JPS60169311A - 自動車のリヤサスペンシヨン - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車のリヤサスペンションに関し、さらに詳
しくは後輪の横カド−変化特性を制御できるようにした
リヤサスペンションに関するものである。

（従来技術） 自動車の後輪は走行安定性の要求から若干のトーインが
設けられるのが通常であるが、このトーイン量の大小は
操縦特性に大きく影響する。すなわち、トーイン量が大
きい程、アンダーステア傾向が強まり直進安定性が良く
、逆にトーイン量が小さいとアンダーステア傾向が弱ま
って回頭性（旋回性）が良くなる。

一方、自動車においては直進時には安定性が良く、旋回
時には回頭性が良いのが望ましいのであるがミ上記の如
（トーイン量に対して安定性と回頭性は相反するもので
あり両者を共に満足させるのが難しく、通常は両者の妥
協点にトーイン量が設定される。このようなことから、
後輪を車体に対して複数のリンクで且つ弾性体を介して
支持し、旋回時において車輪に作用する横力を受けた時
には、この弾性体の弾性変形によってトーイン量を小さ
くして回頭性を良くシ、直進安定性および旋回時の回頭
性を両立させる、コンプライアンスステアが知られてい
る。

しかしながら、このようなコンプライアンスステアでは
直進時に横力を受けた時にもトーイン量が減少して直進
安定性が損われるという問題がある。そこで、油圧力等
により弾性手段の変形量を制御し、このような問題に対
処しようとする提案がある。例えば、特開昭５７−９９
４７０号にはリヤサスペンション装置の車体取付部に設
けた弾性支持体にパワーステアリングの油圧を用いた油
圧力を加え、後輪のトーイン量を制御するものが開示さ
れている。これによれば、直進時に横力を受けた時に、
前輪に作用する横力によって高くなるパワーステアリン
グの油圧によって後輪のトーイン量を大きくして、直進
走行時に横力を受けた場合の走行安定性を確保できるの
である。しかしながら、この場合にはパワーステアリン
グ油圧を用いてゴムブツシュの変形特性の制御を行なう
ため、次のような問題がある。すなわち、パワーステア
リングではタイヤ、路面からの外力に応じてこれに対抗
する油圧が発生するのでこの油圧は走行中変動し、これ
に応じて後輪のトーイン量が不必要に変化する恐れがあ
る。また、パワーステアリングの発生は操縦安定性の点
から高速になるにつれ低く押えられることが多いが、こ
の場合には高速になるにつれてトーイン傾向が押えられ
て安定性が低下することになるので、好ましくない。さ
らに、低・中速で急旋回（例えば、Ｕターン等）を行な
った時にパワーステアリング油圧は上がり気味なため、
後輪のトーイン傾向は助長され車両の回頭性が損われる
恐れがある。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑みるとともに、車両の操縦安定
性に対する要求が、高速になる程安定性が重視され、低
速になれば逆に回頭性が要求されるということに鑑みて
なされたもので、後輪のトーイン傾向の制御を車速に応
じて且つ安定して行なえるような自動車のリヤサスペン
ションを提供しようとするものである。

（発明の構成） 本発明のリヤサスペンションは、後輪がアームを介して
複数の支持点で車体に支持された自動車のリヤサスペン
ションにおいて、上記複数の支持点のうち少なくとも１
つがゴムブツシュを介して車体に支持され、このゴムブ
ツシュを介した支持点と連結するアームに、このアーム
をトー変化方向に付勢するばね手段が連結され、このば
ね手段の付勢力がトー変化調整手段により車速に応じて
制御され、車速の増加に応じて後輪の横カド−イン傾向
を強めるようにしたことを特徴とするものである。

（発明の効果） 本発明によれば、アームがゴムブツシュとばね手段とを
並列に介して車体に支持され、ばね手段のばね力を変え
ることにより、後輪に作用する横力のゴムブツシュによ
る負担分を変化させゴムブツシュの変形量を変えるよう
にしているので、ゴムブツシュに過度の負担を強いるこ
となくばね手段の可変領域を広くとることができ、ばね
手段の設計の自由度も大きい。また、ばね手段が失陥し
た時でも、ゴムブツシュのみで車両の操縦安定性は十分
確保できるので信頼性が高い。さらに、車速の増加に応
じて横カド−イン傾向を強くするようにしたので、低速
時の回頭性と高速時の安定性を両立させることができる
。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明のリヤサスペンションを有する自動車の
第１の実施例を示す模式図である。前輪操舵装置１は、
運転者が操舵するステアリング３と、このステアリング
３０回転運動を車幅方向の往復運動に変換するピニオン
４ａおよびラック４ｂと、基端がラック４ｂの各端に連
結された左右のタイロッド５，５と、一端がタイロッド
５，５の先端に、他端が左右の前輪２Ｌ、２Ｒ（２Ｌは
図示せず）に連結されたナックルアーム６（前輪２Ｌ、
！一連結するナックルアーム６は図示せず）とを備えて
おり、ステアリング３の操舵に応じて周知のように前輪
２Ｌ、２Ｒの操舵がなされるようになっている。

