JP2014015063A - 車両懸架装置 - Google Patents

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Saiji Uetsuhara
才司 上津原
Akihiro Katsuya
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清文 田中
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Abstract

【課題】低床な車体構造を実現することが可能な車両懸架装置を得る。
【解決手段】本車両懸架装置10は、車幅方向に延在し、長手方向一端部が上側トレーリングリンク42の前端部に連結されると共に、長手方向他端部が車体20に連結され、上側トレーリングリンク42の回転に伴い捩り変形するトーションバー56と、上側トレーリングリンク42に連結された可動部120が車体20に連結された固定部122に対して相対回転可能に連結され、上側トレーリングリンク42の回転に伴う固定部122と可動部120との相対回転を減衰するロータリーダンパ58と、を備えている。
【選択図】図2

Description

本発明は、自動車の後輪側に使用される車両懸架装置に関する。
下記特許文献1に示された三輪電気自動車では、後輪がスイングアームと後輪用サスペンションとからなるスイングアーム式サスペンションを介して車体フレームに連結されている。この後輪用サスペンションは、スイングアームの前端側から車両上方側へ延びており、上端部が車体フレームに連結されている。
特開2008−68808号公報
上述の如き後輪用サスペンションは、一般にコイルスプリング及びショックアブソーバによって構成されるが、これらの部品の設置には上下に長い空間が必要になる。また、ショックアブソーバの上端部を支持するために、ショックアブソーバの上方に車体フレーム等の強固な構造体が必要になる。このため、低床な車体構造を実現することが困難になる。
本発明は上記事実を考慮し、低床な車体構造を実現することが可能な車両懸架装置を得ることを目的とする。
請求項1に記載の発明に係る車両懸架装置は、自動車の後輪を回転可能に支持する後輪支持部材と、前端部が車体に対して車幅方向に沿った軸線回りに回転可能に連結されると共に、後端部が前記後輪支持部材に対して車幅方向に沿った軸線回りに回転可能に連結されたトレーリングリンクと、車幅方向に延在し、長手方向一端部が前記トレーリングリンクの前端部に連結されると共に、長手方向他端部が車体に連結され、前記トレーリングリンクの回転に伴い捩り変形するトーションバーと、前記トレーリングリンクに連結された可動部が車体に連結された固定部に対して相対回転可能に連結され、前記トレーリングリンクの回転に伴う前記固定部と前記可動部との相対回転を減衰するロータリーダンパと、を備えている。
請求項1に記載の車両懸架装置では、トレーリングリンクが車体に連結された前端部を回転中心として車体に対し車幅方向に沿った軸線回りに回転すると、トレーリングリンクの後端部に後輪支持部材を介して連結された後輪が車体に対して上下動する。この際、トレーリングリンクの回転に伴ってトーションバーが捩り変形することにより衝撃が吸収されると共に、ロータリーダンパが固定部に対する可動部の相対回転を減衰することにより後輪の上下動(振動)が減衰される。
ここで、上述のトーションバーは、トレーリングリンクの前端部と車体との間に車幅方向に沿って架け渡されているため、上下方向の占有スペースを小さくすることができる。また、上述のロータリーダンパは、トレーリングリンクの車幅方向に沿った軸線回りの回転に伴って可動部が固定部に対し相対回転するものであるため、前述したスイングアーム式サスペンションのショックアブソーバと比較して、上下方向の占有スペースを小さくすることができる。これにより、低床な車体構造を実現することが可能になる。
請求項2に記載の発明に係る車両懸架装置は、請求項1に記載の車両懸架装置において、前記ロータリーダンパは、前記固定部に対する前記可動部の回転中心が車体に対する前記トレーリングリンクの回転中心と同軸上に配置されており、前記可動部は、前記トレーリングリンクの回転中心よりも車両後方側で前記トレーリングリンクに連結されている。
請求項2に記載の車両懸架装置では、ロータリーダンパは、固定部に対する可動部の回転中心が、車体に対するトレーリングリンクの回転中心と同軸上に配置されている。また、可動部は、トレーリングリンクの回転中心よりも車両後方側、すなわちトレーリングリンクが車体から延びる側で当該トレーリングリンクに連結されている。これにより、可動部をトレーリングリンクと一体的に回転させることができるので、上側トレーリングリンクの回転を可動部に伝えるための構成を簡素で小型なものにすることができる。
請求項3に記載の発明に係る車両懸架装置は、請求項1又は請求項2に記載の車両懸架装置において、前記トーションバーは、前記ロータリーダンパの前記可動部及び前記固定部を同軸的に貫通している。
請求項3に記載の車両懸架装置では、上記構成により、トーションバーとロータリーダンパとの占有スペースが共用されているため、両者の占有スペースを実質的に小さくすることができる。しかも、トーションバーとロータリーダンパとをユニット化(サブアッセンブリ化)することができるため、製造効率を向上させることが可能になる。
