(57)【要約】【課題】  車両の空気抵抗を増加させずに走行安定性を向上させた車両用サスペンションを提供すること。【解決手段】  車両床下の左右の懸架部材をつなぐトーションビームと、トーションビームに取り付けられ、床下走行風を利用してトーションビームにダウンフォースを作用させる、断面が翼状の翼部材と、を備えた車両用サスペンションであって、翼部材は仰角が変化可能に取り付けられている。【選択図】  図２
2006076441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両床下の左右の懸架部材をつなぐトーションビームと、
前記トーションビームに取り付けられ、床下走行風を利用して前記トーションビームにダウンフォースを作用させる、断面が翼状の翼部材と、を備えた車両用サスペンションであって、
前記翼部材は仰角が変化可能に取り付けられていることを特徴とする車両用サスペンション。
【請求項２】
請求項１記載の車両用サスペンションであって、
前記翼部材の前記仰角は車両走行状態に基づいて、変化することを特徴とする車両用サスペンション。
【請求項３】
請求項２記載の車両用サスペンションであって、
前記懸架部材は揺動自在に車両本体に支持され、バウンド側及びリバウンド側に移動し、
前記翼部材の前記仰角は前記懸架部材の揺動角度に基づいて、変化することを特徴とする車両用サスペンション。
【請求項４】
請求項３記載の車両用サスペンションであって、
前記懸架部材の揺動角度が前記リバウンド側に増加すると、前記翼部材の前記仰角は増加することを特徴とする車両用サスペンション。
【請求項５】
請求項４記載の車両用サスペンションであって、
一端が車両本体に接続され、他端が前記翼部材の翼後端部に接続される接続部材を更に備えることを特徴とする車両用サスペンション。
【請求項６】
請求項１記載の車両用サスペンションであって、
前記懸架部材は車両本体を車両上下方向に弾性自在に支持し、前記翼部材の前記仰角は前記車両本体の前記車両上下方向の移動量に基づいて、変化することを特徴とする車両用サスペンション。
【請求項７】
請求項６記載の車両用サスペンションであって、
前記車両本体の車両上下方向の移動量が増加すると、前記翼部材の前記仰角は増加することを特徴とする車両用サスペンション。
【請求項８】
請求項７記載の車両用サスペンションであって、
前記翼部材と前記車両本体との間に介在するリンク機構を更に備え、
前記リンク機構は前記車両本体が車両上方に移動すると、前記車両本体を車両下方に下げるようにし、前記車両本体が車両下方向に移動すると、前記車両本体を車両上方に上げるようにすることを特徴とする車両用サスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、トーションビーム型の車両用サスペンションに係り、特に、走行安定性を向上させるトーションビーム型サスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用サスペンションの分野では、車両の床下を横断し、左右のサスペンションをつなぐトーションビーム型のサスペンション構造が周知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなトーションビーム型サスペンションは、例えば、小型ＦＦ車のリアサスペンションなどに採用されている。
【０００４】
ところで、車重の小さい小型車では、一般的に、車重の大きい大型車に比して車両の持つ空力性能が走行へ与える影響が大きい。
【０００５】
車両の空力性能に影響する空気抵抗は、一般的に、Ｃｄ値（抗力係数）で表される。このＣｄ値の低減を図るためには、空気流の渦や乱れの発生を抑制するために車両の上面・側面のみならず床下にも積極的に走行風を流し、車体後部へスムーズに抜けさせる必要がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、車両後部以外の箇所においても、例えば、ウィッシュボーン型サスペンションが採用された車両において足回り周辺での空気流の乱れを低減するために、サスペンション・アームに翼状部材を取り付ける構造も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
さらに、翼状のトーションビームに床下走行風を利用してダウンフォースを発生させる車両用サスペンション構造が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００１−１１３９２５号公報
