JP2015134555A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 直線走行時と旋回走行時の両方でそれぞれ理想に近いジオメトリ設計が可能な、設計自由度の高いサスペンション装置を提供する。【解決手段】 直線走行中のピッチやバウンス時には、両側のロッカーリンク１２に作用する力は車体２の左右で均衡してこれらのロッカーリンク１２は車体２に対して中立位置で保持されている。この時、車体２両側のアッパアーム６は、それぞれ、ロッカーリンク１２上の軸１３回りに、左右対称に上下にストロークする。一方、旋回走行中、車体２が遠心力を受けてロールすると、ロッカーリンク１２は、アッパーム６とほぼ一体になって軸１１回りに回動し、旋回外側の車輪３のキャンバ角をネガティブ方向に変化させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車のサスペンション装置に関し、特に、ロワアームとアッパアームとを備えたダブルウィッシュボーン形式やマルチリンク形式のサスペンション装置に関する。

従来の自動車の車輪のサスペンション装置の形式には、独立懸架式、車軸懸架式、及び、可撓梁懸架式の３種類が存在する。この中で、独立懸架式は部品点数が多く構造が複雑であるため高価であるが、設計自由度はもっと高い利点がある。

独立懸架式のサスペンション装置の１つとして、高級車、スポーツカー、フォーミュラ１（Formula One、略称Ｆ１）などの各種レースで利用されているダブルウッシュボーン形式のものがある。この形式のサスペンション装置の概略的な構造は、図１４に示すように、車体Ａ１と、車輪（タイヤが装着されたホイール）Ａ２を支持する車輪支持部（アップライト）Ａ３との間を、ロアアームＡ４とアッパアームＡ５の２本の平面視略A字側のアームによって上下方向に相対変位可能に連結し、車体Ａ１とロアアームＡ４間に緩衝ばねＡ６とショックアブソーバＡ７を組み込んだものである。

このような、ダブルウィッシュボーン形式のサスペンション装置においては、走行路面のうねりや、自動車の加速減速、旋回時に車体に作用する慣性力によって、各アームが上下にストロークするが、直線走行時に加速や減速を行うときは、その車体はピッチングとバウンスのみを行う。

この場合には、車体の姿勢は上下方向にしか変化しないので、少しでもタイヤの設置面積を多く確保してトラクションを稼ぎ、また、ブレーキング時のタイヤのグリップを稼ぐため、対地キャンバを常に０°、もしくは僅かにネガティブにし、且つ、トレッド（左右のタイヤの中心間距離）の変化をなるべく小さくするジオメトリ設計を行うことが望ましい。

図１４は、ピッチングに適したジオメトリ設計のサスペンション装置を模式的に示すものである。同図に示すサスペンション装置では、車体Ａ１と車輪支持部Ａ３との間を上下方向に揺動可能に連結するロアアームＡ４とアッパアームＡ５の２つのアームを、長さが等しく平行に設けてあり、路面Ｓに対して車体Ａ１が上下動しても対地キャンバは変化しない。

なお、各アームの上下ストロークに伴うトレッドの変化を防ぐためには、ロアアームＡ４とアッパアームＡ５の長さを無限に長くすることが理想的だが、実際は、車体Ａ１の横幅は有限であるので、実設計上のこれらのアームの最大長さは車体幅の半分程度が限界となっている。

一方、自動車が等速で旋回する場合には、車体の重心に作用する遠心力によって、ロールモーメントのみが生じる。（なお、ここでは、説明を簡単にするため、車輪の舵角は無いものとする。）

図１５は、ローリングに適するジオメトリ設計のサスペンション装置を模式的に示すものである。同図に示すように、この場合には、自動車の走行安定性を確保するため、ロール時に、車体Ａ１に対して、ロアアームＡ４とアッパアームＡ５が作る車輪Ａ２の瞬間中心ａが、走行路面Ｓの近傍、あるいは走行路面Ｓよりも下方に位置している。
なお、ロールセンターＯは、車体Ａ１の重心Ｇより下方で、左右の車輪Ａ２の瞬間中心ａと走行路面Ｓとの接地点の中心ｂ間を結ぶそれぞれの直線どうしの交点にある。

さらに、タイヤのグリップを良好にするには、車体Ａ１がロールして、旋回外側の車輪Ａ２が車体Ａ１に対して相対的に上方に持ち上がる（車体はロールして下方に下がる）ほど、車体Ａ１に対する当該車輪Ａ２のキャンバがネガティブに変化する必要があるため、同図に示すように、アッパアームＡ５はロアアームＡ４よりも短く、且つ外側（車輪Ａ２側）が上方に傾斜しているジオメトリ設計を行うことが望ましい。

