JPH0357709A - 車両の操舵車輪用サスペンション - 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、自動車等の車両に使用される操舵車輪用のサ
スペンションの改良に関する。

（従来の技術） 従来、車両の操舵車輪用サスペンションとして、例えば
、特開昭６１′−２１８４０８号公報等に示されるもの
が知られている。

この従来例は、車輪を回転支持するナックルを車体に支
持するアッパリンクおよびロワリンクが、それぞれ前後
一対のアームにて構戊されたもので各リンクの車体上方
から見た瞬間中心点により仮想キングピンを規定したも
のとなっている。そして、車輪操舵時に各リンクにて発
生する該瞬間中心点の移動により仮想キングピン軸が変
位するので、車輪の操舵時のキャスタ角を制御すること
ができるものとなっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例のものは仮想キングピン軸を
規定する瞬間中心点く各アームの延長線の車体上方から
見た交点）をナックルの車幅方向外方に設定したもので
あるため、車輪操舵時に発生する仮想キングピン軸の変
位（上記交点の変位）と共にナックルが大きく変位する
ものとなってぃた。このため、上記従来例のものでは、
仮想キングピン軸が固定的に設定される一般的な車両に
比べて車体のホイールハウスをかなり大きく設定しなけ
ればならず、車両全体におけるスペース効率が低下する
とともに車載性が悪化する問題があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するために創案されたもので
、車輪を回転支持するナックルと車体との間に、前後一
対のアームにて構成されたアッパリンク系あるいはロワ
リンク系が設けられた車両のｔ＝舵車輪用サスペンショ
ンにおいて、上記一対のアームは内端を車体側に枢着さ
れると共に外端を上記ナックルに枢着され上記外端間の
距離が上記内端間の距離より小さく設定されると共に、
上記車輪の直進位置において一方のアームの外端が車体
上方から見て他方のアームの軸線の延長線の近傍に位置
して同他方のアームの外端より車幅方向外方に位置する
ものとなっていることを特徴とする車両の操舵車輪用サ
スペンションである。

（作用） 本発明によれば、アッパリンク系あるいはロワリンク系
が前後一対のアームにて構成され、この一対のアームは
内端を車体側に枢着されると共に外端を上記ナックルに
枢着され上記外端間の距離が上記内端間の距離より小さ
く設定されるので、両アームの延長線の車体上方から見
た交点（瞬間中心点）により仮想キングピン軸が規定さ
れ、車輪の操舵時にこの瞬間中心点が前後に変位するこ
とにより上記従来例と同様に操舵時のキャスタ角を制御
できるものである。

そして、本発明においては特に、車輪の直進位置におい
て一方のアームの外端が車体上方から見て他方のアーム
の軸線の延長線の近傍に位置して同他方のアーム○外端
より車幅方向外方に位置するものとなっているので、車
輪の操舵時には一方のアームだけが大きく揺動し他方の
アームの揺動は極めて小さなものとなり、他方のアーム
外端の変位が少ないことからナックルの移動が少なくな
るものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明に基づく操舵車輪用サスペンションの斜
視図であり、第１図に示すように、車輪１はナックル２
に回転自在に支持されている。ナックル２には後方に突
出するナックルアーム３が形成されており、ナックルア
ー１．　３の後端にはボールジョイントＨを介してタイ
ロッド４の外端が枢着され、タイロッド４はステアリン
グギャボックス５の出力部にジョイントＴを介して連結
されるものなっている。このため、ステアリングギャボ
ックス５の操舵出力はタイロフド４を介してナックル２
に人力されるものとなっている。

ナックル２の下部と車体との間には、略車幅方向に配置
されたラテラルアーム６と、ラテラルアーム６の後方に
位置してナックル２側から後方且つ内方に延びるコンブ
レッションアーム７とかラ構成されたロワリンク系が設
けられている。コンブレッションアーム７の外端はボー
ルジョイントＧＮを介してナックル２の最下部に枢着さ
れ、またコンブレッションアーム７の内端はゴムプッシ
ュＧを介して車体側に枢着されている。一方、ラテラル
アーム６の外端はボールジョイントΔＮを介してナック
ル２に枢着され、このボールジョイン｝ＡＮはボールジ
ョイントＧＮより前方且つ上方に配置されるものとなっ
ている。またラテラルアーム６の内端はゴムプッシュＡ
を介して車体側に枢着されており、ゴムプッシュ八のば
ね定数はコムブッシュＧのばね定数より大きく設定され
ている。

