JP4647279B2 - リヤサスペンション - Google Patents

Description

本発明は、リヤサスペンションに係り、特に乗り心地を向上させる技術に関する。

この種のリヤサスペンションの一例としては、図５に示すようなものがある（特許文献１参照。）。なお、添付図面において、方向Ｆｒは車両前方を示し、方向Ｕｐは車両高さ方向の上方を示し、方向Ｆｒは車両前方を示している。

図示されたリヤサスペンションは、３リンクサスペンションと称されるものであり、一対のサスペンションアーム９０の後部に、アクスルビーム（アクスルハウジング）９１の両端部が連結された構造を有している。各サスペンションアーム９０は、その前部に設けられているゴムブッシュ（図示略）が車体（図示略）に連結されていることにより、この連結箇所を中心として車両高さ方向に揺動可能である。アクスルビーム９１の両端部のそれぞれには、ブラケット９３が取り付けられており、このブラケット９３が各サスペンションアーム９０の後部に取り付けられた２つのゴムブッシュ９４，９５によって支持されている。ゴムブッシュ９４のゴムは、ゴムブッシュ９５のゴムよりもバネ定数が大きい。また、ゴムブッシュ９４は、ゴムブッシュ９５よりも高い位置に配されている。このような構成により、アクスルステア特性をアンダステア気味とすることが可能であり、操縦安定性の向上が図られている。

また、車両の走行中に路上の小突起を乗り越える際には、平坦部を通過する場合と比べて、上記車両の車輪は長い経路を通過させられる。このような長い経路をスムーズに通過するためには、平坦部を通過する場合に比べてより多く車輪を回転させる必要がある。図示されたリヤサスペンションにおいては、バネ定数の大きいゴムブッシュ９４よりもバネ定数の小さいゴムブッシュ９５の方が変形量が大きくなる。このため、ブラケット９３は、ゴムブッシュ９４の軸心を中心として回動しやすくなっている。このような回動は、車輪の進行方向回転を助長するものである。したがって、このような構成によれば、上記小突起の乗り越えを容易とする効果が得られる。

しかしながら、車両の速度が比較的速い場合や、突起が比較的大きい場合には、ゴムブッシュ９４の変形が大きくなったり、ゴムブッシュ９５が予期せぬ方向に変形することがあり、ブラケット９３がスムーズに回動されないことがある。このようなことでは、上記小突起を乗り越える際に、上記車輪の回転が不足して車両後方への引きずり力が作用することとなり、乗員に不快感を与え、乗り心地を悪化させるという問題があった。

特開２００２−１９４３７号公報（図４）

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、アクスルステア特性をアンダステア気味とするとともに、小突起を乗り越えるような場合に、良好な乗り心地を実現することが可能なリヤサスペンションを提供することをその課題とする。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明によって提供されるリヤサスペンションは、互いに車幅方向に離間してそれぞれが車両前後方向に延びており、かつそれぞれの前部が車体に連結されていることにより、これらの前部を中心として車両高さ方向に揺動可能に支持されている一対のサスペンションアームと、車幅方向に延びているアクスルビームと、上記各サスペンションアームの後部を上記アクスルビームの各端部に連結する第１および第２のゴムブッシュと、を具備しており、上記第１のゴムブッシュのゴムは、上記第２のゴムブッシュのゴムよりもバネ定数が大きく、上記第１のゴムブッシュは、上記第２のゴムブッシュおよび上記アクスルビームよりも車両前方に配されており、かつ上記第２のゴムブッシュよりも高い位置に配されている、リヤサスペンションであって、上記第２のゴムブッシュは、車幅方向に直交する方向における剛性のうち、車幅方向において同じ側に配された上記第１のゴムブッシュの軸心とこの第２のゴムブッシュの軸心とを結ぶ直線に直交する方向における剛性が最も低いことを特徴としている。

