JPH0574909U - 独立懸架式サスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両が旋回される際における車輪のキャンバ
ー角変化特性がを自由に設定し得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１１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
ている。アッパーアームは車体側アッパーアーム３１
と、２つのナックル側アッパーアーム５１、５２とによ
り構成されており、ロアーアーム２１と車体側アッパー
アーム３１は補強リンク４１により軸支されている。２
つのナックル側アッパーアーム５１、５２の配置により
転舵点５０が形成され、この転舵点５０とロアーボール
ジョイント４２とを通る軸により転舵軸１０が形成され
ている。車両が旋回する際に、車輪Ｗがナックル１１と
共に転舵されると、２つのナックル側アッパーアーム５
１、５２により転舵軸１０の位置が変化することにな
り、車輪Ｗのキャンバー角が変化する。

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 ペンションに関し、特にウッシュボーン型独立懸架式サスペンションの改良に関 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】 独立懸架式サスペンションの中で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。このタイプのサスペンションは、上下２本のアームを有 し、これらのアームによりナックルが車体に直接あるいはフレームを介して取り 付けられている。それぞれのアームの基端は車体側に軸支され、先端はナックル の上下端に通常ではボールジョイントを介して連結されている。これにより、上 下２本のアームとナックルは四辺形リンク機構を構成することとなり、車輪はそ の外周面が路面に対して水平に接触した状態で、上下することができるので、接 地性が良好であるという利点を有している。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のサスペンションにあっては、ロアーアームとナックルと を連結するロアーボールジョイントと、アッパーアームとナックルとを連結する アッパーボールジョイントとの位置により転舵軸が設定されるので、転舵軸のキ ングピン傾角とキャスター角とが一定となっており、これらの両ボールジョイン トの位置によりスクラブ半径とキャスタートレールが決定される構造となってい る。特に、前輪駆動車両のフロントサスペンションでは、両ボールジョイントの 位置がキャスタートレールによった制約される。

【０００７】 したがって、車両が旋回するとき、つまり車輪が転舵するときには、車輪のキ ャンバー角の変化特性は、キングピン傾角とキャスター角とにより一定となって おり、サスペンションのキャンバー角変化特性の設計の自由度がないという問題 点があった。

【０００８】 そこで、本考案は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、転舵時 における車輪のキャンバー角変化特性を自由に設定し得るようにすることを目的 とする。

【０００９】

【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(W) 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、前記車体に基端部で軸支された車体側アッパーアームと 前記ロアーアームとを補強リンクにより連結し、前記ナックルの上端前部と上端 後部との何れか一方と、前記車体側アッパーアームの先端前部とを、それぞれボ ールジョイントを介してナック側第１アッパーアームにより連結すると共に、前 記ナックルの上端前部と上端後部との何れか他方と、前記車体側アッパーアーム の先端後部とを、それぞれボールジョイントを介してナックル側第２アッパーア ームにより連結し、車輪の転蛇角に応じて車輪の転舵軸が変化するようにしたこ とを特徴とする独立懸架式サスペンションである。

【００１０】 更に本発明は、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、前 記車体に基端部で軸支された車体側アッパーアームと前記ロアーアームとを補強 リンクにより連結し、前記ナックルの上端前部と上端後部との何れか一方と、前 記補強リンクの前部とを、それぞれボールジョイントを介してナック側第１アッ パーアームにより連結すると共に、前記ナックルの上端前部と上端後部との何れ か他方と、前記補強リンクの後部とを、それぞれボールジョイントを介してナッ クル側第２アッパーアームにより連結し、車輪の転蛇角に応じて車輪の転舵軸が 変化するように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。

【００１１】

【作用】

上記サスペンションを有する車両が直進走行状態のもとで、車輪が路面の凹凸 等により車体に対して上下方向に移動した場合には、ロアーアームの回動に伴な って車体側アッパーアームが補強リンクを介して回動され、２つのナックル側ア ッパーアームが上下方向に変位した車体側アッパーアームの先端を中心として回 動する。車両が旋回する際には、車輪はナックルと共に転舵軸を中心に回動する ことになるが、転舵に伴なって２つのナックル側アッパーアームが回動すること により、仮想転舵軸がロアーボールジョイントを中心として傾斜することになり 、転舵時における車輪のキャンバー角が変化する。

