JP2008201176A - 車両用サスペンション - Google Patents
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Abstract
【課題】後面衝突に対する耐力を維持しつつ車両の重量を軽量化でき、横力による車体の負荷を低減でき、コーナリング時のアンダーステア特性を確保できる車両用サスペンションを提供する。
【解決手段】車輪1を回転自在に支持するキャリア10と、前端部21が回動可能に車体へ係合され、後端部22がキャリア10へ係合されたトレーリングアーム20と、車輪1の車軸2に対し上方でキャリア10に係合されるアッパーアーム30と、車輪1の車軸2に対し下方でキャリア10に係合されるロアアーム40とを備え、アッパーアーム30およびロアアーム40は、それぞれ、車幅方向に延設され、かつ、車輪1の車軸2に対し後方でキャリア10に係合され、左右一対のトレーリングアーム20は、車幅方向に延設された車幅方向結合部材50により連結され、キャリア10とトレーリングアーム20とを車幅方向へ屈曲可能に係合する係合部60を備える。
【選択図】図2
【解決手段】車輪1を回転自在に支持するキャリア10と、前端部21が回動可能に車体へ係合され、後端部22がキャリア10へ係合されたトレーリングアーム20と、車輪1の車軸2に対し上方でキャリア10に係合されるアッパーアーム30と、車輪1の車軸2に対し下方でキャリア10に係合されるロアアーム40とを備え、アッパーアーム30およびロアアーム40は、それぞれ、車幅方向に延設され、かつ、車輪1の車軸2に対し後方でキャリア10に係合され、左右一対のトレーリングアーム20は、車幅方向に延設された車幅方向結合部材50により連結され、キャリア10とトレーリングアーム20とを車幅方向へ屈曲可能に係合する係合部60を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、車両用サスペンションに係り、特に後輪の車両用サスペンションに関する。
車両のコーナリング時の姿勢変化が少なく、車両の挙動を安定化させるためには、横力に対してアンダーステア特性を確保する必要がある。すなわち、横力に対して後輪が旋回方向内側へ回転する、つまり、旋回外側後輪がトーインに変位する必要がある。車両のコーナリング時に、横力に対して後輪が旋回内側方向へ変位するか否かは、後輪と車体とを連結する車両用リアサスペンションのジオメトリによって決まる。
特許文献1に記載の車両用リアサスペンションは、前端が車体に連結されて後端に車軸を介して後輪を支持するトレーリングアームと、トレーリングアームを車体に連結する第1、第2、第3ラテラルリンクとを備えるウィッシュボーン形式の車両用リアサスペンションである。3本のラテラルリンクは、第1ラテラルリンクで後輪に加わる応力を圧縮加重として支持し、第2、第3ラテラルリンクで後輪に加わる横力を引張加重として支持し、かつ第1、第2、第3ラテラルリンクで構成される弾性キングピン軸が前傾するよう配置される。つまり、第1ラテラルリンクは車軸の後下方でトレーリングアームに連結され、第2ラテラルリンクは車軸の後上方でトレーリングアームに連結され、第3ラテラルリンクは車軸の前上方でトレーリングアームに連結される。この車両用リアサスペンションは、後輪の接地部に近い弾性キングピン軸の下部が1本の第1ラテラルリンクによって規定されるので、弾性キングピン軸と接地部との距離を一定にしてコーナリング時のアンダーステア特性を安定させることができる。
特開2004−314917号公報
車両用リアサスペンションは、組み付け精度、生産効率の向上のため、通常、サスペンションメンバーを介して車体へ組み付けられる。特許文献1に記載の車両用リアサスペンションは、第3ラテラルリンクを係合するための係合部をサスペンションメンバー側に設置する必要がある。この結果、サスペンションメンバーの前後長を長く設定することになるため、後面衝突の衝撃力を吸収するリアサイドメンバーの曲げ角度が大きくなる。図1は、従来のサスペンションメンバーとリアサイドメンバーとの配置関係を示した概略図である。図1に示すように、リアサイドメンバー101は、サスペンションメンバー71の前方から、車床に固定されたロッカー110の後方まで、前下がりに傾斜するように配置され、サスペンションメンバー71及びロッカー110に固定される。したがって、第3ラテラルリンク120を車両前方に配置すると、サスペンションメンバー71の前後長が長くなるため、リアサイドメンバー101の曲げ角度αが大きくなる。このリアサイドメンバー101の曲げ角度αが大きくなると、リアサイドメンバー101は、後面衝突時の衝撃力による曲げモーメントに対する耐力が弱くなるため、その板厚を増加する必要があり、車両重量の増加を招くことになる。尚、3本のラテラルリンクがサスペンションメンバー71を介さず車体へ直接係合される場合も、3本のラテラルリンクの係合部を車体に設置する必要があることに変わりはなく、車体の構造が制約を受けるため、リアサイドメンバー101の曲げ角度αが大きくなる問題がある。
