JPS6322712A - 自動車のサスペンシヨン装置 - 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） 本発明は自動車のサスペンション装置に関し、特に走行
時操舵輪の前後方向への共振現象（一般に、シミーと言
われている）によるステアリング系への影響を低減する
ようにしたものに関する。

（従来技術） 一般に、自動車の走行時、操舵輪である前輪の整列不良
、ステアリング系やサスペンション装置の機械的ガタつ
き、タイヤ圧の不正及び摩耗状態などの各種の要因によ
って、前輪が前後方向に共振し始め（謂ゆる、シミーと
いう現象）、その振動がステアリング系のステアリング
ホイールに回転方向振動として伝播し、操舵に支障を来
たす場合が少なくない。上記シミーは自動車の特性にも
よるが、一般に例えば車速約１０ｋｍ／Ｈｒの低速時と
例えば車速１００に＋＋＋／Ｈｒの高速時に発生する。

　上記シミー発生時、その影響がステアリング系に伝播
するのを抑制するため従来から各種のサスペンション装
置が提案されて来た。

例えば、実開昭６１−３０５０８号公報には、ステアリ
ング系のタイロッドのインナボールジヨイントをＡ型サ
スペンションアームの瞬間回転中心上に設定することに
より、シミーの影響がステアリングホイールに伝播する
のを低減させるようにした自動車のフロントサスペンシ
ョン装置が記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記公報に記載のフロントサスペンション装置では、ス
テアリング系のタイロッドのインナボールジヨイントを
Ａ型サスペンションアームの瞬間回転中心上に設定する
関係上、Ａ型サスペンションアームの配置及びステアリ
ング系のラック軸の配置上の制約が大きくなり、設計の
自由度が乏しくなるという問題がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る自動車のサスペンション’ＡＨは、一端部
が車輪を回転自在に支持する車輪支持部材に連結され、
且つ他端部が弾性体を介して車体側の前後方向に離隔さ
れた２個所に夫々枢着されたサスペンションアームを設
け、一端部が車輪支持部材から一体に突出するナックル
アーム部にナックルボールジヨイントを介して連結され
且つ他端部がステアリングリンケージ本体にインナボー
ルジヨイントを介して連結されたタイロッドを有するス
テアリング装置を設け、走行中に生じる操舵輪の前後方
向への共振状態を直接的若しくは間接的に検出する検出
手段を設け、上記検出手段からの検出信号に基いて共振
状態が生じたときに上記サスペンションアームの両弾性
体のうち上記インナボールジヨイントに近い方の弾性体
のバネ定数を非検出時よりも大きくするバネ定数変更手
段を設けたものである。

尚、必要に応じて、上記サスペンションアームの車体側
枢着部の弾性体をラバーブツシュで構成し、上記バネ定
数変更手段をインナボールジヨイントに近い方のラバー
ブツシュ内に形成された油室とこの油室に油圧を供給す
る油圧供給手段と上記共振状態検出信号に基いて上記油
室の油圧を高くする油圧調節手段とで構成してもよい。

（作用） 本発明に係る自動車のサスペンション装置においては、
車輪支持部材がサスペンションアームを介して車体に連
結され、上記サスペンションアームの車幅中心側の内端
部は前後方向に離隔した２個所で夫々弾性体を介して車
体に連結されているので、車輪は上記１対の弾性体の弾
性変形によって前後方向に所定範囲内で移動可能である
。

ステアリング装置のタイロッドの一端部がナックルボー
ルジヨイントを介してナックルアームの先端部に連結さ
れるとともに、上記タイロッドの他端部がステアリング
リンケージ本体にインナボールジヨイントを介して連結
されているので、ステアリング装置のステアリングホイ
ールを回動させることにより、ステアリングリンケージ
本体とタイロッドとナックルアームを介して操舵可能と
なっている。

ところで、走行時シミー現象が生じて操舵輪が前後方向
に共振し始めると、その共振状態が検出手段によって直
接的若しくは間接的に検出される。

上記検出手段から検出信号を受けるバネ定数変更手段に
よって、上記共振状態が発生したときに、サスペンショ
ンアームの両弾性体のうちインナボールジヨイントに近
い方の弾性体のバネ定数が非検出時よりも大きく変更さ
れる。

