JP4830963B2 - 後輪用サスペンション装置 - Google Patents
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Description
また、車輪支持部材及び車体側部材と各剛体アームの端部とは、弾性ブッシュによって揺動可能に連結されることで上下にストローク可能となっている。
そして例えば、従来にあっては、上記車両フロア前後振動を低減するために、サスペンション側での前後振動を抑制するために、サスペンションの前後剛性を小さく、例えば、サスペンションリンクとサスペンションメンバとを連結するブッシュの前後剛性を小さくし、ホイールセンタ軌跡を大きくするこことで、突起乗り越しで発生するサスペンションの振動を抑制している。
しかし、従来のサスペンション構成ではジオメトリ的な制約もあり、上記振動対策に限界がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、リンク構成の変更、およびリンクに使用されるブッシュ剛性バランスを調整することで、サスペンション装置から車体側に入力されるフロア前後振動を抑制して乗り心地の向上を図ることを課題としている。
次に、本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態の後輪用サスペンション装置を示す上面図であり、図2は車両前方からみたリンクの配置を説明する概要図である。
(構成)
車輪1を回転自在に支持するアクスル2の下部領域と車体側部材であるサスペンションメンバ3との間を連結する2本のロアリンク4、5と、アクスル2の上部領域とサスペンションメンバ3とを連結するアッパリンク8とを備える。
上記各弾性ブッシュ9〜14は、入れ子状に配置された外筒と内筒との間にゴム体からなる弾性体が介装されて構成される。本実施形態では、外筒側がリンク4、5、8の端部に固定されると共に、内筒側がボルトを介してサスペンションメンバ3若しくはアクスル2に取り付けられる場合を例示している。なお、一般に、弾性ブッシュは、外筒よりも内筒の方が長く設定され、また、ブッシュ軸方向の剛性が低く設定されるのが普通である。
また、後側ロアリンク5は、リンク軸線L2に沿って延びるリンク本体部6と、そのリンク本体部6と一体になっていると共に当該リンク本体部6から上記前側ロアリンク4に向けて車両前後方向前方に張り出した張出部7とから構成されている。なお、この実施形態では、上記張出部7は、板状の部材であって、上面視で略台形状の形状をしている。もっとも、張出部7は、板状の部材である必要はなく、リンク本体部6から前側ロアリンク4に向けて突設していれば、その構造は問わない。
また、上記取付けブッシュ9〜12の内、後側ロアリンク5とアクスル2を連結する弾性ブッシュ10を第1弾性ブッシュ10と、後側ロアリンク5とサスペンションメンバ3を連結する弾性ブッシュ12を第2弾性ブッシュ12と呼ぶ。
ここで、内筒10bと環状部材10eとは一体となっていて良いし、内筒10bと環状部材10eとは別体であっても良い。また、環状部材10eと弾性体10fとは加硫接着させずに、環状部材10eを単にブッシュ軸方向から弾性体10fへ当接させるようにしても良い。このような場合には、所定以上の捩れ方向の入力に対しては、弾性体10fと環状部材10eとの間で摺動が発生するようなって、上記弾性体10f部分での捩れ方向の寄与が小さくなる。
また、その他の取付けブッシュの剛性9、11は、上記コネクトブッシュ20,21よりも剛性が高くなるように設定されている。
ここで、アクスル2が車輪支持部材を、サスペンションメンバ3が車体側部材を構成する。また、外向きフランジ10d、環状部材10e、及び弾性体10fが剛性硬化機構を構成する。
(1)2本のロアリンク4、5同士を連結することで、車輪1への車両前後方向の入力を2本のロアリンク4、5で受けることが可能となる。このため、当該車両前後方向入力を受けるために、別のリンクを設けなくても良い。
また、このように2本のロアリンク4、5同士を連結しても、その連結部をコネクトブッシュ20、21によって所定の揺動範囲内でのみ揺動可能に構成することで、車輪1への車両前後方向の入力に対して、コネクトブッシュ20、21は少なくとも車幅方向へ所定揺動範囲だけ揺動可能な状態で連結される。
