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発明の名称 車両用サスペンション装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−66720
公開日 平成9年(1997)3月11日
出願番号 特願平7−222237
出願日 平成7年(1995)8月30日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】長谷 照一 (外1名)
発明者 草間 栄一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 車輪をキャリアを介して外側端にて接続したサスペンションアームを、その内側端の前後2箇所にてそれぞれ弾性ジョイントを介して車体に接続するようにした車両用サスペンション装置において、前記弾性ジョイントの一方を、上下方向を軸線として同軸的に配置した金属製の外筒及び内筒と、前記外筒と内筒との間に介装した弾性部材と、前記弾性部材の径方向中間部に板面を径方向に向けて介装するとともに軸方向端面を同弾性部材の軸方向端面より突出させた剛性の高い中間板とにより構成したことを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項2】 前記サスペンションアームがその内側端の前後2箇所にて前後方向に変位して車輪への前後方向の外力に対するコンプライアンスを主に確保するようにした前記請求項1に記載の車両用サスペンション装置において、前記中間板を車両横方向位置に配置するとともに、前記弾性部材の径方向中間部に車両前後方向位置にて軸線方向に貫通した一対の空隙を設けたことを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項3】 車輪をキャリアを介して外側端にて接続したサスペンションアームを、その内側端の前後2箇所にてそれぞれ弾性ジョイントを介して車体に接続するようにした車両用サスペンション装置において、前記弾性ジョイントの一方を、上下方向を軸線として同軸的に配置した金属製の外筒及び内筒と、前記外筒と内筒との間に介装してなり軸線方向に貫通した一対の貫通孔を有する弾性部材と、前記一対の貫通孔内にそれぞれ挿入した前記弾性部材より剛性の高いストッパ部材とにより構成したことを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項4】 前記サスペンションアームが前記弾性ジョイントのうちの他方の上下軸回りに回動して車輪への前後方向の外力に対するコンプライアンスを主に確保するようにした前記請求項3に記載の車両用サスペンション装置において、前記一対の貫通孔を前記一方の弾性ジョイントの中心軸線に対して対称位置に配置するとともに、同両貫通孔の周方向中心を結ぶ直線が前記中心軸線を中心として車両横方向に対して後方へ30度、前方へ60度の角度範囲内に入るようにしたことを特徴とする車両用サスペンション装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車輪をキャリアを介して外側端にて接続したサスペンションアームを、その内側端の前後2箇所にてそれぞれ弾性ジョイントを介して車体に接続するようにした車両用サスペンション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開平6−106931号公報に示されているように、サスペンションアームの内側端2箇所の弾性ジョイントのうちの一方を、上下方向を軸線として同軸的に配置した金属製の外筒及び内筒と、前記外筒と内筒との間に介装した弾性部材とにより構成し、弾性部材の変形により、車輪への前後方向の外力に対するコンプライアンスを確保するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、車輪のバウンド及びリバウンド時には、サスペンションアームは車体取り付け側の前後軸線回りに上下に揺動するので、前記弾性ジョイントはこのサスペンションアームの揺動を許容しなければならない。一方、車両の操安性の面からすると、前記弾性ジョイントはある程度高い剛性を必要としており、特に車輪への横方向の外力には高い剛性を必要とする。このように、車体側に位置して車輪への前後方向の外力に対するコンプライアンスを確保するための弾性ジョイントには、サスペンションアームの揺動と剛性確保という相反する性質が要求されるため、前記従来装置のように外筒と内筒との間に単にゴムを介装させた弾性ジョイントでは前記要求を充分に満たすことができなかった。
