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Patent Searching and Data


Title:
SUSPENSION FOR STEERABLE WHEEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/004820
Kind Code:
A1
Abstract:
[PROBLEMS] A double jointed suspension for steerable wheels reduces steering torque. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] A ball joint unit (21) includes a stud bracket (23) having a substantially rectangular prism shape, a first ball joint (24) provided on the upper face of the stud bracket (23), and a second ball joint (25) provided on the lower face of the stud bracket (23). The first and second stud ball joints (24, 25) are arranged to be upright on the stud bracket (23) at an angular interval of 180 degrees and to be positioned, in a plan view, at a relatively small interval (L) on the stud bracket (23). The stud bracket (23) is constructedfrom a bracket body (31) having substantially rectangular prism shape and from ball studs (32) respectively projecting from the upper and lower surfaces of the bracket body (31).

Inventors:
KUROSU NORIKAZU (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/001775
Publication Date:
January 08, 2009
Filing Date:
July 03, 2008
Export Citation:
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Assignee:
HONDA MOTOR CO LTD (JP)
KUROSU NORIKAZU (JP)
International Classes:
B60G7/02; B60G3/20; B60G3/28; B60G7/00; B62D7/18
Foreign References:
JPH054403Y21993-02-03
JPH04237611A1992-08-26
DE102005035913A12007-02-08
FR2299982A11976-09-03
JP2005247043A2005-09-15
JP2003182331A2003-07-03
JPH054403Y21993-02-03
JP2005247043A2005-09-15
Other References:
See also references of EP 2163411A4
Attorney, Agent or Firm:
OSHIMA, Yoichi (2-20 Kanda-Jimbocho Chiyoda-ku, Tokyo 51, JP)
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Claims:
 ホイールを回動自在に支持するとともに、仮想キングピン軸を中心に旋回するナックルと、
 一端が車体側部材に連結され、他端が第1ボールジョイントを介して前記ナックルの上部または下部に連結され、前記ナックルを前記車体側部材に揺動支持させる第1アームと、
 一端が車体側部材に連結され、他端が第2ボールジョイントを介して前記ナックルの第1ボールジョイントと近接する部位に連結され、前記第1アームと協働して前記ナックルを前記車体側部材に揺動支持させる第2アームと
を有するダブルジョイント式の操舵車輪用サスペンションであって、
 前記ナックルには、前記第1ボールジョイント側のボールスタッドと前記第2ボールジョイント側のボールスタッドとを保持するスタッドブラケットが設けられたことを特徴とする操舵車輪用サスペンション。
 前記第1ボールジョイント側のボールスタッドと、前記第2ボールジョイント側のボールスタッドとは、互いに異なる角度をもって前記スタッドブラケットに立設されたことを特徴とする、請求項1に記載された操舵車輪用サスペンション。
 前記スタッドブラケットが前記ナックルに締結され、
 当該スタッドブラケットには、前記第1ボールジョイント側のボールスタッドと、前記第2ボールジョイント側のボールスタッドとが一体に形成されたことを特徴とする、請求項1に記載された操舵車輪用サスペンション。
 前記スタッドブラケットが前記ナックルと一体に形成され、
 当該スタッドブラケットには、前記第1ボールジョイント側のボールスタッドと、前記第2ボールジョイント側のボールスタッドとが一体に形成されたことを特徴とする、請求項1に記載された操舵車輪用サスペンション。
 前記スタッドブラケットには、前記第1ボールジョイント側のボールスタッドが上部に立設され、前記第2ボールジョイント側のボールスタッドが下部に立設されたことを特徴とする、請求項1に記載された操舵車輪用サスペンション。
 前記第1および第2ボールジョイントは、前記ボールスタッドの端部に形成された球状部と、当該球状部をボールシートを介して揺動自在に保持するスリーブとを有し、
 前記第1アームと前記第2アームとの少なくとも一方の端部が前記スリーブを兼ねることを特徴とする、請求項1に記載された操舵車輪用サスペンション。
Description:
操舵車輪用サスペンション