このような構成によれば、上記第１のゴムブッシュをほとんど変形させないとともに、上記第２のゴムブッシュを上記直交する方向に積極的に変形させることができる。これにより、車両が路上の小突起を乗り超える場合には、上記アクスルビームを上記第１のゴムブッシュを中心としてスムーズに回動させることが可能である。この回動の方向は車両進行方向となるため、上記小突起によって車両が後方に引きずられることを抑制可能である。したがって、車両全体に車両後方への急峻な加速度が生じることを回避して、乗り心地のさらなる向上を図ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記各サスペンションアームの上記前部を上記車体に連結する第３のゴムブッシュをさらに具備しており、上記第１のゴムブッシュは、その軸心と上記アクスルビームの軸心とを結ぶ直線が、上記第３のゴムブッシュの軸心と上記アクスルビームの軸心とを結ぶ直線に対して、車両前方斜め上方に０°〜２０°の角度をなす配置とされている。このような構成によれば、小突起を乗り上げる際の乗り心地の向上を図るとともに、アクスルステア特性をアンダステア気味とするのに好適である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明に係るリヤサスペンションの一例を示している。このリヤサスペンションＡは、アクスルビーム１と、一対のサスペンションアーム２と、一対ずつの第１、第２、および第３のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、を具備して構成されている。

アクスルビーム１は、２つの車輪Ｗに回転力を伝達するための車軸を内蔵した剛性の大きな管状の部材である。このアクスルビーム１は、車幅方向に延びており、その長手方向中央部には、終減速装置（図示略）を収容するハウジング１２が設けられている。アクスルビーム１の長手方向両端部のそれぞれには、一対のブラケット１１が設けられている。このブラケット１１には、一対ずつの第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂが取り付けられている。

図２に示すように、第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂは、金属製の内筒３０Ａ、３０Ｂ、外筒３１Ａ，３１Ｂ、およびそれらの間に介装されたゴム３２Ａ，３２Ｂを具備して構成されたものであり、中心軸が車幅方向を向く姿勢とされている。ゴム３２Ａは、ゴム３２Ｂよりもバネ定数が６倍程度大きくされている。外筒３１Ａ，３１Ｂは、サスペンションアーム２の後部に溶接されている。ボルト５１，５２は、ブラケット１１に支持されており、内筒３０Ａ，３０Ｂに挿通している。このような構造により、アクスルビーム１と各サスペンションアーム２の後部とは、第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂとブラケット１１とを介して互いに連結されている。

第１のゴムブッシュ３Ａは、アクスルビーム１および第２のゴムブッシュ３Ｂよりも車両前方であり、かつ上方に配置されている。第１のゴムブッシュ３Ａの軸心ＯＡおよびアクスルビーム１の軸心Ｐを結ぶ直線と、第３のゴムブッシュ３Ｃおよびアクスルビーム１の軸心Ｐを結ぶ直線とは、角度αをなしている。本実施形態においては、角度αは、１１°程度とされている。後述する本発明の意図する効果を奏するためには、角度αは、０〜２０°であることが好ましい。第２のゴムブッシュ３Ｂは、第１のゴムブッシュ３Ａに対して、車両後方に配置されており、アクスルビーム１の下方に位置している。これら軸心ＯＡ，ＯＢ，Ｐの位置関係は、各サスペンションアーム２がバウンドおよびリバウンドしていない通常状態におけるものである。

各第２のゴムブッシュ３Ｂには、一対の略円弧状の空洞部３３Ｂが形成されている。一対の空洞部３３Ｂは、第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂの軸心ＯＡ，ＯＢどうしを結ぶ直線に直交する方向Ｎ２において、第２のゴムブッシュ３Ｂの軸心ＯＢを挟んで互いに離間している。これにより、第２のゴムブッシュ３Ｂは、車幅方向と直交する方向における剛性のうち、方向Ｎ２における剛性が最も低くなっている。第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂに外力が作用した場合には、第１のゴムブッシュにはほとんど変形が生じず、第２のゴムブッシュには、方向Ｎ２の変形が生じやすい。つまり、ブラケット１１は、第１のゴムブッシュ３Ａの軸心ＯＡを中心として揺動しやすいものとされている。

