JP2007050786A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成でサスペンション装置の小型化を図ること。
【解決手段】 サスペンション装置１は車輪を回転可能に支持する車輪支持部３と、車輪支持部３に接続され、車両上下方向に延在し、かつ略逆ハ字をなす一対の摺動軸７と、両端が一対の摺動軸７に車両上下方向へ摺動自在に連結され、車両本体に接続されるスライド部９と、を備えている。また、スライド部９は、車両前後方向に伸縮可能な弾性部材９ｅと、弾性部材９ｅの振動を減衰する減衰部材９ｂと、を有している。さらに、弾性部材９ｅと減衰部材９ｂとは、同軸上に配置されるのが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車輪から車両本体に伝達される振動を吸収する車両のサスペンション装置に係り、簡易な構成で小型化を図ったサスペンション装置に関する。

従来、車輪に連結されたスライド機構の車両上下方向のストロークを車両上下方向に配設したバネにより、吸収するインホイールサスペンションが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、車輪を支持するキャリアを、車両上下方向に配設されたバーに沿ってスライドさせつつ、電気機械装置のスプリングにより振動を吸収するインホイールサスペンションが知られている（例えば、特許文献２参照）。キャリアに対して、バーをオフセットして配置している。

さらに、車輪を支承する車輪支承部材の上下方向の動作を略水平方向の動作に変換するリンク部材を備えるサスペンション装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。

車輪を支持するリンク部材の上下方向への揺動を、車両前後方向に変換してサスペンションユニットに伝達する伝達部材を備えるサスペンション装置が知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開平１０−３３８００９号公報 特開２０００−２３３６１９号公報 特開昭６４−１６１２号公報 特開平６−１９９１２２号公報

しかしながら、上記従来技術においては、車輪の上下方向のストローク量（振幅）に応じて、サスペンションのバネ定数を設定する必要があり、バネが大型化する虞がある。一方で、バネが小型化された場合にバネ定数が低く設定されることから、車輪の上下方向のストローク量を減少させるような変換機構が必要となり、より構造を複雑化させる虞がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、簡易な構成でサスペンション装置の小型化を図ることを主たる目的とする。

上記目的は、請求項１に記載する如く、
車輪を回転可能に支持する車輪支持部と、
前記車輪支持部に接続され、車両上下方向に延在し、かつ略逆ハ字をなす一対の摺動軸と、
両端が前記一対の摺動軸に車両上下方向へ摺動自在に連結され、車両本体に接続されるスライド部と、を備え、
前記スライド部は、車両前後方向に伸縮可能な弾性部材と、該弾性部材の振動を減衰する減衰部材と、を有することを特徴とするサスペンション装置によって達成される。

本発明において、車輪から入力される車両上下方向の振動は、車両前後方向の振動に変化された後、弾性部材および減衰部材により吸収される。この為、摺動軸の傾斜角および一対の摺動軸間の距離を変化させることで、車両上下方向の振動を、車両前後方向の振動に変化させる際のストロークの変換比を調整して、バネを容易に小型化することができる。すなわち、簡易な構成でサスペンション装置を小型化することができる。

この場合、請求項２に記載する如く、請求項１記載の車輪支持装置であって、
前記弾性部材と前記減衰部材とは、同軸上に配置されるのが好ましい。これにより、弾性部材および減衰部材は、無駄なスペースを作ること無く、効率的にレイアウトされる為、サスペンション装置の小型化を容易に図ることができる。

本発明によれば、簡易な構成でサスペンション装置の小型化を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、サスペンション装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

図１は、本発明の一実施例に係るサスペンション装置の構成を示す斜視図である。図２は図１に示すサスペンション装置をＡ方向（車両内側）から見た側面図である。

本実施例に係るサスペンション装置１は、車輪を回転可能に支持する車輪支持部３を備えている。車輪支持部３は車両上下方向に延在する上下部材３ａと、上下部材３ａの両端に接続され、く字状に形成された一対のリンク部材３ｂと、有している。上下部材３ａの略中心部には、フランジ部３ｃが形成され、フランジ部３ｃには略筒状のナックル５が連結されている。なお、上下部材３ａのフランジ部３ｃとナックル５とは、４組のボルトおよびナットにより連結されているが、ボルトおよびナットの組数は、任意でよい。

