JPS6144683B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は自動車のリヤサスペンシヨン、特にト
ーイン効果に優れた新規なリヤサスペンシヨンに
関するものである。 自動車のリヤサスペンシヨンにおいては、操縦
安定性、乗心地等の向上のために、走行中、特に
コーナリングの際にタイヤをトーインさせるもの
が望まれている。すなわち、よく知られているよ
うに、コーナリングのときには車体にかかる遠心
力がサスペンシヨンに対して横力として作用し、
タイヤは旋回の限界Ｇを大きくするためこの横力
に対して大きい抗力をもつて対抗することが望ま
れる。この抗力はタイヤをトーインさせてスリツ
プ角をつけることによつて大きくすることができ
る。また、この抗力を大きくして後輪のグリツプ
を良くすれば、アンダーステア傾向を強くして、
車の安定性を向上させることができる。さらに、
コーナリングのときにアクセルを踏んだり離した
りする場合、タイヤには駆動力や制動力がかかる
が、踏んでいるアクセルを離するタイヤは急にト
ーアウトし、アクセルを踏み込むとトーインする
傾向がある。すると、コーナリング中にタイヤが
トーインしたりトーアウトしたりすることにな
り、操縦安定性（以下操安性という）が低下す
る。また、ブレーキを踏んだり、エンジンブレー
キをかけたりすれば、乗心地を良くするために設
けられているラバーブツシユがタイヤの接地点よ
り内側に位置しているため、制動力によつてトー
アウトすることになり、操安性が悪くなる。ラバ
ーブツシユは柔かいほど乗心地は良いから、乗心
地の良い車ほど操安性が悪くなることになる。し
たがつて、ブレーキやエンジンブレーキによつて
制動力をかけたときにもトーインするリヤサスペ
ンシヨンが望まれることになる。すなわち、常に
トーインする傾向のあるリヤサスペンシヨンによ
れば、常に安定したコーナリングが実現すること
になるのである。また、リヤサスペンシヨンのト
ーイン傾向は、コーナリングのときのみならず、
スポーツカーに特に要求される高速直進性の点か
らも望まれるものである。すなわち、路面は実際
には完全に平坦なものではなく、大小の凹凸が必
ずあるものでるが、これらの凹凸はタイヤに対し
て各種方向からの外乱となる。また、走行中に車
の受ける風も横風のときはもちろん横力となつて
作用するが、横風でなくても車にとつては各方向
からの外乱となつてタイヤに作用する。これらの
外乱に対しても、常にリヤサスペンシヨンが後輪
をトーインさせるように作用すれば、車はアンダ
ーステア傾向となつて安定する。これらの外乱
は、原因は何であつても、結局タイヤに対しては
前述の横力、制動力、駆動力のいずれかとなつて
作用するものである。 従つて、リヤサスペンシヨンは、横力、制動
力、（ブレーキとエンジンブレーキの２種があ
る）、動動力のいずれに対してもタイヤをトーイ
ンさせる効果のあるものが望まれるのである。こ
れらの外力を詳細に説明すれば、コーナリング中
のスラスト荷重に代表される横力はタイヤの接地
点に外から内へ作用する力、ブレーキをかけたと
きのブレーキ力はタイヤの接地点に前から後へ作
用する力、エンジンブレーキによる力はタイヤの
ホイールセンタに前から後へ作用する力、そして
駆動力はホイールセンタに後から前へ作用する力
である。これを表にすれば下記の通りとなる。

【表】 従来、コーナリング時の横力に対するトーイン
効果をリヤサスペンシヨンに持たせたものは各種
知られているが、いずれも構造的に多少複雑にな
つている。例えば特公昭52−37649号に記載され
