JP4532332B2 - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

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Description

本発明は、サーキットなどで高速走行を行うレーシングカーに搭載することができる車両用サスペンション装置に関するものである。
車両用サスペンション装置として、ダブルウィッシュボーン式やマルチリンク式などのサスペンションが実用に供されている。
実用の車両用サスペンション装置は、ダブルウィッシュボーン式やマルチリンク式などのサスペンションを用途に応じて設計変更を加えて採用するのが一般的であった。
このような車両用サスペンション装置として、車両の走行状態に応じて車輪のキャンバ角を制御しつつ走行できるものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特表2001−502984公報(第14頁、図1)
従来の車両用サスペンション装置は、車体側上部から車幅方向にアッパアームを延出し、車体側下部から車幅方向にロアアームを延出し、これらのアッパアーム及びロアアームの先端にナックルを連結し、このナックルに車輪を回転自在に取付け、車体側からロアアームとナックルの連結部に向けて第1のシリンダを渡すとともに、アッパアームに第2のシリンダを介在させ、これらのシリンダを車両の走行状態に応じて制御するようにしたものである。なお、第1・第2のシリンダは油圧シリンダである。
しかし、車両用サスペンション装置では、第1・第2のシリンダを油圧で駆動するようにしたものなので、走行中の車両挙動に対して応答性が悪いという問題があった。
また、車両用サスペンション装置では、第1・第2のシリンダに油圧シリンダを用いたので、車体重量の増加を招くことがある。
すなわち、車両挙動に対して応答性がよく、車体の軽量にすることができる車両用サスペンション装置が望まれる。
本発明は、車両挙動に対して応答性が悪い点を解決し、応答性のよい車両用サスペンション装置を提供するとともに、車体重量の増加を招く点を解決し、車体重量の増加を最小限に抑えることができる車両用サスペンション装置を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、左右の車輪をそれぞれ回転可能に保持する左右のナックルと、これら左右のナックルの下部を車体に対してそれぞれ揺動可能に保持する左右のロアアームとを、少なくとも備えた車両用サスペンション装置において、車両用サスペンション装置に、左右のナックルの上部間を連結したキャンバコントロールロッドと、このキャンバコントロールロッドを車体に車幅方向にスライド可能に保持したコントロールロッド保持部と、左右のロアアームから車幅中央側に延びた左右の第1のプッシュロッドと、左右の第1のプッシュロッドのそれぞれの延出端に連結された左右の連結プレートと、左右の連結プレートの中央部に一端が連結され、他端が車幅方向内方に延出した左右の第2のプッシュロッドと、左右の第2のプッシュロッドの延出端同士を互いに揺動可能に連結するとともにキャンバコントロールロッドに連結したプッシュロッド連結部とを備え、このプッシュロッド連結部が、左右のロアアームから、それぞれの上下変位に伴う変位力を、左右のプッシュロッドを介して入力することで、変位する構成であり、左右のロアアームの上下変位方向並びに変位量が同一である場合には、キャンバコントロールロッドのスライドを規制し、左右のロアアームの上下変位方向並びに変位量に差がある場合には、その変位力の差に応じて、キャンバコントロールロッドをスライド駆動するように、キャンバコントロールロッドに連結した構成であり、左右の連結プレートが、下端が車体に揺動可能に連結され、車幅方向内側の端部が、ダンパを介して車体に揺動可能に支持されることを特徴とする。
例えば、車両挙動に対して応答性を向上することができれば、より高次元なハンドリングを実現することができるので好ましいことである。また、応答性を向上するにあたって車体重量の増加を最小限に抑えることができれば、燃料の消費を抑えることができるので好都合である。
