特許 6662355 車両のサスペンション装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6662355

(24)【登録日】2020年2月17日

(45)【発行日】2020年3月11日

(54)【発明の名称】車両のサスペンション装置

(51)【国際特許分類】

   B60G 7/00 20060101AFI20200227BHJP

   B60G 3/20 20060101ALI20200227BHJP

【ＦＩ】

   B60G7/00

   B60G3/20

【請求項の数】2

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-150587(P2017-150587)

(22)【出願日】2017年8月3日

(65)【公開番号】特開2019-26195(P2019-26195A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2018年2月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100059959

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100168871

【弁理士】

【氏名又は名称】岩上 健

(74)【代理人】

【識別番号】100128428

【弁理士】

【氏名又は名称】田巻 文孝

(72)【発明者】

【氏名】井芹 晴明

(72)【発明者】

【氏名】城阪 哲哉

【審査官】 高島 壮基

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０６２５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０９４６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０４４４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６４９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２７８８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｇ １／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ストロークによりスカッフ変化を生じさせる車両のサスペンション装置であって、
上下方向に揺動可能に車体に連結された複数の連結部材と、
前記複数の連結部材に連結され車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、
車体上下方向に延び上端が車体に取り付けられると共に下端が前記連結部材又は前記車輪支持部材に取り付けられた緩衝装置と、を備え、
車両が平坦路を所定車速で直進している条件の下で、車体に対する車輪のストロークに伴って車輪が車幅方向に移動することにより車輪の接地面に生じる車幅方向の力の上下方向成分を、車輪のストローク速度で除算することにより得られる、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と、前記サスペンションの臨界減衰係数との比ζ_scuffが、所定の下限値以上且つ所定の上限値以下となるように、前記複数の連結部材が配置されており、
車輪のタイヤの縦ばね定数が小さいほど前記下限値が大きくなるように、前記下限値が設定されており、
車両のトレッドをＴ、ロールセンター高さをｈ、等価コーナリングパワーをＣｐ、前記所定車速をＶ、車輪に加わるばね上質量をＭ、車輪のストローク量をＸ、車輪のストローク速度をＸ’、イニシャルトー角をα、ロールステア係数をε、ホイールセンターばね定数をｋとした場合、車輪軸の位置における見かけ上のばね定数Ｋは以下の式（１）により表され、前記スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と前記臨界減衰係数との比ζ_scuffは、以下の式（２）により表され、

後輪のタイヤの縦ばね定数が２１３Ｎ／ｍｍ以下であるとき、リアサスペンションの前記スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と前記臨界減衰係数との比ζ_scuffの前記下限値は０．０２９９以上であり、
前記スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と前記臨界減衰係数との比ζ_scuffの前記上限値は、０．０４２である、車両のサスペンション装置。

【請求項2】

ストロークによりスカッフ変化を生じさせる車両のサスペンション装置であって、
上下方向に揺動可能に車体に連結された複数の連結部材と、
前記複数の連結部材に連結され車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、
車体上下方向に延び上端が車体に取り付けられると共に下端が前記連結部材又は前記車輪支持部材に取り付けられた緩衝装置と、を備え、
車両が平坦路を所定車速で直進している条件の下で、車体に対する車輪のストロークに伴って車輪が車幅方向に移動することにより車輪の接地面に生じる車幅方向の力の上下方向成分を、車輪のストローク速度で除算することにより得られる、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と、前記サスペンションの臨界減衰係数との比ζ_scuffが、所定の下限値以上且つ所定の上限値以下となるように、前記複数の連結部材が配置されており、
車輪のタイヤの縦ばね定数が小さいほど前記下限値が大きくなるように、前記下限値が設定されており、
車両のトレッドをＴ、ロールセンター高さをｈ、等価コーナリングパワーをＣｐ、前記所定車速をＶ、車輪に加わるばね上質量をＭ、車輪のストローク量をＸ、車輪のストローク速度をＸ’、イニシャルトー角をα、ロールステア係数をε、ホイールセンターばね定数をｋとした場合、車輪軸の位置における見かけ上のばね定数Ｋは以下の式（１）により表され、前記スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と前記臨界減衰係数との比ζ_scuffは、以下の式（２）により表され、

