説明

支持台の取付け構造

【課題】車輪に連結する支持台の弾性支持点の数や各弾性支持の剛性の自由度を高めつつ、車両旋回時における当該支持台の変位形態を操縦安定性が向上する向きに設定できる支持台の取付け構造を提供する。
【解決手段】サスペンションメンバ1は、後輪を回転自在に支持するナックル6に連結すると共に、複数の支持点において車体側部材に弾性支持される。一対のリンク部材12,13を備える。その各リンク部材は、後端部12a、13aを、上記サスペンションメンバ1対し車両上下方向の軸周りに回動可能に連結して車両前後方向前方に延在し、且つ前端部12b、13bを車両上下方向の軸周りに回動可能に車体側部材に連結する。また、各リンク部材は、後端部12a、13aの位置よりも前端部12b、13bの位置が車幅方向外方にオフセットした位置となっている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、前輪若しくは後輪を車体側に弾性支持するためのサスペンションメンバ等の支持台の取付け構造に関する。
【背景技術】
【0002】
サスペンションメンバは、左右の車輪に、サスペンションリンクを介して連結すると共に、複数の支持点(通常は、前側位置及び後側位置)に配置された各インシュレータを介して車体に弾性支持されている。
サスペンションメンバで支持する車輪が駆動輪の場合には、その車輪を駆動するパワートレインの少なくとも一部(ディファレンシャル・ギヤ、トランスミッション、エンジンなど)が上記サスペンションメンバにマウントされている。
上記サスペンションメンバを弾性支持する各インシュレータは、サスペンションメンバと車体側部材(フレームなど)との干渉防止の点では剛性を高くする方が良い一方、騒音・振動低減の観点では剛性が低い方が良いため、この2つのトレードオフ性能を考慮して当該各インシュレタの剛性が決定される。
【0003】
例えば、リアのサスペンションメンバにおいて、車両前後方向前側にパワートレインの荷重が集中する車両(ディファレンシャル・ギヤとトランスミッションとを一体で搭載するFR車のトランスアクスル方式、エンジンを搭載するMR車やRR車など)の場合には、車両前後方向前側のインシュレータの剛性を干渉防止のために大きく設定する。この場合、転舵時にタイヤに横力が入力されると、そのタイヤ横力によるサスペンションメンバの車体に対する変位形態は、車両前後方向後側が車両前後方向前側よりも横方向への変位量が大きくなる形態となり、サスペンションメンバに連結する車輪をトー変化(旋回外輪側がトーアウト方向、旋回内輪がトーイン方向)させる要因となり、そのままではオーバーステア方向のトー変化を発生して操縦安定性に影響が生じる場合がある。
【0004】
このような問題に対応する技術としては、例えば特許文献1に開示されている従来技術がある。この従来技術では、リアのサスペンションメンバの車体側への支持点を、前側の左右2点と後側の1点の計3点とし、上記前側の2点をインシュレータによる弾性支持とすると共に、後側の1点を回転自在なリンクを介して車体側に連結することで、旋回時にタイヤ横力が入力されると、旋回外輪側がトーアウト方向、旋回内輪がトーイン方向となる方向にサスペンションメンバが変位する。
【特許文献1】特開平7−132720号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記特許文献1に開示の従来技術にあっては、サスペンションメンバの支持点が3点に限定されてしまい、サスペンションメンバにマウントするパワートレインの重量が大きくなる車両(例えば、ディファレンシャル・ギヤとトランスミッションとを一体で搭載するFR車のトランスアクスル方式、エンジンを搭載するMR車やRR車など)ほど、少ない支持点で支持する関係からブッシュの剛性を高く設定することなり、騒音・振動性能上、不利となる場合がある。
【0006】
