JP4580452B1 - サスペンション装置及び荷重付与装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵初期の車体ロールのフィーリングを改善したサスペンション装置等を提供する。
【解決手段】左右の前輪をそれぞれ支持する前輪支持部材と、車両前後方向に略沿って延び車幅方向に離間して配置されたサイドメンバ１０と、左右のサイドメンバにわたして設けられたクロスメンバ４０と、左右の前輪支持部材とクロスメンバとを連結するサスペンションアーム７０とを備えるサスペンション装置を、クロスメンバの中間部分に車両後方側への荷重を付与する荷重付与装置１００を備える構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置及びサスペンション装置に設けられる荷重付与装置に関し、特に操舵初期の車体ロールのフィーリングを改善したものに関する。

自動車のサスペンション装置は、車輪を支持するハブベアリングハウジング等の車輪支持部材を、クロスメンバ等の車体側部材に揺動可能に連結されたサスペンションアームによって位置決めしている。サスペンション装置には、車両の走行時における車輪のトー角、キャンバー角等を適切に制御することが求められる。
従来、サスペンションアームの支点に設けられるゴムブッシュにすぐりを形成するとともに、内筒を外筒に対して偏芯させることによってサスペンションアームの圧縮時と引張時とでブッシュの剛性を変化させて、旋回時に所望のトー変化を発生させることが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
また、アクチュエータを用いて車輪のトー角を変化させるトー角変更手段を設けて、車両の走行状態に応じてトー角を変更するサスペンション装置が知られている（例えば、特許文献２を参照）。

また、振動の発生を防ぐとともに車体フレームを補強して乗り心地を向上することを目的として、車体の左右サスペンションアーム取付部にわたして、油圧式緩衝器を有する車体用補強装置を設けることが知られている（例えば、特許文献３を参照）。
さらに、車両の操縦安定性及び乗り心地を損なうことなく、車両全体の剛性の向上を図る目的で、フロアトンネルを挟んだフロアパネル間にわたして減衰機構を有する補強連結部を配置し、補強連結部の端部に回動許容機構を設けることが知られている（例えば、特許文献４を参照）。
また、車体下部への飛び石等を防止し、重量増加、コスト増加も最低限に抑えつつ、衝突安全性と操縦安定性をより高い次元で両立させるため、左右のフロントサイドメンバの後端部とクロスメンバとの間に台形状の板部材で形成した補剛カバーを設けることが知られている（例えば、特許文献５を参照）。

また、サスペンションアームには、車両が静止したり直進走行している場合であっても、タイヤの接地荷重に起因して引張荷重が作用している場合が多い。一方、サスペンションアームが連結されるクロスメンバ等の車体側部材や、サスペンションアームの支点部に設けられる弾性体ブッシュはヒステリシスを有することから、旋回時にサスペンションアームに横力が作用すると、各部材の変形に伴う外輪側サスペンションアームの車幅方向内側への変位量よりも内輪側サスペンションアームの車幅方向外側への変位量のほうが大きくなる。

しかし、タイロッドがキングピンよりも前方に配置（ナックルアーム前出し）された前輪用サスペンションのサスペンションアームで上述した特性が現れると、旋回内輪の実舵角が切り戻されコーナリングフォースが減って旋回外輪への依存が強まり、外輪側サスペンションのジャッキアップ効果によって、車両が前上がりとなるピッチングを伴うロール挙動が発生する。
また、前後に離間したサスペンションアームを有する後輪用サスペンションの前側サスペンションアームで上述した特性が現れると、旋回内輪のトーイン側へのトー変化が顕著となって内輪のコーナリングフォースが増加して旋回内輪への依存が強まり、内輪側サスペンションのジャッキダウン効果によって、車両が後下がりとなるピッチングを伴うロール挙動が発生する。一般に、車両は旋回時に前下がり（後上がり）のピッチングを伴うロール挙動のほうが運転者の得るフィーリングは良好となるので、上述した挙動の発生は好ましくない。
これに対し、クロスメンバにおける左右のサスペンションアーム支持部間の間隔を狭め、又は、広げる方向の荷重を作用させる連結部材を設けて、車体のヒステリシスの悪影響を低減し、ロール挙動の適切化を図ることが知られている（例えば、特許文献６を参照）。

特開平８−３２００４２号公報 特開平５−７７６２６号公報 特開２００６−１６８４４６号公報 特開２００６−１８２１３１号公報 特開２００７−１１８６６４号公報 特開２００８−２９０５５２号公報

上述した特許文献６に記載された技術によれば、車体のヒステリシスの悪影響を排除して良好なロール感を得ることができるが、より効果的にロール感を改善可能な技術が要望されている。
本発明の課題は、操舵初期の車体ロールのフィーリングを改善したサスペンション装置及び荷重付与装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、左右の前輪をそれぞれ支持する前輪支持部材と、車両前後方向に略沿って延び車幅方向に離間して配置されたサイドメンバと、左右の前記サイドメンバにわたして設けられたクロスメンバと、左右の前記前輪支持部材と前記クロスメンバとを連結するサスペンションアームとを備えるサスペンション装置であって、前記クロスメンバの中間部分に車両後方側への荷重を付与する荷重付与装置を備えることを特徴とするサスペンション装置である。
請求項２の発明は、前記荷重付与装置は前記クロスメンバの後方に左右一対設けられ、前端部が前記クロスメンバの中間部に連結されるとともに後端部が前端部よりも車幅方向外側において前記サイドメンバ又は前記サスペンションアームの取付部に連結されることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置である。

