JP5205797B2 - サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に用いられるサスペンション装置に関する。

従来の後輪用サスペンション装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。この装置では、車輪支持部材の下部領域と車体側部材とを連結すると共に車両前後方向に間隔をおいて配置される一対の剛体アームと、上記一対の剛体アームにそれぞれ剛結することで当該一対の剛体アーム間に架設される結合部材と、を備える。その結合部材は、車体側部材及び車輪支持部材への連結部を含む面に平行な方向に変形可能なような、車両前後方向に延在する平板形状の鋼板から構成される。
これにより、車輪を支持する前後剛性を下げることと、その際のトー特性の適正化を図っている。
特開昭６２−２３４７０５号公報

車輪は乗り心地等を考慮して、ある程度変位することが必要であるが、変位量が大きくなり過ぎると、弊害が生じるため、大きな変位を規制する必要がある。
しかし上記従来技術では、結合部材の撓み変形量を規制するものがないので、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。

上記課題を解決するために、本発明は、車輪支持部材と車体側部材とにそれぞれ個別の連結部で連結すると共に車両前後方向に並んで配置される２本のリンクを、２以上の弾性連結部によって揺動可能に連結し、その２以上の弾性連結部の一つを、２つのリンクの一方のリンクにおける車輪支持部材への連結部を介して当該一方のリンクに連結し、上記第１リンクは、上記第２リンクとは別の連結部で車輪支持部材に連結する第１リンク本体とその第１リンク本体から第２リンクに向けて張り出す張出部とを備え、その張出部と第２リンクとを上記弾性連結部で連結する。

本発明によれば、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出来る。

次に、本発明の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）
本サスペンション装置は、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２本のロアリンク４、５は、アクスル２に対し、それぞれ１つのブッシュ９、１０によって上下揺動可能な状態で取り付けられると共に、サスペンションメンバ３に対してもそれぞれ１つのブッシュ１１、１２によって上下揺動可能な状態に連結している。アッパリンク８も、アクスル２に対し、１つのブッシュ１３によって上下揺動可能な状態で取り付けられると共に、サスペンションメンバ３に対しても１つのブッシュ１４によって上下揺動可能な状態に連結している。

上記２本のロアリンク４、５は、車両前後方向で並ぶように配置されると共に、相互に所定範囲でのみ揺動可能に連結される。上記２本のロアリンク４、５を区別して説明する場合には、車両前後方向前側のロアリンク４を前側ロアリンク４と、車両前後方向後側のロアリンク５を後側ロアリンク５と呼ぶことにする。
また、上記各ブッシュ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、外筒がリンク４、５、８の端部に固定されると共に、内筒が、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に取り付けられている。

上記前側ロアリンク４はリンク軸線Ｌ１に沿って直線状に延びる棒状の部材であって、その両端取付け部に上記構成のブッシュ９、１１がそれぞれ設けられている。
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、上記張出部７は、例えば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。

その張出部７における前側ロアリンク４に車両前後方向で対向する先端部は、車幅方向にオフセットして配置された２個のブッシュ２０、２１を介して前側ロアリンク４に連結している。
以下の説明では、２本のロアリンク４、５同士を連結するブッシュ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とを連結するブッシュ９〜１２を取付けブッシュ９〜１２と呼称する。

上記２つのコネクトブッシュ２０、２１は、上面視において、軸を略車両前後方向に向けて配置される。ここで、２つのコネクトブッシュ２０、２１を区別する場合には、車輪側のコネクトブッシュ２０を車輪側コネクトブッシュ２０と、車体側のコネクトブッシュ２１を車体側コネクトブッシュ２１と呼称する。
上記車体側コネクトブッシュ２１は、外筒が、前側ロアリンク４の軸方向中途位置に固定されると共に、内筒が、取付けボルトを介して張出部７に固定されている。