 本発明は、ナックルに一対のロアアーム 連結されたダブルジョイント式の操舵車輪 サスペンションに係り、詳しくは転舵トル の低減等を実現する技術に関する。

 自動車の操舵車輪用サスペンションは、 イールを回動自在に支持するとともにステ リングギヤによって駆動されるナックルの 、車体側部材とナックルとを連結する各種 アームやリンク類(以下、アームに代表させ る)、路面からの入力を緩衝するスプリング 車輪の上下振動を減衰するダンパ等から構 されている。操舵輪用サスペンションとし は、マクファーソンストラット式、ダブル イッシュボーン式等、種々の形式が存在す が、キングピン軸の設定自由度を向上させ ことができるダブルジョイント方式のもの( 下、ダブルジョイントサスペンションと記 )が種々開発されている(特許文献1,2参照)。

 ダブルジョイントサスペンションは、マク ァーソンストラット式やダブルウイッシュ ーン式におけるアッパアームやロアアーム( いわゆる、Aアーム)の少なくとも一方を2分割 したものであり、第1ボールジョイントを介 てナックルに連結された第1アームと、第2ボ ールジョイントを介してナックルに連結され た第2アームとを有している。ダブルジョイ トサスペンションでは、第1アームの延長線 第2アームの延長線との交差部位を仮想キン グピン軸の瞬間中心が通ることになるため、 キングピン角を通常のものより傾けることで キングピンオフセット(ホイールセンタオフ ット)を小さくし、外乱感受性やトルクステ の低減、操舵フィーリングの向上等を図る とができる。なお、ダブルジョイントサス ンション用のボールジョイントは、通常、 状部と軸部とを有するボールスタッドと、 ールスタッドの球状部に外嵌するソケット 、ボールスタッドの軸部に形成されたねじ に螺合するナット(あるいは、ロックナット )等から構成されており、ボールスタッドの 部がナックルの上面または下面に締結され ものが一般的である。

特開昭63-232010号公報

特開平5-278420号公報

 上述したダブルジョイントサスペンショ では、第1ボールジョイントと第2ボールジ イントとがナックルの同一面(上面または下 )に取り付けられるため、転舵時におけるホ イールの振れ回りが通常のサスペンションに 較べて大きくなり、据え切り等の転舵時にお けるタイヤの引摺抵抗やホイールの持ち上げ トルクが増大し、大きな転舵トルク(すなわ 、ステアリングギヤによるナックルの駆動 )が要求される。

 この傾向は両ボールジョイントの間隔が きくなるほど顕著となるため、ダブルジョ ントサスペンションの設計にあたっては、 1ボールジョイントと第2ボールジョイント の間隔を小さくすることが望ましい。とこ が、第1ボールジョイントと第2ボールジョイ ントとをナックルの同一面にそれぞれ取り付 ける場合、両ボールジョイント間の干渉を防 止するための間隙を設けることや、ボールス タッド締結用の駆動工具を挿入するスペース を確保することが必要となるため、第1ボー ジョイントと第2ボールジョイントとの間隔 ある程度大きくせざるを得ず、ステアリン システムの大型化や大出力化等を余儀なく れていた。

 本発明は、このような背景に鑑みなされ もので、転舵トルクの低減等を実現したダ ルジョイント式の操舵車輪用サスペンショ を提供することを目的とする。

 上記課題を解決するために、第1の発明は 、ホイールを回動自在に支持するとともに、 仮想キングピン軸を中心に旋回するナックル と、一端が車体側部材に連結され、他端が第 1ボールジョイントを介して前記ナックルの 部または下部に連結され、前記ナックルを 記車体側部材に揺動支持させる第1アームと 一端が車体側部材に連結され、他端が第2ボ ールジョイントを介して前記ナックルの第1 ールジョイントと近接する部位に連結され 前記第1アームと協働して前記ナックルを前 車体側部材に揺動支持させる第2アームとを 有するダブルジョイント式の操舵車輪用サス ペンションであって、前記ナックルには、前 記第1ボールジョイント側のボールスタッド 前記第2ボールジョイント側のボールスタッ とを保持するスタッドブラケットが設けら たことを特徴とする。