このように、従来の一般的なダブルウィッシュボーン形式のサスペンション装置では、構造上直進加減速時（ピッチ時）やバウンス時に理想とするジオメトリ設計概念と、旋回時（ロール時）に理想とするジオメトリ設計概念が異なるため、現状においては、これらの双方の設計概念を妥協したジオメトリ設計が行われている。

一方、従来において、直線走行における加減速時と旋回時で、ジオメトリが変化するようにしたダブルウィッシュボーン形式のサスペンション装置が提案されている。
例えば、特許文献１に記載されている「車両のサスペンション装置」では、アッパアームが車体側に連結された第１アームと車輪支持部材（ナックル）側に連結された第２アームの２つの部分から構成されていて、第１アームと第２アームがトーションバーで連結され、また、車体両側の第１アームどうしがスタビライザで連結されている。

このような構成により、このサスペンション装置は、直進走行時には、スタビライザはアッパアームにはほとんど影響を与えす、第１アームと第２アームは一体となって上下にストロークし、アッパアーム全体のアーム長を一定に保つことができ、旋回走行時には、車体にロールが発生すると、旋回外側ではスタビライザによって第１アームの揺動が拘束されるため、第１アームと第２アーム間のトーションバーが捩られて、第１アームに対して第２アームが屈曲し、アッパアーム全体のアーム長を変化させることができるので、直線走行時と旋回走行時で、キャンパ角の変化特性を別々に設定することを可能としている。

また、特許文献２に記載されている「サスペンション装置」では、車体側部材とそれぞれブッシュで弾性的に連結されている車体両側のアッパアームどうしをスタビライザで連結し、車両旋回時にスタビライザによって生じる反力によって、旋回外側の車輪のキャンパ角がネガティブ方向に変化するように、これらのブッシュの剛性に異方性を持たせ、直進時と旋回時でキャンバ特性が変化するようにしている。

さらに、特許文献３に記載されている「自動車用サスペンション」では、ローリング時とバウンシング時の安定性向上を両立させるために、車体両側のロアアーム間にスタビライザが連結されており、このスタビライザの中央部に水平に湾曲突出したアッパアーム支持部材を設け、当該支持部材に両側のアッパアームの車輪支持部材側と反対側の端部を連結することにより、キャンバ角のネガティブ方向の変化を、ローリング時には大きく、バウンシング時には小さくなるようにしている。

特開平５−２２９３２６号公報 特開２００６−１８２１７４号公報 実開平５−３５４０９号公報

前述した、特許文献１に記載されている「車両のサスペンション装置」においては、アッパアームがトーションバーで連結された第１アームと第２アームの２つの部分から構成されているため、重くなり、慣性が増加するため車輪の接地性が低下する問題がある。

また、車体両側の第１アームどうしがスタビライザで連結されている構造であるため、激しいコーナリングを行ったり、タイヤが石等に乗り上げた場合のように、車輪に大きなモーメントが作用した場合のキャンバ剛性が不足する問題がある。

一方、特許文献２に記載されている「サスペンション装置」においては、直進時と旋回時の間でキャンバ特性が瞬時に切り換わらず、ブッシュが弾性変形する間は、両者の中間のキャンバ特性となる過渡期が存在し、また、ロールするにつれて、ロールセンタ高が急激に下方に移動して、ロール剛性が低下するため走行安定性が悪くなる可能性が高い。また、ブッシュの弾性変形のみでジオメトリを変化させているため、アッパアームの揺動支点の位置の変化幅を大きくとれず、直進時と旋回時の両方で理想的なジオメトリ設計が行えない問題がある。

また、特許文献３に記載されている「自動車用サスペンション」においては、スタビライザの中央部に形成したアッパアーム支持部材にアッパアームを取り付けているため、ローリング時にアッパアーム支持部材が車体の前後方向に傾き、これとともにアッパアームの揺動軸線も傾くため、アンチダイブ（前輪側の場合）やアンチスクウォート、アンチリフト（後輪側の場合）の特性に影響を及ぼす問題がある。

また、アッパアームが、スタビライザと一体に弾性変形するアッパアーム支持部材に連結されているため、キャンバ剛性が低下する問題があるとともに、スタビライザの捩れの大きさに応じて生じるアッパアーム支持部材の弾性変形によって、アッパアームの揺動中心の高さを変化させる構造であるため、ローリング時とバウンシング時における理想的なジオメトリ設計を個別に行うことができない問題がある。

