特開 2023-159561 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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023159561

(43)【公開日】2023-11-01

(54)【発明の名称】サスペンション装置

(51)【国際特許分類】

   B60G 11/20 20060101AFI20231025BHJP

【ＦＩ】

B60G11/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022069313

(22)【出願日】2022-04-20

(71)【出願人】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤丸 慎志

(72)【発明者】

【氏名】松井 通

【テーマコード（参考）】

3D301

【Ｆターム（参考）】

3D301AA03

3D301AA04

3D301AA05

3D301CA05

3D301DA11

3D301DA22

3D301DA89

(57)【要約】

【課題】簡単な構造で車両の乗り心地と操縦安定性の両方に優れた性能を発揮するサスペンション装置を提供する。
【解決手段】サスペンション装置１０１は、車体１とサスペンションアーム３との間に設けられサスペンションアーム３のストローク時に捩れ変形するトーションバースプリング１０と、サスペンションアーム３とトーションバースプリング１０に機械的に連結されておりサスペンションアーム３の動きに連動して作動するばね定数可変機構部２０と、を備え、ばね定数可変機構部２０は、サスペンションアーム３のストローク量に対するトーションバースプリング１０の捩れ方向である第２方向Ｙの応力の比率をばね定数としたとき、サスペンションアーム３のストローク量に応じてばね定数を可変とするように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体とサスペンションアームとの間に設けられ上記サスペンションアームのストローク時に捩れ変形するトーションバースプリングと、
上記サスペンションアームと上記トーションバースプリングに機械的に連結されており上記サスペンションアームの動きに連動して作動するばね定数可変機構部と、
を備え、
上記ばね定数可変機構部は、上記サスペンションアームのストローク量に対する上記トーションバースプリングの捩れ方向の応力の比率をばね定数としたとき、上記サスペンションアームの上記ストローク量に応じて上記ばね定数を可変とするように構成されている、サスペンション装置。

【請求項2】

上記ばね定数可変機構部は、上記サスペンションアームの上記ストローク量が大きいほど上記ばね定数を大きくするように構成されている、請求項１に記載のサスペンション装置。

【請求項3】

上記ばね定数可変機構部は、上記トーションバースプリングの軸方向の一方の軸端部に上記捩れ方向に回動可能に固定された回動部材と、上記サスペンションアームから上記回動部材に荷重を伝達する荷重伝達部材と、上記サスペンションアームの上記ストローク量に応じて上記軸端部の軸中心から上記荷重伝達部材までの径方向の作用点距離が変わるように上記荷重伝達部材をガイドするガイド機構と、を有する、請求項１または２に記載のサスペンション装置。

【請求項4】

上記サスペンションアームは、上記トーションバースプリングの上記軸端部に回動可能に保持されており、
上記ガイド機構は、上記荷重伝達部材を径方向に沿ってガイドするように上記回動部材に設けられたガイド溝部と、上記サスペンションアームの回動動作を上記ガイド溝部における上記荷重伝達部材のスライド動作に変換するリンクアームと、によって構成されている、請求項３に記載のサスペンション装置。

【請求項5】

上記ガイド溝部は、上記径方向に直線状に延びる直線溝部として構成されている、請求項４に記載のサスペンション装置。

【請求項6】

上記ガイド溝部は、上記径方向に沿って屈曲して延びる屈曲溝部として構成されている、請求項４に記載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、サスペンション装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、トーションバー式サスペンションが開示されている。このサスペンションは、トーションバースプリングと、中間支持機構と、を備えている。中間支持機構は、トーションバースプリングの第１トーションバーのみが捩れる第１状態と、トーションバースプリングの第１トーションバー及び第２トーションバーの両方が捩れる第２状態とのいずれかを選択できるように、トーションバースプリングの中間部に設けられている。このサスペンションは、センサ類の検出信号が入力されるコントロールユニットからの制御信号に基づいて中間支持機構が第１状態と第２状態とのいずれかを選択することにより、トーションバースプリングのばね定数を変えようとするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１－２７８８１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のトーションバー式サスペンションは、トーションバースプリングのばね定数を変えるのにコントロールユニットによる複雑な制御を要するという問題を抱えている。そこで、この種のトーションバースプリングを使用したサスペンション装置の設計においては、コントロールユニットなどのような制御手段による複雑な制御を使用することのない簡単な構造を利用して、車両の乗り心地と操縦安定性を向上させるための技術が求められている。

