JP3105073B2 - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のサスペンション
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両のサスペンション装置として
は、ストラット式のものとダブルウィッシュボーン式の
ものとが一般によく知られており、また実車に多く使用
されている。

【０００３】しかし、ストラット式のサスペンション装
置では、車輪の操舵回転軸たる仮想キングピン軸が、ダ
ンパー装置上端の車体との連結点と、ロアアームと車輪
支持部材との連結点とを結ぶ直線となるが、この仮想キ
ングピン軸は、車両の性能上からは望ましいとは言えな
い。つまり、車両の性能上からは仮想キングピン軸は、
車輪の回転中心線上では車輪の幅方向中心線よりも若干
車体内側を通り、車輪の接地面では若干ネガティブキン
グピンオフセットとなるよう車輪の幅方向中心線よりも
若干車体外側を通ることが理想であるが、ストラット式
のサスペンション装置の仮想キングピン軸は、この理想
の仮想キングピン軸よりも車体内側に傾斜したものとな
っているからである。

【０００４】これに対して、ダブルウィッシュボーン式
のサスペンション装置では、その仮想キングピン軸は、
アッパアームと車輪支持部材との連結点と、ロアアーム
と車輪支持部材との連結点とを結ぶ直線となり、上記両
連結点の適切な設定により理想の仮想キングピン軸に近
付けることができる。しかし、ダブルウィッシュボーン
式のものの場合、車輪に作用する水平荷重等に対抗する
ために、アッパアーム及びロアアームの車体との連結点
は、それぞれ２点ずつ必要であり、その分他の部品の配
置設定が制限される。特に、ＦＦ型車で前輪用のサスペ
ンション装置としてこのダブルウィッシュボーン式のも
のを使用すると、このレイアウト上の制限は重要な問題
となる。尚、ストラット式のサスペンション装置では、
アッパアームがない構造であるために、このレイアウト
上の問題は少ない。

【０００５】そこで、従来のストラット式のものとダブ
ルウィッシュボーン式のものとの利点を併せ有し、かつ
欠点を解消するために、数多くのサスペンション装置が
従来提案されており、以下に、その代表的な従来例につ
いて、公報を挙げながら説明する。

【０００６】第１の従来例は、特開平２−２２０９０４
号公報に開示するものである。この従来例は、基本的に
はダブルウィッシュボーン式の改良型に属するものであ
って、アッパアームを１本のリンク部材で構成する一
方、ダンパー装置の下端をロアアームに連結して、車輪
の作用する荷重をダンパー装置でも支持せしめる構成と
している。この従来例によれば、アッパアームと車体と
の連結点が１点だけであるので、その分レイアウト上の
自由度を高めることができる。

【０００７】第２の従来例は、ＤＥ３８３９４６３Ａ１
公報に開示するものである。この従来例は、上記第１の
従来例と同様にアッパアームを１本のリンク部材で構成
する一方、ダンパー装置の下端を車輪支持部材に連結す
る構成としており、この従来例でも、レイアウト上の自
由度を高めることができる利点を有する。

【０００８】第３の従来例は、特開平１−１３６８０４
号公報に開示するものである。この従来例も、基本的に
はダブルウィッシュボーン式の改良型に属するものであ
って、車輪支持部材とアッパアームとの間に中間部材を
設け、該中間部材にダンパー部材の下端を連結せしめ
る。また、上記中間部材に対し、車輪支持部材をボール
ジョイントを介して連結するとともに、アッパアームを
前後軸廻りにのみ回動可能に連結する構成としている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１〜第３の従来例のものにも、それぞれ次のような欠点
がある。すなわち、第１の従来例のものでは、特に、Ｆ
Ｆ型車のフロントサスペンション装置として用いる場
合、車輪の回転中心線上を車幅方向に延びて配置される
ドライブシャフトとロアアームに連結されるダンパー装
置との干渉を避けるために、ダンパー装置下端とロアア
ームとの間に、ドライブシャフトを通す二股状の連結部
材を設ける必要があるが、この連結部材は、ダンパー装
置が発生する力を全て受けるので、大きな剛性を有する
必要がある。このため、連結部材が大型で重量の大きい
ものとなり、装置全体の重量増加を招くという欠点があ
る。

