WO2020116484A1

WO2020116484A1 - ストラット式サスペンション装置

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Publication number: WO2020116484A1
Application number: PCT/JP2019/047307
Authority: WO
Inventors: 一高大津
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2020-06-11
Anticipated expiration: 2021-06-04
Also published as: JP7239306B2; JP2020090129A

Abstract

このストラット式サスペンション装置（１）は、ショックアブソーバ（１３）、およびストラットマウント（１７）を備える。車両前後方向（Ｚ）から見て、前記ショックアブソーバの中心軸（Ｏ）、およびキングピン軸（Ｋ）は、上方から下方に向かうに従い漸次、車両左右方向（Ｘ）の外側に向けて延びるとともに、キングピン軸の上下方向（Ｙ）に対する傾斜角度は、前記中心軸の上下方向に対する傾斜角度より大きい。前記ストラットマウントは、内側部材（２１）と、外側部材（２２）と、本体ゴム（２３）と、を備える。前記内側部材と前記外側部材との間に、転舵に伴い、前記ショックアブソーバが、ロッド（１６）と前記内側部材との連結部分（Ｐ）回りに、前記外側部材に対して車両前後方向（Ｚ）に回転したときに、前記内側部材または前記外側部材に当接して圧縮変形し、前記ロッドに前記連結部分回りの反力を生じさせるアシストゴム（３１）が配設されている。

Description

ストラット式サスペンション装置

　本発明は、ストラット式サスペンション装置に関する。
　本願は、２０１８年１２月４日に日本に出願された特願２０１８－２２７２２１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来から、ショックアブソーバ、およびストラットマウントを備え、車両前後方向から見て、ショックアブソーバの中心軸、およびキングピン軸が、上方から下方に向かうに従い漸次、車両左右方向の外側に向けて延びるとともに、キングピン軸の上下方向に対する傾斜角度が、前記中心軸の上下方向に対する傾斜角度より大きいストラット式サスペンション装置が知られている。
　この種のストラット式サスペンション装置として、例えば下記特許文献１に示されるような、転舵に伴い、タイヤおよびシリンダが一体にキングピン軸回りに回転したときに、シリンダの内周面のうち、車両左右方向の端部に位置する部分に、他の部分より摩擦係数が高い、前記中心軸方向に延びる帯状の高摩擦係数領域を形成した構成が知られている。この構成では、転舵時に、シリンダの内周面のうち、車両左右方向の端部に位置する高摩擦係数領域に、車体に生ずる遠心力に起因して、ショックアブソーバのピストンが押し付けられるので、シリンダに対するロッドの前記中心軸方向の摺動抵抗が高められ、ショックアブソーバの発揮する減衰力が高められる。これにより、転舵時のロールを抑制することができる。

日本国特開２０１４－４６８６１号公報

　しかしながら、前記従来のストラット式サスペンション装置では、低速で旋回走行した場合、高摩擦係数領域に対するピストンの押し付け力が小さく、ロールを抑えることが困難な場合がある。

　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、低速での旋回走行であってもロールを抑制することができるストラット式サスペンション装置を提供することを目的とする。

　上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
　本発明の一態様のストラット式サスペンション装置は、ショックアブソーバ、およびストラットマウントを備える。車両前後方向から見て、前記ショックアブソーバの中心軸、およびキングピン軸は、上方から下方に向かうに従い漸次、車両左右方向の外側に向けて延びるとともに、キングピン軸の上下方向に対する傾斜角度は、前記中心軸の上下方向に対する傾斜角度より大きい。前記ストラットマウントは、前記ショックアブソーバのロッドの上端部が固定される内側部材と、前記内側部材を、前記中心軸回りに沿う周方向に囲い車体側に取付けられる外側部材と、前記内側部材と前記外側部材との間に配設され、前記内側部材および前記外側部材を相対的に弾性変位可能に支持する本体ゴムと、を備える。前記内側部材と前記外側部材との間に、転舵に伴い、前記ショックアブソーバが、前記ロッドと前記内側部材との連結部分回りに、前記外側部材に対して前後方向に回転したときに、前記内側部材または前記外側部材に当接して圧縮変形し、前記ロッドに前記連結部分回りの反力を生じさせるアシストゴムが配設されている。

本発明の一実施形態に係るストラット式サスペンション装置の要部の車両左右方向に沿う断面図である。図１に示すストラット式サスペンション装置の一部拡大図である。図２に示すストラット式サスペンション装置の車両前後方向に沿う断面図である。図３に示すストラット式サスペンション装置において、転舵に伴い、ショックアブソーバが、ロッドと内側部材との連結部分回りに、外側部材に対して車両前後方向に回転した状態を示す図である。

