JPS6146341B2 - - 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
ーブツシユは柔ら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）、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、一部を車体に
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、さらに車体左右方
向に回動中心を有し、コントロールリンクを介し
て車体に回動自在に支持されたスタビライザをホ
イール支持部材に連結したものであり、特にボー
ルジヨイントを車体左側から見たホイールセンタ
基準の水平−垂直座標の第４象限に配置し、ラバ
ーブツシユの少なくとも１つはホイールセンタよ
り前方に配置し、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
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
ジヨイント回りの反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、前記揺動部材をバンプ時ホイール支持部
材の回動軌跡が車体左右方向外方に移動するよう
に取り付け、さらに前記スタビライザの端部をボ
ールジヨイントより前方でかつ前記揺動部材の揺
動中心より下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、一部を車体に揺動自在
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、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、コントロールリンクとは、スタビライザ
を多少の位置変位可能にして車体に支持するた
め、スタビライザの車体左右方向に延びた中央部
を支持するブラケツトと車体側ブラケツトとの間
に連結されるリンク部材である。 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
の外力のいずれが作用したときにも効果的にタイ
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図は本発明のリヤサスペンシヨンの一実施
例の基本的構造とその作用を示す概念図で、中央
に右後輪を左（内側）から見た図を示し、左、
右、下にそれぞれの後方、左方、上方からの投影
図を示す。ボールジヨイント１１はホイールセン
タＷより後方の下側（すなわち前記座標の第４象
限）に配置され、２つのラバーブツシユ１２，１
３の一方１２はホイールセンタＷより前方（すな
わち前記座標の第２もしくは第３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
２，１３とボールジヨイント１１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１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GL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１２，１３の軸１２
ａ，１３ａは、ホイールハブ１０がボールジヨイ
ント回りの反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１４をトーインさせる
向きに配置されている。すなわち、前方のラバー
ブツシユ１２の向きは前方内向き、後方のラバー
ブツシユ１３の向きは前方外向きとされている。
この向きはラバーブツシユ１２，１３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１２が第３象限の下の方
に水平な向きあるいは斜めに前高、後低の向きに
配置されたときは、この軸１２ａは前方内向きで
なく後方内向きとする。これはいずれの場合にも
ホイールハブ１０のボールジヨイント１１の回り
の反時計方向回転を、トーイン方向に変位させる
ためである。 また、ホイールハブ１０から前方ヘアーム１５
が延び、このアーム１５の前端１５ａに、スタビ
ライザ１６の後方屈曲部１６Ａの後端１６ａが連
結されている。スタビライザ１６の中央部１６Ｂ
は車体左右方向に延び、一端１７ａを車体側ブラ
ケツト１８に連結されたコントロールリンク１７
の他端１７ｂに、ブラケツト１９を介して支持さ
れており、車体左右方向を中心として回動自在に
支持されている。したがつて、バンプ時、スタビ
ライザ１６の端部１６ａは、第１図左側の投影図
において、上下方向の軌跡Ａに沿つて上下方向に
移動しうる。 一方、ホイールハブ１０は車体に一部を揺動自
在に支持されたセミトレーリングアーム等の車体
側の支持部材である揺動部材に支持されており、
この揺動部材はバンプ時にホイールハブの回動軌
跡が車体左右方向外方に移動するように（第１図
左に軌跡Ｂで示す）取り付けられている。 また、前記スタビライザの端部１６ａとホイー
ルハブ１０のアーム１５の前端１５ａとの連結部
は、ボールジヨイント１１より前方でかつ揺動部
材の揺動中心より下方に位置される。 以下、第１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１図において、ボールジヨイント１１を通る縦
の仮想軸をＬ、車体の幅方向の仮想軸をＭ、前後
方向の仮想軸をＮ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に横力（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１２，
１３の弾性によりホイールハブ１０はボールジヨ
イント１１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１２の直角
方向内側の弾性を、さらには後方のラバーブツシ
ユ１３の直角方向外側の弾性を大きくすれば、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、ホイールハブ１０はアーム１５の端部１５の
軌跡Ｂに沿つて上方外側に移動しようとするが、
このときスタビライザ１６の端部１６ａの上方へ
の軌跡Ａにより、内方へスタビ反力HFを受け
る。したがつて、ホイールハブ１０は前部が内方
へ変位し、したがつてトーイン方向に変位する。
また、このときスタビライザ１６からのスタビ反
力の垂直分力VFが、ホイールハブ１０のアーム
１５の前端１５に下方に向けて作用する。このス
タビ反力の垂直分力VFによりホイールハブ１０
はボールジヨイント１１の回りに反時計方向（左
側から見て）に回転する。この時計方向への回転
は、前述のようにホイールハブ１０をラバーブツ