即ち、第1弾性ブッシュ10の前後方向剛性をK1,第2弾性ブッシュ12の前後方向剛性をK2,コネクトブッシュ20,21の車幅方向剛性をKcとした場合に、下記(2)式の条件となるように設定した。
K1 ≧ K2 > Kc ・・・(2)
突起を乗り越こす際に上記前後方向の力がサスペンションに入力されて、前側ロアリンク4と後側ロアリンク5が大きく振動する。このとき、コネクトブッシュ20,21の剛性が高い場合には、コネクトブッシュ20,21を介してお互いの振動を伝達しながら、前側ロアリンク4と後側ロアリンク5とは一体化して振動し、車体側へ伝達する振動が大きなものとなる。なお、入力の向きが同じため、前側ロアリンク4と後側ロアリンク5とは同相で振動する。
そして、後側ロアリンク5に着目した場合には、車輪側である第1弾性ブッシュ10の車両前後方向剛性が一番高いので、上記前後方向入力に対し、当該第1弾性ブッシュ10が力を集中して受ける事で、後側ロアリンク5の車両前後方向変位が減少して、コネクトブッシュ20,21及び第2弾性ブッシュ12への入力が減少する。
また、上述のように、取付けブッシュ9〜12での揺動変位によるエネルギー吸収と共に、リンクのアクスル2及びサスペンションメンバ3への取付けに直接関与しないコネクトブッシュ20,21の揺動変位によってもエネルギー吸収が行われて振動が低減する。特に、コネクトブッシュ20,21の車幅方向剛性が低くすることでより多く吸収する。
更に、第2弾性ブッシュ12の車両前後方向剛性K2を第1弾性ブッシュ10の車両前後方向剛性K1と同等となるまで近づける、すなわち(K1/K2) <(K2/Kc)、好ましくは(K2/K1)≒1とするほど、つまり第2弾性ブッシュ12の車両前後方向剛性K2を高剛性とすると後側ロアリンク5の振動減少効果が大きくなり、車体側への振動伝達をより小さくすることが出来る。
ここで、上記剛性バランスについて、K1:K2:Kc=6:6:1とした場合について、K1=K2=Kcとした場合とシミュレーションで比較したところ、フロア前後振動の振動ピークが33%低減することを確認している。即ち、上述よりも振動低減効果が大きいことを確認している。
またこのように、前後方向の入力に対しコネクトブッシュ20、21が撓むことで吸収し、コネクトブッシュ20、21のゴムの特性により減衰も得られるため、前後方向入力に対する振動の収まりが良い。
ここで、上記突起乗り越し時のコネクトブッシュ20,21の揺動について、捩れに対しては、主として車輪側のコネクトブッシュ20で上下方向への揺動変位が大きく発生し、剪断に対して両コネクトブッシュ20,21車幅方向の揺動変位が発生して、上記振動を吸収する。
即ち、車輪1への前後方向入力に対しコネクトブッシュ20、21が撓むことで、サスペンションの前後方向入力の剛性を低く設定できるので、2本のロアリンク4、5同士を連結して当該2本のロアリンク4、5で車輪1への前後方向の入力を受けるようにしても、路面不整によるショック低減のために、2本のロアリンク4、5の車輪側取付け点P2、P4及び車体側取付け点P1、P3を構成する取付けブッシュ9〜12の剛性を低く設定する必要がない。
なお、車輪1への横方向入力は、2本のロアリンク4、5に対し略リンク軸線L1、L2方向に掛かるので、コネクトブッシュ20、21の剛性を低く設定してもアクスル2の横剛性を低くすることはない。この結果、前後方向の低剛性化と横方向の高剛性化の両立が可能で、乗り心地と操縦安定性をより高いレベルで両立することができる。
ここで、取付けブッシュ9の車両前後方向剛性は、第1弾性ブッシュ10の車両前後方向剛性K1よりも高くても低くても構わない。ただし、取付けブッシュ9の車両前後方向剛性は、コネクトブッシュ20,21の車幅方向剛性Kcよりも高い方が良い。
制動などによって、車輪1の接地面に対し車両前後方向後方向への入力があると、2本のロアリンク4、5の車輪側取付け点P2、P4はともに車両前後方向後方にほぼ同量だけ揺動変位するが、その2本におけるロアリンク4、5の車輪側取付け点P2、P4の車両横方向変位の差によってトーイン方向のトー変化がついて、制動時の安定性が向上する。