　以下、本発明に係るストラット式サスペンション装置の一実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。なお、本実施形態のストラット式サスペンション装置１は、不図示の車両に設けられている。また、以下の説明において、ストラット式サスペンション装置１の、後述するストラットマウント１７が設けられている側を上側といい、後述するロワアーム１４が設けられている側を下側という。図１および図２は、ストラット式サスペンション装置１を車両前後方向から見た図に相当する。図３及び図４は、ストラット式サスペンション装置１を車両左右方向から見た図に相当する。

　ストラット式サスペンション装置１は、車輪（前輪）Ｗを回転可能に支持するハブ１１と、ハブ１１から車両左右方向Ｘの内側に向けて（車両左右方向Ｘにおける車両の中心に向けて）突出したナックル１２と、ナックル１２に上方に向けて立設されたショックアブソーバ１３と、ショックアブソーバ１３のロッド１６の上端部が取り付けられたストラットマウント１７と、ショックアブソーバ１３の下端部より下方に位置し、ナックル１２から車両左右方向Ｘの内側に向けて延びるロワアーム１４と、ロワアーム１４とナックル１２とを連結するボールジョイント部１５と、ロッド１６およびストラットマウント１７を一体に上方付勢状態で下方移動可能に支持するスプリング１８と、その他、不図示のタイロッドおよびブレーキ装置などと、を備える。

　ショックアブソーバ１３は、上方に向かうに従い漸次、車両左右方向Ｘの内側に向けて延び、ロッド１６およびシリンダ１９を備える。ロッド１６およびシリンダ１９は、共通軸と同軸に配設されている。以下、この共通軸をロッド軸（中心軸）Ｏといい、また、ロッド軸Ｏ方向から見てロッド軸Ｏに交差する方向を径方向といい、ロッド軸Ｏ方向から見てロッド軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

　ロッド１６は、シリンダ１９から上方に突出している。ロッド１６の上端部に雄ねじ部が形成されている。シリンダ１９の下端部は、ボールジョイント部１５より車両左右方向Ｘの内側（車両左右方向Ｘにおける車両の中心に近い側）に位置している。シリンダ１９の下端部は、ボールジョイント部１５より上方に位置している。シリンダ１９の下端部が、ナックル１２に固定されている。シリンダ１９の外周面に、スプリング１８の下端部を支持する下受板２９が取付けられている。

　ストラットマウント１７は、ショックアブソーバ１３のロッド１６の上端部が固定される内側部材２１と、内側部材２１を周方向に囲い車体Ｂ側に取付けられる外側部材２２と、内側部材２１と外側部材２２との間に配設され、内側部材２１および外側部材２２を相対的に弾性変位可能に支持する本体ゴム２３と、を備える。

　内側部材２１は、環状に形成され、その内側にロッド１６の上端部が挿入されている。ロッド１６の上端部のうち、内側部材２１から上方に突出した部分にナット２５が螺着されることにより、ロッド１６の上端部が内側部材２１に固定される。内側部材２１は、ロッド軸Ｏと同軸に配置されている。
　外側部材２２は、図１および図２に示されるように、内側部材２１を径方向の外側から囲う内筒部２６と、内側に内筒部２６が嵌合された外筒部２４と、を備える。内筒部２６および外筒部２４は、ロッド軸Ｏと同軸に配置されている。

　内筒部２６において、上部２６ａの内径および外径は、下部２６ｂの内径および外径より大きい。
　外筒部２４は、上下方向Ｙに分割されている。すなわち、外筒部２４は、上部２４ａと下部２４ｂとを備え、下部２４ｂは、上部２４ａよりもナックル１２に近い位置に設けられている。外筒部２４の上部２４ａ内に、内筒部２６の上部２６ａが嵌合され、外筒部２４の下部２４ｂ内に、内筒部２６の下部２６ｂが嵌合されている。外筒部２４の上部２４ａの下端部に、径方向の外側に向けて突出し、車体Ｂの上面に配置されたフランジ部が形成されている。外筒部２４の下部２４ｂの上端部は、車体Ｂに形成された装着孔に嵌合されている。
　本体ゴム２３は、内筒部２６の内周面と内側部材２１とを連結している。本体ゴム２３は、環状に形成され、ロッド軸Ｏと同軸に配設されている。本体ゴム２３の弾性中心は、ロッド軸Ｏ上に位置している。

