JP6332417B2 - 車両用懸架装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車体と車輪との間に設けられる車両用懸架装置に関する。
車両用のストラット式懸架装置では、ダンパとコイルスプリングによって、車体を支持するストラット（支柱）が構成されるため、車両走行中等に路面から車輪のハブに荷重が入力されるとき、該荷重がナックル等を経由してダンパに伝達されることで、ダンパに曲げモーメントが作用することがある。この場合、ダンパの摺動部における摩擦力が増大することで、ダンパのスムーズな作動が阻害され、車両の乗り心地や操縦安定性に悪影響を及ぼすことがある。
そのため、例えば特許文献１に開示されているように、ストラット式懸架装置において、ダンパの軸心に対してコイルスプリングの荷重軸を車体下方側に向かって車体幅方向外側へ傾斜（オフセット）させることで、上記のようにダンパに作用する曲げモーメントを、コイルスプリングの弾性力によって相殺させる技術が知られている。
特開２００３−３２６９３２号公報
ところで、図９の平面図に示すように、ストラット式のフロントサスペンションにおいて、ダンパ１４０の下端部を支持するナックル１３５には、サブフレーム（サスペンションメンバー）１１２等を介して車体に連結されたロアアーム１２０、及び、ステアリングギヤボックス（図示せず）に連結されたタイロッド１０６の各車体幅方向外側端部が、ボールジョイント等の連結部１２３，１２４を介して連結される。これらの連結部１２３，１２４は、通例、車体幅方向において車輪１３０のハブ１３２よりも内側に配置され、車体前後方向において相互に間隔を空けて配置される。
この種のフロントサスペンションにおいて、上記の前後一対の連結部１２３，１２４は車輪１３０のハブ１３２よりも車体幅方向内側に配置されるため、車両走行中に路面から車輪１３０のハブ１３２に荷重が入力されると、一対の連結部１２３，１２４を結ぶ仮想の直線Ｌ１００に沿った軸心を中心として、車体前方側から見て時計回り方向にナックル１３５及びダンパ１４０を回転させようとするようなモーメントが生じる。
図９に示す例のように、車体前方側の連結部１２３に比べて車体後方側の連結部１２４が車体幅方向内側に位置する場合、一対の連結部１２３，１２４を結ぶ仮想の直線Ｌ１００は、車体後方側に向かって車体幅方向内側に傾斜した方向に沿って配置されるため、上記のモーメントが生じたとき、ダンパ１４０の上端部には、車体幅方向外側に向かって車体後方側に傾斜した方向の荷重Ｆ１００が車体側から入力されることになる。
つまり、このとき、ダンパ１４０の上端部に入力される荷重Ｆ１００は、車体幅方向の外側に向かう方向の成分Ｆｘだけでなく、車体前後方向の後方側へ向かう方向の成分Ｆｙも含むことになる。
しかしながら、上述した従来の構成は、コイルスプリング１６０の荷重軸をダンパ１４０の軸心に対して車体幅方向に傾斜（オフセット）させるものであり、車体上下方向に対してコイルスプリング１６０の荷重軸を車体前後方向に傾斜（オフセット）させることは行われていない。そのため、従来の構成では、上記のようにダンパ１４０の上端部に入力される荷重Ｆ１００における車体前後方向の成分Ｆｙを、コイルスプリング１６０の弾性力によって相殺することができないことから、ダンパに作用する曲げモーメントの抑制に関して改善の余地がある。
そこで、本発明は、ストラット式懸架装置のダンパに作用する曲げモーメントをより効果的に抑制することで、ダンパの作動の円滑化を図ることを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明に係る車両用懸架装置は次のように構成したことを特徴とする。
まず、本願の請求項１に記載の発明に係る車両用懸架装置は、
車輪を支持するナックルと、車体に連結されるサブフレームと、前記ナックルを前記サブフレームに連結させるロアアームと、前記ナックルをステアリング機構に連結させるタイロッドと、上端部において車体に連結されて下端部において前記ナックルに連結され、軸心方向に伸縮可能に構成されたダンパと、前記ダンパの伸縮に応じて前記ダンパの軸心方向における相互の間隔が変化するように前記ダンパに取り付けられた上下一対のスプリング支持部と、前記上下一対のスプリング支持部間に介装されたコイルスプリングと、を備え、前記ナックルに対する前記ロアアーム及び前記タイロッドの両連結部のうち車体前方側に配置された一方の連結部に比べて、車体後方側に配置された他方の連結部が操舵中立状態において車体幅方向内側にオフセットして配置された車両用懸架装置であって、
前記コイルスプリングの下端部の中心は、前記コイルスプリングの上端部の中心よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置され、前記ダンパの軸心は、車体前後方向の後方側に傾斜していることを特徴とする。
なお、本明細書でいう「コイルスプリングの下端部の中心」とは、コイルスプリングの最下端の１周分における車体幅方向の中央且つ車体前後方向の中央の位置を意味し、「コイルスプリングの上端部の中心」とは、コイルスプリングの最上端の１周分における車体幅方向の中央且つ車体前後方向の中央の位置を意味するものとする。
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記コイルスプリングの下端部の中心は、該中心が位置する車体上下方向位置において、前記ダンパの軸心よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置されていることを特徴とする。
