(57)【要約】【課題】アンチダイブジオメトリを実現しつつ、所望のキングピン軸に応じたサスペンション特性を確保する。【解決手段】車体に支持された車体前後方向の揺動軸４を一端側に有するロアアーム２と、ロアアーム２の他端側と車体との間に介装され車体を緩衝支持するストラット５と、ストラット５によって上端及び下端を支持され上端及び下端を結んだキングピン軸１２で回動可能なナックル１１とを備え、車体とストラット５とをサイドロッド２１で接合し、サスペンションストローク時のストラット５の上端を中心にした変位及び回動（主に回動）を規制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に支持された車体前後方向の揺動軸を一端側に有するサスペンションアームと、該サスペンションアームの他端側と車体との間に介装され当該車体を緩衝支持するストラットと、該ストラットによって上端及び下端を支持され当該上端及び下端を結んだキングピン軸で回動可能なナックルと、車体と前記ストラットとに接合され当該ストラットの上端を中心にした変位及び回動を規制する規制部材と、を備えたことを特徴とするサスペンション構造。
【請求項２】
車体を前方から見て、前記サスペンションアームと前記ストラットとの接合点及び前記サスペンションアームの揺動軸を通る直線と、前記ストラットと車体との接合点を通り当該ストラットに直行する直線との交点をＡとし、前記規制部材における車体との接合点及び前記ストラットとの接合点を通る直線が、前記交点Ａを通るように、当該規制部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション構造。
【請求項３】
車体を前方から見て、前記規制部材と前記ストラットとの接合点を、前記サスペンションアームと前記ストラットとの接合点の近傍に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンション構造。
【請求項４】
車体を上方から見て、前記規制部材と前記ストラットとの接合点を、車輪のホイールセンタを通る水平面とストラット軸との交点よりも車体後方に配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のサスペンション構造。
【請求項５】
前記ナックルに接合され運転者のステアリング操作に応じた車体左右方向の進退によって当該ナックルを回動させるタイロッドを備え、
前記規制部材と前記ストラットとの接合点からストラット軸までの距離を、前記タイロッドと前記ナックルとの接合点からキングピン軸までの距離よりも大きくしたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のサスペンション構造。
【請求項６】
前記規制部材と車体との接合点を、タイヤ横力に応じて車体上下方向に変位可能に構成したことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のサスペンション構造。
【請求項７】
前記規制部材と車体との接合点を、タイヤ横力が作用するときだけ車体上下方向に変位可能に構成したことを特徴とする請求項６に記載のサスペンション構造。
【請求項８】
車体を前方から見て、水平面に対する前記サスペンションアームの傾角よりも前記タイロッドの傾角が大きい場合には、前記規制部材と車体との接合点を、タイヤ横力に応じて車体下方向に変位可能に構成し、水平面に対する前記サスペンションアームの傾角よりも前記タイロッドの傾角が小さい場合には、前記規制部材と車体との接合点を、タイヤ横力に応じて車体上方向に変位可能に構成したことを特徴とする請求項６又は７に記載のサスペンション構造。
【請求項９】
前記規制部材と車体との接合点を、偏心ブッシュで構成したことを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載のサスペンション構造。
【請求項１０】
サスペンション構造に、
車体に支持された車体前後方向の揺動軸を一端側に有するサスペンションアームと、該サスペンションアームの他端側と車体との間に介装され当該車体を緩衝支持するストラットと、該ストラットによって上端及び下端を支持され当該上端及び下端を結んだキングピン軸で回動可能なナックルと、車体と前記ストラットとに接合され当該ストラットの上端を中心にした変位及び回動を規制する規制部材と、を備えたことを特徴とする自動車。
