JPS6144689B2 - - 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とタイヤは急にト
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（以下操縦性という）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
ずあるものであるが、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、横風でなくと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）、駆
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、一端を車体に
揺動自在に支持した揺動部材に、後輪のホイール
支持部材を、１個のボールジヨイントと２個のラ
バーブツシユを介して結合し、さらにホイール支
持部材にスタビライザのコントロールロツドを連
結したものであり、特にボールジヨイントをホイ
ールセンタより上方に配置し、ラバーブツシユの
少なくとも１つはホイールセンタより下方に配置
し、これら２つのラバーブツシユとボールジヨイ
ントの３者を含む平面をホイール中心軸を含む垂
直面においてホイールセンタの高さ及びグランド
上でホイール左右中心より車体外方に配置し、前
記ラバーブツシユの軸をホイール支持部材のボー
ルジヨイント回りの車体左側から見た時計方向回
転をホイールセンタの前方において内向きに案内
するような向きに配置し、さらに前記コントロー
ルロツドを下方外向きに傾斜させて配置し、ボー
ルジヨイントより後方においてホイール支持部材
に連結したことを特徴とするものである。 本発明で揺動部材とは、一端を車体に揺動自在
に支持した車体側の揺動支持部材であり、例えば
セミトレーリング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、ストラツプタイプのリ
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、特定の形
式のものに限定されるものではない。 また、ホイール支持部材とはホイールハブ等の
タイヤを回転自在に支持する部材を総称するもの
で、特定のホイールハブに限定されるものではな
い。 また、コントロールロツドとは、スタビライザ
のスタビ反力をホイール支持部材に伝達するた
め、スタビライザの端部とホイール支持部材の一
部との間に連結されるリンク部材で、長さ方向に
スタビ反力を伝達するものである。 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。 なお、本発明ではホイール支持部材の回転方向
についても車体左側から見て、時計方向、反時計
方向等の表現をすることとする。 本発明のリヤサスペンシヨンによれば、コーナ
リング時に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る。これはボールジ
ヨイントとラバーブツシユの配置により、横力が
ホイール支持部材をボールジヨイントのまわりに
トーイン方向に回転させるとともに、コーナリン
グ時の片側バンプによるスタビ反力がコントロー
ルロツドを介してホイール支持部材をトーイン方
向に変位させるように作用するからである。さら
に、本発明によれば、前記４種の外力のいずれか
が作用したときにも効果的りタイヤをトーインさ
せることができる。これも、上記ボールジヨイン
トとラバーブツシユの配置による効果である。 以下、図面によつて本発明の実施例を詳細に説
明する。 第１図は本発明をストラツトタイプのツインリ
ンクリヤサスペンシヨンに応用した例を示す斜視
図である。車体側マウント１０の端部から後方へ
延びるトレーリングリンク１１の後端にタイヤ１
２のホイールハブ１８を支持する３本のアーム１
３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを有するブラケツト１３が
接続される。このブラケツト１３はシヨツクアブ
ソーバ２５の下端に結合され、一対のラテラルリ
ンク１４の先端に連結されている。またホイール
ハブ１８には、クロスメンバ１５に固設されたデ
イフアレンシヤルケース１６から横に延びる駆動
軸１７が回転自在に軸支されている。 ブラケツト１３の各アームにはホイールハブ１
８が２個のラバーブツシユ１９，２０と、ボール
ジヨイント２１を介して、ボールジヨイント２１
回りに回動変位自在に装着される。ホイールハブ
１８には後方に延びたアーム２２が一体的に設け
られ、このアーム２２の後端２２ａにはスタビラ
イザ２３の端部２３ａに一端を連結したコントロ
ールロツド２４が連結され、スタビライザ２３か