また、本願の請求項３に記載の発明に係る車両用懸架装置は、
車輪を支持するナックルと、車体に連結されるサブフレームと、前記ナックルを前記サブフレームに連結させるロアアームと、前記ナックルをステアリング機構に連結させるタイロッドと、上端部において車体に連結されて下端部において前記ナックルに連結され、軸心方向に伸縮可能に構成されたダンパと、前記ダンパの伸縮に応じて前記ダンパの軸心方向における相互の間隔が変化するように前記ダンパに取り付けられた上下一対のスプリング支持部と、前記上下一対のスプリング支持部間に介装されたコイルスプリングと、を備え、前記ナックルに対する前記ロアアーム及び前記タイロッドの両連結部のうち車体前方側に配置された一方の連結部に比べて、車体後方側に配置された他方の連結部が操舵中立状態において車体幅方向内側にオフセットして配置された車両用懸架装置であって、
前記コイルスプリングの荷重軸は、車体下方側に向かって車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側に傾斜した方向に沿って配置され、前記ダンパの軸心は、車体前後方向の後方側に傾斜していることを特徴とする。
なお、本明細書でいう「コイルスプリングの荷重軸」とは、上下一対のスプリング支持部間においてコイルスプリングを経由して伝達される荷重の方向を示す仮想の軸を意味するものとする。
請求項４に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記ダンパと前記コイルスプリングからなるストラットは、車体右側及び車体左側の車輪のそれぞれに設けられ、
前記コイルスプリングの上端部の中心に対する下端部の中心の車体幅方向及び車体前後方向のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で等しいことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、
前記ダンパと前記コイルスプリングからなるストラットは、車体右側及び車体左側の車輪のそれぞれに設けられ、
車体右側の前記コイルスプリングの荷重軸と、車体左側の前記コイルスプリングの荷重軸とは、車体前後方向及び車体上下方向のいずれから見ても左右対称に配置されていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記請求項４又は請求項５に記載の発明において、
前記コイルスプリングの下端側の先端が配置された車体上下方向位置において、車体前後方向における前記ダンパの軸心に対する前記コイルスプリングの下端側の先端のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で異なっていることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、前記請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の発明において、
車体右側の前記コイルスプリングと、車体左側の前記コイルスプリングとは、それぞれの上端側から下端側に向かって同一方向に巻かれていることを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明に係る車両用懸架装置は、
車輪を支持するナックルと、車体に連結されるサブフレームと、前記ナックルを前記サブフレームに連結させるロアアームと、前記ナックルをステアリング機構に連結させるタイロッドと、上端部において車体に連結されて下端部において前記ナックルに連結され、軸心方向に伸縮可能に構成されたダンパと、前記ダンパの伸縮に応じて前記ダンパの軸心方向における相互の間隔が変化するように前記ダンパに取り付けられた上下一対のスプリング支持部と、前記上下一対のスプリング支持部間に介装されたコイルスプリングと、を備え、前記ナックルに対する前記ロアアーム及び前記タイロッドの両連結部のうち車体前方側に配置された一方の連結部に比べて、車体後方側に配置された他方の連結部が操舵中立状態において車体幅方向内側にオフセットして配置された車両用懸架装置であって、
前記コイルスプリングの下端部の中心は、前記コイルスプリングの上端部の中心よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置され、
前記ダンパと前記コイルスプリングからなるストラットは、車体右側及び車体左側の車輪のそれぞれに設けられ、
前記コイルスプリングの上端部の中心に対する下端部の中心の車体幅方向及び車体前後方向のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で等しく、
前記コイルスプリングの下端側の先端が配置された車体上下方向位置において、車体前後方向における前記ダンパの軸心に対する前記コイルスプリングの下端側の先端のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で異なっていることを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明に係る車両用懸架装置は、