請求項３の発明は、左右の後輪をそれぞれ支持する後輪支持部材と、車両前後方向に略沿って延び車幅方向に離間して配置されたサイドメンバと、左右の前記サイドメンバにわたして設けられたクロスメンバと、左右の前記後輪支持部材と前記クロスメンバとを連結する前後一対のサスペンションアームとを備えるサスペンション装置であって、前記クロスメンバの中間部分に車両後方側への荷重を付与する荷重付与装置を備えることを特徴とするサスペンション装置である。
請求項４の発明は、前記荷重付与装置は前記クロスメンバの前方に左右一対設けられ、後端部が前記クロスメンバの中間部に連結されるとともに前端部が後端部よりも車幅方向外側において前記サイドメンバに連結されることを特徴とする請求項３に記載のサスペンション装置である。

請求項５の発明は、前記荷重付与装置は、前記クロスメンバ側の端部と前記クロスメンバ側の端部とは反対側の端部との間が伸縮可能とされるとともに、伸縮量に応じた付勢力を発生するバネ要素を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のサスペンション装置である。
請求項６の発明は、前記荷重付与装置の両端部は、回動許容機構を介して車体に対してそれぞれ揺動可能に支持されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のサスペンション装置である。

請求項７の発明は、左右の前輪をそれぞれ支持する前輪支持部材と、車両前後方向に略沿って延び車幅方向に離間して配置されたサイドメンバと、左右の前記サイドメンバにわたして設けられたクロスメンバと、左右の前記前輪支持部材と前記クロスメンバとを連結するサスペンションアームとを備えるサスペンション装置に設けられる荷重付与装置であって、一方の端部が前記クロスメンバの中間部分に連結され、他方の端部が前記サイドメンバ、前記サスペンションアームの取付部、及び、左右の前記サイドメンバを連結する連結部材の少なくとも一つに連結され、前記クロスメンバの前記中間部分に車両後方側への荷重を付与することを特徴とする荷重付与装置である。
請求項８の発明は、左右の後輪をそれぞれ支持する後輪支持部材と、車両前後方向に略沿って延び車幅方向に離間して配置されたサイドメンバと、左右の前記サイドメンバにわたして設けられたクロスメンバと、左右の前記後輪支持部材と前記クロスメンバとを連結する前後一対のサスペンションアームとを備えるサスペンション装置に設けられる荷重付与装置であって、一方の端部が前記クロスメンバの中間部分に連結され、他方の端部が前記サイドメンバ及び左右の前記サイドメンバを連結する連結部材の少なくとも一つに連結され、前記クロスメンバの前記中間部分に車両後方側への荷重を付与することを特徴とする荷重付与装置である。

一般にサスペンションアームには、車輪の接地荷重に起因して、直進時等であっても引張荷重が作用している。また、車体のサイドメンバ等の各構成部材は、通常ヒステリシス特性を有する。
このため、フロントサスペンションの旋回内輪側では、当初サイドメンバが車幅方向外側へ引っ張られた状態から、サスペンションアームからの横力でさらに引張荷重が増大するので、ヒステリシスの影響をほとんど受けず、タイヤ接地点の車幅方向外側への変位が大きくなる。
これに対し、旋回外輪側では、当初サイドメンバが外側へ引っ張られた状態から、サスペンションアームからの引張荷重が減少し、さらに圧縮荷重が作用する場合もあるため、サスペンションアームからの横力はまずヒステリシスロスとして車体に吸収され、この間は車体の変形は抑制されるため、タイヤ接地点の車幅方向内側への変位は小さくなる。
このため、旋回内輪のコーナリングフォースの立ち上がりが旋回外輪に対して遅れ、内輪側サスペンションのジャッキダウン効果が抑制される一方で外輪側サスペンションのジャッキアップ効果は促進され、車両は前部が持ち上がるピッチング挙動を伴ったロール挙動を示す。
通常、車両のロール挙動時においては、前下がり（後上がり）となるピッチング挙動を伴ったほうが、運転者の得るフィーリングが良好となることから、上述した各現象の発生は好ましくない。

また、リアサスペンションにおいては、旋回内輪のタイヤ接地点の車幅方向変位が旋回外輪に対して大きくなることから、旋回内輪のコーナリングフォースの立ち上がりが旋回外輪に対して遅くなり、内輪側サスペンションアームのジャッキダウン効果が抑制されるとともに、外輪側サスペンションのジャッキアップ効果が促進され、車両は後部が持ち上がるピッチング挙動を伴ったロール挙動を示す。
この傾向は好ましいものではあるが、このようなピッチングをさらに促進することができれば、ロールのフィーリングをより向上することができる。

これに対し、本発明によれば、クロスメンバの中間部分に車両後方側への荷重を付与する荷重付与装置を設けることによって、クロスメンバを平面視において円弧状に曲げ変形させて、フロントにおいてはサイドメンバに対して先端部が内側へ閉じる方向の曲げモーメントを付与することができる。
この状態から転舵を開始すると、サイドメンバとクロスメンバとの結合箇所の変位は、旋回内輪側に対してヒステリシスの影響を受けにくい旋回外輪側において多くなる。このため、外輪のタイヤ接地点横変位が内輪よりも大きくなり、外輪のコーナリングフォースの立ち上がりが内輪に対して遅れる。その結果、旋回内輪側サスペンションのジャッキダウン効果が促進されるとともに、旋回外輪側サスペンションのジャッキアップ効果が抑制され、車両は前下がりとなるピッチング挙動を伴うロール挙動を示すようになり、フィーリングが向上する。

また、リアサスペンションにおいては、クロスメンバの曲げ変形によって、サイドメンバに対して後端部が外側に開く方向の曲げモーメントを付与することができる。
この状態から転舵を開始すると、サイドメンバとクロスメンバとの結合箇所の変位は、旋回外輪側に対して旋回内輪側において多くなる。このため、内輪のタイヤ接地点横変位が外輪よりも大きくなり、内輪のコーナリングフォースの立ち上がりが外輪に対してさらに遅れる。その結果、旋回外輪側サスペンションのジャッキアップ効果が促進されるとともに、旋回内輪側サスペンションのジャッキダウン効果が抑制され、車両は後上がりとなるピッチング挙動を伴うロール挙動をより強く示すようになり、フィーリングが向上する。