前輪のタイヤの縦ばね定数が２１３Ｎ／ｍｍ以下であるとき、フロントサスペンションの前記スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と前記臨界減衰係数との比ζ_scuffの前記下限値は０．００３４以上であり、
前記スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と前記臨界減衰係数との比ζ_scuffの前記上限値は、０．０４２である、車両の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、車両のサスペンション装置に係わり、特に、ストロークによりスカッフ変化を生じさせる車両のサスペンション装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、優れた操安性と良好な乗り心地を得るために、様々なサスペンション装置が検討されている。例えば、特許文献１に記載のサスペンション装置では、一端を車体に連結したダンパーの他端をサスペンションアームに揺動可能に連結したロッカーリンクに連結し、そのロッカーリンクをキャンバーコントロールアームを介してナックルに連結するとともにロッカーアームを介して車体に連結することにより、ホイールストロークに対するダンパーストロークの関係を非線形としている。これにより、ホイールストロークが小さい領域では乗り心地を高め、ホイールストロークが大きい領域では、旋回時における車体のロールを抑制して操縦安定性を高めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−２３０５１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、タイヤの転がり抵抗低減による燃費性能の向上と、制駆動時や旋回時におけるタイヤの摩擦力増大による制駆動・旋回性能の向上とを両立させるためには、トレッド部の円環の変形を抑制しつつ、垂直荷重の増大に応じたタイヤの接地幅の拡大による接地面積の増加を促進するのが望ましい。
具体的には、トレッド部の円環剛性の向上やサイド構造剛性の低減により、惰行時におけるトレッド部の円環の変形を抑制して転がり抵抗を低減することができるが、それだけでは制駆動時や旋回時の垂直荷重増大に応じたタイヤの接地面積の増加が抑制されるので、制駆動・旋回性能が低下してしまう。そこで、トレッド部の面外曲げ剛性を低減し、制駆動時や旋回時の垂直荷重増大に応じてタイヤの接地幅が増大し易くすることにより、トレッド部の円環剛性を向上させたタイヤにおいても垂直荷重の増大に対して接地面積をリニアに増加させることができる。即ち、トレッド部の円環剛性を向上させると共に、タイヤの上下方向のばね定数（縦ばね定数）を低減することにより、タイヤの転がり抵抗低減による燃費性能の向上と、制駆動時や旋回時におけるタイヤの摩擦力増大による制駆動・旋回性能の向上とを両立することが可能になる。

【0005】

一方で、タイヤの縦ばね定数を低減した場合、上下方向の減衰性能も低下するので、道路の継ぎ目や段差を乗り越えたときにタイヤの上下方向の減衰力が不足して振動が速やかに収束せず、乗り心地が悪化する。
しかしながら、上述したような従来技術では、車体やサスペンション装置の特性に適合するタイヤが選択され、あるいは車体やサスペンション装置の特性に合わせてタイヤの特性が決定されることを前提としている。したがって、縦ばね定数の低減と共に上下方向の減衰性能が低下した結果、車体及びサスペンション装置の特性に適合しないものとなったタイヤを使用した場合、タイヤの上下方向の減衰性能の低下に対応できず、従来技術において期待されている乗り心地や操安性の向上等の効果を十分に得ることができない。
つまり、燃費性能と制駆動・旋回性能との大幅向上を両立させるにはタイヤの上下方向のばね定数を大きく低減することが望ましいが、操安性能・乗心地性能の悪化が大きく従来の車体構造やサスペンション装置では採用することができなかった。