たものは、ラバーブツシユを３個使用し、そのブ
ツシユの硬さを変えたものであり、西独特許公開
第2158931号あるいは同第2355954号に記載された
ものはホイールハブを縦軸とスプリングを介して
支持したものであり、構造が複雑になつている。
また、従来知られているこの種のリヤサスペンシ
ヨンは上記４種の全ての外力に対してトーイン効
果を実現するものではなく、主として横力に対し
てのみ効果のあるものとなつている。 本発明は、きわめて簡単な構造により、特にコ
ーナリング時の外力に対して後輪を有効にトーイ
ンさせる新規なリヤサスペンシヨンを提供するこ
とを目的とするものである。 さらに本発明は、きわめて簡単な構造により旋
回時、直進時を問わず、横力、ブレーキ力、エン
ジンブレーキ力、駆動力のいずれの外力に対して
も後輪をトーインさせ、乗心地の良い操安性の高
い車を実現することを可能にする全く新しい形式
のリヤサスペンシヨンを提供することを目的とす
るものである。 本発明のリヤサスペンシヨンは、一部を車体に
結合した車体側支持部材と、後輪のホイールハブ
とを、１個のボールジヨイントと２個のラバーブ
ツシユで結合したものであり、特にボールジヨイ
ントを車体左側方から見たホイールセンタを基準
にしたときの水平一垂直座標の第２象限に位置さ
せ、ラバーブツシユの一方を第４象限に位置さ
せ、他方を第１，第３象限のいずれか一方に位置
させたことを特徴とするものである。 本発明で車体側支持部材とは、例えばセミトレ
タイプのリヤサスペンシヨンのセミトレーリング
アーム、ストラツトタイプのリヤサスペンシヨン
のストラツト、ウイツシユボンタイプのリヤサス
ペンシヨンのアツパおよびローアアーム、ドデイ
オンタイプのリヤサスペンシヨンのドデイオンチ
ユーブ等の車体側に取り付けられた各種の支持部
材を総称するもので、本発明の対象となるリヤサ
スペンシヨンの形式は、タイヤをトーイン可能に
支持するものであれば特定のものに限定されな
い。 また、本発明で規定する象限は、車体左側方か
ら後輪を見て、ホイールセンターを中心として水
平と垂直の直角軸を仮想したときの直角座標にお
ける象限であり、第１から第４の各象限は全てそ
の象限を制限する両端の軸上（例えば第１象限で
は水平軸の右半分と垂直軸の上半分）を含むもの
とする。 本発明のリヤサスペンシヨンによれば、横力が
作用したとき効果的にタイヤをトーインさせるこ
とができ、さらに、前記４種の外力のいずれが作
用したときもトーインさせることが可能になる。
このトーインの効果は、サスペンシヨンのボール
ジヨイントとラバーブツシユの位置を上記のよう
な配置にすることにより得られるもので、ボール
ジヨイントを通る縦軸および横軸のまわりにラバ
ーブツシユの変形を利用してホイールハブを回転
させることにより各種の外力に対してトーインが
実現されるのである。 以下、図面によつて本発明をさらに詳細に説明
する。 第１図は本発明の構造を採用したセミトレーリ
ングタイプのリヤサスペンシヨンの例を示す部分
斜視図である。本発明は採用したセミトレーリン
グタイプのリヤサスペンシヨンは、車体（サブフ
レーム）に揺動自在に結合したセミトレーリング
アーム１１の先端と後輪を回転自在に支承するホ
イールハブ１２とを、２つのラバーブツシユ３，
４と１つのボールジヨイント１とをもつて連結
し、これらの配置を、後輪を左側方から見たとき
ボールジヨイント１がホイールセンター基準の水
平一垂直座標の第２象限に位置し、２つのラバー
ブツシユの一方３が第４象限に位置し、もう一つ
のラバーブツシユ４が第１あるいは第３象限に位
