WO2007007501A1

WO2007007501A1 - 車両用サスペンション装置

Info

Publication number: WO2007007501A1
Application number: PCT/JP2006/311750
Authority: WO
Inventors: Takuma Suzuki; Tadashi Tamasho; Yutaka Mikuriya
Original assignee: Nissan Motor Co., Ltd.
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2007-01-18
Also published as: EP1902872A4; US7793955B2; EP1902872A1; JP2007022162A; US20090256321A1; JP4844026B2; CN101213099A; CN101213099B

Abstract

【課題】タイヤ接地点の変位を伴うことなく車輪に作用する横力を利用してキャンバ角を適切な値に制御する。【解決手段】タイヤ接地点に横力が作用したとき、横力が増加し且つ車体に対してキャンバ角方向に車輪を傾斜させる第１の仮想リンク１１と、この第１の仮想リンク１１と車体１との間に仮想的に回動自在に連結され車輪の上下方向の荷重変化に伴って車体１に対して車輪２を上下方向に移動可能な第２の仮想リンク１２とに等価的に置き換えることの可能なリンク機構を備えてサスペンション装置を構成する。また、第１の仮想リンク１１の位置が変化することに伴うタイヤ接地点の横移動量を、第２の仮想リンク１２の位置が変化することに伴うタイヤ接地点の横移動量で打ち消すように、車体に対する車輪のキャンバ角方向の瞬間回転中心Ａ及び上下方向の瞬間回転中心Ｂを配置する。

Description

明細書

車両用サスペンション装置

技術分野

[0001] 本発明は、車体の姿勢を制御可能な車両用サスペンション装置に関し、特にタイヤに作用するタイヤ横力を利用してキャンバ角を制御するようにした車両用サスペンシヨン装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、タイヤ横力を利用してキャンバ角を変化させるようにしたサスペンション装置として、例えば、特許文献 1に記載されたように、車輪の上下動とは独立に車輪のキヤンバ角を変更することの可能なサスペンション装置が提案されて、る。このサスペンシヨン装置では、車輪のキャンバ角方向の運動の瞬間的回転中心位置を地面よりも低い位置に設定し、タイヤ横力が作用したとき、旋回外輪はネガティブキャンバ、旋回内輪はポジティブキャンバを付加することが可能に構成されている。また、キャンバ角方向の運動の瞬間的回転中心位置を地面付近の地面よりも高い位置に設定した場合には、ァクチユエ一タ等を利用することでキャンバ角を制御することができるようになっている。

特許文献 1：特表 2003— 528771号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 従来のような、車輪の上下動とは独立に車輪のキャンバ角を変更することの可能なサスペンション装置は、車輪のキャンバ角方向の運動の瞬間的回転中心位置が所望の位置にくるように、新たにリンクを設けたレイアウトのサスペンション構造である。ここで、前記キャンバ角方向の運動の瞬間的回転中心位置力地面より下の、地面よりも離れた位置に設定されている場合には、このキャンバ角方向の運動の瞬間的回転中心位置を中心として車輪がキャンバ角方向に移動するため、キャンバ角が生じることによってタイヤ接地点も横移動することになる。

[0004] つまり、定常走行している状態でタイヤ横力が作用すると、車輪は、地面よりも離れた位置に設けられたキャンバ角方向の運動の瞬間的回転中心位置を中心として、旋回外輪はネガティブキャンバ、旋回内輪はポジティブキャンバ方向に傾く。このため、タイヤ接地点は車輪旋回内側方向に瞬間的に移動することになり、タイヤ接地点は、車両旋回内側方向に、ある速度で移動することになる。この移動によって、旋回を妨げる方向、つまり、旋回外側方向にタイヤ横力が発生し、キャンバ角を付加したことに対する車両の応答性を低下させてしまうと、う問題がある。

[0005] このタイヤ接地点の横変位を零とするため、前記キャンバ角方向の運動の瞬間的回転中心位置を地面付近に設けることも可能である。し力しながら、このように、キヤンバ角方向の運動の瞬間的回転中心位置を地面付近に設けると、キャンバ角も零に近づくことになり、キャンバ角による効果を損ねてしまう。

このため、キャンバ角を適値にし、且つ、タイヤ接地点の横変位を小さくするためには、キャンバ角及びタイヤ接地点の横変位をそれぞれ制御するァクチユエ一タが必要となり、これは、コストの上昇につながるという問題がある。

そこで、この発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであり、キャンバ角変化による効果を損ねることなぐタイヤに作用する横力を利用してキャンバ角を適切な値に制御することの可能な車両用サスペンション装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0006] 上記目的を達成するために、本発明に係る車両用サスペンション装置は、タイヤ接地点に横力が作用したとき車輪の上下方向の変位とは独立に、前記横力が増加する方向であり且つ車体に対してキャンバ角方向に車輪を傾斜させる第 1の仮想リンクと、この第 1の仮想リンクと車体との間に仮想的に回動自在に連結され且つ車輪の上下方向の荷重変化に伴って車体に対して車輪を上下方向に移動可能な第 2の仮想リンクと、に等価的に置き換えることの可能なリンク機構を備えて構成される。そして、前記車輪の車体に対するキャンバ角方向の回転中心点及び前記車輪の車体に対する上下方向の回転中心点は、タイヤ接地点に横力が作用する状態において、第 1 の仮想リンクの位置が変化することにより生じるタイヤ接地点の変位を、第 2の仮想リンクの位置が変化することにより生じるタイヤ接地点の変位で打ち消すように配置される。

