JPH08505586A - 車両用懸架システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、車両の走行状態に応じてロールセンタと同様にキャンバ及びトレッドの変化を最適に制御することによって走行安全性能及び限界旋回性能を向上できる懸架システムに関する。この懸架システムは、上下端を有しており、ホイールを支持するホイールキャリアと、前記ホイールキャリアの下端を車体に連結するロアコントロールアームと、前記ホイールキャリアの上端を車体に連結するアッパコントロールアームと、ショック・アブソーバとスプリングを一体にして形成されて車体の上下振動を吸収するストラットアセンブリと、前記アッパコントロールアーム、ロアコントロールアーム、及び、ストラットアセンブリのそれぞれと連結される第１、第２及び第３ヒンジポイントを有し、ホイールがバンプ、または、リバウンド時に前記ロアコントロールアームはホイール側へ押して、アッパコントロールアームは車体側へ引いてホイールのキャンバを制御する手段とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 車両用懸架システム 発明の背景 発明の技術分野 本発明は車両用懸架システムに関し、より詳しくは、車両の走行状態によりロ ールセンタのみならずキャンバ及びトレッドの変化を最適に制御することにより 限界旋回性能及び走行安全性能を向上できる懸架システムに関する。 関連技術の説明 一般的に、懸架システムの主要機能は、（Ａ）荒い路面から車体を分離して、 ホイールが不規則な路面を走行できるように車体の上下方向の柔軟性を提供する こと、（Ｂ）路面に対して適切な操向及びキャンバ姿勢にホイールを維持させる こと、（Ｃ）タイヤの縦方向の力（駆動及び制動力）、横方向の力（旋回力）、 並びに制動及び駆動トルクによって発生される制御力に反応すること、（Ｄ）車 体のロール、偏走（ｙａｗ）及びピッチを抑制することである。 かかる懸架システムは構造的に車軸一体及び独立懸架タイプに特徴付けられる 。本発明の懸架システムは独立懸架システムに関する。独立懸架システムには、 マックファーソンストラットタイプとウィッシュボーンタイプがある。そして、 近年は、マルチリンクタイプ独立懸架システムが普及してきている。 図６Ａは、一般的なマックファーソンストラットタイプ懸架システムを図示し ており、このシステムは、ショック・アブソーバ１５１とスプリング１５２を一 体にして形成されており、ホイール１５０を回転可能に支持しているホイールキ ャリア１５３に固定された下端と車体１５４に支持可能に連結された上端とを有 するストラットアセンブリ１５５と、ホイールキャリア１５３の下端を車体１５ ４の下部に連結するロアコントロールアーム１５６とを含んでいる。 この懸架システムで、ホイールの上下運動範囲は、ホイールの上下振動中にロ アコントロールアーム１５６により決定される。この振動はロアコントロールア ームの内側端に形成された弾性ブッシュにより吸収される。路面からの衝撃はス トラットアセンブリ１５５のショック・アブソーバ１５１及びスプリング１５２ により吸収される。 しかしながら、上述した懸架システムの作動段階を考慮すると、ホイール１５ ０が駆動状態により上下方向に振動すれば、このホイール１５０はロアコントロ ールアーム１５６の長さが固定された状態で上下に運動する。 したがって、ホイール１５０はロアコントロールアーム１５６の長さによって 形成される運動軌跡Ｍに沿って上下方向に運動する。キャンバ及びトレッドはこ のホイールの上下運動に従って変化して、車両の乗車感、旋回性能及び走行安全 性能に大きな影響を及ぼす。 すなわち、ロアコントロールアーム１５６の外側端はホイールセンタより低く なっているので、ホイールが運動軌跡Ｍに沿って運動すると、通常上昇区間では ホイールの下側が運動軌跡Ｍの曲率に沿って外側、すなわち、ホイール側へ押さ れてキャンバは陰（−）に変化する。 