一対のサスペンションアーム２は、図１に示すように、車幅方向に離間して配置されており、車両前後方向に延びている。各サスペンションアーム２の前端部には、第３のゴムブッシュ３Ｃが取り付けられている。第３のゴムブッシュ３Ｃは、サスペンションアーム２を、サイドメンバ６に連結するためのものである。サイドメンバ６は、車体の強度部材である。

第３のゴムブッシュ３Ｃは、図２に示すように、金属製の内筒３０Ｃおよび外筒３１Ｃと、それらの間に介装されたゴム３２Ｃとを具備して構成されたものであり、中心軸が車幅方向を向く姿勢とされている。内筒３０Ｃには、ブラケット６１に支持されたボルト５３が挿通している。このような構造により、各サスペンションアーム２は、ブラケット６１を介してサイドメンバ６に連結されており、ゴム３０Ｃの弾性変形を伴いながら軸心ＯＣを中心として、図中上下方向に揺動可能となっている。

第３のゴムブッシュ３Ｃには、一対の略円弧状の空洞部３３Ｃが形成されている。一対の空洞部３３Ｃは、車両前後方向に対して車両前方斜め上方に角度βをなす方向Ｎ３において、軸心ＯＣを挟んで互いに離間している。これにより、第３のゴムブッシュ３Ｃは、車幅方向と直交する方向における剛性のうち、方向Ｎ３における剛性が最も低くなっている。本実施形態においては、角度βは、４０°程度とされている。

図１に示すように、リヤサスペンションＡには、一対のバネ４１および一対のショックアブソーバ４２が設けられている。各バネ４１は、各サスペンションアーム２およびサイドメンバ６に取り付けられた一組のバネ受部材１３ａ，１３ｂの間に装着されている。各ショックアブソーバ４２は、その下端が各サスペンションアーム２の後端部に取り付けられており、その上端がサイドメンバ６に取り付けられている。

以下に、リヤサスペンションＡの作用について説明する。

まず、リヤサスペンションＡが用いられた車両が、路上の小突起を乗り越えるように走行する場合について説明する。図３は、その際の作用を示す模式図である。本図に示すように、この車輪には、急峻な持ち上げ力Ｆｕが作用する。持ち上げ力Ｆｕは、アクスルビーム１およびブラケット１１を介して、第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂに作用する。上述した通り、第１のゴムブッシュ３Ａはほとんど変形せず、第２のゴムブッシュ３Ｂは方向Ｎ２に沿って変形しやすい。したがって、持ち上げ力Ｆｕが作用した場合には、第２のゴムブッシュ３Ｂは、軸心ＯＡが方向Ｎ２に沿って車両後方斜め上方へと移動するように変形する。このためブラケット１１は、軸心ＯＡを中心として角度θだけ上方に揺動させられる。これにより、上記車輪は、角度θだけ回転させられることとなる。この回転の方向は、上記車両を進行させる方向と一致する。

上記小突起を乗り越える場合、上記車輪は、平坦部分を通過する場合よりも長い経路を通過させられるため、その分だけ余計に回転する必要がある。上記車輪の回転量が不足すると、上記車輪が車両後方に引きずられることとなる。しかし、本実施形態においては、上記車輪が進行方向に角度θだけ余計に回転させられることにより、この車輪が引きずられることを抑制可能である。したがって、車両全体に車両後方への急峻な加速度が生じることを回避して、乗り心地の向上を図ることができる。なお、本実施形態によれば、図１に示す１対の車輪Ｗのうち、片側の車輪Ｗのみが路上の小突起を乗り越える場合においても、この車輪Ｗを進行方向に補助的に回転させて、乗り心地の向上を図ることが可能である。

また、本実施形態においては、角度αが１１°程度と比較的小さい角度とされていることにより、車輪Ｗが軸心ＯＡを中心として上方に回動せられると、車輪Ｗの移動方向は、ほぼ上向きとなる。このため、路上の小突起に乗り上げる際に、車輪Ｗに進行方向の回転を与えるとともに、車輪Ｗを上方へと逃がすように移動させることが可能である。したがって、上記小突起から車輪Ｗへと作用する衝撃力を弱めるのに適している。このような作用を奏するには、角度αが０〜２０°の範囲にあることが好ましい。

