JP4444291B2

JP4444291B2 - 自動車のステアリングアクスル

Info

Publication number: JP4444291B2
Application number: JP2006530464A
Authority: JP
Inventors: ファベンキュヴィーエール; レイミーロレ
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2004-10-11
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2024-10-11
Also published as: WO2005035284A3; EP1673244A2; JP2007508180A; FR2860751B1; WO2005035284A2; FR2860751A1

Description

本発明は自動車のステアリングアクスルに関する。特に本発明は、概ね縦方向に伸び、概ね水平な面内を伸びる横桁によって連結された２つのアームを有し、各アームは、車体へ連結される前端部と、少なくとも上部滑節手段と下部滑節手段を介してスピンドルホルダへ連結される後端部を有し、アームを車体の部材または車輪へ連結する少なくとも１つの連結手段は、車両の車体に対する車輪の概ね縦方向の基本方向に沿った運動をもたらすために、概ね縦方向の基本方向に沿って弾性変形可能である、自動車のステアリングアクスルに関する。

周知のように、このタイプのステアリングアクスルは、アームの車両の車体への連結が二重の役割を有する。すなわち、このような連結は、良好な方向案内、すなわち運転者の意図の良好な伝達と、車軸・車輪部の振動の良好な吸収を、同時に可能にする必要がある。これらの振動は、例えば、車輪に対する小さな衝撃すなわち路面の不規則性によるものであり得る。

この連結は、機械的に異なる２つの機能、すなわち、方向案内機能のための大きな剛性と、振動吸収の快適な機能のための大きな柔軟性を確保する必要があり、これらは、調整が困難な部品を象徴している。この連結が振動をより多く吸収するように、非常に大きな弾性変形を可能にすると、路上における操向機能は確実に低下するであろう。

文献ＷＯ００／７４９６１には、このタイプのステアリングアクスルが示されており、スピンドルホルダはアームにリジッドには連結されていない。スピンドルホルダの可動性は、スピンドルホルダからもたらされる車輪の向きの変更によって、取り付けられた後の車輪に良好なロードホールディングを得ることを可能にする。この可動性は、車輪の軸の後における、弾性軸受けを介した、スピンドルホルダのアームへの連結によって実現される。

この文献は、後にある車輪にもたらされる方向転換を助長することが可能な自動操向ステアリングアクスルの提供を可能にするが、車体へのアームの連節接続の負荷についての対処を改善するものではない。
ＷＯ００／７４９６１

本発明の１つの目的は、アームの前端と車体との間の連結を、方向案内または振動の吸収のために最適化することができるように、様々な段階で振動をフィルタする機能を有する、本明細書の「技術分野」に記載したステアリングアクスルを提供することにある。

本発明の他の１つの目的は、負荷がかけられたときに、後にある車輪にもたらされる方向転換を助長する、本明細書の「技術分野」に記載したステアリングアクスルを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、概ね縦方向に伸び、概ね水平な面内を伸びる横桁によって連結された２つのアームを有し、各上記アームは、車輪が縦方向の衝撃を受けたときに、車両の車体に対する上記車輪の運動をもたらすために、弾性変形可能な滑節手段を介して上記車体へ連結される前端部と、少なくとも上部滑節手段と下部滑節手段を介してスピンドルホルダへ連結される後端部を有し、少なくとも上記上部滑節手段は概ね縦方向に弾性変形する能力を有する自動車のステアリングアクスルにおいて、
上記下部滑節手段を通る概ね縦方向の軸の周りの上記スピンドルホルダの回動が、概ね垂直な軸の周りの上記スピンドルホルダの相補的な回動を引き起こすように、第１端部が上記スピンドルホルダに取り付けられ、第２端部が上記横桁の中央面に近接して上記横桁に回動可能に装着される、タイロッドを有し、
上記スピンドルホルダと上記アームとの間の上記上部滑節手段は、水平面内において縦方向の軸に対して所定の角度をもって上記車両の外側へ向けられた概ね縦の方向に沿って弾性変形可能であり、上記タイロッドの第１端部は、上記上部滑節手段の点における上記弾性変形による上記スピンドルホルダの上記車両の外側へ向けた縦方向の運動が、上記車輪の前部が上記車輪の内側へ向けられる上記タイロッドの作用によって、上記スピンドルホルダの垂直軸の周りの回転を惹き起こすように、上記車輪の回転軸よりも前で上記スピンドルホルダに取り付けられるか、または、
上記スピンドルホルダと上記アームとの間の上記上部滑節手段は、水平面内において縦方向の軸に対して所定の角度をもって上記車両の内側へ向けられた概ね縦の方向に沿って弾性変形可能であり、上記タイロッドの第１端部は、上記上部滑節手段の点における上記弾性変形による上記スピンドルホルダの上記車両の内側へ向けた縦方向の運動が、上記車輪の前部が上記車輪の内側へ向けられる上記タイロッドの作用によって、上記スピンドルホルダの垂直軸の周りの回転を惹き起こすように、上記車輪の回転軸よりも後で上記スピンドルホルダに取り付けられることを特徴とする。

