JPH10315740A

JPH10315740A - ダブルウィッシュボーン式サスペンション

Info

Publication number: JPH10315740A
Application number: JP13095497A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hayamizu; 博史速水
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】車輪の上下ストロークに対するショックアブ
ソーバの上下スロトーク比を大きくとることができるダ
ブルウィッシュボーン式サスペンション。【解決手段】ナックル１２に形成された収容凹部３４
に支持部材３６の基端３６Ａが収容され、支持部材３６
は、キングピン軸Ｋ上の軸体３８を中心として旋回可能
にナックル１２に軸支されている。支持部材３６の先端
には、アブソーバ・コイルユニット４２の下端が支持さ
れている。車輪が車体に対して上下に移動すると、ナッ
クル１２及び支持部材３６が上下動する。ショックアブ
ソーバ４８の下端の移動ストロークが、車輪の上下方向
の移動ストロークとほぼ同じになり、ショックアブソー
バ４８を上下に十分に移動させて、圧縮コイルスプリン
グ４６の振動エネルギーを効果的に吸収することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輪と車体を連結
するダブルウィッシュボーン式サスペンションに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すように、従来のダブルウィッ
シュボーン式サスペンション１１０では、圧縮コイルス
プリング１１２の振動を吸収して減衰させるショックア
ブソーバ１１４の下端が、ロアアーム１１６にジョイン
トを介して支持されている。ロアアーム１１６は、基端
１１６Ａが車体に軸支され、先端がナックル１１８の下
部を軸支している。そして、ナックル１１８がキングピ
ン軸Ｋ１を中心として回転し、車輪が転舵される。

【０００３】ロアアーム１１６の先端側には、車輪等を
配置するための所定のスペースが必要とされるため、シ
ョックアブソーバ１１４の下端を、ロアアーム１１６の
先端側に取り付けることができない。このため、ロアア
ーム１１６の先端から所定の距離だけ基端１６Ａ側に入
った位置で、ショックアブソーバ１１４の下端が支持さ
れている。

【０００４】しかし、ショックアブソーバ１１４の下端
をこの位置で支持すると、車輪の上下ストロークに対す
るショックアブソーバ１１４の下端の上下スロトーク比
が小さくなる。具体的には、ロアアーム１１６の基端か
ら先端までの距離をＤ１、ロアアーム１１６の基端から
ショックアブソーバ１１４の下端までの距離をＤ２、車
輪の上下ストロークをＳ１、ショックアブソーバ１１４
の下端の上下スロトークをＳ２とすると、Ｄ１：Ｄ２＝Ｓ１：Ｓ２の関係が成立しており、Ｄ１に対してＤ２が小さくなる
程、Ｓ１に対してＳ２も小さくなる。

【０００５】かかる不都合を回避するため、ショックア
ブソーバ１１４の下端をジョイントを介してナックル１
１８に取り付けることが考えられる。しかし、この場合
には、車輪の転舵に応じてショックアブソーバ１１４の
下端も回動して大きく振れ回ることとなる。このため、
ショックアブソーバ１１４やジョイントに高い強度が要
求されることになってしまう。

【０００６】一方、図５に示すサスペンション１３０が
提案されている（特開平３−１１２７０８号参照）。

【０００７】このサスペンション１３０は、旋回時に車
体の傾斜を抑制するスタビライザ１３２を有している。
そして、ショックアブソーバ１３４の上端部が車体に取
り付けられ、下端部がスタビライザ１３２の側辺部に取
付けられている。スタビライザ１３２は車輪と略同じス
トロークで上下動するため、ショックアブソーバ１３４
の下端の上下ストロークと車輪の上下ストロークとがほ
ぼ同じなる。しかし、このサスペンション１３０では、
ショックアブソーバ１３４の作動に伴う荷重がスタビラ
イザ１３２に直接作用するため、スタビライザ１３２の
強度を高めなければならない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事実を
考慮し、車輪の上下ストロークに対するショックアブソ
ーバの上下スロトーク比を大きくとることができるダブ
ルウィッシュボーン式サスペンションを得ることを課題
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、車輪を回転可能に支持するナックルと、基端が車体
へ軸支され、先端が前記ナックルの上部を軸支するアッ
パアームと、基端が車体へ軸支され、先端が前記ナック
ルの下部を軸支するロアアームと、上端が車体へ支持さ
れたショックアブソーバと、前記ナックルへほぼキング
ピン軸を中心に旋回可能に軸支され、前記ショックアブ
ソーバの下端を支持する支持部材と、この支持部材のキ
ングピン軸回りの旋回を制限するスタビライザと、を有
することを特徴とする。