ナックル２には、車輪１の上方まで湾曲して延びる延長
アーム８が一体に形戊されている。そして、延長アーム
８の上端と車体との間には、車幅方向に配置されたラテ
ラルアーム９と、ラテラルアーム９の前方に位置してナ
ックル２側から前方且つ内方に延びるテンションアーム
１０とから構成されたアッパリンク系が設けられている
。ラテラルアーム９の外端はポールジョイン｝ＲＮを介
してナックル２の延長アーム８の上端に枢着され、また
ラテラルアーム９の内端はゴムプッシュＲを介して車体
側に枢着されている。一方、テンションアーム１０の外
端はボールジョイントＱＮを介してナックル２の延長ア
ーム８の上端に枢着され、このボールジョイントＱＮは
ボールジョイントＲＮより車幅方向外方に配置されるも
のとなっている。またテンションアームｌＯの内端はゴ
ムプッシュＱを介して車体側に枢着されており、ゴムプ
ッシュＱのばね定数はゴムプッシュＲのばね定数より小
さく設定されている。

なお、第１図において符号１ｌはエンジン側から人力さ
れる駆動力を車輪１に伝達するドライブシャフトであり
、１２は車体とロワアーム系のラテラルアーム６とに連
結されたスプリングダンパユニットである。そして、ス
プリングダンバユニツ｝１２の下端はドライブシャフト
１ｌとの緩衝を避けるため、二股状に形成されてラテラ
ルアーム６に連結されるものとなっている。

第２図は第ｌ図の．平面図を概略的に示すものであり、
第２図に示すようにロワリンク系においては、ボールジ
ョイントＡＮが車体上方から見てポールジョイン｝ＲＮ
より車幅方向外方且つ後方に位置するものとなっており
、ボールジョイントＧＮ及びΔＮを結ぶ線分が走行方向
に対して前方且つ内向きに設定されるものとなっている
。また、ロワリンク系においてリンク系の瞬間回転中心
となり仮想キングピン軸を規定するところのラテラルア
ーム６とコンブレッションアーム７との延長線の交点（
Ｉｌｊｌ間中心点）ＫＬは、車輪１の中心ＷＯより若干
後方に位置するものとなっている。

−４、アッパリンク系においては、テンションアーム１
０の外端に設けられるボールジョイントＱＮが、車体上
方から見てラテラルアーム９の軸線の延長線上に位置し
てボールジョイン｝ＲＮより車幅方向外方に位置するも
のとなっており、ポールジョイン｝ＲＮ及びＱＮを結ぶ
線分が車幅方向に設定されるものとなっている。このた
め、アッパリンク系においてリンク系の瞬間回転中心と
なり仮想キングピン軸を規定するところのラテラルアー
ム６とテンションアームｌＯとの延長線の交点（瞬間中
心点）ＫＵは、車輪の直進状態においてボールジョイン
トＱＮの中心に一致するものとなっている。

第３図は第ｌ図の後面図を概略的に示すものであり、第
３図に示すように、前述の瞬間中心点ＫＵおよびＫＬに
より規定される仮想キングピン軸ＫＰは略直立して僅か
に内傾して設定され、第ｌ図にも示すように車輪１の中
心Ｗ○におけるキングピンオフセットが僅かにプラス側
に設定され、車輪１の接地面におけるキングピンオフセ
ットが僅かにプラス側に設定されるものとなっている。

また、第２図の関係から明らかなように、仮想キングピ
ン軸ＫＰは後傾して設定されるものとなっており、第１
図に示すように接地面におけるキャスタトレールがプラ
ス側に設定されるものとなっている。

続いて、本実施例の作用を説明する。

まず、上記サスペンションによる基本的な作用を説明す
ると、ロワリンク系がラテラレアーム６とコンブレッシ
ョンアーム７により構成されると共に、アッパリンク系
がラテラルアーム９とテンションアーム１０により構成
されるため、車輪１に作用する前後力はコンブレッショ
ンアーム７およびテンションアーム１０により支持され
、車輪ｌに作用する横力はラテラルアーム６．７により
支持されることになり、車輪１に加わる力を効率良く各
アームに分散して支持させることができる。