その結果、サスペンションアームの瞬間回転中心がイン
ナボールジヨイントに略一致し、操舵輪が前後方向へ共
振していても、その振動がステアリングリンケージ本体
へ殆んど伝播しな（なる。

（発明の効果） 本発明に係る自動車のサスペンション装置によれば、以
上説明したように、操舵輪の前後方向への共振状態を検
出したときにインナボールジヨイントに近い方の弾性体
のバネ定数を大きくすることによりサスペンションアー
ムの瞬間回転中心をインナボールジヨイントに略一致さ
せるので、サスペンションアームの配置やステアリング
リンケージ本体とタイロフトの配置に何ら影響を及ぼす
ことなく操舵輪の共振状態に対する対策を講することが
出来ること即ちサスペンションアームやステアリング装
置の設計の自由度が制約されないこと、サスペンション
装置の機能を充足させ乍らシミーによるステアリング系
への影響を低減させ得ること、などの効果が得られる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明する。

本実施例に係る自動車のフロントサスペンション装置は
、第１図・第２図に示すように車体に左右の前輪１を懸
架して前輪１の姿勢を規制し、前輪１に作用する前後方
向並びに左右方向の外力を緩衝しつつ、車体からの荷重
を前輪１に伝達するためのものであり、このフロントサ
スペンション装置は、左右の前輪１を夫々回転自在に支
持する車輪支持部材２と、車体側のクロスメンバー３に
左右の車輪支持部材２を夫々連結する左右１対のＡ型サ
スペンションアーム４と、Ａ型サスペンションアーム４
の外端部を夫々車体に連結する油圧式ショックアブソー
バ５ａとコイルバネ５ｂとからなる左右１対のストラッ
ト５と、スタビライザ６と、ステアリング装置とを備え
ている。

上記各Ａ型サスペンションアーム４は、鋼板をプレス成
形してなる断面ハツト状の第１アーム４ａと、鋼製の中
実棒状部材からなる第２アーム４ｂとで構成され、この
各Ａ型サスペンションアーム４はクロスメンバー３の外
端部と前輪１との間に配設される。

上記第１アーム４ａは、その内端部が外端部よりも僅か
に前方に位置するように略車幅方向に向けて配設され、
その外端部には車輪支持部材２がボールジヨイントを介
して回動自在に連結され、この車輪支持部材２の外端に
は車軸受体２ａが突設され、この車軸受体２ａに前輪１
が回動自在に枢着される。

上記車輪支持部材２の内側にストラフト５の下端部が固
着され、ストラット５の上端部は車体にラバーブツシュ
を介して回動自在に連結され、ストラット５の上半部に
はコイルバネ５ｂが外装され、このコイルバネ５ｂはス
トラット５の中段のバネ受部と車体との間に介設されて
いる。

上記第１アーム４ａの車体中心側の内端部は、周知のラ
バーブツシュ式の弾性枢支機構７によりクロスメンバー
３の下面のブラケット７ａに枢着されている。

即ち、上記弾性枢支機構７は、ブラケット７ａにボルト
７ｂで固着された内筒７ｄと第１アーム４ａの内端部に
固着された外筒７ｅとの間にラバーブツシュ７ｃを介装
し、ラバーブツシュ７Ｃを内筒７ｄと外筒７ｅとに接着
した構造である。

上記中実の第２アーム４ｂの外端部は第１アーム４ａの
略中間部に３本のボルト８で固着され、その略中間部か
ら車体中心側へ斜め後方へ延び、その内端部は弾性枢支
機構７と略同−軸線となるように後方へ向くように形成
され、この内端部も周知のラバーブツシュ式の弾性枢支
機構９によりクロスメンバー３の下面の押え金具１０に
枢着されている。

