JPH01190510A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は操舵輪を支持するための車両のサスペンション
装置に関するものである。

（従来技術） 操舵輪を支持するサスペンション装置にあって−は、サ
スペンションアームによって、Ｌ下動自在かつ転舵自在
とし、て車体に支持されるナックルを有し、このす・二
・クルに操舵輪が取付けられる。このナックルは、さら
に、ナックルアームな有して、ナックルアームに対して
操舵力が入力されることにより操舵輪が転舵されること
になる。

ところで、車両のサスペンション装置にあっては、操安
性確保および乗心地確保の点から、前後力を受けた際に
は車輪が前後方向に比較的容易に動き得ることが望まれ
、逆に横力を受けた際には車輪が勝手に動かないように
することが望まれる。このようなことは、車輪が操舵輪
である場合にも同様に要求される。

上述のような観点がら、操舵輪が前後方向には動き易く
、かつ横方向には動きにくくするサスペンション装置と
して、米国特許明細書４，１５５．５６６および２．８
８２．０６５のようなものが提案されている。この各米
国特許明細書記載のものは、いずれも、ナックルを上分
割ナックルと下分割ナックルとの２分割構成とすると共
に、この上下の分割ナックルを、弾性部材を利用して、
前後方向には軟らかくかつ横方向には硬くなるように結
合しである。

より具体的には、米国特許明細３４，１５５゜５６６に
あっては、下分割ナックルに、スピンドル（操舵輪の取
付部）およびナックルアームを設けると共に、車幅方向
内側に向けて伸びる連結軸を形成して、この連結軸に対
して、上分割ナックルの下端部を回転自在に結合してい
る。そして、下分割ナックルには、上記上分割ナックル
の下端部を囲むように支持筒を一体的に形成して、この
支持筒と上分割ナックルとの間に弾性部材を介装させで
ある。これにより、上分割ナックルは、連結軸を中心に
して、弾性部材の弾性変形の範囲内において容易に揺動
し得る一方、上分割ナックルは連結軸の軸線に対しては
傾きを生じにくくなっている。換言すれば、上分割ナッ
クルの連結軸を中心にした揺動が生じ易いということは
、前後力を受けた際に操舵輪が容易にｒｆ後方向に動き
得ることとなり、また上分割ナックルが連結軸に対して
傾き難いということは、横力を受けた際の操舵輪の横方
向の動きが規制されることになる。

また、前記米国特許明細書２，８８２．０６５のものも
、ナックルが上分割ナックルと下分割ナックルとの２つ
の分割構成とされて、下分割ナックルに対してスピンド
ルおよびナックルアームか設けられる他、車幅方向内側
へ伸びる連結軸を有する。そして、この連結軸に対して
上分割ナックルの下端部を回転自在に結合する一方、下
分割ナックルをこの上分割ナックルを少なくとも前後方
向がら囲むような支持部を設けて、この支持部と上分割
ナックルとの間、すなわち上分割ナックルを挟んで前後
にそれぞれ弾性部材を介装させである。

これにより、米国特許明細書４，１５５．５６６と同じ
ように、上分割ナックルの下分割ナックルに対する揺動
を許容しつつ横方向の相対変化を規制している。

そして、前記米国特許明細書記載のものは、上分割ナッ
クルが上サスペンションアームを介して車体に連結され
ると共に、上分割ナックル糸上サスペンションアームな
介して車体に連結されて、この下分割ナックルに対して
操舵輪の取付部とナックルアームとが形成されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、制動時には、制動力安定性というもの、換言
すれば操舵輪が極力直進しようとする傾向が求められる
ことになる。このためには、いわゆるキャスタトレール
を増大することが一つの解決手法として知られている。

このような観点から前記米国特許明細書のものを考察し
てみると、制動時において発生するモーメントすなわち
操舵輪の回転中心となるスピンドル回りのモーメントは
、結局のところ、操舵輪が取付けられた下分割ナックル
を、そのサスペンションアームに対する連結部分を中心
として、当該スピンドルを前方へ変位させるような力と
じて作用することになる（上記連結部分は事実上剛体的
な不動点とみることができる）。このことは、キャスタ
トレールを小さくしてしまうことになり、制動安定性確
保という観点から好ましくないものとなる。

