JPS63235110A - 車輌用フロントサスペンシヨン - Google Patents

車輌用フロントサスペンシヨン

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JPS63235110A
JPS63235110A JP62070015A JP7001587A JPS63235110A JP S63235110 A JPS63235110 A JP S63235110A JP 62070015 A JP62070015 A JP 62070015A JP 7001587 A JP7001587 A JP 7001587A JP S63235110 A JPS63235110 A JP S63235110A
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JP
Japan
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vehicle
spring constant
support member
wheel support
control arm
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JP62070015A
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English (en)
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Haruhiko Tanahashi
棚橋　晴彦
Akitoshi Arai
新居　章年
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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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、自動車等の車輌のサスペンションに係り、更
に詳細にはフロントサスペンションに係る。
従来の技術 自動車等の車輌に於ては、車輪のアンバランスやノンユ
ニフォーミティに起因してサスペンション及びステアリ
ング系が共振するフラッタと呼ばれる現象が生じること
があることがよく知られている。
Ｌ型アームやＡ型アームを含むストラット式フロジトサ
′スペンション、即ち車輪を回転可能に支持する車輪支
持部材と、インボード側端部に於ては実質的に車輌の前
後方向に隔置された二つの連結部に於て前側及び後側弾
性ブツシュを介して車体に枢着されアウトボード側端部
に於ては車輪支持部材に枢着されたコントロールアーム
と、下端に於ては車輪支持部材に連結され上端に於ては
車体に枢着されたストラットと、車輪支持部材と一体的
に設けら車輪支持部材とコントロールアームとの枢着点
より後方の位置にてタイロッドに枢着されるナックルア
ームとを有するフロントサスペンションに於てフラッタ
を低減するための一つの手段として、米国特許第４４４
８４４１号公報に記載された構造が既に知られている。
この米国特許に於ては、その第１図及び第３図に示され
ている如く、コントロールアームの前後方向の首振り運
動の中心（５８）とアッパサポート（４２）とを結ぶ軸
線（５４）がタイロッドの軸線（４９）の近傍を通過す
るか又はタイロッドの軸線と交差するよう構成すること
により、コントロールアームの前後振動に起因するタイ
ロッドのその軸線方向の振動を低減若しくは排除してフ
ラッタを低減若しくは排除することが企図されている。
発明が解決しようとする問題点 上述の米国特許の場合の如く、コントロールアームの前
後首振り運動の中心とアッパサポートとを結ぶ軸線（５
４）がタイロッドの軸線（４９）の近傍を通過し又は該
軸線と交差するようにするためには、■前側弾性ブツシ
ュのばね定数と後側弾性ブツシュのばね定数とを実質的
に等しくしなければならない。しかるに■操縦安定性を
向上させるべくサスペンションの横剛性を増大させるた
めには前側弾性ブツシュを硬くしなければならず、また
■ハーシュネスを低減するためには後側弾性ブツシュを
軟らかくしなければならない。上述の■と■及び■とは
両立し得ないため、上述の米国特許に記載された構造に
よってはフラッタの低減とハーシュネスの低減及び操縦
安定性の向上とを両立させることができない。
また上述の米国特許に記載された構造に於ては、車輪支
持部材及びナックルアームはフラッタの場合にもキング
ピン軸線の周りに首振り運動せず、ナックルアームとタ
イロッドとの間の枢点は軸線５４の周りの運動のみを行
うことを前提としているため、上述の米国特許に記載さ
れた構造によっては必ずしも有効にフラッタを低減若し
くは排除することができないという問題がある。
本発明は、上述の米国特許の構造に於ける上述の如き問