　外側部材２２は、本体ゴム２３を上下方向Ｙの両側から覆う一対の支持部２２ａを備える。図示の例では、支持部２２ａは、外筒部２４の上部２４ａの上端部、および外筒部２４の下部２４ｂの下端部に各別に配設されている。一対の支持部２２ａは、内側部材２１における外周縁部を上下方向Ｙの両側から覆っている。一対の支持部２２ａは、環状に形成され、ロッド軸Ｏと同軸に配設されている。一対の支持部２２ａのうち、下方に位置する支持部２２ａの下面は、スプリング１８の上端部を支持している。

　ここで、ナックル１２における車両前後方向Ｚの端部に、不図示のタイロッドが連結されている。タイロッドが、転舵時に、ナックル１２における車両前後方向Ｚの端部を、車両左右方向Ｘの外側に押したり、車両左右方向Ｘの内側に引いたりすることによって、ナックル１２および車輪Ｗが一体に、ボールジョイント部１５の中心と、ロッド１６と内側部材２１との連結部分Ｐと、を結ぶキングピン軸Ｋを中心に回転する。前記連結部分Ｐは、例えば本体ゴム２３の弾性中心となっている。
　キングピン軸Ｋは、上方から下方に向かうに従い漸次、車両左右方向Ｘの外側に向けて延びている。車両前後方向Ｚから見て、キングピン軸Ｋの上下方向Ｙに対する傾斜角度が、ロッド軸Ｏの上下方向Ｙに対する傾斜角度より大きくなっている。

　本実施形態では、内側部材２１と外側部材２２との間に、アシストゴム３１が配設されている。そして、転舵に伴い、ショックアブソーバ１３が、図３および図４に示されるように、ロッド１６と内側部材２１との連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両前後方向Ｚに回転したときに、アシストゴム３１が、内側部材２１または外側部材２２に当接して圧縮変形し、ロッド１６に前記連結部分Ｐ回りの反力を生じさせる。言い換えれば、転舵に伴い、ショックアブソーバ１３が、図３および図４に示されるように、ロッド１６と内側部材２１との連結部分Ｐを通り車両左右方向に延びる軸回りに、外側部材２２と相対的に回転したときに、アシストゴム３１が、内側部材２１または外側部材２２に当接して圧縮変形し、ロッド１６に前記連結部分Ｐ回りの反力を生じさせる。

　アシストゴム３１は、本体ゴム２３と一体に形成されている。なお、アシストゴム３１は、本体ゴム２３から離れて内側部材２１若しくは外側部材２２に配設されてもよい。
　アシストゴム３１は、車両左右方向Ｘから見て、ロッド１６を車両前後方向Ｚに挟む両側に配設されている。アシストゴム３１は、本体ゴム２３において、ロッド１６を車両前後方向Ｚに挟む両側に位置する各部分に、周方向に間隔をあけて複数ずつ形成されている。

　アシストゴム３１は、本体ゴム２３から上下方向Ｙの両側に突出し、一対の支持部２２ａと上下方向Ｙで対向している。本体ゴム２３の上面および下面に形成された各アシストゴム３１の大きさは互いにほぼ同じとされ、形状は上下でほぼ対称となっている。アシストゴム３１は、支持部２２ａに、上下方向Ｙに当接若しくは近接している。本体ゴム２３の上面および下面に形成された各アシストゴム３１、および内側部材２１の外周縁部のそれぞれの径方向の位置は、互いに同等になっている。

　図２に示されるように、内側部材２１の外周縁部のうち、ロッド１６を車両左右方向Ｘに挟む両側に位置する各部分に、被覆ゴム３２が配設されている。被覆ゴム３２は、内側部材２１の上面および下面に配設されている。被覆ゴム３２は、本体ゴム２３と一体に形成されている。被覆ゴム３２と、支持部２２ａと、の間には、上下方向Ｙに隙間が設けられている。被覆ゴム３２の体積は、アシストゴム３１の体積より小さい。
　そして、ショックアブソーバ１３が、前記連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両前後方向Ｚに回転したときに、ロッド１６が受ける反力が、ショックアブソーバ１３が、前記連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両左右方向Ｘに回転したときに、ロッド１６が受ける反力より大きい。

　ショックアブソーバ１３の、前記連結部分Ｐ回りの外側部材２２に対する車両前後方向Ｚの回転移動量が大きくなるに従い漸次、ロッド１６に生ずる前記連結部分Ｐ回りの反力、およびシリンダ１９に対するロッド１６のロッド軸Ｏ方向の摺動抵抗が高くなる。これらの回転移動量と摺動抵抗との関係は、ショックアブソーバ１３の特性に合わせて、アシストゴム３１の大きさ、および材質などを設計することで調整することができる。

