JPH037608A - 自動車の車輪懸架装置 - 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】 Ａ０発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は自動車の車輪懸架装置に関し、特に、車輪を支
承するナックルにそれぞれ第１及び第２ボールジヨイン
トを介して先端を連接した上下−対のアッパコントロー
ルアーム及びロアコンＩ・ロールアームの基端一側部を
それぞれ第１及び第２１ゴムブツシュを介して車体に上
下揺動自在に枢着し、車体に弾性部材を介して支持され
て上下方向に延びる支軸に設けられた一対の上部支腕及
び下部支腕にアッパコントロールアーム及びロアコント
ロールアームの基端他側部をそれぞれ第３及び第４ボー
ルジヨインＩ・を介して連結した車輪懸架装置の改良に
関する。

（２）従来の技術 上記車輪懸架装置は、特開昭６３−１０６１１９号公報
に示されているように、本出願人によって既に提案され
ている。

（３）発明が解決しようとする課題 か＼る車輪懸架装置は、車輪の前後コンプライアンスが
良好で乗心地が良く、しかも制動時にはキャスタ剛性が
強く直進性が高いという優れた性能を有する。

本発明は、そのような性能を更に高め、特に各コントロ
ールアームの基端を車体に連結するゴムブツシュの変形
を可及的に少なくして、車輪の前後コンプライアンスの
向上を更に図ると共に前記第１及び第２ゴムブツシュの
耐用寿命を改善させ得る前記車輪懸架装置を提供するこ
とを目的とする。

Ｂ９発明の構成 （１）課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、各コントロール
アームの基端一側部と車体との連結点を通って支軸の軸
線に交わる直線上に対応する第３゜第４ポールジヨイン
トのボールを配置したことを第１の特徴とする。

また本発明は、上記特徴に加えて、 ｌｌ　ニアツバコントロールアームの基端部前後幅でＺ
　ニアツバコントロールアームの腕長さ２３　：ロアコ
ントロールアームの基端部前後幅１４　：ロアコントロ
ールアームの腕長す！５　：上部支腕の長さ ｆ２６　：下部支腕の長さ としたとき、次式 ％式％ が成立するように各コントロールアームを形成したこと
を第２の特徴とする。

（２）作　用 本発明の第１の特徴によれば、車輪が路面上の突起物等
からの抵抗を受けることによりアッパ及びロアコントロ
ールアームがそれぞれ支軸の上下部支腕を回動させつ一
前、後方向に揺動するとき、各支腕の前後方向の動きが
最も少な（、したかって、各コントロールアームを車体
に連結するゴムブラシノ、の変形を最小にすることがで
きる。

また本発明の第２の特徴によれば、上述のように両コン
トロールアームが前後方向に揺動したときでも、第１及
び第２ボールジヨイントのボール中心間を結ぶキンクピ
ン軸線の姿勢は変化せず、したがって所定のキャスタ角
を確保することかできる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

図面は自動車の前輪懸架装置、特に左前輪用を示すもの
であり、右前輪用は左前輪用と対称的な構成であるから
、図示を省略する。先ず第１図において、車輪１を軸支
するナックル２の上方へ延びる上部腕２ａ及び下方へ延
びる下部腕２ｂは、車体に上下揺動可能に支持されるア
ッパコントロールアーム３及びロアコントロールアーム
４の各先端に第１ボールジヨイント５及び第２ボールジ
ヨイント６を介してそれぞれ連結される。

ナックル２の上部腕２ａ及び下部腕２１は、いずれもナ
ックル２の軸受ボス２ｂから突出する前後一対のリブ付
側壁Ｗｓ、Ｗｓと、その両側壁Ｗｓ、、Ｗｓの先端同士
を一体に連結する端壁Ｗｅとから構成され、上記両側壁
Ｗｓ、Ｗｓ及び端壁Ｗｅによって各上部腕２ａ及び下部
腕２℃の開口部４７．４８が画成される。こうすること
により、ナックル２の剛性強化と軽量化が図られる。

