JP4114920B2 - サスペンションリンク - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サスペンションリンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７及び図８はトラックやバスなどの大型車両におけるリヤサスペンション構造の一例を示すもので、車体の前後方向（図７中における左右方向）に延びる左右一対のフレーム１の下方に、車幅方向（図８中における上下方向）に延び且つその両端で車輪２を軸支する為のアクスル３が配置されており、該アクスル３の端部寄りの下面に一体的に組み付けられたサポートビーム４の前後端部と前記フレーム１下面との間に、上下方向の振動を吸収するエアスプリング５が介装されている。
【０００３】
また、前側に配置されたエアスプリング５の更に前方のフレーム１には、下方向きに延びるブラケット６が取り付けられており、該ブラケット６の下端部と前記サポートビーム４の中間部との間が、車体のロール剛性を高めるスタビライザ７により傾動自在に連結されている。
【０００４】
即ち、ここに図示しているスタビライザ７は、一般的にロアロッド一体式スタビライザと称されているもので、左右のブラケット６の下端部間に回動自在に架設された中空のパイプ（中空軸）から成るスタビライザバー８と、該スタビライザバー８の両端部に一端を固定して装着し且つ他端を前記サポートビーム４の中間部に設けたブラケット１０に対しラバーブッシュを介して連結したアーム９とにより構成されて左右の車輪２の間をコの字型に橋渡しするようになっており、左右の車輪２が同時に上下動した場合はブラケット６に対しスタビライザバー８が回動してスタビライザ７が特に働くことはないが、コーナリングなどで左右の車輪２が異なる上下動を成した場合にスタビライザバー８に捩じれモーメントが作用し、その反力で左右の車輪２を元に戻すような働きを成すようになっている。
【０００５】
ここで、このスタビライザ７におけるアーム９は、ロア側のトルクロッドとしてアクスル３の位置や角度決めを行う機能も兼ね備えており、ロア側のトルクロッドを別に設けなくても済むようにしてあるが、これらのアーム９だけでは、アクスル３にかかる軸回りの回転モーメント（制動力や駆動力）及び横方向への変位モーメントを確実に抑え込むことが困難である。
【０００６】
この為、アクスル３の中央部上面と、左右のフレーム１の内側面との間が、アッパ側のトルクロッドとして機能するＶロッド１２により連結されるようになっており、より具体的には、このＶロッド１２の左右に別れた分岐端部１２ａ（前側端部）が、左右のフレーム１の内側面から延ばしたブラケット１３に対しラバーブッシュを介して連結され、また、Ｖロッド１２中央の屈曲端部１２ｂ（後側端部）が、アクスル３の中央部上側に設けたブラケット１４に対しラバーブッシュを介して連結されている。
【０００７】
そして、このようなＶロッド１２を採用すれば、車体の前後方向と左右方向の両方の向きの入力に対して対応することが可能となるので、平行リンク式のトルクロッドを採用した場合のような左右方向の入力対策としてのラテラルロッドを別途並設しなくても済み、しかも、下側のアーム９に対し上方にオフセット配置されているので、アクスル３にかかる軸回りの回転モーメントを確実に抑え込むことが可能となる。
【０００８】
尚、前記サポートビーム４の中途部と、その直上のフレーム１との間は、上下方向に延びるショックアブソーバ１１により連結されており、このショックアブソーバ１１により上下方向の振動の揺り返しを抑制して振動減衰が図られるようにしてある。
【０００９】
他方、近年においては、前述したＶロッド１２に替わる新たなサスペンションリンクとして、図９に示す如き全体的な平面形状がＸ型を成すように一体成形されたＸリンク１５が提案されており、このような平面形状のＸリンク１５によれば、従来のＶロッド１２の場合と同様に車体の前後方向と左右方向の両方の向きの入力に対し対応することが可能である上、コーナリングなどで左右の車輪２（図７及び図８参照）が異なる上下動を成した場合に捩じれモーメントが作用し、その反力で左右の車輪２を元に戻すようなスタビライザの働きを成すようになっているので、図７や図８に示してあるようなロアロッド一体式のスタビライザ７を不要として、シンプルな平行リンク式のトルクロッドに置き換えることが可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、鍛造による一体成形品としてＸリンク１５を製造するようにしていた為、製造コストが高くついてしまうという問題があり、しかも、全体重量が大きなものとなって組み付け時の作業性が悪くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、従来のＸリンクに劣らない優れた機能を確保しつつ、その製造コストの削減と全体重量の大幅な軽量化を図り得るようにした新規なサスペンションリンクを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第一の板ばねピースと第二の板ばねピースとを向い合せの状態で上下に重ねて第一のＩ型ピースを構成すると共に、該第一のＩ型ピースを間に挟んで第三の板ばねピースと第四の板ばねピースとを向い合せの状態で上下に重ねて第二のＩ型ピースを構成し、これら第一及び第二のＩ型ピースの夫々を互いの長手方向中央部同士が交差するように配置し且つその交差部分を上下方向に貫通するピンにより該ピンを中心に第一及び第二のＩ型ピースの相互が水平方向に回動し得るように連結する一方、弾性を有する一対のブラケットを車幅方向に所要間隔で対峙し且つ互いに車幅方向内側に傾倒するようにアクスル側に装着し、第一及び第二のＩ型ピースの夫々の一端部を前記各ブラケットに対し揺動自在に連結すると共に、第一及び第二のＩ型ピースの夫々の他端部を前記アクスルより車両前方となるフレームに対し揺動自在に連結し、前記各ブラケットの傾倒姿勢により決まる車体のローリング中心が前記各ブラケットよりも上方で且つ車両重心よりも下方に配置されるように構成したことを特徴とするサスペンションリンク、に係るものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、通常の板ばねの生産工程を利用して安価に製作することが可能な第一乃至第四の板ばねピースを組み付けるだけでＸ型のサスペンションリンクを構成することが可能となるので、鍛造によりＸ型の一体成型品を製造する場合と比較して製造コストを大幅に削減することが可能となる。