【００１２】

【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、その概 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、車輪Ｗの転舵角が適宜変更される。更に、このナックル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。

【００１３】 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が車体側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つのアーム片２１ａ、２１ｂが一体と なったいわゆる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がその下端部１４で連結され ている。

【００１４】 車体Ｂには、ロアーアーム２１よりも上方の位置で直接あるいはフレームを介 して車体側アッパーアーム３１がその基端部で取付けられており、この基端部に 設けられたブッシュ３２が車体側Ｂに取付けられたピボット軸（図示省略）に嵌 合され、この車体側アッパーアーム３１は軸３３回りに回動する。この車体側ア ッパーアーム３２も、アーム片３１ａ、３１ｂとが一体となったＡ型アームとな っている。

【００１５】 ロアーアーム２１の先端部には、車体Ｂに対してロアーボールジョイント２４ の内側に位置させて、ピボット軸４２により補強リンク４１の下端部が軸支され 、この補強リンク４１の上端部にはピボット軸４３によりアッパーアーム３１が 軸支されている。したがって、補強リンク４１はロアーアーム２１に対して相対 的に回動すると共に、車体側アッパーアーム３１に対しても相対的に回動する。

【００１６】 車体側アッパーアーム３１の先端前部３４ａとナックル１１の上端前部１５ａ とがナックル側第１アッパーアーム５１を介して連結されている。車体側アッパ ーアーム３１の先端前部３４ａとナックル側第１アッパーアーム５１の一端は、 ボールジョイント５３により連結され、このナックル側第１アッパーアーム５１ の他端は、ボールジョイント５４によりナックル１１の上端前部１５ａに連結さ れている。車体側アッパーアーム３１の先端後部３４ｂとナックル１１の上端後 部１５ｂとがナックル側第２アッパーアーム５２を介して連結されている。車体 側アッパーアーム３１の先端後部３４ｂとナックル側第２アッパーアーム５２の 一端は、ボールジョイント５５により連結され、このナックル側第２アッパーア ーム５２の他端は、ボールジョイント５６によりナックル１１の上端後部１５ｂ に連結されている。２つのボールジョイント５３、５５の中心間距離は、２つの ボールジョイント５４、５６の中心間距離よりも長く設定されており、また本実 施例では４つのボールジョイント５３、５４、５５、及び５６が同一面内に設け られているため、それぞれのナックル側アッパーアーム５１、５２の中心軸Ｈ1 、Ｈ2 とが交わる点が仮想転舵点５０となっている。この転舵点５０と２つのボ ールジョイント５３、５５の中心により三角形が形成される。そして、この仮想 転舵点５０とロアーボールジョイント２４の中心とを通る軸が転舵軸１０となっ ており、車両が旋回するときには、この転舵軸１０を中心に車輪Ｗ及びナックル １１が回転する。この転舵軸１０の車幅方向の傾斜角度が、図２に示されるよう に、キングピン傾角αとなり、車体Ｂの前後方向の傾斜角度がキャスター角とな 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。この車輪中心面Ｐが接地点に対して車体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 地点に対して車体から離れる方向に傾斜した場合には、ボジティブなキャンバー 角γｐとなる。

【００１７】 上述したサスペンションにおいては、車両の直進走行時に、車輪Ｗが路面の凹 凸等により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が軸２ ３を中心として回動すると共に、補強リンク４１により車体側アッパーアーム３ １が補強リンク４１を介して連動されて軸３３を中心に回動することになる。そ して、２本のナックル側アッパーアーム５１、５２は上下方向に変位した車体側 アッパーアーム３１の先端を中心に回動することになる。車両が旋回するときに 、車両がローリングした場合にも、車輪Ｗが車体Ｂに対して上下方向に移動する ことから、ロアーアーム２１等は同様に回動することになる。

【００１８】 次に、車両が旋回移動する場合には、操舵機構によりナックルアーム１３が駆 動されて、ナックル１１が車輪Ｗと共に、図３に示される直進走行状態から、図 ４に示されるように転舵状態に、転舵軸１０を中心に回動される。図４は車両が 右旋回されて、左側前輪が右方向に転舵軸１０を中心に回動された状態を示す。 この場合には、図４に示されるように、ナックル側第１アッパーアーム５１がボ ールジョイント５３を中心に水平方向に揺動し、ナックル側第２アッパーアーム ５２がボールジョイント５５を中心として水平方向に揺動することになり、仮想 転舵点５０は車体Ｂに対して内側かつ後側に移動することになる。これにより、 ナックル１１はロアーボールジョイント２４を中心として車体側に向けて傾斜す ることになり、車輪Ｗのキャンバー角γは転舵角に応じてネガティブに変化する ことになる。