請求項4に記載の発明に係る車両懸架装置は、請求項1又は請求項2に記載の車両懸架装置において、前記トーションバーは、前記後輪支持部材の車両前方に配置されており、前記ロータリーダンパは、前記トーションバーと前記トレーリングリンクとの連結部を介して前記トーションバーとは反対側に配置されている。
請求項4に記載の車両懸架装置では、トーションバーが後輪支持部材の車両前方、すなわちトレーリングリンクに対して後輪と同じ側に配置されているため、トーションバーの設置スペースが後輪の車幅方向一側へ大きく張り出さないようにすることができる。また、ロータリーダンパは、トーションバーとトレーリングリンクとの連結部を介してトーションバーとは反対側に配置されているため、トーションバーとロータリーダンパとを車幅方向においてバランスよく配置することができる。
請求項5に記載の発明に係る車両懸架装置は、請求項4に記載の車両懸架装置において、前記トレーリングリンクは、車両前方側へ延びる左右一対の腕部を備えており、前記ロータリーダンパは、前記一対の腕部の前端部間に配置されている。
請求項5に記載の車両懸架装置では、トレーリングリンクが備える左右一対の腕部の前端部間にロータリーダンパが配置されている。つまり、トレーリングアームとロータリーダンパとの占有スペースが共用されているため、ロータリーダンパの占有スペースを実質的に小さくすることができる。
請求項6に記載の発明に係る車両懸架装置は、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の車両懸架装置において、前記トレーリングリンクは、上側トレーリングリンクであり、当該上側トレーリングリンクの下方には、下側トレーリングリンクが設けられており、当該下側トレーリングリンクは、前端部が車体に対して車幅方向に沿った軸線回りに回転可能に連結されると共に、後端部が前記後輪支持部材に対して車幅方向に沿った軸線回りに回転可能に連結されている。
請求項6に記載の車両懸架装置では、後輪を回転可能に支持する後輪支持部材が、上側トレーリングリンク及び下側トレーリングリンクを介して車体に連結されており、ダブルトレーリングリンク式サスペンションが構成されている。そして、上側トレーリングリンクにトーションバー及びロータリーダンパが連結されている。これらのトーションバー及びロータリーダンパは、前述したように上下方向の占有スペースを小さくすることができるため、上側トレーリングリンクと連結された構成でも低床な車体構造を実現することができる。
請求項7に記載の発明に係る車両懸架装置は、請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の車両懸架装置において、前記ロータリーダンパは、前記固定部に対する前記可動部の相対回転時に両者の間に摩擦力を生じさせる摩擦式とされている。
請求項7に記載の車両懸架装置では、ロータリーダンパが摩擦式とされているため、ロータリーダンパを簡素な構成にすることができる。
以上説明したように、本発明に係る車両懸架装置では、低床な車体構造を実現することが可能である。
本発明の第1実施形態に係る車両懸架装置が適用されて構成された三輪電気自動車の斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る車両懸架装置を含む周辺部材の構成を示す斜視図である。 図2と同じ構成を別の角度から見た斜視図である。 図2と同じ構成を車両左方側から見た側面図である。 図2と同じ構成を車両後方側から見た部分断面図である。 図2と同じ構成を車両前方側から見た部分断面図である。 同車両懸架装置の構成部材である上側ゴムブッシュの周辺の構成を示す断面図である。 同車両懸架装置の構成部材であるロータリーダンパを示し、(A)は側面図であり、(B)は平面図である。 本発明の第2実施形態に係る車両懸架装置を含む周辺部材の構成を示す斜視図である。 図9と同じ構成を別の角度から見た斜視図である。 図9と同じ構成を車両前方側から見た部分断面図である。
<第1の実施形態>
以下、図1〜図8を用いて本発明の第1実施形態に係る車両懸架装置10について説明する。なお、各図に適宜記す矢印FR、矢印UP、矢印LH、矢印RH、矢印OUTは、それぞれ車両前方(進行方向)、車両上方、車両左方、車両右方、車幅方向外方をそれぞれ示している。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。
(構成)
図1には、本実施形態に係る車両懸架装置10が設けられた三輪電気自動車12が斜視図にて示されている。この三輪電気自動車12は、前二輪後一輪の三輪電気自動車であり、ステアリング14によって操舵される左右の前輪16を図示しないモータの駆動力によって駆動する構成とされている。左右の前輪16の車両後方側には、金属等の材料によって扁平な枠箱状に形成されたメインフレーム18が設けられている。このメインフレーム18は、三輪電気自動車12の車体20の骨格を構成している。このメインフレーム18の後端部には、メインフレーム18と共に車体20の骨格を構成するリヤフレーム22が一体的に固定されている。このリヤフレーム22は、上下一対の横フレーム部24、26と、上下の横フレーム部24、26を上下方向に連結した縦フレーム部28、30、32とによって構成されている。