そこで、車両用サスペンション装置に、左右のナックルの上部間を連結したキャンバコントロールロッドと、このキャンバコントロールロッドを車体に車幅方向にスライド可能に保持したコントロールロッド保持部と、左右のロアアームから車幅中央側に延びた左右の第1のプッシュロッドと、左右の第1のプッシュロッドのそれぞれの延出端に連結された左右の連結プレートと、左右の連結プレートの中央部に一端が連結され、他端が車幅方向内方に延出した左右の第2のプッシュロッドと、左右の第2のプッシュロッドの延出端同士を互いに揺動可能に連結するとともにキャンバコントロールロッドに連結したプッシュロッド連結部とを備え、このプッシュロッド連結部が、左右のロアアームから、それぞれの上下変位に伴う変位力を、左右のプッシュロッドを介して入力することで、変位する構成であり、左右のロアアームの上下変位方向並びに変位量が同一である場合には、キャンバコントロールロッドのスライドを規制し、左右のロアアームの上下変位方向並びに変位量に差がある場合には、その変位力の差に応じて、キャンバコントロールロッドをスライド駆動するように、キャンバコントロールロッドに連結した構成であり、左右の連結プレートが、下端が車体に揺動可能に連結され、車幅方向内側の端部が、ダンパを介して車体に揺動可能に支持された。
請求項1に係る発明では、車両用サスペンション装置に、左右のナックルの上部間を連結したキャンバコントロールロッドと、このキャンバコントロールロッドを車体に車幅方向にスライド可能に保持したコントロールロッド保持部と、左右のロアアームから車幅中央側に延びた左右の第1のプッシュロッドと、左右の第1のプッシュロッドのそれぞれの延出端に連結された左右の連結プレートと、左右の連結プレートの中央部に一端が連結され、他端が車幅方向内方に延出した左右の第2のプッシュロッドと、左右の第2のプッシュロッドの延出端同士を互いに揺動可能に連結するとともにキャンバコントロールロッドに連結したプッシュロッド連結部とを備え、このプッシュロッド連結部が、左右のロアアームから、それぞれの上下変位に伴う変位力を、左右のプッシュロッドを介して入力することで、左右のロアアームの上下変位方向並びに変位量が同一である場合には、キャンバコントロールロッドのスライドを規制し、左右のロアアームの上下変位方向並びに変位量に差がある場合には、その変位力の差に応じて、キャンバコントロールロッドをスライド駆動することができる。
すなわち、左右のロアアームの変位で、キャンバコントロールロッド左右の第1のプッシュロッドや左右の第2のプッシュロッドなどの機構的なリンクを直接作動させるようにしたので、例えば、油圧などを用いる場合に比べて応答性を向上させることができるとともに、車体を軽量にすることができるという利点がある。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る第1実施形態の車両用サスペンション装置の背面図であり、車両用サスペンション装置10は、車体11側上方から車幅外方に延ばした左のアッパアーム12と、車体11下方にスイング(揺動)自在に取付けるとともに車幅外方に延ばした左のロアアーム13と、これらのアーム12,13の先端(外端)にスイング(揺動)自在に接続した左のナックル14と、このナックル14に回転自在に取付けた左の車輪15と、
車体11側上方から車幅外方に延ばした右のアッパアーム22と、車体11下方にスイング(揺動)自在に取付けるとともに車幅外方に延ばした右のロアアーム23と、これらのアーム22,23の先端(外端)にスイング(揺動)自在に接続した右のナックル24と、このナックル24に回転自在に取付けた右の車輪25と、左右のアッパアーム12,22の内端同士に連結したキャンバコントロールロッド31と、このキャンバコントロールロッド31から一体的に垂下させたスライドレール(レール)32と、キャンバコントロールロッド31を車幅方向にスライド可能に案内するために車体11側に設けたコントロールロッド保持部としての横スライド支持機構33,33と、左右のロアアーム13,23の先端(外端)近傍に一端をそれぞれ連結するとともに、車幅内方且つ斜め上方に延出した他端同士をプッシュロッド連結部41で連結した左右のプッシュロッド16,26と、プッシュロッド連結部41に接続するとともにスライドレール32にスライド可能に支持させた縦スライド支持機構34と、からなるダブルウィッシュボーン形式のサスペンションである。