各リンク部材３ｂの両端部には、車両上下方向に延在し、略逆ハ字をなす一対の摺動軸７が連結されている。ここで、一方の摺動軸７は、車両上下方向の軸に対して傾斜角θ１で傾斜し、他方の摺動軸７は、車両上下方向の軸に対して傾斜角θ２で傾斜している（図３）。一対の摺動軸７には、車両前後方向に延在するスライド部９の両端が、車両上下方向に摺動自在に連結されている。なお、図３は図２に示すサスペンション装置１を模式的に示した図である。

また、一対の摺動軸７が略逆ハ字をなすとは、例えば一方の摺動軸７が鉛直方向を向き他方の摺動軸７が傾斜する、一方の摺動軸７が傾斜し他方の摺動軸７が鉛直方向を向く、又は両方の摺動軸７が傾斜する状態等を指す。すなわち、車両下方に行くにしたがって、一対の摺動軸７間の距離が減少するように配置されていれば、一対の摺動軸７は任意に配置可能である。

スライド部９は、一対の摺動軸７に摺動自在に連結される一対の摺動部材９ａと、一対の摺動部材９ａに接続されるショックアブソーバ等の減衰部材９ｂとを有している。ショックアブソーバ９ｂは油液等の液体が封入されたシリンダ部と、シリンダ部内を車両前後方向に摺動するピストン部を有している。一方の摺動部材９ａにはシリンダ部の一端が接続され、他方の摺動部材９ａにはピストン部のロッドの先端が接続されている。シリンダ部内およびピストン部には、油液が流動する油路が形成されている。この油液の流動がピストン部の往復動に対して抵抗となり、後述するコイルスプリング９ｅの振動を減衰させる。

シリンダ部の外周面には、シリンダの外径方向に延出する延出部９ｃが形成されている。また、他方の摺動部材９ａおよびロッドの先端には、皿状の皿部９ｄが連結されている。シリンダの延出部９ｃと皿部９ｄとの間には、これらに挟み込まれるようにして、コイルスプリング等の弾性部材９ｅが設けられている。このように、ショックアブソーバ９ｂとコイルスプリング９ｅとを同軸上に配置し、効率的なレイアウトにすることで、サスペンション装置１の小型化を図ることができる。なお、コイルスプリング９ｅのバネ定数は、コイルスプリング９ｅの材質、寸法、形状等を変更することによって設定される。

シリンダの外周面には、車両本体に接続され、車両幅方向に延在するビーム部材１１が接続されている。

ところで、車両本体からビーム部材１１に車両下方向の力が作用した場合、この力はスライド部９に伝達され、摺動部材９ａが摺動軸７に対して車両下方向に相対移動する。このとき、一対の摺動軸７は、略逆ハ字をなすように配置されている為、一対の摺動部材９ａ間の距離が減少する（図３）。この為、コイルスプリング９ｅは収縮し、一対の摺動部材９ａ間を押し広げる方向へ力を増加させる。この一対の摺動部材９ａ間を押し広げる方向の力は、摺動軸７に沿って車両上方へ働く力として作用し、スライド部９は元の位置に戻ろうとする。

一方、車両本体からビーム部材１１に車両上方向の力が作用した場合、この力はスライド部９に伝達され、摺動部材９ａが摺動軸７に対して車両上方向に相対移動する。このとき、一対の摺動軸７は、略逆ハ字をなすように配置されている為、一対の摺動部材９ａ間の距離が増加する。この為、コイルスプリング９ｅは伸張し、一対の摺動部材９ａ間を縮める方向へ力を増加させる。この一対の摺動部材９ａ間を縮める方向の力は、摺動軸７に沿って車両下方へ働く力として作用し、スライド部９は元の位置に戻ろうとする。

