【発明の詳細な説明】
特に自動車用のサスペンション構造
本発明はサウスペンションサスペンションに関し、詳細には自動車用の、より
詳細には、これに限定されるものではないが、四輪自動車用のサスペンションに
関する。
この技術における周知技術では、ガイド機能および剛性機能を与える別々の手
段を使用する。それは、懸架される自動車部材に関して各車輪の運動を案内する
機能をもった部材（トライアングル、トレイリングアーム等）、並びにエネルギ
ーの蓄積および復元の機能をもったスプリングを構成する弾性部材（コイルバネ
、捻り棒など）を使用する。
上記技術の欠点は部品点数が多いことであり、これは、組み立てコストが高い
ことを意味する。
車両の乗員が良好な快適さレベルを得るには、所定の横方向加速に対して最小
のロール角度を得るために、（特に、高い横揺れ慣性を有する多目的自動車（Ｍ
ＰＶ）の場合）、ハンチング時よりもロールにおける方が高い、車輪での剛性を
必要とするのに対して、ハンチングにおける剛性は、人間における運動の固有振
動数に関連する。
従来の解決策は、夫々の車軸に横揺れ防止棒を追加することである。
これが部品点数を増加するという事実は別として、それが負荷されると、孤立
した障害物の上を通過するときの車輪での剛性は増大する。
乗り物の構造に伝わる力は、比例して増大し、乗員が受ける加速度の変化は結
果的に高くなり、これは快適さを低下させる。
更に、この追加の剛性はピッチでは作用せず、これは所定の減速のためのブレ
ーキ角度を制限するために非常に有益である。
従って、上記従来の解決策は不充分である。
サスペンションの運動を制限して、車両の乗員に対する良好な快適レベルを達
成するには、可変剛性、即ち、静的平衡位置では低く、且つ圧縮または膨張によ
りそこから離れたときには高くなるような可変剛性が必要になる。
この方法では、静的平衡位置付近における車輪位置の小さな変化が、加速度の
小さな変化を誘導し、これは快適さにとって有益である。
他方、大きな障害物は、生じた力が自動車の軌道を十分に変更して、障害物を
満足のいく十分な方法で乗り越えるための条件を形成するために、高い剛性を必
要とする。
FR 2 563 301特許(Bertin)は、ロール運動に対して反応せず、二つの剛性末端
部材間の横方向の弾性のリーフスプリングでできた装置を提案している。
しかしながら、これはそれ自身に負荷される車輪での剛性を、そのハンチング
におけるその剛性に比較して倍化し、これは「衝突」の強さを増大して快適さを
損なう。
これらの悪影響を制限する一つの方法は、リーフスプリングにプレストレスを
与えることにより、ハンチングにおける装置の剛性を低下させ、生じる高い静的
変位を補償することである。
自動車の組み立てラインにおいてこのプレストレスを与えなければならないこ
と（これは組み立て時間を増大させる）を回避するために、FR 2 600 016特許(B
ertin)は、プレストレスを与えたリーフスプリングをサブフレームに設置し、次
いでこれを自動車に組み立てることを記載している。
しかし、この種の解決策は部品点数が多くなる欠点を有している。
剛性の末端と共にリーフスプリングを使用することに基づいて、FR 2 624 446
特許(Bertin)は、漸進的剛性の法則を使用することにより部品数を減少させ、上
記の悪影響を排除することを記載している。しカル、この解決策は、リーフスプ
リングの各末端での微妙な入れ子式嵌合の必要性によって減殺される。
更に、上記の理由とは別に、横方向のリーフスプリングを使用する全ての解決
策は、エンジンブロックを、それが駆動する車軸の車輪の間に設置することを妨
げる欠点を有している。
従って、この種の構造は、
−エンジンブロックを、カンチレバー式に装着するか（これは特にピッ
チの慣性モーメントを増大し、快適さを損なう）、
−または、乗客区画の方に移動させること（これは特に自動車の乗客の
ための利用可能な空間、および正面衝撃の際の挙動にとって不利である）を必要
とする。
従来のサスペンション構造は、自動車に対する車輪の相対的な動きに際して、
全端および後端において大きな力を生じ、これは捻れおよび曲げにおける高い構
造剛性を必要とする。
このことは、これら部品の質量を低減する可能性を制限し、動的特性、安全性
、および動力消費にとって不利である。
衝撃保護は、少なくとも部分的に、当該技術分野で周知の軽量かつ変形可能な
材料に委ねることができるから、前端および後端の単純化が容易であり、これは
自動車の重量にとって有益である。
このことは、重量の減少につながる寸法の全体的減少をもたらす。
従来技術のアンチロール装置（例えばアンチロールバー）は、地面との接触点
によって定められる四辺形の捻れに対する剛性を誘導し、これは路面保持性能に
とっても不利である。
FR 2 640 205特許(Renault)は、自動車の構造に対する捻れ応力および曲げ応
力を制限する目的で、地面負荷が地面との接触点で定義される四辺形の捩れから
独立するような、平衡サスペンションを提供する。
しかし、車軸の軸線上にある横方向リーフスプリングがエンジンの位置決めを
妨げるという事実とは別に、この解決策では多くの部品および連結部を必要とす
る。
更に、提案された解決策の説明からは、自動車の軌道は、自動車の懸架された
部分に対する車輪のこのような運動によって変更されないことが明らかである。
従って、この相対的な運動は、サスペンションの構造に許容可能な最大値に容易
に達し得るから、結果的に車の揺れを生じる。
このような揺れは快適さにとって有害であり、また自動車の構造に大きな応力
を与え、これは所期の目的に反する。
追加の剛性を加えることによって、これを矯正する必要があるであろう。これ
は部品の数を更に増加させ、提案された解決策の利益を減少させることになる。
最後に、サスペンションは長手方向の可撓性を有し、特に、大変急な障害物（
例えば縁石）の上を所定速度で通過することから生じる極度の力を制限する必要
がある。
従来使用されている弾性支持体およびピボットは、許容可能な形状を維持する
必要性から、当該技術分野で周知の構造に対して限られた可撓性を与えることが
できるに過ぎない。
FR 2 552 718の書面に記載されているポピネット(Popinet)サスペンション構
造は、二つの横方向リーフスプリングおよび二つの縦方向リーフスプリングを含
む可撓性フレームによって自動車の四つの車輪を結合しており、特にこの観点か
ら効果的である。
しかし、この種の構造は、車軸の車輪の間にエンジンを配置するのを妨げ、ま
たハンチングの場合よりもロールにおいて低い剛性を有する欠点がある。
最後に、サスペンションは、地面の上を転がるタイヤに起因した振動をできる
限り取り除かなければならない。
しかし、従来技術の構造は、得られた組立体の剛性の異方性に寄与しないサブ
フレームを介して二段階の可撓性連結部によって、サスペンションを自動車の構
造体に連結する。
本発明は、これらの欠点を克服するサスペンション装置の製造を提案する。
自動車の長手方向軸線を含む垂直面に関して対称で、主に垂直方向すなわち上
下方向に可撓性で且つ水平方向により少し可撓性を有する、本発明による弾性サ
スペンション構造体は、合体即ち合流する一端で結合された少なくとも三つの可
撓性アームを具備し、前記構造体の垂直方向に突出した表面は、隣接するアーム
の自由端を結ぶ多角形内に内接しており、前記サスペンション構造体の前記夫々
の端部は、直接または間接に車輪支持体に接続される。
本発明による弾性構造体の各アームは、概略的には、他のアームに連結された
その端部と車輪支持体に連結されたその端部との間で、自動車の乗客区画に連結
される。
最も概略的に言えば、それは異方性の剛性をもった可撓性の連結であり、この
異方性の剛性は、その連結部の位置において、前記アームに直交する水平面によ
り近接した一つの軸を中心とした回転運動において主な自由度を与え、また他の
五つの各軸に対しては、特に、その関節軸に沿った併進および直交軸を中心とし
た回転において、適切に選択されたより小さい運動の自由度を与える。
この連結は、可撓性ピボット、横長の支持体、一対の弾性支持体、または異方
性の剛性をもった他の弾性装置の形態であり得る。
各アームの主要部分の厚さに対する幅の比は、自動車の乗客区画へのアームの
連結場所の近傍における少なくとも一つの最小値と、これらアームが合流する場
所の近傍における一つの最大値とを有する。
高い上下方向負荷の存在下での各アームのプロファイルの垂直平面上への水平
突起は、車輪支持体に連結されたその端部から、自動車の乗客区画に連結された
その端部まで、実質的に直線である。
高い上下方向負荷が加わると、車輪支持体に結合された端部と自動車の乗客区
画に結合された端部との間のアーム部分において、車輪支持体への連結端に加わ
る水平方向の力に起因した捻れが相殺される。
そのエネルギー蓄積能力を増大させるために、各アームは、他のアームに連結
された端部と自動車の乗客区間への連結部との間の中央部分に、一以上の横方向
リブを有することができる。
スプリング、好ましくは弾性材料製のアバットメント（例えば自動車の速度お
よび／または荷重に適合した加圧ガスを充填したキャビティーを含む）によって
与えられる追加の剛性が、自動車の乗客区画とサスペンション構造体の中心材と
の間に設置され、これは自動車の乗客区画への連結によって制限される。
特に四輪自動車においては、当該サスペンション構造体はサブフレームによっ
て自動車の乗客区画に連結することができ、該サブフレームはその平面内で剛性
であり、自動車の長手方向軸線を含む垂直平面に関して対称であり、捻りにおい
て可撓性で且つ捻り力以外の負荷に対してはより剛性であり、実質的に矩形のフ
レームのように開いており、その側部は湾曲可能であり、その主要部分は、サス
ペンション構造体への連結部を支持する接合点に向かって縮小するのが有利であ
り、その間でサブフレームは四つの連結部によって自動車に結合され、該連結部
のうちの二つは、サブフレームの対称な長手方向平面に位置しているために「長
手方向」と称され、また前記連結部のうちの二つは、前記長手方向連結部から実
質的に同じ距離の適切に選択された点で前記対称面と交差する横方向の軸上にあ
るので「横方向」と称される。
この連結は、概略的には、夫々の長手方向軸線および横方向軸線を中心にある
程度の回転運動の自由度を与え、また、他の五つの軸の夫々に関しては、特にそ
の関節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転において運動のより少ない
自由度を与える等方性の剛性を持った可撓性の連結である。
上記の各連結は、可撓性ピボット、横長の支持体、一対の支持体、または異方
性の剛性を持った何れか他の弾性装置の形態であることができる。
これは、捻れ運動に対する優先的な処理を与え、これにより生じる可撓性は捻
れにおけるサスペンションの剛性を減少させ、これは動的性質、特に快適性を最
適化する。
本発明によるサスペンション構造体およびサブフレームは、曲げ係数に対する
疲労抵抗の高い比率をもった何れかの材料、好ましくは、合成樹脂の中に埋設さ
れた少なくとも二方向に配向した繊維からなる複合材料、例えばガラス／エポキ
シ樹脂で製造するのがよい。
本発明の特徴を、四輪自動車に関する実施例との関連において、図１〜図１０
を参照して説明する。
図１は、自動車のシルエットに対して示した、図２における線Ｂ２−Ｂ２’に
沿った本発明のサスペンション構造体における長手方向の断面図であり、図２は
図１の線ＡＩ−ＡＩ’に沿った平面図である。
図３は、車輪が障害物の上を通過するときの、本発明によるサスペンション構
造体の図であり、図４は該構造体の平面図である。
図５は、一つの車輪が所定速度で縁石を横切るときの、本発明による弾性サス
ペンション構造体の図６における線Ｂ６−Ｂ６’に沿った長手方向の断面図であ
り、図６は同じ状況での平面図である。
図７−１は、本発明によるサスペンション構造体の一つのアームを、該アーム
が他に連結する部分を切り欠いて示す正面図であり、図７−２は、該アームが他
に連結する部分を切り欠いて示すの平面図であり、
図８は、自動車のシルエットに対して示した、本発明によるサスペンション構
造体の図９における線Ｂ９−Ｂ９’に沿った長手方向の断面図であり、図９は、
図８における線Ａ８−Ａ８’に沿った平面図、図１０は長手方向の詳細な断面図
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Suspension structure especially for automobiles
The present invention relates to a south pension suspension, and more particularly for automobiles.
In particular, but not exclusively, suspensions for four-wheeled vehicles
Related.
A well-known technique in this art is that separate hands providing a guiding function and a rigidity function are provided.
Use columns. It guides the movement of each wheel with respect to the suspended automotive part
Functional members (triangles, trailing arms, etc.) and energy
Elastic members (coil springs) that constitute a spring that has the function of accumulating and restoring
, Torsion bar, etc.).
The disadvantage of the above technique is that it has a large number of parts, which is expensive to assemble.
Means that.
For a vehicle occupant to achieve a good level of comfort, a minimum
In order to obtain a roll angle of, in particular, a multipurpose vehicle (M
PV)), the stiffness at the wheel is higher in the roll than in hunting.
While required, the stiffness in hunting is the natural frequency of motion in humans.
Related to movement.
The conventional solution is to add anti-roll bars to each axle.
