(57)【要約】【課題】  車輪に加わる前後方向の荷重に対してトー角変化を抑制する。【解決手段】  車両のサスペンション装置であって、概ね車幅方向に延在し、その車幅方向内側端においてクロスメンバ５３に対して上下揺動自在かつその揺動軸線方向にスライド移動自在にクロスメンバ５３に支持されるとともに、その車幅方向外側端において車輪３２を回転自在に支持するナックル１２を枢支するロアアーム１１と、ロアアーム１１の車幅方向内側端とクロスメンバ５３との間にて、クロスメンバ５３に対するロアアーム１１の揺動軸線方向の変位を緩衝するスプリング６２と、ロアアーム１１の車幅方向内側端とクロスメンバ５３との間にて、クロスメンバ５３に対するロアアーム１１の揺動軸線方向の変位を減衰する第１減衰装置５０とを有することを特徴とする。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のサスペンション装置であって、
概ね車幅方向に延在し、その車幅方向内側端において車体に対して上下揺動自在かつその揺動軸線方向にスライド移動自在に前記車体に支持されるとともに、その車幅方向外側端において車輪を回転自在に支持するナックルを枢支するロアアームと、
前記ロアアームの車幅方向内側端と前記車体との間にて、前記車体に対する前記ロアアームの前記揺動軸線方向の変位を緩衝する第１弾性部材と、
前記ロアアームの車幅方向内側端と前記車体との間にて、前記車体に対する前記ロアアームの前記揺動軸線方向の変位を減衰する第１減衰装置と
を有することを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
その下端において前記ナックルに連結されるとともに、その上端において第２弾性部材を介して前記車体に連結された第２減衰装置と、
前記ナックルまたは前記第２減衰装置にその車幅方向外側端が連結され、操作者のステアリング操作に応じて前記車輪を転舵させるタイロッドと
を有し、
前記ロアアームは、前記揺動軸線が車体前後方向と平行になるように前記車体に支持され、
前記タイロッドと前記ナックルまたは前記第２減衰装置との連結部は、前記第２減衰装置よりも車体前後方向における後方に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
前記タイロッドと前記ナックルまたは前記第２減衰装置との連結部は、前記車輪の回転軸よりも上方に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
前記車体は、その両端が当該車体に連結されるとともに車体前後方向に延設されたシャフトを有し、
前記第１減衰装置は、内部に液体が充填された液室を有するとともに、前記液室を貫通するように前記シャフトに回転自在かつ前記シャフトの軸線方向にスライド移動可能に軸支され、
前記シャフトは、前記液室内部に位置する部分に前記液室を区画するピストンバルブを有し、
前記ロアアームの車幅方向内側端は前記第１減衰装置に連結され、
前記第１弾性部材は、２つの圧縮コイルばねであり、前記第１減衰装置の前端と前記車体との間、および前記第１減衰装置の後端と前記車体との間に前記シャフトを中心軸としてそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサスペンション装置に係り、詳しくは車輪に加わる前後方向の衝撃を緩和しつつ、トー角変化を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のサスペンション装置には、マクファーソン・ストラット式サスペンション装置が広く用いられている。この種のサスペンション装置は、車輪を回転自在に支持するナックルと、一端においてボールジョイントを介してナックルを支持するとともに、他端において車体に上下揺動自在に支持されたロアアームと、車体とナックルとの間に介装されたショックアブソーバとから構成されている（例えば、特許文献１）。図９に示すように、従来のサスペンション装置３０１では、ロアアーム３０２は、車体３０３に対して前後２点で枢支されており、後側の枢支部にはゴム製のコンプライアンスブッシュ３０４が介装されている。これにより、ロアアーム３０２の揺動軸は若干の変位が許容され、ロアアームは滑らかに揺動することが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１１２２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、図９に示すように、車輪３０５に前後方向の荷重が入力された際に、コンプライアンスブッシュ３０４が車幅方向に撓み、ロアアーム３０２が略水平面内で回転し、車輪３０５の接地点が車輪内側に移動するため、タイヤにスリップアングルが生じたことになり、車両に横力が発生して運転者は違和感を覚える虞がある。
【０００５】