第１及び第２ボールジヨイント５６のボール中心間を結
ぶ軸線はキングピン軸線にとなるもので、該軸線に周り
に車輪１を転向させるべく、ナックル２の後方へ延びる
ナックルアーム２ｎにステアリング機構Ｓ（第２図）が
連接される。またロアコントロールアーム４には、これ
を下方へ弾発する懸架ばね付のダンパ１１が接続される
。

第２図ないし第４図において、ナックル２はその中心部
でボールへアリング７を介してアクスル８を回転自在に
支承する。このアクスル８の外端に形成された取付フラ
ンジ８ａにブレーキディスク９ｄを挟んで車輪１のホイ
ールディスク１ｄがボルト４３及びホイールナツト４４
により固着される。車輪１のリム１ｒは、車体内方へ向
ってオーバーハングするようにホイールディスク１ｄに
連設されており、このリム１ｒの内周面内側に前記ナッ
クル２、第１ボールジヨイント５及び第２ボールジヨイ
ント６が配設される。

第１ボールジヨイント５は、ボール５ｂを一端に形成し
たボールスタッド５ｄと、そのボール５ｂを回転自在に
抱持するソケット５Ｓとからなる。

そしてポールスタッド５ｄは、ボール５ｂを上向きにし
てアッパコントロールアーム３の先端にテーバ嵌合して
ナツト４５により固着され、ソケッ）５ｓは、ナックル
２の上部腕２ａの車体内方へ延びる端壁Ｗｅに嵌着され
る。

また第２ボールジヨイント６も、ボール６ｂを一端に形
成したポールスタッド６ｄと、そのボール６ｂを回転自
在に抱持するソケット６Ｓとからなる。そしてポールス
タッド６ｄは、ボール６ｂを下向きにしてロアコントロ
ールアーム４の先端にテーバ嵌合してナツト４６により
固着され、ソケット６Ｓは、ナックル２の下部腕２１の
車体内方へ延びる端壁Ｗｅに嵌着される。こうしてアッ
パ及びロアコントロールアーム３，４の先端ば上下部腕
２ａ、２４２の開口部４７．４８に近接配置される。

ブレーキディスク９ｄと協働するブレーキキャリパ９ｃ
は、ナックル２の前方へ突出するブラケット２ｂに支持
される。

アッパコントロールアーム３は、前後一対の基端部３．
ｆ、３ｒを有し、前方の基端部３ｒは第３ポールジヨイ
ント１８を介して後述する支軸１２に連結される。

後方の基端部３ｒは車体前後方向に並ぶ二股腕４９、．
４９’から構成され、前側の腕４９は前方の基端部３ｆ
に車体の前後方向に延びる連結部３Ｃにより直線的に一
体に連結される。そして前側の腕４９には、連結部３Ｃ
と連結した領域において雌ねじ５１が形成され、また後
方の腕４９′にはボルト孔５２が穿設される。上記二股
腕４９゜４９′間には、車体のサブフレーム５３に固着
さ０ れるブラケット５４の先端部が挿入され、その先２が隣
接して配設される。この支軸１２は、互い端部に装着さ
れた第１ゴムブツシュ５５を貫通ずるボルト５６が前記
ボルト孔５２及びねじ孔５１に支持される。こうして後
方の基端部３ｒは第１ゴムブツシュ５５を介してブラケ
ット５４に支持される。尚、雌ねじ５１の形成に当って
は、図示例では前側の腕４９に直接ねし孔を穿設したが
、ナツトを埋設してもよい。

他方、ロアコントロールアーム４は前後一対の基端部４
ｆ、４ｒを有し、前方の基端部４ｆは第４ボールジヨイ
ント１９を介して後述の支軸１２に連結され、後方の基
端部４ｒは、それに支持されるボルト５７及びこのボル
ト５７に貫通される第２ゴムブツシュ５８を介して前記
ブラケット５４に支持される。