また、後側の支持点に回転自在のリンク機構が採用され、そのリンク機構は荷重が負荷された状態で回転することとなるために、そのままでは摺動抵抗が大きく、効率良く機能しないおそれもある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、車輪に連結する支持台の弾性支持点の数や各弾性支持の剛性の自由度を高めつつ、車両旋回時における当該支持台の変位形態を操縦安定性が向上する向きに設定できる支持台の取付け構造を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明は、車輪に連結する支持台に対し、その支持台に一端部を連結して車両前後方向に延びると共に他端部を車体側部材に連結し且つ当該支持台の支持に必ずしも寄与しない左右一対のリンク部材を台形リンク状に設け、その左右一対のリンク部材の配置を工夫することによって、当該左右一対のリンク部材の揺動によりタイヤ横力に対する上記支持台の変位形態を操縦安定性が向上する向きに規制する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、必ずしも支持台の弾性支持に寄与する必要のない左右一対のリンク部材によってタイヤ横力に対する支持台の変位形態を操縦安定性の向きに規制するため、タイヤ横力に対する支持台の変位形態を所望の向きにしつつ、他部品との干渉及び音振性能に影響のある、支持台の弾性支持点の数や各弾性支持の剛性等の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
次に、本発明に係る第1実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、支持台として、後輪に対しサスペンションリンクを介して連結するリアのサスペンションメンバを例にして説明する。
本実施形態のサスペンションメンバ1は、図1に示すように、車幅方向で対向配置される左右一対のサイド部材2の間に、前側クロス部材3及び後側クロス部材3が配置されて井桁状に組み付けられて構成される。そして、上記一対のサイド部材2の各前端部及び後端部にそれぞれ左右で対をなす弾性支持部材(インシュレータ)4,5が設けられ、その弾性支持部材4,5を介して、サスペンションメンバ1は車体側部材(サイドフレームなど)に弾性支持されている。
【0010】
また、上記左右のサイド部材2と車輪支持部材であるナックル6とが、サスペンションリンクであるロアリンク7及びアッパリンク8を介して連結されている。符号9はストラットを、符号10はタイヤを示す。なお、図1では、右輪側を省略して図示している。
また、上記サスペンションメンバ1には、ディファレンシャル・ギヤ11が、上記前側クロス部材3及び後側クロス部材3にマウントされて支持されている。
【0011】
さらに、本実施形態では、左右で対をなす一対のリンク部材12,13を備える。すなわち、左右のサイド部材2の各前端部12b、13bに対しそれぞれ、リンク部材12,13の後端部12a、13bが車両上下方向の軸周りに回動可能に連結し、該リンク部材は、車両前後方向前方に延びて前端部12b、13bを車体側部材(車体フレームなど)に車両上下方向の軸周りに回動可能に連結している。上記一対のリンク部材12,13は、それぞれ後端部12a、13aに対し前端部12b、13bが相対的に車幅方向外方にオフセットして配置されることで、模式図である図2に示すように、リンク部材12,13の軸は、車両前後方向に対して所定の傾き角φをもっている。すなわち、一対のリンク部材12,13は、左右対称に、前方に向かうにつれて両リンク部材12,13の軸間の距離が広くなるような台形リンク状となっている。
【0012】
ここで、上記リンク部材12,13の後端部12a、13aとサイド部材2との連結は、例えば図3に示すように、リンク部材12,13の後端部12a、13aに軸を上下に向けた軸受14を設け、その軸受14の内輪側スレーブを貫通する取付けボルト15によってサイド部材2の前端部12b、13bに連結する。なお、リンク部材12,13の車両上下方向の軸周りの回動量は小さくて良いので、図4に示すように、軸を上下に向けたブッシュ16を介してリンク部材12,13の端部をサイド部材2との端部とを連結しても良い。
【0013】
次に、上記サスペンションメンバ1の取付け構造の作用効果などについて、上記図2を参照しつつ説明する。
車両旋回に伴うタイヤ横力Fがサスペンションリンク7,8を通じてサスペンションメンバ1に入力されると、当該サスペンションメンバ1は、旋回外輪側から旋回内輪側に向けて変位する。
