、ボールジヨイント１１より前方でかつ揺動部
材の揺動中心より下方に位置される。 以下、第１図によつてこの実施例の場合につい
て、外方によるトーイン効果を詳細に説明する。
第１図において、ボールジヨイント１１を通る縦
の仮想軸をＬ、車体の幅方向の仮想軸をＭ、前後
方向の仮想軸をＮとする。 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。 コーナリング時等にタイヤに横力Ｓが作用する
と、Ｌ軸のまわりに上から見て反時計方向に回転
モーメントが発生し、ラバーブツシユ１２，１３
の弾性によりホイールハブ１０はボールジイント
１１のまわりにトーイン方向へ変位する。なお、
このとき前方のラバーブツシユ１２の直角方向内
側の弾性を、さらには後方のラバーブツシユ１３
の直角方向外側の弾性を大きくすれば、一層大き
いトーイン効果が得られる。 また、同時にコーナリング時の片側バンプによ
り、ホイールハブ１０はアーム１５の端部１５ａ
の軌跡Ｂに沿つて上方外側に移動しようとする
が、このときスタビライザ１６の端部１６ａの上
方への軌跡Ａにより、内方へスタビ反力HFを受
ける。したがつて、ホイールハブ１０は前部が内
方へ変位し、したがつてトーイン方向に変位す
る。また、このときスタビライザ１６からのスタ
ビ反力の垂直分力VFが、ホイールハブ１０のア
ーム１５の前端１５ａに下方に向けて作用する、
このスタビ反力の垂直分力VFによりホイールハ
ブ１０はボールジヨイント１１の回りに反時計方
向（左側から見て）に回転する。この時計方向へ
の回転は、前述のようにホイールハブ１０をラバ
ーブツシユ１２，１３の軸の向きにより前を内側
へ後を外側へ変位させて結果としてホイールハブ
１０をトーイン方向に変位させる。 このように、コーナリング時には横力Ｓとスタ
ビ反力HF，VFとの両方がトーイン効果を生ぜし
め、効果的にタイヤをトーインさせることができ
る。 次に、ブレーキ力Ｂ、エンジンブレーキ力Ｅ、
駆動力Ｋによ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にから後へ作用する
と、接地点Ｇはボールジヨイント１１とラバーブ
ツシユ１２，１３を含む面Ｐよりも内側にあるた
め、ホイールハブ１０はボールジヨイント１１の
回り（Ｌ軸回り）に上から見て反時計方向すなわ
ちトーイン方向Ｔに回転変位する。さらに、この
ブレーキ力ＢはＭ軸のまわりにホイールハブ１０
を反時計方向（左側から見て）に回転させようと
する作用を有する。これによりホイールハブ１０
はさらにトーインの方向へ変位する。ラバーブツ
シユ１２，１３のいずれか一方の前側にストツパ
を設けることにより、確実にトーインさせること
ができる。 エンジンブレーキ力ＥがホイールセンタＷに前
から後へ作用すると、ボールジヨイント１１が第
１（または２）象限にあるのでタイヤはＭ軸まわ
りに反時計方向に回転しようとする。Ｍ軸まわり
の反時計方向への回転は上記ブレーキ力Ｂやスタ
ビ反力の垂直分力VFの場合と同様にラバーブツ
シユ１２，１３の向きによりホイールハブ１０を
トーイン方向に変位させる。ただし、このときホ
イールセンタＷはボールジヨイント１１とラバー
ブツシユ１２，１３を含む面Ｐより外側に位置し
ているため、エンジンブレーキ力ＥはＬ軸まわり
にはトーアウト方向へ作用する。しかし、この場
合はＭ軸まわりの回転によるトーイン効果の方が
Ｌ軸まわりのトーアウト効果よりも大きい（ラバ
ーブツシユ１２，１３はブツシユの軸方向の方が
厚み方向より変形しやすいことと、前方のブツシ
ユ１２の軸直角外方の剛性を大きくしていること
に起因する）から、結局トーイン効果が得られ
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、ホイールハブ１０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
ユ１２，１３の向きによ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、ラバーブツシユ１２，１３のいずれか一方の
前にＭ軸まわりに反時計方向の回転変位を規制す
るスイツパを設けることにより確実にＬ軸まわり
詳しくはストツパを前に設けたラバーブツシユと
ボールジヨイント１１を結ぶ線のまわりにホイー
ルハブ１０をトーイン方向に変位させることがで
きる。 上記実施例の詳細な説明から明らかなように、
本発明によれば横力Ｓ、ブレーキ力Ｂ、エンジン
ブレーキ力Ｅ、駆動力Ｋの４つの外力に対し、い
ずれの外力が作用した場合にもタイヤをトーイン
させる効果を有するとともに、コーナリング等に
よる片側バンプ時にもバンプした側のタイヤをス
タビ反力VF，HFによりトーインさせる効果を有
するリヤサスペンシヨンが得られる。したがつ
て、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
せた車を実現することができる。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
実現する上にも有利であるから、本発明によるリ
ヤサスペンシヨンの実用上の価値はきわめて高