【００１０】第２の従来例のものでは、車輪支持部材
は、ダンパー装置と連結するためのアーム部をも形成し
なければならないので、その形状が複雑で重量が増加す
るという欠点がある。また、ダンパー装置の下端は車輪
の回転中心線より下方にまで延びているため、ＦＦ型車
の場合、このダンパー装置とドライブシャフトとの干渉
を回避しなければならず、その分レイアウト上の自由度
が小さくなる。さらに、仮想キングピン軸が上向きに車
体内方にかなり傾いた状態となり、理想のものと懸け離
れたものになるという欠点もある。

【００１１】第３の従来例のものでは、車輪支持部材と
中間部材とをボールジョイントで連結しているため、車
輪に作用する水平荷重（横力、前後力）をダンパー装置
で受けることはできない。このため、アッパアームの車
体との連結点は、ダブルウィッシュボーン式と同じく２
点必要となり、レイアウト上の自由度を高めることはで
きない。

【００１２】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ダブルウィッシュボ
ーン式のものと同様に仮想キングピン軸を理想のものに
近付けて性能の向上を図りつつ、コンパクト化、軽量化
及びレイアウト上の自由度の向上等を図り得る車両のサ
スペンション装置を提供せんとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、車両のサスペンション装置
として、車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と、一
端が該車輪支持部材の下端に連結され、他端が車体に上
下揺動可能に連結されたロアアームと、上記車輪支持部
材の上端に上下軸廻りにのみ回動可能に連結された連結
部材と、一端が車体に一点で連結され、他端が上記連結
部材に前後軸廻りにのみ回動可能に連結されたアッパア
ームと、上端が車体に連結され、下端が上記アッパアー
ムの中間部で前後軸廻りにのみ回動可能に連結されたダ
ンパー装置とを備える構成とする。

【００１４】請求項２及び３記載の発明は、いずれも請
求項１記載の発明に従属し、これをより具体的に示すも
のである。

【００１５】すなわち、請求項２記載の発明は、仮想キ
ングピン軸をより理想のものに近付けるために、上記ロ
アアームを前後２本のリンク部材で構成し、該各リンク
部材の一端を車輪支持部材の下端に、他端を車体にそれ
ぞれ連結するとともに、上記両リンク部材を、それらの
車輪支持部材との連結点よりも車体外側でそれらの軸線
同士が交わるように配置する構成とする。

【００１６】また、請求項３記載の発明は、上記アッパ
アームの中間部から連結部材側端部にかけれて二股状に
分岐した一対の分岐部を設け、該両分岐部間にダンパー
装置を挟んだ状態でアッパアームを該ダンパー装置に連
結するとともに、両分岐部の先端でそれぞれ連結部材に
連結する構成とする。

【００１７】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
ダンパー装置の下端は、アッパアームの中間部に連結さ
れ、車輪の回転中心線近くまで下方に延びてはいないの
で、ＦＦ型車の場合でも、ダンパー装置とドライブシャ
フトとが干渉することはなく、この干渉回避のための特
別の構造を採る必要はない。また、上記ダンパー装置が
アッパアームの中間部に連結されていることによって、
車輪のバンプ・リバウンド時の上下変位量は、ダンパー
装置の伸縮量に比して大きく確保される。さらに、アッ
パアームの車体との連結点は１点に過ぎないので、その
分レイアウト上の自由度が高くなる。