発明の効果

[0007] 本発明に係る車両用サスペンション装置は、タイヤ接地点に横力が作用したとき車輪の上下方向の変位とは独立に、前記横力が増加する方向であり且つ車体に対してキャンバ角方向に車輪を傾斜させる第 1の仮想リンクと、この第 1の仮想リンクと車体との間に仮想的に回動自在に連結され且つ車輪の上下方向の荷重変化に伴って車体に対して車輪を上下方向に移動可能な第 2の仮想リンクと、に等価的に置き換えることの可能なリンク機構を備えて構成する。そして、前記車輪の車体に対するキヤンバ角方向の回転中心点及び前記車輪の車体に対する上下方向の回転中心点を、タイヤ接地点に横力が作用する状態において、第 1の仮想リンクの位置が変化することにより生じるタイヤ接地点の変位を、第 2の仮想リンクの位置が変化することにより生じるタイヤ接地点の変位で打ち消すように配置したから、タイヤ接地点が変位することなくまたは変位を減少させて、横力に応じてキャンバ角を調整することができる。図面の簡単な説明

[0008] [図 1]本発明の第 1の実施形態による車両用サスペンション装置の一例を示す概略構成図である。

[図 2]第 1図のサスペンション装置に於ける、第 1の仮想リンク及び第 2の仮想リンクを説明するための説明図である。

[図 3A]タイヤの横力が作用したときにタイヤに作用する力を説明するための説明図で定常状態を示す図（R/View)である。

[図 3B]タイヤの横力が作用したときにタイヤに作用する力を説明するための説明図で、タイヤ横力発生時の状態を示す図（R/View)である。

[図 3C]タイヤの横力が作用したときにタイヤに作用する力を説明するための説明図で、接地点移動によるタイヤ横すベりを示す図 (P/View)である。

[図 4A]本発明の第 1実施形態の動作を説明するための説明図で、横移動量 Ayllを示す図である。

[図 4B]本発明の第 1実施形態の動作を説明するための説明図で、横移動量 Ayl2を示す図である。 [図 5A]タイヤ接地点の横移動量 Ayll及びキャンバ角 γの算出方法を説明するための説明図である。

[図 5Β]タイヤ接地点の横移動量 Ayl2の算出方法を説明するための説明図である。

[図 6]仮想ばね Κ δを説明するための説明図である。

[図 7]第 1の実施の形態の動作を説明するための説明図である。

[図 8]第 2の実施の形態におけるサスペンション装置の一例を示す概略構成図である

[図 9]第 2の実施の形態の動作を説明するための説明図である。

[図 10]車輪上部位置の横移動量 Aylluの算出方法を説明するための説明図である

[図 11]第 3の実施の形態の動作を説明するための説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、本発明の実施の形態を説明する。

まず、第 1の実施の形態を説明する。

図 1は、本発明による車両用サスペンション装置の原理を示したものであって、車体後方からみた図である。

図 1において、車両は車体 1、車輪 2を有し、車輪 2は回転支持部材 3により回動自在に支持される。この回転支持部材 3には、略上下方向に延びる、上下方向リンクとしてのリンク 4及びリンク 5の上端部力回転部材 4a及び 5aを介して回動自在に連結され、リンク 4及びリンク 5の下端部は逆 T字状リンクとしてのリンク 6に連結されている。このリンク 6は略逆 T字状に形成され、前記リンク 4及びリンク 5の下端部は、前記リンク 6の略水平方向に延びる水平部 6aの両端に、それぞれ回転部材 4b、 5bを介して回動自在に連結され、リンク 4及びリンク 5の軸の延長線の交点が地面よりも下に位置するように配置される。

[0010] また、アツパリンク及びロアリンクに相当し、車幅方向に延びる、車幅方向リンクとしてのリンク 7及びリンク 8は、その車体側端部が回転部材 7a、 8aを介して車体 1に回動自在に連結され、リンク 7の車輪側端部は、前記リンク 6の略垂直方向に延びる垂直部 6bの端部と回転部材 7bを介して回動自在に連結され、リンク 8の車輪側端部は、リンク 6の垂直部 6bの、水平部 6aよりの位置に回転部材 8bを介して回動自在に連結されている。そして、リンク 7及びリンク 8の軸の延長線の交点力車幅方向内側に位置するように配置される。

[0011] また、前記リンク 8と車体 1との間には、略上下方向に延び、且つ、車体重量を支持することの可能なショックァブソーバ等に相当するばね部材 10が回動自在に連結されている。

これによつて、前記リンク 6は、路面からの上下方向の力の入力により、車体 1に対して上下方向に相対移動可能に支持され、また、前記回転支持部材 3は、路面からの横方向の力の入力により、リンク 6に対して横方向に相対移動可能に支持される。このときの、前記回転支持部材 3の横方向の移動の瞬間回転中心 Aは、リンク 4及びリンク 5の軸の延長線の交点となり、また、前記リンク 6の上下方向の瞬間回転中心 B は、リンク 7及びリンク 8の軸の延長線の交点となる。

