JP5408366B2

JP5408366B2 - 車両のサスペンション装置

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Publication number: JP5408366B2
Application number: JP2012555985A
Authority: JP
Inventors: 弘晃江口; 正顕田中
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2031-06-24
Also published as: JP2013532083A; CN102958718B; US8616567B2; DE112011102187T5; CN102958718A; WO2012001934A1; US20130113176A1; DE112011102187B4

Description

本発明は、車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、該車輪支持部材に一端部が取り付けられたラテラルリンクを有する左右輪のサスペンション部材と、該左右輪のサスペンション部材を連結するように設置されたサブフレームとを備えた車両のサスペンション装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、車輪支持部材と一体となった車両前後方向に伸びるトレーリングアームと、該トレーリングアームと平面視で鋭角をもって車幅方向に略平行に伸びる上下のラテラルリンクとによって車輪を懸架する車両用リヤサスペンション構造において、左右輪のサスペンション部材を連結するスタビライザを設け、該スタビライザのサスペンション部材への固定角度を、静止状態の上記上下のラテラルリンクによって構成される見かけ上の回転中心と上記トレーリングアームの軸支点を結んだ車輪の瞬間回転軸線に、スタビライザが略平行になるように設定することにより、該スタビライザとサスペンション部材との間にねじれが生じないようにして、その取付部分の信頼性を確保することが行われている。

特開２００２−４６４４３号公報

上記特許文献１に開示された車両用リヤサスペンション構造では、左右輪のサスペンション部材を連結するように設置されたサブフレームの下方にスタビライザを配設するとともに、該スタビライザの中央部分を支持するスタビライザ支持部を上記サブフレームの後方側に設置し、該サブフレームの後方側において上下方向に延びるように設置された固定ブラケットを介して上記スタビライザ支持部を車体に固定するように構成されている。しかし、上記スタビライザ用の固定ブラケットをサブフレームに干渉させることなく適正に設置することはレイアウト上の困難を伴うとともに、上記固定ブラケットによるスタビライザの支持状態が不安定になり易い等の問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、左右輪のサスペンション部材を連結するように設置されたサブフレームの剛性を簡単な構成で効果的に向上させることができるとともに、スタビライザを適正に設置してその機能を効果的に発揮することができる車両のサスペンション装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、本願発明は、車輪を回転可能に支持する車輪支持部材(1)と、該車輪支持部材(1)に一端部が取り付けられたラテラルリンク(5,6)を有する左右輪のサスペンション部材(2;7)と、該左右輪のサスペンション部材を連結するように設置されたサブフレーム(3)とを備えた車両のサスペンション装置であって、上記サブフレーム(3)は、車幅方向に延びるように設置されるとともに上記ラテラルリンク(5,6)の他端部を支持するラテラルリンク支持部(14,18)が設けられたクロスメンバ(31)と、該クロスメンバの車幅方向外端部から車両の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ(33)と、上記クロスメンバ(31)のラテラルリンク支持部(14,18)またはその近傍部分と上記サイドメンバ(33)との連結部を補強する左右一対の補強部材(35)とを有し、上記クロスメンバ(31)より垂直方向での高い位置に、スタビライザ(10)が設置され、上記スタビライザ(10)は車幅方向に延設するスタビライザ本体(49)と当該スタビライザ本体(49)の左右両端部から車両前後方向に延びる延設部(50)を備えており、上記スタビライザ本体(49)の左右両端部を回動可能に支持するスタビライザ支持部(47)が上記補強部材(35)に設けられ、上記延設部(50)の先端部が連結リンク(25)を介して上記左右のサスペンション部材(2;7)に連結されたことを特徴とする。

上記発明では、クロスメンバのラテラルリンク支持部またはその近傍部分と上記サイドメンバとの連結部を補強する補強部材を設けため、クロスメンバに設けられたラテラルリンク支持部の近傍部分と上記サイドメンバとの連結部を効果的に補強してサブフレームの剛性を充分に向上させることができる。また、上記クロスメンバより高い位置に、スタビライザ(10)が設置され、上記スタビライザ(10)は車幅方向に延設するスタビライザ本体(49)と当該スタビライザ本体(49)の左右両端部から車両前後方向に延びる延設部(50)を備えており、上記スタビライザ本体(49)の左右両端部を回動可能に支持するスタビライザ支持部(47)が上記補強部材(35)に設けられ、上記延設部(50)の先端部が連結リンク(25)を介して上記左右のサスペンション部材(2;7)に連結されたものである。従って、上記スタビライザ本体をクロスメンバに安定して支持できるとともに、スタビライザ本体の左右両端部のスタビライザ支持部と延設部との車幅方向のオフセット量（距離）を小さくできる。さらに、車両の旋回時にサスペンション部材に入力された荷重を上記連結リンクおよび延設部を介してスタビライザ本体に効率よく伝達し、該スタビライザ本体を確実に捩れさせて車体のロール変位を抑制するための反力を効果的に生じさせることができる。即ち、簡単な構成で上記スタビライザを適正位置に設置してその機能を効果的に発揮させることができるという利点がある。