【0004】本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、サスペンションアームの揺動及び必要な剛性確保を満足するような車両用サスペンション装置を提供することにある。また、他の目的は、車両の横方向に特に高い剛性を確保するとともに、前後方向の外力に対するコンプライアンスをより良好に確保する車両用サスペンション装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】上記目的を達成するために、上記請求項1に係る発明の構成上の特徴は、サスペンションアームの内側端の前後2箇所の弾性ジョイントの一方を、上下方向を軸線として同軸的に配置した金属製の外筒及び内筒と、外筒と内筒との間に介装した弾性部材と、弾性部材の径方向中間部に板面を径方向に向けて介装するとともに軸方向端面を同弾性部材の軸方向端面より突出させた剛性の高い中間板とにより構成したことにある。
【0006】これによれば、弾性部材内に剛性の高い中間板を介装させたので、弾性ジョイントの剛性を高めることができる。また、中間板の軸方向端面は弾性部材の軸方向端面より突出しているので、弾性部材の軸方向端面の自由長が長くなり、弾性ジョイントは、車輪のバウンド及びリバウンド時に車体取り付け側の前後軸線回りのサスペンションアームの上下方向の揺動を許容し易くなるとともに、耐久性においても有利となる。
【0007】また、上記請求項2に係る発明の構成上の特徴は、サスペンションアームがその内側端の前後2箇所にて前後方向に変位して車輪への前後方向の外力に対するコンプライアンスを主に確保するようにした前記請求項1に係る車両用サスペンション装置において、中間板を車両横方向位置に配置するとともに、弾性部材の径方向中間部に車両前後方向位置にて軸線方向に貫通した一対の空隙を設けたことにある。
【0008】これによれば、一対の空隙により車輪への前後方向の外力に対するコンプライアンスが充分に確保されるとともに、剛性の高い中間板により車輪への横方向の外力に対する剛性が充分高く確保されるので、車両の乗り心地が良好になるとともに、車両の操安性も良好になる。
【0009】また、上記請求項3に係る発明の構成上の特徴は、サスペンションアームの内側端の前後2箇所の弾性ジョイントの一方を、上下方向を軸線として同軸的に配置した金属製の外筒及び内筒と、外筒と内筒との間に介装してなり軸線方向に貫通した一対の貫通孔を有する弾性部材と、一対の貫通孔内にそれぞれ挿入した弾性部材より剛性の高いストッパ部材とにより構成したことにある。
【0010】これによれば、ストッパ部材の剛性が高いので、弾性ジョイントの剛性を高めることができる。また、弾性部材とストッパ部材とは独立して変形するとともに貫通孔周囲の弾性部材が変形し易く、弾性ジョイントは、車輪のバウンド及びリバウンド時に車体取り付け側の前後軸線回りのサスペンションアームの上下方向の揺動を許容し易くなるとともに、耐久性においても有利となる。
【0011】さらに、上記請求項4に係る発明の構成上の特徴は、サスペンションアームが弾性ジョイントのうちの他方の上下軸回りに回動して車輪への前後方向の外力に対するコンプライアンスを主に確保するようにした前記請求項3に係る車両用サスペンション装置において、一対の貫通孔を一方の弾性ジョイントの中心軸線に対して対称位置に配置するとともに、同両貫通孔の周方向中心を結ぶ直線が前記中心軸線を中心として車両横方向に対して後方へ30度、前方へ60度の角度範囲内に入るようにしたことにある。
【0012】これによれば、周方向において各貫通孔の間に位置する弾性部材は周方向の力により変形し易く、弾性ジョイントのうちの他方の上下軸を中心としたサスペンションアームの回動が許容されるので、車輪への前後方向の外力に対するコンプライアンスが充分に確保されて、車両の乗り心地が良好となる。また、ストッパ部材により車輪への横方向の大きな外力に対する剛性が充分高く確保されるので、車両の操安性も良好になる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施形態を図面を用いて説明すると、図1は同実施形態に係る車両用サスペンション装置の概略平面図である。
【0014】このサスペンション装置は略A字型のサスペンションアーム10Aを備えており、同アーム10Aは外側端にてボールジョイント11によりキャリア12を介して車輪13を接続している。サスペンションアーム10Aはその内側端の前後2箇所にて弾性ジョイント14,20を介して車体15に接続されている。弾性ジョイント14は前後方向を軸線としており、ボールジョイント11より前方に位置している。弾性ジョイント20は上下方向を軸線としており、ボールジョイント11より後方に位置している。このような配置のサスペンション装置においては、車輪13のステアとの関係上、車輪13への前後方向の外力に対するコンプライアンスは、主に両弾性ジョイント14,20の前後方向の変形すなわちサスペンションアーム10Aの内側端における前後方向の変位(図示矢印参照)により確保されるようになっている。
