JP2003528771A - 車輪支持装置および支持装置を備えたサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 サスペンション装置（１）は、サスペンション要素（１８、１９）に対して可動結合されている車輪担体（３１）を備えている。このような結合は、剛性の接続ロッド（６、７）によって供与される。付加的な自由度により、サスペンションスプリングの運動やサスペンション要素の変形とは無関係に、キャンバー角（α）の変動が許容される。キャンバーの変動は、車輪（２）の接触領域（AC）で維持される力によって制御されるのが好ましい。これは、車両の本体（５）に対する車輪（２）の運動により、地面（S）の平面より低い位置に置かれる瞬間的回転中心（CIR r/c）が可能になる、代表的な構成によって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は車両用のシャーシシステム、とりわけ、サスペンション装置に関する
ものであり、特に、車輪の誘導装置に関連している。 サスペンション装置には、動作中のいかなる瞬間にも同時に果たされなければ
ならない２つの主要な機能がある。このような機能の１つは、車両を懸架すると
いう機能であり、すなわち、各車輪ごとの実質的に垂直方向の振動を、この車輪
に付与される荷重に応じて許容する機能である。このような装置のもう１つの機
能は、車輪を誘導するという機能であり、すなわち、車輪平面の角位置を制御す
る機能である。

【０００２】 「車輪平面」という語は、車輪に関与して、車輪の軸線に直交し、かつ、地面
との接触領域の中心を通る平面のことを言う。車両の本体に関する車輪平面の角
位置は、２つの角度、すなわち、キャンバー角およびステアリング角によって限
定される。１つの車輪のキャンバー角は、地面に直交する横断面において、車輪
平面を車両の中央平面から分離する角度である。中央平面から車両の外部に向け
て車輪の上位部分が反れた時には、この角度は正となるが、この反れは一般に「
キャンバー」または「正キャンバー」と呼ばれる。これとは逆に、この角度が負
である時には、「カウンターキャンバー」または「負キャンバー」という呼称が
使われる。車輪のステアリング角は、地面に平行な水平面において、車輪平面を
車両の中央平面から分離する角度のことである。

【０００３】

【従来の技術】

大半の車両では、キャンバー角（本明細書後段では「キャンバー」と「キャン
バー角」は区別せずに使用される）はサスペンションとステアリングの特定の位
置に対して固定されており、すなわち、理論上は、この角度はサスペンションの
偏向とも、ステアリングとも無関係に変動する。しかし、キャンバー角は、地面
が車輪に及ぼす力により生じる、サスペンション装置を構成している諸要素の変
形によって誘導される変化を被る。このような変化は相当なものとなることがあ
る。例えば、通常の乗用車は、車両本体（遠心力の効果の下で同一方向に傾斜す
るのが普通である）のローリングの寄与とは無関係に、曲り角でタイヤに発生す
る横断方向の力の下では、幾らかの程度のキャンバー変化に遭遇する。キャンバ
ーのこのような「弾性」変化により、曲り角の外輪については、キャンバーは増
大させられる（キャンバーは正の値に向かう傾向にある）。これとは逆に、曲り
角の内輪については、キャンバーは減少する（キャンバーは負の値に向かう傾向
にある）。 長年にわたり、このような予測可能な変化が設計に組み入れられてきたし、シ
ャーシシステムの機能性について通常の車両が示す有害な効果を制限するために
、調節により車両のサスペンション装置と折り合いをつけている。

【０００４】 キャンバーは、車両の振る舞いやシャーシシステムの性能に多大な影響を有し
ている。特に、タイヤの性能は、地面との接触領域の形状次第で非常に変化し易
く、この形状は、ほぼ、キャンバーで決まる。従って、例えば、負の側に大きい
静止キャンバーは、一般に、競技用車両に導入されて、たとえサスペンションの
諸要素が普通乗用車のものに比べて遥かに高い剛性を有していても、これらサス
ペンションの諸要素はもとより、横断方向の力の下でのタイヤの変形のせいであ
る変化を補償し、また、本体のローリングのせいである変化を補償する。このよ
うな形状は競技については有用であると同時に容認可能であり、というのも、コ
ーナリング時のグリップの規範がここでの主たる関心事だからである。これに比
べて、普通乗用車では、タイヤの磨耗と直線走行安定性が、求められる妥協点で
より高いウエイトを占めているため、極めて僅かだけ負に傾く初期の静キャンバ
ーが選択され、また、横方向の力の下でのタイヤの変形と地面接触システムの諸
要素の変形により、車輪平面の位置取りに及ぼすそれぞれの効果が車両のローリ
ングの効果に加わる時には、低下したスリップ推力を容認することが必要となる
。