また、特許文献1に記載の車両用リアサスペンションは、コーナリング時、第3ラテラルリンク120の係合部に引張加重が作用し、同時に、トレーリングアームの係合部に圧縮加重が作用する。この結果、車体は、剪断加重を受けることになる。第3ラテラルリンク120の取り付け位置が車両前方になるほど、剪断加重が作用する間隔が狭くなり、車体への負荷が大きくなる。
さらに、特許文献1に記載の車両用リアサスペンションは、左右の車輪がそれぞれ反対側へ上下動したときの捩れを吸収するため、別途スタビライザーを設置する必要がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、従来のウィッシュボーン形式の車両用サスペンションと比較して、後面衝突に対する耐力を維持しつつ車両の重量を軽量化でき、横力による車体への負荷を低減でき、コーナリング時のアンダーステア特性を確保できる車両用サスペンションの提供を目的とする。
前記目的を達成するため、第1の発明は、車両の前後方向に延設され、前端部が車体中心軸に対し略垂直な軸回りに回動可能に車体へ係合され、後端部が車輪を回転自在に支持するキャリアへ係合されたトレーリングアームと、
前記車輪の車軸に対し上方で前記キャリアに係合されるアッパーアームと、
前記車輪の車軸に対し下方で前記キャリアに係合されるロアアームと、
を備えた車両用サスペンションであって、
前記アッパーアームおよび前記ロアアームは、それぞれ、車幅方向に延設され、かつ、前記車輪の車軸に対し後方で前記キャリアに係合され、
左右一対の前記トレーリングアームは、車幅方向に延設された車幅方向結合部材により連結され、
前記キャリアと前記トレーリングアームとを車幅方向に屈曲可能に係合する係合部を備える、
ことを特徴とする。
前記車輪の車軸に対し上方で前記キャリアに係合されるアッパーアームと、
前記車輪の車軸に対し下方で前記キャリアに係合されるロアアームと、
を備えた車両用サスペンションであって、
前記アッパーアームおよび前記ロアアームは、それぞれ、車幅方向に延設され、かつ、前記車輪の車軸に対し後方で前記キャリアに係合され、
左右一対の前記トレーリングアームは、車幅方向に延設された車幅方向結合部材により連結され、
前記キャリアと前記トレーリングアームとを車幅方向に屈曲可能に係合する係合部を備える、
ことを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明に係る車両用サスペンションにおいて、前記車幅方向結合部材は、トーションバーであることを特徴とする。
本発明によれば、車幅方向に延設されたアッパーアームおよびロアアームを車輪の車軸に対し後方でキャリアに係合させ、左右一対のトレーリングアームを連結する車幅方向結合部材を設置させ、トレーリングアームとキャリアとを車幅方向に屈曲可能に係合させることにより、従来のウィッシュボーン形式の車両用サスペンションと比較して、後面衝突に対する耐力を維持しつつ車両の重量を軽量化でき、横力による車体への負荷を低減でき、コーナリング時のアンダーステア特性を確保できる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
図2は、本発明に係る車両用リアサスペンションの一実施例の構成を示す概略図である。本実施例の車両用リアサスペンションは、図2に示すように、車輪1を回転自在に支持するキャリア10と、キャリア10に係合されたトレーリングアーム20と、キャリア10を支持するアッパーアーム30とロアアーム40と、左右一対のトレーリングアーム20を連結する車幅方向結合部材50と、キャリア10とトレーリングアーム20とを係合する係合部60と、これらを車体に組み付けるためのサスペンションメンバー70とから構成される。以下、各構成について詳説する。
キャリア10は、車両の内側から車輪1を回転自在に支持する。したがって、キャリア10の姿勢を制御することにより、車輪1の姿勢を制御できる。このキャリア10の姿勢は、後述するように、トレーリングアーム20、アッパーアーム30、ロアアーム40、車幅方向結合部材50、及びこれらの係合部により拘束される。
