JPS6294406A - 車両のサスペンシヨン - Google Patents

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、車両のサスベンジ目ンに関し、特に、車輪を
支持するためのサスペンションアームが左右の側部のそ
れぞれに枢着されるサブフレームを含む車両のサスペン
ションに関する。

１　　　　　　（従来技術） 車輪を支持するためのサスペンションアームがサブフレ
ームの左右の側部のそれぞれに枢着され、サブフレーム
がゴムマウントを介して車体に結合される車両は、サス
ペンションアームが直接車体に結合される車両に比して
、車両組立てラインにおける組立作業を単純化でき、組
立の精度を確保し易く、ロードノイズの遮断がし易いな
どの利点がある。反面、乗心地のための前後コンプライ
アンスと、操縦安定性のための横力剛性と、防振のため
の上下方向の軟らかさとが、サブフレームと車体との結
合部に配置されるゴムマウントの特性に委ねられること
から、ゴムマウントの形状や配置、硬さその他に種々の
改良が施されている。

実開昭５５−１５５８０５号公報に記載された懸架装置
では、サスペンションメンバすなわちサブフレームの、
前方左右２箇所の支持部を、サブフレームが前後左右に
移動しうるように、弾性体を介して車体に取り付けると
共に、後方中央部１箇所の支持部を、サブフレームが前
後方向にのみ移動しうるように、弾性体を介して車体に
取り付けている。

実開昭５８−７０４０８号公報に記載された懸架装置で
は、サブフレームであるフロントマウントメンバおよび
リヤマウントメンバを前後左右に配置した４個のゴムマ
ウントを介して車体に結合し、車輪の回転軸線から前方
のゴムマウントへ至る距離と、回転軸線から後方のゴム
マウントへ至る距離とが異なるように構成している。

実公昭５９−９９２８号公報に記載された懸架装置では
、サブフレームとして、前後に配置されるクロ　゛スメ
ンバの外に、前方のクロスメンバの前方に配置されかつ
左右の端部でゴムマウントを介して車体に結合されるマ
ウントメンバを設け、一対のサスペンションアームのそ
れぞれの内方の端部をクロスメンバに結合する一方、デ
ィファレンシャルキャリアの前方部分をマウントメンバ
に、後方部分を後方のクロスメンバにゴムマウントヲ介
して結合している。

（発明が解決しようとする問題点） 前記公報に記載された懸架装置では、サブフレームは４
筒所または３箇所に配置されたゴムマウントを介して車
体に結合されているので、サブフレームの各側部に配置
される前後２個の、またはサブフレームの前方の各側部
と後方の中央部とに配置される２個のゴムマウントの形
状やぼね定数が定められ、所定の箇所に組付けられた後
、前後コンプライアンスや横力作用時のステア特性が決
る。

一般に、後方のゴムマウントは横方向に硬く形成される
ので、ばね定数および組付は方向等の選択範囲が少なく
、また前方のゴムマウントの組付は方向は後方のゴムマ
ウントによって制約を受けることから、前後コンプライ
アンスや横力作用時のステア特性の設定自由度は限られ
ている。

本発明の目的は、前後コンプライアンスや横力作用時の
ステア特性の設定自由度を拡大し、乗心地および操縦安
定性を向上できる車両のサスペンションを提供すること
にある。

ところで、車輪支持体の前後方向の動きを規制するスト
ラットバーが設けられるサスペンションの場合、サブフ
レームを設けることによる組立作業の単純化の効果を一
層高めるため、ストラットバーの一方の端部なサブフレ
ームに結合することがある（たとえば、実開昭５７−１
３４３０９号公報、実開昭５９−１９２４０？号公報）
。この場合、ストラットバーを経てサブフレームに伝え
られる前後力は大きいため、サブフレームのストラット
バーとの結合部およびその周辺の剛性を高める必要があ
り、サブフレームの軽量化を図る上で障害となっている
。

