JPH0574908U - 独立懸架式サスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両が転舵される際における車輪のキャンバ
ー角変化特性を自由に設定することができるようにする
ことである。 【構成】 車輪Ｗを支持するナックルは、その下端には
ロアーアーム２１がロアーボールジョイント２４により
連結され、上端部にはストラット３４のショックアブソ
ーバー３２が連結部３５を介してピボット軸１７により
軸支されている。このストラット３４はマウント部３１
でアッパージョイント点３８を中心に傾動自在かつスト
ラット中心軸回りに回動自在に連結されている。したが
って、転舵軸１０は第１ボールジョイント２４の中心と
アッパージョイント点３８を通る軸により形成される。
そして、第１コントロールボールジョイント４１により
連結部３５に連結されたコントロールリンク４１は車体
に直接或いはロアーアーム２１を介して連結されてお
り、このボールジョイント４１の中心は、転舵点５０に
対して水平方向にオフセットされている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の主として前輪を懸架するために適用される独立懸架時サス 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、車 体と車輪との間には、緩衝作用を備えた懸架装置つまりサスペンション装置が設 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 進力を車体側に伝え、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。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、独立懸架式サスペンションが多用されている。

【０００４】 独立懸架式サスペンションは、左右の車輪を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、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等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車体は傾斜せず、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】

【考案が解決しようとする課題】

前記マックファーソン型のサスペンションは、ナックルと車体との間にストラ ットが取付けられることからストラット型サスペンションとも言われている。し かしながら、このようなタイプの従来のサスペンションにあっても、車両の旋回 安定性を満足させるには旋回時の外輪をネガティブキャンバー角とするためにキ ングピン傾角を小さく、キャスター角を大きくする必要があったが、特に駆動輪 用のサスペンションにおいてはキンクピン傾角を小さくするとスクラブ半径が大 きくなり、また、キャスター角を大きくするとキャスタートレールが過大となる 不具合が生じるため、充分なネガティブキャンバー角を確保することができなか った。

【０００６】 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、キャスタ ー角及びキングピン傾角を変化させることなく、車体の状態に応じたキャンバー 角変化特性を自由に設定し得るようにした独立懸架式サスペンションを提供する ことを目的する。

【０００７】

【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、車輪を回転自在に支持するナックルの下 端部に、基端部が車体に軸支されたロアーアームの先端部をロアーボールジョイ ントにより連結し、車体に固定されるマウント部と当該マウント部に対して軸方 向に摺動自在となったショックアブソーバーと当該ショックアプソーパーを下方 に向けて弾発力を付勢するコイルばねとを有するストラットの前記ショックアブ ソーバーの下端部に連結部を固着し、前記連結部を前記ナックルの上端部に車体 の前後方向を向くピボット軸により軸支し、前記ショックアブソーバーがストラ ット中心軸回りに回動する回動中心となりかつ前記ストラット中心軸が傾斜移動 する傾動中心となる前記マウント部内のアッパージョイント点と、前記ロアーボ ールジョイントの中心とを通る軸により転舵軸を形成し、前記連結部にコントロ ールボールジョイントを介してコントロールリンクの一端を連結すると共に前記 コントロールリンクの他端を車体に装着し、前記第１コントロールボールジョイ ントの中心を、当該中心を含む水平面と前記転舵軸とが交わる転舵点に対して水 平方向にオフセットさせた位置に設定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。また、前記第１コントロールリンクの他端を前記ロアーアームの 基端部付近に取付け、前記コントロールリンクを前記ロアーアームを介して前記 車体に連結するようにしている。

【０００８】

【作用】

直進走行中に車輪が路面の凹凸部等で車体に対して上下方向に移動した場合に は、車輪はナックルと共に上下方向に移動する。このときにはロアーアームが基 端部を中心に回動し、ショックアブソーバーはマウント部に対して上下動する。 また、車両の旋回時には、車輪が転舵軸を中心として転舵されることになるが、 このときに、ナックルが傾斜移動することによって、キャンバー角が変化する。 このキャンバー角の変化特性は、転舵軸に対する第１コントロールボールジョイ ントの中心のオフセット方向と量を設定することにより自由に選定することがで きる。

