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発明の名称 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2007−8309(P2007−8309A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−191328(P2005−191328)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
発明者 平原 道人
要約 課題
旋回時のみキャンバ角を直立方向に変化させることを課題とする。

解決手段
ナックル2と車体側部材とを連結するロアリンク及びアッパーリンクをシリンダ装置で構成するサスペンション装置である。上側シリンダ装置3の外室3eと下側シリンダ装置4の内室3dと連通管5で連結すると共に、下側シリンダ装置4の受圧面積及び設置高さを、A1及びL1、上側シリンダ装置3の受圧面積及び設置高さを、A2及びL2とした場合に、次の式を満足させる。 A1>A2>(L1/L2)×A1
特許請求の範囲
【請求項1】
車輪接地面において車輪に対し車両幅方向に作用する横力を利用して、車両旋回時に、車両正面視における車輪の傾きを、車輪の回転中心に対する接地面の変位の向きが、上記作用する横力の向きとは逆方向になるように調整する調整手段を備えることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項2】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材を、上下で対をなすと共にそれぞれ車幅方向に延在する2つのシリンダ装置を介して車体側部材に連結し、
車輪接地面において車輪に対し車両幅方向に作用する横力によって、車両旋回時に車輪の対地キャンバがゼロとなる方向に車輪を変位させるように両シリンダ装置がストロークするように、上記両シリンダ装置の室間を連通させると共に、当該シリンダ装置の諸元を設定することを特徴とするサスペンション装置。
【請求項3】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材に一端部を連結して車幅方向に延在し他端部を車体側部材に連結する第1リンク部品及び第2リンク部品を備え、その第1リンク部品及び第2リンク部品は、互いに上下にオフセットして同一向きに配置され且つそれぞれ車幅方向に伸縮するシリンダ装置から構成されると共に、シリンダ内がピストンによって車幅方向内側の内室と車幅方向外側の外室に画成され、
さらに、一方のリンク部品の外室と他方のリンク部品の内室と連通する連通路を有すると共に、第1リンク部品の受圧面積及び設置高さを、A1及びL1、第2リンク部品の受圧面積及び設置高さを、A2及びL2とした場合に、下記(1)式を満足することを特徴とするサスペンション装置。
A1 >A2 >(L1/L2)×A1 ・・・(1)
【請求項4】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と、車輪支持部材と車体側部材とを連結するサスペンション部材とを備えるサスペンション装置において、
上記車輪支持部材とサスペンション部材との間に、中間部材を介挿し、上記車輪支持部材と中間部材とを、互いに上下にオフセットし且つ同一向きに配置されていると共に車幅方向に伸縮可能な第1のシリンダ装置及び第2のシリンダ装置で連結し、両シリンダ装置は、シリンダ内がピストンによって車幅方向内側の内室と車幅方向外側の外室に画成され、
さらに、一方のシリンダ装置の外室と他方のシリンダ装置の内室とを連通する連通路を有すると共に、第1のシリンダ装置の受圧面積及び設置高さを、A1及びL1、第2のシリンダ装置の受圧面積及び設置高さを、A2及びL2とした場合に、下記(2)式を満足することを特徴とするサスペンション装置。
A1 >A2 >(L1/L2)×A1 ・・・(2)
【請求項5】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材に一端部を連結して車幅方向に延在し他端部を車体側部材に連結する第1リンク部品及び第2リンク部品を備え、その第1リンク部品及び第2リンク部品は、互いに上下にオフセットして逆向きに配置され且つそれぞれ車幅方向に伸縮するシリンダ装置から構成されると共に、シリンダ内がピストンによって車幅方向内側の内室と車幅方向外側の外室に画成され、
さらに、両リンク部品の外室同士若しくは内室同士を連通する連通路を有すると共に、第1リンク部品の受圧面積及び設置高さを、A1及びL1、第2リンク部品の受圧面積及び設置高さを、A2及びL2とした場合に、下記(3)式を満足することを特徴とするサスペンション装置。
A1 >A2 >(L1/L2)×A1 ・・・(3)
【請求項6】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と、車輪支持部材と車体側部材とを連結するサスペンション部材とを備えるサスペンション装置において、
