(57)【要約】      （修正有）【課題】左右のトレーリングアーム部の被支持部を通り、車両の幅方向に延びる仮想回転中心軸まわりに車体に対して回転するときの振動及び騒音を小さくでき、車両が旋回走行するときの車輪のグリップ性能を高めることが可能なトーションビーム式リアサスペンションを提供する。【解決手段】車両の幅方向に延びるトーションビーム部１１と、前方に向かって延び、車体に回転可能に支持される被支持部を有する左右一対のトレーリングアーム部１６と、左右一対のアブソーバ支持部２０と、左右一対の車輪２２を回転可能に支持する左右一対のキャリア部１９と、上端部が車体に接続された圧縮コイルバネの下端部を支持するスプリングシートと、を一体的に備え、平面視においてリアアクスル２３と同軸をなすリアアクスル同軸仮想直線ＥＬ上に左右一対のアブソーバ支持部が位置し、スプリングシートがトーションビーム部の前記幅方向の中央部の上面に固定される。【選択図】図１
2019188880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の幅方向に延びるトーションビーム部と、
前方に向かって延び且つ車体に回転可能に支持される被支持部を有する左右一対のトレーリングアーム部と、
上端部が前記車体に接続された左右一対のショックアブソーバの下端部をそれぞれ支持する左右一対のアブソーバ支持部と、
左右一対の車輪を前記幅方向に延びるリアアクスルまわりにそれぞれ回転可能に支持する左右一対のキャリア部と、
上端部が前記車体に接続された圧縮コイルバネの下端部を支持するスプリングシートと、
を一体的に備え、
平面視において前記リアアクスルと同軸をなすリアアクスル同軸仮想直線上に前記左右一対のアブソーバ支持部が位置し、
前記スプリングシートが前記トーションビーム部の前記幅方向の中央部の上面に固定された、
トーションビーム式リアサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の幅方向に延びるトーションビーム部を有するトーションビーム式リアサスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４及び図５はトーションビーム式リアサスペンションの一例である。このリアサスペンションは、トーションビーム部と、左右一対のトレーリングアーム部と、左右一対のアブソーバ支持部と、左右一対のキャリア部と、を一体的に備えている。
【０００３】
金属製のトーションビーム部は車両の幅方向（左右方向）に延びており、且つ、その断面形状は長手方向のいずれの位置においても一定である。そのため、トーションビーム部の捩じり剛性は長手方向のいずれの位置においても一定である。
【０００４】
左右のトレーリングアーム部の前端部である被支持部は、スイング軸及びゴムブッシュ（図示略）を介して車体に回転可能に支持される。左右のアブソーバ支持部には左右一対のショックアブソーバの下端部がそれぞれ支持され、左右のショックアブソーバの上端部は車体に接続されている。左右のキャリア部には左右の車輪がそれぞれリアアクスルまわりに回転可能に支持されている。リアアクスルは左右のアブソーバ支持部（ショックアブソーバ）より前方に位置する。
【０００５】
さらにこのリアサスペンションの上面の左右２箇所には、左右一対のスプリングシートがそれぞれ固定されている。左右のスプリングシートには左右一対の圧縮コイルバネの下端部がそれぞれ支持され、左右の圧縮コイルバネの上端部は車体に接続されている。左右のスプリングシートの前後方向位置はリアアクスルと同一である。
【０００６】
このリアサスペンションを搭載した車両が道路上を走行するときに、左右の車輪が同時に道路上の凹凸を乗り越える場合を想定する。このとき、リアサスペンション全体が車体に対して、左右のトレーリングアーム部の被支持部を通り且つ車両の幅方向に延びる仮想回転中心軸まわりに回転する。このとき左右の圧縮コイルバネが弾性変形し且つ左右のショックアブソーバが伸縮する。
【０００７】