本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであって、車輪に加わる前後方向の荷重に対して横力の発生を抑制することができるサスペンション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明は、車両のサスペンション装置であって、概ね車幅方向に延在し、その車幅方向内側端において車体（５３）に対して上下揺動自在かつその揺動軸線方向にスライド移動自在に前記車体に支持されるとともに、その車幅方向外側端において車輪（３２）を回転自在に支持するナックル（１２）を枢支するロアアーム（１１）と、前記ロアアームの車幅方向内側端と前記車体との間にて、前記車体に対する前記ロアアームの前記揺動軸線方向の変位を緩衝する第１弾性部材（６２）と、前記ロアアームの車幅方向内側端と前記車体との間にて、前記車体に対する前記ロアアームの前記揺動軸線方向の変位を減衰する第１減衰装置（５０）とを有することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、ロアアームは車体に対する上下揺動およびその揺動軸線に対するスライド移動のみが許容され、略水平面内での回転は規制される。そのため、車輪に前後方向荷重が入力されてもロアアームは略水平面内で回転することはなく、接地点の横移動が抑制される。また、車輪に前後方向荷重が入力された場合には、ロアアームが揺動軸線方向に変位するが、その変位は第１弾性部材によって緩衝され、第１減衰装置によって減衰される。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、その下端において前記ナックルに連結されるとともに、その上端において第２弾性部材（１４）を介して前記車体に連結された第２減衰装置（１３）と、前記ナックルまたは前記第２減衰装置にその車幅方向外側端が連結され、操作者のステアリング操作に応じて前記車輪を転舵させるタイロッド（１６）とを有し、前記ロアアームは、前記揺動軸線が車体前後方向と平行になるように前記車体に支持され、前記タイロッドと前記ナックルまたは前記第２減衰装置との連結部は、前記第２減衰装置よりも車体前後方向における後方に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、旋回時等の車輪に車幅方向内向きの横力が加わる際に、ロアアームとタイロッドとは車幅方向に変位しないため、車輪がトーアウトし、旋回性能が向上する。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、前記タイロッドと前記ナックルまたは前記第２減衰装置との連結部は、前記車輪の回転軸よりも上方に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、ロアアームが車体前後方向に変位する際に、タイロッドとナックルまたは第２減衰装置との連結部の車体前後方向における変位を小さくすることができる。
【００１２】
第４の発明は、第１または第３の発明において、前記車体は、その両端が当該車体に連結されるとともに車体前後方向に延設されたシャフト（５４）を有し、前記第１減衰装置は、内部に液体が充填された液室（６１）を有するとともに、前記液室を貫通するように前記シャフトに回転自在かつ前記シャフトの軸線方向にスライド移動可能に軸支され、前記シャフトは、前記液室内部に位置する部分に前記液室を区画するピストンバルブ（５５）を有し、前記ロアアームの車幅方向内側端は前記第１減衰装置に連結され、前記第１弾性部材は、２つの圧縮コイルばねであり、前記第１減衰装置の前端と前記車体との間、および前記第１減衰装置の後端と前記車体との間に前記シャフトを中心軸としてそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ロアアームと車体との連結部に、第１弾性部材および第１減衰装置を簡素な構造で構成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の構成によれば、車輪に前後方向の荷重が加わった際に接地点の横移動とトー角の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係るサスペンション装置の要部を示す斜視図
【図２】実施形態に係るサスペンション装置の要部を一部破断して示す側面図
【図３】実施形態に係るサスペンション装置の要部を模式的に示す概略平面図
【図４】実施形態に係るサスペンション装置の動作を示す説明図
【図５】実施形態に係るサスペンション装置の動作を示す説明図であって、（ａ）後方から見た図、（ｂ）上方から見た図
【図６】比較対象としてのサスペンション装置の動作を示す説明図であって、（ａ）後方から見た図、（ｂ）上方から見た図
【図７】変形実施形態に係るサスペンション装置の要部を示す斜視図
【図８】変形実施形態に係るサスペンション装置の要部を模式的に示す概略平面図