しかしながら、通常上昇区間以上の区間では、ロアコントロールアーム１５６ が上昇して、ホイールの下側を車体側へ引き、これによりキャンバは正（＋）に 変化する（図４Ａの破線を参照）。 上述のようなキャンバの変化は図４Ａの破線で図示されている。また、トレッ ドの変化は上述したキャンバの変化により図４Ｂの破線で示す如く変化する。か かるキャンバ及びトレッドの変化は旋回性能及び直進走行安全性能に悪影響を及 ぼす。 図６Ｂは、一般的なウィッシュボーンタイプ懸架システムを図示しており、こ のシステムは、アッパ及びロアコントロールアーム６１、６２と、操向ナックル ６３と、ショック・アブソーバ６４を含むスプリングアセンブリ６５と、前記ア ッパ及びロアコントロールアーム６１、６２のそれぞれを操向ナックル６３に連 結するボールジョイント６６、６７とを含んでいる。 かかるタイプの懸架システムは、ホイール６９が上下方向に運動するとき、ア ッパコントロールアーム６１が小さい曲率の運動軌跡を有し、ロアコントロール アーム６２は大きい曲率の運動軌跡を有するので、トレッド及びキャンバが激し く変化するという問題点を有している（図４Ａ及び図４Ｂの一点鎖線参照）。さ らに、図５の破線で示す如く、前記ウィッシュボーン及びマックファーソンタイ プ懸架システムにおいて、車両旋回時に、旋回外輪のホイールが横力を大きく受 ければ受けるほど、キャンバは正（＋）にさらに変化し、これにより限界旋回性 能が低下する。 発明の要約 したがって、本発明は上記した問題点を解決する努力の一環としてなされたも のである。 本発明は、ホイールの運動範囲、すなわち、バンプからリバウンドにかけてキ ャンバ及びトレッドを理想的に制御することにより限界旋回性能、走行安全性能 及び乗車感を改善できる懸架システムを提供することをその目的とする。 上記目的を達成するため、本発明は、上下端を有しており、ホイールを支持す るホイールキャリアと、前記ホイールキャリアの下端を車体に連結するロアコン トロールアームと、前記ホイールキャリアの上端を車体に連結するアッパコント ロールアームと、ショック・アブソーバとスプリングを一体にして形成されて車 体の上下振動を吸収するストラットアセンブリと、前記アッパコントロールアー ム、ロアコントロールアーム、及び、ストラットアセンブリのそれぞれと連結さ れる第１、第２及び第３ヒンジポイントを有しており、ホイールのバンプ（英文 はｐｕｍｐ）、または、リバウンド時に前記ロアコントロールアームはホイール 側へ押して、アッパコントロールアームは車体側へ引いてホイルのキャンバを制 御する手段とを含む車両用懸架システムを提供する。 本発明の一様相として、前記制御手段は、前記ロアコントロールアームに枢軸 旋回可能に連結されて前記第１ヒンジポイントを形成するヒンジ部と、前記ヒン ジ部から車体側へ延在する水平アームと、前記ヒンジ部から前記アッパコントロ ールアームへ延在し前記アッパコントロールアームに枢軸旋回可能に連結されて 前記第２ヒンジポイントを形成する垂直アームとを含んでおり、前記ストラット アセンブリは車体に支持可能に連結された上端と前記制御手段の水平アームの内 側端に枢軸旋回可能に連結されて前記第３ヒンジポイントを形成する下端とを有 する。 本発明の他の一様相として、前記制御手段は、前記アッパコントロールアーム に枢軸旋回可能に連結されて前記第１ヒンジポイントを形成するヒンジ部と、前 記ヒンジ部から車体側へ延在する水平アームと、前記ヒンジ部から前記ロアコン トロールアームへ延在しこのロアコントロールアームに枢軸旋回可能に連結され て前記第２ヒンジポイントを形成する垂直アームとを含んでおり、前記ストラッ トアセンブリは車体に支持された上端と前記制御手段の水平アームの内側端に枢 軸旋回可能に連結されて前記第３ヒンジポイントを形成する下端とを有する。 