【００１８】加えて、キャンバ変化特性を、ストラット
式のサスペンション装置以上でダブルウィッシュボーン
式のサスペンション装置と同程度に設定することができ
る。

【００１９】また、請求項２記載の発明の場合、車輪の
操舵時、車輪支持部材ないし車輪の上部側での瞬間回転
中心点は、該車輪支持部材が連結部材との連結部の上下
軸廻りに回動するとともに、ダンパー装置とアッパアー
ムとからなる構造体がダンパー装置上端の車体連結点と
アッパアームの車体連結点とを結ぶ直線廻りに回動変位
することから、上記上下軸の軸延長線と上記直線との交
点となり、車輪の車幅方向中心線側に寄った位置に位置
する。一方、車輪支持部材の下部側の瞬間回転中心点
は、ロアアームを構成する２本のリンク部材の軸線同士
の交点である。従って、仮想キングピン軸は、上記二つ
の瞬間回転中心点を通る直線となるが、この仮想キング
ピン軸は、車輪の車幅方向中心線側に寄り、ダブルウィ
ッシュボーン式のサスペンション装置以上に理想のもの
に近付くことになる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２１】図１〜図３は本発明の一実施例に係わるＦ
Ｆ型車の前輪用サスペンション装置を示し、１は車輪
（前輪）２を回転自在に支持する車輪支持部材としてナ
ックル部材であって、該ナックル部材１の中央部には、
ドライブシャフト（図示せず）を挿通する挿通口３が形
成されている。４は上記ナックル部材１の下端を車体側
に連結するロアアーム、５は上記ナックル部材１の上端
を車体側に連結するアッパアーム、６は車輪２の上下動
を緩衝するショックアブソーバからなるダンパー装置で
ある。

【００２２】上記ロアアーム４は前後２本のリンク部材
１１，１２からなり、前側のリンク部材１１は車幅方向
に沿って略直線状に延びており、該リンク部材１１の一
端（外端）は、ボールジョイント１３を介して上記ナッ
クル部材１の下端に連結され、リンク部材１１の他端
（内端）は、車体強度部材であるクロスメンバ１４に対
し、軸線が車体前後方向に延びるラバーブッシュ１５を
介して上下揺動可能に連結されている。また、後側のリ
ンク部材１２は湾曲した形状に形成されており、該リン
ク部材１２の一端（外端）は、上記ナックル部材１の下
端におけるリンク部材１１の連結点（ボールジョイント
１３の中心）の後側に近接した位置に、ボールジョイン
ト１６を介して連結され、リンク部材１２の他端（内
端）は、上記リンク部材１１とかなり離れた位置で上記
クロスメンバ１４に対し、ラバーブッシュ１７を介して
上下揺動可能に連結されている。よって、上記両リンク
部材１１，１２の軸線同士は、それらのナックル部材１
との連結点（ボールジョイント１３，１６の中心）より
も車体外側の点Ｏ1 で交わるようになっている。

【００２３】上記ナックル部材１には、その挿通口３付
近から後方に延びるアーム部１ａが一体形成され、該ア
ーム部１ａの先端にステアリング装置のタイロッド２０
が連結されている。また、ナックル部材１の上端には連
結部材２１が装着されているとともに、該連結部材２１
には上記アッパアーム５の外端が連結されている。

【００２４】上記ナックル部材１の上端と連結部材２１
との連結部においては、図４に詳示するように、ナック
ル部材１の上端に上下方向に延びる上下軸２３が取付け
られ、該上下軸２３の外周にはスリーブ部材２４が嵌着
されている。上記スリーブ部材２４の外周面には、円筒
面２４ａと、該円筒面２４ａの上端と連続しかつ上側に
向うに従って漸次拡径する上側円錐面２４ｂと、上記円
筒面２４ａの下端と連続しかつ下側に向うに従って漸次
拡径する下側円錐面２４ｃとが形成されており、この外
周面には樹脂製のブッシュ２５を介して連結部材２１の
第１ボス部２１ａが回動可能に嵌合されている。上記第
１ボス部２１ａの内周面には、スリーブ部材２４の円筒
面２４ａ、上側円錐面２４ｂ及び下側円錐面２４ｃにそ
れぞれ所定距離隔てて対向する円筒面２１ｂ、上側円錐
面２１ｃ及び上側円錐面２１ｄが形成されている。よっ
て、上記連結部材２１は、ナックル部材１の上端に対
し、上下軸２３の廻りにのみ回動可能に設けられ、上記
上下軸２３と直交する軸廻りの回転力に対しては上記ス
リーブ部材２４の外周面と第１ボス部２１ａの内周面と
の間での面接触により抵抗するようになっている。