【請求項１１】
車体に支持された車体前後方向の揺動軸を一端側に有するサスペンションアームと、該サスペンションアームの他端側と車体との間に介装され当該車体を緩衝支持するストラットと、該ストラットによって上端及び下端を支持され当該上端及び下端を結んだキングピン軸で回動可能なナックルとを備え、
サスペンションストローク時における前記ストラットの上端を中心にした変位及び回動を規制することを特徴とするサスペンション特性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンション構造、自動車、及びサスペンション特性調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダブルウィッシュボーン形式やマルチリンク形式では、その複雑なリンク機構ゆえに、キングピン軸の設定に関して、ある程度の自由度がある。これに対して、シンプルな構造を特徴とする従来のストラット形式では、ストラットと車体の接合点、及びナックルとロアアームの接合点によってキングピン軸が決定してしまい、かえってキングピン軸の設定は自由度が低い。
そこで、ストラットの下部をナックルではなくロアアームに接合し、ナックルの支持部をストラットに別途形成し、所望のキングピン軸に設定することが考えられる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３３８４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、アンチダイブ効果を強めるためには、ロアアームの揺動軸のサイドビュー傾角を大きくすることが一般に知られているが、このようにロアアームの揺動軸のサイドビュー傾角を大きくすると、ロアアームの揺動方向とストラットの伸縮方向とのずれが大きくなるため、夫々の動きが相互に干渉してしまうことになる。したがって、前述のように所望のキングピン軸に設定したとしても、サスペンションがストロークするときに、ストラットが車体との接合点を中心に変位したり回動したりして、キングピン軸が変化し、所望のサスペンション特性を確保できない可能性がある。
本発明の課題は、アンチダイブジオメトリを実現しつつ、所望のキングピン軸に応じたサスペンション特性を確保することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本発明に係るサスペンション構造は、車体に支持された車体前後方向の揺動軸を一端側に有するサスペンションアームと、サスペンションアームの他端側と車体との間に介装され車体を緩衝支持するストラットと、ストラットによって上端及び下端を支持され上端及び下端を結んだキングピン軸で回動可能なナックルとを備え、車体とストラットとを規制部材で接合し、サスペンションストローク時のストラットの上端を中心にした変位及び回動を規制することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係るサスペンション構造によれば、車体とストラットとを規制部材で接合し、サスペンションストローク時のストラットの変位及び回動を規制することで、キングピン軸の変化を抑制することができる。すなわち、アンチダイブジオメトリに設定したとしても、任意に設定した所定のキングピン軸を維持することができるので、所望のサスペンション特性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
《構成》
図１は、車両の概観、図２〜図５は、左前輪サスペンションの概略構成であり、自動車１のフロントサスペンションには、ストラット構造を採用している。
ロアアーム２は、一端側がブッシュ３ｆ及び３ｒを介して図示しない車体に支持され、揺動可能になっている。車体とは、フレームやサスペンションメンバ等、バネ上の躯体を指す。ブッシュ３ｆ及び３ｒは、略車体前後方向の揺動軸４を構成するように同軸上に配設され、車体を側方から見て、揺動軸４には水平面に対する傾角α１がつけてある。
【０００７】
ストラット５は、上端がボールジョイント６を介して車体に接合され、下端がボールジョイント７を介してロアアーム２の他端側に接合され、車体を緩衝支持する。車体を側方から見て、ボールジョイント６及び７を結ぶストラット軸８には、垂直線に対する傾角α２がつけてある。