【0006】

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、タイヤの縦ばね定数に合わせて、優れた操安性と良好な乗り心地とを得ることができる、車両のサスペンション装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、本発明の車両のサスペンション装置は、ストロークによりスカッフ変化を生じさせる車両のサスペンション装置であって、上下方向に揺動可能に車体に連結された複数の連結部材と、複数の連結部材に連結され車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、車体上下方向に延び上端が車体に取り付けられると共に下端が連結部材又は車輪支持部材に取り付けられた緩衝装置と、を備え、車両が平坦路を所定車速で直進している条件の下で、車体に対する車輪のストロークに伴って車輪が車幅方向に移動することにより車輪の接地面に生じる車幅方向の力の上下方向成分を、車輪のストローク速度で除算することにより得られる、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と、サスペンションの臨界減衰係数との比ζ_scuffが、所定の下限値以上且つ所定の上限値以下となるように、複数の連結部材が配置されており、車輪のタイヤの縦ばね定数が小さいほど下限値が大きくなるように、下限値が設定されており、車両のトレッドをＴ、ロールセンター高さをｈ、等価コーナリングパワーをＣｐ、所定車速をＶ、車輪に加わるばね上質量をＭ、車輪のストローク量をＸ、車輪のストローク速度をＸ’、イニシャルトー角をα、ロールステア係数をε、ホイールセンターばね定数をｋとした場合、車輪軸の位置における見かけ上のばね定数Ｋは以下の式（１）により表され、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffは、以下の式（２）により表され、

後輪のタイヤの縦ばね定数が２１３Ｎ／ｍｍ以下であるとき、リアサスペンションのスカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffの下限値は０．０２９９以上であり、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffの上限値は、０．０４２である。
このように構成された本発明においては、車両が平坦路を所定車速で直進している条件の下で、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と、サスペンションの臨界減衰係数との比が、所定の下限値以上且つ所定の上限値以下となるように、複数の連結部材が配置されており、車輪のタイヤの縦ばね定数が小さいほどスカッフ変化による見かけ上の減衰係数とサスペンションの臨界減衰係数との比の下限値が大きくなるように設定されているので、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数とサスペンションの臨界減衰係数との比を上限値以下とすることで、車輪がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合が高くなり過ぎないようにしてサスペンションのスムーズなストロークを確保しつつ、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数とサスペンションの臨界減衰係数との比を下限値以上とすることで、タイヤの縦ばね定数に応じて、タイヤとサスペンションとを合わせた上下方向の減衰力が不足しないように車輪がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合を設定することができ、タイヤの縦ばね定数に合わせて優れた操安性と良好な乗り心地とを得ることができる。
また、本発明においては、車両のトレッドをＴ、ロールセンター高さをｈ、等価コーナリングパワーをＣｐ、所定車速をＶ、車輪に加わるばね上質量をＭ、車輪のストローク量をＸ、車輪のストローク速度をＸ’、イニシャルトー角をα、ロールステア係数をε、ホイールセンターばね定数をｋとした場合、車輪軸の位置における見かけ上のばね定数Ｋは以下の式（１）により表され、見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffは、以下の式（２）により表される。

このように構成された本発明においては、タイヤの特性やサスペンションのジオメトリ等に基づいて、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数とサスペンションの臨界減衰係数との比ζ_scuffを容易に求めることができ、その減衰比ζ_scuffが下限値以上上限値以下であるか否かを確実に判断することができる。
また、本発明においては、後輪のタイヤの縦ばね定数が２１３Ｎ／ｍｍ以下であるとき、リアサスペンションのスカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffの下限値は０．０２９９以上である。
このように構成された本発明においては、従来のタイヤと比較して縦ばね定数を大幅に低減したタイヤを装着している場合であっても、タイヤとサスペンションとを合わせた上下方向の減衰力が不足しないように、車輪がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合を設定することができ、タイヤの縦ばね定数に合わせて優れた操安性と良好な乗り心地とを得ることができる。
また、本発明においては、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffの上限値は、０．０４２である。
このように構成された本発明においては、車輪がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合が高くなり過ぎないようにして、サスペンションがスムーズにストロークする良好な乗り心地を実現することができる。