【特許文献２】特開２００２−１２０７６９号公報
【特許文献３】特許第３０４８４０号公報
【特許文献４】特願２００４−１１７１５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、Ｃｄ値低減を狙いとして車両床下に積極的に走行風を流す車体構造とすると、他方で床下走行風により揚力が生じて特に後輪の接地荷重が減少し得る。接地荷重の減少は、操安性の悪化につながり得るものであり、特に車重の軽い小型車では顕著となり得る。
【０００９】
接地荷重確保を狙いとして他のエアロパーツでダウンフォースを発生させるなどの対策をとると、他方で空気抵抗が大きくなり、Ｃｄ値が高くなってしまう。
【００１０】
このように、特に車重の軽い小型車においては、Ｃｄ値の低減と接地荷重の確保が背反となり、両者が両立した最適な空力設計が難しいという課題がある。
【００１１】
また、上述の問題を解決すべく、翼状のトーションビームを有する車両用サスペンション構造が提案され、Ｃｄ値の低減と接地荷重の確保が図られている。しかし、車両の走行状態により、トーションビームが上下動し、翼状のトーションビームが発生するダウンフォースが変動し、後輪の接地荷重が安定しないおそれがある。
【００１２】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の空気抵抗を増加させずに走行安定性を向上させた車両用サスペンションを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両床下の左右の懸架部材をつなぐトーションビームと、上記トーションビームに取り付けられ、床下走行風を利用して上記トーションビームにダウンフォースを作用させる、断面が翼状の翼部材と、を備えた車両用サスペンションであって、上記翼部材は仰角が変化可能に取り付けられていることを特徴とする車両用サスペンションである。
【００１４】
この一態様によれば、上記翼部材は仰角が変化可能に取り付けられている。これにより、例えば上記翼部材の仰角を変化させることにより、上記翼部材のダウンフォースを変化させ、車輪に対し最適な接地荷重を与えることができる。すなわち、車両の走行安定性を向上させることができる。
【００１５】
また、この一態様において、上記翼部材の上記仰角は車両走行状態に基づいて、変化するのが好ましい。これにより、例えば、車両走行状態により車輪の接地荷重が低下したとき、上記翼部材の仰角を増加させることにより、上記車両のダウンフォースを増加させることができる。これにより、車輪の接地荷重を増加させ、車両の走行安定性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、この一態様において、上記懸架部材は揺動自在に車両本体に支持され、バウンド側及びリバウンド側に移動し、上記翼部材の仰角は上記懸架部材の揺動角度に基づいて、変化するのが好ましい。
【００１７】
さらに、この一態様において、上記仰角変化手段は上記懸架部材の揺動角度が上記リバウンド側に増加すると、上記翼部材の仰角は増加するが好ましい。これにより、例えば上記懸架部材が上記リバンド側に移動し、上記懸架部材の揺動角度が増加すると、車輪の接地荷重が低下する。そこで、上記翼部材の仰角を増加させ、上記翼部材の上記ダウンフォースを増加させることにより、最適な車輪の接地荷重を確保することができる。すなわち、上記車両の走行安定性がさらに向上する。
【００１８】
なお、この一態様において、一端が車両本体に接続され、他端が上記翼部材の翼後端部に接続される接続部材を更に備えるのが好ましい。これにより、簡易な機構で上記懸架部材が上記リバンド側に移動したとき、上記懸架部材の揺動角度を増加させることができる。すなわち、コストの低減に繋がる。
【００１９】
この一態様において、上記懸架部材は車両本体を車両上下方向に弾性自在に支持し、上記翼部材の仰角は上記車両本体の上記車両上下方向の移動量に基づいて、変化するのが好ましい。これにより、上記翼部材の仰角を変化させ、上記翼部材のダウンフォースを調整することにより、車両本体（バネ上）の車両上下方向の移動を抑制することができる。すなわち、上記車両の走行安定性が向上し、さらに乗員の安心感が増し、上記車両の快適性が向上する。
【００２０】
また、この一態様において、上記車両本体の車両上下方向の移動量が増加すると、上記翼部材の仰角は増加するのが好ましい。
【００２１】