【図９】従来技術に係るサスペンション装置の動作を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明を自動車の左前車輪を懸架する独立懸架式のサスペンション装置に適用した一実施形態を詳細に説明する。図１は実施形態に係るサスペンション装置１の要部を示す斜視図であり、図２は実施形態に係るサスペンション装置１の要部を一部破断して示す側面図であって車両の前方側より見た図である。以下の説明では、自動車の進行方向を前方、鉛直上方を上方として説明する。
【００１７】
図１および図２に示すように、マクファーソン・ストラット式のサスペンション装置１は、ロアアーム１１と、ナックル１２と、ショックアブソーバ（第２減衰装置）１３と、サスペンションスプリング１４とを備えている。また、ショックアブソーバ１３の下部には、スタビライザ１５と、タイロッド１６との一端がそれぞれ連結されている。
【００１８】
ロアアーム１１は、車幅方向内側端が前後に二股に分岐した、いわゆるＡ形ロアアームである。前後に分岐した前アーム２１および後アーム２２の両先端には、車体前後方向と平行な軸線を有する貫通孔２３，２４が形成されている。ロアアーム１１の車幅方向外側端の上面には、ボールジョイント２５を介してナックル１２が枢支されている。
【００１９】
ナックル１２は、車幅方向に貫通する孔２９ａが形成された円筒状の車輪支持部２９と、車輪支持部２９の外周面における下部から下方に向けて突設された脚部３０と、車輪支持部２９の外周面における上部から上方に延びたのち、車幅方向内側に延びるアーム部３１とを備えている。車輪支持部２９の孔２９ａには、車輪３２の回転軸をなすハブ（図示しない）がベアリング（図示しない）を介して回転自在に支持されている。脚部３０の下端は、ボールジョイント２５を介してロアアーム１１に枢支されている。
【００２０】
ショックアブソーバ１３は、いわゆるド・カルボン式ショックアブソーバであって、液室を画成するシリンダ３３と、シリンダ３３内に摺動自在に収容されたピストンバルブ（図示しない）と、一端がピストンバルブに連結されるとともに、他端がシリンダ３３の外方へとシリンダ３３の軸線に沿って延びるピストンロッド３４とを備えている。ショックアブソーバ１３は、シリンダ３３側が下方になるように、概ね上下方向に沿って配置されている。
【００２１】
シリンダ３３の外面には２つのフランジ３５が突設されており、両フランジ３５間にアーム部３１が配置された状態で、両フランジ３５およびアーム部３１はボルト締結されている。シリンダ３３には、長手方向における中間部に円盤状の下部スプリングシート３６が固定され、下部にタイロッドアーム３７が後方へと突設されている。タイロッドアーム３７の先端には、ボールジョイント３８を介してタイロッド１６の先端が連結されている。また、シリンダ３３の下端付近には、スタビライザブラケット４７が取り付けられており、スタビライザブラケット４７には、スタビライザリンク４８を介してスタビライザ１５の一端が連結されている。スタビライザブラケット４７とスタビライザリンク４８との連結部およびスタビライザリンク４８とスタビライザ１５との連結部には、それぞれボールジョイント４９が介装されている。
【００２２】
ピストンロッド３４の先端付近には、上部スプリングシート３９が固定されている。上部スプリングシート３９と下部スプリングシート３６との間には、圧縮コイルばねであるサスペンションスプリング１４が挟持されている。上部スプリングシート３９の上方には、弾性を有するダンパマウンティングラバー（第２弾性部材）４０を介して車体骨格の一部をなすサスペンションタワー４１の上部が配置されている。ピストンロッド３４の先端は、ダンパマウンティングラバー４０およびサスペンションタワー４１を貫通して上方へと延び、ダンパマウンティングラバー４０およびサスペンションタワー４１を上部スプリングシート３９との間に挟持するダンパマウンティングベース４２がナット４３により固定されている。上部スプリングシート３９とサスペンションタワー４１との間にダンパマウンティングラバー４０を介装したことによって、ピストンロッド３４はサスペンションタワー４１に対して角度が変位可能になっている。
【００２３】
また、ピストンロッド３４の周囲にはバンプストップラバー４５およびダストカバー４６が設けられている。
【００２４】
図３は、実施形態に係るサスペンション装置１の要部を模式的に示す概略平面図である。図３に示すように、ロアアーム１１の前アーム２１および後アーム２２の車幅方向内側端は、それぞれ減衰装置（第１減衰装置）５０およびブラケット５１を介して車体骨格の一部をなすクロスメンバ５３に支持されている。
【００２５】
ブラケット５１は、クロスメンバ５３に溶接によって固定された底板５１ａと、底板５１ａの前端および後端から車幅方向外側へと起立した２つの前側板５１ｂおよび後側板５１ｃとを備え、平面視でコ字状を呈する。両側板５１ｂ，５１ｃ間には、シャフト５４が車両前後方向と平行に掛け渡されている。シャフト５４の前後方向における中間部には円板状のピストンバルブ５５がシャフト５４と同軸に固定されている。ピストンバルブ５５には、前後方向に貫通する複数の小孔（図示しない）が穿設されている。