図面の簡単な説明 本発明は、下記に与えられている詳細な説明、及び、単なる図解として与えら れている、それゆえ、本発明を限定するものではない、添付図面からより充分に 理解されるものであり、ここに、 図１は、本発明の第１実施例による懸架システムの斜視図であり、 図２は、図１の懸架システムの作動状態を図示する概略的な正面図であり、 図３は、本発明の第２実施例による懸架システムの斜視図であり、 図４Ａは、本発明の懸架システムと従来の懸架システムとのキャンバ変化を比 較するためのグラフであり、 図４Ｂは、本発明の懸架システムと従来の懸架システムとのトレッド変化を比 較するためのグラフであり、 図５は、従来の懸架システムに比べて本発明による懸架システムの横力に応じ たキャンバ変化を図示するグラフであり、 図６Ａは、従来のマックファーソンタイプの懸架システムを図示する図面であ り、 図６Ｂは、従来のウィッシュボーンタイプの懸架システムを図示する図面であ る。 実施例の詳細な説明 図１は、本発明の第１実施例による懸架システムを図示している。この懸架シ ステムは、ホイール（図示せず）を回転可能に支持するホイールキャリア１と、 このホイールキャリア１の上端を車体（図示せず）に連結するアッパコントロー ルアーム３と、ホイールキャリア１の下端を車体に連結するロアコントロールア ーム５と、ショック・アブソーバ７１とスプリング７２を一体にして形成された ストラットアセンブリ７と、前記アッパ及びロアコントロールアーム３、５を相 互に連結するキャンバコントロール部材９とを含んでいる。 前記アッパコントロールアーム３は、それぞれＹ形状の構造を有する第１及び 第２コントロールアーム３１、３２を含んでいる。前記第１コントロールアーム ３１は外側端でホイールキャリア１とボールジヨイント３１０により取付けられ て、この外側端から分岐する前後リンク３１１、３１２を有している。各前後リ ンク３１１、３１２の内側端にはブッシュ３１３、３１４がそれぞれ形成されて おり、ピン３３により前記第２コントロールアーム３２の外側端に形成されたブ ッシュ３２０と枢軸旋回可能に結合されて移動ヒンジポイントＨ１を形成する。 前記第２コントロールアーム３２は、ブッシュ３２０が提供されているその外側 端から分岐されており、第２コントロールアーム３２の外側端の上下運動を許容 するブッシュ３２３、３２４によりその内側端で車体にマウントされる前後リン ク３２１、３２２を有している。 前記ロアコントロールアーム５もやはりＹ形状の構造になっており、その外側 端でボールジョイント５１によりホイールキャリア１に取付けられている。前記 ロアコントロールアーム５はそれぞれのブッシュ５２１、５２２によりその内側 端が車体にマウントされる前後リンク５２、５３を有している。 各ブッシュ３２３、３２４、５２１、５２２はアッパ及びロアコントロールア ーム３、５のそれぞれの上下運動を制御する弾性力を有している。 ロアコントロールアーム５をアッパコントロールアーム３に連結するキャンバ コントロール部材９は、ロアコントロールアーム５の上面に一体にマウントされ たブラケット９４にピン９１１により枢軸旋回可能に結合されてヒンジポイント Ｈ２を形成するヒンジ部９１と、前記ヒンジ部９１から一体に車体側へ延在する 一対の水平アーム９２と、前記ヒンジ部９１から一体に上部へ延在して前記アッ パコントロールアーム３の第１コントロールアーム３１にピン９３１により枢軸 旋回可能に結合されてヒンジポイントＨ３を形成する一対の垂直アーム９３とを 含んでいる。 上下方向で車体に伝達される衝撃を吸収するための前記ストラットアセンブリ ７は、その上端がインシュレータ７３により車体に連結されて、その下端が前記 キャンバコントロール部材９の水平アーム９２の内側端に形成された一対のブッ シュ９２１にそれぞれピン９２２により連結されてヒンジポイントＨ４を形成す る。 図２は、上述した懸架システムの作動状態を図示している。 ホイール２が不規則な路面から、または、旋回時に力Ｆ１を受けてバンプする と、この力Ｆ１はストラットアセンブリ７により吸収されて、同時に、前記スト ラットアセンブリ７の下端に枢軸旋回可能に連結された水平アーム９２の内側端 は、スプリング７２の反力Ｆ２を受けて、前記キャンバコントロール部材９はヒ ンジポイントＨ２を基準にして図面の反時計回り方向で回転する。 