図2〜図6に示されるように、上下の横フレーム部24、26は、角パイプによって形成されており、車幅方向に沿って延在している。また、車両左端側に配置された縦フレーム部28は、車幅方向に並んだ左右一対の連結板34、36によって構成されている。左右の連結板34、36は、車両前後方向から見て互いに反対側が開放されたコの字状(略Uの字状)に形成されており、上下の横フレーム部24、26の左端側を上下方向に連結している。また、車両右端側に配置された縦フレーム部30は、車幅方向外側が開放された略コの字状(略Uの字状)に形成されており、上下の横フレーム部24、26の右端部を上下方向に連結している。また、車幅方向中央側に配置された縦フレーム部32は、車両前後方向から見て日の字状(略B字状)に形成されており、上下の横フレーム部24、26の車幅方向中央部よりも若干左側の部分を上下方向に連結している。
本実施形態に係る車両懸架装置10は、上述のリヤフレーム22と後輪38との間に設けられている。この車両懸架装置10は、後輪38を回転可能に支持する後輪支持部材としてのリヤアクスルブラケット40と、上側トレーリングリンク42と、上側弾性体としての上側ゴムブッシュ46と、下側トレーリングリンク48と、下側弾性体としての下側ゴムブッシュ50と、前側弾性体としての左右一対の前側ゴムブッシュ52、54と、コントロールリンク55と、トーションバー(トーションシャフト)56と、ロータリーダンパ58とによって構成されている。以下、各構成部材について説明する。
リヤアクスルブラケット40は、金属等の材料によって板状に形成されたブラケット本体60を備えている。このブラケット本体60には、図示しないアクスルシャフトや図5に示されるハブ62等を介して後輪38のリヤホイール64が回転可能に取り付けられている。このブラケット本体60におけるハブ62とは反対側には、上側トレーリングアーム42及び下側トレーリングアーム48を連結するための上下一対の連結部66、68が一体又は一体的に設けられている。
上側の連結部66(以下、上側連結部66という)は、後輪38のホイルセンタS(図4参照)に対して上方側で且つ車両前方側に位置しており、ブラケット本体60の上端部から車幅方向一側(ハブ62とは反対側)へ延びると共に、中間部が屈曲することにより先端側が車両前方側へ延びている。下側の連結部68(以下、下側連結部68という)は、図4に示されるように、後輪38のホイルセンタSに対して下方側で且つ車両前方側に位置しており、ブラケット本体60の下端部から下方側へ一体に延びている。これらの上側連結部66及び下側連結部68は、図4に示される車両側面視で上下方向に並んでおり、図5に示される車両後面視で下側連結部68が上側連結部66よりも後輪38のタイヤ接地中心C側にオフセットしている。
また、ブラケット本体60の後端部からは、車両後方側へ向けて後方延出部70が一体に延出されている。この後方延出部70の後端部には、車幅方向一側(ハブ62とは反対側)へ突出した連結片70Aが設けられている。この連結片70Aは、後輪38のホイルセンタSに対して車両後方側に離間して配置しており、後述するコントロールリンク55に対応している。
上側トレーリングリンク42は、金属パイプ等からなるAアームによって構成されており、車両前方側へ向けて分岐した左右一対の腕部72、74を有している。一方の腕部72は、車両前後方向に延びており、前端部がリヤフレーム22の横フレーム部24、26間に挿入されている。この腕部72の前端部には、軸線方向が車幅方向に沿った円筒状の筒状部72A(図6参照)が一体に設けられており、当該筒状部72Aの内側には、ベアリング77が嵌入している。このベアリング77の内輪の内側には連結軸78が嵌入している。この連結軸78は、軸線方向が車幅方向に延びており、縦フレーム部32に対して相対回転不能に固定されている。この連結軸78の軸線方向中間部には、鍔部(大径部)が設けられており、当該鍔部によってベアリング77の内輪が支持されている。また、筒状部72Aの軸線方向一端部(縦フレーム部32とは反対側の端部)には、連結部材114が取り付けられている。この連結部材114は、筒状部72Aとは反対側(ここでは車体右側)へ向かうに従い縮径する円錐台状に形成されており、筒状部72Aに対して同軸的かつ一体的に固定されている。また、この連結部材114は、一部が筒状部72Aの内側に挿入されており、当該一部によってベアリング77の外輪が支持されている。これにより、腕部72の前端部がベアリング77を介して連結軸78回りに回転可能に車体20に連結されている。
また、図2に示されるように、腕部72の前端側で筒状部72Aよりも若干車両後方側には、車幅方向一側(ここでは車両左側)へ突出したダンパ取付部80が設けられている。このダンパ取付部80は、後述するロータリーダンパ58に対応している。
腕部72の後端部には、軸線方向が車幅方向に沿った円筒状の軸受部72Bが一体に設けられている。この軸受部72Bは、リヤアクスルブラケット40の上側連結部66の側方に位置しており、当該軸受部72Bには、上側ゴムブッシュ46が取り付けられている。
上側ゴムブッシュ46は、ゴム材によって形成されており、図7に示されるように、軸受部72Bの内側に嵌合された円筒状の本体部46Aを備えている。この本体部46Aは、軸線方向中央部で左右に分割されており、軸受部72Bに対して車幅方向両側から嵌合される構成になっている。この本体部46Aの軸線方向両端部には軸受部72Bと略同径のフランジ部46B、46Bが設けられており、これらのフランジ部46B、46Bによって軸受部72Bが車幅方向両側から挟まれている。
