(57)【要約】【課題】レイアウト自由度が高く且つ車輪１の上下ストロークに伴うサブフレームの上下揺動を低減可能な機構を備えた車両用懸架装置を提供する。【解決手段】車輪１を回転自在に支持するアクスル２と、車体３に弾性支持されるサブフレーム５とがサスペンションリンク６によって連結されている。そのサスペンションリンク６と車体３とがサスペンションスプリング７で連結される。また、サスペンションリンク６とサブメンバとが斜めに延びるバネ部材８で連結されている。【選択図】        図１
2007308086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と、車体に弾性支持されるサブフレームと、上記車輪支持部材とサブフレームとの間を連結するサスペンションリンクと、
上記サスペンションリンクと車体とを連結するサスペンションスプリング及び減衰力発生装置の少なくとも一方からなる第１反力発生装置と、
車輪の上下方向へのストロークに伴う上記サスペンションリンクとサブフレームとの相対変位に応じて、少なくとも上下方向成分を有する反力を発生し、その反力を上記サブフレームに入力する第２反力発生装置とを備えることを特徴とする車両用懸架装置。
【請求項２】
上記第２反力発生装置は、サスペンションリンクとサブフレームとを連結するバネ部材及び減衰力発生装置の少なくとも一方からなることを特徴とする請求項１に記載した車両用懸架装置。
【請求項３】
上記第２反力発生装置は、一端部をサスペンションリンクに連結し、他端部をサブフレームに連結すると共に、サスペンションリンク側取付け点とサブフレーム側取付け点の高さを異ならせていることを特徴とする請求項２に記載した車両用懸架装置。
【請求項４】
上記バネ部材は、少なくとも一箇所がサブフレームに固定されると共にサスペンションリンクの上下方向への揺動に伴い捻れる捩りバネ部材からなることを特徴とする請求項２に記載した車両用懸架装置。
【請求項５】
サブフレームにおける車体への弾性支持部に対して、上記第１反力発生装置の反力によって発生する上下方向の荷重を、第２反力発生装置の反力よって発生する上下方向の荷重で打ち消す若しくは低減するように、第２反力発生装置の配置及び装置自体を選定することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載した車両用懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪を車体に懸架するための車両用懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用懸架装置としては、例えば特許文献１に記載されるものがある。
この車両用懸架装置は、車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と車体に弾性支持されるサブフレームとがサスペンションリンクで連結され、さらに、サスペンションリンクと車体との間が減衰力発生装置で連結されている懸架装置である。そして、この従来技術では、減衰力発生装置の車体取付け部側（上部）とサブフレームとを連結する接続部材（ロッド２０）を設けることで、車輪のバウンド・リバウンドに伴う、サブフレームの上下揺動を小さく抑制することが開示されている。
【特許文献１】特表２００６−５００２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術では、車輪のバウンド・リバウンドに伴い減衰力発生装置の反力によって発生するサブフレームの上下揺動を抑えるために、減衰力発生装置の上部側と下側に配置されるサブフレームとの間を架け渡すように配置される接続部材が必要であり、この接続部材の配置は、他の部品との干渉を考慮すると、レイアウト上、採用しにくい構成となっている。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、レイアウト自由度が高く且つ車輪の上下ストロークに伴うサブフレームの上下揺動を低減可能な機構を備えた車両用懸架装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と、車体に弾性支持されるサブフレームと、上記車輪支持部材とサブフレームとの間を連結するサスペンションリンクと、上記サスペンションリンクと車体とを連結するサスペンションスプリング及び減衰力発生装置の少なくとも一方からなる第１反力発生装置と、車輪の上下方向へのストロークに伴う上記サスペンションリンクとサブフレームとの相対変位に応じて、少なくとも上下方向成分を有する反力を発生し、その反力を上記サブフレームに入力する第２反力発生装置と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、サスペンションリンクに第１反力発生装置の下端部を連結しても、第１反力発生装置が発生する反力に伴う、サブフレームから車体へ伝達される荷重を第２反力発生装置で低減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る車両用懸架装置の構造を示す、車両前後方向からみた概略構成図である。