図中、42は左のアッパアーム12とキャンバコントロールロッド31とを揺動自在に連結する連結点、43は右のアッパアーム22とキャンバコントロールロッド31とを揺動自在に連結する連結点、44は左のアッパアーム12と左のナックル14とを揺動自在に連結する連結点、45は右のアッパアーム23と右のナックル24とを揺動自在に連結する連結点、46は左のロアアーム13を揺動自在に車体11側に取付けるスイング点、47は右のロアアーム23を揺動自在に車体11側に取付けるスイング点、48は左のロアアーム13と左のナックル14を揺動自在に連結する連結点、49は右のロアアーム23と右のナックル24を揺動自在に連結する連結点、38は左のロアアーム13と左のプッシュロッド16との連結点、39は右のロアアーム23と右のプッシュロッド26との連結点を示す。
車両用サスペンション装置10は、左右のアッパアーム12,22の内端同士にキャンバコントロールロッド31を介在させ、このキャンバコントロールロッド31を左右のロアアーム13,23から延ばした左右のプッシュロッド16,26で駆動するようにしたものである。
すなわち、左右のプッシュロッド16,26の上下の動きは縦スライド支持機構34で吸収させ、左右のプッシュロッド16,26の車幅方向の動きで、キャンバコントロールロッド31を移動させ、左右のアッパアーム12,22の連結点(内端位置)42,43を車幅方向に移動させるものである。
車両用サスペンション装置10は、左右の車輪15,25をそれぞれ回転可能に保持する左右のナックル14,24と、これら左右のナックル14,24の下部を車体11に対してそれぞれ揺動可能に保持する左右のロアアーム13,23とを、少なくとも備えた車両用サスペンション装置において、車両用サスペンション装置10に、左右のナックル14,24の上部間を連結したキャンバコントロールロッド31と、このキャンバコントロールロッド31を車体11に車幅方向にスライド可能に保持した横スライド支持機構(コントロールロッド保持部)33,33と、左右のロアアーム13,23から車幅中央側に延びた左右のプッシュロッド16,26と、これら左右のプッシュロッド16,26の延出端同士を互いに揺動可能に連結するとともにキャンバコントロールロッド31に連結したプッシュロッド連結部41とを備え、このプッシュロッド連結部41が、左右のロアアーム13,23から、それぞれの上下変位に伴う変位力を、左右のプッシュロッド16,26を介して入力することで、変位する構成であり、左右のロアアーム13,23の上下変位方向並びに変位量が同一である場合には、キャンバコントロールロッド31のスライドを規制し、左右のロアアーム13,23の上下変位方向並びに変位量に差がある場合には、その変位力の差に応じて、キャンバコントロールロッド31をスライド駆動するように、キャンバコントロールロッド31に連結した構成であると言える。
すなわち、左右のロアアーム13,23の変位で、キャンバコントロールロッド31や左右のプッシュロッド16,26などの機構的なリンクを直接作動させ、左右のアッパアーム12,22を移動させるようにしたので、例えば、油圧ねどを用いる場合に比べて応答性を向上させることができるとともに、車体を軽量にすることができる。
車両用サスペンション装置10は、車体11が上下に動いて左右の車輪15,25が同時にストロークするときには、左右のアッパアーム12,22の連結点(内端位置)42,43の移動はない。従って、キャンバコントロールロッド31は働くことはなく、通常のサスペンションを同一のキャンバ変化をする。
一方、車体11がロールして左右の車輪15,25のストロークが異なるときには、そのストローク差に応じてキャンバコントロールロッド31が左右の車輪(タイヤ)15,25を旋回内側に倒すように作用させ、ロール分を打ち消すことができる。従って、左右の車輪(タイヤ)15,16の接地性の向上を図ることができる。
例えば、右旋回の場合を例にして説明する。右旋回なので左の車輪15が旋回外輪、右の車輪25が旋回内輪となる。
右旋回すると、左の車輪(旋回外輪)15は矢印a1の如く上方にストロークし、右の車輪(旋回外輪)は矢印a2の如く下方にストロークする。
このストロークで左のロアアーム13はスイング点46を中心に矢印a3の如くスイング(揺動)し、右のロアアーム23はスイング点47を中心に矢印a4の如くスイング(揺動)する。