次に、リヤサスペンションＡが用いられた車両が旋回する場合を説明する。図４は、その際の作用を示す模式図である。上記車両が旋回してロールすると、外輪側となる一方のサスペンションアーム２はバウンドするとともに、内輪側となる他方のサスペンションアーム２はリバウンドする。

上記外輪側のサスペンションアーム２が方向Ｒｂにバウンドすると、上記外輪側の第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂとアクスルビーム１の一端部とは、図中上方に移動させられる。これにより、第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂの軸心ＯＡ，ＯＢとアクスルビーム１の一端部の軸心Ｐとは、それぞれ軸心ＯＡｂ，ＯＢｂ，Ｐｂへと移動する。このバウンドにより、アクスルビーム１は、図中反時計回りに捩じられることとなる。しかしながら、アクスルビーム１は、第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂなどと比べて剛性が高い。このため、アクスルビーム１の捩れを戻そうとする力が発生する。この力は、方向Ｒｂ’のモーメントとして第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂに作用する。上述したように、第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂの剛性が互いに大きく異なるため、第１のゴムブッシュ３Ａはほとんど変形せず、第２のゴムブッシュ３Ｂは、方向Ｎ２に大きく変形しやすい。このため、軸心ＯＢｂは、軸心ＯＢｂ’へと移動する。これにより、ブラケット１１は、軸心ＯＡｂを中心として、方向Ｒｂ’に回転させられる。この回転に伴い、軸心Ｐｂも軸心Ｐｂ’へと移動する。この結果、上記外輪は、車両前方に寸法Ｓｂ１だけ移動させられる。

また、アクスルビーム１の捩れを戻そうとする方向Ｒｂ’の上記モーメントは、第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂを介してサスペンションアーム２にも作用する。このモーメントにより、第３のゴムブッシュ３Ｃには図中上向きの力が作用する。第３のゴムブッシュ３Ｃは、方向Ｎ３における剛性が最も低く、方向Ｎ３に変形しやすい。このため、第３のゴムブッシュ３Ｃの軸心ＯＣは、方向Ｎ３に沿って車両前方斜め上方に寸法Ｌｂだけ変位し、軸心Ｏｃｂ''に移動する。この移動によりサスペンションアーム２の支持位置が移動することとなるため、サスペンションアーム２も方向Ｎ３に沿って車両前方斜め上方に寸法Ｌｂだけ移動させられる。これにより、アクスルビーム１の軸心Ｐｂ’は、軸心Ｐｂ''へと移動する。この結果、上記外輪は、さらに車両前方に寸法Ｓｂ２だけ移動させられる。以上より、上記外輪は、車両前方に寸法Ｓｂだけ移動させられることとなる。

本実施形態においては、図２に示す角度βは、４０°とされていることにより、第３のゴムブッシュ３Ｃが図４において図中上向きの力を受けた際に、この力を利用して軸心ＯＣを車両前後方向にも変位させやすい。したがって、寸法Ｓｂを大きくするのに好適である。このように軸心ＯＣを車両前後方向に変位させるには、角度βは、３０〜６０°の範囲にあることが好ましい。

一方、上記内輪側のサスペンションアーム２が方向Ｒｒにリバウンドすると、上述したバウンドした場合の挙動と反対の挙動が生じる。すなわち、軸心ＯＡ，ＯＢ，Ｐは、方向Ｒｒに沿ってそれぞれ軸心ＯＡｒ，ＯＢｒ，Ｐｒへと移動する。この場合にも、アクスルビーム１の捩れを戻そうとする力が発生し、第１および第２のゴムブッシュ３Ａ，３Ｂに方向Ｒｒ’のモーメントが作用する。これにより、軸心ＯＢｒはＯＢｒ’に移動し、軸心Ｐｒは軸心Ｐｒ’に移動する。この際、上記内輪は、車両後方に寸法Ｓｒ１だけ移動させられる。また、方向Ｒｒ’のモーメントが第３のゴムブッシュ３Ｃに作用することにより、軸心ＯＣは、方向Ｎ３に沿って車両後方斜め下方に寸法Ｌｒだけ変位し、軸心ＯＣｒ''に移動する。これにより、アクスルビームの軸心Ｐｒ’は、軸心Ｐｒ''へと移動させられる。この結果、上記内輪は、さらに車両後方に寸法Ｓｒ２だけ移動させられる。以上より、上記内輪は、車両後方に寸法Ｓｒだけ移動させられることとなる。