さらに、この一態様において、上記翼部材と上記車両本体との間に介在するリンク機構を更に備え、上記リンク機構は上記車両本体が車両上方に移動すると、上記車両本体を車両下方に下げるようにし、上記車両本体が車両下方向に移動すると、上記車両本体を車両上方に上げるようにするのが好ましい。これにより、例えば上記車両本体の車両上下方向の移動量が大きいとき、上記リンク機構は上記翼部材の仰角を増加させる。この増加した上記翼部材の仰角が上記床下走行風により戻ろうとする反力を、上記リンク機構を介して車両本体が車両上下方向に移動するのを抑制する力として伝達する。すなわち、上記車両の走行安定性がより向上し、上記車両の快適性がより向上する。
【発明の効果】
【００２２】
車両の空気抵抗を増加させずに走行安定性を向上させた車両用サスペンションを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用トーションビーム型サスペンションの基本的な構造や機能については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【００２４】
本発明の一実施例に係る車両用サスペンションを図１乃至４を用いて説明する。同じ符号は同じ部材を指している。
【００２５】
図１は、本実施例に係る車両用サスペンションを採用した車両の外観を概略的に示している。図示するように、本実施例に係る車両用サスペンションは、トーションビーム型のサスペンションであって、リアサスペンションとして車両２に採用されている。
【００２６】
また、図２は、図１の部分拡大図であり、第１の実施の形態に係る車両用サスペンションの概略側面図であり、図３は、本実施例に係る車両用サスペンションの概略斜視図である。
【００２７】
図示するように、本実施例に係る車両用サスペンション４は、全体の構成としては従来のトーションビーム型サスペンションと同じであり、車両床下の左右の懸架部材６と、左右の懸架部材６をつなぐトーションビーム８とを備えている。懸架部材６は、一端が車両本体１２の支持部１０ａに揺動自在に連結・支持されたトレーリング・アーム１０と、トレーリング・アーム１０に回転自在に連結されたハブユニット１４とを有している。また、トレーリング・アーム１０には、ショックアブゾーバ１６及びコイルスプリング１７が接続され、トレーリング・アーム１０及びハブユニット１４に生じた車両上下方向の振動（揺動）を減衰し、車両本体（バネ上）１２の振動を抑制している。
【００２８】
トレーリングアーム１０は車両本体１２の支持部１０ａを支点として、路面の凹凸に合わせて揺動し、バウンド側及びリバウンド側に移動する。ここでバウンド側とは、車両静止状態でのトレーリングアーム１０の位置（略水平位置）から車両下方に移動した位置をいう。また、リバウンド側とは、車両静止状態でのトレーリングアーム１０の位置から車両上方に移動した位置をいう。
【００２９】
トーションバーとしてロール剛性・トー角剛性を提供するトーションビーム８には、車両の空力性能に影響を与え得るエアロパーツとしての翼部材１８が取り付けられている。
【００３０】
具体的には、トーションビーム８には、床下走行風が当たることによってダウンフォースが発生するように、断面形状が翼状の翼部材１８が車両上下方向に揺動自在に取り付けられている。翼部材１８に発生したダウンフォースはトーションビーム８、トレーリングアーム１０等を介して車輪に伝達され、車輪の接地荷重が増加する。また、翼部材１８のトレーリングエッジ部１８ａには接続部材２０の一端が連結され、接続部材２０の他端は車両本体１２に連結されている。例えば、トレーリングアーム１０がリバウンド側に移動したとき、翼状部材１８のトレーリングエッジ部１８ａは接続部材２０により引っ張られ仰角を増加させる。翼部材１８の仰角が増加すると床下走行風による翼部材１８のダウンフォースが増加する。ここで、翼部材１８の仰角とは床下走行風の方向線と翼部材１８の翼状断面の中心線とがなす角度をいう。また、ダウンフォースとは車両２を路面に押し付ける車両下方向の力をいう。
【００３１】
さらに、翼部材１８のリーディングエッジ部１８ｂを覆うようにして設けられ、翼部材１８の動きに合わせて動くカウル２２が取り付けられている。このカウル２２により、翼部材１８とトーションビーム８との連結部分に生じる空気の乱れが低減され、空気抵抗の低減に繋がる。ここで、断面が翼状とは、ダウンフォースを発生させ得るあらゆる翼状又は略翼状の形状を包括的に指す。また、翼部材１８は軽量化を図る目的で樹脂等から形成されているが、トーションビーム８と同じ鉄等で形成されていてもよい。
【００３２】
