JP3180833B2 - 車両のサスペンション装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、車両のサスペンショ
ン装置に関し、特にアッパアームとロアアームとショッ
クアブソーバとを備え、ストラット式サスペンションと
ダブルウィッシュボーン式サスペンション装置の中間的
なサスペンション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、車両のサスペンション装置とし
て、ストラット式サスペンションやダブルウィッシュボ
ーン式サスペンションが広く実用に供されているが、ス
トラット式サスペンションは、部品数が少なく構造が小
型・簡単である反面、キングピンオフセットが大きくな
ること、キャンバ剛性を高めにくいことなどの問題があ
り、またダブルウィッシュボーン式サスペンションは、
キャンバ変化やトレッド変化等に対するジオメトリ上の
設計の自由度が高く、またキングピンオフセットを比較
的小さくできる反面、大きな設置スペースが必要である
という問題がある。 そこで、前記両形式のサスペンシ
ョンの長所を兼備したサスペンションとして、特開昭５
６−１２８２０７号公報、特開昭５７−２０９４０８号
公報、特公昭５８−５５９２１号公報には、車幅方向向
きのアッパアーム及びロアアームとショックアブソーバ
とを備え、ショックアブソーバ本体の下端部をロアアー
ムに枢着するとともにアッパアームの内側端部をショッ
クアブソーバ本体に枢着してなるサスペンション装置
（以下、本明細書では、ストラット改良型サスペンショ
ンという）が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 前記ダブルウィッシ
ュボーン式サスペンションを、前輪用に適用する場合に
は、アッパアームと前輪との干渉が生じるため最大舵角
を確保しにくくなること、アッパアームの２つの内端部
を車体に連結するため車体側への連結個所が多くなりレ
イアウト性が悪くなること、などの問題がある。前記公
報に記載のストラット改良型サスペンションでは、バン
プ時のホイールの上昇量よりもショックアブソーバ本体
の上昇量の方が小さくなり、アッパアームの傾斜角が増
加することである程度のキャンバ特性を確保するように
なっているが、アッパアームがショックアブソーバに取
付けられるため、キャンバ剛性を十分高めることが難し
い。

【０００４】本発明の目的は、レイアウト性に優れ、キ
ャンバ剛性を確保でき且つ十分なキャンバコントロール
性能を確保でき、バンプ時のハイキャスタ化を図り得る
ような車両のサスペンション装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 請求項１に係る車両の
サスペンション装置は、ホイールを回転自在に支持する
ホイールサポートと、一端部が一点で車体に連結されま
た他端部が一点でホイールサポートの上端部に連結され
たアッパアームと、一端部が車体に連結されまた他端部
がホイールサポートの下端部に連結されたロアアーム
と、上端部が車体に連結されまた下端部がロアアームの
途中部に連結されたショックアブソーバと、一端部がシ
ョックアブソーバ本体に第１の枢着手段を介して連結さ
れまた他端部がアッパアームの途中部に第２の枢着手段
を介して連結された連結ロッドとを備えたことを特徴と
するものである。

【０００６】請求項２に係る車両のサスペンション装置
は、請求項１の装置において、前記第１および第２の枢
着手段が、夫々ボールジョイントで構成されたことを特
徴とするものである。

【０００７】請求項３に係る車両のサスペンション装置
は、請求項１の装置において、前記ロアアームの全長に
対するその一端部から前記途中部までの長さの比が、ア
ッパアームの全長に対するその一端部から前記途中部ま
での長さの比よりも大きく設定されたことを特徴とする
ものである。

【０００８】請求項４に係る車両のサスペンション装置
は、請求項３の装置において、前記アッパアームは、シ
ョックアブソーバの前側に配設されたことを特徴とする
ものである。

