JPS62218209A - 自動車のフロントサスペンシヨン装置 - 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、車輪と前輪との間に介在せしめられて、車体
に車輪、特に前輪（操舵輪）を懸架支持する自動車のフ
ロントサスペンション装置に関する。

（従来の技術） 自動車の前輪（操舵輪）は１．フロントサスペンション
によって懸架支持された状態で、ステアリングハンドル
に加えられる操舵力がタイロッドを含むステアリング機
構を介して伝達され、その操舵力によってキングピン軸
廻りに旋回せしめられる。そして、フロントサスペンシ
ョンとしては、特開昭５９−２２３５０７号公報にも示
される如くのダブルウィツシュボーン式のものをはじめ
、種々の形態のサスペンションが適用される。

例えば、ダブルウィツシュボーン式のフロントサスペン
ションにあっては、通常、車体の左右方向に伸びるアッ
パーアーム及びこのアッパーアームの下方に位置し、同
じく車体の左右方向に伸びるロアアームが設けられ、こ
れらアッパーアーム及びロアアームは、その基端部が車
体のフレームに軸着されて車体の上下方向に揺動可能な
ものとされる。そして、アッパーアームの先端部がボー
ルジヨイントを介して、車輪を回転自在に支持するナッ
クル部材の上端部に連結され、また、ロアアームの先端
部がボールジヨイントを介してナックル部材の下端部に
連結されて、アッパーアーム側のポールジヨイントの中
心とロアアーム側のポールジヨイントの中心とを通る線
が仮想のキングピン軸とされる。

ナックル部材は、車輪を回転自在に支持するとともに、
ステアリングハンドルの操舵力を車輪に伝達するタイロ
ッドの一端部側が連結されるものとなされる。そして、
タイロッドの他端部側には−１ンナーボールジヨイント
部が配され、このインナーボールジヨイント部とステア
リングシャフトとの間には、インナーボールジヨイント
部を介してタイロッドに連結されるラック及びステアリ
ングシャフトの先端部に設けられてラックをステアリン
グハンドルの回転に応じて移動させる一ニオンを含むス
テアリングギアボックスが介装される。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の如くにフロントサスペンションによって懸架支持
され、ステアリングハンドルに加えられる操舵力がタイ
ロッドを含むステアリング機構を介して伝達されて操舵
される前輪には、自動車の走行時、特に高速走行時にお
いて、前輪を構成するタイヤやホイールディスク等の重
量のアンバランス等によって、その回転中心（ナックル
部材の車輪支持位置）に車輪の前後方向に沿う加振力が
作用する。そして、斯かる加振力に起因して、フロント
サスペンションヲ構成するサスペンション部材が車体の
前後方向に共振振動する状態が生じ、このサスペンショ
ン部材の共振振動が、ナックル部材及びタイロッドやス
テアリングシャフトを含むステアリング機構を介してス
テアリングハンドルに伝達されて、ステアリングハンド
ルに不所望な振動が発生することになる、所謂、シミー
現象が生じる虞がある。

このようなシミー現象を防止すべく、従来においては、
例えば、車輪の重量のアンバランスを極力小とするよう
になし、さらには、フロントサスペンションを構成する
アッパーアームやロアアームの各枢着部にゴムブツシュ
等の弾性部材を介在させて振動を減衰させる等の対策が
施されているが、それらによってシミー現象の発生が充
分に防止されているとは言い難い状況が少なからず見受
けられる。

斯かる点に鑑み、本発明は、各構成部材のばね特性や配
置様態（レイアウト）等が選定されることにより、シミ
ー現象を確実に防止することができるようにされた、自
動車のフロントサスペンション装置を提供することを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成すべく、本発明に係る自動車のフロン
トサスペンション装置は、操舵される車輪をナックル部
材を介して車体に懸架支持するサスペンション部材のキ
ングピン軸、及び、一端部側がナックル部材に連結され
たタイロッド部材を含む水平面が想定されたもとで、こ
れらのキングピン軸と水平面との交点を通り、かつ、車
輪の回転中心に作用する車輪の前後方向に沿う加振力に
よって上述の交点が変位する方向に対して直交する方向
に伸びる線上に、タイロッド部材の他端部側に配される
インナーボールジヨイント部が位置せしめられるものと
されて構成される。