また、コイルスプリング９ｅは、上述したように、収縮および伸張を繰り返すことで、振動するが、一対の摺動部材９ａに接続されたショックアブソーバ９ｂにより、この振動は減衰される。

上述のようにして、車両上下方向の振動を車両前後方向の振動に変換している。これにより、摺動軸７の傾斜角θ１、θ２、および一対の摺動軸７間の距離を変化させることで、車両上下方向の振動（ストローク）が車両前後方向の振動に変換される際のストロークの変換比を容易に変化させることができる。例えば、摺動軸７の傾斜角θ１、θ２を増加させれば、上記ストロークの変換比は増加する。

なお、従来において、コイルスプリングのバネ定数の変更によって振動吸収の調整を行っている。一方、本実施例に係るサスペンション装置１において、コイルスプリング９ｅのバネ定数に加えて、上記ストロークの変換比を変更することによって振動吸収の調整を行うことができる。したがって、設計の自由度が大幅に拡大し、例えばコイルスプリング９ｅのバネ定数を低く設定することによって、コイルスプリング９ｅを小型化することが可能となる。また、図２に示す如く、ホイール１９の直径内において、サスペンション装置１を容易に配置可能となる。

図４は図２に示すサスペンション装置１をＢ方向（車両上方）から見た図であり、ハブ１３、ディスクロータ１７、およびホイール１９の断面を示す部分断面図である。

図４に示す如く、ナックル５の内周にはベアリング１１が嵌合し、ベアリング１１の内周にはハブ１３の軸部が嵌合している。ハブ１３のハブフランジ部には、車両外側からディスクロータ１７のハット部が組み付けられている。さらに、ディスクロータ１７のハット部には、車両外側からホイール１９が組み付けられる。このように構成されて、車輪支持部３は、ナックル５およびベアリング１１を介して、ハブ１３、ディスクロータ１７、およびホイール１９を回転自在に支持している。ホイール１９のリム部には、内部に空気が封入され、ゴム材等からなるタイヤ２１が取り付けられている。

ハブ１３のハブフランジ部には円周方向に沿って５つのハブボルト穴が等間隔で形成され、各ハブボルト穴にはハブボルト１３ａが嵌合されている。嵌合された各ハブボルト１３ａはディスクロータ１７及びホイール１９の各々に形成されたボルト穴を、この順で車両内側方向から挿通する。また、５つのナット１３ｂが、ディスクロータ１７及びホイール１９を挿通した５つのハブボルト１３ａと夫々螺合する。なお、５つナット１３ｂがディスクロータ１７及びホイール１９を挿通した５つのハブボルト１３ａと夫々螺合しているが、ハブ１３のハブフランジ部に雌ネジが切られ、車両外側から５つのボルトがホイール１９及びディスクロータ１７を挿通し、ハブフランジ部の雌ネジに夫々螺合していてもよい。なお、ディスクロータ１７は、例えば鋳鉄又はセラミック等から成り、ハブボルト１３ａ及びナット１３ｂは、例えば鋼又は鋳鋼等から成る。また、本実施例では、一例として、ホイール１９、ハブ１３、及びディスクロータ１７は、５組のハブボルト１３ａ及びナット１３ｂによって結合されているが、用いられるハブボルト１３ａ及びナット１３ｂの組数は任意でよい。

次に本実施例に係るサスペンション装置の作用について説明する。

タイヤ２１が路面を転動すると、路面の凹凸等により、タイヤ２１を介してホイール１９に振動が入力される。ホイール１９に入力された振動は、ハブ１３、ナックル５、およびベアリング１１を介して、車輪支持部３に入力される。例えば、車両上下方向の振動により、スライド部９が車輪支持部３に対して、車両上下方向に相対移動する。このスライド部９の車両上下方向の相対移動が、一対の摺動軸７間において、コイルスプリング９ｅおよびショックアブソーバ９ｂの車両前後方向の伸縮に変化し、吸収される。