 また、第2の発明は、第1の発明に記載さ た操舵車輪用サスペンションにおいて、前 第1ボールジョイント側のボールスタッドと 前記第2ボールジョイント側のボールスタッ ドとは、互いに異なる角度をもって前記スタ ッドブラケットに立設されたことを特徴とす る。

 また、第3の発明は、第1の発明に記載さ た操舵車輪用サスペンションにおいて、前 スタッドブラケットが前記ナックルに締結 れ、当該スタッドブラケットには、前記第1 ールジョイント側のボールスタッドと、前 第2ボールジョイント側のボールスタッドと が一体に形成されたことを特徴とする。

 また、第4の発明は、第1の発明に記載さ た操舵車輪用サスペンションにおいて、前 スタッドブラケットが前記ナックルと一体 形成され、当該スタッドブラケットには、 記第1ボールジョイント側のボールスタッド 、前記第2ボールジョイント側のボールスタ ッドとが一体に形成されたことを特徴とする 。

 また、第5の発明は、第1の発明に記載さ た操舵車輪用サスペンションにおいて、前 スタッドブラケットには、前記第1ボールジ イント側のボールスタッドが上部に立設さ 、前記第2ボールジョイント側のボールスタ ッドが下部に立設されたことを特徴とする。

 また、第6の発明は、第1の発明に記載さ た操舵車輪用サスペンションにおいて、前 第1および第2ボールジョイントは、前記ボー ルスタッドの端部に形成された球状部と、当 該球状部をボールシートを介して揺動自在に 保持するスリーブとを有し、前記第1アーム 前記第2アームとの少なくとも一方の端部が 記スリーブを兼ねることを特徴とする。

 第1の発明によれば、第1ボールジョイン と第2ボールジョイントとの間隔を比較的自 に設定できるようになるため、転舵時にお るホイールの振れ回りを小さくすることが き、ステアリングシステムの大型化や大出 化等を抑制することができる。また、第2の 発明によれば、第1ボールジョイントと第2ボ ルジョイントとを実際の距離を小さくする となく平面視で近接させることができるた 、転舵時におけるホイールの振れ回りをよ 小さくすることができる。また、第3の発明 によれば、ナックルを強度が比較的低いアル ミニウム合金等で製造することができる他、 ボールスタッドの切削や研削加工が容易とな り、更に、第1,第2アームとスタッドブラケッ トとをサブアッセンブリ化することによって 組立作業の容易化も実現できる。また、第4 発明によれば、サスペンションの構成部品 数や組立工数が更に低減され、コストダウ を実現することができる。また、第5の発明 よれば、転舵時におけるホイールの振れ回 を小さくすべく、例えば、第1ボールジョイ ントと第2ボールジョイントとを平面視で一 ラップするまで接近させることができる。 た、第6の発明によれば、ロアアームの端部 ボールジョイントのスリーブを兼ねるため 部品点数や組立工数の低減を図ることがで る。

 以下、図面を参照して、本発明を適用し 自動車用フロントサスペンションの実施形 とその一部変形例とを詳細に説明する。

[実施形態]
 図1は実施形態に係るフロントサスペンショ ンを示す斜視図であり、図2は実施形態に係 ナックルおよびロアアームの分解斜視図で り、図3は実施形態に係るボールジョイント ニットを示す側面図であり、図4は図3中のIV 部拡大縦断面図である。

≪実施形態の構成≫
<フロントサスペンション>
 図1に示すように、本実施形態のフロントサ スペンション(操舵車輪用サスペンション)1は 、ダブルウイッシュボーン式を基本とするイ ンホイール型のダブルジョイントサスペンシ ョンであり、ホイール2を回転自在に支持す アルミニウム合金ダイキャスト成形品のナ クル3と、ナックル3の上部と図示しないホイ ールハウス(車体側部材)とを連結するアッパ ーム4と、ナックル3の下部とフロントサス ンションメンバ(車体側部材)5とを連結する 1,第2ロアアーム6,7と、第2ロアアーム7とホイ ールハウスとの間に介装されたダンパ8と、 ンパ8の上部に取り付けられたスプリング9と を主要構成要素としている。