また、車輪側コネクトブッシュ２０は、前側ロアリンク４の車輪側端部に配置された取付けブッシュ９を介して、前側ロアリンク４に連結する。ここで、前側ロアリンク４の車輪側端部に配置された取付けブッシュ９を、第１取付けブッシュ９と呼称する。
上記車輪側コネクトブッシュ２０の第１取付けブッシュ９を介した前側ロアリンク４への連結は、例えば、上記車輪側コネクトブッシュ２０と上記第１取付けブッシュ９とが共締めにてアクスル２に取り付けられることで、実現される。

次に、その車輪側コネクトブッシュ２０と上記第１取付けブッシュ９とのアクスル２に対する共締め構造について説明する。
第１取付けブッシュ９は、上述のように、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。その第１取付けブッシュ９は、図２のように、外筒９ａが前側ロアリンク４の車輪側端部に固定されると共に、内筒９ｂが、ボルト３１を介して、アクスル２に設けられたコ字状のブラケット３０に対し、両持ち状態で取り付けられる。すなわち、コ字状のブラケット３０は、車両前後方向に並ぶ２つの側壁部３０ａを備える。その２つの側壁部３０ａの間に第１取付けブッシュ９が配置され、内筒９ｂを貫通する取付けボルト３１が上記２つの側壁部３０ａに固定される。図２中、符号３１ａはボルトの頭部を、符号３２はボルト３１の軸部に螺合するナットを表す。

ここで、上記第１取付けブッシュ９の内筒９ｂは、後側ロアリンク５側に突出して、車輪側コネクトブッシュ２０の内筒も兼ねる。
上記張出部７における、車両前後方向前方の車輪側前部分（以下、張出前端部７ａと呼ぶ。）が、上記コ字状のブラケット３０内に配置される。その張出前端部７ａに上記内筒９ｂと同心の環状の穴が開孔していることで、当該張出前端部７ａに、車輪側コネクトブッシュ２０の外筒部２０ａが形成されている。

その外筒部２０ａの穴径は、上記第１取付けブッシュ９の外筒９ａの内径と等しいか略等しく設定されている。なお、外筒部２０ａの穴径は、上記第１取付けブッシュ９の外筒９ａの内径と異なっていても良い。要は、外筒部２０ａの端面が第１取付けブッシュ９の外筒９ａとブッシュ軸方向（車両前後方向）で対向していればよい。そして、その外筒部２０ａと内筒９ｂとの間に、ゴム材からなるコネクト側の弾性体２０ｃが介装されている。このコネクト側の弾性体２０ｃは、筒形状をしており、内径面が上記内筒９ｂを圧入可能な形状及び径に設定されている。なお、内筒９ｂに対し、コネクト側の弾性体２０ｃがスライド可能に組み付けられても良い。

また、コネクト側の弾性体２０ｃの外径面には、上記外筒部２０ａを嵌め込み可能な環状の凹部２０ｄが形成され、その凹部２０ｄに上記外筒部２０ａが嵌め込まれて、相対的に、当該コネクト側の弾性体２０ｃが上記外筒部２０ａである張出前端部７ａに組み付けられる。そのコネクト側弾性体２０ｃは、上記外筒部２０ａよりも軸方向長さが長く、第１取付けブッシュ９側は、その第１取付けブッシュ９の外筒内に圧入可能な径と凸部２０ｅとなっている。

そして、図３のように、上記弾性体２０ｃの凸部２０ｅを上記第１取付けブッシュ９の外筒９ａと内筒９ｂとの間に圧入して組み込むことで、車輪側コネクトブッシュ２０は、第１取付けブッシュ９を介して前側ロアリンク４に連結している。
またこのとき、外筒部２０ａの両側に位置する弾性体部分２０ｆが、当該外筒部２０ａと第１取付けブッシュ９の外筒９ａとの間に介在する構成となる。
以上のように、前側ロアリンク４と後側ロアリンク５とは、弾性連結部であるコネクトブッシュ２０、２１によって三次元的に揺動可能に連結されると共にその揺動量も、コネクトブッシュ２０，２１の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されている。

