(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディの背面にバックドアにより開閉される開口を有し、前記ボディの後部の剛性が前部の剛性よりも低いワンボックス車の後部において、車輪を回転自在に支持する車輪支持体と、その車輪支持体が取付けられるサスペンションアームと、そのサスペンションアームと前記ボディとを連結するショックアブソーバと、前記サスペンションアームと前記ボディとの間に取付けられるコイルスプリングとを備えるサスペンション装置であって、
前記コイルスプリングは、前記サスペンションアームに固定されたバネ受けに下方から支えられて、その上端が前記ボディの下端に連結されており、
前記ショックアブソーバの上端はボディのアブソーバ受け部に連結され、そのショックアブソーバの下端は前記サスペンションアームの車幅方向外側に配置された状態で、そのサスペンションアームに連結されており、
前記ワンボックス車の後部の左右両側に配置された前記ショックアブソーバの中心軸線が、前記ボディの横断面におけるボディの捩じれ中心もしくはその近傍で交差するように、左右のショックアブソーバが傾斜して配設されていることを特徴とするサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のボディを支え、路面からの振動や衝撃を緩和して乗り心地の向上を図るサスペンション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０にワンボックス車の模式縦断面図（Ａ図）と、一般的なリヤサスペンション装置の模式側面図（Ｂ図）、図１１にそのワンボックス車の模式横断面図を示す。
リヤサスペンション装置５０は、車輪２が取付けられるサスペンションアーム５２を備えている。サスペンションアーム５２は、前端側が連結部材５２ｃによって車両１のボディ３に上下回動可能な状態で連結されており、後端側がショックアブソーバ５４を介してボディ３に連結されている。ショックアブソーバ５４は一般的に、図１１（Ａ）に示すように、車両１の横断面において直立した状態で設置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したようにショックアブソーバ５４が直立状態で設置されると、路面Ｅから車輪２に加わる力Ｆはショックアブソーバ５４を介して上下方向からボディ３に加わる。このため、例えば車両１が悪路等を走行する際に左右の車輪２における上下運動の位相が反転し、左右のショックアブソーバ５４からボディ３に対して逆向きの力Ｆが瞬間的に加わると、図１１（Ｂ）に示すように、ボディ３の捩じれ中心（回転中心）Ｔの回りにモーメントＦ×Ｌが発生する。ここで、Ｌは、ショックアブソーバ５４の中心軸線Ｋと、ボディ３の後部の捩じれ中心Ｔとの間の距離である。
【０００４】
ワンボックス車１は一般的にボディ３の背面にバックドアによって開閉される開口を有するため、ボディ３の後部の剛性が前部の剛性と比較して低い。このため、ボディ３の後部の捩じれ中心Ｔ回りのモーメントＦ×Ｌが大きくなると、このモーメントによりボディ３の後部が捩じれ、さらにそのボディ３が復元することで発生する振動が共振し、乗り心地が悪くなる。なお、図１０（Ａ）の点線Ｔはボディ３の前後方向における捩じれ中心を表している。
【０００５】
上記問題点を解決するために、ボディ３の後部が捩じれないように補強材等でボディ３の後部の剛性を高めることも考えられるが、この方法によると大幅なコスト高になるとともに、質量も増加するため現実的ではない。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ボディの捩じれ中心回りのモーメントを低減させて、ボディの捩じれ振動を抑制することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、ボディの背面にバックドアにより開閉される開口を有し、前記ボディの後部の剛性が前部の剛性よりも低いワンボックス車の後部において、車輪を回転自在に支持する車輪支持体と、その車輪支持体が取付けられるサスペンションアームと、そのサスペンションアームと前記ボディとを連結するショックアブソーバと、前記サスペンションアームと前記ボディとの間に取付けられるコイルスプリングとを備えるサスペンション装置であって、前記コイルスプリングは、前記サスペンションアームに固定されたバネ受けに下方から支えられて、その上端が前記ボディの下端に連結されており