また、上記車両の車体と上記アームとの間に、弾性変形可能な滑節手段を有することを特徴とする。

また、上記アームの前端部は、流体弾性型の滑節手段を介して上記車両の車体へ連結されることを特徴とする。

また、上記スピンドルホルダと上記アームとの間の上記上部滑節手段は、流体弾性型の緩衝装置であることを特徴とする。

また、上記タイロッドは、上記横桁に連結されたスイングジョイントを介して、上記横桁に回動可能に取り付けられることを特徴とする。

また、上記スピンドルホルダと上記アームとの間の上記下部滑節手段は、水平面内において、縦方向の軸と、それに沿って上記上部滑節手段が弾性変形することができる概ね縦の方向との間の上記所定の角度と逆符号の所定の角度をもって縦方向の軸に対して向けられた、概ね縦の方向に沿って弾性変形可能であることを特徴とする。

本発明のその他の特徴及び利点は、理解のために添付図面を参照する以下の詳細な説明を読むことによって明らかとなるであろう。これらの図において：
−図１は、本発明によるステアリングアクスルの、自動車の後方から見た略図であり；
−図２は、制動力を受ける前の初期位置における、図１に示すステアリングアクスルの上面略図であり；
−図３は、制動力を受けた位置における、図２に類似の、図１に示すステアリングアクスルの上面略図である。

以下の説明において、自動車において伝統的に用いられ、図に３面体Ｌ、Ｖ、Ｔによって示された、縦、垂直、横方向を、非限定的に採用する。

図１に示すように、本発明による柔軟なステアリングアクスル１は、概ね縦方向の２つのアーム３から形成される。２つのアーム３は、２つのアーム３に直交して概ね横方向に伸びる横桁２によって連結されている。この柔軟なステアリングアクスル１の組立体は、自動車の中央面に関して対称性を有するので、以下の説明は、ステアリングアクスル１の左半分について行う。対称性によって、以下に説明される開示内容は、ステアリングアクスル１の右半分に対しても適用できる。

アーム３は、滑節手段３２を介して、図示しない車体へ接続される前端部３１を有する。また、アーム３は、スプリングを支持する第１の支持３４とスピンドルホルダを支持する第２の支持３５が取り付けられる後端部３３を有する。第１の支持３４は、アーム３と図示しない車体との間の連結を可能にし、一方、第２の支持３５は、図示しない車輪の配置を可能にするスピンドルホルダ４とアーム３との間の連結を、それぞれスピンドルホルダ４と第２の支持３５の間に位置する、上部滑節手段４１と下部滑節手段４２を介して可能にする。

従って、図示された左半分のステアリングアクスル１は、下部において、極めて固い下部滑節手段４２によって把持され、上部において、概ね横方向の剛性が、概ね縦方向の剛性よりも高められた、上部滑節手段４１によって把持された、スピンドルホルダ４を可動に保持している。

このようにして、車輪の中心へ加えられるとみなされる小さい衝撃は、路面の小さな不規則性による振動を良好に吸収することを可能にする縦方向の二重のフィルタ効果を受ける。この二重のフィルタは、概ね縦方向において剛性が弱められた上部滑節手段４１と滑節手段３２によって得られる。

本発明の滑節手段の全体は、従来からある弾性滑節にすることが可能である。同様に、滑節手段の少なくとも１つ、例えば滑節手段３２または上部滑節手段４１は、特定の振動モードを減衰させるために、流体弾性滑節で置き換えることができる。

