JP4998294B2 - サスペンション装置 - Google Patents
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Description
しかし上記従来技術では、板材からなる結合部材の撓み変形量を規制するものがない。したがって、別途、前後方向の変位を規制する手段が必要となる。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、車輪を支持する前後剛性を下げつつ、車輪の大変位を規制することを課題としている。
そして、上記2本のリンクの少なくとも一方は板部材から構成し、且つその板部材を成型して、上記弾性部材の取付け部となる成型部を設けた。
また、2つのリンクの少なくとも一方に張出部を設けることで、2本のリンク間を近づけることが可能となる。そして、近接した部位で上記弾性部材を配置することで、弾性部材の変形量を抑えることが出来る。これにより、車輪の大変位を規制することが出来る。
以上のことから、車輪を支持する前後剛性を下げつつ、車輪の大変位を規制することができる。
また、2本のリンクの少なくとも一方を板部材を成型して構成することで、リンクの軽量化を図ることが可能となる。
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る。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。図3は、後述するコネクトブッシュによる連結構造及び成型部の構成を説明する断面図である。
(構成)
本実施形態のサスペンション装置は、2本のロアリンク4、5と、アッパリンク8とを備える。
上記2本のロアリンク4、5は、アクスル2の下部領域とサスペンションメンバ3との間を連結する。アクスル2は、車輪1を回転自在に支持する。また、サスペンションメンバは車体側部材を構成し、車体フレーム(不図示)に弾性支持される。
アッパリンク8は、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。
上記各弾性ブッシュ9〜14は、入れ子状に配置した外筒と内筒との間にゴム体からなる弾性体を介装して構成する。本実施形態では、外筒側を、リンク4、5、8の端部に固定すると共に、内筒側を、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に取り付けている。なお、内筒は外筒よりも長い。
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、張出部7とから構成する。張出部7は、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ている。なお、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。また、外周縁部が上方に立ち上がるように曲げ加工を施すことで剛性を稼いでいる。
以上の説明のように、上記張出部7を設けることで、張出部7先端と前側ロアリンク4とが近接し、その近接部位において、2本のロアリンク4、5は、弾性部材を介して連結した構成となる。
以上の構造によって、前側ロアリンク4と後側ロアリンク5とは、連結部である弾性ブッシュ20、21によって三次元的に揺動可能に連結すると共に、その揺動量も外筒と内筒と間のスパンや弾性体の剛性などによって一定に規制している。
またこのように、後側ロアリンク5と比べて、前側ロアリンク4を、車体側取付け点P1、P3に対する車輪側取付け点P2、P4について、車両前後方向後方に大きくオフセットするように設定する結果、2本のロアリンク4、5の両リンク軸線L1、L2の交点P5は、上面視において、車輪1の中心(ホイールセンタW/C)よりも車両前後方向後方に位置する。
また本実施形態では、2本のロアリンク4、5の連結部を構成する弾性ブッシュ20、21は、上述のようにブッシュ軸を略車両前後方向に向ける。
ここで、2本のロアリンク4、5同士を連結する弾性ブッシュ20、21を、コネクトブッシュ20、21と呼称する。また、ロアリンク4、5と、アクスル2及びサスペンションメンバ3とを連結する弾性ブッシュ9〜12を、取付けブッシュ9〜12と呼称する。
前側ロアリンク4は、2枚の板部材4A、4Bを備え、その2枚の板部材4A、4Bによって、内部に中空部を有する閉断面形状に加工してある。すなわち、その2枚の板部材4A、4Bをそれぞれ、断面コ字状(凹形状)にプレス成型する。そして、その2枚の板部材4A、4Bを、凹側を対向した状態に配置し、更に、その2枚の板部材4A、4Bの先端部(合わせ部)同士を溶接によって結合して、閉断面構造とする。
上記前側ロアリンク4におけるコネクトブッシュ20、21の取付け部について、説明する。
上記一対の壁部4Aa、4Baには、同軸にブッシュ取付け用の貫通穴4Ab、4Bbが開口している。その一対の貫通穴4Ab、4Bbをカラー30が貫通している。カラー30は、予め、上記一対の壁部4Aa、4Baに溶接によって固定してある。
板部材からなる張出部7の先端部の上面に対して、取付け板部材33を設ける。取付け板部材33は、断面倒立U字形状にプレス成形して構成する。その断面倒立U字形状の下端部を、上記張出部7の上面に溶接によって固定する。