、前記ショックアブソーバの上端はボディのアブソーバ受け部に連結され、そのショックアブソーバの下端は前記サスペンションアームの車幅方向外側に配置された状態で、そのサスペンションアームに連結されており、前記ワンボックス車の後部の左右両側に配置された前記ショックアブソーバの中心軸線が、前記ボディの横断面におけるボディの捩じれ中心もしくはその近傍で交差するように、左右のショックアブソーバが傾斜して配設されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、ショックアブソーバの中心軸線とボディの捩じれ中心間の距離が零あるいは小さな値となる。これによって、左右の車輪から前記ショックアブソーバを介してボディに加わる力による捩じれ中心回りのモーメントが零あるいは非常に小さな値となる。したがって、左右のショックアブソーバからボディに加わる力によって前記ボディが捩じれ難くなり、そのボディの捩じれに起因した振動を抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、図１〜図９に基づいて本発明の実施形態１に係るサスペンション装置の説明を行う。本実施形態は、ワンボックス車のリヤサスペンション装置に本発明を適用したものであり、図１（Ａ）はワンボックス車（以下、車両という）の模式縦断面図、図１（Ｂ）はワンボックス車の模式横断面図、図２はリヤサスペンション装置の全体斜視図、図３〜図６はリヤサスペンション装置におけるショックアブソーバの取付け詳細図である。なお、車両の幅方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、及び高さ方向をＺ方向として以下の説明を行う。
【００１０】
リヤサスペンション装置１０は、図２に示すように、車輪２を回転自在に支持する車輪支持体１２ｈと、その車輪支持体１２ｈが取付けられるサスペンションアーム１２と、左右のサスペンションアーム１２を繋ぐトーションビーム１４とを備えている。なお、図２では、車輪２が省略されている。
【００１１】
左右のサスペンションアーム１２とトーションビーム１４との接続部分にはコイルスプリング１５を下方から支えるバネ受け１５ｕがほぼ水平に固定されている。コイルスプリング１５は、サスペンションアーム１２等とボディ３との間で衝撃を吸収する部材であり、図４〜図６等に示すように、その上端１５ｒがボディ３の下端に連結されている。ここで、図４はリヤサスペンション装置１０の右車輪２の部分を表す背面図、図５は同じく平面図、図６は同じく側面図（図４のVI −VI矢視図）を表している。
【００１２】
サスペンションアーム１２の前端部には、図２、図６に示すように、連結部材１２ｃが設けられており、それらの連結部材１２ｃを介してサスペンションアーム１２及びトーションビーム１４がボディ３に上下回動可能な状態で連結されている。また、サスペンションアーム１２の後端部には、図４に示すように、アブソーバピン１６がＸ方向に通されており、そのアブソーバピン１６の係止部１６ｋがサスペンションアーム１２の外側面１２ｅから車両外方に所定寸法だけ突出している。そして、その係止部１６ｋにショックアブソーバ２０の下端連結部２２が連結されている。
【００１３】
ショックアブソーバ２０は、コイルスプリング１５とともに路面からの振動を減衰させる部材であり、ボディ３とサスペンションアーム１２との間に設置される。ショックアブソーバ２０は上下に連結部２２，２４を備えており、前述のように下端連結部２２がサスペンションアーム１２の係止部１６ｋに連結され、上端連結部２４がボディ３のアブソーバ受け部３ａに連結される。
【００１４】
ショックアブソーバ２０は、その中心軸線Ｋが、図６に示すように、車両１の縦断面において鉛直線に対して角度αだけ後方に傾斜している。また、ショックアブソーバ２０はその中心軸線Ｋが、図４に示すように、車両１の横断面において鉛直線に対して角度θだけ車両１の幅方向内側に傾斜している。
【００１５】
そして、左右のショックアブソーバ２０におけるそれぞれの中心軸線Ｋが車両１の横断面においてボディ３の捩じれ中心位置Ｔあるいはその近傍上下位置で交差している（図３、図４参照）。なお、図４は、それぞれの中心軸線Ｋがボディ３の捩じれ中心位置Ｔにおいて交差している状態を表している。即ち、前記角度θは、左右のショックアブソーバ２０におけるそれぞれの中心軸線Ｋがボディ３の捩じれ中心位置Ｔあるいはその近傍上下位置で交差するように設定される。以後、角度θをショックアブソーバ２０の取付け角度と呼ぶ。