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題点を解決し、直線走行時と旋回走行時の両方でそれぞれ理想に近いジオメトリ設計が可能な、設計自由度の高いサスペンション装置を提供することを目的とする。

本発明のサスペンション装置は、車体両側でそれぞれ車輪を回転可能に支持する車輪支持部材を、ロアアームとアッパアームを介して車体に対し上下に揺動可能に連結したサスペンション装置であって、中立位置において、車体の前後方向に略垂直な面内で車体幅方向中央位置に対して左右が対称的な配置をとるように、当該車体にそれぞれ第１軸回りに揺動可能に連結された一対のロッカーリンクと、前記一対のロッカーリンクどうしを同じ向きに揺動するように連動させる連動機構と、前記一対のロッカーリンクを前記中立位置に向けて付勢する付勢部材と、前記一対のロッカーリンクの揺動を制動するダンパを備え、各アッパアームの車体内側の端部はそれぞれ、対応するロッカーリンクに対して第１軸と略平行で且つこの軸よりも上方に位置する第２軸回りに上下に揺動可能に連結され、車体両側のロアアームとアッパアームの少なくとも一方は、直接または伝達機構を介して緩衝ばねとショックアブソーバに連結され、これらの緩衝ばねとショックアブソーバの反力を各ロッカーリンクが受けるようにしたことを特徴としている。

本発明のサスペンション装置においては、一対のロッカーリンクのそれぞれにこれらのロッカーリンクの揺動変位を許容する保持機構を介して両端近傍を捩り変形可能に保持したトーションバーを有する、スタビライザを備えていることが好ましい。

請求項１に記載された発明に係るサスペンション装置によれば、車体のピッチング及びバウンス時と、ローリング時のそれぞれに対する理想に近い対地キャンバ変化を、パッシブな機構のみで実現できるジオメトリ設計が可能となる。また、直進から旋回、あるいは旋回から直進に走行状態が変わる際に、それぞれの走行状態に適合したジオメトリに瞬時に移行できるので、走行安定性を高めることができる。

また、ばね下重量をほとんど増加することなく、ロール時の安定性や接地性を確保することができるため、高速走行時の振動数の高い揺れに対する路面追従性が損なわれることがない。さらに、電子制御に頼ることなく、純機械的な簡単で丈夫な構造であるため、信頼性が高く、製造や保守が容易である利点を有する。

請求項２に記載された発明に係るサスペンション装置によれば、前記請求項１の発明の効果に加えてさらに、ロール剛性を高めることができ、旋回走行時の車体の傾きを少なくすることができる。また、車体前後のサスペンション装置間で、ロール剛性の個別の設定を容易に行うことができる。

本発明のサスペンション装置の第１実施形態を示す、模式的な正面図である。 本発明のサスペンション装置の第１実施形態を示す、模式的な平面図である。 本発明のサスペンション装置の第１実施形態を示す、模式的な側面図である。 本発明のサスペンション装置の第１実施形態における、車体のバウンス時の状態を示す模式的な正面図である。 本発明のサスペンション装置の第１実施形態における、車体のロール時の状態を示す模式的な正面図である。 本発明のサスペンション装置の第１実施形態の変形例を示す、模式的な正面図である。 本発明のサスペンション装置の第２実施形態を示す模式的な正面図である。 本発明のサスペンション装置の第３実施形態を示す模式的な正面図である。 本発明のサスペンション装置の第４実施形態を示す模式的な正面図である。 本発明のサスペンション装置の第５実施形態を示す模式的な正面図である。 本発明のサスペンション装置の第６実施形態を示す模式的な正面図である。 本発明のサスペンション装置の第６実施形態を示す模式的な平面図である。 本発明のサスペンション装置の第６実施形態を示す模式的な側面図である。 直進加速、減速を優先してジオメトリ設計された従来のダブルウィッシュボーン形式のサスペンション装置の模式図である。 旋回を優先してジオメトリ設計された従来のダブルウィッシュボーン形式のサスペンション装置の模式図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明のサスペンション装置の第１実施形態を示す模式的な正面図、図２は平面図、図３は側面図である。これらの図に示すサスペンション装置１は、従来のダブルウィッシュボーン型のサスペンション装置と同様に、車体２の左右それぞれの側で、車輪３を回転可能に支持する車輪支持部材４を、車体２に対して上下揺動可能に連結するロアアーム５とアッパアーム６を有している。