ストラット５は、車幅方向の外方に突出した所定位置で、ボールジョイント１０Ｕ及び１０Ｌを介してナックル１１の上端及び下端を支持し、これら上端及び下端を結んだキングピン軸１２を中心にナックル１１が回動可能になっている。このキングピン軸１２は、操縦性、安定性、直進性など、諸性能に影響を与えるため、所望のサスペンション特性を検討し、位置や傾きを決定する。
【０００８】
ナックル１１は、車体後方側でボールジョイント１３を介してタイロッド１４に接合され、タイロッド１４は、ボールジョイント１５を介してラック１６に接合されている。これにより、ステアリング操作に応じてラック１６が車体左右方向に進退し、タイロッド１４を押したり引いたりすることで、ナックル１１がキングピン軸１２で回動し、車輪Ｗが操向される。
ストラット５は、車体前方側でボールジョイント２０を介してサイドロッド２１の一端に接合され、サイドロッド２１の他端は、ボールジョイント２２を介して車体に接合されている。このサイドロッド２１により、ボールジョイント６を中心にしたストラット５の変位及び回動を規制する。
【０００９】
また、車体を前方から見て（図５）、ロアアーム２とストラット５との接合点であるボールジョイント７及びロアアーム２の揺動軸４を通る直線と、ストラット５と車体との接合点であるボールジョイント６を通りストラット５に直行する直線との交点をＡとし、サイドロッド２１における車体との接合点であるボールジョイント２２及びストラット５との接合点であるボールジョイント２０を通る直線が、交点Ａを通るように、サイドロッド２１を配置している。
【００１０】
また、車体を前方から見て、サイドロッド２１とストラット５との接合点であるボールジョイント２０を、ロアアーム２とストラット５との接合点であるボールジョイント７の近傍に配置している。つまり、サイドロッド２１とストラット５との接合を、ストラット５の下端側で行う。
また、車体を上方から見て（図４）、サイドロッド２１とストラット５との接合点であるボールジョイント２０を、車輪Ｗのホイールセンタを通る水平面とストラット軸８との交点よりも車体後方に配置している。
【００１１】
なお、各ボールジョイントは、外力に対して変形するような弾性部材を介した接合に代えてもよいが、外力に対して略幾何学的な関係を維持できる接合とすることで、任意に設定した所定のキングピン軸１２を維持することができる。
また、サイドロッド２１は、複数配設してもよい。さらに、ストラット５の上端を中心にした変位及び回動を規制可能な部材であれば、他のリンクやアームで代替してもよい。
【００１２】
《作用》
次に、第１実施形態の作用について説明する。
アンチダイブ効果を強めるためには、揺動軸４の傾角α１を大きくすることが一般に知られているが、このように揺動軸４の傾角α１を大きくすると、ロアアーム２の揺動方向とストラット５の伸縮方向とのずれが大きくなるため、夫々の動きが相互に干渉してしまうことになる。したがって、所望のキングピン軸１２に設定したとしても、サスペンションがストロークするときに、ボールジョイント６を中心にストラット５が変位したり回動したりして、キングピン軸１２が変化してしまう。
【００１３】
本実施形態では、車体に支持された車体前後方向の揺動軸４を一端側に有するロアアーム２と、ロアアーム２の他端側と車体との間に介装され車体を緩衝支持するストラット５と、ストラット５によって上端及び下端を支持され上端及び下端を結んだキングピン軸１２で回動可能なナックル１１とを備え、車体とストラット５とをサイドロッド２１で接合し、サスペンションストローク時のストラット５の上端を中心にした変位及び回動（主に回動）を規制することで、キングピン軸１２の変化を抑制することができる。すなわち、アンチダイブジオメトリに設定したとしても、任意に設定した所定のキングピン軸１２を維持することができるので、所望のサスペンション特性を確保することができる。
【００１４】
また、車体を前方から見て（図５）、サイドロッド２１における車体との接合点であるボールジョイント２２及びストラット５との接合点であるボールジョイント２０を通る直線、つまりサイドロッド２１の延長線が、交点Ａを通るように、サイドロッド２１を配置している。これにより、サスペンションがストロークするときに、サスペンションの瞬間回転中心である交点Ａに、サイドロッド２１の回転中心が一致するので、サイドロッド２１の動きがストラット５を押し動かしてしまうことを抑制できる。