即ち、上記弾性枢支機構９は、上記第２アーム４ｂの内
端部に内筒９ａを外嵌し、この内筒９ａを鍔板９ｂで挟
持してナラ１−９ｃで螺締することにより第２アーム４
ｂに内筒９ａを固着し、クロスメンバー３の押え金具１
０で外筒９ｄを固定し、内筒９ａと外筒９ｄとの間に円
筒状の第１ラバーブツシユ９ｅと円弧状の１対の第２ラ
バーブツシユ９ｆとを介装し、この第１ラバーブツシユ
９ｅを内筒９ａと外筒９ｄとに接着し第２レバーブツシ
ユ９ｆを外筒に接着した構造である。（第３図参照）。

上記車輪支持部材２の下端後部から後方へ向けてす・ン
クルアーム２ｂが突設され、ステアリング装置のラック
軸を覆うランクハウジング１１がクロスメンバ３の下側
にその全長に亙って配設され、ランクハウジング１１の
各外端部はクロスメンバ３の外端部の開口１２を挿通し
てクロスメンバ３の上側へ延び、上記各ナックルアーム
２ｂの後端にはナックルボールジヨイントを介してタイ
ロフト１３の外端部が連結され、このタイロッド１３の
内端部はインナボールジヨイント（但し、このインナボ
ールジヨイントはラックハウジング１１の端部に連なる
蛇腹筒１４で覆われている）を介してランク軸の外端部
に連結されており、上記インナボールジヨイントの中心
Ｃは両弾性枢支機構７・９間の中間位置よりも幾分後方
に偏って位置している。

上記ラック軸とラック軸にギア機構を介して連結された
ステアリングシャフトとこのシャフトに連結されたステ
アリングコラムとこのコラムの上端に固着されたステア
リングホイールとで、ステアリングリンケージ本体が構
成され、ステアリング装置は上記ステアリングリンケー
ジ本体と左右のタイロッド１３とで構成されている。

ところで、自動車の走行時に謂ゆるシミーが発生し、前
輪１が前後方向に共振し始めると、前記Ａ型サスペンシ
ョンアーム４は、例えば第２図に図示の瞬間回転中心Ｐ
の回りに前後方向に振動するようになり、この振動がナ
ックルアーム２ｂとタイロッド１３とを介してステアリ
ングリンケージ本体に伝播し、ステアリングホイールが
回転振動し始める。

上記シミーが発生したときに、そのシミーを検出し、そ
の検出信号に基いて後側の弾性枢支機構９のラバーブツ
シュ９ｅのバネ定数を大きくして、上記瞬間回転中心Ｐ
をインナボールジョイトの中心Ｃの直下に位置させるこ
とにより、前輪１の前後方向への共振振動がステアリン
グリンケージ本体に及ぶのを防止するため、次のように
シミー検出手段とバネ定数変更手段とを設けるものとす
る。

第３図に示すように、シミー検出手段としての加速度セ
ンサ１５がラックハウジングｌｌ内のラック軸にその軸
方向加速度を検出し得るように取付けられる。そして、
インナボールジヨイントに近い方の後側の弾性枢支機構
９の第１及び第２ラバーブツシユ９ｅ・９ｆのうちの略
円筒状の第１ラバーブツシユ９ｅが内筒９ａと外筒９ｄ
とに固着され、この第１ラバーブツシユ９ｅの車幅方向
中心側の部分には約１／３〜１／２円周部分に亙る油室
１６が形成され、この油室１６に油圧を供給する油圧ポ
ンプ１７が設けられ、この油圧ポンプ１７はエンジンの
クランク軸に連結されたプーリ１８で駆動され、油圧ポ
ンプ１７の吐出口と油圧１６とが油圧供給路１９を介し
て接続され、この油圧供給路１９から分岐するリリーフ
油路２０にはリリーフ油量を調節するソレノイド弁２１
が介設され、上記ソレノイド弁２１はコントロールユニ
ット２２によって制御され、上記コントロールユニット
２２へは加速度センサ１５からの信号が出力されている
。

