JP2008302813A - Strut type suspension device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪支持部に車輪を回転自在に支持するナックルに該車輪支持部から下方に延びる下アームおよび上方に延びる上アームを形成し、前記下アームおよび上アームをショックアブソーバの下部および上部にそれぞれ第1枢支部および第2枢支部を介して連結し、車幅方向内端を車体に上下動可能に連結したロアアームの車幅方向外端を、前記第1枢支部の近傍でショックアブソーバの下部に連結し、前記第1、第2枢支部を結ぶキングピン軸まわりに車輪を転舵するストラット式サスペンション装置に関する。 In the present invention, a knuckle that rotatably supports a wheel on a wheel support portion is formed with a lower arm that extends downward from the wheel support portion and an upper arm that extends upward, and the lower arm and the upper arm are connected to a lower portion and an upper portion of a shock absorber. Are connected via a first pivot part and a second pivot part, respectively, and an outer end in the vehicle width direction of a lower arm, which is connected to the vehicle body in an up-and-down direction in the vehicle width direction, is connected to a shock absorber in the vicinity of the first pivot part. It is related with the strut-type suspension apparatus which steers a wheel around the kingpin axis | shaft which is connected to the lower part of this and connects the said 1st, 2nd pivot part.
従来の前輪のストラット式サスペンション装置は、ロアアームの車幅方向外端とナックルの下端とを連結し、ショックアブソーバの下端および上端をそれぞれナックルの上端および車体に連結したもので、ナックルはショックアブソーバの上端の車体への連結点とナックルの下端のロアアームへの連結点とを結ぶキングピン軸まわりに転舵されるようになっていた。しかしながら、上記従来のストラット式サスペンション装置はキングピンオフセット(キングピン軸の下方延長線が路面に交差する点とタイヤ接地面の中心との距離)が大きくなるため、路面から車輪に前後力が加わるとキングピン軸まわりに大きなモーメントが発生し、ステアリングホイールが取られる不具合があった。この不具合を解消するために、キングピン角(車体前後方向に見て、キングピン軸が鉛直線と成す角度)を大きく設定してキングピンオフセットを減少させようとすると、操舵に必要な力が増加して操作性が悪化するという新たな問題が発生してしまう。 A conventional strut suspension device for a front wheel connects the outer end of the lower arm in the vehicle width direction and the lower end of the knuckle, and connects the lower end and upper end of the shock absorber to the upper end of the knuckle and the vehicle body, respectively. It was steered around the kingpin axis connecting the connection point to the vehicle body at the upper end and the connection point to the lower arm at the lower end of the knuckle. However, since the above conventional strut type suspension device has a large kingpin offset (distance between the point where the downward extension of the kingpin axis intersects the road surface and the center of the tire contact surface), the kingpin is applied when a longitudinal force is applied to the wheel from the road surface. There was a problem that a large moment was generated around the shaft and the steering wheel was removed. To solve this problem, if you try to reduce the kingpin offset by setting a large kingpin angle (the angle that the kingpin axis forms with the vertical line when viewed in the longitudinal direction of the vehicle), the force required for steering increases. A new problem that the operability deteriorates occurs.