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明の車両のサスペンション装置は、ストロークによりスカッフ変化を生じさせる車両のサスペンション装置であって、上下方向に揺動可能に車体に連結された複数の連結部材と、複数の連結部材に連結され車輪を回転可能に支持する車輪支持部材と、車体上下方向に延び上端が車体に取り付けられると共に下端が連結部材又は車輪支持部材に取り付けられた緩衝装置と、を備え、車両が平坦路を所定車速で直進している条件の下で、車体に対する車輪のストロークに伴って車輪が車幅方向に移動することにより車輪の接地面に生じる車幅方向の力の上下方向成分を、車輪のストローク速度で除算することにより得られる、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と、サスペンションの臨界減衰係数との比ζ_scuffが、所定の下限値以上且つ所定の上限値以下となるように、複数の連結部材が配置されており、車輪のタイヤの縦ばね定数が小さいほど下限値が大きくなるように、下限値が設定されており、車両のトレッドをＴ、ロールセンター高さをｈ、等価コーナリングパワーをＣｐ、所定車速をＶ、車輪に加わるばね上質量をＭ、車輪のストローク量をＸ、車輪のストローク速度をＸ’、イニシャルトー角をα、ロールステア係数をε、ホイールセンターばね定数をｋとした場合、車輪軸の位置における見かけ上のばね定数Ｋは以下の式（１）により表され、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffは、以下の式（２）により表され、

前輪のタイヤの縦ばね定数が２１３Ｎ／ｍｍ以下であるとき、フロントサスペンションのスカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffの下限値は０．００３４以上であり、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffの上限値は、０．０４２である。
このように構成された本発明においては、車両が平坦路を所定車速で直進している条件の下で、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と、サスペンションの臨界減衰係数との比が、所定の下限値以上且つ所定の上限値以下となるように、複数の連結部材が配置されており、車輪のタイヤの縦ばね定数が小さいほどスカッフ変化による見かけ上の減衰係数とサスペンションの臨界減衰係数との比の下限値が大きくなるように設定されているので、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数とサスペンションの臨界減衰係数との比を上限値以下とすることで、車輪がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合が高くなり過ぎないようにしてサスペンションのスムーズなストロークを確保しつつ、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数とサスペンションの臨界減衰係数との比を下限値以上とすることで、タイヤの縦ばね定数に応じて、タイヤとサスペンションとを合わせた上下方向の減衰力が不足しないように車輪がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合を設定することができ、タイヤの縦ばね定数に合わせて優れた操安性と良好な乗り心地とを得ることができる。
また、本発明においては、車両のトレッドをＴ、ロールセンター高さをｈ、等価コーナリングパワーをＣｐ、所定車速をＶ、車輪に加わるばね上質量をＭ、車輪のストローク量をＸ、車輪のストローク速度をＸ’、イニシャルトー角をα、ロールステア係数をε、ホイールセンターばね定数をｋとした場合、車輪軸の位置における見かけ上のばね定数Ｋは以下の式（１）により表され、見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffは、以下の式（２）により表される。

このように構成された本発明においては、タイヤの特性やサスペンションのジオメトリ等に基づいて、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数とサスペンションの臨界減衰係数との比ζ_scuffを容易に求めることができ、その減衰比ζ_scuffが下限値以上上限値以下であるか否かを確実に判断することができる。
また、本発明においては、前輪のタイヤの縦ばね定数が２１３Ｎ／ｍｍ以下であるとき、フロントサスペンションのスカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffの下限値は０．００３４以上である。
このように構成された本発明においては、従来のタイヤと比較して縦ばね定数を大幅に低減したタイヤを装着している場合であっても、タイヤとサスペンションとを合わせた上下方向の減衰力が不足しないように、車輪がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合を設定することができ、タイヤの縦ばね定数に合わせて優れた操安性と良好な乗り心地とを得ることができる。
また、本発明においては、スカッフ変化による見かけ上の減衰係数と臨界減衰係数との比ζ_scuffの上限値は、０．０４２である。
このように構成された本発明においては、車輪がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合が高くなり過ぎないようにして、サスペンションがスムーズにストロークする良好な乗り心地を実現することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明による車両のサスペンション装置によれば、タイヤの縦ばね定数に合わせて、優れた操安性と良好な乗り心地とを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態による車両のサスペンション装置の概略正面図である。

【図2】本発明の実施形態による車両のサスペンション装置のモデルを示す正面図である。

【図3】車輪のモデルを示す平面図である。

【図4】ロールセンター高さとスカッフ減衰比との関係を示したグラフである。

【図5】フロントタイヤの縦ばね定数を変化させた場合に、良好な乗り心地や応答性を維持するために必要となるフロントサスペンションのスカッフ減衰比の下限値をプロットした図である。