題に鑑み、車輪にその前後方向に作用する荷重に起因し
て後側弾性ブツシュの車輌左右方向に作用する力がフラ
ッタの場合とハーシュネスの場合とでは大きく相違する
ことに着目し、操縦安定性を犠牲にすることなくフラッ
タ及びハーシュネスの両方を有効に低減し得るよう改良
された車輌用フロントサスペンションを提供することを
目的としている。
問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、車輪を回転可能に
支持する車輪支持部材と、実質的に車輌の前後方向に隔
置された二つのインボード側端部に於てはそれぞれ前側
及び後側弾性ブツシュを介して車体に枢着されアウトボ
ード側端部に於ては前記車輪支持部材に枢着されたコン
トロールアームと、前記車輪支持部材と一体的に設けら
れ前記車輪支持部材と前記コントロールアームとの枢着
点より後方の位置にてタイロッドに枢着されるナックル
アームとを含み、前記タイロッドの軸線は前記車輌の上
方より見て前記後側弾性ブツシュの中心より前方に延在
する車輌用フロントサスペンションにして、前記後側弾
性ブツシュはそれに作用する所定値以下の車輌左右方向
の力に対しては第−のばね定数を呈し、前記所定値を越
える左右方向の力に対しては前記前側弾性ブツシュの車
輌左右方向のばね定数よりも低い第二のばね定数を呈す
る非線形ばね特性を有し、前記前側弾性ブツシュの車輌
左右方向のばね定数及び前記後側弾性ブツシュの前記第
一のばね定数は前記車輪支持部材及び前記コントロール
アーム全体の車輌前後方向の枢動の瞬間中心が前記タイ
ロッドの軸線より後側に位置するよう設定された車輌用
フロントサスペンションによ７て達成される。
発明の作用及び効果 自動車等の車輌のフロントサスペンションに於ては、一
般に、車輪に前後方向の荷重が入力されると、ナックル
アームとタイロッドとの枢着点の中心りは、コントロー
ルアーム及び車輪支持部材全体の瞬間中心０１周りの運
動変位り、と、コントロールアームと車輪支持部材との
枢着点の中心Ｐ（三次元的にはキングピン軸線）を中心
とする運動変位Ｄ２との合計りの変位を生じる。従って
フラッタを低減するためには、合゛計の運動変位りの方
向ができるだけタイロッドの軸線に垂直になるよう瞬間
中心ＯＩが設定されればよい。
また車輪に前後方向に作用する荷重はフラッタの場合に
は高々１０ｋｇ程度の比較的小さい荷重であり、ハーシ
ュネスに場合には１００ｋｇ前後の比較的高い荷重であ
る。これら何れの場合の荷重も後側弾性ブツシュに対し
ては車輌左右方向の分力を含む力として作用する。
本発明によれば、後側弾性ブツシュはそれに作用する所
定値以下の車輌左右方向の力に対しては第一のばね定数
を呈し、所定値を越える左右方向の力に対しては前側弾
性ブツシュのばね定数よりも低い第二のばね定数を呈す
る非線形ばね特性を有し、前側弾性ブツシュの車輌左右
方向のばね定数及び後側弾性ブツシュの第一のばね定数
は車輪　゛支持部材及びコントロールアーム全体の車輌
前後方向の枢動の瞬間中心がタイロッドの軸線より後側
に位置するよう設定されている。
従って図面を参照して後に詳細に説明する如く、フラッ
タの場合の如く車輪に前後方向に作用する荷重が比較的
小さい場合には、後側弾性ブツシュは第一のばね定数を
呈し、コントロールアーム及び車輪支持部材全体の瞬間
中心ＯＩはタイロッドの軸線より後側に位置するので、
ナックルアームとタイロッドとの枢着点の中心りの合計
の運動変位りの方向をタイロッドの軸線に対し垂直な方
向に近付け、タイロッドのその軸線方向の運動変位成分
を低減してフラッタを低減することができる。
またこの場合、前側弾性ブツシュのばね定数は一定に維
持されるので、前側弾性ブツシュのばね定数を低減して
上述の場合と同一の効果を得る場合の如く、サスペンシ
ョンの横剛性が低下して車輌の操縦安定性が損なわれる
ことを回避することができる。
また図面を参照して後に詳細に説明する如く、ハーシュ
ネスの場合の如く車輪に前後方向に作用する力が比較的
大きい場合には、後側弾性ブツシュは前側弾性ブツシュ
のばね定数よりも低い第二のばね定数を呈し、車輪に作
用する前後方向の荷重が後側弾性ブツシュの左右方向の
弾性変形として吸収され易くなるので、ハーシュネスを
有効に低減することができる。
本発明のフロントサスペンションの一つの詳細な特徴に
よれば、後側弾性ブツシュの第一のばね定数は前側弾性
ブツシュの車輌左右方向のばね定数と実質的に同−若し
くはそれよりも高く設定される。尚車輌の上方より見て
タイロッドの軸線が後側弾性ブツシュの中心よりかなり
前方に延在する場合には、第一のばね定数は前側弾性ブ
ツシュの車輌左右方向のばね定数よりも低くてもよい。
本発明のフロントサスペンションの他の一つの詳細な特
徴によれば、後側弾性ブツシュはそれに作用する車輌左
右方向の力が所定値以下の時には車輌左右方向のばね定