後輪２２Ｌ、２２Ｒ（２２Ｌは図示せず）は後輪サスペ
ンジョン２工により車体に支持されているが、以下、左
右対称なので右側部分のみについて説明する。後輪サス
ペンション２１は、後輪２２Ｒを回転自在に支持するホ
イールサポート２３と、一端がホイールサポート２３に
、他端がサブフレーム２０にそれぞれ回動自在に連結さ
れ車幅方向に延びた前後２本のアーム２４．２５とから
なり、後アーム２４は矢印Ａ視である第２図で示される
よう圧第１ゴムブツシュ２７を介してサブフレーム２０
に固定されたピン２８と連結し、前アーム２５は第２ゴ
ムブツシユ２６を介してサブフレーム２０と連結する。

これら、第１および第２ゴムブツシュ２７．２６の弾性
係数を適宜設定しておけば後輪２２Ｒが横力を受けた時
に、この横力によるゴムブツシュ２６．２７の変形に応
じてトー変化（θ、で示す変化）を行なわせる、いわゆ
る従来から知られているコンプライアンスステアが得ら
れる。

本発明のサスペンションでは、第２図で示されるように
、後アーム２４と結合し第１ゴムブツシユ２７を囲んで
保持する円筒体２４ａに、ばね手段３０が取り付けられ
ている。このばね手段３０は、先端３１ａが上記円筒体
２４ａと連結したばね力伝達部材３１と、このばね力伝
達部材３１の中央部に形成されたラック３１ｂと噛合す
るピニオン３２　ａを一端に有し、他端が車体に固定さ
れたトーションバー３２とからなり、後輪２２ＲＫ作用
する横力Ｆの後アーム２４分力Ｆ１により第１ゴムブツ
シユ２７が変形して後アーム２４が動かされると、この
動きがばね伝達部材３１からラック３１ｂおよびピニオ
ン３２ａを介してトーションバー３２のねじりとして伝
わり、トーションバー３２のねじり反力が後アーム２４
の横力に対抗するようになっている。

このトーションバー３２は図示の如く中央部がくびれて
おり、この（びれた小径部３２ｂおよび固定側大径部３
２ｃにはスプラインが設けられていて、これらの両スプ
ラインと嵌合するばね力調整体４１がトーションバー３
２上に軸方向摺動自在に取り付けられている。

このばね力調整体４１の１側面には、ねじ溝４１ａが形
成され又いて、とのねじ溝４１ａに噛合する雄ねじ４２
が車体に固定されたステッピングモータ４３０回転軸に
固定されている。このため、ステッピングモータ４３が
駆動されると雄ねじ４２が回転され、ねじ調整体４１は
トーションバー３２上を軸方向（矢印Ｂ、Ｃの方向）に
摺動し、トーションバー３２のくびれ部３２ｂＬ０ｖ露
出長さｌが変えられる。この長さｌが変わるとトーショ
ンバー３２のばね定数が変化し、後アーム２４に与える
ばね反力も変化する。具体的には、矢印Ｂ方向にねじ調
整体４１が動かされると、トーションバー３２のばね定
数は小さくなり、矢印Ｃ方向に動かされると大きくなる
。

このステッピングモータ４３の駆動は、車速センサ５１
からの信号およびバッテリ５３からの電源供給を受けた
コントローラ５４からの信号がドライバ５５で増幅され
た出力信号によって行なわれる。

次に、以上のように構成したリヤサスペンションの作動
を説明する。ばね手段３ｏがない場合の第１ゴムブツシ
ユ２７の荷重に対するたわみ特性は第３図に示すように
荷重の小さい領域では荷重とたわみが比例し、荷重が大
きい領域ではあまりたわまなくなる。一方、ばね手段３
０のトーションバー３２のばね特性は荷重に対してねじ
り角は比例して変化し、このため、ばね力伝達部材３１
の先端３１ａでの変位（たわみ）と荷重との関係は第４
図に示すようにグラフ上直線で表わされる。ここで、ね
じ調整体４１を軸方向に摺動させるとトーションバー３
２のばね定数が変化するため、第４図の直線の傾きが変
化する。この場合、ねじ調整体４１を矢印Ｂ方向へ動か
すとばね定数は小さくなり、直線の傾きは小さく、すな
わち、荷重に対して変位し易（なり、矢印Ｃ方向へ動か
すと直線の傾きは大きく、すなわち荷重に対して変位し
にくくなる。このため、第１図に示した実施例における
円筒体２４ａの変位は第５図のように上記両特性を組み
合わせたようになり、ねじ調整体４１を矢印Ｂ方向へ動
かした時は荷重に対して変位し易く、矢印Ｃ方向へ動か
した時は荷重に対して変位しにくい。