置するようにしたものである。これらのボールジ
ヨイント１とラバーブツシユ３，４の作用は後に
詳述する。 第２図は本発明をストラツトタイプのリヤサス
ペンシヨンに適用した例を示すもので、ホイール
ハブ１３はストラツト１４の下端に第１図の例と
同様に２つのラバーブツシユ３，４とボールジヨ
イント１によつて連結されている。 第３図は本発明をドデイオンタイプのリヤサス
ペンシヨンに適用した例を示すもので、ホイール
ハブ１５はドデイオンチユーブ１６の端部の、リ
ーフスプリング１７に支持されているブラケツト
１８に、２つのラバーブツシユ３，４と１つのボ
ールジヨイント１によつて連結されている。 これらの３つのリヤサスペンシヨンの形式は、
単にこの他の例えばウイツシユボンタイプあるい
はトーシヨンビームアクスルタイプ等のリヤサス
ペンシヨン形式とともに本発明を採用しうる各種
サスペンシヨン形式のうちの２，３の例を示すに
すぎないものである。本発明のリヤサスペンシヨ
ンは、ホイールハブが完全にサスペンシヨンアー
ムあるいはアクスルに固定されてトーインのため
の変位ができない形式を除けば、他のいかなる形
式のリヤサスペンシヨンにも応用できるものであ
る。上記第１，２および３図の例では、ボールジ
ヨイント１と２つのラバーブツシユ３，４は全て
共通の符号を使用して示した。 第４図は本発明の１つの実施例を示すものであ
るが、これにより本発明のリヤサスペンシヨンが
横力等の外力に対してタイヤをトーインさせる作
用の原理を説明する。 第４図では、自動車の右後のタイヤを左後方か
ら見た状態の斜視図が中央に示され、これを後
方、左側方および上方から投影した投影図が左右
および下に示されている。ホイールセンタＷを中
心にして、車体の前後方向に延びる水平軸Ｈと垂
直軸Ｖにより構成される直角座標において、第２
象限にボールジヨイント１が配され、第３象限
と第４象限にラバーブツシユ３，４が配され
ている。 このような基本的配置において、ボールジヨイ
ント１とラバーブツシユ３，４の形成する平面
（後方からの投影図では符号１０で表わされる）
が、ホイールセンタＷに対して外側（−）にある
か内側（＋）にあるか、および接地点Ｇに対して
外側（−）にあるか内側（＋）にあるかというこ
と（以下オフセツトという）により、配置の種類
がＷ＋Ｇ＋，Ｗ＋Ｇ−，Ｗ−Ｇ−の３種に分類さ
れる。この中で特に有効なのはＷ＋Ｇ−であり、
第４図にはこのＷ＋Ｇ−（すなわちホイールセン
タのオフセツトが（＋）、接地点で（−）の例を
示した。 以下、このＷ＋Ｇ−の場合について外力に対す
るトーイン効果を図面により詳細に示す。 ボールジヨイント１を通る垂直軸Ｖに平行な縦
の仮想軸をＬとし、車体の横方向の仮想軸をＭと
し、前後方向の仮想軸をＮと規定する。第４図の
例では、前方のラバーブツシユ４の変形容易方向
（円筒状のラバーブツシユの中心軸方向）が水平
面内にあつて後方において内方に傾き、後方のラ
バーブツシユ３の変形容易方向が水平面内にあつ
て前方において内方に傾いている。 横力Ｓはタイヤの接地点Ｇに外から内へ向けて
作用し、ブレーキ力Ｂは接地点Ｇに前から後へ向
けて作用し、エンジンブレーキ力Ｅはホイールセ
ンタＷに前から後へ向けて作用し、駆動力Ｋはホ
イールセンタＷに後から前へ向けて作用する。 横力Ｓが接地点Ｇに外から内へ作用すると、Ｌ
軸まわりに後方から見て時計方向への回転モーメ
ントが発生する。このとき前方のラバーブツシユ
４の硬度を後方のラバーブツシユ３の硬度より小
さくすれば、タイヤの前方の方が後方より大きく