【００１４】
また、従来のＸリンクの各アーム部分の断面形の高さ寸法より若干大きくなるように第一及び第二のＩ型ピースの高さ寸法を設定すれば、その上下の板ばねピースの相互間が空隙となっていて相互の断面積の総和が従来のＸリンクの各アーム部分の断面積より小さくなっていても、実質的な断面二次モーメント（曲げモーメントに対する梁断面の幾何学的な曲がり難さを表す数値）に大きな違いは生じないので、鍛造による一体成型品のＸリンクと比較して強度低下を招くことなく全体重量を大幅に軽量化することが可能となる。
【００１５】
特に第一乃至第四の板ばねピースは、通常の板材と比較して高い靭性を有するものである上、第一及び第二のＩ型ピースの交差部分がピンにより回動自在に連結されて剪断応力が作用しないように工夫され、これにより各板ばねピースが単純な曲げ応力だけに対応すれば済む負担の少ない構造となっており、しかも、各Ｉ型ピースごとに向い合せの状態となっていて、上下の何れか一方が圧縮変形した時に他方が引っ張り変形するような理にかなった配置を採用しているので、従来のＸリンクと同等の機能を確保する条件下で極めて合理的な軽量化を図ることが可能となる。
【００１６】
しかも、各Ｉ型ピースの夫々の一端部側が、弾性を有する一対のブラケットを介してアクスルに揺動自在に連結されるようになっていて、この各ブラケットの傾倒姿勢により車体のローリング中心が各ブラケットよりも上方で且つ車両重心位置よりも下方に配置されるようにしてあるので、車体のローリングの基点となるローリング中心の位置が従来より高くなって車両重心との相互間距離が短くなり、ローリング時にアンチローリングモーメントが作用してローリングモーメントの発生が著しく抑制されることになる。
【００１７】
そして、このようにローリングモーメントの発生が著しく抑制されると、コーナリング時にスタビライザとしての機能を果たす為に各Ｉ型ピースが負担すべき捩じれモーメントが大幅に軽減されることになるので、各Ｉ型ピースの更なる小型、軽量化を実現することが可能となる。
【００１８】
また、本発明においては、各ブラケットを車両後方にも傾倒せしめ、該各ブラケットの傾倒姿勢により決まるコンプライアンスステア中心がアクスルより車両後方に配置されるように構成することが好ましく、このようにすれば、コーナリング時に遠心力に対し逆向きに路面側から車輪の接地部に反力が作用した際に、コンプライアンスステアが上面視で車両中心に対し旋回側に向くようなアンダーステア傾向で現れ、このアンダーステア傾向のコンプライアンスステアによりロールオーバーステアが打ち消されることになる。
【００１９】
即ち、一般的に用いられている既存のサスペンションは、何れの形式を採用したものであっても、路面衝撃入力の緩和により乗心地を向上する観点から、アクスルの軌跡を後傾気味に設定したものが多く、コーナリング時に反旋回側に向け遠心力が作用してローリングが生じると、アクスルに対し車体の旋回側が浮き上がり且つ反旋回側が沈み込み、車体が浮き上がる旋回側でアクスルが後傾軌道上を相対的に下降して前方に変位する一方、車体が沈み込む反旋回側ではアクスルが後傾軌道上を相対的に上昇して後方に変位し、アクスル全体が上面視で車両中心に対し反旋回側に向くように傾斜してアクスルステアが生じ、これによりフロント側で決めた舵取り方向への旋回半径を減少するようなロールオーバーステアを招き易い傾向にある。
【００２０】
そこで、このような既存のサスペンションに関し共通の課題となっているロールオーバーステアをアンダーステア傾向のコンプライアンスステアを設定することで抑制できれば、コーナリング時における操縦安定性の向上に大きく貢献することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１〜図６は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１及び図２に示す如く、本形態例のサスペンションリンクにおいては、第一の板ばねピース１６と第二の板ばねピース１７とを向い合せの状態で上下に重ねて第一のＩ型ピース１８を構成すると共に、該第一のＩ型ピース１８を間に挟んで第三の板ばねピース１９と第四の板ばねピース２０とを向い合せの状態で上下に重ねて第二のＩ型ピース２１を構成し、これら第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の夫々を互いの長手方向中央部同士が交差するように配置し且つその交差部分を上下方向に貫通する二重管構造のピン２２，２２’により該ピン２２，２２’を中心に第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の相互が水平方向に回動し得るように連結した構造としてある。
【００２３】
ここで、第一乃至第四の板ばねピース１６，１７，１９，２０は、何れも図３に示す如き概ね同様の形状を成すように形成されており、各板ばねピース１６，１７，１９，２０の長手方向一端部に、その幅方向の片側に寄せてアイ１６ａ，１７ａ，１９ａ，２０ａが形成されていると共に、各板ばねピース１６，１７，１９，２０の長手方向他端部には、前記一端部側と逆になるように幅方向の片側に寄せてアイ１６ｂ，１７ｂ，１９ｂ，２０ｂが形成されており、夫々の組み合わせ相手と向い合せの状態で上下に重ねた時に、互いのアイ１６ａとアイ１７ａ、アイ１６ｂとアイ１７ｂ、アイ１９ａとアイ２０ａ、アイ１９ｂとアイ２０ｂが干渉せずに幅方向に並んでボス部を成すように構成されている。
【００２４】