【0014】
このとき、一対のリンク部材12,13の後端部12a、13aは、それぞれ前端部12b、13bである車体側取付け点を中心に揺動することとなるが、前端部12b、13bに対し後端部12a、13aが車幅方向内側にあることから、旋回外輪側のリンク部材13の後端部13aは、車幅方向内側に向かうにつれて車両前後方向前方に変位し、且つ、旋回内輪側のリンク部材12の後端部12aは、車幅方向外側に向かうにつれて車両前後方向後方に変位する。
【0015】
このサスペンションメンバ1の変位は、サスペンションリンク7,8を通じて左右の後輪に伝達されて、つまり旋回外輪ではトーイン方向に、旋回内輪ではトーアウト方向に変位させることで、アンダステア傾向となって操縦安定性に寄与する。
また、サスペンションメンバ1にはディファレンシャル・ギヤ11がマウントされているが、ディファレンシャル・ギヤ11及びサスペンションメンバ1自体の荷重は、4点の支持点に設けられた弾性支持部材4,5を介して車体側に弾性支持され、上記リンク部材12,13は上記荷重を負担しない。したがって、その分、リンク部材12,13の摺動抵抗は小さくなり、効率よく上記機能を発揮する。
【0016】
さらに、上述のようにリンク部材12,13は、サスペンションメンバ1の弾性支持に寄与しない。つまり、リンク部材12,14を設けても、弾性支持点の数やその弾性支持の剛性に影響を与えないので、サスペンションメンバ1と他の部材との干渉防止や騒音・振動低減の観点から適宜設定することができる。
例えば、サスペンションメンバ1にマウントされるパワートレインの当該サスペンションメンバ1への荷重が車両前後方向前側に偏心して集中する図9に示すような場合には、左右のサスペンションメンバ1における前端部に設けた弾性支持部材4の剛性を、後端部に設けた弾性支持部材5の剛性よりも大きくなるように設定する。すなわち、主として荷重を受ける前側の弾性支持部材4,5の剛性を高くすることで、他の部材との干渉を小さく抑えつつ、主として荷重を受けない後側の弾性支持部材4,5の剛性を低くすることで騒音振動の低減を図る。この場合、上記一対のリンク部材12,13が無い場合には、車両旋回時のタイヤ横力Fによってサスペンションメンバ1の後側が前側よりも車幅方向に変位しようとするが、上記一対のリンク部材12,13がその変位を抑えることとなる。
【0017】
ここで、上記実施形態では、各リンク部材12,13の後端部12a、13a(サスペンションメンバ1への連結点)を、サスペンションメンバ1の前端部に連結した例を示しているが、リンク部材12,13の後端部12a、13aの取付け位置は、サスペンションメンバ1の前端部である必要はなく、例えば、車両前後方向中央部若しくは後端部など、他の部材との干渉などを考慮して適宜、決定すれば良い。
【0018】
また、上記実施形態では、サスペンションメンバ1にパワートレインを構成するディファレンシャル・ギヤ11がマウントする場合を例示しているが、サスペンションメンバ1にパワートレインがマウントされていなくても良い。
また、上記実施形態では、リンク部材12,13は、直線状に延びているが、これに限定されない。リンク部材12,13の前後取付け点の関係が上述の関係であれば途中部分が車幅方向や前後方向に湾曲した形状となっていても良い。
【0019】
ここで、リンク部材12,13の両端取付け部の車幅方向でのオフセット量Lと、リンク部材12,13の車両前後方向に対する傾きφとの関係を色々と変えて、当該一対のリンク部材12,13によるトーイン方向への変化量が一番大きくなる傾き角φについて、求めてみた。図5がその結果である。
なお、上記トーイン方向への変化量が一番大きくなる傾き角φは、タイヤ10に車幅方向の単位荷重が加わったときの当該タイヤ10に発生するトーイン方向への変位量が一番大きくなったときの当該傾き角φである。
この図5から分かるように、傾き角φを75度以上85度以下の範囲に設定すれば、リンク部材12,13の長さに影響を受けずに、トーイン方向への変化量を大きく設定することができる。従って、上記傾き角φは75度以上85度以下の範囲で設定することが好ましい。
【0020】