本発明に係る車両のサスペンション装置の実施形態を示す斜視図である。上記サスペンション装置の平面図である。上記サスペンション装置の正面図である。上記サスペンション装置の側面図である。上記サスペンション装置の要部構造を示す斜視図である。補強部材の具体的構造示す斜視図である。図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。コーナリングフォースの作用状態を示す説明図である。旋回外輪の概略構成を示す斜視図である。本発明例における旋回外輪における応力の作用状態を示す平面図である。本発明例における旋回外輪のトーイン特性を示すグラフである。比較例における旋回外輪における応力の作用状態を示す平面図である。比較例における旋回外輪のトーイン特性を示すグラフである。車輪のバンプ量とトーイン角との対応関係を示すグラフである。車輪のバンプ量とキャンバー角との対応関係を示すグラフである。車輪のバンプ量とロールセンタ高との対応関係を示すグラフである。

図１〜図３は、本発明に係る車両のサスペンション装置の実施形態を示している。該サスペンション装置には、車両の後輪からなる車輪を回転可能に支持する鋳物材等からなる車輪支持部材１と、該車輪支持部材１を支持する左右輪のサスペンション部材２と、該左右輪のサスペンション部材２を連結するように車体後部に配設されたサブフレーム３とを有している。

上記サスペンション部材２は、一端部が車輪支持部材１に取り付けられたトレーリングアーム４と、車輪支持部材１に一端部が揺動可能に取り付けられるとともに車幅方向に延びるように設置されて他端部が車体に揺動可能に支持された上下一対のラテラルリンク５，６と、その後方側に配設されたロアリンク７と、上記車輪支持部材１に下端部が支持されたショックアブソーバ８と、上記ロアリンク７により下端部が支持されたサスペンション用スプリング９と、上記サブフレーム３の上方を通って車幅方向に延びるように設置されたスタビライザ１０とを備えている。

上記トレーリングアーム４は、車両の前後方向に延びるように設置された鋼板製のプレス成形品からなっている。そして、上記トレーリングアーム４の一端部（後端部）が、上記車輪支持部材１にボルト止めされるとともに、上記トレーリングアーム４の前端部（他端部）が、リヤサイドフレーム１１からなる車体フレームに、ゴムブッシュを介して弾性変位可能に支持されている。

図３〜図５等に示すように、上記ラテラルリンク５，６は、それぞれ車輪の回転軸Ｓを挟んでその上下に配設され、上方の第１ラテラルリンク５は、その一端部（車幅方向外端部）が、上記回転軸Ｓよりも前方側において車輪支持部材１の上部に設けられたラテラルリンク取付部１２にゴムブッシュ１３を介して弾性変位可能に取り付けられている。上記第１ラテラルリンク５の他端部（車幅方向内端部）は、サブフレーム３の上部に設けられたラテラルリンク支持部１４にゴムブッシュ１５を介して弾性変位可能に支持されている。

また、車輪の回転軸Ｓよりも下方に配設された第２ラテラルリンク６は、その一端部（車幅方向外端部）が、上記回転軸Ｓよりも前方側において車輪支持部材１の下部に設けられたラテラルリンク取付部１６にゴムブッシュ１７を介して弾性変位可能に取り付けられている。上記第２ラテラルリンク６の他端部（車幅方向内端部）は、上記サブフレーム３の下部に設けられたラテラルリンク支持部１８にゴムブッシュ１９を介して揺動可能に支持されている。

そして、上記車輪支持部材１に設けられたラテラルリンク取付部１２，１６は、側面視で上記回転軸Ｓの上下に所定間隔を隔てて配設され、かつ該回転軸Ｓよりも前方側において略同一の前後位置に配設されている。さらに、上記サブフレーム３に設けられたラテラルリンク支持部１４，１８も、同様に側面視で上記回転軸Ｓの上下に所定間隔を隔てて配設され、かつ上記車輪の回転軸Ｓよりも前方側において略同一の前後位置に配設されている。

上記ロアリンク７は、その一端部が（車幅方向外端部）が、車輪の回転軸Ｓよりも後方側において車輪支持部材１の下部に設けられた取付部２０にゴムブッシュ２１を介して弾性変位可能に取り付けられている。また、上記ロアリンク７の他端部（車幅方向内端部）は、後述するようにサブフレーム３の後方部に設けられたロアリンク支持部２２にゴムブッシュ２３を介して弾性変位可能に支持されている。

そして、上記ロアリンク７の取付部２０および支持部２２に設けられたゴムブッシュ２１，２３は、その硬度が最も高い第１硬度に設定されるとともに、上記第２ラテラルリンク６の取付部１６および支持部１８に設けられたゴムブッシュ１７，１９の硬度が最も低い第２硬度に設定され、かつ第１ラテラルリンク５の取付部１２および支持部１４に設けられたゴムブッシュ１３，１５の硬度が、上記第１硬度と第２硬度との中間の値に設定されている。

上記ロアリンク７には、サスペンション用スプリング９の下端部を支持する凹部２４が形成され、該凹部２４と、その上方に位置するリヤサイドフレーム１１との間にサスペンション用スプリング９が配設されるように構成されている。また、上記ロアリンク７には、スタビライザ１０の側端部に上下方向に配設された連結リンク２５の下端部が係止される係止部２６が設けられている（図５参照）。該スタビライザ１０の係止部２６は、上記サブフレーム３に設けられたラテラルリンク支持部１４，１８よりも車幅方向の内方側位置に配設されるとともに、上記連結リンク２５の下端部に設けられたボールジョイントが回動可能に支持されている。