数が実質的に無限大であるよう構成される。自動車等の
多くの車輌に於ては、一般に、車輌の直進状態の平面図
で見てタイロッドとナックルアームとの枢点はコントロ
ールアームと車輪支持部材との枢点よりも車輌後方且イ
ンボード側にあり、タイロッドはナックルアームと連結
される端部より他端方向に見て後方へ僅かに傾斜した状
態にて設けられている。従って上述の如き構成によれば
、瞬間中心０１は後側弾性ブツシュの中心を通る車輌左
右方向の仮想線上に位置し、中心りの合計の運動変位り
の方向をタイロッドの軸線に対し一層垂直な方向に近付
けることができ、これによりフラッタを一層低減し、更
には排除することができる。
尚本発明は、車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と
、実質的に車輌の前後方向に隔置された二つのインボー
ド側端部に於てはそれぞれ前側及び後側弾性ブツシュを
介して車体に枢着されアウトボード側端部に於ては車輪
支持部材に枢着されたコントロールアームと、車輪支持
部材と一体的に設けられ車輪支持部材とコントロールア
ームとの枢着点より後方の位置にてタイロッドに枢着さ
れるナックルアームとを含み、タイロッドの軸線が車輌
の上方より見て後側弾性ブツシュの中心より前方に延在
する限り、ストラット式フロントサスペンションやダブ
ルウィツシュボーン式フロントサスペンションの如く任
意のフロントサスペンションに適用されてよい。特に本
発明がダブルウィツシュボーン式フロントサスペンショ
ンに適用される場合であって、該サスペンションのアッ
パコントロールアーム及びロアコントロールアームの両
方がＡ型アーム又はＬ型アームである場合には、アッパ
及びロアコントロールアームの両方の後側弾性ブツシュ
が本発明に従った非線形ばね特性を有することが好まし
いが、アッパ及びロアコントロールアームの何れが一方
の後側弾性ブツシュに対してのみ本発明の概念が適用さ
°れる場合には、ロアコントロールアームの後側弾性ブ
ツシュに本発明の概念が適用されることが好ましい。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
実施例 第１図及び第２図はストラット式フロントサスペンショ
ンに適用された本発明によるフロントサスペンションの
一つの実施例を、それぞれフラッタの場合及びハーシュ
ネスの場合について各部に作用する力及び各部の動きを
示すベクトルと共に示す解図的平面図である。尚第１図
に於ては、各部に作用する力及び各部の動きを示すベク
トルが第２図の場合に比して誇張して示されている。
これらの図に於て、１０及び１２はそれぞれ車輪支持部
材及びコントロールアームを示している。
車輪支持部材１０は車輪１４を軸線１６の周りに回転可
能に支持している。コントロールアーム１２は図示の実
施例に於てはＬ形をなしており、車輌前後方向に隔置さ
れた二つのインボード側端部１２ａ及び１２ｂに於ては
それぞれ連結部１８及び２０により前側弾性ブツシュ２
２及び後側弾性ブツシュ２４を介して車体２６に枢着さ
れており、アウトボード側端部１２ｃに於ては軸線１６
より下方の位置にてボールジヨイント２８により車輪支
持部材１０に枢着されている。
弾性ブツシュ２２はＬ型コントロールアームを含む従来
の多くのストラット式フロントサスペンションの場合と
同様、実質的に車輌前後方向に延在する軸線３０に対し
同心に配置された内筒３２及び外筒３４と、これらの間
に介装された円筒状のゴム状弾性体３６とを含み、外筒
はコントロールアーム１２の前側のインボード側端部１
２ａに固定され、内筒は車体２６に固定されたブラケッ
ト３８に図には示されていないボルト及びナツトによっ
て固定されている。また周知の如く、車輪支持部材１０
は図には示されていないが軸線１６より上方の位置にて
ストラットの下端に連結されており、該ストラットの上
端はアッパサポートを介して車体に枢着されている。
更に車輪支持部材１０には車輌後方且インボード側へ向
けて突出延在するナックルアーム４ｏが一体に設けられ
ている。ナックルアーム４ｏの先端４２はボールジヨイ
ント４４によりタイロッド４６の一端４６ａに枢着され
ており、タイロッドの他端４６ｂはボールジヨイント４
８によりラックバ−の如きステアリング部材５ｏに枢着
されている。図示の実施例に於ては、大抵の自動車の場
合と同様、タイロッド４６は一端４６ａより他端４６ｂ
の方向に見て車輌後方へ僅かに傾斜しており、その軸線
４６ｃは車輌の上方より見て前側弾性ブツシュ２２の中
心Ｑと後側弾性ブ・ソシュ２４の中心Ｒとの間に延在し
ている。
尚本発明のサスペンションに於ては、タイロッドは一端
４６ａより他端４６ｂの方向に見て実質的に車幅方向に
延在していてもよく、また前方へ傾斜して延在していて
もよい。
第３図は第１図及び第２図に示された実施例に於ケるコ
ントロールアームのインボード側４　ｍの後側連結部に