また、各板ばねピース１６，１７，１９，２０の長手方向中央部には、ピン２２，２２’を摺動自在に貫通せしめる為の貫通孔１６ｃ，１７ｃ，１９ｃ，２０ｃが穿設されており、図４に示す如く、これらを合致させた状態でピン２２，２２’を成すチューブラリベットを通して夫々の上下端部を押し潰すことにより、各板ばねピース１６，１７，１９，２０の相互を各Ｉ型ピース１８，２１ごとにピン２２，２２’の夫々に保持せしめて回動自在に連結するようにしてある。
【００２５】
そして、このように構成されたＸ型のリンク機構をフレーム１側とアクスル３側との間に架設するに際しては、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の夫々の一端部でアイ１６ａ，１７ａ及び１９ａ，２０ａが成す円筒状のボス部に対しラバーブッシュ２３を介して揺動ピン２４を嵌挿装着し、該各揺動ピン２４の両端部をアクスル３側に装着したブラケット２５の上端部に連結するようになっている。
【００２６】
ここで、このブラケット２５は、板ばね材料等により図１に示す如きＳ字型の側面形状を成すように形成された弾性を有するものとなっていて、アクスル３の中間部を挟んで車幅方向に所要間隔で対峙し且つ車幅方向内側に傾倒するようにアクスル３に装着されており、しかも、本形態例においては、前記各ブラケット２５が車両後方にも傾倒するように設定してある。
【００２７】
他方、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の夫々の他端部でアイ１６ｂ，１７ｂ及び１９ｂ，２０ｂが成す円筒状のボス部に対し前述と同様にラバーブッシュを介して図示しない揺動ピンを嵌挿装着し、該各揺動ピンの両端部を左右のフレーム１に対しブラケットを介して連結するようにしてあるが、このブラケットについては、特に弾性を付すことなく従来周知の通常部品を採用すれば良い。
【００２８】
更に、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の一端部側の各ラバーブッシュ２３の中心を夫々通り且つ各ブラケット２５の傾倒姿勢に沿うように上方へ延ばした左右からの線分の交点ＰOが、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の一端部と各ブラケット２５との連結位置から車両後方へＸだけ後退し且つ前記第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の一端部と各ブラケット２５との連結レベルから上方へＺだけ上昇した位置に配置され、この交点ＰOを車両前後方向に通る位置に車体のローリング中心軸ＰRが決まり、交点ＰOを上下方向に通る位置に車体のコンプライアンスステア中心軸ＰCが決まるようになっており、本形態例においては、図５に示す如く、ローリング中心軸ＰRが前記各ブラケット２５よりも上方で且つ車両重心Ｇよりも下方に配置され、しかも、図６に示す如く、コンプライアンスステア中心軸ＰCがアクスル３より車両後方に配置されるようになっている。
【００２９】
尚、補足して説明しておくと、従来のＸリンクを採用した場合のローリング中心は、そのＸ形状の交差部分を車両前後方向に通るような高さ位置となり、Ｖロッドの場合には、そのＶ形状の中央の屈曲端部（後側端部）を車両前後方向に通るような高さ位置となるのであり、何れの場合もアクスル３に対する連結レベルに近い比較的低い高さ位置にローリング中心が配置されているのが通常である。
【００３０】
而して、このようにサスペンションリンクを構成すれば、通常の板ばねの生産工程を利用して安価に製作することが可能な第一乃至第四の板ばねピース１６，１７，１９，２０を組み付けるだけでＸ型のサスペンションリンクを構成することが可能となるので、鍛造によりＸ型の一体成型品を製造する場合と比較して製造コストが大幅に削減されることになる。
【００３１】
また、従来のＸリンクの各アーム部分の断面形の高さ寸法より若干大きくなるように第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の高さ寸法を設定すれば、その上下の板ばねピース１６，１７及び１９，２０の相互間が空隙となっていて相互の断面積の総和が従来のＸリンクの各アーム部分の断面積より小さくなっていても、実質的な断面二次モーメント（曲げモーメントに対する梁断面の幾何学的な曲がり難さを表す数値）に大きな違いは生じないので、鍛造による一体成型品のＸリンクと比較して強度低下を招くことなく全体重量を大幅に軽量化することが可能となる。
【００３２】
特に第一乃至第四の板ばねピース１６，１７，１９，２０は、通常の板材と比較して高い靭性を有するものである上、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の交差部分がピン２２，２２’により回動自在に連結されて剪断応力が作用しないように工夫され、これにより各板ばねピース１６，１７，１９，２０が単純な曲げ応力だけに対応すれば済む負担の少ない構造となっており、しかも、各Ｉ型ピースごとに向い合せの状態となっていて、上下の何れか一方が圧縮変形した時に他方が引っ張り変形するような理にかなった配置を採用しているので、従来のＸリンクと同等の機能を確保する条件下で極めて合理的な軽量化を図ることが可能となる。
【００３３】
しかも、各Ｉ型ピース１８，２１の夫々の一端部側が、弾性を有するブラケット２５を介してアクスル３に揺動自在に連結されるようになっていて、該各ブラケット２５の傾倒姿勢により車体のローリング中心ＰOが各ブラケット２５よりも上方で且つ車両重心Ｇよりも下方に配置されるようにしてあるので、車体のローリングの基点となるローリング中心ＰOの位置が従来より高くなって車両重心Ｇとの相互間距離が短くなり、ローリング時にアンチローリングモーメントが作用してローリングモーメントの発生が著しく抑制されることになる。
【００３４】
即ち、図５に示す如く、コーナリング時に反旋回側に向けて作用する遠心力をＦＹとすると、この遠心力ＦＹは、車両重心Ｇに対し反旋回側に作用するので、ローリング中心ＰOからその上方にある車両重心Ｇまでの高さ寸法をＬＺとすると、車体をローリングさせるローリングモーメントＭＯは、下記の数式
【数１】