【００１５】
また、車体を前方から見て、サイドロッド２１とストラット５との接合点であるボールジョイント２０を、ロアアーム２とストラット５との接合点であるボールジョイント７の近傍に配置している。この場合、前述のようにサイドロッド２１の延長線が交点Ａを通るように配置するためには、必然的にサイドロッド２１の長さをロアアーム２の長さと同等にすることになる。したがって、サスペンションがストロークするときに、ロアアーム２の揺動に対するサイドロッド２１のジオメトリエラーを軽減するので、このサイドロッド２１の動きがストラット５を押し動かしてしまうことを抑制できる。
【００１６】
また、車体を上方から見て（図４）、サイドロッド２１とストラット５との接合点であるボールジョイント２０を、車輪Ｗのホイールセンタを通る水平面とストラット軸８との交点よりも車体後方に配置している。これにより、サスペンションがストロークするときに、ストラット５の伸縮に対するサイドロッド２１のジオメトリエラーを軽減するので、このサイドロッド２１の動きがストラット５を押し動かしてしまうことを抑制できる。
【００１７】
《効果》
以上より、ロアアーム２が「サスペンションアーム」に対応し、サイドロッド２１が「規制部材」に対応している。
（１）車体に支持された車体前後方向の揺動軸を一端側に有するサスペンションアームと、サスペンションアームの他端側と車体との間に介装され車体を緩衝支持するストラットと、ストラットによって上端及び下端を支持され上端及び下端を結んだキングピン軸で回動可能なナックルと、車体とストラットとに接合されストラットの上端を中心にした変位及び回動を規制する規制部材とを備えた。
【００１８】
このように、車体とストラットとを規制部材で接合し、サスペンションストローク時のストラットの変位及び回動を規制することで、キングピン軸の変化を抑制することができる。すなわち、アンチダイブジオメトリに設定したとしても、任意に設定した所定のキングピン軸を維持することができるので、所望のサスペンション特性を確保することができる。
【００１９】
（２）車体を前方から見て、サスペンションアームとストラットとの接合点及びサスペンションアームの揺動軸を通る直線と、ストラットと車体との接合点を通りストラットに直行する直線との交点をＡとし、規制部材における車体との接合点及びストラットとの接合点を通る直線が、交点Ａを通るように、規制部材を配置した。
これにより、サスペンションがストロークするときに、サスペンションの瞬間回転中心である交点Ａに、規制部材の回転中心が一致するので、規制部材の動きがストラットを押し動かしてしまうことを抑制できる。
【００２０】
（３）車体を前方から見て、規制部材とストラットとの接合点を、サスペンションアームとストラットとの接合点の近傍に配置した。
この場合、規制部材の延長線が交点Ａを通るように配置するためには、必然的に規制部材の長さをサスペンションアームの長さと同等にすることになるので、サスペンションがストロークするときに、サスペンションアームの揺動に対する規制部材のジオメトリエラーを軽減するので、この規制部材の動きがストラットを押し動かしてしまうことを抑制できる。
【００２１】
（４）車体を上方から見て、規制部材とストラットとの接合点を、車輪のホイールセンタを通る水平面とストラット軸との交点よりも車体後方に配置した。
これにより、サスペンションがストロークするときに、ストラットの伸縮に対する規制部材のジオメトリエラーを軽減するので、この規制部材の動きがストラットを押し動かしてしまうことを抑制できる。
【００２２】
《第２実施形態》
《構成》
第２実施形態は、図６に示すように、ナックル１１が車体前方側でタイロッド１４に接合されているサスペンション構造である。この場合は、ストラット５を車体後方側でサイドロッド２１に接合する。
《作用》
前述した第１実施形態と同様の作用を得ることができる。
《応用例》
サイドロッド２１の車体前後方向の配置は、ホイールセンタを境にして必ずしもタイロッド１４と反対側に配置する必要があるわけではなく、レイアウト可能であれば、双方をホイールセンタよりも前方又は後方に配置したとしても同等の効果を得ることができる。
《効果》
前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２３】
《第３実施形態》