次に、第2実施形態を図面を参照しつつ説明する。なお、上記第1実施形態と同様な部材などについては同一の符号を付してその詳細は省略する。
上記第1実施形態では、左右一対のリンク部材12,13を、サスペンションメンバ1から車両前後方向前方に延在させる場合の構成示であるが、本第2実施形態では、模式図である図6に示すように、左右の一対のリンク部材12,13の前端部12b、13bを、サスペンションメンバ1に車両上下方向の軸周りに回転自在に連結し、且つそのリンク部材12,13をそれぞれ車両前後方向後方に延在させ、その後端部12a、13aを車体に車両上下方向の軸周りに回転自在に連結している。
【0021】
ただし、リンク部材12,13の両端部は、前端部12b、13bに対し後端部12a、13aが車幅方向内側に位置するようにオフセットさせて配置されている。すなわち、車両前後方向後方に向かうにつれて両リンク部材12,13の軸線間の距離は小さくなるように設定されている。
この場合であっても、車両旋回に伴うタイヤ横力Fが入力されると、旋回外輪側のリンク部材13では、その前端部13bが車幅方向内方に向かうについて車両前後方向前方に変位する一方、旋回内輪側のリンク部材12では、その前端部12bが車幅方向外方に向かうについて車両前後方向後方に変位する結果、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
その他の構成や作用効果は上記第1実施形態と同様である。
【0022】
次に、第3実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記第1実施形態と同様な部材などについては同一の符号を付してその詳細は省略する。
上記第1及び第2実施形態では、リアのサスペンションメンバ1の取付け構造について説明しているが、第3及び第4実施形態では、フロントのサスペンションメンバ1の取付け構造について説明する。
本第3実施形態のサスペンションメンバ1の取付け構造は、基本的に上記第1実施形態と同様であり、前後左右の4点にて車体側に弾性支持されると共に、左右の車輪にサスペンションリンク7,8を介して連結している。また、上記サスペンションメンバ1にエンジンなどのパワートレインがマウントされている。
【0023】
そして、図7に示すように、左右一対のリンク部材12,13は、その後端部12a、13aを、サスペンションメンバ1の前端部12b、13bに車両上下方向の軸周りに回動可能に連結して車両前後方向前方に延び、その前端部12b、13bを車体側部材に車両上下方向の軸周りに回動可能に連結している。但し、上記第1実施形態と異なり、後端部12a、13aよりも前端部12b、13bが車幅方向内側に位置するように配置されている。すなわち、左右一対のリンク部材12,13の軸は、車両前後方向前方に向かうにつれて両者の間隔が狭くなるようになっている。
【0024】
本実施形態では、車両旋回に伴うタイヤ横力Fが入力されると、上記図7に示すように、旋回外輪側のリンク部材13の後端部13aは、車幅方向内方に変位するにつれて車両前後方向後方に変位し、旋回内輪側のリンク部材12の後端部12aは、車幅方向外方に変位するにつれて車両前後方向前方に変位する。
このサスペンションメンバ1の変位は、サスペンションリンク7,8を通じて左右の前輪に伝達されて、つまり旋回外輪ではトーアウト方向に、旋回内輪ではトーイン方向に変位させることで、アンダステア傾向となって操縦安定性に寄与する。
【0025】
また、上記実施形態と同様に、リンク部材12,13を設けても、サスペンションメンバ1の弾性支持の支持点の数やその剛性に影響を与えないので、サスペンションメンバ1の弾性支持点の数や剛性は、サスペンションメンバ1と他の部材との干渉防止や騒音・振動低減の観点から適宜設定することができる。
例えば、サスペンションメンバ1にマウントされるパワートレインの当該サスペンションメンバ1への荷重が車両前後方向後側に偏心して集中する図10に示すような場合には、他の部材との干渉防止と騒音振動低減を目的に、左右のサスペンションメンバ1における後端部に設けた弾性支持部材5の剛性を、前端部に設けた弾性支持部材4の剛性よりも大きくなるように設定する。この場合、上記一対のリンク部材12,13が無い場合には、車両旋回時のタイヤ横力Fによってサスペンションメンバ1の前側が後側より車幅方向に変位しようとするが、上記一対のリンク部材12,13がその変位を抑えることになる。