車輪を支持するナックルと、車体に連結されるサブフレームと、前記ナックルを前記サブフレームに連結させるロアアームと、前記ナックルをステアリング機構に連結させるタイロッドと、上端部において車体に連結されて下端部において前記ナックルに連結され、軸心方向に伸縮可能に構成されたダンパと、前記ダンパの伸縮に応じて前記ダンパの軸心方向における相互の間隔が変化するように前記ダンパに取り付けられた上下一対のスプリング支持部と、前記上下一対のスプリング支持部間に介装されたコイルスプリングと、を備え、前記ナックルに対する前記ロアアーム及び前記タイロッドの両連結部のうち車体前方側に配置された一方の連結部に比べて、車体後方側に配置された他方の連結部が操舵中立状態において車体幅方向内側にオフセットして配置された車両用懸架装置であって、
前記コイルスプリングの荷重軸は、車体下方側に向かって車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側に傾斜した方向に沿って配置され、
前記ダンパと前記コイルスプリングからなるストラットは、車体右側及び車体左側の車輪のそれぞれに設けられ、
車体右側の前記コイルスプリングの荷重軸と、車体左側の前記コイルスプリングの荷重軸とは、車体前後方向及び車体上下方向のいずれから見ても左右対称に配置され、
前記コイルスプリングの下端側の先端が配置された車体上下方向位置において、車体前後方向における前記ダンパの軸心に対する前記コイルスプリングの下端側の先端のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で異なっていることを特徴とする。
請求項１に記載の発明によれば、コイルスプリングの下端部の中心は、上端部の中心よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置されているため、コイルスプリングの弾性力を、下側のスプリング支持部に対しては、車体下方側に向かって車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側に傾斜した方向に作用させ、上側のスプリング支持部に対しては、車体上方側に向かって車体幅方向の内側且つ車体前後方向の前方側に傾斜した方向に作用させることができる。
路面から車輪に荷重が入力されることで、ナックルに対するロアアーム及びタイロッドの両連結部を結ぶ仮想の直線に沿った軸心を中心として、車体前方側から見て時計回り方向にナックル及びダンパを回転させようとするモーメントが発生したとき、車体側からダンパの上端部に対して、車体幅方向外側に向かって車体後方側へ傾斜した方向に荷重が入力されるが、この荷重は、上述したコイルスプリングの弾性力が上側のスプリング支持部を介してダンパの上端側に作用することで効果的に相殺される。
したがって、ダンパに曲げモーメントが作用することが効果的に抑制されることで、ダンパをスムーズに作動させることができ、これにより、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。
請求項２に記載の発明を請求項１に記載の発明に適用すれば、コイルスプリングの下端部の中心が、ダンパの軸心よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置されることで、ダンパの軸心が車体上方側に向かって車体後方側に傾斜して配置される場合であっても、ダンパの周囲を取り巻くように設けられたコイルスプリングを、車体上方側に向かって車体前方側に傾斜させて配置しやすくなり、これにより、上述したような車体上方側に向かって車体幅方向の内側且つ車体前後方向の前方側に傾斜した方向の弾性力を、ダンパの上端側に作用させやすくなる。
請求項３に記載の発明によれば、コイルスプリングの荷重軸が、車体下方側に向かって車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側に傾斜した方向に沿って配置されていることにより、車体上方側に向かって車体幅方向の内側且つ車体前後方向の前方側に傾斜した方向に沿ったコイルスプリングの弾性力を、上側のスプリング支持部を介してダンパの上端側に作用させることができる。
そのため、路面から車輪に荷重が入力されることで、ナックルに対するロアアーム及びタイロッドの両連結部を結ぶ仮想の直線に沿った軸心を中心として、車体前方側から見て時計回り方向にナックル及びダンパを回転させようとするモーメントが発生して、車体側からダンパの上端部に対して、車体幅方向外側に向かって車体後方側へ傾斜した方向に荷重が入力されたとき、この荷重は、上述したコイルスプリングの弾性力によって効果的に相殺される。
したがって、ダンパに曲げモーメントが作用することが効果的に抑制されることで、ダンパをスムーズに作動させることができ、これにより、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。
請求項４に記載の発明を請求項１又は請求項２に記載の発明に適用すれば、車体幅方向及び車体前後方向におけるコイルスプリングの上端部の中心に対する下端部の中心のオフセット量は、左右のストラット間で等しいため、左右のストラットのいずれにおいても、コイルスプリングの弾性力をダンパの上端側に対して同様に作用させて、ダンパに作用する曲げモーメントの抑制を同様に果たすことができる。
請求項５に記載の発明を請求項３に記載の発明に適用すれば、車体右側のコイルスプリングの荷重軸と、車体左側のコイルスプリングの荷重軸とが、車体前後方向及び車体上下方向のいずれから見ても左右対称に配置されていることにより、左右のストラットのいずれにおいても、コイルスプリングの弾性力をダンパの上端側に対して同様に作用させて、ダンパに作用する曲げモーメントの抑制を同様に果たすことができる。
