JP2008308098A - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 路面の凹凸から入力される衝撃的な荷重が、サスペンションアームを能動的に上下動させるアクチュエータの耐久性に悪影響を及ぼさないようにする。
【解決手段】 アクチュエータ２７の出力回転軸を連結アーム２４を介してサスペンションアームに連結し、出力回転軸の駆動力でサスペンションアームを上下動させるものにおいて、アクチュエータ２７を出力回転軸の軸線Ｌ方向および軸線Ｌ直角方向に移動し得るように弾性支持部材３３を介して取付ブラケット２９にフローティング支持したので、路面から入力される衝撃的な荷重を弾性支持部材３３で緩衝してアクチュエータ２７に直接伝達されないようにし、アクチュエータ２７の耐久性を高めることができる。このとき、連結アーム２４のトーション部２４ａが捩じれ変形することで、弾性支持部材３３の弾性変形による緩衝作用と相まって、アクチュエータ２７の耐久性を一層高めることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車輪を懸架するサスペンションアームと車体に支持したアクチュエータの出力回転軸とを連結アームを介して連結し、前記出力回転軸の駆動力で前記連結アームを介して前記サスペンションアームを上下動させる車両用サスペンション装置に関する。

モータの回転を遊星歯車機構で減速するアクチュエータの出力軸に駆動アームを固定し、駆動アームの先端とサスペンションアームとをリンクで連結し、アクチュエータの駆動力でサスペンションアームを積極的に上下動させて車両の乗り心地性能や操縦安定性能を高めるものが，下記特許文献１により公知である。
特開２００１−３２８４１４号公報

ところで、上記従来のものは、路面の凹凸から車輪を介して入力される衝撃的な荷重がアクチュエータに伝達されるのを防止すべく、前記リンクの一端をアクチュエータの駆動アームに連結する連結部と、前記リンクの他端をサスペンションアームに連結する連結部とに弾性部材を介在させている。

しかしながら、リンクの両端に弾性部材を介在させるだけでは、衝撃的な荷重からアクチュエータを完全に保護することは困難であり、衝撃吸収性能を高めるべく前記弾性部材を大型化すると、サスペンション装置に前記リンクをレイアウトするスペースを確保するのが困難になるという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、路面の凹凸から入力される衝撃的な荷重が、サスペンションアームを能動的に上下動させるアクチュエータの耐久性に悪影響を及ぼさないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車輪を懸架するサスペンションアームと車体に支持したアクチュエータの出力回転軸とを連結アームを介して連結し、前記出力回転軸の駆動力で前記連結アームを介して前記サスペンションアームを上下動させる車両用サスペンション装置において、前記アクチュエータは、その出力回転軸の軸線方向および軸線直角方向に移動し得るように、弾性支持部材を介して車体にフローティング支持されることを特徴とする車両用サスペンション装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記アクチュエータは、前記出力回転軸まわりの回転を規制すべく、弾性回り止め部材を介して車体に連結されることを特徴とする車両用サスペンション装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記連結アームは、車体前後方向に延びるアーム部と車幅方向に延びるトーション部とを一体に備えて略Ｌ字状に形成され、前記アーム部の先端が前記サスペンションアームに連結されるとともに、前記トーション部の先端が前記アクチュエータの出力回転軸に連結されることを特徴とする車両用サスペンション装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記アクチュエータの出力回転軸は車幅方向に配置されて前記トーション部の先端に同軸に連結されることを特徴とする車両用サスペンション装置が提案される。

尚、実施の形態の第１ロアアーム１４は本発明のサスペンションアームに対応し、実施の形態のゴムブッシュジョイント３０は本発明の弾性回り止め部材に対応する。

請求項１の構成によれば、アクチュエータの出力回転軸を連結アームを介してサスペンションアームに連結し、出力回転軸の駆動力でサスペンションアームを上下動させるものにおいて、アクチュエータを出力回転軸の軸線方向および軸線直角方向に移動し得るように弾性支持部材を介して車体にフローティング支持したので、路面から入力される衝撃的な荷重を弾性支持部材で緩衝してアクチュエータに直接伝達されないようにし、アクチュエータの耐久性を高めることができる。