また、前記荷重付与装置は前記クロスメンバの後方に左右一対設けられ、クロスメンバ側の端部と反対側の端部がクロスメンバ側の端部よりも車幅方向外側となるように斜行して設けられることによって、クロスメンバ側の端部と反対側の端部を例えばサイドメンバの基部やサスペンションアームの取付部等の車体のなかでも比較的高剛性な箇所に取り付けることができ、上述した効果をより確実に発揮することができる。

また、荷重付与装置の両端部は、回動許容機構を介して車体に対してそれぞれ揺動可能に支持されることによって、車体の変形等によるヒステリシスの増加を防止してドライバの操舵操作に対する実舵角及びヨー角速度の遅れを低減し、操縦安定性を向上できる。
このような回動許容機構として、典型的にはボールジョイント（ピローボールを有するスフェリカルベアリング）を用いることができる。

本発明を適用したサスペンション装置の実施例１を車両前方から見た模式的正面図である。 図１のサスペンション装置を上方から見た模式的平面図である。 本発明の比較例１であるサスペンション装置を上方から見た模式的平面図である。 比較例１のサスペンション装置におけるタイヤ接地点の横変位とサイドメンバ荷重との相関を示すグラフである。 実施例１のサスペンション装置におけるタイヤ接地点の横変位とサイドメンバ荷重との相関を示すグラフである。 実施例１のサスペンション装置のダイアゴナルバーに設けられたボールジョイントの効果を示すグラフであって、ハンドル角、前輪の実舵角、車体のヨー角速度の時間履歴の一例を示すものである。 本発明を適用したサスペンション装置の実施例２を車両前方から見た模式的正面図である。 図２のサスペンション装置を上方から見た模式的平面図である。 本発明の比較例２であるサスペンション装置を上方から見た模式的平面図である。 比較例２のサスペンション装置におけるタイヤ接地点の横変位とサイドメンバ荷重との相関を示すグラフである。 実施例２のサスペンション装置におけるタイヤ接地点の横変位とサイドメンバ荷重との相関を示すグラフである。 本発明を適用したサスペンション装置の実施例３を上方から見た模式的平面図である。 本発明を適用したサスペンション装置の実施例４を上方から見た模式的平面図である。

本発明は、操舵初期の車体ロールのフィーリングを改善したサスペンション装置等を提供する課題を、フロントクロスメンバの中間部、及び、リアクロスメンバの中間部に対して車両後方側への荷重を付与するバネ要素を有するダイアゴナルバーを設けることによって解決した。

以下、本発明を適用したサスペンション装置の実施例１について説明する。
実施例１のサスペンション装置は、乗用車等の自動車の前輪用として適用されるマクファーソンストラット式のものである。
図１、図２に示すように、車両は、例えば鋼製のモノコックボディである車体１を有する。車体１は、サイドメンバ１０、アッパメンバ２０、ストラットタワー３０、フロントクロスメンバ４０、サイドシル５０（図２参照）等を備えて構成されている。

サイドメンバ（メインフレーム）１０は、車室前部隔壁である図示しないトーボードから、車両前方に突き出した梁状の構造部材である。サイドメンバ１０は、図１に示すように、車両前後方向から見た横断面形状が略矩形となる閉断面となっている。サイドメンバ１０は、車両のエンジンルームを挟んで左右に一対設けられている。左右のサイドメンバ１０の後端部（トーボード側の端部）は、車幅方向に延びかつトーボードに固定された連結部材１１によって連結されている。

アッパメンバ２０は、左右のサイドメンバ１０に対して、上方側かつ車幅方向外側にそれぞれ設けられ、車室前部隔壁から車両前方に突き出した梁状の構造部材である。アッパメンバ２０は、エンジンフードの左右両端部に略沿って配置されている。
ストラットタワー３０は、サイドメンバ１０の車幅方向外側の端部から、アッパメンバ２０の車幅方向内側の端部にかけて設けられ、後述するストラット６０の上部を収容するとともに、そのトップマウントが締結されるものである。

フロントクロスメンバ４０は、左右のサイドメンバ１０にわたして設けられ、車幅方向に略沿って延びた構造部材である。フロントクロスメンバ４０の両端部は、左右のサイドメンバ１０の中間部における下面に、例えば前後一対のボルト等によって締結されている。
フロントクロスメンバ４０は、左右のロワアーム７０が接続されるブラケット４１を備えている。ブラケット４１は、フロントクロスメンバ４０の両端部から下方へ突き出して形成されている。

サイドシル５０は、車室床面部を構成するフロアパネルの左右両端部に沿って前後に延びた閉断面を有する構造部材である。サイドシル５０は、車両側部に設けられ乗員が乗降する図示しないドア開口の下端部を構成する。サイドシル５０の前端部は、連結部材５１を介してサイドメンバ１０に連結されている。

車体１に設けられるサスペンション装置は、ストラット６０、ロワアーム７０、ステアリングシステム８０、サポートプレート９０、ダイアゴナルバー１００等が設けられている。

ストラット６０は、コイルスプリング及びショックアブソーバをアセンブリ化したものであって、上端部は車体１のストラットタワー３０に、転舵可能なよう回転可能に取り付けられている。ストラット６０の下端部は、前輪ＦＷを回転可能に支持する図示しないハブベアリングハウジング（以下単に「ハウジング」と称する）の上端部に締結されている。ストラット６０は、前輪の転舵時にハウジングとともに操向軸線（キングピン）回りに回転し、また、サスペンション装置のストロークに応じて伸縮する。

