JPH03213412A - 独立懸架式サスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、自動車の前輪あるいは後輪に適用される独立
懸架式サスペンションに関し、特にウィツシュボーン型
独立懸架式サスペンションに関する。

（発明の技術的背景ならびにその問題点）自動車の走行
中において路面から受ける種々の振動や衝撃を吸収する
ため、ボデーとアクスルとの間には、緩衝作用を備えた
懸架装置（サスペンション）が設けられている。かかる
サスペンションは、自動車を路面」二に支え駆動軸から
の推進力をボデーに伝え、同時に路面からの衝撃を緩和
して自動車を破損から守るだけでなく、乗り心地と走行
安定性を改善する重要な機能をもつことから、自動車の
高速化と共にその機能は高速化の限界を左右するものと
して益々重要視され、装置全般に対する科学的な研究が
進められて多くの機構型式および要素が開発されている
。

サスペンションは、一般に一ヒ下方向には柔らかく、前
後左右方向には堅くする必要があり、その構造面から大
別すると車軸懸架式サスペンションと独立懸架式ザスペ
ンンヨンとに分類することができる。車軸懸架式サスペ
ンションは一般にトラックの前輪及び後輪、乗用車の後
輪に用いられているのに対し、独立懸架式サスペンショ
ンは乗り心地及び走行安定性を重視する乗用車の前輪お
よび後輪に多用されている。

独立懸架式サスペンションは、左右のホイールを１本の
アクスルで連結せずに独立して運動できるようにしたも
ので、その構造面から大別すると、ウィツシュボーン型
、マツクファーソン型、トレーリングアーム型、スイン
グアクスル型に分類することができる。このような独立
懸架式サスペンションは、車軸懸架式サスペンションに
比べ、左右いづれかのホイールが路面突起に乗り上げて
も人間の膝の関節のような働きをしてそのホイールだけ
が上下しボデーは傾斜せず、ローリング（横ゆれ）を抑
制して安定な走行を行なうことができるという利点を有
している。

独立懸架式サスペンションの中で最も広く用いられてい
るのがウィツシュボーン型サスペンションである（例え
ば、実開昭５３−２８、０２０号公報参照）。このタイ
プの特徴は、２本のアームによるリンク機構が平行四辺
形的な働きをするため車輪は略垂直に上下することとな
り、これによってタイヤは路面に対して常に水平に接触
し、接地性が良好であるという点にある。また、マツク
ファーソン型に比べ構造が複雑であるため小量およびコ
ストの面、あるいは、２本のアームがエンジンルームに
張り出す構成となることからエンジンルームが狭くなる
という点で改良すべき種々の課題を有しているが、頑丈
でありコーナリング時の安定性に優れている点で近年再
び脚光を浴びている。

ウィツシュボーン型独立懸架式サスペンションは、第７
，８図に示すように、鶏の胸の叉・け（ウィツシュボー
ン）形状に類似した２本のコントロールアーム３．４に
よりナックル２がボデーあるいはフレーム５に取り（−
Ｊけられており、このｒＡＪ字型をしたコントロールア
ーム３，４の開いた方がボデー側５に取り（（Ｉけられ
、他端はナックル２にて上下が連結されている。ボデー
５とコントロールアーム３．４との連結側は、ブツシュ
１０゜１１にて連結し、一方ナックルスピンドル２とコ
ントロールアーム３，４とは、−１−下ともボールジヨ
イント１２．１３で連結するのが一般的である。

これにより、−Ｌ下２本のコントロールアーム３゜４と
ナックル２はリンク機構を構成することとなる。「１」
は車輪、「２２」はスプリング装置である。なお、この
ように２本のコントロールアームがともにＡ字型をした
ウィツシュボーン型サスペンションの他にも、ロアアー
ムがＡ字型ではなくテンションロッドにより前後方向に
働く力を補うように構成したものも知られている（いわ
ゆるｒＩＪ型アーム）。