また請求項２の構成によれば、アクチュエータを弾性回り止め部材を介して車体に連結したので、アクチュエータが自己の出力回転軸まわりに回転しないように拘束しながら、路面からの衝撃的な荷重がアクチュエータに伝達されるのを弾性回り止め部材の緩衝作用で阻止することができる。

また請求項３の構成によれば、車体前後方向に延びるアーム部と車幅方向に延びるトーション部とを一体に備えて略Ｌ字状に形成された連結アームは、アーム部の先端がサスペンションアームに連結され、トーション部の先端がアクチュエータの出力回転軸に連結されるので、アクチュエータを駆動することで連結アームのトーション部を捩じり、アーム部を上下揺動させてサスペンションアームを上下動させることができる。またトーション部が捩じれ変形することで、路面から入力される衝撃的な荷重がアクチュエータに直接伝達されないように緩衝し、弾性支持部材の弾性変形による緩衝作用と相まって、アクチュエータの耐久性を高めることができる。

また請求項４の構成によれば、アクチュエータの出力回転軸を車幅方向に配置して連結アームのトーション部の先端に同軸に連結したので、アクチュエータの駆動力を連結アームに効率良く伝達できるたけでなく、既存のスタビライザーを配置するスペースを利用して連結アームおよびアクチュエータをコンパクトに配置することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図７は本発明の実施の形態を示すもので、図１は車両用サスペンション装置の斜視図、図２は図１の２方向矢視図、図３は図１の３−３線矢視図、図４は図１の４部分解斜視図、図５は図３の５−５線断面図、図６は図３の６−６線断面図、図７は図３の７部拡大図大図である。

図１および図２に示すように、自動車のサスペンション装置は、車輪Ｗを回転自在に支持するナックル１１を備えており、ナックル１１の上部がＡ型のアッパーアーム１２の車幅方向外端にボールジョイント１３を介して枢支されるとともに、ナックル１１の下部がＩ型の第１ロアアーム１４の車幅方向外端にボールジョイント１５を介して枢支され、ナックル１１の下部がＩ型の第２ロアアーム１６の車幅方向外端にゴムブッシュジョイント１７を介して弾性支持される。またナックル１１の上部に油圧ダンパー１８の下端がゴムブッシュジョイント１９を介して弾性支持され、この油圧ダンパー１８と分離されたコイルスプリング２０の下端が第１ロアアーム１４の中間部に設けたばね座１４ａの上面に支持される。そしてアッパーアーム１２の車幅方向内端と、第１ロアアーム１４の車幅方向内端と、第２ロアアーム１６の車幅方向内端とが、それぞれゴムブッシュジョイント２１，２１；２２；２３を介して車体Ｂに弾性支持される。更に、ラテラルリンク３６の両端がゴムブッシュジョイント３７，３８を介してナックル１１の前部と車体Ｂとに連結される。

棒材をＬ字状に屈曲させた連結アーム２４は、車幅方向に延びるトーション部２４ａと、トーション部２４ａの車幅方向外端から車体前方に延びるアーム部２４ｂとを備える。第１ロアアーム１４の車幅方向外端寄りの位置にゴムブッシュジョイント３９を介してリンク４０の下端が連結されており、このリンク４０の上端と連結アーム２４のアーム部２４ｂの前端とがボールジョイント４１で連結される。連結アーム２４のトーション部２４ａの車幅方向外端は車体Ｂに軸受部２６を介して支持され、トーション部２４ａの車幅方向内端は車体Ｂに支持したアクチュエータ２７に連結される。

図３および図５に示すように、前記軸受部２６は、連結アーム２４のトーション部２４ａの外周に嵌合するゴムブッシュ４２と、ゴムブッシュ４２を車体Ｂとの間に挟んで固定すべく、２本のボルト４３，４３で車体Ｂに固定される取付ブラケット４４とで構成される。連結アーム２４のトーション部２４ａは、ゴムブッシュ４２に対してスリップすることで捩じれ変形可能である。