上記ソレノイド弁２１のソレノイドはデユーティソレノ
イドであり、コントロールユニット２２は加速度センサ
１５からの検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とマ
イクロコンピュータとマイクロコンピュータからの制御
信号に基いてソレノイドへ駆動パルスを出力する駆動回
路などから構成されている。そして、マイクロコンピュ
ータには所定の制御プログラムが予め人力格納されてお
り、第４図に示すようにシミーが発生しないときには油
室１６内の油圧を所定の比較的低い圧力に保持するよう
にリリーフ油量を制御し、シミーが発生したときには油
室１６内の油圧が急上昇するようにリリーフ油量を制御
するようになっている。

但し、上記ソレノイドを通常のソレノイドで構成し、上
記コントロールユニット２２は例えば加速度センサ１５
からの加速度信号を加速度の絶対値に対応する電圧信号
に変換する回路と、比較回路と、加速度の絶対値がシミ
ー発生時の加速度の大きさになったときにソレノイドへ
通電する駆動回路などを備えたアナログ回路で構成する
ことも出来る。

ところで、上記第１ラバーブツシユ９ｅの油室１６の反
対側の両端部には約１／３〜１／２円周部分に亙る１対
の第２ラバーブツシユ９ｆが配許され、第２ラバーブツ
シユ９ｆはその外周面において外筒９ｄに固着されると
ともにその内周面と内筒９ａとの間には所定の隙間ｇが
設けられている。

そして、第１ラバーブツシユ９ｅは前側の弾性枢支機構
７のラバーブツシュ７Ｃと同様のバネ定数を有するラバ
ーで構成され、第２ラバーブツシユ９ｆは第１ラバーブ
ツシユ９ｅよりもバネ定数の大きな硬いラバーで構成さ
れている。

以上の構成において、路面から前輪１に作用する外力は
ストラッド５とコイルバネ５ｂとスタビライザ６とで緩
衝されるとともに、弾性枢支機構７・９のラバーブツシ
ュ７Ｃ・９ｅの弾性捩り変形によって緩衝され、また前
輪１に作用する前後方向又は左右方向の外力は上記ラバ
ーブツシュ７Ｃ・９ｅの圧縮変形によって緩衝されるこ
とになる。

ところで、自動車の走行時シミーが発生しないときには
、第１ラバーブツシユ９ｅ内の油室１６の油圧が低く保
持され、ラバーブツシュ７　Ｃのバネ定数と第１ラバー
ブツシユ９ｅのバネ定数（但し、油室１６内の油圧を加
味したバネ定数）とが略等しく設定されているので、Ａ
型サスペンションアーム４の瞬間回転中心Ｐが両弾性枢
支機構７・９の間の略中間の位置にある。

車速か約１１００ｋ／Ｈｒになってシミーが起り前輪１
が前後方向に共振し始めると、ナックルアーム２ｂとタ
イロフト１３とを介してその振動がラック軸に伝播する
ので、加速度センサ１５で検出される加速度が太き（な
る。

すると、その検出信号に基いてコントロールユニット２
２がソレノイドへ供給する駆動パルスのデユーティ比を
太き（し、リリーフ油路２０のリリーフ油量を小さくす
るので、油室１６内の油圧が第４図に示すように上昇し
、内筒９ａが第２ラバーブツシユ９ｆに押圧されること
になるので、弾性枢支機構９の第１及び第２ラバー−ブ
ツシュ９ｅ・９ｆのバネ定数が第５図に示すように急激
に大きくなる。

このように、弾性枢支機構９のバネ定数が太き（なるの
に応じてＡ型サスペンションアーム４の瞬間回転中心Ｐ
が後方へ移動し、瞬間回転中心Ｐがインナボールジヨイ
ントの中心Ｃの直下に移動するので、前輪１からの共振
振動がラック軸に殆ど伝播しなくなる。

ここで、第６図に示すように、前記第２ラバー−ブツシ
ュ９ｆと油圧ポンプ１７とを省略し、第１ラバーブツシ
ユ９ｅの油室１６にアキュムレータ２３を接続し、その
油路に電磁開閉弁２１Ａを介設し、加速度センサ１５か
らの検出信号を受けるコントロールユニット２２によっ
て電磁開閉弁２１Ａを制御するように構成してもよい。