なお、コネクトブッシュ２０，２１の剛性は、取付けブッシュ９〜１２の剛性よりも低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。コネクトブッシュ２０、２１が弾性連結部を構成する。後側ロアリンク５が第１リンクを、前側ロアリンク４が第２リンクを構成する。外筒部２０ａは、車輪側コネクトブッシュ２０の外筒を構成する。第１取付けブッシュ９は、第２リンクの車輪支持部材への連結部を構成する。
（作用効果）
（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、２本のロアリンク４、５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。

その結果、路面の不整による、車輪１への前後方向入力（ホイールセンタＷ／Ｃヘの前後入力）に対し、弾性連結部を構成するコネクトブッシュ２０、２１の弾性体が撓むことにより、当該コネクトブッシュ２０，２１において、外筒に対して内筒が相対的に多少車両前後方向に揺動しつつ、車幅方向に揺動変位する。この結果、上面視における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の４点を結ぶ略台形形状が変化して、連結された２本のロアリンク４、５で支持されるアクスル２の車両前後方向の剛性が低く設定されている。このため、特に突起乗り越し時のショックが低減されるなど、乗り心地が向上する。

また、コネクトブッシュ２０、２１は、所定以上弾性体が撓むとそれ以上揺動することがないので、別の部材を設けなくても、必要以上に揺動することが防止される。
また、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。また、ロアリンク４、５は強度を満足するように設計しても、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ため、設計自由度を大きくすることが可能となる。

（２）またこのように、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。すなわち、当該ロアリンク４、５の取付けブッシュ９〜１２の剛性を高く設定可能である。従って、上記ロアリンク４、５の取付けブッシュ９〜１２の剛性を高く設定することで、アクスル２の横方向剛性（車幅方向の剛性）を高くすることができ、またこのことはキャンバ剛性を高くすることにも繋がる結果、操縦安定性を向上することができる。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。

（３）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されると、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と共に、前側ロアリンク４には下方に向かう力が作用することで、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される。

このような車輪１への車両前後方向入力に対し、車幅方向に離れたコネクトブッシュ２０、２１の剛性について、上下方向の剛性を高く設定すれば、２本のロアリンク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。
逆に、コネクトブッシュ２０、２１の上下剛性を低く設定すれば、２本のロアリンク４、５にワインドアップ方向の入力があったときに、積極的にコネクトブッシュ２０，２１が撓み変形を繰り返すことで振動エネルギーを吸収して、サスペンションから車体側に伝達される振動を低減することも可能となる。

（４）また、本実施形態では、２つのロアリンク４，５を揺動可能に連結する２点（コネクトブッシュの設定位置）のうち、車輪側の連結点（車輪側コネクトブッシュ２０）を、前側ロアリンク４のアクスル２への連結点を構成する第１取付けブッシュ９と共締めする構造としている。
このため、車体側コネクトブッシュ２１は、部品点数の削減を考えるほど片持ち支持の取付け構造となりやすいが、車輪側コネクトブッシュ２０は、ボルト３１の両側がブラケット３０を介してアクスル２に支持される両持ち支持の取付構造（図２参照）となる。このため、車体側コネクトブッシュ２１による張出部７と前側ロアリンク４との連結構造に比べて、車輪側コネクトブッシュによる連結構造を、軽量化することが容易となる。
また、共締め構造とすることで、ボルトなどが第１取付けブッシュ９と共有化されるなどによって部品点数の削減に繋がる。
このような結果、車両の軽量化および部品点数の削減が図ることができる。

（５）また、車輪側コネクトブッシュ２０を第１取付けブッシュ９と共締め構造にしても、車輪側コネクトブッシュ２０の外筒部２０ａと第１取付けブッシュ９の外筒９ａとの間に弾性体部分２０ｆが配置されることで、前側ロアリンク４に対して張出前端部７ａが確実に揺動することが可能となる。この結果、前述のような低いサスペンション前後剛性が実現できる。
なお、本実施形態では、図２のように、側壁部３０ａと外筒部２０ａとの間にも弾性体部分が介在することで、より揺動可能となっている。