（構成）
まず構成について説明すると、車輪１を回転自在に連結する車輪支持部材であるアクスル２に対して、サスペンションリンク６の外端部がボールジョイント等を介して連結されている。そのサスペンションリンク６の内端部は、ゴムブッシュ等を介してサブフレーム５の上下方向への揺動が可能な状態で連結している。そのサブフレーム５は、車体３に対してインシュレータ４を介して弾性支持されているサブフレーム５との間がサスペンションリンク６で連結される。これによって、サブフレーム５に対し、アクスル２及び車輪１が、サスペンションリンク６を介して上下揺動可能に連結される。上記インシュレータ４は、弾性支持部材を構成する。
【０００７】
なお、サスペンションリンク６は、車幅方向に延在している必要はなく、略車両上下方向に延在していても良い。また、サスペンションリンク６は、板状であっても良いし、複数のリンク部材から構成されていても良い。
また、上記サスペンションリンク６の軸方向途中には、サスペンションスプリング７の下端部が取り付けられている。サスペンションスプリング７は軸を上下に向けて配置されて上端部を車体３に取り付けられる。
なお、不図示のショックアブソーバがアクスル２と車体３との間を連結するように配置されていても良い。ただし、このショックアブソーバは、サスペンションリンク６に下端部が固定されていないので第１反力発生装置を構成しない。
【０００８】
さらに、サスペンションリンク６とサブフレーム５とが、コイルスプリングからなるバネ部材８で連結されている。このバネ部材８は、第２反力発生装置を構成する。バネ部材８の軸は、図１のように、車両前後方向からみて、水平に対し上下に所定角度だけ傾斜して配置されている。図１では、上記バネ部材８は、サスペンションリンク６側取付け点よりもサブフレーム５側取付け点が上方に位置している。これによって、車輪１の上下方向へのストロークに伴い、サブフレーム５に対してサスペンションリンク６が上下方向に揺動して、上記サスペンションリンク６とサブフレーム５との相対変位分だけバネ部材８が伸縮する。その伸縮に応じて、バネ部材８は、車両前後方向からみて斜め方向の反力Ｒ２、つまり上下方向成分を有する反力をサブフレーム５に対し入力可能となる。
【０００９】
（作用効果）
例えば、車輪１がバウンドしてアクスル２が上方に変位すると、サスペンションスプリング７には、図２ように、上向きの力Ｆが作用し、その反作用でサスペンションリンク６に対して下向き反力Ｒ１を入力する。この反力は、サスペンションリンク６の内端部に連結するサブフレーム５を下方向に変位する力となって、サブフレーム５に下向きの荷重として作用し、その荷重は、サブフレーム５の車体３への取付け部であるインシュレータ４に下向きの荷重ｆ１として負荷される。
【００１０】
また、車輪１がバウンドしてアクスル２が上方に変位すると、サスペンションリンク６は上方に変位して、サブフレーム５に対してサスペンションリンク６が近づくように相対変位してバネ部材８には縮み方向の力が入力される結果、図３に示すように、その反作用として、バネ部材８は斜め上方に向かう反力Ｒをサブフレーム５に対し入力する。そして、その反力Ｒ２の上下方向成分によって、サブフレーム５の車体３への取付け部であるインシュレータ４に上向きの荷重ｆ２として負荷される。
【００１１】
上記荷重ｆ２は、上記サスペンションスプリング７による上下方向荷重ｆ１とは反対方向の荷重であるので、サスペンションスプリング７の反力によってサブフレーム５から車体３へ入力される荷重を低減する。すなわち、サブフレーム５の上下揺動が小さく抑えられると共に、サスペンションスプリング７の反力によって生じる、サブフレーム５から車体３に伝達される力も打ち消し若しくは低減することが可能となる。
【００１２】
上記説明は車輪１がバウンドしたときの場合であるが、車輪１がリバウンドした場合には、サスペンションスプリング７による荷重ｆ１が下向きの荷重となり、バネ部材８による荷重ｆ２が上向きの荷重となって同様な作用効果を発生する。
ここで、バネ部材８のバネ係数を調整したり、バネ部材８の軸の傾斜角度を調整したりするなどして、荷重ｆ２が荷重ｆ１と等しくなるように調整することが、上記スプリング反力による影響を打ち消す上で好ましい。なお、上記バネ部材８を構成するコイルスプリングは１本に限定されず、例えば２本以上設けても良い。