そして、ロワリンク系においてはゴムプッシュ八のばね
定数はゴムプッシュＧのばね定数より大きく設定される
と共にアッパリンク系においてはコムブッシュＲのばね
定数はゴムプッシュＱのばね定数より大きく設定されて
いることから、横力に対するキャンバ剛性が高く安定し
た操縦安定性が確保されると同時に、前後力に対する剛
性が比較的低く設定されるので突起乗越時の乗心地が良
好になるものとなっている。

また、車輪１の直進状態において仮想キングピン軸ＫＰ
は略直立して設定され、車輪ｌの接地面及び中心Ｗ○に
おけるキングビンオフセットが極めて僅かであることか
ら、車輪ｌの接地面に作用する制動力，ならびに車輪１
の中心ＷＯに作用する駆動力およびエンジンブレーキ力
により仮想キングビン軸ＫＰ回りに作用するモーメント
力が低減され駆動および制動力の変化に対する操舵力あ
るい｛よ保舵力の変化を抑制することができる。

また、アッパリンク系およびロワリンク系をそれぞれ２
本のアームにて構戊して仮想キングピン軸ＫＰを設定す
るものであるため、アーム外端位置とキングピン角度と
を個別に設定することができるものとなっており、しか
もアッパリンク系を車輪１の上方に設置しているので、
アッパリンク系の車幅方向における実長（ここではラテ
ラルアーム９の車幅方向長さ）を比較的長く設定するこ
とができ、車輪の上下ストロークに対するキャンバ変化
およびトレッド変化が小さくなる。

次に車輪が操舵された場合の作用を第４．５図に基づい
て説明すると、車輪ｌが旋回外輪になる場合（図示のも
のでは車輪１が右操舵される場合）には、ロワリンク系
およびアフパリンク系は第４．５図に一点鎖線で示した
ような状態になる。すなわち、ロワリンク系においては
第４図に示すようにボールジョイン｝ＡＮおよびＧＮを
結ぶ線分（ナックル２の下部）が車両の後方で且つ外方
に変位し、仮想キングビン軸を規定する瞬間中心点（車
体上方から見た両アーム６．７の延長線の交点）は直進
時のＫＬ点から後方且つ内方に変位したＫＬｏとなる。

一方、アッパリンク系においては第５図に示すようにボ
ールジョイントＲＮおよびＱＮを結ぶ線分（ナックル２
の上端〉が車両の後方で且つ内方に変位し、仮想キング
ピン軸を規定する瞬間中心点（車体上方から見た両アー
ム９，１０の延長線の交点）は直進時のＫＵ点から後方
且つ内方に変位したＫＵｏとなる。

また、車輪１が旋回内輪になる場合（図示のものでは車
輪ｌが左操舵される場合）には、ロワリンク系およびア
ッパリンク系は第４，５図に破線で示したような状態に
なる。すなわち、ロワリンク系においては第４図に示丁
ようにポールジョイン｝ＡＮおよびＧＮを結ぶ線分（ナ
ックル２の下部）が車両の前方で且つ内方に変位し、仮
想キングピン軸を規定する瞬間中心点は直進時のＫＬ点
から前方且つ内方に変位したＫＬｉとなる。一方、アッ
パリンク系においては第５図に示すようにボールジョイ
ン｝ＲＮおよびＱＮを結ぶ線分（ナックル２の上端）が
車両の前方で且つ内方に変位し、仮想キングピン軸を規
定する瞬間中心点は直進時のＫＬｔ点から後方且つ内方
に変位したＫＬｌｉとなる。

そして、上述したように旋回外輪ではナックル２の下部
が外方に変位し且つナックル２の上端が内方に変位する
ことから、ナックル２に回転支持される車輪のキャンバ
角はネガティブ方向に変化することになり、また旋回内
輪では第４．５図から明らかなようにナックル２下部の
内方変位量がナックル２上端の内方変位量よりはるかに
大きいことから車輪のキャンバ角はポジティブ方向に変
化することになる。これにより好ましい操舵キャンバ変
化が得られ旋回外輪および内輪の接地性が向上するので
タイヤの発揮できるコーナリングパヮーが増大し車両の
旋回性が向上する。

