(57)【要約】【課題】旋回に際して少なくとも外側の車輪のキャンバ角度をネガティブにしてコーナリングフォースを高めることが、しかもコストの安いサスペンションを提供する。【解決手段】スライディングピラー２上を摺動するスライディングリング５をナックルＮ１、Ｎ２に軸Ｌｎの周りに揺動可能に連結するとともに、クロスリンク６によりこれらのナックルＮ１、Ｎ２を連結する。【選択図】        図４
2005022436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付けられた左右二本の後輪用スライディングピラーと、ナックルに連結されスライディングピラー上を摺動する左右それぞれのスライディングリングとを具えた自動車用サスペンションにおいて、
車両正面より見て互いに交差する一対のリンクよりなるクロスリンクを設けるとともに、スライディングリングのナックルへの前記連結を、ナックル上の概ね水平な固定軸線の周りに揺動可能なものとし、スライディングリングの自由度を、スライディングピラーに対する前記摺動、および、ナックルに対する前記揺動だけに限定し、
前記各リンクの両端を、ナックルのそれぞれにナックル上の固定点の周りに全方向揺動可能に連結し、各ナックルにおいて、上側の固定点から前記固定軸線までの距離を、下側の固定点からの距離より大きくしてなるサスペンション。
【請求項２】
車体に取り付けられた左右二本の前輪用スライディングピラーと、ナックルを操舵自在に支持するナックル支持体に連結されスライディングピラー上を摺動する左右それぞれのスライディングリングとを具えた自動車用サスペンションにおいて、
車両正面より見て互いに交差する一対のリンクよりなるクロスリンクを設けるとともに、スライディングリングのナックル支持体への前記連結を、ナックル支持体上の概ね水平な固定軸線の周りに揺動可能なものとし、スライディングリングの自由度を、スライディングピラーに対する前記摺動、および、ナックル支持体に対する前記揺動だけに限定し、
前記各リンクの両端を、ナックル支持体のそれぞれにナックル支持体上の固定点の周りに全方向揺動可能に連結し、各ナックル支持体において、上側の固定点から前記固定軸線までの距離を、下側の固定点からの距離より大きくしてなるサスペンション。
【請求項３】
ＪＩＳ  Ｄ  ０３０２の測定条件に記載された車両状態において、前記固定軸を、水平面に対して傾斜するよう設けてなる請求項１もしくは２に記載のサスペンション。
【請求項４】
ＪＩＳ  Ｄ  ０３０２の測定条件に記載された車両状態において、スライディングピラーの上端が下端より車両後側に傾斜している場合、各ナックルもしくはナックル支持体上の前記上側固定点は、下側固定点より、固定軸線Ｌｎに沿う前後関係において車両後側に位置し、スライディングピラーの上端が下端より車両前側に傾斜している場合、各ナックルもしくはナックル支持体上の前記上側固定点は、下側固定点より、固定軸線Ｌｎに沿う前後関係において車両前側に位置してなる請求項１〜４のいずれかに記載のサスペンション。
【請求項５】
二本のスライディングピラーを剛結してピラー組立体を構成し、ピラー組立体を弾性体を介して車体に取り付けてなる請求項１〜４のいずれかに記載のサスペンション。
【請求項６】
前記対をなすリンク同士をショックアブソーバを介して連結してなる請求項１〜５のいずれかに記載のサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サスペンションの改良に関し、特に、車両の旋回姿勢において、コーナリングフォースを高めることのできるサスペンションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、概ね上下に向いて車体に固定されたスライディングピラー上を、ナックルに一端を連結されたスライディングリングを摺動させることにより車輪を案内するサスペンションが知られていて、このスライディングピラーを有するサスペンションは構造が簡素であるという特長を有する。（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、このスライディングピラーを有するサスペンションは、通常、対車体キャンバがほとんど変化することがないため、車両旋回時に荷重の大部分を負担して旋回時性能に支配的な影響を及ぼす外側車輪の対地キャンバ（以下、単に「キャンバ」という）は大きくポジティブとなり、十分なコーナリングフォースが得られないという問題がある。このことを図１を参照して説明する。図１（ａ）は、直進姿勢にある、スライディングピラーを有する車両のサスペンション状態を示す模式図であり、図１（ｂ）は、この車両が旋回姿勢にある時のサスペンションの状態を示す模式図である。