【００１３】
また、本実施形態では、上述の従来技術のように、サスペンションスプリング７の上端部側と、サスペンションリンク６とサブフレーム５との連結部付近との間を跨ぐように接続部材を配置する必要が無い分、上記作用効果を発揮するための機構を構成する第２反力発生装置を、他の部品との干渉を回避しつつ配置することが可能となる。
【００１４】
（応用）
上記実施形態では、第１反力発生部材としてサスペンションスプリング７を例示したが、減衰力発生装置であるショックアブソーバであっても良い。この場合には、上記第２反力発生装置もショックアブソーバなどの減衰力発生装置であることが、反力発生の位相を同期出来る点で好ましい。すなわち、第１反力発生装置による反力と第２反力発生装置による反力の位相が同相の場合に、効率よく上記作用効果を発揮するので、同一種類の反力発生装置とすることが好ましい。例えば、上述のように、第１反力発生装置がサスペンションスプリング７などの弾性体であれば、第２反力発生装置もバネ部材８が好ましく、また、第１反力発生装置がショックアブソーバであれば、第２反力発生装置もショックアブソーバなどの減衰力発生装置であることが好ましい。
【００１５】
また、上記説明では、第１反力発生装置として、サスペンションスプリング７と車体３とを連結する部材が、サスペンションスプリング７若しくはショックアブソーバの一方の場合で説明したが、サスペンションスプリング７に対して、サスペンションスプリング７及びショックアブソーバの両方の下部取付け部を取り付けるようにして、第１反力発生装置が、サスペンションスプリング７とショックアブソーバの両方から構成されていても良い。この場合には、第２反力発生装置を、バネ部材８及び減衰力発生装置の両方から構成することが、上記作用効果を効率よく発揮するためには好ましいが、バネ部材８若しくは減衰力発生装置の一方から第２反力発生装置を構成してもよい。例えば、第１反力発生装置が、サスペンションスプリング７とショックアブソーバの両方から構成されている場合に、第２反力発生装置をバネ部材８のみから構成した場合には、少なくともサスペンションスプリング７の反力による影響を低減することが可能である。
【００１６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部材などについては同一の符号を付して説明する。
（構成）
本実施形態の基本構成は上記第１実施形態と同様であるが、第２反力発生装置を捩りバネ部材８であるトーションバー１０から構成したものである。すなわち、構面図である図４及び平面図である図５に示すように、サスペンションリンク６の内端部がトーションバー１０を介してサブフレーム５に連結している。
【００１７】
次に、その構造について説明する。なお、本実施形態では、図５のように、サスペンションリンク６は、車幅方向に軸を向けて配置され、サブフレーム５に対して車両前後方向を揺動軸として連結される場合を例に説明する。
バネ部材８を構成するトーションバー１０は、上記揺動軸と同軸に配置されると共に、車両前後方向前端部側がサブフレーム５に対して第１ブラケット１１を介して回動不能に固定されている。
また、トーションバー１０の車両前後方向後端部に対し、サスペンションリンク６の内端部が固定されていると共に、当該トーションバー１０のサスペンションリンク６連結点の前後が、第２ブラケット１２を介して軸回転可能な状態でサブフレーム５に支持されている。
【００１８】
（作用効果）
この実施形態では、車輪１がバウンドしてアクスル２が上方に変位すると、サスペンションリンク６は上方に変位（回動）して、トーションバー１０に、車両後方から見て（図４で）時計回りのトルクが入力され、そのトルクに対する反時計回りの反力が、サスペンションリンク６に対しサブフレーム５に入力される結果、サブフレーム５には上方に向かう成分を有した力が作用する。
これによって、上記第１実施形態と同様な作用効果を発揮する。
【００１９】
また、本実施形態では、第１実施形態のように、サスペンションリンク６とサブフレーム５との間を車両前後方向からみて斜めに架け渡すようにバネ部材８を配置する必要がないので、その分、レイアウト上の自由度が向上する。
また、バネ部材８として本実施形態のようにトーションバー１０を採用すると、サスペンションリンク６のサブフレーム５への取付け部に上下力が掛からないか低減することが出来る。
【００２０】
ここで、図５のように、アクスル２とサスペンションコイル下端部のリンク取付け点までの距離をＬ１，そのリンク取付け点からサスペンションリンク６のリンクのサブフレーム５側取付け点までの距離をＬ２とし、また、サスペンションスプリング７のバネ係数をｋ１，トーションバー１０のバネ係数をｋ２とした場合に、下記（１）式を満足するように、相対的にバネ部材８のバネ係数ｋ２を設定することで、サスペンションスプリング７の反力によって、サブフレーム５を車体３に弾性支持するインシュレータ４に発生する上下方向荷重を打ち消すことができる。