《構成》
第３実施形態は、図７に示すように、サイドロッド２１とストラット５との接合点であるボールジョイント２０からストラット軸８までの距離を、タイロッド１４とナックル１１との接合点であるボールジョイント１３からキングピン軸１２までの距離よりも大きくし、サイドロッド２１の高さを、ストラット５の上端側まで上昇させたものである。
【００２４】
《作用》
サイドロッド２１の接合点からストラット軸８までの距離を、タイロッド１４の接合点からキングピン軸１２までの距離よりも大きくすると、相対的にナックル１１よりもストラット５の動きを規制しやすくなる。その分、サイドロッド２１の高さを上昇させることができ、これによれば、エンジンとの干渉を避けることができるので、レイアウトも容易になる。
【００２５】
《効果》
（１）ナックルに接合され運転者のステアリング操作に応じた車体左右方向の進退によってナックルを回動させるタイロッドを備え、規制部材とストラットとの接合点からストラット軸までの距離を、タイロッドとナックルとの接合点からキングピン軸までの距離よりも大きくした。
これにより、相対的にナックルよりもストラットの動きを規制しやすくなり、その分、サイドロッドの高さを上昇させることができるので、エンジンとの干渉を避けることができ、レイアウトが容易になる。
【００２６】
《第４実施形態》
《構成》
第４実施形態は、図８に示すように、車体を前方から見て、水平面に対するロアアーム２の傾角（下反角）よりもタイロッド１４の傾角（下反角）が大きいサスペンション構造である。
この場合、車体を前方から見て、水平面に対するロアアーム２の傾角よりもサイドロッド２１の傾角が大きくなるようにサイドロッド２１を配置する。また、サイドロッド２１と車体との接合点を、タイヤ横力に応じて車体下方向に変位する偏心ブッシュ３０で構成する。
【００２７】
偏心ブッシュ３０は、図９に示すように、車体に固定された外筒３１と、この外筒３１に弾性部材３２を介して内設されサイドロッド２１に連結された内筒３３とで構成され、外筒３１の軸心Ｃ１に対して、内筒３３の軸心Ｃ２が車幅方向外方及び下方に偏心している。したがって、サイドロッド２１は軸心Ｃ２を中心に回動すると共に、その軸心Ｃ２はタイヤ横力が作用していない状態では変位せず、タイヤ横力が作用したときだけ車幅方向内方及び下方に変位する。
【００２８】
《作用》
ストラット構造では、サスペンションがストロークするときに、ボールジョイント７の軌跡とボールジョイント１３の軌跡との差によって、トー角変化は非線形になる。
先ず、タイヤ横力が作用しない状態では、図８に示すように、バウンド時にトーイン側に変化する（２）。それで、ロアアーム２の下反角よりもサイドロッド２１の下反角が大きくなるように配置し、バウンド時にトーアウト側に変化させる（１）。これにより、タイヤ横力が作用しない場合のトー角変化を抑制することができる。
【００２９】
一方、タイヤ横力が作用した状態では、サイドロッド２１の車体との接合点が、車体下方に変位する。これにより、サイドロッド２１によるトーアウト側への変化が抑制され、タイロッド１４によるトーイン側への変化（２）を妨げることなく、積極的にトーイン側に変化させることができる。
このように、タイヤ横力の大きさに応じて、トー角変化特性を異ならせることにより、タイヤ横力が大きいときには車両挙動を安定化させるようにトー角を積極的に変化させることができる。また、略直進している状態で不整路面や凹凸部を通過し、左右の片輪又は両輪がバウンドするようなときに、不要なトー角変化を抑制することもできる。
【００３０】
《効果》
（１）規制部材と車体との接合点を、タイヤ横力に応じて車体上下方向に変位可能に構成した。
これにより、サスペンションがストロークするときに、タイヤ横力に応じてトー角変化特性を異ならせることができるので、走行状態に応じたサスペンション特性を得ることができる。
（２）規制部材と車体との接合点を、タイヤ横力が作用するときだけ車体上下方向に変位可能に構成した。
これにより、タイヤ横力が略ゼロのときには、トー角変化を略ゼロにすることができ、略直進している状態で不整路面や凹凸部を通過し、左右の片輪又は両輪がバウンドするようなときに、安定した直進性能を確保することができる。
【００３１】
（３）車体を前方から見て、水平面に対するサスペンションアームの傾角よりもタイロッドの傾角が大きい場合には、規制部材と車体との接合点を、タイヤ横力に応じて車体下方向に変位可能に構成した。