[0012] したがって、車輪 2は、路面からの上下方向の力の入力によって、車体 1に対して上下方向に変化すると共に、路面からの横方向の力の入力によって、車体 1に対してキヤンバ角方向に変化すると幾何学的に考えることができる。また、車輪 2の上下方向の瞬間回転中心 Bは、リンク 7及びリンク 8の軸の延長線 (各リンクの両端の連結点を結ぶ直線）の交点、車輪 2のキャンバ角方向の瞬間回転中心 Aは、リンク 4及びリンク 5の軸の延長線 (各リンクの両端の連結点を結ぶ直線)の交点と考えることができる。

[0013] ここで、回転支持部材 3は、車輪 2を回転自在に支持し、リンク 4、リンク 5及びリンク 6と共にキャンバ角方向の瞬間回転中心 Aを決めていることから、図 1の回転支持部材 3、リンク 4、 5及び 6を、図 2に示すように、キャンバ角方向の瞬間回転中心 Aと車輪 2とを連結する第 1の仮想リンク 11に等価的に置き換えることができる。また、リンク 6と、リンク 7及びリンク 8とにより、上下方向の瞬間回転中心 Bを決めており、リンク 7及びリンク 8は、リンク 6を介して第 1の仮想リンク 11と連結していると考えることができるから、前記リンク 6とリンク 7及びリンク 8とを、図 2に示すように、キャンバ角方向の瞬間回転中心 Aで前記第 1の仮想リンク 11と仮想的に連結され、且つ、前記キャンバ角方向の瞬間回転中心 Aと上下方向の瞬間回転中心 Bとに仮想的に連結された、第 2 の仮想リンク 12に置き換えることができる。 [0014] なお、図 1では、前記ばね部材 10を、リンク 8に取り付けている力車輪 2の上下方向の位置を決定する第 2の仮想リンク 12を構成するサスペンション構成部品の何れかに取り付けられて、ればよ！/、。

また、図 2中、第 1の仮想リンク 11及び第 2の仮想リンク 12間に仮想ばね 14が設けられている力この仮想ばね 14はタイヤがキャンバ角方向に変位することで生じるォ一バーター-ングモーメントや、第 1の仮想リンク 11を構成するサスペンションリンクのフリクションや回転部材のばね要素等により考えられる要因に相当するものであつて、第 1の仮想リンク 11と第 2の仮想リンク 12との間に設けられていると考えることができる。

[0015] なお、ここでは、第 1の仮想リンク 11及び第 2の仮想リンク 12を説明するために、図 1に示すように、ダブルウィッシュボーン形式のサスペンションを用いた場合につ!、て説明したが、これに限るものではなぐストラット形式、マルチリンク形式、また、トレーリングアーム形式のサスペンション方式であっても適用することができ、第 1の仮想リンク 11及び第 2の仮想リンク 12に置き換えることの可能なリンク構造を有するサスンションであれば、どのようなサスペンション形式であっても適用することができる。

[0016] 次に、前記キャンバ角方向の瞬間回転中心 A及び上下方向の瞬間回転中心 Bの設定方法を説明する。

ここで、従来のキャンバ角制御方式のサスペンション装置では、前述のように、タイャ横力が作用した場合にキャンバ角が変化するように構成している。したがって、図 2 の第 1の仮想リンク 11を備えていると考えることができる。そして、第 1の仮想リンク 11 によりキャンバ角を付加させるベぐ第 1の仮想リンク 11の瞬間回転中心、つまり、キヤンバ角方向の瞬間回転中心 Aを、どの位置に定めるかを決定している。

[0017] しかしながら、このサスペンション装置では、前述のように、横力に応じてキャンバ角を制御することはできるものの、キャンバ角を付加することによりタイヤ接地点の横移動が生じ、これによりキャンバ角を付加したことに対する車両の応答性を低下させている。つまり、図 3に示すように、キャンバ角が制御されていない定常状態（図 3A, R/ View)において、車輪 2のキャンバ角方向の瞬間回転中心 Aが地面よりも下に設定されている場合、図 3B (R/View)に示すように、タイヤに横力が作用すると、これによつて、車輪 2がキャンバ角方向の瞬間回転中心 Aを中心として回動する。このため、タイャ接地点が旋回内側方向に瞬間的に移動することになりその結果、タイヤ接地点中心は、車両旋回内側方向に速度 Vyで移動することになる。このため、タイヤ接地点中心の前後速度 Vとタイヤ進行方向との間に oc yの角度が生じることになり、旋回を妨げる方向にタイヤ横力が発生することになる（図 3C、 P/View)。

[0018] そこで、この第 1の実施の形態では、第 1の仮想リンク 11によって、キャンバ角方向の瞬間回転中心 Aを中心として、キャンバ角が変化した場合のタイヤ接地点の横移動量 Ayllを、上下方向の瞬間回転中心 Bを中心として、第 2の仮想リンク 12が回動することにより生じるタイヤ接地点の横移動量 Ayl2により調整する。

ここで、上述のように、第 1の仮想リンク 11及び第 2の仮想リンク 12を設けることによつて、ノッシブなサスペンションにおいて、タイヤ横力が生じた際の車輪 2のキャンバ角変化と、タイヤ接地点の横変位とを独立に任意に設定することができる。

