(57)【要約】【課題】前後方向の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮することができ、乗り心地に優れた自動車用サスペンションを提供すること。【解決手段】車輪５２の車軸５０を支持し、当該車輪に対する前後方向の振動を抑制する前後動サスペンション１を有する自動車用サスペンションであって、上記前後動サスペンションは、上記車輪を車体に対して前後動自在に保持する保持部と、上記車輪の前後動に対して抵抗力を生じさせる減衰部とを備えた自動車用サスペンション。【選択図】      図２
2004352192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の車軸を支持し、当該車輪に対する前後方向の振動を抑制する前後動サスペンションを有する自動車用サスペンションであって、
前記前後動サスペンションは、前記車輪を車体に対して前後動自在に保持する保持部と、前記車輪の前後動に対して抵抗力を生じさせる減衰部とを備えたことを特徴とする自動車用サスペンション。
【請求項２】
前記保持部は、その一端部に前記車輪の前記車軸を支持する軸支部を有し、他端部に前記車輪の前後動の支点部を有し、
当該支点部に前記減衰部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用サスペンション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に用いられ、自動車の車体と車軸との間に設けられる自動車用サスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行している車輪には、例えば、タイヤの変形、路面の小さな凹凸、前後輪の速度差等が原因となって、前後方向の衝撃や振動が生じる。この前後力は、路面が悪くなり車速が大きくなる程その影響が大きくなるのであるが、従来のサスペンションは、このような前後方向の衝撃や振動に対して、充分な抑制性能を有していなかった。このような問題を解決すべく、本発明者により、車輪に前後方向の円運動を取り入れた偏心保持体を有する懸架装置（例えば、特許文献１〜３参照）が提案されている。特許文献１〜３に記載の懸架装置を自動車用サスペンションとして採用した場合、走行時に路面の凹凸等により車輪に対して後方向への衝撃が加わったとき、車輪を後方へ円運動させて逃がすことができるため、前後方向の衝撃や振動に対して優れた抑制性能を発揮することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特許第７７２２１３号明細書
【特許文献２】
特許第８０５７９４号明細書
【特許文献３】
特許第２５２４９０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１〜３の懸架装置は、いずれも前後方向の衝撃や振動に対して充分な抑制性能を発揮し得るものであり、特許文献３の懸架装置は、さらに上下方向の衝撃や振動に対する抑制性能をも有するものであるが、これらの懸架装置では、自動車の走行時に他の部品との共振が発生したり、自励振動が発生したりすることがあり、乗り心地の点において未だ改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、前後方向の衝撃や振動に対する抑制性能を充分に発揮することができ、乗り心地に優れた自動車用サスペンションを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、以下のようなものを提供する。
（１）車輪（例えば、車輪５２）の車軸（例えば、車軸５０）を支持し、当該車輪に対する前後方向の振動を抑制する前後動サスペンション（例えば、前後動サスペンション１）を有する自動車用サスペンションであって、
上記前後動サスペンションは、上記車輪を車体に対して前後動自在に保持する保持部（例えば、偏心保持体１０及び可動連結体２０）と、上記車輪の前後動に対して抵抗力を生じさせる減衰部（例えば、発電機２６等）とを備えたことを特徴とする自動車用サスペンション（図１、２参照）。
【０００７】
（１）の発明によれば、前後動サスペンションの作用により、走行時に車輪の前方から衝撃が加わり、車体の慣性による前方への移動に対して車輪の前方への移動が遅れる際には、スムーズに車輪を後方へ逃がし、その後、減衰部の抵抗力により車輪の前後方向への振動を減衰させることができる。これにより、車輪の前後方向への振動の振幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動を低減して、乗り心地を改善することができる。
【０００８】
また、発進時に、車輪の前方への移動に対して車体の前方への移動が遅れる際には、スムーズに車輪を前方へ逃がし、その後、減衰部の抵抗力により車輪の前後方向への振動を減衰させることにより、車輪の前後方向への振動の振幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、乗り心地を改善することができる。
【０００９】
本発明は、さらに以下のようなものを提供する。
（２）上記（１）に記載の自動車用サスペンションであって、