その取付け板部材33に、パイプナット32を溶接にて固定する。すなわち、上記取付け板部材33は、車両前後方向で対向する一対の板部33a、33bを備える。その一対の板部33a、33bの間に、上記パイプナット32を配置する。つまり、パイプナット32の鍔部を、一対の板部33a、33bにおける前側ロアリンク4側の板部33aの内面側に当接した状態で、パイプナット32の軸を、一対の板部33a、33bにおける前側ロアリンク4から離れた側の板部33bに開口した穴に固定する。
これによって、近接する、前側ロアリンク4と張出部7先端部とが、コネクトブッシュ20、21を介して揺動可能に連結する。
また、前側ロアリンク4に設けた、コネクトブッシュ20、21の取付け部が、成型部を構成する。また、前側ロアリンク4が第1のリンクを構成し、後側ロアリンク5が第2のリンクを構成する。上記倒立U字形状の取付け板部材33は、固定部を構成する。
(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。
(2)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、その近接部位をコネクトブッシュ20、21によって連結することで、所定の揺動範囲内でのみ揺動可能に構成する。この結果、車輪1への車両前後方向の入力に対して、連結部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した状態となる。
また、前後方向の入力を、コネクトブッシュ20、21が撓むことで吸収し、また、コネクトブッシュ20、21のゴムの特性により減衰も得ることが出来る。この結果、前後方向入力に対する振動の収まりが良い。また、コネクトブッシュ20、21の剛性によって前後方向の剛性が決まる。したがって、ロアリンク4、5は強度を満足するように設計しても、設計自由度を大きくすることが可能となる。
したがって、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の方向に掛かる。したがって、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。
また、鋳造品で構成した場合と比較してコスト低減に繋がる。すなわち、量産車への適用が容易となる。
(5)なお、後側ロアリンク5のリンク本体部6及び張出部7についても板部材をプレス成形して構成しても良い。この場合には、さらに軽量化を図ることが出来る。例えば、リンク本体部を、板部材から中空形状にプレス成形する。
上記実施形態では、張出部7も板部材で構成し、コネクトブッシュ20、21を連結するための固定部も板部材33で構成する場合を例示している。
(8)また、上面視において、連結された2本のロアリンク4、5のリンク軸線L1、L2の交点P5をアクスル2よりも車幅方向外方に設定している。つまり、車両前後方向における、車輪側取付け点P2、P4間のスパンが車体側取付け点P1、P3間のスパンより狭く設定している。この結果、次の作用効果を奏する。
制動などによって、車輪1に対し車両前後方向後方向への入力がある場合を考える。この場合には、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。このとき、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発生する。これによって、制動時の安定性が向上する。
制動操作などによって車輪1の接地面に対し車両前後方向の制動力が入力する。すると、その入力によってワインドアップ方向のモーメントが発生する。このモーメントによってアクスル2に連結する後側ロアリンク5には上方に向かう力が作用する。さらに、前側ロアリンク4には下方に向かう力が作用する。この結果、両ロアリンク4、5の連結部であるコネクトブッシュ20、21にも上下方向の力が入力する。このとき、上述のようにコネクトブッシュ20、21の上下方向の剛性を高く設定している。したがって、両ロアリンク4、5を弾性部材を介して連結しても、ワインドアップ方向の剛性を高くすることが可能となる。
また上述のように、コネクトブッシュ20、21の車幅方向の横剛性を低く設定する。これによって、アクスル2の前後並進方向の剛性が低く設定している結果、両者の作用効果から、乗り心地の改善と制動時の安定性の向上との両立や、振動の低減ができる。
(1)上記構成では、プレス成形した2枚の板部材4A、4Bを、車両前後方向から対向配置して、閉断面構造を形成している。これに代えて、一枚の板部材を上方若しくは下方に開口した断面コ字状の形状に成型することで、車両前後方向で対向する一対の壁部を備えた成型部構造としても良い。但し、リンク剛性を稼ぐために、別途、補強用の板部材を配置することが好ましい。
上記成型部は、一枚若しくは複数枚の板部材を成型して、対向する一対の壁部を備えた中空部構造とすればよい。即ち、ブッシュを取り付けるための一対の壁部を形成するように、板部材を成型して構成する。
図5に示す構造は、一対の壁部4Aa、4Baに形成した貫通穴4Ab、4Bbにバーリング加工を施して、各貫通穴の開口端部にバーリング4Ac、4Bc(フランジ)を形成している。そして、そのバーリング4Ac、4Bcに対し、コネクトブッシュ20、21の外筒20b、21bを固定する。