また、この車両が道路上を旋回走行すると、トーションビーム部がその中央部（捩れ中心）を中心に捩れる。より詳細には、左側の被支持部及び捩れ中心を通る仮想直線である左側のセミトレーリング軸を中心に左側の車輪が回転（上下動）する。さらに右側の被支持部及び捩れ中心を通る仮想直線である右側のセミトレーリング軸を中心に右側の車輪が回転（上下動）する。その結果、左右の車輪のキャンバ角が変化する。具体的には、キャンバ角の初期設定がポジティブキャンバの場合はネガティブキャンバ側に変化し、キャンバ角の初期設定がネガティブキャンバの場合はネガティブキャンバ側のキャンバ角が大きくなるように変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−０７７９３７号公報
【発明の概要】
【０００９】
例えば、左右の車輪が道路上の凸部を同時に乗り越えることに起因してリアサスペンション全体が車体に対して仮想回転中心軸まわりに回転すると、図５に示すように、リアサスペンションの一部であり且つその前後方向位置がリアアクスルと同じ部位に、矢印Ａ１で示す上向きの力が発生する。さらにこのとき、リアアクスルより後方に位置するショックアブソーバが矢印Ａ２で示す下向きの力をアブソーバ支持部に付与する。即ち、このとき力Ａ１及び力Ａ２に起因する回転モーメントがリアサスペンションに発生する。
【００１０】
例えば、このときのスプリングシートまわりの回転モーメントの釣り合いを考える。この場合、スプリングシートより後方において力Ａ１に起因する反時計方向の回転モーメント及び力Ａ２に起因する時計方向の回転モーメントが発生する。そして力Ａ１と力Ａ２の大きさはおおよそ等しく且つスプリングシートからリアアクスルまでの距離とスプリングシートからアブソーバ支持部までの距離とが互いに異なるため、スプリングシートより前方に位置する被支持部に反時計方向の回転モーメントが発生する。即ち、力Ａ１、Ａ２に起因して、被支持部に矢印Ａ３で示す下向きの力が発生する。
【００１１】
圧縮コイルバネの弾性変形及びショックアブソーバの伸縮動作が終了するまで力Ａ１及び力Ａ２の方向及び大きさは時々刻々と変化する。即ち、力Ａ１が上向きであり且つ力Ａ２が下向きの状態と、力Ａ１が下向きであり且つ力Ａ２が上向きの状態と、が交互に発生し、且つ、力Ａ１及び力Ａ２の大きさが徐々に小さくなる。そして、力Ａ１が下向きであり且つ力Ａ２が上向きの状態においては、力Ａ１、Ａ２に起因して、被支持部に上向きの力が発生する。従って、圧縮コイルバネの弾性変形及びショックアブソーバの伸縮動作が終了するまで、左右の被支持部、スイング軸及びゴムブッシュに振動が発生し且つこれらの部位から騒音が発生するので、車両の乗員の乗り心地が低下してしまう。
【００１２】
また車両が旋回走行するときのトーションビーム部の単位捩れ角当たりの左右の車輪のキャンバ角の変化量の大きさは、左右のセミトレーリング軸と仮想回転中心軸とがなす角度であるセミトレーリング軸角度θ（図４参照）が大きい程大きくなる。
【００１３】
しかし上記リアサスペンションでは、トーションビーム部の中央部が捩れ中心となるため、左右のセミトレーリング軸角度θは小さい。そのため、車両が旋回走行するときの左右の車輪のキャンバ角の変化量を大きくし難い。従って、車両が旋回走行するときの左右の車輪の路面に対するグリップ性能を高めることが難しい。
【００１４】
本発明は上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、左右のトレーリングアーム部の被支持部を通り且つ車両の幅方向に延びる仮想回転中心軸まわりに車体に対して回転するときの振動及び騒音を小さくでき、且つ、車両が旋回走行するときの車輪のグリップ性能を高めることが可能なトーションビーム式リアサスペンションを提供することにある。
【００１５】
本発明のトーションビーム式リアサスペンション（１０）は、
車両の幅方向に延びるトーションビーム部（１１）と、
前方に向かって延び且つ車体（３０）に回転可能に支持される被支持部（１７）を有する左右一対のトレーリングアーム部（１６）と、
上端部が前記車体に接続された左右一対のショックアブソーバ（２５）の下端部をそれぞれ支持する左右一対のアブソーバ支持部（２０）と、
左右一対の車輪（２２）を前記幅方向に延びるリアアクスル（２３）まわりにそれぞれ回転可能に支持する左右一対のキャリア部（１９）と、
上端部が前記車体に接続された圧縮コイルバネ（２１）の下端部を支持するスプリングシート（１４）と、
を一体的に備え、
平面視において前記リアアクスルと同軸をなすリアアクスル同軸仮想直線（ＥＬ）上に前記左右一対のアブソーバ支持部が位置し、