【０００９】

【実施例】

次に、図示する本考案の実施例に基づいて本考案を詳細に説明する。 図１は左側の前輪を支持するための独立懸架式サスペンションを示し、図１を 正面側から見た概略構造が図２に示されている。右側の前輪を支持するためのサ スペンションも同様の構造となっている。図示されるように、車輪Ｗが回転自在 に取付けられたナックル１１には、車輪Ｗを軸受（図示省略）を介して支持する スピンドル１２が外方に向けて突設されている。このナックル１１にはナックル アーム１３が設けられている。このナックルアーム１３には図示しない操舵機構 が連結されるようになっており、ナックル１１には、図示しないタイロッドが連 結され、そのタイロッドを介して左右の両車輪用のナックル同志が連結されてい る。車両の旋回時には、操舵機構により車輪Ｗが転舵される。

【００１０】 車体Ｂには、直接あるいは図示しないフレームを介してロアーアーム２１がそ の基端部で取付けられており、基端部に設けられたブッシュ２２が車体Ｂに取付 けられたピボット軸（図示省略）に嵌合され、ロアーアーム２１は軸２３回りに 回動する。このロアーアーム２１は、２本のアーム部２１ａ、２１ｂが一体とな って構成されており、いわゆるＡ型アームとなっている。このロアーアーム２１ の先端部には、ロアーボールジョイント２４を介してナックル１１が下端部１４ で連結されている。

【００１１】 マウント部３１とこれに対して摺動自在となったショックアブソーバー３２と を有し、ショックアブソーバー３２の外側に圧縮コイルばね３３が装着されてス トラット３４が構成されており、そのストラット３４のショックアブソーバー３ ２の下端部には、これと一体に連結部３５が固着されている。この連結部３５は 、ナックル１１の上端部１５にピボット軸１７により軸支されており、連結部３ ５とナックル１１は、ピボット軸１７の中心軸１６を中心に相互に回動自在とな っている。この転舵軸１０は、図２に示されるように、地面に垂直な軸に対して 所定のキングピン傾角αで車幅方向に傾斜している。図２においては、車輪中心 面Ｐが地面に対して垂直な状態となっている場合が示されているが、図における 左右方向の車輪中心面Ｐの傾斜がキャンバー角γとなる。車輪中心面Ｐが接地点 に対して車体内方に近ずく方向に傾斜した場合には車輪Ｗはネガティブなキャン バー角γｎとなり、車輪中心面Ｐが接地点に対して車体外方に離れる方向に傾斜 した場合には、ポジティブなキャンバー角γｐとなる。更に、この転舵軸１０は 車体の前後方向にも所定のキャスター角で傾斜している。

【００１２】 マウント部３１は、ストラット中心軸Ｓ回りにショックアブソーバー３２が回 動するように軸受３６を有し、この軸受３６の外側にはゴム部材３７が配置され ている。したがって、ショックアブソーバー３２はストラット中心軸Ｓ回りに矢 印Ｆで示すように回動すると共に矢印Ｇで示すように傾動するようになっており 、この回動中心であると共に傾動中心となるアッパージョイント点３８がマウン ト部３１内に形成されている。つまり、マウント部３１はボールジョイントと同 様の機能を果す。そして、このアッパージョイント点３８と、上記ロアーボール ジョイント２４の中心とを結ぶ軸が転舵軸１０となり、車両が旋回されるときに は、この転舵軸１０を中心にナックル１１が回動することになる。

【００１３】 連結部３５には、第１コントロールボールジョイント４１によりコントロール リンク４３の一端が連結され、このコントロールリンク４３の他端は車体Ｂに取 付けられた第２コントロールボールジョイント４２により連結されている。した がって、連結部３５と車体Ｂはこのコントロールリンク４３により連結されてい る。ただし、第２コントロールボールジョイント４２に代えて、ピボット軸を用 いてコントロールリンク４３の他端を車体Ｂに取付けるようにしても良い。