左右のロアアーム13,23がスイングすることで、左右のプッシュロッド16,26のプッシュロッド連結部41は矢印a5方向の力を受ける。
この矢印a5方向の力の垂直成分a6は縦スライド支持機構34で吸収させ、矢印a5方向の力の水平成分a7でキャンバコントロールロッド31を矢印a8の如く移動することで、左右のアッパアーム12,22を旋回内輪側(矢印a8の如く)に移動させることができる。
図2は本発明に係る第2実施形態の車両用サスペンション装置の背面図であり、車両用サスペンション装置50は、車体51側上方から車幅外方に延ばした左のアッパアーム52と、車体51下方にスイング(揺動)自在に取付けるとともに車幅外方に延ばした左のロアアーム53と、これらのアーム52,53の先端(外端)にスイング(揺動)自在に接続した左のナックル54と、このナックル54に回転自在に取付けた左の車輪55と、
車体51側上方から車幅外方に延ばした右のアッパアーム62と、車体51下方にスイング(揺動)自在に取付けるとともに車幅外方に延ばした右のロアアーム53と、これらのアーム62,63の先端(外端)にスイング(揺動)自在に接続した右のナックル64と、このナックル64に回転自在に取付けた右の車輪65と、左右のアッパアーム52,62の内端同士に連結したキャンバコントロールロッド71と、このキャンバコントロールロッド71から一体的に垂下させたスライドレール(レール)72と、キャンバコントロールロッド71を車幅方向にスライド可能に案内するために車体51側に設けたコントロールロッド保持部としての横スライド支持機構73,73と、左のロアアーム53の先端(外端)近傍に一端を連結するとともに、車幅内方且つ斜め上方に延出した左のプッシュロッドとしての第1の左のプッシュロッド56と、この第1の左のプッシュロッド56の内端を連結した左連結プレート57と、この連結プレート57の中央部(連結点)57dに一端を連結するとともに、他端を車幅内方且つ斜め上方に延出した左のプッシュロッドとしての第2の左プッシュロッドと、右のロアアーム63の先端(外端)近傍に一端を連結するとともに、車幅内方且つ斜め上方に延出した右のプッシュロッドとしての第1の右プッシュロッド66と、この第1の右プッシュロッド66の内端を連結した右連結プレート67と、この連結プレート67の中央部(連結点)67dに一端を連結するとともに、他端を車幅内方且つ斜め上方に延出した右のプッシュロッドとしての第2の右プッシュロッド68と、第2の左・右プッシュロッド58,68の他端同士を連結するプッシュロッド連結部81と、このプッシュロッド連結部81に接続するとともに、スライドレール72にスライド可能に支持させた縦スライド支持機構74と、からなるダブルウィッシュボーン形式のサスペンションである。
左連結プレート57は、略三角形を呈し、一つの頂点(連結点)57aに第1の左プッシュロッド56を連結し、他の頂点(連結点)57bを車体51にスイング可能に取付け、残る頂点(連結点)57cを左ダンパ59を介して車体51側に揺動自在に支持させたものである。なお、右連結プレート67は、車体中心に関して左連結プレート57に左右対称であり、67a〜67cは右連結プレート67の頂点(連結点)、69は右ダンパを示す。
図中、59aは車体51に左ダンパ59を揺動自在に支持する支持点、69aは車体51に右ダンパ69を揺動自在に支持する支持点、82は左のアッパアーム52とキャンバコントロールロッド71とを揺動自在に連結する連結点、83は右のアッパアーム62とキャンバコントロールロッド71とを揺動自在に連結する連結点、84は左のアッパアーム52と左のナックル54とを揺動自在に連結する連結点、85は右のアッパアーム62と右のナックル64とを揺動自在に連結する連結点、86は左のロアアーム53を揺動自在に車体51側に取付けるスイング点、87は右のロアアーム63を揺動自在に車体51側に取付けるスイング点、88は左のロアアーム53と左のナックル54を揺動自在に連結する連結点、89は右のロアアーム63と右のナックル64を揺動自在に連結する連結点、78は左のロアアーム53と第1の左プッシュロッド56との連結点、79は右のロアアーム63と第1の右プッシュロッド66との連結点を示す。