請求項６に記載の発明を請求項４又は請求項５に記載の発明に適用すれば、コイルスプリングの下端側の先端が配置された車体上下方向位置において、車体前後方向におけるダンパの軸心に対するコイルスプリングの下端側の先端のオフセット量を、左右のストラット間で異ならせるという非対称的な配置を採用しつつ、上述したダンパの曲げモーメント抑制効果を、左右のストラット間で同様に果たすことができる。
また、車体上下方向から見て、上記のようにコイルスプリングの全体的な車体前後方向への傾きは左右対称としつつ、コイルスプリングの下端側の先端の前記オフセット量を左右のストラット間で非対称とする構成の実現に際しては、左右のストラットで同じコイルスプリングを用いることができる。したがって、左右のストラットで異なるコイルスプリングを用いる場合に比べて、部品コストの低減を図ることができる。
請求項７に記載の発明を請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の発明に適用すれば、左右のストラットのいずれにおいても、同じ方向に巻かれたコイルスプリングを用いて、上述のようなダンパの曲げモーメント抑制効果を同様に得ることができる。
また、請求項８および９に記載の発明によれば、コイルスプリングの下端側の先端が配置された車体上下方向位置において、車体前後方向におけるダンパの軸心に対するコイルスプリングの下端側の先端のオフセット量を、左右のストラット間で異ならせるという非対称的な配置を採用しつつ、上述したダンパの曲げモーメント抑制効果を、左右のストラット間で同様に果たすことができる。
本発明の実施形態に係る車両用懸架装置を示す斜視図である。 同懸架装置の車体右側部分を車体上方側から見た平面図である。 同懸架装置の車体右側部分を車体前方側から見た正面図である。 同懸架装置の車体右側部分を車体右側から見た側面図である。 ロアスプリングシートの構成の具体例を示す斜視図である。 第１比較例における左右のスプリングシート及びコイルスプリングの下端部を車体上方側から見た模式的な平面図である。 第２比較例における左右のスプリングシート及びコイルスプリングの下端部を車体上方側から見た模式的な平面図である。 本発明の実施形態における左右のスプリングシート及びコイルスプリングの下端部を車体上方側から見た模式的な平面図である。 従来の車両用懸架装置の一例を示す平面図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る車両用懸架装置について説明する。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「右」、「左」、「上」、「下」等の方向を示す用語は、特段の説明がある場合を除いて、車両の前進走行時の進行方向を「前」とした場合における車体の各方向を指すものとする。
図１に示すように、本実施形態に係る車両用懸架装置は、車両の前輪（操舵輪）と車体との間に設けられた所謂ストラット式のフロントサスペンション（以下、単に「サスペンション」という）１０である。
サスペンション１０は、車体の例えばフロントサイドフレーム（図示せず）に連結されたサブフレーム（サスペンションメンバー）１２、軸受３４を介して車輪（前輪）３０（図２〜図４参照）のハブ３２を回転可能に支持する左右一対のナックル３５、各ナックル３５をサブフレーム１２に連結させる左右一対のロアアーム２０、及び、各ナックル３５と車体の例えばホイールハウス２（図３参照）との間に設けられた左右一対のストラット３９を備えている。
図２の平面図、図３の正面図及び図４の側面図に示すように、ナックル３５の上端部には、ダンパ４０に連結される第１被連結部３６、ナックル３５の下端部には、ロアアーム２０に連結される第２被連結部３７、ナックル３５の後端部には、タイロッド６に連結される第３被連結部３８がそれぞれ設けられている。第１〜第３被連結部３６，３７，３８は、ハブ３２よりも車体幅方向内側に配置されている。
なお、ナックル３５には、別体のナックルアームが連結されるようにしてもよく、この場合、該ナックルアームの先端部に第３被連結部３８が設けられてもよい。
図１及び図２に示すように、各ロアアーム２０は、その車体幅方向の内側部分において車体前後方向に延びるとともに、その前端部から車体幅方向の外側に向かって湾曲しながら延びるように設けられている。
ロアアーム２０は、その車体幅方向内側部分において、前後一対の連結部２１，２２を介してサブフレーム１２に連結されている。ロアアーム２０は、前側の連結部２１においては車体前後方向に延びる軸心周りに回転可能なように、後側の連結部２２においては車体上下方向に延びる軸心周りに回転可能なように、それぞれサブフレーム１２に支持されている。
ロアアーム２０の車体幅方向外側端部は、第１ボールジョイント２３を介してナックル３５の第２被連結部３７に連結されている。これにより、ナックル３５は、ロアアーム２０を介してサブフレーム１２に連結されている。
図２及び図３に示すように、タイロッド６は、車体幅方向に延びるように配設されている。タイロッド６の車体幅方向内側端部は、ステアリング機構のステアリングギヤボックス（図示せず）に連結されている。これにより、タイロッド６は、ステアリング操作に応じて、ステアリングギヤボックスの例えばラック軸と共に、車体幅方向に並進移動する。
タイロッド６の車体幅方向外側端部は、第２ボールジョイント２４を介して、ナックル３５の第３被連結部３８に連結されている。これにより、ナックル３５は、タイロッド６を介してステアリング機構に連結されている。
第２ボールジョイント２４は、第１ボールジョイント２３よりも車体後方側に配置されている。また、操舵中立状態において、第２ボールジョイント２４、第１ボールジョイント２３よりも車体幅方向の内側にオフセットして配置されている。