Apart from the fact that this increases the component count, when it is loaded, it becomes isolated
The stiffness of the wheels when passing over a blocked obstacle increases.
The force transmitted to the vehicle structure increases proportionately, and the change in acceleration experienced by the occupant
Resulting in increased comfort, which reduces comfort.
Further, this additional stiffness does not work with pitch, which is the braking for a given deceleration.
It is very useful for limiting the rake angle.
Therefore, the above-mentioned conventional solutions are insufficient.
Restrict suspension movement to achieve a good level of comfort for vehicle occupants
This requires variable stiffness, i.e., low in the static equilibrium position, and due to compression or expansion.
A variable stiffness is required to increase when moving away from there.
In this method, a small change in wheel position near the static equilibrium position is
Induces small changes, which are beneficial for comfort.
On the other hand, for large obstacles, the resulting forces can change the trajectory of the car enough to
High stiffness is required to create conditions for getting over in a satisfactory and sufficient way.
I need it.
The FR 2 563 301 patent (Bertin) does not respond to roll motion and has two rigid ends.
An apparatus made of a laterally elastic leaf spring between members has been proposed.
However, this adds to the stiffness of the wheel loaded on itself, due to its hunting
Stiffness compared to its stiffness, which increases the strength of the "crash" and increases comfort
Spoil.
One way to limit these negative effects is to prestress the leaf springs.
This reduces the stiffness of the device in hunting and results in higher static
To compensate for the displacement.
This prestress must be applied in the assembly line of the car.
And patents FR 2 600 016 (B
ertin) installs a prestressed leaf spring on the subframe,
It states that this should be assembled into a car.
However, this type of solution has the disadvantage of increasing the number of parts.
FR 2 624 446 based on the use of leaf springs with rigid ends
The patent (Bertin) reduces the number of parts by using the law of progressive stiffness,
It is stated that the adverse effects of the above are excluded. Shikar, this solution is a leaf sp
Attenuated by the need for subtle telescoping at each end of the ring.
Furthermore, apart from the reasons mentioned above, all solutions using lateral leaf springs
The measure prevents the engine block from being installed between the wheels of the axle it drives.
Has the disadvantage of
Thus, this type of structure
-Is the engine block mounted in a cantilever manner (this is especially
Increase the moment of inertia of the switch, impairing comfort),
-Or moving towards the passenger compartment (this is especially for the passengers of motor vehicles).
Available space, and disadvantageous for behavior in the event of a frontal impact)
And
Conventional suspension structure, when the movement of the wheel relative to the car,
Large forces are created at the full and trailing edges, which can lead to high structures in torsion and bending.
Requires building rigidity.
This limits the possibility of reducing the mass of these parts, and the dynamic properties, safety
And disadvantage for power consumption.
Impact protection is at least partially lightweight and deformable as is known in the art.
Because it can be left to the material, it is easy to simplify the front and rear ends,
Beneficial for car weight.
This results in an overall reduction in dimensions leading to a reduction in weight.
Prior art anti-roll devices (e.g., anti-roll bars) provide a point of contact with the ground.
Induces the rigidity of the quadrilateral torsion defined by
Very disadvantageous.
Patent FR 2 640 205 (Renault) covers torsional stresses and bending
For the purpose of limiting the force, the ground load is reduced from the quadrilateral torsion defined by the point of contact with the ground.
Provide an independent, balanced suspension.
However, the lateral leaf springs on the axis of the axle help to position the engine.
Aside from the fact that it prevents, this solution requires many parts and connections.
You.
Furthermore, from the description of the proposed solution, the vehicle trajectory is
It is clear that such movement of the wheel relative to the part does not change.
Therefore, this relative movement is easily adjusted to the maximum allowable for the construction of the suspension.
, And as a result, the vehicle shakes.
Such sway is detrimental to comfort and causes high stress on the car structure
Which is contrary to the intended purpose.
This will need to be corrected by adding additional stiffness. this
Will further increase the number of parts and reduce the benefits of the proposed solution.
Finally, the suspension has a longitudinal flexibility, especially for very steep obstacles (
Need to limit the extreme forces resulting from passing over a curb at a given speed
There is.
Conventionally used elastic supports and pivots maintain an acceptable shape
The need to provide limited flexibility to structures known in the art
I can only do it.
Popinet suspension structure described in FR 2 552 718
Construction includes two lateral leaf springs and two vertical leaf springs.
The flexible frame connects the four wheels of a car, especially in this respect.
It is more effective.
However, this type of construction hinders the placement of the engine between the wheels of the axle,
The disadvantage is that the roll has lower stiffness than in the case of hunting.
Finally, the suspension can vibrate due to tires rolling on the ground
As long as it has to be removed.
However, prior art structures do not contribute to the anisotropy of stiffness of the resulting assembly.
The suspension is connected to the vehicle structure by a two-stage flexible connection via a frame.
Connect to the structure.
The present invention proposes the manufacture of a suspension device that overcomes these disadvantages.
Symmetric about a vertical plane containing the longitudinal axis of the vehicle, mainly in the vertical direction
An elastic support according to the invention, which is flexible in the downward direction and slightly more flexible in the horizontal direction.
The spence structure may have at least three wires joined at one end,
A flexible arm, wherein the vertically protruding surface of the structure has an adjacent arm
And each of the suspension structures is inscribed in a polygon connecting the free ends of the
Is connected directly or indirectly to the wheel support.