上記保持部（例えば、偏心保持体１０及び可動連結体２０）は、その一端部に上記車輪（例えば、車輪５２）の上記車軸（例えば、車軸５０）を支持する軸支部（例えば、円環形状部１２）を有し、他端部に上記車輪の前後動の支点部（例えば、ハウジング１３）を有し、
当該支点部に上記減衰部（例えば、発電機２６等）を設けたことを特徴とする。
【００１０】
（２）の発明によれば、上記（１）の発明と同様に、前後動サスペンションの作用により、走行時に車輪の前方から衝撃が加わった際や発進時には、スムーズに車輪を後方又は前方へ逃がし、その後、減衰部の抵抗力により車輪の前後方向への振動を減衰させることができる。これにより、車輪の前後方向への振動の振幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動を低減して、乗り心地を改善することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の自動車用サスペンションは、車輪の車軸を支持し、当該車輪に対する前後方向の振動を抑制する前後動サスペンションを有するものであって、上記前後動サスペンションは、上記車輪を車体に対して前後動自在に保持する保持部と、上記車輪の前後動に対して抵抗力を生じさせる減衰部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
ここで、本発明について説明する。
剛体の運動は、剛体の重心についての並進運動と回転運動とに分類される。なお、並進運動は、剛体の向きを変えない運動であり、回転運動は、剛体が重心周りに向きを変える運動である。前後動サスペンションとして、直線的な力を加えるぱねや減衰機構を用いた場合には、車輪が前後の並進運動を行うことになるので、車輪及び／又は車体が加速や減速を生じるため、自動車の滑らかな走行が損なわれることになる。一方、車輪に回転運動を生じさせるトルク又はモーメントが加わった場合には、車輪は、前後の円運動を行うが、自動車の滑らかな走行は阻害されない。そこで、本発明の前後動サスペンションは、車輪に衝撃が加わった際に、車輪を前後円運動させるものであることが好ましい。また、本発明では、車輪の前後円運動、及び、車輪の前後円運動が原因で発生する共振又は自励振動等の不都合な振動を抑制するために、保持部に回転ばね力を作用させることにより共振点を移動させ、回転減衰力を作用させることにより振動の振幅が増大することを抑制する。なお、この回転ばね力や回転減衰力は、保持部のどの位置に加えても問題ない。
【００１３】
［第１実施形態］
本発明の自動車用サスペンションの第１実施形態について図面に基づいて説明する。
なお、本発明の自動車用サスペンションの第１実施形態は、前輪駆動車の前輪に本発明の自動車用サスペンションを適用したものである。
【００１４】
図１は、第１実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示した第１実施形態に係る自動車用サスペンションの断面図である。
【００１５】
第１実施形態に係る自動車用サスペンションは、前後動サスペンション１（偏心保持体１０、可動連結体２０、減衰部、ナックル４０）、ロアアーム４２及び上下動サスペンション（図示せず）から構成され、前後動サスペンション１を構成する偏心保持体１０と可動連結体２０とからなる保持部により車輪５２を車体に対して前後動自在に保持する。
偏心保持体１０は、下方の軸を自動車の車軸５０と共有させて車軸５０を回転自在に軸支しており、上方の軸で可動連結体２０に連結されている。可動連結体２０は、偏心保持体１０とナックル４０とを回動可能に連結している。ナックル４０は、屈曲した板状部材からなり、上部において可動連結体２０及び上下動サスペンションに連結され、中間部には、車輪の方向を制御するためのバー５１が取り付けられ、下部において、若干の揺動が可能となるようにしてロアアーム４２に固定されている。ロアアーム４２は、板状部材であり、ゴムブッシュを介して車体（図示せず）に固定されている。
第１実施形態に係る自動車用サスペンションでは、偏心保持体１０の下方の軸側が軸支部として車軸５０を回転自在に軸支し、上方の軸側が車輪５２の前後動の支点部として可動連結体２０を介してナックル４０に対して回動可能に連結されているので、車軸５０は、車体に対して前後動（偏心保持体１０の２つの平行な軸間距離を半径とする前後円運動）することが可能となる。
【００１６】
また、車軸５０は、エンジンからの動力により回転するように構成されており、車輪５２及び制動装置５３等が取り付けられている。
【００１７】
偏心保持体１０は、平板状のアーム１１と、アーム１１の下端に設けられた円環形状部１２と、アーム１１の上端に設けられた軸方向（図２における左右方向）に円筒の軸を有する略円筒形状のハウジング１３とから構成されている。円環形状部１２には、車軸５０がボールベアリング１２を介して挿入され、これにより車軸５０が回転自在に支持され、一方、ハウジング１３は、弾性体２４に対して回動不能に固定されている。
なお、偏心保持体１０は、円環形状部１２の円環の中心線を下方の軸とし、ハウジング１３の中心線を上方の軸とし、下方の軸と上方の軸とは平行になっている。
【００１８】