ここで、後輪２２Ｈに外方からの横力Ｆが作用した時を
考えてみる。この横力Ｆは後アーム２４および前アーム
２５で分担され後アーム２４にＦｌ、前アーム２５にＦ
２の力（Ｆ二Ｆｌ＋Ｆ２）が作用する。Ｆｌの力によっ
て後アーム２４は第５図に示す特性の変位をし、後アー
ム２４は車体内方へ移動し、同時にＦ２の力によって第
２ゴムブツシユ２６がたわんで前アーム２５も車体内方
へ移動する。この時、前アーム２５の移動量と後アーム
の移動量を異ならせることによりタイヤのトーイン量を
太き（したり、小さくしたりできる。本実施例ではねじ
調整体４１の移動により後アーム２４の横力Ｆ□に対す
る変位を調整してタイヤのトーイン傾向を変化させるこ
とができる。すなわち、ねじ調整体４１を矢印Ｂ方向へ
動かすことにより、後アーム２４が横力Ｆｌによって変
位し易くして、横力１・−イン傾向を弱めて回頭性を良
くすることができ、逆に矢印Ｃ方向へ動かすことにより
横カド−イン傾向を強めることができる。

本実施例では、車速センサ５１で検出した車速信号に応
じてコントローラ５４からドライバ５５を介してステッ
ピングモータ４３に作動信号を出力・し、低速ではねじ
調整体４１を矢印Ｃ方向へ動かすようにステッピングモ
ータ４３を作動させ、高速になるえつれてねじ調整体を
矢印Ｂ方向へ動かすように作動させるようになっている
。これにより、低速時にはトーイン傾向を弱めて回頭性
を良くし、高速時にはトーイン傾向を強くして安定を良
くするようにして、操縦安定性の向上を図ることができ
る。

第６図は本発明のリヤサスペンションを有する自動車の
第２の実施例を示す模式図で、第１の実施例と同一部分
には同一番号を付して説明する。前輪操舵装置１は第１
の実施例と同じなので説明は省略し、後輪サスペンショ
ン６１は左右対称なので右側のみについて説明する。後
輪２２Ｒはホイールサポート２３に回転自在に支持され
、このホイールサポート２３は前アーム２５および後ア
ーム２４により支持され、前アーム２５は矢印り視であ
る第２図に示すように第２ゴムブツシユ２６を介してサ
ブ７ノーム２０に固定されたピン６６に連結し、後アー
ム２６は第１ゴムブツシユ２７を介してサブフレーム２
０と連結する。

本実施例では第１の実施例と異なり前アーム２５と結合
し第２ゴムブツシユ２６を囲んで保持する円筒体２５ａ
に、ばね手段７０が取り付けられている。このばね手段
７０は、先端７１ａが上記円筒体２５ａと連結したばね
力伝達部材７１と、このばね力伝達部材７１のラック７
１ｂと噛合する第１ビニオン７２ａを一端に有し、他端
がステッピングモータ５６の出力軸と連結したトーショ
ンバー７２とからなり、後輪２２ＲＫ作用して前アーム
２５に伝わる横力に対する反力を与えるようＫなってい
る。この反力の大きさは、ステッピングモータ５６によ
り与えられるトーションバー７２のねじりによって与え
られ、一方、このステッピングモータ５６によるねじり
はねじり助勢手段８０により助勢されて十分なねじり力
を加えることができるようＫなつ又いる。ねじり助勢手
段８０はトーションバー７２上に設けられステッピング
モータ５６によるバー７２のねじりに応じて油圧ポンプ
８０からの油圧を油路８３；８４に選択的に供給するコ
ントロールパルプ８２と、ピストン８６ａにより２分さ
れた右および塩シリンダ室８５ａ。

８５ｂを有し、このシリンダ室８５ａ、８５ｂが上記油
路８３，８４とそれぞれ連通するシリンダ８５と、先端
にラック８６ｂを有しピストン８６ａと連結するロッド
８６とからなす、ラック８６ｂはトーションバー７２に
設けられた第２ビニオン７２ｂと噛合している。

