JPH04113206U - 独立懸架式サスペンシヨン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】同じロールセンタ高さ、同じトレッド変化であ
っても、異なるキャンバ変化特性を与え、サスペンショ
ン設計における自由度を格段に向上させると共に、走行
安定性を満足すべきものに設定する。 【構成】車輪(1) に取り付けられたナックル(2) に先端
を揺動自在に連結したアッパアーム(3) とロアアーム
(4) とからなる一対のコントロールアームを有し、この
コントロールアームの基端を車体側(5) に揺動自在に枢
着してなるウィッシュボーン型独立懸架式サスペンショ
ンにおいて、前記アッパアームをナックル側アッパアー
ム(6) と車体側アッパアーム(7) とに分割し、剛体(9)
の一端を前記車輪の上下移動方向に揺動自在となるよう
に前記車体側アッパアームに連結すると共に、当該剛体
の他端を前記車輪の上下移動方向に揺動自在となるよう
に前記ロアアームに連結し、前記ナックル側アッパアー
ムの一端を前記車輪の上下移動方向に揺動自在となるよ
うに前記ナックルに連結すると共に、当該ナックル側ア
ッパアームの他端を前記剛体に揺動自在に連結した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の前輪あるいは後輪に適用される独立懸架式サスペンション に関し、特にウィッシュボーン型独立懸架式サスペンションに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の走行中において路面から受ける種々の振動や衝撃を吸収するため、ボ デーとアクスルとの間には、緩衝作用を備えた懸架装置（サスペンション）が設 けられている。かかるサスペンションは、自動車を路面上に支え駆動輪からの推 進力をボデーに伝え、同時に路面からの衝撃を緩和して自動車を破損から守るだ けでなく、乗り心地と走行安定性を改善する重要な機能をもつことから、自動車 の高速化と共にその機能は高速化の限界を左右するものとして益々重要視され、 装置全般に対する科学的な研究が進められて多くの機構型式および要素が開発さ れている。

【０００３】 サスペンションは、一般に上下方向には柔らかく、前後左右方向には堅くする 必要があり、その構造面から大別すると車軸懸架式サスペンションと独立懸架式 サスペンションとに分類することができる。車軸懸架式サスペンションは一般に トラックの前輪及び後輪、乗用車の後輪に用いられているのに対し、独立懸架式 サスペンションは乗り心地及び走行安定性を重視する乗用車の前輪および後輪に 多用されている。

【０００４】 独立懸架式サスペンションは、左右のホイールを１本のアクスルで連結せずに 独立して運動できるようにしたもので、その構造面から大別すると、ウィッシュ ボーン型、マックファーソン型、トレーリングアーム型、スイングアクスル型に 分類することができる。このような独立懸架式サスペンションは、車軸懸架式サ スペンションに比べ、左右いづれかのホイールが路面突起に乗り上げても人間の 膝の関節のような働きをしてそのホイールだけが上下しボデーは傾斜せず、ロー リング（横ゆれ）を抑制して安定な走行を行なうことができるという利点を有し ている。

【０００５】 独立懸架式サスペンションの中で最も広く用いられているのがウィッシュボー ン型サスペンションである（例えば、実開昭５３−２６，０２０号公報参照）。 このタイプの特徴は、２本のアームによるリンク機構が平行四辺形的な働きをす るため車輪は略垂直に上下することとなり、これによってタイヤは路面に対して 常に水平に接触し、接地性が良好であるという点にある。また、マックファーソ ン型に比べ構造が複雑であるため重量およびコストの面、あるいは、２本のアー ムがエンジンルームに張り出す構成となることからエンジンルームが狭くなると いう点で改良すべき種々の課題を有しているが、頑丈でありコーナリング時の安 定性に優れている点で近年再び脚光を浴びている。