らのスタビ反力がアーム２２に伝達されるように
なつている。 ボールジヨイント２１はホイールセンタより上
方に配置され、２つのラバーブツシユ１９，２０
の一方１９はホイールセンタより下方に配置され
る。またコントロールロツド２４は下方外向きに
傾斜して配置され、ホイールハブ１８から後方へ
延びたアームに連結されて、スタビ反力を下外方
へ向けてホイールハブ１８に伝達する。 第１図の要部を第２図に詳細に示す。第１図は
左後輪を左前方から見た図であり、第２図は右後
輪を左（内側）後方から見た図であるが、対応す
る部材は同じ符号で示す。第２図に明確に示すよ
うに、、ボールジヨイント２１はホイールセンタ
ｗより上方（すなわち前記座標の第１または２象
限）に配置され、２つのラバーブツシユ１９，２
０の一方１９はホイールセンタｗより下方（すな
わち前記座標の第３もしくは第４象限）に配置さ
れている。また、これら２つのラバーブツシユ１
９，２０とボールジヨイント２１の３者を含む面
ｐはホイール中心軸ｃを含む垂直面（その投影を
第２図左に示す）において、ホイール中心の高さ
CLおよびグランドCL上でホイール左右中心ｗよ
り車体外方に配置されている。 さらに、ラバーブツシユ１９，２０の軸１９
ａ，２０ａは、ホイールハブ１８がボールジヨイ
ント回りの時計方向に回転したとき、これをホイ
ールセンタｗの前方において内向きに案内するよ
うな向きすなわちタイヤ１２をトーンさせる向き
に配置されている。すなわち、後方のラバーブツ
シユ１９の向きは後方内向き、前方のラバーブツ
シユ２０の向きは後方外向きとされている。この
向きはラバーブツシユ１９，２０の位置によつて
は逆になる場合もありうる。すなわち、例えば前
方のラバーブツシユ２０が第２象限の上の方に水
平な向きあるいは斜めに後高、前低の向きに配置
されたときは、この軸２０ａは後方外向きでなく
後方内向きとする。それはいずれの場合にもホイ
ールハブ１８のボールジヨイント２１の回りの時
計方向回転を、トーイン方向に変位させるためで
ある。 以下、第２図によつてこの実施例の場合につい
て、外力によるトーイン効果を詳細に説明する。
第２図において、ボールジヨイント２１を通る縦
の仮想軸をＬ、車体の幅方向の仮想軸をＭとす
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。 コーナリング時等にタイヤ横力Ｓが作用する
と、Ｌ軸のまわりに上から見て反時計方向に回転
モーメントが発生し、ラバーブツシユ１９，２０
の弾性によりホイールハブ１８はボールジヨイン
ト２１のまわりにトーイン方向へ変位する。な
お、このとき前方のラバーブツシユ２０の弾性を
後方のラバーブツシユ１９の弾性より大きくすれ
ば一層大きいトーイン効果が得られる。また、同
時にコーナリング時の片側バンプによりスタビラ
イザ２３からのスタビ反力Ｆがコントロールロツ
ド２４を介してホイールハブ１８のアーム２２の
後端に斜め下外方に向けて作用する。このスタビ
反力Ｆの垂直分力VFによりホイールハブ１８は
ボールジヨイント２１の回りに時計方向（左側か
ら見て）に回転するとともにスタビ反力Ｆの水平
分力HFにより後が外に変位する。この時計方向
への回転は、ホイールハブ１８をラバーブツシユ
１９，２０の軸の向きにより前を内側へ後を外側
へ変位させて結果としてホイールハブ１８をトー
イン方向に変位させる。また、水平分力HFの外
方への作用により、同様にホイールハブ１８はト
ーイン方向への力を受け、効果的にトーイン方向
へ変位せしめられる。 このように、コーナリング時には横力Ｓとスタ
ビ反力Ｆとの両方がトーイン効果を生ぜしめ、効
果的にタイヤをトーインさせることができる。 次に、ブレーキ力Ｂ、エンジンブレーキ力Ｅ、
駆動力Ｋによ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、接地点Ｇは図示の例ではボールジヨイント２
１とラバーブツシユ１９，２０を含む面ｐよりも
内側にあるため、ホイールハブ１８はボールジヨ
イント２１の回り（Ｌ軸回り）に上から見て反時
計方向すなわちトーイン方向Ｔに回転変位する。
一方、このブレーキ力ＢはＭ軸のまわりにホイー
ルハブ１８を反時計方向（左側から見て）に回転
させようとする作用を有する。これによりホイー
ルハブ１８はトーアウトの方向へ変位しようとす
る。このとき前述のＬ軸まわりのブレーキ力Ｂの
作用の方が大きければ結局トーイン効果が得られ
るので問題はないが、必ずしもそのように設計す
ることはできないので、ラバーブツシユ１９，２
０のいずれか一方の後側にストツパーを設けるこ
とにより、確実にトーインさせることができる。 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、ホイールセンタｗはボール