車両用サスペンション装置50は、車両用サスペンション装置10(図1参照)略同一の動きをするものであり、プッシュロッドを、第1の左・右プッシュロッド56,66及び第2の左・右プッシュロッド58,68から構成するとともに、これらの、第1の左・右プッシュロッド56,66及び第2の左・右プッシュロッド58,68の間に左・右ダンパ59,69を介在させることで、キャンバコントロールロッド71の動きを滑らかにすることができ、走行安定性の向上に寄与させることができる。
図3は本発明に係る第3実施形態の車両用サスペンション装置の背面図であり、車両用サスペンション装置110は、車体111側上方から車幅外方に延ばした左のアッパアーム112と、車体111下方にスイング(揺動)自在に取付けるとともに車幅外方に延ばした左のロアアーム113と、これらのアーム112,113の先端(外端)にスイング(揺動)自在に接続した左のナックル114と、このナックル114に回転自在に取付けた左の車輪115と、車体111側上方から車幅外方に延ばした右のアッパアーム122と、車体111下方にスイング(揺動)自在に取付けるとともに車幅外方に延ばした右のロアアーム123と、これらのアーム122,123の先端(外端)にスイング(揺動)自在に接続した右のナックル124と、このナックル124に回転自在に取付けた右の車輪125と、左右のアッパアーム112,122の内端同士に連結したキャンバコントロールロッド131と、このキャンバコントロールロッド131から一体的に垂下させたスライドレール(レール)132と、このキャンバコントロールロッド131から一体的に垂下させた連結ロッド135と、この連結ロッド135の先端に取付けたプッシュロッド連結部としての揺動部材141と、キャンバコントロールロッド131を車幅方向にスライド可能に案内するために車体111側に設けたコントロールロッド保持部としての横スライド支持機構133,133と、左のロアアーム113の先端(外端)近傍に一端を連結するとともに、車幅内方且つ斜め上方に延出した左のプッシュロッドとしての第1の左プッシュロッド116と、この第1の左プッシュロッド116の内端を連結した左連結プレート117と、この連結プレート117の中央部(連結点)117dに一端を連結するとともに、他端を車幅内方且つ斜め上方に延出することで揺動部材141の一端141aに連結した左のプッシュロッドとしての第2の左プッシュロッド118と、右のロアアーム123の先端(外端)近傍に一端を連結するとともに、車幅内方且つ斜め上方に延出した右のプッシュロッドとしての第1の右プッシュロッド126と、この第1の右プッシュロッド126の内端を連結した右連結プレート127と、この連結プレート127の中央部(連結点)117dに一端を連結するとともに、他端を車幅内方且つ斜め上方に延出することで揺動部材141の他端141bに連結した右のプッシュロッドとしての第2の右プッシュロッド128と、からなるダブルウィッシュボーン形式のサスペンションである。
なお、揺動部材141、第2の左・右プッシュロッド118,128及び連結ロッド135でワットリンクを構成する。
左連結プレート117は、略三角形を呈し、一つの頂点(連結点)117aに第1の左プッシュロッド116を連結し、他の頂点(連結点)117bを車体111にスイング可能に取付け、残る頂点(連結点)117cを左ダンパ119を介して車体111側に揺動自在に支持させたものである。なお、右連結プレート127は、車体中心に関して左連結プレート117に左右対称であり、127a〜127cは右連結プレート127の頂点(連結点)、129は右ダンパを示す。
図中、119aは車体111に左ダンパ119を揺動自在に支持する支持点、129aは車体111に右ダンパ129を揺動自在に支持する支持点、142は左のアッパアーム112とキャンバコントロールロッド131とを揺動自在に連結する連結点、143は右のアッパアーム122とキャンバコントロールロッド131とを揺動自在に連結する連結点、144は左のアッパアーム112と左のナックル114とを揺動自在に連結する連結点、145は右のアッパアーム122と右のナックル124とを揺動自在に連結する連結点、146は左のロアアーム113を揺動自在に車体111側に取付けるスイング点、147は右のロアアーム123を揺動自在に車体111側に取付けるスイング点、148は左のロアアーム113と左のナックル114を揺動自在に連結する連結点、149は右のロアアーム123と右のナックル124を揺動自在に連結する連結点、138は左のロアアーム113と第1の左プッシュロッド116との連結点、139は右のロアアーム123と第1の右プッシュロッド126との連結点を示す。