上記ショックアブソーバ８は、車輪の回転軸Ｓよりも後方側において所定角度の前傾姿勢で上下方向に延びるように設置されている。そして、上記ショックアブソーバ８の下端部が車輪支持部材１にボルト止めされることにより剛体結合されるとともに、上端部がゴム製のインシュレータ等を介してストラットタワー（図示せず）からなる車体フレームに弾性変位可能に支持されている。

また、上記サブフレーム３は、図１および図２等に示すように、車輪の回転軸Ｓよりも前方側において車幅方向に延びるよう設置されたフロントクロスメンバ３１と、上記回転軸Ｓよりも後方側において車幅方向に延びるよう設置されたリアクロスメンバ３２と、その車幅方向外側方部から車両の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３３と、該サイドメンバ３３の車幅方向内方側において上記フロントクロスメンバ３１とリアクロスメンバ３２とを連結する左右一対の連結メンバ３４と、上記フロントクロスメンバ３１とサイドメンバ３３との連結部を補強する左右一対の補強部材３５とを備えている。

上記フロントクロスメンバ３１は、図３に示すように、正面視でその左側上部に設けられたラテラルリンク支持部１４と右側下部に設けられたラテラルリンク支持部１８とを連結するように斜め向きに延びる第１クロスメンバ３６と、右側上部に設けられたラテラルリンク支持部１４と左側下部に設けられたラテラルリンク支持部１８とを連結するように斜め向きに延びる第２クロスメンバ３７とを有し、該第１，第２クロスメンバ３６，３７が正面視でＸ状に交差するように構成されている。そして、上記第１，第２クロスメンバ３６，３７の側端部が、側面視で上下方向に所定距離をおいて設置されることにより、図６に示すように、上下方向に延びるフレーム部材が上記フロントクロスメンバ３１の側端部に形成されている。

上記リアクロスメンバ３２は、左右のサイドメンバ３３を連結するように車幅方向に延設されている。また、上記リアクロスメンバ３２には、左右一対のロアリンク支持部２２が設けられ、該ロアリンク支持部２２にロアリンク７の車幅方向内端部がゴムブッシュ２３を介して揺動可能に支持されるようになっている（図３参照）。

上記サブフレーム３のサイドメンバ３３は、上記フロントクロスメンバ３１の側端部に設けられたラテラルリンク支持部１４，１８の間を通って車両の前後方向に延びるように設置されている。そして、上記サイドメンバ３３がフロントクロスメンバ３１およびリアクロスメンバ３２の側端部に接続されることにより、該フロントクロスメンバ３１とリアクロスメンバ３２とが上記サイドメンバ３３により連結されるように構成されている。

また、上記サイドメンバ３３は、フロントクロスメンバ３１の側端部から前部外方側に向けて突設された前方部４２と、上記リアクロスメンバ３２の側端部から後部外方側に向けて突設された後方部４３とを有し、これらにより平面視で前後方向中央部が車体の内方側に凹入した半円形状に形成されている。そして、上記前方部４２および後方部４３の先端部には、リヤサイドフレーム１１に取り付けられるマウント部４４，４５が設けられるとともに、該前後のマウント部４４，４５よりも車幅方向の内方側に凹入した位置において上記サイドメンバ３３がフロントクロスメンバ３１およびリアクロスメンバ３２の側端部に接続されている。

また、図６および図７に示すように、上記フロントクロスメンバ３１の上部に設けられた補強部材３５を介して、上記ラテラルリンク支持部１４またはその近傍部分と上記サイドメンバ３３とが連結されることにより、フロントクロスメンバ３１とサイドメンバ３３との連結部が補強されるように構成されている。具体的には、上記補強部材３５の前部に設けられた三角形の爪状の突起４６が上記フロントクロスメンバ３１の上面および後面に接合されるとともに、上記補強部材３５の後側部位が、サイドメンバ３３の上面および車幅方向内側の側面に接合されている。これにより上記フロントクロスメンバ３１の側端上部に設けられた上記ラテラルリンク支持部１４の近傍部と上記サイドメンバ３３の上面部との連結部が補強されている。即ち、上記各補強部材３５は、前部側の突起４６が上記フロントクロスメンバ３１の上面および後面に接合され、後部側が上記サイドメンバ３３上面および車幅方向内側の側面に接合され、上面部が前上がりに傾斜した傾斜状態に配置されたものであるため、傾斜状態に配置した補強部材３５により上記フロントクロスメンバ３１の前後方向への倒れ防止効果を高めて該フロントクロスメンバ３１と上記サイドメンバ３３との連結部の補強効果を高めることができる。

さらに、上記補強部材３５の上面には、スタビライザ１０の支持ブラケット４７を取り付けるための取付ボルト４８が突設されている。上記スタビライザ１０は、平面視で車幅方向に延びるように設置されたスタビライザ本体４９と、その左右両端部から車両の前後方向に延びるように設置された左右一対の延設部５０とを有し、上記スタビライザ本体４９の左右両端を回動可能に支持する支持部材５１が上記支持ブラケット４７を介して補強部材３５の上面に固定されるように構成されている。即ち、上記のように、傾斜状態に配置された各補強部材３５の上面部に、上記支持ブラケット４７等からなるスタビライザ支持部が設けられため、スタビライザ支持部が上方へ突出する寸法が小さくなりスタビライザ１０をフロントクロスメンバ３１の後方にコンパクトに配置することができる。