【０００９】

【作用】 請求項１に係る車両のサスペンション装置に
おいては、アッパアームと、ロアアームと、ショックア
ブソーバと、連結ロッドとが設けられ、連結ロッドの一
端部がショックアブソーバ本体に第１の枢着手段を介し
て連結されまた他端部がアッパアームの途中部に第２の
枢着手段を介して連結されているので、アッパアームの
車体との連結部が１個所となるから連結個所が少なくな
ってレイアウト性に優れる。アッパアームをある程度長
く設定できるからキャンバ剛性を確保し且つ十分なキャ
ンバコントロール性能を確保することが出来る。しか
も、バンプ時に、ショックアブソーバ本体の上昇量つま
り連結ロッドの一端部の上昇量と、連結ロッドの他端部
の上昇量とが異なるように設定することで、連結ロッド
の傾斜揺動を介してハイキャスタ化を図ることができ
る。

【００１０】請求項２に係る車両のサスペンション装置
においては、請求項１と同様の作用が得られるうえ、前
記第１および第２の枢着手段が、夫々ボールジョイント
で構成されているため、バンプ時における連結ロッドの
上下揺動に伴う過拘束を確実に防ぐことが出来る。

【００１１】請求項３に係る車両のサスペンション装置
においては、請求項１と同様の作用が得られるうえ、前
記ロアアームの全長に対するその一端部から前記途中部
までの長さの比が、アッパアームの全長に対するその一
端部から前記途中部までの長さの比よりも大きく設定さ
れているので、バンプ時における連結ロッドの一端部の
上昇量と、連結ロッドの他端部の上昇量とを異ならせ、
連結ロッドの上下揺動を介して確実にハイキャスタ化を
図ることができる。

【００１２】請求項４に係る車両のサスペンション装置
においては、請求項３と同様の作用が得られるうえ、前
記アッパアームは、ショックアブソーバの前側に配設さ
れているため、連結ロッドの上下揺動を介して確実にハ
イキャスタ化を図ることが出来る。

【００１３】

【発明の効果】 前記作用の項で説明したように、次の
ような効果が得られる。請求項１に係る車両のサスペン
ション装置によれば、アッパアームの車体との連結部が
１個所となるから連結個所が少なくなってレイアウト性
に優れ、アッパアームをある程度長く設定できるからキ
ャンバ剛性を確保し且つ十分なキャンバコントロール性
能を確保することが出来、バンプ時に、連結ロッドの一
端部の上昇量と、連結ロッドの他端部の上昇量とが異な
るように設定することで、連結ロッドの上下揺動を介し
てハイキャスタ化を図ることができる。

【００１４】請求項２に係る車両のサスペンション装置
によれば、請求項１と同様の効果が得られるうえ、第１
および第２の枢着手段を、夫々ボールジョイントで構成
することで、バンプ時における連結ロッドの上下揺動に
伴う過拘束を確実に防ぐことが出来る。

【００１５】請求項３に係る車両のサスペンション装置
によれば、請求項１と同様の効果が得られるうえ、バン
プ時における連結ロッドの一端部の上昇量と、連結ロッ
ドの他端部の上昇量とを異ならせ、連結ロッドの上下揺
動を介して確実にハイキャスタ化を図ることができる。

【００１６】請求項４に係る車両のサスペンション装置
によれば、請求項３と同様の効果が得られるうえ、前記
アッパアームを、ショックアブソーバの前側に配設する
ことで、連結ロッドの上下揺動を介して確実にハイキャ
スタ化を図れる。

【００１７】

【実施例】 以下、本発明の実施例について図面に基い
て説明する。本実施例は、ＦＦ型自動車のフロントのサ
スペンション装置に本発明を適用した場合の一例であ
り、このサスペンション装置ＦＳは左右対称の構成なの
で、以下図１〜図４に基いて右側の前輪１を支持する構
造について説明する。エンジンルーム２のホイールエプ
ロン３にはフロントサイドフレーム４が設けられ、サス
ペンションクロスメンバ５の連結ブラケット５ａがフロ
ントサイドフレーム４にボルト６にて固定され、ホイー
ルエプロン３に形成されたサスペンションタワー７の頂
部にはショックアブソーバ２０を連結するマウント部８
が設けられている。前記サスペンション装置ＦＳは、ホ
イールサポート１０と、ショックアブソーバ２０と、そ
の外側に配置されたコイルスプリング３６と、アッパア
ーム４０と、ロアアームとしてのＩアーム５０及びトレ
ーリングリンク６０と、スタビライザ７０などを備えて
いる。