アッパコントロールアーム３及びロアコントロールアー
ム４の前方基端部３ｆ、４ｆには支軸１に間隔を存して
上下に並ふ一対の軸筒１３，１４を備える。両軸筒１３
，１４にば後方へ突出する上下一対の支腕１５，１６が
一体に形成され、この画支腕１５，１６は連結杆１７を
介して互いに一体に連結される。そして、」二記支腕１
５，１６に前方基端部３ｆ、４ｆがそれぞれ第３．第４
ボールジヨイント１８．１９を介して連結される。

軸筒１３，１４には環体２０，２０がそれぞれ圧入され
ており、これら環体２０，２０と、それらの中心部に配
置される芯軸２２，２３との各間に複数個の弾性部材２
４．２４・・・が介装される。

第５図に示すように、環体２０の内周面には複数個、図
示例では４個の外側突起２’５．２５・・・が周方向等
間隔置きに突設される。また芯軸２２゜２３の外周面に
は、周方向で前記弾性部材２４を介して外側突起２５．
２５・・・と対向するそれと同数の内側突起２６．２６
・・・が突設され、これら内側突起２６．２６・・・の
隣り同士は凹湾曲面２７によって連結される。そして前
記弾性部材２．１１は、」二記凹湾曲面２７に密着する
ように外側突起２５の表面に焼付けられる。

上部の芯軸２２は上端に複数の取付ボス２９を一体に備
えており、これらはボルト３０で車体Ｂに固着される。

また下部の芯軸２３は下端に複数の取付ポス３１を一体
に備えており、ごれらはボルト３２で車体Ｂに固着され
る。

第２Ａ図において、前記第３ボールジヨイント１８のボ
ール１８ｂは、前記第１ゴムブツシュ５５の中心５５０
を通り且つ前記支軸１２の軸線Ｙと直交する直線Ｌａ上
に配置される。また前記第４ボールジヨイント１９のボ
ール１９ｂは、前記第２ゴムブツシュ５８の中心５８ｏ
を通り且つ上記軸線Ｙと直交する直線１４２上に配置さ
れる。

３ また前記各コントロールアーム３，２１は、次式を満足
させるように形成される。

Ｌ　　　　　　Ｌ　　ｘｆｆ 但し、 ！Ｉ　ニアツバコントロールアーム３の基端部前後幅（
第１ゴムブツシュ５５と第３ボールジヨインＩ・１８間
の距離） Ｃ２：アッパコントロールアーム３の腕長さ（第１ゴム
ブツシュ５５と第１ボールジヨイント５間の距離） Ｃ３；ロアコントロールアーム４の基端部前後幅（第２
ゴムブツシュ５８と第４ボールジヨイント１９間の距離
） Ｃ４：ロアコントロールアーム４の腕長さ（第２ゴムブ
ツシュ５８と第２ボールジヨイント６間の距離） ４ ！５　：上部支腕１５の長さく支軸１２の軸線Ｙと第３
ボールジヨイント１８間の距離） １６　：下部支腕１６の長さ（支軸１２の軸線Ｙと第４
ボールジヨイント１９間の距離） 上記（１）式によれば、各部の設計・製作を容易にする
ために、ｊ２＋　＝１＝　１．ｆ；１３−１４、ｌ１５
＝１６とすることもできる。この場合、、各コントロー
ルアーム３，４は、対応するゴムブツシュ５５．５８の
中心５５ｏ、、５８ｏを頂点ζする２等辺：角形を含む
ように形成すれば良い。

次にこの実施例の作用について説明する。

先ず第６図及び第７図において、車両の前進走行中、車
輪１が路面Ｇ上の小石等の突起物ｐを通過する場合を想
定する。車輪１が突起物ｐを登るときには、突起物ｐか
らナックル２に加わる車体後方への力Ｆはナックル２に
より平行な分力Ｆ。

Ｆ２に分解されてアッパコントロールアーム３及びロア
コントロールアーム４の先端に作用し、両コントロール
アーム３，４は車両後方へのモーメントＭ、、、、Ｍ２
を受けるので、各コントロールアーム３，４の後方基端
部３ｒ、４ｒ’のゴムブツシュ５．５．．５８を変形さ
せつ一支軸１２の上、下部側支腕１５，１６に同方向の
回転モーメン１−Ｍ３、Ｍ４を与える。したがって支軸
１２が受ける総合回転モーメントＭ、＋Ｍ４は比較的大
となるので、支軸１２の軸筒１３，１４と芯軸２２．．
２３との間に介在する弾性部材２４．２４・・・は剪断
力及び圧縮力を受けて比較的容易に変形する。