【0005】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で車両の乗り心地と操縦安定性の両方に優れた性能を発揮するサスペンション装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、
車体とサスペンションアームとの間に設けられ上記サスペンションアームのストローク時に捩れ変形するトーションバースプリングと、
上記サスペンションアームと上記トーションバースプリングに機械的に連結されており上記サスペンションアームの動きに連動して作動するばね定数可変機構部と、
を備え、
上記ばね定数可変機構部は、上記サスペンションアームのストローク量に対する上記トーションバースプリングの捩れ方向の応力の比率をばね定数としたとき、上記サスペンションアームの上記ストローク量に応じて上記ばね定数を可変とするように構成されている、サスペンション装置、
にある。

【発明の効果】

【0007】

上述の態様のサスペンション装置において、ばね定数可変機構部は、サスペンションアームとトーションバースプリングのそれぞれに対して機械的に連結されている。このばね定数可変機構部は、サスペンションアームの動きに連動して作動することにより、サスペンションアームのストローク量に応じてばね定数を可変とする機能を果たす。このときのばね定数は、サスペンションアームのストローク量に対してトーションバースプリングの捩れ方向に生じる応力の比率として定義される。上記構成のばね定数可変機構部によれば、サスペンションアームのストローク量に応じてばね定数を可変とすることで、車両の乗り心地と操縦安定性をともに高めることが可能になる。すなわち、ばね定数を小さくするように変更することで変更前に比べて足回りが柔らかくなるため車両の乗り心地を良くすることができ、ばね定数を大きくするように変更することで変更前に比べて足回りが硬くなるため車両の操縦安定性を良くすることができる。このとき、ばね定数可変機構部は、サスペンションアームの動きに連動して作動する構造ゆえ、コントロールユニットなどの制御装置による複雑な制御を要しない。

【0008】

以上のごとく、上述の態様によれば、簡単な構造で車両の乗り心地と操縦安定性の両方に優れた性能を発揮するサスペンション装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１のサスペンション装置を簡易モデルで示す斜視図。

【図2】図１中のサスペンション装置をカムが取り除かれた状態にて示す斜視図。

【図3】実施形態１のサスペンション装置のばね定数可変機構部をサスペンションアームが第１位置にあるときの状態にて示す側面図。

【図4】図３中のばね定数可変機構部をサスペンションアームが第２位置にあるときの状態にて示す側面図。

【図5】図３中のばね定数可変機構部をサスペンションアームが第３位置にあるときの状態にて示す側面図。

【図6】実施形態１のサスペンション装置についてサスペンションアームのストローク量と応力との相関を示す図。

【図7】実施形態１のサスペンション装置についてサスペンションアームのストローク量とばね定数との相関を示す図。

【図8】実施形態２のサスペンション装置のばね定数可変機構部をサスペンションアームが第１位置にあるときの状態にて示す側面図。

【図9】図８中のばね定数可変機構部をサスペンションアームが第２位置にあるときの状態にて示す側面図。

【図10】図８中のばね定数可変機構部をサスペンションアームが第３位置にあるときの状態にて示す側面図。

【図11】実施形態２のサスペンション装置についてサスペンションアームのストローク量と応力との相関を示す図。

【図12】実施形態２のサスペンション装置についてサスペンションアームのストローク量とばね定数との相関を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

上述の態様の好ましい実施形態について以下に説明する。

【0011】

上述の態様のサスペンション装置において、上記ばね定数可変機構部は、上記サスペンションアームの上記ストローク量が大きいほど上記ばね定数を大きくするように構成されているのが好ましい。

【0012】

このサスペンション装置によれば、車体の小さな振動に対しては、ばね定数を小さく抑えることで足回りを柔らかくして振動を吸収することができる。また、車体の大きなロールに対しては、ばね定数を大きくすることで足回りを硬くして安定感を出すことができる。