また、図示は簡略化しているが、車輪３は、ホイールとその外周に装着されているタイヤから構成されており、ホイールの中心部は、車輪支持部材４にベアリングで回転可能に支持されているホイールハブ７（図３では、図示省略）に固定されている。

ロアアーム５の外側（車輪３に近い側）の端部は、車輪支持部材４の下端部にボールジョイント８で連結され、内側（車体２の中心側）の端部は車体２の下部に、車体２の前後方向に２箇所の軸９で上下方向に揺動可能に連結されている。また、アッパアーム６の外側の端部は、車輪支持部材４の上端部にボールジョイント１０で連結されている。

なお、説明を簡略化するため、ここでは、サスペンション装置１は、前輪用のものと後輪用のものを区別して図示していない。実際には、前輪用のものでは車輪支持部材４にステアリングロッドが連結されており、また、後輪用のものではトーコントロールアームが連結されている。

したがって、車輪支持部材４の下端部のボールジョイント８の中心と、上端部のボールジョイント１０の中心を通る軸線回りの車輪支持部材４の自由な回動変位は、これらの部材によって拘束されている。なお、これらのボールジョイント８、１０の中心間を結ぶ軸線は、従来のダブルウィッシュボーン形式のサスペンションと同様に、キングピン角やキャスタ角を有していてもよい。

また、アッパアーム６の内側の端部は、車体２側に設けられた取付腕２Ａに下端部が、車体の前後方向に平行な、第１軸としての軸１１で揺動可能に連結されているロッカーリンク１２に対して、前記軸１１と平行な第２軸としての軸１３で揺動可能に連結されている。

図１に示すように、ロッカーリンク１２は、車体２の前後方向に略垂直な面内で、車体２の反対側のものと左右対称な輪郭形状を有しており、左右両側のロッカーリンク１２は、それぞれの上方部分が車体２の外側に向けて湾曲し、その端部近傍には、ショックアブソーバ１４の上端部が軸１５で揺動可能に連結されている。

ショックアブソーバ１４は、略Ａ型のアッパアーム６の内側を通して配置されており、図１に示すように、その伸縮ロッド１４Ａの下端部が、軸１６でロアアーム５に揺動可能に連結されている。伸縮ロッド１４Ａには緩衝ばね１７が同軸に装着されており、この緩衝ばね１７によって、ショックアブソーバ１４の伸縮ロッド１４Ａは常時下方に伸長する向きに付勢されている。

車体２の左右両側に配置されている２つのロッカーリンク１２どうしは、連動機構としての連動リンク１８の両端部に、それぞれ軸１９で揺動可能に連結されている。本実施形態のものにおいては、連動リンク１８、左右２つのロッカーリンク１２、及び、取付腕２Ａを含む車体２によって、車体２を固定節とする平行リンク機構を構成しており、左右のロッカーリンク１２どうしが車体２に対して同じ向きに連動して揺動変位できるようになっている。

また、連動リンク１８の長手方向中央位置には、下端側が車体２に対して揺動可能に支持されている戻しリンク２０の上端部が、軸２１で揺動可能に連結されている。この戻しリンク２０の下端部は、図２に示すように、一方の端部が車体２側に固定部材２Ｂで固定されている付勢部材としてのトーションバー２２に対して、その反対側の端部近傍に固定されている。

なお、軸２１と、戻しリンク２０の揺動中心となるトーションバー２２の中心軸線間の距離は、前記平行リンク機構の一部を構成する連動リンク１８の動きを可能とするため、左右それぞれのロッカーリンク１２における、軸１１と軸１９間の中心間距離に等しくなるように設定してある。

また、図１に示すように、連動リンク１８で連結された左右のロッカーリンク１２は、戻しリンク２０が垂直になった位置で、左右で対称的な中立位置となり、この位置では、トーションバー２２は捩れ変形を生じていない。

この中立位置からこれらのロッカーリンク１２が左右何れかの側に揺動変位すると、トーションバー２２は、戻しリンク２０により捻られて弾性変形し、その捩り変形量応じた復元トルクを発生して、これらのロッカーリンク１２を戻しリンク２０と連動リンク１８を介して中立位置に戻すように付勢する。また、車体２の中央には、戻しリンク２０を介して両側のロッカーリンク１２の揺動運動を制動するロータリーダンパ２３が、トーションバー２２の他方の端部と連結されて設けられている。

次に、前述したように構成されているサスペンション装置１の動作について説明する。
図４は、車体２のバウンス時（ピッチ時）の状態を示しており、車体２に作用する慣性力Ｆにより、車体２の両側のロッカーリンク１２にはそれぞれ、アッパアーム６と、ショックアブソーバ１４及び緩衝ばね１７を介して、互いに軸１１回りに反対向きに回動させようとする力が作用する。