可動連結体２０は、ハウジング１３の内部に設けたボールベアリング２２、２３と、弾性体２４とからなり、この可動連結体２０には、ナックル４０から延設された支持軸４１が挿嵌され、この支持軸４１により回動可能に支持されている。ボールベアリング２２、２３は、弾性体２４のみでは、ハウジング１３を回動可能に支持するのに強度及び剛性が不足するような場合に、強度及び剛性を高めて共振や自励振動等の不都合な振動の発生を抑制する目的で設けられている。
【００１９】
弾性体２４は、円筒状のものであり、ゴムからなる厚肉の本体と、本体の両面に固着された薄肉で金属製の外面部材及び内面部材（図示せず）とからなる。支持軸４１は、弾性体２４の円筒孔に嵌挿され、キーにより弾性体２４に対しては軸回りに回動不能となっているが、本体は所定の角度範囲内での捻れを許容するものであり、従って、偏心保持体１０は本体を捻ることにより支持軸４１回りに回動可能に連結されている。なお、キーは、断面凸状のものであり、内面部材の内面にはキーの凸部を嵌合するための溝が形成されており、支持軸４１の外面にはキーの基部を嵌合するための溝が形成されている。
【００２０】
上記減衰部は、回転軸２１ａ及び発電機２６等を含み、支持軸４１とは反対側からハウジング１３を塞ぐカバー２１の中心に設けた回転軸２１ａを、車輪の前後円運動、すなわちハウジング１３の回動に連動して回動させ、界磁巻線により励起される磁界と電機子巻線とを相対移動させることにより、発電機２６を作動させて発電するように構成されており、ハウジング１３の回動を減衰させる機能を有する。
このように車輪を前後円運動させる変位エネルギを発電機２６により電気エネルギに変換することにより、車輪の前後円運動を減衰させることができ、さらに、得られた電気エネルギをバッテリー２７に供給して活用することにより、自動車の省エネにも寄与することができる。
なお、カバー２１の内周面には、ハウジング１３の外面に嵌合するためのネジ（図示せず）が形成されている。また、カバー２１は、ボールベアリング３１を介して、発電機２６とともにケース３３に収納されている。
【００２１】
図３は、第１実施形態に係る自動車用サスペンションにおける減衰部の制御ブロック図である。
【００２２】
図３に示したように、減衰部は、車両の運動状態を検出する状態検出センサ２８と、磁界が電機子巻線に対して変化するように界磁巻線に通電して励磁する励磁電源部２９と、状態検出センサ２８の検出情報に基づいて磁界と電機子巻線との相対移動に対する減衰力を増加させるように励磁電源部２９を駆動制御する制御部３０とを備えている。
【００２３】
従って、状態検出センサ２８により、車両の運動状態を検出し、この検出情報に基づき、制御部３０により磁界と電機子巻線との相対移動に対する減衰力を増加させるように励磁電源部２９を駆動制御すれば、より迅速に上記減衰部により車輪の前後円運動を減衰させることができる。
【００２４】
状態検出センサ２８は、具体的には、車両の運動状態として、車輪の前後方向の変位、ばね下加速度、ばね上加速度、車体の速度、ハンドルの操舵角等を検出する各種のセンサで構成され、各センサからの検出信号が制御部３０に入力される。
【００２５】
励磁電源部２９は、界磁巻線により励磁される磁界を電機子巻線に対して相対的に移動させるものであり、具体的には、磁界を電機子巻線に対して回転させるために、バッテリー２７から供給される直流を任意の周波数の交流に変換するインバータ回路等で構成される。
【００２６】
制御部３０では、状態検出センサ２８からの情報を解析して、不足する減衰力を算出し、この不足分を補うために、励磁電源部２９を駆動制御して、界磁巻線に磁束線の変化を増大させるような電流を供給する。これにより、フレミングの右手の法則に従い、電機子巻線により大きな誘導電流が流れるため、界磁巻線に励磁される磁界との間でフレミングの左手の法則に従うトルクが発生し、このトルクを減衰力として、発電機２６に連結された回転軸２１ａの回動を減衰させることができる。なお、励磁電源部２９から供給する電流は、車輪の前後円運動、すなわちハウジング１３の回動の方向の変化に対応させて向き（正負）を反転変化させる必要がある。
【００２７】
なお、このような減衰部と同様の減衰部が、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンションにも適用されている。
【００２８】
このような自動車用サスペンションでは、自動車が平坦な路面を走行している際には、車輪５２に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、偏心保持体１０はアーム１１が鉛直に立ったままの状態を維持する。すなわち、自動車用サスペンションは平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、車体が上下動することは殆どなく、乗り心地が良い。
【００２９】