トレーリングアーム20は、車両の前後方向に延設され、その前端部21が車体へ係合され、その後端部22がキャリア10へ係合される。トレーリングアーム20の前端部21は、例えば、ゴムブッシュジョイントを介して車体へ係合される。このゴムブッシュジョイントは、その中心軸が車体中心軸に対し略垂直になるよう設置される。トレーリングアーム20は、このゴムブッシュジョイントを支点として、車体に対し回動可能に支持される。路面の凹凸等により車輪1に上下方向の力が作用すると、トレーリングアーム20が回動し、トレーリングアーム20に係合されたキャリア10は、車体に対し上下にバウンド、リバウンドする。車輪1を上下にバウンド、リバウンドさせる力は、乗り心地を改善するため、図示しないスプリング、ダンパーによって吸収させる。トレーリングアーム20の後端部22とキャリア10との係合部60の詳細については後述する。
トレーリングアーム20は、車輪1が上下にバウンド、リバウンドされるため、回動軸回りの剛性を高くする必要がある。また、トレーリングアーム20は、後述する様に、前後軸回りに捩れる必要がある。したがって、トレーリングアーム20の断面は、車幅方向に短く、上下方向に長い形状とされる。また、トレーリングアーム20は、車両の制動時及び駆動時に車輪1に作用する前後方向の制動力及び駆動力(以下、「前後力」)を支える必要があるため、前後方向に長い形状とされる。つまり、トレーリングアーム20は、図2に示すように、鋼板を縦に用いる。
アッパーアーム30、ロアアーム40は、図2に示すように、それぞれ車両の内側からキャリア20を支持し、キャリア20の姿勢を拘束する。アッパーアーム30は、図2に示すように、車輪1の車軸2に対し上方でキャリア10に係合される。また、ロアアーム40は、図2に示すように、車輪1の車軸2に対し下方でキャリア10に係合される。キャリア10を車軸2に対し上下で支持することにより、前後軸回りの回転モーメントを支えることができる。つまり、キャリア10を車軸2に対し上下で支持することにより、車輪1のキャンバ変化を規制できる。アッパーアーム30、ロアアーム40は、例えば、ゴムブッシュジョイント又はボールジョイントを介して、キャリア10を支持する。ゴムブッシュジョイントを用いた場合、ゴムブッシュの剛性を変えることにより、キャリア10の姿勢が変化する特性を変えることができる。アッパーアーム30、ロアアーム40は、サスペンションメンバー70を介して車体に取り付けられる。
サスペンションメンバー70は、車体に直接ボルト締めされるが、乗り心地を重視する車では、インシュレータを介して車体に取り付けられる。サスペンションメンバー70を用いることにより、アッパーアーム30、ロアアーム40を直接車体に係合する場合と比較して、取り付け精度が向上する。また、取り付け効率の向上になる。サスペンションメンバー70は、例えば、ブッシュジョイント、ボールジョイントを介してアーム30、40を係合する。
本実施例の車両用リアサスペンションは、その特徴的な構成として、アッパーアーム30、ロアアーム40が、それぞれ、車幅方向に延設され、かつ、車輪1の車軸2に対し後方でキャリア10に係合される。
アッパーアーム30、ロアアーム40は、それぞれ一本ずつ設置させる。したがって、サスペンションメンバー70の前後長は、アッパーアーム30を2本のアームで構成する場合と比較して短くできる。仮に、アッパーアーム30を2本のアームで構成すると、サスペンションメンバー70は、2本のアームが前後に係合されるため、その前後長が長くなる。尚、ロアアーム40を2本のアームで構成する場合も、当然にサスペンションメンバー70の前後長が長くなる。
しかしながら、サスペンションメンバー70は、その前後長が短くなると、前後方向の剛性が低下する。そこで、アッパーアーム30、ロアアーム40の長手方向を車幅方向に略一致させる。すなわち、アッパーアーム30、ロアアーム40は、前後力に対して略垂直に設置させる。アッパーアーム30、ロアアーム40は、前後力に対し垂直に設置させると、前後力による前後方向の負荷が軽減される。したがって、アッパーアーム30、ロアアーム40を支持するサスペンションメンバー70も、前後力による前後方向の負荷が軽減される。
このような構成とすることにより、本実施例のサスペンションメンバー70は、その前後長を短くできると共に、それに伴う前後方向の剛性の低下を補うことができる。