【０００６】 ウィッシュボーン型独立懸架式サスペンションは、図４および図５に示すよう に、鶏の胸の叉骨（ウィッシュボーン）形状に類似した２本のコントロールアー ム３，４によりナックル２がボデーあるいはフレーム５に取り付けられており、 この「Ａ」字型をしたコントロールアーム３，４の開いた方がボデー側５に取り 付けられ、他端はナックル２にて上下が連結されている。ボデー５とコントロー ルアーム３，４との連結側は、ブッシュ１０，１１にて連結し、一方ナックルス ピンドル２とコントロールアーム３，４とは、上下ともボールジョイント３２， １３で連結するのが一般的である。これにより、上下２本のコントロールアーム ３，４とナックル２はリンク機構を構成することとなる。なお、このように２本 のコントロールアームがともにＡ字型をしたウィッシュボーン型サスペンション の他にも、ロアアームがＡ字型ではなくテンションロッドにより前後方向に働く 力を補うように構成したものも知られている（いわゆる「Ｉ」型アーム）。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

かかるウィッシュボーン型サスペンションを備えた車体においてタイヤ磨耗性 、操縦安定性、ステアリングハンドルへの振動伝達防止等を満足すべきものとす るためには、アッパアームとロアアームの長さ、および取り付け位置（間隔）等 を適宜選択する必要がある。

【０００８】 しかしながら、アッパアームとロアアームの長さ、およびこれらの取り付け位 置（間隔）は、実質的に搭載すべき自動車の配置スペースによって大きく制約さ れる。例えば、アッパアームを適当な長さにして車輪の上下動によるアッパアー ムの揺動角を旋回時の車体の揺動角に対応したものに構成することが好ましいが 、アッパアームを長くすると該アッパアームを軸支する支点がエンジンルーム内 まで張り出すこととなる。したがって、自動車の外形設計、エンジン設計等に多 大な影響を及ぼすことから、従来においてはサスペンションの性能をある程度犠 牲にしているのが実情であった。

【０００９】 しかも、従来のサスペンションにあっては、車両前方から見たアッパアームと ロアアームの配置は、車輪上下動によるロールセンタ高さの変化特性、トレッド の変化特性およびキャンバ変化特性により一義的に決定され、これら各特性値の 選択範囲は他の２つの特性値によって極端に制限されてしまうことから、設計自 由度に欠けるという欠点があった。例えば、キャンバの変化特性を対地キャンバ 角が０°となるようなアッパアームとロアアームとの配置を検討すると、トレッ ドの変化量が過大となって車体の横揺れが大きくなったり、あるいはロールセン タの変位が大きくなって、旋回時の走行安定性が低下することになる。

【００１０】 さらに、車輪のキャンバ角は、旋回時において対地キャンバが０°となるよう に車体の揺動角にともなってネガティブキャンバ方向に変化することが好ましい ことは上述した通りであるが、直進走行時において車輪が地面の突起等に乗り上 げて所定以上にバンブストロークした場合にあっては車輪にキャンバスラストが 発生することから、その時点からネガティブキャンバ傾向を抑制する方が直進走 行安定性を向上させる上で好ましいと言える。しかしながら従来のサスペンショ ンは、車輪の上下動が大きくなればなるほど大きなネガティブキャンバ傾向を示 し、したがって旋回走行安定性と直進走行安定性とを同時に満足することができ なかった。

【００１１】 そこで本考案者らは、車輪のストロークに応じてアッパアームの揺動角および 長さを適宜変化させることができれば、同じロールセンタ高さ、同じトレッド変 化であっても、異なるキャンバ変化特性を与えることができることを見出し、本 考案を完成するに至った。 本考案は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目 的とするところは、同じロールセンタ高さ、同じトレッド変化であっても、異な るキャンバ変化特性を与えることができ、サスペンション設計における自由度が 格段に向上すると共に、走行安定性を満足すべきものに設定することができるサ スペンションを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案は、アッパアームを２分割すると共にアッパ アームとロアアームとの間に剛体を介在させ、かつ、これらの連結方法を関係付 けたものであり、さらに詳しくは、車輪（１）に取り付けられたナックル（２） に先端を揺動自在に連結したアッパアーム（３）とロアアーム（４）とからなる 一対のコントロールアームを有し、このコントロールアームの基端を車体側（５ ）に揺動自在に枢着してなるウィッシュボーン型独立懸架式サスペンションにお いて、 前記アッパアーム（３）をナックル側アッパアーム（６）と車体側アッパアー ム（７）とに分割し、剛体（９）の一端を前記車輪（１）の上下移動方向に揺動 自在となるように前記車体側アッパアーム（７）に連結すると共に、当該剛体（ ９）の他端を前記車輪（１）の上下移動方向に揺動自在となるように前記ロアア ーム（４）に連結し、 前記ナックル側アッパアーム（６）の一端を前記車輪（１）の上下移動方向に 揺動自在となるように前記ナックル（２）に連結すると共に、当該ナックル側ア ッパアーム（６）の他端を前記剛体（９）に揺動自在に連結したことを特徴とす る独立懸架式サスペンションである。