ＭＯ＝ＬＺ×ＦＹ
で表わされる。
【００３５】
また、図５において、車両重心Ｇに遠心力ＦＹが作用すると、ブラケット２５は図５の実線位置から仮想線に示す位置に変形し、ローリング中心ＰOも仮想線で示すＰO’の位置に移動するので、車両重心Ｇに作用する車体側の重量をＷＺとし、ローリング中心ＰOのずれ量をＬＹとすると、アンチローリングモーメントＭＡは下記の数式
【数２】
ＭＡ＝ＬＹ×ＷＺ
で表わされる。
【００３６】
従って、車両の旋回時に車体に作用する実際のローリングモーメントＭは下記の数式
【数３】
Ｍ＝ＭＯ−ＭＡ＝ＬＺ×ＦＹ−ＬＹ×ＷＺ
で表わされ、その結果、ローリングモーメントＭが小さくなって、車体側にアンチローリング効果を与えることができる。
【００３７】
そして、このようにローリングモーメントの発生が著しく抑制されると、コーナリング時にスタビライザとしての機能を果たす為に各Ｉ型ピース１８，２１が負担すべき捩じれモーメントが大幅に軽減されることになるので、各Ｉ型ピース１８，２１の更なる小型、軽量化を実現することが可能となる。
【００３８】
従って、上記形態例によれば、従来のＸリンクに劣らない優れた機能を有するＸ型のリンク機構を第一乃至第四の板ばねピース１６，１７，１９，２０を組み付けて安価に製造することができるので、その製造コストを著しく削減することができ、しかも、全体重量の大幅な軽量化を図ることができる。
【００３９】
また、本形態例においては、弾性を有する各ブラケット２５の傾倒姿勢により決まるコンプライアンスステア中心軸ＰCがアクスル３より車両後方に配置されるように構成してあるので、例えば、図６に示す如く、車両が矢印Ａで示す右方向に旋回する際に、アクスル３全体が上面視で車両中心に対し旋回側に向くように傾斜してアクスルステアが生じ、これによりフロント側で決めた舵取り方向への旋回半径を増加するようなロールアンダステアが新たに生じたとしても、矢印Ｂで示す如く、遠心力と逆向きに路面側から車輪２の接地部に反力が作用した際に、コンプライアンスステアが上面視で車両中心に対し旋回側に向くようなアンダーステア傾向で現れ、このアンダーステア傾向のコンプライアンスステアによりロールオーバーステアが打ち消されることになる。
【００４０】
即ち、一般的に用いられている既存のサスペンションは、何れの形式を採用したものであっても、路面衝撃入力の緩和により乗心地を向上する観点から、アクスル３の軌跡を後傾気味に設定したものが多く、コーナリング時に反旋回側に向け遠心力が作用してローリングが生じると、アクスル３に対し車体の旋回側が浮き上がり且つ反旋回側が沈み込み、車体が浮き上がる旋回側でアクスル３が後傾軌道上を相対的に下降して前方に変位する一方、車体が沈み込む反旋回側ではアクスル３が後傾軌道上を相対的に上昇して後方に変位し、アクスル３全体が上面視で車両中心に対し反旋回側に向くように傾斜してアクスルステアが生じ、これによりフロント側で決めた舵取り方向への旋回半径を減少するようなロールオーバーステアを招き易い傾向にある。
【００４１】
そこで、このような既存のサスペンションに関し共通の課題となっているロールオーバーステアをアンダーステア傾向のコンプライアンスステアを設定することで抑制できれば、コーナリング時における操縦安定性の向上に大きく貢献することができるのである。
【００４２】
尚、本発明のサスペンションリンクは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、様々な形式のサスペンション構造に適用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４３】
【発明の効果】
上記した本発明のサスペンションリンクによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００４４】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、従来のＸリンクに劣らない優れた機能を確保しつつ、その製造コストを著しく削減することができ、しかも、全体重量の大幅な軽量化を図ることができる。
【００４５】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、コーナリング時のコンプライアンスステアをアンダーステア傾向で現れるようにしてロールオーバーステアを抑制することができるので、コーナリング時における操縦安定性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の配置構成を簡略化して説明する模式図である。
【図３】図１の各板ばねピースの単品図である。
【図４】図１のサスペンションリンクの交差部分の断面図である。
【図５】アンチローリングモーメントの発生原理を説明する模式図である。
【図６】ロールオーバーステアの抑制原理を説明する模式図である。
【図７】従来例を示す概略図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向の矢視図である。
【図９】従来のＸリンクの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ フレーム
３ アクスル
１６ 第一の板ばねピース
１７ 第二の板ばねピース
１８ 第一のＩ型ピース
１９ 第三の板ばねピース
２０ 第四の板ばねピース
２１ 第二のＩ型ピース
２２ ピン
２２’ ピン
２５ 弾性を有するブラケット
【発明の属する技術分野】
本発明は、サスペンションリンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７及び図８はトラックやバスなどの大型車両におけるリヤサスペンション構造の一例を示すもので、車体の前後方向（図７中における左右方向）に延びる左右一対のフレーム１の下方に、車幅方向（図８中における上下方向）に延び且つその両端で車輪２を軸支する為のアクスル３が配置されており、該アクスル３の端部寄りの下面に一体的に組み付けられたサポートビーム４の前後端部と前記フレーム１下面との間に、上下方向の振動を吸収するエアスプリング５が介装されている。