また、アッパーアーム30、ロアアーム40は、それぞれ、車輪1の車軸2に対し後方でキャリア10に係合される。これにより、サスペンションメンバー70を車体に対し後方に設置できる。図3は、本実施例のサスペンションメンバー70とリアサイドメンバー100との配置関係を示した概略図である。本実施例のサスペンションメンバー70は、その前後長が短く、かつ、車体に対し後方で設置されるため、リアサイドメンバー100の曲げ角度αを小さくできる。仮に、アッパーアーム30、ロアアーム40を車輪1の車軸2に対し前方でキャリア10に係合させると、サスペンションメンバー70の前後長を短くできたとしても、サスペンションメンバー70を車体の前方に設置することになり、リアサイドメンバーの曲がり角度αを小さくできない。
本実施例の車両用リアサスペンションは、その特徴的な構成として、左右一対のトレーリングアーム20を連結する車幅方向結合部材50を備える。トレーリングアーム20と車幅方向結合部材50とは、溶接などによって結合される。車幅方向結合部材50は、捩れることのできる開放断面(例えば、U字)を有するトーションビームを用いることができる。
トーションビームは、コーナリング時の横力によりトレーリングアーム20が曲げ変形させられたとき、捩じられる。トーションビームは、この捩れに対する反発により、トレーリングアーム20の曲げ変形を受け止める。すなわち、トーションビームは、捩れ変形により横力の影響を吸収する。これに対し、トーションビームの代わりに、アッパーアーム30を1本増やしてトレーリングアーム20の曲げ変形を受け止めると、前述したように、剪断加重が車体へ作用することになる。したがって、アッパーアーム30を2本から1本に減らし、その代わりにトーションビームを設置することにより、横力による車体の負荷を低減できる。
トーションビームは、左右の車輪1が逆の方向に上下動したとき、つまりロールしたとき、上下動した分だけ傾き、そして捩られる。同時に、トレーリングアーム20は、トーションビームの変形に追従するように、捩られる。この結果、トレーリングアーム20が捩られた分だけ、車輪1は、キャンバが変化する。また、トーションビームが捩じられた分だけ、ロール変化を元に戻そうとするアンチロール効果が働く。つまり、トーションビームは、スタビライザーとしての機能を果たす。尚、ロール時のキャンバ変化、アンチロール効果は、トーションビームの前後幅、板厚、材料の剛性、トーションビームとトレーリングアーム20との結合位置を変えることにより、ある程度制御できる。
尚、トーションビームを設置するためには、スペースが必要になるが、従来のウィッシュボーン形式のサスペンションにおいても、スタビライザーを設置するスペースが必要だった。本実施例の車両用リアサスペンションは、前述したように、トーションビームがスタビライザーの機能も果たすため、スタビライザーが不要である。したがって、トーションビームを設置するスペースは、車両用リアサスペンションを設計する上で新たな制約を生み出すものではない。
本実施例の車両用リアサスペンションは、その特徴的な構成として、キャリア10とトレーリングアーム20とを車幅方向へ屈曲可能に係合する係合部60を備える。
図4は、キャリア10とトレーリングアーム20との係合部60の構造を図2の矢視A−A方向から見た断面図である。キャリア10とトレーリングアーム20との係合部60は、例えば、図4(a)に示すようにゴムブッシュジョイントを用いる。キャリア10側の係合部80にゴムブッシュ81を埋設し、トレーリングアーム20側の係合部60に円柱状の継手部82を設置する。継手部82をゴムブッシュ81に嵌合することにより、キャリア10とトレーリングアーム20とを車幅方向に屈曲可能に係合する。
或いは、キャリア10とトレーリングアーム20との係合部61は、図4(b)に示すようにボールジョイントを用いる。キャリア10側の係合部61に略球状の空洞部90を埋設し、トレーリングアーム20側の係合部61に略球状の先端部を有する突起部91を突設する。この突起部91を空洞部90に嵌合することにより、キャリア10とトレーリングアーム20とを車幅方向に屈曲可能に係合する。
この係合部60(61)は、図2に示すように、2つ設置できる。係合部を2つ設置することにより、キャリア10とトレーリングアーム20とが屈曲する方向を特定できる。すなわち、2つの係合部60(61)を結ぶ直線を軸として、キャリア10とトレーリングアーム20とを屈曲できる。キャリア10とトレーリングアーム20とは、コーナリング時の車両の挙動を安定化させるため、車輪1が旋回方向内側へ回転する必要がある。そこで、2つの係合部60(61)は、図2に示すように、上下軸に対し略平行な直線上に設置させる。尚、係合部60(61)を1つだけ設置しても、当然にキャリア10とトレーリングアーム20とを車幅方向へ屈曲できる。尚、キャリア10とトレーリングアーム20との係合部60は、車輪1がトーインになる限り、その構造に制限はなく、例えば、蝶番を用いることができる。