Each arm of the elastic structure according to the invention is schematically connected to the other arm
Connected to the passenger compartment of the vehicle between its end and its end connected to the wheel support
Is done.
Most generally, it is a flexible connection with anisotropic stiffness,
The anisotropic stiffness depends on the horizontal plane perpendicular to the arm at the position of the connection.
Gives a major degree of freedom in rotational movement about one axis
For each of the five axes, in particular, the translational and orthogonal axes along that joint axis
At a given rotation, it gives a suitably selected smaller degree of freedom of movement.
This connection can be a flexible pivot, a horizontal support, a pair of elastic supports, or an anisotropic
It can be in the form of another elastic device with a rigid nature.
The ratio of the width to the thickness of the main part of each arm is determined by the
At least one minimum value near the connection point and the point where these arms meet
One maximum in the vicinity of the location.
Level of the profile of each arm on a vertical plane in the presence of high vertical loads
The protrusion is connected from its end connected to the wheel support to the passenger compartment of the motor vehicle.
To its end, it is substantially straight.
When a high vertical load is applied, the end connected to the wheel support and the passenger compartment of the vehicle
At the end of the arm between the ends joined to the
The torsion caused by the horizontal force is offset.
Each arm is connected to the other arm to increase its energy storage capacity
One or more transverse sections at the center between the cut edge and the connection to the passenger section of the vehicle.
It can have ribs.
An abutment made of a spring, preferably an elastic material (for example the speed and
And / or a cavity filled with a pressurized gas adapted to the load)
The added stiffness provided by the passenger compartment of the car and the centerpiece of the suspension structure
, Which is limited by the connection of the vehicle to the passenger compartment.
In particular, in a four-wheeled vehicle, the suspension structure depends on the subframe.
The sub-frame is rigid in its plane
And is symmetrical about a vertical plane containing the longitudinal axis of the vehicle and has a torsional odor.
Flexible, and more rigid against loads other than torsional forces, having a substantially rectangular shape.
It is open like a frame, its sides are bendable and its main parts are
It is advantageous to reduce towards the junction supporting the connection to the pension structure.
Between which the subframe is connected to the vehicle by four connections,
Two of them are located in the symmetrical longitudinal plane of the subframe
Hand direction "and two of the connections are real from the longitudinal connection.
Qualitatively on the transverse axis that intersects the plane of symmetry at a suitably selected point of the same distance
Therefore, it is called "lateral direction".
This connection is generally centered on the respective longitudinal and transverse axes.
Degree of rotational freedom, and especially for each of the other five axes.
Less movement in translation along the joint axis and rotation about the orthogonal axis
It is a flexible connection with isotropic rigidity that gives freedom.
Each of the above connections may be a flexible pivot, a horizontally elongated support, a pair of supports, or an anisotropic
It can be in the form of any other elastic device having a rigid nature.
This provides a preferential treatment for torsional movements, and the resulting flexibility is
The stiffness of the suspension, which optimizes dynamic properties, especially comfort
Optimize.
The suspension structure and the subframe according to the present invention have a
Any material with a high rate of fatigue resistance, preferably embedded in synthetic resin
Composites of at least bidirectionally oriented fibers, such as glass / epoxy
It is good to manufacture with resin.
The features of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.
FIG. 1 shows a line B2-B2 'in FIG.
FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the suspension structure of the present invention taken along FIG.
FIG. 2 is a plan view taken along a line AI-AI ′ in FIG. 1.
FIG. 3 shows the suspension structure according to the invention as the wheels pass over obstacles.
FIG. 4 is a plan view of the structure, and FIG. 4 is a plan view of the structure.
FIG. 5 shows an elastic suspension according to the invention when one wheel crosses a curb at a given speed.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the pension structure taken along line B6-B6 ′ in FIG. 6.
FIG. 6 is a plan view in the same situation.
FIG. 7-1 shows one arm of the suspension structure according to the present invention.
FIG. 7B is a front view showing a part where another connecting part is cut away, and FIG.
FIG.
FIG. 8 shows a suspension structure according to the invention, shown for a car silhouette.
FIG. 9 is a longitudinal cross-sectional view of the structure taken along line B9-B9 ′ in FIG.
FIG. 10 is a plan view taken along line A8-A8 'in FIG. 8, and FIG. 10 is a detailed longitudinal sectional view.
It is.
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月２７日（１９９９．１２．２７）
【補正内容】
(1) 発明の名称を「特に自動車用のサスペンション構造、この構造を有するサ
スペンション、及び、このサスペンションを備えた自動車」に訂正する。
(2) 明細書及び請求の範囲を別紙の通り全文訂正する。
明細書特に自動車用のサスペンション構造、この構造を有するサスペンション、及び、 このサスペンションを備えた自動車 発明の背景 発明の分野
本発明はサスペンションに関し、詳細には自動車用の、より詳細には、これに
限定されるものではないが、四輪自動車用のサスペンションに関する。先行技術の説明
この技術における周知技術では、ガイド機能および剛性機能を与える別々の手
段を使用する。それは、懸架される自動車部材に関して各車輪の運動を案内する
機能をもった部材（トライアングル、トレイリングアーム等）、並びに、エネル
ギーの蓄積および復元の機能をもったスプリングを構成する弾性部材（コイルバ
ネ、捻り棒など）を使用する。
上記技術の欠点は部品点数が多いことであり、これは、組み立てコストが高い
ことを意味する。
車両の乗員が良好な快適さレベルを得るには、所定の横方向加速に対して最小
のロール角度を得るために、（特に、高い横揺れ慣性を有する多目的自動車（Ｍ
ＰＶ）の場合）、ハンチング時よりもロール時における方が高い車輪での剛性が
必要であるのに対して、ハンチングにおける剛性は、人間における運動の固有振
動数に関連する。
従来の解決策は、夫々の車軸にアンチロールバーを追加することである。