一方、自動車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪５２には真下からも前方からも衝撃が加わる。車輪５２は、前方からの衝撃に対して、弾性体２４の本体を捻りながら、支持軸４１を中心とし、支持軸４１と車軸５０との軸間距離を半径として後方に所定の角度だけ移動する。このように後方に車輪５２が移動することにより、前方からの衝撃を一旦後方へ逃がして緩和することができる。後方に移動した車輪５２は、前後動（前後円運動）を行うことになるが、この変位エネルギを減衰部により電気エネルギに変換することにより、前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができ、また、得られた電気エネルギを活用することにより省エネに寄与することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、燃費の改善、スピードの向上及び発進時の加速性の向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
また、真下からの衝撃は、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンションにより緩和することができる。
【００３０】
［第２実施形態］
次に、本発明の自動車用サスペンションの第２実施形態について図面に基づいて説明する。
なお、本発明の自動車用サスペンションの第２実施形態は、前輪駆動車の後輪に本発明の自動車用サスペンションを適用したものである。
【００３１】
図４は、第２実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す斜視図である。
【００３２】
第２実施形態に係る自動車用サスペンションは、前後動サスペンション２（偏心保持体６０、可動連結体７０、減衰部、アッパアーム８０）及び上下動サスペンション（図示せず）から構成され、前後動サスペンション２を構成する偏心保持体６０と可動連結体７０とからなる保持部により車輪９１を車体に対して前後動自在に保持する。
偏心保持体６０は、下方の軸を自動車の車軸９０と共有させて車軸９０を回転自在に軸支しており、上方の軸で可動連結体７０に連結されている。可動連結体７０は、偏心保持体６０とアッパアーム８０とを回動可能に連結している。アッパアーム８０は、板状部材からなり、可動連結体７０及び上下動サスペンションに連結されるとともに、ゴムブッシュを介して車体に固定されている。このような構成により、偏心保持体６０は、車体に対して回動可能に連結されている。
第２実施形態に係る自動車用サスペンションでは、偏心保持体６０の下方の軸側が軸支部として車軸９０を回転自在に軸支し、上方の軸側が車輪９１の前後動の支点部として可動連結体７０を介してアッパアーム８０に対して回動可能に連結されているので、車軸９０は、車体に対して前後動（偏心保持体６０の２つの平行な軸間距離を半径とする前後円運動）することが可能となる。
【００３３】
また、車軸９０は、偏心保持体６０と車輪９１とを回転自在に連結しており、制動装置９２が取り付けられている。
【００３４】
また、第２実施形態に係る自動車用サスペンションにおける偏心保持体６０、可動連結体７０及び減衰部は、第１実施形態に係る自動車用サスペンションにおける偏心保持体１０、可動連結体２０及び減衰部と同様の構成を有しており、既に説明済であるので、ここでの説明は省略する。
なお、第１実施形態に係る自動車用サスペンションでは、支持軸４１は、ナックル４０から延設されていたが、第２実施形態に係る自動車用サスペンションでは、支持軸は、アッパアーム８０から延設されている。
【００３５】
このような自動車用サスペンションでは、自動車が平坦な路面を走行している際には、車輪９１に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、偏心保持体６０はアームが鉛直に立ったままの状態を維持する。すなわち、自動車用サスペンションは平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、車体が上下動することは殆どなく、乗り心地が良い。
【００３６】
一方、自動車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪９１には真下からも前方からも衝撃が加わる。車輪９１は、前方からの衝撃に対して、弾性体の本体を捻りながら、支持軸を中心とし、支持軸と車軸９１との軸間距離を半径として後方に所定の角度だけ移動する。このように後方に車輪９１が移動することにより、前方からの衝撃を一旦後方へ逃がして緩和することができる。後方に移動した車輪９１は、前後動（前後円運動）を行うことになるが、この変位エネルギを減衰部により電気エネルギに変換することにより、前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができ、また、得られた電気エネルギを活用することにより省エネに寄与することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、燃費の改善、スピードの向上及び発進時の加速性の向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
また、真下からの衝撃は、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンションにより緩和することができる。
【００３７】
［第３実施形態］
次に、本発明の自動車用サスペンションの第３実施形態について図面に基づいて説明する。