【０００３】
また、前側に配置されたエアスプリング５の更に前方のフレーム１には、下方向きに延びるブラケット６が取り付けられており、該ブラケット６の下端部と前記サポートビーム４の中間部との間が、車体のロール剛性を高めるスタビライザ７により傾動自在に連結されている。
【０００４】
即ち、ここに図示しているスタビライザ７は、一般的にロアロッド一体式スタビライザと称されているもので、左右のブラケット６の下端部間に回動自在に架設された中空のパイプ（中空軸）から成るスタビライザバー８と、該スタビライザバー８の両端部に一端を固定して装着し且つ他端を前記サポートビーム４の中間部に設けたブラケット１０に対しラバーブッシュを介して連結したアーム９とにより構成されて左右の車輪２の間をコの字型に橋渡しするようになっており、左右の車輪２が同時に上下動した場合はブラケット６に対しスタビライザバー８が回動してスタビライザ７が特に働くことはないが、コーナリングなどで左右の車輪２が異なる上下動を成した場合にスタビライザバー８に捩じれモーメントが作用し、その反力で左右の車輪２を元に戻すような働きを成すようになっている。
【０００５】
ここで、このスタビライザ７におけるアーム９は、ロア側のトルクロッドとしてアクスル３の位置や角度決めを行う機能も兼ね備えており、ロア側のトルクロッドを別に設けなくても済むようにしてあるが、これらのアーム９だけでは、アクスル３にかかる軸回りの回転モーメント（制動力や駆動力）及び横方向への変位モーメントを確実に抑え込むことが困難である。
【０００６】
この為、アクスル３の中央部上面と、左右のフレーム１の内側面との間が、アッパ側のトルクロッドとして機能するＶロッド１２により連結されるようになっており、より具体的には、このＶロッド１２の左右に別れた分岐端部１２ａ（前側端部）が、左右のフレーム１の内側面から延ばしたブラケット１３に対しラバーブッシュを介して連結され、また、Ｖロッド１２中央の屈曲端部１２ｂ（後側端部）が、アクスル３の中央部上側に設けたブラケット１４に対しラバーブッシュを介して連結されている。
【０００７】
そして、このようなＶロッド１２を採用すれば、車体の前後方向と左右方向の両方の向きの入力に対して対応することが可能となるので、平行リンク式のトルクロッドを採用した場合のような左右方向の入力対策としてのラテラルロッドを別途並設しなくても済み、しかも、下側のアーム９に対し上方にオフセット配置されているので、アクスル３にかかる軸回りの回転モーメントを確実に抑え込むことが可能となる。
【０００８】
尚、前記サポートビーム４の中途部と、その直上のフレーム１との間は、上下方向に延びるショックアブソーバ１１により連結されており、このショックアブソーバ１１により上下方向の振動の揺り返しを抑制して振動減衰が図られるようにしてある。
【０００９】
他方、近年においては、前述したＶロッド１２に替わる新たなサスペンションリンクとして、図９に示す如き全体的な平面形状がＸ型を成すように一体成形されたＸリンク１５が提案されており、このような平面形状のＸリンク１５によれば、従来のＶロッド１２の場合と同様に車体の前後方向と左右方向の両方の向きの入力に対し対応することが可能である上、コーナリングなどで左右の車輪２（図７及び図８参照）が異なる上下動を成した場合に捩じれモーメントが作用し、その反力で左右の車輪２を元に戻すようなスタビライザの働きを成すようになっているので、図７や図８に示してあるようなロアロッド一体式のスタビライザ７を不要として、シンプルな平行リンク式のトルクロッドに置き換えることが可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、鍛造による一体成形品としてＸリンク１５を製造するようにしていた為、製造コストが高くついてしまうという問題があり、しかも、全体重量が大きなものとなって組み付け時の作業性が悪くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、従来のＸリンクに劣らない優れた機能を確保しつつ、その製造コストの削減と全体重量の大幅な軽量化を図り得るようにした新規なサスペンションリンクを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第一の板ばねピースと第二の板ばねピースとを向い合せの状態で上下に重ねて第一のＩ型ピースを構成すると共に、該第一のＩ型ピースを間に挟んで第三の板ばねピースと第四の板ばねピースとを向い合せの状態で上下に重ねて第二のＩ型ピースを構成し、これら第一及び第二のＩ型ピースの夫々を互いの長手方向中央部同士が交差するように配置し且つその交差部分を上下方向に貫通するピンにより該ピンを中心に第一及び第二のＩ型ピースの相互が水平方向に回動し得るように連結する一方、弾性を有する一対のブラケットを車幅方向に所要間隔で対峙し且つ互いに車幅方向内側に傾倒するようにアクスル側に装着し、第一及び第二のＩ型ピースの夫々の一端部を前記各ブラケットに対し揺動自在に連結すると共に、第一及び第二のＩ型ピースの夫々の他端部を前記アクスルより車両前方となるフレームに対し揺動自在に連結し、前記各ブラケットの傾倒姿勢により決まる車体のローリング中心が前記各ブラケットよりも上方で且つ車両重心よりも下方に配置されるように構成したことを特徴とするサスペンションリンク、に係るものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、通常の板ばねの生産工程を利用して安価に製作することが可能な第一乃至第四の板ばねピースを組み付けるだけでＸ型のサスペンションリンクを構成することが可能となるので、鍛造によりＸ型の一体成型品を製造する場合と比較して製造コストを大幅に削減することが可能となる。
【００１４】
また、従来のＸリンクの各アーム部分の断面形の高さ寸法より若干大きくなるように第一及び第二のＩ型ピースの高さ寸法を設定すれば、その上下の板ばねピースの相互間が空隙となっていて相互の断面積の総和が従来のＸリンクの各アーム部分の断面積より小さくなっていても、実質的な断面二次モーメント（曲げモーメントに対する梁断面の幾何学的な曲がり難さを表す数値）に大きな違いは生じないので、鍛造による一体成型品のＸリンクと比較して強度低下を招くことなく全体重量を大幅に軽量化することが可能となる。