第９図に示すように、自動車の操舵輪、特にフロントサ
スペンションのホイールアライメントにおいては、車体
側面視におけるキングピン中心線５０の傾き角、すなわ
ちキャスタ角βか設定されており、このキャスタ角βを
大きく設定すると／’％ンドルは重くなるが、旋回終了
時における／’％ンドルの戻り性が良好となる。しかも
、旋回外輪においてはキャスタ角を大きくするとキャン
バ角もネガティブ方向に大きくなり旋回性が良好となる
。

したがって、サスペンションの設計にあたり、直進走行
時にはキャスタｆ−１’ｊβは小さいが、旋回時には大
きくなるようなジオメトリの設定が要求される。

また、制動時におけるノーズダイブを防止するためには
、ロアアーム４の揺動軸１４を前傾させ、アッパアーム
３の揺動軸１５を後傾させていることか好ましい。

ここで、ダブルウィツシュボーン型サスペンションにお
いては、アッパアーム３の揺動軸１５を後傾させること
により、あるいはロアアームの揺動軸１４を前傾させる
ことにより、旋回時のキャスタ角βを大きくし、旋回後
の直進走行性を安定させるようにするのが常套手段であ
るが、アッパアーム３の揺動軸１５を後傾させるとアッ
パアーム３の前側ブツシュ１０の取付は位置が高くなり
、いわゆるスラントノーズの成立を阻害するという問題
があった。一方、ロアアームの揺動軸を前傾させるにあ
たっても地上高との関係で限界があった。

（発明の目的） 本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、コントロール
アームの車体への取付位置の設定が自由で、しかも、旋
回時におけるキャスタ変化を所望の値に設定できるサス
ペンションを提供することにある。

（発明の概要） 上記目的を達成するための第１の発明は、車輪に取り付
けられたナックルに先端を揺動自在に連結したアッパア
ームとロアアームとからなる一対のコントロールアーム
を有し、このコントロールアームの基端を車体側に揺動
自在に枢着してなるウィツシュボーン型独立懸架式サス
ペンションであって、前記アッパアームを、ナックル側
アッパアームと車体側アッパアームとに分割すると共に
、これら両アッパアームを前記車輪の−１−下移動方向
に揺動自在となるように連結し、さらに、前記車体側ア
ッパアームとロアアームとを、両端を揺動自在とした剛
体により連結してなる独立懸架式サスペンションにおい
て、 前記車体側アッパアームとナックル側アッパアームとの
連結揺動軸を、前記車体側アッパアームと車体との連結
揺動軸に対して、所定角度傾斜させだことを特徴とする
独立懸架式サスペンションである。

また、−１−２目的を達成するための第２の発明は、車
輪に取り付けられたナックルに先端を揺動自在に連結し
たアッパアームとロアアームとからなる一対のコントロ
ールアームを有し、このコントロールアーム なるウィツシュボーン型独立懸架式サスペンションであ
って、前記アッパアームを、ナックル側アッパアームと
車体側アッパアームとに分割し、剛体の一端を、前記車
輪の１−下移動方向に揺動自在となるように車体側アッ
パアームに連結すると共に、剛体の他端を、前記車輪の
１−下移動方向に揺動自在となるようにロアアームに揺
動自在に連結し、さらに、前記ナックル側アッパアーム
の一端を剛体に揺動自在に連結してなる独立懸架式サス
ペンションにおいて、 前記剛体とナックル側アッパアームとの連結揺動軸を、
前記車体側アッパアームと車体との連結揺動軸に対して
、所定角度傾斜させたことを特徴とする独立懸架式サス
ペンションである。

このように構成した第１および第２の発明にあっては、
直進走行時においては、車体の側面視において、ナック
ルとナックル側アッパアームの連結点およびナックルと
ロアアームの連結点を結ぶ線の傾斜角がキャスタ角とし
て所定量に定められ０ る。この状態から、車体が旋回した場合、あるいは路上
の突起物に乗り上げた場合等においては、車体に対する
車輪の相対位置か」一方に移動し、これにともなってロ
アアームが車体との連結揺動軸を中心に」一方に回動す
る。