なお、本発明の自動車用サスペンションの第３実施形態は、第１実施形態に係る自動車用サスペンションを上下逆の構成にして前輪駆動車の前輪に適用したものである。すなわち、偏心保持体は、上方の軸を自動車の車軸と共有させて、この軸を中心にして車軸を回転自在に支持するとともに、下方の軸を車軸の鉛直下方に位置させるように構成している。
【００３８】
図５は、第３実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す斜視図である。
【００３９】
第３実施形態に係る自動車用サスペンションは、前後動サスペンション３（偏心保持体１１０、可動連結体１２０、ナックル１３０）、アッパアーム１３１、及び、上下動サスペンション（図示せず）から構成され、前後動サスペンション３を構成する偏心保持体１１０と可動連結体１２０とからなる保持部により車輪１４２を車体に対して前後動自在に保持する。
偏心保持体１１０は、上方の軸を自動車の車軸１４０と共有させて車軸１４０を回転自在に軸支しており、下方の軸で可動連結体１２０に連結されている。可動連結体１２０は、偏心保持体１１０とナックル１３０とを回動可能に連結している。ナックル１３０は、板状部材からなり、下部において可動連結体１２０及び上下動サスペンションに連結され、中間部には、車輪の方向を制御するためのバー１４１が取り付けられ、上部において、若干の揺動が可能となるようにしてアッパアーム１３１に固定されている。アッパアーム１３１は、板状部材からなり、ゴムブッシュを介して車体に固定されている。このような構成により、偏心保持体１１０は、車体に対して回動可能に連結されている。
第３実施形態に係る自動車用サスペンションでは、偏心保持体１１０の上方の軸側が軸支部として車軸１４０を回転自在に軸支し、下方の軸側が車輪１４２の前後動の支点部として可動連結体１２０を介してナックル１３０に対して回動可能に連結されているので、車軸１４０は、車体に対して前後動（偏心保持体１１０の２つの平行な軸間距離を半径とする前後円運動）することが可能となる。
【００４０】
また、車軸１４０は、エンジンからの動力により回転するように構成されており、車輪１４２及び制動装置１４３が取り付けられている。
【００４１】
偏心保持体１１０は、平板状のアームと、アームの上端に設けられた円環形状部と、アームの下端に設けられた軸方向に略円筒形状のハウジングとから構成されている。偏心保持体１１０の円環形状部には、車軸１４０がボールベアリングを介して挿入されて回転自在に支持されており、ハウジングは、可動連結体１２０を構成する弾性体に回動不能に固定されている。
なお、偏心保持体１１０は、円環形状部の円環の中心線を上方の軸とし、ハウジングの中心線を下方の軸とし、上方の軸と下方の軸とは平行になっている。
【００４２】
可動連結体１２０は、ハウジングの内部に設けたボールベアリングからなり、ナックル１３０から延設された支持軸が挿嵌され、これにより回動可能に支持されている。
【００４３】
上記減衰部は、第１実施形態に係る自動車用サスペンションにおける減衰部と同様の構成を有しており、既に説明済であるので、ここでの説明は省略する。
【００４４】
このような自動車用サスペンションでは、自動車が平坦な路面を走行している際には、車輪１４２に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、偏心保持体１１０はアームが鉛直に立ったままの状態を維持する。すなわち、自動車用サスペンションは平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、車体が上下動することは殆どなく、乗り心地が良い。
【００４５】
一方、自動車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪１４２には真下からも前方からも衝撃が加わる。車輪１４２は、前方からの衝撃に対して、支持軸を中心とし、支持軸と車軸１４０との軸間距離を半径として後方に所定の角度だけ移動する。このように後方に車輪１４２が移動することにより、前方からの衝撃を一旦後方へ逃がして緩和することができる。後方に移動した車輪１４２は、前後動（前後円運動）を行うことになるが、この変位エネルギを減衰部により電気エネルギに変換することにより、前後動（前後円運動）を減衰させることができる。その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができ、また、得られた電気エネルギを活用することにより省エネに寄与することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、燃費の改善、スピードの向上及び発進時の加速性の向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
このように第３実施形態に係る自動車用サスペンションでは、偏心保持体１１０は、上方の軸を自動車の車軸１４０と共有させ、下方の軸を車軸１４０の鉛直下方に位置させるように構成しているので、第１、２実施形態に係る自動車用サスペンションにおける可動連結体と異なり、必ずしも弾性体を備えている必要はない。
また、真下からの衝撃は、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンションにより緩和することができる。
【００４６】
［第４実施形態］