[0019] 図 4Aに示すように、タイヤ横力によってキャンバ角変化が生じた場合、キャンバ角方向の瞬間回転中心 Aを中心として第 1の仮想リンク 11が回動し車輪 2が回動することから、タイヤ接地点が Ayllだけ横移動する。一方、タイヤ横力により第 1の仮想リンク 11が回動すると、第 1の仮想リンク 11の回動に伴う輪荷重の変化に伴って車体の上下方向の位置を決定する第 2の仮想リンク 12が、上下方向の瞬間回転中心 Bを中心として回動することから、図 4Bに示すように、前記横移動量 Ayllを打ち消す方向に Ayl2だけ横移動することになる。

[0020] ここで、第 1の仮想リンク 11及び第 2の仮想リンク 12が回動することにより生じるタイャ接地点の横移動量 Ayll、 Ayl2、キャンバ角 γは、以下の式で表すことができる。

Ayll = Ll-tany ……（1)

y = [-FyLl+ (W+ AW) -L3]/Ky …… (2)

Ayl2=— R〔cosj8— cos(j8— α)〕 …… (3)

R=〔(L4)²+ (L2)²〕^1/2 ……（4)

_J8 =cos"¹[(L4)/(L2)] …… (5)

a = β +sin"¹(AZ/R-sin_J8)] …… (6)

ΔΖ

-FyR - cos jS +Κ γ - y ) /K δ ]

…… (7)

Κ δ =Kw (R- cos jS ) ² …… (8)

A W=f (Fy) · · · · · · (9)

[0021] なお、上記式中の、 L1〜L4は、図 5に示すように規定される値である。つまり、図 5 Aに示すように、 L1はキャンバ角の瞬間回転中心 Aからタイヤ接地点までの垂直距離、 L

3は瞬間回転中心 A周りにキャンバ角が付加されたときの、タイヤ接地点の変位量である。また、図 5Bに示すように、 L2は第 2の仮想リンク 12が移動する前の状態、すなわち定常状態にあるときの瞬間回転中心 A及び上下方向の瞬間回転中心 Bとの間の水平距離、 L4は定常状態にあるときの瞬間回転中心 A及び瞬間回転中心 B間の垂直距離である。

[0022] また、 Fyはタイヤ接地点における横力、 Wは定常状態における輪荷重、デルタ W は定常状態力の輪荷重変ィ匕、 Κ γはオーバーターユングモーメント、ブッシュ剛性等の、第 1の仮想リンク 11によるキャンバ角方向の剛性値、 Kwは第 2の仮想リンク 12 に設けられたホイール端相当の仮想ばね、 Κ δは、図 6に示すように、第 2の仮想リンク 12にホイール端相当のばねとして設けられて!/、た仮想ばね Kwを、瞬間回転中心 B周りに第 2の仮想リンク 11に設けたばね相当値、 Rは第 2の仮想リンク 12の長さ（瞬間回転中心 A及び瞬間回転中心 B間の距離)、 βは第 2の仮想リンク 12の傾斜角、 aは第 2の仮想リンク 12の傾斜角度変化、 Δ Ζはタイヤ接地点の上下変位である。

[0023] タイヤ横力が入力された場合、第 1の仮想リンク 11がもたらすキャンバ角 γは、タイャ接地点のモーメント周りの釣り合いから、前記（2)式で表すことができる。ここで、 Κ yは、瞬間回転中心 A周りのモーメントに対して、第 1の仮想リンク 11が、キャンバ角が生じることを妨げる方向に作用するばね相当（図 2における仮想ばね 14相当）であり、タイヤのオーバーターユングモーメントや、サスペンション部材の変形等による反発力である。

[0024] そして、第 1の仮想リンク 11によって生じるキャンバ角 γにより、第 1の仮想リンク 11 力 Sもたらすタイヤ接地点の横移動量 A yllは、タイヤ接地点と瞬間回転中心 Αとキヤンバ角 _Ίとの幾何学的な関係より前記（1)式で表すことができる。

また、前記第 2の仮想リンク 12によるタイヤ接地点の横移動量 Ayl2は、前記（3)式で表され、（3)式中の、 R、 β αは、それぞれ前記式 (4)から（6)式で表される。また、（6)式中の Δ Ζは、前記（7)式で表され、車体の輪荷重と、タイヤに作用する横力と、第 1の仮想リンク 11によって、瞬間回転中心 Α回りに生じる、モーメントによって決定される。

[0025] ここで、輪荷重変化は、（9)式に示すように、タイヤに作用する横力 Fyを変数とする関数値で表すことができる。したがって、ある走行状態におけるタイヤに作用する横力 Fyと輪荷重変化 AWは、関係式によって成り立つていることから、車体の重心位置やロール剛性、輪荷重配分、ロールセンタ高さ等から、ある走行状態において、キャンバ角ゃタイヤ接地点の横変位が所望とする値となるように、瞬間回転中心 Aに対する瞬間回転中心 Bを設定することが可能となる。