これが部品点数を増加するという事実は別として、それが負荷されると、孤立
した障害物の上を通過するときの車輪での剛性を増大させる。
乗り物の構造に伝わる力は、比例して増大し、乗員が受ける加速度の変化は結
果的に高くなり、これは快適さを低下させる。
更に、この追加の剛性はピッチでは作用せず、これは所定の減速のためのブレ
ーキ角度を制限するために非常に有益である。
従って、上記従来の解決策は不充分である。
サスペンションの運動を制限して、車両の乗員に対する良好な快適レベルを達
成するには、可変剛性、即ち、静的平衡位置では低く、且つ、圧縮または膨張に
よりそこから離れたときには高くなるような可変剛性が必要になる。
この方法では、静的平衡位置付近における車輪位置の小さな変化が、加速度の
小さな変化を誘導し、これは快適さにとって有益である。
他方、大きな障害物は、生じた力が自動車の軌道を十分に変更して、障害物を
満足のいく十分な方法で乗り越えるための条件を形成するために、高い剛性を必
要とする。
FR 2 563 301特許(Bertin)は、ロール運動に対して反応せず、２つの剛性末端
部材間の横方向の弾性のリーフスプリングでできた装置を提案している。しかし
ながら、これはそれ自身に負荷される車輪での剛性を、そのハンチングにおける
その剛性に比較して倍化し、これは「衝突」の強さを増大して快適さを損なう。
これらの悪影響を制限する一つの方法は、リーフスプリングにプレストレスを
与えることにより、ハンチングにおける装置の剛性を低下させ、生じる高い静的
変位を補償することである。
自動車の組み立てラインにおいてこのプレストレスを与えなければならないこ
と（これは組み立て時間を増大させる）を回避するために、FR 2 600 016特許(B
ertin)は、プレストレスを与えたリーフスプリングをサブフレームに設置し、次
いでこれを自動車に組み立てることを記載している。しかし、この種の解決策は
部品点数が多くなる欠点を有している。
剛性の末端と共にリーフスプリングを使用することに基づいて、FR 2 624 446
特許(Bertin)は、漸進的剛性の法則を使用することにより部品数を減少させ、上
記の悪影響を排除することを記載している。しかし、この解決策は、リーフスプ
リングの各末端での微妙な入れ子式嵌合の必要性によって減殺される。
更に、上記の理由とは別に、横方向のリーフスプリングを使用する全ての解決
策は、エンジンブロックを、それが駆動される車軸の車輪の間に設置することを
妨げる欠点を有している。従って、この種の構造は、エンジンブロックを、カン
チレバー式に装着するか（これは特にピッチの慣性モーメントを増大し、快適さ
を損なう）、または、乗客区画の方に移動させること（これは特に乗員のための
利用可能な空間、および、正面衝撃の際の挙動にとって不利である）を必要とす
る。
従来のサスペンション構造は、自動車に対する車輪の相対的な動きに際して、
全端および後端において大きな力を生じ、これは捻れおよび曲げにおける高い構
造剛性を必要とする。
このことは、これら部品の質量を低減する可能性を制限し、動的特性、安全性
、および動力消費にとって不利である。
衝撃保護は、少なくとも部分的に、当該技術分野で周知の軽量かつ変形可能な
材料に委ねることができるから、前端および後端の単純化が容易であり、これは
自動車の重量にとって有益である。
このことは、重量の減少につながる寸法の全体的減少をもたらす。
従来技術のアンチロール装置（例えばアンチロールバー）は、地面との接触点
によって定められる四辺形の捻れに対する剛性を誘導し、これは路面保持性能に
とっても不利である。
FR 2 640 205特許(Renault)は、自動車の構造に対する捻れ応力および曲げ応
力を制限する目的で、地面負荷が、地面との接触点で定義される四辺形の捩れか
ら独立するような、平衡サスペンションを提供する。
しかし、車軸の軸線上にある横方向リーフスプリングがエンジンの位置決めを
妨げるという事実とは別に、この解決策では多くの部品および連結部を必要とす
る。
更に、提案された解決策の説明からは、自動車の軌道は、自動車の懸架された
部分に対する車輪のこのような運動によって変更されないことが明らかである。
従って、この相対的な運動は、サスペンションの構造に許容可能な最大値に容易
に達し得るから、結果的に車の揺れを生じる。
このような揺れは快適さにとって有害であり、また自動車の構造に大きな応力
を与え、これは所期の目的に反する。
追加の剛性を加えることによって、これを矯正する必要があるであろう。これ
は部品の数を更に増加させ、提案された解決策の利益を減少させることになる。
サスペンションは長手方向の可撓性を有し、特に、大変急な障害物（例えば縁
石）の上を所定速度で通過することから生じる極度の力を制限する必要がある。
従来使用されている弾性支持体およびピボットは、許容可能な形状を維持する
必要性から、当該技術分野で周知の構造に対して限られた可撓性を与えることが
できるに過ぎない。
FR 2 552 718の書面に記載されているポピネット(Popinet)サスペンション構
造は、２つの横方向リーフスプリングおよび２つの縦方向リーフスプリングを含
む可撓性フレームによって自動車の４つの車輪を結合しており、特にこの観点か
ら効果的である。しかし、この種の構造は、車軸の車輪の間にエンジンを配置す
るのを妨げ、またハンチングの場合よりもロールにおいて低い剛性を有する欠点
がある。
最後に、サスペンションは、地面の上を転がるタイヤに起因した振動をできる
限り取り除かなければならない。
しかし、従来技術の構造は、得られた組立体の剛性の異方性に寄与しないサブ
フレームを介して二段階の可撓性連結部によって、サスペンションを自動車の構
造体に連結する。
ドイツ Ａ ４３ ２０ ７８９号公報は、これにかかる応力と軌道の摩耗を
減少させるように構成された超軽量高速レール車両を開示し、車輪支持体が、シ
ャーシに連結された上側及び下側リーフスプリング装置に連結されて、このシャ
ーシに車体が中央支持スプリングを介して載せられている。
この公報は、乗員のために高いレベル快適性を提供することに関しては、何ら
開示していない。
ドイツ Ｃ ６０２ ９７９号公報は、車両、特に自動車用の弾性サスペンシ
ョン構造を開示しており、この構造は、車両の長手方向軸線を含む垂直面に関し
対称であり、主に垂直方向に可撓性であり、車両の長手方向軸線を含む垂直面に
対して水平の方向に少ない可撓性を有し、一端が一緒に接合された少なくとも３
本の可撓性アームを備え、それらはそこで合体し、この構造の垂直方向に突出し
た表面領域は、隣接するアームの自由端を接続する多角形内に内接し、前記端の
各々が、直接的又は間接的に、車輪支持体に連結されている。
これらの公報の前者では、リーフスプリングが、中央プレートから延び、この
中央プレートに一端が取付けられ、他端は、車軸によって支持され、断面が楕円
の支持コラムが中央プレートに取付けらられ、車体を支持するブッシユがこのコ
ラムに取付けられ、この結果、この場合、乗員区画は、アームが合体しているア
ームの端で連結され、出来上がった構造の車輪における剛性は、ロール、ピッチ
、ハンチング、及び、捻れにおいて同じであり、上述した問題点を備え、また、
この種の構造は複雑である。
これらの公報の後者は、４本の独立したスプリングアームを備えた構造を開示
しており、このスプリングアームは、一端を介して関節連結された車輪支持体に
、他端で対とされて、連結され、この開示では、エンジンとトランスミッション
とが、垂直方向軸を備えた連結具によって直接アームに接合されており、普通の
シャーシを排除することがその目的であるこの構造は、車体がエンジンブロック
によって発生させられた振動を受け、また、一端で対に接合されたアームが、垂
直並進移動できず、又、水平面内の軸線を中心に回転できず、この種の構造は、
前述した公報の構造と同じ欠点を有する。
本発明の目的は、車両の動的挙動を理想化し、かつて乗員に良好な快適さを提
供することができる簡単な構造を提供することである。発明の概要
本発明は、車両用、特に自動車用の弾性サスペンション構造からなり、この構
造は、車両の長手方向軸線を含む垂直面に関して対称で、主に垂直方向に可撓性
で、且つ、前記車両の長手方向軸線を含む垂直面に関して水平方向により少ない
可撓性を有し、さらに、合体即ち合流する一端で結合された少なくとも三つの可
撓性アームを備え、前記構造の垂直方向に突出した表面は、隣接するアームの自
由端を結ぶ多角形内に内接しており、端部の各々が、直接または間接に車輪支持
体に接続され、各アームが、他のアームと連結されている端と車輪支持体と連結
されている端との間で、可撓性連結部を介して、車両の乗員区画に連結され、こ
の可撓性連結部は、各アームに、その連結部の位置において、前記アームに直交
する水平面に近接した一つの軸を中心とした回転運動においてある自由度を与え
、また他の５つの各軸に対しては、特に、その関節軸に沿った併進および直交軸
を
中心とした回転において、運動のより小さい自由度を与える異方性の剛性を備え
る。
この連結部は、可撓性ピボット、横長の支持体、一対の弾性支持体、または異
方性の剛性をもった他の弾性装置の形態であり得る。
各アームの主要部分の厚さに対する幅の比は、自動車の乗客区画へのアームの
連結場所の近傍における少なくとも一つの最小値と、これらアームが合流する場
所の近傍における一つの最大値とを有するのが有利である。
高い上下方向負荷の存在下での各アームのプロファイルの垂直平面上への水平
突起は、車輪支持体に連結されたその端部から、自動車の乗員区画に連結された
その端部まで、実質的に直線である。
上下方向の高い負荷が加わると、車輪支持体に結合された端部と自動車の乗員
区画に結合された端部との間のアーム部分において、車輪支持体への連結端に加
わる水平方向の力に起因した捻れが相殺される。
そのエネルギー蓄積能力を増大させるために、各アームは、他のアームに連結
された端部と自動車の乗員区間への連結部との間の中央部分に、一以上の横方向
リブを有することができる。
スプリング、好ましくは弾性材料製のアバットメント（例えば自動車の速度お
よび／または荷重に適合した加圧ガスを充填したキャビティーを含む）によって
与えられる追加の剛性が、自動車の乗員区画とサスペンション構造体の中心材と
の間に設置され、これは自動車の乗員区画への連結によって制限される。
特に四輪自動車においては、このサスペンション構造体は、サブフレームによ
って自動車の乗客区画に連結することができ、このサブフレームはその平面内で
剛性であり、車両の長手方向軸線を含む垂直面に関して対称であり、捻りにおい
て可撓性で且つ捻り力以外の負荷に対してはより剛性であり、実質的に矩形のフ
レームのように開いており、その側部は湾曲可能であり、その主要部分は、サス
ペンション構造体への連結部を支持する接合点に向かって縮小するのが有利であ
り、その間でサブフレームは４つの連結部によって車両に結合され、該連結部の
うちの２つは、サブフレームの対称な長手方向平面に位置しているために「長手
方向」と称され、また前記連結部のうちの２つは、前記長手方向連結部から実質
的に同じ距離の適切に選択された点で前記対称面と交差する横方向の軸上にある
ので「横方向」と称される。
この連結は、概略的には、夫々の長手方向軸線および横方向軸線を中心にある
程度の回転運動の自由度を与え、また、他の５つの軸の夫々に関しては、特にそ
の関節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転において運動のより少ない
自由度を与える等方性の剛性を持った可撓性の連結部である。
上記の各連結は、可撓性ピボット、横長の支持体、一対の支持体、または異方
性の剛性を持った何れか他の弾性装置の形態であることができる。
これは、捻れ運動に対する優先的な処理を与え、これにより生じる可撓性は捻
れにおけるサスペンションの剛性を減少させ、これは動的性質、特に快適性を最
適化する。
本発明によるサスペンション構造体およびサブフレームは、曲げ係数に対する
疲労抵抗の高い比率をもった何れかの材料、好ましくは、合成樹脂の中に埋設さ
れた少なくとも二方向に配向した繊維からなる複合材料、例えばガラス／エポキ
シ樹脂で製造するのがよい。
本発明は、また、サスペンション構造であって、サスペンション構造の一部で
あるアームと、サスペンション構造を含む特に自動車用のサスペンションとを含
む車輪サスペンションであって、このサスペンション構造は、上述した全ての構
造である。
本発明は、さらに、上述した種類のサスペンションを含む車両からなる。
本発明の特徴を、四輪自動車に関する実施例との関連において、図１〜図１０
を参照して説明する。図面の簡単な説明
図１は、自動車のシルエットに対して示された本発明のサスペンション構造の
、図２におけるＢ２−Ｂ２’線に沿った長手方向の断面図である。
図２は、図１のＡＩ−ＡＩ’線に沿った平面図である。
図３は、車輪が障害物の上を通過するときの、本発明によるサスペンション構
造体の図である。
図４は、図３の構造の平面図である。
図５は、一つの車輪が所定速度で縁石を横切るときの、本発明による弾性サス
ペンション構造体の図６におけるＢ６−Ｂ６’線に沿った長手方向の断面図であ
る。
図６は、図５と同じ状況での平面図である。
図７−１は、本発明によるサスペンション構造体の一つのアームを、該アーム
が他に連結する部分を切り欠いて示す正面図である。
図７−２は、該アームが他に連結する部分を切り欠いて示すの平面図である。
図８は、自動車のシルエットに対して示した、本発明によるサスペンション構
造体の図９におけるＢ９−Ｂ９’線に沿った長手方向の断面図である。
図９は、図８におけるＡ８−Ａ８’線に沿った平面図、図１０は長手方向の詳