【0015】弾性ジョイント14は、前後方向を軸線として同軸的に配置された金属製の外筒及び内筒と、外筒と内筒との間に介装されたゴムなどの弾性部材とにより構成されている。外筒はサスペンションアーム10Aに固着され、内筒は車体15に固着されている。弾性ジョイント20は、図1〜図3に示すように、上下方向を軸線として同軸的に配置された金属製の外筒21及び内筒22と、外筒21と内筒22との間に加硫接着により介装されたゴムなどの弾性部材23とにより構成されている。
【0016】弾性部材23の径方向中間部には、剛性の高い一対の金属製の中間板24,24が介装されている。なお、この中間板24,24を樹脂などの剛性の高い材料で構成するようにしてもよい。この中間板24,24は、図4(A)(B)に示すように、平板を略「く」字状に曲げた形に構成されており、各内側面を径方向内側にそれぞれ向けて弾性ジョイント20の上下方向の中心軸に対して対称かつ車両横方向にそれぞれ配置されている。また、これらの中間板24,24は弾性部材23の軸線方向に延設されて、それらの各端面を弾性部材23の端面より突出させて弾性部材23の両端面の表面積を広くして自由長が長くなるようにしている。弾性部材23の径方向中間部には、断面が細長く形成されて軸線方向に貫通した一対の空隙23a,23aも形成されている。これらの空隙23a,23aは、弾性ジョイント20の上下方向の中心軸に対して中間板24,24をそれぞれ90度回転した対称位置、すなわち車両前後方向にそれぞれ配置されている。なお、弾性部材23の一方の端面には治具を嵌め込むための突起23bが形成されているとともに、中間板24,24の中央部には孔24aが形成されている。
【0017】上記のように構成した車両用サスペンション装置においては、弾性部材23内に中間板24,24を介装させたので、弾性ジョイント20の剛性をある程度高めることができる。特に、中間板24,24を車両横方向に配置するようにしたので、車輪13への横方向の外力に対する剛性が充分高く確保され、車両の操安性が良好になる。また、中間板24,24の軸方向端面は弾性部材23の軸方向端面より突出させて弾性部材23の軸方向端面の自由長を長くしたので、外筒21が内筒22に対して傾斜する際に弾性部材23が変形し易くなる。これにより、弾性ジョイント20は、車輪13のバウンド及びリバウンド時に車体取り付け側の前後軸線回りのサスペンションアーム10Aの上下方向の揺動を許容し易くなるとともに、耐久性においても有利となる。
【0018】また、中間板24,24により車両横方向の剛性を確保するようにしたので、弾性部材23の剛性を低くすることができ、前記サスペンションアーム10Aの上下方向の揺動をより許容し易くなるとともに、車両前後方向の剛性も低くできる。特に、車両前後方向には空隙23a,23aを設けるようにしたので、同方向の剛性を低くできる。これにより、車輪13への前後方向の外力に対するコンプライアンスが充分に確保されるので、車両の乗り心地が良好になる。また、弾性部材23の剛性を低くすることにより、車輪13のタイヤから発生する異音の車体15への伝達を抑制することもできる。
【0019】なお、上記実施形態においては、中間板24,24を2枚設けるようにしたが、同中間板は特に2枚である必要はなく、車両横方向位置であれば1枚だけ設けるようにしてもよい。また、車両横方向位置であれば、中間板24,24を分割して3枚以上にするようにしてもよく、中間板24,24を径方向に平行に並べて3枚以上設けるようにしてもよい。
【0020】次に、本発明の第2の実施形態を図面を用いて説明すると、図5は同実施形態に係る車両用サスペンション装置の概略平面図である。
【0021】このサスペンション装置は、略L字型のサスペンションアーム10Bを備えている。この実施形態においても、サスペンションアーム10Bは外側端にてボールジョイント11によりキャリア12を介して車輪13を接続しているとともに、その内側端の前後2箇所にて弾性ジョイント14,30を介して車体15に接続されている。ボールジョイント11及び弾性ジョイント14は上記第1の実施形態と同様に構成されているが、弾性ジョイント30は上記第1の実施形態の場合とは異なる。また、ボールジョイント11は弾性ジョイント14のほぼ車両横方向に位置するとともに、弾性ジョイント14の剛性は上記第1の実施形態の場合よりも高く設定されており、この種のサスペンション装置においては、車輪13のステアとの関係上、車輪13への前後方向の外力に対するコンプライアンスは、主に弾性ジョイント14位置における上下方向の軸線を中心としたサスペンションアーム10Bの回動により確保されるようになっている。したがって、サスペンションアーム10Bは弾性ジョイント30の位置にてほぼ車両横方向に円弧状に変位して前記コンプライアンスが確保される(図示矢印参照)。