また、走行風を多く当ててダウンフォースをできるだけ大きく得るために、翼部材１８は床下において可能な限り長い横幅にわたって設けられる。さらに、翼部材１８を車両後方へ大きく延長すれば、翼部材１８の仰角を増加させたときに、翼部材１８に生じるダウンフォースを増加させることができる。
【００３３】
次に車両用サスペンションの動作について説明する。
【００３４】
車両が凹凸のある悪路等を走行すると、路面の凹凸に沿って車輪は転動し、ハブユニット１４及びトレーリングアーム１０はバウンド側およびリバウンド側に揺動する。例えば、トレーリングアーム１０がリバウンド側に移動すると、翼部材１８のトレーリングエッジ部１８ａは車両本体１２に連結された接続部材２０により引っ張られ、仰角を増加させる（図２に示すＡの状態）。翼部材１８の仰角が増加すると、翼部材１８及びトーションビーム８に生じるダウンフォースが増加する。一般の車両用サスペンションにおいて、トレーリングアーム１０がリバウンド側に移動すると車輪の接地荷重が低くなる。したがって、本実施例のように翼部材１８の仰角を増加させ、翼部材１８が発生するダウンフォースを増加させる。これにより、トレーリングアーム１０がリバウンド側にあるときの車輪の接地荷重を増加させ、操安性を向上させることができる。
【００３５】
なお、リバウンド側におけるトレーリングアーム１０の揺動角度θの増加に比例して、接続部材２０により、翼部材１８の仰角が増加し、翼部材１８の発生するダウンフォースが増加する。ここでトレーリングアーム１０の揺動角度θとは、略水平位置からのトレーリングアーム１０の回転角度をいう。
【００３６】
車両床下に積極的に走行風を流して空気抵抗の低減が図られた車両２に備えられることにより、車両本体１２に対して揚力が働いても、バネ下は翼部材１８が発生するダウンフォースにより接地状態に維持されるため、空気抵抗の低減と接地荷重の確保の両立を図ることができる。
【００３７】
換言すれば、接地荷重は本実施例に係る車両用サスペンション４を採用することにより確保されるため、車体設計においては接地荷重を考慮せずにＣｄ値の最適化を追及することができる。
【００３８】
上述のように、この効果は、車重の軽い小型車において特に顕著となり、特に高速走行時の空気抵抗の低減と操安性の確保の両立が実現される。
【００３９】
また、本実施例に係る車両用サスペンション４は、既に車両床下において左右に横断的に存在するトーションビーム８に翼部材１８及び接続部材２０を設け、床下横幅の略全幅に渡ってダウンフォースを発生させることができる。
【００４０】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４１】
例えば、上記一実施例において、翼部材１８のトレーリングエッジ部１８ａに接続部材２０の一端が連結され、接続部材２０の他端は車両本体１２に連結される構成とし、トレーリングアーム１０の揺動角度θに基づいて、翼部材１８の仰角を変化させているが、車両本体（バネ上）１２の車両上下方向の移動量に基づいて、翼部材１８の仰角が変化するようなリンク機構２４を設けてもよい（図４）。また、リンク機構２４は車両本体１２の車両上下方向の移動量が増加すると翼部材１８の仰角を増加させ、翼部材１８に発生するダウンフォースを増加させる。なお、車両本体１２の車両上下方向の移動量とは、車両本体１２が車両静止状態から車両上下方向に移動した量をいう。また、リンク機構２４は一端が翼部材１８の突起部１８ｃに連結され、他端が車両本体１２に連結された第１リンク部材２４ａと、一端が支持部１０ａに連結され、他端が突起部１８ｃ及び第１リンク部材２４ａに連結された第２リンク部材２４ｂとを有する。
【００４２】
例えば、車両本体１２が車両下方向に移動したとき（トレーリングアーム１０がバウンド側に移動したとき）、リンク機構２４により翼部材１８の仰角が増加する。増加した翼部材１８の仰角が床下走行風により戻される反力は、リンク機構２４により車両本体１２を押し上げる方向（車両上方向）に伝達される。すなわち、翼部材１８の仰角の増加により生じた反力を、リンク機構２４を介して車両上方向の力として伝達し、車両本体１２の車両下方向の動きを抑えることができる。また、車両本体（バネ上）１２が車両上方向に移動したとき、リンク機構２４により翼部材１８の仰角が増加する。増加した翼部材１８の仰角が床下走行風により戻される反力は、リンク機構２４により車両本体１２を押し下げる方向（車両下方向）に伝達される。すなわち、翼部材１８の仰角の増加により生じた反力を、リンク機構２４を介して車両下方向の力として伝達し、車両本体１２の車両上方向の動きを抑えることができる。なお、車両本体１２の車両上下方向の移動量が増加すると、リンク機構２４は翼部材１８の仰角を増加させ、翼部材１８の仰角が床下走行風により戻される反力が増加する。これにより、より効果的に車両本体１２の上下方向の移動を抑えることができる。