内側へ変位し、トーイン効果が得られる。 さらに、ブレーキ力Ｂ、エジンブレーキ力Ｅ、
駆動力Ｋに対するトーイン効果について説明す
る。 ブレーキ力Ｂが接地点Ｇに前から後へ作用する
と、Ｌ軸のまわりには接地点Ｇにおけるオフセツ
ト（−）によりタイヤはトーインしようとする
が、同時にＭ軸のまわりに反時計方向（図面で左
から見て）に回転変位しようとする。この反時計
方向への回転は、２つのラバーブツシユ３，４の
傾き方向により前方が内側に後方が外側に変位す
るように案内され、結果としてタイヤにトーイン
の変位を起こすことになる。この効果は、接地点
Ｇにおけるオフセツト（Ｇ−）が大きければ大き
い程、またラバーブツシユ３，４の硬度が小さけ
れば小さい程大きい。 エンジンブレーキ力ＥがホイールセンタＷに前
から後へ作用すると、タイヤはＭ軸のまわりに反
時計方向に変位しようとする。Ｍ軸まわりの反時
計方向への変位は上記ブレーキ力Ｂの場合と同様
にラバーブツシユ３，４の向きによりトーイン変
位を起こさせるので、タイヤは効果的にトーイン
方向に向けられる。 駆動力ＫがホイールセンタＷに後から前へ作用
すると、これはエンジンブレーキ力Ｅと逆方向の
力であるため、タイヤはＬ軸まわりのトーイン傾
向とＭ軸まわりの回転とラバーブツシユ３，４の
傾きに起因するトーアウト傾向の総合的作用の結
果、トーアウトしようとする。そこで、ラバーブ
ツシユ３，４のいずれか一方の前にＭ軸まわりの
時計方向の回転変位を規制するストツパを設けれ
ば、ホイールセンタＷにおけるオフセツト（Ｗ
＋）によりそのストツパを設けた方のラバーブツ
シユとボールジヨイント１とを結ぶ線のまわりに
タイヤをトーイン方向に回転させるモーメントが
作用し、タイヤはトーイン方向に向けられる。 上記説明は、オフセツトがＷ＋Ｇ−の場合であ
るが、これはＷ＋Ｇ＋でもＷ−Ｇ−でも同様の効
果が得られる。Ｗ＋Ｇ＋のオフセツトの場合につ
いて詳細に説明する。この場合、ラバーブツシユ
３，４の向きは第４図の場合と同様でよい。 横力Ｓが接地点Ｇに外から内へ作用すると、こ
れはタイヤをＮ軸のまわりに後から見て時計方向
に回転させようとするが、前述の場合と同様に前
方のラバーブツシユ４の硬度を後方のラバーブツ
シユ３の硬度より小さくすればトーイン効果を得
ることができる。 ブレーキ力Ｂに対してはＷ＋Ｇ＋のオフセツト
によりトーアウトの力も生ずるが、このオフセツ
トの大きさが小さければこの影響は小さく、それ
よりもＭ軸まわりの回転をラバーブツシユ３，４
の傾きによりトーイン方向に案内することによ
り、結果としてトーイン変位を起すこと可能にな
る。 エンジンブレーキ力Ｅに対しても同様にＭ軸ま
わりの回転をラバーブツシユ３，４によつて案内
することによりタイヤをトーインさせることがで
きる。 駆動力Ｋに対しては、第４図の場合と同様にこ
れはエンジンブレーキ力Ｅと正反対の外力である
ので、ラバーブツシユ３，４のいずれか一方の前
にストツパを設けることにより、そのストツパを
設けられたラバーブツシユとボールジヨイント１
とを結ぶ線のまわりにタイヤはトーイン方向に回
転させられ、トーイン効果を得ることができる。 このように、オフセツトがＷ＋Ｇ＋となつて
も、基本的に第２象限に位置するボールジヨイン
ト１と、第３，第４象限に位置するラバーブツシ
ユ３，４の作用により、タイヤは横力Ｓをはじめ
上記４種の外力に対して常にトーイン方向に変位
する。 次にオフセツトがＷ−Ｇ−となつた場合につい
て説明する。この場合は、横力Ｓ以外の外力に対
してもトーイン変位させるため、ラバーブツシユ
３，４は水平面内において第４図の場合とは逆の