　以上説明したように、本実施形態によるストラット式サスペンション装置１によれば、車両前後方向Ｚから見て、ロッド軸Ｏ、およびキングピン軸Ｋが、上方から下方に向かうに従い漸次、車両左右方向Ｘの外側に向けて延びるとともに、キングピン軸Ｋの上下方向Ｙに対する傾斜角度が、ロッド軸Ｏの上下方向Ｙに対する傾斜角度より大きいので、ショックアブソーバ１３は、転舵時に、ロッド１６と内側部材２１との連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両前後方向Ｚに回転する。

　そして、内側部材２１と外側部材２２との間にアシストゴム３１が配設されていて、転舵に伴い、ショックアブソーバ１３が、前記連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両前後方向Ｚに回転したときに、アシストゴム３１が、外側部材２２に当接して圧縮変形し、ロッド１６に前記連結部分Ｐ回りの反力を生じさせる。したがって、転舵時に、アシストゴム３１から内側部材２１を介してロッド１６に加えられた反力によって、ショックアブソーバ１３において、ピストンをシリンダ１９の内周面における車両前後方向Ｚの端部に強く押し付けることが可能になり、シリンダ１９に対するロッド１６のロッド軸Ｏ方向の摺動抵抗を高めることができる。すなわち、転舵時に、旋回走行で生ずる遠心力によらず、ピストンをシリンダ１９の内周面における車両前後方向Ｚの端部に強く押し付けることが可能になることから、低速での旋回走行であってもロールを抑制することができる。

　また、アシストゴム３１が、車両左右方向Ｘから見て、ロッド１６を車両前後方向Ｚに挟む両側に配設されるとともに、本体ゴム２３から上下方向Ｙの両側に突出し、一対の支持部２２ａと上下方向Ｙで対向しているので、低速での旋回走行であってもロールを抑制することを、転舵の向きを問わず確実に実現することができる。

　また、ショックアブソーバ１３が、前記連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両前後方向Ｚに回転したときに、ロッド１６が受ける反力が、ショックアブソーバ１３が、前記連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両左右方向Ｘに回転したときに、ロッド１６が受ける反力より大きくなっている。
　したがって、直進走行時に、ショックアブソーバ１３が、前記連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両左右方向Ｘに回転したときに、ロッド１６が受ける反力を小さく抑えることが可能になり、乗り心地が悪化するのを抑制することができる。

　なお、直進走行時に、ショックアブソーバ１３が、前記連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両前後方向Ｚに回転する角度は、一般に、転舵時、および上下ストローク時と比べて小さい。したがって、直進走行時に、ショックアブソーバ１３が、前記連結部分Ｐ回りに、外側部材２２に対して車両前後方向Ｚに回転しても、ロッド１６がアシストゴム３１から受ける反力が小さく、アシストゴム３１を配設したことによる乗り心地の悪化は生じにくい。

　なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

　前記実施形態では、本体ゴム２３の上面および下面に形成された各アシストゴム３１の大きさを互いにほぼ同じとし、形状を上下でほぼ対称としたが、これらのアシストゴム３１の大きさおよび形状を互いに異ならせてもよい。
　また、アシストゴム３１は、全周にわたって連続して延びる環状に形成してもよい。
　また、内側部材２１の外周縁部のうち、ロッド１６を車両左右方向Ｘに挟む両側に位置する各部分に、被覆ゴム３２を配設したが、被覆ゴム３２を設けなくてもよい。

　その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

　本発明の前記態様では、車両前後方向（Ｚ）から見て、ショックアブソーバ（１３）の中心軸（ロッド軸Ｏ）、およびキングピン軸（Ｋ）が、上方から下方に向かうに従い漸次、車両左右方向（Ｘ）の外側に向けて延びるとともに、キングピン軸の上下方向に対する傾斜角度が、前記中心軸の上下方向（Ｙ）に対する傾斜角度より大きいので、ショックアブソーバは、転舵時に、ロッド（１６）と内側部材（２１）との連結部分（Ｐ）回りに、外側部材（２２）に対して車両前後方向に回転する。
　そして、内側部材と外側部材との間にアシストゴム（３１）が配設されていて、転舵に伴い、ショックアブソーバが、前記連結部分回りに、外側部材に対して車両前後方向に回転したときに、アシストゴムが、内側部材または外側部材に当接して圧縮変形し、ロッドに前記連結部分回りの反力を生じさせる。したがって、転舵時に、アシストゴムから内側部材を介してロッドに加えられた反力によって、ショックアブソーバにおいて、ピストンをシリンダの内周面における車両前後方向の端部に強く押し付けることが可能になり、シリンダに対するロッドの前記中心軸方向（ロッド軸Ｏ方向）の摺動抵抗を高めることができる。すなわち、転舵時に、旋回走行で生ずる遠心力によらず、ピストンをシリンダの内周面における車両前後方向の端部に強く押し付けることが可能になることから、低速での旋回走行であってもロールを抑制することができる。