【００１５】
特に第一乃至第四の板ばねピースは、通常の板材と比較して高い靭性を有するものである上、第一及び第二のＩ型ピースの交差部分がピンにより回動自在に連結されて剪断応力が作用しないように工夫され、これにより各板ばねピースが単純な曲げ応力だけに対応すれば済む負担の少ない構造となっており、しかも、各Ｉ型ピースごとに向い合せの状態となっていて、上下の何れか一方が圧縮変形した時に他方が引っ張り変形するような理にかなった配置を採用しているので、従来のＸリンクと同等の機能を確保する条件下で極めて合理的な軽量化を図ることが可能となる。
【００１６】
しかも、各Ｉ型ピースの夫々の一端部側が、弾性を有する一対のブラケットを介してアクスルに揺動自在に連結されるようになっていて、この各ブラケットの傾倒姿勢により車体のローリング中心が各ブラケットよりも上方で且つ車両重心位置よりも下方に配置されるようにしてあるので、車体のローリングの基点となるローリング中心の位置が従来より高くなって車両重心との相互間距離が短くなり、ローリング時にアンチローリングモーメントが作用してローリングモーメントの発生が著しく抑制されることになる。
【００１７】
そして、このようにローリングモーメントの発生が著しく抑制されると、コーナリング時にスタビライザとしての機能を果たす為に各Ｉ型ピースが負担すべき捩じれモーメントが大幅に軽減されることになるので、各Ｉ型ピースの更なる小型、軽量化を実現することが可能となる。
【００１８】
また、本発明においては、各ブラケットを車両後方にも傾倒せしめ、該各ブラケットの傾倒姿勢により決まるコンプライアンスステア中心がアクスルより車両後方に配置されるように構成することが好ましく、このようにすれば、コーナリング時に遠心力に対し逆向きに路面側から車輪の接地部に反力が作用した際に、コンプライアンスステアが上面視で車両中心に対し旋回側に向くようなアンダーステア傾向で現れ、このアンダーステア傾向のコンプライアンスステアによりロールオーバーステアが打ち消されることになる。
【００１９】
即ち、一般的に用いられている既存のサスペンションは、何れの形式を採用したものであっても、路面衝撃入力の緩和により乗心地を向上する観点から、アクスルの軌跡を後傾気味に設定したものが多く、コーナリング時に反旋回側に向け遠心力が作用してローリングが生じると、アクスルに対し車体の旋回側が浮き上がり且つ反旋回側が沈み込み、車体が浮き上がる旋回側でアクスルが後傾軌道上を相対的に下降して前方に変位する一方、車体が沈み込む反旋回側ではアクスルが後傾軌道上を相対的に上昇して後方に変位し、アクスル全体が上面視で車両中心に対し反旋回側に向くように傾斜してアクスルステアが生じ、これによりフロント側で決めた舵取り方向への旋回半径を減少するようなロールオーバーステアを招き易い傾向にある。
【００２０】
そこで、このような既存のサスペンションに関し共通の課題となっているロールオーバーステアをアンダーステア傾向のコンプライアンスステアを設定することで抑制できれば、コーナリング時における操縦安定性の向上に大きく貢献することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１〜図６は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１及び図２に示す如く、本形態例のサスペンションリンクにおいては、第一の板ばねピース１６と第二の板ばねピース１７とを向い合せの状態で上下に重ねて第一のＩ型ピース１８を構成すると共に、該第一のＩ型ピース１８を間に挟んで第三の板ばねピース１９と第四の板ばねピース２０とを向い合せの状態で上下に重ねて第二のＩ型ピース２１を構成し、これら第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の夫々を互いの長手方向中央部同士が交差するように配置し且つその交差部分を上下方向に貫通する二重管構造のピン２２，２２’により該ピン２２，２２’を中心に第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の相互が水平方向に回動し得るように連結した構造としてある。
【００２３】
ここで、第一乃至第四の板ばねピース１６，１７，１９，２０は、何れも図３に示す如き概ね同様の形状を成すように形成されており、各板ばねピース１６，１７，１９，２０の長手方向一端部に、その幅方向の片側に寄せてアイ１６ａ，１７ａ，１９ａ，２０ａが形成されていると共に、各板ばねピース１６，１７，１９，２０の長手方向他端部には、前記一端部側と逆になるように幅方向の片側に寄せてアイ１６ｂ，１７ｂ，１９ｂ，２０ｂが形成されており、夫々の組み合わせ相手と向い合せの状態で上下に重ねた時に、互いのアイ１６ａとアイ１７ａ、アイ１６ｂとアイ１７ｂ、アイ１９ａとアイ２０ａ、アイ１９ｂとアイ２０ｂが干渉せずに幅方向に並んでボス部を成すように構成されている。
【００２４】
また、各板ばねピース１６，１７，１９，２０の長手方向中央部には、ピン２２，２２’を摺動自在に貫通せしめる為の貫通孔１６ｃ，１７ｃ，１９ｃ，２０ｃが穿設されており、図４に示す如く、これらを合致させた状態でピン２２，２２’を成すチューブラリベットを通して夫々の上下端部を押し潰すことにより、各板ばねピース１６，１７，１９，２０の相互を各Ｉ型ピース１８，２１ごとにピン２２，２２’の夫々に保持せしめて回動自在に連結するようにしてある。
【００２５】
そして、このように構成されたＸ型のリンク機構をフレーム１側とアクスル３側との間に架設するに際しては、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の夫々の一端部でアイ１６ａ，１７ａ及び１９ａ，２０ａが成す円筒状のボス部に対しラバーブッシュ２３を介して揺動ピン２４を嵌挿装着し、該各揺動ピン２４の両端部をアクスル３側に装着したブラケット２５の上端部に連結するようになっている。