上記車輪支持部材とサスペンション部材との間に、中間部材を介挿し、上記車輪支持部材と中間部材とを、互いに上下にオフセットし且つ逆向きに配置されていると共に車幅方向に伸縮可能な第1のシリンダ装置及び第2のシリンダ装置で連結し、両シリンダ装置は、シリンダ内がピストンによって車幅方向内側の内室と車幅方向外側の外室に画成され、
さらに、両シリンダ装置の外室同士若しくは内室同士を連通する連通路を有すると共に、第1のシリンダ装置の受圧面積及び設置高さを、A1及びL1、第2のシリンダ装置の受圧面積及び設置高さを、A2及びL2とした場合に、下記(4)式を満足することを特徴とするサスペンション装置。
A1 >A2 >(L1/L2)×A1 ・・・(4)
【請求項7】
上記連通路に減衰手段を介挿することを特徴とする請求項3〜請求項6のいずれか1項に記載したサスペンション装置。
【請求項8】
上記シリンダ装置の少なくとも1つは、シリンダ内に、ピストンを所定位置に付勢するバネが組み込まれていることを特徴とする請求項3〜請求項7のいずれか1項に記載したサスペンション装置。
【請求項9】
連通路が連通していない室の少なくとも一つに、アキュムレータを連通させたことを特徴とする請求項3〜請求項8のいずれか1項に記載したサスペンション装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用のサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【0002】
旋回時に、車輪の対地キャンバを直立状態に近づけることができれば、タイヤの設置面積が大きくなる結果、グリップ力を最大限に引き出すことができる。
これを実現する従来技術としては、特許文献1や特許文献2に記載のものがある。この技術は、2本のシリンダ装置を用いて旋回時におけるキャンバを直立状態に近づけるものである。
【特許文献1】特表2001-502984号公報
【特許文献2】実開昭62-16009号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、上記従来技術は、車輪のストロークや車両のロールなどと連動してシリンダ装置を作動させて、キャンバを変化させる構成となっていることから、直進走行時に、片輪突起乗り越しや、不整路面であってもキャンバ角を直立に近づくように変化させることで、直進性に影響を与える可能がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、旋回時のみキャンバ角を直立方向に変化させることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記課題を解決するために、本発明は、車輪接地面において車輪に対し車両幅方向に作用する横力を利用して、車両旋回時に、車両正面視における車輪の傾きを、車輪の回転中心に対する接地面の変位の向きが、上記作用する横力の向きとは逆方向になるように調整する調整手段を備えることを特徴とするサスペンション装置を提供するものである。
【発明の効果】
【0005】
本発明によれば、横力を利用することで、旋回時のみ車輪のキャンバ角を直立方向に変化させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
次に、本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1及び図2は、本実施形態のサスペンション装置を示す概要構成図である。
まず構成について説明すると、図1に示すように、車輪1を回転自在に支持するナックル2(車輪支持部材)が、車幅方向に延在するアッパーリンク及びロアリンクを介して車体側部材(不図示)に揺動自在に連結されている。上記アッパーリンク及びロアリンクはともにシリンダ装置3,4から構成される。
【0007】
そのシリンダ装置3,4はそれぞれ、車幅方向に軸を向けたシリンダチューブ3a、4a内が、ピストン3b、4bによって、車幅方向内側の内室3d、4dと車幅方向外側の外室3e、4eに区画され、また、ピストン3b、4bに接続するピストンロッド3c、4cがナックル2側に突出して、当該ナックル2に対しブッシュやボールジョイント等によって揺動可能に連結している。また、シリンダチューブ3a、4aの内端部が車体側部材に揺動可能に連結している。以下の説明では、ロアリンクを構成するシリンダ装置を下側シリンダ装置4と、アッパーリンクを構成するシリンダ装置を上側シリンダ装置3と呼ぶ。
【0008】
本実施形態では、図2のように、下側シリンダ装置4の内室4dと上側シリンダ装置3の外室3eとを連通管5で連通している。
さらに、下側シリンダ装置4の受圧面積をA1、上側シリンダ装置3の受圧面積をA2とし、また、タイヤの接地面を基準として、下側シリンダ装置4の設置高さをL1,上側シリンダ装置3の設置高さをL2とした場合に、下記式を満足するように、両シリンダ装置3,4の諸元を設定する。
A1 > A2 > (L1/L2)×A1 ・・(1)
【0009】