ロワアーム７０は、車体１とハウジングの下端部との間にわたして配置されたサスペンションアームである。ロワアーム７０は、例えばアルミニウム合金による鍛造や、スチールプレスによって形成されている。
ロワアーム７０は、ハウジング側においては、ボールジョイント７１を介してハウジングに連結されている。また、ロワアーム７０の車体側端部には、前後方向に離間して配置されたフロントブッシュ７２及びリアブッシュ７３が設けられている。
フロントブッシュ７２は、前後方向に略沿った中心軸方向を有する円筒ゴムブッシュである。フロントブッシュ７２は、フロントクロスメンバ４０のブラケット４１に連結されている。
リアブッシュ７３は、上下方向に略沿った中心軸方向を有する円筒ゴムブッシュである。リアブッシュ７３は、サポートプレート９０に連結されている。

ステアリングシステム８０は、図示しないステアリングホイールの操作に応じて前輪を操舵するものであって、ステアリングギアボックス８１、タイロッド８２を備えている。
ステアリングギアボックス８１は、ステアリングホイールに接続された図示しないステアリングシャフトの回転運動を車幅方向の直進運動に変換するラックアンドピニオン機構を備えている。
タイロッド８２は、ステアリングギアボックス８１とハウジングの前端部に設けられたナックルアームとを接続し、図示しないステアリングラックの動きをハウジングに伝達し、ハウジングの操向を行うロッド状の部材である。タイロッド８２は、前輪ＦＷの車軸中心及びハウジングの操向軸線に対して前方に配置されている。タイロッド８２は、その車幅方向外側の端部であるタイロッドエンドに設けられたボールジョイントを介して、ハウジングのナックルアームに接続されている。

サポートプレート９０は、ロワアーム７０のリアブッシュ７３の下部を支持する板金製の部材である。サポートプレート９０は、左右のリアブッシュ７３にそれぞれ設けられ、サイドメンバ１０の後端部及び連結部材１１に、例えばボルト等によって締結されている。また、サポートプレート９０は、以下説明するダイアゴナルバー１００の車体側基部としても機能する。

ダイアゴナルバー１００は、フロントクロスメンバ４０の中間部に対して車両後方側への荷重を付与する荷重付与装置である。
ダイアゴナルバー１００は、図２に示すように左右一対設けられ、フロントクロスメンバ４０側の端部は、フロントクロスメンバ４０の中間部における後部に連結されている。ダイアゴナルバー１００の車体側の端部は、サポートプレート９０に連結されている。ダイアゴナルバー１００は、サポートプレート９０側となる後端部がフロントクロスメンバ４０側となる前端部に対して車幅方向外側となるように、車両前後方向に対して斜行して配置されている。

ダイアゴナルバー１００の両端部には、ボールジョイントがそれぞれ設けられている。ダイアゴナルバー１００は、フロントクロスメンバ４０及びサポートプレート９０に対してボールジョイントを介して連結され、これらに対してヒステリシスをほとんど発生させることなく揺動可能となっている。
また、ダイアゴナルバー１００の中間部には、例えばコイルスプリング等のバネ要素及びバネ要素にプリロードを付与するターンバックル機構が設けられている。
ダイアゴナルバー１００は、フロントクロスメンバ４０とサポートプレート９０との間で引張力を発生する。

次に、上述した実施例１の効果を、以下説明する本発明の比較例１と対比して説明する。比較例１において、実施例１と実質的に同様の箇所については、同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図３に示すように、比較例１のサスペンション装置は、ダイアゴナルバー１００が設けられていない点を除いて、実質的に実施例１のサスペンション装置と同様の構成を備えている。

サイドメンバ１０は、前輪ＦＷの接地荷重や、旋回時にタイヤが発生する横力（コーナリングフォース）に起因して、常時微小な変形をしていることがわかっている。図２及び図３において、直進時及び旋回時のサイドメンバ１０の輪郭線を、それぞれ符号１０Ｓ及び１０Ｃを付して二点鎖線により図示している。なお、変形量自体は理解を容易にするため誇張して図示している。

比較例１においては、図３に示すように、直進時においては、前輪ＦＷの接地荷重によりロワアーム７０が車幅方向外側に引っ張られることによって、サイドメンバ１０は前端部が車幅方向外側に開く方向に曲げ変形を示す。
また、旋回時においては、外輪側のロワアーム７０が前輪ＦＷの横力で車幅方向内側へ押されることによって、外輪側のサイドメンバ１０は、前端部が車幅方向内側に閉じる方向への曲げ変形に転じる。一方、内輪側のロワアーム７０が前輪ＦＷの横力で車幅方向外側へ引かれることによって、内輪側のサイドメンバ１０は、前端部が車幅方向外側へ開く方向の曲げ変形がさらに大きくなる。

図４は、比較例１のサスペンション装置における車体に対するタイヤ（前輪ＦＷ）接地点の横変位と、サイドメンバ１０のフロントクロスメンバ４０との接続部（図１のＡ点及びＡ’点）における荷重との相関を示すグラフである。
図４において、縦軸は荷重を示し、横軸は変位を示している。また、横軸において、右側は車幅方向内側への変位を示し、左側は車幅方向外側への変位を示している。（図５、１０、１１において同じ）
比較例１においては、直進状態から旋回内輪側、旋回外輪側でそれぞれ逆向きの荷重が作用した場合、旋回外輪側においては、初期の入力はヒステリシスロスとして車体１の内部で吸収される。そして、車体１のヒステリシス幅に相当する荷重が吸収されてから前輪ＦＷは本格的に変位を開始するため、タイヤ接地点横変位は小さくなる。
これに対し、旋回内輪側においては、外輪側のようなヒステリシスの影響をほとんど受けず、初期の入力から直ちに前輪ＦＷは変位を開始するため、タイヤ接地点横変位は大きくなる。