（６）また、２本のロアリンク４，５の連結点を１点だけで弾性的に連結した場合には、２つのロアリンク４，５が相対的に大きく捩れる等の相対変位をするおそれがある。これに対し、本実施形態では、車幅方向にオフセットした２点で弾性的に連結することで、２つのロアリンク４，５を弾性的に連結しても、２つのロアリンク４，５の相対的な変動を所定の範囲に抑えることが出来ると共に、各連結点での負荷を小さくすることが出来る。
特に、車輪側の連結点が、前側ロアリンク４の車輪側端部若しくはその近傍に位置することから２つのコネクトブッシュ２０，２１間の間隔を大きくとることができ、その分だけ、捩れ方向の相対変位に対する各コネクトブッシュ２０，２１の負荷を低減することが可能となる。

（応用）
（１）上記前側ロアリンク４に対して、図４に示すように、上下に軸を向けたサスペンションスプリング若しくはダンパの少なくとも一方の下部が取り付けられ、その下部は、上面視において、前側ロアリンクのリンク軸線と重なるように配置されている。図４中、符号３５が、サスペンションスプリング若しくはダンパの少なくとも一方の下部を前側ロアリンクに取り付けるためのブッシュを例示している。

一般に、荷室を広く確保するためには、サスペンションスプリングやダンパの下部取付け点は、アクスル上ではなく、下部領域にあるロアリンクに配置することが有効である。
そして、上述のように、２つのコネクトブッシュ２０，２１間の間隔を大きくとれることから、限られたリンク長さの中で、前側ロアリンク４に対しサスペンションスプリングやダンパを配置することができる自由度が増える。また、前側ロアリンク４にサスペンションスプリングやダンパの下部取付け点を配置することで、所定の大きさの荷室を確保することが可能となる。

またこのとき、サスペンションスプリングやダンパからの反力は、前側ロアリンク４に入力されて、２つのコネクトブッシュ２０，２１に入力しないか入力を小さく抑えられる。この結果、コネクトブッシュ２０，２１の弾性体として剛性が低いものを使用することが可能である。
なお、張出部７を備える後側ロアリンク５側に、ダンパなどを配置した場合には、配置位置によっては、後側ロアリンク５を、車幅方向からみて回転させる方向の反力がダンパなどによって作用し、２つのコネクトブッシュ２０，２１への入力が増える場合がある。

（２）上記実施形態では、第１取付けブッシュ９の内筒９ｂが車輪側コネクトブッシュ２０を兼ねる構成となっているが、第１取付けブッシュ９の内筒と車輪側コネクトブッシュ２０の内筒とが別体となっていても良い。内筒が一体であっても別体であっても、ボルト３１で一緒に内筒を貫通させることで、第１取付けブッシュ９の内筒と車輪側コネクトブッシュ２０の内筒とは同軸に配置される。

また、上記実施形態では、図２のように、車輪側コネクトブッシュ２０の弾性体２０ｃを一方の側壁部３０ａに当接した構成を例示しているが、内筒９ｂを車両前後方向後方に長くして、無負荷状態では、車輪側コネクトブッシュ２０の弾性体２０ｃと一方の側壁部３０ａとを非接触状態として、車輪側コネクトブッシュ２０の剛性を更に下げても良い。
また、上記実施形態では、車輪側コネクトブッシュ２０の弾性体２０ｃと、第１取付けブッシュ９の弾性体９ｃとが直接当接する構成を例示しているが、車輪側コネクトブッシュ２０と第１取付けブッシュ９との間に、少なくとも車輪側コネクトブッシュ２０の外筒部２０ａと第１取付けブッシュ９の外筒９ａとの間に介在する、環状の第３の弾性体を配置しても良い。

（３）図５及び図６に、第１取付けブッシュ９と車輪側コネクトブッシュ２０を結合する共締め構造の別例を示す。
この例では、第１取付けブッシュ９の弾性体９ｃを車両前後方向後方に延長して、第１取付けブッシュ９と車輪側コネクトブッシュ２０の弾性体を一体構造としたものである。
すなわち、図６のように、延長した部分の弾性体９ｃに対して、外筒部２０ａを嵌め込むための嵌合用の環状凹部２０ｄを形成し、その凹部２０ｄに外筒部２０ａを嵌め込んで組み付ける。
このような構成であっても、上記旺盛と同様な作用効果を奏することが可能となる。また、弾性体９ｃが一つとなって、部品点数の削減に繋がる。