【００２６】
シャフト５４には、回転自在かつシャフト５４に沿ってスライド移動自在に減衰装置５０の減衰装置ケーシング５７が軸支されている。減衰装置ケーシング５７は、軸線が車両前後方向と平行に配置されるとともに内部にピストンバルブ５５を摺動自在に収容する円筒部５８と、円筒部５８の前後端を閉塞する前端壁５９および後端壁６０とを備え、内部に液室６１を画成している。前端壁５９および後端壁６０の中心には、シャフト５４と概ね同径の貫通孔５９ａ，６０ａが穿設されており、両貫通孔５９ａ，６０ａにシャフト５４が挿通することによって前端壁５９および後端壁６０はシャフト５４に軸支されている。
【００２７】
減衰装置ケーシング５７の液室６１は、ピストンバルブ５５によって２つの部屋に区画され、各部屋にはオイルが充填されている。減衰装置ケーシング５７がシャフト５４に対してスライド移動する際には、一方の部屋のオイルがピストンバルブ５５の小孔を通過して他方の部屋に流入しなければならず、オイルが小孔を通過する際に抵抗力を生じる。そのため、減衰装置ケーシング５７のシャフト５４に対するスライド移動は減衰（ダンピング）される。このようにして、減衰装置ケーシング５７と、シャフト５４と、ピストンバルブ５５とによって減衰装置５０が構成されている。
【００２８】
減衰装置ケーシング５７の前端壁５９と、ブラケット５１の前側板５１ｂとの間、および減衰装置ケーシング５７の後端壁６０と、ブラケット５１の後側板５１ｃとの間にはそれぞれ圧縮コイルばねであるスプリング（第１弾性部材）６２がシャフト５４を中心軸として介装されている。これにより、減衰装置ケーシング５７のシャフト５４に対するスライド移動は、スプリング６２の反発力によって緩衝される。なお、他の実施形態ではスプリングに代えてゴムや空気ばね等の弾性部材を用いてもよい。
【００２９】
前アーム２１の貫通孔２３（図１参照）および後アーム２２の貫通孔２４には、それぞれ減衰装置ケーシング５７が嵌挿され、溶接によって固定されている。このようにして、ロアアーム１１は、減衰装置ケーシング５７を介して、シャフト５４に対して上下揺動およびスライド移動可能に支持されている。換言すると、ロアアーム１１は、車幅方向の変位が規制され、上下揺動および車体前後方向へのスライド移動のみが許容されている。
【００３０】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。図４は、実施形態に係るサスペンション装置１の動作を示す説明図であって、車両側方から見た概略側面図である。図４に示すように、サスペンション装置１を搭載した自動車が走行しているときに、車輪３２が路面１００上の障害物１０１に接触すると、車輪３２には後向きの荷重Ｆ１が加わる。荷重Ｆ１の一部は、車輪３２のタイヤの変形によって吸収され、残りはハブおよびベアリングを介してナックル１２に伝達される。ナックル１２に加わる荷重は、ナックル１２に連結されたショックアブソーバ１３に伝達されるとともに、ボールジョイント２５を介してロアアーム１１に伝達される。
【００３１】
ロアアーム１１に後向きの荷重が加わると、ロアアーム１１は、シャフト５４に沿って後方へと変位する。このとき、減衰装置ケーシング５７の後側に配置されたスプリング６２は、圧縮されてロアアーム１１の変位を緩衝し、減衰装置５０はロアアーム１１の変位を減衰する。
【００３２】
このとき、ショックアブソーバ１３のピストンロッド３４の上端は、サスペンションタワー４１にダンパマウンティングラバー４０を介して連結されているため、ロアアーム１１のように大きく前後方向に変位することはできない。そのため、ショックアブソーバ１３、ナックル１２、ロアアーム１１は、ピストンロッド３４とサスペンションタワー４１との連結部を中心として車体前後方向に揺動する。なお、ピストンロッド３４とサスペンションタワー４１との連結部（すなわち、揺動中心）は、ダンパマウンティングラバー４０を介しているため、前後方向に若干変位する。
【００３３】
タイロッド１６とタイロッドアーム３７との連結部は、車輪３２の回転軸Ａよりも上方に配置されているため、ピストンロッド３４とサスペンションタワー４１との連結部との距離が比較的短くなっている。そのため、ロアアーム１１やナックル１２等が車体前後方向に揺動する際に、タイロッド１６の先端の車体前後方向における変位量を小さくすることができる。タイロッド１６の先端の車体前後方向における変位量は、タイロッド１６とタイロッドアーム３７との連結部をピストンロッド３４とサスペンションタワー４１との連結部に近づけるほど小さくなる。
【００３４】
以上のように、ロアアーム１１およびナックル１２は車体前後方向に変位可能であるが、車幅方向には変位（回転）が規制されているため、車輪３２に車体前後方向の荷重が加わった際に、車輪３２の接地点の横移動は抑制される。
【００３５】