【0022】弾性ジョイント30は、図5〜図7に示すように、上下方向を軸線として同軸的に配置された金属製の外筒31及び内筒32と、外筒31と内筒32との間に介装されたゴムなどの弾性部材33とを備えている。弾性部材33には、軸線方向に貫通した断面長円状の貫通孔33a,33aが形成されている。これらの貫通孔33a,33aは弾性ジョイント30の上下方向の中心軸線O1に対して対称位置に形成されているとともに、両貫通孔33a,33aの周方向中心を結ぶ直線L1が中心軸線O1を中心として車両横方向に対して後方へ30度、前方へ60度の角度範囲内に入るように設定されている。この直線L1は、望ましくは車輪13へ入力された横方向の外力がサスペンションアーム10Bを介して弾性ジョイント30に作用する方向がよく、例えば車両横方向、弾性ジョイント30とボールジョイント11の各上下方向の中心軸を結ぶ方向、サスペンションアーム10Bが弾性ジョイント30に向かって延設されている方向がよい。
【0023】内筒32には、ストッパ部材40が組み付けられている。ストッパ部材40は、図8に示すように、弾性部材33より硬質のゴム、金属にゴムを加硫したもの、樹脂などの弾性部材33より剛性の高い材料で一体成形されて、環状部41及び一対の脚部42,42からなる。環状部41の内径は内筒32の外径にほぼ等しく設定され、同環状部41は内筒32の端部外周面上に圧入固定されている。脚部42,42は環状部41の相対向する位置から軸線方向に延設されており、弾性部材33に設けた貫通孔33a,33a内に侵入している。ストッパ部材40の脚部42,42の外周面と弾性部材33の貫通孔33a,33aの内周面上には小さな間隙が形成されるようになっている。なお、ストッパ部材40の環状部41の端面には治具を嵌め込むための凹所43,43が形成されている。
【0024】上記のように構成した車両用サスペンション装置においては、弾性部材33の貫通孔33a,33a内に剛性の高いストッパ部材40の脚部42,42を介装させるようにしたので、弾性ジョイント30の剛性をある程度高めることができる。特に、貫通孔33a,33a及び脚部42,42を、車輪13へ入力された横方向の外力がサスペンションアーム10Bを介して弾性ジョイント30に作用する方向に設けるようにしたので、大きな横方向の外力が弾性ジョイント30に入力された場合には、貫通孔33a,33aに設けた空隙並びに脚部42,42と外筒31及び内筒32との各間の弾性部材33が押しつぶされる。そして、剛性の高いストッパ部材40,40がこの外力に対抗するので、車輪13への横方向の外力に対する剛性が充分高く確保され、車両の操安性が良好になる。また、弾性部材33とストッパ部材40とは独立して変形するとともに貫通孔33a,33a周囲の弾性部材33が変形し易く、弾性ジョイント30は、車輪13のバウンド及びリバウンド時に車体取り付け側の前後軸線回りのサスペンションアーム10Bの上下方向の揺動を許容し易くなるとともに、耐久性においても有利となる。
【0025】また、周方向にて各貫通孔33a,33aの間に位置する弾性部材33は周方向の力により変形し易く、弾性ジョイント14を中心としたサスペンションアーム10Bの水平面内の回動が許容されるので、車輪13への前後方向の外力に対するコンプライアンスが充分に確保されて、車両の乗り心地が良好となる。また、ストッパ部材40により必要な剛性を確保するようにしたので、弾性部材33の剛性を低くできて、車輪13のタイヤから発生する異音の車体15への伝達を抑制することもできる。さらに、貫通孔33a,33aに設けた空隙の大きさ、ストッパ部材40の剛性を種々に設定することができ、この弾性ジョイント10Bのばね定数の非線形特性を容易に変更することができる。
【0026】なお、上記第1及び第2の実施形態においては、図2,3及び図6,7に示した弾性ジョイント20,30をサスペンションアーム10A,10Bの内側端後方側の各弾性ジョイントにそれぞれ適用したが、前記弾性ジョイント20,30をサスペンションアーム10A,10Bの内側端前方側の各弾性ジョイントに適用するようにしてもよい。特に、サスペンションアーム10A,10Bの内側端の前後2箇所のうちでボールジョイント11から遠い側に適用することが好ましい。
【0027】また、上記第1及び第2の実施形態においては、図2,3及び図6,7に示した弾性ジョイント20,30の外筒21,31をサスペンションアーム10A,10Bにそれぞれ固着し、同ジョイント20,30の内筒を車体15にそれぞれ固着するようにしたが、これらの関係を逆にしてもよい。すなわち、弾性ジョイント20,30の外筒21,31を車体15にそれぞれ固着するとともに、同ジョイント20,30の内筒21,31をサスペンションアーム10A,10Bにそれぞれ固着するようにしてもよい。




 

 


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