【００１９】 このように、図示するサスペンションにあっては、ナックル側第１アッパーア ーム５１と、第２アッパーアーム５２の長さと取付け位置とを適宜選択すること により、仮想転舵点５０と２つのボールジョイント５３、５５とにより形成され る三角形の形状を変形することによって、転舵時の車輪のキャンバー角特性を種 々の特性に設定することができる。例えば、図３、図４に示されるように、仮想 転舵点５０と２つのボールジョイント３４ａ、３４ｂにより形成される三角形が 図示する場合には二等辺三角形となっているが、これが不等角三角形となるよう にすれば、転舵角に応じたキャンバー角の変化特性が図示する場合と相違した特 性となる。図示する場合には、車体側アッパーアーム３１の軸３３の位置と、２ つのナックル側アッパーアーム５１、５２の揺動軸の位置との位置関係を適宜選 択することによって、実際に車両が旋回するときの転舵角に対応したキャンバー 角の変化特性を設定することができるだけでなく、車体にロールが加わった状態 でのキャンバー角変化特性についても自由に設定することができ、サスペンショ ン設計における自由度が格段に向上し、直進走行時のみならず、旋回時の走行安 定性が十分に確保される。

【００２０】 図５〜図７は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 のサスペンションにおいて、上記実施例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。この場合には、ロアーアーム２１の先端部にロアー ボールジョイント２４よりも車体Ｂに対して内側に位置させてピボット軸４２に より補強リンク４１が軸支されており、この補強リンク４１の上端部はピボット 軸４３により車体側アッパーアーム３１の先端部に軸支されている。そして、補 強リンク４１には、上側のピボット軸４２と下側のピボット軸４３の間に位置さ せて、ナックル側第１アッパーアーム５１の一端が補強リンク４１の前部４４ａ に連結され、ナックル側第２アッパーアーム５２の一端が補強リンク４１の後部 ４４ｂに連結されており、これらのアッパーアーム５１、５２の他端はそれぞれ ナックル１１の上端部に連結されている。アッパーアーム５１、５２の両端のボ ールジョイント５３、５４、５５、及び５６が同一面内に設けられている。

【００２１】 この実施例におけるサスペンションにおいても、車両の直進走行時には、図６ に示されるような状態となり、この状態から車両が右方向に旋回される場合には 、図７に示されるようにサスペンションが作動して、転蛇軸１０は図７に示され るように傾斜して、車輪のキャンバー角は転舵角と共にネガティブに変化するこ とになる。

【００２２】 上記図示実施例にあっては、アッパーボールジョイント５１、５２の両端に設 けられたボールジョイント５３〜５６の中心が全て同一平面内に位置しているが 、ボールジョイント５３と５５とが相互に上下方向にずれている場合や、あるい はボールジョイント５４、５６が相互に上下方向にずれている場合のように、４ つのボールジョイント５３〜５６の中心が同一面内に位置していない場合にも、 本考案の独立懸架式サスペンションを適用することが可能である。そのような場 合には、両方のアッパーアーム５１、５２の中心軸の延長上は、交差することな く、上下方向ないし前後方向にずれたり、食い違うことになるが、それら２本の 中心軸延長上の相互間に仮想転舵点５０が形成されることになる。