しかしながら、左右のロッカーリンク１２どうしは、連動アーム１８によって同じ向きに動くように連結されているため、これらの力は互いに拮抗して打ち消し合うため、２つのロッカーリンク１２は中立位置に保持される。その結果、車体２の両側のロアアーム５とアッパアーム６はそれぞれ、軸９と軸１３回りに揺動し、車輪支持部材４とともに車体２に対して左右対称的に上下にストロークする。

この際、ロアアーム５とアッパアーム６の長さが等しく、ロッカーリンク１２が中立位置のときにロアアーム５とアッパアーム６が平行になるように設計されていれば、両側の車輪３は車体２に対して並進的に運動するため、初期の対地キャンバが０°に設定されていれば、ピッチ時にもその状態が維持される。

また、図５は、車体２の旋回時（ロール時）の状態を示しており、この時は車体２の旋回外側（図においては右側を想定）に向け、その重心に作用する遠心力で生じるロールモーメントによって、車体２は、走行路面Ｓに対して同図で矢印Ａの向きに傾く。

そうすると、走行路面Ｓから左右両側の車輪３が受ける反力が不均衡になるため、同図右側のロッカーリンク１２に、これに連結されているショックアブソーバ１４と緩衝ばね１７、及びアッパアーム６から受ける力が、連動リンク１８で連結されている反対側のロッカーリンク１２に作用する力よりも大きくなる。

その結果、これらのロッカーリンク１２は、連動リンク１８と戻しリンク２０を介してトーションバー２２をその弾性に抗して、車体２に対して相対的に矢印Ｂの向きに捩りながら、それぞれ軸１１を中心に、車体２に対して同図反時計回りに回動変位する。

このとき、旋回外側のアッパアーム６は、軸１３回りにはほとんど揺動しないで、ロッカーリンク１２とほぼ一体的に、車体２に対して軸１１回りに回動するため、車体２に対する車輪３のキャンバ角はネガティブ方向に変化し、その結果ロール時の走行安定性を高めることができる。

この際、戻しリンク２０は、中立位置に戻る方向にトーションバー２２から付勢されているため、自動車が旋回走行から直線走行に移行して、車体２に遠心力が作用しなくなると、これらのロッカーリンク１２は、図４に示す中立位置に復帰する。この際、前述したロータリダンパ２３によってロッカーリンク１２の振動が抑制される。

なお、前述したサスペンション装置１においては、車輪３の初期キャンバは０°でなくてもよい。例えば、図６に示すサスペンション装置１’のように、車輪支持部材４に対してホイールハブ７の回転軸線を傾けて取付け、初期キャンバ（同図において車体２の静止状態における車輪３の路面Ｓに対する角度α）をネガティブに設定することも可能である。

また、本実施形態のように、トーションバー２２とロータリダンパー２３を戻しリンク２０と連動リンク１８を介して左右のロッカーリンク１２に連係する構造に代えて、左右両方、もしくは一方のロッカーリンク１２の軸１１の位置に、トーションバーとロータリダンパを組み込んでもよいし、一方の軸１１の位置にトーションバーを組み込み、他方の軸１１の位置にロータリダンパを組み込んでもよい。

なお、図示による説明は省略するが、車体２の両側のロアアーム５の軸９やアッパアーム６の軸１３の中心軸線は、平面視において車体２の前後方向に平行でなくてもよく、サスペンションストローク時に、意図したトー変化が得られるように、左右対称的にそれぞれ同じか個別の角度、水平面内で僅かに傾斜させてもよい。

同様に、これらの軸９や軸１３の中心軸線は、側面視において走行路面Ｓに平行でなくてもよく，加速時や制動時に車体が大きくピッチすることを避けるために、車体前後方向にそれぞれ同じか個別の角度、垂直面内で僅かに傾斜させて、アンチスクウォートやアンチダイブの特性を持たせてもよい。

次に、図７は、本発明のサスペンション装置の第２実施形態を示す模式的な正面図であって、同図に示すサスペンション装置１Ａは、一部を除いて前述したサスペンション装置１と共通な基本構造を有している。

このサスペンション装置１Ａでは、左右それぞれのロッカーリンク１２Ａに、略３角形の中継リンク２４を軸２５で揺動可能に連結し、当該ロッカーリンク１２Ａの内側の上端部と中継リンク２４との間に、ショックアブソーバ２６と緩衝ばね２７を横向きに組み込んであり、ショックアブソーバ２６の本体とその伸縮ロッド２６Ａをそれぞれ、中継リンク２４とロッカーリンク１２Ａに軸２８、２９で揺動可能に連結してある。