【００１８】前記ホイールサポート１０には、ホイール
１ａを取付ける為の回転自在に装着された軸部１１と、
ステアリング装置のタイロッド１６が連結されるナック
ル１２と、上部枢着部１３と、前後に接近状に設けられ
た下部枢着部１４、１５とが設けられ、ドライビングシ
ャフト９の右端部が自在継手を介して軸部１１に連結さ
れている。

【００１９】前記ショックアブソーバ２０とコイルスプ
リング３６に関して、ショックアブソーバ２０は、一般
的な油圧ダンパからなり、そのショックアブソーバ本体
２１に固定されたバネ受け部材２２とショックアブソー
バ２０のロッド２３の上端近くに固定されたバネ受け部
材２４間にコイルスプリング３６が配設され、ロッド２
３の上端に固定されたマウント部材２５がマウント部８
に４本のボルト８ａにて固定されている。ショックアブ
ソーバ本体２１の下半部は前後１対の脚部２７を有する
フォーク部材２６からなり、これら前後１対の脚部２７
の下端部２７ａは、枢着部２８においてＩアーム５０の
途中部に回動自在に枢着され、フォーク部材２６の上端
部の外側部には、アッパアーム４０の途中部を連結する
為の連結凸部３０が設けられている。枢着部２８に関し
て、Ｉアーム５０の途中部の外端寄り部位の筒部５１に
略車体前後方向軸心の軸部材が挿通され、この軸部材の
両端部にフォーク部材２６の１対の脚部２７の下端部２
７ａが、軸心Ａが略車体前後方向向きに設定され且つ適
度な硬さのゴムブッシュを介して枢着されている。

【００２０】前記アッパアーム４０について説明する
と、アッパアーム４０はショックアブソーバ２０の前側
において車幅方向向きに略水平に配設され、その内側端
部４２が略前後方向きの軸心Ｃを有するボール継手ブッ
シュ（軸状のボール継手とゴムブッシュとを含む）を介
して、サスペンションクロスメンバ５の連結ブラケット
５ｄの枢着ブラケット５ｆに枢着され、アッパアーム４
０の外側端部４３は上部枢着部１３にボール継手により
枢着されている。更に、アッパアーム４０の途中部（長
さ方向の略中央部）は、連結部２９において略前後方向
向き且つ水平の連結ロッド４１により連結部３０に連結
されるが、連結ロッド４１の前端部はボール継手を介し
てアッパアーム４０に枢着され、また連結ロッド４１の
後端部はボール継手を介して連結凸部３０に枢着されて
いる。

【００２１】前記Ｉアーム５０について説明すると、Ｉ
アーム５０は車幅方向向きに略水平に配設され、その内
側端部５２（基端部）は、略車体前後方向向きの軸心Ｂ
を有するボール継手ブッシュ（軸状のボール継手とゴム
ブッシュとを含む）を介してサスペンションクロスメン
バ５の枢着ブラケット５ｂに枢着され、Ｉアーム５０の
外側端部５３は、前側の下部枢着部１４にボール継手に
より枢着してある。前記軸心Ａと軸心Ｂとは略平行で車
体前後方向向きに設定されている。前記トレーリングリ
ンク６０に関して、トレーリングリンク６０は、その後
端側程内側へいくように湾曲状に形成されて前後方向に
対して傾けた状態に配設され、その前端部６１（外側端
部）はボール継手を介して後側の下部枢着部１５に枢着
され、トレーリングリンク６０の後端部の連結軸部６２
はサスペンションクロスメンバ５の後部の枢着ブラケッ
ト５ｃに略前後方向向きの軸心のゴムブッシュを含む連
結部６３を介して連結され、この連結軸部６２は枢着ブ
ラケット５ｃに対して軸方向相対移動拘束状に連結され
ている。