ジヨイント２１とラバーブツシユ１９，２０を含
む面ｐより内側に位置しているため、エンジンブ
レーキ力ＥはＬ軸まわりにトーイン方向へ作用す
る。ただし、このとき同時にタイヤ１２はＭ軸の
まわりに反時計方向に回転しようとするため、上
記ブレーキ力Ｂの場合と同様にラバーブツシユ１
９，２０の向きによりホイールハブ１８をトーア
ウト方向に変位させようとする。しかし、これに
対しては、前記ラバーブツシユ１９，２０のいず
れか一方の後側に設けられたストツパーの作用に
より、トーアウトは防止され、ボールジヨイント
２１とストツパーを後に設けたラバーブツシユを
結ぶ線のまわりにトーイン方向にのみ変位が可能
となる。 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、ホイールハブ１８はＬ軸まわりの
トーアウト傾向とＭ軸まわりの時計方向回転とラ
バーブツシユ１９，２０の向きによるトーイン傾
向の総合的作用の結果、トーインしようとする。
なお、このときもラバーブツシユ１９，２０のい
ずれか一方の後にＭ軸まわりの反時計方向の回転
変位を規制するストツパを設けることにより一層
確実にＬ軸まわり詳しくはストツパを後に設けた
ラバーブツシユとボールジヨイント２１を結ぶ線
のまわりにホイールハブ１８をトーイン方向に変
位させることができる。 第２図におけるボールジヨイント２１と２つの
ラバーブツシユ１９，２０の配置を第３図に示
し、さらにこれと異なる配置の例を第４図および
第５図に示す。 第３図ではボールジヨイント２１が第１象限に
配置され、ラバーブツシユ２０が第３象限、ラバ
ーブツシユ１９が第４象限に配されており、この
構成における４外力およびスタビ反力に対する作
用は第２図について説明した通りである。 第４図ではボールジヨイント２１は同じく第１
象限に配置されており、後方のラバーブツシユ１
９も第３図と同じく第４象限に配置されている
が、他のラバーブツシユ２０は第２象限に配置さ
れている。この場合、第２象限に配置されたラバ
ーブツシユ２０の向きは、ホイールハブの時計方
向の回転を内方に案内するように、下方外向き、
上方内向きとなつている。後方のラバーブツシユ
１９は後方内向きでホイールハブの時計方向回転
を後において外方に変位させる。 この第４図の配置においても、４外力とスタビ
反力に対するトーイン効果は第３図の場合と同様
である。すなわち、横力Ｓに対してはＬ軸回りに
上から見て反時計方向に変位してトーイン変化
し、スタビ反力および駆動力Ｋに対してはＭ軸ま
わりに時計方向に回転し、ラバーブツシユ１９，
２０の向きによりトーイン方向に案内され、ブレ
ーキ力Ｂおよびエンジンブレーキ力Ｅに対しては
Ｌ軸まわりに上から見て反時計方向に変位してト
ーイン変化する。 第５図ではボールジヨイント２１が第２象限に
配置されており、２つのラバーブツシユ１９，２
０が第４と第１象限に配置されている。そしてい
ずれのラバーブツシユも、上内下外の向きをして
いる。これはボールジヨイント２１回りの時計方
向の回転をホイールセンタｗより後方において外
方へ変位させ、トーイン変化させるためである。
ボールジヨイント２１とラバーブツシユ１９，２
０を含む面Ｐはホイールセンタｗよりも外方にあ
り、地面に垂直な面となつている。 この第５図の配置においても４外力とスタビ反
力に対するトーイン効果が得られる。すなわち、
スタビ反力（ボールジヨイント２１より後方にお
いて下外向きに作用する）は、外方に向かつた水
平分力と、ボールジヨイント２１のＭ軸まわりに
時計方向にホイールハブを回転させる下向きの垂
直分力とこれによる回転を後方において外方に案
内するラバーブツシユ１９，２０の作用とによ
り、ホイールハブをトーイン方向に変位させる。
また駆動力ＫもＭ軸まわりに時計方向の回転を生
じさせ、トーイン変化を生ぜしめる。ブレーキ力
Ｂとエンジンブレーキ力Ｅは、ホイールセンタｗ
がボールジヨイント２１とラバーブツシユ１９，
２０を含む面ｐより内側に位置していることから
ホイールハブをトーイン方向に変位せしめようと
するが、このときホイールハブが同時に反時計方
向に回転してはトーアウト方向にも案内されてし
まうので、下方のラバーブツシユ１９の上側（こ
のラバーブツシユ１９が水平に向いているときは
後側）にストツパーを設け、反時計方向への回転
を防止する。これによりホイールハブはトーイン
方向にのみ変位する。横力Ｓに対してはボールジ
ヨイント２１まわりにトーアウト方向に変位しよ
うとするので、ラバーブツシユ１９，２０の内側
を硬くして、トーアウト方向には変位しないよう
にするのが望ましい。この横力Ｓが作用するとき
には外側のタイヤはバンプしており、スタビ反力
がかかることが多いから、前述のようにスタビ反
力によるトーイン変化が同時に起きており、結局
トーイン効果が得られる。 上記実施例の詳細な説明から明らかなように、