次に、前記米国特許明細書のものにおいて、制動時にさ
らに前方からの外力（後方への外力）が作用した場合を
考えてみる。この場合は、前方からの外力と制動に伴な
って発生するスピンドル回りのモーメントとが互いに打
消し合う方向に作用してしまうことになる。このため、
制動時には、上分割ナックルと下分割ナックルとの前後
方向における相対移動というものが生じ難くなって、す
なわち前後方向に硬くなってしまって、乗心地確保の上
で好ましくないものとなる。

したがって、本発明の目・的は、ナックルと上ナックル
と下分割ナックルとの２分割構成として、この上下のナ
ックルを前後方向には軟らかく横方向には硬くなるよう
に結合したものを前提として、制動安定性を向上させる
ことができると共に、制動時においても乗心地を十分に
確保し得るようにした車両のサスペンション装置を提供
することにある。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達
成するため１本発明においては次のような構成としであ
る。すなわち、操舵輪を支持するための車輪支持部材が
、前後方向には軟らかくかつ横方向には硬くなるように
結合された第１分側車輪支持部材と第２分側車輪支持部
材との２つの分割体として構成され、前記第１分側車輪
支持部材は、その上端部において七サスペンションアー
ムを介して車体に連結されると共に、操舵輪の取付部が
形成され、前記上分割車輪支持部材は、下サスペンショ
ンアームを介して車体に連結されている、ような構成と
しである。

このような構成とすることにより、操舵輪の後方への変
位が、少なくとも制動時のモーメントを利用して確実に
なされるので、この後方変位分だけキャスタトレールが
増大して、制動安定性が確保される。すなわち、本発明
の場合は、上サスペンションアームに連結される第１分
側車輪支持部材に対して操舵輪の取付部を設けることに
より、前述した米国特許明細書記載のものとは逆に、制
動時のモーメントによって操舵輪の取付部が後方へ変位
されることになる。

また、制動時に合せて操舵輪に対して前方からの外力が
入力された場合、制動時に生じるモーメントは、この前
方からの外力と協働して操舵輪の取付部をより大きく後
方へ変位させる力として作用する。この結果、この前方
からの外力を操舵輪が後方へ大きく変位することにより
十分に吸収して乗心地が確保される。

これに加えて、ナックルアームを、操舵輪の取付部を有
する第１車輪支持部材とは別体の第２車輪支持部材に設
けるようにすれば、操舵輪の前後方向変位に伴なうナッ
クルアームの揺動というものが極力抑制されて、この操
舵輪の前後方向変位に伴うトー変化を防止する上で好ま
しいものとなる。換言すれば、米国特許明細書記載のよ
うに操舵輪の取付部とナックルアームとを同一の分割車
輪支持部材に設けると、操舵輪の前後方向変位はつまる
ところこの操舵輪の取付部を有する分割車輪支持部材し
たがってナックルアームの大きな揺動として表われ、こ
のナックルアームの揺動が事実上操舵を行なったことと
同じことになって、トー変化を生じさせ易いものになっ
てしまう。

（実施例） 以下本発明の実戦例を添付した図面に基づいて説明する
。

ＬＬ夫凰３ 第１図、第２図において。１は車輪支持部材としてのナ
ックルで、これは第１車輪支持部材としての上分割ナッ
クルＩＡと第２車輪支持部材としての下分割ナックルＩ
Ｂとの２分割構成とされている。また、２は上サスペン
ションアーム、３は下サスペンションアームで、該両者
２と３とはそれぞれ車幅方向に伸びるいわゆるＡ型アー
ムとされている。この上サスペンションアーム２．３は
、それぞれ二叉状とされたその車幅方向内端部が、弾性
ブシュ４あるいは５を介して、前後方向に伸びる軸線ｎ
ｌあるいはｆ１２を中心として、車体６に回動自在に連
結されている。　そして、上サスペンションアーム２の
車幅方向外端部が、ボールジヨイント７を介して１分割
ナックル１Ａ上端部に連結され、また下サスペンション
アーム３の車幅方向外端部が、ボールジヨイント８を介
して一ド分割ナックルＩＢの下端部に連結されている。