ステアリング操作に応じてタイロッド６が車体幅方向に並進移動すると、これに応じて、ナックル３５の第３被連結部３８が左右に動かされ、これにより、ナックル３５に支持された車輪３０が操舵される。
図３に示すように、各ストラット３９は、主な構成要素として、車輪３０と車体との間に介在されて衝撃を吸収するコイルスプリング６０、及び、車輪３０と車体との間で伸縮可能に設けられてコイルスプリング６０の振動を吸収するダンパ４０を備えている。
ダンパ４０は、シリンダ４１とピストンロッド４２を備えている。シリンダ４１に対してピストンロッド４２が摺動することで、ダンパ４０がその軸心Ｃ１の方向に伸縮するように構成されている。
ダンパ４０の軸心Ｃ１は、車体上下方向に対して、車体上方側に向かって車体幅方向の内側に傾斜（オフセット）し且つ車体前後方向の後方側に傾斜（オフセット）して（図４参照）配置されている。
シリンダ４１の下端部は、ナックル３５の第１被連結部３６に固定されている。シリンダ４１の上端近傍部には、ロアスプリングシート５０が取り付けられている。ロアスプリングシート５０は、例えば溶接によって、シリンダ４１の外周面に固定されている。ロアスプリングシート５０の上面には、シートラバー５４（図５参照）が設けられている。
ピストンロッド４２は、シリンダ４１から車体上方側に突出して設けられている。ピストンロッド４２の上端部にはアッパマウント４４が取り付けられている。アッパマウント４４は、例えばボルトによって、車体の例えばホイールハウス２に固定されている。これにより、ダンパ４０の上端部は、アッパマウント４４を介して車体に連結されている。
アッパマウント４４の車体下方側には、アッパスプリングシート４６が設けられている。アッパスプリングシート４６は、アッパマウント４４を介してピストンロッド４２の上端部に取り付けられている。これにより、ダンパ４０の軸心Ｃ１の方向におけるアッパスプリングシート４６とロアスプリングシート５０との間隔は、ダンパ４０の伸縮に応じて変化するようになっている。アッパスプリングシート４６の下面にはシートラバー４８が設けられている。
シリンダ４１の上端とアッパスプリングシート４６との間には、ピストンロッド４２を覆う例えば蛇腹状のダストカバー４３が設けられている。
コイルスプリング６０は、アッパスプリングシート４６とロアスプリングシート５０との間に介装されている。コイルスプリング６０とアッパスプリングシート４６及びロアスプリングシート５０との間には、それぞれ上述のシートラバー４８，５４が介在されており、これにより、衝撃の緩和ひいては異音の低減が図られている。
コイルスプリング６０は、ダンパ４０及びダストカバー４３の周囲を取り巻くように設けられている。図示の例において、コイルスプリング６０は、その上端側から下端側に向かって時計回り方向に巻かれている。ただし、コイルスプリング６０は、図示したものとは反対方向に巻かれたものであってもよい。
図３及び図４に示すように、コイルスプリング６０は、その下端部の中心Ｐ２が上端部の中心Ｐ１よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置されている。また、コイルスプリング６０の下端部の中心Ｐ２は、該中心Ｐ２が位置する車体上下方向位置において、ダンパ４０の軸心Ｃ１よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置されている。
車体幅方向及び車体前後方向において、コイルスプリング６０の上端部の中心Ｐ１に対する下端部の中心Ｐ２のオフセット量、及び、ダンパ４０の軸心Ｃ１に対する下端部の中心Ｐ２のオフセット量は、いずれも左右のストラット３９間で等しい。
図３に示すように、コイルスプリング６０は、全体として、車体上方側に向かって車体幅方向の内側に傾斜して配置されている。また、図４に示すように、コイルスプリング６０は、全体として、車体上方側に向かって車体前方側に傾斜して配置されている。
図３及び図４に示すように、コイルスプリング６０の荷重軸Ｃ２は、車体下方側に向かって車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側に傾斜した方向に沿って配置されている。図３に示すように、車体上下方向に対する車体幅方向への傾斜に関して、コイルスプリング６０の荷重軸Ｃ２は、ダンパ４０の軸心Ｃ１と比べて、同じ側で且つ急な傾斜となっている。図４に示すように、車体上下方向に対する車体前後方向への傾斜に関して、コイルスプリング６０の荷重軸Ｃ２は、ダンパ４０の軸心Ｃ１とは反対側に傾斜している。
以上のような姿勢で配置されたコイルスプリング６０の弾性力は、ロアスプリングシート５０に対しては、車体下方側に向かって車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側に傾斜した方向に作用し、アッパスプリングシート４６に対しては、車体上方側に向かって車体幅方向の内側且つ車体前後方向の前方側に傾斜した方向に作用し得る。
これにより、ダンパ４０の上端部には、車体上方側に向かって車体幅方向の内側且つ車体前後方向の前方側に傾斜した方向に沿った荷重Ｆ１（図８参照）が、コイルスプリング６０からアッパスプリングシート４６及びアッパマウント４４を介して入力され得る。
ところで、図２に示すように、上述した第１ボールジョイント２３の中心と第２ボールジョイント２４の中心とを仮想の直線Ｌ１で結んだ場合、この直線Ｌ１は、車体後方側に向かって車体幅方向内側に傾斜した方向に沿って配置されることになる。