【０００４】
従来の車両において、後軸を例にとると、左右の車輪Ｗ１、Ｗ２のナックルＮは、それぞれ、車体Ｂに固定されたスライディングピラーＰ上を往復変位するよう設けられていて、車両が直進姿勢の状態で、左右それぞれの車輪Ｗ１、Ｗ２の対地キャンバ角がゼロ度に調整されていたとすると、この状態ではタイヤＴは広い面積で接地するので大きな駆動・制動力を確保することができる。
【０００５】
車両が旋回姿勢になると、遠心力により外側の車輪Ｗ２に荷重負担が大きくなり、車体Ｂは、図１（ｂ）に示すように傾斜し、スライディングピラーＰも同じ角度だけ傾斜し、このとき、車輪Ｗ１、Ｗ２は、スライディングピラーＰに対する揺動自由度を、ほとんどもたないので、同じように傾斜し、図に示すように、旋回時性能に支配的な影響を及ぼす外側車輪Ｗ２は、ポジティブ側、すなわち車両正面より見て車輪の上側が車両外側に傾斜する側に移行し、その結果、旋回外側に向かうキャンバスラスト力Ｆが発生し、コーナリングフォースを大きく低下させる。
【０００６】
この問題に対処してコーナリングフォースを高めるためには、図１（ｃ）に示すように、コーナリング時に車体Ｂが左右に傾斜したとき、少なくとも外側の車輪はネガティブキャンバになり旋回内側に作用するキャンバスラスト力Ｆを発生させるようにするのが好ましい。このため、通常、直進状態におけるキャンバを予めネガティブ側に調整し、コーナリング時でも、旋回外側車輪のキャンバはネガティブ側になるようにする方法がとられるが、スライディングピラーを用いたサスペンションにこの方法を用いた場合には、対車体キャンバが変化しないため、大きな角度のネガティブキャンバを予め設ける必要があり、この場合、操縦安定性等に問題が生じてしまう。また、車両状態に応じて、油圧駆動等により、車輪のキャンバを独立に制御する方法も考えられるが、この場合、このための新たな駆動機構が必要となるなどコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００７】
【非特許文献１】
（社）自動車技術会編、「自動車技術シリーズ４  自動車の運動性能向上技術」、初版、株式会社朝倉書店、１９９８年１０月、ｐ．９６
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、直進時にはキャンバ角度をほぼゼロにして直進性能を確保するとともに、旋回に際しては少なくとも外側の車輪をよりネガティブ側に移行させて旋回性能を向上させることができる、低コストのサスペンションを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成を以下に示す。
【００１０】
＜１＞は、車体に取り付けられた左右二本の後輪用スライディングピラーと、ナックルに連結されスライディングピラー上を摺動する左右それぞれのスライディングリングとを具えた自動車用サスペンションにおいて、
車両正面より見て互いに交差する一対のリンクよりなるクロスリンクを設けるとともに、スライディングリングのナックルへの前記連結を、ナックル上の概ね水平な固定軸線の周りに揺動可能なものとし、スライディングリングの自由度を、スライディングピラーに対する前記摺動、および、ナックルに対する前記揺動だけに限定し、
前記各リンクの両端を、ナックルのそれぞれにナックル上の固定点の周りに全方向揺動可能に連結し、各ナックルにおいて、上側の固定点から前記固定軸線までの距離を、下側の固定点からの距離より大きくしてなるサスペンションである。
【００１１】
＜２＞は、車体に取り付けられた左右二本の前輪用スライディングピラーと、ナックルを操舵自在に支持するナックル支持体に連結されスライディングピラー上を摺動する左右それぞれのスライディングリングとを具えた自動車用サスペンションにおいて、