上分割ナックルＩＡには、その下端部において、車幅方
向外方側へ向けて伸びるスピンドル９が突設されて、こ
のスピンドル９を回転中心として前輪としての操舵輪１
０が回転自在に取付けられるようになっている。なお、
実施例では、操舵輪ｌＯが従動輪の場合を示しである。

一方、下分割ナックル１Ｂには、第２図に示すように、
その下端部において、後方へ伸びるナックルアーム１１
が突設され、このナックルアーム１１の先端部に、ボー
ルジヨイント１２を介してステアリング機構の一部を構
成するタイロッド１３が連結されている。

上分割ナックルＩＡと下分割ナックルＩＢとは、弾性部
材を利用した結合手段１４を介して、前後方向には軟ら
かく横方向には硬くなるように結合されている。この結
合手段１４を含む両分側ナックルＩＡとＩＢとの結合部
分の詳細について、第３図、第４図をも参照しつつ説明
する。

先ず、上分割ナックルＩＡの下端部には、スピンドル９
の若干下方位置よりほぼ東幅方向内方側ｌ＼向けて伸び
る延長アーム２１が形成され、この延長アーム２１の先
端部に、上下方向に開口する保持孔２２が形成されてい
る。この保持孔２２内を、下分割ナックルＩＢが貫通し
ており、所定の結合状態では、この下分割ナックルＩＢ
の上下方向略中間部分が保持孔２２内に位置するように
されている。そして、下分割ナックルＩＢの上端部が、
スピンドル９よりも若干高い位置において、ボールジヨ
イント２３を介して上分割ナックルｌＡに連結されてい
る。

この保持孔２２の前後方向および横方向の長さは、共に
、保持孔２２内にある下分割ナックルＩＢの前後方向お
よび横方向の長さよりも大きくされている。このような
保持孔２２内において、下分割ナックルＩＢの車幅方向
両側には、それぞれ弾性部材を含む結合部材２４が配置
されている。

この結合部材２４は、複数枚の金属板２５と複数個のゴ
ム等の弾性部材２６とを交互に積層、一体化することに
より構成され、このような結合部材２４を介して、下分
割ナックルＩＢと延長アーム２１（保持孔２２の車幅方
向側内周面）とが一体向に結合されている。これにより
、下分割ナックルＩＢは、上分割ナックル１Ａに対して
、ボールジヨイント２３を中心として前後方向（第３図
上下方向）には軟らかくされる一方、横方向に対しては
硬くなるように結合される（弾性部材２６は、第３図上
下方向せん断方向には弾性変形し易く、第３図左右方向
の圧縮、伸び方向には弾性変形し難くなっている）。

次に、以上のような構成の作用について、第１図、第２
図の構成を簡略化して示した第５図をも参照しつつ説明
する。

先ず、仮想キングピン軸ＫＰが、ボールジヨイント７と
８とを結ぶ直線として構成される。この仮想キングピン
軸ＫＰは、ボールジヨイント７．８がサスペンションア
ーム２あるいは３に対する連結部となるため、サスペン
ションアーム２，３が変位しない限り不動状態を保つ事
実上の固定点とみなすことができる。また、スピンドル
９と操舵輪１０の路面Ｓに対する接地点を２とすると、
キャスタトレールは、路面Ｓ上において接地点２から仮
想ＫＰ軸に至るまでの長さとされる。

以上のことを前提として、操舵輪ｌＯに後方への入力が
あった場合を考える。この場合は、スピンドル９に対し
て、第５図Ｆで示す後方への外力が作用する。このとき
、スピンドル９を有する上分割ナックルＩＡは、下分割
ナックルＩＢに対して、スピンドル９がボールジヨイン
ト２３を中心として後方へ揺動変位される（第５図−点
鎖線参照）。同様に、操舵輪１０に前方への入力があっ
た場合には、スピンドル９が前方へ変位する。このよう
にして、前後方向の外力に対してはスピンドル９すなわ
ち操舵輪１０が前あるいは後へ変位することにより、大
きな衝撃が車体６へ伝達されるのが防止され、乗心地が
向上される。