【図6】リアタイヤの縦ばね定数を変化させた場合に、良好な乗り心地や応答性を維持するために必要となるリアサスペンションのスカッフ減衰比の下限値をプロットした図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による車両のサスペンション装置を説明する。

【0015】

まず、図１により、本発明の実施形態による車両のサスペンション装置の全体構成を説明する。図１は、本発明の実施形態による車両のサスペンション装置の概略正面図である。

【0016】

図１において、符号１は、本実施形態による車両のサスペンション装置（以下、単にサスペンションという）を示す。この実施形態のサスペンションは、アッパアーム２及びロワアーム４によって車輪６のホイールサポート８（車輪支持部材）を車体Ｂに対して上下にストローク可能に連結したダブルウィッシュボーン式のサスペンションである。アッパアーム２及びロワアーム４がそれぞれ車体Ｂ側の端部を中心に上下に揺動することによって、ホイールサポート８及び車輪６が所定の軌跡に沿って上下にストロークするようになっている。

【0017】

また、そのような車輪６のストロークを許容しながら、同時に適度の付勢力及び減衰力を付与するように、コイルばね１０及び図示しないダンパを備えた緩衝装置１２が配設されている。この緩衝装置１２は、コイルばね１０とダンパとが略同軸に配置されて大略、上下方向に長い円筒状をなし、その上端部が車体Ｂに取り付けられる一方、緩衝装置１２の下端部がロアアーム又はホイールサポート８（図１ではロワアーム４）に枢着されている。

【0018】

図１に示したサスペンションにおいては、アッパアーム２及びロワアーム４のホイールサポート８側の節点と車体Ｂ側の節点とを結んだ直線が交差する点が、車体Ｂに対する車輪６及びホイールサポート８の瞬間的な回転中心（瞬間回転中心Ｏｉ）となる。そして、左右のサスペンションの瞬間回転中心Ｏｉと車輪６の接地点とを結ぶ直線が交差する点が、車体Ｂの瞬間的なロールセンターＯになる。

【0019】

次に、図２及び図３により、本実施形態のサスペンションにおいて、サスペンションのストロークに伴って車輪６に作用する上下方向の力について説明する。図２はサスペンションのモデルを示す正面図であり、図３は車輪６のモデルを示す平面図である。

【0020】

図２に示したサスペンションのモデルにおいて、トレッドはＴ［ｍ］、ロールセンター高さはｈ［ｍ］である。車輪６の接地点とロールセンターＯとを結ぶ直線（仮想スイングアーム）の路面に対する傾斜角はθ［ｒａｄ］である。等価コーナリングパワーは、簡単のため接地荷重変動によらずＣｐ［Ｎ／ｒａｄ］で一定とする。また、車体Ｂに対する車輪６のストロークに応じてコイルばね１０や図示しないスタビライザーが生じさせる弾性力のばね定数を、車輪軸の位置に換算したホイールセンターばね定数は、ｋ［Ｎ／ｍ］である。

【0021】

〔スカッフ変化による上下力〕
上記のサスペンションを備えた車両が平坦な路面を車速Ｖ［ｍ／ｓ］で直進している状況の下で、車輪６のストロークを時間ｔの関数Ｘ（ｔ）［ｍ］で表した場合、車輪６の接地点の車幅方向移動量（スカッフ変化）Ｙ［ｍ］は以下の式で表される。

したがって、スカッフ変化を時間微分したスカッフ変化速度ｄＹ／ｄｔ［ｍ／ｓ］は以下の式で表される。

【0022】

一方、車両は車速Ｖ［ｍ／ｓ］で前進しているので、車輪６の進行方向は、図３に示すように車速Ｖ［ｍ／ｓ］とスカッフ変化速度ｄＹ／ｄｔ［ｍ／ｓ］との合成ベクトル方向となる。即ち、車輪６のストロークに伴うスカッフ変化により、車輪６には以下の式で表される疑似スリップ角α_scuff［ｒａｄ］が発生する。

【0023】

この疑似スリップ角に応じて車輪６に発生する横力Ｆ_y(scuff)［Ｎ］は、上述した等価Ｃｐを用いて以下のように表される。

この横力Ｆ_y(scuff)を、仮想スイングアームに沿った方向の成分と車輪６の上下方向の成分とに分けた場合、上下方向成分の力（即ちスカッフ変化により生じる上下力）Ｆ_V(scuff)［Ｎ］は、以下のようになる。

