(57)【要約】【課題】  本発明は、左右同相サスペンションストローク時のモーメントアーム長変化の左右差を低減できるストラット式サスペンションの提供を目的とする。【解決手段】  ショックアブソーバ３０と、アッパスプリングシート４２ａと、ロアスプリングシート４２ｂと、コイルスプリング４０とを備え、コイルスプリング４０のコイル中心軸がキングピン軸ＫＰに対してねじれ関係にあるストラット式サスペンションにおいて、アブソーバ軸方向に上方から見た上面視で、コイルスプリングの下側の軸中心Ｃ２がアブソーバ軸に対して車両前側にあり、且つ、コイルスプリングの上側の軸中心Ｃ１とアブソーバ軸を結ぶ直線Ｙが、コイルスプリングの下側の軸中心Ｃ２とアブソーバ軸を結ぶ直線Ｔに対してアブソーバ軸まわり車両外側方向に４０度〜５０度回転した方向に存在する。【選択図】  図１
2005289256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端が車体に支持され、下端がサスペンションアームに支持されるストラットと、ストラットに回転可能に支持される上側スプリングシートと、ストラットに固定される下側スプリングシートと、上側スプリングシートと下側スプリングシートとの間にストラットを取り巻いて配置されるコイルスプリングとを備え、コイルスプリングのコイル中心軸がキングピン軸に対してねじれ関係にあるストラット式サスペンションにおいて、
上側スプリングシートの回転中心軸と、コイルスプリングのコイル中心軸とが一致していることを特徴とする、ストラット式サスペンション。
【請求項２】
上端が車体に支持され、下端がサスペンションアームに支持されるストラットと、ストラットに回転可能に支持される上側スプリングシートと、ストラットに固定される下側スプリングシートと、上側スプリングシートと下側スプリングシートとの間にストラットを取り巻いて配置されるコイルスプリングとを備え、コイルスプリングのコイル中心軸がキングピン軸に対してねじれ関係にあるストラット式サスペンションにおいて、
ストラットの軸方向に上方から見た上面視で、コイルスプリングの下側の軸中心がストラット軸に対して車両前側にあり、且つ、同上面視で、コイルスプリングの上側の軸中心とストラット軸を結ぶ直線が、コイルスプリングの下側の軸中心とストラット軸を結ぶ直線に対してストラット軸まわり車両外側方向に４０度〜５０度回転した方向に存在することを特徴とする、ストラット式サスペンション。
【請求項３】
左右輪に対して左右対称に構成され、コイルスプリングの巻き方向が左右で同一である、請求項１又は２記載のストラット式サスペンション。
【請求項４】
コイルスプリングのコイル中心軸とキングピン軸とは、キングピン軸まわりにトーイン方向のモーメントが発生するねじれ関係にある、請求項１又は２記載のストラット式サスペンション。
【請求項５】
ストラットの軸方向に上方から見た上面視で、コイルスプリングの下側の軸中心とストラット軸を結ぶ直線が実質的に車両の前後方向に一致している、請求項１又は２記載のストラット式サスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルスプリングのコイル中心軸がキングピン軸に対してねじれ関係にあるストラット式サスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コイルスプリングのコイル中心軸（軸線）をキングピン軸に対してねじれ関係に設定し、キングピン軸まわりにトーイン方向のモーメントを発生させることで、車両の応答性、安定性、直進性の向上を図るストラット式サスペンションが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−４８７２８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、上述の種のストラット式サスペンションでは、コイルスプリングのコイル中心軸とキングピン軸とのねじれ関係の設定方法の如何によっては、サスペンションの上下ストローク時にコイルスプリングのアッパスプリングシートが回転する際に、コイル中心軸のキングピン軸に対するねじれ関係が変化し、モーメントアーム長が変化する可能性がある。この際、左右輪で同じ巻き方向のコイルスプリングが設定されている場合、左右輪同相のストローク時にモーメントアーム長に左右差が生じ、左右輪共に同一方向（例えば右切り方向）にステアモーメントが発生することにより、車両流れの問題が生ずる。