次に、制動力が作用した場合を考える。このときは、第
５図で示すように、スピンドル９を中心として同図反時
計方向のモーメントＭが作用する。このモーメントＭは
、つまるところ、スピンドル９に対して後方へ変位させ
る外力とし、て作用する。すなわち、スピンドル９は、
制動時のモーメントにより、事実上の不動点となるボー
ルジヨイント７を中心にして後方へ揺動変位されて、第
５図１点鎖線で示す位置となる。このスピンドル９が後
方へ変位するということは、キャスタトレールの増大と
なり、このキャスタトレールの増大分だけ直進性が向上
されて、制動安定性の向上となる。すなわち、第５図に
おいて、操舵輪１０に外力が作用しないときのキャスタ
トレールをＴＩで示し、スピンドル９が後方へ変位した
場合のキャスタトレールをＴ２で示しである。そして、
Ｔ２は、△Ｔ　（Ｔ２−ＴＩ）分だけ大きくなる。

上述した制動安定性の向りは、操舵輪１０に後方への外
力Ｆが作用しつつ制動されたときも同じである。制動時
に操舵輪１０に後方への外力が作用するようなときは、
特に制動安定性が要求されるごとになるが、本発明では
この後方への外力と制動に伴なうモーメントとの両方に
よって、この要求を十分に満足させることができる。

ここで、実施例のように、ナックルアーム１１を上分割
ナックルＩＢに設けた場合は、トー変化を防止する上で
好ましいものとなる。すなわち、前述した米国特許明細
書記載にものでは、操舵輪取付部としてのスピンドル９
が前後方向へ変位する際、この変位に相当する分だけ上
分割ナックルＩＢがボールジヨイント８を中心にして大
きく揺動しようとし、この揺動はそのままナックルアー
ム１１の揺動の動きとなる。このようなナックルアーム
１１の揺動は事実上操舵を行なったのと同じこととなっ
て、大きなトー変化を生じさせてしまうことになる。し
かしながら、ナックルアーム１１を、操舵輪１０が取付
けられる上分割ナックル１Ａとは別体の上分割ナックル
１Ｂに設けることにより、操舵輪１０の前後方向の変位
に伴なう上分割ナックルＩＢしたがってナックルアーム
ｌｌの揺動が極力小さいものに抑制されて、トー変化が
抑制されることになる。

１λ叉凰遣 第６図、第７図は本発明の他の実施例を示すものであり
、前記第１実施例と同一構成要素には同一符号を付しで
ある（このことは以下のさらに他の実施例についても同
様である）。

本実施例では、上分割ナックル１Ｂの上端部が二叉状と
されて、スピンドル９よりもかなりＦ方において、弾性
ブシュ３１を介して上分割ナックルＩＡに対して結合さ
れると共に、上分割ナックルＩＢの略中間部分が、スピ
ンドル９の若干下方においてボールジヨイント３２を介
して上分割ナックルＩＡに結合されている。上記二叉状
とされた上分割ナックルＩＢの上端部は、上分割ナック
ルＩＡに対して前後方向に遊びを有するようにして当該
上分割ナックルＩＡを挟んでおり、この遊びの分だけ両
ナックルＩＡとＩＢとが前後方向に容易に動き得るよう
にされている。これに加えて、弾性ブシュ３１は、その
軸心が略前後方向に伸びて、その径方向には硬くかつ軸
心方向には軟らかいものとされている。なお、このよう
な特性を有する弾性ブシュそのものは、従来より種々知
られているのでその詳細な説明は省略する。

本実施例においても、その基本的作用そのものは第１実
施例の場合と同じである。ただし、前後方向の外力が操
舵輪１０に作用した場合は、スピンドル９は、ボールジ
ヨイント３２を中心としつつ弾性ブシュ３Ｊがその軸心
方向に変形することによって、曲後方向変位がなされる
。