組込まれた弾性ブツシュを示す拡大平断面図、第４図は
第３図の線Ｉ　Ｖ−Ｉ　Ｖに沿う断面図である。
これらの図に於て、５２及び５４はそれぞれ軸線３０と
交差し実質的に鉛直方向に延在する軸線５６に対し同心
に配置された内筒及び外筒を示している。内筒５２は車
体２６に固定され弾性ブツシュ２４の上下にアームを有
する断面コの字形のブラケット５７に図には示されてい
ないボルト及びナツトにより固定されており、外筒５４
はコントロールアーム１２の後側のインボード側端部１
２ｂに一体的に固定されている。内筒と外筒との間には
ゴム状弾性体３６よりも低いぼね定数を有するゴム状弾
性体５８が介装されており、該ゴム状弾性体は内周面に
於ては軸線５６に対し車輌後方の部位を除き内筒の外周
面に接着され、外周面に於ては軸線５６に対し車輌前後
方向の部位のみにて外筒５４の内周面６０に当接してい
る。またゴム状弾性体５８の車輌左右方向の外周面６２
及び６４は外筒の内周面６０より距離ｄ、にて隔置され
ている。
外筒の内周面６０には、軸線５６に対し後方の位置にて
係合片６６が固定されている。係合片６６は外筒の内周
面に固定された剛体よりなる根本部６６ａと、同じく剛
体よりなり丸みを帯びた先端を有する先端部６６ｂと、
根本部゛と先端部との間にてこれらに接着されたゴム状
弾性体よりなる中間部６６ｃとよりなっている。係合片
６６はゴム状弾性体５８のリセス５８ａ内にその壁面よ
り隔置された状態にて配置されており、軸線５６へ向け
て延在している。中間部６６ｃのばね定数はゴム状弾性
体５８のばね定数よりも高く設定されており、内筒と外
筒との間に車輌左右方向の相対的力が作用していない状
態に於ては、係合片はその先端が内筒の外周面に当接し
且その長手方向にプレロードが与えられて内筒と外筒と
の間にて加圧された状態に維持されるようになっている
。
次に第５図を参照して第３図及び第４図に示された弾性
ブツシュの車輌左右方向のばね特性について説明する。
尚第５図の横軸は内筒に対し相対的に車輌左右方向に外
筒に作用する力ｆを示しており、縦軸は内筒に対する外
筒の車輌左右方向の相対変位ｄを示している（後述の第
７図及び第１４図に於ても同じ）。−゛ 力ｆが所定値ｆ１以下の範囲に於ては、係合片６６の先
端及び内筒の外周面はそれらの間に作用する静摩擦力に
より互いに当接した状態に維持されることによって相対
変位を生じないが、係合片の中間部６６ｃ及びゴム状弾
性体の内筒に対し係合片と径方向に対向する部分の主と
して剪断変形により比較的高いぼね定数が発揮され、こ
れにより内筒に対する外筒の左右方向の相対変位が小さ
い値に抑えられる。力ｆが所定値ｆ１を越えると、係合
片６６の先端を車輌左右方向へ移動させんとする力が係
合片の先端と内筒との間に作用する静摩擦力に打勝ち、
係合片６６は内筒より離れ、ゴム状弾性体５８の車輌前
後方向の部分が弾性変形（主として剪断変形）されるよ
うになり、これにより比較的小さいばね定数が発揮され
、内筒に対する外筒の相対変位は大きくなる。内力ｆが
更に大きくなると、ゴム状弾性体５８の外周面６２及び
６４が外筒の内周面に当接し、ゴム状弾性体の車輌左右
方向の部分が圧縮されるようになり、これにより比較的
大きいばね定数が発揮され、内筒に対する外筒の相対変
位は小さくなる。
尚上述の所定値ｆ、は係合片の先端及び内筒の外周面の
表面性状及び係合片に対するプレロードを適宜に設定す
ることにより、フラッタの場合に車輪に作用する車輌前
後方向の力に起因して内筒５２に対し相対的に車輌左右
方向に外筒５４に作用する力よりも大きく設定されてい
る。また前側弾性ブツシュ２２のゴム状弾性体及び後側
弾性ブッシュ２４のゴム状弾性体５８のばね定数は、係
合片の先端が内筒の外周面に当接した状態を維持する範
囲に於ては、コントロールアーム１２及び車輪支持部材
１０全体の車輌前後方向の枢動の瞬間中心０１がタイロ
ッド４６の軸線４６ｃよりも車輌後方側に位置するよう
設定されている。
次に上述の如く構成された実施例に於てフラッタ及びハ
ーシュネスが如何に低減されるかについて説明する。
まずフラッタの場合にはハーシュネスの場合に比して゛
車輪に車輌前後方向に作用する力は小さく、従ってこの
力に起因して内筒５２に対１−相対的に車輌左右方向に
外筒５４に作用する力も小さい値である。第１図に於て
、車輪に車輌前後方向に作用する力に起因してボールジ
ヨイント２８の中心Ｐに後方へ力Ｆが作用したとすると
、前側弾性ブツシュ２２の中心Ｑ及び後側弾性ブツシュ
２４の中心Ｒにはそれぞれ第１図に示されている如く力
Ｆｑ及びＦｒが作用する。従って外筒５４は内筒５２に
対し相対的に力Ｆｒの車幅方向の成分Ｆｒｘにて車輌左
右方向に押圧される。力の成分Ｆｒｘはｆ、よりも小さ
いので、係合片の先端は内筒より離れず、これにより後
側弾性ブツシュ２４のばね定数は前側弾性ブツシュ２２
のばね定数よりも高い状態に維持される。