【０００４】
そこで、本発明は、上述のような車両流れの問題の原因となるモーメントアーム長の変化を実質的に無くすか、若しくは、左右輪同相ストローク時のモーメントアーム長の左右差を低減することができるストラット式サスペンションの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、上端が車体に支持され、下端がサスペンションアームに支持されるストラットと、ストラットに回転可能に支持される上側スプリングシートと、ストラットに固定される下側スプリングシートと、上側スプリングシートと下側スプリングシートとの間にストラットを取り巻いて配置されるコイルスプリングとを備え、コイルスプリングのコイル中心軸がキングピン軸に対してねじれ関係にあるストラット式サスペンションにおいて、
上側スプリングシートの回転中心軸と、コイルスプリングのコイル中心軸とが一致していることを特徴とする、ストラット式サスペンションが提供される。
【０００６】
本局面によれば、サスペンションの上下ストローク時のモーメントアーム長の変化を実質的に無くすことができる。
【０００７】
また、本発明のその他の一局面によれば、上端が車体に支持され、下端がサスペンションアームに支持されるストラットと、ストラットに回転可能に支持される上側スプリングシートと、ストラットに固定される下側スプリングシートと、上側スプリングシートと下側スプリングシートとの間にストラットを取り巻いて配置されるコイルスプリングとを備え、コイルスプリングのコイル中心軸がキングピン軸に対してねじれ関係にあるストラット式サスペンションにおいて、
ストラットの軸方向に上方から見た上面視で、コイルスプリングの下側の軸中心がストラット軸に対して車両前側にあり、且つ、コイルスプリングの上側の軸中心とストラット軸を結ぶ直線が、コイルスプリングの下側の軸中心とストラット軸を結ぶ直線に対してストラット軸まわり車両外側方向に４０度〜５０度回転した方向に存在することを特徴とする、ストラット式サスペンションが提供される。
【０００８】
本局面によれば、左右輪同相ストローク時のモーメントアーム長の左右差を低減することができる。
【０００９】
何れの局面においても、左右輪に対して左右対称に構成され、コイルスプリングの巻き方向が左右で同一であってよい。また、コイルスプリングのコイル中心軸とキングピン軸とは、キングピン軸まわりにトーイン方向のモーメントが発生するねじれ関係にあってよい。また、ストラットの軸方向に上方から見た上面視で、コイルスプリングの下側の軸中心とストラット軸を結ぶ直線が実質的に車両の前後方向に一致していてよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、サスペンションストローク時のモーメントアーム長の変化を実質的に無くすか、若しくは、左右輪同相ストローク時のモーメントアーム長の左右差を低減するストラット式サスペンションを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。本発明は、マクファーソンストラット式サスペンション（懸架リンクの一部として使用されるショックアブソーバと、トランスバースリンクにより構成されるサスペンション方式）に適用される。
【００１２】
図１は、本発明によるストラット式サスペンションの第１実施例を３面図で示しており、図１（Ａ）は、ストラットの軸方向に上方から見た上面図（図中左側が車両前側）、図１（Ｂ）は、車両内側から見た側面図、図１（Ｃ）は、車両後方から見た背面図である。
【００１３】
特に図１（Ｂ）を参照するに、アッパーサポート１０は、エンジンルーム内のサスペンションタワーに設けられ、車輪を懸架するストラットアセンブリ７０の上側を車体に支持する。アッパーサポート１０には、ショックアブソーバ３０のピストンロッド３２の上端部がゴム等を介して支持されている。ショックアブソーバ３０のピストンシリンダ３４の下端には、サスペンションアームやナックル等を介して車輪が接続される。
【００１４】