【００２６】
ここで、このブラケット２５は、板ばね材料等により図１に示す如きＳ字型の側面形状を成すように形成された弾性を有するものとなっていて、アクスル３の中間部を挟んで車幅方向に所要間隔で対峙し且つ車幅方向内側に傾倒するようにアクスル３に装着されており、しかも、本形態例においては、前記各ブラケット２５が車両後方にも傾倒するように設定してある。
【００２７】
他方、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の夫々の他端部でアイ１６ｂ，１７ｂ及び１９ｂ，２０ｂが成す円筒状のボス部に対し前述と同様にラバーブッシュを介して図示しない揺動ピンを嵌挿装着し、該各揺動ピンの両端部を左右のフレーム１に対しブラケットを介して連結するようにしてあるが、このブラケットについては、特に弾性を付すことなく従来周知の通常部品を採用すれば良い。
【００２８】
更に、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の一端部側の各ラバーブッシュ２３の中心を夫々通り且つ各ブラケット２５の傾倒姿勢に沿うように上方へ延ばした左右からの線分の交点ＰOが、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の一端部と各ブラケット２５との連結位置から車両後方へＸだけ後退し且つ前記第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の一端部と各ブラケット２５との連結レベルから上方へＺだけ上昇した位置に配置され、この交点ＰOを車両前後方向に通る位置に車体のローリング中心軸ＰRが決まり、交点ＰOを上下方向に通る位置に車体のコンプライアンスステア中心軸ＰCが決まるようになっており、本形態例においては、図５に示す如く、ローリング中心軸ＰRが前記各ブラケット２５よりも上方で且つ車両重心Ｇよりも下方に配置され、しかも、図６に示す如く、コンプライアンスステア中心軸ＰCがアクスル３より車両後方に配置されるようになっている。
【００２９】
尚、補足して説明しておくと、従来のＸリンクを採用した場合のローリング中心は、そのＸ形状の交差部分を車両前後方向に通るような高さ位置となり、Ｖロッドの場合には、そのＶ形状の中央の屈曲端部（後側端部）を車両前後方向に通るような高さ位置となるのであり、何れの場合もアクスル３に対する連結レベルに近い比較的低い高さ位置にローリング中心が配置されているのが通常である。
【００３０】
而して、このようにサスペンションリンクを構成すれば、通常の板ばねの生産工程を利用して安価に製作することが可能な第一乃至第四の板ばねピース１６，１７，１９，２０を組み付けるだけでＸ型のサスペンションリンクを構成することが可能となるので、鍛造によりＸ型の一体成型品を製造する場合と比較して製造コストが大幅に削減されることになる。
【００３１】
また、従来のＸリンクの各アーム部分の断面形の高さ寸法より若干大きくなるように第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の高さ寸法を設定すれば、その上下の板ばねピース１６，１７及び１９，２０の相互間が空隙となっていて相互の断面積の総和が従来のＸリンクの各アーム部分の断面積より小さくなっていても、実質的な断面二次モーメント（曲げモーメントに対する梁断面の幾何学的な曲がり難さを表す数値）に大きな違いは生じないので、鍛造による一体成型品のＸリンクと比較して強度低下を招くことなく全体重量を大幅に軽量化することが可能となる。
【００３２】
特に第一乃至第四の板ばねピース１６，１７，１９，２０は、通常の板材と比較して高い靭性を有するものである上、第一及び第二のＩ型ピース１８，２１の交差部分がピン２２，２２’により回動自在に連結されて剪断応力が作用しないように工夫され、これにより各板ばねピース１６，１７，１９，２０が単純な曲げ応力だけに対応すれば済む負担の少ない構造となっており、しかも、各Ｉ型ピースごとに向い合せの状態となっていて、上下の何れか一方が圧縮変形した時に他方が引っ張り変形するような理にかなった配置を採用しているので、従来のＸリンクと同等の機能を確保する条件下で極めて合理的な軽量化を図ることが可能となる。
【００３３】
しかも、各Ｉ型ピース１８，２１の夫々の一端部側が、弾性を有するブラケット２５を介してアクスル３に揺動自在に連結されるようになっていて、該各ブラケット２５の傾倒姿勢により車体のローリング中心ＰOが各ブラケット２５よりも上方で且つ車両重心Ｇよりも下方に配置されるようにしてあるので、車体のローリングの基点となるローリング中心ＰOの位置が従来より高くなって車両重心Ｇとの相互間距離が短くなり、ローリング時にアンチローリングモーメントが作用してローリングモーメントの発生が著しく抑制されることになる。
【００３４】
即ち、図５に示す如く、コーナリング時に反旋回側に向けて作用する遠心力をＦＹとすると、この遠心力ＦＹは、車両重心Ｇに対し反旋回側に作用するので、ローリング中心ＰOからその上方にある車両重心Ｇまでの高さ寸法をＬＺとすると、車体をローリングさせるローリングモーメントＭＯは、下記の数式
【数１】
ＭＯ＝ＬＺ×ＦＹ
で表わされる。
【００３５】
また、図５において、車両重心Ｇに遠心力ＦＹが作用すると、ブラケット２５は図５の実線位置から仮想線に示す位置に変形し、ローリング中心ＰOも仮想線で示すＰO’の位置に移動するので、車両重心Ｇに作用する車体側の重量をＷＺとし、ローリング中心ＰOのずれ量をＬＹとすると、アンチローリングモーメントＭＡは下記の数式
【数２】
ＭＡ＝ＬＹ×ＷＺ
で表わされる。
【００３６】
従って、車両の旋回時に車体に作用する実際のローリングモーメントＭは下記の数式
【数３】
Ｍ＝ＭＯ−ＭＡ＝ＬＺ×ＦＹ−ＬＹ×ＷＺ
で表わされ、その結果、ローリングモーメントＭが小さくなって、車体側にアンチローリング効果を与えることができる。
【００３７】