車両用サスペンション装置110は、車両用サスペンション装置10(図1参照)略同一の動きをするものであり、車両用サスペンション装置50(図2参照)同様に、第1の左・右プッシュロッド116,126及び左右のプッシュロッドとしての第2の左・右プッシュロッド118,128の間に左・右ダンパ119,129を介在させることで、キャンバコントロールロッド71の動きを滑らかにすることができ、走行安定性の向上に寄与させることができる。
また、揺動部材141、第2の左・右プッシュロッド118,128及び連結ロッド135で構成するワットリンクを用いることで、車両用サスペンション装置50(図2参照)の縦スライド支持機構74を省くことができる。すなわち、既存の部品を用いることで、コストの低減を図ることができる。
尚、本発明に係る車両用サスペンション装置は、図1に示すように、ダブルウィッシュボーン形式のサスペンションであったが、これに限るものではなく、ストラット形式のサスペンションであってもよい。すなわち、左右のアッパロッドを介さずに、キャンバコントロールロッドで直接的に左右のナックルを駆動するようにしたものであってもよい。
本発明に係る車両用サスペンション装置は、図1に示すように、キャンバコントロールロッドを2つのスライド支持機構で支持したが、これに限るものではなく、一つのスライド支持機構で支持するようにしたものであってもよい。
本発明に係る車両用サスペンション装置は、F1などのレーシングカーに採用するのに好適である。なお、F1の「F」は「Formula」の略で、サイズ・重量・エンジン排気量などによるレーシングカーのクラス分けのことである。
本発明に係る第1実施形態の車両用サスペンション装置の背面図である。 本発明に係る第2実施形態の車両用サスペンション装置の背面図である。 本発明に係る第3実施形態の車両用サスペンション装置の背面図である。
符号の説明
10,50,110…車両用サスペンション装置、11…車体、13,23…左右のロアアーム、14,24…左右のナックル、15,25…左右の車輪、31…キャンバコントロールロッド。

Claims (1)

  1. 左右の車輪をそれぞれ回転可能に保持する左右のナックルと、これら左右のナックルの下部を車体に対してそれぞれ揺動可能に保持する左右のロアアームとを、少なくとも備えた車両用サスペンション装置において、
    前記車両用サスペンション装置は
    記左右のナックルの上部間を連結したキャンバコントロールロッドと
    のキャンバコントロールロッドを前記車体に車幅方向にスライド可能に保持したコントロールロッド保持部と
    記左右のロアアームから車幅中央側に延びた左右の第1のプッシュロッドと
    前記左右の第1のプッシュロッドのそれぞれの延出端に連結された左右の連結プレートと、
    前記左右の連結プレートの中央部に一端が連結され、他端が車幅方向内方に延出した左右の第2のプッシュロッドと、
    前記左右の第2のプッシュロッドの延出端同士を互いに揺動可能に連結するとともに前記キャンバコントロールロッドに連結したプッシュロッド連結部とを備え、
    このプッシュロッド連結部は、前記左右のロアアームから、それぞれの上下変位に伴う変位力を、前記左右のプッシュロッドを介して入力することで、変位する構成であり、
    前記左右のロアアームの上下変位方向並びに変位量が同一である場合には、前記キャンバコントロールロッドのスライドを規制し、
    前記左右のロアアームの上下変位方向並びに変位量に差がある場合には、その変位力の差に応じて、前記キャンバコントロールロッドをスライド駆動するように、
    キャンバコントロールロッドに連結した構成であり、
    前記左右の連結プレートは、下端が前記車体に揺動可能に連結され、
    車幅方向内側の端部は、ダンパを介して前記車体に揺動可能に支持されることを特徴とした車両用サスペンション装置。
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