これにより、ストラット軸８周りのトー角変化がトーアウト側に設定される場合に、キングピン軸１２周りのトー角変化がトーイン側に設定されるので、互いに打ち消し合ってバウンド時のトー角変化を抑制することができる。
（４）規制部材と車体との接合点を、偏心ブッシュで構成した。
これにより、規制部材と車体との接合点を、タイヤ横力に応じて容易に、また確実に車体上下方向に変位させることができる。
【００３２】
《第５実施形態》
《構成》
第５実施形態は、図１０に示すように、車体を前方から見て、水平面に対するロアアーム２の傾角（下反角）よりもタイロッド１４の傾角（下反角）が小さいサスペンション構造である。
この場合、車体を前方から見て、水平面に対するロアアーム２の傾角よりもサイドロッド２１の傾角が小さくなるようにサイドロッド２１を配置する。また、サイドロッド２１と車体との接合点を、タイヤ横力に応じて車体下方向に変位する偏心ブッシュ３０で構成する。
偏心ブッシュ３０は、前述した第４実施形態に対して、上下反転した構造である。したがって、サイドロッド２１は軸心Ｃ２を中心に回動すると共に、その軸心Ｃ２はタイヤ横力が作用していない状態では変位せず、タイヤ横力が作用したときだけ車幅方向内方及び上方に変位する。
【００３３】
《作用》
先ず、タイヤ横力が作用しない状態では、図１０に示すように、バウンド時にトーアウト側に変化する（２）。それで、ロアアーム２の下反角よりもサイドロッド２１の下反角が小さくなるように配置し、バウンド時にトーイン側に変化させる（１）。これにより、タイヤ横力が作用しない場合のトー角変化を抑制することができる。
【００３４】
一方、タイヤ横力が作用した状態では、サイドロッド２１の車体との接合点が、車体上方に変位する。これにより、サイドロッド２１によるトーイン側への変化が抑制され、タイロッド１４によるトーアウト側への変化（２）を妨げることなく、積極的にトーアウト側に変化させることができる。
このように、タイヤ横力の大きさに応じて、トー角変化特性を異ならせることにより、タイヤ横力が大きいときには車両挙動を安定化させるようにトー角を積極的に変化させることができる。また、略直進している状態で不整路面や凹凸部を通過し、左右の片輪又は両輪がバウンドするようなときに、不要なトー角変化を抑制することもできる。
【００３５】
《効果》
（１）車体を前方から見て、水平面に対するサスペンションアームの傾角よりもタイロッドの傾角が小さい場合には、規制部材と車体との接合点を、タイヤ横力に応じて車体上方向に変位可能に構成した。
これにより、ストラット軸８周りのトー角変化がトーアウト側に設定される場合に、キングピン軸１２周りのトー角変化がトーイン側に設定されるので、互いに打ち消し合ってバウンド時のトー角変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】車両の概観である。
【図２】サスペンションの概略構成である（斜視図）。
【図３】サスペンションの概略構成である（正面図、側面図）。
【図４】サスペンションの概略構成である（平面図）。
【図５】サスペンションの概略構成である（正面図）。
【図６】第２実施形態のサスペンション構造である。
【図７】第３実施形態のサスペンション構造である。
【図８】第４実施形態のサスペンション構造である。
【図９】偏心ブッシュである。
【図１０】第５実施形態のサスペンション構造である。
【符号の説明】
【００３７】
１  自動車
２  ロアアーム
３ｆ、３ｒ  ブッシュ
４  揺動軸
５  ストラット
８  ストラット軸
１１  ナックル
１２  キングピン軸
１４  タイロッド
１６  ラック
２１  サイドロッド
３０  偏心ブッシュ
【図１】
2008273351.tif 000003
【図２】
2008273351.tif 000004
【図３】
2008273351.tif 000005
【図４】
2008273351.tif 000006
【図５】
2008273351.tif 000007
【図６】
2008273351.tif 000008
【図７】
2008273351.tif 000009
【図８】
2008273351.tif 000010
【図９】
2008273351.tif 000011
【図１０】
2008273351.tif 000012