細な断面図である。好ましい実施形態の詳細な説明
図１及び図２は、本発明によるサスペンション構造１を示し、このサスペンシ
ョン構造は、４本のアーム１１、１２、１３および１４から構成され、これらは
、一緒に結合されている端１９で合体させられ、各自由端１５、１６、１７、１
８が当業者に良く知られ且つ図示しない手段によって、図示しない車輪支持体を
介し、前輪２又は後輪２’に連結されている。
水平面において、前記サスペンション構造１は、長手方向軸線上に、半長円形
の凹部１０１と１０２（前側に１０１、後側に１０２）を有し、各アームは、車
輪支持体に連結されるべき端１５、１６、１７または１８が、車輪軸に必要な最
小角度であるように、三日月形状を有し、図示しない主な横断面は形状が楕円で
ある。
本発明のこの実施形態は、前側では図１に示され、後側では図示されていない
、ダンパ３１のような、当業界において良く知られた構成要素を含む。
サスペンション構造１は、前端３’または後端３”にいかなる力も伝達せず、
前端３’に取付けられたダンパ３１とは異なり、これらのいずれにもサスペンシ
ョン構造は連結されていない。
図３および図４は、障害物通過がどのように、車両３の乗員区画に対して固定
された、係数に関する、アーム１３の上下方向変位Ｄｚを生じさせるかを示し、
このサスペンション構造１は、その動きに対して、同じ方向で、その上下方向可
撓性によって決定される比率の力Ｆｚを対向させる。
反対に、方向Ｄｘ及びＤｙの対応する力Ｆｘ及びＦｙに関連する、水平面内で
の、アーム１３の端１７のより小さな動きＤｘおよびＤｙは、本発明の構造１の
水平面における、より小さな可撓性を表す。
この上下方向の可撓性により、サスペンション構造は、確実にバネ機能を行い
、同時に、その適当に選択された水平面内におけるより低い可撓性は、案内機能
と両立可能である。
図５及び図６は、水平面における可撓性を反映する水平面におけるアーム１１
の端１４の動きＤｘｙが、どのように、サスペンション構造１が受けるこの方向
の極めて大きな力Ｆｘｙ、特に、縁石通過に起因するを制限するかを示している
。
図７ないし図１は、本発明によるサスペンション構造１のアーム１４の主要部
分の厚さの変化を示し、図７ないし図２は、その幅の変化を示す。
アームの主要部分の厚さに対する幅の比率は、車両３の乗員区画への連結部６
で最小であり、アームが合体している箇所１９の近傍で最大である。
本発明のこの特定の実施形態では、車両の乗員区画へのアームの連結部６は、
アームと直交する軸を備えた”サイレントブロック”型の可撓性ピボットである
。
本発明のもう一つの実施形態が、図８乃至図１０に示されている。
サスペンション構造１の各アーム１１、１２、１３、１４は、可撓性ピボット
６によって可撓性サブフレーム５に連結されており、可撓性ピボット６の軸線は
、連結位置でアームと略直交しており、この軸線は水平であり且つ車両の長手方
向軸線と４５°の角度をなしている。
角が切られ矩形フレームの形態であり且つその主要部分が厚さより幅広である
可撓性のサブフレーム５は、その平面において、剛性を有し、捻れにおいて構造
１より低い剛性を有し、捻れにおける剛性より１０ないし２０倍程度のロールに
おける剛性を有する。
これは、４つの柔かいピボットと、２つの水平ピボット４１と、２つの横ピボ
ット４２とを介して車両３の乗員区画に連結されている。
図９及び図１０は、構造１が追加の剛性を提供する弾性圧縮アバットメント
７’と弾性拡張アバットメント７と組み合わされている特定の実施形態を示して
いる。
これらは、車両３の乗員区画とサスペンション構造１の中央部分１９９との間
に取付けられ、４つの連結部６によってサブフレーム５に制限されている。
この特定の組立体は、車両３の乗員区画に固定され、サスペンション構造１を
貫通し、且つ、圧縮アバットメント７’を支持しているタイロッド９を含んでい
る。
本発明の他の実施形態では、他の追加の剛性を、車両３の乗員区画とサスペン
ション構造１との間に設けてもよい。
車両の前端及び後端は、スプリングが生じさせる力を受けない。
サブフレーム５への４つの連結部６により、前記連結部間のサスペンション構
造１の中央部１９９の材料は、車両３の乗員区画に対する車輪の動きによって、
変形させられる。
サスペンション構造１の中央部分１９９の負荷は、車両３の乗員区画に対する
車輪の動きによって、特に、車両がハンチング、ロール或いはピッチを受けるか
、一つの車輪のみに影響を与える孤立した障害物を乗り越えるか、又は、地面と
接触する箇所によって定められが四辺形の捻れを受けるかによって異なる。
ロールは、サスペンション構造１の中央部分１９９の材料を、相反する変形に
さらし、この変形が、ハンチング時の車輪での剛性に対して、車輪の剛性を増大
させ、これらの変形が相互依存的な硬化を有する。
同じ理由で、ピッチング時の車輪での剛性は、ハンチング時のその剛性より大
きい。
サスペンション構造１の可撓性に対して適当に高い捻れにおけるサブフレーム
５の剛性は、組立体の構成要素が、”連続している”という事実により、サスペ
ンション構造１とサブフレーム５とを備えた組立体の低い剛性を生じさせる。
出来上がったサスペンションは、負荷を受けた車輪だけで、ハンチング時の剛
性に近い剛性を有することができる。
車両の車輪の乗員区画に対する上下方向の動きは、乗員区画とサスペンション
構造１の中央材１９９との間の距離を変化させる。
車両の乗員区画に固定された拡張アバットメント７、又は、圧縮アバットメン
ト７’は、サスペンション構造の中央部分１９９に接触したとき、サスペンショ
ン構造に、漸進的な剛性を与える上下方向の力を生じさせ、又、サスペンション
構造１の中央部分１９９に応力を生じさせる。
したがって、このサスペンションの性能は、同じ疲労負荷に対して、改善され
ている。
図示の実施形態では、アバットメントは、車両３の静的平衡状態で、サスペン
ション構造１から離れている。
しかしながら、他のの実施形態では、これらの少なくとも１つが、サスペンシ
ョン構造に接触していてもよい。
弾性構造１の寸法、及び、サブフレーム５を介した車両の乗員区画への弾性構
造への連結部６への位置は、ロール時の剛性を、ハンチング時の剛性より大きく
、高いレベルに調整できる。
このサスペンション構造１は、高いレベルの性能を達成できる複合材料から作
られているのが好ましい。
その連結部６からサブフレーム５、車輪支持部に連結されたその端１５、１６
、１７または１８まで、各アーム１１、１２、１３または１４の外皮は、一方が
、主軸がアームの主要部と直交するまっすぐな螺旋をたどり、他方が、まっすぐ
でない方向の同じ螺旋をたどる２つのグラスファイバロービングの、必要な数の
層を備えている。
サスペンション構造１の中央材１９９は、長手方向に配置された繊維を備えて
いてもよい。
このように配置された繊維は、サスペンション構造の応力を吸収する。
このサスペンションは、車輪のサスペンションの必要な運動力学的性質に応じ
て、より多くの、又は、より少ない案内アームを含んでいる。本発明に適合する
実施形態では、前記アームの少なくとも１つが上述したサスペンション構造１に
属する。
請求の範囲
１．車両用、特に自動車用の弾性サスペンション構造であって、
該サスペンション構造は、車両の長手方向軸線を含む垂直面に関して対称で、
主に垂直方向に可撓性で、且つ、前記車両の長手方向軸線を含む前記垂直面に関
して水平な方向でより少ない可撓性を有し、
前記サスペンション構造は、さらに、合体する一端で結合された少なくとも３
本の可撓性アームを備え、
前記構造の垂直方向に突出した表面は、隣接するアームの自由端を結ぶ多角形
内に内接しており、端部の各々が、直接または間接に車輪支持体に接続され、
各アームが、他のアームと連結されている端と車輪支持体と連結されている端
との間で、可撓性連結部を介して、車両の乗員区画に連結され、
この可撓性連結部は、各アームに、その連結の位置において、前記アームに直
交する水平面に近接した一つの軸を中心とした回転運動においてある自由度を与
え、且つ、他の５つの各軸に対しては、特に、その関節軸に沿った併進および直
交軸を中心とした回転において、運動のより小さい自由度を与える異方性の剛性
を備えている。
２．前記可撓性連結部が、可撓性ピボットである、請求の範囲第１項に記載のサ
スペンション構造。
３．少なくとも１本のアームの主要部分の厚さに対する幅の比率が、前記車両の
乗客区画へのアームの連結場所の近傍の少なくとも一つの最小値と、前記アーム
が合流する場所の近傍の一つの最大値とを有する、請求の範囲第１項に記載のサ
スペンション構造。
４．高い上下方向負荷の存在下での少なくとも１本のアームのプロファイルの垂
直平面上への水平突起は、車輪支持体に連結されたその端部から、自動車の乗員
区画に連結されたその端部まで、実質的に直線である、請求の範囲第１項に記載
のサスペンション構造。
５．前記少なくとも１本のアームが、その中央部で他のアームと連結された端と
前記車両の乗員区画への連結部との間に、少なくとも１つの横方向リブを備えて
いる、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。
６．前記車両の乗員区画と前記サスペンション構造の前記中央部分との間に追加
の剛性が設けられ、該剛性が前記連結部によって制限されている、請求の範囲第
１項に記載のサスペンション構造。
７．前記追加の剛性がスプリングによって提供されている、請求の範囲第６項に
記載のサスペンション構造。
８．前記追加の剛性が弾性材料のアバットメントによって提供されている、請求
の範囲第７項に記載のサスペンション構造。
９．その平面において剛性の略平らなサブフレームによって、前記車両の乗員区
画に連結されている、請求の範囲第１項に記載にサスペンション構造。
１０．前記サブフレームが、前記車両の長手方向軸線を含む前記垂直面に関して
対称である、請求の範囲第９項に記載のサスペンション構造。
１１．各々が前記車両の車輪に関連する４本のアームを備えている、請求の範囲
第１項に記載のサスペンション構造。
１２．その平面において剛性の略平らなサブフレームによって、前記車両の乗員
区画に連結され、且つ、各々が前記車両の車輪に関連する４本のアームを備えて
おり、
前記サブフレームは、捻りにおいて可撓性で、且つ、他の負荷に対してはより
剛性であり、実質的に矩形のフレームのように開いており、その側部は湾曲可能
であり、その主要部分は、サスペンション構造体への連結部を支持する接合点に
向かって縮小するのが有利であり、該接合点は、その間でサブフレームが前記車
両に結合されているサスペンション構造への連結部を支持する、請求の範囲第１
項に記載のサスペンション構造。
１３．前記サブフレームが、４つの連結部によって、前記車両の乗員区画に連結
されている、該４つの連結部のうちの２つの連結部は、サブフレームの対称な長
手方向平面に位置しているために”長手方向”と称され、また前記連結部のうち
の２つの連結部は、前記長手方向連結部から実質的に同じ距離の適切に選択され
た点で前記対称面と交差する横方向の軸上にあるので”横方向”と称される、請
求の範囲第１２項に記載のサスペンション構造。
１４．各”長手方向”または”横方向”サブフレーム連結部が、可撓性連結部で
あり、該連結部が、夫々の長手方向軸線または横方向軸線を中心としたある程度
の回転運動の自由度を与え、また、他の５つの軸の夫々に関しては、特にその関
節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転において運動のより少ない自由
度を与える等方性の剛性を持った可撓性の連結部である、請求の範囲第１２項に
記載のサスペンション構造。
１５．前記連結部の各々が、可撓性ピボットである、請求の範囲第１４項に記載
のサスペンション構造。
１６．少なくとも２つの方向に配向され、且つ、合成樹脂に埋め込まれた繊維か
らなる材料でできた、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。
１７．少なくとも１本のアームがサスペンション構造の一部分である、請求の範
囲第１項ないし第１７項のいずれか１項に記載の車輪サスペンション。
１８．請求の範囲第１項ないし第１６項のいずれか１項に記載の弾性構造を含む
、特に、自動車用のサスペンション。
１９．請求の範囲第１８項に記載のサスペンションを含む自動車。[Procedure amendment]
[Submission date] December 27, 1999 (December 27, 1999)
[Correction contents]
(1) The title of the invention shall be "particularly for automobile suspension structures,
Spence and cars with this suspension ".
(2) The description and claims are amended in full text as shown in the separate document.
SpecificationIn particular, a suspension structure for an automobile, a suspension having this structure, and Car with this suspension Background of the Invention Field of the invention
The present invention relates to suspensions, in particular for motor vehicles, and more particularly