次に、本発明の自動車用サスペンションの第４実施形態について図面に基づいて説明する。
なお、本発明の自動車用サスペンションの第４実施形態は、第１実施形態に係る自動車用サスペンションを上下逆の構成にして前輪駆動車の後輪に適用したものである。すなわち、偏心保持体は、上方の軸を自動車の車軸と共有させて、この軸を中心にして車軸を回転自在に支持するとともに、下方の軸を車軸の鉛直下方に位置させるように構成している。
【００４７】
図６は、第４実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す斜視図である。
【００４８】
第４実施形態に係る自動車用サスペンションは、前後動サスペンション４（偏心保持体１６０、可動連結体１７０、ロアアーム１８０）及び上下動サスペンション（図示せず）から構成され、前後動サスペンション４を構成する偏心保持体１６０と可動連結体１７０とからなる保持部により車輪１９１を車体に対して前後動自在に保持する。
偏心保持体１６０は、上方の軸を自動車の車軸１９０と共有させて車軸１９０を回転自在に軸支しており、下方の軸で可動連結体１７０に連結されている。可動連結体１７０は、偏心保持体１６０とロアアーム１８０とを回動可能に連結している。ロアアーム１８０は、板状部材からなり、可動連結体１６０及び上下動サスペンションに連結されるとともに、ゴムブッシュを介して車体に固定されている。このような構成により、偏心保持体１６０は、車体に対して回動可能に連結されている。
第４実施形態に係る自動車用サスペンションでは、偏心保持体１６０の上方の軸側が軸支部として車軸１９０を回転自在に軸支し、上方の軸側が車輪１９１の前後動の支点部として可動連結体１７０を介してロアアーム１８０に対して回動可能に連結されているので、車軸１９０は、車体に対して前後動（偏心保持体１６０の２つの平行な軸間距離を半径とする前後円運動）することが可能となる。
【００４９】
また、車軸１９０は、偏心保持体と車輪１９１とを回転自在に連結しており、制動装置１９２が取り付けられている。
【００５０】
また、第４実施形態に係る自動車用サスペンションにおける偏心保持体１６０、可動連結体１７０及び減衰部は、第３実施形態に係る自動車用サスペンションにおける偏心保持体１１０、可動連結体１２０及び減衰部と同様の構成を有しており、既に説明済であるので、ここでの説明は省略する。
【００５１】
このような自動車用サスペンションでは、自動車が平坦な路面を走行している際には、車輪１９１に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、偏心保持体１６０はアームが鉛直に立ったままの状態を維持する。すなわち、自動車用サスペンションは平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、車体が上下動することは殆どなく、乗り心地が良い。
【００５２】
一方、自動車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪１９１には真下からも前方からも衝撃が加わる。車輪１９１は、前方からの衝撃に対して、支持軸を中心とし、支持軸と車軸１９０との軸間距離を半径として後方に所定の角度だけ移動する。このように後方に車輪１９１が移動することにより、前方からの衝撃を一旦後方へ逃がして緩和することができる。後方に移動した車輪１９１は、前後動（前後円運動）を行うことになるが、この変位エネルギを減衰部により電気エネルギに変換することにより、前後動（前後円運動）を減衰させることができる。その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができ、また、得られた電気エネルギを活用することにより省エネに寄与することができ、さらに、前進抵抗力を軽減して、燃費の改善、スピードの向上及び発進時の加速性の向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
このように第４実施形態に係る自動車用サスペンションでは、偏心保持体１６０は、上方の軸を自動車の車軸１９０と共有させ、下方の軸を車軸１９０の鉛直下方に位置させるように構成しているので、第１、２実施形態に係る自動車用サスペンションにおける可動連結体と異なり、必ずしも弾性体を備えている必要はない。
また、真下からの衝撃は、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンションにより緩和することができる。
【００５３】
［第５実施形態］
本発明の自動車用サスペンションの第５実施形態について図面に基づいて説明する。
なお、本発明の自動車用サスペンションの第５実施形態は、自動車の駆動輪に本発明の自動車用サスペンションを適用したものであり、偏心保持体として、上述したクランク構造を有するものではなく、偏心円筒を適用したものである。
【００５４】
図７は、第５実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す断面図である。
【００５５】
第５実施形態に係る自動車用サスペンションは、前後動サスペンション５（偏心円筒２１０、可動連結体２２０、減衰部２２５）を有し、前後動サスペンション５を構成する偏心円筒２１０と可動連結体２２０とからなる保持部により車輪２４１を車体に対して前後動自在に保持する。