本発明の別の目的は、ストラットバーを経て伝えられる
前後力を直接車体へ伝えることができる車両のサスペン
ションを提供することにある。

（問題を解決するための手段） 本発明は、車輪を支持するためのサスペンシゴンアーム
が左右の側部のそれぞれに枢着されるサブフレームを含
む車両のサスペンションであって、前記サブフレームは
、前記車輪の回転軸線の前方または後方となるサブフレ
ームの各側部に配置される２個の弾性マウントと、前記
回転軸線の後方または前方となるサブフレームの各側部
にまたは中央に配置される１個の弾性マウントとを介し
て車体に結合されている。

本発明はまた、車輪支持体を支持するサスペンションア
ームが左右の側部のそれぞれに枢着されるサブフレーム
と、前記車輪支持体またはサスペンシゴンアームに一端
で結合されるストラットバーとを含む車両のサスペンシ
ョンであって、前記サブフレームは、前記車輪の回転軸
線の前方または後方となるサブフレームの各側部に配置
される２個の弾性マウントと、前記回転軸線の後方また
は前方となるサブフレームの各側部にまたは中央に配置
される１個の弾性マウントとを介して車体に結合され、
前記ストラットバーの他端は、前記サブフレームの各側
部に配置された２個の弾性マウントの一方が装着された
取付部に結合されている。

（作用および効果） 車輪の回転軸線の前方または後方となるサブフレームの
各側部に２個配置される弾性マウントの形状やぼね定数
、非線形の程度等は、回転軸線の後方または前方となる
サブフレームの各側部にまたは中央に１個配置される弾
性マウントのそれ等が従来と同じであっても、２個の弾
性マウント相互の関係を考慮して、ある自由度をもって
選定される。すなわち、たとえば２個の弾性マウントの
一方のばね定数が他方のそれより大きくなるように形成
されるとか、または一方の非線形の程度が他方のそれに
比して急激となるように形成されるなど、かなりの範囲
にわたって任意に選定される。加えるに、各弾性マウン
トにばね定数の大きな部分と小さな部分とが設けられる
場合、各側部の２個の弾性マウントは、ばね定数の大き
な部分の向きが互いに異なるようにサブフレームに組み
付けられ得る。かくて、弾性マウントの製造や組付けの
自由度が大幅に増大する。

その結果、上下方向のばね定数については、各側部の２
個の弾性ヤウントのうち、内側のものが外側のものより
小さく形成され、防振性能が高められる。

前後方向のばね定数については、各側部の２個の弾性マ
ウントのそれぞれに、ばね定数が大きい部分と小さい部
分とが形成されるか、または一方の弾性マウントに、ば
ね定数が大きい部分と小さい部分とが形成され、かつ他
方の弾性マウントがばね定数が大きく形成され、外側の
弾性マウントのばね定数の大きい部分が車体の前後方向
からなす角度は、内側のばね定数の大きい部分が前後方
向からなす角度より小さくなるように、両弾性マウント
が組み付けられることにより、乗心地性能が確保され、
同時に横力作用時の操縦安定性が高められる。

前後方向のばね定数については、各側部の２個の弾性マ
ウントのうち、外側に配置される弾性マウントのばね定
数が、内側に配置される弾性マウントのそれより大きく
なるように形成されることにより、横力作用時の操縦安
定性が高められる。

各側部の２個の弾性マウントの少なくとも一方のばね定
数が非線形に形成される場合、横力作用時にその横力の
大小に応じて、２個の弾性マウントによって構成される
みかけのマウントの位置が移動し、ステア特性を変化さ
せることができる。

サスペンションがストラットバーを備える場合、ストラ
ットバーが、各側部の２個の弾性マウントのうち、一方
が装着される取付部に結合されているので、ストラット
バーからの荷重は直接車体に伝えられる。かくて、サブ
フレームの剛性を下げ、軽量化を図ることができる。

（実施例） サスペンションｌＯは、第１図に示すように、車輪を支
持するためのサスペンションアーム１２が左右の側部（
図には右の側部を示す）のそれぞれに枢着されるサブフ
レーム１４を含む。

サスペンションアーム１２は図示の例では、アッパアー
ム１６と、第１０−アアーム１８と、第２０−アアーム
２０とからなる。アッパアーム１６は平面形状がＶ字状
に形成され、その幅広となる端部が車体の幅方向の内方
で、後述するようにサブフレーム１４に枢着される。ア
ッパアーム１°　　　　１６の外方の端部はポールジヨ
イント２２を介して車輪支持体２４に結合されている。