図5は、本実施例の車両用リアサスペンションを模式的に示した上面視図である。コーナリング時、車輪1は、図5(b)に示すように、旋回方向内側へ横力を受ける。この横力により、キャリア10とトレーリングアーム20とは、図5(b)に示すように、旋回方向へ屈曲する。このとき、キャリア10が旋回方向内側へ回転し、それに伴い、車輪1が旋回方向内側へ回転する。キャリア10とトレーリングアーム20との屈曲は、キャリア10とトレーリングアーム20とを係合する係合部60のゴムブッシュ80の剛性を変えることによりある程度制御できる。また、ゴムブッシュ80の剛性に異方性を持たせることにより、特定の方向へ屈曲し易くできる。
以上のように、本実施例の車両用リアサスペンションは、車幅方向に延設されたアッパーアーム30、ロアアーム40を車輪1の車軸2に対し後方でキャリアに係合させる。このような構成とすることにより、サスペンションメンバー70の前後長を短縮でき、かつサスペンションメンバー70を車両後方に配置できる。したがって、リアサイドメンバー100の曲げ角度αを小さくできるため、後面衝突に対する耐力を維持しつつ、リアサイドメンバー100の板厚を薄くでき、車両の軽量化を図ることができる。また、本実施例の車両用リアサスペンションは、左右一対のトレーリングアーム20をトーションビームで結合する。このような構成とすることにより、トーションビームが横力の影響を吸収するため、横力による車体への負荷を低減できる。また、本実施例の車両用リアサスペンションは、キャリア10とトレーリングアーム20とが車幅方向に屈曲可能に係合される。このような構成とすることにより、横力に対し車輪1が旋回方向内側へ回転し、アンダーステア特性を確保でき、コーナリング時の車両の挙動を安定化できる。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、本実施例の車両用リアサスペンションは、サスペンションメンバー70を介してアッパーアーム30、ロアアーム40を車体に組み付けたが、アッパーアーム30、ロアアーム40を車体に直接連結することもできる。
また、本実施例のキャリア10とトレーリングアーム20との係合部60は、キャリア10側にゴムブッシュ81を埋設し、トレーリングアーム20側に継手部82を設置したが、キャリア10側に継手部82を設置し、トレーリングアーム20側にゴムブッシュ81を埋設しても良い。
また、本実施例のキャリア10とトレーリングアーム20との係合部61は、キャリア10側に略球状の空洞部90を埋設し、トレーリングアーム20側に略球状の突起部91を突設するが、キャリア10側に突起部91を突設し、トレーリングアーム20側に空洞部90を埋設しても良い。
10 キャリア
20 トレーリングアーム
30 アッパーアーム
40 ロアアーム
50 車幅方向結合部材
60 キャリアとトレーリングアームとの係合部
70 サスペンションメンバー
100 リアサイドメンバー
20 トレーリングアーム
30 アッパーアーム
40 ロアアーム
50 車幅方向結合部材
60 キャリアとトレーリングアームとの係合部
70 サスペンションメンバー
100 リアサイドメンバー
Claims (2)
- 車両の前後方向に延設され、前端部が車体中心軸に対し略垂直な軸回りに回動可能に車体へ係合され、後端部が車輪を回転自在に支持するキャリアへ係合されたトレーリングアームと、
前記車輪の車軸に対し上方で前記キャリアに係合されるアッパーアームと、
前記車輪の車軸に対し下方で前記キャリアに係合されるロアアームと、
を備えた車両用サスペンションであって、
前記アッパーアームおよび前記ロアアームは、それぞれ、車幅方向に延設され、かつ、前記車輪の車軸に対し後方で前記キャリアに係合され、
左右一対の前記トレーリングアームは、車幅方向に延設された車幅方向結合部材により連結され、
前記キャリアと前記トレーリングアームとを車幅方向に屈曲可能に係合する係合部を備える、
ことを特徴とする車両用サスペンション。 - 前記車幅方向結合部材は、トーションバーであることを特徴とする請求項1に記載の車両用サスペンション。
Priority Applications (1)
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- 2007-02-16 JP JP2007036915A patent/JP2008201176A/ja active Pending
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