上記スタビライザ１０の延設部５０と上記ロアリンク７の係止部２６とが、上記連結リンク２５を介して連結されることにより、上記スタビライザ１０の車幅方向端部が上記フロントクロスメンバ３１のラテラルリンク支持部１４，１８よりも車幅方向内側位置で上記サスペンション部材２に係止されている。そして、車両の走行時に左右ロアリンク７の一方に入力された突き上げ力等が、上記スタビライザ１０および左右の連結リンク２５を介して他方のロアリンク７に伝達されることにより、車両の旋回時に車体の傾きが抑制されるようになっている。

以上のように、上記実施形態の車両のサスペンション装置は、車輪を回転可能に支持する車輪支持部材１と、該車輪支持部材１に一端部が取り付けられたラテラルリンク５，６を有する左右輪のサスペンション部材２と、該左右のサスペンション部材２を連結するように設置されたサブフレーム３とを備える。上記サブフレーム３は、車幅方向に延びるように設置されるとともに上記ラテラルリンク５，６の他端部を支持するラテラルリンク支持部１４，１８が設けられたフロントクロスメンバ３１と、該フロントクロスメンバ３１の車幅方向外端部から車両の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３３と、上記フロントクロスメンバ３１のラテラルリンク支持部１４，１８またはその近傍部分と上記サイドメンバ３３との連結部を補強する左右一対の補強部材３５とを有する。上記フロントクロスメンバ３１より高い位置には、スタビライザ１０が車幅方向に延びるように設置され、該スタビライザ１０に備わる車幅方向に延びるスタビライザ本体４９の左右両端部を回動可能に支持するスタビライザ支持部（上述した支持ブラケット４７等）が上記補強部材３５に設けられている。従って、フロントクロスメンバ３１に設けられたラテラルリンク支持部１４，１８の近傍部分と上記サイドメンバ３３との連結部を効果的に補強してサブフレーム３の剛性を充分に向上させることができる。また、上記実施形態では、上記フロントクロスメンバ３１の上方に、スタビライザ１０が車幅方向に延びるように設置されるとともに、該スタビライザ１０に備わる車幅方向に延びるスタビライザ本体４９の左右両端部を回動可能に支持するスタビライザ支持部が上記補強部材３５に設けられ、上記スタビライザ本体４９の左右両端部から車両の前後方向に延びるように設置された延設部５０の先端部が連結リンク２５を介してサスペンション部材２（上述した左右のロアリンク７等）に連結されている。従って、上記スタビライザ本体４９をフロントクロスメンバ３１に安定して支持できるとともに、スタビライザ本体４９の左右両端部のスタビライザ支持部と延設部５０との車幅方向のオフセット量（距離）を小さくできる。さらに、車両の旋回時にサスペンション部材２に入力された荷重を上記連結リンク２５および延設部５０を介してスタビライザ本体４９に効率よく伝達し、該スタビライザ本体４９を確実に捩れさせて車体のロール変位を抑制するための反力を効果的に生じさせることができる。即ち、簡単な構成で上記スタビライザを適正位置に設置してその機能を効果的に発揮させることができるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、フロントクロスメンバ３１に設けられたラテラルリンク支持部１４，１８の近傍部分と上記サイドメンバ３３との連結部を補強するように設置された上記補強部材３５の上面に突設された取付ボルト４８を利用して上記支持ブラケット４７を取り付け、該支持ブラケット４７に保持された支持部材５１により上記スタビライザ本体４９の左右両端を回動可能に支持するように構成したため、上記補強部材３５に、フロントクロスメンバ３１とサイドメンバ３３との連結部を補強する補強ブラケットとしての機能と、上記スタビライザ支持部としての機能とを兼ね備えさせることができる。したがって、簡単な構成でフロントクロスメンバ３１に設けられたラテラルリンク支持部１４，１８の近傍部分と上記サイドメンバ３３との連結部を効果的に補強してサブフレーム３の剛性を充分に向上させることができるとともに、上記スタビライザ１０を適正位置に設置してその機能を効果的に発揮させることができるという利点がある。

また、上記実施形態では、スタビライザ１０の車幅方向端部を、上記フロントクロスメンバ３１のラテラルリンク支持部１４，１８よりも車幅方向内側位置で上記サスペンション部材２、具体的には上記ロアリンク７に係止したため、上記支持ブラケット４７および支持部材５１により回転自在に支持されたスタビライザ１０の支持部と、上記サスペンション部材２に設けられたスタビライザ１０の係止部２６とが車幅方向に大きくオフセットした状態となるのを防止することにより、上記スタビライザ１０の機能を充分に発揮させて車体のロール変位を効果的に抑制できるという利点がある。

さらに、上記実施形態に示すように、上記各補強部材３５は、前部側の突起４６が上記フロントクロスメンバ３１の上面および後面に接合され、後部側が上記サイドメンバ３３上面および車幅方向内側の側面に接合され、上面部が前上がりに傾斜した傾斜状態に配置されたものであるため、傾斜状態に配置した補強部材３５により上記フロントクロスメンバ３１の前後方向への倒れ防止効果を高めて該フロントクロスメンバ３１と上記サイドメンバ３３との連結部の補強効果を高めることができる。また、傾斜状態に配置された各補強部材３５の上面部に、上記支持ブラケット４７等からなるスタビライザ支持部が設けられため、スタビライザ支持部が上方へ突出する寸法が小さくなりスタビライザ１０をフロントクロスメンバ３１の後方にコンパクトに配置することができる。