第１０アアーム１８および第２０アアーム２０の外方の
端部は、車輪支持体２４に設けられたブラケット２６．
２８に、それぞれゴムのブツシュ（図示せず）を介して
ボルト３０により、水平軸線の回りを揺動可能に結合、
すなわち枢着される。第１０−アーム１８および第２０
アアーム２０の内方の端部は、後述するように、サブフ
レーム１４に枢着される。

サブフレーム１４は第２図に示すように、車体の前後方
向へ伸びる中心線に対して対称に形成され、各側部にお
ける、車輪支持体２４に取り付けられた車輪３２の回転
軸線の前方となる部位に配置された２個の弾性マウント
３４．３６と、車輪３２の回転軸線の後方となる部位に
配置された１個の弾性マウント３８とにより、後述する
ように車体に結合される。

図示の例では、サブフレーム１４は前後方向に配置され
る一対のメンバ４０と、該メンバ４０間にわたされた一
対のサポートメンバ４２．４４とにより一体に形成され
ている。サポートメンバく４２はメンバ４０のほぼ中間
に結合され、サポートメンバ４４はメンバ４０の後方の
端部に結合されている。両サポートメンバにディファレ
ンシャルキャリア４６がそれ自体公知の構造で支持され
る。

２個の弾性マウント３４．３６はメンバ４０の前方の端
部に配置され、内側の弾性マウント３４が外側の弾性マ
ウント３６より前方に位置する。

他方、弾性マウント３８はメンバ４０の後方の端部に配
置されている。そして、一対のサポートメンバ４２．４
４の間の部位であって、ディファレンシャルキャリア４
６から伸びるドライブシャフト４８から、前後にほぼ振
り分けられた部位に、アッパアーム１６用のブラケッ）
５０．５２、第１０−アアーム１８用のブラケット５４
及び第２０−アアーム２０用のブラケット５６が設けら
れ、各アームがゴムのブツシュ（図示せず）を介してボ
ルトによって各ブラケットに枢着されている。

各弾性マウントはゴムによって形成される。前方の２個
の弾性マウント３４．３６は、第３図に示す例では、３
次元方向のばね定数が内側と外側とで異なっている。

弾性マウント３４は、内周面に接着された内筒５８と、
外周面に接着された外筒６０とを有する。内筒５８をは
さんで対称位置に、一対のすぐり６２が設けられ、これ
らすぐりは内筒５８の軸線方向へ伸びている。すぐり６
２は、平面形状が円弧に形成された部分６３ａと、該部
分６３ａの両端の膨大部分６３ｂとからなる０弾性マウ
ント３４の、対向する膨大部分６３ｂにはさまれた部分
３５ａは、ゴムが充填しているので、この方向Ｘは硬く
、すなわちばね定数が大きくなっており、Ｘ方向に直交
するＸ方向の部分３５ｂは、すぐり６２があるので軟ら
かく、すなわちばね定数が小さくなっている。

弾性マウント３６は、内周面に接着された内筒６４と、
外周面に接着された外筒６６とを有する。弾性マウント
３６は、さらに、内筒６４をはさんだ対称位置でゴムが
充填している部分３７ａに、一対の鉄板６７を有する。

内筒６４をはさんで対称位置に、一対のすぐり６８が設
けられ、これらすぐりは内筒６４の軸線方向へ伸びてい
る。

すぐり６８は、平面形状が円弧に形成された部分６９ａ
と、該部分６９ａの両端の膨大部分８９ｂとからなる。

すぐり６８の円弧部分６９ａの円周方向長さは、すぐり
６２の円弧部分６３ａの円周方向長さより短い。すなわ
ち、弾性マウント３６の軟らかい部分３７ｂは、弾性マ
ウント３４の軟らかい部分３５ｂに比べてゴムの量が少
なくなっており、それだけ弾性マウント３６のすぐり６
８の膨大部分６９ｂは大きく形成されている。