【0013】

上述の態様のサスペンション装置において、上記ばね定数可変機構部は、上記トーションバースプリングの軸方向の一方の軸端部に上記捩れ方向に回動可能に固定された回動部材と、上記サスペンションアームから上記回動部材に荷重を伝達する荷重伝達部材と、上記サスペンションアームの上記ストローク量に応じて上記軸端部の軸中心から上記荷重伝達部材までの径方向の作用点距離が変わるように上記荷重伝達部材をガイドするガイド機構と、を有するのが好ましい。

【0014】

このサスペンション装置によれば、サスペンションアームから回動部材に荷重を伝達する荷重伝達部材がガイド機構によってガイドされる。荷重伝達部材がガイドされることによって、サスペンションアームのストローク量に応じてトーションバースプリングの一方の軸端部の軸中心から荷重伝達部材までの径方向の作用点距離が変わる。作用点距離が変わることで、作用点距離が常時一定の場合に比べて、トーションバースプリングの応力特性を変えることができ、これに伴ってばね定数の変化特性を変えることができる。

【0015】

上述の態様のサスペンション装置において、上記サスペンションアームは、上記トーションバースプリングの上記軸端部に回動可能に保持されており、
上記ガイド機構は、上記荷重伝達部材を径方向に沿ってガイドするように上記回動部材に設けられたガイド溝部と、上記サスペンションアームの回動動作を上記ガイド溝部における上記荷重伝達部材のスライド動作に変換するリンクアームと、によって構成されているのが好ましい。

【0016】

このサスペンション装置によれば、サスペンションアームから回動部材に荷重を伝達する荷重伝達部材は、回動部材に設けられたガイド溝部と、サスペンションアームの回動動作をガイド溝部における荷重伝達部材のスライド動作に変換するリンクアームと、によってガイドされる。このため、ガイド溝部及びリンクアームからなる簡単な構造のガイド機構を利用して荷重伝達部材をガイドすることができる。

【0017】

上述の態様のサスペンション装置において、上記ガイド溝部は、上記径方向に直線状に延びる直線溝部として構成されているのが好ましい。

【0018】

このサスペンション装置によれば、荷重伝達部材をガイドするガイド溝部として直線溝部を採用することで、サスペンションアームのストローク変化量に対するばね定数の変化量の割合を一定にすることが可能になる。また、ガイド溝部を直線溝部とすることで溝構造を簡素化することができる。

【0019】

上述の態様のサスペンション装置において、上記ガイド溝部は、上記径方向に沿って屈曲して延びる屈曲溝部として構成されているのが好ましい。

【0020】

このサスペンション装置によれば、荷重伝達部材をガイドするガイド溝部として屈曲溝部を採用することで、サスペンションアームのストローク変化量に対するばね定数の変化量の割合を屈曲溝部の屈曲点の前後で変えることが可能になる。

【0021】

（実施形態１）
以下、車両に搭載されるサスペンション装置の具体的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0022】

この実施形態の説明のための図面において、特に断りのない限り、トーションバースプリングの軸方向である第１方向を矢印Ｘで示し、トーションバースプリングの軸回り方向及び捩れ方向である第２方向を矢印Ｙで示し、カムの径方向である第３方向を矢印Ｚで示すものとする。

【0023】

実施形態１のサスペンション装置１０１の構造は、車両に搭載されるものであり、図１に示される簡易モデルによって表現される。この簡易モデルにおいて、サスペンション装置１０１は、概して、サスペンションアーム３と、トーションバースプリング１０と、ばね定数可変機構部２０と、を備えている。なお、図１では、便宜上、簡易モデルを使用して説明しており、サスペンション装置１０１の各構成要素の特徴部分以外の形状や配置等については、必要に応じて適宜に変更が可能である。

【0024】

（トーションバースプリングの構造）
図１に示されるように、トーションバースプリング１０は、第１方向Ｘを軸方向として延びており、軸回り方向である第２方向Ｙに捩れ変形可能な軸部材である。このトーションバースプリング１０は、車体１とサスペンションアーム３との間に設けられており、サスペンションアーム３のストローク時に第２方向Ｙに捩れ変形するように構成されている。トーションバースプリング１０は、その一方の軸端部１１がサスペンションアーム３に連結され、その他方の軸端部１２が車体１側の固定部１ａに固定されている。