 ナックル3にはステアリングギヤ10のタイ ッド10aが連結しており、運転者によるステ リングホイールの操舵に応じてナックル3が 仮想キングピン軸Pk回りに回転する。仮想キ グピン軸Pkは、その下方の瞬間中心が第1ロ アーム6の延長線と第2ロアアーム7の延長線 の交差部位を通る。そのため、本実施形態 フロントサスペンション1では、仮想キング ピン軸Pkと路面との交点とホイール2の中心と のずれ(キングピンオフセット)が通常のサス ンションに較べて有意に小さくなっている なお、ナックル3にはハブベアリング(図示 ず)を介してハブ11が保持されており、この ブ11にドライブシャフト12が連結されている

<ボールジョイントユニット>
 図2に示すように、ナックル3の下面41には、 ナックル3と別体のボールジョイントユニッ 21が2本のボルト22によって締結されている。 図3に示すように、ボールジョイントユニッ 21は、略直方体形状のスタッドブラケット23 、スタッドブラケット23の上面に設けられ 第1ボールジョイント24と、スタッドブラケ ト23の下面に設けられた第2ボールジョイン 25とから構成されている。

 本実施形態の場合、第1ボールジョイント 24と第2ボールジョイント25とは、180°の角度 隔をもって(すなわち、スタッドブラケット2 3の上下に)、かつ、平面視において比較的短 間隔Lでスタッドブラケット23に立設されて る。なお、第1,第2ロアアーム6,7とボールジ イントユニット21とはサブアセンブリとし 組立ラインに供給され、サブアセンブリ状 では、第1ボールジョイント24が第1ロアアー 6の端部に形成された保持筒部6aに圧入され 第2ボールジョイント25が第2ロアアーム7の 部に形成された保持筒部7aに圧入されている 。本実施形態の場合、ナックル3の下部には 部40が形成されており、第1ボールジョイン 24は、第1ロアアーム6の保持筒部6aと伴にこ 凹部40に収容されている。

<スタッドブラケット>
 スタッドブラケット23は、鋼材を素材とす 一体物の鍛造/切削加工品であり、図3,図4に すように、略直方体形状のブラケット本体3 1と、ブラケット本体31の上下面にそれぞれ突 設されたボールスタッド32とから構成されて る。ボールスタッド32は、球状部32aと軸部32 bとを有しており、球状部32aにはソケット33が 外嵌している。ソケット33は、鋼管製のスリ ブ34と、スリーブ34の先端側に一体化された エンドプレート35と、スリーブ34およびエン プレート35に保持された含油樹脂製のボール シート36とからなっている。スリーブ34は、 ールスタッド32とソケット33との分離を防止 べく、ボールスタッド32の球状部32aにボー シート36が外嵌した状態でその基端34aが内側 に向けて加締められている。また、ボールス タッド32の軸部32bとスリーブ34の基端34aとの には、塵埃や水の侵入を防止すべく、ゴム の弾性体を素材とするダストカバー37が設け られている。なお、上下のボールスタッド32 、球状部32aと軸部32bとの相貫線(円)に直交 る直線(中心軸線)が互いに異なる角度(本実 形態では、180°)をなすように配置されてい 。

≪実施形態の作用≫
 本実施形態のフロントサスペンション1では 、上述した構成を採ったことにより、2本の アアーム6,7を有するダブルジョイントサス ンションでありながら、図5に示すように、 え切り時におけるナックル3(すなわち、ホ ール2)の振れ回りがごく小さくなる。その結 果、据え切り時におけるタイヤの引摺抵抗や ホイール2の持ち上げトルクも比較的小さく り、ステアリングギヤ10等の大型化や大出力 化を抑制することができた。また、本実施形 態では、第1,第2ロアアーム6,7とボールジョイ ントユニット21とがサブアセンブリとして供 されるため、組立ラインでの作業工数も低 させることができた。