（４）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が、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。
（５）また上記実施形態では、車体側コネクトブッシュ２１の軸が、略車両前後方向に向くように配置しているが、これに限定しない。コネクトブッシュ２１の軸を、例えば車幅方向やリンク軸線Ｌ１に沿って配置したりしても良い。

（６）また上記実施形態では、後側ロアリンク５に対し、車両前後方向前側に張り出す張出部７を設けることで、２本のロアリンク４、５の連結部を、前側ロアリンク４側に配置しているが、これに限定されない。
前側ロアリンク４に対し車両前後方向後側に張り出す張出部を設け、２本のロアリンク４、５の連結部を、上面視で後側ロアリンク５側に配置しても良い。この場合でも、車輪側コネクトブッシュを、後側ロアリンク５のアクスル２への連結部である取付けブッシュ１０と共締めすればよい。

（７）２本のロアリンク４、５の弾性連結部を構成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。
（８）また、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を例示しているが、２本のリンクは、アッパリンクその他のリンクであっても良い。
（９）また、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が、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。

本発明に基づく実施形態に係る後輪用サスペンション装置を示す上面図である。 車輪側コネクトブッシュの取付け構造を示す上面図である。 車輪側コネクトブッシュの取付け構造を示す分解した図である。 ダンパなどの取付け位置を説明する上面図である。 車輪側コネクトブッシュの別の取付け構造を示す上面図である。 車輪側コネクトブッシュの別の取付け構造を示す分解した図である。

符号の説明

１ 車輪
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
７ａ 張出前端部
８ アッパリンク
９ 第１取付けブッシュ
９ａ 外筒
９ｂ 内筒
９ｃ 弾性体
２０ 車輪側コネクトブッシュ
２０ａ 外筒部（外筒）
２０ｃ コネクト側の弾性体
２０ｄ 凹部
２０ｅ 凸部
２０ｆ 弾性体部分
２１ 車体側コネクトブッシュ
３０ ブラケット
３０ａ 側壁部
３１ ボルト

Claims (4)

1. 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にそれぞれ個別の連結部で連結する２本のリンクである第１リンクと第２リンクとが車両前後方向に並んで配置されるサスペンション装置であって、
   上記第１リンクの車輪支持部材への連結部及び車体側部材への連結部を通過するリンク軸線は、平面視で上記第２リンクと非交差状態となっていると共に、上記第２リンクの車輪支持部材への連結部及び車体側部材への連結部を通過するリンク軸線は、平面視で上記第１リンクと非交差状態となっており、
   上記第１リンクと第２リンクとを揺動可能に連結する２以上の弾性連結部を備え、その２以上の弾性連結部の一つは、上記第２リンクの車輪支持部材への連結部を介して、当該第２リンクに連結し、
   上記第１リンクは、上記第２リンクとは別の連結部で車輪支持部材に連結する第１リンク本体とその第１リンク本体から第２リンクに向けて張り出す張出部とを備え、その張出部と第２リンクとを上記弾性連結部で連結することを特徴とするサスペンション装置。
2. 上記第２リンクに対し、サスペンションスプリング及びダンパの少なくとも一方の下部が取り付けられ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。
3. 車輪支持部材に対して第２リンクの車輪側端部がブッシュを介して連結するサスペンション装置において、
   上記弾性連結部をブッシュで構成し、
   上記第２リンクのブッシュを取付けブッシュと、上記弾性連結部を構成するブッシュをコネクトブッシュと、呼称したとき、
   上記取付けブッシュとコネクトブッシュとを共締めによって結合することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したサスペンション装置。
4. 上記ブッシュは、入れ子状に配置された内筒と外筒との間に弾性体が介装されて構成され、
   取付けブッシュの内筒とコネクトブッシュの内筒とを同軸に配置すると共に、取付けブッシュの外筒とコネクトブッシュの外筒との間に弾性体を介装することを特徴とする請求項３に記載したサスペンション装置。

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