本発明の１実施の形態によれば、アーム３の少なくとも１つの滑節手段は、流体弾性滑節から形成される。この流体弾性滑節においては、概ね横方向Ｔの剛性が、装置の操向動作特性の確保を可能にし、概ね縦方向Ｌの柔軟性が、振動の吸収を可能にする。このような滑節は、装置の低周波数の振動を抑制することを可能にするという利点を有する。しかしながら、高周波数成分を含む衝撃は、このタイプの滑節について考慮を要するべきデリケートなモードを有する。従って、例えば図１に示すように、車体とアーム３の間に流体弾性タイプの滑節手段３２を配置し、スピンドルホルダ４とアーム３の間に従来からある弾性の上部滑節手段４１を配置することが考えられる。車体とアーム３の間に従来からある弾性の滑節手段３２を配置し、スピンドルホルダ４とアーム３の間に流体弾性タイプの上部滑節手段４１を配置することも可能である。どちらかといえば振動のフィルタに適した滑節手段と、どちらかといえば振幅の減衰に適した滑節手段の組み合わせが、上述の教示に類似の実施の形態を得ること、すなわち一方は連続した振動の減衰に用いられ、他方は孤立した衝撃により典型的に対処する、二重のフィルタを得ることを可能にすることが理解されるであろう。

図１〜３に示すように、本発明によるステアリングアクスル１は、概ね横方向のタイロッド５０を有する。タイロッド５０の側方の第１端部５１は、スピンドルホルダ４に取り付けられ、タイロッド５０の第２端部５２は、横桁の中央部、または横方向の力を受けたときのステアリングアクスル１の動作を改良することを目的とするスイングジョイント５３における垂直軸の周りに回動可能に取り付けられる。このようなタイロッド５０は、上記の可動なスピンドルホルダ４と組み合わされて、制動中のトーイン現象、すなわち車輪の前部の自動車の内側への傾斜をもたらすことを可能にする。この組み合わせは、上部滑節手段４１として、弾性変形軸が車両の縦軸に対して僅かにずらされた滑節を組み入れることによって最適化される。

この場合、車両の後方へ向けた車輪の下部の力によってモデル化される制動の際に、上部滑節手段４１は、前へ向けて車両の縦軸に対してずらされた方向に沿う移動を受けながら制動に耐える。スピンドルホルダ４は、一方では上部滑節手段４１の移動によって向きを変えられ、他方ではステアリングアクスル１に取り付けられたタイロッド５０によって支持される。従って、スピンドルホルダ４の全体が、車両の内側へ向けて方向付けられ、従ってトーインの角度が得られる。

ステアリングアクスル１が、車輪の回転軸よりも前でスピンドルホルダ４に取り付けられたタイロッド５０と、弾性変形軸が車両の縦軸から正の角度でずらされた上部滑節手段４１を有すると、このような効果が得られることが理解されるであろう。また、逆の構成、すなわち、ステアリングアクスルが、車輪の回転軸よりも後でスピンドルホルダ４に取り付けられたタイロッド５０と、弾性変形軸が車両の縦軸から負の角度でずらされた上部滑節手段４１を有しても、このような効果が得られる。この後者の構成は、横桁２が大きく後退されたステアリングアクスル１について実際に可能である。

車両の縦軸に対して所定の角度だけ僅かにずらされた軸に沿って弾性変形可能な下部滑節手段４２によって、補足の効果を付加することができる。この所定の角度は、車両の縦軸と、それに沿って上部滑節手段４１が弾性変形可能な軸との間でずらされた角度と、反対向きのものであることが理解されるであろう。また、このような形態は、概ね縦方向に変形可能な上部滑節手段４１と組み合わせることが可能である。

上述したような、車両の後方へ向けた車輪の下部に対する力によってモデル化される制動の際に、下部滑節手段４２は、後へ向けて車両の縦軸に対してずらされた方向に沿う移動を受けながら制動に耐え、一方上部滑節手段４１は、前へ向けて車両の縦軸に対してずらされた方向に沿う移動を受けながら制動に耐える。そのとき下部滑節手段４２の高さにおけるスピンドルホルダ４の後退は、この滑節の外出し、従って前部が概ね横方向のタイロッド５０によって保持されたスピンドルホルダ４に対するトーイン角を必然的にもたらす。

