(57)【要約】【課題】耐久性や乗り心地を損なうことなく、キャンバ剛性やキャスタ剛性等の各種剛性を向上すること。【解決手段】ロアアーム５０にショックアブソーバ２０の下端部を回動可能に結合し、そのショックアブソーバ２０にアッパアアーム４０の内端を枢着してなるサスペンション装置であって、ショックアブソーバ２０の下端部とロアアーム５０との回動軸の車両後方側における車両内側への傾きを、ロアアーム５０とサスペンションクロスメンバとの回動軸の車両後方側における車両内側への傾きより大きくした。【選択図】  図２
2004338680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロアアーム内端を車体側部材に回動可能に結合し且つ当該ロアアーム外端を車輪支持部材に回転揺動可能に結合し、そのロアアームにストラット下端を回動可能に結合し且つ当該ストラット上端を前記車体側部材に車両後方へ前記ストラットが傾きを持つように結合し、そのストラットにアッパアアーム内端を枢着し且つ当該アッパアアーム外端を前記車輪支持部材に回転揺動可能に結合してなるサスペンション装置であって、前記ストラット下端とロアアームとの回動軸及び前記ロアアームと車体側部材との回動軸を略車両前後方向に向けて配し、且つ、前記ストラット下端とロアアームとの回動軸の車両後方側における車両内側への傾きを、前記ロアアームと車体側部材との回動軸の車両後方側における車両内側への傾きより大きくしたことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
前記ストラット上端を通り且つ前記ストラット上端とストラット下端中央とを結ぶ軸線に垂直な直線と、前記ストラット下端中央を通り且つ前記ロアアームと車体側部材との回動軸に平行な直線との車両側面視における交点の車両前後方向位置に、前記ストラット下端とロアアームとの回動軸の延長線と、前記ロアアームと車体側部材との回動軸の延長線との車両平面視における交点の車両前後方向位置が一致するように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装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、部品点数が少なく構造が小型・簡単といったストラット式サスペンションの長所と、キャンバ変化等に対するジオメトリ上の設計自由度が高く、またキングピンオフセットを比較的小さくできるといったダブルウィッシュボーン式サスペンションの長所とを併せ持つサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のサスペンション装置としては、アッパアアーム及びロアアームとストラットとを備え、ストラット下端をロアアームに回動可能に結合すると共に、アッパアアーム内端をストラットに回動可能に結合し、前記ストラット下端とロアアームとの回動軸及び前記ロアアームと車体側部材との回動軸を略車両前後方向に向けて配したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなサスペンション装置によれば、例えば、ピッチングによるバウンドやリバウンドが生じた一瞬に注目すると、ストラットは、ストラット上端を通り且つストラットとストラット下端中央とを結ぶ軸線に垂直な直線と、ストラット下端を通り且つロアアーム内端と車体側部材との回動軸に平行な直線との車両側面視における交点、つまり車両後側にある瞬間回転中心を中心として回転運動を行い、ストラット下端は、車両前方側が後方側より大きく移動する。一方、ロアアームは、ロアアーム内端と車体側部材との回動軸を中心として回転運動を行い、ロアアームにおけるストラット下端との回動軸は、前記ロアアーム内端と車体側部材との結合軸が車両平面視で平行であると、車両前方側と後方側とが同じだけ移動する。すなわち、ストラット下端とロアアームとの結合部では、ストラット下端の動きとロアアームの動きとが一致しないことがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１５５２１５，［０００２］