ここで、上記(1)式について説明する。
タイヤ接地面にFの横力が作用した場合に、旋回外輪側では、図3に示すように、下側シリンダ装置4には力F1が作用し、上側シリンダ装置3には力F2が作用し、その力F1とF2とは車両前後方向からみて逆向きの力となる。
上記力F1及びF2の大きさは、力の釣り合いから
F1=(L2/(L2−L1))・F ・・・(2)
F2=(L1/(L2−L1))・F ・・・(3)
と表される。
【0010】
また、各シリンダ装置3,4での圧力P1及びP2は下記(4)式となる。
P1=(F1/A1) 、P2=(F2/A2) ・・・(4)
また、横力Fで車輪1がネガティブキャンバ方向に変化するには、横力Fが作用した際に下記2つの条件を満足する必要がある。
(a)流体が、下側シリンダ装置4の内室4dから上側シリンダ装置3の外室3eに流れる。(図3に記載のように、これは連通管5で連通された室4d、3eがともに圧縮される場合である。連通管5で連通された室がともに拡張する場合には、上側の室から下側の室に流体が流れるのが条件となる。)
(b)上側リンダ装置3のストローク量x2が、下側シリンダ装置4のストローク量x1よりも大きい。
【0011】
条件(a)は、P1>P2の関係となれば満足し、上記(2)〜(4)式から
A2 >(L1/L2)×A1と記載できる。
また、条件(b)は、x2>x1と記載できる。
そして、流体の体積不変からA2×x2=A1×x1と表されるので、x2>x1は、A1>A2となる。
【0012】
以上のように、条件(a)及び(b)を満足する関係は、上記(1)式の関係となる。
そして、図3のように横力Fが作用した場合、シリンダ装置3,4のストロークによって、図4のように車輪1がネガティブキャンバ方向に変化する。
ここで、上記説明は、旋回外輪側の場合であるため、両シリンダ装置3,4は共にピストン3b、4bが車幅方向内方に向かう。一方、上記構成において、旋回内輪側のサスペンション装置では、両シリンダ装置3,4は共にピストン3bが車幅方向外側に向かうように作用するが、下側シリンダ装置4の圧力P1の方が大きいことから、上側シリンダ装置3の外室3eから下側シリンダ装置4の内室4dに向けて流体が移動し、また、上側である上側シリンダ装置3の方がストローク量が相対的に大きく変位するので、旋回内輪をポジティブキャンバ方向に変化させる。
上記上下で対をなすシリンダ装置4,5及び連通管5が調整手段を構成する。
【0013】
次に、上記構成についての作用・効果について説明する。
上記サスペンション装置では、旋回時横力であるコーナリング力Fによって、ポジティブキャンバ方向に変化する旋回外輪を、ネガティブキャンバ角方向に変化させ、ネガティブキャンバ方向に変化する旋回内輪側を、ポジティブキャンバ角方向に変化させ、該変化はコーナリング力が大きいほど大きく自動調整されて、内外輪とも対地キャンバ角を直立状態に近づくように調整することが出来る。この結果、旋回時の操縦安定性を高めることが出来る。
【0014】
また、直進走行時に、片輪突起乗り越しが発生しても、横力は小さいために、上記サスペンション装置は、キャンバ角の変化をさせることがない。つまり、上記旋回時のキャンバ角を調整する機構が有っても、片輪突起乗り越しなどでは、不要なキャンバ角変化を起こす事が無く、直進性への影響を抑えることが出来る。
また、上記構成では、上側シリンダ装置3では、ピストンロッド3c分だけ外室3eの受圧面積が小さくなるので、上記(1)式の関係を得られやすい。
【0015】
ここで、上側シリンダ装置3の内室3dと下側シリンダ装置4の外室4eを連通させるようにしても良い。この場合には、相対的に下側シリンダ装置4の径を大きくする必要はあるが、上記(1)式を満足する関係になっていれば、上述の作用効果を得ることが出来る。
また、シリンダチューブ3aをナックル2にピストンロッド3cを車体側に連結しても良い。上記(1)式を満足すれば同様の効果を得ることが出来る。
【0016】
ここで、上記実施形態では、左右のサスペンション装置に上記シリンダ装置からなるサスペンションリンクを適用する場合を例示しているが、左右一方のみに適用しても構わない。
また、上記連通管5の途中に、図5に示すように、オリフィスなどの減衰手段6を介挿しても良い。連通管5に減衰手段6を介挿すると、キャンバ角変化の応答が遅くなり、激しい車両運動に対してキャンバ角変化を穏やかにしたり、キャンバ角がオーバーシュートするのを防止したりすることが出来る。
【0017】
また、シリンダチューブ3a内にピストン3bを初期位置に付勢するバネ7を組み込んだり(図6参照)、上記連通管5と連通しないアキュムレータ8を連通したり(図7参照)すると良い。このようにすると、バネ7やアキュムレータ8の蓄圧による復元力によって、ピストン3b、つまりシリンダ装置の初期長さの位置決めが容易となり、サスペンションジオメトリについても正確な位置決めが可能となる。
【0018】
次に、第2実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品については同一の符号を付して説明する。