なお、この作用は、ロワリンク系を略車幅方向に配置し
たラテラルア一ム６と車幅方向内方且つ後方に向けて配
置したコンブレッションアーム７とにより構戊すると共
に、アッパリンク系を略車幅方向に配置したラテラルア
ーム９と車幅方向内方且つ前方に向けて配置したテンシ
ョンアーム１０とにより構成したことにより効率良く得
られるものである。

ここで、特にアッパリンク系の作動についてもう少し詳
しく説明すると、ボールジョイントＲ？１よびＱＮを結
ぶ線分（ナックル２の上端）の変位が旋回外輪になると
きも旋回内輪になるときも小さいことは第５図から明ら
かである。すなわち、アッパリンク系は車輪１の直進状
態において、ボールジョインドＱＮがラテラルアーム９
の延長線上に位置することから、車輪操舵時のポールジ
ョインドＱＮの変位が極めて僅かに抑えられ、結果的に
ナックル２の上端の変位を抑制しながら、上述のように
仮想キングビン軸を規定する瞬間中心点Ｋｌを比較的大
きく変位させることができるものとなっている。そして
、ナックル２の上端の変位を小さく抑えることは、すな
わち車輪１の変位を小さく抑えることができるというこ
とであり、これにより車両のホイールハウスの拡大を抑
制することができるものとなっている。

また、仮想キングピン軸の前後方向の傾斜角となるキャ
スタ角の変化に関しては、第６図に示すようにアッパリ
ンク系とロワリンク系の瞬間中心点を結ぶ線分を車体上
方から見た場合の車両前後方向戊分の長さが、旋回外輪
側では直進時とほとんど変わらず、旋回内輪側では直進
時より増大することから、旋回外輪側のキャスタ角は殆
ど変化しないが旋回内輪側のキャスタ角が増大すること
になる。このため、操舵角が大きくなるに従って旋回内
輪側のキャスタ角及びキャスタトレールが増大してハン
ドル戻し力（セルファライニングトルク〉が確保される
一方、直進時のキャスタ角は小さいので操舵初期の摸舵
反力を低減して車両の操縦性を向上することができるも
のとなっている。

ここで、操舵時にキャスタ角を増大させてハンドル戻し
力を確保する方法として、旋回外輪側のキャスタ角を増
大することも考えられるが、この場合はロワリンク系の
瞬間中心点（ＫＬ）の変位を小さく抑えてアッパリンク
系の瞬間中心点（ＫＵ）の変位を大きくする必要があり
、ロワリンク系の瞬間中心点（ＫＬ）の変位を小さく抑
えるためにはボールジョイントＡＮおよびＧＮ間の距離
を・ｊ＼さく設定しなければならず、実際にはボールジ
ョイントの大きさの関係からこの距離を短くするのは困
難であり、このような方法では十分な効果が得られない
。このため、本実施例ではロワリンク系の瞬間中心点（
ＫＬ）の変位を比較的大きくするようにして旋回内輪側
でハンドル戻し力を確保することにより、ボールジョイ
ントＡＮおよびＧＮ間の距離に余裕を持たせるものとし
設計自由度を増大させたものとなっている。

また、上記したように内輪側でハンドル戻し力を確保す
るようしているので、アッパリンク系の瞬間中心点（Ｋ
ｌ）の変位を大きくする必要がなく、アッパリンク系の
実質的な車幅方向長さを比較的長く設定できるので、こ
の点からも車輪の上下ストロークに対するキャンバ変化
およびトレッド変化を小さくすることができる。すなわ
ち、アッパリンク系の瞬間中心点（ＫＵ）の変位を大き
くしようとすると、ボールジョイントＲＮおよびＱＮ間
の距離を大きく設定しなければならずアッパリンク系の
車幅方向長さがどうしても短くなってしまい上下ストロ
ークに対するキャンバ変化が大きくなるが、本実施例で
は内輪側でハンドル戻し力を確保するので、このような
設定上の制限を受けることがなく、キャンバ変化を抑制
するアッパリンク系の設定が可能となっている。

上記実施例によれば、以下に列挙するような効果が得ら
れる。

まず、車輪１に加わる前後力および横力を支持するアー
ムがアブパリンク系およびロワリンク系においてそれぞ
れ別々に設定されているので、車輪ｌに加わる力を効率
良く各アームに分散して支持させることができ、各アー
ムの内端に設けられるプッシュの弾性の設定が容易であ
り、しかも横力を受けるプッシュを硬く、前後力を受け
るプッシュを柔らかく設定しているため、車両の操縦安
定性を確保しながら乗心地を良好に保つことが容易に達
成される効果を奏する。