【０００５】 特に旋回加速の最中にキャンバーを最適化するために、キャンバーが車輪の垂
直方向偏向に応じて変動するサスペンション装置が設計されてきた。このように
、車両の本体が経験するローリングは、車両の本体の傾斜や上述の変形を部分的
または総合的に補償するキャンバーの有用な変化を誘発することができる。これ
は、所謂「マルチリンク」システムの場合にも当て嵌まる。このような装置は特
殊設計や特殊な車両構造を必要とするが、空間的要件や経費を理由に、現在の車
両の大半で実現できないでいる。このようなシステムは旋回加速の結果（偏向、
ローリング）についてのみ反応するのであって、旋回加速を生じる力に対して反
応する訳ではないため、補正の効果を遅延させる。更に、キャンバーの十分な変
化を許容するには、このようなシステムは運動学的に、「トラック変化」と称す
る、車両に関する接触領域の位置の変位を必要とし、このような変化も難題を生
じることがある。よって、凹凸のある道路の移動、片側に偏した上下振動、或い
は、これに対して左右同時の上下振動などというような上述以外の道路事情の機
能性を補正するのに必要な妥協を見なければならない場合には、このようなシス
テムで可能となるキャンバー補正の範囲は比較的制約される。

【０００６】 運動学的観点から、自由度に関しては、サスペンション装置は１自由度しか有
していないのが普通である（車両についての車輪の自由度または車輪担体の自由
度）。この自由度により、上述のように制限されたキャンバー変化と結びつけら
れる垂直方向のサスペンション運動が可能となる。 しかし、キャンバーの制御が能動的であるシステム、すなわち、幾何学的形状
の修正がシリンダを作動させる運動により制御されるシステムが公知であり、そ
れは、例えば、米国特許第4515390号、第4700972号、独逸特許第19717418号の各
文献に記載されているとおりである。このようなシステムでは、アクチュエータ
により制御される、少なくとも或る程度の追加の自由度が許容される。このよう
なシステムは、特に、これらシステムの空間的要件や、アクチュエータに要する
相当な動力のせいで、最もありふれた車両で使用することができないという理由
で、非常に特殊である。

【０００７】

【発明が解決するべき課題】 本発明の目的は、追加のエネルギーが無くても、或いは、追加のエネルギーが
制約されていても、サスペンションの垂直方向振動とは実質的に無関係にキャン
バーの制御を可能にする、また、より一般的には、車両の本体の運動とは無関係
にキャンバーの制御を可能にし、また、トラック変化を最小限に抑えることを可
能にする、簡単な構造の装置である。

【０００８】

【課題を解決する手段】

この目的は、車両のサスペンションの諸要素に車輪を接続するように設計され
ている支持装置により達成されるが、この場合、半径Rを有している車輪は地面
で支持されるように設計されており、支持装置は、サスペンションの諸要素に対
するキャンバーの自由度を車輪に供与しているキャンバー手段を備えており、支
持装置は、中間位置を中心として、車輪により第１の瞬間的回転中心を可能にす
るように構成されており、この瞬間的回転中心が地上0.5Rから地下Rまでの範囲
にわたる間隔で設置される。事実、この支持装置は現行の当該技術レベルに従っ
た剛性に富む車輪担体にとって代わる。「サスペンションの諸要素」とは、荷重
が保持されるのを確実にするとともに、一般的には垂直方向のサスペンション運
動を車輪に付与する、アーム、スプリング、衝撃吸収材、或いは、横揺れ防止接
続部材のような各種要素を意味している。 第１の瞬間的回転中心は地面の平面より下位に置かれるのが好ましい。 第１の瞬間的回転中心は接触領域より下位で横断方向に置かれるのが好ましい
。