図１〜図４、図６および図７に示すように、アクチュエータ２７は軸線Ｌを有する概ね円筒状の部材であって、その内部に電動モータおよび減速機を内蔵しており、減速機の出力回転軸２７ａ（図３参照）が軸線Ｌ方向に延びている。アクチュエータ２７の外周面には２本の環状溝２７ｂ，２７ｂが形成されており、かつ対を成す２枚の板状の取付板２７ｃ…の二対が略１８０°の位相差を持って径方向外向きに突設する。

一方、車体Ｂにボルト２８…で固定される取付ブラケット２９は、板状の取付部２９ａと、取付部２９ａから突出する部分円弧状のアクチュエータ支持部２９ｂと、ゴムブッシュジョイント３０，３０を支持する２個のゴムブッシュジョイント支持部２９ｃ，２９ｃとを備えており、アクチュエータ支持部２９ｂの一対の端面には、部分円弧状のホルダ３１の両端が２本のボルト３２，３２で固定可能である。

アクチュエータ２７の外周面に形成した環状溝２７ｂ，２７ｂと、取付ブラケット２９のアクチュエータ支持部２９ｂの内面に形成した円弧溝２９ｄとの間に、環状に形成されたゴム製の弾性支持部材３３が配置される。従って、弾性支持部材３３を環状溝２７ｂ，２７ｂに装着したアクチュエータ２７を、アクチュエータ支持部２９ｂの円弧溝２９ｄおよびホルダ３１間に挟んで２本のボルト３２，３２で締結することで、アクチュエータ２７は取付ブラケット２９に弾性支持部材３３を介して、軸線Ｌ方向および軸線Ｌに対して直交する方向（径方向）にフローティング支持されることになる。尚、アクチュエータ２７の環状溝２７ｂ，２７ｂおよび取付ブラケット２９の円弧溝２９ｄの作用で、弾性支持部材３３が位置ずれしたり脱落したりするのを、確実に防止することができる。

また取付ブラケット２９の２個のゴムブッシュジョイント支持部２９ｃ，２９にゴムブッシュジョイント３０，３０の外筒を圧入し、アクチュエータ２７の二対の取付板２７ｃ…間にゴムブッシュジョイント３０，３０を挟み、取付板２７ｃ…およびゴムブッシュジョイント３０，３０の内筒を貫通する２本のボルト３４，３４にナット３５，３５が締結される。これら２個のゴムブッシュ３０，３０によりアクチュエータ２７が軸線Ｌまわりに回転するのを防止しながら、アクチュエータ２７を取付ブラケット２９にフローティング支持することができる。

このように、連結アーム２４のトーション部２４ａとアクチュエータ２７の出力回転軸２７ａとが軸線Ｌ上で同軸に直結されるので、アクチュエータ２７から連結アーム２４への駆動力の伝達効率が向上する。また左右のアクチュエータ２７，２７は軸線Ｌ上に同軸にかつ背中合わせに配置されており、従って左右の連結アーム２４，２４および左右のアクチュエータ２７，２７を、通常のスタビライザーが配置される空間にコンパクトに配置可能である。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。

アクチュエータ２７を駆動すると、その出力回転軸２７ａに同軸に直結された連結アーム２４のトーション部２４ａが捩じられ、軸受部２６を支点としてアーム部２４ｂが上下揺動し、その先端にリンク４０を介して連結された第１ロアアーム１４が上下揺動することで、ナックル１１を介して車輪Ｗを任意に上下動させることができる。

従って、左右のアクチュエータ２７，２７を駆動して左右の車輪Ｗ，Ｗを同位相で上下動させれば、車体のローリングを抑制する機能、つまりスタビライザーの機能を発揮させて乗り心地を高めることができる。また車両の旋回時に、旋回外輪のアクチュエータ２７を一方向に駆動して車輪を下降させ、旋回内輪のアクチュエータ２７を他方向に駆動して車輪を上昇させれば、遠心力による車体の旋回方向外側への倒れを抑制して操縦安定性を高めることができる。