そこで下記特許文献1に記載されたものは、ナックルに設けた下アームおよび上アームを2個の連結軸を介してショックアブソーバに連結し、それら2個の連結軸を結ぶ直線をキングピン軸とすることで、キングピンオフセットを減少させている。
しかしながら、上記特許文献1に記載されたものは、ナックルをショックアブソーバに連結する2個の連結軸がタイヤの内周部に配置されるため、2個の連結軸間の上下方向のスパンが小さくなってしまい、車輪に前後力や横力が作用したときのキャスター剛性やキャンバー剛性が低下する問題がある。またキャスター角を確保するためにショックアブソーバの上部を後傾させると、ショックアブソーバの反力の車体前後方向の成分が増加してしまい、ロアアームの車幅方向内端を車体に連結するコンプライアンスブッシュに荷重が加わって乗り心地性能が低下する問題がある。 However, since the two connecting shafts that connect the knuckle to the shock absorber are arranged on the inner peripheral portion of the tire, the vertical span between the two connecting shafts is small. Therefore, there is a problem that caster rigidity and camber rigidity are reduced when a longitudinal force or a lateral force is applied to the wheel. In addition, if the upper part of the shock absorber is tilted backward to ensure the caster angle, the component of the reaction force of the shock absorber in the longitudinal direction of the vehicle will increase, and the inner end of the lower arm in the vehicle width direction will be connected to the compliance bush that connects to the vehicle body. There is a problem that the ride comfort performance deteriorates due to the load.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ストラット式サスペンション装置のキャスター剛性やキャンバー剛性を高めるとともに、ショックアブソーバからロアアームに入力される車体前後方向の荷重を減少させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to increase the caster rigidity and camber rigidity of a strut suspension device and reduce the load in the longitudinal direction of the vehicle body input from the shock absorber to the lower arm.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、車輪支持部に車輪を回転自在に支持するナックルに該車輪支持部から下方に延びる下アームおよび上方に延びる上アームを形成し、前記下アームおよび上アームをショックアブソーバの下部および上部にそれぞれ第1枢支部および第2枢支部を介して連結し、車幅方向内端をコンプライアンスブッシュを介して車体に上下動可能に連結したロアアームの車幅方向外端を、前記第1枢支部の近傍でショックアブソーバの下部に連結し、前記ショックアブソーバと前記ロアアームとをリンクを介して連結し、前記第1、第2枢支部を結ぶキングピン軸まわりに車輪を転舵するストラット式サスペンション装置において、車幅方向に見て前記ショックアブソーバを略鉛直方向に配置するとともに、前記第2枢支部を車輪の上端よりも上方であって前記ショックアブソーバよりも車体後方側に配置することを特徴とするストラット式サスペンション装置が提案される。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a knuckle that rotatably supports a wheel on a wheel support portion includes a lower arm that extends downward from the wheel support portion and an upper arm that extends upward. The lower arm and the upper arm are connected to the lower and upper parts of the shock absorber via the first pivot part and the second pivot part, respectively, and the inner end in the vehicle width direction is movable up and down to the vehicle body via the compliance bushing. The outer end in the vehicle width direction of the connected lower arm is connected to the lower part of the shock absorber in the vicinity of the first pivotal support, the shock absorber and the lower arm are connected via a link, and the first and second pivotal support parts are connected. In the strut type suspension device that steers the wheel around the kingpin axis that connects the shock absorber, the shock absorber is arranged in a substantially vertical direction when viewed in the vehicle width direction. Rutotomoni, said second strut suspension apparatus characterized by disposing on the rear side of the vehicle body than the shock absorber A above the upper end of the pivot portion wheels are proposed.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記ロアアームの上下動を緩衝するサスペンションスプリングを、該ロアアームの車幅方向内端に連結されたトーションバースプリングで構成したことを特徴とするストラット式サスペンション装置が提案される。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, the suspension spring for buffering the vertical movement of the lower arm is a torsion bar spring connected to the inner end in the vehicle width direction of the lower arm. A strut suspension device is proposed which is characterized in that it is constructed.
尚、実施例の第1、第2第1ピンジョイント20,21は本発明の第1、第2枢支部に対応する。
In addition, the 1st, 2nd
請求項1の構成によれば、ナックルの車輪支持部から下方に延びる下アームおよび上方に延びる上アームをショックアブソーバの下部および上部にそれぞれ第1枢支部および第2枢支部を介して連結したので、キングピン角を増加させることなくキングピンオフセットを減少させることができ、路面から車輪に入力される外力によりステアリングホイールが取られる不具合を解消することができる。 According to the first aspect of the present invention, the lower arm extending upward and the upper arm extending upward from the wheel support portion of the knuckle are connected to the lower and upper portions of the shock absorber via the first pivot portion and the second pivot portion, respectively. The kingpin offset can be reduced without increasing the kingpin angle, and the problem that the steering wheel is taken by the external force input to the wheel from the road surface can be solved.
またナックルの上アームをショックアブソーバの上部に連結する第2枢支部を車輪の上端よりも上方に配置したので、ナックルの下アームおよび上アーム間のスパンを充分に長く確保し、車輪に入力される前後力や横力に対してナックルを倒れ難くしてキャスター剛性やキャンバー剛性を高めることができる。 In addition, since the second pivotal support that connects the upper arm of the knuckle to the upper part of the shock absorber is located above the upper end of the wheel, the span between the lower arm and upper arm of the knuckle is secured sufficiently long and the wheel is input to the wheel. The caster rigidity and camber rigidity can be increased by making it difficult for the knuckle to fall against the longitudinal force and lateral force.