【００２３】 図８（Ａ）は、前記それぞれの実施例におけるナックル側の２つのアッパーア ーム５１、５２とナックル１１の上端部との連結部の概略構造を示す図であり、 車両が左旋回する場合における左側車輪に対応したサスペンションが示されてい る。旋回時に車輪Ｗが転舵されると、ナックル１１の上端部が車両内方かつ前方 に向けて変位するので、車輪のキャンバー角がネガティブに変化することが示さ れている。一方、図８（Ｂ）は、２つのナックル側アッパーアーム５１、５２を 交差してナックル１１に連結した場合におけるナックル１１の上端部の変化状態 が示されている。この場合は、図１に示されるサスペンションでは、先端前部３ ４ａとナックル１１の上端後部１５ｂとがナックル側第１アッパーアーム５１に より連結され、車体側アッパーアーム３１の先端後部３４ｂとナックル１１の上 端前部１５ａとがナックル側第２アッパーアーム５２により連結された場合に相 当する。このタイプのサスペンションにあっては、転舵に伴なってナックル上端 部が車体Ｂの外方かつ後方に移動することになり、車輪Ｗのキャンバー角変化特 性は、転舵に応じてポジティブに変化する。図５に示されるサスペンションにお いても、２つのナックル側アッパーアーム５１、５２を交差させたタイプに変形 することが可能である。

【００２４】 上記それぞれのサスペンションにおいては、これを前輪が駆動されるタイプの 車両のサスペンションとしても適用することは可能であり、その場合には、スピ ンドル１２の位置に駆動軸を支持するための筒体が設けられることになる。この 場合に、駆動軸と補強リンク４１との緩衝を避けるために、補強リンク４１は車 体に対して前後方向にずらして設けられるか、駆動軸が貫通する穴を補強リンク ４１に設けることにより、前輪駆動用のサスペンションとなる。

【００２５】 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 イプの車両を含めて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す ることができるが、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。

【００２６】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、アッパーアームは車体側のアッパーアームと ナックル側のアッパーアームとからなり、ナックル側のアッパーアームは前後２ つのナックル側アッパーアームにより構成されており、これら２つのナックル側 アッパーアームの配置と、ロアーボールジョイントの中心とにより決定される転 舵軸としたので、車両が旋回される際には、その転舵軸が水平方向に移動するこ とになり、転舵に応じて転舵軸が移動することから、車輪のキャンバー角が変化 することになり、キャンバー角特性を自由に設定することができる。

【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を背面から見た概略構造図、

【図３】は図１の平面図、

【図４】は車両が旋回したときにおけるサスペンション
の作動を示す図３に対応した平面図、

【図５】は本考案の他の実施例に係る独立懸架式サスペ
ンションを示す斜視図、

【図６】は図５の平面図、

【図７】は車両が旋回したときにおけるサスペンション
の作動を示す図６に対応した平面図、

【図８】は本考案のサスペンションの概略構造を示す平
面図である。

【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…車体側アッパー
アーム、４１…補強リンク、５０…仮想転舵点、５１…
ナックル側第１アッパーアーム、５２…ナックル側第２
アッパーアーム、５３〜５６…ボールジョイント、Ｂ…
車体、Ｗ…車輪。

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、 前記車体(B) に基端部を軸支された車体側アッパーアー
   ム(31)と前記ロアーアーム(21)とを補強リンク(41)によ
   り連結し、 前記ナックル(11)の上端前部(15a) と上端後部(15b) と
   の何れか一方と、前記車体側アッパーアーム(31)の先端
   前部(34a) とを、それぞれボールジョイント(53,54) を
   介してナック側第１アッパーアーム(51)により連結する
   と共に、前記ナックルの上端前部(15a) と上端後部(15
   b) との何れか他方と、前記車体側アッパーアーム(31)
   の先端後部(34b) とを、それぞれボールジョイント(55,
   56) を介してナックル側第２アッパーアーム(52)により
   連結し、車輪(W) の転蛇角に応じて車輪の転舵軸の角度
   が変化するように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】 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、 前記車体(B) に基端部を軸支された車体側アッパーアー
   ム(31)と前記ロアーアーム(21)とを補強リンク(41)によ
   り連結し、 前記ナックル(11)の上端前部(15a) と上端後部 (15b)と
   の何れか一方と、前記補強リンク(41)の前部(44a) と
   を、それぞれボールジョイント(53,54) を介してナック
   側第１アッパーアーム(51)により連結すると共に、前記
   ナックルの上端前部(15a) と上端後部(15b) との何れか
   他方と、前記補強リンク(41)の後部とを、それぞれボー
   ルジョイント(55,56) を介してナックル側第２アッパー
   アーム(52)により連結し、車輪(W) の転蛇角に応じて車
   輪の転舵軸の角度が変化するようにしたことを特徴とす
   る独立懸架式サスペンション。