前記スプリングシートが前記トーションビーム部の前記幅方向の中央部の上面に固定された。
【００１６】
本発明のトーションビーム式リアサスペンションでは、平面視において左右一対のアブソーバ支持部がリアアクスル同軸仮想直線上に位置する。そのため、左右の車輪が道路上の凹凸を同時に乗り越えることに起因してリアサスペンション全体が車体に対して左右の被支持部を車両の幅方向に貫通する軸（仮想回転中心軸）を中心に回転するときに、車輪がリアサスペンションに付与する力及びショックアブソーバがリアサスペンションに付与する力に起因して、被支持部に力が発生するおそれは小さい。従って、左右の被支持部に振動が発生したり、左右の被支持部から騒音が発生したりするおそれは小さい。
【００１７】
さらにスプリングシートがトーションビーム部の車両の幅方向の中央部の上面に固定されている。そのため、トーションビーム部の中央部及びスプリングシートの一体物の捩じり剛性は、トーションビーム部の中央部以外の部位よりも高い。従って、車両が旋回走行するときに、トーションビーム部の捩れ中心が中央部より側方（左側及び右側）に位置する。そのため、左右の被支持部と左右の捩れ中心をそれぞれ通る２つの仮想直線である左右のセミトレーリング軸と仮想回転中心軸とがなす角度であるセミトレーリング軸角度を大きくすることが可能である。従って、車両が旋回走行するときに、左右の車輪の路面に対するグリップ性能が高まるように、左右の車輪のキャンバ角を変化させることが可能である。
【００１８】
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るトーションビーム式リアサスペンション及び左右の車輪の平面図である。
【図２】図１のII−II矢線に沿う断面図である。
【図３】車体、リアサスペンション、ショックアブソーバ、及び圧縮コイルバネを示す模式的な側面図である。
【図４】比較例の図１に対応する平面図である。
【図５】比較例の図３に対応する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。本実施形態のトーションビーム式リアサスペンション１０は、主要な構成要素として、トーションビーム部１１、補強板１３、スプリングシート１４、及び側部構成部１５を備えている。
【００２１】
トーションビーム部１１は車両の幅方向（左右方向）に沿って直線的に延びる部材であり、例えば金属により構成される。図２に示すように、トーションビーム部１１の断面形状はトーションビーム部１１の長手方向のいずれの位置においても同一の略Ｕ字形であり且つその下面は開口している。
【００２２】
図２に示すように、トーションビーム部１１の左右方向の中央部の下面には平板状の補強板１３が固定されている。さらにトーションビーム部１１の左右方向の中央部の上面には、その外径がトーションビーム部１１の前後長より大きい円形形状のスプリングシート１４が固定されている。補強板１３及びスプリングシート１４は、例えば金属により構成される。
【００２３】
このようにトーションビーム部１１の中央部のみに補強板１３及びスプリングシート１４が固定されている。そのため、トーションビーム部１１の中央部、補強板１３、及びスプリングシート１４からなる一体物の捩じり剛性は、トーションビーム部１１の中央部以外の部位よりも高い。
【００２４】
さらに図１及び図３に示すように、スプリングシート１４には、その軸線が略上下方向に延びる１つの圧縮コイルバネ２１の下端部が接続され、且つ、圧縮コイルバネ２１の上端部は車体３０に接続されている。
【００２５】
左右一対の側部構成部１５は互いに左右対称であり、且つ、共にトレーリングアーム部１６、キャリア部１９、及びアブソーバ支持部２０を有している。左右の側部構成部１５はトーションビーム部１１の左右両端部にそれぞれ固定されている。例えば、トーションビーム部１１及び左右の側部構成部１５を共に金属製にする場合は、左右の側部構成部１５はトーションビーム部１１の両端部に溶接により固定される。
【００２６】
トレーリングアーム部１６は前方に向かって延びており、且つ、その前端部には略筒形状をなす被支持部１７が形成されている。左右の被支持部１７は、被支持部１７の内部に挿入された被支持部１７の軸線と平行なスイング軸ＳＡ及びゴムブッシュ（図示略）を介して車体３０に回転可能に支持されている。図１に示すように、平面視において被支持部１７の軸線及びスイング軸ＳＡは左右方向に対して傾斜している。