【００１４】 第１コントロールボールジョイント４１の中心は、この中心を含む水平面と前 記転舵軸１０とが交わる転舵点５０から、図１及び図２に示されるように、車体 Ｂに対して水平方向内側に距離Ｅだけオフセットされている。このようにボール ジョイント４１の中心が転舵点５０の内側にオフセットされている場合には、車 輪が転舵されるに伴なって、連結部３５も転舵方向に回転することになるが、こ の連結部３５はコントロールリンク４３により車体側に連結されているので、コ ントロールリンク４３が第２コントロールボールジョイント４２を中心に水平面 内において回動することになる。この結果、ピボット軸１７は車体Ｂに向けて引 込まれることになり、車輪Ｗは転舵と共にネガティブなキャンバー角変化となる 。この原理を示すと、図５（Ｂ）の通りであり、転舵時にナックル１１が転舵軸 １０を中心に転舵されると、コントロールリンク４３の先端は軌跡Ｑに沿って変 位する。したがって、オフセットの距離Ｅを半径とする円弧軌跡Ｒと、軌跡Ｑと の距離の差だけボールジョイント４１の中心が車体に向けて引込まれる。尚、図 ５においては、車両が左方向に旋回している場合が示されており、左側の車輪Ｗ L は旋回時の内輪となり、右側の車輪ＷR が外輪となる。

【００１５】 転舵時のキャンバー角の変化特性は、第１コントロールボールジョイント４１ の中心が、転舵点５０に対してオフセットされる方向により変化する。ボールジ ョイント４１の中心が転舵点５０に対して外側にオフセットされた場合をオフセ ットタイプＡとし、内側にオフセットされた場合をオフセットタイプＢとし、前 方へオフセットされた場合をオフセットタイプＣとし、後方へオフセットされた 場合をオフセットタイプＤとする。これら各々の基本的オフセットパターンにお いて、転舵時におけるボールジョイント４１の中心の変位する方向を示すと、図 ５（Ａ）〜図５（Ｄ）となる。これらの各々のオフセットタイプＡ〜Ｄに対する 車両旋回時の内外両輪のキャンバー角変化特性を示すと表１の通りである。した がって、図１及び図２に示されたサスペンンションは、オフセットタイプがＢと なる。実際の車両においては、オフセットの方向は２つの方向にオフセットされ ることがあり、ボールジョイント４１の中心は複合された方向に変位することに なる。転舵時に外輪がネガティブなキャンバー角となり、内輪がポジティブなキ ャンバー角となる特性のサスペンションを使用すれば、旋回時に車輪Ｗは地面に 対してほぼ垂直な状態、つまり対地キャンバー角が零となるように設定すること もできる。

【００１６】

【表１】

【００１７】 図３は本考案の他の実施例に係る独立懸架式サスペンションを示す図であり、 この場合には、コントロールリンク４３の他端はロアーアーム２１の基端部に取 付けられた第２コントロールボールジョイント４２によりロアーアーム２１に連 結されており、コントロールリンク４３はロアーアーム２１を介して車体側に連 結されている。この場合にも、ボールジョイント４１の中心の転舵点５０に対す るオフセットの方向と車輪Ｗのキャンバー角変化特性は表１に示される通りとな る。

【００１８】 図４は本考案の更に他の実施例に係る独立懸架式サスペンションを示す図であ り、この場合には、コントロールリンク４３の他端はロアーアーム２１のアーム 片２１ａに取付けられた第２コントロールボールジョイント４２に連結されてお り、コントールリンク４３自体は車両の平面視において車体の前後方向に傾斜し ている。尚、図３及び図４に示されたサスペンションにおいて、図１及び図２に 示されたサスペンションにおける部材と共通性を有する部材には同一の符号が付 されている。また、図３及び図４に示されたそれぞれのサスペンションにおいて も、第２コントロールボールジョイント４２に代えてピボット軸を用いることも 可能である。

【００１９】 上述した独立懸架式サスペンションは、直進走行時に路面の凹凸等で片側の車 輪が車体に対して上下方向に移動した場合には、ロアーアーム２１がブッシュ２ ２の軸２３を中心に上下方向に回動する。このときにはショツクアブソーバー３ ２が上下方向に移動する。 次に、車両が旋回する場合には、操舵機構によりナックルアーム１３を介して ナックル１１が転舵軸１０を中心に転舵される。このとき、連結部３５は転舵点 ５０を中心として回転する方向に回転力を受けることになるが、２つのコントロ ールボールジョイント４１、４２の距離は、コントロールリンク４１によって規 制されているので、ナックル１１と連結部３５とを軸支するピボット軸１７の位 置は水平方向に向けて移動することになる。この移動方向は図５に示されるよう にオフセットの方向によって定まり、しかも旋回時の車輪のキャンバー角変化特 性は、表１に示されるようにオフセットの方向によって相違する。キャンバー角 の変化量は、アーム２１やリンク４３等の寸法によって調整される。