[0026] つまり、第 1の仮想リンク 11によって生じる車輪 2のキャンバ角 γは、瞬間回転中心 Αの位置と、剛性値 Κ γとによって決まり、タイヤ接地点の横変位は、第 1の仮想リンク 11によるキャンバ角変位に伴う接地点横変位移動分と、第 2の仮想リンク 11が瞬間回転中心 Β回りに回動した際に生じるタイヤ接地点の横移動分との和である。すなわち、第 1の仮想リンク 11により、ある状態量における所望のキャンバ角 γが決定し、その特性に対して瞬間回転中心 Βを設定することで、キャンバ角変化と、タイヤ接地点の横変位とをそれぞれ独立に調整することができることになる。

[0027] そして、この第 1の実施の形態では、第 1の仮想リンク 11によるキャンバ角方向への傾斜力 Sもたらすタイヤ接地点の旋回内側への横移動量 Ayllよりも、第 2の仮想リンク 12によるタイヤ接地点の横移動量 Ayl2の方が大きくなるように、瞬間回転中心 Aに対する瞬間回転中心 Bを設定する。すなわち、前記（1)式及び (3)式で定義されるタィャ接地点の横変位において、 I Ayl2 I≥ I Δγΐΐ |の条件を満足するように、瞬間回転中心 Βを設定する。

[0028] これによつて、タイヤ接地点は、図 7に示すように、少なくとも定常状態よりも旋回外側に移動されることになる。したがって、所望のキャンバ角を実現することができると共に、タイヤ接地点は、定常状態よりも旋回内側方向に移動することはないから、タイャ接地点が旋回内側方向に移動することに伴って、旋回を妨げる方向にタイヤ横力が発生することを回避することができ、キャンバ角を付加したことに対する車両の応答性の低下を回避することができる。そして、図 7に示すように、タイヤ接地点を、定常状態よりも旋回外側に移動するようになっているから、旋回内側にタイヤ横力が発生することになつて、キャンバ角の付カ卩に対する応答性を向上させることができる。

[0029] また、このとき、第 1の仮想リンク 11によるキャンバ角方向への傾斜力もたらすタイヤ接地点の旋回内側への横移動量 Ayllよりも、第 2の仮想リンク 12によるタイヤ接地点の横移動量 Ayl2の方が大きいときほど、旋回内側に発生するタイヤ横力がより大きくなるから、キャンバ角の付カ卩に対する応答性をより向上させることができる。

また、前記（1)〜（9)式に示すように、第 1の仮想リンク 11によるキャンバ角 γ、第 1 の仮想リンク 11によるタイヤ接地点の横移動量 Ayll、第 2の仮想リンク 12によるタイャ接地点の横移動量 Δγ12を定義し、その数値的に定義することができるから、横移動量 Ayll及び Ayl2が所定の関係を満足するように瞬間回転中心 Α及び Βの位置を算出することによって、これらの配置位置を容易に決定することができ、ァクチユエ一タ等を用いることなぐ容易に実現することができる。

[0030] また、このように、ァクチユエ一タ等を用いることなぐキャンバ角を制御すると共に、タイヤ接地点の変位を制御することができる。したがって、ァクチユエータを用いる場合には、各車輪に対応してァクチユエータを設ける必要がある力上述のようにァクチユエータを設けることなくキャンバ角を調整することができるから、大幅なコスト削減を図ることができる。

[0031] 次に、本発明の第 2の実施の形態を説明する。

図 8は、第 2の実施の形態における車両用サスペンション装置の一例を示す概略構成図であって、車両後方から見た図である。

図 8中、ナックルアーム 31に、車輪 32及びブレーキロータ 33が回転自在に取り付けられている。また、このナックルアーム 31には上下方向に延びるリンク 34力 2つのブッシュ（弾性部材） 35及び 36を介して連結され、 2つのブッシュ 35及び 36のそれぞれについてその変形する方向を軸方向としたとき、この軸方向に対して直交する直交軸どうしの交点力地面よりも下の位置となるように配置される。 [0032] 前記リンク 34の上端及び下端には、ピロボール 34a、 34bを介して、車幅方向に延びるアツパリンク 37及びロアリンク 38の一端が連結されて、る。このアツパリンク及びロアリンク 38の他端は、図示しない車体側部材に回動自在に連結され、このアツパリンク 37及びロアリンク 38の延長線の交点力反対側の車輪側に位置するように配置される。

[0033] そして、タイヤに横力が作用することにより、ブッシュ 35及び 36が弾性変形することによって、車輪 32のキャンバ角が変化し、また、アツパリンク 37及びロアリンク 38により車輪 32を上下方向に移動させることができるようになつている。なお、図 8において、 39はブレーキキヤリパ、 40はホイールハブである。

このサスペンション装置では、 2つのブッシュ 35及び 36の前記軸方向に対して直交する直交軸どうしの交点が、キャンバ角方向の瞬間回転中心 Aとなる。また、アツパリンク 37及びロアリンク 38の延長線どうしの交点力上下方向の瞬間回転中心 Bとなる