(1)上記実施形態は、図3のようにブッシュ軸が車両前後方向若しくは略車両前後方向を向くブッシュに対し剛性硬化機構を設ける場合を例示している。ブッシュ軸を上下方向に配置出来る場合には、図7のように、内筒10bを挟んだ車両前後方向位置の弾性体10c部分に対し、弾性体10cよりも剛性が高い中間板10gを配置することで、車両前後方向の剛性を高める。この場合には、中間板10gが剛性硬化機構となる。
(2)取付けブッシュ9に対しても剛性硬化機構を採用して車両前後方向の剛性を高めても良い。
(6)また、図8のように、後側ロアリンク5のリンク軸線L2側でコネクトブッシュ20,21を介して両ロアリンク4,5を連結しても良い。
(7)また、2本のロアリンク4、5の連結するコネクトブッシュは、2箇所に限定されず3箇所以上あっても良い。
(10)また、取付け点P1とP3の車両前後方向のスパンと取付け点P2とP4のスパンが等しくても、つまり2本のロアリンク4,5が平行に配置されていても良い。
2 アクスル(車輪支持部材)
3 サスペンションメンバ(車体側部材)
4 前側ロアリンク
5 後側ロアリンク
6 リンク本体部
7 張出部
8 アッパリンク
10 第1弾性ブッシュ
12 第2弾性ブッシュ
10a 外筒
10b 内筒
10c 弾性体
10d 外向きフランジ
10e 環状部材
10f 弾性体
10g 中間板
20,21 コネクトブッシュ
20d スグリ
Claims (6)
- 車輪を回転自在に支持する車輪支持部材の下部領域と車体側部材とを弾性ブッシュを介して連結する2本のロアリンクである第1ロアリンクと第2ロアリンクとが車両前後方向に並んで配置される後輪用サスペンション装置であって、
上記第1ロアリンクから第2ロアリンクに向けて張り出す張出部と、その張出部と第2ロアリンクとを揺動可能に連結する弾性ブッシュとを備え、
上記張出部と第2ロアリンクとを連結する弾性ブッシュをコネクトブッシュと、上記第1ロアリンクと車輪支持部材とを連結する弾性ブッシュを第1弾性ブッシュと、第1ロアリンクと車体側部材とを連結する弾性ブッシュを第2弾性ブッシュと、呼称した場合に、
コネクトブッシュの車幅方向剛性は、第1弾性ブッシュ及び第2弾性ブッシュの車両前後方向剛性よりも低いことを特徴とする後輪用サスペンション装置。 - 第1弾性ブッシュの車両前後方向剛性は、第2弾性ブッシュの車両前後方向剛性よりも高いことを特徴とする請求項1に記載した後輪用サスペンション装置。
- 第1弾性ブッシュの車両前後方向剛性をK1,第2弾性ブッシュの車両前後方向剛性をK2,コネクトブッシュの車幅方向剛性をKcとしたときに、下記(1)式を満足するように第2弾性ブッシュの車両前後方向剛性K2を設定したことを特徴とする請求項2に記載した後輪用サスペンション装置。
(K1/K2) <(K2/Kc)・・・(1) - 上記第1弾性ブッシュ及び第2弾性ブッシュのうち少なくとも第1弾性ブッシュは、車両前後方向剛性を高くする剛性硬化機構を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した後輪用サスペンション装置。
- 上記剛性硬化機構を備える弾性ブッシュは、内筒及び外筒との間に弾性体が介装され、且つ、外筒よりも内筒の方が長いブッシュ構成となっていると共に、そのブッシュ軸が車両前後方向若しくは略車両前後方向に配置される後輪用サスペンション装置において、
上記剛性硬化機構は、上記外筒の軸方向端部に設けられた外向きフランジと、その外向きフランジよりもブッシュ軸方向外側に配置されて当該外向きフランジと対向する環状部材と、その外向きフランジと環状部材との間に介装された弾性体と、から構成されることを特徴とする請求項4に記載した後輪用サスペンション装置。 - コネクトブッシュの上下方向剛性を、当該コネクトブッシュの車幅方向剛性よりも小さく設定することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載した後輪用サスペンション装置。
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