したがって、前記力Ｆ２は、前記キャンバコントロール部材９に連結されたロ アコントロールアーム５を外側へ押す力Ｆ３として作用して、前記ホイールはロ アコントロールアーム５のブッシュ５２１、５２２をこれらブッシュ５２１、５ ２２の弾性力を用いてホイール側へ引きながらバンプする。 このとき、前記キャンバコントロール部材９が反時計回り方向で回転するので 、前記キャンバコントロール部材９の垂直アーム９３の上端が連結された前記第 １コントロールアーム３１は内側上部へ押す力Ｆ４を受ける。その結果、前記第 １コントロールアーム３１は第１及び第２コントロールアームが相互に連結され るヒンジポイントＨ１が上側へ移動しながらホイールキャリア１の上端を車体側 へ引く。 上述したように、ホイールキャリア１の下端は外側、すなわち、車体の反対側 へ押されて、ホイールキャリア１の上端は内側、すなわち、車体側へ押される。 したがって、ホイール２のバンプ、または、リバウンド時には、図２の一点鎖線 で示す如く、キャンバ角αは陰（−）に変化する。 上述のようなキャンバの変化は図４Ａの実線で図示されている。すなわち、本 発明のキャンバは従来のキャンバに比べて線形的に陰（−）に変化する。 さらに、トレッドは上述した本発明のキャンバ変化により図４Ｂの実線で図示 するように変化する。すなわち、トレッドは線形的に若干陽（十）に変化する。 したがって、車両が直進状態にあるとき、キャンバの変化が小さく生じるので 、乗車感のみならず直進走行安全性能も相当に改善できる。 図３は、本発明の第２実施例による懸架システムを図示しており、このシステ ムは駆動輪にも適用できる。本実施例では上述の実施例と同一な部品には同一符 号を指定して、その説明も簡素にするために省略する。 本実施例で、アッパ及びロアコントロールアームの構造は第１実施例と同一で あるが、キャンバコントロール部材の連結構造が駆動軸を受けるように変更され た。 すなわち、図３に示す如く、ロアコントロールアーム５をアッパコントロール アーム３に連結するキャンバコントロール部材８は、ピン８３１により第１コン トロールアーム３１に枢軸旋回可能に連結されてヒンジポイントＰ１を形成する ヒンジ部８１と、前記ヒンジ部８１から一体に内側下部へ延在する水平アーム８ ２と、前記ヒンジ部８１から一体に下部へ延在してピン８１１によりロアコント ロールアーム５の上面に形成されたブラケット８４に枢軸旋回可能に固定されて ヒンジポイントＰ２を形成する垂直アーム８３とを含んでいる。 上下方向で車体に伝達される衝撃を吸収するための前記ストラットアセンブリ ７は、その上端でインシュレータ７３により車体に連結されて、その下端は前記 キャンバコントロール部材８の水平アーム８２の内側端に形成されたブッシュ８ ２１にピン８２２により枢軸旋回可能に連結されてヒンジポイントＰ３を形成す る。 さらに、前記垂直アーム８３には駆動軸（図示せず）が貫通できる孔８５が提 供されている。 本実施例によると、ホイールが不規則な路面から、または、旋回時に力Ｆ１を 受けてバンプするようになると、この力Ｆ１はストラットアセンブリ７によって 吸収されるとともにストラットアセンブリ７の下端に連結された水平アーム８２ の内側端はスプリング７２の反力Ｆ２を受けて、キャンバコントロール部材８は ヒンジポイントＰ１を中心にして図面の反時計回り方向に回転する。 したがって、前記力Ｆ２は、キャンバコントロール部材８に結合されたロアコ ントロールアーム５をホイール側へ押す力Ｆ３として作用して、ホイールはブッ シュ８２１、８２２の弾性力を用いてロアコントロールアーム７の内側端をホイ ール側へ押しながら上昇する。 さらに、前記キャンバコントロール部材８が反時計回り方向で回転するので、 前記第１コントロールアーム３１は内側へ押す力Ｆ４を受ける。その結果、前記 第１コントロールアーム３１は第１及び第２コントロール３１、３２が相互に連 結されるヒンジポイントＰ４が上側へ移動しながらホイールキャリアの上端を車 体側へ引く。 第２実施例による懸架システムのキャンバ及びトレッドの変化は上述した実施 例と同一であり、説明は省略する。 