(57)【要約】【課題】レイアウトなどの規制を受けず、リニアなコンプライアンスステアを得ることができる懸架装置及び操舵装置の支持構造を提供する。【解決手段】トランスバースリンク２を車体に支持するブッシュ６及びステアリングギヤボックス５を車体に支持するインシュレータ７の各剛性を、横力Ｆが小さいときの低剛性域（音振対策）と横力Ｆが大きいときの高剛性域（操縦安定性）との非線形特性とし、夫々の剛性域におけるコンプライアンスステア角を各弾性体の弾性係数を用いて算出し、両者が連続するように各弾性体の弾性係数を設定する。コンプライアンスステア角の算出に際しては、横力Ｆによる直接変形量と横力がキングピン軸周りに発生するモーメントによる変形量とを考慮して求める。【選択図】    図１
2004217069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸架装置のうち、車両幅方向又は略幅方向に配設されたリンク部材を車体に支持するリンク支持弾性体と、操舵装置のうち、ステアリングギヤボックスを車体に支持するステアリング支持弾性体とを備え、前記懸架装置で懸架され且つ前記操舵装置に連結された車輪のコンプライアンスステアが横力に対して線形特性を維持するように前記リンク支持弾性体及びステアリング支持弾性体の車両幅方向への剛性を設定することを特徴とする懸架装置及び操舵装置の支持構造。
【請求項２】
前記リンク支持弾性体及びステアリング支持弾性体は、夫々、非線形な車両幅方向への剛性特性を有し、且つその剛性特性は、横力が小さなときに横力に対する剛性が小さい低剛性域と、横力が大きなときに横力に対する剛性が大きい高剛性域とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の懸架装置及び操舵装置の支持構造。
【請求項３】
前記低剛性域の前記車輪のコンプライアンスステアと前記高剛性域の前記車輪のコンプライアンスステアとが同じになるように前記リンク支持弾性体及びステアリング支持弾性体の車両幅方向への剛性を設定することを特徴とする請求項２に記載の懸架装置及び操舵装置の支持構造。
【請求項４】
横力により直接変形する前記リンク支持弾性体及びステアリング支持弾性体の変形量と、横力によって発生するキングピン軸回りのモーメントにより変形する前記リンク支持弾性体及びステアリング支持弾性体の変形量とに基づいて、当該リンク支持弾性体及びステアリング支持弾性体の剛性を設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の懸架装置及び操舵装置の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の懸架装置及び操舵装置の支持構造に関し、特に懸架装置のリンク部材や操舵装置のステアリングギヤボックスを弾性体を介して支持する場合に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
直進状態から旋回状態にかけてリニアなステア特性を得るために、サスペンションのコンプライアンスステアが横力に対して線形な特性となるように、ステアリングギヤボックスの弾性支持装置の外筒と内筒との間に空洞部を形成することが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２０８４８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ステアリングギヤボックスの弾性支持装置の外筒と内筒との間に空洞部を形成するためには、当該弾性支持装置にある程度の大きさが必要となるため、レイアウトの規制によっては十分な大きさが得られず、結果的にサスペンションのコンプライアンスステアが横力に対して線形な特性とならない可能性がある。
【０００５】
本発明は、これらの諸問題を解決すべく開発されたものであり、弾性支持装置の大きさを必要とせず、サスペンションのコンプライアンスステアを横力に対して可及的に線形なものとすることが可能な懸架装置及び操舵装置の支持構造を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記諸問題を解決するため、本発明の懸架装置及び操舵装置の支持構造は、懸架装置のうち、車両幅方向又は略幅方向に配設されたリンク部材を車体に支持するリンク支持弾性体と、操舵装置のうち、ステアリングギヤボックスを車体に支持するステアリング支持弾性体とを備え、前記懸架装置で懸架され且つ前記操舵装置に連結された車輪のコンプライアンスステアが横力に対して線形特性を維持するように前記リンク支持弾性体及びステアリング支持弾性体の車両幅方向への剛性を設定することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の効果】