アッパーサポート１０の下側には、上側のアッパスプリングシート４２ａがベアリング１２を介して回転可能に支持され、ショックアブソーバ３０のピストンシリンダ３４には、下側のロアスプリングシート４２ｂが固定される。上下のスプリングシート４２ａの間には、ショックアブソーバ３０を取り巻くようにコイルスプリング４０が設けられる。コイルスプリング４０は、直線のコイル中心軸を備えるものであれば如何なる種のコイルスプリングであってよく、例えば、上端径と下端径が同一であるタイプであっても、上端径と下端径が異なる所謂ビックテールタイプや中間部が膨らむ樽型タイプ等であってもよい。ショックアブソーバ３０は、公知の如く、リンクの一部として上下方向の荷重を支えると共に、車輪の上下動（バウンド及びリバウンド）時にコイルスプリング４０のスプリング弾性を妨げる機能をする。
【００１５】
尚、図１には明瞭化のため示していないが、ストラットアセンブリ７０はその他の通常的な構成要素を備えるものであってよく、例えば、ショックアブソーバ３０の外周部には、ダストカバーが設けられ、ショックアブソーバ３０のピストンロッド３２には、ピストンシリンダ３４の上方向の移動を規制するバウンドストッパが設けられてよい。
【００１６】
次に本実施例の特徴的な構成を説明する。ショックアブソーバ３０のアブソーバ軸（ストラット軸）は、アッパスプリングシート４２ａの回転軸（ベアリング１２の回転中心）と一致している（コイル中心軸とベアリング１２の回転中心とは一致していない）。尚、ショックアブソーバ３０のアブソーバ軸とベアリング１２の回転中心が一致する構成では、ベアリング１２とショックアブソーバ３０のピストンロッド３２との間に必要な隙間を容易に確保できる。尚、アブソーバ軸（＝ベアリング１２の回転軸）は、側面視（図１（Ｂ））では、通常通り、キングピン軸ＫＰに略一致している。キングピン軸ＫＰは、後方視（図１（Ｃ））では、通常通り、上側が車両内側に傾いている。
【００１７】
コイルスプリング４０のコイル中心軸は、側面視（図１（Ｂ））では、アブソーバ軸よりも車両前側で、且つ、アブソーバ軸に略平行に設定されている。コイル中心軸は、後方視（図１（Ｃ））では、上側が車両外側に傾いている。従って、ストラットの軸方向に上方から見た上面視（図１（Ａ））では、コイル中心軸の上側の軸中心Ｃ１（アッパスプリングシート４２ａでのコイルスプリング４０の軸中心）は、アブソーバ軸に対して車両外側且つ車両前側に配置されており、コイル中心軸の下側の軸中心Ｃ２（ロアスプリングシート４２ｂでのコイルスプリング４０の軸中心）は、アブソーバ軸に対して車両前側で且つ車両内外方向で略同一位置に配置されている。
【００１８】
本実施例では、ストラットの軸方向に上方から見た上面視（図１（Ａ））で、コイル上側軸中心Ｃ１は、コイル下側軸中心Ｃ２に対してアブソーバ軸まわり車両外側方向の回転方向で約４５度オフセットした位置に設定される（即ち、コイル上側軸中心Ｃ１とアブソーバ軸を結ぶ直線Ｙが、コイルスプリングの下側の軸中心Ｃ２とアブソーバ軸を結ぶ直線Ｔとが４５度をなす）。更に他言すると、図１（Ａ）のＬ方向を車両後方向とＷ方向を車両外方向と簡易的に仮定した場合、コイル上側軸中心Ｃ１は、アブソーバ軸に対して車両外方向斜め４５度前方に位置し、コイル下側軸中心Ｃ２は、アブソーバ軸に対して車両前方向に位置する。但し、実際には、アブソーバ軸が鉛直方向に平行である場合は殆どなく、従って、Ｌ方向が車両前後軸に完全に一致するわけでなく、同様に、Ｗ方向が車両横方向に完全に一致するわけでない。
【００１９】
図１に示すような本実施例のストラットアセンブリ７０は、左右輪に対して左右対称に構成されている。但し、コイルスプリング４０は、左右共用化によるコスト低減のため、左右同一、即ち左右輪で巻き方向が同一であってよい。
【００２０】
本実施例のストラット式サスペンションでは、キングピン軸ＫＰとコイル中心軸とが上述のようなねじれ関係にあるので、キングピン軸ＫＰまわりにトーイン方向のモーメントが発生する。これにより、操舵時の車両の応答性や安定性、直進性が向上する。しかしながら、本実施例では、コイル中心軸とアッパスプリングシート４２ａの回転軸とが一致していないので、バウンド時のサスペンションストロークによりコイルスプリング４０が撓んでアッパスプリングシート４２ａが回転すると、キングピン軸ＫＰまわりに発生するモーメントに対するモーメントアーム長が変化してしまう。ここで、モーメントアーム長は、キングピン軸ＫＰとコイル中心軸とのオフセットＡ（双方のねじれ直線間の距離）、及び、キングピン軸ＫＰとコイル中心軸との角度αを用いて、モーメントアーム長＝Ａ×sinα≒Ａ×αとして与えられる。尚、キングピン軸ＫＰまわりに発生するモーメントＭは、コイルスプリング４０の反力をＦとして、Ｍ＝Ｆ×Ａ・αである。