タイロッド５０が車輪の回転軸の前または後に配置される場合には、それに沿って下部滑節手段４２が弾性変形できる軸は、それに沿って上部滑節手段４１が弾性変形できる軸が車両の縦軸からずらされる角度と反対の向きに、正または負の角度で車両の縦軸からずらされることが理解されるであろう。

Claims

概ね縦方向に伸び、概ね水平な面内を伸びる横桁（２）によって連結された２つのアーム（３）を有し、各上記アーム（３）は、車輪が縦方向の衝撃を受けたときに、車両の車体に対する上記車輪の運動をもたらすために、弾性変形可能な滑節手段（３２）を介して上記車体へ連結される前端部（３１）と、少なくとも上部滑節手段（４１）と下部滑節手段（４２）を介してスピンドルホルダ（４）へ連結される後端部（３３）を有し、少なくとも上記上部滑節手段（４１）は概ね縦方向に弾性変形する能力を有する自動車のステアリングアクスルにおいて、
上記下部滑節手段（４２）を通る概ね縦方向の軸の周りの上記スピンドルホルダ（４）の回動が、概ね垂直な軸の周りの上記スピンドルホルダ（４）の相補的な回動を引き起こすように、第１端部（５１）が上記スピンドルホルダ（４）に取り付けられ、第２端部（５２）が上記横桁（２）の中央面に近接して上記横桁（２）に回動可能に装着される、タイロッド（５０）を有し、
上記スピンドルホルダ（４）と上記アーム（３）との間の上記上部滑節手段（４１）は、水平面内において縦方向の軸に対して所定の角度をもって上記車両の外側へ向けられた概ね縦の方向に沿って弾性変形可能であり、上記タイロッド（５０）の第１端部（５１）は、上記上部滑節手段（４１）の点における上記弾性変形による上記スピンドルホルダ（４）の上記車両の外側へ向けた縦方向の運動が、上記車輪の前部が上記車輪の内側へ向けられる上記タイロッド（５０）の作用によって、上記スピンドルホルダ（４）の垂直軸の周りの回転を惹き起こすように、上記車輪の回転軸よりも前で上記スピンドルホルダ（４）に取り付けられるか、または、
上記スピンドルホルダ（４）と上記アーム（３）との間の上記上部滑節手段（４１）は、水平面内において縦方向の軸に対して所定の角度をもって上記車両の内側へ向けられた概ね縦の方向に沿って弾性変形可能であり、上記タイロッド（５０）の第１端部（５１）は、上記上部滑節手段（４１）の点における上記弾性変形による上記スピンドルホルダ（４）の上記車両の内側へ向けた縦方向の運動が、上記車輪の前部が上記車輪の内側へ向けられる上記タイロッド（５０）の作用によって、上記スピンドルホルダ（４）の垂直軸の周りの回転を惹き起こすように、上記車輪の回転軸よりも後で上記スピンドルホルダ（４）に取り付けられることを特徴とする、自動車のステアリングアクスル。
上記車両の車体と上記アーム（３）との間に、弾性変形可能な滑節手段（３２、４１、４２）を有することを特徴とする、請求項１に記載の自動車のステアリングアクスル。
上記アーム（３）の前端部（３１）は、流体弾性型の滑節手段（３２）を介して上記車両の車体へ連結されることを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車のステアリングアクスル。
上記スピンドルホルダ（４）と上記アーム（３）との間の上記上部滑節手段（４１）は、流体弾性型の緩衝装置であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の自動車のステアリングアクスル。
上記タイロッド（５０）は、上記横桁（２）に連結されたスイングジョイント（５３）を介して、上記横桁（２）に回動可能に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載の自動車のステアリングアクスル。
上記スピンドルホルダ（４）と上記アーム（３）との間の上記下部滑節手段（４２）は、水平面内において、縦方向の軸と、それに沿って上記上部滑節手段（４１）が弾性変形することができる概ね縦の方向との間の上記所定の角度と逆符号の所定の角度をもって縦方向の軸に対して向けられた、概ね縦の方向に沿って弾性変形可能であることを特徴とする、請求項１に記載の自動車のステアリングアクスル。