車両正面より見て互いに交差する一対のリンクよりなるクロスリンクを設けるとともに、スライディングリングのナックル支持体への前記連結を、ナックル支持体上の概ね水平な固定軸線の周りに揺動可能なものとし、スライディングリングの自由度を、スライディングピラーに対する前記摺動、および、ナックル支持体に対する前記揺動だけに限定し、
前記各リンクの両端を、ナックル支持体のそれぞれにナックル支持体上の固定点の周りに全方向揺動可能に連結し、各ナックル支持体において、上側の固定点から前記固定軸線までの距離を、下側の固定点からの距離より大きくしてなるサスペンションである。
【００１２】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、ＪＩＳ  Ｄ  ０３０２の測定条件に記載された車両状態において、前記固定軸を、水平面に対して傾斜するよう設けてなるサスペンションである。
【００１３】
＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、  ＪＩＳ  Ｄ  ０３０２の測定条件に記載された車両状態において、スライディングピラーの上端が下端より車両後側に傾斜している場合、各ナックルもしくはナックル支持体上の前記上側固定点は、下側固定点より、固定軸線Ｌｎに沿う前後関係において車両後側に位置し、スライディングピラーの上端が下端より車両前側に傾斜している場合、各ナックルもしくはナックル支持体上の前記上側固定点は、下側固定点より、固定軸線Ｌｎに沿う前後関係において車両前側に位置してなるサスペンションである。
【００１４】
＜５＞は、＜１＞〜＜４＞のいずれかにおいて、二本のスライディングピラーを剛結してピラー組立体を構成し、ピラー組立体を弾性体を介して車体に取り付けてなるサスペンションである。
【００１５】
＜６＞は、＜１＞〜＜５＞のいずれかにおいて、前記対をなすリンク同士をショックアブソーバを介して連結してなるサスペンションである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図２ないし図４に基づいて説明する。図２は、ＪＩＳ  Ｄ  ０３０２の測定条件に記載された姿勢の車両のリヤサスペンションを正面から見たときの模式図であり、図３は、図２の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩに対応する車輪の側面図である。ステー３により剛結され概ね上下に延在する左右二本のスライディングピラー２よりなるピラー組立体４が、弾性体となるブッシュ８を介して車体Ｂに取り付けられ、リヤサスペンション１は、ピラー組立体４と、それぞれのスライディングピラー２上を摺動する左右それぞれのスライディングリング５と、一対のリンク６ａ、６ｂよりなるクロスリンク６とを具えて構成される。
【００１７】
スライディングリング５は、左右それぞれのナックルＮ１、Ｎ２に、固定軸線Ｌｎの周りの揺動を可能に連結されていて、スライディングピラー２に対しては前記摺動以外の自由度を拘束され、また、ナックルＮ１、Ｎ２に対してはこの揺動以外の自由度を拘束されて設けられる。
【００１８】
一対のリンク６ａ、６ｂは、車両正面より見て、互いに交差して配置され、それらの両端はそれぞれ左右のナックルＮ１、Ｎ２に、ナックルＮ１、Ｎ２上の固定点Ｐａ、Ｐｂの周りに全方向揺動可能に連結される。ここで、「全方向揺動可能に連結される」とは、例えば、リンク６ａの一端は固定点ＰａでナックルＮ１に連結され、リンク６ａは、固定点Ｐａを通るすべての直線の周りに揺動可能であることを意味し、例えば、ボールジョイントを介してこれらを連結することにより実現することができる。
また、各ナックルＮ１もしくはＮ２上の、リンク６ａ、６ｂを連結する固定点Ｐａ、Ｐｂは、上側の固定点Ｐａから固定軸線Ｌｎまでの距離ｄａが、下側の固定点Ｐｂから固定軸線Ｌｎまでの距離ｄｂより大きくなるよう配置される。本実施形態においては、固定点Ｐａ、Ｐｂおよび固定軸線Ｌｎは同一平面上に配置されていて、これらの距離は図３においてそれぞれｄａ、ｄｂで表わされるが、これらＰａ、Ｐｂ、Ｌｎが同一平面上にない場合でも、前述の距離の大小関係は本発明の必須の要件であり、その場合、これらの距離は、当然ながら図３において示されるｄａ、ｄｂより長いものとなる。