従ワてコントロールアーム１２及び車輪支持部材１０全
体の車輌前後方向の枢動の瞬間中心Ｏ１は例えば第１図
に示されている如き位置に存在する。従ってコントロー
ルアーム１２及び車輪支持部材１０全体の車輌前後方向
の枢動に起因するボールジヨイント４４の中心りの運動
変位は例えば第１図に於てｐｌにて示された変位となる
。また車輪１４に車輌前後方向の力が作用すると、車輪
支持部材１０は中心Ｐの周りの首振り運動を生じ、この
首振り運動に起因してボールジヨイント４４の中心りは
第１図に於てＤ２にて示された変位を生じる。これらの
運動変位には位相差がないと考えられてよいので、中心
りは変位Ｄ１とＤ２との合計の変位りを生じる。この変
位りの軸線４６ｃとのなす角度は瞬間中心０１が第１図
に示された位置よりも車輌前方に位置する場合に比して
大きいので、この変位の軸線４６ｃに沿う方向の成分は
小さく、これによりタイロッド４６の軸線方向の変位量
が低減され、その結果フラッタが低減される。
またハーシュネスの場合には、フラッタの場合に比して
車輪に車輌前後方向に作用する力は大きく、従ってこの
力に起因して内筒５２に対し相対的に車輌左右方向に外
筒５４に作用する力も大きい値である。第２図に於て、
車輪に車輌前後方向に作用する力に起因してボールジヨ
イント２８の中心Ｐに後方へ力Ｆが作用したとすると、
前側弾性ブツシュ２２の中心Ｑ及び後側弾性ブツシュ２
４の中心Ｒにはそれぞれ第２図に示されている如く力Ｆ
ｑ及びＦｒが作用する。従って外筒５４は内筒５２に対
し相対的に力Ｆｒの車幅方向の成分Ｆｒｘにて車輌左右
方向に押圧される。力の成分Ｆｒｘはｆｌよりも大きい
ので、係合片の先端は内筒より離れ、これにより後側弾
性ブツシュ２４のばね定数は前側弾性ブツシュ２２のば
ね定数よりも小さくなる。従ってコントロールアーム１
２及び車輪支持部材１０全体の車輌前後方向の枢動の瞬
間中心０１は例えば第２図に示されている如き位置に存
在し、瞬間中心Ｏ１が第２図に示された位置よりも後方
にある場合に比して、車輪に作用する前後方向の荷重が
後側弾性ブツシュの左右方向の弾性変形として吸収され
易くなるので、ハーシュネスが有効に低減される。
尚この実施例に於て、係合片６６はその全体が比較的ば
ね定数の高い弾性材にて構成されてもよく、また係合片
はその全体が剛体にて構成されてもよく、後者の場合に
は車輪に前方への力が作用しその力に起因する力ｆが所
定値ｆ、以下の範囲に於ては、外筒は内筒に対し相対的
に前方へ変位しないので、コントロールアーム１２及び
車輪支持部材１０全体の瞬間中心０１は弾性ブツシュ２
４の中心Ｒに位置するようになる。従ってかかる実施例
によれば、タイロッド４６のその一端４６ａより他端４
６ｂの方向に見た場合に於ける車輌後方への傾斜角が比
較的大きい場合にもフラッタを有効に低減することがで
きる。
第６図は後側弾性ブツシュの他の一つの実施例を示す第
３図と同様の平断面図、第７図は第６図に示された弾性
ブツシュの車輌左右方向のばね特性を示す第５図と同様
の解図的グラフである。尚第６図に於て、第３図に示さ
れた部分と実質的に同一の部分には第３図に示された符
号と同一の符号が付されている。
この実施例に於ては、ゴム状弾性体５８のリセス５８ａ
内には第３図及び第４図に示された係合片６６と同様の
機能を果たす係合装置６８が設けられている。係合装置
６８は実質的に剛体よりなり外筒５４の内周面に固定さ
れ内筒５２より隔置された位置まで内筒へ向けて延在す
るガイド筒７０と、該ガイド筒に往復動可能に嵌合、し
内筒５２の外周面に係合する丸みを帯びた先端を有する
摺動子７２と、ガイド筒内にて摺動子７２と外筒との間
に弾装され摺動子を内筒に対し付勢する圧縮コイルばね
７４とよりなっている。
尚この実施例は他の点については第３図及び第４図に示
された実施例と同様に構成されており、圧縮コイルばね
７４はゴム状弾性体の如き他のばね手段に置換えられて
もよい。
この実施例に於ては、係合装置６８は内筒と外筒との間
に車輌左右方向の相対的力が作用しても弾性変形しない
ので、内筒に対し相対的に車輌左右方向に外筒に作用す
る力ｆが所定値ｆ１以下の範囲に於ては、摺動子７２の
先端及び内筒はそれらの間に作用する静摩擦力により互
いに当接した状態に維持されることによって相対変位を
生じず、また内筒に対する外筒の車輌左右方向の相対変
位も生じない。力ｆが所定値ｆ１を越えると、摺動子７
２を車輌左右方向へ移動させんとする力が摺動子の先端
と内筒との間に作用する静摩擦力に打勝ち、摺動子７２
は内筒より離れ、ゴム状弾性体５８の車輌前後方向の部
分が弾性変形（主として剪断変形）されるようになり、
これにより比較的小さいばね定数が発揮され、内筒に対
する外筒の相対変位が大きくなる。
尚この実施例の場合にも、力ｆが更に大きくなると、ゴ
ム状弾性体５８の外周面６２及び６４が外筒の内周面に
当接し、ゴム状弾性体の車輌左右方向の部分が圧縮され