また、中継リンク２４には、プッシュロッド３０の上端部が軸３１で揺動可能に連結されている。プッシュロッド３０はアッパアーム６の内側を通ってその下端部がロアアーム５に軸３２で揺動可能に連結されている。

なお、本実施形態におけるサスペンション装置１Ａでは、ショックアブソーバ２６と緩衝ばね２７を中継リンク２４とプッシュロッド３０を介してロアアーム５に連結しているが、前述したサスペンション装置１と機能は同じである。

図８は、本発明のサスペンション装置の第３実施形態を示す模式的な正面図であって、同図に示すサスペンション装置１Ｂでは、ロッカーリンク１２Ｂの下端部が、ロアアーム５の内側から下方に突出し、その下端部には、中継リンク３３の一端部が軸３４で揺動可能に連結されている。

また、中継リンク３３の他端部には、プルロッド３５の下端部が軸３６によって揺動可能に連結されている。前記プルロッド３５は、ロアアーム５の内側を通ってその上端部がアッパアーム６に軸３７で揺動可能に連結されている。

また、中継リンク３３とロッカーリンク１２Ｂとの間には、ショックアブソーバ３８と緩衝ばね３９が組み込んであり、ショックアブソーバ３８とその伸縮ロッド３８Ａを、ロッカーリンク１２Ｂと中継リンク３３にそれぞれ、軸４０、４１で揺動可能に連結してある。

図９は、本発明のサスペンション装置の第４実施形態を示す模式的な正面図であって、同図に示すサスペンション装置１Ｃは、先に、図７で説明した第２実施形態のサスペンション装置１Ａと類似した構造であるが、このサスペンション装置１Ｃは、ショックアブソーバ４２と緩衝ばね４３を一組だけ用いたモノショック形式で、前述のサスペンション装置１Ａより部品点数が少なく構造が簡略化されている。

すなわち、このサスペンション装置１Ｃにおいては、左右両側のロッカーリンク１２Ｃの上端部外側位置にそれぞれ略３角形の中継リンク４４を軸４５で揺動可能に連結し、これらの中継リンク４４の一方にショックアブソーバ４２の本体側を、他方にその伸縮ロッド４２Ａをそれぞれ軸４６で揺動可能に連結してあり、また、伸縮ロッド４２Ａの外周に緩衝ばね４３を組み込んである。

また、左右それぞれの中継リンク４４は、前述した図７のサスペンション装置１Ａと同様に、下端側がロアアーム５と軸４７で揺動可能に連結されているプッシュロッド４８の上端部に、軸４９で揺動可能に連結されている。なお、その他の部分は、先に説明した第１実施形態のサスペンション装置１と同一構成である。

図１０は、本発明のサスペンション装置の第５実施形態を示す模式的な正面図であって、同図に示すサスペンション装置１Ｄは、左右のロッカーリンク１２Ｄどうしを連動させる連動機構として、シリンダ装置５０を用いている。

前記シリンダ装置５０は、それぞれ内部にピストンＰを摺動可能に組み込んだ一対のシリンダ５０Ａを有している。これらのシリンダ５０Ａはそれぞれ、ピストンＰを挟んで同じ側のシリンダ室どうしが連通管Ｍ１と連通管Ｍ２で連結されていて、これらの連通管Ｍ１、Ｍ２とシリンダ室内には油が満たされている。

また、それぞれのシリンダ５０Ａには、途中位置にピストンＰが固定されたピストンロッド５０Ｂが軸方向に摺動可能に貫通していて、これらのピストンロッド５０Ｂの同じ側の端部がそれぞれ、左右のロッカーリンク１２Ｄとアッパアーム６とを連結している軸１３に揺動可能に連結されている。また、それぞれのシリンダ５０Ａは、車体２’側に軸５１で揺動可能に連結されている。

このような構造により、一方のシリンダ５０Ａのピストンロッド５０Ｂと他方のシリンダ５０Ａのピストンロッド５０Ｂとは、連通管Ｍ１、Ｍ２を流通する油により、伸縮動作が逆向きに連動し、両方のロッカーリンク１２Ｄを軸１３回りに同じ向きに連動させる。