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のサスペンション装置にあっては、ストラット下端をロアアームに回動可能に結合すると共に、アッパアアーム内端をストラットに回動可能に結合するため、自由度より拘束が多い、いわゆる過剰拘束の構造となっており、例えば、その結合部におけるストラット下端の動きとロアアームの動きとが一致しないと、バウンドやリバウンドを生じるたびにロアアームが捻れて耐久性が低下したり、ストラットに大きい曲げモーメントが発生し、ストラットのスムーズなストロークが阻害されて乗り心地が悪化したりする恐れがある。そのため、このようなサスペンション装置にあっては、一般に、ストラット下端とロアアームとの結合部に比較的柔らかいブッシュ等の弾性体を配しているが、その弾性体を軟らかく設定すると、キャンバ剛性やキャスタ剛性等の各種剛性が小さくなってしまうという問題がある。
そこで、本発明は上記従来技術の未解決の問題に鑑みてなされたものであり、耐久性や乗り心地を損なうことなく、キャンバ剛性やキャスタ剛性等の各種剛性を向上できるサスペンション装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のサスペンション装置は、ロアアーム内端を車体側部材に回動可能に結合し且つ当該ロアアーム外端を車輪支持部材に回転揺動可能に結合し、そのロアアームにストラット下端を回動可能に結合し且つ当該ストラット上端を前記車体側部材に車両後方へ前記ストラットが傾きを持つように回転揺動可能に結合し、そのストラットにアッパアアーム内端を枢着し且つ当該アッパアアーム外端を前記車輪支持部材に回転揺動可能に結合してなるサスペンション装置であって、前記ストラット下端とロアアームとの回動軸及び前記ロアアームと車体側部材との回動軸を略車両前後方向に向けて配し、且つ、前記ストラット下端とロアアームとの回動軸の車両後方側における車両内側への傾きを、前記ロアアームと車体側部材との回動軸の車両後方側における車両内側への傾きより大きくしたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の効果】
したがって、本発明のサスペンション装置にあっては、ストラット下端とロアアームとの回動軸の車両後方側における車両内側への傾きを、前記ロアアームと車体側部材との回動軸の車両後方側における車両内側への傾きより大きくしたため、例えば、ピッチングによってバウンドやリバウンドを生ずると、車両後方にある瞬間回転中心を中心としてストラットが回転運動を行い、ストラット下端は車両前方側が後方側より大きく移動するが、ロアアーム内端と車体側部材との回動軸を中心とするロアアームの回転運動によって、ロアアームにおけるストラット下端との回動軸も車両前方側が後方側より大きく移動し、ストラット下端の動きとロアアームの動きとを一致させることができ、ロアアームの捩れを小さくして耐久性を向上したり、ストラットに発生する曲げモーメントを小さくし、ストラットのストロークをスムーズにして乗り心地を向上したりできる。また、耐久性や乗り心地が向上すると、ストラット下端とロアアームとの結合状態を硬くすることができ、キャンバ剛性やキャスタ剛性等の各種剛性を向上できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のサスペンション装置の第１実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、本発明のサスペンション装置をＦＦ型自動車のフロントに適用した場合の一例であり、このサスペンション装置ＦＳは左右対称の構成であるので、以下、左側の前輪１を支持する構造について説明する。
【０００９】
図１は、サスペンション装置ＦＳの後面視の断面図であり、エンジンルーム２のホイールエプロン３にはフロントサイドフレーム４が設けられている。そのフロントサイドフレーム４には、サスペンションクロスメンバ５の連結ブラケット５ａがボルト６で固定されている。また、ホイールエプロン３に形成されたサスペンションタワー７の頂部には、ショックアブソーバ２０を連結するマウント部８が設けられている。そして、サスペンション装置ＦＳは、ホイールサポート１０と、ショックアブソーバ２０と、その外側に配置されたコイルスプリング３６と、アッパアアーム４０と、ロアアーム５０等を備えている。
【００１０】