るようになり、これにより比較的大きいばね定数が発揮
され、内筒に対する外筒の相対変位は小さくなる。
またこの実施例に於ては、力ｆが所定値ｆ！以下の範囲
に於ては、外筒は内筒に対し車輌左右方向に相対変位を
生じないので、第８図に示されている如く、コントロー
ルアーム１２及び車輪支持部材１０全体の車輌前後方向
の枢動の瞬間中心Ｏ笈は後側弾性ブツシュ２４の中心Ｒ
を通り軸線３０に垂直な直線７６上に存在する。従って
第１図乃至第５図に示された実施例の場合に比して瞬間
中心０１とタイロッド４６の軸線４６ｃとの間の距離が
大きくなり、ボールジヨイント４４の中心りの瞬間中心
０１の周りの運動変位Ｄ１とボールジヨイント２８の中
心Ｐの周りの運動変位Ｄ２との合計の変位りの方向は更
に一層タイロツド４６の軸線４６ｃに対し垂直の方向に
近付き、これにより第１図乃至第５図に示された実施例
の場合に比してフラッタが更に一層有効に低減される。
尚ハーシュネスの場合には、瞬間中心ＯＩは第２図に示
された位置と同様の位置に位置し、これにより第１図乃
至第５図に示された実施例の場合と同様ハーシュネスが
有効に低減される。またこの実施例に於ては、ガイド筒
７０は湾曲変形可能な弾性材にて構成されてもよく、そ
の場合には力ｆが所定値ｆ、以下の範囲に於ても内筒と
外筒との間に車輌左右方向の相対変位が生じ得るので、
弾性ブツシュのばね特性は第５図に示されたばね特性と
同様のばね特性になる。
第９図は後側弾性ブツシュの他の一つの実施例を示す第
３図と同様の拡大平断面図、第１０図は第９図の線Ｘ−
Ｘに沿う断面図である。尚第９図及び第１０図に於て、
第３図及び第４図に示された部分と実質的に同一の部分
には第３図及び第４図に示された符号と同一の符号が付
されている。
この実施例に於ては、外筒５４の内周面には内筒５２に
対し車輌前後方向に対向する位置に実質的に剛体よりな
るストッパ７８及び８０が固定されている。これらのス
トッパの車輌左右方向の最大寸法は内筒の外径と同−又
はこれよりも極く僅かに大きく、図示の実施例に於ては
これらのストッパは内筒の外径よりも極く僅かに大きい
直径を有する円柱状をなしている。これらのストッパと
内筒との間には鼓状をなすゴム状弾性体８２及び８４が
介装され、それぞれ両端にて内筒及び対応するストッパ
の端面に接着されている。これらの内筒、ストッパ及び
ゴム状弾性体の車輌左右方向両側には実質的に剛体より
なるプレート８６及び８８が配置されている。プレート
８６及び８８はストッパ７８及び８０の端面間の距離よ
りも僅かに大きい長さを有しており、これによりそれぞ
れ両端にてストッパに係合し得るようになっている。
プレート８６及び８８と外筒との間にはゴム状弾性体９
０及び９２が介装されている。これらのゴム状弾性体は
対応するプレートに接着されており、それぞれ対応する
プレートをストッパに対し全体として力ｆ、のプレロー
ドにて押圧している。かくして標準状態に於ては、即ち
内筒と外筒との間に車輌左右方向の力が作用していない
状態に於ては、内筒はプレートより実質的に反力を受け
ることなくこれらに当接した状態にある。
この実施例の場合には、内筒に対し相対的に車輌左右方
向に外筒に作用する力ｆが所定値ｆ１以下の範囲に於て
は、力ｆはゴム状弾性体９０及び９２によりプレート８
６及び８８を介してストッパ７８及び８０に与えられて
いるプレロードよりも小さいので、外筒は内筒に対し相
対的に変位しない。力ｆが所定値ｆ１を越える範囲に於
ては、内筒５２がプレート８６及び８８を外筒へ向けて
駆動する力がゴム状弾性体９０及び９２によるプレロー
ドを上回るので、内筒５２は外筒５４に対し相対的に車
輌左右方向に変位し、ゴム状弾性体９０及び９２が圧縮
されるようになり、これにより比較的小さいばね定数が
発揮され、内筒に対する外筒の相対変位は大きくなる。
従ってこの実施例の車輌左右方向のばね特性は第７図に
示された特性と同様の特性となり、上述の第６図に示さ
れた実施例の場合と同一の態様にてフラッタ及びハーシ
ュネスが有効に低減される。
またこの実施例に於ては、ゴム状弾性体８２及び８４と
ゴム状弾性体９０及び９２とは相互に独立しているので
、弾性ブツシュの車輌左右方向及び車輌前後方向のばね
定数を相互に独立して設定することができる。
尚この実施例は、第１１図の左半分に示されている如く
、内筒５２の外周面の少なくとも車輌左右方向の部分に
ゴム状弾性体９０及び９２よりもばね定数の高いゴム状
弾性体９４を接着し、該ゴム状弾性体の厚さに等しい距
離だけプレート８６及び８８の両端を除く部位を外筒へ
向けて一様にオフセットすることにより、或いは゛第１
１図の右半分に示されている如く、プレート８６及び８
８の両端を除く部分を外筒５４へ向けて一様にオフセッ
トし、そのオフセットされた部分にオフセット量に等し
い厚さを有しゴム状弾性体９０及び９２よりもばね定数
の高いゴム状弾性体９６を接着することにより、弾性ブ