このように、本実施形態によれば、上記車両が旋回する際には、上記外輪が車両前方に寸法Ｓｂだけ移動させられ、上記内輪が車両後方に寸法Ｓｒだけ移動させられる。したがって、この車両のアクスルステアの特性をアンダステアとすることが可能となり、車両の操安性を向上させることができる。

本発明に係るリヤサスペンションは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るリヤサスペンションに関する具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

第２および第３のゴムブッシュの一定方向における剛性を低くする手段としては、それぞれに一対の空洞部が形成されているが、本発明はこのような構成に限定されない。第２および第３のゴムブッシュそれぞれの軸心に対して一方のみに一つの空洞部が形成された構成としても良い。また、上記空洞部に変えて、たとえば液体封入部を設けたり、上記空洞部に相当する部分のゴムのバネ定数を周辺よりも小さくするなどの手段を採用してもよい。

本発明に係るリヤサスペンションの一例を示す全体斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明に係るリヤサスペンションの作用を説明するための模式図である。 本発明に係るリヤサスペンションの作用を説明するための模式図である。 従来のリヤサスペンションの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ リヤサスペンション
ＯＡ 第１のゴムブッシュの軸心
ＯＢ 第２のゴムブッシュの軸心
ＯＣ 第３のゴムブッシュの軸心
α 第１のゴムブッシュの軸心およびアクスルビームの軸心を結ぶ直線と第３のゴムブッシュの軸心およびアクスルビームの軸心とを結ぶ直線との角度
Ｗ 車輪
１ アクスルビーム
１１ ブラケット
２ サスペンションアーム
３Ａ 第１のゴムブッシュ
３Ｂ 第２のゴムブッシュ
３Ｃ 第３のゴムブッシュ
６ サイドメンバ
３２Ａ ゴム（第１のゴムブッシュ）
３２Ｂ ゴム（第２のゴムブッシュ）
３２Ｃ ゴム（第３のゴムブッシュ）

Claims (2)

1. 互いに車幅方向に離間してそれぞれが車両前後方向に延びており、かつそれぞれの前部が車体に連結されていることにより、これらの前部を中心として車両高さ方向に揺動可能に支持されている一対のサスペンションアームと、
   車幅方向に延びているアクスルビームと、
   上記各サスペンションアームの後部を上記アクスルビームの各端部に連結する第１および第２のゴムブッシュと、を具備しており、
   上記第１のゴムブッシュのゴムは、上記第２のゴムブッシュのゴムよりもバネ定数が大きく、
   上記第１のゴムブッシュは、上記第２のゴムブッシュおよび上記アクスルビームよりも車両前方に配されており、かつ上記第２のゴムブッシュよりも高い位置に配されている、リヤサスペンションであって、
   上記第２のゴムブッシュは、車幅方向に直交する方向における剛性のうち、車幅方向において同じ側に配された上記第１のゴムブッシュの軸心とこの第２のゴムブッシュの軸心とを結ぶ直線に直交する方向における剛性が最も低いことを特徴とする、リヤサスペンション。
2. 上記各サスペンションアームの上記前部を上記車体に連結する第３のゴムブッシュをさらに具備しており、
   上記第１のゴムブッシュは、その軸心と上記アクスルビームの軸心とを結ぶ直線が、上記第３のゴムブッシュの軸心と上記アクスルビームの軸心とを結ぶ直線に対して、車両前方斜め上方に０°〜２０°の角度をなす配置とされている、請求項１に記載のリヤサスペンション。

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