この上側ゴムブッシュ46の内側には、連結軸84が挿通されている。この連結軸84の軸線方向一端側は上側連結部66を貫通しており、この連結軸84の軸線方向両端部に形成された雄ねじ部にそれぞれナットが螺合している。これにより、腕部42の後端部が上側ゴムブッシュ46及び連結軸84を介して上側連結部66に連結されており、腕部72がリヤアクスルブラケット40に対して連結軸84回り(車幅方向に沿った軸線回り)に回転可能とされている。
上述の上側ゴムブッシュ46は、後輪38に作用する横力(車幅方向の荷重)に対する剛性が、後輪38に作用する前後力(車両前後方向の荷重)に対する剛性よりも低く設定されており、上記横力に対しては変形し易く、上記前後力に対しては変形し難く構成されている。この剛性の特性は、例えば本体部46Aの厚さ寸法(肉厚)T1とフランジ部46Bの厚さ寸法(肉厚)T2との関係等により設定される。
図2に示されるように、上側トレーリングリンク42の他方の腕部74は、後端部が一方の腕部72の後端部に一体的に接合されている。この他方の腕部74は、前端側へ向かうに従い一方の腕部72から離れるように車両前後方向に対して傾斜しており、前端部が車両前方へ向けて屈曲されている。他方の腕部74の前端部には、ボールジョイント86が取り付けられている。このボールジョイント86は、縦フレーム部28の一対の連結板34、36の間に挿入されており、車幅方向に沿った連結ピン88(図6参照)によって縦フレーム部28に連結されている。これにより、腕部74の前端部が車体20に対して回転自在(上下左右に回転可能)に連結されている。
一方、下側トレーリングリンク48は、上側トレーリングリンク42の下方に配置されている。この下側トレーリングリンク48は、上側トレーリングリンク42と同様に、金属パイプ等からなるAアームによって構成されており、車両前方側へ向けて分岐した左右一対の腕部90、92を有している。一方の腕部90は、上側トレーリングリンク42の腕部72の下方において車両前後方向に延びており、後端部がリヤアクスルブラケット40の下側連結部68の側方に配置されている。この腕部90の後端部には、軸線方向が車幅方向に沿った円筒状の軸受部90Bが一体に設けられている。この軸受部90Bは、前述した軸受部72Bと同様の構成とされており、この軸受部90Bには下側ゴムブッシュ50が取り付けられている。この下側ゴムブッシュ50は、前述した上側ゴムブッシュ46と同様の構成とされており、上側ゴムブッシュ46と同様に内側に挿入された連結軸94を介して下側連結部68に締結固定されている。これにより、腕部90の後端部が下側ゴムブッシュ50及び連結軸94を介して下側連結部68に連結されており、腕部90がリヤアクスルブラケット40に対して連結軸94回り(車幅方向に沿った軸線回り)に回転可能とされている。
また、腕部90の前端部は、リヤフレーム22の横フレーム部26の下方に位置している。この腕部90の前端部には、軸線方向が車幅方向に沿った円筒状の軸受部90A(図6参照)が一体に設けられており、当該軸受部90Aには、図6に示されるように前側ゴムブッシュ52が取り付けられている。この前側ゴムブッシュ52は、前述した上側ゴムブッシュ46と同様の構成とされており、上側ゴムブッシュ46と同様の取付け方によって軸受部90Aに取り付けられている。この前側ゴムブッシュ90Aの車幅方向両側には、左右一対のブラケット98が設けられている。これらのブラケット98は、L字状に屈曲された板金等からなり、横フレーム部26の下面に締結固定されている。そして、これらのブラケット98を車幅方向に貫通した連結軸100が前側ゴムブッシュ52の内側に挿通されている。この連結軸100の軸線方向両端部には、左右のブラケット98の外側(前側ゴムブッシュ52とは反対側)へ突出した雄ねじ部が設けられており、これらの雄ねじ部にナットが螺合することにより連結軸100が左右のブラケット98に締結固定されている。この連結軸100は、軸線方向が車幅方向に延びており、腕部90の前端部が連結軸100回り(車幅方向に沿った軸線回り)に回転可能に車体20に連結されている。
下側トレーリングリンク48の他方の腕部92は、図2に示されるように、上側トレーリングリンク42の腕部74の下方に位置しており、後端部が一方の腕部90の後端側に接合されている。この他方の腕部92は、前端側へ向かうに従い一方の腕部90から離れるように車両前後方向に対して傾斜しており、前端部が車両前方へ向けて屈曲されている。この他方の腕部92の前端部には、軸線方向が車幅方向に沿った円筒状の軸受部92Aが一体に設けられている。この軸受部92Aは、リヤフレーム22の横フレーム部26の下方に位置しており、当該軸受部92Aには、図6に示されるように、前側ゴムブッシュ54が取り付けられている。この前側ゴムブッシュ54は、前述した前側ゴムブッシュ52と同様の構成とされており、軸受部92Aは、前側ゴムブッシュ54、左右のブラケット102及び連結軸104を介して横フレーム26に連結されている。これらのブラケット102及び連結軸104は、前述したブラケット98及び連結軸100と同様の構成とされており、腕部92の前端部は、連結軸104回り(車幅方向に沿った軸線回り)に回転可能に車体20に連結されている。
このように、本実施形態では、後輪38を回転可能に支持するリヤアクスルブラケット40が、上側トレーリングリンク42及び下側トレーリングリンク48を介して車体20に連結されており、ダブルトレーリングリンク式サスペンションが構成されている。