両弾性マウント３４．３６のすぐり６２．６８の形状な
いし寸法の相違と、鉄板６７の有無とにより以下のよう
に作用が異なる。

Ｘ方向では、外側の弾性マウント３６は鉄板６７がある
ため、水平方向の実質のゴム長さが短くなり、内側の弾
性マウント３４の方が軟らかとなる。

Ｘ方向では、すぐりの円弧部分６３ａ、６９ａがつぶさ
れるまでは、弾性マウントの硬い部分３５ａ、３７ａの
せん断によりばね定数が決まるが、内側の弾性マウント
３４は外側の弾性マウント３６に比して、水平方向のゴ
ム長さが長いので、外側の弾性マウント３６に比べ、軟
らかい。

円弧部分６３ａ、６９ａが′つぶれてしまうと、Ｘ方向
部分３５ｂ、３７ｂの圧縮によりばね定数が上がる。こ
の場合、内側の弾性マウント３４の部分３５ｂの水平方
向長さが外側の部分３７ｂのそれより大きいので、内側
の方が硬くなる。

紙面に垂直する２方向では、Ｘ方向にある硬い部分３５
ａ、３７ａのせん断によりばね定数が決まるところ、内
側の弾性マウント３４の部分３５ａの水平方向長さが外
側のそれより長いので、内側の弾性マウント３４の方が
軟らかとなる。

後方の弾性マウント３８は、前述した弾性マウント３４
と同じ構造で良い。

各弾性マウントの外筒が、サブフレーム１４に設けられ
た孔に圧入される。圧入に際し、＄１図に示すように、
２個の弾性マウント３４．３６のうち、外側の弾性マウ
ント３６のばね定数の大きい部分３７ａが車体の前後方
向からなす角度θ１が、内側の弾性マウント３４のばね
定数の大きい部分３５ａが前後方向からなす角度θ２よ
り小となり、後方の弾性マウント３８のばね定数の大き
い部分が前後方向からなす角度θ３が最も大きくなるよ
うに、各弾性マウントは位置決めされる。

図示の例では、０貫は３０＠、θ２は４５″そして０３
は９０″である。

サブフレーム１４は、各弾性マウントの内筒に差し込ま
れるボルトにより、弾性マウントを介して車体に結合さ
れる。結合に際し、前方の外側にある弾性マウント３６
が、車体の剛性の高い箇所、すなわちロッカプレート９
０またはトルクボックス９２に対向するように、位置決
めされることが好ましい。

車輪支持体２４にその後端で枢着されたストラットパー
７０が斜めに配置され、その前端で、内側の弾性マウン
ト３４が装着された取付部７２に結合されている。第４
図に示すように、サブフレームの取付部７２からブラケ
ット７４が突設され、ブラケット７４のなす間隔内に、
ストラットパー７０の端部に設けられたアイ７１が配置
される。アイ７１にスリーブ７８を有するゴムブツシュ
７６が圧入され、スリーブ７８を貫通するポルト８０に
より、ストラットパー７０はブラケット７４に枢着され
る。

ブラケット７４の取付位置は、第１図に示す平面視にお
いて、ストラットパー７０の軸線の延長が弾性マウント
３４の軸線と一致し、かつ第４図に示す正面視において
、ストラットパー７０の軸線の延長が弾性マウント３４
の上下長さの中央となるように定める。この結果、車体
８２に植え込まれたスタッドボルト８４およびナツト８
６により弾性マウント３４を車体に結合すると、ストラ
ットパー７０からの荷重は、取付部７２に、従ってサブ
フレーム１４に何等のモーメントを生ずることなく、あ
るいはわずかなモーメントを生ずるのみで、取付部７２
、弾性マウント３４およびポルト８４を経て車体８２に
伝えられる。かくて、サブフレーム１４の剛性を小さく
し、それを軽量化することが可能となる。図示のように
、スター２ドポルト８４が片持の形体である場合、車体
８２とスタッドポルト８４との間に補強プレート８８を
掛は渡し、スタッドポルト８２を補強することが好まし
い。