またこの場合、前述のようにそれぞれゴムブツシュ５５
．５８の中心５５ｏ、５８ｏを通り且つ支軸１２の軸線
Ｙに直交する直線Ｌａ、、１．、、ｌ上に第３．第４ボ
ールジヨイントＬ８．．１．．９のボール１８ｂ、１９
ｂがそれぞれ配置されているので、支軸１２の支腕１５
，１６はボール５５ｂ、５．８ｂを前記直線Ｌａ、ｌ、
ｊ２上に位置させる中立位置から右方または左方へ回動
するものであり、このときの各ボール５５ｂ、５８ｂの
直線Ｌａ、Ｌｆｆに沿った方向の変位量は、各支腕１５
，１６を前記と異なる位置から同一角度回動する場合に
比して小さく、その結果、第１．第２ゴムブツシュ５５
．５８の変形量を最小限に抑え、これらゴムブツシュ５
５．５８に発生ずる応力を極ノＪ小さくすることができ
る。

かくして車輪懸架装置には大なる前後コンプライアンス
が与えられ、突起物ｐからの衝撃力を緩和し、その衝撃
力の車体Ｂへの伝達を防止し、同時、に第鳳第２ゴムブ
ツシュ５５．’５Ｂの負荷を軽減させることができる。

さらにこの場合、両コンドロールアーＡ　３　、　、４
の後方揺動によるも、前記（１）式の成立により、キン
クピン軸線にの姿勢に変化は起こらず、したが７ って前輪ｌの所定のキャスタ角が確保され、操樅安定性
の向上に寄与し得る。

尚、前記（１）式に幀らず１１〜β６を適宜設定するこ
とにより、前記モーメントＭ、、、Ｍ２による両コント
ロールアーム３，４の後方揺動時に、前輪１のトレール
が減少する方向にキャスク角を変化させることも可能で
ある。この場合、トレールの減少は、突起物ｐからの衝
撃力のステアリング機構Ｓへの伝達を極力減少させるこ
とに役立つ。

以上、車両の前進走行中での作用について説明したが、
後進時、前輪１が突起物ｐを乗り越す場合も各部の動き
の方向が反対となるだけで、同様の作用が得られる。

突起物ｐを通過するのに伴う車輪１の昇降運動は、アッ
パコントロールアーム３及びロアコントロールアーム４
がそれぞれ枢軸７．８及びボールジヨイント１８．１９
周りに上下揺動することに８ より許容される。

次に第８図及び第９図において、車両の走行中、図示し
ないブレーキ装置の作動により車輪１に制動力が掛けら
れた場合を想定する。車輪１に制動力が掛けられると、
路面Ｇから車輪１に働く摩擦ｆｆｔｌｌ動力ｆによりア
ッパコントロールアーム３には前向きのモーメントｍ、
が、またロアコントロールアーム４には後向きのモーメ
ンｔ−ｍ　２がそれぞれ加えられるので、アッパコント
ロールアーム３は支軸１２の上部支腕１５に第８図で反
時計方向の回転モーメントｍ３を加え、これと反対にロ
アコントロールアーム４は支軸１２の下部支腕１６に時
計方向のモーメントｍ４を加える。このように両支腕１
５，１６に加わる回転モーメン）ｍａｍ４は方向が正反
対であるから支軸１２を介して互いに打消し合う。その
結果、アッパコンｌ−＋コールアーム３及びロアコント
ロールアーム４は前方または後方への移動を抑えられ、
路面Ｇの摩擦制動力ｆに抗してナックル２の変位を抑制
することになる。

特に、支軸１２の両支腕１５，１６は、支軸１２の中心
軸から大きく離れた位置で連結杆１７によって連結され
ているので、−１−記のように両支腕１５．１６に加わ
る反対方向の回転モーメン１−ｍ３、ｍ４は連結杆１７
によって確実に支承される。