そのため、車両走行中等に路面から車輪３０のハブ３２に荷重が入力されると、上記の仮想の直線Ｌ１に沿った軸心を中心として、車体前方側から見て時計回り方向にナックル３５及びダンパ４０を回転させようとするモーメントＭ１が発生する。このとき、ダンパ４０の上端部には、車体のホイールハウス２（図３参照）からアッパマウント４４を介して対して荷重Ｆ１が入力されることになる。
このようにして車体側からダンパ４０の上端部に入力される荷重Ｆ１は、車体幅方向外側に向かって車体後方側へ傾斜した方向に作用する。これに対して、上記のようにコイルスプリング６０側からダンパ４０の上端部に入力される荷重Ｆ１（図８参照）は、車体幅方向の内側に向かって車体前方側に傾斜した方向に作用する。これにより、車体側からの荷重Ｆ１がコイルスプリング６０側からの荷重Ｆ１によって効果的に相殺される。
したがって、本実施形態によれば、ダンパ４０に曲げモーメントが作用することを効果的に抑制することができ、これにより、ダンパをスムーズに作動させて、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。
図５に示すように、コイルスプリング６０は、その下端部が溝状のシートラバー５４に載置されることで、位置決めされている。ロアスプリングシート５０の上面は、シートラバー５４を所定位置に位置決め可能な凹凸形状を有している。そのため、シートラバー５４は、ロアスプリングシート５０上に載置されることで確実に位置決めされる。
シートラバー５４は、平面視において概略円弧状に形成されており、シートラバー５４の周方向一端部にはストッパ部５５が設けられている。コイルスプリング６０は、その下端側の先端がストッパ部５５に当接するようにシートラバー５４上にセットされることで、精度よく位置決めされる。これにより、コイルスプリング６０の荷重軸Ｃ２は、上述した傾斜方向に沿って精度よく配置されるため、ダンパ４０の曲げモーメントを確実に抑制できる。
ところで、本実施形態では、従来と同様、ストラット３９の各構成部品４０，４４，４６，４８，５０，５４，６０として、左右のストラット３９間で同一の部品が用いられている。また、従来は、コイルスプリングを含むストラット全体の周方向の位相を、左右のストラット間で１８０°ずらして配置するのが通例であるが、本実施形態では、左右のストラット３９間でのコイルスプリング６０の周方向の位相関係が従来と異なる。
以下、第１比較例を示す図６、第２比較例を示す図７、及び、本実施形態の構成を示す図８の各平面図を併せて参照しながら、コイルスプリング６０の位相に関する構成について説明する。
図６に示す第１比較例は、従来の一般的なストラット式サスペンションと同様、コイルスプリング１６０の荷重軸が、車体上下方向から見て車体幅方向に平行に配置されたものである。
第１比較例では、コイルスプリング１６０及びこれを位置決めするロアスプリングシート１５０を含むストラット１３９Ａ，１３９Ｂ全体の周方向の位相が、左右のストラット１３９Ａ，１３９Ｂ間で１８０°ずれている。このように、平面視において左右のストラット１３９Ａ，１３９Ｂが点対称に配置されることで、上記のような荷重軸の方向が実現される。
この場合、車体前後方向において、ダンパ１４０の軸心Ｃ１０に対するコイルスプリング１６０の下端側の先端１６１のオフセット量Ｄ１０は、左右のストラット１３９Ａ，１３９Ｂ間で等しくなる。
しかしながら、第１比較例では、ダンパ１４０の上端部に作用するコイルスプリング１６０の弾性力Ｆ１０が、車体前後方向の成分を含まないため、図２に示すような車体前後方向に傾斜した荷重Ｆ１が車体側からダンパ１４０の上端部に入力されたときに、この荷重Ｆ１をコイルスプリング１６０の弾性力Ｆ１０によって相殺することができず、ダンパ１４０の曲げモーメントを効果的に抑制できない。
図７に示す第２比較例は、第１比較例の左右のストラット１３９Ａ，１３９Ｂを車体上方側から見て時計回り方向に同じ角度だけ位相をずらしたものである。第２比較例においても、左右のストラット１３９Ａ，１３９Ｂ間で位相が１８０°ずれており、車体前後方向において、ダンパ１４０の軸心Ｃ１０に対するコイルスプリング１６０の下端側の先端１６１のオフセット量Ｄ２０は、左右のストラット１３９Ａ，１３９Ｂ間で等しくなっている。
第２比較例では、コイルスプリング１６０の荷重軸の方向が第１比較例に比べて車体前後方向に傾斜（オフセット）されるため、車体右側のストラット１３９Ａにおいては、コイルスプリング１６０の弾性力を、車体上方側に向かって車体前方側に傾斜した方向に作用させることができ、この弾性力により、上述したように車体側からダンパ１４０の上端部に入力される荷重Ｆ１（図２参照）を相殺することが可能となる。
しかしながら、車体左側のストラット１３９Ｂにおいては、コイルスプリング１６０の弾性力が、車体上方側に向かって車体後方側に傾斜した方向に作用してしまうため、車体側からの荷重Ｆ１（図２参照）を相殺することができず、車体左側のダンパ１４０の曲げモーメントを効果的に抑制できない。
これに対して、図８に示す本実施形態の構成は、コイルスプリング６０の荷重軸Ｃ２（図３及び図４参照）が、左右いずれのストラット３９Ａ，３９Ｂにおいても、車体上方側に向かって車体前方側に傾斜して配置されている。そのため、左右いずれのストラット３９Ａ，３９Ｂにおいても、上述したように車体側からダンパ１４０の上端部に入力される荷重Ｆ１（図２参照）をコイルスプリング６０の弾性力によって相殺することができ、ダンパ４０の曲げモーメントを効果的に抑制できる。