比較例１においては、上述した特性によって、転舵初期における旋回内輪のコーナリングフォースの立ち上がりが旋回外輪のコーナリングフォースの立ち上がりに対して遅れる。
このため、内輪側サスペンションのジャッキダウン効果が抑制される一方で外輪側サスペンションのジャッキアップ効果は促進され、車両は前部が持ち上がるピッチング挙動を伴ったロール挙動を示す。

一方、実施例１においては、図２に示すように、フロントクロスメンバ４０の中間部をダイアゴナルバー１００によって車両後方側へ引いていることによって、フロントクロスメンバ４０は、二点鎖線で示すように車両後方側が凸となるように弧状に変形する。この変形により、フロントクロスメンバ４０の両端部は、サイドメンバ１０に対して、その前端部が車幅方向内側へ閉じる方向の曲げモーメントを付与する。
このため、実施例１の直進時には、比較例１とは異なり、サイドメンバ１０は前端部が車幅方向内側へ閉じる方向の曲げ変形を示している。
また、旋回時においては、内輪側のロワアーム７０が前輪ＦＷの横力で車幅方向外側へ引かれることによって、内輪側のサイドメンバ１０は、前端部が車幅方向外側に開く方向への曲げ変形に転じる。一方、外輪側のロワアーム７０が前輪ＦＷの横力で車幅方向内側へ押されることによって、外輪側のサイドメンバ１０は前端部が車幅方向内側に閉じる方向の曲げ変形がさらに大きくなる。

図５は、実施例１のサスペンション装置における車体に対するタイヤ（前輪ＦＷ）接地点の横変位と、サイドメンバ１０のフロントクロスメンバ４０との接続部における荷重との相関を示すグラフである。
実施例１においては、ダイアゴナルバー１００がフロントクロスメンバ４０に荷重を付与することによって、サイドメンバ１０には直進時であっても前輪ＦＷのタイヤ接地荷重に車体のヒステリシス幅を加えた値を超えるプリロードが付与されている。
このため、実施例１においては、直進状態から旋回内輪側、旋回外輪側でそれぞれ逆向きの荷重が作用した場合、旋回内輪側においては、初期の入力はヒステリシスロスとして車体１の内部で吸収される。そして、車体１のヒステリシス幅に相当する荷重が吸収されてから前輪ＦＷは本格的に変位を開始するため、タイヤ接地点横変位は小さくなる。
これに対し、旋回外輪側においては、内輪側のようなヒステリシスの影響をほとんど受けず、初期の入力から直ちに前輪ＦＷは変位を開始するため、タイヤ接地点横変位は大きくなる。

実施例１においては、上述した特性によって、転舵初期における旋回内輪のコーナリングフォースの立ち上がりが旋回外輪に対して早くなる。さらに、実施例１ではステアリングシステム８０を前輪ＦＷの車軸に対して前置きとしていることから、旋回内輪側の前輪ＦＷ及びロワアーム７０の車幅方向内側への変位が抑制される結果、前輪ＦＷの実舵角の切り戻しが抑制され、旋回内輪側のコーナリングフォースがより増加する。
このため、内輪側サスペンションのジャッキダウン効果が促進されるとともに、外輪側サスペンションのジャッキアップ効果が抑制され、車両は前下がりとなるピッチング挙動を伴うロール挙動を示すようになり、フィーリングが向上する。

また、ダイアゴナルバー１００の両端部にボールジョイントを設けたことによって、車体１０の変形によって生じるヒステリシスの増加を防止することができ、図６に示すように、ハンドル角に対する実舵角及びヨー角速度の遅れを低減して操縦安定性を向上することができる。

また、実施例１においては、ロワアーム７０のリアブッシュ７３が取り付けられる基部となるサポートプレート９０にダイアゴナルバー１００の車体側端部を連結したことによって、車体１の強固な箇所を活用することで支持箇所の変形による荷重ロスを低減し、ダイアゴナルバー１００の効果を高めることができる。
さらに、このようなダイアゴナルバー１００は、既存の車体１に対しても簡単に後付けすることができる。

次に、本発明を適用したサスペンション装置の実施例２について説明する。なお、以下説明する各実施例、比較例において、従前の実施例と実質的に同様の箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
実施例２のサスペンション装置は、乗用車等の自動車の後輪用として適用されるパラレルリンク（デュアルリンク）ストラット式のものである。
図７、図８に示すように、車両は、例えば鋼製のモノコックボディである車体２を有する。車体２は、サイドメンバ１１０、アッパメンバ１２０、ストラットタワー１３０、リアクロスメンバ１４０、サイドシル５０（図７参照）等を備えて構成されている。

サイドメンバ１１０は、車両後部における床面部を構成するフロアパネルの下面に沿って設けられ、車両前後方向に延びた梁状の構造部材である。サイドメンバ１１０は、図７に示すように、車両前後方向から見た横断面形状が略矩形となる閉断面となっている。
サイドメンバ１１０は、車幅方向に離間して左右に一対設けられている。左右のサイドメンバ１１０の前端部は、湾曲しつつ車幅方向外側に広がり、サイドシル５０の後端部における側部に接合されている。
また、左右のサイドメンバ１１０の前部は、車幅方向に延びかつフロアパネルに添わせて配置された連結部材１１１によって連結されている。