ツシュの車輌左右方向のばね特性を第５図に示された特
性と同様の特性とし、これにより第１図乃至第４図に示
された実施例の場合と同様の態様にてフラッタ及びハー
シュネスの低減が行われるよう修正されてもよい。
第１２図は後側弾性ブツシュの更に他の一つの実施例を
示す第３図と同様の平断面図、第１３図は第１２図の線
ＸＩＩ［−Ｘ］［に沿う断面図、第１４図は第１２図及
び第１３図に示された弾性ブツシュの自由状態に於ける
左右方向のばね特性を示す解図的グラフである。尚第１
２図及び第１３図に於て、第３図及び第４図に示された
部分と実質的に同一の部分には第３図及び第４図に示さ
れた符号と同一の符号が付されている。
この実施例に於ては、外筒５４の内周面には内筒５２に
対し実質的に車輌前後方向に対向する位置に実質的に剛
体よりなるストッパ９８及び１００が固定されている。
これらのストッパの図にて右側には実質的に剛体よりな
るプレート１０２が配置されている。このプレートはス
トッパ９８及び１００の先端間の距離よりも僅かに大き
い長さを有しており、これにより両端にてストッパ９８
及び１００に係合し得るようになっている。プレート１
０２と外筒５４との間にはゴム状弾性体１０４が介装さ
れており、プレート及び外筒に接着されている。またゴ
ム状弾性体１０４はプレート１０２を介してストッパ９
８及び１００を図にて左方へ全体として２ｆ、の力にて
押圧している。
内筒５２と外筒５４との間の図にて実質的に左半分の部
分にはゴム状弾性体１０６が介装されており、内筒及び
外筒に接着されている。図示の実施例に於ては、ゴム状
弾性体１０６の図にて左側の部分には外筒に沿って円弧
状に延在する空洞部１０８が設けられている。自由状態
に於てはゴム状弾性体１０６は実質的に圧縮されておら
ず、内筒５４はプレート１０２より実質的に反力を受け
ることなくこれに当接した状態にある。
この実施例による弾性ブツシュは内筒５２に対し相対的
に外筒５４に第１２図で見て左方ヘカｆ１のプレロード
が作用した状態にて使用される。
かくしてプレロードが外筒に与えられると、ゴム状弾性
体１０４がストッパ９８及び１００を押圧するプレロー
ドはｆ、となり、ゴム状弾性体１０４及び１０６はそれ
ぞれプレート１０２及び内筒５２を介して相互に力ｆ、
のプレロードを及ぼし合う状態になる。
従って内筒に対し外筒を図にて左方へ作用する力ｆがｆ
１以下の範囲に於ては、力ｆはゴム状弾性体１０４のプ
レロードに打勝つことができないので、外筒は内筒に対
し相対的に変位せず、また内筒に対し外筒に相対的に右
方へ作用する力ｆが所定値ｆ、以下の場合には外筒に与
えられた左方へのプレロードに打勝つことができず、こ
の場合にも外筒は内筒に対し相対的に変位しない。力ｆ
が所定値ｆ、を越える範囲に於ては、ゴム状弾性体１０
４又はゴム状弾性体１０６が圧縮されるようになり、こ
れにより比較的小さいばね定数が発揮され、外筒は内筒
に対し比較的大きく相対変位するようになる。従ってこ
の実施例の車輌左右方向のばね特性は第７図に示されて
いる如き特性となり、この実施例によれば第６図に示さ
れた実施例の場合と同様の態様にてフラッタ及びハーシ
ュネスが有効に低減される。
尚この実施例に於て外筒５４に対し左方へ力ｆ１のプレ
ロードを与えることは、例えば第１５図に解図的に示さ
れている如く、連結部１８のブラケット３８を傾斜して
設けたり、前側弾性ブツシュ２２のゴム状弾性体として
外周面及び内周面の軸線が交差する筒状のゴム状弾性体
を使用し、これにより車輌の上方より見てコントロール
アーム１２に対し中心Ｑの周りに時計廻り方向の付勢力
を与えることにより達成されてよい。
以上に於ては本発明を幾つかの実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。例えば上述
の各実施例に於ては、外筒がコントロールアームに連結
され内筒が車体に連結されているが、内筒がコントロー
ルアームに連結され外筒が車体に連結されてもよく、ま
た特に第３図及び第４図に示された実施例及び第６図に
示された実施例に於ては、それぞれ係合片及び係合装置
は内筒に対し前方側の部位に設けられてもよく、更には
前方側及び後方側の両方の部位に設けられてもよい。ま
た第１２図及び第１３図に示された実施例に於ては、弾
性ブツシュの構造が左右方向に反転されてもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図はストラット式フロントサスペンショ
ンに適用された本発明によるフロントサスペンションの
一つの実施例を、それぞれフラッタの場合及びハーシュ
ネスの場合について各部に作用する力及び各部の動きを
示すベクトルと共に示す解図的平面図、第３図は第１図
及び第２図に示された実施例に於けるコントロールアー
ムのインボード側端部の後側連結部に組込まれた弾性ブ
ツシュを示す拡大平断面図、第４図は第３図の線Ｉ　Ｖ