【００１６】
次に、ボディ３の捩じれ及び捩じれ中心Ｔについて説明する。
ボディ３の捩じれは、車両１が悪路等を走行するときに車輪２の上下運動の位相が左右で反転するときに発生する。車輪２の上下運動はサスペンション装置で減衰されてボディ３に伝わる。このとき、サスペンション装置からボディ３に伝わる力（入力）は一般的にショックアブソーバ２０からの入力Ｆが支配的である。このため、左右のショックアブソーバ２０における中心軸線Ｋをボディ３の後部の捩じれ中心Ｔで交差させるようにすれば、図３に示すように、入力Ｆによる捩じれ中心Ｔ回りのモーメントが零になり、ボディ３に対してそのボディ３の後部を捻じるような力が働かなくなる。
【００１７】
前述のように、ワンボックス車１のボディ３は運転席等がある前部と比較して後部の剛性が低いため、ボディ３の捩じれは主として後部において問題になる。このため、本実施形態に係る車両１では、リヤサスペンション装置１０の左右のショックアブソーバ２０の中心軸線Ｋをボディ３の後部の捩じれ中心Ｔで交差させるようにしている。
なお、前部と後部とでボディ３の形状及び重心等が異なるため、図１（Ａ）に示すように、ボディ３の捩じれ中心Ｔは前後において相違する。しかし、捩じれが発生し易いボディ３の後部では、捩じれ中心Ｔはボディ３の前後方向においてほぼ一定である。
【００１８】
次に、図７に基づいて、ボディ３の捩じれ中心Ｔを求める方法について説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）は、ボディ３の後部横断面図であり、ボディ３の側壁部と天井部とは省略されている。ボディ３の捩じれ中心Ｔは、ボディ３の剛性や重心等に関係するため、そのボディ３に内装部品が組付けられていない状態（半完成車）と、ボディ３に内装部品（シート８等）が組付けられている状態（完成車）とで異なる。このため、ボディ３の捩じれ中心Ｔは完成車の状態で求める。
【００１９】
先ず、ショックアブソーバ２０が連結されるボディ３のアブソーバ受け部３ａに振動加速度センサ９ａ，９ｂが固定される（図７（Ｃ）参照）。振動加速度センサ９ａ，９ｂは、上下方向振動加速度を測定する第一振動加速度センサ９ａと、水平方向振動加速度を測定する第二振動加速度センサ９ｂとが使用され、その第一振動加速度センサ９ａがアブソーバ受け部３ａの下面に、また第二振動加速度センサ９ｂがアブソーバ受け部３ａの側面に固定される。
アブソーバ受け部３ａに振動加速度センサ９ａ，９ｂがセットされると、アブソーバ受け部３ａに対して下方からハンマー等により一定の力Ｆの打撃が加えられる（図７（Ａ）参照）。そして、このときのアブソーバ受け部３ａの振動加速度が第一振動加速度センサ９ａ及び第二振動加速度センサ９ｂにより測定される。
【００２０】
ハンマーによる打撃で、ボディ３は捩じれ中心Ｔの回りを右回りに回動し、さらにその捩じれ中心Ｔの回りを左回りに復元しようとするため、そのボディ３のアブソーバ受け部３ａは捩じれ中心Ｔを中心とする円Ｒの接線方向に振動する。アブソーバ受け部３ａの振動の大きさとその方向は、第一振動加速度センサ９ａの測定値と第二振動加速度センサ９ｂの測定値とをベクトル的に合成すれば求められる。アブソーバ受け部３ａは左右対称であるから、左右のアブソーバ受け部３ａから振動方向Ｓに対して直角な仮想直線Ｊを引けば、各々の仮想直線Ｊの交点がボディ３の捩じれ中心Ｔとなる。
【００２１】
次に、図７（Ｂ）に示すように、アブソーバ受け部３ａに対して側方からハンマー等による打撃が加えられ、このときのアブソーバ受け部３ａの振動加速度が第一振動加速度センサ９ａ及び第二振動加速度センサ９ｂにより測定される。ハンマーによる打撃でボディ３は捩じれ中心Ｔの回りを左回りに回動し、さらにその捩じれ中心Ｔの回りを右回りに復元しようとするため、ボディ３のアブソーバ受け部３ａは同じく捩じれ中心Ｔを中心とする円Ｒの接線方向に振動する。したがって、第一振動加速度センサ９ａの測定値と第二振動加速度センサ９ｂの測定値とからアブソーバ受け部３ａの振動方向Ｓｒを求め、左右のアブソーバ受け部３ａから振動方向Ｓｒに対して直角な仮想直線Ｊを引けば、各々の仮想直線Ｊの交点がボディ３の捩じれ中心Ｔとなる。
このような方法で、ボディ３の捩じれ中心Ｔを複数回求めることにより、捩じれ中心Ｔの測定精度が向上する。
【００２２】
次に、図８、図９に基づいて、特定車種の車両１につき加振実験を行った結果を説明する。