【００２１】
図２（Ａ）は、アッパスプリングシート４２ａの回転角度θに対するオフセットＡの変化態様を示すグラフであり、図２（Ｂ）は、アッパスプリングシート４２ａの回転角度θに対する角度αの変化態様を示すグラフであり、図２（Ｃ）は、アッパスプリングシート４２ａの回転角度θに対するモーメントアーム長Ａ・αの変化態様を示すグラフである。
【００２２】
ここで、アッパスプリングシート４２ａの回転角度θとは、標準積載状態（例えば、運転席と助手席に所定重量の乗員がそれぞれ存在する状態）におけるアッパスプリングシート４２ａの回転角をゼロ（中立角）として、時計回り方向を正として定義する。本実施例では、図２（Ｃ）に示すように、アッパスプリングシート４２ａの中立角（θ＝０）は、モーメントアーム長Ａ・αの変化率がゼロとなる点（極値）に対応している。従って、本実施例によれば、アッパスプリングシート４２ａの中立角付近で、アッパスプリングシート４２ａの回転角度θの変化に対するモーメントアーム長Ａ・αの変化量が小さいので、サスペンションストロークにより生ずるモーメントアーム長Ａ・αの変化を効果的に抑制することができる。
【００２３】
また、本実施例では、図２（Ｃ）に示すように、モーメントアーム長Ａ・αの変化曲線は、アッパスプリングシート４２ａの中立角を中心として回転角度θの正負で対称となっている。同一巻き方向のコイルスプリング４０を左右のストラット式サスペンションに採用した場合、左右輪同相ストローク時、アッパスプリングシート４２ａの回転角θは左右で正負逆方向に変化する（例えば、右巻きの場合、バウンド時には右輪では回転角θが正の方向に変化し、左輪では負の方向に変化する）。本実施例では、上述の如く、モーメントアーム長Ａ・αの変化特性は、アッパスプリングシート４２ａの中立角を中心として正負で略対称であるので、左右輪同相ストローク時のモーメントアーム長Ａ・αの左右差が低減される。
【００２４】
例えば右巻きのコイルスプリング４０を左右輪で採用し、左右輪同相ストローク時に右輪のアッパスプリングシート４２ａが＋１５度回転した場合、図１（Ａ）に示すように、コイル上側軸中心Ｃ１がＣ１’に変化し、これにより、図１（Ａ）、図１（Ｃ）、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、オフセットＡがＡ０からＡ１に変化し、角度αがα０からα１に変化し、モーメントアーム長Ａ０・α０が、図２（Ｃ）に示すＡ１・α１に変化する。一方、この際、左輪のアッパスプリングシート４２ａが−１５度回転し、同様に、モーメントアーム長Ａ０・α０が、図２（Ｃ）に示すＡ２・α２に変化する。しかしながら、この２つの変化後のモーメントアーム長Ａ１・α１及びＡ２・α２は互いに等しいので、キングピン軸ＫＰまわりに生じるモーメントに左右差が発生しない。このように、本実施例によれば、左右輪同相ストローク時にモーメントアーム長Ａ・αが変化した場合にも、キングピン軸ＫＰまわりに生じるモーメントに左右差が発生せず、これにより、左右輪同相ストローク時の車両流れを防止することができる。
【００２５】
一方、対照として、コイル上側軸中心Ｃ１が、コイル下側軸中心Ｃ２に対してアブソーバ軸まわり車両外側方向の回転方向で７０度（４５度＋２５度）オフセットした位置に設定されている場合、アッパスプリングシート４２ａの中立角は、図２（Ｃ）のθ＝−２５度の位置に相当することになる。従って、この場合、図２（Ｄ）に示すように、中立角θ＝−２５度ではモーメントアーム長Ａ・αの変化率が比較的大きいので、サスペンションストロークにより生ずるモーメントアーム長Ａ・αの変化が比較的大きくなる。
【００２６】
また、この対照例の場合、同様に、左右輪同相ストローク時に右輪のアッパスプリングシート４２ａが＋１５度回転し、左輪のアッパスプリングシート４２ａが−１５度回転すると、図２（Ｄ）に示すように、変化後のモーメントアーム長に比較的大きな左右差が生じ、キングピン軸ＫＰまわりに生じるモーメントに左右差が発生して車両流れの問題が生じることがわかる。