すると、このロアアームに取り（＝ｊけられた剛体が車
体側アッパアームを押し１−げろが、このとき、車体側
アッパアームとナックル側アッパアームとの連結揺動軸
は、車体側アッパアームの車体との連結揺動軸を中心に
回動する。そして、この両アッパアームの連結揺動軸は
、車体側アッパアームの車体との連結揺動軸に対して所
定角度傾斜させて設けているため、ナックル側アッパア
ームとナックルとの連結部は、車体側面視において所定
量だけ車体の前方あるいは後方に移動することとなる。

したがって、車体側アッパアームとナックル側アッパア
ームの長さ、およびロアアームの長さ、あるいは剛体の
長さおよび取付位置によって車体側アッパアームとナッ
クル側アッパアームとの連１ 結揺動軸の傾斜角度を適宜変更すれば、車体旋回時にお
けるキャスタ変化が異なることとなる。

このように、本発明のサスペンションによれば、サスペ
ンションのレイアウト条件に拘らず、コントロールアー
ムの車体への取付位置を自由に選択することができ、旋
回時のキャスタ変化を所望の特性に設定することができ
る。

（発明の詳細な説明） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、第１の発明の一実施例を示す斜視図、第２図
は、同実施例のアッパアームを示す゛１乏面図、第３図
は他の実施例に係るコントロールアームを示す側面図、
第６図は本発明のサスペンションのバウンド量に対する
キャスタ角の変化を示すグラフであり、第７〜９図に示
す従来のサスペンションと同一の部材には同一の符号を
付しである。

車輪１か回転自在に取り付けられたナックル２は、車輪
１を軸受（不図示）を介して支承するスピンドル１８と
、このスピンドルの基端から１−下２ に分岐して延出する二股腕１９．２０と、図示しない操
舵機構が連結されて車輪１の操舵角を適宜変更するナッ
クルアーム２１とからなる。第１図に示すように、二股
腕１９．２０の先端には、ボールジヨイント１２．１３
を介して２本のＡ型コントロールアーム３，４が連結さ
れ、車輪１が−１−下動した場合にあっても、また操舵
機構により車輪１が操舵された場合にあっても、ナック
ル２はコントロールアーム３，４に対して揺動自在とな
っている。なお、両ポールジョイン１−１２．１３の中
心を結ぶ直線の傾きによって車体が静止した状態におけ
るキャスタ角が決定される。

ロアアーム４は、基端側か前後一対のアーム部４ａ、４
ｂに分岐した、いわゆるＡ型アームであって、このＡ型
ロアアーム４のアーム部４ａ、４ｂが、ボデーあるいは
フレーム５にブツシュ１１を介して取り付けられ、ブツ
シュ１１の剪断力に抗して軸１４の周りに回動する。ま
た、第２図に示すように、ロアアーム４とフレーム５と
の間には懸架スプリング（不図示）が設けられて、ロア
アーム３ ４を下方へ付勢している。

一方、本実施例に係るアッパアーム３は、ナ・ソクル側
アッパアーム６と車体側ア・ンノ′マアーム７とからな
り、何れもＡ型アームにより構成されている。これら両
アッパアーム６．７は、ナ・ンクル側アッパアーム６の
アーム部６ａ、６ｂと車体側ア・ンパアーム７の先端部
７Ｃとが連結揺動軸８にて連結されており、この連結揺
動軸８の周りにす・ノクル側アッパアーム６と車体側ア
ッパアーム７とが相対的に回動する。車体側ア・７ノ＜
アーム７の基端側、すなわちアーム部７ａ、７ｂは、前
述したロアアーム４と同様に、ブツシュ１０により車体
あるいはフレーム５に連結され（第２図参照）、連結揺
動軸１５の周りに車体側ア・ソノ＜アーム７が回動する
。第２図に示す実施例にあっては、車体側アッパアーム
７の連結揺動軸１５に対し、両ア・ソノ（アーム６．７
の連結揺動軸８を平面視において所定角αだけ傾斜させ
ている。特にこの場合、連結揺動軸８が車体後方に開く
ように傾斜させていると共に、車体側面視においては両
連結揺動？ｄ１８　。