また、本実施形態において、コイルスプリング６０の荷重軸Ｃ２は、車体上下方向及び車体前後方向のいずれから見ても左右のストラット３９Ａ，３９Ｂ間で左右対称に配置されている。そのため、左右のストラット３９Ａ，３９Ｂのいずれにおいても、コイルスプリング６０の弾性力をダンパ４０の上端部に対して同様に作用させて、ダンパ４０に作用する曲げモーメントの抑制を同様に果たすことができる。
このような荷重軸Ｃ２の配置を実現するために、本実施形態では、コイルスプリング６０及びこれを位置決めするロアスプリングシート５０の周方向の位相のずれが、従来の１８０°とは異なっている。つまり、平面視において、左右のストラット３９Ａ，３９Ｂが非対称的に配置されている。
ただし、このような位相関係となる配置は、コイルスプリング６０、ロアスプリングシート５０及びシートラバー５４（図５参照）についてのみ行えばよく、その他のストラット３９Ａ，３９Ｂの構成部品は、第１比較例と同様、平面視において点対称となるように配置されてもよい。
本実施形態では、コイルスプリング６０の下端側の先端６１が配置された車体上下方向位置において、車体前後方向におけるダンパ４０の軸心Ｃ１に対するコイルスプリング６０の先端６１のオフセット量Ｄ１，Ｄ２は、左右のストラット３９Ａ，３９Ｂ間で異なっている。このようにコイルスプリング６０を左右のストラット３９Ａ，３９Ｂ間で非対称的に配置するという特徴ある構成によって、左右のストラット３９Ａ，３９Ｂの両方において、上述したダンパ４０の曲げモーメント抑制効果を実現可能となっている。
また、かかる構成の実現に際しては、左右のストラット３９Ａ，３９Ｂで、同じコイルスプリング６０を用いることができる。したがって、仮に左右のストラット３９Ａ，３９Ｂで異なるコイルスプリングを用いる場合に比べて、部品コストの低減を図ることができる。なお、ここでいう「同じコイルスプリング６０」とは、巻き方向、形状、大きさ、ばね特性等が同じコイルスプリングを意味する。
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述の実施形態では、ダンパ４０の軸心Ｃ１が車体上方側に向かって車体幅方向の内側且つ車体前後方向の後方側に傾斜して配置される例を説明したが、ダンパ４０の軸心Ｃ１が上記実施形態とは異なる方向に傾斜して配置される場合、又は、車体上下方向に沿って配置される場合にも、本発明を適用可能である。
以上のように、本発明によれば、所謂ストラット式の車両用懸架装置のダンパに作用する曲げモーメントをより効果的に抑制することで、ダンパの作動の円滑化を図ることが可能となるから、この種の懸架装置を備えた自動車の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
６ タイロッド
１０ フロントサスペンション（車両用懸架装置）
１２ サブフレーム
２０ ロアアーム
２３ 第１ボールジョイント（連結部）
２４ 第２ボールジョイント（連結部）
３０ 車輪（操舵輪）
３２ 車輪のハブ
３５ ナックル
３９ ストラット
４０ ダンパ
４６ アッパスプリングシート（上側のスプリング支持部）
５０ ロアスプリングシート（下側のスプリング支持部）
６０ コイルスプリング
６１ コイルスプリングの下端側の先端
Ｃ１ ダンパの軸心
Ｃ２ コイルスプリングの荷重軸
Ｐ１ コイルスプリングの上端部の中心
Ｐ２ コイルスプリングの下端部の中心

Claims (9)

  1. 車輪を支持するナックルと、車体に連結されるサブフレームと、前記ナックルを前記サブフレームに連結させるロアアームと、前記ナックルをステアリング機構に連結させるタイロッドと、上端部において車体に連結されて下端部において前記ナックルに連結され、軸心方向に伸縮可能に構成されたダンパと、前記ダンパの伸縮に応じて前記ダンパの軸心方向における相互の間隔が変化するように前記ダンパに取り付けられた上下一対のスプリング支持部と、前記上下一対のスプリング支持部間に介装されたコイルスプリングと、を備え、前記ナックルに対する前記ロアアーム及び前記タイロッドの両連結部のうち車体前方側に配置された一方の連結部に比べて、車体後方側に配置された他方の連結部が操舵中立状態において車体幅方向内側にオフセットして配置された車両用懸架装置であって、
    前記コイルスプリングの下端部の中心は、前記コイルスプリングの上端部の中心よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置され、
    前記ダンパの軸心は、車体前後方向の後方側に傾斜していることを特徴とする車両用懸架装置。
  2. 前記コイルスプリングの下端部の中心は、該中心が位置する車体上下方向位置において、前記ダンパの軸心よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用懸架装置。
  3. 車輪を支持するナックルと、車体に連結されるサブフレームと、前記ナックルを前記サブフレームに連結させるロアアームと、前記ナックルをステアリング機構に連結させるタイロッドと、上端部において車体に連結されて下端部において前記ナックルに連結され、軸心方向に伸縮可能に構成されたダンパと、前記ダンパの伸縮に応じて前記ダンパの軸心方向における相互の間隔が変化するように前記ダンパに取り付けられた上下一対のスプリング支持部と、前記上下一対のスプリング支持部間に介装されたコイルスプリングと、を備え、前記ナックルに対する前記ロアアーム及び前記タイロッドの両連結部のうち車体前方側に配置された一方の連結部に比べて、車体後方側に配置された他方の連結部が操舵中立状態において車体幅方向内側にオフセットして配置された車両用懸架装置であって、