【００２７】
尚、上述では、最も好ましい実施例として、アッパスプリングシート４２ａの中立角が図３（Ｃ）の回転角θ＝０に位置する構成を示しているが、アッパスプリングシート４２ａの中立角がθ＝−１０〜１０度の範囲内であれば、図２（Ｄ）に示す対照例に比してモーメントアーム長の左右差を低減できることは明らかであり、従って、本発明は、このような角度範囲に中立角が位置する構成を除外するものではない。
【００２８】
次に、図３を参照して、本発明によるストラット式サスペンションの第２実施例を説明する。図３は、図１と同様の態様で本実施例のストラット式サスペンションを３面図で示しており、図３（Ａ）は、ストラットの軸方向に上方から見た上面図、図３（Ｂ）は、車両内側から見た側面図、図３（Ｃ）は、車両後方から見た背面図である。
【００２９】
本実施例においても、本実施例のストラットアセンブリ７０は、左右輪に対して左右対称に構成されている。但し、コイルスプリング４０は、左右共用化によるコスト低減のため、左右同一、即ち左右輪で巻き方向が同一であってよい。
【００３０】
次に本実施例の特徴的な構成を説明する。コイルスプリング４０のコイル中心軸は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、アッパスプリングシート４２ａの回転軸（ベアリング１２の回転中心）と一致している（アブソーバ軸とベアリング１２の回転中心とは一致していない）。尚、コイルスプリング４０のコイル中心軸は、アブソーバ軸に略平行に設定されており、側面視（図３（Ｂ））では、アブソーバ軸よりも車両前側に設定されている。また、アブソーバ軸（＝ベアリング１２の回転軸）は、側面視（図３（Ｂ））では、キングピン軸ＫＰに略一致している。キングピン軸ＫＰは、後方視（図１（Ｃ））では、通常通り、上側が車両内側に傾いている。
【００３１】
ところで、本第２実施例においても、上述の第１実施例と同様、コイル中心軸とキングピン軸ＫＰとは、キングピン軸ＫＰまわりにトーイン方向のモーメントが発生するねじれ関係にある。しかしながら、本実施例では、コイル中心軸とアッパスプリングシート４２ａの回転軸とが一致しているので、バウンド時のサスペンションストロークによりコイルスプリング４０が撓んでアッパスプリングシート４２ａが回転しても、コイル中心軸が変化することはない。従って、本実施例によれば、サスペンションストローク時にコイル中心軸とキングピン軸ＫＰとのねじれ関係が一定に保たれ、モーメントアーム長が変化することはない。この結果、本第２実施例によれば、上述の第１実施例と同様、左右輪同相ストローク時にキングピン軸ＫＰまわりに生じるモーメントに左右差が発生せず、これにより、左右輪同相ストローク時の車両流れを防止することができる。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３３】
例えば、上述した実施例では、コイル中心軸とキングピン軸ＫＰとのねじれ関係は、キングピン軸ＫＰまわりにトーイン方向のモーメントが発生するように設定されているが、ロールステアのアンダーステア化等を目的として、キングピン軸ＫＰまわりにトーアウト方向のモーメントが発生するように設定されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるストラット式サスペンションの第１実施例を示す３面図である。
【図２】第１実施例のストラット式サスペンションの特性を示すグラフである。
【図３】本発明によるストラット式サスペンションの第２実施例を示す３面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    アッパーサポート
１２    ベアリング
３０    ショックアブソーバ
３２    ピストンロッド
３４    ピストンシリンダ
４０    コイルスプリング
４２ａ    アッパスプリングシート
４２ｂ    ロアスプリングシート
【図１】
2005289256.tif 000003
【図２】
2005289256.tif 000004
【図３】
2005289256.tif 000005