（実施例の作用および効果） サブフレーム１４の各側部に配置される２個の弾性マウ
ント３４．３６のうち、外側の弾性マウント３６の上下
のばね定数が内側の弾性マウント３４のそれより大きい
ことによる作用および効果： 外側の弾性マウント３６は、車体の剛性の大きいロッカ
パネル９０（第１図）の近傍またはトルクボックス９２
に結合され、ここは振動の感度が小さい所である。外側
の弾性マウント３６の上下のばね定数が内側のもののそ
れより大きいことにより、外側の弾性マウント３６に、
より多くの荷重を分担できる。その結果、差動歯車装置
からの振動がサブフレーム１４に伝わったとき、より多
くの荷重が弾性マウント３６を経て車体の感度の小′さ
い所に伝えられ、結局、車体に伝わる有感の上下の振動
が少なくなる。

サブフレーム１４の各側部に配置される２個の弾性マウ
ント３４．３６のうち、外側の弾性マウント３６のばね
定数の大きい部分３７ａが車体の前後方向からなす角度
０１　（第１図）が、内側の弾性マウント３４のばね定
数の大きい部分３５ａが前後方向からなす角度θ２より
小であることによる作用および効果： 第５図に示すように、弾性マウント３６．３４．３８の
硬い部分のばね定数をに１．に２、ｋ３．に、とに２の
合成ばね定数をｋ。とし、左右のに０の交点を０とする
。旋回による横力Ｆが作用すると、前方の弾性マウン）
　ＭＲｌ、　ＭＲ２、ＭＬ＋　、　ＭＬ２は、前方の分
担横力ＦＴを受け、Ｏを中心として回転しようとし、そ
れぞれｌ１ｒｌ、ｍｒ２　、　ｍｌ＋　、　ｍ１７に移
動する。後方の弾性マウン）　ＭＲ３、ＭＬ３は、後方
の分担横力Ｆｒを受け、ｍｒ３　、　ｍ１３へ移動する
。この場合、ｋ、とに２との和が一定であっても、ｋ２
＜ｋ、とすれば、ｋｏの交点Ｏは、Ｏｏへ移動する。こ
のことは、前方の弾性マウントの横方向への移動量が増
加することを意味し、サスペンションはアンダーステア
傾向となり、操縦安定性が増す。このとき、ｋ、とに２
との和が一定であるため、前後コンプライアンスの増加
量は極めて少なく、乗心地の悪化は実質的に生じない。

外側の弾性マウント３６の前後のばね定数が、内側の弾
性マウント３４のそれより大きい場合。

すなわち、ｋ２＜ｋ、であれば、ｋｏの交点Ｏを００へ
移動させることができ、前方の弾性マウントの横方向へ
の移動を確保できる。この結果、サスペンションはアン
ダーステア傾向となり、操縦安定性が増す。

サブフレーム１４の各側部に配置される２個の弾性マウ
ン）３４．３６のうち、少なくとも一方の前後方向のば
ね定数が非線形であることによる作用および効果： 弾性マウント３４のばね特性が第７図のＡ、弾性マウン
ト３６のばね特性が同図Ｂのように非線形に、すなわち
、たわみδ１に達するまでの荷重の増加傾向と、その後
の荷重の増加傾向とが異なる特性に与えられた場合、た
わみδ１に達した後の弾性マウント３４と弾性マウント
３６との荷重分担が異なるようになる。その結果、両弾
性マウントを１個の弾性マウントで置き替えた仮想マウ
ン）Ｍ（第６図）の位置が、たわみδの大きさに応じて
移動する。かくて、第８図に示すように、従来の４個ま
たは３個のマウント支持の場合のサブフレーム１４が、
荷重によって変位する角度がＣであったものが、本考案
ではＤのように急激に変化し、いわゆるステア特性を大
幅に変更できる。

ステア特性を大幅に変更できるため、横力を受けた場合
、横力の大きさにより車輪のステア角を設計通りに設定
でき、横加速度の小さい旋回から横加速度の大きい限界
の旋回まで、大幅な性能向上が図れる。

また、内側の弾性マウント３４が非線形となる程度は、
外側の弾性マウント３６が非線形となる程度に比して大
きく、ストラットパー７０が内側の弾性マウント３４の
取付部７２に結合されていることから、縁石乗上げ等の
時発生する大荷重を直接車体に伝える効果が大きくなる
。