一方、コントロールリンク55は、長尺な円柱状に形成されたリンク本体106と、リンク本体106の長手方向両端部に取り付けられた一対のボールジョイント108、110とによって構成されている。一方のボールジョイント108は、前述したリヤアクスルブラケット40の連結片70Aに取り付けられている。これにより、コントロールリンク55の長手方向一端部(後端部)がリヤアクスルブラケット40に対して回転自在に連結されている。また、他方のボールジョイント110は、横フレーム部26に取り付けられたブラケット112に取り付けられてる。これにより、コントロールリンク55の長手方向他端部(前端部)が車体20に対して回転自在に連結されている。
上述のブラケット112は、横フレーム部26の長手方向一端部(ここでは車両左側の端部)から車両後方側へ延びている。そして、このブラケット112とリヤアクスルブラケット40の連結片70Aとの間に掛け渡されたコントロールリンク55は、車両側面視で車両前後方向に延びており、車両平面視では前端側へ向かうに従い車幅方向一側(ここでは車両左側)へ向かうように車両前後方向に対して傾斜している。
トーションバー56は、ばね鋼鋼材によって長尺な円柱状に形成されており、軸線方向が車幅方向に延びる状態で横フレーム部24と横フレーム部26との間に配置されている。また、このトーションバー56は、後輪38及びリヤアクスルブラケット40の車両前方で、縦フレーム部30と縦フレーム部32との間に配置されている。このトーションバー56の軸線方向一端部(長手方向一端部)は、前述した連結部材114の軸線方向一端部(縮径された側の端部)に、セレーション結合によって相対回転不能に連結されている。これにより、トーションバー56の軸線方向一端部が連結部材114を介して上側トレーリングリンク42の筒状部72A(腕部72の前端部)に一体的かつ相対回転不能に連結されている。
トーションバー56の軸線方向他端部(長手方向他端部)は、連結部材116を介して縦フレーム部30に連結されている。この連結部材116は、円筒状に形成されており、軸線方向が車幅方向に延びる状態で配置されている。この連結部材116の軸線方向一端側は、図6に示されるように、縦フレーム部30に形成された円孔に回転可能に嵌合している。これにより、連結部材116が縦フレーム部30に回転可能に取り付けられている。また、この連結部材116の軸線方向一端側には、トーションバー56の軸線方向他端部が内側に嵌合した状態で一体的に結合されている。これにより、トーションバー56の軸線方向他端部と連結部材116とが相対回転不能に連結されており、トーションバー56の軸線方向他端部が連結部材116を介して車体20に連結されている。
また、この連結部材116の軸線方向他端側の外周部には、図3に示されるように、下側(半径方向外側)へ突出した爪部116Aが設けられている。この爪部116Aには、縦フレーム部30の下端部に取り付けられた調整ボルト118の先端部が車両後方側から当接している。この調整ボルト118は、軸線方向が車両前後方向に延びる状態で配置されており、縦フレーム部30の下端部に形成された雌ねじ部に螺合している。この調整ボルト118によって、連結部材116すなわちトーションバー56の軸線方向他端部が縦フレーム部30に対する軸線回り一方(図3の矢印A方向)への相対回転を規制されている。
一方、ロータリーダンパ58は、上側トレーリングリンク42の腕部72の前端部(筒状部72A)を介してトーションバー56とは反対側(トーションバー56の長手方向一端側)において、縦フレーム部28と縦フレーム部32との間に設けられている。このロータリーダンパ58は、上側トレーリングリンク42に固定された可動部120と、車体20に固定(変位不能に連結)された固定部122とを有している。
図8(A)及び図8(B)に示されるように、可動部120は、板金によって長尺状に形成された可動側プレート124を備えている。この可動側プレート124は、長手方向が上側トレーリングリンク42の長手方向(略車両前後方向)に沿い且つ板厚方向が車幅方向に沿う状態で配置されている。この可動側プレート124の後部124Aは、前後一対のボルトによって前述したダンパ取付部80(図2参照)の先端部に締結固定されている。
固定部122は、板金によって略円板状(ここではティアドロップ形状)に形成された4枚の固定側プレート126、128、130、132を備えている。これらの固定側プレート126、128、130、132は、板厚方向が車幅方向に沿う状態で配置されている。固定側プレート126と固定側プレート128との間には、可動側プレート124の前部側及び円板状に形成された一対の摩擦板134、136が挟まれており、固定側プレート130と固定側プレート132との間には、円板状に形成された一対の摩擦板138、140が挟まれている。これらの摩擦板134、136、138、140は、固定側プレート126、128、130、132に固定されている。
固定側プレート126、128、130、132の略中央部、可動プレート124の前部124B及び摩擦板134、136、138、140の中央部には、ボルト142が貫通している。このボルト142の先端側は、ワッシャ144に挿入されると共に、一対のナット146、148に螺合している。このボルト142は、軸線方向が車幅方向に沿う状態で配置されており、車体20に対する上側トレーリングリンク42の回転中心である連結軸78、及びトーションバー56と同軸上に位置している。