而して、本発明の懸架装置及び操舵装置の支持構造によれば、懸架装置のうち、車両幅方向又は略幅方向に配設されたリンク部材を車体に支持するリンク支持弾性体と、操舵装置のうち、ステアリングギヤボックスを車体に支持するステアリング支持弾性体とを備え、前記懸架装置で懸架され且つ前記操舵装置に連結された車輪のコンプライアンスステアが横力に対して線形特性を維持するように前記リンク支持弾性体及びステアリング支持弾性体の車両幅方向への剛性を設定する構成としたため、二つの弾性体の剛性の設定のみで車輪のコンプライアンスステアを線形にすることが可能となり、レイアウトなどの規制を受けない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る懸架装置及び操舵装置の支持構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１には、本発明の懸架装置及び操舵装置の支持構造の第１実施形態を示す。図中の符号１は、本実施形態の懸架装置で懸架され且つ操舵装置で操舵される車輪である。この車輪１は、ラテラルリンクの一種であるトランスバースリンク２によって懸架される。ラテラルリンクは、車両幅方向又は略幅方向に配設されて車輪の横力を支持するリンク部材である。ちなみに、図中の符号３はテンションロッドである。また、この車輪１は、タイロッド４を介してステアリングギヤボックス５に連結されている。
【０００９】
前記トランスバースリンク２は、弾性体であるブッシュ６を介して車体に連結されている。また、前記ステアリングギヤボックス５は、弾性体であるインシュレータ７を介して車体に連結されている。これらブッシュ６及びインシュレータ７の剛性、具体的には弾性係数を以下のようにして設定する。
一般に、前記トランスバースリンク２を車体に連結するブッシュ６には、ロードノイズ低減及びキャンバ剛性が要求される。そのため、ロードノイズを低減するために横力が小さいときには剛性が小さいことが望まれ、キャンバ剛性のために横力が大きいときには剛性が大きいことが望まれる。変位ｘを横軸に、横力Ｆを縦軸にとると、ブッシュ６の横力ー変位特性は図３ａのような非線形特性になる。ここでは、横力が小さいときに剛性の小さい領域を低剛性域とし、横力が大きいときに剛性の大きい領域を高剛性域とし、低剛性域の弾性係数をＫＢＬ、高剛性域の弾性係数をＫＢＨとする。
【００１０】
一方、前記ステアリングギヤボックス５を車体に連結するインシュレータ７には、シミーの低減及び操縦安定性が要求される。そのため、シミーを低減するために横力の小さいときには剛性が小さいことが望まれ、操縦安定性のために横力が大きいときには剛性が大きいことが望まれる。同じく、変位ｘを横軸に、横力Ｆを縦軸にとると、インシュレータ７の横力ー変位特性も図３ｂのような非線形特性になる。ここでも、横力が小さいときに剛性の小さい領域を低剛性域とし、横力が大きいときに剛性の大きい領域を高剛性域とし、低剛性域の弾性係数をＫＩＬ、高剛性域の弾性係数をＫＩＨとする。
【００１１】
これに対し、横力Ｆに対するコンプライアンスステアδは、図３に示すように線形であることが望まれる。これは、例えば直進状態から旋回状態への移行時にステア特性がリニアに変化するようにするためである。
さて、横力に対するコンプライアンスステアを検討する場合、まず横力により直接変形されるブッシュ及びインシュレータの変形量と、横力によって発生するキングピン軸周りのモーメントにより変形されるブッシュ及びインシュレータの変形量とを考慮する必要がある。今、車輪１の中心をｏ、車輪への着力点をｎ、キングピン軸ｋの接地点をｍとし、車輪中心ｏから着力点ｎまでの車両平面視距離、所謂ニューマティックトレールをＬ３  、車輪中心ｏからキングピン軸接地点ｍまでの車両平面視距離、所謂キャスタトレールをＬ４  とする。また、車輪着力点ｎから前記ブッシュ６までの車両平面視距離をＬ１  、車輪着力点ｎから前記ステアリングギヤボックス５までの車両平面視距離（インシュレータ７までの距離と同等とする）をＬ２  とする。
【００１２】
ブッシュの弾性係数を代表してＫＢ  、インシュレータの弾性係数を代表してＫＩ  としたとき、横力Ｆのうちブッシュに係る力ＦＢ  は下記１式、インシュレータに係る力ＦＩ  は下記２式で表れる。
【００１３】
【数１】
2004217069.tif 000003
【００１４】
従って、横力Ｆにより直接変形されるブッシュの変形量ｘＢ１は下記３式、インシュレータの変形量ｘＩ１は下記４式で表れる。
【００１５】
【数２】