The present invention relates to, but is not limited to, suspensions for four-wheel vehicles.Description of the prior art
A well-known technique in this art is that separate hands providing a guiding function and a rigidity function are provided.
Use columns. It guides the movement of each wheel with respect to the suspended automotive part
Functional members (triangles, trailing arms, etc.) and energy
An elastic member (coil bar) that constitutes a spring that has the function of accumulating and restoring energy
D, torsion bar, etc.).
The disadvantage of the above technique is that it has a large number of parts, which is expensive to assemble.
Means that.
For a vehicle occupant to achieve a good level of comfort, a minimum
In order to obtain a roll angle of, in particular, a multipurpose vehicle (M
PV)), the stiffness at the wheel is higher when rolling than when hunting.
Whereas stiffness in hunting is necessary,
Related to movement.
The conventional solution is to add an anti-roll bar to each axle.
Apart from the fact that this increases the component count, when it is loaded, it becomes isolated
To increase the rigidity of the wheels when passing over obstacles.
The force transmitted to the vehicle structure increases proportionately, and the change in acceleration experienced by the occupant
Resulting in increased comfort, which reduces comfort.
Further, this additional stiffness does not work with pitch, which is the braking for a given deceleration.
It is very useful for limiting the rake angle.
Therefore, the above-mentioned conventional solutions are insufficient.
Restrict suspension movement to achieve a good level of comfort for vehicle occupants
To achieve this, variable stiffness, ie, low in the static equilibrium position and low in compression or expansion
A variable stiffness that becomes higher when the vehicle is further away from the vehicle is required.
In this method, a small change in wheel position near the static equilibrium position is
Induces small changes, which are beneficial for comfort.
On the other hand, for large obstacles, the resulting forces can change the trajectory of the car enough to
High stiffness is required to create conditions for getting over in a satisfactory and sufficient way.
I need it.
The FR 2 563 301 patent (Bertin) does not respond to roll motion and has two rigid ends.
An apparatus made of a laterally elastic leaf spring between members has been proposed. However
This, in turn, increases the stiffness of the wheels loaded on it, in its hunting
Doubled compared to its stiffness, which increases the intensity of the "crash" and impairs comfort.
One way to limit these negative effects is to prestress the leaf springs.
This reduces the stiffness of the device in hunting and results in higher static
To compensate for the displacement.
This prestress must be applied in the assembly line of the car.
And patents FR 2 600 016 (B
ertin) installs a prestressed leaf spring on the subframe,
It states that this should be assembled into a car. But this kind of solution is
There is a disadvantage that the number of parts increases.
FR 2 624 446 based on the use of leaf springs with rigid ends
The patent (Bertin) reduces the number of parts by using the law of progressive stiffness,
It is stated that the adverse effects of the above are excluded. However, this solution is
Attenuated by the need for subtle telescoping at each end of the ring.
Furthermore, apart from the reasons mentioned above, all solutions using lateral leaf springs
The strategy is to place the engine block between the wheels of the axle on which it is driven.
It has disadvantages that hinder it. Therefore, this type of structure can
Wear it in a chiller style (this especially increases the moment of inertia of the pitch,
Or moving toward the passenger compartment (this is especially for passengers)
Available space and disadvantageous for behavior in the event of a frontal impact)
You.
Conventional suspension structure, when the movement of the wheel relative to the car,
Large forces are created at the full and trailing edges, which can lead to high structures in torsion and bending.
Requires building rigidity.
This limits the possibility of reducing the mass of these parts, and the dynamic properties, safety
And disadvantage for power consumption.
Impact protection is at least partially lightweight and deformable as is known in the art.
Because it can be left to the material, it is easy to simplify the front and rear ends,
Beneficial for car weight.
This results in an overall reduction in dimensions leading to a reduction in weight.
Prior art anti-roll devices (e.g., anti-roll bars) provide a point of contact with the ground.
Induces the rigidity of the quadrilateral torsion defined by
Very disadvantageous.
Patent FR 2 640 205 (Renault) covers torsional stresses and bending
For the purpose of limiting the force, is the ground load a quadrilateral torsion defined by the point of contact with the ground?
Provide an equilibrium suspension that is independent of
However, the lateral leaf springs on the axis of the axle help to position the engine.
Aside from the fact that it prevents, this solution requires many parts and connections.
You.
Furthermore, from the description of the proposed solution, the vehicle trajectory is
It is clear that such movement of the wheel relative to the part does not change.
Therefore, this relative movement is easily adjusted to the maximum allowable for the construction of the suspension.
, And as a result, the vehicle shakes.
Such sway is detrimental to comfort and causes high stress on the car structure
Which is contrary to the intended purpose.
This will need to be corrected by adding additional stiffness. this
Will further increase the number of parts and reduce the benefits of the proposed solution.
Suspensions have a longitudinal flexibility and are especially suitable for very steep obstacles
It is necessary to limit the extreme forces resulting from passing over the stone at a given speed.