【００１９】
そして、ＪＩＳ  Ｄ  ０３０２の測定条件に記載された状態の車両を側面より見たとき、固定軸線Ｌｎは、水平面に対して角度φ１だけ傾斜するよう設けられ、また、スライディングピラー２は、アンチダイブ等の目的で、水平面に対して角度φ２だけ傾斜するよう設けられ、そして、図示のように、スライディングピラー２の上端が下端より車両後側に傾斜している場合には、上側固定点Ｐａは、下側固定点Ｐｂより、固定軸線Ｌｎに沿う前後関係において車両後側に位置し、図示とは逆に、スライディングピラー２の上端が下端より車両前側に傾斜している場合には、上側固定点Ｐａは、下側固定点Ｐｂより、固定軸線Ｌｎに沿う前後関係において車両前側に位置して設けられる。
【００２０】
このように、車体Ｂは、図示しないスプリングによりナックルＮ１、Ｎ２に弾性支持されるとともに、リヤサスペンション１の作用により、ナックルＮ１、Ｎ２に対する姿勢が案内される。
【００２１】
図４は、旋回姿勢にある車両のリヤサスペンション１を正面から見たときの模式図であり、旋回時には、遠心力による回転モーメントに釣り合うよう外輪側の荷重負担が内輪側より大きくなり、そのため車体Ｂは外輪側が沈み込むように傾斜し、このとき、左右それぞれの車輪のキャンバは、リヤサスペンション１の作用により、ともにネガティブとなるが、このことを次に説明する。
【００２２】
車体Ｂの外輪側の沈み込みにより、外輪側のスライディングリング５はスライディングピラー２に対して上方に相対変位し、一方、内輪側のスライディングリング５はスライディングピラー２に対して下方に相対変位し、その結果、左右の固定軸線Ｌｎ相互の離隔距離はＬ１０からＬ１に増加する。このとき、スライディングリング５は、ナックルＮ１、Ｎ２上の固定軸線Ｌｎの周りに揺動することができ、両リンク６ａ、６ｂの両端もナックルＮ１、Ｎ２上の固定点Ｐａ、Ｐｂの周りに全方向揺動可能に連結されているので、リンク６ａ、６ｂを対角線とする四角形において、左右の下側の固定点Ｐｂ同士を結んだ辺の長さが、上側の固定点Ｐａ同士を結んだ辺の長さより長い台形の形状に変形し、したがって左右両輪Ｗ１，Ｗ２は「ハ」の字状に、すなわちキャンバがネガティブに移行する。そして、旋回時のコーナリングフォースを支配する外側車輪のキャンバのネガティブ側への移行により、旋回内側に向かうキャンバスラスト力を発生させ、旋回時のコーナリングフォースを高めることができる。
【００２３】
このように、本発明に係るリヤサスペンション１によれば、直進走行時にほぼゼロ度に調整したキャンバを、その機構的構成により、コーナリング時にネガティブ側に移行させ旋回時のコーナリングフォースを高めることができるが、このことはまた、従来のサスペンションを用いた車両においては、直進時の性能よりもコーナリングフォースを高めることを重視して予め調整される、直進姿勢でのネガティブ側キャンバを不要なものとすることを意味し、直進時の操縦安定性や燃費性等の直進時性能を重視してキャンバの調整を行うことを可能にし、その結果、直進時性能、旋回時性能の両方を向上させることができる。しかも、このリヤサスペンション１は、これらの性能の両立のため、キャンバ角を独立に制御する油圧等の駆動制御機構を設けるものではないので、安価にこれを実現することができる。
【００２４】
また、スライディングリング５とナックルＮ１、Ｎ２とを揺動自在に連結する固定軸線Ｌｎは、ＪＩＳ  Ｄ  ０３０２の測定条件に記載された状態の車両を側面より見たとき、水平面に対して傾斜角φ１だけ傾斜して設けられているので、車体Ｂのロールに伴って生起される、スライディングリング５に対するナックルＮ１、Ｎ２の揺動は、水平軸周りにキャンバ角を変化させる成分と、垂直軸周りにトーイン角を変化させる成分との両方を発生させる。そして、このとき発生するトーイン角度の変化が、車両の等価コーナリングパワーを最適化させるよう傾斜角φ１を設定することにより、車両の操縦安定性を高めることができる。
【００２５】