【００２２】このように、Ｉアーム４０の外側端部とト
レーリングリンク６０の外側端部とはダブルピボットを
なすようにホイールサポート１０に連結され、Ｉアーム
５０とトレーリングリンク６０の外側端部の瞬間中心Ｑ
は、図２に示すような位置になる。前記スタビライザ７
０は、左右１対のアーム部７１とこれらアーム部７１の
後端同士を連結するトーションバー部７２とを一体形成
したもので、アーム部７１の端部はコントロールリンク
７３を介してフォーク部材２６の前側の脚部２７の上端
部に連結されている。

【００２３】次に、以上説明した自動車のサスペンショ
ン装置の作用について説明する。先ず、キングピン軸Ｋ
に関して、図５に示すように、Ｉアーム５０の内側端部
のブッシュとショックアブソーバ２０の上端をマウント
するマウント部とを結ぶ線Ｌと、Ｉアーム５０の外側端
部のボール継手とアッパアーム４０の外側端部のボール
継手とを結ぶ線Ｍとの交点を点Ｐとし、Ｉアーム５０と
トレーリングリンク６０の外側端部の瞬間中心を点Ｑと
すると、交点Ｐと瞬間中心Ｑとを結ぶ線がキングピン軸
Ｋとなり、図示のようにキングピンオフセットを小さな
正の値に設定することができるから、トルクステアやキ
ックバックを改善出来る。

【００２４】図５は、前記サスペンション装置ＦＳを機
構図的に図示したもので、前輪１がバンプする時前輪１
とともにホイールサポート１０が上方へ移動し、Ｉアー
ム５０がその内側端部５２を回動中心として上方へ揺動
し、またアッパアーム４０がその内側端部４２を回動中
心として上方へ揺動し、ショックアブソーバ２０のロッ
ド２３は退入して、サスペンション装置ＦＳは点線図示
の状態となるが、アッパアーム４０の長さαがＩアーム
５０の長さｍよりも短いため、アッパアーム４０の外側
端部４３の車幅方向内方への移動量がＩアーム５０の外
側端部５３の車幅方向内方への移動量よりも大きくなっ
て、キャンバ変化特性を適切に設定でき、キャンバ剛性
が確保される。但し、バンプやリバウンド時のキャンバ
剛性を確保する為には、枢着部２８のゴムブッシュは余
り硬すぎない適度な硬さに設定する必要がある。更に、
アッパアーム４０の長さαを大きく設定するため、ダブ
ルウィッシュボーン式サスペンションと同様に、キャン
バ剛性を確保し且つ十分なキャンバコントロール性能を
確保できる。アッパアーム４０が１本の部材で構成され
るため、スペースを取らずレイアウト性に優れ、車体へ
の枢着個所も１個所で済む。また、ショックアブソーバ
本体２１の下端部（フォーク部材２６の脚部２７の下端
部２７ａ）がＩアーム５０に略前後方向向きの軸心Ａの
ゴムブッシュを介して連結されているため、ショックア
ブソーバ本体２１がその軸回りに回動することはなく且
つその支持剛性は十分に高く維持される。

【００２５】ここで、前記Ｉアーム５０を車体に枢着す
る軸心Ｂはピッチセンタ高を左右し、アンチダイブジオ
メトリに影響を及ぼす。一方、ショックアブソーバ２０
の軸心はキャスタ角を左右し、ロールセンタ高、ピッチ
センタ高、ダンパ効率等様々なアライメントに影響を及
ぼす。図５において、ホイールサポート１０のバンプ時
の上昇量をＨ、Ｉアーム５０の長さをｍ、Ｉアーム５０
の内側端部５２から枢着部２８までの長さをｎとする
と、枢着部２８の上昇量ｈはＨ×（ｎ／ｍ）となる。ア
ッパアーム４０の長さをα、アッパアーム４０の内側端
部４２から連結部２９までの長さをβとすると、連結部
２９の上昇量ｋはＨ×（β／α）となる。前記ｎ／ｍが
β／αよりも大きく設定されているためｋ＜ｈとなるか
ら、図６に図示のように連結ロッド４１はその前端より
も後端の方が高く位置するように連結ロッド４１が揺動
し、この揺動によりアッパアーム４０の連結部２９は後
方へ僅かに移動してホイールサポート１０の上部枢着部
１３が後方へ移動するため、キャスタ角が増加してハイ
キャスタ化し、走行安定性を確保できる。