（作　用） 上述の如（に構成される本発明に係る自動車のフロント
サスペンション装置においては、タイロッド部材の他端
部側に配されるインナーボールジヨイント部が、キング
ピン軸とタイロッド部材を含む水平面との交点が変位す
る方向に対して直交する線上に位置せしめられ、そのた
め、車輪の重量のアンバランス等によって生じる加振力
の作用により、車輪がその前後方向に振動しても、タイ
ロッド部材は、インナーボールジヨイント部を中心とし
て揺動するだけで、ステアリングハンドルにそれを振動
されるものとなる外力を作用させないものとなる。それ
により、ステアリングハンドルに不所望な振動が生じる
ことになるシミー現象が効果的に防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係る自動車のフロントサスペンショ
ン装置の一例を成ス、フロントエンジン・リヤドライブ
型の自動車（ＦＲ車）に採用された、ダブルウィツシュ
ボーン式の右側フロントサスペンション部を示す。

第１図において、車輪（操舵輪）１０は、ナックル部材
１２の車輪支持部１２ａに回転自在に支持されている。

ナックル部材１２のナックルアーム１２ｂには、タイロ
ッド１４の一端部が軸着されている。タイロッド１４は
、実質的に水平面に沿うように配されており、その他端
部は、インナーボールジヨイント部１６を介してステア
リングギアボックス２４を構成するラック部１８に連結
されている。ランク部１８には、ステアリングハンドル
２０の回動が、ステアリングシャフト２２の先端部に配
され、ランク部１８と共にステアリングギアボックス２
４を構成するピニオン２３を介して伝達される。従って
、ステアリングハンドル２０が操作されるときには、ラ
ック部１８が車幅方向に移動し、ステアリングハンドル
２０の操舵力がタイロッド１４及びナックル部材１２を
介して車輪１０に伝達され、車輪１０は、後述されるキ
ングピン軸に廻りを、ナックル部材１２と一体的に旋回
せしめられる。

ナックル部材１２の上端部は、ボールジヨイント２５を
介して、車体の左右方向に伸びるＡ型のアッパーアーム
２６の先端部２６ａに連結され、それによって支持され
ている。また、アッパーアーム２６は、その中間部近傍
から二手に分岐して車体側に伸び、車体の前後方向に互
いに離隔した二つの基端部２６ｂ及び２６Ｃが夫々車体
のフレームに軸着されて、その全体が車体の上下方向に
揺動し得るようにされている。このアッパーアーム２６
の下方には、車体の左右方向に伸びるＡ型のロアアーム
２８が配されている。ロアアーム２８の先端部２８ａに
は、ボールジヨイント２７を介してナックル部材１２の
下端部が連結されて支持されており、また、ロアアーム
２８の基端部２８ｂ及び２８ｃが夫々車体のフレーム３
２に軸着されていて、ロアアーム２８全体が車体の上下
方向に揺動し得るようにされている。

そして、ナックル部材１２とアッパーアーム２６とを回
動自在に連結するボールジヨイント２５の中心点（アッ
パーアーム２６の先端部２６ａとナックル部材１２の上
端部との実質的な結合点）とナックル部材１２とロアー
アーム２８とを回動自在に連結するポールジヨイント２
７の中心点（ロアーアーム２８の先端部２８ａとナック
ル部材１２の下端部との実質的な結合点）とを通る仮想
の軸線がキングピン軸にとされ、このキングピン軸Ｋが
車体の前後方向及び左右方向に夫々所定角だけ傾斜する
ものとなるように各部の寸法及び形状等が設定されてい
る。

さらに、車体とロアーアーム２８との間には、ダンパー
２９が配されており、このダンパー２９は、上端部が車
体に連結されるとともに下端部がロアーアーム２８に連
結されて、その軸方向に伸縮可能とされている。

斯かる構成のもとにおいては、第２図に模式化されて示
される如く、車輪１０の重量のアンバランス等に起因し
て、例えば、車幅１０の回転中心０、即ち、ナックル部
材１２の車輪支持部１２ａに、車輪１０の後方に向けて
加振力Ｆが作用するときには、アシパーアーム２６の先
端部２６ａとナックル部材１２の上端部との結合点Ａ及
びロアアーム２８の先端部２８ａとナックル部材１２の
下端部との結合点Ｂが、夫々、各々に対する瞬間中心Ｐ
及びＱとを結ぶ線に直交する方向に変位する。その場合
、瞬間中心Ｐ及びＱの位置、及び、結合点Ａ及びＢの夫
々の変位量は、アッパーアーム２６及びロアアーム２８
のばね特性や配置様態、及び、アッパーアーム２６及び
ロアアーム２８の基端部２６ｂ、２６ｃ、２８ｂ及び２
８ｃと車体のフレームとの間に介装されるマウント部材
のばね特性等によって定められる。