（別の例） 前述した実施例では、車輪の回転軸線の前方となるサブ
フレーム１４の各側部に２個の弾性マウント３４．３６
が、後方となるサブフレーム１４の側部に１個の弾性マ
ウント３８が配置されている。これに代え、特にサスペ
ンション１０が前輪用として使用される場合、車輪の回
転軸線の後方となるサブフレーム１４の客側部に２個の
弾性マウント３４．３６を、前方となるサブフレーム１
４の側部に１個の弾性マウント３８を配置することがで
きる。

回転軸線の後方または前方の弾性マウントは、サブフレ
ーム１４の側部に１個配置される外、その中央に配置さ
れ得る。この場合、サブフレーム１４は合計５個の弾性
マウントによって車体に結合される。

サブフレーム１４の各側部に配置された２個の弾性マウ
ント３４．３６は３次元方向においてばね定数が異なっ
ている。しかし、たとえばＸ方向のみ、Ｘ方向のみ、も
しくは２方向のみ、または任意の２方向でばね定数を異
ならせても良い。

ストラットパー７０はその一端で車輪支持体２４に結合
されているが、これに代え、サスペンションアーム１２
に結合し得る。また、サスペンションアーム１２は、単
一のアームのみからなるものであっても、本発明は適用
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサスペンションの平面図で右半分を示し、第２
図はサブフレームの斜視図、第３図ａ、ｂはサブフレー
ムの各側部の前方に配置された弾性マウントの断面図、
第４図は第１図の４−４線に沿って切断した断面図、第
５図および第６図は作用を示す説明図、第７図はたわみ
と荷重の関係を示す特性図、第８図は荷重とサブフレー
ムのステア角との関係を示す特性図である。 １０：サスペンション、 １２：サスペンションアーム、 １４：サブフレーム、２４：車輪支持体、３２：車輪、 ３４．３４．３８：弾性マウント、 ６２．６８：すぐり、７０ニストラツトバー、７２：取
付部。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第６図 第７図 δ１　　たわみ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輪を支持するためのサスペンションアームが左
   右の側部のそれぞれに枢着されるサブフレームを含む車
   両のサスペンションであって、前記サブフレームは、前
   記車輪の回転軸線の前方または後方となるサブフレーム
   の各側部に配置される２個の弾性マウントと、前記回転
   軸線の後方または前方となるサブフレームの各側部にま
   たは中央に配置される１個の弾性マウントとを介して車
   体に結合された、車両のサスペンション。
2. （２）前記各側部に配置される２個の弾性マウントのう
   ち、外側の弾性マウントの上下のばね定数は内側の弾性
   マウントのそれより大きい、特許請求の範囲第（１）項
   に記載のサスペンション。
3. （３）前記各側部に配置される２個の弾性マウントのう
   ち、外側の弾性マウントの前後ばね定数は内側の弾性マ
   ウントのそれより大きい、特許請求の範囲第（１）項に
   記載のサスペンション。
4. （４）前記各側部に配置される２個の弾性マウントは、
   その前後方向のばね定数が大きい部分と小さい部分とを
   それぞれ有し、２個の弾性マウントのうち、外側の弾性
   マウントのばね定数の大きい部分が車体の前後方向から
   なす角度は、内側の弾性マウントのばね定数の大きい部
   分が前後方向からなす角度より小である、特許請求の範
   囲第（１）項に記載のサスペンション。
5. （５）前記各側部に配置される２個の弾性マウントのう
   ち、少なくとも一方の前後方向のばね定数は非線形であ
   る、特許請求の範囲第（１）項に記載のサスペンション
   。
6. （６）車輪支持体を支持するサスペンションアームが左
   右の側部のそれぞれに枢着されるサブフレームと、前記
   車輪支持体またはサスペンションアームに一端で結合さ
   れるストラットバーとを含む車両のサスペンションであ
   って、前記サブフレームは、車輪の回転軸線の前方また
   は後方となるサブフレームの各側部に配置される２個の
   弾性マウントと、前記回転軸線の後方または前方となる
   サブフレームの各側部にまたは中央に配置される１個の
   弾性マウントとを介して車体に結合され、前記ストラッ
   トバーの他端は、前記サブフレームの各側部に配置され
   た２個の弾性マウントの一方が装着された取付部に結合
   された、車両のサスペンション。