【００１３】

【作用】

このように構成した本考案にあっては、直進走行時においては、アッパアーム （３）のアーム長は、ナックル（２）との連結部（２２）と、車体（５）との連 結部（１０）とを結ぶ直線長（Ｌ1 ）となっている。この状態から、車体が旋回 した場合、あるいは路上の突起物に車輪が乗り上げた場合などにおいては、車体 に対する車輪の相対位置が上方に移動し、これにともなってロアアーム（４）が 車体との連結部（１１）を中心に上方に回動する。すると、このロアアームに取 り付けられた剛体（９）が車体側アッパアーム（７）を押し上げる。このとき、 剛体の下端および上端の取り付け位置を適宜変更すれば、ロアアームの揺動角に 対する車体側アッパアームの揺動角は変化することとなる。これにより、車体側 アッパアームと剛体との連結部（２３）が所定角度折れ曲ると共に、これにとも なって、剛体（９）とナックル側アッパアーム（６）との連結部（８）、および ナックル側アッパアームとナックルとの連結部（２２）が所定の角度だけ折れ曲 がることとなり、アッパアームのアーム長（Ｌ2 ）は、直進走行時より所定長（ Ｌ1 −Ｌ2 ）だけ変化する。したがって、車輪は所定のキャンバ角を有すること になる。 また、本考案に係るサスペンションの転舵軸（２４）は、剛体（９）とナック ル側アッパアーム（６）との連結部（８）、および、ロアアーム（４）とナック ル（２）との連結部（１３）を結ぶ直線により決定されることから、アッパアー ムの設定自由度が高まると共に、スプリング装置の取り付け位置の設定やワイド タイヤへの対応が極めて容易となる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例を示す斜視図、図２および図３は同実施例の動作を説 明する概念図であり、図４および図５に示す従来のサスペンションと同一の部材 には同一の符号を付してある。

【００１５】 車輪１が回転自在に取り付けられたナックル２は、車輪１を軸受（不図示）を 介して支承するスピンドル１８と、このスピンドルの基端から上下に分岐して延 出する二股腕１９，２０と、図示しない操舵機構が連結されて車輪１の操舵角を 適宜変更するナックルアーム２１とからなる。図１に示すように、二股腕２０の 先端には、ボールジョイント１３を介してＡ型コントロールアームであるロアア ーム４が連結され、車輪１が上下動した場合にあっても、また操舵機構により車 輪１が操舵された場合にあっても、ナックル２はロアアーム４に対して揺動自在 となっている。また、二股腕１９の先端には後述するナックル側アッパアーム６ が連結部２２で連結されており、ナックル２の上下移動方向、すなわち揺動軸１ ２の周りにのみ回動するようになっている。

【００１６】 ロアアーム４は、基端側が前後一対のアーム部４a,４b に分岐した、いわゆる Ａ型アームであって、このＡ型ロアアーム４のアーム部４a,４b が、ボデーある いはフレーム５にブッシュ１１を介して取り付けられ、ブッシュ１１の剪断力に 抗して軸１４の周りに回動する。また、ロアアーム４とフレーム５との間には懸 架スプリング（不図示）が設けられて、ロアアーム４を下方へ付勢している。