本発明によれば横力Ｓ、ブレーキ力Ｂ、エンジン
ブレーキ力Ｅ、駆動力Ｋの４つの外力に対し、い
ずれの外力が作用した場合にもタイヤをトーイン
させる効果を有するとともに、コーナリング等に
よる片側バンプ時にもバンプした側のタイヤをス
タビ反力Ｆの垂直分力VFおよび水平分力HFによ
りトーインさせる効果を有するリヤサスペンシヨ
ンが得られる。したがつて、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。 次に、本発明をセミトレーリングタイプのリヤ
サスペンシヨンに適用した実施例を第６Ａ＋６Ｂ
＋６Ｃ図によつて説明する。第６Ａ図は右後輪を
上から見た図、第６Ｂ図はそれを右外方から見た
側面図（ただしタイヤは想像線で示す）、第６Ｃ
図は第６Ａ図を左から見た図である。 前方に２叉状に延びた２本のアーム３０Ａ，３
０Ｂを有するセミトレーリングアーム３０の各ア
ーム３０Ａ，３０Ｂの前端は車体に軸支部３１
Ａ，３１Ｂにより揺動自在に支持され、後部本体
３０Ｃの外側にはホイールハブ３２がボールジヨ
イント３３、第１ラバーブツシユ３４および第２
ラバーブツシユ３５を介して支持されている。ま
たホイールハブ３２には後方へ延びたアーム３２
Ａが一体的に設けられ、このアーム３２Ａの後端
にさらに上方へ延びたアーム３２Ｂが連結され、
このアーム３２Ｂの上端にコントロールロツド３
６の下端が連結され、このコントロールロツド３
６の上端は、車体にブラケツト３７により支持さ
れたスタビライザ３８の前方屈曲部３８Ａの前端
に連結される。 この構成では、前方のラバーブツシユすなわち
第２ラバーブツシユ３５の配置とホイールハブ１
８とコントロールロツド３６の間のアーム３２
Ａ，３２Ｂの形状を除いて、他の全ての部材の配
置が第２図に示した実施例と同じである。第２ラ
バーブツシユ３５は第１のラバーブツシユ３４よ
りも高く、第３象限（象限の定義は前述と同じ）
に位置しており、スタビ反力によるホイールハブ
３２の時計方向（左から見て、すなわち第３Ｂ図
とは逆の方向から見て）の回転を内方に案内する
よう上方内向きに配置されている。 この実施例における４種の外力およびスタビ反
力の垂直および水平分力に対する作用は、前述の
第２図に示した実施例を全く同じあり、図から明
らかであるので説明を省略する。すなわち、これ
らのいずれの力によつてもタイヤはトーイン変化
せしめられ、所期の効果を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をストラツトタイプのツインリ
ンクサスペンシヨンに応用した例を示す斜視図、
第２図はその要部を詳細に示す原理図で、右後輪
を左後方から見た斜視図とその３方向投影図を示
すもの、第３図は第２図のボールジヨイントとラ
バーブツシユの配置を示す原理図、第４図および
第５図それぞれボールジヨイントとラバーブツシ
ユの配置の他の例を示す原理図、第６Ａ図は本発
明をセミトレーリングタイプのリヤサスペンシヨ
ンに応用した例を示す右後輪の一部破断上面図、
第６Ｂ図は第６Ａ図の例を右外方からタイヤを透
視して示す側面図、第６Ｃ図は第６Ａ図を左から
見た図である。 １２……タイヤ、１４……ラテラルリンク、１
８，３２……ホイールハブ、１９，２０，３４，
３５……ラバーブツシユ、２１，３３……ボール
ジヨイント、２２，３２Ａ，３２Ｂ……アーム、
２３，３８……スタビライザ、２４，３６……コ
ントロールロツド、３０……セミトレーリングア
ーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端を車体に揺動自在に支持した揺動部材、
   ボールジヨイントと２つのラバーブツシユを介し
   てこの揺動部材に３点支持され、ホイールを回転
   自在に支持したホイール支持部材、および スタビ反力を伝達するスタビコントロールロツ
   ドを介してこのホイール支持部材に連結されたス
   タビライザからなり、 前記ボールジヨイントはホイールセンタより上
   方に配置され、前記２つのラバーブツシユの少な
   くとも１つはホイールセンタより下方に配置さ
   れ、これら２つのラバーブツシユとボールジヨイ
   ントの３者を含む面が、ホイール中心軸を含む垂
   直面においてホイール中心の高さでホイール左右
   中心より車体外方にグランド上では車体外方に配
   置され、前記ラバーブツシユの軸はホイール支持
   部材のボールジヨイント回りの車体左側から見た
   時計方向回転をホイールセンタの前方において内
   向きに案内するような向きに配置され、前記コン
   トロールロツドは下方外向きに傾斜して配置さ
   れ、ボールジヨイントより後方においてホイール
   支持部材に連結されていることを特徴とする自動
   車のリヤサスペンシヨン。