上記構成では、バーリング4Ac、4Bcによって、コネクトブッシュ20、21の外筒20b、21bとの接触面積を稼ぐことが出来る。
これによって、カラー30を省略することが出来る。この結果、軽量化、及び部品点数の削減を図ることが出来る。
すなわち、パイプ材からなる板部材34を、ハイドロフォームなどによる成型によって、所要の閉断面形状に成型する。図6では、パイプ材からなる板部材34を、断面四角形状に成型した場合を構成した場合を例示している。
そして、車両前後方向で対向する板部分を、対向する一対の壁部とする。そして、その一対の壁部にコネクトブッシュを取り付ける。
その他の構成は、上記実施形態と同様である。
この構成では、2枚の板部材同士における合わせ部の溶接が不要となる。この結果、部品点数の削減、軽量化を図ることが出来る。
その構成について説明する。
図7に示す実施例では、取付けボルト31の頭部31aの座面部分に鍔部(フランジ部)を設ける。そして、取付け板部33に対して取付けボルト31の頭部31aを固定する。
すなわち、板部材からなる張出部7の先端部の上面に対して、取付け板部材33を設ける。取付け板部材33は、断面倒立U字形状にプレス成形して構成する。その断面倒立U字形状の下端部を、上記張出部7の上面に溶接によって固定する。
これによって、近接する、前側ロアリンク4と張出部7先端部とが、コネクトブッシュ20、21を介して揺動可能に連結する。
上記構成にあっては、経時的な使用によってナット35のねじ山が潰れた場合に、ナット35だけを交換すればよい。即ち、保守性が向上する。
この場合には、前側ロアリンク4が、張出部を備えたリンクとなる。
また、少なくとも後側ロアリンク5を板部材を成型して構成する。そして、コネクトブッシュ20、21の外筒20b、21bを後側ロアリンク5に固定する構造とすれば良い。
効果は、上述の効果と同様である。
そして、各ロアリンク4、5の軸線上に1つずつ連結部を設定し、その2つの連結部にそれぞれ上記コネクトブッシュ20、21を配置する。なお、この場合であっても、車両正面視において、2つの連結部は、車幅方向に離して配置することが好ましい。
または、張出部7の先端部同士を、コネクトブッシュ20、21で連結する。
この場合には、前側ロアリンク4及び後側ロアリンク5の両方が、張出部7を備えたリンクとなる。
効果は、上述の効果と同様である。
(7)上記実施形態では、アッパリンク8を1本の棒状リンクから構成する場合を例示している。これに代えて、アッパリンク8は、2本以上あっても良いし、Aアームなど他の形状であっても良い。
(10)2つのロアリンク4、5の連結部は、ロアリンク4、5のリンク軸線L1、L2上に配置する必要は無い。例えば、2本のロアリンク4、5の中間位置に対して配置しても良い。
(12)上記実施形態では、車両前後方向に並ぶ2本のリンクとしてロアリンク4、5を例示している。これに代えて、2本のリンクは、アッパリンク8その他のリンクであっても良い。
(13)上記実施形態では、サスペンション装置として後輪用サスペンション装置を例示している。これに代えて、本願発明を適用するサスペンション装置は、前輪用サスペンション装置であっても良い。
次に、第2実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第1実施形態と同様な部材などについては同一の符号を付して説明する。
(構成)
第2実施形態の基本構成は、上記第1実施形態と同様である。但し、前側ロアリンク4の構造、およびコネクトブッシュ20、21を介した、前側ロアリンク4と張出部7の連結構造が異なる。
本実施形態の前側ロアリンク4は、図9及び図10に示すように、板部材36を車両前後方向後方に開放した断面コ字形状に成型する。即ち、一対の壁部36a、36bを上下に対向させる場合の例である。
上記一対の壁部36a、36bにはそれぞれ、ボルト穴が開口している。ボルト穴の径は、取付けボルト31の軸部31bよりも大きく、コネクトブッシュ20、21の内筒20a、21a外径よりも小さい。
また本実施形態のコネクトブッシュ20、21の基本構成は、上記第1実施形態と同様である。ただし、外筒20b、21bの一方の端部に外向きフランジを形成する。図9及び図10では、外向きフランジを上側に配置した例である。また、内筒20a、21aと外筒20b、21bとの間の弾性体20c、21cと一体となっている弾性体20d、21dが、上記外向きフランジの外面側にも配置した構成とする。この外向きフランジの外面側に位置する弾性体20d、21dを、ストッパ用弾性体20d、21dと呼ぶ。
そして、コネクトブッシュ20、21を、上記張出部7に設けたカラー38に対し、上側から圧入して取り付ける。さらに、上記第2の弾性体37を、外筒20b、21bの下端部から下方に張り出した内筒20a、21aの下端部外周に同軸に取り付ける。
ここで、図10では、コネクトブッシュ20、21の外筒20b、21bと、その外筒20b、21bの軸方向端部と対向する壁部内面との間の空間にそれぞれ、ストッパ用弾性体20d、21d若しくは第2の弾性体37を充填した場合を例示している。もっとも、多少の隙間が空いていても良い。充填した方が、軸剛性を高くなる。
また、上記ストッパ用弾性体20d、21d及び第2の弾性体37は、ストッパ用の弾性体を構成する。