加振実験は、ショックアブソーバ２０が存在しない状態で、ボディ３の左側のアブソーバ受け部３ａに対し、角度θを変えながら単位加振力Ｆを加え、このときの後部シート８の左右方向の振動加速度レベルＧを測定することにより行った。ここで、ショックアブソーバ２０の上端連結部２４をボディ３の左側のアブソーバ受け部３ａに連結し、そのショックアブソーバ２０を介してアブソーバ受け部３ａに単位加振力Ｆを加えた場合も、ショックアブソーバ２０が存在しない状態でアブソーバ受け部３ａに対し、ショックアブソーバ２０と同方向から単位加振力Ｆを加えた場合も振動加速度レベルＧは結果的に等しい。このため、単位加振力Ｆが加えられる角度θ（鉛直線を基準にした角度）をショックアブソーバ２０の取付け角度θとみなすことができる。
【００２３】
また、後部シート８の左右方向の振動はボディ３の捩じれに起因した振動とほぼ比例するため、後部シート８の左右方向の振動加速度レベルＧを測定することで、ボディ３の捩じれに起因した振動レベルを間接的に測定することができる。なお、後部シート８の左右方向の振動加速度レベルＧは、後部シート８のシートバック８ｂの上端に装着された第三振動加速度センサ９ｃ（図８参照）によって測定される。
【００２４】
図８は、単位加振力Ｆ（１Kgf）で加振したときの、後部シート８の共振周波数である18Hzにおける単位加振力Ｆが加えられる角度θ（ショックアブソーバ２０の取付け角度θ）と後部シート８の左右方向の振動加速度レベルＧとの関係を表すグラフである。図８における縦軸は、後部シート８の左右方向の振動加速度レベルＧ（単位はdB）、横軸は単位加振力Ｆが加えられる角度θ（deg）を表している。
【００２５】
角度θ＝０の方向から単位加振力Ｆが加えられた状態、即ち、ショックアブソーバ２０が直立状態では後部シート８の左右方向の振動加速度レベルＧ（以下、振動加速度レベルＧという）は41 dBとなる。角度θが正方向に増加してショックアブソーバ２０がボディ３の内側方向に傾斜すると、角度θの増加に伴なって振動加速度レベルＧは減少する。例えば、角度θ＝22.5°で、振動加速度レベルは37 dBとなる。そして、角度θ＝52.5°のとき、即ち、ショックアブソーバ２０の中心軸線Ｋがボディ３の捩じれ中心Ｔ上に位置する角度となったときに、振動加速度レベルＧがほぼ0 dBに近づく（詳しくは、図９参照）。
【００２６】
角度θがθ＝52.5°からさらに増加すると、角度θの増加に伴って振動加速度レベルＧは増加する。そして、角度θが90°となったとき、即ち、ショックアブソーバ２０が水平の状態（実際には有り得ない）で、振動加速度レベルＧは39dBとなる。
また、ショックアブソーバ２０が直立の状態（角度θ＝０の状態）から角度θが負方向に増加してショックアブソーバ２０がボディ３の外側方向に傾斜すると、角度θの増加に伴なって振動加速度レベルＧは増加する。なお、ショックアブソーバ２０が負方向に角度15°以上傾斜することは実際には有り得ないため、この範囲におけるデータの説明は省略する。
【００２７】
上記したように、ショックアブソーバ２０がボディ３の捩じれ中心Ｔを指向する角度、即ち、ショックアブソーバ２０の中心軸線Ｋがボディ３の捩じれ中心Ｔ上に位置する角度（θ＝52.5°）に近づくにつれて振動加速度レベルＧが減少するため、ショックアブソーバ２０の取付け角度θを52.5°あるいはそれに近い値に設定すれば、ボディ３の捩じれに起因した振動を大幅に低減することができる。図８のグラフにより、ショックアブソーバ２０の取付け角度θは、振動加速度レベルＧが28dB以下になるθ＝52.5°±15°の範囲内に設定するのが好ましい。
【００２８】
ここで、図８における実験値（■参照）を結ぶことにより得られた曲線Ｗは、Ｇ＝Ｇ１Cosθ+Ｇ２Sinθで近似される。ここで、Ｇ１は、角度θ＝０のときの振動加速度レベル（41dB）であり、Ｇ２は、角度θ＝90°のときの振動加速度レベル（39dB）である。
【００２９】
図９は、ボディ３のアブソーバ受け部３ａを単位加振力Ｆで加振したときの振動周波数ｆとシート左右方向振動加速度レベルＧとの関係を表すグラフである。図９において、Ｇ１は、角度θ＝０に設定された場合（ショックアブソーバ２０が直立状態）のグラフであり、Ｇ０は、角度θ＝52.5°に設定された場合（ショックアブソーバ２０がボディ３の捩じれ中心Ｔを指向した状態）のグラフである。このグラフから明らかなように、Ｇ１ではピークに達していたシート共振周波数である18Hz付近の振動加速度レベルＧが、Ｇ０では大幅に低減されている。
【００３０】