また、スライディングピラー２の上端が下端より車両後側に傾斜している場合、上側固定点Ｐａは、下側固定点Ｐｂより、固定軸線Ｌｎに沿う前後関係において車両後側に位置するよう設けられるので、旋回時の外輪の沈み込みに際し、リンク６ａ、６ｂを車両横側から見たときの水平面に対する傾きが変化し、その結果、リンク６ａ、６ｂを車両正面より見たいときの長さが、リンク６ａが長く、リンク６ｂが短くなるよう変化し、そのため、ネガティブなキャンバ角度は、外側輪でθ２と大きく、内側輪でθ１と小さくなる。そして、このことは、キャンバ角が内外輪で対称となる場合に比べて、内外いずれの車輪においてもキャンバスラスト力の旋回内側向きの成分を増加させることとなり、コーナリングフォースを一層高めることができる。
【００２６】
さらに、左右二本のスライディングピラー２は互いにステー３で剛結され、これらが剛結されてなるピラー組立体４が、車体Ｂをブッシュ８を介して弾性支持するので、大きな外力がスライディングピラー２に作用してもこれらの互いの離隔距離や傾斜角度の変化を抑制して、車輪Ｗ１、Ｗ２のキャンバもしくはトーインを所期の目標通りに精度よく制御することができ、また、ブッシュ８の作用により、ピラー組立体４に加わる衝撃を緩衝して乗り心地の向上に寄与させることができる。
【００２７】
なお、図２〜図４において、図示の都合上、ピラー組立体４は、その上部の二点でのみ車体Ｂを弾性支持するよう示したが、実際には、ピラー組立体４は、その下部の二点でも、図示しないブラケットを介して車体Ｂを弾性支持するよう構成されていて、このことにより、車両左右に延びる水平軸周りのモーメントに対する車体支持剛性を確保することができる。
【００２８】
また、リンク６ａ、６ｂには、これらを相互に連結しこれらの相対変位の際の速度変化を抑制するショックアブソーバ７が設けられ、ショックアブソーバ７は車体の左右のロール運動にのみ減衰機能を作用させるので、ロール方向の減衰性能を他の方向とは独立に調整もしくは制御することができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態を、後軸の車輪を支えるリヤサスペンションについて、説明したが、全く同様の機構を、前軸の車輪を支えるフロントサスペンションに用いて、同様の効果を得ることができ、この場合、ナックルは操舵機構により旋回する自由度を保持しなければならないので、上述の説明における「ナックルＮ１、Ｎ２」を、ナックルを支持する「ナックル支持体Ｎ１、Ｎ２」と読み替えるものとする。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、スライディングピラー２上を摺動するスライディングリング５をナックルＮ１、Ｎ２に固定軸線Ｌｎの周りに揺動可能に連結するとともに、クロスリンク６によりこれらのナックルＮ１、Ｎ２を連結したので、車両の旋回姿勢において、車輪、特には、荷重負担が大きく旋回時の性能を支配する外側車輪Ｗ２のキャンバをネガティブにし、旋回内側に向かうキャンバスラスト力を発生させ、コーナリングフォースを増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スライディングピラーを有する従来のサスペンションを、車両正面から見た状態で示す模式図である。
【図２】車両の直進姿勢において、本発明に係る実施形態のサスペンションを正面から見た状態で示す模式図である。
【図３】図２の矢視ＩＩＩ−ＩＩＩに対応する車輪の側面図である。
【図４】旋回姿勢にある車両のリヤサスペンション１を正面から見た状態で示す模式図である。
【符号の説明】
１  リヤサスペンション
２  スライディングピラー
３  ステー
４  ピラー組立体
５  スライディングリング
６  クロスリンク
６ａ、６ｂ  リンク
７  ショックアブソーバ
８  ブッシュ
Ｂ  車体
Ｌｎ  ナックル上の固定軸線
Ｎ１、Ｎ２  ナックル
Ｗ１、Ｗ２  車輪
Ｐａ、Ｐｂ  ナックル上の固定点
【図１】
2005022436.tif 000003
【図２】
2005022436.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005022436.tif 000006