また、アッパリンクおよびロワリンクをそれぞれ一対の
アームにより構成することにより仮想キングピン軸ＫＰ
が略直立して設定され、車輪ｌの接地面及び中心’ｌ／
Ｖ　Ｏにおけるキングピンオフセットが極めて僅かであ
るので、仮想キングピン軸ＫＰ回りに作用するモーメン
ト力が低減され駆動および制動力の変化に対する操舵力
あるいは保舵力の変化を抑制することができ、路面変化
によるステアカ，チェーン装着によるステアカ変化．シ
ミー等の振動が減少される効果を奏する。

さらに、操舵時のナックル上部および下部の車幅方向変
位により、旋回外輪でキャンバ角がネガティブ方向に変
化すると共に旋回内輪ではキャンバ角がポジティブ方向
に変化するので、車両旋回時の対地キャンバ角変化が抑
制され車輪の接地性が向上し、旋回性能が向上する効果
を奏する。

また、操舵時におけるナックル２の上部の変位が少ない
ので、ホイールハウスの拡大化を抑制することができ、
スペース効率及び車載性に優れる効果を奏する。

さらに、操舵時に旋回内輪側のキャスタが増大するので
ハンドル戻し力が効率良く確保される一方、直進時のキ
ャスタ角は小さいので車両の操縦性が向上Ｔる効果を奏
する。

また、ハンドル戻し力を旋回内輪側にて得る設定として
いるため、ロワリンク系の瞬間中心点の変位を比較的大
きく設定することができることによりポールジョイン｝
ＧＮ，ＡＮ間の距離を極端に小さく設定する必要がなく
、ポールジョイン｝ＧＮ，ＡＮの配置が容易になる利点
がある。

さらに、ハンドル戻し力を旋回内輪側にて得る設定とし
てロワリンク系の瞬間中心点の変位を比較的大きく設定
するものであるため、アッパリンク系の瞬間中心点の変
位を小さく設定することができ、しかもアッパリンタ系
を車輪１の上方に設置しているので、アッパリンクの車
幅方向長さを比較的長く設定することが可能であり、車
輪の上下ストロークに対するキャンバ変化およびトレッ
ド変化が小さくなる効果を奏する。

なお、本発明は上記実施例に何あ限定されるもので；よ
なく、本発明の要旨を変えない範囲内で種々の変形実施
が可能であることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本発明に
よれば、操舵時に仮想キングビン軸を変位させてキャス
タ角を積極的に制御することができると同時に、操舵時
のナックルの移動を低減してホイールハウスの拡大を抑
制することができるので、車輪の操舵に対応してキャス
タ角が制御される車両の操舵車輪用サスペンションをス
ペース効率及び車載性を悪化させることなく提供する効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、′ＩＩｒ．２
図は第１図の概略平面図、第３図は第１図の概略後面図
、第４図はロワリンク系の作動説明図、第５図はアッパ
リンク系の作動説明図、第６図は仮想キングピン軸の平
面視における変位を示す作動説明図である。 ｌ・・・車輪，２・・・ナックル， ６・・・ラテラルアーム， ７・・・コンブレッションアーム． ９・・・ラテラルアーム， １０・・・テンションアーム． ＫＰ・・・仮想キングピン軸 （（１一〜１７ｏ） 第 ２ 図 １ 第 ４ 図 第 ５ 図 ＫＩＪｏ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車輪を回転支持するナックルと車体との間に、前後一対
   のアームにて構成されたアッパリンク系あるいはロワリ
   ンク系が設けられた車両の操舵車輪用サスペンションに
   おいて、上記一対のアームは内端を車体側に枢着される
   と共に外端を上記ナックルに枢着され上記外端間の距離
   が上記内端間の距離より小さく設定されると共に、上記
   車輪の直進位置において一方のアームの外端が車体上方
   から見て他方のアームの軸線の延長線の近傍に位置して
   同他方のアームの外端より車幅方向外方に位置するもの
   となっていることを特徴とする車両の操舵車輪用サスペ
   ンション