この場合、上記アキュムレータ２３はゴム製のダイヤフ
ラム２３ａや金属ベロース等で油を加圧する構造になっ
ており、シミーが発生していないときには電磁開閉弁２
１Ａが開位置に保持され、前側のラバーブツシュ７Ｃの
バネ定数と上記第１ラバーブツシユ９ｅのバネ定数（但
し、油室１６の圧油及びアキュムレータ２３の弾性部材
を加味したバネ定数である）とが略等しく設定されおり
、シミーが発生すると電磁開閉弁２１Ａが閉位置に切換
えられるので、非圧縮性の油が油室１６に密封された状
態となり、第１ラバーブツシユ９ｅのバネ定数が格段に
太き（なって、Ａ型サスペンションアーム４の瞬間回転
中心Ｐがインナボールジヨイントの中心Ｃの直下に位置
することになる。

尚、上記実施例では加速度センサ１５によってラック軸
の加速度を直接検出することによりシミーの発生を検出
するようにしたけれども、自動車の前輪１の整列やフロ
ントサスペンション特性等に応じてシミーが発生すると
きの車速かが略一定なので、加速度センサ１５を省略し
、車速センサからの車速信号に基いてシミー発生車速に
なったときにソレノイド弁２１や電磁開閉弁２ＬＡを前
述のように制御するように構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は自動車の
フロントサスペンション装置の要部背面図、第２図は同
要部一部切欠横断平面図、第３図は後側の弾性枢支機構
の構成図、第４図は上記枢支機構の油の油圧を表わす線
図、第５図は上記枢支機構の車幅方向のバネ定数を表わ
す線図、第６図は変形例の第３図相当図である。 １４、前輪、　２・・車輪支持部材、　３・・クロスメ
ンバ、　　４・・Ａ型サスペンションアーム、４ａ・・
第１アーム、　４ｂ・・第２アーム、７・・弾性枢支機
構、　７ｃ・・ラバーブツシュ、９・・弾性枢支機構、
　９ｅ・・第１ラバーブツシユ、　　９ｆ・・第２ラバ
ーブツシユ、　　１３・・タイロッド、　　１５・・加
速度センサ、　　１６・・油室、　１７・・油圧ポンプ
、　１９．・油圧供給路、　２１・・ソレノイド弁、　
２１Ａ・・を破開閉弁、　　２２・・コントロールユニ
ット、　２３・・アキュムレータ。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社第１図 ンＩ／アーム 第２図 ４ｂ＝第２アーム ７ｃ：ラバープラン講 １３、タイロンド コントロール ユニット 時間 時間 ３ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端部が車輪を回転自在に支持する車輪支持部材
   に連結され、且つ他端部が弾性体を介して車体側の前後
   方向に離隔された２個所に夫々枢着されたサスペンショ
   ンアームと、 一端部が車輪支持部材から一体に突出するナックルアー
   ム部にナックルボールジョイントを介して連結され且つ
   他端部がステアリングリンケージ本体にインナボールジ
   ョイントを介して連結されたタイロッドを有するステア
   リング装置と、走行中に生じる操舵輪の前後方向への共
   振状態を直接的若しくは間接的に検出する検出手段と、
   上記検出手段からの検出信号に基いて共振状態が生じた
   ときに上記サスペンションアームの両弾性体のうち上記
   インナボールジョイントに近い方の弾性体のバネ定数を
   非検出時よりも大きくするバネ定数変更手段とを備えた
   ことを特徴とする自動車のサスペンション装置。
2. （２）上記サスペンションアームの車体側枢着部の弾性
   体がラバーブッシュで構成され、上記バネ定数変更手段
   がインナボールジョイントに近い方のラバーブッシュ内
   に形成された油室とこの油室に油圧を供給する油圧供給
   手段と上記共振状態検出信号に基いて上記油室の油圧を
   高くする油圧調節手段とで構成されている特許請求の範
   囲第１項に記載の自動車のサスペンション装置。