シユ１２，１３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１０を
トーイン方向に変位させる。 このように、コーナリング時には横力（Ｓ）と
スタビ反力（HF、VF）との両方がトーイン効果
を生ぜしわ、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はボールジヨイント１１とラバ
ーブツシユ１２，１３を含む面Ｐよりも内側にあ
るため、ホイールハブ１０はボールジヨイント１
１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。さらに、
このブレーキ力（Ｂ）はＭ軸のまわりにホイール
ハブ１０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１０はさらにトーインの方向へ変位する。 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、タイヤはＭ軸のまわり
に時計方向に回転しようとする。Ｍ軸まわりの時
計方向への回転はラバーブツシユ１２，１３の向
きによりホイールハブ１０をトーアウト方向に変
位させようとする。そこで、この時計方向への回
転を防止するため、ラバーブツシユ１２，１３の
いずれか一方の後側にストツパを設けることによ
り、確実にトーインさせることができる。一方、
このときホイールセンタＷはボールジヨイント１
１とラバーブツシユ１２，１３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
（Ｆ）はＬ軸まわりにはトーイン方向へ作用し、
結局トーイン効果が得られる。 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、ホイールハブ１０はＬ軸
まわりのトーアウト傾向とＭ軸まわりの回転とラ
バーブツシユ１２，１３の向きによるトーイン傾
向の総合的作用の結果、トーアウトは防止される
から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（VF、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２Ａ，２
Ｂ，２Ｃ図、第３Ａ，３Ｂ図、第４Ａ，４Ｂ図お
よび第５図によつて説明する。第２Ａ図は右後輪
を上から見た図、第２Ｂ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２
Ｃ図は第２Ａ図のタイヤを後方から見た図であ
る。 前方に２叉状に延びた２本のアーム２０Ａ，２
０Ｂを有するセミトレーリングアーム２０の各ア
ーム２０Ａ，２０Ｂの前端は車体に軸支部２１
ａ，２１ｂにより揺動自在に支持され、後部本体
２０Ｃの外側にはホイールハブ２２がボールジヨ
イント２３、第１ラバーブツシユ２４および第２
ラバーブツシユ２５を介して支持されている。ま
たホイールハブ２２には前方へ延びたアーム２２
Ａが一体的に設けられ、このアーム２２Ａの前端
に、車体にコントロールリンク２６を介して支持
されたスタビライザ２７の後方屈曲部２７Ａの後
端が連結される。 前方のラバーブツシユ２４の断面を第３Ａ，３
Ｂ図に示す。これらの断面図から明らかなよう
に、このラバーブツシユ２４は車体内側へのホイ
ールハブ２２の変位を大きく許し、その逆すなわ
ち外方への変位を許さないように、ホイールハブ
２２に一体的に回定されたアーム部２２ａと、セ
ミトレーリングアーム２０の本体２０ｃに一体的
に固定される軸部２０ｄとの間のラバー２４ａ
を、車体外方において柔らかくし、車体内方にお
いて硬くしている。すなわち、軸部２０ｄとアー
ム２２ａの車体内方側との間に硬質のラバーもし
くはストツパー２４a′を挿入し、アーム２２ａが
外方へ変位しないようにしている。 後方のラバーブツシユ２５の断面を第４Ａ，４
Ｂ図に示す。第４Ａ図に明確に示すように、セミ
トレーリングアームの本体２０ｃ側に固定された
１対のフランジのうち、後方のフランジ２０ｅ
と、ホイールハブ２２側のアーム２２ｂとの間に
ストツパ２５ａが設けられ、前方への変位を防止
している。 第５図はボールジヨイント２３の詳細を示す断
面図であり、ホイールハブ２２に一体的に設けら
れたアーム２２Ｂがセミトレーリングアーム２０
の本体２０ｃ側のフランジ２０ｆと軸２０ｇの上
に回動自在に支持されている。この軸２０ｇは球
面を有し、ボールジヨイントのボールをなしてい
る。 この実施例における４種の外力およびスタビ反
力に対する作用は、前述の第１図に示した実施例
と全く同じであり、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図は本発明のリヤサスペンシヨンの要部を
詳細に示す概念図で、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２Ａ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２Ｂ図は第２Ａ図の例を右外方からタイヤ
を透視して示す側面図、第２Ｃ図は第２Ａ図を左
から見た図、第３Ａ図は前側のラバーブツシユ２
４の縦断面図、第３Ｂ図はその中央横断面図、第
４Ａ図は後側のラバーブツシユ２５の縦断面図、
第４Ｂ図はその中央横断面図、第５図はボールジ
ヨイント２３の縦断面図である。 １０……ホイールハブ、１１，２３……ボール
ジヨイント、１２，１３，２４，２５……ラバー
ブツシユ、１４……タイヤ、１５，２２Ａ……ア
ーム、１６，２７……スタビライザ、１７，２６
……コントロールリンク、２０……セミトレーリ
ングアーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一部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、後輪のホイール
   を回転自在に支持したホイール支持部材、および
   車体左右方向に回動中心を有し、コントロールリ
   ンクを介して車体に回動自在に支持されたスタビ
   ライザからなり、 前記ボールジヨイントは車体左側から見たホイ
   ールセンタ基準の水平−垂直座標の第４象限に配
   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前方に配置され、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
   側から見た反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、前記揺動部材はバンプ時ホイール支持部材の
   回動軌跡が車体左右方向外方に移動するように取
   り付けられ、前記スタビライザの端部はボールジ
   ヨイントより前方でかつ前記揺動部材の揺動中心
   より下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。