JPS6147723B2 - - 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
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−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３象限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図から第６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実施例
を示すもので、第１図は右後輪の平面図、第２図
はその車体右方から見た側面図、第３図はその後
方から見た立面図で、それぞれタイヤ部分はサス
ペンシヨン部がよく見えるように切開もしくは省
略して示すものである。第４Ａ図は第２図のＡ−
Ａ線断面図、第４Ｂ図は第４Ａ図のA′−A′線断
面図、第５Ａ図は第２図のＢ−Ｂ線断面図、第５
Ｂ図は第５Ａ図のB′−B′線断面図、第６図は第２
図のＣ−Ｃ線断面図である。第２図は車体の右方
から見た側面図であるが、左側方から見たホイー
ルセンタ基準の水平−垂直座標における第１，
２，３，４象限を符号，，，で示す。 第１図に示すように、セミトレーリングアーム
１０は内側アーム１０ａと外側アーム１０ｂの２
つのアームに分岐された形状をなし、各分岐アー
ム１０ａ，１０ｂは車体側の支持部材に共通の揺
動軸１１のまわりに揺動自在に支持されている。
このセミトレーリングアーム１０の後端部１０ｃ
は、タイヤ２０のホイール２１を回転自在に支承
するホイールハブ２２と分離され、両者は２つの
ラバーブツシユ２，３と１つのボールジヨイント
１によつてボールジヨイント１のまわりに多少の
弾性をもつて変位可能に結合されている。すなわ
ち、図示の実施例ではホイールハブ２２側に３本
のアーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられ、
（第２図、第３図参照）このアームの先端はセミ
トレーリングアーム１０の後端部１０ｃに設けた
３個の軸支部１２ａ，１２ｂ，１２ｃに軸支され
ている。 すなわち、第１のアーム２２ａは第３象限に
位置し下方（もしくは後方）が内側に向いたラバ
ーブツシユ軸支部１２ａにより弾性的に支持さ
れ、第２のアーム２２ｂは第４象限に位置し後
方（もしくは上方）が外側に向いたラバーブツシ
ユ軸支部１２ｂにより弾性的に支持され、第３の
アーム２２ｃは第２象限に位置したボールジヨ
イント支持部１２ｃにより１点のまわりに回動自
在に支持されている。 第４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂ図に示すように、第
１、第２のアーム２２ａ，２２ｂを軸支するラバ
ーブツシユ軸支部１２ａ，１２ｂは、いずれも軸
方向および軸に直角な方向への変位を許すラバー
ブツシユ１３ａ，１３ｂを使用した構造をしてい
るが、第３象限に位置するラバーブツシユ軸支
部１２ａのラバーブツシユ１３ａは車体内側にの
み変形するように、外側には剛性の大きい材料１
３a′が挿入され、第４象限に位置するラバーブ
ツシユ軸支部１２ｂには前方への変位を制限する
ように、ストツパー１３b′がラバーブツシユ１３
ｂの前側に挿入されている。第３のアーム２２ｃ
を点支持するボールジヨイント支持部１２ｃに
は、軸方向への変位は許さず一点のまわりの回動
のみを許す球状部１３ｃが設けられ、アーム２２
ｃはこの球状部１３ｃのまわりに回動しうるよう
に支持されている。 このように、ホイールハブ２２はセミトレーリ
ングアーム１０の後端部１０ｃに３本のアーム２
２ａ，２２ｂ，２２ｃにより２個のラバーブツシ
ユ軸支部１２ａ，１２ｂ（ラバーブツシユ２，３
に対応）と１個の球状部１３ｃ（ボールジヨイン
ト１に対応）を介して弾性的にかつボールジヨイ
ント１のまわりに変位可能に結合されている。こ
の３点による支持により、このリヤサスペンシヨ
ンは、横力Ｓブレーキ力Ｂ、エンジンブレーキ力
Ｅおよび駆動力Ｋの全てに対してタイヤをトーイ
ンさせる作用を有する。 以下、上記実施例の構造を含む本発明の各種実
施例について、その作用の原理を第７，８，９図
を参照して詳細に説明する。 第７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２，３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７図にはこのＷ＋Ｇ−（すなわちホイールセン
タでのオフセツトが（＋）、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２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
２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、エンジンブレーキ力
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軸にまわりには接地点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２，３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２，３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２，３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。この場合オフセツト（Ｗ＋）
によりＬ軸まわりのトーアウト傾向が生じるの
で、前側のブツシユ２に車体外方への変位を規制
するストツパ（第４Ａ図１３a′）を設けることが
好ましい。 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２，３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２，３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（第５Ａ
図１３b′）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。 次に第８図を参照して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２，３の向きは第７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２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２，３
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こすことが可能
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２，３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７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２，３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２，３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
て第９図を参照して説明する。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２，３は水平面内において第
７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２，３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２，
３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２，３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２，３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。第８図の例ではエンジンブレ
ーキ力、第９図の例では駆動力によりＬ軸（ボー
ルジヨイント１とブツシユ３を結んだ）まわりの
トーアウト傾向が生じるので、前側のブツシユ２
に車体外方への変位を規制するストツパ（第４Ａ
図１３a′）を設けることが好ましい。 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図から第６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実施例
を示すもので、第１図は右後輪の平面図、第２図
はその車体右方から見た側面図、第３図はその後
方から見た立面図で、それぞれタイヤ部分はサス
ペンシヨン部がよく見えるように切開もしくは省
略して示すもの、第４Ａ図は第２図のＡ−Ａ線断
面図、第４Ｂ図は第４Ａ図のA′−A′線断面図、
第５Ａ図は第２図のＢ−Ｂ線断面図、第５Ｂ図は
第５Ａ図のB′−B′線断面図、第６図は第２図のＣ
−Ｃ線断面図、第７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オフセツトがＷ＋Ｇ−
の例を示すもの、第８図はオフセツトがＷ＋Ｇ＋
である本発明の例を示す原理図、第９図は同じく
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、２，３……ラバーブ
ツシユ、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 一端を車体に回転自在に支持した車体側支持
   部材、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リヤサスペンシヨンアー
   ムの間を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リヤサスペン
   シヨンアーム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基準の水平−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
   ３象限に位置させてなるリヤサスペンシヨン。