アッパメンバ１２０は、左右のサイドメンバ１１０に対して、上方側かつ車幅方向外側にそれぞれ設けられ、車両前後方向に延びた梁状の構造部材である。アッパメンバ１２０は、車両の図示しないリアクォーターパネルの内面に沿って配置されている。
ストラットタワー１３０は、サイドメンバ１１０の車幅方向外側の端部から、アッパメンバ１２０の車幅方向内側の端部にかけて設けられ、後述するストラット１５０の上部を収容するとともに、そのトップマウントが締結されるものである。

リアクロスメンバ１４０は、左右のサイドメンバ１１０にわたして設けられ、車幅方向に略沿って延びた構造部材である。リアクロスメンバ１４０の両端部は、左右のサイドメンバ１１０の中間部における下面に、例えば前後一対のボルト等によって締結されている。
リアクロスメンバ１４０は、左右のフロントラテラルリンク１６０及びリアラテラルリンク１７０が接続されるブラケット１４１を備えている。ブラケット１４１は、リアクロスメンバ１４０の両端部から下方へ突き出して形成されている。

車体２に設けられるサスペンション装置は、ストラット１５０、フロントラテラルリンク１６０、リアラテラルリンク１７０、トレーリングリンク１８０、ダイアゴナルバー１９０等が設けられている。

ストラット１５０は、コイルスプリング及びショックアブソーバをアセンブリ化したものであって、上端部は車体２のストラットタワー１３０に取り付けられている。ストラット１５０の下端部は、後輪ＲＷを回転可能に支持する図示しないハブベアリングハウジング（以下単に「ハウジング」と称する）の上端部に締結されている。ストラット１５０は、サスペンション装置のストロークに応じて伸縮する。

フロントラテラルリンク１６０、リアラテラルリンク１７０、トレーリングリンク１８０は、車体２とハウジングとの間にわたして配置されたサスペンションアームである。これらの各リンクは、例えばアルミニウム合金による鍛造、スチールプレス、スチール製の棒材、管材等を用いて形成されている。

フロントラテラルリンク１６０及びリアラテラルリンク１７０は、車幅方向に略沿って延びるとともに、前後方向に離間して配置されている。フロントラテラルリンク１６０及びリアラテラルリンク１７０の車幅方向外側の端部は、アウタブッシュ１６１，１７１を介してハウジングに対して揺動可能に連結されている。フロントラテラルリンク１６０及びリアラテラルリンク１７０の車幅方向内側の端部は、インナブッシュ１６２，１７２を介してリアクロスメンバ１４０のブラケット１４１に対して揺動可能に連結されている。

トレーリングリンク１８０は、車両の前後方向に略沿って延びている。トレーリングリンク１８０の後端部は、リアブッシュ１８１を介してハウジングに対して揺動可能に連結されている。トレーリングリンク１８０の前端部は、フロントブッシュ１８２を介して車体２側の図示しないブラケットに対して揺動可能に連結されている。

ダイアゴナルバー１９０は、リアクロスメンバ１４０の中間部に対して車両後方側への荷重を付与する荷重付与装置である。
ダイアゴナルバー１９０は、図８に示すように左右一対設けられ、リアクロスメンバ１４０側の端部は、リアクロスメンバ１４０の中間部における前部に連結されている。ダイアゴナルバー１９０の車体側の端部は、サイドメンバ１１０の前端部近傍に連結されている。ダイアゴナルバー１９０は、サイドメンバ１１０側となる前端部がリアクロスメンバ１４０側となる後端部に対して車幅方向外側となるように、車両前後方向に対して斜行して配置されている。

ダイアゴナルバー１９０の両端部には、ボールジョイントがそれぞれ設けられている。ダイアゴナルバー１９０は、リアクロスメンバ１４０及びサイドメンバ１１０に対してボールジョイントを介して連結され、これらに対して揺動可能となっている。
また、ダイアゴナルバー１９０の中間部には、例えばコイルスプリング等のバネ要素及びバネ要素にプリロードを付与するターンバックル機構が設けられている。
ダイアゴナルバー１９０は、リアクロスメンバ１４０とサイドメンバ１１０との間で突っ張り力を発生する。

次に、上述した実施例２の効果を、以下説明する本発明の比較例２と対比して説明する。
図９に示すように、比較例２のサスペンション装置は、ダイアゴナルバー１９０が設けられていない点を除いて、実質的に実施例２のサスペンション装置と同様の構成を備えている。

上述した車体前部のサイドメンバ１０と同様に、サイドメンバ１１０は、後輪ＲＷの接地荷重や、旋回時にタイヤが発生する横力に起因して、常時微小な変形を示す。図８及び図９において、直進時及び旋回時のサイドメンバ１１０の輪郭線を、それぞれ符号１１０Ｓ及び１１０Ｃを付して二点鎖線により図示している。なお、変形量自体は理解を容易にするため誇張して図示している。

比較例２においては、図８に示すように、直進時においては、後輪ＲＷの接地荷重によってフロントラテラルリンク１６０及びリアラテラルリンク１７０が車幅方向外側に引っ張られることによって、サイドメンバ１１０は後端部が車幅方向外側に開く方向に曲げ変形を示す。
また、旋回時においては、外輪側のフロントラテラルリンク１６０及びリアラテラルリンク１７０が後輪ＲＷの横力で車幅方向内側へ押されることによって、外輪側のサイドメンバ１１０は、後端部が車幅方向内側に閉じる方向への曲げ変形に転じる。一方、内輪側のフロントラテラルリンク１６０及びリアラテラルリンク１７０が後輪ＲＷの横力で車幅方向外側へ引かれることによって、内輪側のサイドメンバ１１０は、後端部が車幅方向外側へ開く方向の曲げ変形がさらに大きくなる。