さらに、本実施形態のものにおいては、シリンダ装置５０が両方のロッカーリンク１２Ｄの揺動運動を制動するダンパの役割を兼ねている。また、図１０では隠れて見えないため図示していないが、本実施形態のサスペンション装置１Ｄは、これらのロッカーリンク１２Ｄを中立位置に復帰させるための付勢部材としてのトーションバーを各ロッカーリンク１２Ｄと車体２’の取付腕２Ａとを連結している軸１１の位置に同軸に組み込んである。

なお、左右のロッカーリンクを連動させる機構は、ここで説明したシリンダ装置５０や、先に説明した図１に示すような連動リンク１８に限定するものではなく、チェーンによる伝動機構や歯車伝動機構等で構成してもよい。

次に、図１１は、本発明のサスペンション装置の第６実施形態を示す模式的な正面図、図１２はその平面図、図１３はその側面図であって、これらの図に示すサスペンション装置１Ｅは、先に説明した図１に示すサスペンション装置１にスタビライザ５２を設けたものである。

図１１乃至図１３に示すように、スタビライザ５２は、トーションバー５３とその両端部に同じ向きに固定された一対の捩りアーム５４と、これらの捩りアーム５４にそれぞれボールジョイント５５を介して上端部が揺動可能に連結されている連結ロッド５６から構成されており、これらの連結ロッド５６の下端部はそれぞれ、左右のロアアーム５に軸５７で揺動可能に連結されている。

また、トーションバー５３は、両端近傍でそれぞれ受けリンク５８に組み込まれている球面軸受５９に支持されている。また、これらの受けリンク５８の下端部はそれぞれ、軸６０で対応するロッカーリンク１２Ｅの上端部に揺動可能に連結されている。

ここで、受けリンク５８、球面軸受５９、及び軸６０は保持機構を構成しており、それぞれ保持機構を介して左右のロッカーリンク１２でトーションバー５３を保持して、ロッカーリンクが揺動変位できるようにしてある。

球面軸受５９は、中心部にトーションバー５２をその中心軸線回りに回転変位可能に保持する、径方向に貫通する貫通孔を有しており、またその外面は球面で形成されている。一方、受けリンク５８側には、前記球面に適合する球状凹部が形成されており、球面軸受５９は、前記球状凹部内で様々な向きに回動可能に支持されている。

また、トーションバー５３の両側の球面軸受５９と、捩りアーム５４の間にはそれぞれ、これらの受けリンク５８に対するトーションバー５３の軸方向の移動を規制するための筒状のカラー６１が組み込まれている。

次に、前述したように構成されているサスペンション装置１Ｅの動作について説明する。
サスペンション装置１Ｅは、バウンス時（ピッチ時）には、先に図１乃至図３に基づいて説明した、第１実施形態のサスペンション装置１の場合と同様に、図１１において、車体２両側のロアアーム５とアッパアーム６は、左右のロッカーリンク１２Ｅを中立位置に保ったまま、左右対称に上下にストロークする。

このとき、車体２の左右両側のロアアーム５の動きは、それぞれ連結ロッド５６を介して、トーションバー５３の両端部に固定されている捩りアーム５４を、同じ向きに同一角度回動させる。このときには、トーションバー５３には、その中心軸線回りに捩れ変形は発生せず、一対の球面軸受５９に支持された状態で、全体が剛体的に回動するため、スタビライザ５２は機能していない。

一方、旋回時（ロール時）においては、一般に、自動車のホイールベースはトレッドより長いため、スタビライザ５２を有していない場合、この反力をロアアーム５を介して同じ緩衝ばね１４で受けるため、ピッチ時よりもロール時の方が、車体２の姿勢（角度）変化が激しくなる。

この場合、緩衝ばね１７は、ショックアブソーバ１４とともに、ロッカーリンク１２Ｅに連結され、車体２には直接連結されておらず、また、ロッカーリンク１２Ｅは、トーションバー２２の弾性で中立位置に向けて付勢されているため、車体２両側の緩衝ばね１７とトーションバー２２の各ばね要素が直列に連結された状態になっている。その結果、緩衝ばね１７が車体２に直接連結されている、従来のサスペンション装置と比較して、ばね要素が柔らかくなるため、ロール時の車体２の傾きが大きくなる。

ところが、スタビライザ５２を有していると、旋回時（ロール時）には、車体２が旋回外側に傾く結果、旋回外側のロアアーム５は反対側のロアアーム５より大きく車体２に対して上方へ揺動して、トーションバー５３の両端部に固定されている２つの捩りアーム５４の回動角度に差が生じ、旋回外側の捩りアーム５４の方が大きく回動する。