その他の構成や、作用効果については上記実施形態と同様である。
【0026】
次に、第4実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記各実施形態と同様な部材などについては同一の符号を付してその詳細は省略する。
本第4実施形態のサスペンションメンバ1の取付け構造は、基本的に上記第3実施形態と同様であるが、左右一対のリンク部材12,13の配置が異なる。
すなわち、図・に示すように、左右一対のリンク部材12,13は、その前端部12b、13bを、サスペンションメンバ1の後端部12a、13aに車両上下方向の軸周りに回動可能に連結して車両前後方向後方に延び、その後端部12a、13aを車体側に車両上下方向の軸周りに回動可能に連結している。また、後端部12a、13aよりも前端部12b、13bが車幅方向内側に位置するように配置されている。すなわち、左右一対のリンク部材12,13の軸は、車両前後方向前方に向かうにつれて両者の間隔が狭くなるようになっている。
【0027】
本実施形態では、車両旋回に伴うタイヤ横力Fが入力されると、図8に示すように、旋回外輪側のリンク部材13の後端部13aは、車幅方向内方に変位するにつれて車両前後方向後方に変位し、旋回内輪側のリンク部材12の後端部12aは、車幅方向外方に変位するにつれて車両前後方向前方に変位する。
これによって、上記第3実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【0028】
ここで、上記全実施形態では、支持台として、車輪支持部材であるナックル6にサスペンションリンク7,8を介して連結するサスペンションメンバ1を例示しているがこれに限定されない。左右の回転支持部材に対しサスペンションリンク7,8を介さずに直接連結する、例えば車軸に直接連結する支持台であってもよい。要は、左右の車輪に連結すると共に車体側部材に弾性支持される支持台であれば本願発明は提供可能である。
また、上記全実施形態では、変位機構として上記一対のリンク部材12,13を例示したがこれに限定されない。タイヤ横力に対する支持台の変位形態を操縦安定性の向きに規制する機構で有ればよい。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明に基づく第1実施形態に係るサスペンションメンバを示す斜視図である。
【図2】本発明に基づく第1実施形態に係る構成を説明する模式図である。
【図3】本発明に基づく第1実施形態に係るリンク部材とサスペンションメンバとの取付けを説明する断面図である。
【図4】本発明に基づく第1実施形態に係るリンク部材とサスペンションメンバとの取付けの別例を説明する断面図である。
【図5】リンク部材の傾き角と最大トーイン変化量との関係を示す図である。
【図6】本発明に基づく第2実施形態に係る構成を説明する模式図である。
【図7】本発明に基づく第3実施形態に係る構成を説明する模式図である。
【図8】本発明に基づく第4実施形態に係る構成を説明する模式図である。
【図9】本発明に基づく第1実施形態に係る構成を説明する別の模式図である。
【図10】本発明に基づく第3実施形態に係る構成を説明する別の模式図である。
【符号の説明】
【0030】
1 サスペンションメンバ(支持台)
2 サイド部材
3 クロス部材
4 前側の弾性支持部材
5 後側の弾性支持部材
6 ナックル(車輪支持部材)
7 ロアリンク(サスペンションリンク)
8 アッパリンク(サスペンションリンク)
10 タイヤ
11 ディファレンシャル・ギヤ
12,13 リンク部材
12a、13a 後端部
12b、13b 前端部
14 軸受
15 取付けボルト
16 ブッシュ
L オフセット量
φ 傾き角

【特許請求の範囲】
【請求項1】
後輪を回転自在に支持する回転支持部材に連結すると共に、複数の支持点において車体側部材に弾性支持される支持台の取付け構造において、