また、上記のように上記車輪支持部材１に一端部が揺動可能に取り付けられるとともに車幅方向に延びるように設置されて他端部が車体に揺動可能に支持された上下一対のラテラルリンク５，６と、一端部が上記車輪の回転軸Ｓよりも後方側で車輪支持部材の下部に取り付けられるとともに他端部が車体に揺動可能に支持されたロアリンク７とを設け、上記両ラテラルリンク５，６の一端部を上記車輪の回転軸Ｓよりも前方側で車輪支持部材１の上部および下部にそれぞれ取り付けるとともに、該車輪支持部材１に対する上記両ラテラルリンク５，６の取付部１２，１６を側面視で略同一の前後位置に配設した構造とした場合には、簡単な構成で優れたサスペンション性能が得られるとともに、車両の旋回時における繰安性を効果的に向上できるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、左右のサスペンション部材２を連結するように設置されたサブフレーム３を構成するフロントクロスメンバ３１の左右両端部に、上下一対のラテラルリンク支持部１４，１８を配設し、かつその後方側に配設されたロアリンク７の一端部を上記車輪の回転軸Ｓよりも後方側で車体に揺動可能に支持するように構成したため、車両の旋回時に、旋回外輪（外方側に位置する後輪）をトーイン方向に付勢することにより、車両の繰安性を効果的に向上させることができる。尚、ここでトーインとは、進行方向に向かう車体を基準として、タイヤの先端部（「トー」と言う）が車体の内側に入っていることを意味する。それとは逆に外側を向いていることをトーアウトと言う。

例えば、図８に示すように車両が左旋回している状態では、車体Ａを右側方に移動させ用とする遠心力Ｂが作用するとともに、該遠心力Ｂに抗して各車輪の設置部を内向きに付勢するコーナリングフォースＤが作用する。そして、旋回方向の外方側に位置する後輪からなる旋回外輪Ｃに作用するコーナリングフォースＤに応じ、図９および図１０に示すように、上記旋回外輪Ｃの回転軸Ｓを支点として、その下方に位置する第２ラテラルリンク６およびロアリンク７には圧縮応力Ｇ１，Ｇ２が生じるとともに、回転軸Ｓの上方に位置する第１ラテラルリンク５には引張応力Ｈが生じる。

上記回転軸Ｓの後方側で第１ラテラルリンク５の下方に配設された第２ラテラルリンク６には、図１０に示す平面視において、上記コーナリングフォースＤと、上記第１ラテラルリンク５に生じる引張応力Ｈとの両方に対応した圧縮応力Ｇ１が生じる。これに対して回転軸Ｓの後方側に配設されたロアリンク７には、上記コーナリングフォースＤのみに対応した圧縮応力Ｇ２、つまり上記第２ラテラルリンク６に作用する圧縮応力Ｇ１に比べて小さな値の応力が発生する。

上記のように回転軸Ｓの設置部を支点とした回転モーメントの釣り合いにより、前方側に位置する第２ラテラルリンク６には、回転軸Ｓの後方側に位置するロアリンク７よりも大きな圧縮応力Ｇ１が生じることになるため、上記第２ラテラルリンク６に設けられたゴムブッシュ１７，１９がロアリンク７に設けられたゴムブッシュ２１，２３よりも大きく圧縮変形し、これによって旋回外輪Ｃがトーイン方向に変位することになる。

上記旋回外輪Ｃに作用する内向きのコーナリングフォースＤが大きくなるのに応じて旋回外輪Ｃのトーイン角どのように変化するかを応力計算により検証したところ、図１１に示すように、上記内向きのコーナリングフォースＤが大きくなるのに応じて旋回外輪Ｃのトーイン角がプラス方向に変位することが確認された。

これに対して、図１２に示すように、上方の第１ラテラルリンク５ａを上記第２ラテラルリンク６とロアリンク７との間で該ロアリンク７寄りの位置、つまり回転軸Ｓよりもやや後方側に配設してなる比較例において、旋回外輪Ｃに作用する内向きのコーナリングフォースＤが大きくなるのに応じて旋回外輪Ｃのトーイン角がどのように変化するかを応力計算により検証したところ、図１３に示すように、上記内向きのコーナリングフォースＤが大きくなるのに応じて旋回外輪Ｃのトーイン角がマイナス方向（トーアウト方向）に変位し、繰安性が低下することが確認された。

さらに、上記のように第１，第２ラテラルリンク５，６の一端部を車輪の回転軸Ｓよりも前方側で車輪支持部材１の上部および下部にそれぞれ取り付けるとともに、該車輪支持部材１に対する上記両ラテラルリンク５，６の取付部１２，１６を側面視で略同一の前後位置に配設した構造とした場合には、車輪のバンプ時におけるサスペンション装置のジオメトリー変化を最適状態とするための設計変更およびチューニング等を容易かつ適正に行うことが可能となるという利点がある。すなわち、車両の乗り心地を効果的に向上させるためには、車輪のバンプ量とトーイン角との対応関係を図１４に示すように設定するとともに、車輪のバンプ量とキャンバー角との対応関係を図１５に示すように設定し、かつ車輪のバンプ量とロールセンタ高との対応関係を図１６に示すように設定することが望ましい。尚、ここでキャンバー角とは、車両を正面から見たときに、タイヤ上部が外側に傾く、または、内側に傾く（ハの字）角度を意味する。また、外側に向く角度をポジティブキャンバー言い、内側に傾くことをネガティブキャンバーと言う。さらに、「ロールセンタ」とは車を正面（或いは後）から見た場合に車体がロール（車両進行方向に延設する線分まわりの回動）する中心を意味し、「ロールセンタ高さ」とは当該ロール中心の高さを意味する。