【0025】

（ばね定数可変機構部の構造）
図１及び図２に示されるように、ばね定数可変機構部２０は、概して、カム２１と、スライドピン２２と、リンクアーム２６と、を備えている。このばね定数可変機構部２０は、サスペンションアーム３とトーションバースプリング１０のそれぞれに対して機械的（「物理的」ともいう。）に連結されている。

【0026】

なお、ここでいう「機械的に連結」とは、リンク機構や油圧を介して繋ぎ合わされていることを意味し、電子制御ユニット（コントロールユニット）等の演算処理装置を介することなく接続されていることを意味する。

【0027】

カム２１は、トーションバースプリング１０の軸端部１１に第２方向Ｙに回動可能に固定された円板状の回動部材である。このため、カム２１は、その回動に伴ってトーションバースプリング１０の軸端部１１の第２方向Ｙの捩りを強めたり弱めたりする機能を果たす。このとき、第２方向Ｙはカム２１の周方向及び回動方向となる。２つのカム２１は、第１方向Ｘに互いに離間して設けられており、２つのカム２１の間にサスペンションアーム３が介装されている。各カム２１には、ガイド溝部２３が設けられている。

【0028】

スライドピン２２は、サスペンションアーム３からカム２１に荷重を伝達する荷重伝達部材である。このスライドピン２２は、リンクアーム２６の一端部に第１方向Ｘに延びるように設けられている。このため、第１方向Ｘがスライドピン２２の軸方向となる。スライドピン２２は、カム２１のガイド溝部２３に挿入されている。このとき、ガイド溝部２３は、スライドピン２２を第３方向Ｚにガイドするようにカム２１に設けられている。

【0029】

リンクアーム２６は、サスペンションアーム３の第２方向Ｙの回動動作をガイド溝部２３におけるスライドピン２２のスライド動作に変換する機能を果たす。この機能によれば、ガイド溝部２３におけるスライドピン２２のスライド動作に伴って、カム２１に対するスライドピン２２の接触点である作用点Ｑの位置が第３方向Ｚに変化する。このリンクアーム２６の他端部２６ａは、車体１側に設けられたベース２に回動可能に連結されている。

【0030】

図２に示されるように、サスペンションアーム３の一端部には、トーションバースプリング１０の軸端部１１を挿通する挿通穴５が貫通形成されている。挿通穴５は、その穴径が軸端部１１の外径を僅かに上回るように寸法設定されている。このため、サスペンションアーム３は、トーションバースプリング１０の軸端部１１に回動可能に保持されており、入力荷重によって軸端部１１の軸中心１１ａを回動支点として第２方向Ｙに回動するように構成されている。

【0031】

また、サスペンションアーム３の第３方向Ｚの中間部には、図１中の第１方向Ｘから見たとき、カム２１のガイド溝部２３と同形状の溝部４がガイド溝部２３と重なり合うように設けられている。そして、スライドピン２２は、カム２１のガイド溝部２３に加えてサスペンションアーム３の溝部４にも挿入されている。このため、スライドピン２２は、ガイド溝部２３において第３方向Ｚにスライドするときに溝部４においても同様に第３方向Ｚにスライドするようになっている。

【0032】

図３に示されるように、ばね定数可変機構部２０は、サスペンションアーム３のストローク量に応じて作用点距離ｄが変わるようにスライドピン２２をガイドするガイド機構を有する。本形態において、このガイド機構は、カム２１のガイド溝部２３とリンクアーム２６とによって構成されている。ここで、図３は、図１中のサスペンション装置１０１を矢印Ｘ１で示される方向から見た側面図である。

【0033】

ばね定数可変機構部２０のガイド機構において、ガイド溝部２３は、外側縁２４から内側縁２５までカム２１の径方向である第３方向Ｚに直線状に延びる直線溝部である。このガイド機構において、作用点距離ｄは、トーションバースプリング１０の軸端部１１の軸中心１１ａからカム２１に対する作用点であるスライドピン２２までの第３方向Ｚの距離である。また、サスペンションアーム３の両端部のうち軸端部１１から離れている方の一方の端部は、荷重が入力される力点３ａとなる。したがって、サスペンションアーム３の回動支点である軸端部１１の軸中心１１ａから力点３ａまでのアーム長さをｒとしたとき、アーム長さｒに対する作用点距離ｄの比率がサスペンションアーム３のレバー比となる。