【００２５】一方、上記アッパアーム５の内端は、上記
クロスメンバ１４上に取付けられたブラケット３１に対
し、軸線が車体前後方向に延びるラバーブッシュ３２を
介して一点で上下揺動可能に連結されている。また、ア
ッパアーム５は、その中間部から外端側（つまり連結部
材２１との連結端側）にかけて二股状に分岐した一対の
分岐部５ａ，５ａを有し、該両分岐部５ａ，５ａ間にダ
ンパー装置６を挟んだ状態で該ダンパー装置６の下端に
連結されているとともに、両分岐部５ａ，５ａの先端で
それぞれ連結部材２１に連結されている。

【００２６】さらに、上記ダンパー装置６の上端は、車
体７に対し、ラバーマウント３６を介して弾性的に支持
されており、ダンパー装置６の上部外周にはコイルスプ
リング３７が配設されている。ダンパー装置６の下端部
にはブラケット３８が嵌着され、該ブラケット３８を介
してダンパー装置６の下端部が上記アッパアーム５の中
間部（各分岐部５ａの基端側）に連結されている。

【００２７】上記連結部材２１とアッパアーム５の外端
（詳しくは各分岐部５ａの先端部）との連結部において
は、図５に詳示するように、連結部材２１の第２ボス部
２１ｅを車体前後方向に貫通する前後軸３９が設けられ
ているとともに、該前後軸３９の両端にそれぞれアッパ
アーム５の各分岐部５ａの先端がラバーブッシュ３３を
介して連結されている。上記前後軸３９の外周にはスリ
ーブ部材４０がアッパアーム５の両分岐部５ａ，５ａ間
に挟まれた状態で嵌着されている。上記スリーブ部材４
０の外周面には、円筒面４０ａと、該円筒面４０ａの前
端と連続しかつ前側に向うに従って漸次拡径する前側円
錐面４０ｂと、上記円筒面４０ａの後端と連続しかつ後
側に向うに従って漸次拡径する後側円錐面４０ｃとが形
成されており、この外周面には樹脂製のブッシュ４１を
介して上記連結部材２１の第２ボス部２１ｅが回動可能
に嵌合されている。上記第２ボス部２１ｅの内周面に
は、スリーブ部材４０の円筒面４０ａ、前側円錐面４０
ｂ及び後側円錐面４０ｃにそれぞれ所定距離隔てて対向
する円筒面２１ｆ、前側円錐面２１ｇ及び後側円錐面２
１ｈが形成されている。よって、上記連結部材２１とア
ッパアーム５とは、上記前後軸３９の廻りに回動可能で
かつ前後軸３９と直交する方向の相対変位を上記ラバー
ブッシュ３３の弾性変形により若干許容するように連結
されている。

【００２８】また、上記ダンパー装置６の下端部とアッ
パアーム５の中間部（各分岐部５ａの基端側）との連結
部においては、同じく図５に詳示するように、ダンパー
装置６の下端部に装着されたブラケット３８に、アッパ
アーム５の各分岐部５ａ内面に対向して、ねじ穴を有す
る座部３８ａ，３８ａが形成されているとともに、上記
アッパアーム５の各分岐部５ａにそれぞれ回転ベアリン
グ４２が設けられている。そして、アッパアーム５の各
分岐部５ａの側方から前後軸としての締結ボルト４３
を、上記回転ベアリング４２を貫通して上記座部３８ａ
のねじ穴に螺合締結することにより、ダンパー装置６と
アッパアーム５とが、上記締結ボルト４３の軸廻りに相
対的に回動可能に連結されている。

【００２９】尚、アッパアーム５の分岐部５ａ先端のラ
バーブッシュ３３は、図５に示すように、上記分岐部５
ａ先端に固着された外筒３３ａと、該外筒３３ａと同心
状に配置され、かつ内部に前後軸３９が挿通される内筒
３３ｂと、上記外筒３３ａと内筒３３ｂとの間でこれら
と同心状に配置された中間筒３３ｃと、これら三つの筒
３３ａ〜３３ｃ同士の間にそれぞれ充填されたラバー３
３ｄ，３３ｄとからなる。上記ラバーブッシュ３３以外
のラバーブッシュ１５，１７，３２については、図示し
ていないが、基本的にはラバーブッシュ３３と同じであ
るが、中間筒を有するものと有しないものとがある。