Conventionally used elastic supports and pivots maintain an acceptable shape
The need to provide limited flexibility to structures known in the art
I can only do it.
Popinet suspension structure described in FR 2 552 718
Construction includes two lateral leaf springs and two vertical leaf springs
A flexible frame connects the four wheels of a motor vehicle.
It is more effective. However, this type of structure places the engine between the wheels of the axle.
Drawbacks and lower stiffness in the roll than in hunting
There is.
Finally, the suspension can vibrate due to tires rolling on the ground
As long as it has to be removed.
However, prior art structures do not contribute to the anisotropy of stiffness of the resulting assembly.
The suspension is connected to the vehicle structure by a two-stage flexible connection via a frame.
Connect to the structure.
German A 43 20 789 states that the stress and the wear of the tracks
Disclosed is an ultra-light high-speed rail vehicle configured to reduce, wherein the wheel support comprises:
The upper and lower leaf spring devices connected to the chassis
The body is mounted on the chassis via the center support spring.
This publication does not disclose anything about providing a high level of comfort for occupants.
Not disclosed.
German C 602 979 describes an elastic suspension for vehicles, in particular for motor vehicles.
An arrangement structure is disclosed that relates to a vertical plane including the longitudinal axis of the vehicle.
Symmetric, mainly vertically flexible, and on vertical surfaces containing the longitudinal axis of the vehicle
At least 3 with less flexibility in the horizontal direction to one end and joined together
With the flexible arms of the book, where they coalesce and project vertically in this structure
Surface area inscribed in the polygon connecting the free ends of adjacent arms,
Each is directly or indirectly connected to a wheel support.
In the former of these publications, a leaf spring extends from the central plate,
One end is mounted on the center plate, the other end is supported by axle, elliptical in cross section
Support column is attached to the center plate, and the bush supporting the vehicle body is
Attached to the ram, so that in this case the occupant compartment is
The rigidity of the finished structure wheels connected at the ends of the
, Hunting, and torsion are the same, with the problems described above,
This type of structure is complex.
The latter of these publications discloses a structure with four independent spring arms
This spring arm is connected to a wheel support articulated via one end.
In this disclosure, the engine and transmission are paired and coupled at the other end.
Are connected directly to the arm by a connector with a vertical axis,
This structure, whose purpose is to eliminate the chassis, is that the body is
Arm that is joined to the pair at one end
Inability to translate and translate, nor to rotate about an axis in a horizontal plane, this type of structure
It has the same disadvantages as the structure of the aforementioned publication.
It is an object of the present invention to idealize the dynamic behavior of a vehicle and to once provide good occupant comfort.
It is to provide a simple structure that can be provided.Summary of the Invention
The invention comprises an elastic suspension structure for vehicles, in particular for vehicles,
The construction is symmetrical about a vertical plane containing the longitudinal axis of the vehicle and is mainly vertically flexible
And less in the horizontal direction with respect to the vertical plane containing the longitudinal axis of the vehicle
Flexible, and at least three wires joined at one end
It has a flexible arm and the vertically projecting surface of the structure is the
Each end is directly or indirectly supported by a wheel, inscribed in a polygon connecting the ends
Connected to the body, each arm is connected to the end and wheel support that is connected to the other arm
Connected to the occupant compartment of the vehicle via a flexible connection.
The flexible connection of each arm is orthogonal to said arm at the position of the connection.
Gives a certain degree of freedom in rotational movement about one axis close to the horizontal plane
And for each of the other five axes, in particular, the translational and orthogonal axes along its joint axis.
To
With anisotropic stiffness that gives less freedom of movement in center rotation
You.
This connection may be a flexible pivot, a horizontally long support, a pair of elastic supports, or a different support.
It may be in the form of another elastic device with anisotropic rigidity.
The ratio of the width to the thickness of the main part of each arm is determined by the
At least one minimum value near the connection point and the point where these arms meet
It is advantageous to have one maximum near the point.
Level of the profile of each arm on a vertical plane in the presence of high vertical loads
The projection is connected from its end connected to the wheel support to the passenger compartment of the vehicle
To its end, it is substantially straight.
When a high vertical load is applied, the end connected to the wheel support and the vehicle occupant
At the arm portion between the end connected to the compartment and the connection end to the wheel support
The torsion caused by the horizontal force is offset.
Each arm is connected to the other arm to increase its energy storage capacity
One or more transverse sections at the center between the cut edge and the connection to the passenger section of the vehicle.
It can have ribs.
An abutment made of a spring, preferably an elastic material (for example the speed and
And / or a cavity filled with a pressurized gas adapted to the load)
The added stiffness provided by the occupant compartment of the vehicle and the core of the suspension structure
, Which is limited by the connection of the vehicle to the passenger compartment.
Particularly in four-wheeled vehicles, this suspension structure is
Can be connected to the passenger compartment of the car by means of this subframe in that plane.
Rigid, symmetrical about a vertical plane containing the longitudinal axis of the vehicle,
Flexible, and more rigid against loads other than torsional forces, having a substantially rectangular shape.
It is open like a frame, its sides are bendable and its main parts are
It is advantageous to reduce towards the junction supporting the connection to the pension structure.
In between, the sub-frame is connected to the vehicle by four connections,
Two of them are located in the symmetric longitudinal plane of the
Direction, and two of the connections are substantially separated from the longitudinal connection.
On the transverse axis intersecting the plane of symmetry at a suitably selected point of equal distance
Therefore, it is called “lateral direction”.
This connection is generally centered on the respective longitudinal and transverse axes.
Degree of freedom of rotational movement, and especially for each of the other five axes.
Less movement in translation along the joint axis and rotation about the orthogonal axis
This is a flexible connecting portion having isotropic rigidity that gives a degree of freedom.
Each of the above connections may be a flexible pivot, a horizontally elongated support, a pair of supports, or an anisotropic
It can be in the form of any other elastic device having a rigid nature.
This provides a preferential treatment for torsional movements, and the resulting flexibility is
The stiffness of the suspension, which optimizes dynamic properties, especially comfort
Optimize.
The suspension structure and the subframe according to the present invention have a
Any material with a high rate of fatigue resistance, preferably embedded in synthetic resin
Composites of at least bidirectionally oriented fibers, such as glass / epoxy
It is good to manufacture with resin.
The present invention also relates to a suspension structure, wherein a part of the suspension structure is provided.
An arm and a suspension, especially for automobiles, including suspension structures.
This suspension structure has all the above-mentioned structures.
It is made.
The invention further comprises a vehicle including a suspension of the type described above.
The features of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 shows the suspension structure of the invention shown against the silhouette of a motor vehicle.
3 is a longitudinal sectional view taken along line B2-B2 'in FIG.
FIG. 2 is a plan view along the line AI-AI ′ in FIG.
FIG. 3 shows the suspension structure according to the invention as the wheels pass over obstacles.
It is a figure of a structure.
FIG. 4 is a plan view of the structure of FIG.
FIG. 5 shows an elastic suspension according to the invention when one wheel crosses a curb at a given speed.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the pension structure taken along line B6-B6 ′ in FIG. 6.
You.
FIG. 6 is a plan view in the same situation as FIG.
FIG. 7-1 shows one arm of the suspension structure according to the present invention.
FIG. 4 is a front view showing a part connected to another part is cut away.
FIG. 7B is a plan view of a portion where the arm is connected to another portion, which is cut away.
FIG. 8 shows a suspension structure according to the invention, shown for a car silhouette.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the structure taken along line B9-B9 ′ in FIG. 9.
9 is a plan view taken along line A8-A8 'in FIG. 8, and FIG.
It is a fine sectional view.Detailed Description of the Preferred Embodiment
1 and 2 show a suspension structure 1 according to the present invention.
The configuration consists of four arms 11, 12, 13, and 14, which are
, Joined at ends 19 joined together, each free end 15, 16, 17, 1
8 by means of means well known to those skilled in the art and not shown
Through the front wheel 2 or the rear wheel 2 '.
In a horizontal plane, the suspension structure 1 has a semi-elliptical shape on the longitudinal axis.
Of the vehicle (101 on the front side, 102 on the rear side), each arm
The end 15, 16, 17 or 18 to be connected to the wheel support is
It has a crescent shape so that it is a small angle, and the main cross section (not shown) is elliptical in shape.
is there.
This embodiment of the invention is shown in FIG. 1 on the front side and not shown on the rear side.
, Damper 31, and the like, well known in the art.
The suspension structure 1 does not transmit any force to the front end 3 'or the rear end 3 ",
Unlike the damper 31 attached to the front end 3 ', any of these
The structure is not connected.
FIGS. 3 and 4 show how the passage of an obstacle is fixed to the occupant compartment of the vehicle 3
Indicates whether a vertical displacement Dz of the arm 13 with respect to the coefficient is generated,
This suspension structure 1 can move in the same direction,
A force Fz having a ratio determined by the flexibility is opposed.
Conversely, in the horizontal plane, related to the corresponding forces Fx and Fy in the directions Dx and Dy
The smaller movements Dx and Dy of the end 17 of the arm 13
Represents less flexibility in the horizontal plane.
Due to this vertical flexibility, the suspension structure reliably performs the spring function.
At the same time, its lower flexibility in a suitably selected horizontal plane,
It is compatible with.
5 and 6 show an arm 11 in a horizontal plane reflecting the flexibility in the horizontal plane.