方向に傾けられている。すなわち、前のブツシユ
２の中心軸は前方内側から後方外側へ向けて延
び、後のブツシユ３の中心軸は前方外側から後方
内側へ向けて延びている。 この実施例では、横力Ｓは上記実施例と同様に
タイヤをＮ軸のまわりにトーイン方向に回転さ
せ、ブレーキ力Ｂおよびエンジンブレーキ力Ｅは
オフセツトＷ−Ｇ−によりＬ軸のまわりにトーイ
ン方向に回転させる。ただし、これらの制動力
Ｂ，Ｅの場合はラバーブツシユ３，４のいずれか
一方の後にＭ軸まわりの反時計方向の回転を規制
するストツパを設けないと、ラバーブツシユ３，
４の向きによる案内のためにトーアウト方向に変
位してしまう。駆動力Ｋに対しては、Ｍ軸まわり
の回転が２つのラバーブツシユ３，４の向きによ
つてトーイン方向に案内され、トーイン変位を起
こすことができる。このラバーブツシユ３，４の
向きは、オフセツトＷ−Ｇ−に対しては全くトー
アウトの方向にしか作用しない駆動力Ｋに対して
もトーインへの変位を生ぜしめるためのものであ
る。 このように、オフセツトがＷ−Ｇ−となつても
上記４種の外力全てに対してトーイン効果を持た
せることができる。 上記各種の実施例における４種の外力に対する
トーイン作用は、下記の表のようにまとめること
ができる。表中の記号は上記の説明中のものを意
味する。

【表】 表中、軸とは関連する回転軸、ストツパとは必
要とされるストツパの位置を表わす。 上記各実施例は、ボールジヨイント１を第２象
限に配し、２つのラバーブツシユ３，４を第
３，４象限，に配した例を示すものである
が、本発明は２つのラバーブツシユ３，４のうち
いずれか一方が第４象限にあれば他方は第１，
第３象限、のいずれにあつてもよいものであ
る。すなわち、後方のラバーブツシユ３が第４象
限にあれば、前方のラバーブツシユ２は第３象限
でなく、第１象限にあつてよい。 以下、この第１象限に配されたラバーブツシ
ユを符号１で表わし、第５図によつてオフセツト
Ｗ＋Ｇ−の場合についてトーインさせる作用を説
明する。 横力Ｓが接地点Ｇに作用すると、ボールジヨイ
ント１と第４象限にあるラバーブツシユ３とを結
ぶ線のまわりにタイヤをトーイン方向に回転させ
る。ブレーキ力Ｂは接地点Ｇでのオフセツト（Ｇ
−）によりＬ軸のまわりにトーイン方向への変位
を生じさせると同時にＭ軸のまわりに反時計方向
への回転を生じさせ、この回転を２つのラバーブ
ツシユ３，４の傾きによりトーイン方向へ案内す
ることにより効果的にトーイン変位を起こさせ
る。すなわち、第１象限のラバーブツシユ４は
Ｍ軸まわりの変位を外側へ案内するように、ボー
ルジヨイント１とこのラバーブツシユ４とを結ぶ
線に対してほぼ直角な中心軸が、Ｍ軸のまわりに
ホイールハブが回転するときこのホイールハブの
後方を外側へ変位させるように上方（あるいは前
方）を外方へ向けた傾きをしている。また、後方
の第４象限にあるラバーブツシユ３はＭ軸まわ
りに回転するとき後方を外側へ変位させるように
後方（あるいは上方）を外方へ向けた傾きをして
いる。 エンジンブレーキ力Ｅに対しては、ホイールセ
ンタＷにおけるオフセツトＷ＋によるトーアウト
傾向よりも、２つのラバーブツシユ３，４の傾き
によるＭ軸まわりの回転に対するトーイン方向へ
の案内の効果を大きくして、トーインの変位を得
る。また駆動力Ｋに対してはホイールセンタＷに
おけるオフセツト（Ｗ＋）によりＬ軸まわりにト
ーイン方向へ変位させることができる。 上記のように、２つのラバーブツシユ３，４を
第４，第１象限に設けた場合にも４種の外力に対
してトーインの変位を生ぜしめることができる。