図１０は、比較例２のサスペンション装置における車体に対するタイヤ（後輪ＲＷ）接地点の横変位と、サイドメンバ１１０のリアクロスメンバ１４０との接続部（図７のＡ点及びＡ’点）における荷重との相関を示すグラフである。
比較例２においては、直進状態から旋回内輪側、旋回外輪側でそれぞれ逆向きの荷重が作用した場合、旋回外輪側、旋回内輪側ともに初期の入力はヒステリシスロスとして車体２の内部で吸収される。そして、車体２のヒステリシス幅に相当する荷重が吸収されてから後輪ＲＷは本格的に変位を開始する。
比較例２においては、旋回内輪側のタイヤ接地点の横変位は旋回外輪側に対して大きくなるため、転舵初期における旋回内輪のコーナリングフォースの立ち上がりが旋回外輪に対して遅れる。このため、内輪側サスペンションのジャッキダウン効果が抑制される一方で外輪側サスペンションのジャッキアップ効果は促進され、車両は後部が持ち上がり前下がりとなるピッチングを伴ったロール挙動を示す。このような特性自体は好ましい傾向ではあるが、さらにピッチングを大きくしたほうがフィーリングが良好となる場合がある。

一方、実施例２においては、図８に示すように、リアクロスメンバ１４０の中間部をダイアゴナルバー１９０によって車両後方側へ押していることによって、リアクロスメンバ１４０は、二点鎖線で示すように車両後方側が凸となるように弧状に変形する。この変形により、リアクロスメンバ１４０の両端部は、サイドメンバ１１０に対して、その後端部が車幅方向外側へ開く方向の曲げモーメントを付与する。
このため、実施例２の直進時には、リアクロスメンバ１４０の開きは比較例２に対して大きくなる。
また、旋回時においては、外輪側のフロントラテラルリンク１６０及びリアラテラルリンク１７０が後輪ＲＷの横力で車幅方向内側へ押されることによって、外輪側のサイドメンバ１０は前端部が車幅方向外側に開く方向への曲げ変形が小さくなる。一方、内輪側のフロントラテラルリンク１６０及びリアラテラルリンク１７０が後輪ＲＷの横力で車幅方向外側へ引かれることによって、内輪側のサイドメンバ１１０は、後端部が車幅方向外側へ開く方向の曲げ変形がさらに大きくなる。

図１１は、実施例２のサスペンション装置における車体に対するタイヤ（後輪ＲＷ）接地点の横変位と、サイドメンバ１１０のリアクロスメンバ１４０との接続部（図７のＡ点及びＡ’点）における荷重との相関を示すグラフである。
実施例２においては、ダイアゴナルバー１９０がリアクロスメンバ１４０に荷重を付与することによって、サイドメンバ１１０には直進時であっても後輪ＲＷのタイヤ接地荷重に車体のヒステリシス幅を加えた値を超えるプリロードが付与されている。
このため、実施例２においては、旋回内輪側ではヒステリシスの影響をほとんど受けず、初期の入力から直ちに後輪ＲＷは変位を開始するため、タイヤ接地点横変位は比較例２に対して大きくなる。
一方、旋回外輪側におけるヒステリシスの影響は比較例２に対して大きくなるため、車体２にヒステリシスロスとして吸収される荷重が多くなり、後輪ＲＷのタイヤ接地点横変位は比較例２に対して小さくなる。

実施例２においては、旋回外輪のコーナリングフォースの立ち上がりが旋回内輪に対して早くなる特性が比較例２に対して促進される。
このため、内輪側サスペンションのジャッキダウン効果が抑制される一方で外輪側サスペンションのジャッキアップ効果は促進され、車両は後部が持ち上がり前下がりとなるピッチングを伴ったロール挙動を示す特性がさらに促進され、ロールのフィーリングがよりいっそう向上する。

また、ダイアゴナルバー１９０の両端部にボールジョイントを設けたことによって、上述した実施例１と同様に、ハンドル角に対する実舵角及びヨー角速度の遅れを低減して操縦安定性を向上することができる。
さらに、ダイアゴナルバー１９０の車体２側の端部をサイドメンバ１１０に連結したことによって、車体２の強固な箇所を活用することで荷重ロスを低減し、ダイアゴナルバー１９０の効果を高めることができる。
さらに、このようなダイアゴナルバー１９０は、既存の車体２に対しても簡単に後付けすることができる。

次に、本発明を適用したサスペンション装置の実施例３について説明する。
図１２に示すように、実施例３のサスペンション装置は実施例１のサスペンション装置におけるダイアゴナルバー１００に代えて、以下説明する荷重付与装置２００を備えたものである。
荷重付与装置２００は、フロントクロスメンバ４０の中間部における後部と、連結部材１１の中間部とを連結し、フロントクロスメンバ４０の中間部を車両後方側へ牽引するものである。荷重付与装置２００は、車幅方向における車両中心部に設けられ、車両前後方向に延びて配置されている。
荷重付与装置２００は、実施例１のダイアゴナルバー１００と同様に、両端部にボールジョイントを備え、中間部に引張バネ要素及びターンバックル機構等のプリロード付与装置を備えている。
以上説明した実施例３においても、上述した実施例１の効果と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明を適用したサスペンション装置の実施例４について説明する。
図１３に示すように、実施例４のサスペンション装置は、実施例２のサスペンション装置におけるダイアゴナルバー１９０に代えて、以下説明する荷重付与装置２１０を備えたものである。
荷重付与装置２１０は、リアクロスメンバ１４０の中間部における後部と、左右のサイドメンバ１１０の後端部間を連結する連結部材１１２の中間部とを連結し、リアクロスメンバ１４０の中間部を車両後方側に牽引するものである。荷重付与装置２１０は、車幅方向における車両中心部に設けられ、車両前後方向に延びて配置されている。
荷重付与装置２１０は、実施例１のダイアゴナルバー１００と同様に、両端部にボールジョイントを備え、中間部に引張バネ要素及びターンバックル機構等のプリロード付与装置を備えている。
以上説明した実施例４においても、上述した実施例１の効果と同様の効果を得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）サスペンション装置の形式は、各実施例のようなストラット式サスペンションに限らず、適宜変更することができる。例えば、ダブルウィッシュボーン式やマルチリンク式のサスペンションにおいても本発明を適用することができる。
（２）サスペンション装置を構成する各部品の構成も適宜変更することができる。例えば、荷重付与装置の車体側取付箇所は、適用対象となる車両のレイアウトに応じて変更可能である。また、荷重付与装置自体の構成も、実施例のようなバネ要素を有するものに限らず、ターンバックル機構を締め上げること等、他の手法により荷重を発生させる構成としてもよい。