The movement Dxy of the end 14 of the suspension structure 1
Shows how to limit the very large force Fxy, especially due to curb passage
.
FIGS. 7 to 1 show main parts of the arm 14 of the suspension structure 1 according to the present invention.
7 and 2 show the change in the width.
The ratio of the width to the thickness of the main part of the arm depends on the connection 6 to the passenger compartment of the vehicle 3.
And the maximum near the point 19 where the arms are united.
In this particular embodiment of the invention, the connection 6 of the arm to the occupant compartment of the vehicle is
"Silent block" type flexible pivot with axis perpendicular to the arm
.
Another embodiment of the present invention is shown in FIGS.
Each arm 11, 12, 13, 14 of the suspension structure 1 is provided with a flexible pivot.
6 connected to the flexible sub-frame 5, the axis of the flexible pivot 6 is
, Substantially orthogonal to the arm at the connection position, the axis of which is horizontal and the longitudinal direction of the vehicle.
It forms an angle of 45 ° with the direction axis.
In the form of a rectangular frame with cut corners and its main part is wider than its thickness
The flexible sub-frame 5 is rigid in its plane and structured in torsion.
Rolls with a rigidity lower than 1 and about 10 to 20 times the rigidity in twisting
It has rigidity.
This consists of four soft pivots, two horizontal pivots 41 and two horizontal pivots.
The vehicle 3 is connected to an occupant compartment of the vehicle 3 via a slot 42.
9 and 10 show an elastic compression abutment where structure 1 provides additional stiffness
7 'shows a specific embodiment in combination with an elastic expansion abutment 7
I have.
These are between the occupant compartment of the vehicle 3 and the central part 199 of the suspension structure 1.
And is limited to the sub-frame 5 by four connecting portions 6.
This particular assembly is fixed in the occupant compartment of the vehicle 3 and connects the suspension structure 1
Includes a tie rod 9 that penetrates and supports the compression abutment 7 '
You.
In other embodiments of the present invention, other additional stiffness may be added to the occupant compartment of the vehicle 3 and the suspension.
Alternatively, it may be provided between the first and second sections.
The front and rear ends of the vehicle do not receive the force generated by the spring.
The four connection portions 6 to the subframe 5 allow the suspension structure between the connection portions to be formed.
The material of the central part 199 of the structure 1 is obtained by the movement of the wheels with respect to the passenger compartment of the vehicle 3.
Deformed.
The load on the central portion 199 of the suspension structure 1 is applied to the passenger compartment of the vehicle 3.
Whether the vehicle is subject to hunting, rolling or pitching due to wheel movements
Overcoming isolated obstacles affecting only one wheel, or
It depends on where it touches and depends on whether it is subject to a quadrilateral twist.
The roll transforms the material of the central part 199 of the suspension structure 1 into the opposite deformation.
Exposed, this deformation increases the stiffness of the wheel compared to the stiffness of the wheel during hunting
These deformations have an interdependent curing.
For the same reason, the stiffness of the wheel during pitching is greater than its stiffness during hunting.
Good.
Subframe in suitably high torsion for flexibility of suspension structure 1
The stiffness of 5 is due to the fact that the components of the assembly are "continuous".
This results in a low rigidity of the assembly comprising the station structure 1 and the subframe 5.
The completed suspension consists of only the loaded wheels,
It can have a stiffness close to the nature.
The vertical movement of the vehicle wheels relative to the occupant compartment is determined by the occupant compartment and the suspension.
The distance between the structure 1 and the center member 199 is changed.
Expansion abutment 7 or compression abutment fixed to the passenger compartment of the vehicle
7 'comes into contact with the central portion 199 of the suspension structure,
The vertical structure gives progressive rigidity to the
The central part 199 of the structure 1 is stressed.
Therefore, the performance of this suspension is improved for the same fatigue load
ing.
In the illustrated embodiment, the abutment is suspended in the vehicle 3 in a static equilibrium state.
Away from the structure 1.
However, in other embodiments, at least one of these is a suspension.
It may be in contact with the installation structure.
The size of the elastic structure 1 and the elastic structure to the passenger compartment of the vehicle via the subframe 5
The rigidity at the time of connection to the connecting portion 6 is larger than the rigidity at the time of hunting.
Can be adjusted to a higher level.
This suspension structure 1 is made of a composite material capable of achieving a high level of performance.
Preferably.
Its ends 15, 16 connected from its connection 6 to the subframe 5, the wheel support
, 17 or 18, the outer skin of each arm 11, 12, 13 or 14
The main axis follows a straight helix perpendicular to the main part of the arm, the other straight
The required number of two glass fiber rovings that follow the same spiral in different directions
With layers.
The center member 199 of the suspension structure 1 includes fibers arranged in the longitudinal direction.
May be.
The fibers arranged in this way absorb the stress of the suspension structure.
This suspension depends on the required kinematic properties of the wheel suspension
And includes more or fewer guide arms. Conform to the present invention
In an embodiment, at least one of the arms is in the suspension structure 1 described above.
Belong.
The scope of the claims
1. An elastic suspension structure for vehicles, especially for vehicles,
The suspension structure is symmetric about a vertical plane that includes the longitudinal axis of the vehicle,
With respect to the vertical plane, which is mainly vertically flexible and includes the longitudinal axis of the vehicle.
To have less flexibility in the horizontal direction,
The suspension structure further comprises at least three joints joined at one joining end.
Comprising a flexible arm of a book,
The vertically projecting surface of the structure is a polygon connecting the free ends of adjacent arms
And each of the ends is directly or indirectly connected to the wheel support,
The end where each arm is connected to the other arm and the end connected to the wheel support
Between the vehicle and the passenger compartment of the vehicle via a flexible connection,
This flexible connection is directly attached to each arm at the position of its connection.
Gives a degree of freedom in rotational movement about one axis close to the intersecting horizontal plane
And for each of the other five axes, in particular, translation and translation along its joint axis.
Anisotropic stiffness gives less freedom of movement in rotation about the transverse axis
It has.
2. The support according to claim 1, wherein the flexible connection is a flexible pivot.
Spence structure.
3. The ratio of the width to the thickness of the main part of the at least one arm is determined by the
At least one minimum near the point of connection of the arm to the passenger compartment;
And a maximum value in the vicinity of the location where the convergence occurs.
Spence structure.
4. Sag of the profile of at least one arm in the presence of a high vertical load
The horizontal projection on the straight plane is, from its end connected to the wheel support, the vehicle occupant.
2. The method of claim 1, wherein the end is connected to the compartment and is substantially straight.
Suspension structure.
5. The at least one arm has an end connected to the other arm at the center thereof;
At least one transverse rib between the vehicle and its connection to the passenger compartment
The suspension structure according to claim 1, wherein
6. Additional between the occupant compartment of the vehicle and the central portion of the suspension structure
Wherein the rigidity is limited by the connecting portion.
The suspension structure according to claim 1.
7. 7. The method according to claim 6, wherein the additional rigidity is provided by a spring.
The described suspension structure.
8. The additional stiffness is provided by an abutment of a resilient material.
The suspension structure according to item 7, wherein
9. A substantially flat sub-frame that is rigid in that plane allows the passenger compartment of the vehicle
The suspension structure according to claim 1, wherein the suspension structure is connected to an image.
10. Said sub-frame relative to said vertical plane including a longitudinal axis of said vehicle
10. The suspension structure according to claim 9, which is symmetric.
11. Claims: each comprising four arms associated with wheels of the vehicle.
2. The suspension structure according to claim 1.
12. The sub-frame, which is rigid in its plane, is substantially flat,
With four arms connected to the compartment and each associated with a wheel of the vehicle
Yes,
The subframe is flexible in torsion and more resistant to other loads
Rigid and open like a substantially rectangular frame, the sides of which can be bent
The main part is the joint that supports the connection to the suspension structure
Advantageously, the joint point is such that the sub-frame is
Claim 1 to support a connection to a suspension structure connected to both.
The suspension structure according to the paragraph.
13. The sub-frame is connected to an occupant compartment of the vehicle by four connecting portions.
, Two of the four connections are symmetrical lengths of the subframe.
It is called “longitudinal” because it is located in the hand-direction plane, and
Are suitably selected at substantially the same distance from the longitudinal connection.
Referred to as "lateral" because they lie on a horizontal axis that intersects the plane of symmetry at that point.
13. The suspension structure according to claim 12.
14． Each "longitudinal" or "transverse" subframe connection is a flexible connection
The connection is to some extent about its respective longitudinal or transverse axis
Rotational freedom of rotation, and for each of the other five axes,
Less freedom of movement in translation along the nodal axis and rotation about the orthogonal axis
Claim 12 is a flexible connecting portion having isotropic rigidity to give a degree.
The described suspension structure.
15. 15. The method of claim 14, wherein each of the couplings is a flexible pivot.
Suspension structure.
16. Fibers oriented in at least two directions and embedded in synthetic resin
The suspension structure according to claim 1, wherein the suspension structure is made of a material comprising:
17． Claims wherein at least one arm is part of a suspension structure.
18. The wheel suspension according to any one of items 1 to 17.
18. An elastic structure according to any one of claims 1 to 16 is included.
Suspensions, especially for automobiles.
19. An automobile comprising the suspension according to claim 18.
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フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
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Continuation of front page
(81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY,
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