４ １５を略平行に設けている。

また、本実施例のサスペンションにあっては、ロアアー
ム４の先端４ｃと、車体側アッパアーム７の先端７ｃと
が、剛体９により連結されている。

剛体つとロアアーム４とは、軸１６の周りに剛体９がロ
アアーム４に対して回動するように連結されており、ま
た、剛体９と車体側アッパアーム７とは、輔１７の周り
に剛体９が車体側アッパアーム７に対して回動するよう
に連結されている。

以上のように、車体側アッパアーム７、ナックル側アッ
パアーム６、ナックル２、および剛体９はリンク機構を
構成することとなる。

次に、本実施例のサスペンションの動作を説明する。

このように構成した本実施例にあっては、直進走行時に
おいては、車体の側面視において、ナックル２とナック
ル側アッパアーム６の連結点１２およびナックル２とロ
アアーム４の連結点１３を結ぶ線の傾斜角がキャスタ角
として所定量に定められる。

５ この状態から、車体が旋回した場合、あるいは路上の突
起物に乗り」二げた場合等においては、車体に対する車
輪１の相対位置が上方に移動し、これにともなってロア
アーム４が車体との連結揺動軸１１を中心に上方に回動
する。

すると、このロアアーム４に取り付けられた剛体９が車
体側アッパアーム７を押し上げるが、このとき、車体側
アッパアーム７とナックル側アッパアーム６との連結揺
動軸８は、車体側アッパアーム７の車体との連結揺動軸
１０を中心に回動する。そして、この両アッパアーム６
．７の連結揺動軸８は、車体側アッパアーム７の車体と
の連結揺動軸１５に対して所定角度α傾斜させて設けて
いるため、ナックル側アッパアーム６とナックル２との
連結部１２は、車体側面視において所定量だけ車体の前
方あるいは後方に移動することとなる。

したがって、車体側アッパアーム７とナックル側アッパ
アーム６の長さ、およびロアアーム４の長さ、あるいは
剛体９の長さおよび取付位置によ６ って車体側アッパアーム７とナックル側アッパアーム６
との連結揺動軸８の傾斜角度αを適宜変更すれば、車体
旋回時におけるキャスタ変化が異なることとなる。

特に第２図に示す実施例の場合には、以下の効果が得ら
れる（第４図参照）。

すなわち、車体の静止状態における連結揺動軸８をボー
ルジヨイント１２よりも高く設定し、かつ、およそ Ｄ３／Ω４〉Ω２／ｇ１ の状態で剛体９を取り付けると、車輪１がバウンドした
状態で車体側アッパアーム７とナックル側アッパアーム
６とのなす角θが小さくなり、これによりキャスタ変化
が大きくなる。

また、車体の静止状態における連結揺動軸８をボールジ
ヨイント１２よりも低く設定し、かつ、およそ （１，／Ω４くρ２／１１ の状態で剛体９を取り付けると、車輪１がバウンドした
状態で車体側アッパアーム７とナックル側７ アッパアーム６とのなす角θが大きくなり、これにより
キャスタ変化が大きくなる。

これに対して、連結揺動軸８をボールジヨイント１２と
略同じ高さに設定するとキャスタ変化を最も小さくでき
る。

このように、本実施例に係るサスペンションは、第６図
に示すように、各構成部品の取４−１状態等によってバ
ウンド量に対するキャスタ角を種々に変化させることが
できる。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第３図は本実施例のサスペンションを示す側面図であり
、この実施例においては、車体側アッパアーム７の連結
揺動軸１５に対し、車体側アッパアーム７とナックル側
アッパアーム６との連結揺動軸８を側面視において所定
角αだけ傾斜させている。特にこの場合、連結揺動軸８
が第３図に示すように面下がりとなるように傾斜させて
いると共に、車体平面視においては両連結揺動軸８，１
５を略平行に設けている。なお、その他の構成について
は、前述した第１実施例と同様であるため、８ その説明は省略する。

このように構成した本実施例においては、前述した第１
実施例と同様に、サスペンションのレイアウト条件に拘
らず、コントロールアームの車体への取付位置を自由に
選択することができ、旋回時（バウンド時）のキャスタ
変化を所望の特性に設定することができる。