そして、図１３に示すように、上方の第１ラテラルリンク５ａを上記第２ラテラルリンク６とロアリンク７との間に配設した従来装置において、上記車輪のバンプ量とトーイン角との対応関係を適正値に設定するために、上記第１ラテラルリンク５ａ、第２ラテラルリンク６およびロアリンク７の設置位置または設置長さ等を何れかを変化させた場合には、これに応じて車輪のバンプ量とキャンバー角との対応関係および車輪のバンプ量とロールセンタ高との対応関係が変化することが避けられず、これらが不適正となった場合には、最初から設計し直さなければならず、その全てを適正値とすることが極めて困難であった。

これに対して上記第１，第２ラテラルリンク５，６の一端部を車輪の回転軸よりも前方側で車輪支持部材１の上部および下部にそれぞれ取り付けるとともに、該車輪支持部材１に対する上記両ラテラルリンク５，６の取付部１２，１６を側面視で略同一の前後位置に配設するとともに、その後方側にロアリンク７を配設した場合には、所定の特性を最適値とするために各リンク５〜７の設置位置および設置長さ等の何れかを変化させても、他の特性にそれ程大きな変化を生じさせることなく、上記設計変更等を容易化できるという利点がある。

また、上記実施形態に示すように、サブフレーム３のフロントクロスメンバ３１からなるフレーム部材を、正面でＸ状に交差するように設置された第１，第２クロスメンバ３６，３７により構成し、該第１，第２クロスメンバ３６，３７の左右両端部に上下一対のラテラルリンク支持部１４，１８を配設した構造とした場合には、車幅方向の剛性を効果的に向上できるという利点がある。

上記構成において、例えば車両の右旋回時には、左側下方のラテラルリンク支持部１８にフロントクロスメンバ３１を圧縮する方向の荷重が加わる一方、その対角線上に位置する右側上方のラテラルリンク支持部１４にもフロントクロスメンバ３１を圧縮する荷重が加わることにより、両荷重が打ち消し合うことになる。また、左側上方のラテラルリンク支持部１４にフロントクロスメンバ３１を引っ張る方向の荷重が加わる一方、その対角線上に位置する右側下方のラテラルリンク支持部１８にもフロントクロスメンバ３１を引っ張る方向の荷重が加わることにより、両荷重が打ち消し合うことになる。このため、上記フロントクロスメンバ３１の構造を簡略しつつ、左右のサスペンション部材２から入力された荷重を効率的に支持できるという利点がある。

さらに、上記実施形態に示すように、フロントクロスメンバ３１の左右両側辺部から車両の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３３と、該両サイドメンバ３３の後部を連結するように車幅方向に延びるリアクロスメンバ３２とを設け、該リアクロスメンバ３２に上記ロアリンク７を揺動可能に支持した構造とした場合には、簡単かつコンパクトな構成で上記ロアリンク７からサブフレーム３に入力された荷重を安定して支持することができるという利点がある。

また、上記実施形態では、ロアリンク７の取付部２０および支持部２２に設けられたゴムブッシュ２１，２３の硬度を最も高い第１硬度に設定するとともに、第２ラテラルリンク６の取付部１６および支持部１８に設けられたゴムブッシュ１７，１９の硬度を最も低い第２硬度に設定するとともに、上記第１ラテラルリンク５の取付部１２および支持部１４に設けられたゴムブッシュ１３，１５の硬度を、上記第１硬度と第２硬度との中間値に設定したため、車輪回転軸の下部前方に配設された上記第２ラテラルリンク６を最も大きく弾性変形させて、車両の旋回時に旋回外輪を、より効果的にトーイン状態に変位させることができる。

なお、上記第１ラテラルリンク５の取付部１２および支持部１４と、第２ラテラルリンク６の取付部１６および支持部１８と、ロアリンク７の取付部２０および支持部２２とにそれぞれ設けられた各ゴムブッシュ１３，１５，１７，１９，２１，２３の硬度を必ずしも上記のように設定する必要はなく、上記第１ラテラルリンク５の取付部１２、第２ラテラルリンク６の取付部１６および上記ロアリンク７の取付部２０に設けられたゴムブッシュ１３，１７，２１の硬度のみに差を持たせ、あるいは逆に上記第１ラテラルリンク５の支持部１４に、第２ラテラルリンク６の支持部１８および上記ロアリンク７の支持部２２にそれぞれ設けられたゴムブッシュ１５，１９，２３の硬度のみに差を持たせた構造とした場合でも、車両の旋回時に旋回外輪を効果的にトーイン状態に変位させることが可能である。