また車体側方から見てショックアブソーバを鉛直方向に配置し、かつ上アームの上端をショックアブソーバの上部に連結するの第2ピンジョイントをショックアブソーバよりも車体後方に配置したので、必要なキャスター角を確保することができるだけでなく、ショックアブソーバからロアアームに車体前後方向の荷重が入力されるのを防止し、ロアアームの車幅方向内端を車体に連結するコンプライアンスブッシュに圧縮荷重や引張荷重が作用しないようにして乗り心地性能の低下を回避することができ、しかも車輪のストロークに伴ってキャスター角やキャスタートレールが変化するのを防止して車両の直進安定性を高めることができる。 In addition, the shock absorber is arranged vertically when viewed from the side of the vehicle body, and the second pin joint that connects the upper end of the upper arm to the upper part of the shock absorber is arranged behind the shock absorber. In addition to ensuring that the load in the longitudinal direction of the vehicle body is not input from the shock absorber to the lower arm, a compressive load or tensile load acts on the compliance bush that connects the inner end of the lower arm in the vehicle width direction to the vehicle body. In this way, it is possible to avoid a decrease in riding comfort performance, and to prevent the caster angle and caster rail from changing with the stroke of the wheel, thereby improving the straight running stability of the vehicle.
更に、ショックアブソーバとロアアームとをリンクを介して連結したので、路面から車輪を介して入力される外力でショックアブソーバが自己の軸線回りに回転してしまうのを防止することができる。 Furthermore, since the shock absorber and the lower arm are connected via the link, it is possible to prevent the shock absorber from rotating around its own axis by an external force input from the road surface via the wheel.
また請求項2の構成によれば、サスペンションスプリングをロアアームの車幅方向内端に連結されたトーションバースプリングで構成したので、ショックアブソーバの外周にコイルスプリングよりなるサスペンションスプリングを配置する場合に比べてレイアウトの自由度を高めるとともに、車輪の上方へのストロークの増加に対してトーションバースプリングのばねレートを急激に増加させ、車両の旋回時のロール角の増加を抑制して乗り心地性能を高めることができる。 According to the second aspect of the present invention, the suspension spring is constituted by a torsion bar spring connected to the inner end in the vehicle width direction of the lower arm, so that a suspension spring comprising a coil spring is disposed on the outer periphery of the shock absorber. In addition to increasing the degree of freedom in layout, the spring rate of the torsion bar spring is suddenly increased in response to an increase in the upward stroke of the wheel, thereby suppressing the increase in the roll angle when turning the vehicle and improving the riding comfort performance. Can do.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図4は本発明の第1実施例を示すもので、図1はストラット式サスペンション装置の斜視図、図2は図1の2方向矢視図、図3は図1の3方向矢視図、図4は車輪の上下ストロークとキャスター角との関係を示すグラフである。 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a strut type suspension device, FIG. 2 is a view in the two-direction direction of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the vertical stroke of the wheel and the caster angle.