【００２７】
図１及び図３に示すように、左右のキャリア部１９には左右の車輪２２が、左右方向に延び且つ互いに同軸をなす左右一対のリアアクスル２３によってリアアクスル２３まわりに回転可能に支持されている。
【００２８】
左右のアブソーバ支持部２０には、その軸線が略上下方向に延びる左右一対のショックアブソーバ２５の下端部がそれぞれ支持されている。周知のようにショックアブソーバ２５は、その下部を構成するシリンダ部と、その下部がシリンダ部内に位置し且つその上部がシリンダ部から上方に突出するロッド部と、を備えている。ロッド部はシリンダ部に対してショックアブソーバ２５の軸線方向に相対移動可能である。左右のショックアブソーバ２５のシリンダ部の下端部が対応するアブソーバ支持部２０に相対回転可能に支持され、且つ、左右のショックアブソーバ２５のロッド部の上端部が車体３０に相対回転可能に接続されている。
【００２９】
図１及び図３に示すように、左右のリアアクスル２３と同軸をなすリアアクスル同軸仮想直線ＥＬを想定した場合、平面視において左右のアブソーバ支持部２０（ショックアブソーバ２５）がリアアクスル同軸仮想直線ＥＬの直上に位置する。なお、本実施形態ではスプリングシート１４をリアアクスル同軸仮想直線ＥＬより前方に位置させているので、リアアクスル同軸仮想直線ＥＬの直上に位置するように左右のアブソーバ支持部２０をリアサスペンション１０に設けることが可能となっている。
【００３０】
続いて、車両が道路上を走行するときのリアサスペンション１０の動作について説明する。
【００３１】
リアサスペンション１０を搭載した車両が道路上を走行するときに、例えば、左右の車輪２２が同時に道路の路面上の凸部を乗り越える場合を想定する。このとき、リアサスペンション１０が車体３０に対して、左右の被支持部１７を通り且つ車両の幅方向に延びる仮想回転中心軸ＩＡ（図１参照）まわりに回転する。このとき圧縮コイルバネ２１が弾性変形することにより衝撃を吸収し、さらに左右のショックアブソーバ２５が伸縮することにより車体３０の上下振動を減衰させる。
【００３２】
このとき図３に示すように、車輪２２が凸部から受けた力が、左右の側部構成部１５の一部であり且つその前後方向位置がリアアクスル同軸仮想直線ＥＬと同じ部位に、矢印Ａ１で示す上向きの力として伝達される。さらにこのとき、左右のショックアブソーバ２５が矢印Ａ２で示す下向きの力を左右のアブソーバ支持部２０にそれぞれ付与する。即ち、このとき力Ａ１及び力Ａ２に起因する回転モーメントがリアサスペンション１０に発生する。なお、このときの力Ａ１と力Ａ２の大きさは互いにほぼ等しい。
【００３３】
しかし上述のように、平面視において左右のアブソーバ支持部２０（ショックアブソーバ２５）がリアアクスル同軸仮想直線ＥＬの直上に位置する。そのため、図１及び図３に示すように、左右の側部構成部１５に平面視においてスプリングシート１４の中心を左右方向に通る仮想直線上に位置する仮想中心点Ｐｍを設定したときに、左右の仮想中心点Ｐｍから対応するアブソーバ支持部２０までの直線距離（最短距離）をＬａ、左右の仮想中心点Ｐｍからリアアクスル同軸仮想直線ＥＬまでの直線距離（最短距離）をＬｂとする場合、ＬａとＬｂはほぼ等しくなる。
【００３４】
ここで、このときにリアサスペンション１０に発生する仮想中心点Ｐｍまわりの回転モーメントの釣り合いを考える。この場合、仮想中心点Ｐｍより後方において力Ａ１に起因する反時計方向の回転モーメント及び力Ａ２に起因する時計方向の回転モーメントが発生する。しかし、力Ａ１と力Ａ２の大きさはほぼ等しく且つ距離Ｌａと距離Ｌｂとがほぼ等しいので、力Ａ１に起因する回転モーメントと力Ａ２に起因する回転モーメントは互いに（ほぼ）相殺し合う。そのためこのとき、仮想中心点Ｐｍより前方において力Ａ１、Ａ２に起因する仮想中心点Ｐｍまわりの回転モーメントは発生しない。即ち、このとき左右の被支持部１７、スイング軸ＳＡ、及びゴムブッシュには、力Ａ１、Ａ２に起因する上下方向の力は発生しない。従って、このとき左右の被支持部１７、スイング軸ＳＡ、及びゴムブッシュに振動が発生し且つこれらの部位から騒音が発生するおそれは小さい。そのため、リアサスペンション１０が仮想回転中心軸ＩＡまわりに回転した場合に、車両の乗員の乗り心地が低下するおそれは小さい。
【００３５】