【００１０】車輪が上下に移動すると、アッパアーム及
びロアアームが、それぞれ基端を中心として回動し、ナ
ックルも上下に移動する。

【００１１】支持部材は、ナックルへ支持されているの
で、車輪の上下スロトークと略同じ量だけ上下に移動す
る。このため、支持部材に支持されたショックアブソー
バの下端も、車輪の上下スロトークと略同じ量だけ上下
に移動できる。

【００１２】また、支持部材はナックルへ、ほぼキング
ピン軸を中心に旋回可能に軸支され、スタビライザによ
ってこの旋回が制限されるので、車輪の転舵時には旋回
せず、ナックル及び車輪のみ転舵する。なお、支持部材
の旋回中心は、キングピン軸と一致していることが望ま
しいが、若干ズレていても、支持部材が、車輪の転舵時
には旋回しない程度のズレであればよい。

【００１３】請求項２に記載の発明では、前記支持部材
と前記スタビライザとの間に、支持部材とスタビライザ
との車両幅方向への相対的な変位差を吸収する吸収部材
が介在されていることを特徴とする。

【００１４】従って、支持部材とスタビライザとの間
に、車幅方向の相対的な変位差が生じても、この変位差
が吸収部材により吸収される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１には、本発明の第１の実施の
形態に係るダブルウィッシュボーン式サスペンション１
０が示されている。図１に示すダブルウィッシュボーン
式サスペンション１０は、車両の右フロントに配置され
るものであり、これと左右対称に構成されたダブルウィ
ッシュボーン式サスペンションが、車両の左フロントに
配置される。図１において、車両前方向を矢印Ｆで、車
両後方向を矢印Ｒで表す。

【００１６】このダブルウィッシュボーン式サスペンシ
ョン１０は、従来のダブルウィッシュボーン式サスペン
ションと同様、車輪７０（図１では図示省略、図２及び
図３参照）を回転可能に支持するナックル１２を有して
いる。すなわち、ナックル１２の上下方向略中間部に
は、略円筒状のハブ１４が車両外側方向に突出されてお
り、このハブ１４からさらに車両外側方向に突出された
図示しないスピンドルに、車輪７０を構成するホイール
（図示省略）が取り付けられる。

【００１７】ナックル１２の下部には、車両後方且つ斜
め下方に向かって、ナックルアーム１６が突設されてい
る。ナックルアーム１６の先端に連結されたタイロッド
１８がステアリング操作でその長手方向に移動し、ナッ
クル１２が、後述するキングピン軸Ｋを中心として回転
する。これによって、ナックル１２に支持された車輪７
０が転舵される。

【００１８】ナックル１２の上端には、略Λ形をしたア
ッパアーム２０が取り付けられている。アッパアーム２
０の両端には、車両前後方向が軸方向とされた円筒状の
筒体２２が形成されている。この筒体２２の内部に、車
体から突設された突軸（図示省略）が挿入されて、アッ
パアーム２０が、この両端を基端２０Ａとして回転可能
に車体に軸支される。

【００１９】アッパアーム２０の中間部は回転の先端２
０Ｂとされて、キングピン軸Ｋ上に位置している。ジョ
イント２４によって、ナックル１２の上部が、キングピ
ン軸Ｋを中心として回転可能に、アッパアーム２０に軸
支されている。

【００２０】一方、ナックル１２の下端には、略Ｌ形を
したロアアーム２６が取り付けられている。ロアアーム
２６の基端２６Ａには、アッパアーム２０と同様、車両
前後方向が軸方向とされた円筒状の筒体２８が形成され
ている。この筒体２８の内部に車体から突設された突軸
（図示省略）が挿入されて、ロアアーム２６が回転可能
に、車体に軸支される。

【００２１】ロアアーム２６の先端２６Ｂは、ナックル
１２の下端から車両内側に向かって突設された支持片３
２に支持され、キングピン軸Ｋ上に位置している。この
基端２６Ｂのジョイント３０によって、ナックル１２の
下部が、キングピン軸Ｋを中心として回転可能に軸支さ
れている。そして、アッパアーム２０の先端２０Ｂのジ
ョイント２４と、ロアアーム２６の先端２６Ｂのジョイ
ント３０によって、ナックル１２の回転中心であるキン
グピン軸Ｋが構成されている。

【００２２】なお、キングピン軸Ｋは、図２に示すよう
に、鉛直線Ｊに対して所定のキングピン角αで、上部が
車両内側（図２左側）に傾いており、さらに、図３に示
すように、鉛直線Ｊに対して所定のキャスタ角βで、上
部が車両後方側に傾いている。