【0034】

（サスペンション装置の動作）
次に、実施形態１のサスペンション装置１０１の動作について、図３～図５を参照しながら説明する。

【0035】

図３に示されるように、上記構成のばね定数可変機構部２０によれば、サスペンションアーム３は、入力荷重の大きさに応じて軸端部１１の軸中心１１ａを中心に第２方向Ｙに回動する。サスペンションアーム３が低ストローク位置である第１位置Ｐ１にあるとき、スライドピン２２はガイド溝部２３の外側縁２４に当接した第１位置Ｑ１に配置される。このとき、軸端部１１の軸中心１１ａと力点３ａを結ぶ仮想直線Ａ１上にスライドピン２２が位置しており、軸中心１１ａからスライドピン２２までの作用点距離ｄがｄ１となる。なお、スライドピン２２が第１位置Ｑ１においてガイド溝部２３の外側縁２４に当接する構造により、第１位置Ｐ１におけるサスペンションアーム３の時計まわり方向の回動動作が阻止されるようになっている。

【0036】

図４に示されるように、サスペンションアーム３がそのストローク量の増大に伴って第１位置Ｐ１（図３を参照）から第２位置Ｐ２まで回動したとき、スライドピン２２はガイド溝部２３の外側縁２４と内側縁２５との間の中間位置である第２位置Ｑ２に配置される。このとき、サスペンションアーム３の第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２までの回動角度である作用角はθａとなる。

【0037】

サスペンションアーム３が第２位置Ｐ２にあるとき、軸端部１１の軸中心１１ａと力点３ａを結ぶ仮想直線Ａ２上にスライドピン２２が位置しており、軸中心１１ａからスライドピン２２までの作用点距離ｄがｄ２（＜ｄ１）となる。すなわち、サスペンションアーム３が第２位置Ｐ２にあるときには、サスペンションアーム３が第１位置Ｐ１にあるときに比べて作用点距離ｄが短くなり、レバー比が下がる。したがって、サスペンションアーム３が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２まで回動することに伴って、サスペンション装置１０１におけるばね硬さが強まる方向に変化することになり、その結果、ばね定数が大きくなる。

【0038】

図５に示されるように、サスペンションアーム３がそのストローク量の増大に伴って第２位置Ｐ２（図４を参照）から高ストローク位置である第３位置Ｐ３まで回動したとき、スライドピン２２はガイド溝部２３の内側縁２５に当接した第３位置Ｑ３に配置される。このとき、サスペンションアーム３の第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３までの回動角度である作用角はθｂ（＞θａ）となる。

【0039】

サスペンションアーム３が第３位置Ｐ３にあるとき、軸中心１１ａと力点３ａを結ぶ仮想直線Ａ３上にスライドピン２２が位置しており、軸中心１１ａからスライドピン２２までの作用点距離ｄがｄ３（＜ｄ２）となる。すなわち、サスペンションアーム３が第３位置Ｐ３にあるときには、サスペンションアーム３が第２位置Ｐ２にあるときに比べて作用点距離ｄが短くなり、レバー比が下がる。したがって、サスペンションアーム３が第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３まで回動することに伴って、サスペンション装置１０１におけるばね硬さが強まる方向に変化することになり、その結果、ばね定数が大きくなる。なお、スライドピン２２が第３位置Ｑ３においてガイド溝部２３の内側縁２５に当接する構造により、第３位置Ｐ３におけるサスペンションアーム３の反時計まわり方向の回動動作が阻止されるようになっている。

【0040】

（サスペンションアームのストローク時の応力）
図６に示されるように、本形態のサスペンション装置１０１において、サスペンションアーム３のストローク量Ｌと応力σとの相関は曲線Ｆａで示される。ここで、ストローク量Ｌは、サスペンションアーム３の第２方向Ｙの変位であり、応力σはサスペンションアーム３に入力される入力荷重に応じて第２方向Ｙ（トーションバースプリング１０の捩れ方向）に生じる応力である。