このように両支腕１５，１６を含む支１［１１１２は大
なる捩り剛性を有するので、前記回転モーメントｍ、、
ｍ２による両コントロールアーム３４の変位を確実に抑
制し、キャスタ角の変化を防止することができる。

このような制動中に、前輪１が突起物ｐを乗越す場合に
も第６図及び第７図で説明した作用は得られるので、良
好な前後コンプライアンスは失われない。

以上、本発明を前輪懸架装置に適用した場合について説
明したが、本発明は後輪懸架装置にも適用し得ることは
勿論である。

Ｃ９発明の効果 以上のように本発明の第１の特徴によれば、車輪が路面
から受ける抵抗により両コントロールアームが前後方向
に揺動するとき、第１．第２ゴムブツシュの変形を最小
限に抑え、その発生応力を小さくすることができるので
、車輪の前後コンプライアンスの向上に寄与すると共に
、上記ゴムブツシュの負荷を軽減してその耐用寿命を延
ばすことができる。

また本発明の第２の特徴によれば、上述のように両コン
トロールアームが前後方向に揺動してもキャスタ角の変
化を防ぐことができるので、操縦安定性の向上にも寄与
し得る。

【図面の簡単な説明】

２■ 図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は自動車
の前輪懸架装置の斜視図、第２図はその一部を縦断した
平面図、第２Ａ図は各コントロールアームの各部の寸法
関係を示す、第２図に対応した概略平面図、第３図は第
２図のｍ　−ｍ線断面図、第４図は第３図のＩＶ　−Ｉ
Ｖ線断面図、第５図は第１図の■−ｖ線斬線図面図６図
及び第７図は車輪が路面−ヒの突起物を登るときの作用
を説明する簡略平面図及び側面図、第８図及び第９図は
制動時の作用を説明する簡略平面図及び側面図である。 １・・・車ＩｔＲ１３・・・アッパコントロールアーム
、４・・・ロアコントロールアーム、５・・・第１ボー
ルジヨイント、６・・・第２ボールジヨイント、１２・
・・支軸、１５・・・上部支腕、１６・・・下部支腕、
１８・・・第３ボールジヨイント、１８ｂ・・・ボール
、１９・・・第４ポールジヨイント、１９ｂ・・・ボ・
−ル、２４・・・弾性部材、５５・・・第１ゴムブツシ
ュ、５５０・・・同中心、２ ５８・・・第２ゴムブツシュ、 ５８０・・・同中心、 Ｂ・・・ 車体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輪を支承するナックルにそれぞれ第１及び第２
   ボールジョイントを介して先端を連接した上下一対のア
   ッパコントロールアーム及びロアコントロールアームの
   基端一側部をそれぞれ第１及び第２ゴムブッシュを介し
   て車体に上下揺動自在に枢着し、車体に弾性部材を介し
   て支持されて上下方向に延びる支軸に設けられた一対の
   上部支腕及び下部支腕にアッパコントロールアーム及び
   ロアコントロールアームの基端他側部をそれぞれ第３及
   び第４ボールジョイントを介して連結した、自動車の車
   輪懸架装置において、 各コントロールアームの基端一側部と車体との連結点を
   通って支軸の軸線に交わる直線上に対応する第３、第４
   ボールジョイントのボールを配置したことを特徴とする
   、自動車の車輪懸架装置。
2. （２）第（１）項記載の自動車の車輪懸架装置において
   、ｌ＿１：アッパコントロールアームの基端部前後幅ｌ
   ＿２：アッパコントロールアームの腕長さｌ＿３：ロア
   コントロールアームの基端部前後幅ｌ＿４：ロアコント
   ロールアームの腕長さ ｌ＿５：上部支腕の長さ ｌ＿６：下部支腕の長さ としたとき、次式 ｌ＿６／ｌ＿５＝（ｌ＿３×ｌ＿２）／（ｌ＿４×ｌ＿
   １）が成立するように各コントロールアームを形成した
   ことを特徴とする、自動車の車輪懸架装置。