【００３０】次に、上記実施例の作用・効果を説明する
に、車輪２がタイロッド２０からの操舵力をナックル部
材１を介して受けて左右に操舵されるとき、上記ナック
ル部材１の下端側つまりロアアーム４側の瞬間回転中心
点は、該ロアアーム４を構成する２本のリンク部材１
１，１２の軸線同士の交点Ｏ1 である。また、ナックル
部材１の上端側の瞬間回転中心点は、該ナックル部材１
が連結部材２１との連結軸である上下軸２３廻りに回動
するとともに、ダンパー装置６とアッパアーム５とから
なる構造体がダンパー装置６上端の車体連結点（ラバー
マウント３６の中心点）とアッパアーム５の車体連結点
（ラバーブッシュ３２の中心点）とを結ぶ直線Ｌ1 廻り
に回動変位することから、上記上下軸２３の軸延長線Ｌ
2 と上記直線Ｌ1 との交点Ｏ2 となる。従って、仮想キ
ングピン軸は、上記二つの交点Ｏ1，Ｏ2 を通る直線Ｌ3
となるが、この仮想キングピン軸Ｌ3 は、車輪２の幅
方向中心線Ｌ4 側に寄りかつ略鉛直に立ち上がるように
なり、車輪２の回転中心線Ｌ5 上では車輪２の幅方向中
心線Ｌ4 よりも若干車体内側を通り、車輪２の接地面で
は若干ネガティブキングピンオフセット（−Δ）となる
よう車輪２の幅方向中心線Ｌ4 よりも若干車体外側を通
る理想のものに近付くようになるので、サスペンション
性能の向上を図ることができる。

【００３１】また、車輪２のバンプ・リバウンド時に
は、ロアアーム４及びアッパアーム５がそれぞれその車
体連結点（ラバーブッシュ１５，１７，３２の中心点）
を中心点として上下揺動し、車輪支持部材１ないし車輪
２が上下にバンプ・リバウンド動作をする。その際、車
輪２のキャンバ変化特性は、車輪支持部材１の上下端が
ロアアーム４及びアッパアーム５を介して車体に連結さ
れていることから、ストラット式のサスペンション装置
以上でダブルウィッシュボーン式のサスペンション装置
と同程度に設定することができる。また、ダンパー装置
６がアッパアーム５の中間部に連結されているため、車
輪２のバンプ・リバウンド時の上下変位量（いわゆるサ
スペンションストローク）を、ダンパー装置６の伸縮量
に比して大きく確保することもできる。

【００３２】その上、上記ダンパー装置６の下端は、ア
ッパアーム５の中間部に連結され、車輪２の回転中心線
Ｌ5 近くまで下方に延びてはいないので、ダンパー装置
６とドライブシャフトとが干渉することはない。従っ
て、この干渉回避のための特別の構造を採る必要はな
く、構造の簡略化、装置の小型化及び軽量化等を図るこ
とができる。

【００３３】さらに、上記アッパアーム５の車体との連
結点は１点に過ぎないので、その分レイアウト上の自由
度を高めることができる。

【００３４】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、その他種々の変形例を包含するものである。
例えば、上記実施例では、ナックル部材１の上端に連結
部材２１を上下軸２３廻りにのみ回動可能に連結するに
当り、スリーブ部材２４及び樹脂製のブッシュ２５を用
いる構成とした（図４参照）が、本発明は、図６に示す
ように、ナックル部材１に取付けた上下軸２３の外周
に、ベアリング５１，５２を介して連結部材２１の第１
ボス部２１ａを嵌装するように構成してもよい。