図７に示したように、偏心円筒２１０は、可動連結体２２０に嵌挿されて、可動連結体２２０により回動可能に支持されており、その中心線を下方の軸Ｐとし、偏心孔を上方の軸Ｏとし、下方の軸Ｐと上方の軸Ｏとが平行になっている。上方の軸Ｏである偏心孔には、車軸２４０がボールベアリングを介して挿入されて回転自在に固定されている。なお、偏心孔の孔径は、開口部よりも内部で大きくされており、偏心円筒２１０は、軽量化されている。
【００５６】
可動連結体２２０は、略円筒形状のハウジング２２１の内部に設けられたボールベアリング２２２、２２３及び弾性体２２４からなり、ボールベアリング２２２、２２３及び弾性体２２４により偏心円筒２１０を車軸２４０回りに回転可能に支持する。ハウジング２２１は、車体に対して回動不能に固定されている。ボールベアリング２２２、２２３は、弾性体２２４のみでは、偏心円筒２１０を回動可能に支持するのに強度及び剛性が不足するような場合に、強度及び剛性を高めて共振や自励振動等の不都合な振動の発生を抑制する目的で設けられている。なお、ボールベアリング２２２、２２３は、その外周面側でカバー２２６、２２７によりハウジング２２１から脱落しないように固定されている。
【００５７】
弾性体２２４は、円筒状のものであり、ゴムからなる厚肉の本体と、本体の両面に固着された薄肉で金属製の外面部材及び内面部材（図示せず）とからなる。偏心円筒２１０は、弾性体２２４の円筒孔に嵌挿されており、キーにより弾性体２２４に対しては軸回りに回動不能となっているが、本体は所定の角度範囲内での捻れを許容するものとされているので、偏心円筒２１０は本体を捻ることにより車軸２４０回りに回動可能に支持されている。なお、キーは、断面凸状のものであり、内面部材の内面にはキーの凸部を嵌合するための溝が形成されており、偏心円筒２１０の外面にはキーの基部を嵌合するための溝が形成されている。
【００５８】
減衰部２２５は、偏心円筒２１０の外周面に設けた永久磁石と、ハウジング２２１内壁面に設けた永久磁石とが、互いを磁力によって固定し合うようにして対向させて取り付けられたものである。すなわち、車輪２４１が前後円運動して偏心円筒２１０が回動すると、永久磁石間に作用する吸着力と反発力とにより偏心円筒２１０の回動に対して抵抗力が生じることになるので、車輪２４１の前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
【００５９】
このような自動車用サスペンションでは、自動車が平坦な路面を走行している際には、車輪２４１に対して真下からも前方からも衝撃が加わることがないため、偏心円筒２１０は偏心孔が車軸２４０に対して鉛直方向に位置した状態を維持する。すなわち、自動車用サスペンションは平坦な路面を走行する際には衝撃緩和作用を発揮しない。従って、車体が上下動することは殆どなく、乗り心地が良い。
【００６０】
一方、自動車が路面上の突起を乗り越える際には、車輪２４１には真下からも前方からも衝撃が加わる。車輪２４１は、前方からの衝撃に対して、弾性体２２４の本体を捻りながら、下方の軸Ｐを中心とし、下方の軸Ｐと車軸２４０との軸間距離を半径として後方に所定の角度だけ移動する。このように後方に車輪２４１が移動することにより、前方からの衝撃を一旦後方へ逃がして緩和することができる。後方に移動した車輪２４１は、前後動（前後円運動）を行うことになるが、この変位エネルギを減衰部２２５により減衰させることができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、操縦安定性及び乗り心地を改善することができ、また、前進抵抗力を軽減して、燃費の改善、スピードの向上及び発進時の加速性の向上を図ることができるとともに、スリップを防止することができ、スリップ等に伴うタイヤによる粉塵公害を防止することも可能になる。
また、真下からの衝撃は、上下方向の衝撃や振動を吸収するためのコイルスプリングを有する上下動サスペンション２４２により緩和することができる。
【００６１】
以上、第１〜５実施形態について説明したが、さらに、本発明の自動車用サスペンションにおいては、以下のような構成を採用することが可能である。
（Ａ）減衰部としては、上述したもの以外に、例えば、粘性流体の粘性抵抗を利用するもの、ビスカスラバーダンパ、磁石付きロータを利用するもの等を挙げることができる。第１〜５実施形態に係る自動車用サスペンションには、いずれの減衰部を適用してもよい。
【００６２】
図８は、粘性流体の粘性抵抗を利用する減衰部を適用した前後動サスペンションの断面図である。
図８に示したように、粘性流体２６１の粘性抵抗を利用する減衰部では、ケース２６２内に、シリコンオイル等の粘性流体２６１が充填された室２６３が設けられ、この室２６３内の回転軸２６４の先端には、ボルトによって板状のロータ２６５が固定されている。すなわち、車輪が前後動（前後円運動）して回転軸２６４が回動すると、回転軸２６４の回動に連動してロータ２６５も回動するが、ロータ２６５の回動に対して粘性流体２６１による粘性抵抗が生じることになるので、車輪の前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
【００６３】