なお、圧縮コイルバネ２１の弾性変形及び左右のショックアブソーバ２５の伸縮動作が終了するまで力Ａ１及び力Ａ２の方向及び大きさは時々刻々と変化する。即ち、力Ａ１が上向きであり且つ力Ａ２が下向きの状態と、力Ａ１が下向きであり且つ力Ａ２が上向きの状態と、が交互に発生し、且つ、力Ａ１及び力Ａ２の大きさが徐々に小さくなる。しかし、いずれの状態においても、力Ａ１と力Ａ２の大きさは互いにほぼ等しく且つ力Ａ１と力Ａ２の向きは互いに逆向きになるので、左右の被支持部１７、スイング軸ＳＡ、及びゴムブッシュには力Ａ１、Ａ２に起因する上下方向の力は発生しない。
【００３６】
さらに、この車両が道路上を旋回走行する場合を想定する。このときトーションビーム部１１が捩れる。但し、上述のように、トーションビーム部１１の中央部、補強板１３、及びスプリングシート１４からなる一体物の捩じり剛性は、トーションビーム部１１の中央部以外の部位よりも高い。そのため図１に示すように、トーションビーム部１１のスプリングシート１４より左側に位置する部位（以下、左側部１１Ｌと称する）の左右方向の中央部及びトーションビーム部１１のスプリングシート１４より右側に位置する部位（以下、右側部１１Ｒと称する）の左右方向の中央部に捩れ中心Ｃｔがそれぞれ形成される。即ち、左側部１１Ｌは左側の捩れ中心Ｃｔを中心に捩れ且つ右側部１１Ｒは右側の捩れ中心Ｃｔを中心に捩れる。その結果、左側の車輪２２及びリアサスペンション１０の左側部は、左側の被支持部１７及び左側の捩れ中心Ｃｔを通る仮想直線である左側のセミトレーリング軸ＳＴを中心に回転（上下動）する。一方、右側の車輪２２及びリアサスペンション１０の右側部は、右側の被支持部１７及び右側の捩れ中心Ｃｔを通る仮想直線である右側のセミトレーリング軸ＳＴを中心に回転（上下動）する。その結果、左右の車輪２２のキャンバ角が変化する。具体的には、キャンバ角の初期設定がポジティブキャンバの場合はネガティブキャンバ側に変化し、キャンバ角の初期設定がネガティブキャンバの場合はネガティブキャンバ側のキャンバ角が大きくなるように変化する。
【００３７】
ところで、左側の捩れ中心Ｃｔはトーションビーム部１１の中央部より左側に位置し且つ右側の捩れ中心Ｃｔはトーションビーム部１１の中央部より右側に位置する。そのため、左右のセミトレーリング軸ＳＴと仮想回転中心軸ＩＡとがなす角度である左右のセミトレーリング軸角度θは大きい角度になる。換言すると、図４及び図５の例のようにトーションビーム部の中央部に１つの捩れ中心が形成される場合のセミトレーリング軸角度θと比べて、図１に示す左右のセミトレーリング軸角度θは大きくなる。
【００３８】
そして周知のように、車両が旋回走行するときのトーションビーム部１１の単位捩れ角当たりの左右の車輪２２のキャンバ角の変化量は、セミトレーリング軸角度θが大きい程大きくなる。そのため本実施形態では、車両が旋回走行するときの左右の車輪２２のキャンバ角を大きく変化させて、左右の車輪２２の路面に対するグリップ性能を高めることが可能である。
【００３９】
以上、本発明を上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００４０】
例えば補強板１３を省略してもよい。
【００４１】
スプリングシート１４の平面形状は円形には限定されず、例えば、スプリングシート１４の平面形状を四角形にしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・リアサスペンション、１１・・・トーションビーム部、１１Ｌ・・・左側部、１１Ｒ・・・右側部、１３・・・補強板、１４・・・スプリングシート、１５・・・側部構成部、１６・・・トレーリングアーム部、１７・・・被支持部、１９・・・キャリア部、２０・・・アブソーバ支持部、２１・・・圧縮コイルバネ、２２・・・車輪、２３・・・リアアクスル、２５・・・ショックアブソーバ、３０・・・車体、Ｃｔ・・・捩れ中心、ＥＬ・・・リアアクスル同軸仮想直線、ＩＡ・・・仮想回転中心軸、Ｐｍ・・・仮想中心点、ＳＡ・・・スイング軸、ＳＴ・・・セミトレーリング軸、θ・・・セミトレーリング軸角度。
【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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