ホイールサポート１０には、ホイール１ａを取り付けるための軸部１１と、ステアリング装置のタイロッド（図示略）が連結されるナックル１２と、上部キングピン枢着部１３と、下部キングピン枢着部１４とが設けられ、ドライビングシャフト９の左端部が自在継手を介してホイールサポート１０の中心部に連結されている。
【００１１】
また、ショックアブソーバ２０は、一般的な油圧ダンパからなり、そのショックアブソーバ本体２１に固定されたバネ受け部材２２とショックアブソーバ２０のロッド２３の上端近くに固定されたバネ受け部材２４間にコイルスプリング３６が配設され、ロッド２３の上端に固定されたマウント部材２５がサスペンションタワー７のマウント部８にボルトで固定されている。ショックアブソーバ本体２１の下半部は、図２に示すように、前後１対の脚部２７を有するフォーク部材２６からなり、これら前後１対の脚部２７の下端部は、第１枢着部２８においてロアアーム５０の途中部に回動自在に枢着され、フォーク部材２６の上端部の外側部には、第２枢着部２９においてアッパアアーム４０の前後１対の腕部４１の内端部がそれぞれブッシュを介して枢着されている。第１枢着部２８では、図３（ａ）に示すように、ロアアーム５０のスパン中央部より少し外側の部位の筒部５１に、略車両前後方向に向けて配され且つ車両後方側が車両内側に傾いた軸心Ａを有する軸部材が挿通され、この軸部材の両端部にフォーク部材２６の１対の脚部２７の下端部がゴムブッシュを介して枢着されている。また、第１枢着部２８の筒部５１は、サスペンションタワー７のマウント部８よりも車両前方側に形成され、前輪１にキャスタ角がつくように、ショックアブソーバ２０の上端側が車両後方側に傾けて配されている。
【００１２】
一方、ロアアーム５０は車幅方向向きに略水平に配設され、ロアアーム５０の前後１対の腕部５２のうち車両前方側のもの５２ａは、図３（ｂ）に示すように、車両前後方向に向けて配された軸心Ｂを有するブッシュを介してサスペンションクロスメンバ５の前部の枢着ブラケットに枢着され、また、車両前後方向向きの軸心Ｂは、アンチダイブ率がつくように、車両後方側が車両上方側に傾けられている。また、車両後方側の腕部５２ｂは、その内端側ほど後側へいくように傾けて設けられ、略車両上下方向向きの軸心のゴムブッシュを含む連結部を介してサスペンションクロスメンバ５の後部にある枢着ブラケットに連結され、ロアアーム５０の外端部５３は、下部キングピン枢着部１４にボール継手により枢着してある。
【００１３】
また、アッパアアーム４０は、車幅方向向きに略水平に配設され、その１対の腕部４１の内端部４２が略車両前後方向に向けて配された軸心を有するボール継手ブッシュを介してフォーク部材２６の上端部の第２枢着部２９に枢着され、アッパアアーム４０の外端部４３は上部キングピン枢着部１３にボール継手により枢着してある。
【００１４】
次に、本実施形態のサスペンション装置の動作について説明する。
まず、ピッチングによって前輪１がバウンドし、ロアアーム５０が車両前方側の腕部５２ａのブッシュの軸心Ｂを回動中心として上方へ揺動し、ショックアブソーバ２０のロッド２３が退入したとする。すると、図３（ａ）に示すように、ショックアブソーバ２０が、ショックアブソーバ２０のロッド２３の上端を通り且つショックアブソーバ２０のロッド２３の上端とフォーク部材２６の前後１対の脚部２７の下端中央とを結ぶ軸線Ｃに垂直な直線Ｄと、フォーク部材２６の前後１対の脚部２７の下端中央を通り且つロアアーム５０の車両前方側の腕部５２ａとサスペンションクロスメンバ５との間にあるブッシュの軸心Ｂに平行な軸線Ｅとの車両側面視における交点、つまり車両後方側にあるピッチングの瞬間回転中心Ｏを中心として回転運動を行い、フォーク部材２６の前後１対の脚部２７は、車両前方側が後方側より大きく移動する。一方、ロアアーム５０は、ロアアーム５０の車両前方側の腕部５２ａとサスペンションクロスメンバ５との間にあるブッシュの軸心Ｂを中心として回転運動を行うが、ロアアーム５０の第１枢着部２８には車両後方側が車両内側に傾いた軸心Ａを有する軸部材が挿通されているため、第１枢着部２８も車両前方側が車両後方側より大きく移動する。そのため、フォーク部材２６の前後１対の脚部２７の動きとロアアーム５０の第１枢着部２８の動きとの差が小さく、ロアアーム５０の捩れが小さいので耐久性が向上し、またショックアブソーバ２０に発生する曲げモーメントが小さく、ショックアブソーバ２０のストロークがスムーズとなるので乗り心地が向上する。また、耐久性や乗り心地が向上すると、第１枢着部２８のゴムブッシュ等をある程度硬く設定することができ、キャンバ剛性やキャスタ剛性等の各種剛性を向上することができる。