このため、ステッピングモータ５６の回転は、この回転
に応じてコントロールバルブ８２Ｖｃより選択的に供給
されるシリンダ８５のシリンダ室内８５ａ、８５ｂの油
圧力によってロッド８６のラック８６ｂからこれと噛合
する第２ピニオン７２ｂに回転力が与えられて助勢され
る。

一方、ステッピングモータ５６へは、車速センサ５１に
より検出された車速信号と、舵角センサ５２により検出
された前輪操舵角信号と、バッテリ５３からの電源供給
とを受けたコントローラ５４からの信号がドライバ５５
を介して入力され、ステッピングモータ５６は車速およ
び前輪操舵角に応じて作動される。

以上のように構成した第２の実施例の作動を説明する。

本実施例においても、トーションバーのねじり力を調整
することにより後輪のトーイン傾向を変化させ運転、走
行状態に応じて適正なトーイン傾向を得ようとするもの
で第１の実施例と同じである。但し、第１の実施例では
後アーム２４にトーショ７ノク一のねじり力を作用させ
たのに対し本実施例では前アーム２５に作用させている
ため、トーションバーのねじり力の作用方向に対するト
ーイン傾向変化が逆になる。また、第１図ではトーショ
ンバーのばね定数を変化させたのに対し、本実施例では
ねじり力を変化させるため、横力に対する前アーム２５
の変位が第５図に示すようになる。

このため、ステッピングモータ５６によりトーイン傾向
７２をモータ５６ノｆｆ１ｌＪカラ見−て反時計回り（
矢印Ｅ方向）にねじると、ばね力伝達部材７１にはＥ′
方向の力が与えられ前アーム２５は横力により内方へ移
動し易く、トーイン傾向は強まり、逆にトーションバー
７２を時計回り（矢印Ｆ方向）にねじると、ばね力伝達
部材７１にはｐ／方向の力が与えられ前アームの横力に
よる内方への変位が小さく抑えられトーイン傾向は弱ま
る。本発明では、車速および前輪操舵角に応じてコント
ローラ５４からステッピングモータ５６に作動信号を出
力し、低速ではトーイン傾向を弱めて回頭性を良くし高
速ではトーイン傾向を強めて安定性を良くするとともに
、前輪操舵角が小さい時はトーイン傾向を強め前輪操舵
角が大きい時はトルイン傾向を弱めるようにする。これ
により、車速および前輪操舵角の両者に応じてトーイン
傾向を最適になるように制御でき、操縦安定性を向上さ
せることができる。

なお、第１および第２の実施例ともに、トーションバー
の付勢力はアームに直接作用させているため、アームを
支持するゴムブツシュに過度な力が作用することがなく
、ゴムブツシュの耐久性を低下させることが少なく、ま
たトーインの制御領域も広くとれる。さらに、例えばト
ーションバーが折れる等によりトーションバーの付勢力
が得られな（ても第１、第２ゴムブツ７ユにより後輪は
保持され操縦安定性が確保され、装置の信頼性大である
。

また、本発明は本実施例に限られるものでなく、例えば
トーションバーの代わりにゴム等の弾性材料を用いたり
、ばねを用いたりしてもよいのは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のリヤサスペンションヲ有する自動車の
第１の実施例を示す模式図、第２図は第１の実施例の矢
印Ａ視を示す側面図、 第３図から第５図は、それぞれ第１ゴムブツシユ単体、
ばね手段単体、後アーム支持部での荷重もしくは横力に
対する変位の関係を表わすグラフ、 第６図は本発明のリヤサスペンションを有する自動車の
第２の実施例を示す模式図、第７図は第２の実施例の矢
印り視を示す側面図、 第８図は第２の実施例の前アーム支持部での横力に対す
る変位を示すグラフである。 １・・・・・・・・・前輪操舵装置　３・・・・・・ス
テアリング２１　・・・用後輪サスペンション ２４・・・・・・後アーム ２５・・・・・・前アーム　３０．７０・・・ばね手段
３２．７２・・・トーションバー ４３．５６・・・ステツピングモータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 後輪がサスペンションアームを介して複数の支持点で車
   体に支持されるとともにこの複数の支持点のうち少なく
   とも１つがゴムブツシュを介して車体に支持されて、横
   力に応じてトー変化可能にした自動車のリヤサスペンシ
   ョンであって 前記ゴムブツシュを介して車体に支持された丈スペンシ
   ョンアームに連結され、該アームなトー変化方向に付勢
   するばね手段と、車速に応じて前記ばね手段のばね力を
   変えるトー変化調整手段とを有することを特徴とする自
   動車のリヤサスペンション。