また、ボルト142の頭部142Aと固定側プレート126との間、及びワッシャ144と固定側プレート132との間には、ばね材によって略星形に形成された皿バネ状のスプリング150、152が介在している。これにより、固定側プレート126、128間に可動側プレート124の前部124B及び摩擦板134、136が弾性的に挟持されると共に、固定側プレート130、132間に摩擦板138、140が弾性的に挟持されており、可動側プレート124は、摩擦板134、136、138、140と一体で固定側プレート126、128、130、132に対してボルト142回りに相対回転可能に連結されている。
また、固定側プレート126、128の前端部は互いに接合されており、固定側プレート130、132の前端部は互いに接合されている。これらの接合部分には、それぞれ円形の貫通孔154(図8(A)参照)が形成されており、各貫通孔154には、円柱状に形成された支持ピン156の軸線方向一端部が挿通されている。この支持ピン156は、軸線方向が車幅方向に沿う状態で配置されており、軸線方向他端部が縦フレーム部32に取り付けられたブラケット158に固定されている。これにより、固定側プレート126、128、130、132の車体20に対するボルト142回りの相対回転が規制されている。
上記構成のロータリーダンパ58では、上側トレーリングリンク42が前端部を中心として車体20に対して上下に回転(揺動)すると、上側トレーリングリンク42に連結された可動部120の可動側プレート124が固定側プレート126、128、130、132及び摩擦板134、136、138、140に対してボルト142回りに相対回転する。これにより、摩擦板134、136、138、140と可動側プレート124とが摺接し、摩擦力(減衰力)が生じる。その結果、固定部122に対する可動部120の相対回転、すなわち車体20に対する上側トレーリングリンク42の揺動が減衰される構成になっている。また、ボルト142及びナット146、148によってスプリング150、152の締め付けトルク(弾性変形量)を変更することにより、上記摩擦力を任意に調節できるようになっている。
(作用及び効果)
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
上記構成の車両懸架装置10では、上側トレーリングリンク42及び下側トレーリングリンク48が車体20に連結された前端部を回転中心として車体20に対し車幅方向に沿った軸線回りに回転(揺動)すると、上側トレーリングリンク42及び下側トレーリングリンク48の後端部にリヤアクスルブラケット40を介して連結された後輪38が車体20に対して上下動する。この際、上側トレーリングリンク42の回転に伴ってトーションバー56が捩り変形することにより衝撃が吸収されると共に、ロータリーダンパ58が固定部122に対する可動部120の相対回転を減衰することにより後輪38の上下動(振動)が減衰される。
ここで、上述のトーションバー56は、上側トレーリングリンク42の前端部と車体20との間に車幅方向に沿って架け渡されているため、上下方向の占有スペースが小さい。また、上述のロータリーダンパ58は、上側トレーリングリンク42の回転に伴って可動部120が固定部122に対し相対回転するものであるため、背景技術の欄で説明したスイングアーム式サスペンションのショックアブソーバと比較して、上下方向の占有スペースを小さくすることができる。これにより、床部が低くてフラットな車体構造を実現することができ、優れた懸架性及びデザインを有する省スペースで軽量なサスペンション構造を提供することができる。
さらに、本実施形態では、ロータリーダンパ58は、固定部122に対する可動部120の回転中心であるボルト142が、車体20に対する上側トレーリングリンク42の回転中心である連結軸78と同軸上に配置されている。また、可動部120は、上側トレーリングリンク42の回転中心よりも車両後方側すなわち上側トレーリングリンク42が車体20から延びる側で当該上側トレーリングリンク42のダンパ取付部80に連結されている。これにより、可動部120を上側トレーリングリンク42と一体的に回転させることができるので、上側トレーリングリンク42の回転を可動部120に伝えるための構成(ここではダンパ取付部80)を簡素で小型なものにすることができる。
また、本実施形態では、トーションバー56がリヤアクスルブラケット40及び後輪38の車両前方、すなわち上側トレーリングリンク42に対して後輪38と同じ側に配置されているため、トーションバー56の設置スペースが後輪38の車幅方向一側へ大きく張り出さないようにすることができる。また、ロータリーダンパ58は、トーションバー56と上側トレーリングリンク42との連結部である腕部72の前端部を介してトーションバー56とは反対側に配置されているため、トーションバー56とロータリーダンパ58とを車幅方向においてバランスよく配置することができる。
また、本実施形態では、上側トレーリングリンク42が備える左右一対の腕部72、74の前端部間にロータリーダンパ58が配置されている。これにより、上側トレーリングアーム42とロータリーダンパ58との占有スペースが共用されている(一部で重複している)ため、ロータリーダンパ58の占有スペースを実質的に小さくすることができる。