ｋ２  ＝  ｛Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）2｝・ｋ１    ・・・（１）
【００２１】
次に、（１）式を満足することで、上記サスペンションスプリング７による荷重が打ち消すことができる理由を説明をする。
サスペンションスプリング７に着目して、図６のように、アクスル２がＸ０だけ上方にストロークし、アクスル２に対し下方の力であるＦ０が作用したとすると、力の釣合いから次の式が求められる。
Ｆ１  ＝（（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ２）・Ｆ０
Ｆ２  ＝−（Ｌ１／Ｌ２）・Ｆ０
【００２２】
また、トーションバー１０に着目して、図７のように、アクスル２がｘ０だけ上方にストロークし、アクスル２に対し下方の力ｆ０が作用したとすると、下記式のように記載出来る。
ｘ０  ＝  ｆ０／（（Ｌ１＋Ｌ２）・ｋ２）
そして、ｘ０  ＝Ｘ０であるので、
ｘ０＝Ｘ０＝  Ｆ０÷（（Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２））・ｋ１）
また、力の釣合いから、ｆ２＝ｆ０で有るので、
ｆ２＝ｆ０＝（Ｌ１＋Ｌ２）・ｋ２・Ｘ０    ・・・（２）
Ｆ２＝−（Ｌ１／Ｌ２）・Ｆ０＝−（（Ｌ２・ｋ１）／（Ｌ１＋Ｌ２））・Ｘ０
・・・（３）
【００２３】
そして、Ｆ２をｆ２で打ち消す条件であるｆ２＋Ｆ２＝０に、上記（２）式及び（３）式を代入して、Ｘ０を左右の辺から消去すると、
（Ｌ１＋Ｌ２）・ｋ２  −（（Ｌ２・ｋ１）／（Ｌ１＋Ｌ２））  ＝０
この式を変形すると、上記（１）式と同じ、下記式となる。
ｋ２  ＝｛Ｌ２／（Ｌ１＋Ｌ２）2｝・ｋ１
その他の構成及び作用効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００２４】
（応用）
ここで、上記実施形態では、トーションバー１０を、サスペンションリンク６の内端部の上下揺動軸と同軸に配置した場合で説明しているが、これに限定されない。例えば、図８のように、サスペンションリンク６の内端部をゴムブッシュを介して連結すると共に、上記揺動軸よりも車輪１側の位置に当該揺動軸と平行に配置した状態で当該トーションバー１０をサスペンションリンク６に連結しても良い。この場合でも、こじれ防止のためにできるだけ揺動軸に近づけて配置することが好ましい。
【００２５】
また、上記実施形態では、トーションバー１０の前端部側をサブフレーム５に固定し、トーションバー１０の後端部側にサスペンションリンク６を連結した場合を例示しているが、トーションバー１０に対するサブフレーム５及びサスペンションリンク６の固定位置は上記位置に限定されない。例えば、トーションバー１０の前後両端部をサブフレーム５に固定し、トーションバー１０の中央部にサスペンションリンク６を連結したりしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係る車両前後方向からみた概略構成図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンションスプリングの反力が作用した場合を説明する概略構成図である。
【図３】本発明に基づく第１実施形態に係るバネ部材の反力が作用した場合を説明する概略構成図である。
【図４】本発明に基づく第２実施形態に係る車両前後方向からみた概略構成図である。
【図５】本発明に基づく第２実施形態に係る上方からみた概略構成図である。
【図６】（１）式を説明するための図である。
【図７】（１）式を説明するための図である。
【図８】本発明に基づく第２実施形態に係る車両前後方向からみた別例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  車輪
２  アクスル（車輪支持部材）
３  車体
４  インシュレータ
５  サブフレーム
６  サスペンションリンク
７  サスペンションスプリング
８  バネ部材
１０  トーションバー
【図１】
2007308086.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】
2007308086.tif 000008
【図７】
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【図８】
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