なお、図８に示したケース２６２内の室２６３に充填される粘性流体２６１は、特に限定されるものではなく、減衰部に用いられる従来公知の粘性流体を用いることができる。また、粘性流体２６１に代えて、例えば、室２６３にカバーを配設し、ロータ２６５とカバーとを直接接触させて摩擦抵抗によってロータ２６５の回転に対して抵抗力を加えることとしてもよい。このようにする場合、ロータ２６５及び／又はカバーを、例えば、シリコンオイル等を混入させた樹脂により作製してもよく、また、摩擦力を高めるために、ステアリン酸やオレイン酸アミド等のスリップ剤を混入させてもよい。
【００６４】
図９（ａ）は、磁石付きロータを利用する減衰部を適用した前後動サスペンションの断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した磁石付きロータの正面図である。
図９に示したように、磁石付きロータ２７５を利用する減衰部では、ケース２７２内において、回転軸２７４の先端に取り付けた板状の磁石付きロータ２７５と、ケース２７２の内壁面とに、互いを磁力によって固定し合うようにして永久磁石２７１ａ、２７１ｂが対向させて取り付けられている。すなわち、車輪が前後動（前後円運動）して回転軸２７４が回動すると、回転軸２７４の回動に連動して磁石付きロータ２７５も回動するが、磁石付きロータ２７５の回動に対して永久磁石２７１ａ、２７１ｂ間に作用する吸着力と反発力とにより抵抗力が生じることになるので、車輪の前後動（前後円運動）を減衰させることができる。
【００６５】
（Ｂ）第３、４実施形態に係る自動車用サスペンションでは、ボールベアリングを介して、ハウジングを支持軸に対して回動可能に支持しているが、ボールベアリングに代えて、弾性体を介して、ハウジングを支持軸に対して回動可能に支持してもよい。また、第１、２、３実施形態に係る自動車用サスペンションのように、ボールベアリングと弾性体とを並列に配設し、ボールベアリング及び弾性体を介して、ハウジングを支持軸に対して回動可能に支持してもよい。
【００６６】
なお、本発明の自動車用サスペンションは、ガソリン自動車だけでなく、電気自動車にも適用することができ、車軸が車体まで延設される方式の電気自動車であれは、第１〜５実施形態と同様にして適用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、前後動サスペンションの作用により、走行時に車輪の前方から衝撃が加わった際や発進時には、スムーズに車輪を後方又は前方へ逃がし、その後、減衰部の抵抗力により車輪の前後方向への振動を減衰させることができる。これにより、車輪の前後方向への振動の振幅を抑えつつ、車体への衝撃を軽減することができる。
その結果、共振や自励振動による不都合な振動や衝撃を低減して、乗り心地を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す側面図である。
【図２】図１に示した第１実施形態に係る自動車用サスペンションの断面図である。
【図３】第１実施形態に係る自動車用サスペンションにおける減衰部の制御ブロック図である。
【図４】第２実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す側面図である。
【図５】第３実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す側面図である。
【図６】第４実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す側面図である。
【図７】第５実施形態に係る自動車用サスペンションを模式的に示す断面図である。
【図８】粘性流体の粘性抵抗を利用する減衰部を適用した前後動サスペンションの断面図である。
【図９】（ａ）は、磁石付きロータを利用する減衰部を適用した前後動サスペンションの断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した磁石付きロータの正面図である。
【符号の説明】
１、２、３、４、５  前後動サスペンション
１０、６０、１１０、１６０  偏心保持体
１１  アーム
１２  円環形状部
１３  ハウジング
２０、７０、１２０、１７０、２２０  可動連結体
２１  カバー
２１ａ、２６４、２７４  回転軸
２２、２３、３１、２２２、２２３  ボールベアリング
２４、２２４  弾性体
３３、２６２、２７２  ケース
４０、１３０  ナックル
４１  支持軸
４２、１３１、１８０  ロアアーム
５０、９０、１４０、１９０、２４０  車軸
５２、９１、１４２、１９１、２４１  車輪
５３、９２、１４３、１９２  制動装置
８０  アッパアーム
２１０  偏心円筒
２２１  ハウジング
２２５  減衰部
２４２  上下動サスペンション
２６１  粘性流体
２６５  ロータ
２７１ａ  永久磁石Ｎ極
２７１ｂ  永久磁石Ｓ極
２７５  磁石付きロータ
【図１】
2004352192.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004352192.tif 000008
【図７】
2004352192.tif 000009
【図８】
2004352192.tif 000010
【図９】
2004352192.tif 000011