本実施形態では、図8及び図9に示すように、車輪支持部材に直接、サスペンションリンクを連結せず、その間に中間部材10を介挿したものである。すなわち、ナックル2に対し、上下に延びる中間部材10を連結し、その中間部材10にアッパーリンク20及びロアリンク21の外端部を揺動可能に連結する。
【0019】
上記ナックル2と中間部材10は、上下で対をなすシリンダ装置11,12によって連結されている。両シリンダ装置11,12はそれぞれ、軸を車幅方向に向けて配置され、各シリンダチューブ11a、12aの外端部が上記ナックル2に連結されていると共に、車幅方向内側に突出するピストンロッド11c、12cの先端部が中間部材10に連結されている。シリンダ装置自体11,12の構成は、上記と同様である。
【0020】
本実施形態では、シリンダ装置11,12のシリンダチューブ11a、12aとナックル2の連結は、分解図である図6に示すように、下側シリンダ装置12についてはフランジ14を介して剛に連結し、上側シリンダ装置11については、車両前後方向に突出する一対の軸部15が、ブラケット16を介して回動可能にナックル2に取り付けられることで上側シリンダ装置11については、上下方向にのみ揺動可能としている。
【0021】
そして、下側シリンダ装置12の外室12eと上側シリンダ装置11の内室11dとを連通管13によって連通させて構成される。
さらに、下側シリンダ装置12の受圧面積をA1、上側シリンダ装置11の受圧面積をA2とし、また、タイヤの接地面を基準として、下側シリンダ装置12の設置高さをL1,上側シリンダ装置11の設置高さをL2とした場合に、下記式を満足するように、両シリンダ装置11,12の諸元を設定する。
A1 > A2 > (L1/L2)×A1 ・・(1)
【0022】
本実施形態においても、旋回外輪側を考えると、連通管13で連通された両方の室11d、12eに圧縮方向の力が作用する。このとき上記(1)式を満足することで、下側シリンダ装置12に外室12eから上側シリンダ装置11の内室11dに向けて流体が移動し、両シリンダ装置11,12のピストン11b、12bは共に車幅方向外側に移動するが、上側シリンダ装置11の方がストロークが大きいことから、下側シリンダ装置12よりも上側シリンダ装置11の方が短くなることで、旋回外輪をネガティブキャンバ方向に変化させる。また、旋回外輪をポジティブキャンバ方向に変化させる。
【0023】
この結果、上記第1実施形態と同様な作用・効果を得ることが出来る。
ここで、上記実施形態では、下側シリンダ装置12の外室12eと上側シリンダ装置11の内室11dとを連通する場合を例示しているが、下側シリンダ装置12の内室12dと上側シリンダ装置11の外室11eとを連津するようにしても良い。この場合であっても同様な作用.効果を得ることが出来る。
また、第1実施形態と同様に、連通管13に減衰手段を介挿したり、バネを設けたりアキュムレータを連通させても良い。
【0024】
その他の構成は第1実施形態と同様である。
ここで、上記全実施形態では、上下で対をなすシリンダ装置3,4及び11,12が同一方向を向いて配置される場合の例であるが。上下で対をなすシリンダ装置を逆向き(ピストンロッドの突出方向が反対方向となる)に配置しても良い。この場合には、外室同士若しくは内室同士を連通管で連通すればよい。要は、ピストンロッドが貫通する室と、ピストンロッドが貫通しない室とを連通すればよい。
なお、全実施形態において、図示しないが、車両前後方向に延びるサスペンションリンクを設けても良い。また、各シリンダ装置と相手部材との連結は、車両前後方向に並んだ複数箇所としても良い。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【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装置を示す平面図である。
【図2】本発明に基づく第1実施形態に係るサスペンション装置を示す車両後方から見た図である。
【図3】本発明に基づく第1実施形態の作用を説明する図である。
【図4】本発明に基づく第1実施形態の作用を説明する図である。
【図5】減衰手段を介挿する位置を示す図である。
【図6】バネの組み込み例を示す図である。
【図7】アキュムレータの組み込み例を示す図である。
【図8】本発明に基づく第2実施形態に係るサスペンション装置を示す車両後方から見た図である。
【図9】本発明に基づく第2実施形態に係るシリンダ装置を示す分解図である。
【符号の説明】
【0026】
1 車輪
2 ナックル(車輪支持部材)
3 上側シリンダ装置
3d 内室
3e 外室
4 下側シリンダ装置
4d 内室
4e 外室
5 連通管(連通路)
6 減衰手段
7 バネ
8 アキュムレータ
11 上側シリンダ装置
11d 内室
11e 外室
12 下側シリンダ装置
12d 内室
12e 外室
13 連通管(連通路)




 

 


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