なお、図１乃至図４において、車両の左側後輪に係るサスペンション装置１について説明しているが、右側後輪に係るサスペンション装置１も、左側後輪に係るサスペンション装置１と略同一構成、作用となる為、詳細な説明は省略する。

以上、本実施例に係るサスペンション装置１において、車両上下方向に延在し、かつ略逆ハ字をなす一対の摺動軸７が車輪支持部３に接続されている。また、スライド部９の両端が一対の摺動軸７に車両上下方向へ摺動自在に連結され、スライド部９は、車両前後方向に伸縮可能なコイルスプリング９ｅと、コイルスプリング９ｅの振動を減衰するショックアブソーバ９ｂと、を有している。これにより、車輪から入力される車両上下方向の振動は、車両前後方向の振動に変化された後、コイルスプリング９ｅおよびショックアブソーバ９ｂにより吸収される。したがって、摺動軸７の傾斜角θ１、θ２、および一対の摺動軸７間の距離を変化させることで、車両上下方向の振動を車両前後方向の振動に変化させる際の、ストロークの変換比を容易に調整できる。なお、従来において、コイルスプリングのバネ定数の変更によって振動吸収の調整を行っている。一方、本実施例に係るサスペンション装置１において、コイルスプリング９ｅのバネ定数に加えて、上記ストロークの変換比を変更することによって振動吸収の調整を行うことができる。したがって、設計の自由度が大幅に拡大し、コイルスプリング９ｅを容易に小型化することが可能となる。すなわち、簡易な構成でサスペンション装置１を小型化することができる。

また、本実施例に係るサスペンション装置１のスライド部９において、コイルスプリング９ｅとショックアブソーバ９ｂとは同軸上に配置されている。これにより、コイルスプリング９ｅおよびショックアブソーバ９ｂは、無駄なスペースを作ること無く、効率的にレイアウトされる。したがって、サスペンション装置１の小型化を容易に図ることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上記一実施例において、弾性部材９ｅとしてコイルスプリング９ｅが用いられているが、封じ込めた空気の反発力をバネにした空気スプリング（所謂エアサスペンション）が用いられてもよい。これにより、封じ込めた空気の圧力を変化させることにより、バネ定数を任意の値に変化させることができる。

上記一実施例において、ショックアブソーバ９ｂの減衰力を車両の走行状態に応じて、可変させるように構成してもよい。例えば、車速センサからの車速、加速度センサからの車両の加速度等に応じて、減衰力を増減させてもよい。これにより、車両の走行安定性が向上する。

上記一実施例において、コイルスプリング９ｅとショックアブソーバ９ｂとは同軸上に配置されているが、車両上下方向又は車両幅方向に並列的に配置されていてもよい。

上記一実施例において、車両の後輪かつ従動輪に適用されているが、車両の前輪又は駆動輪にも適用可能である。

本発明は、車両用のサスペンション装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係るサスペンション装置の構成を示す斜視図である。 図１に示すサスペンション装置をＡ方向（車両内側）から見た側面図である。 図２に示すサスペンション装置を模式的に示した図である。 図２に示すサスペンション装置１をＢ方向（車両上方）から見た図であり、ハブ、ディスクロータ、およびホイールの断面を示す部分断面図である。

符号の説明

１ サスペンション装置
３ 車輪支持部
７ 摺動軸
９ スライド部
９ｂ ショックアブソーバ（減衰部）
９ｅ コイルスプリング（弾性部）

Claims (2)

1. 車輪を回転可能に支持する車輪支持部と、
   前記車輪支持部に接続され、車両上下方向に延在し、かつ略逆ハ字をなす一対の摺動軸と、
   両端が前記一対の摺動軸に車両上下方向へ摺動自在に連結され、車両本体に接続されるスライド部と、を備え、
   前記スライド部は、車両前後方向に伸縮可能な弾性部材と、該弾性部材の振動を減衰する減衰部材と、を有することを特徴とするサスペンション装置。
2. 請求項１記載の車輪支持装置であって、
   前記弾性部材と前記減衰部材とは、同軸上に配置されることを特徴とするサスペンション装置。

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