ところで、車輪Ｗが路面の凹凸に乗り上げたような場合に、車輪Ｗからナックル１１、第１ロアアーム１４、リンク４０および連結アーム２４を介してアクチュエータ２７に衝撃的な荷重が入力され、アクチュエータ２７の減速機や電動モータの耐久性に悪影響を及ぼす可能性がある。

しかしながら、本実施の形態によれば、前記荷重が連結アーム２４を介して伝達される際に、そのトーション部２４ａが捩じれ変形することで、アクチュエータ２７に大きな荷重が入力するのを防止することができる。しかも、アクチュエータ２７は弾性支持部材３３を介して取付ブラケット２９に軸線Ｌ方向および軸線Ｌに直交する方向に移動可能にフローティング支持されているため、前記荷重を弾性支持部材３３の弾性変形により吸収し、アクチュエータ２７の耐久性を一層高めるとともに、アクチュエータ２７の作動音が車体Ｂに伝達されるのを弾性支持部材３３により抑制し、車室の静粛性を高めることができる。

またアクチュエータ２７の出力回転軸２７ａを回転駆動すると、その反力でアクチュエータ２７は自己の軸線Ｌまわりに回転しようとするが、一対のゴムブッシュジョイント３０，３０でアクチュエータ２７の回転を規制しているので、アクチュエータ２７自体が回転して作動応答性に悪影響が出るのを防止することができる。

また連結アーム２４のトーション部２４ａのばねは懸架ばねとしての機能も発揮するが、そのトーション部２４ａのばね定数に加えて、弾性支持部材３３のばね定数や減衰をチューニングすることで、サスペンション装置のばね特性や減衰特性の調整幅を拡大することができる。特に、アクチュエータ２７の位置を車幅方向に移動させるだけで、連結アーム２４のトーション部２４ａの長さを容易に変更してばね定数をチューニングすることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例ではサスペンションアームとして第１ロアアーム１４を例示したが、本発明は他の任意のサスペンションアームに対して適用することができる。

車両用サスペンション装置の斜視図 図１の２方向矢視図 図１の３−３線矢視図 図１の４部分解斜視図 図３の５−５線断面図 図３の６−６線断面図 図３の７部拡大図

符号の説明

１４ 第１ロアアーム（サスペンションアーム）
２４ 連結アーム
２４ａ トーション部
２４ｂ アーム部
２７ アクチュエータ
２７ａ 出力回転軸
３０ ゴムブッシュジョイント（弾性回り止め部材）
３３ 弾性支持部材
Ｂ 車体
Ｌ 軸線
Ｗ 車輪

Claims (4)

1. 車輪（Ｗ）を懸架するサスペンションアーム（１４）と車体（Ｂ）に支持したアクチュエータ（２７）の出力回転軸（２７ａ）とを連結アーム（２４）を介して連結し、前記出力回転軸（２７ａ）の駆動力で前記連結アーム（２４）を介して前記サスペンションアーム（１４）を上下動させる車両用サスペンション装置において、
   前記アクチュエータ（２７）は、その出力回転軸（２７ａ）の軸線（Ｌ）方向および軸線（Ｌ）直角方向に移動し得るように、弾性支持部材（３３）を介して車体（Ｂ）にフローティング支持されることを特徴とする車両用サスペンション装置。
2. 前記アクチュエータ（２７）は、前記出力回転軸（２７ａ）まわりの回転を規制すべく、弾性回り止め部材（３０）を介して車体（Ｂ）に連結されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用サスペンション装置。
3. 前記連結アーム（２４）は、車体前後方向に延びるアーム部（２４ｂ）と車幅方向に延びるトーション部（２４ａ）とを一体に備えて略Ｌ字状に形成され、前記アーム部（２４ｂ）の先端が前記サスペンションアーム（１４）に連結されるとともに、前記トーション部（２４ａ）の先端が前記アクチュエータ（２７）の出力回転軸（２７ａ）に連結されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の車両用サスペンション装置。
4. 前記アクチュエータ（２７）の出力回転軸（２７ａ）は車幅方向に配置されて前記トーション部（２４ａ）の先端に同軸に連結されることを特徴とする、請求項３に記載の車両用サスペンション装置。

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