【0024】

〔ロールステアによる上下力〕
また、サスペンションの単位ストローク量当たりの車輪６のトー角変化量を示すロールステア係数をε［ｒａｄ／ｍ］とすると、ストロークＸ（ｔ）［ｍ］が生じた場合の実舵角α_rs［ｒａｄ］は以下のとおりである。

この実舵角α_rsに応じて車輪６に発生する横力Ｆ_y(rs)［Ｎ］は、上述した等価Ｃｐを用いて以下のように表される。

この横力Ｆ_y(rs)を、仮想スイングアームに沿った方向の成分と車輪６の上下方向の成分とに分けた場合、上下方向成分の力（即ちロールステアにより生じる上下力）Ｆ_V(rs)［Ｎ］は、以下のようになる。

【0025】

〔サスペンションの弾性による上下力〕
また、ストロークＸ（ｔ）［ｍ］に応じてサスペンションが発生させる上下方向の弾性力Ｆ_V(spg)［Ｎ］は、下記式により表される。

【0026】

〔イニシャルトー角による上下力〕
また、イニシャルトー角がα［ｒａｄ］である場合、このイニシャルトー角により車輪６に発生する横力Ｆ_y(toe)［Ｎ］は、上述した等価Ｃｐを用いて以下のように表される。

この横力Ｆ_y(toe)を、仮想スイングアームに沿った方向の成分と車輪６の上下方向の成分とに分けた場合、上下方向成分の力（即ちイニシャルトー角により生じる上下力）Ｆ_V(toe)［Ｎ］は、以下のようになる。

【0027】

〔見かけ上のばね定数〕
以上のとおり、車輪６のストロークがＸ（ｔ）［ｍ］であるとき、コイルばね１０や図示しないスタビライザーが生じさせる弾性力に、車輪６に働く横力の上下方向成分を加えた上下方向の力Ｆ_V＝Ｆ_V(scuff)＋Ｆ_V(rs)＋Ｆ_V(spg)＋Ｆ_V(toe)が作用する。この上下方向の力Ｆ_VをストロークＸ（ｔ）で除算することにより、車輪６のストロークがＸ（ｔ）［ｍ］であるときの車輪軸の位置における見かけ上のばね定数Ｋ［Ｎ／ｍ］を求めることができる。

【0028】

ここで、スカッフ変化により生じる上下力Ｆ_V(scuff)は、上記のとおりストロークの速度ｄＸ（ｔ）／ｄｔに比例している。即ち、スカッフ変化により生じる上下力Ｆ_V(scuff)を、車輪６のストロークの速度に応じて発生する減衰力とみなすことができる。したがって、Ｆ_V(scuff)をストロークの速度ｄＸ（ｔ）／ｄｔで除算することで、スカッフ変化により生じる上下力の見かけ上の減衰係数Ｃ_scuffを得ることができる。

【0029】

さらに、スカッフ変化により生じる上下力の見かけ上の減衰係数Ｃ_scuffを、車輪６のストロークがＸ（ｔ）［ｍ］であるときの車輪軸の位置における見かけ上のサスペンションの臨界減衰係数Ｃ_Cに対する比（スカッフ減衰比）ζ_scuffで表すことにより、スカッフ変化による減衰特性を一般化することができる。

ここで、車輪軸の位置における見かけ上のサスペンションの臨界減衰係数Ｃ_Cは、車輪６に加わるばね上質量をＭ［ｋｇ］とした場合、Ｃ_C＝２√ＭＫとして得ることができる。