その結果、トーションバー５３は捩られて、捩りを戻す向きのトルクが発生し、旋回外側のロアアーム５は、連結ロッド５６を介して下方に揺動する向きに押されて車体２の傾きが制限されるので、ロール剛性を高めることができる。

また、トーションバー５３の捩り剛性が大きくなるほど、緩衝ばね１７はほとんど変位しなくなり、ロール運動はトーションバー２２とロータリダンパ２３により支配的に制御され、また、ピッチ運動はショックアブソーバ１４と緩衝ばね１７によって支配的に制御されるようになる。

そして、トーションバー５３が剛体と見なせるほど捩り剛性が極めて大きい場合には、ロールとピッチのそれぞれに制振とジオメトリを独立して設計することが可能となり、また、ロール剛性を車体２の中央のトーションバー２２の捩り剛性によって調整することが可能となる。

さらに、本実施形態のサスペンション装置１Ｅにおいては、スタビライザ５２のトーションバー５３の捩れ剛性によって、ロール剛性を調整することができるため、車体２前後のサスペンション装置１Ｅ間でロール剛性の個別の設定を容易に行うことができる。

なお、スタビライザ５２を用いなくても、車体２の前後の各サスペンション装置におけるトーションバー２２の捩り剛性を調整することによって、ロール剛性を前後個別に調整可能であるが、スタビライザ５２を設けることで、車体２前後のロール剛性の調整幅をより拡げることができる。

１ 、１’、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ サスペンション装置
２ 車体
２Ａ 取付腕
２Ｂ 固定部材
３ 車輪
４ 車輪支持部材
５ ロアアーム
６ アッパアーム
７ ホイールハブ
８ ボールジョイント
９ 軸
１０ ボールジョイント
１１ 軸（第１軸）
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ ロッカーリンク
１３ 軸（第２軸）
１４ ショックアブソーバ
１４Ａ 伸縮ロッド
１５、１６ 軸
１７ 緩衝ばね
１８ 連動リンク（連動機構）
１９ 軸
２０ 戻しリンク
２１ 軸
２２ トーションバー（付勢部材）
２３ ロータリダンパ（ダンパ）
２４ 中継リンク
２５ 軸
２６ ショックアブソーバ
２６Ａ 伸縮ロッド
２７ 緩衝ばね
２８、２９ 軸
３０ プッシュロッド
３１、３２ 軸
３３ 中継リンク
３４ 軸
３５ プルロッド
３６、３７、３８ 軸
３８ ショックアブソーバ
３８Ａ 伸縮ロッド
３９ 緩衝ばね
４０、４１ 軸
４２ ショックアブソーバ
４２Ａ 伸縮ロッド
４３ 緩衝ばね
４４ 中継リンク
４５、４６、４７ 軸
４８ プッシュロッド
４９ 軸
５０ シリンダ装置（連動機構）
５０Ａ シリンダ
５０Ｂ ピストンロッド
５２ スタビライザ
５３ トーションバー
５４ 捩りアーム
５５ ボールジョイント
５６ 連結ロッド
５７ 軸
５８ 受けリンク（保持機構）
５９ 球面軸受（保持機構）
６０ 軸（保持機構）
６１ カラー

Claims (2)

1. 車体両側でそれぞれ車輪を回転可能に支持する車輪支持部材を、ロアアームとアッパアームを介して車体に対し上下に揺動可能に連結したサスペンション装置であって、
   中立位置において、車体の前後方向に略垂直な面内で車体幅方向中央位置に対して左右が対称的な配置をとるように、当該車体にそれぞれ第１軸回りに揺動可能に連結された一対のロッカーリンクと、
   前記一対のロッカーリンクどうしを同じ向きに揺動するように連動させる連動機構と、
   前記一対のロッカーリンクを前記中立位置に向けて付勢する付勢部材と、
   前記一対のロッカーリンクの揺動を制動するダンパを備え、
   各アッパアームの車体内側の端部はそれぞれ、対応するロッカーリンクに対して第１軸と略平行で且つこの軸よりも上方に位置する第２軸回りに上下に揺動可能に連結され、
   車体両側のロアアームとアッパアームの少なくとも一方は、直接または伝達機構を介して緩衝ばねとショックアブソーバに連結され、
   これらの緩衝ばねとショックアブソーバの反力を各ロッカーリンクが受けるようにしたことを特徴とするサスペンション装置。
2. 一対のロッカーリンクのそれぞれに、これらの揺動変位を許容する保持機構を介して両端近傍を捩り変形可能に保持されたトーションバーを有する、スタビライザを備えたことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。

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