【0041】

曲線Ｆａは、下に凸の曲線である。この曲線Ｆａによれば、ストローク量Ｌの増大に伴って応力σが曲線的に増大する。すなわち、ストローク量Ｌが増大するにつれて曲線Ｆａの接線の傾きが徐々に大きくなる。これに対して、トーションバースプリング１０の捩れのみを利用した従来のサスペンション構造の場合には、ストローク量Ｌと応力σが比例関係になる。

【0042】

曲線Ｆａにおいて、サスペンションアーム３が第１位置Ｐ１にあるときのストローク量Ｌを「０」とし、そのときの応力σを「σ０」としている。この曲線Ｆａによれば、サスペンションアーム３が第２位置Ｐ２にあるとき、ストローク量Ｌ１が「ｒ・θａ」で応力σが「σ１」となる。また、サスペンションアーム３が第３位置Ｐ３にあるとき、ストローク量Ｌ２が「ｒ・θｂ」で応力σが「σ２」となる。

【0043】

（サスペンションアームのストローク時のばね定数）
図７に示されるように、図６の相関に基づいた場合、サスペンションアーム３のストローク量Ｌとばね定数Ｃとの相関は直線Ｇａで示される。ここで、ばね定数Ｃは、ストローク量Ｌに対する応力σの比率であり、応力σをストローク量Ｌで除した値として定義される。この直線Ｇａによれば、ストローク量Ｌとばね定数Ｃが比例関係になり、ストローク量Ｌの増大に伴ってばね定数Ｃが直線的に増大する。これに対して、トーションバースプリング１０の捩れのみを利用した従来のサスペンション構造の場合には、ばね定数Ｃが一定になる。

【0044】

直線Ｇａにおいて、サスペンションアーム３が第１位置Ｐ１にあるときのばね定数Ｃを「Ｃ０」としている。この直線Ｇａによれば、サスペンションアーム３が第２位置Ｐ２にあるときのばね定数Ｃが「Ｃ１」となり、サスペンションアーム３が第３位置Ｐ３にあるときのばね定数ＣがＣ１よりも大きい「Ｃ２」となる。

【0045】

以下に、上述の実施形態１の作用効果について説明する。

【0046】

実施形態１のサスペンション装置１０１において、ばね定数可変機構部２０は、サスペンションアーム３とトーションバースプリング１０のそれぞれに対して機械的に連結されている。このばね定数可変機構部２０は、サスペンションアーム３の動きに連動して作動することにより、サスペンションアーム３のストローク量Ｌに応じてばね定数Ｃを可変とする機能を果たす。

【0047】

このばね定数可変機構部２０によれば、サスペンションアーム３のストローク量Ｌに応じてばね定数Ｃを可変とすることで、車両の乗り心地と操縦安定性をともに高めることが可能になる。すなわち、ばね定数Ｃを小さくするように変更することで変更前に比べて足回りが柔らかくなるため車両の乗り心地を良くすることができ、ばね定数Ｃを大きくするように変更することで変更前に比べて足回りが硬くなるため車両の操縦安定性を良くすることができる。このとき、ばね定数可変機構部２０は、サスペンションアーム３の動きに連動して作動する構造ゆえ、コントロールユニットなどの制御装置による複雑な制御を要しない。

【0048】

このばね定数可変機構部２０によれば、サスペンションアーム３のストローク量Ｌが大きいほどばね定数Ｃを大きくし、サスペンションアーム３のストローク量Ｌが小さいほどばね定数Ｃを小さくするように構成されている。このため、車体１の小さな振動に対しては、ばね定数Ｃを小さく抑えることで足回りを柔らかくして振動を吸収することができる。また、車体１の大きなロールに対しては、ばね定数Ｃを大きくすることで足回りを硬くして安定感を出すことができる。

【0049】

従って、上述の実施形態１によれば、簡単な構造で車両の乗り心地と操縦安定性の両方に優れた性能を発揮するサスペンション装置１０１を提供することができる。

【0050】

実施形態１のサスペンション装置１０１によれば、とりわけ、トーションバースプリング１０を使用しながらも、不等ピッチスプリングを使用したときのようなサスペンション特性を得ることが可能になる。なお、不等ピッチスプリングは既知のものであり、その詳細な説明については省略するが、スプリング間隔が等間隔でないコイルスプリングをいう。この不等ピッチスプリングによれば、コイルスプリングが縮むプロセスにおいて、縮み始めと、限界ギリギリまで縮んでいる時のテンション、その時に対応する反発力を不等間隔によって調整することができる。