さらに、本実施形態では、上側トレーリングリンク42及び下側トレーリングリンク48によってダブルトレーリングリンク式サスペンションが構成されており、上側トレーリングリンク42にトーションバー56及びロータリーダンパ58が連結されている。これらのトーションバー56及びロータリーダンパ58は、前述したように上下方向の占有スペースを小さくすることができるため、上側トレーリングリンク42と連結された構成でも低床な車体構造を実現することができる。
また、本実施形態では、ロータリーダンパ58が摩擦式とされているため、ロータリーダンパ58を簡素な構成にすることができる。
さらに、本実施形態では、上側トレーリングリンク42の後端部は、リヤアクスルブラケット40に設けられた上側連結部66に上側ゴムブッシュ46を介して連結されており、下側トレーリングリンク48の後端部は、リヤアクスルブラケット40に設けられた下側連結部68に下側ゴムブッシュ50を介して連結されている。また、上側連結部66と下側連結部68は、後輪38のホイルセンタSよりも車両前方側に設けられており、車両側面視で上下方向に並ぶと共に、車両前後方向視で下側連結部68が上側連結部66よりもタイヤ接地中心C側にオフセットしている。
このため、後輪38に対して車両制動時の前後力又は車両旋回時の横力が作用した際には、上側ゴムブッシュ46及び下側ゴムブッシュ50が弾性変形する(撓む)ことにより、上側ゴムブッシュ46と下側ゴムブッシュ50とを通る仮想のキングピン軸を中心として後輪38を微小角度回転(ステア)させることができる。
しかも、本実施形態では、前端部が車体20に対して回転自在に連結され、後端部が後輪38のホイルセンタSよりも車両後方側でリヤアクスルブラケット40に対して回転自在に連結されたコントロールリンク55を備えている。このため、上述の如く後輪38が仮想キングピン軸を中心として回転する際には、コントロールリンク55によって後輪38の回転方向を所定方向に規制することができる。これにより、後輪38に作用する横力及び前後力に対して適切なコンプライアンスステア特性を得ることが可能になる。
つまり、本実施形態では、上側ゴムブッシュ46及び下側ゴムブッシュ50の撓み方向及び撓み量と、コントロールリンク55による後輪38の回転規制方向を調整することにより、後輪38のステア角を適切にコントロールすることができる。すなわち、後輪38のトー角は、上側ゴムブッシュ46及び下側ゴムブッシュ50からなる仮想キングピン軸、及びコントロールリンク55の車幅方向の移動量によって変化する。また、後輪38のキャンバ角は、仮想キングピン軸の傾角が変わることで変化する。従って、上側ゴムブッシュ46及び下側ゴムブッシュ50の弾性を調整することにより、後輪38のトー角及びキャンバ角を適切に変化させることができる。
その結果、車両制動時には、後輪38が直進安定性を向上させるように微小角度ステアし、車両旋回時には、後輪38が旋回安定性を向上させる方向(アンダーステアになる方向)へ微小角度ステアする。従って、極めて簡単な構成で車両の走行安定性を向上させることができる。
また、本実施形態では、後輪38の微小角度ステアを可能にする上側ゴムブッシュ46及び下側ゴムブッシュ50は、後輪38に作用する前後力に対する剛性よりも、後輪38に作用する横力に対する剛性が低く設定されている。これにより、横力F2に対して後輪38を良好にステアさせて車両の旋回性を向上させることができると共に、前後力に対する後輪38の角度変化を抑制することができ、車両の直進安定性を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、下側トレーリングリンク48が備える左右の腕部90、92の前端部が、前側ゴムブッシュ52、54を介して車体20に連結されている。これにより、下側トレーリングリンク48を介した車体20への入力を前側ゴムブッシュ52、54によって吸収することができるので、三輪電気自動車10の乗り心地を良好にすることができる。
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、前記第1実施形態と基本的に同様の構成・作用については、前記第1実施形態と同符号を付与し、その説明を省略する。
図9〜図11に示されるように、本第2実施形態に係る車両懸架装置10’では、ロータリーダンパ58’が上側トレーリングリンク42の腕部72に対してトーションバー56と同じ側に配置されている点で、前記第1実施形態に係る車両懸架装置10とは異なっている。このロータリーダンパ58’は、前記第1実施形態に係るロータリーダンパ58と基本的に同様の構成とされているが、ボルト142’及びナット146’148’が前記第1実施形態に係るボルト142及びナット146、148よりも大径に形成されている。ボルト142’の軸心部には、当該ボルト142’を軸線方向(車幅方向)に貫通する貫通孔160が形成されており、当該貫通孔160には、トーションバー56の軸線方向中間部が挿通されている。つまり、トーションバー56は、ロータリーダンパ58’の可動部120及び固定部122を同軸的に貫通しており、トーションバー56とロータリーダンパ58’とが互いに重なる位置に配置されている。
この実施形態では、トーションバー56とロータリーダンパ58’との占有スペースが共用されているため、両者の占有スペースを実質的に小さくすることができる。しかも、トーションバー56とロータリーダンパ58’とをユニット化(サブアッセンブリ化)することができるため、製造効率を向上させることが可能になる。