【００２３】ナックル１２の車体内側面の上下方向略中
央には、収容凹部３４が形成されており、この収容凹部
３４に、支持部材３６の基端３６Ａが収容されている。
支持部材３６は、略円筒状に形成された基端３６Ａから
先端３６Ｂに向かって次第に薄肉とされ、全体として楔
状に形成されている。基端３６Ａの内部には、ベアリン
グ（図示省略）が埋め込まれており、このベアリングに
よって回転可能に支持された軸体３８の上端及び下端
が、支持部材３６の上方及び下方に突出している。そし
て、軸体３８の突出部分が、収容凹部３４をさらに上方
及び下方に部分的に凹ませて形成された軸収容凹部４０
内で、キングピン軸Ｋ上に配置されて、回転不能に固定
されている。従って、支持部材３６は、キングピン軸Ｋ
上の軸体３８を中心として旋回可能に、ナックル１２に
軸支されている。

【００２４】支持部材３６の先端には、アブソーバ・コ
イルユニット４２の下端が支持されている。

【００２５】アブソーバ・コイルユニット４２は、車体
に取り付けられる略円板状のアッパサポート４４と、上
端がこのアッパサポート４４に取り付けられた圧縮コイ
ルスプリング４６、及び圧縮コイルスプリング４６の内
側に配設されて上側筒の上端がアッパサポート４４に取
り付けられたショックアブソーバ４８で構成されてい
る。圧縮コイルスプリング４６の下端には、略円環状の
ロアサポート５０が取り付けられており、このロアサポ
ート５０を介して、圧縮コイルスプリング４６の下端が
ショックアブソーバ４８の下側筒に固定されている。シ
ョックアブソーバ４８は、上側筒と下側筒の相対伸縮時
に、内部に収容された粘性流体の粘性によって、圧縮コ
イルスプリング４６の伸縮による振動を減衰させ、短時
間で急速にこの振動を収束させる。

【００２６】ショックアブソーバ４８の下端には、略逆
Ｕ字状のブラケット５２が取り付けられている。ブラケ
ット５２の対向する板片の間に支持部材３６の先端部分
が収容され、ショックアブソーバ４８が、車両前後方向
が長手方向とされたピン５４によって軸支されている。

【００２７】支持部材３６の略中間部からは、車両前方
側及び車両後方側へ向けて、一対の取付板５６が突設さ
れている。取付板５６には、略Ｖ字の板状に形成された
支持板５８の上端が、支持部材３６の車両前方側及び車
両後方側において取付板５６へ固定されている。また、
支持板５８は、吸収部材としての弾性体である、弾性変
形可能な金属（本実施の形態では板ばね）によって形成
されており、図２に示すように湾曲してその下端側が車
両幅方向に振れる。

【００２８】支持板５８の下端には、その板厚方向（車
両の幅方向）に沿って、ジョイント６０が取り付けられ
ている。このジョイント６０に、スタビライザ６２の一
端が軸支されている。

【００２９】スタビライザ６２は、弾性変形可能な棒状
の金属で形成されており、両端の近傍が車両前方側に向
かって略直角に折り曲げられて、この折り曲げ部の間の
部分が捩じり変形されるトーション部６４となってい
る。トーション部６４は、円筒状に形成されたブッシュ
６６に挿通されており、このブッシュ６６が取付具６８
によって車体に取り付けられている。これにより、スタ
ビライザ６２が車体に支持される。また、スタビライザ
６２の両端部６３は、図３に示すように、トーション部
６４の軸心６４Ａを中心とする円弧状の軌跡Ｔに沿って
移動する。

【００３０】スタビライザ６２の両端のそれぞれは、左
右の支持板５８の下端にジョイント６０で軸支されてお
り、これによって、左右のダブルウィッシュボーン式サ
スペンションが、スタビライザ６２によって連結されて
いる。そして、左右のダブルウィッシュボーン式サスペ
ンションの高さ（上下方向の位置）に差が生じると、ス
タビライザ６２の両端のおいても左右で高さ（上下方向
の位置）に差が生じるため、トーション部６４が捩じり
変形され、両端部６３が振れる。この弾性反力で、左右
のダブルウィッシュボーン式サスペンションはそれぞ
れ、高さの差を解消する方向に（すなわち、左右のダブ
ルウィッシュボーン式サスペンションのうち、相対的に
上方に移動したダブルウィッシュボーン式サスペンショ
ンは下方に、下方に移動したダブルウィッシュボーン式
サスペンションは上方に）付勢される。

【００３１】また、スタビライザ６２の先端が左右の支
持部材３６の下端にジョイント６０で軸支されているこ
とで、軸体３８を中心とする支持部材３６の回転が抵抗
を受け、回転角度が一定の範囲に制限される。