１立叉ｌ訓 第８図、第９図は本発明の第３実施例を示すものである
。本実施例は、上分割ナックルＩＡに、それぞれ車幅方
向内方側へ伸びる一対の延長アーム２１．２１を形成し
、この両延長アーム２１．２１に対してそれぞれ上分割
ナックルＩＢを、第３図、第４図に示すような結合手段
１４を利用して結合したものである。

本実施例の場合は、スピンドル９を境に上下の両位置に
おいて、上分割ナックルＩＡと上分割ナックルＩＢとが
前後方向に動き得るようにしであるので、両ナックルＩ
ＡとＩＢとは揺動中心というのを事実上有することなく
、前後方向に相対変位される。

１土叉呈悪 第１０図、第１１図は本発明の第４実施例を示すもので
ある。本実施例では、第８図、第９図のものにおける結
合手段１４に代えて、第６図、第７図に示す弾性ブシュ
３１を利用した結合によって、上分割ナックルＩＡと上
分割ナックルＩＢとを結合したものである。

１１叉里測 第１２図、第１３図は本発明の第５実施例を示すもので
ある。本実施例では、第１０図、第１１図に示す実施例
のものに対して、上下一対の弾性ブシュ３１を結ぶ仮想
連結線が、車幅方向内方側に向かうにつれて上側の弾性
ブシュ３１が第１Ｏ図の場合よりもより低い位置となる
ように当該仮想連結線を大きく傾けたものである。本実
施例の場合は、操舵輪ｌＯに対する上分割ナックルＩＡ
の干渉を防止する上でより効果的となる。

以を実施例について説明したが１本発明は、後輪が操舵
輪となる場合（例えば４輪操舵装置の場合）や、操舵輪
が駆動輪の場合にあっても同様に適用し得るものである
。また、上サスペンションアーム２としては、ストラッ
ト式のものであってもよい。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、制動時に
キャスタトレールを大きくして、制動安定性を十分に確
保することができる。

また、制動時に合せて後方への外力が入力されるような
場合でも、操舵輪の後方への変位を十分許容して、乗心
地を向上させることができる。

さらに、ナックルアームを第２車輪支持部材に設けるこ
とにより、トー変化を抑制するこことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の第１実施例を示すもので、第
１図は正面図、第２図は側面図である。 第３図、第４図は上分割ナックルと上分割ナックルとの
結合部分を示すもので、第３図は平面断面図、第４図は
斜視図である。 第５図は、第１図、第２図に示す実施例の作用をスケル
トン的に簡略して示す側面図。 第６図、第７図は本発明の第２実施例を示すもので、第
６図は正面図、第７図は側面図である。 第８図、第９図は本発明の第３実施例を示すもので、第
８図は正面図、第９図は側面図である。 第１Ｏ図、第１１図は本発明の第４実施例を示すもので
、第１Ｏ図は正面図、第１１図は側面図である。 第１２図、第１３図は本発明の第５実施例を示すもので
、第１２図は正面図、第１３図は側面図である。 １：ナックル（車輪支持部材） ｌＡ：上分割ナックル（第１車輪支持部材）！Ｂ：下分
割ナックル（第２車輪支持部材）２：上サスペンション
アーム ３：下サスペンションアーム ６：車体 ７．８：ボールジヨイント ９ニスピンドル（操舵輪取付部） ｌＯ：操舵輪 １４：結合手段 ２４：結合部材 ２５：金属板 ２６：弾性部材 ３１：弾性ブシュ ３２：ボールジヨイント ３６二弾性ブシュ 第２図 第８図 第４図 第５図 ＼−−７ 第７図 、０１ 第９図 第１ｔ図 Ｏｌ 第１２図 つ ７　　　　　　１、 ”ｋ−一一−ソ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）操舵輪を支持するための車輪支持部材が、前後方
   向には軟らかくかつ横方向には硬くなるように結合され
   た第１分割車輪支持部材と第２分割車輪支持部材との２
   つの分割体として構成され、前記第１分割車輪支持部材
   は、その上端部において上サスペンションアームを介し
   て車体に連結されると共に、操舵輪の取付部が形成され
   、前記下分割車輪支持部材は、下サスペンションアーム
   を介して車体に連結されている、 ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、ナックルアーム
   が前記第２車輪支持部材に形成されているもの。