に、第３図に示す本実施例の場合には、車体の静止状態
における連結揺動軸８をボールジヨイント１２よりも低
く設定し、かつ、およそ１．７Ω４〉Ω２／Ω１ の状態で剛体９を取りトｊけると、車輪１がバウンドし
た状態で車体側アッパアーム７とナックル側アッパアー
ム６とのなす角θが小さくなり、これによりキャスタ変
化が大きくなる。

なお、上記第１および第２実施例は、連結揺動軸８を車
体平面視あるいは車体側面視においてそれぞれ傾斜させ
るように構成したが、平面視における傾斜と、側面視に
おける傾斜とを同時に設けるように構成することも可能
であり、これにより９ キャスタ変化の設＝１自由度がさらに好ましいものとな
る。

次に、第２の発明の一実施例について説明する。

第５図は、第２の発明の一実施例を示す斜視図であり、
第１〜４図に示す第１の発明の実施例および第７〜９図
に示す従来のサスペンションと同一の部利には同一の符
号をトｊしである。

車輪１が回転自在に取り付けられたナックル２は、車輪
１を軸受（不図示）を介して支承するスピンドル１８と
、このスピンドルの基端から上下に分岐して延出する二
股腕１９．２０と、図示しない操舵機構が連結されて車
輪１の操舵角を適宜変更するナックルアーム２１とから
なる。第５図に示すように、二股腕１９．２０の先端に
は、ボールジヨイント１２，１．３を介して２本のＡ型
コントロールアーム３，４が連結され、車輪１−が−１
−下動した場合にあっても、また操舵機構により車輪１
が操舵された場合にあっても、ナックル２はコントロー
ルアーム３，４に対して揺動自在とな０ っている。なお、両ポールジョイン１−１２．１３の中
心を結ぶ直線の傾きによって車体が静止した状態におけ
るキャスタ角が決定される。

ロアアーム４は、基端側か前後一対のアーム部４ａ、４
ｂに分岐した、いわゆるＡ型アームであって、このＡ型
ロアアーム４のアーム部４ａ、４ｂが、ボデーあるいは
フレーム５にブツシュ１１を介して取りトｊけられ、ブ
ツシュ１１の剪断力に抗して軸１４の周りに回動する。

また、ロアアーム４とフレーム５との間には懸架スプリ
ング（不図示）が設けられて、ロアアーム４を下方ヘイ
・１勢している。

一方、本実施例に係るアッパアーム３は、ナックル側ア
ッパアーム６と車体側アッパアーム７とからなり、何れ
もＡ型アームにより構成されている。車体側アッパアー
ム７の基端側、すなわちアーム部７　ａ、　７　ｂは、
前述したロアアーム４と同様に、ブツシュ１０により車
体あるいはフレーム５に連結され、連結揺動軸１５の周
りに車体側アッパアーム７が回動する。また、本実施例
のサスペ１ ンションにあっては、ロアアーム４の先端４ｃと、車体
側アッパアーム７の先端７ｃとが、剛体９により連結さ
れている。剛体つとロアアーム４とは、軸１６の周りに
剛体９がロアアーム４に対して回動するように連結され
ており。また、剛体９と車体側アッパアーム７とは、軸
１７の周りに剛体９が車体側アッパアーｔ、７に対して
回動するように連結されている。

さらに、ナックル側アッパアーム６のアーム部６ａ、６
ｂと剛体９とが連結揺動軸８にて連結されており、この
連結揺動軸８の周りにナックル側アッパアーム６と剛体
９とが相対的に回動する。本実施例にあっては、車体側
アッパアーム７の連結揺動軸１５に対し、両アッパアー
ム６．７の連結揺動軸８を平面視において所定角αだけ
傾斜させている。特にこの場合、連結揺動軸８が車体後
方に開くように傾斜させていると共に、車体側面視にお
いては両連結揺動軸８，１５を略平行に設けている。ま
た、車体側アッパアーム７の連結揺動軸１５に対し、車
体側アッパアーム７とナックル２ 側アッパアーム６との連結揺動軸８を側面視において所
定角αだけ傾斜させることもできる。すなわち、連結揺
動軸８が部下がりとなるように傾斜させ、車体平面視に
おいては両連結揺動軸８，１５を略・１ａ行に設けるこ
とかできる。