【0030】

次に、図４を参照して、スカッフ減衰比ζ_scuffの上限値について説明する。
図４はロールセンター高さｈとスカッフ減衰比ζ_scuffとの関係を示したグラフであり、前輪の軸重が８５０ｋｇ、後輪の軸重が６００ｋｇ、前後のトレッドが１．６ｍの車両が５０ｋｍ／ｈの速度で直進している状況の下で、車輪６が上方に０．００３ｍストロークしており、そのときのストローク速度が０．０１ｍ／ｓである場合のサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffを、ロールセンター高さｈとの関係で示している。この図４において横軸はリアサスペンションのロールセンター高さｈを示し、縦軸はスカッフ減衰比ζ_scuffを示している。
詳細には、図４における白抜きのバーはリアサスペンションの各ロールセンター高さｈに対応するリアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffを示す。また、斜線のバーは、フロントサスペンションのロールセンター高さを設定した場合の、フロントサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffを示している。
上記のとおり、スカッフ減衰比ζ_scuffはロールセンター高さｈの関数として表すことができ、図４に示すように、ロールセンター高さｈが大きいほどスカッフ減衰比ζ_scuffは増大する。また、フロントサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffはリアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffよりも小さくなっている。

【0031】

本発明者らが、車両重量やトレッドの異なる数種類の車両を使用して、ロールセンター高さｈを変えることによりスカッフ減衰比ζ_scuffを変化させたときのサスペンションのスムーズさの官能評価を行ったところ、何れの車両においてもスカッフ減衰比ζ_scuffが０．０４２を超えるとサスペンションストロークのスムーズさが明確に失われるようになるという知見を得た。したがって、スカッフ減衰比ζ_scuffが０．０４２以下となるようにロールセンター高さｈやトレッドＴを設定する（具体的にはアッパアーム２やロワアーム４の寸法、取付位置、取付角度を調整する）ことで、サスペンションがスムーズにストロークする良好な乗り心地を実現することができる。
例えば、図４の例では、リアサスペンションのロールセンター高さｈを０．１８ｍ以下とすれば、フロントサスペンション及びリアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffを０．０４２（図４において点線で示す）以下に抑えることができる。

【0032】

次に、図５及び図６を参照して、スカッフ減衰比ζ_scuffの下限値について説明する。
図５及び図６は、タイヤの縦ばね定数を変化させた場合に、タイヤとサスペンションとを合わせた上下方向の減衰力が不足することなく良好な乗り心地や応答性を維持するために必要となるスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値を、車両重量やトレッドの異なる数種類の車両を用いて官能評価を行うことによりプロットした図であり、図５は前輪のタイヤ（フロントタイヤ）の縦ばね定数Ｋｔ_Frを変化させた場合のフロントサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値をプロットしたもの、図６は後輪のタイヤ（リアタイヤ）の縦ばね定数Ｋｔ_Rrを変化させた場合のリアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値をプロットしたものである。

【0033】

フロントサスペンションについては、図５に示すように、フロントタイヤの縦ばね定数Ｋｔ_Frが２４５［Ｎ／ｍｍ］の場合のフロントサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値は０．０００７、縦ばね定数Ｋｔ_Frが２３０［Ｎ／ｍｍ］の場合のスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値は０．０００９であるのに対し、縦ばね定数を大幅に低減したＫｔ_Fr＝２１３［Ｎ／ｍｍ］の場合のフロントサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値は０．００３４と相対的に高い値となっている。即ち、タイヤの縦ばね定数低減に伴う減衰性能の低下を、スカッフ変化により生じる見かけ上の減衰力によって補うことができる。
この図５に示したプロットから、縦ばね定数Ｋｔ_Frが２３０［Ｎ／ｍｍ］の場合のスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値０．０００９と、縦ばね定数Ｋｔ_Frが２１３［Ｎ／ｍｍ］の場合のスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値０．００３４とを結ぶ直線（図５において点線により示す）を、フロントタイヤの縦ばね定数Ｋｔ_Frに応じたフロントサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限ラインとし、フロントサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffがこの下限ラインよりも上側となるように設定することにより、タイヤとサスペンションとを合わせた上下方向の減衰力が不足することなく良好な乗り心地や応答性を維持することが可能となる。図５に示すように、フロントサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限ラインは、タイヤの縦ばね定数が小さいほどスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値が大きくなるように設定されている。この下限ラインは、フロントタイヤの縦ばね定数Ｋｔ_Frの一次関数ζ_scuff＝−０．０００１×Ｋｔ_Fr＋０．０３５１により表される。