(1)基本的な効果は、第1実施形態と同様である。
(2)本実施形態では、コネクトブッシュ20、21の内筒20a、21aを、対向する一対の壁部36a、36b間に架け渡した状態となる。即ち、コネクトブッシュ20、21、特に内筒20a、21aが前側ロアリンク4の補強部材となる。
この結果、前側ロアリンク4を開断面構造としても、その分、前側ロアリンク4の剛性を高く設定することが可能となる。即ち、ワインドアップに対する剛性を高く設定することが出来る。
一般に、弾性ブッシュは、軸方向の剛性が相対的に低い。これに対し、本実施形態の構造にあっては、ストッパ用弾性体20d、21d若しくは第2の弾性体37が、外筒20b、21bの上下方向への移動を拘束するストッパとなる。この結果、軸を上下に向けても上方剛性を高く設定出来る。
また、弾性体20c、21cにスグリなどを設けることで、コネクトブッシュ20、21の車幅方向などの剛性を低く設定することが可能となる。
(4)また、第2の弾性体37を別体とすることで、ストッパとしての弾性体を設けても、コネクトブッシュ20、21を簡易に組付け可能となる。
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
4A、4B 板部材
4Aa、4Ba 一対の壁部
4Ab、4Bb 貫通穴
4Ac、4Bc バーリング
36 板部材
36a、36b 一対の壁部
5 後側ロアリンク(張出部を備えたリンク)
6 リンク本体部
7 張出部
20、21 コネクトブッシュ(弾性ブッシュ)
20a、21a 内筒
20b、21b 外筒
20c、21c 弾性体
20d、21d ストッパ用弾性体
30 カラー
31 ボルト
31a 頭部
31b 軸部
32 パイプナット
33 取付け板部材(固定部)
35 ナット
37 第2の弾性体
38 カラー
Claims (8)
- 車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と車体側部材とを連結する2本のリンクを車両前後方向に並んで配置したサスペンション装置において、
上記2本のリンクの少なくとも一方のリンクに他方のリンクに向けて張り出す張出部を設けることで2本のリンクが互いに近接した近接部位を形成し、且つその2本のリンクの近接部位を弾性部材を介して連結し、
上記弾性部材で連結される2本のリンクの少なくとも一方は、板部材で構成し且つ少なくとも上記弾性部材を取り付ける取付け部を、少なくとも一部に凹形状を有する形状に成型した成型部としたことを特徴とするサスペンション装置。 - 上記弾性部材を、入れ子状に配置した内筒と外筒との間に弾性体を配置した弾性ブッシュンで構成し、
上記成型部は、対向する一対の壁部を備え、且つその一対の壁部を共に貫通するカラーを当該壁部に固定し、そのカラーに上記外筒を固定することを特徴とする請求項1に記載したサスペンション装置。 - 上記弾性部材を、入れ子状に配置した内筒と外筒との間に弾性体を配置した弾性ブッシュンで構成し、
上記成型部は、対向する一対の壁部を備え、且つその一対の壁部にそれぞれ同軸の貫通穴を形成すると共に、上記一対の貫通穴の開口端部にバーリングを形成し、
その一対の貫通穴に上記外筒を挿入して、当該外筒を上記バーリングに固定することを特徴とする請求項1に記載したサスペンション装置。 - 上記2本のリンクは、上記外筒を固定する第1のリンクと、上記内筒を、取付けボルトとナットとの締結で固定する第2のリンクとを備え、
第2のリンクに対し、取付けボルトの頭部を固定する固定部を設けると共に、取付けボルトの軸部が上記内筒内を貫通し、その取付けボルトの軸部先端部側にナットを締結することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載したサスペンション装置。 - 上記成型部を閉断面構造とすることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載したサスペンション装置。
- 上記リンクを構成する板部材をパイプ材とすることで、閉断面構造とすることを特徴とする請求項5に記載したサスペンション装置。
- 上記弾性部材を、入れ子状に配置した内筒と外筒との間に弾性体を配置した弾性ブッシュンから構成し、
上記成型部は、上下に対向配置する一対の壁部を配置した断面コ字状とし、
その一対の壁部間に軸を上下に向けて上記弾性ブッシュを配置して、内筒を対向する一対の壁部に固定すると共に、上記外筒と上記壁部との間の空間にストッパ用の弾性体を配置したことを特徴とする請求項1に記載したサスペンション装置。 - 車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と車体側部材とを連結する2本のリンクを車両前後方向に並んで配置し、上記2本のリンクの少なくとも一方のリンクに他方のリンクに向けて張り出す張出部を設けることで2本のリンクが互いに近接した近接部位を設けると共に、その2本のリンクの近接部位を弾性部材を介して連結する構造とする際に、
上記2本のリンクの少なくとも一方は板部材から構成し、その板部材を成型して、上記弾性部材の取付け部を設けたことを特徴とするサスペンション装置。
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