【００２６】次に、トレーリングリンク６０に関して、
このトレーリングリンク６０がない場合、制動時に路面
からタイヤに作用する制動力によりホイールサポート１
０にモーメントが作用するが、トレーリングリンク６０
によりショックアブソーバ本体２１の下端部の前後移動
が拘束され、ショックアブソーバ２０は前後方向へ揺動
しないため、キャスタ角つまりキャスタトレールＣｔが
略一定に維持され、キャスタ剛性が確保される。ここ
で、Ｉアーム５０とトレーリングリンク６０の外側端部
をダブルピボットとしてホイールサポート１０に連結し
たため、既述の如くキングピン軸Ｋの正面視の傾き角が
大きくなる。それ故、キングピンＫの設定の自由度が大
きくなり、Ｉアーム５０とトレーリングリンク６０の外
側端部をホイールサポート１０内へ極端に突入させる必
要がなくなるからレイアウト性が向上する。

【００２７】尚、前記トレーリングリンク６０は、ショ
ックアブソーバ２０から後方へ延ばす代わりに前方へ延
ばしてもよい。更に、図７に図示のように、フォーク部
材２６Ａやアッパアーム４０Ａを形成してもよく、また
トレーリングリンク６０Ａの後端部は上下方向の軸心を
有するゴムブッシュを介して車体に連結してもよい。更
に、図８に示すように、前記Ｉアーム５０とトレーリン
グリンク６０とを一体化したＡ型アーム５０Ａを設けて
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るサスペンション装置の後
方視の断面図である

【図２】前記サスペンション装置の平面図である。

【図３】前記サスペンション装置の図２の３矢視側面図
である。

【図４】前記サスペンションの要部斜視図である。

【図５】前記サスペンション装置の作動説明図である。

【図６】前記サスペンション装置の作動説明図である。

【図７】変形例に係るサスペンション装置の図４相当図
である。

【図８】変形例に係るサスペンション装置の図４相当図
である。

【符号の説明】

２０ ショックアブソーバ ２１ ショックアブソーバ本体 ４０、４０Ａ アッパアーム ４１ 連結ロッド ５０ Ｉアーム ６０、６０Ａ トレーリングリンク

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホイールを回転自在に支持するホイール
   サポートと、 一端部が一点で車体に連結されまた他端部が一点でホイ
   ールサポートの上端部に連結されたアッパアームと、 一端部が車体に連結されまた他端部がホイールサポート
   の下端部に連結されたロアアームと、 上端部が車体に連結されまた下端部がロアアームの途中
   部に連結されたショックアブソーバと、 一端部がショックアブソーバ本体に第１の枢着手段を介
   して連結されまた他端部がアッパアームの途中部に第２
   の枢着手段を介して連結された連結ロッドとを備えたこ
   とを特徴とする車両のサスペンション装置。
2. 【請求項２】 前記第１および第２の枢着手段が、夫々
   ボールジョイントで構成されたことを特徴とする請求項
   １に記載の車両のサスペンション装置。
3. 【請求項３】 前記ロアアームの全長に対するその一端
   部から前記途中部までの長さの比が、アッパアームの全
   長に対するその一端部から前記途中部までの長さの比よ
   りも大きく設定されたことを特徴とする請求項１に記載
   の車両のサスペンション装置。
4. 【請求項４】 前記アッパアームは、ショックアブソー
   バの前側に配設されたことを特徴とする請求項３に記載
   の車両のサスペンション装置。