(実施形態の補足説明)
上記各実施形態では、下側トレーリングリンク48の左右の腕部90、92の前端部が、前側ゴムブッシュ52、54(何れも前側弾性体)を介して車体20に連結された構成にしたが、本発明はこれに限らず、下側トレーリングリンクの前端部が前側弾性体を介さずに車体に連結された構成にしてもよい。
また、上記各実施形態では、上側ゴムブッシュ46(上側弾性体)及び下側ゴムブッシュ50(下側弾性体)が、後輪38に作用する前後力に対する剛性よりも後輪38に作用する横力に対する剛性が低く設定された構成にしたが、本発明はこれに限らず、上側弾性体及び下側弾性体の剛性は適宜変更することができる。
また、上記各実施形態では、ロータリーダンパ58が摩擦式とされた構成にしたが、本発明はこれに限らず、ロータリーダンパが油圧式とされた構成にしてもよい。
さらに、上記第1実施形態では、Aアームである上側トレーリングリンク42(トレーリングリンク)の腕部72、74の前端部間にロータリーダンパ58が配置された構成にしたが、本発明はこれに限らず、トレーリングリンクの構成及びロータリーダンパの配置は適宜変更することができる。
また、上記各実施形態では、トーションバー56がリヤアクスルブラケット40の車両前方、すなわち上側トレーリングリンク42(トレーリングリンク)に対して後輪38と同じ側に配置された構成にしたが、本発明はこれに限らず、トーションバーがトレーリングリンクに対して後輪とは反対側に配置された構成にしてもよい。
また、上記各実施形態では、ロータリーダンパ58は、固定部122に対する可動部120の回転中心が車体20に対する上側トレーリングリンク42の回転中心と同軸上に配置された構成にしたが、本発明はこれに限らず、上記各回転中心が異なる軸上に配置された構成にしてもよい。その場合、例えばリンク等を用いて可動部とトレーリングリンクとを連結する構成になる。
さらに、上記各実施形態では、車両懸架装置10が前二輪後一輪の三輪電気自動車12に対して適用された構成にしたが、これに限らず、本発明に係る車両懸架装置は、四輪の自動車に対しても適用することができる。
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは勿論である。
10、10’ 車両懸架装置
12 三輪電気自動車(三輪自動車)
20 車体
38 後輪
40 リヤアクスルブラケット(後輪支持部材)
42 上側トレーリングリンク(トレーリングリンク)
48 下側トレーリングリンク
56 トーションバー
58、58’ ロータリーダンパ
72、74 腕部
120 可動部
122 固定部

Claims (7)

  1. 自動車の後輪を回転可能に支持する後輪支持部材と、
    前端部が車体に対して車幅方向に沿った軸線回りに回転可能に連結されると共に、後端部が前記後輪支持部材に対して車幅方向に沿った軸線回りに回転可能に連結されたトレーリングリンクと、
    車幅方向に延在し、長手方向一端部が前記トレーリングリンクの前端部に連結されると共に、長手方向他端部が車体に連結され、前記トレーリングリンクの回転に伴い捩り変形するトーションバーと、
    前記トレーリングリンクに連結された可動部が車体に連結された固定部に対して相対回転可能に連結され、前記トレーリングリンクの回転に伴う前記固定部と前記可動部との相対回転を減衰するロータリーダンパと、
    を備えた車両懸架装置。
  2. 前記ロータリーダンパは、前記固定部に対する前記可動部の回転中心が車体に対する前記トレーリングリンクの回転中心と同軸上に配置されており、前記可動部は、前記トレーリングリンクの回転中心よりも車両後方側で前記トレーリングリンクに連結されている請求項1に記載の車両懸架装置。
  3. 前記トーションバーは、前記ロータリーダンパの前記可動部及び前記固定部を同軸的に貫通している請求項1又は請求項2に記載の車両懸架装置。
  4. 前記トーションバーは、前記後輪支持部材の車両前方に配置されており、
    前記ロータリーダンパは、前記トーションバーと前記トレーリングリンクとの連結部を介して前記トーションバーとは反対側に配置されている請求項1又は請求項2に記載の車両懸架装置。
  5. 前記トレーリングリンクは、車両前方側へ延びる左右一対の腕部を備えており、前記ロータリーダンパは、前記一対の腕部の前端部間に配置されている請求項4に記載の車両懸架装置。
  6. 前記トレーリングリンクは、上側トレーリングリンクであり、当該上側トレーリングリンクの下方には、下側トレーリングリンクが設けられており、当該下側トレーリングリンクは、前端部が車体に対して車幅方向に沿った軸線回りに回転可能に連結されると共に、後端部が前記後輪支持部材に対して車幅方向に沿った軸線回りに回転可能に連結されている請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の車両懸架装置。
  7. 前記ロータリーダンパは、前記固定部に対する前記可動部の相対回転時に両者の間に摩擦力を生じさせる摩擦式とされている請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の車両懸架装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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