[第1変形例]
 図6は第1変形例のフロントサスペンション 係るロアアームアセンブリを示す斜視図で る。第1変形例は、上述した実施形態と略同 の構成を採っているが、第1,第2ロアアーム6 ,7がスタッドブラケット23によって連結され ロアアームアセンブリ45を有している。図7, 8に示すように、第1,第2ロアアーム6,7の端部 6a,7aは、第1,第2ボールジョイント24,25のスリ ブ34’を兼ねており、ボールシート36を介し ボールスタッド32の球状部32aを保持してい 。第1変形例では、このような構成を採った とにより、フロントサスペンション1の構成 部品点数や組立工数が低減され、コストダウ ンを実現することができる。

[第2変形例]
 図9は第2変形例に係るナックルおよびロア ームの組立状態を示す斜視図であり、図10は 第2変形例に係るナックルの要部縦断面図で る。この変形例においても、サスペンショ の全体構成については上述した実施形態と 同様であるが、別体のスタッドブラケット 用いられていない点が異なっている。図9に すように、第2変形例のナックル3の下部に スタッドブラケット43が水平に延設されてお り、このスタッドブラケット43の上下面に第1 ,第2ロアアーム6,7が連結されている、図10に すように、スタッドブラケット43には、ナッ クル3のダイキャスト成形時において、180°の 角度間隔をもって(すなわち、スタッドブラ ット23の上下に)、かつ、平面視において比 的短い間隔Lで一対のボールスタッド32が鋳 まれている。第2変形例のボールスタッド32 、球状部32aや軸部32bの他、スタッドブラケ ト43の端面に当接するフランジ部32cと、スタ ッドブラケット43内に鋳込まれる段付軸部32d を有している。第2変形例では、このような 構成を採ったことにより、フロントサスペン ション1の構成部品点数や組立工数が更に低 され、コストダウンを実現することができ 。

 以上で具体的実施形態の説明を終えるが 本発明は上記実施形態に限定されることな 幅広く変形実施することができる。例えば 上記実施形態は、ダブルウイッシュボーン を基本とするインホイール型のダブルジョ ントサスペンションのロワアーム側に本発 を適用したものであるが、マクファーソン トラット式を基本とするダブルジョイント スペンションや、インホイール型以外のダ ルジョイントサスペンション等に本発明を 用してもよいし、アッパアーム側に本発明 適用してもよい。また、上記実施形態や第1 変形例では、スタッドブラケットとボールス タッドとを一体に鍛造成形するようにしたが 、切削加工品のボールスタッドをアルミニウ ム合金ダイキャスト製のスタッドブラケット に鋳込む方法を採ってもよいし、スタッドブ ラケットにボールスタッドのシャンクをねじ 込む方法を採ってもよい。その他、第1,第2ボ ールジョイントの角度間隔や平面視における 間隔等をはじめ、ボールジョイントの具体的 構造等についても、本発明の趣旨を逸脱しな い範囲で適宜変更可能である。

実施形態に係る自動車用フロントサス ンションを示す斜視図である。 実施形態に係るナックルおよびロアア ムの分解斜視図である。 実施形態に係るボールジョイントユニ トを示す側面図である。 図3中のIV部拡大縦断面図である。 実施形態に係るダブルジョイントサス ンションの作用を示す説明図である。 第1変形例に係るロアアームアセンブリ を示す斜視図である。 第1変形例に係るロアアームアセンブリ の要部を示す側面図である。 図7中のVIII部拡大縦断面図である。 第2変形例に係るナックルおよびロアア ームの組立状態を示す斜視図である。 第2変形例に係るナックルの要部縦断 図である。

符号の説明

 1   フロントサスペンション(操舵車輪用 スペンション)
 2   ホイール
 3   ナックル
 4   アッパアーム
 5   フロントサスペンションメンバ(車体 部材)
 6   第1ロアアーム(第1アーム)
 6a  端部
 7   第2ロアアーム(第2アーム)
 7a  端部
 21  ボールジョイントユニット
 23  スタッドブラケット
 24  第1ボールジョイント
 25  第2ボールジョイント
 31  ブラケット本体
 32  ボールスタッド
 33  ソケット
 34’ スリーブ
 43  スタッドブラケット
 45  ロアアームアセンブリ
 Pk  仮想キングピン軸