上記第５図の例はオフセツトがＷ＋Ｇ−の場合で
あるが、これは前述の実施例のようにＷ＋Ｇ＋、
Ｗ−Ｇ−の場合でも同様にトーイン効果を得るこ
とができる。これら各種の場合についてのトーイ
ン作用を前述の実施例と同様に表にまとめると次
のようになる。

【表】 上述の各実施例から明らかなように、オフセツ
トを利用する場合はＬ軸まわりの回転が関連し、
ラバーブツシユの傾きを利用する場合はＭ軸まわ
りの面（ボールジヨイントと２つのラバーブツシ
ユの形成する面）の回転が関連する。これらの回
転、あるいは回転を変位させて案内させることに
よる変位の大きさを、結果としてタイヤをトーイ
ン方向へ変位させるようにオフセツトの大きさや
ラバーブツシユの傾き、あるいはさらにラバーブ
ツシユの硬度を選択することにより調整して、目
的とするトーイン効果を得ることができる。 本発明によれば、以上説明したところから明ら
かなように、第２象限に配した１個のボールジ
ヨイントと、第４象限に配した１個のラバーブ
ツシユ（弾性体ブツシユ）と、第１または第３象
限に配したもう１個のラバーブツシユにより、横
力、ブレーキ力、エンジンブレーキ力、および駆
動力の４種の外力に対して、常にタイヤをトーイ
ンさせるリヤサスペンシヨンが得られるから、コ
ーナリング等の運転中に常に車を安定させ、しか
も乗心地を損うことなく操安性を向上させた車を
実現することができる。また、このトーイン効果
は、高速直進性の優れたスポーツカーを実現する
上にも有利であるから、本発明によるリヤサスペ
ンシヨンの実用上の価値はきわめて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用したセミトレーリングタ
イプのリヤサスペンシヨンの例を示す部分斜視
図、第２図は同じくストラツトタイプのリヤサス
ペンシヨンの例を示す部分斜視図、第３図は同じ
くドデイオンタイプのリヤサスペンシヨンの例を
示す部分斜視図、第４図は本発明のリヤサスペン
シヨンの作用を示す原理図でラバーブツシユが第
３，第４象限にあり、オフセツトがＷ＋Ｇ−の例
を示すもの、第５図はラバーブツシユが第１，第
４象限にあり、オフセツトがＷ＋Ｇ−である本発
明の例を示す原理図である。 １……ボールジヨイント、３，４……ラバーブ
ツシユ、５……ストツパ、１１……セミトレーリ
ングアーム、１４……ストラツト、１６……ドデ
イオンチユーブ、１２，１３，１５……ホイール
ハブ、Ｇ……接地点、Ｗ……ホイールセンタ、Ｓ
……横力、Ｂ……ブレーキ力、Ｅ……エンジンブ
レーキ力、Ｋ……駆動力、Ｌ……ボールジヨイン
トを通る垂直軸、Ｍ……ボールジヨイントを通る
横軸（車軸に平行な軸）、Ｎ……ボールジヨイン
トを通る前後軸、……第１象限、……第２象
限、……第３象限、……第４象限。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一部を車体に結合した車体側支持部材、後輪
   のホイールを回転自在に支持したホイールハブ、
   このホイールハブと前記車体側支持部材の間を１
   点を中心に揺動自在に結合するボールジヨイン
   ト、およびホイールハブと前記車体側支持部材の
   間を弾性的に結合する２つの弾性体ブツシユから
   なり、前記ボールジヨイントを車体左側方から見
   たホイールセンター基準の水平一垂直座標の第２
   象限に位置させ、前記２つの弾性体ブツシユの一
   方を第４象限に位置させ、他方を第１，第３象限
   のいずれか一方に位置させてなるリヤサスペンシ
   ヨン。