【0051】

実施形態１のサスペンション装置１０１によれば、サスペンションアーム３からカム２１に荷重を伝達するスライドピン２２は、カム２１に設けられたガイド溝部２３と、サスペンションアーム３の回動動作をガイド溝部２３におけるスライドピンのスライド動作に変換するリンクアーム２６と、によってガイドされる。このため、ガイド溝部２３及びリンクアーム２６からなる簡単な構造のガイド機構を利用して荷重伝達部材をガイドすることができる。

【0052】

実施形態１のサスペンション装置１０１によれば、スライドピン２２をガイドするガイド溝部２３として直線溝部を採用することで、サスペンションアーム３のストローク変化量に対するばね定数Ｃの変化量の割合を一定にすることが可能になる。また、ガイド溝部２３を直線溝部とすることで溝構造を簡素化することができる。

【0053】

次に、上述の実施形態１に関連する他の実施形態について図面を参照しつつ説明する。他の実施形態において、上述の実施形態１の要素と同一の要素には同一の符号を付しており、当該同一の要素についての説明は省略する。

【0054】

（実施形態２）
図８に示されるように、実施形態２のサスペンション装置１０２は、ばね定数可変機構部２０Ａの構造のみが実施形態１のばね定数可変機構部２０のものと相違している。

【0055】

（ばね定数可変機構部の構造）
ばね定数可変機構部２０Ａは、ガイド機構を構成するガイド溝部２３Ａを有する。ガイド溝部２３Ａは、スライドピン２２を第３方向Ｚに沿ってガイドするようにカム２１に設けられている。本形態において、このガイド溝部２３Ａは、実施形態１のガイド溝部２３とは異なる形状を有するものであり、外側縁２４から内側縁２５まで第３方向Ｚに沿って屈曲して延びる屈曲溝部である。このガイド溝部２３Ａは、１つの屈曲点２３ｃを隔ててこの屈曲点２３ｃから異なる方向に延びる２つの直線溝２３ａ，２３ｂを有する。直線溝２３ｂは、第３方向Ｚに延びている。これに対して、直線溝２３ａは、直線溝２３ｂに対して傾斜した状態で第３方向Ｚに沿って延びている。

【0056】

その他の構成は、実施形態１と同様である。

【0057】

（サスペンション装置の動作）
次に、実施形態２のサスペンション装置１０２の動作について、図８～図１０を参照しながら説明する。

【0058】

図８に示されるように、上記構成のばね定数可変機構部２０Ａによれば、サスペンションアーム３が第１位置Ｐ１にあるとき、スライドピン２２はガイド溝部２３Ａの外側縁２４に当接した第１位置Ｑ１に配置される。

【0059】

図９に示されるように、サスペンションアーム３がそのストローク量の増大に伴って第１位置Ｐ１（図８を参照）から第２位置Ｐ２まで回動するとき、スライドピン２２はガイド溝部２３Ａのうち直線溝２３ａを屈曲点２３ｃに向けてスライドして第２位置Ｑ２に配置される。このため、サスペンションアーム３が第２位置Ｐ２にあるときには、実施形態１の場合と同様に、サスペンションアーム３が第１位置Ｐ１にあるときに比べて軸中心１１ａからスライドピン２２までの作用点距離が短くなり、レバー比が下がる。このとき、実施形態１の場合と同様に、サスペンション装置１０２におけるばね硬さが強まる結果、ばね定数が大きくなる。

【0060】

図１０に示されるように、サスペンションアーム３がそのストローク量の増大に伴って第２位置Ｐ２（図９を参照）から第３位置Ｐ３まで回動するとき、スライドピン２２はガイド溝部２３Ａのうち直線溝２３ｂを内側縁２５に向けてスライドして内側縁２５に当接した第３位置Ｑ３に配置される。このため、サスペンションアーム３が第３位置Ｐ３にあるときには、実施形態１の場合と同様に、サスペンションアーム３が第２位置Ｐ２にあるときに比べて軸中心１１ａからスライドピン２２までの作用点距離が短くなり、レバー比が下がる。このとき、実施形態１の場合と同様に、サスペンション装置１０２におけるばね硬さが強まる結果、ばね定数が大きくなる。