【0034】

リアサスペンションについては、図６に示すように、リアタイヤの縦ばね定数Ｋｔ_Rrが２４５［Ｎ／ｍｍ］の場合のリアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値は０．０２１、縦ばね定数Ｋｔ_Rrが２３０［Ｎ／ｍｍ］の場合のスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値は０．０２５５であるのに対し、縦ばね定数を大幅に低減したＫｔ_Rr＝２１３［Ｎ／ｍｍ］の場合のリアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値は０．０２９９と相対的に高い値となっている。
この図６に示したプロットから、縦ばね定数Ｋｔ_Rrが２３０［Ｎ／ｍｍ］の場合のスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値０．０２５５と、縦ばね定数Ｋｔ_Rrが２１３［Ｎ／ｍｍ］の場合のスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値０．０２９９とを結ぶ直線（図６において点線により示す）を、リアタイヤの縦ばね定数Ｋｔ_Rrに応じたリアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限ラインとし、リアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffがこの下限ラインよりも上側となるように設定することにより、タイヤとサスペンションとを合わせた上下方向の減衰力が不足することなく良好な乗り心地や応答性を維持することが可能となる。図６に示すように、リアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限ラインは、タイヤの縦ばね定数が小さいほどスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値が大きくなるように設定されている。この下限ラインは、リアタイヤの縦ばね定数Ｋｔ_Rrの一次関数ζ_scuff＝−０．０００３×Ｋｔ_Rr＋０．０８８６により表される。

【0035】

次に、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
まず、上述した実施形態においては、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションを例として説明したが、ストロークに応じてトレッドが変化する他の形式（例えばマルチリンク式、セミトレーリングアーム式、ストラット式等）のサスペンションにも本発明を適用することができる。

【0036】

次に、上述した本発明の実施形態及び本発明の実施形態の変形例による車両のサスペンション装置１の効果を説明する。

【0037】

まず、車両が平坦路を所定車速で直進している条件の下で、スカッフ変化により生じる上下力の見かけ上の減衰係数Ｃ_scuffと、サスペンションの臨界減衰係数Ｃ_Cとの比であるスカッフ減衰比ζ_scuffが、所定の下限値以上且つ所定の上限値以下となるように、アッパアーム２やロワアーム４が配置されており、車輪６のタイヤの縦ばね定数が小さいほどスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値が大きくなるように設定されているので、スカッフ減衰比ζ_scuffを上限値以下とすることで、車輪６がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合が高くなり過ぎないようにしてサスペンションのスムーズなストロークを確保しつつ、スカッフ減衰比ζ_scuffを下限値以上とすることで、タイヤの縦ばね定数に応じて、タイヤとサスペンションとを合わせた上下方向の減衰力が不足しないように車輪６がストロークしたときのスカッフ変化による減衰力の割合を設定することができ、タイヤの縦ばね定数に合わせて優れた操安性と良好な乗り心地とを得ることができる。

【0038】

また、車輪軸の位置における見かけ上のばね定数Ｋは以下の式（１）により表され、スカッフ減衰比ζ_scuffは、以下の式（２）により表されるので、タイヤの特性やサスペンションのジオメトリ等に基づいてスカッフ減衰比ζ_scuffを容易に求めることができ、スカッフ減衰比ζ_scuffが下限値以上上限値以下であるか否かを確実に判断することができる。

【0039】

また、後輪のタイヤの縦ばね定数が２１３Ｎ／ｍｍ以下であるとき、リアサスペンションのスカッフ減衰比ζ_scuffの下限値は０．０２９９以上であるので、従来のタイヤと比較して縦ばね定数を大幅に低減したタイヤを装着している場合であっても、タイヤとサスペンションとを合わせた上下方向の減衰力が不足しないようにスカッフ変化による減衰力の割合を設定することができ、タイヤの縦ばね定数に合わせて優れた操安性と良好な乗り心地とを得ることができる。

【0040】

また、スカッフ減衰比ζ_scuffの上限値は、０．０４２であるので、サスペンションがスムーズにストロークする良好な乗り心地を実現することができる。

【符号の説明】

【0041】

１ サスペンション装置
２ アッパアーム
４ ロワアーム
６ 車輪
８ ホイールサポート
１０ コイルばね
１２ 緩衝装置
Ｂ 車体
Ｏｉ 瞬間回転中心
Ｏ ロールセンター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】