[0034] したがって、この第 2の実施の形態においては、ナックルアーム 31は、車輪 32を回転自在に保持し、ブッシュ 35及び 36とリンク 34と共にキャンバ角方向の瞬間回転中心 Aを決めていることから、ブッシュ 35及び 36、リンク 34及びナックルアーム 31は、前記図 2に示す、キャンバ角方向の瞬間回転中心 Aと車輪 2とを結ぶ第 1の仮想リンク 11として等価的に置き換えることができる。また、アツパリンク 37及びロアリンク 38と、リンク 34とにより、上下方向の瞬間回転中心 Bを決めており、アツパリンク 37及び口ァリンク 38は、リンク 34を介して第 1の仮想リンク 11と連結されていると考えることができる力、前記アツパリンク 37及びロアリンク 38とリンク 34とを、図 2の前記キャンバ角方向の瞬間回転中心 Aと上下方向の瞬間回転中心 Bとに連結される第 2の仮想リンク 12に置き換えることができる。

[0035] 図 8において、車輪 32に横力が作用するとブッシュ 35及び 36が変形し、ナックルァーム 31が、瞬間回転中心 A回りに回動しキャンバ角が変化する。このとき、前記瞬間回転中心 Aは、地面より下の位置に設定されているから、タイヤ接地点が横方向に移動することになる。したがって、このタイヤ接地点の旋回内側方向への横変位が生じないように、上下方向の瞬間回転中心 Bを設定する。 [0036] この第 2の実施の形態においては、第 1の仮想リンク 11によるキャンバ角方向への傾斜力 Sもたらすタイヤ接地点の旋回内側への横移動量 Δ yllが、第 2の仮想リンク 12 によるタイヤ接地点の旋回内側への横移動量 Δ yl2とほぼ等しくなるように、キャンバ角方向の瞬間回転中心 Aに対して、上下方向の瞬間回転中心 Bを設定する。具体的には、前記（1)式及び（3)式で定義されるタイヤ接地点の横移動量 Δ yll及び Ay 12が、 I Ayll I = I Δγ12 |なるように設定する。つまり次式（10)を満足するように、瞬間回転中心 Α及び Βを設定する。

R= I Ll -tan y | / | cos α | ……（10)

[0037] これによつて、車輪 32に横力が作用しキャンバ角変化が生じた場合であっても、横移動量 Ayll及び Ayl2は互いに打ち消し合うことになるから、図 9に示すように、タイャ接地点の横変位はほぼ零となる。したがって、タイヤ接地点が横移動することに伴つて旋回を妨げる方向に横力が発生することを回避することができ、この横力の発生に起因して、車両の応答性が低下することを回避することができる。

また、上記第 1の実施の形態で説明したように、リンク機構を用いて、第 1の仮想リンク 11及び第 2の仮想リンク 12を構成する場合に比較して、ブッシュ 35、 36を用いることによって、シンプルな構造で且つより安価に実現することができ、また、より軽量化も図ることができる。

[0038] なお、この第 2の実施の形態においては、図 9に示すように、タイヤ接地点の横変位がほぼ零となるように、瞬間回転中心 A及び Bを設定する場合について説明したがこれに限るものではなぐ上記第 1の実施の形態と同様に、第 2の仮想リンク 12の回動によるタイヤ接地点の横移動量 Ayl2の方力第 1の仮想リンク 11の回動によるタイャ接地点の横移動量 Δ yllよりも大きくなるように設定し、タイヤ接地点が、定常状態よりも旋回外側に移動するように構成してもよぐこのよう〖こすること〖こよって、車輪 32 に旋回内側方向への横力が作用するから、キャンバ角を付加したことに対する車両の応答性を向上させることが可能となる。

また、弾性部材としてブッシュを用いた場合につ!、て説明したがこれに限るものでなぐ例えば、ばね部材等、弾性変形する部材であれば適用することができる。

[0039] 次に、本発明の第 3の実施の形態を説明する。この第 3の実施の形態は、上記第 1の実施の形態において、瞬間回転中心 A及び Bの設定方法が異なること以外は同様であるので同一部には同一符号を付与しその詳細な説明は省略する。

この第 3の実施の形態においては、図 10に示すように、第 1の仮想リンク 11によるキャンバ角方向への傾斜によって、車輪 2の上部が旋回内側方向に移動する際のその横移動量 Ayllu力第 2の仮想リンク 12によるタイヤ接地点の横移動量 Ayl2とほぼ等しくなるように、瞬間回転中心 Aに対する瞬間回転中心 Bを設定する。

[0040] つまり、前記（3)式で定義されるタイヤ接地点の横移動量 Ayl2と、車輪 2の上部位置の横移動量 Δ ylluとが、 Δ yl2の絶対値が Δ ylluの絶対値にほぼ等しヽと、ぅ条件を満足するように、瞬間回転中心 A及び Bを設定する。

ここで、車輪 2の上部位置の横移動量デルタ ylluは、次式（11)で表すことができる

Ayllu=Ll -tany +2r-sin y (11)

なお、式（11)中の rは車輪 2の半径である。

したがって、

I Ayllu I = I Δγ12 |の条件、つまり Ayl2の絶対値が Δ ylluの絶対値にほぼ等しいという条件、を実現するためには、次式（12)を満足するように、瞬間回転中心 A及び Bを設定すればょヽ。

R= I Ll -tan y +2r-siny | / | cos a | …… (12)

[0041] 上記（12)式を満足するように瞬間回転中心 A及び Bを設定することによって、図 11 に示すように、キャンバ角の変化に伴い、タイヤ接地点が旋回内側方向に移動することを回避することができると共に、さらに、車輪 2の上部位置が旋回内側方向に変化することを回避することができる。したがって、上記第 1の実施の形態と同等の作用効果を得ることができると共に、この第 3の実施の形態においては、図 11に示すように車輪 2の上部位置の変化を回避することができる。