【0061】

（サスペンションアームのストローク時の応力）
図１１に示されるように、本形態のサスペンション装置１０２において、サスペンションアーム３のストローク量Ｌと応力σとの相関は２つの曲線Ｆａ，Ｆｂで示される。

【0062】

ここで、曲線Ｆａは、実施形態１の場合と同様である。これに対して、曲線Ｆｂは、曲線Ｆａと同様に下に凸の曲線である。この曲線Ｆｂによれば、曲線Ｆａと同様に、ストローク量Ｌの増大に伴って応力σが曲線的に増大する。一方で、曲線Ｆｂは、曲線Ｆａに比べて変化が緩やかな曲線であり、ストローク量Ｌの増大に伴って応力σが緩やかに増大する。ストローク量Ｌが０からＬ１までの領域では応力σが曲線Ｆｂにしたがって変化し、ストローク量ＬがＬ１からＬ２までの領域では応力σが曲線Ｆａにしたがって変化する。

【0063】

（サスペンションアームのストローク時のばね定数）
図１２に示されるように、図１１の相関に基づいた場合、サスペンションアーム３のストローク量Ｌとばね定数Ｃとの相関は２つの直線Ｇａ，Ｇｂで示される。

【0064】

ここで、直線Ｇａは、実施形態１の場合と同様である。これに対して、直線Ｇｂは、直線Ｇａに比べて傾斜が小さい直線であり、ストローク量Ｌの増大に伴ってばね定数Ｃが緩やかに増大する。ストローク量Ｌが０からＬ１までの領域ではばね定数Ｃが直線Ｇｂにしたがって変化し、ストローク量ＬがＬ１からＬ２までの領域ではばね定数Ｃが直線Ｇａにしたがって変化する。

【0065】

実施形態２のサスペンション装置１０２によれば、スライドピン２２をガイドするガイド溝部２３Ａとして屈曲溝部を採用することで、サスペンションアーム３のストローク変化量に対するばね定数Ｃの変化量の割合を屈曲溝部の屈曲点２３ｃの前後で変えることが可能になる。

【0066】

その他、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0067】

本発明は、上述の各形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。

【0068】

上述の形態では、カム２１と、スライドピン２２と、ガイド溝部２３，２３Ａと、リンクアーム２６と、を構成要素とするばね定数可変機構部２０，２０Ａについて例示したが、同様の機能を得ることができれば、その構成要素はこれらに限定されるものではなく、必要に応じて適宜に変更可能である。

【0069】

上述の形態では、ガイド溝部２３，２３Ａを直線溝部や屈曲溝部とする場合について例示したが、ガイド溝部２３，２３Ａの形状はこれらに限定されるものではなく、ガイド溝部２３，２３Ａに代えてその他の形状のガイド溝部を採用することもできる。その他の形状のガイド溝部として、例えば、湾曲状に延びる湾曲溝部や、複数の屈曲点を有する屈曲溝部などが挙げられる。

【0070】

上述の形態では、サスペンションアーム３のストローク量Ｌが大きいほどばね定数Ｃを大きくしサスペンションアーム３のストローク量Ｌが小さいほどばね定数Ｃを小さくする場合について例示したが、これに代えて、サスペンションアーム３のストローク量Ｌが大きいほどばね定数Ｃを小さくしサスペンションアーム３のストローク量Ｌが小さいほどばね定数Ｃを大きくするようにしてもよい。

【符号の説明】

【0071】

１ 車体
３ サスペンションアーム
１０ トーションバースプリング
１１ 軸端部
１１ａ 軸中心
２０，２０Ａ ばね定数可変機構部
２１ カム（回動部材）
２２ スライドピン（荷重伝達部材）
２３ ガイド溝部（直線溝部、ガイド機構）
２３Ａ ガイド溝部（屈曲溝部、ガイド機構）
２６ リンクアーム（ガイド機構）
１０１，１０２ サスペンション装置
Ｃ ばね定数
ｄ 作用点距離
Ｌ ストローク量
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３ 作用点
Ｘ 第１方向（軸方向）
Ｙ 第２方向（捩れ方向）
Ｚ 第３方向（径方向）
σ 応力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】