ここで、車両の種類が異なればボディ３の捩じれ中心Ｔも変わるため、ボディ３の振動が最小となるショックアブソーバ２０の取付け角度θも変化する。しかし、車両の種類如何に関わらず、ショックアブソーバ２０がボディ３の捩じれ中心Ｔを指向する角度θで設置されているときに、そのボディ３の振動が最小になることは疑いない。したがって、ショックアブソーバ２０がボディ３の捩じれ中心Ｔを指向する角度θがθＴであるときに、
θＴ±15°の範囲内でショックアブソーバ２０を設置すれば、前記振動を大幅に低減させることができる。
【００３１】
上記したように、本実施形態に係るサスペンション装置１０によると、ショックアブソーバ２０の中心軸線Ｋとボディ３の捩じれ中心Ｔ間の距離が零あるいは小さな値となるため、左右の車輪２から左右のショックアブソーバ２０を介してボディ３に加わる力Ｆによる捩じれ中心Ｔ回りのモーメントが零あるいは非常に小さな値となる。したがって、左右の車輪２からボディ３に加わる力Ｆによってボディ３が捩じれ難くなり、そのボディ３の捩じれに起因した振動を抑制することができる。このため、ボディ３の補強等が不要になる。
【００３２】
また、ショックアブソーバ２０における下端連結部２２は、車輪２を支持するサスペンションアーム１２の係止部１６ｋに連結されており、その係止部１６ｋはサスペンションアーム１２の外側面１２ｅから車両外側に突出して形成されている。即ち、ショックアブソーバ２０における下端連結部２２は車輪２とサスペンションアーム１２間に配置されている。このため、車輪２と反対側のサスペンションアーム１２の内側面にショックアブソーバ２０の下端連結部２２を配置する一般的なサスペンション構造と比較して、ショックアブソーバ２０の傾斜可能範囲を広くとれる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によると、左右の車輪からショックアブソーバを介してボディに加わる力による捩じれ中心回りのモーメントが零あるいは非常に小さな値となるため、左右のショックアブソーバからボディに加わる力によってそのボディが捩じれ難くなり、前記ボディの捩じれに起因した振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るリヤサスペンション装置を装着した車両の模式縦断面図（Ａ図）及びその車両の模式横断面図（Ｂ図）である。
【図２】本発明の実施形態１に係るリヤサスペンション装置の全体斜視図である。
【図３】リヤサスペンション装置におけるショックアブソーバの取付け模式図である。
【図４】リヤサスペンション装置の右車輪の部分を表す背面図である。
【図５】リヤサスペンション装置の右車輪の部分を表す平面図である。
【図６】リヤサスペンション装置の右車輪の部分を表す側面図（図４のVI -VI矢視図）である。
【図７】ボディの捩じれ中心を求める方法を表す模式図（Ａ図、Ｂ図）及び振動加速度センサの取付け状態を表す側面図（Ｃ図）である。
【図８】単位加振力Ｆで加振したときの振動周波数18Hzにおける単位加振力Ｆが加えられる角度θとシート左右方向振動加速度レベルＧとの関係を表すグラフである。
【図９】単位加振力Ｆで加振したときの振動周波数ｆとシート左右方向振動加速度レベルＧ１、Ｇ０との関係を表すグラフである。
【図１０】従来のリヤサスペンション装置を装着した車両の模式縦断面図（Ａ図）及びそのリヤサスペンション装置の模式側面図（Ｂ図）である。
【図１１】従来のリヤサスペンション装置を装着した車両の模式横断面図（Ａ図）及びボディが捩じれる様子を表す図面（Ｂ図）である。
【符号の説明】
Ｔ      ボディの捩じれ中心
Ｋ      中心軸線
２      車輪
３      ボディ
１２    サスペンションアーム
２０    ショックアブソーバ
２２    下端連結部
２４    上端連結部
【図１】
0003861611.tif 000002
【図２】
0003861611.tif 000003
【図３】
0003861611.tif 000004
【図４】
0003861611.tif 000005
【図５】
0003861611.tif 000006
【図６】
0003861611.tif 000007
【図７】
0003861611.tif 000008
【図８】
0003861611.tif 000009
【図９】
0003861611.tif 000010
【図１０】
0003861611.tif 000011
【図１１】
0003861611.tif 000012