−Ｉ　Ｖに沿う断面図、第５図は第３図及び第４図に示
された弾性ブツシュの車輌左右方向のばね特性を示す解
図的グラフ、第６図は後側弾性ブツシュの他の一つの実
施例を示す第３図と同様の拡大平断面図、第７図は第６
図に示された弾性ブッシュの車輌左右方向のばね特性を
示す第５図と同様の解図的グラフ、第８図は第６図に示
された後側弾性ブツシュが使用されたフロントサスペン
ションに於てフラッタが生じ得る状況にある場合に於け
る各部に作用する力及び各部の動きを示す解図的平面図
、第９図は後側弾性ブツシュの他の一つの実施例を示す
第３図と同様の拡大平断面図、第１０図は第９図の線Ｘ
−Ｘに沿う断面図、第１１図は第９図及び第１，０図に
示された実施例の二つの修正例を示す解図的平断面図、
第１２図は後側弾性ブツシュの更に他の一つの実施例を
示す第３図と同様の拡大平断面図、第１３図は第１２図
の線Ｘ１−Ｘｌ［に沿う断面図、第１４図は第１２図及
び第１３図に示された実施例の自由状態に於ける左右方
向のばね特性を示す解図的グラフ、第１５図は第１２図
及び第１３図に示された弾性ブツシュの外筒に対しプレ
ロードを与える要領の一つの例を示す解図である。 １０・・・車輪支持部材、１２・・・コントロールアー
ム、１４・・・車輪、１８．２０・・・連結部、２２・
・・前側弾性ブツシュ、２４・・・後側弾性ブツシュ、
２６・・・車体、２８・・・ボールジヨイント、３２・
・・内筒。 ３４・・・外筒、３６・・・ゴム状弾性体、３８・・・
ブラケット、４０・・・ナックルアーム、４２・・・先
端、４４・・・ボールジヨイント、４６・・・タイロッ
ド、４８・・・ボールジヨイント、５０・・・ステアリ
ング部材、５２・・・内筒、５４・・・外筒、５７・・
・ブラケット、５８・・・ゴム状弾性体、６０・・・内
周面、６２．６４・・・外周面、６６・・・係合片、６
８・・・係合装置、７０・・・ガイド筒、７２・・・摺
動子、７４・・・圧縮コイルばね。 ７８．８０・・・ストッパ、８２．８４・・・ゴム状弾
性体、８６．８８・・・プレート、９０．９２．９４．
９６・・・ゴム状弾性体、９８．１００・・・ストッパ
。 １０２・・・プレート、１０４．１０６・・・ゴム状弾
性体、１０８・・・空洞部 特　許　出　願　人　トヨタ自動車株式会社代　　　　
　理　　　　　人　　弁理士　　明　　石　　昌　　毅
第３図 ５２・・内筒 ５４・・外聞 第５図 第７図 ｆ９ ５２・・内筒 ５４・・外聞 ５８・・ゴム状弾性体 ６８・・係合装置 第９図 第　１０図 ８２＋８４．９０＋９２−・−ｒム状’１ｇ性ｒｔ第１
１図 ５２・・内聞 ５４・・外筒 ７８．８０・・ストッパ ８２．８４，９０，９２，９４．９６・・ゴム状弾性体
第１２図 第１３図 ５２・・内聞 ５４・・外筒 ９８．１００・・ストッパ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、実質
    的に車輌の前後方向に隔置された二つのインボード側端
    部に於てはそれぞれ前側及び後側弾性ブッシュを介して
    車体に枢着されアウトボード側端部に於ては前記車輪支
    持部材に枢着されたコントロールアームと、前記車輪支
    持部材と一体的に設けられ前記車輪支持部材と前記コン
    トロールアームとの枢着点より後方の位置にてタイロッ
    ドに枢着されるナックルアームとを含み、前記タイロッ
    ドの軸線は前記車輌の上方より見て前記後側弾性ブッシ
    ュの中心より前方に延在する車輌用フロントサスペンシ
    ョンにして、前記後側弾性ブッシュはそれに作用する所
    定値以下の車輌左右方向の力に対しては第一のばね定数
    を呈し、前記所定値を越える左右方向の力に対しては前
    記前側弾性ブッシュの車輌左右方向のばね定数よりも低
    い第二のばね定数を呈する非線形ばね特性を有し、前記
    前側弾性ブッシュの車輌左右方向のばね定数及び前記後
    側弾性ブッシュの前記第一のばね定数は前記車輪支持部
    材及び前記コントロールアーム全体の車輌前後方向の枢
    動の瞬間中心が前記タイロッドの軸線より後側に位置す
    るよう設定された車輌用フロントサスペンション。
  2. （２）特許請求の範囲第１項の車輌用フロントサスペン
    ションに於て、前記後側弾性ブッシュの前記第一のばね
    定数は前記前側弾性ブッシュの車輌左右方向のばね定数
    と実質的に同一若しくはそれよりも高いことを特徴とす
    る車輌用フロントサスペンション。
  3. （３）特許請求の範囲第２項の車輌用フロントサスペン
    ションに於て、前記後側弾性ブッシュの前記第一のばね
    定数は実質的に無限大であることを特徴とする車輌用フ
    ロントサスペンション。
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