図1〜図3に示すように、転舵可能な前輪用のストラット式サスペンション装置Sは、ロアアーム11と、ナックル12と、ショックアブソーバ13と、サスペンションスプリング14と、スタビライザー15とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the strut type suspension device S for a front wheel that can be steered includes a
ロアアーム11はいわゆるA型アームであって、車幅方向内側の二股になった内端が車体前側のコンプライアンスブッシュ16および車体後側のコンプライアンスブッシュ17を介して車体18(一部のみ図示)に上下揺動自在に枢支される。ナックル12は車輪Wを回転自在に軸支する車輪支持部12aと、車輪支持部12aから下向きに延びる短い下アーム12bと、車輪支持部12aから上向きに延びる長い上アーム12cとを備える。ショックアブソーバ13は、伸縮自在な油圧シリンダ13aと、油圧シリンダ13aの下端から斜め下方に延びる下アーム13bと、油圧シリンダ13aの上端から斜め上方に延びる上アーム13cとを備える。
The
ロアアーム11の車幅方向内端とショックアブソーバ13の下アーム13bとがボールジョイント19を介して枢支される。またナックル12の下アーム12bとショックアブソーバ13の下アーム13bとが本発明の第1枢支部を構成する第1ピンジョイント20で連結されるとともに、ナックル12の上アーム12cとショックアブソーバ13の上アーム13cとが本発明の第2枢支部を構成する第2ピンジョイント21で連結される。ナックル12の上アーム12cは車輪支持部12aから車体内方に湾曲した後に車体外方に湾曲しながら上方に延びており、その結果、第2ピンジョイント21は車輪Wの上端よりも上方に位置している。
The inner end of the
またショックアブソーバ13の下アーム13bとロアアーム11とが、リンク25によって連結される。リンク25の一端はボールジョイント26を介してショックアブソーバ13の下アーム13bの下端寄りの位置に枢支され、リンク25の他端はボールジョイント27を介してロアアーム11の上面の基端寄りの位置に枢支される。このリンク25により、ショックアブソーバ13およびロアアーム11の相対移動を許容しながら、路面から入力される外力でショックアブソーバ13の油圧シリンダ13aが自己の軸線回りに回転してしまうのを防止することができる。
The
ショックアブソーバ13は、車体側方から見て鉛直方向(路面に垂直な方向)に配置される。同軸上に配置された第1、第2ピンジョイント20,21は協働してキングピン軸Kを規定するもので、車体側方から見てキングピン軸Kは鉛直方向に対して上部が角度θ(キャスター角)だけ車体後方に傾斜するとともに、車体前方から見てキングピン軸Kは鉛直方向に対して上部が角度α(キングピン角)だけ車体内方に傾斜する。
The
サスペンションスプリング14はショックアブソーバ13の上部外周に同軸に配置され、ショックアブソーバ13の油圧シリンダ13aの伸縮に応じて伸縮する。車体左右方向に配置されたスタビライザー15の端部はリンク22を介してロアアーム11の中間部に連結されており、ロアアーム11の上下動に応じて捩じり変形する。そして図示せぬステアリングギヤボックスから延びるタイロッド23がナックル12の後部に連結されており、タイロッド23が左右に移動するとナックル12に支持した車輪Wがキングピン軸Kまわりに転舵される。
The
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
ドライバーがステアリングホイールを操作すると、タイロッド23がナックル12を押し引きすることで、車輪Wが第1、第2ピンジョイント20,21を結ぶキングピン軸Kを中心として左右に転舵される。従来のストラット式サスペンション装置では、ナックルがショックアブソーバの上端の車体への連結点とナックルの下端のロアアームへの連結点とを結ぶキングピン軸まわりに転舵されるため、キングピンオフセットを小さくすることが困難であったが、本実施例ではキングピン軸Kをナックル12の下アーム12bおよび上アーム12cによって規定することで、図3に示すように、キングピン角αを増加させることなくキングピンオフセットδを減少させることができ、路面から車輪に入力される外力によりステアリングホイールが取られる不具合を解消することができる。
When the driver operates the steering wheel, the
車両が急加速したり急制動したりすると車輪Wに前後力が作用し、車両が旋回すると車輪に横力が作用し、これらの前後力および横力はナックル12に前後左右に倒すようなモーメントを発生する。しかしながら、本実施例のナックル12はその上アーム12cが車輪Wの上端を越えて上方に延出しているため、下アーム12bおよび上アーム12c間のスパンL(図2参照)を充分に長く確保することができ、これにより前記モーメントの入力に対してナックル12の倒れを抑制してキャスター剛性やキャンバー剛性を高めることができる。
When the vehicle suddenly accelerates or brakes suddenly, a longitudinal force acts on the wheel W, and when the vehicle turns, a lateral force acts on the wheel, and these longitudinal force and lateral force are moments that cause the
また車体側方から見てショックアブソーバ13を鉛直方向に配置し、かつ上アーム12cの上端の第2ピンジョイント21をショックアブソーバ13よりも車体後方に配置したので、ショックアブソーバ13の軸線上に位置する第1ピンジョイント20に対して第2ピンジョイント21を車体後方に位置させ、必要なキャスター角θを確保することができる。このとき、車体側方から見てショックアブソーバ13が鉛直方向に配置されているため、鉛直方向に上下動するロアアーム11の車幅方向外端のボールジョイント19に、ショックアブソーバ13から車体前後方向の荷重が入力されることはない。よってショックアブソーバ13から入力される荷重でロアアーム11の車幅方向内端の一対のコンプライアンスブッシュ16,17に車幅方向の圧縮荷重や引張荷重が作用することを防止し、乗り心地性能の低下を回避することができる。
Further, the
更に、車体側方から見てショックアブソーバ13を鉛直方向に配置したことにより、図4のグラフに示すように、ショックアブソーバ13が伸縮しても図2に示すキャスター角β(キャスタートレールT)が変化しなくなり、車輪Wのストロークに応じて車両の直進安定性が変化するのを防止することができる。
Further, by arranging the
図5および図6は本発明の第2実施例を示すもので、図5はストラット式サスペンション装置の斜視図、図6は車輪の上下ストロークと車輪の上下荷重との関係を示すグラフである。 FIGS. 5 and 6 show a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of a strut suspension device, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the vertical stroke of the wheel and the vertical load of the wheel.