図５は、実施形態に係るサスペンション装置１の動作を示す説明図であって、（ａ）後方から見た図、（ｂ）上方から見た図であり、自動車が右旋回をしているときのサスペンション装置１の動作を示す図である。図５（ａ）に示すように、自動車が右旋回をしているとき、左前車輪３２のタイヤの接地面には右側への横力Ｆ２が発生する。
【００３６】
車輪３２に生じた横力Ｆ２は、ナックル１２およびロアアーム１１等を車幅方向右側へ変位させようとするが、ロアアーム１１のクロスメンバ５３に対する車幅方向の変位が規制されているため、ボールジョイント２５を支点として車輪３２を図面中で反時計回りに回転させようとする力Ｆ３が生じる。ピストンロッド３４の先端は、ダンパマウンティングラバー４０（弾性を有するため図中ではばね要素として概念的に示す）を介してサスペンションタワー４１に連結されているため、ダンパマウンティングラバー４０が変形することにより、車幅方向左側へと変位する（図中の破線参照）。
【００３７】
このとき、タイロッド１６は車幅方向に変位しないため、図５（ｂ）に示すように、ナックル１２および車輪３２等は、タイロッド１６とタイロッドアーム３７とを連結するボールジョイント３８を支点して、図中で反時計回りに回転する（図中の破線参照）。その結果、車輪３２は角度θ１変位してトーアウトとなり、旋回性能が向上する。
【００３８】
図６は、比較対象としてのサスペンション装置２００の動作を示す説明図であって、（ａ）後方から見た図、（ｂ）上方から見た図であり、自動車が右旋回をしているときのサスペンション装置２００の動作を示す図である。図６に示すサスペンション装置２００は、上述した実施形態に係るサスペンション装置１と比較してロアアーム１１が減衰装置ケーシング５７に代えてコンプライアンスブッシュ２０１を介して支持されている点においてのみ異なる。コンプライアンスブッシュ２０１は弾性を有するため、図中ではばね要素として概念的に示す。
【００３９】
図６（ａ）に示すように、自動車が右旋回をしているとき、左前車輪３２のタイヤの接地面には右側への横力Ｆ２が発生する。車輪３２に生じた横力Ｆ２は、ナックル１２およびロアアーム１１に伝わり、コンプライアンスブッシュ２０１を変形させてロアアーム１１を車幅方向右側に変位させる。また、ボールジョイント２５を支点として車輪３２を図面中で反時計回りに回転させようとする力Ｆ４が生じる。
【００４０】
このとき、ボールジョイント２５が車幅方向右側に変位しているため、図６（ｂ）に示すように、ショックアブソーバ１３のタイロッド１６の先端と同じ高さにある部分の変位量は上述した実施形態に係るサスペンション装置１に比較して小さくなる。そのため、ボールジョイント３８を支点とした略水平面内における回転量は小さくなり、車輪３２のトー角変化量（θ２）は実施形態に係るサスペンション装置１のトー角変化量（θ１）に比較して小さくなる。
【００４１】
図５および図６に示すように、本実施形態ではロアアーム１１とシャフト５４との連結部にコンプライアンスブッシュを用いない構造として、ロアアーム１１の車幅方向における変位を禁止したため、自動車の旋回時に車輪３２のトーアウト量を増大させ、旋回性能を向上させることができる。
【００４２】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、本実施形態では、タイロッドアーム３７をショックアブソーバ１３の下部に設けたが、より上方に設けることによって、車輪３２に車体前後方向の荷重が加わった際に、タイロッド１６の変位を小さくすることができる。また、ナックル１２にタイロッドアーム７１の基部を連結させてもよい（図７参照）。また、図８に示す変形実施形態のように、減衰装置５０とスプリング６２に代えて、例えばゴム等の弾性部材および減衰装置として機能する弾性部材７５をロアアーム１１と両側板５１ｂ，５１ｃの間に介装してもよい。この場合、減衰装置５０をロアアーム１１の先端に設ける必要がなく、ロアアーム１１をシャフト５４に揺動自在および摺動自在に軸支させる構造となるため、連結部の構成を簡素化することができる。また、実施形態における減衰装置５０をＭＲＦダンパとし、走行状態に合わせて減衰力を制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１・・サスペンション装置、１１・・ロアアーム、１２・・ナックル、１３・・ショックアブソーバ（第２減衰装置）、１６・・タイロッド、２５・・ボールジョイント、３２・・車輪、３８・・ボールジョイント、４０・・ダンパマウンティングラバー（第２弾性部材）、４１・・サスペンションタワー（車体）、５０・・減衰装置（第１減衰装置）、５１・・ブラケット、５３・・クロスメンバ（車体）、５４・・シャフト、５５・・ピストンバルブ、５７・・減衰装置ケーシング、６２・・スプリング（第１弾性部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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