また、上記実施形態に示すように、サブフレーム３のサイドメンバ３３に、車体のリヤサイドフレーム１１に取り付けられる前後一対のマウント部４４，４５を設け、該前後のマウント部４４，４５よりも車幅方向の内方側に凹入した位置で上記サイドメンバ３３をフロントクロスメンバ３１およびリアクロスメンバ３２に接続するように構成した場合には、上記リヤサイドフレーム１１とサイドメンバ３３との間に上記スタビライザ１０用の連結リンク２５を設置するためのスペースを確保しつつ、上記リヤサイドフレーム１１とサブフレーム３のサイドメンバ３３とを適正に連結して車体を効果的に向上できる等の利点がある。

さらに、上記実施形態では、ショックアブソーバ８を車輪の回転軸よりも後方側で上下方向に延びるように設置し、その下端部を上記車輪支持部材１に取り付けた構造としたため、上記第１ラテラルリンク５が車輪支持部材１の前方側に配設されることにより該車輪支持部材１の後方側部分に形成されたスペースを有効に利用して上記ショックアブソーバ８の設置スペースを充分に確保することができる。しかも、エンジンの駆動力を後輪に伝達する必要がある後輪駆動車または四輪駆動車と、エンジンの駆動力を後輪に伝達する必要のない前輪駆動車とで、上記ショックアブソーバ８の設置位置を変化させる必要がないので、後輪用のサスペンション装置として汎用性を持たせることが可能である。

特に、上記実施形態に示すように、車輪支持部材１の後方側部分に形成されたスペースを利用して上記ショックアブソーバ８を前傾姿勢で設置するように構成した場合には、該ショックアブソーバ８の設置スペースを効果的にコンパクト化しつつ、後輪のサスペンション部材２から入力された上下振動に対する減衰部材として上記ショックアブソーバ８を利用することにより、簡単な構成で車両の乗り心地を効果的に向上できる等の利点がある。

上記実施形態に基づく本発明のまとめ：
本発明は、車輪を回転可能に支持する車輪支持部材(1)と、該車輪支持部材(1)に一端部が取り付けられたラテラルリンク(5,6)を有する左右輪のサスペンション部材(2;7)と、該左右輪のサスペンション部材を連結するように設置されたサブフレーム(3)とを備えた車両のサスペンション装置であって、上記サブフレーム(3)は、車幅方向に延びるように設置されるとともに上記ラテラルリンク(5,6)の他端部を支持するラテラルリンク支持部(14,18)が設けられたクロスメンバ(31)と、該クロスメンバの車幅方向外端部から車両の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ(33)と、上記クロスメンバ(31)のラテラルリンク支持部(14,18)またはその近傍部分と上記サイドメンバ(33)との連結部を補強する左右一対の補強部材(35)とを有し、上記クロスメンバ(31)より垂直方向での高い位置に、スタビライザ(10)が設置され、上記スタビライザ(10)は車幅方向に延設するスタビライザ本体(49)と当該スタビライザ本体(49)の左右両端部から車両前後方向に延びる延設部(50)を備えており、上記スタビライザ本体(49)の左右両端部を回動可能に支持するスタビライザ支持部(47)が上記補強部材(35)に設けられ、上記延設部(50)の先端部が連結リンク(25)を介して上記左右のサスペンション部材(2;7)に連結されたことを特徴とする。

上記発明では、クロスメンバのラテラルリンク支持部またはその近傍部分と上記サイドメンバとの連結部を補強する補強部材を設けため、クロスメンバに設けられたラテラルリンク支持部の近傍部分と上記サイドメンバとの連結部を効果的に補強してサブフレームの剛性を充分に向上させることができる。また、上記クロスメンバより高い位置に、スタビライザ(10)が設置され、上記スタビライザ(10)は車幅方向に延設するスタビライザ本体(49)と当該スタビライザ本体(49)の左右両端部から車両前後方向に延びる延設部(50)を備えており、上記スタビライザ本体(49)の左右両端部を回動可能に支持するスタビライザ支持部(47)が上記補強部材(35)に設けられ、上記延設部(50)の先端部が連結リンク(25)を介して上記左右のサスペンション部材(2;7)に連結されたものであるため、上記スタビライザ本体をクロスメンバに安定して支持できるとともに、スタビライザ本体の左右両端部のスタビライザ支持部と延設部との車幅方向のオフセット量（距離）を小さくできる。したがって、車両の旋回時にサスペンション部材に入力された荷重を上記連結リンクおよび延設部を介してスタビライザ本体に効率よく伝達し、該スタビライザ本体を確実に捩れさせて車体のロール変位を抑制するための反力を効果的に生じさせることができる。即ち、簡単な構成で上記スタビライザを適正位置に設置してその機能を効果的に発揮させることができるという利点がある。

本願発明のひとつの形態としては、上記スタビライザ(10)の上記延設部(50)の先端部を上記ラテラルリンク支持部(14,18)よりも車幅方向内側位置で上記連結リンク(25)を介して上記サスペンション部材(7)に係止することが望ましい。このように、上記スタビライザの各延設部の先端部がクロスメンバのラテラルリンク支持部よりも車幅方向内側位置で連結リンクを介して各サスペンション部材に係止すると、上記スタビライザ支持部と、上記サスペンション部材に対するスタビライザの係止部とが車幅方向に大きくオフセットした状態となること等を防止し、上記スタビライザの機能を充分に発揮させて車体のロール変位を効果的に抑制できるという利点がある。