【００１５】
ちなみに、図７に示すように、ロアアーム５０の第１枢着部２８の軸心Ａが、ロアアーム５０の車両前方側の腕部５２ａとサスペンションクロスメンバ５との間にあるブッシュの軸心Ｂと平行である従来技術にあっては、サスペンションクロスメンバ５との間にあるブッシュの軸心Ｂを中心としてロアアーム５０が回転運動を行うと、第１枢着部２８は車両前方側と後方側とが同じだけ移動する。そのため、フォーク部材２６の前後１対の脚部２７の動きとロアアーム５０の第１枢着部２８のゴムブッシュとの動きとの差が大きく、バウンドやリバウンドを生じるたびにロアアーム５０の大きく捩れて耐久性が低下したり、ショックアブソーバ２０に大きい曲げモーメントが発生し、ショックアブソーバ２０のスムーズなストロークが阻害されて乗り心地が悪化したりするという不具合を生ずる。また、それらの不具合を解消するために、ロアアーム５０の第１枢着部２８のゴムブッシュを比較的柔らかく設定すると、キャンバ剛性やキャスタ剛性等の各種剛性が小さくなってしまう。
【００１６】
また、本実施形態にあっては、部品数を増やすことなく過剰拘束の影響を小さくすることができるので、コスト上昇を防止して、サスペンション装置を安価に構成できる。ちなみに、特開平５−１５５２１５号公報に記載されているように、ロアアーム５０の前後１対の腕部５２を車両前方側のものと５２ａと車両後方側のものと５２ｂとに２分割し、それらをボールジョイントで回転揺動可能に結合することで過剰拘束の影響を小さくする従来術では、その分だけ部品数が増え、サスペンション装置の生産性が悪化し、且つ、コストが上昇して、サスペンション装置が高価なものとなってしまう。
【００１７】
次に、本発明のサスペンション装置の第２実施形態を図面に基づいて説明する。この第２実施形態は、ピッチングの瞬間回転中心Ｏの車両前後方向位置に基づいて、サスペンションクロスメンバ５との間にあるブッシュの軸心Ｂの延長線との車両平面視における交点Ｏ’を設定するようにした点が前記第１実施形態と異なる。具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ピッチングの瞬間回転中心Ｏの車両前後方向位置に、ロアアーム５０の第１枢着部２８の軸心Ａの延長線と、ロアアーム５０の車両前方側の腕部５２ａとサスペンションクロスメンバ５との間にあるブッシュの軸心Ｂの延長線との車両平面視における交点Ｏ’の車両前後方向位置が一致するように配されている。
【００１８】
次に、本実施形態のサスペンション装置の動作について説明する。
まず、ピッチングによって前輪１がバウンドし、ロアアーム５０が車両前方側の腕部５２ａのブッシュの軸心Ｂを回動中心として上方へ揺動し、ショックアブソーバ２０のロッド２３が退入したとする。すると、前記第１実施形態と同様に、図４（ａ）に示すように、車両後方側にあるピッチングの瞬間回転中心Ｏを中心としてショックアブソーバ２０が回転運動を行い、フォーク部材２６の前後１対の脚部２７は、車両前方側５２ａが後方側５２ｂより大きく移動する。一方、ロアアーム５０は、ロアアーム５０の車両前方側の腕部５２ａとサスペンションクロスメンバ５との間にあるブッシュの軸心Ｂを中心として回転運動を行うが、ピッチングの瞬間回転中心Ｏの車両前後方向位置に、第１枢着部２８の軸心Ａとブッシュの軸心Ｂとの車両平面視における交点Ｏ’の車両前後方向位置が一致するように配されているため、フォーク部材２６の前後１対の脚部２７のうち車両前方側にあるものの移動量Ｒ２と後方側にあるものの移動量Ｒ１との車両側面視における比率と、ロアアーム５０の第１枢着部２８の前端部の移動量ｒ２と後端部の移動量ｒ１との車両平面視における比率とが等しくなって、フォーク部材２６の前後１対の脚部２７の動きとロアアーム５０の第１枢着部２８の動きとが一致する。したがって、自由度より拘束が多い、いわゆる過剰拘束の構造であるが、その過剰拘束を事実上なくすことができ、ロアアーム５０の捩れがなくなって耐久性がより向上し、またショックアブソーバ２０に発生する曲げモーメントがなくなり、ショックアブソーバ２０のストロークがスムーズとなって乗り心地がより向上する。また、耐久性や乗り心地がより向上すると、ロアアーム５０の第１枢着部２８のゴムブッシュ等を十分に硬く設定することができ、キャンバ剛性やキャスタ剛性等の各種剛性をより向上することができる。