第1実施例のストラット式サスペンションSは、コイルスプリングよりなるサスペンションスプリング14をショックアブソーバ13の上部外周に配置しているが、第2実施例のストラット式サスペンションSは、車体前後方向に延びるトーションバースプリングよりなるサスペンションスプリング24をロアアーム11の車幅方向内端に配置している。即ち、第2実施例のサスペンションスプリング24は、その一端がコンプライアンスブッシュ16の位置でロアアーム11に固定され、その他端が車体18に固定される。従って、車輪Wが上下にストロークしてロアアーム11が上下に揺動すると、その揺動角だけサスペンションスプリング24が捩じられることになる。
In the strut suspension S of the first embodiment, the
トーションバースプリングは、その捩じれ角の増加に対して荷重が非線形に増加する特性を有しているため、図6に示すように、車輪Wが上方にストロークすると、そのストロークの増加に応じて荷重が急激に増加することになる。その結果、車両の旋回中に車体が旋回方向外側にロールしたとき、旋回外輪が上方にストロークするのに応じてサスペンションスプリング24の荷重を急激に立ち上げ、車体のローク角が過度に増加しないようにして乗り心地性能を高めることができる。
Since the torsion bar spring has a characteristic that the load increases non-linearly with an increase in the twist angle, as shown in FIG. 6, when the wheel W strokes upward, the load is increased according to the increase in the stroke. Will increase rapidly. As a result, when the vehicle body rolls outward in the turning direction while the vehicle is turning, the load of the
リンク25でロアアーム11およびショックアブソーバ13を連結して該ショックアブソーバ13の回転を防止する構造を含む第2実施例のその他の構成および効果は、上述した第1実施例と同じである。
Other configurations and effects of the second embodiment including the structure in which the
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
11 ロアアーム
12 ナックル
12a 車輪支持部
12b 下アーム
12c 上アーム
13 ショックアブソーバ
16 コンプライアンスブッシュ
17 コンプライアンスブッシュ
18 車体
20 第1ピンジョイント(第1枢支部)
21 第2ピンジョイント(第2枢支部)
24 サスペンションスプリング
25 リンク
K キングピン軸
W 車輪
11
21 Second pin joint (second pivot)
24
Claims (2)
車幅方向に見て前記ショックアブソーバ(13)を略鉛直方向に配置するとともに、前記第2枢支部(21)を車輪(W)の上端よりも上方であって前記ショックアブソーバ(13)よりも車体後方側に配置することを特徴とするストラット式サスペンション装置。 A lower arm (12b) extending downward from the wheel support (12a) and an upper arm (12c) extending upward from the wheel support (12a) are formed on the knuckle (12) which rotatably supports the wheel (W) on the wheel support (12a). The lower arm (12b) and the upper arm (12c) are connected to the lower part and the upper part of the shock absorber (13) via the first pivotal support part (20) and the second pivotal support part (21), respectively. The outer end in the vehicle width direction of the lower arm (11) whose end is connected to the vehicle body (18) through the compliance bushes (16, 17) so as to be movable up and down is disposed near the first pivotal support (20). ), The shock absorber (13) and the lower arm (11) are connected via a link (25), and the first and second pivots (20, 21) are connected. In strut suspension system for steering the wheel (W) around the emission axis (K),
The shock absorber (13) is arranged in a substantially vertical direction when viewed in the vehicle width direction, and the second pivotal support (21) is located above the upper end of the wheel (W) and is higher than the shock absorber (13). A strut-type suspension device arranged on the rear side of the vehicle body.
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