    前記コイルスプリングの荷重軸は、車体下方側に向かって車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側に傾斜した方向に沿って配置され、
    前記ダンパの軸心は、車体前後方向の後方側に傾斜していることを特徴とする車両用懸架装置。
  4. 前記ダンパと前記コイルスプリングからなるストラットは、車体右側及び車体左側の車輪のそれぞれに設けられ、
    前記コイルスプリングの上端部の中心に対する下端部の中心の車体幅方向及び車体前後方向のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で等しいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用懸架装置。
  5. 前記ダンパと前記コイルスプリングからなるストラットは、車体右側及び車体左側の車輪のそれぞれに設けられ、
    車体右側の前記コイルスプリングの荷重軸と、車体左側の前記コイルスプリングの荷重軸とは、車体前後方向及び車体上下方向のいずれから見ても左右対称に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用懸架装置。
  6. 前記コイルスプリングの下端側の先端が配置された車体上下方向位置において、車体前後方向における前記ダンパの軸心に対する前記コイルスプリングの下端側の先端のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で異なっていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の車両用懸架装置。
  7. 車体右側の前記コイルスプリングと、車体左側の前記コイルスプリングとは、それぞれの上端側から下端側に向かって同一方向に巻かれていることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の車両用懸架装置。
  8. 車輪を支持するナックルと、車体に連結されるサブフレームと、前記ナックルを前記サブフレームに連結させるロアアームと、前記ナックルをステアリング機構に連結させるタイロッドと、上端部において車体に連結されて下端部において前記ナックルに連結され、軸心方向に伸縮可能に構成されたダンパと、前記ダンパの伸縮に応じて前記ダンパの軸心方向における相互の間隔が変化するように前記ダンパに取り付けられた上下一対のスプリング支持部と、前記上下一対のスプリング支持部間に介装されたコイルスプリングと、を備え、前記ナックルに対する前記ロアアーム及び前記タイロッドの両連結部のうち車体前方側に配置された一方の連結部に比べて、車体後方側に配置された他方の連結部が操舵中立状態において車体幅方向内側にオフセットして配置された車両用懸架装置であって、
    前記コイルスプリングの下端部の中心は、前記コイルスプリングの上端部の中心よりも車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側にオフセットして配置され、
    前記ダンパと前記コイルスプリングからなるストラットは、車体右側及び車体左側の車輪のそれぞれに設けられ、
    前記コイルスプリングの上端部の中心に対する下端部の中心の車体幅方向及び車体前後方向のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で等しく、
    前記コイルスプリングの下端側の先端が配置された車体上下方向位置において、車体前後方向における前記ダンパの軸心に対する前記コイルスプリングの下端側の先端のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で異なっていることを特徴とする車両用懸架装置。
  9. 車輪を支持するナックルと、車体に連結されるサブフレームと、前記ナックルを前記サブフレームに連結させるロアアームと、前記ナックルをステアリング機構に連結させるタイロッドと、上端部において車体に連結されて下端部において前記ナックルに連結され、軸心方向に伸縮可能に構成されたダンパと、前記ダンパの伸縮に応じて前記ダンパの軸心方向における相互の間隔が変化するように前記ダンパに取り付けられた上下一対のスプリング支持部と、前記上下一対のスプリング支持部間に介装されたコイルスプリングと、を備え、前記ナックルに対する前記ロアアーム及び前記タイロッドの両連結部のうち車体前方側に配置された一方の連結部に比べて、車体後方側に配置された他方の連結部が操舵中立状態において車体幅方向内側にオフセットして配置された車両用懸架装置であって、
    前記コイルスプリングの荷重軸は、車体下方側に向かって車体幅方向の外側且つ車体前後方向の後方側に傾斜した方向に沿って配置され、
    前記ダンパと前記コイルスプリングからなるストラットは、車体右側及び車体左側の車輪のそれぞれに設けられ、
    車体右側の前記コイルスプリングの荷重軸と、車体左側の前記コイルスプリングの荷重軸とは、車体前後方向及び車体上下方向のいずれから見ても左右対称に配置され、
    前記コイルスプリングの下端側の先端が配置された車体上下方向位置において、車体前後方向における前記ダンパの軸心に対する前記コイルスプリングの下端側の先端のオフセット量は、車体右側及び車体左側のストラット間で異なっていることを特徴とする車両用懸架装置。
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