さらに、上記補強部材(35)は、前部側が上記クロスメンバ(31)に連結され、後部側が上記サイドメンバ(33)に連結され、上面部が後下がりに傾斜した傾斜状態に配置され、上記補強部材(35)の上面部に上記スタビライザ支持部(47)が設けることが望ましい。このように構成することで、上記各補強部材は、前部側が上記クロスメンバに連結され、後部側が上記サイドメンバに連結され上面部が後下がりに傾斜した傾斜状態に配置され、各補強部材の上面部にスタビライザ支持部が設けられたものであるため、傾斜状態に配置した補強部材により上記クロスメンバの前後方向への倒れ防止効果を高めて該クロスメンバと上記サイドメンバとの連結部の補強効果を高めると共に、補強部材の傾斜した上面部にスタビライザ支持部が設けられるため、スタビライザ支持部が上方へ突出する寸法が小さくなりスタビライザをコンパクトに配置することができる。

また、上記各サスペンション部材は、上側ラテラルリンク(5)と下側ラテラルリンク(6)とを備え、両ラテラルリンク(5,6)の車輪支持部材側の端部が、上記車輪の回転軸(S)よりも前方側で上記車輪支持部材(1)の上部および下部にそれぞれ支持されるとともに、該車輪支持部材(1)に設けられた上記両ラテラルリンク支持部(12,16)を側面視で略同一の前後位置に配設することが望ましい。このように構成することで、簡単な構造で優れたサスペンション性能が得られるとともに、車両の旋回時における繰安性を効果的に向上できるという利点がある。

さらに、上記サブフレーム(3)の上記サイドメンバ(33)は、車体のリヤサイドフレーム(11)に取り付けられる前後一対のマウント部(45,46)を有し、該前後のマウント部(45,46)よりも車幅方向の内方側に凹入した位置で上記クロスメンバ(31)に接続することが望ましい。このように、サブフレームのサイドメンバに、車体のリヤサイドフレームに取り付けられる前後一対のマウント部を設け、該前後のマウント部よりも車幅方向の内方側に凹入した位置で上記サイドメンバをクロスメンバに接続するように構成したため、上記リヤサイドフレームとサイドメンバとの間に上記スタビライザ用の連結リンク等を設置するためのスペースを確保しつつ、上記リヤサイドフレームとサブフレームのサイドメンバとを適正に連結して車体を効果的に補強できる等の利点がある。

この出願は、２０１０年６月３０日に出願された日本国特許出願特願２０１０−１５００５０を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

本発明については、図面を参照しつつ例示として十分に説明したが、種々の変更および改良は当業者にとって容易であると認識すべきである。したがって、このような変更および改良が本発明の範囲を逸脱するものでない限り、その態様は本発明の範囲に含まれる。

Claims

車輪を回転可能に支持する車輪支持部材(1)と、該車輪支持部材(1)に一端部が取り付けられたラテラルリンク(5,6)を有する左右輪のサスペンション部材(2;7)と、該左右輪のサスペンション部材を連結するように設置されたサブフレーム(3)とを備えた車両のサスペンション装置であって、
上記サブフレーム(3)は、
車幅方向に延びるように設置されるとともに上記ラテラルリンク(5,6)の他端部を支持するラテラルリンク支持部(14,18)が設けられたクロスメンバ(31)と、
該クロスメンバの車幅方向外端部から車両の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ(33)と、
上記クロスメンバ(31)のラテラルリンク支持部(14,18)またはその近傍部分と上記サイドメンバ(33)との連結部を補強する左右一対の補強部材(35)とを有し、
上記クロスメンバ(31)より垂直方向での高い位置に、スタビライザ(10)が設置され、
上記スタビライザ(10)は車幅方向に延設するスタビライザ本体(49)と当該スタビライザ本体(49)の左右両端部から車両前後方向に延びる延設部(50)を備えており、
上記スタビライザ本体(49)の左右両端部を回動可能に支持するスタビライザ支持部(47)が上記補強部材(35)に設けられ、
上記延設部(50)の先端部が連結リンク(25)を介して上記左右のサスペンション部材(2;7)に連結され、
上記スタビライザ(10)の上記延設部(50)の先端部は上記ラテラルリンク支持部(14,18)よりも車幅方向内側位置で上記連結リンク(25)を介して上記サスペンション部材(7)に係止された、ことを特徴とする車両のサスペンション装置。
上記補強部材(35)は、前部側が上記クロスメンバ(31)に連結され、後部側が上記サイドメンバ(33)に連結され、上面部が後下がりに傾斜した傾斜状態に配置され、上記補強部材(35)の上面部に上記スタビライザ支持部(47)が設けられた、ことを特徴とする請求項１記載の車両のサスペンション装置。
上記各サスペンション部材は、上側ラテラルリンク(5)と下側ラテラルリンク(6)とを備え、両ラテラルリンク(5,6)の車輪支持部材側の端部が、上記車輪の回転軸(S)よりも前方側で上記車輪支持部材(1)の上部および下部にそれぞれ支持されるとともに、該車輪支持部材(1)に設けられた上記両ラテラルリンク支持部(12,16)が側面視で略同一の前後位置に配設された、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両のサスペンション装置。
上記サブフレーム(3)の上記サイドメンバ(33)は、車体のリヤサイドフレーム(11)に取り付けられる前後一対のマウント部(45,46)を有し、該前後のマウント部(45,46)よりも車幅方向の内方側に凹入した位置で上記クロスメンバ(31)に接続された、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のサスペンション装置。