[0042] ここで、車輪 2の上部位置が変化した場合、車輪 2の上部位置が図 11において車体 1側に変化する場合には、タイヤハウスクリアランスが変化するため、場合によっては、従来の車体構造では、適用することができない場合がある。し力しながら、この第 3の実施の形態では、上述のように、車輪 2の上部位置の変化が生じないように瞬間回転中心 A及び Bを設定しているから、従来の車体構造においても何ら問題なく適用することができる。

[0043] なお、上記第 3の実施の形態においては、キャンバ角の変化に伴い、車輪 2の上部位置が旋回内側方向に変化しな、ように、瞬間回転中心 A及び Bを設定するようにした場合について説明したが、これに限るものではなぐ車輪 2の上部位置が旋回内側方向に変化したときのタイヤハウスクリアランスが許容範囲内に収まれば、車輪 2の上部位置が旋回内側方向に変化する場合であっても適用することができる。

また、上記第 3の実施の形態においては、上記第 1の実施の形態に適用した場合について説明したが、上記第 2の実施の形態に適用することができることはいうまでもない。

[0044] 図示の実施形態においては、車両用サスペンション装置は、少なくとも車輪を回動自在に支持する回転支持部材と、中間部材と、回転支持部材を中間部材に連結し、キャンバ角を変更する方向に車輪を傾けるように構成された第 1可変機構と、中間部材を車体に連結し、第 1可変機構によるキャンバ角変化によるタイヤ接地点の横移動を打ち消す方向にタイヤ接地点を変位させるように構成された第 2可変機構を含む。更に、上端が車体に連結され、下端が中間部材と第 2可変機構の一つに連結され、車体重量を支持するばね部材を更に備えてもよい。図示の例では、第 1可変機構は支持部材と中間部材の間に連結され、キャンバ角を変更する方向に車輪を回転させる第 1、第 2連結部材を備え、第 2可変機構は、中間部材の上部に連結される外側端から車体側メンバの上部に連結される内側端まで延びるアツパリンクと、中間部材の下部に連結される外側端カゝら車体側メンバの下部に連結される内側端まで延びるロアリンクをそなえ、ロア、アツパリンクは中間部材が上下に動くことを許容し、第 1、第 2連結部材によるキャンバ角変化によるタイヤ接地点の横移動を打ち消す方向にタイャ接地点を変位させるように構成される。

[0045] 第 1の実施形態の回転支持部材 3または第 2の実施形態のナックルアーム 31が回転支持部材として機能しうる。第 1の実施形態のリンク 6または第 2の実施形態のリンク 34が中間部材として機能することができる。第 1、第 2連結部材として、第 1の実施形態のリンク 4と 5または第 2の実施形態のブッシュ 35と 36が機能することができる。

Claims

請求の範囲

[1] タイヤ接地点に横力が作用したとき、車輪の上下方向の変位とは独立に、前記横力が増加する方向であり且つ車体に対してキャンバ角方向に車輪を傾斜させる第 1 の仮想リンクと、前記第 1の仮想リンクと車体との間に仮想的に回動自在に連結され且つ車輪の上下方向の荷重変化に伴って車体に対して車輪を上下方向に移動可能な第 2の仮想リンクと、に等価的に置き換えることの可能なリンク機構を備え、前記タイヤ接地点に横力が作用する状態において、前記第 1の仮想リンクの位置が変化することにより生じるタイヤ接地点の変位を、前記第 2の仮想リンクの位置が変化することにより生じるタイヤ接地点の変位で打ち消すように、前記車輪の車体に対するキャンバ角方向の回転中心点と、前記車輪の車体に対する上下方向の回転中心点と、を配置することを特徴とする車両用サスペンション装置。

[2] 前記第 1の仮想リンクの位置が変化することにより前記タイヤ接地点が旋回内側方向に移動したとき、前記第 2の仮想リンクの位置が変化することにより生じる前記タイャ接地点の旋回外側方向への変位が、前記第 1の仮想リンクの位置が変化することにより生じる前記タイヤ接地点の旋回内側方向への変位以上となるように、前記キヤンバ角方向の回転中心点と前記上下方向の回転中心点とを配置することを特徴とする請求項 1記載の車両用サスペンション装置。

[3] 前記第 1の仮想リンクの位置が変化することにより生じる前記タイヤ接地点の旋回内側方向への変位と、前記第 2の仮想リンクの位置が変化することにより生じる前記タイヤ接地点の旋回外側方向への変位とが同等となるように、前記キャンバ角方向の回転中心点と前記上下方向の回転中心点とを配置することを特徴とする請求項 1記載の車両用サスペンション装置。

[4] 前記キャンバ角方向の回転中心点を地面よりも下に配置し且つ前記上下方向の回転中心点を地面よりも上の左右反対側の車輪側に設けたとき、前記第 1の仮想リンクの位置が変化することにより生じる前記タイヤ接地点の横移動量 Ayll、前記第 2の仮想リンクの位置が変化することにより生じる前記タイヤ接地点の横移動量 Ayl2及びキャンバ角変化 γを次式で定義し、これに基づき前記キャンバ角方向の回転中心点と前記上下方向の回転中心点とを配置することを特徴とする請求項 1から請求項 3 の何れか 1項に記載の車両用サスペンション装置、