　ここで、前記態様において、前記外側部材は、前記本体ゴムを上下方向の両側から覆う一対の支持部（２２ａ）を備え、前記アシストゴムは、車両左右方向から見て、前記ロッドを車両前後方向に挟む両側に配設されるとともに、前記本体ゴムから上下方向の両側に突出し、一対の前記支持部と上下方向で対向してもよい。

　この場合、アシストゴムが、車両左右方向から見て、ロッドを車両前後方向に挟む両側に配設されるとともに、本体ゴムから上下方向の両側に突出し、一対の支持部と上下方向で対向しているので、低速での旋回走行であってもロールを抑制することを、転舵の向きを問わず確実に実現することができる。

　また、前記態様において、前記ショックアブソーバが、前記連結部分回りに、前記外側部材に対して車両前後方向に回転したときに、前記ロッドが受ける反力が、前記ショックアブソーバが、前記連結部分回りに、前記外側部材に対して車両左右方向に回転したときに、前記ロッドが受ける反力より大きくてもよい。

　この場合、直進走行時に、ショックアブソーバが、前記連結部分回りに、外側部材に対して車両左右方向に回転したときに、ロッドが受ける反力を小さく抑えることが可能になり、乗り心地が悪化するのを抑制することができる。
　なお、直進走行時に、ショックアブソーバが、前記連結部分回りに、外側部材に対して車両前後方向に回転する角度は、一般に、転舵時、および上下ストローク時と比べて小さい。したがって、直進走行時に、ショックアブソーバが、前記連結部分回りに、外側部材に対して車両前後方向に回転しても、ロッドがアシストゴムから受ける反力が小さく、アシストゴムを配設したことによる乗り心地の悪化は生じにくい。

　本発明の前記態様によれば、低速での旋回走行であってもロールを抑制することができる。

　本発明は、ショックアブソーバ、およびストラットマウントを備えるストラット式サスペンションに利用することができる。

　１　ストラット式サスペンション装置
　１３　ショックアブソーバ
　１６　ロッド
　１７　ストラットマウント
　２１　内側部材
　２２　外側部材
　２２ａ　支持部
　２３　本体ゴム
　３１　アシストゴム
　Ｂ　車体
　Ｋ　キングピン軸
　Ｏ　ロッド軸（中心軸）
　Ｐ　連結部分
　Ｘ　車両左右方向
　Ｙ　上下方向
　Ｚ　車両前後方向

Claims

　ショックアブソーバ、およびストラットマウントを備え、
　車両前後方向から見て、前記ショックアブソーバの中心軸、およびキングピン軸は、上方から下方に向かうに従い漸次、車両左右方向の外側に向けて延びるとともに、キングピン軸の上下方向に対する傾斜角度が、前記中心軸の上下方向に対する傾斜角度より大きく、
　前記ストラットマウントは、
　前記ショックアブソーバのロッドの上端部が固定される内側部材と、
　前記内側部材を、前記中心軸回りに沿う周方向に囲い車体側に取付けられる外側部材と、
　前記内側部材と前記外側部材との間に配設され、前記内側部材および前記外側部材を相対的に弾性変位可能に支持する本体ゴムと、を備え、
　前記内側部材と前記外側部材との間に、転舵に伴い、前記ショックアブソーバが、前記ロッドと前記内側部材との連結部分回りに、前記外側部材に対して車両前後方向に回転したときに、前記内側部材または前記外側部材に当接して圧縮変形し、前記ロッドに前記連結部分回りの反力を生じさせるアシストゴムが配設されている、ストラット式サスペンション装置。
　前記外側部材は、前記本体ゴムを上下方向の両側から覆う一対の支持部を備え、
　前記アシストゴムは、車両左右方向から見て、前記ロッドを車両前後方向に挟む両側に配設されるとともに、前記本体ゴムから上下方向の両側に突出し、一対の前記支持部と上下方向で対向している、請求項１に記載のストラット式サスペンション装置。
　前記ショックアブソーバを、前記連結部分回りに、前記外側部材に対して車両前後方向に回転したときに、前記ロッドが受ける反力が、前記ショックアブソーバを、前記連結部分回りに、前記外側部材に対して車両左右方向に回転したときに、前記ロッドが受ける反力より大きい、請求項１または２に記載のストラット式サスペンション装置。