【００１７】 一方、本実施例に係るアッパアーム３は、Ｉ型アームからなるナックル側アッ パアーム６とＡ型アームからなる車体側アッパアーム７とに２分割されており、 車体側アッパアーム７の基端側、すなわちアーム部７a,７b は、前述したロアア ーム４と同様に、ブッシュ１０により車体あるいはフレーム５に連結され（図２ 参照）、軸１５の周りに車体側アッパアーム７が回動する。また、本実施例のサ スペンションにあっては、ロアアーム４の先端４c と、車体側アッパアーム７の 先端７c とが、剛体９により連結されている。剛体９とロアアーム４とは、軸１ ６の周りに剛体９がロアアーム４に対して回動するように連結されており。また 、剛体９と車体側アッパアーム７とは、軸１７の周りに剛体９が車体側アッパア ーム７に対して回動するように連結されている。

【００１８】 さらに、ナックル側アッパアーム６と剛体９とがボールジョイント８にて連結 されており、このボールジョイント８の周りにナックル側アッパアーム６と剛体 ９とが相対的に揺動する。したがって、ナックル側アッパアーム６は、剛体９に 対してはボールジョイント８の周りに揺動すると共に、車体側アッパアーム７に 対しては軸１７の周りに回動するが、車体（フレーム５）に対しては剛体９およ び車体側アッパアーム７を介して軸１５の周りに回動することになる。

【００１９】 以上のように、車体側アッパアーム７、ナックル側アッパアーム６、ナックル ２、および剛体９はリンク機構を構成することとなり、両ボールジョイント８， １３の中心を結ぶ直線が転舵軸２４を構成して、この傾きによってキャスタが決 定される。

【００２０】 次に、本実施例のサスペンションの動作を説明する。 図２は自動車に取り付けられた本実施例のサスペンションを車両前方から見た 半正面図、図３は同実施例の車輪が上方に移動した場合のサスペンションを示す 半正面図である。

【００２１】 図２に示すように、直進走行時においては、アッパアーム３のアーム長は、連 結部２２とブッシュ１０とを結ぶ直線長Ｌ1 となっている。この状態から、車体 が旋回した場合、あるいは路上の突起物に車輪１が乗り上げた場合などにおいて は、フレーム５に対する車輪１の相対位置が上方に移動し、これにともなってロ アアーム４がブッシュ１１を中心に上方に回動する。すると、このロアアーム４ に取り付けられた剛体９が車体側アッパアーム７を押し上げる。このとき、本実 施例においては、ブッシュ１１と剛体９の下端との長さ、および、ブッシュ１０ と剛体９の上端との長さを異なるように設定しているため、ロアアーム４の揺動 角と車体側アッパアーム７との揺動角は相違することとなる。これにより、車体 側アッパアーム７と剛体９との連結部２３が所定角度折れ曲ると共に、これにと もなって、剛体９とナックル側アッパアーム６との連結部（すなわちボールジョ イント８）およびナックル側アッパアーム６とナックル２との連結部２２が所定 の角度だけ折れ曲がることとなり、アッパアーム３のアーム長は、連結部２２と ブッシュ１０とを結ぶ直線長Ｌ2 となって直進走行時より所定長（Ｌ1 −Ｌ2 ） だけ短くなる。したがって、車輪１は所定のキャンバ角を有することになる。