【００３２】次に、本実施の形態に係るダブルウィッシ
ュボーン式サスペンション１０の作用を説明する。

【００３３】乗員が図示しないステアリングホイールを
操作すると、ステアリング装置を介してタイロッド１８
がその長手方向に移動し、ナックル１２がキングピン軸
Ｋを中心として回転する。これにより、ナックル１２の
ハブ１４に取り付けられた車輪７０（図２及び図３参
照）が転舵される。左右の支持部材３６は、キングピン
軸Ｋを中心として旋回可能にナックル１２に取り付けら
れており、しかも、支持部材３６の略中間部に突設され
た支持板５８を介してスタビライザ６２で連結されてい
るので、ナックル１２が回転しても、支持部材３６は、
車体に対して相対的に回転することなく所定の位置を保
つ。支持部材３６に下端が支持されたショックアブソー
バ４８も転舵時に振れ回らないので、ショックアブソー
バ４８自体や、その上端のアッパサポート４４等に無理
な荷重が作用せず、必要以上に強度を高くしなくてもよ
い。

【００３４】路面上の凹凸の通過や、車体のロール等に
よって車輪７０が車体に対して上下に移動すると、図２
に示すように、車輪７０と共に、ナックル１２及び支持
部材３６が上下動する。このため、車輪７０の上下方向
の移動ストロークＳ１と、支持部材３６の上下方向の移
動ストロークＳ２とがほぼ等しくなる。すなわち、車輪
７０の上下方向の移動ストロークＳ１に対する、支持部
材３６の上下方向の移動ストロークＳ２の比が、ほぼ１
になる。このため、支持部材３６に支持されたショック
アブソーバ４８の下端の移動ストロークも、車輪７０の
上下方向の移動ストロークとほぼ同じになる。これによ
り、ショックアブソーバ４８を上下に十分に移動させ
て、圧縮コイルスプリング４６の振動エネルギーを効果
的に吸収することができる。

【００３５】また、キングピン軸Ｋは、図２に一点鎖線
で示すように所定のキングピン角αに設定されて、その
上側が車両内側に傾いている。そして、図２に二点鎖線
で示すように、車輪７０の上方への移動（バウンド）に
伴い、キングピン軸Ｋはさらに車体内側に僅かずつ傾き
ながら上方に移動する。このため、支持部材３６はキン
グピン軸Ｋに沿って上方へ移動すると共に、車両内側に
も移動する。支持部材３６に取り付けられた支持板５８
の上端も、車輪７０の上下動に伴って、車幅方向（図２
左右方向）に移動する（距離Ｌ１）。

【００３６】一方、スタビライザ６２は、トーション部
６４の取付具６８によって車体に直接取り付けられてい
るため、車輪７０が上方へ移動すると、トーション部６
４が捩じられて先端部６３が上方に振られ、スタビライ
ザ６２の先端が、図２に二点鎖線で示すように上方に移
動する。しかし、スタビライザ６２の先端は、車幅方向
（図２左右方向）にはほとんど移動しない。このため、
スタビライザ６２の先端が軸支された支持板５８の下端
も、車輪７０の上方への移動で車幅方向（図２左右方
向）にはほとんど移動しない。従って、支持板５８の上
端と下端とでは、車幅方向の位置に相対的な変位差Ｌ１
が生じる。しかし、支持板５８は弾性変形可能な金属に
よって形成されているので、支持板５８が湾曲してその
上端が車体外側（図２右側）に向かって移動する。これ
により、支持板５８の上端と下端との車幅方向の変位差
Ｌ１が吸収され、ナックル１２はスムーズに上方へ移動
する。

【００３７】同様に、車輪７０が下方へ移動した場合
（リバウンド）にも、支持板５８の上端と下端とでは、
車幅方向の位置に相対的な変位差が生じるが、支持板５
８が湾曲することでこの変位差が吸収され、ナックル１
２はスムーズに下方へ移動する。

【００３８】キングピン軸Ｋは、図３に二点鎖線で示す
ように所定のキャスタ角βに設定されて、その上側が車
両後方側に傾いている。そして、バウンドによって、キ
ングピン軸Ｋは車体後方側に僅かずつさらに傾きながら
上方へ移動する。このため、車輪７０の上方への移動
で、キングピン軸Ｋと鉛直線Ｊとの成す角が徐々に大き
くなりつつ、支持板５８が上方に移動する。一方、スタ
ビライザ６２の先端は、スタビライザ６２のトーション
部６４が捩じられることで、トーション部６４の軸心６
４Ｃ（図３参照）を回転中心とする円弧状の軌跡Ｔに沿
って移動する。このため、支持板５８の下端の位置と、
スタビライザ６２の先端の位置との間に、車両前後方向
の相対的は変位差Ｌ３が生じる。しかし、支持部材３６
が軸体３８を中心として回転することで、支持板５８の
位置が車両前後方向に移動し、変位差Ｌ３が吸収され
る。