2004217069.tif 000004
【００１６】
次に、キングピン軸ｋの傾き、所謂キャスタ角をθとしたとき、横力Ｆによってキングピン軸ｋ周りに発生するモーメントＭは下記５式で表れる。
【００１７】
【数３】
2004217069.tif 000005
【００１８】
このモーメントＭのうち、コンプライアンスステアに関与するモーメント成分、即ち車輪中心を通る鉛直軸周りのモーメント成分ＭＺ  を取り出すと、下記６式で表れる。
【００１９】
【数４】
2004217069.tif 000006
【００２０】
従って、このモーメント成分ＭＺ  によるブッシュの変形量ｘＢ２は下記７式、インシュレータの変形量ｘＩ２は下記８式で表れる。
【００２１】
【数５】
2004217069.tif 000007
【００２２】
このキングピン軸ｋ周りのモーメントＭ（モーメント成分ＭＺ  ）によるブッシュの変形量ｘＢ２及びインシュレータの変形量ｘＩ２と、前記横力Ｆにより直接変形されるブッシュの変形量ｘＢ１及びインシュレータの変形量ｘＩ１とを考慮して、車輪のステア角δを算出すると、下記９式が得られる。
【００２３】
【数６】
2004217069.tif 000008
【００２４】
所望するコンプライアンスステアの特性は、前記図３に示すように、横力Ｆに対してリニアなものであるから、前記低剛性域と高剛性域との境界点で車輪のステア角が同じになる必要がある。従って、前記９式に、前記ブッシュの低剛性域の弾性係数ＫＢＬ、高剛性域の弾性係数ＫＢＨ、インシュレータの低剛性域の弾性係数ＫＩＬ、高剛性域の弾性係数ＫＩＨを代入し、下記１０式を満足するように、各弾性体の弾性係数を求めればよい。
【００２５】
【数７】
2004217069.tif 000009
【００２６】
このように本実施形態の懸架装置及び操舵装置の支持構造によれば、懸架装置のうち、車両幅方向又は略幅方向に配設されたリンク部材、即ちトランスバースリンク２を弾性体であるブッシュ６で車体に支持し、操舵装置のうち、ステアリングギヤボックス５を弾性体であるインシュレータ７で車体に支持すると共に、この懸架装置で懸架され且つ前記操舵装置に連結された車輪１のコンプライアンスステア（ステア角δ）が横力Ｆに対して線形特性を維持するように、ブッシュ６の剛性（弾性係数ＫＢ  ）及びインシュレータ７の剛性（弾性係数ＫＩ  ）設定するようにしたため、レイアウトなどの規制を受けることなく、車輪のコンプライアンスステアをリニアに設定することができる。
【００２７】
また、前記ブッシュ６及びインシュレータ７が、夫々、横力が小さなときに横力に対する剛性が小さい低剛性域と、横力が大きなときに横力に対する剛性が大きい高剛性域とを有する非線形な特性としたため、直進状態又は略直進状態におけるロードノイズやシミー等の音振減少を低減すると共に、横力の大きな旋回状態でキャンバ剛性を高めて応答性を良好にし、操縦安定性を向上させることができる。
【００２８】
また、前記低剛性域のコンプライアンスステア（ステア角δ）と前記高剛性域のコンプライアンスステア（ステア角δ）とが同じになるようにブッシュ６及びインシュレータ７の車両幅方向への剛性（弾性係数ＫＢＬ、ＫＢＨ、ＫＩＬ、ＫＩＨ）を設定するようにしたため、横力に対するコンプライアンスステア特性をブッシュ６及びインシュレータ７の低剛性域から高剛性域まで、つまり横力の小さな状態から大きな状態まで連続してリニアなものとすることができる。
【００２９】
また、横力Ｆにより直接変形するブッシュ６及びインシュレータ７の変形量ｘＢ１、ｘＩ１と、横力Ｆによって発生するキングピン軸回りのモーメントＭにより変形するブッシュ６及びインシュレータ７の変形量ｘＢ２、ｘＩ２とに基づいて、当該ブッシュ６及びインシュレータ７の剛性（弾性係数ＫＢＬ、ＫＢＨ、ＫＩＬ、ＫＩＨ）を設定するようにしたため、所望するブッシュ６及びインシュレータ７の剛性を正確に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の懸架装置及び操舵装置の支持構造の一実施形態を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１のブッシュ及びインシュレータに求められる横力に対する剛性の特性説明図である。
【図３】図１の車輪に求められる横力に対するコンプライアンスステアの特性説明図である。
【符号の説明】
１は車輪
２はトランスバースリンク
３はテンションロッド
４はタイロッド
５はステアリングギヤボックス
６はブッシュ
７はインシュレータ
【図１】
2004217069.tif 000010
【図２】
2004217069.tif 000011
【図３】
2004217069.tif 000012