【００２０】 尚、本考案は前輪駆動の車両及び４輪駆動の車両のように、前輪を駆動するタ イプの車両に使用するサスペンションとしても使用することができる。その場合 には、ナックル１１の中央部には駆動軸を支持するための筒体が設けられること になる。また、本考案のサスペンションは主として前輪を支持するためのサスペ ンションとして使用されるが、操舵がなされる際に後輪も転舵させるタイプの車 両に対しては、後輪のサスペンションとしても使用される。

【００２１】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、転舵時に転舵に応じて車輪のキャンバー角変 化特性を自由に設定することができるので、サスペンションの設計の自由度が格 段と向上した。また、ショックアブソーバーによりナックルを支持するようにし たので、部品点数が軽減されて製造コストが低減されるのみならず、ショックア ブソーバーのレイアウト性を考慮する必要がなく、車体側形状の自由度が増す。 また、車両の組立てラインにおいて、車体とサスペンションとのアセンブリ時の 作業者の作業性が良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本考案の一実施例に係る独立懸架式サスペン
ションを示す斜視図、

【図２】は図１を正面から見た概略構造図、

【図３】は本考案の他の実施例に係る独立懸架式サスペ
ンションを図２と同様の方向から見た概略構造図、

【図４】は本考案の更に他の実施例に係る独立懸架式サ
スペンションを示す斜視図、

【図５】は第１コントロールボールジョイントの中心の
転舵点に対するオフセットの方向とボールジョイントの
中心点の変位との関係を車両の旋回時において示す概略
図である。

【符号の説明】

１０…転舵軸、１１…ナックル、２１…ロアーアーム、
２４…ロアーボールジョイント、３１…マウント部、３
２…ショックアブソーバー、３３…コイルばね、３４…
ストラット、３５…連結部、４１…第１コントロールボ
ールジョイント、４２…第２コントロールボールジョイ
ント、４３…コントロールリンク、５０…転舵点、Ｂ…
車体、Ｗ…車輪。

フロントページの続き (72)考案者 川野 真二 神奈川県横浜市港北区樽町三丁目７番60号 株式会社ヨロズ内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪(W) を回転自在に支持するナックル
   (11)の下端部に、基端部が車体(B) に軸支されたロアー
   アーム(21)の先端部をロアーボールジョイント(24)によ
   り連結し、 車体(B) に固定されるマウント部(31)と当該マウント部
   (31)に対して軸方向に摺動自在となったショックアブソ
   ーバー(32)と当該ショックアブソーバー(32)を下方に向
   けて弾発力を付勢するコイルばね(33)とを有するストラ
   ット(34)の前記ショックアブソーバー(32)の下端部に連
   結部(35)を固着し、 前記連結部(35)を前記ナックル(11)の上端部に車体(B)
   の前後方向を向くピボット軸(17)により軸支し、 前記ショックアブソーバー(32)がストラット中心軸(S)
   回りに回動する回動中心となりかつ前記ストラット中心
   軸(S) が傾斜移動する傾動中心となる前記マウント部内
   のアッパージョイント点(38)と、前記ロアーボールジョ
   イント(24)の中心とを通る軸により転舵軸(10)を形成
   し、 前記連結部(35)にコントロールボールジョイント(41)を
   介してコントロールリンク(43)の一端を連結すると共に
   前記コントロールリンク(43)の他端を車体(B)に装着
   し、 前記第１コントロールボールジョイント(41)の中心を、
   当該中心を含む水平面と前記転舵軸(10)とが交わる転舵
   点(50)に対して水平方向にオフセットさせた位置に設定
   したことを特徴とする独立懸架式サスペンション。
2. 【請求項２】 前記コントロールリンク(43)の他端を前
   記ロアーアーム(21)の基端部付近に取付け、前記コント
   ロールリンク(43)を前記ロアーアーム(21)を介して、前
   記車体(B) に連結したことを特徴する独立懸架式サスペ
   ンション。