【００３５】また、上記実施例では、ダンパー装置６の
下端部とアッパアーム５の中間部との連結部において、
ダンパー装置６の下端部に装着されたブラケット３８
に、ねじ穴を有する座部３８ａ，３８ａを形成するとと
もに、アッパアーム５の各分岐部５ａにそれぞれ回転ベ
アリング４２を設け、アッパアーム５の各分岐部５ａの
側方から締結ボルト４３を、上記回転ベアリング４２を
貫通して上記座部３８ａのねじ穴に螺合締結するように
したが、本発明は、この連結構造の代りに、上記アッパ
アーム５の一方の分岐部５ａから上記ブラケット３８を
車体前後方向に貫通してアッパアーム５の他方の分岐部
５ａにまで延びる前後軸によりダンパー装置とアッパア
ーム５とを該前後軸廻りに相対的に回動可能に連結する
ように構成してもよい。

【００３６】さらに、上記実施例では、本発明を、ＦＦ
型車の前輪用サスペンション装置に適用した場合につい
て述べたが、これに限らず、各種車両のサスペンション
装置に適用することができるのは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】以上の如く、本発明における車両のサス
ペンション装置によれば、ダンパー装置とドライブシャ
フトとが干渉することはなく、その干渉回避のための特
別な構造を採る必要がないので、装置の小型・軽量化を
図ることができる。また、アッパアームの車体との連結
点は１点に過ぎないので、その分レイアウト上の自由度
を高めることもできる。さらに、キャンバ変化特性をス
トラット式以上でダブルウィッシュボーン式と同程度に
設定することができるので、サスペンション性能の向上
をも図ることができる。

【００３８】特に、請求項２記載の発明では、車輪支持
部材の上部側及び下部側の両瞬間回転中心点を車輪の車
幅方向中心線に寄せて、仮想キングピン軸を、車輪の回
転中心線上では車輪の幅方向中心線よりも若干車体内側
を通り、車輪の接地面では若干ネガティブキングピンオ
フセットとなるよう車輪の幅方向中心線よりも若干車体
外側を通る理想のものに近付けることができるので、サ
スペンション性能の向上をより一層図ることができる。

【００３９】また、請求項３記載の発明では、アッパア
ームをダンパー装置及び連結部材に対し各々２点で連結
することにより、その連結強度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるサスペンション装置の
斜視図である。

【図２】同じく車体前方から見た一部を切開した正面図
である。

【図３】同平面図である。

【図４】ナックル部材と連結部材との連結構造を示す断
面図である。

【図５】アッパアームと連結部材及びダンパー装置との
連結構造を示す断面図である。

【図６】ナックル部材と連結部材との連結構造の変形例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ナックル部材（車輪支持部材） ２ 車輪（前輪） ４ ロアアーム ５ アッパアーム ５ａ 分岐部 ６ ダンパー装置 １１，１２ リンク部材 ２１ 連結部材 ２３ 上下軸 ３９ 前後軸 ４３ 締結ボルト（前後軸）

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪を回転自在に支持する車輪支持部材
   と、 一端が該車輪支持部材の下端に連結され、他端が車体に
   上下揺動可能に連結されたロアアームと、 上記車輪支持部材の上端に上下軸廻りにのみ回動可能に
   連結された連結部材と、 一端が車体に一点で連結さ
   れ、他端が上記連結部材に前後軸廻りにのみ回動可能に
   連結されたアッパアームと、 上端が車体に連結され、下端が上記アッパアームの中間
   部で前後軸廻りにのみ回動可能に連結されたダンパー装
   置とを備えたことを特徴とする車両のサスペンション装
   置。
2. 【請求項２】 上記ロアアームは前後２本のリンク部材
   からなり、該各リンク部材の一端は車輪支持部材の下端
   に、他端は車体にそれぞれ連結されているとともに、上
   記両リンク部材は、それらの車輪支持部材との連結点よ
   りも車体外側でそれらの軸線同士が交わるように配置さ
   れている請求項１記載の車両のサスペンション装置。
3. 【請求項３】 上記アッパアームは、その中間部から連
   結部材側端部にかけれて二股状に分岐した一対の分岐部
   を有し、該両分岐部間にダンパー装置を挟んだ状態で該
   ダンパー装置に連結されているとともに、両分岐部の先
   端でそれぞれ連結部材に連結されている請求項１記載の
   車両のサスペンション装置。