以上、説明したような本発明による第１及び第２実施例の懸架システムにおい て、車両が旋回中、旋回外側ホイールの横力に応じてキャンバは図５の実線で示 した通りに一定に維持される。 本発明の懸架システムは不規則な路面から、または、旋回中にホイールがバン プ、または、リバウンドすると、反力Ｆ２が力Ｆ３、Ｆ４に変化してホイール（ 旋回外側）は力の適応性により負（−）キャンバに変化する。特に、前記懸架シ ステムは、旋回外側のホイールが正（＋）キャンバに変化することを防止してタ イヤのグリップ力を増加させることにより限界旋回性能が改善される。 以上、本発明の好ましい実施例が詳細に説明されたが、当業者が考え出すこと ができる、ここで開示された基本的な発明概念の種々の変化、及び／または、変 形は、添付した請求範囲で定義された通りの本発明の思想、及び、範囲に含まれ ることは明らかに理解できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．上下端を有しており、ホイールを支持するホイールキャリアと、 前記ホイールキャリアの下端を車体に連結するロアコントロールアームと、 前記ホイールキャリアの上端を車体に連結するアッパコントロールアームと、 ショック・アブソーバとスプリングを一体にして形成されて車体の上下振動を 吸収するストラットアセンブリと、 前記アッパコントロールアーム、ロアコントロールアーム、及び、ストラット アセンブリのそれぞれと連結される第１、第２及び第３ヒンジポイントを有して おり、ホイールがバンプ、または、リバウンド時に前記ロアコントロールアーム はホイール側へ押して、アッパコントロールアームは車体側へ引いてホイールの キャンバを制御する手段とを含む車両用懸架システム。 ２．前記制御手段は、前記ロアコントロールアームに枢軸旋回可能に連結されて 前記第１ヒンジポイントを形成するヒンジ部と、前記ヒンジ部から車体側へ延在 する水平アームと、前記ヒンジ部から前記アッパコントロールアームヘ延在し前 記アッパ。コントロールアームに枢軸旋回可能に連結されて前記第２ヒンジポイ ントを形成する垂直アームとを含んでおり、前記ストラットアセンブリは車体に 支持可能に連結された上端と前記制御手段の水平アームの内側端に枢軸旋回可能 に連結されて前記第３ヒンジポイントを形成する下端とを有している請求項１に 記載の車両用懸架システム。 ３．前記制御手段は、前記アッパコントロールアームに枢軸旋回可能に連結され て前記第１ヒンジポイントを形成するヒンジ部と、前記ヒンジ部から車体側へ延 在する水平アームと、前記ヒンジ部から前記ロアコントロールアームヘ延在しこ のロアコントロールアームに枢軸旋回可能に連結されて前記第２ヒンジポイント を形成する垂直アームとを含んでおり、前記ストラットアセンブリは車体に支持 される上端と前記制御手段の水平アームの内側端に枢軸旋回可能に連結されて前 記第３ヒンジポイントを形成する下端とを有している請求項１に記載の車両用懸 架システム。 ４．前記アッパコントロールアームは、前記制御手段の垂直アームが枢軸旋回可 能に連結された第１コントロールアームと前記第１コントロールアームに枢軸旋 回可能に連結された第２コントロールアームとを含んでいる請求項２に記載の車 両用懸架システム。 ５．前記アッパコントロールアームは、前記制御手段のヒンジ部が枢軸旋回可能 に連結された第１コントロールアームと前記第１コントロールアームに枢軸旋回 可能に連結された第２コントロールアームとを含んでいる請求項３に記載の車両 用懸架システム。 ６．各アッパ及びロアコントロールアームの一端はブッシュにより車体に連結さ れて、他端はボールジョイントによりホイールキャリアに連結されている請求項 １記載の車両用懸架システム。 ７．前記制御手段の垂直アームには駆動軸の貫通できる孔が提供されている請求 項３に記載の車両用懸架システム。 ８．前記第１及び第２アームはブッシュを介して相互に連結されている請求項４ に記載の車両用懸架システム。 ９．前記第１及び第２アームはブッシュを介して相互に連結されている請求項５ に記載の車両用懸架システム。