１ 車体 ２ 車体
１０ サイドメンバ（無負荷時） １０Ｓ サイドメンバ（直進時）
１０Ｃ サイドメンバ（旋回時） １１ 連結部材
２０ アッパメンバ ３０ ストラットタワー
４０ フロントクロスメンバ ４１ ブラケット
５０ サイドシル ６０ ストラット
７０ ロワアーム ７１ ボールジョイント
７２ フロントブッシュ ７３ リアブッシュ
８０ ステアリングシステム ８１ ステアリングギアボックス
８２ タイロッド ９０ サポートプレート
１００ ダイアゴナルバー ＦＷ 前輪
１１０ サイドメンバ（無負荷時） １１０Ｓ サイドメンバ（直進時）
１１０Ｃ サイドメンバ（旋回時） １１１ 連結部材
１１２ 連結部材 １２０ アッパメンバ
１３０ ストラットタワー １４０ リアクロスメンバ
１５０ ストラット １６０ フロントラテラルリンク
１６１ アウタブッシュ １６２ インナブッシュ
１７０ リアラテラルリンク １７１ アウタブッシュ
１７２ インナブッシュ １８０ トレーリングリンク
１８１ リアブッシュ １８２ フロントブッシュ
１９０ ダイアゴナルバー ２００ 荷重付与装置
２１０ 荷重付与装置 ＲＷ 後輪
Ａ サイドメンバとクロスメンバの結合部（旋回外輪側）
Ａ’ サイドメンバとクロスメンバの結合部（旋回内輪側）

Claims (8)

1. 左右の前輪をそれぞれ支持する前輪支持部材と、
   車両前後方向に略沿って延び車幅方向に離間して配置されたサイドメンバと、
   左右の前記サイドメンバにわたして設けられたクロスメンバと、
   左右の前記前輪支持部材と前記クロスメンバとを連結するサスペンションアームと
   を備えるサスペンション装置であって、
   前記クロスメンバの中間部分に車両後方側への荷重を付与する荷重付与装置を備えること
   を特徴とするサスペンション装置。
2. 前記荷重付与装置は前記クロスメンバの後方に左右一対設けられ、前端部が前記クロスメンバの中間部に連結されるとともに後端部が前端部よりも車幅方向外側において前記サイドメンバ又は前記サスペンションアームの取付部に連結されること
   を特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
3. 左右の後輪をそれぞれ支持する後輪支持部材と、
   車両前後方向に略沿って延び車幅方向に離間して配置されたサイドメンバと、
   左右の前記サイドメンバにわたして設けられたクロスメンバと、
   左右の前記後輪支持部材と前記クロスメンバとを連結する前後一対のサスペンションアームと
   を備えるサスペンション装置であって、
   前記クロスメンバの中間部分に車両後方側への荷重を付与する荷重付与装置を備えること
   を特徴とするサスペンション装置。
4. 前記荷重付与装置は前記クロスメンバの前方に左右一対設けられ、後端部が前記クロスメンバの中間部に連結されるとともに前端部が後端部よりも車幅方向外側において前記サイドメンバに連結されること
   を特徴とする請求項３に記載のサスペンション装置。
5. 前記荷重付与装置は、前記クロスメンバ側の端部と前記クロスメンバ側の端部とは反対側の端部との間が伸縮可能とされるとともに、伸縮量に応じた付勢力を発生するバネ要素を有すること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のサスペンション装置。
6. 前記荷重付与装置の両端部は、回動許容機構を介して車体に対してそれぞれ揺動可能に支持されること
   を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のサスペンション装置。
7. 左右の前輪をそれぞれ支持する前輪支持部材と、
   車両前後方向に略沿って延び車幅方向に離間して配置されたサイドメンバと、
   左右の前記サイドメンバにわたして設けられたクロスメンバと、
   左右の前記前輪支持部材と前記クロスメンバとを連結するサスペンションアームと
   を備えるサスペンション装置に設けられる荷重付与装置であって、
   一方の端部が前記クロスメンバの中間部分に連結され、他方の端部が前記サイドメンバ、前記サスペンションアームの取付部、及び、左右の前記サイドメンバを連結する連結部材の少なくとも一つに連結され、前記クロスメンバの前記中間部分に車両後方側への荷重を付与すること
   を特徴とする荷重付与装置。
8. 左右の後輪をそれぞれ支持する後輪支持部材と、
   車両前後方向に略沿って延び車幅方向に離間して配置されたサイドメンバと、
   左右の前記サイドメンバにわたして設けられたクロスメンバと、
   左右の前記後輪支持部材と前記クロスメンバとを連結する前後一対のサスペンションアームと
   を備えるサスペンション装置に設けられる荷重付与装置であって、
   一方の端部が前記クロスメンバの中間部分に連結され、他方の端部が前記サイドメンバ及び左右の前記サイドメンバを連結する連結部材の少なくとも一つに連結され、前記クロスメンバの前記中間部分に車両後方側への荷重を付与すること
   を特徴とする荷重付与装置。

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