そして、このようにローリングモーメントの発生が著しく抑制されると、コーナリング時にスタビライザとしての機能を果たす為に各Ｉ型ピース１８，２１が負担すべき捩じれモーメントが大幅に軽減されることになるので、各Ｉ型ピース１８，２１の更なる小型、軽量化を実現することが可能となる。
【００３８】
従って、上記形態例によれば、従来のＸリンクに劣らない優れた機能を有するＸ型のリンク機構を第一乃至第四の板ばねピース１６，１７，１９，２０を組み付けて安価に製造することができるので、その製造コストを著しく削減することができ、しかも、全体重量の大幅な軽量化を図ることができる。
【００３９】
また、本形態例においては、弾性を有する各ブラケット２５の傾倒姿勢により決まるコンプライアンスステア中心軸ＰCがアクスル３より車両後方に配置されるように構成してあるので、例えば、図６に示す如く、車両が矢印Ａで示す右方向に旋回する際に、アクスル３全体が上面視で車両中心に対し旋回側に向くように傾斜してアクスルステアが生じ、これによりフロント側で決めた舵取り方向への旋回半径を増加するようなロールアンダステアが新たに生じたとしても、矢印Ｂで示す如く、遠心力と逆向きに路面側から車輪２の接地部に反力が作用した際に、コンプライアンスステアが上面視で車両中心に対し旋回側に向くようなアンダーステア傾向で現れ、このアンダーステア傾向のコンプライアンスステアによりロールオーバーステアが打ち消されることになる。
【００４０】
即ち、一般的に用いられている既存のサスペンションは、何れの形式を採用したものであっても、路面衝撃入力の緩和により乗心地を向上する観点から、アクスル３の軌跡を後傾気味に設定したものが多く、コーナリング時に反旋回側に向け遠心力が作用してローリングが生じると、アクスル３に対し車体の旋回側が浮き上がり且つ反旋回側が沈み込み、車体が浮き上がる旋回側でアクスル３が後傾軌道上を相対的に下降して前方に変位する一方、車体が沈み込む反旋回側ではアクスル３が後傾軌道上を相対的に上昇して後方に変位し、アクスル３全体が上面視で車両中心に対し反旋回側に向くように傾斜してアクスルステアが生じ、これによりフロント側で決めた舵取り方向への旋回半径を減少するようなロールオーバーステアを招き易い傾向にある。
【００４１】
そこで、このような既存のサスペンションに関し共通の課題となっているロールオーバーステアをアンダーステア傾向のコンプライアンスステアを設定することで抑制できれば、コーナリング時における操縦安定性の向上に大きく貢献することができるのである。
【００４２】
尚、本発明のサスペンションリンクは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、様々な形式のサスペンション構造に適用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４３】
【発明の効果】
上記した本発明のサスペンションリンクによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００４４】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、従来のＸリンクに劣らない優れた機能を確保しつつ、その製造コストを著しく削減することができ、しかも、全体重量の大幅な軽量化を図ることができる。
【００４５】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、コーナリング時のコンプライアンスステアをアンダーステア傾向で現れるようにしてロールオーバーステアを抑制することができるので、コーナリング時における操縦安定性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の配置構成を簡略化して説明する模式図である。
【図３】図１の各板ばねピースの単品図である。
【図４】図１のサスペンションリンクの交差部分の断面図である。
【図５】アンチローリングモーメントの発生原理を説明する模式図である。
【図６】ロールオーバーステアの抑制原理を説明する模式図である。
【図７】従来例を示す概略図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向の矢視図である。
【図９】従来のＸリンクの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ フレーム
３ アクスル
１６ 第一の板ばねピース
１７ 第二の板ばねピース
１８ 第一のＩ型ピース
１９ 第三の板ばねピース
２０ 第四の板ばねピース
２１ 第二のＩ型ピース
２２ ピン
２２’ ピン
２５ 弾性を有するブラケット
Claims (2)
- 第一の板ばねピースと第二の板ばねピースとを向い合せの状態で上下に重ねて第一のＩ型ピースを構成すると共に、該第一のＩ型ピースを間に挟んで第三の板ばねピースと第四の板ばねピースとを向い合せの状態で上下に重ねて第二のＩ型ピースを構成し、これら第一及び第二のＩ型ピースの夫々を互いの長手方向中央部同士が交差するように配置し且つその交差部分を上下方向に貫通するピンにより該ピンを中心に第一及び第二のＩ型ピースの相互が水平方向に回動し得るように連結する一方、弾性を有する一対のブラケットを車幅方向に所要間隔で対峙し且つ互いに車幅方向内側に傾倒するようにアクスル側に装着し、第一及び第二のＩ型ピースの夫々の一端部を前記各ブラケットに対し揺動自在に連結すると共に、第一及び第二のＩ型ピースの夫々の他端部を前記アクスルより車両前方となるフレームに対し揺動自在に連結し、前記各ブラケットの傾倒姿勢により決まる車体のローリング中心が前記各ブラケットよりも上方で且つ車両重心よりも下方に配置されるように構成したことを特徴とするサスペンションリンク。
- 各ブラケットを車両後方にも傾倒せしめ、該各ブラケットの傾倒姿勢により決まるコンプライアンスステア中心がアクスルより車両後方に配置されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のサスペンションリンク。
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