い。 次に、本発明をセミトレーリングタイプのリヤ
サスペンシヨンに適用した実施例を第２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ図、第３Ａ，３Ｂ図、第４Ａ，４Ｂ図お
よび第５図によつて説明する。第２Ａ図は右後輪
を上から見た図、第２Ｂ図はそれを右外方から見
た側面図（ただしタイヤは想像線で示す）、第２
Ｃ図は第２Ａ図のタイヤを後方から見た図であ
る。 前方に２叉状に延びた２本のアーム２０Ａ，２
０Ｂを有するセミトレーリングアーム２０の各ア
ーム２０Ａ，２０Ｂの前端は車体に軸支部２１
ａ，２１ｂにより揺動自在に支持され、後部本体
２０Ｃの外側にはホイールハブ２２がボールジヨ
イント２３、第１ラバーブツシユ２４および第２
ラバーブツシユ２５を介して支持されている。ま
たホイールハブ２２には前方へ延びたアーム２２
Ａが一体的に設けられ、このアーム２２Ａの前端
に、車体にコントロールリンク２６を介して支持
されたスタビライザ２７の後方屈曲部２７Ａの後
端が連結される。 前方のラバーブツシユ２４の断面を第３Ａ，３
Ｂ図に示す。これらの断面図から明らかなよう
に、このラバーブツシユ２４は車体内側へのホイ
ールハブ２２の変位を大きく許し、その逆すなわ
ち外方への変位を許さないように、ホイールハブ
２２に一体的に固定されたアーム部２２ａと、セ
ミトレーリングアーム２０の本体２０ｃに一体的
に固定される軸部２０ｄとの間のラバー２４ａ
を、車体外方において柔らかくし、車体内方にお
いて硬くしている。すなわち、軸部２０ｄとアー
ム２２ａの車体内方側との間に硬質のラバーもし
くはストツパー２４a′を挿入し、アーム２２ａが
外方へ変位しないようにしている。 後方のラバーブツシユ２５の断面を第４Ａ，４
Ｂ図に示す。第４Ａ図に明確に示すように、セミ
トレーリングアームの本体２０ｃ側に固定された
１対のフランジのうち、前方のフランジ２０ｅ
と、ホイールハブ２２側のアーム２２ｂとの間に
ストツパ２５ａが設けられ、前方への変位を防止
している。 第５図はボールジヨイント２３の詳細を示す断
面図であり、ホイールハブ２２に一体的に設けら
れたアーム２２Ｂがセミトレーリングアーム２０
の本体２０ｃ側のフランジ２０ｆと軸２０ｇの上
に回動自在に支持されている。この軸２０ｇは球
面を有し、ホールジヨイントのボールをなしてい
る。 この実施例における４種の外力およびスタビ反
力に対する作用は、前述の第１図に示した実施例
と全く同じであり、図から明らかであるので説明
を省略する。すなわち、こられのいずれの力によ
つてタイヤはトーイン変化せしめられ、所期の効
果を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリヤサスペンシヨンの要部を
詳細に示す概念図で、右後輪を左後方から見た斜
視図とその３方向投影を示すもの、第２Ａ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
ヨンに応用した例を示す右後輪の一部破断上面
図、第２Ｂ図は第２Ａ図の例を右外方からタイヤ
を透視して示す側面図、第２Ｃ図は第２Ａ図を左
から見た図、第３Ａ図は前側のラバーブツシユ２
４の縦断面図、第３Ｂ図はその中央横断面図、第
４Ａ図は後側のラバーブツシユ２５の縦断面図、
第４Ｂ図はその中央横断面図、第５図はボールジ
ヨイント２３の縦断面図である。 １０…ホイールハブ、１１，２３…ボールジヨ
イント、１２，１３，２４，２５…ラバーブツシ
ユ、１４…タイヤ、１５，２２Ａ…アーム、１
６，２７…スタビライザ、１７，２６…コントロ
ールリンク、２０…セミトレーリングアーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一部を車体に揺動自在に支持した揺動部材、
   ボールジヨイントと２つのラバーブツシユを介し
   てこの揺動部材に３点支持され、後輪のホイール
   を回転自在に支持したホイール支持部材、および
   車体左右方向に回動中心を有し、コントロールリ
   ンクを介して車体に回転自在に支持されたスタビ
   ライザからなり、 前記ボールジヨイントは車体左側から見たホイ
   ールセンタ基準の水平−垂直座標の第１または２
   象限に配置され、前記２つのラバーブツシユの少
   なくとも１つはホイールセンタより前方に配置さ
   れ、これらの２つのラバーブツシユとボールジヨ
   インの３者を含む面がホイール中心軸を含む垂直
   面においてホイール中心の高さではホイール左右
   中心より車体内方に、グランド上では車体外方に
   配置され、前記ラバーブツシユの軸はホイール支
   持部材のボールジヨイント回りの車体左側から見
   た反時計方向回転をホイールセンタの前方におい
   て内向きに案内するような向きに配置され、前記
   揺動部材はバンプ時ホイール支持部材の回動軌跡
   が車体左右方向外方に移動するように取り付けら
   れ、前記スタビライザの端部はボールジヨイント
   より前方でかつ前記揺動部材の揺動中心より下方
   においてホイール支持部材に連結されていること
   を特徴とする自動車のリヤサスペンシヨン。