【００３９】なお、上記説明においては、圧縮コイルス
プリング４６の下端がショックアブソーバ４８に支持さ
れているアブソーバ・コイル・ユニット４２を例として
説明したが、アブソーバ・コイル・ユニット４２の構造
はこれに限られない。たとえば、圧縮コイルスプリング
４６の下端がショックアブソーバ４８に固定されず、支
持部材３６に直接支持されていてもよい。

【００４０】また、支持部材としても、上記したものに
限られず、ほぼキングピン軸Ｋを中心として回転可能に
ナックル１２に軸支され、ショックアブソーバ４８を支
持できるものであればよい。例えば、ナックル１２に軸
受けを設け、この軸受けに、支持部材と一体成形された
軸を支持させてもよい。同様に、吸収部材としても、支
持部材とスタビライザとの車両幅方向への相対的な変位
差を吸収できるものであればよく、例えば、ばねやゴム
等の弾性体であってもよい。

【００４１】また、上記説明では、車両の右フロントに
配置されるダブルウィッシュボーン式サスペンション１
０を例として挙げたが、当然のことながら、これと対称
に構成したダブルウィッシュボーン式サスペンションが
車両の左フロントに配置される。また、本発明のダブル
ウィッシュボーン式サスペンションを車両の右リヤ及び
左リヤに配置してもよい。特に、後輪も転舵されるタイ
プの車両では、ナックル１２がキングピン軸Ｋを中心と
して回転しても、支持部材３６が振れ回らない。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の発明では、車輪を回転可能に
支持するナックルと、基端が車体へ軸支され、先端が前
記ナックルの上部を軸支するアッパアームと、基端が車
体へ軸支され、先端が前記ナックルの下部を軸支するロ
アアームと、上端が車体へ支持されたショックアブソー
バと、前記ナックルへほぼキングピン軸を中心に旋回可
能に軸支され、前記ショックアブソーバの下端を支持す
る支持部材と、この支持部材のキングピン軸回りの旋回
を制限するスタビライザと、を有するので、支持部材
は、車輪の上下スロトークと同じ量だけ、上下に移動す
る。このため、支持部材に支持されたショックアブソー
バの下端も、車輪の上下スロトークと同じ量だけ上下に
移動できる。また、支持部材は、ナックルへキングピン
軸を中心に旋回可能に軸支され、スタビライザによって
この旋回が制限されるので、車輪の転舵時には旋回せ
ず、ナックル及び車輪のみが回転する。

【００４３】請求項２の発明では、前記支持部材と前記
スタビライザとの間に、前記車体の幅方向へ弾性変形す
る吸収部材が介在されているので、支持部材とスタビラ
イザとの間に、車幅方向の相対的な変位差が生じても、
この変位差が吸収部材により吸収される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るダブルウィッシュ
ボーン式サスペンションの斜視図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係るダブルウィッシュ
ボーン式サスペンションを車両後方側から視た概略構成
図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るダブルウィッシュ
ボーン式サスペンションを車両内側から視た概略構成図
である。

【図４】従来のダブルウィッシュボーン式サスペンショ
ンの斜視図である。

【図５】従来のダブルウィッシュボーン式サスペンショ
ンの正面図である。

【符号の説明】

１０ダブルウィッシュボーン式サスペンション１２ナックル２０アッパアーム２６ロアアーム３６支持部材４８ショックアブソーバ５８支持片（吸収部材）６２スタビライザ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車輪を回転可能に支持するナックルと、基端が車体へ軸支され、先端が前記ナックルの上部を軸
支するアッパアームと、基端が車体へ軸支され、先端が前記ナックルの下部を軸
支するロアアームと、上端が車体へ支持されたショックアブソーバと、前記ナックルへほぼキングピン軸を中心に旋回可能に軸
支され、前記ショックアブソーバの下端を支持する支持
部材と、この支持部材のキングピン軸回りの旋回を制限するスタ
ビライザと、を有することを特徴とするダブルウィッシュボーン式サ
スペンション。
【請求項２】前記支持部材と前記スタビライザとの間
に、支持部材とスタビライザとの車両幅方向への相対的
な変位差を吸収する吸収部材が介在されていることを特
徴とする請求項１に記載のダブルウィッシュボーン式サ
スペンション。