【００１９】
なお、ピッチングによって前輪１がバウンドやリバウンドすると、ピッチングの瞬間回転中心Ｏの前後方向位置は若干移動するが、図５及び図７に示すように、ロアアーム５０の第１枢着部２８の軸心Ａが、ロアアーム５０の車両前方側の腕部５２ａとサスペンションクロスメンバ５との間にあるブッシュの軸心Ｂと平行である従来技術に比べ、第１枢着部２８におけるロアアーム５０の捩れ量は十分に小さくなる。
【００２０】
なお、上記実施形態にあっては、サスペンションクロスメンバ５及びマウント部８が車体側部材を構成し、ホイールサポート１０が車輪支持部材を構成し、ショックアブソーバ２０がストラットを構成する。
また、上記実施の形態は本発明のサスペンション装置の一例を示したものであり、装置の構成等を限定するものではない。
【００２１】
上記実施の形態では、ショックアブソーバ２０にアッパアアーム４０の前後１対の腕部４１の内端部を、それぞれブッシュを介して枢着する例を示したが、これに限られるものではなく、例えば、図６に示すように、フォーク部材２６の上端部に車幅方向外向きに突きだした突部２９’を設け、その突部２９’の外側部にアッパアアーム４０の前後１対の腕部４１の内端部を、１つのブッシュを介して枢着するようにしてもよい。そのようにすれば、ブッシュの回動軸回り以外のモーメントをブッシュのこじり剛性で保持しつつ、ブッシュ数を減らすことができ、サスペンション装置をより安価に構成できる。
【００２２】
また、ロアアーム５０の車両前方側の腕部５２ａとサスペンションクロスメンバ５との間にあるブッシュの軸心Ｂを車両前後方向に向けて配し、第１枢着部２８に軸心Ａを有する軸部材を配する例を示したが、これに限られるものではなく、前記軸部材の軸心Ａの車両後方側における車両内側への傾きが、前記ブッシュの軸心Ｂの車両後方側における車両内側への傾きより大きければどのように配してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサスペンション装置の第１実施形態を示す車両後面視断面図である。
【図２】図１のサスペンション装置の要部斜視図である。
【図３】ピッチングの瞬間回転中心及び、ショックアブソーバ下端とロアアームとの結合軸と前記ロアアームとサスペンションクロスメンバとの結合軸とを説明するための説明図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図４】第２実施形態におけるピッチングの瞬間回転中心及び、ショックアブソーバ下端とロアアームとの結合軸の延長線と前記ロアアームとサスペンションクロスメンバとの結合軸の延長線との車両平面視における交点を説明するための説明図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図５】ショックアブソーバのストローク量とロアアームのねじれ量との関係を示すグラフである。
【図６】図２のサスペンション装置の変形例を示す要部斜視図である。
【図７】従来技術におけるピッチングの瞬間回転中心及び、ショックアブソーバ下端とロアアームとの結合軸の延長線と前記ロアアームとサスペンションクロスメンバとの結合軸の延長線との車両平面視における交点を説明するための説明図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
５        サスペンションクロスメンバ
５ａ    連結ブラケット
８        マウント部
１０    ホイールサポート
２０    ショックアブソーバ
２３    ロッド
２５    マウント部材
２６    フォーク部材
２７    脚部
２８    第１枢着部
２９    第２枢着部
２９’  突部
４０    アッパアアーム
４１    腕部
５０    ロアアーム
５１    筒部
【図１】
2004338680.tif 000003
【図２】
2004338680.tif 000004
【図３】
2004338680.tif 000005
【図４】
2004338680.tif 000006
【図５】
2004338680.tif 000007
【図６】
2004338680.tif 000008
【図７】
2004338680.tif 000009