【００４３】
以上により、床下走行風を利用して車両本体１２の車両上下方向の動きを、より効果的に抑えることができ、車両２の走行安定性が向上する。また、車両速度が増加すると床下走行風による翼部材１８の仰角が戻ろうとする反力がより増加する。したがって、より増加した反力により車両２の上下動をより効果的に抑えることができる。すなわち、高速走行中の車両２の上下動をより効果的に抑制できることから、乗員の安心感が増し、車両２の快適性が向上する。
【００４４】
本実施例では開放部分を持たない閉じた中空断面を有する翼部材１８であるが、トレーリングエッジ部１８ａが開放された翼部材１８あってもよい。床下走行風によりダウンフォースを発生させ得る限り、採用可能である。
【００４５】
また、上記一実施例においては、本発明に係る車両用サスペンションがリアサスペンションとして採用された場合について説明したが、本発明はこれに限られず、トーションビーム８が備えられている限り、フロントサスペンションにも適用できる。ただし、接地荷重確保の必要性は、リアの方が比較的大きいと考えられる。
【００４６】
さらに、上記一実施例において、断面が翼状の翼部材１８をトーションビーム８に取り付けた構成としているが、トーションビーム８の断面を翼状とした構成にも適用可能である。この場合、断面が翼状のトーションビーム８の仰角を変化させることにより、断面が翼状のトーションビーム８のダウンフォースを増加させる。
【００４７】
また、上記一実施例において、翼状部材１８に接続部材２０を連結することにより、翼状部材１８の仰角を変化させているが、翼状部材１８の仰角を変化させるアクチュエータと、トレーリングアーム１０の揺動角度θを検出する角度センサと、角度センサからの揺動角度θに基づいてアクチュエータを制御する制御部とを備える構成としてもよい。
【００４８】
さらに、上記一実施例において、車両本体（バネ上）１２の車両上下方向の移動量に基づいて、翼部材１８の仰角が変化するようなリンク機構２４を設けているが、翼状部材１８の仰角を変化させるアクチュエータと、車両本体１２の車両上下方向の移動量を検出する移動量センサと、移動量センサからの車両本体１２の移動量に基づいてアクチュエータを制御する制御部とを備える構成としてもよい。
【００４９】
上記一実施例において、翼部材１８のトレーリングエッジ部１８ａに接続部材２０の一端が連結され、接続部材２０の他端は車両本体１２に連結される構成としているが、トレーリングアーム１０の揺動角度θが増加すると、翼部材１８の仰角が増加するようなリンク機構であれば、いずれの機構でも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、トーションビーム型の車両用サスペンション構造に利用できる。適用される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用サスペンションを採用した車両の概略外観図である。
【図２】本発明の一実施例に係る車両用サスペンションの概略側面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る車両用サスペンションの概略斜視図である。
【図４】本発明の別の一実施例に係る車両用サスペンションの概略側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
２    車両
４    車両用サスペンション
６    懸架部材
８    トーションビーム
１０    トレーリングアーム
１０ａ  支持部
１２    車両本体（バネ上）
１４    ハブユニット
１６    ショックアブゾーバ
１７    コイルスプリング
１８    翼部材
１８ａ  トレーリングエッジ部
１８ｂ  リーディングエッジ部
２０    接続部材
２２    カウル
２４    リンク機構
【図１】
2006076441.tif 000003
【図２】
2006076441.tif 000004
【図３】
2006076441.tif 000005
【図４】
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