後端部が上記支持台に対し車両上下方向の軸周りに回動可能に連結して車両前後方向前方に延在し且つ前端部が車両上下方向の軸周りに回動可能に車体側部材に連結するリンク部材を、左右対称に一対設け、各リンク部材は、後端部の位置よりも前端部の位置が車幅方向外方に位置することを特徴とする支持台の取付け構造。
【請求項2】
後輪を回転自在に支持する回転支持部材に連結すると共に、複数の支持点において車体側部材に弾性支持される支持台の取付け構造において、
前端部が上記支持台に対し車両上下方向の軸周りに回動可能に連結して車両前後方向後方に延在し且つ後端部が車両上下方向の軸周りに回動可能に車体側部材に連結するリンク部材を、左右対称に一対設け、各リンク部材は、後端部の位置よりも前端部の位置が車幅方向外方に位置することを特徴とする支持台の取付け構造。
【請求項3】
前輪を回転自在に支持する回転支持部材に連結すると共に、複数の支持点において車体側部材に弾性支持される支持台の取付け構造において、
後端部が上記支持台に対し車両上下方向の軸周りに回動可能に連結して車両前後方向前方に延在し且つ前端部が車両上下方向の軸周りに回動可能に車体側部材に連結するリンク部材を、左右対称に一対設け、各リンク部材は、後端部の位置よりも前端部の位置が車幅方向内方に位置することを特徴とする支持台の取付け構造。
【請求項4】
前輪を回転自在に支持する回転支持部材に連結すると共に、複数の支持点において車体側部材に弾性支持される支持台の取付け構造において、
前端部が上記支持台に対し車両上下方向の軸周りに回動可能に連結して車両前後方向後方に延在し且つ後端部が車両上下方向の軸周りに回動可能に車体側部材に連結するリンク部材を、左右対称に一対設け、各リンク部材は、後端部の位置よりも前端部の位置が車幅方向内方に位置することを特徴とする支持台の取付け構造。
【請求項5】
上記支持台にパワートレインの少なくとも一部がマウントされていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載した支持台の取付け構造
【請求項6】
マウントされているパワートレインの荷重が主として支持台の車両前後方向前側に集中し、且つ支持台の上記弾性支持による弾性中心よりも車両前後方向前側に位置する支持点の弾性の剛性が、当該弾性中心よりも車両前後方向後側に位置する支持点の弾性の剛性よりも大きいことを特徴とする請求項5に記載した支持台の取付け構造。
【請求項7】
マウントされているパワートレインの荷重が主として支持台の車両前後方向後側に集中し、且つ支持台の上記弾性支持による弾性中心よりも車両前後方向前側に位置する支持点の弾性の剛性が、当該弾性中心よりも車両前後方向後側に位置する支持点の弾性の剛性よりも小さいことを特徴とする請求項5に記載した支持台の取付け構造。
【請求項8】
後輪を回転自在に支持する回転支持部材に連結すると共に、車体側部材に弾性支持される支持台の取付け構造において、
左右いずれかの後輪の接地面に、車幅方向において車両外側から車両内側へ向かう向きに力が入力されると、前記入力を受けた車輪を、車幅方向において、車両前後方向前方が車両前後方向後方よりも車両内側となる方向に変位させる変位機構を上記支持台に設けたことを特徴とする支持台の取付け構造。
【請求項9】
前輪を回転自在に支持する回転支持部材に連結すると共に、車体側部材に弾性支持される支持台の取付け構造において、
左右いずれかの前輪の接地面に、車幅方向において車両外側から車両内側へ向かう向きに力が入力されると、前記入力を受けた車輪を、車幅方向において、車両前後方向前方が車両前後方向後方よりも車両外側となる方向に変位させる変位機構を上記支持台に設けたことを特徴とする支持台の取付け構造。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate


【公開番号】特開2006−123830(P2006−123830A)
【公開日】平成18年5月18日(2006.5.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−317294(P2004−317294)
【出願日】平成16年10月29日(2004.10.29)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】