Ayll = Ll-tany

Ayl2=-R[cosj8 cos(j8— α)〕

y = [-FyLl+(W+ AW) -L3]/Ky

ただし、 Rは前記第 2の仮想リンクのリンク長、 βは定常状態での前記第 2の仮想リンクの傾斜角、 αは定常状態からの前記第 2の仮想リンクの傾斜角の変化角度、 L1 は前記キャンバ角方向の回転中心点力地面までの垂直距離、 Fyはタイヤ接地点に作用する横力、 Wは定常状態での輪荷重、は定常状態からの輪荷重変化、 L 3は定常状態力のタイヤ接地点の変位、 Κγは前記第 1の仮想リンクによるキャンバ角方向の剛性値である。

[5] 前記第 1の仮想リンクの位置が変化することにより前記車輪が車体側に傾斜したときの前記車輪上部と車体との間の相対距離が、しきい値以上となるように前記キャンバ角方向の回転中心点と前記上下方向の回転中心点とを配置することを特徴とする請求項 1記載の車両用サスペンション装置。

[6] 前記キャンバ角方向の回転中心点を地面よりも下に配置し且つ前記上下方向の回転中心点を地面よりも上の左右反対側の車輪側に設けたとき、前記第 1の仮想リンクの位置が変化することにより生じる車輪上部の横移動量デルタ yllu、前記第 2の仮想リンクの位置が変化することにより生じる前記タイヤ接地点の横移動量デルタ yl2、及びキャンバ角変化ガンマを、次式で定義し、これに基づき前記キャンバ角方向の回転中心点と前記上下方向の回転中心点とを配置することを特徴とする請求項 4記載の車両用サスペンション装置、

Ayllu=Ll 'tany + 2r · sin γ

Ayl2=-R[cosj8 cos(j8— α)〕

γ = [-FyLl+(W+ AW) -L3]/Ky

ただし、 Rは前記第 2の仮想リンクのリンク長、 βは定常状態での前記第 2の仮想リンクの傾斜角、 αは定常状態からの前記第 2の仮想リンクの傾斜角の変化角度、 L1 は前記キャンバ角方向の回転中心点力地面までの垂直距離、 rは車輪の半径、 Fy はタイヤ接地点に作用する横力、 Wは定常状態での輪荷重、は定常状態からの輪荷重変化、 L3は定常状態力のタイヤ接地点の変位、 Κ γは前記第 1の仮想リンクによるキャンバ角方向の剛性値である。

[7] 前記第 1の仮想リンクは、弾性部材の剛性を利用して前記キャンバ角を変化させるように構成されることを特徴とする請求項 1から請求項 6の何れか 1項に記載の車両用サスペンション装置。

[8] 車輪を回動自在に支持する回転支持部材と、

上端部が車幅方向で対をなして前記回転支持部材と回動自在に連結される一対のリンクであって、その上下方向の軸の延長線の交点が地面よりも下に位置するように配置される上下方向リンクと、

逆 Τ字状に形成され、その略水平部材の端部に前記上下方向リンクの下端部がそれぞれ回動自在に連結される逆 Τ字状リンクと、

車幅方向に延び、前記逆 Τ字状リンクの略垂直部材と車体側部材との間に上下方向で対をなして回動自在に連結される一対のリンクであって、当該一対のリンクの車幅方向の軸の延長線の交点が車幅方向内側に位置するように配置される車幅方向リンクと、

上下方向に延び、前記車幅方向リンクを構成する一対のリンク及び前記逆 Τ字状リンクの水平部材のうちの何れかと前記車体側部材との間に回動自在に連結され車体重量を支持するばね部材と、を備えることを特徴とする車両用サスペンション装置。

[9] 車輪を回動自在に支持する回転支持部材と、

中間部材と

回転支持部材を中間部材に連結し、キャンバ角を変更する方向に車輪を傾けるように構成された第 1可変機構と、

中間部材を車体に連結し、第 1可変機構によるキャンバ角変化によるタイヤ接地点の横移動を打ち消す方向にタイヤ接地点を変位させるように構成された第 2可変機構を備える車両用サスペンション装置。

[10] 上端が車体に連結され、下端が中間部材と第 2可変機構の一つに連結され、車体重量を支持するばね部材を更に備える、請求項 9に記載の車両用サスペンション装置。第 1可変機構は支持部材と中間部材の間に連結され、キャンバ角を変更する方向に車輪を回転させる第 1、第 2連結部材を備え、第 2可変機構は、中間部材の上部に連結される外側端から車体側メンバの上部に連結される内側端まで延びるアツパリンクと、中間部材の下部に連結される外側端力車体側メンバの下部に連結される内側端まで延びるロアリンクを備え、ロアリンクとアツパリンクは中間部材が上下に動くことを許容し、第 1、第 2連結部材によるキャンバ角変化によるタイヤ接地点の横移動を打ち消す方向にタイヤ接地点を変位させるように構成されることを特徴とする請求項 9 又は 10に記載の車両用サスペンション装置。