このように構成した本実施例にあっても、前述した第１
−の発明の第１および第２実施例と同様の作用効果を奏
し、サスペンションのレイアウト条件に拘らず、コント
ロールアームの車体への取（−１位置を自由に選択する
ことができ、旋回時（バウンド時）のキャスタ変化を所
望の特性に設定することかできる。

本発明は、」−述した実施例に限定されることなく、本
発明の要旨を越えない限りにおいて種々に改変すること
ができる。例えば、上述した実施例においては、アッパ
アーム、ロアアームともにＡ型アームを用いたが、Ｉ型
アームにて構成することも可能である。

（発明の効果） 以１−述べたように本発明によれば、コントロー３ ルアームの車体への取付位置の設定か自由で、しかも、
旋回時におけるキャスタ変化を所望の値に設定できるサ
スペンションを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示す斜視図、第２図は
同実施例のモ面図、第３図は同発明の曲の実施例を示す
側面図、第４図は第１実施例の設定例を示す概念図、第
５図は第２の発明の一実施例を示す斜視図、第６図は本
発明のサスペンションのバウンド量とキャスタ角との関
係を示すグラフ、第７，８図は、従来のサスペンション
を示す概念図、第９図は同サスペンションの側面図であ
る。 １・・・車輪、　　　　　　　　２・・・ナックル、３
・・・アッパアーム、　　　４・・・ロアアーム、５・
・・車体（フレーム）、 ６・・・ナックル側アッパアーム、 ７・・・車体側アッパアーム、 ４ ・・連結揺動軸、 ９・・・剛体、 １５・・・連結揺動軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）車輪（１）に取り付けられたナックル（２）に先端
   を揺動自在に連結したアッパアーム（３）とロアアーム
   （４）とからなる一対のコントロールアームを有し、こ
   のコントロールアームの基端を車体側（５）に揺動自在
   に枢着してなるウィッシュボーン型独立懸架式サスペン
   ションであって、前記アッパアーム（３）を、ナックル
   側アッパアーム（６）と車体側アッパアーム（７）とに
   分割すると共に、これら両アッパアーム（８、７）を前
   記車輪（１）の上下移動方向に揺動自在となるように連
   結し、さらに、前記車体側アッパアーム（７）とロアア
   ーム（４）とを、両端を揺動自在とした剛体（９）によ
   り連結してなるウィッシュボーン型独立懸架式サスペン
   ションにおいて、 前記車体側アッパアーム（７）とナックル側アッパアー
   ム（６）との連結揺動軸（８）を、前記車体側アッパア
   ーム（７）と車体との連結揺動軸（１５）に対して、所
   定角度（α）傾斜させたことを特徴とする独立懸架式サ
   スペンション。 ２）車輪（１）に取り付けられたナックル（２）に先端
   を揺動自在に連結したアッパアーム（３）とロアアーム
   （４）とからなる一対のコントロールアームを有し、こ
   のコントロールアームの基端を車体側（５）に揺動自在
   に枢着してなるウィッシュボーン型独立懸架式サスペン
   ションであって、前記アッパアーム（３）を、ナックル
   側アッパアーム（６）と車体側アッパアーム（７）とに
   分割し、剛体（９）の一端を、前記車輪（１）の上下移
   動方向に揺動自在となるように車体側アッパアーム（７
   ）に連結すると共に、剛体（９）の他端を、前記車輪（
   １）の上下移動方向に揺動自在となるようにロアアーム
   （４）に揺動自在に連結し、さらに、前記ナックル側ア
   ッパアーム（６）の一端を剛体（９）に揺動自在に連結
   してなるウィッシュボーン型独立懸架式サスペンション
   において、 前記剛体（９）とナックル側アッパアーム（６）との連
   結揺動軸（８）を、前記車体側アッパアーム（７）と車
   体との連結揺動軸（１５）に対して、所定角度（α）傾
   斜させたことを特徴とする独立懸架式サスペンション。