従って、加振力Ｆによって結合点Ａ及びＢが、夫々、第
２図において矢印ｆａ及びｆｂで示される如（の方向と
変位量とをもって移動せしめられて、点Ａ゛及びＢ゛に
変位したと仮定すると、ナックル部材１２に連結点Ｅで
連結されたタイロッド１４を含む水平面とキングピン軸
にとの交点Ｄは、矢印ｆｃで示される如くの方向と変位
量とをもって移動して、点Ａ”　とＢｏ　とを結ぶ線上
の点Ｄ゛に変位するものとなる。

そして、第３図に示される如くに、上述の点Ａ。

Ａ’　、Ｂ、Ｂｏ及びＤ゛の夫々を、タイ口・ノド１４
を含む水平面上に投影し、交点りを通り矢印ｆＣに直交
する線！を想定して、この線βとタイロッド１４もしく
はラック部１８との交点をＲとすると、斯かる交点Ｒは
車輪１０の瞬間中心となる。

従って、上述の如くに車輪１００回転中心Ｏに加振力Ｆ
が作用するとき、車輪１０は、ナ・ンクル部材１２を伴
って、この交点Ｒを中心としてキングピ軸にの廻りを車
体の後方側に旋回するものとなる。従って、交点Ｒに、
タイ口・ノド１４とう・ツク部１８とを連結するインナ
ーボールジヨイント部１６が位置せしめられる場合には
、車輪１０の回転中心Ｏに加振力Ｆが作用してもタイロ
ッド１４がインナーボールジヨイント部１６を中心とし
て回動するだけで、ラック部１８には、車輪１０の変位
が伝達されないことになる。

また、車輪１０の重量のアンバランス等に起因して車輪
１０の回転中心０に、車輪の前方に向けて加振力が作用
する場合も、上述の交点Ｒにインナーボールジヨイント
部１６を位置せしめることにより、上述の場合と同様に
して、ラック部１８には車輪１０の変位が伝達されない
。

斯かる考察に基づいて、第１図に示される例においては
、キングピン軸にとタイロッド１４を含む水平面との交
点（Ｄ）が変位する方向に対して直交する方向に伸びる
線（／り上に、タイロッド１４の他端部に配されたイン
ナーボールジヨイント部１６が位置するように、アッパ
ーアーム２６及びロアアーム２８のばね特性や配置態様
、さらには、アッパーアーム２６及びロアアーム２８の
基端部２６ｂ、２６ｃ、２８ｂ及び２８ｃと車体のフレ
ームとの間に介装されるマウント部材のばね特性等が設
定されている。

このようにされることにより、車輪１０の重量のアンバ
ランス等に起因して車輪１０の回転中心（０）に車輪の
後方に向けての加振力Ｆが作用する状態においても、タ
イロッド１４がインナーボールジヨイント部１６を中心
として揺動するだけで、ステアリングギアボックス２４
及びステアリングシャフト２２を介してステアリングハ
ンドル２０にそれを回転させる外力を作用させるものと
はならないので、ステアリングハンドル２０に不所望な
振動が現れる事態、即ち、シミー現象の発生が回避され
ることになる。

なお、上述の例においては、本発明がダブルウィツシュ
ボーン式のフロントサスペンション装置に適用された場
合について説明されているが、本発明は、ダブルウィツ
シュボーン式以外の形式、例えば、ストラット式等のフ
ロントサスペンション装置にも適用することができるも
のである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る自動車のフ
ロントサスペンション装置によれば、車輪の重量のアン
バランス等に起因して車輪の回転中心に車輪の前後方向
に沿う加振力が作用する場合にも、車輪がタイロッド部
材のインナーボールジヨイント部を中心として旋回する
ようにされて、そのタイロッド部材の変位がステアリン
グシャフトの変位を生ぜしめないものとされ、その結果
、ステアリングハンドルの不所望な振動を伴うものとな
るシミー現象の発生を効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車のフロントサスペンション
装置の一例を示す概略構成図、第２図及び第３図は第１
図に示される例の作用説明に供される模式図である。 図中、１０は車輪、１２はナックル部材、１４はタイロ
ッド、１６はインナーボールジヨイント部、１日はラッ
ク部、２０はステアリングハンドル、２２はステアリン
グシャフトである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 操舵される車輪をナックル部材を介して車体に懸架支持
   するサスペンション部材におけるキングピン軸と上記ナ
   ックル部材に一端部が連結されたタイロッド部材を含む
   水平面との交点を通り、かつ、上記車輪の回転中心に作
   用する車輪前後方向に沿う加振力によって上記交点が変
   位する方向に対して直交する方向に伸びる線上に、上記
   タイロッド部材の他端部に配されるインナーボールジョ
   イント部が位置せしめられていることを特徴とする自動
   車のフロントサスペンション装置。