【００２２】 また、本実施例に係るサスペンションの転舵軸２４は、剛体９とナックル側ア ッパアーム６との連結部（ボールジョイント８）、および、ロアアーム４とナッ クル２との連結部（ボールジョイント１３）を結ぶ直線により決定されることか ら、アッパアームの設定自由度が高まると共に、スプリング装置の取り付け位置 の設定やワイドタイヤへの対応が極めて容易となる。この点に付き具体的に説明 すれば、本発明者らは特願平１−３２３，８６２号によりアッパアームを２分割 すると共にアッパアームとロアアームとの間に剛体を介在させ、かつ、これらの 連結方法を関係付けたサスペンションを提案したが、この出願に係るサスペンシ ョンの転舵軸は、ナックルとロアアームとを連結するボールジョイントと、ナッ クルとナックル側アッパアームとを連結するボールジョイントとを結ぶ直線で決 定されることから、キャンバ角をある値に設定した場合にナックルとナックル側 アッパアームとを連結するボールジョイントの位置がほぼ決定されてしまい、車 体側アッパアームの長さを長くできないという問題を有していた。これにより、 ロアアームの揺動角に対する車体側アッパアームの揺動角が大きくなってキャン バ特性にも一定の制約が生じることになった。この点に付き、本実施例のサスペ ンションの転舵軸は、剛体９とナックル側アッパアーム６との連結部（ボールジ ョイント８）、および、ロアアーム４とナックル２との連結部（ボールジョイン ト１３）を結ぶ直線により決定されることから、車体側アッパアーム７の長さを 自由に設定することができるものである。また、上記出願に係るサスペンション にあってはナックル側アッパアームの上部スペースがデッドスペースとなってい たが、本実施例のサスペンションにおいては車体側アッパアーム７の長さを自由 に設定できるためデッドスペースが生じることなく、しかも、スプリング装置の レイアウト設定やワイドタイヤへの対応が極めて容易となる。

【００２３】 このように、本実施例のサスペンションにあっては、アッパアーム３およびロ アアーム４のフレーム５への取り付け位置、ナックル２との取り付け位置、両ア ーム３，４の長さ等を変えなくとも、車体側アッパアーム７およびナックル側ア ッパアーム６の長さ、剛体９の長さ、および剛体９に対するナックル側アッパア ーム６の取り付け位置を適宜選択することによって、同じロールセンタ高さ、同 じトレッド変化であっても、異なるキャンバ変化特性を与えることができ、サス ペンション設計における自由度が格段に向上すると共に、走行安定性を満足すべ きものに設定することができる。

【００２４】 本考案は、上述した実施例に限定されることなく、本考案の要旨を越えない限 りにおいて種々に改変することができる。

【００２５】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、アッパアームおよびロアアームの車体への 取り付け位置、ナックルとの取り付け位置、両アームの長さ等を変えなくとも、 車体側アッパアームおよびナックル側アッパアームの長さ、剛体の長さ、および 剛体に対するナックル側アッパアームの取り付け位置を適宜選択することによっ て、同じロールセンタ高さ、同じトレッド変化であっても、異なるキャンバ変化 特性を与えることができ、サスペンション設計における自由度が格段に向上する と共に、走行安定性を満足すべきものに設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は第１の考案の一実施例を示す斜視図である。

【図２】は同実施例の動作を説明する概念図である。

【図３】は同実施例の動作を説明する概念図である。

【図４】は従来のサスペンションを示す概念図である。

【図５】は従来のサスペンションを示す概念図である。

【符号の説明】

１…車輪、 ２…ナックル、 ３…アッパアーム、 ４…ロアアーム、 ５…車体（フレーム）、 ６…ナックル側アッパアーム、 ７…車体側アッパアーム、 ９…剛体、

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪（１）に取り付けられたナックル
   （２）に先端を揺動自在に連結したアッパアーム（３）
   とロアアーム（４）とからなる一対のコントロールアー
   ムを有し、このコントロールアームの基端を車体側
   （５）に揺動自在に枢着してなるウィッシュボーン型独
   立懸架式サスペンションにおいて、前記アッパアーム
   （３）をナックル側アッパアーム（６）と車体側アッパ
   アーム（７）とに分割し、剛体（９）の一端を前記車輪
   （１）の上下移動方向に揺動自在となるように前記車体
   側アッパアーム（７）に連結すると共に、当該剛体
   （９）の他端を前記車輪（１）の上下移動方向に揺動自
   在となるように前記ロアアーム（４）に連結し、前記ナ
   ックル側アッパアーム（６）の一端を前記車輪（１）の
   上下移動方向に揺動自在となるように前記ナックル
   （２）に連結すると共に、当該ナックル側アッパアーム
   （６）の他端を前記剛体（９）に揺動自在に連結したこ
   とを特徴とする独立懸架式サスペンション。