【０００９】 本発明の一実施形態によれば、支持装置は、車輪の接触領域に触れている地面
により及ぼされる横断方向の力が存在しない場合には、中間位置においてほぼ平
衡状態になるように構成されている。この平衡状態は不安定な平衡であってもよ
い。 第１の瞬間的回転中心は実質的に車輪の平面に置かれるのが好ましい。 本発明による支持装置は車輪担体を備えており、中間支持体に接続されるよう
に設計され、中間支持体がサスペンションの諸要素のうちの１要素を構成してい
るのが好ましい。

【００１０】 本発明の一実施形態によれば、車輪担体は接続ロッドにより中間支持体に接続
されており、該ロッドは、中間支持体に対する車輪担体の瞬間的回転運動によっ
て、車輪担体のキャンバー運動を可能にするように構成されている。 また別な実施形態によれば、キャンバー自由度は変形可能な要素の弾性変形に
より供与され、これら諸要素は車輪担体をサスペンションの諸要素に接続してい
る。 サスペンションの諸要素としてはマクファーソン（MacPherson）ストラットを
含んでいてもよい。 本発明による支持装置は、車輪のキャンバーに影響を及ぼし得る制御用の手段
を更に備えていてもよい。制御用の手段としては、キャンバー運動に対抗する弾
性変形可能な要素が挙げられるが、この弾性変形可能な要素はエラストマー製の
可動結合部材から構成されているのが好ましい。

【００１１】 本発明はまた、車両用のサスペンション装置に関するものであり、上述した支
持装置を備えている。 このサスペンション装置は、車両の本体に車輪担体を接続するように設計され
ており、車輪担体は半径Rを有している車輪を支持するように設計されており、
車輪は接触領域により地面で支持されるように設計されており、サスペンション
装置は、本体に関連して、車輪担体にキャンバーの自由度と、サスペンション運
動の自由度とを供与する手段を備えており、前者自由度と後者自由度とは互いに
無関係であり、サスペンション装置は、中間位置を中心とした、本体に対する車
輪担体のキャンバー運動により第２の瞬間的回転中心を可能にし、この第２の瞬
間的回転中心は地上0.5Rから地下Rの範囲に入る間隔で置かれる。本発明による
サスペンション装置は、サスペンションとキャンバーの互いに独立した運動を許
容する２種の自由度を有している。車輪の（または、車輪担体の）キャンバー運
動は、接触領域から限られた距離に置かれた第２の瞬間的回転中心を中心として
起こり、キャンバーまたはカウンターキャンバーの運動過程でトラック変化を制
限し、かつ、キャンバーを能動制御する場合に必要となるエネルギーを制約する
。 好ましい実施形態によれば、瞬間的回転中心は地上0.2Rから地下0.4Rまでの範
囲に入る間隔で置かれ、この範囲は、地上0.１Rから地下0.3Rまでの範囲に入る
のがより好ましい。 安定した機能性を確保するために、装置は、車輪の接触領域で接している地面
により及ぼされる横断方向の力が存在していない場合に、中間位置では、ほぼ、
平衡状態になるように構成されているのが好ましく、また、装置は、キャンバー
の変化が無い場合には、車輪の接触領域に接している地面により及ぼされ、サス
ペンションスプリング運動の最中に生じる横断方向の力が、車両の重量であるP
について、0.3Pに対応する限界を超過しないように構成されているのが好ましい
。

【００１２】 本発明の好ましい実施形態は中間支持体を備えており、該支持体は、まず、本
体に接続され、次いで、車輪担体に接続されており、中間支持体と車輪担体との
接続により、キャンバーの自由度が許容され、また、中間支持体と本体との接続
により、サスペンションスプリング運動の自由度が許容される。 受動的機能性を可能にするために、車両の本体に対する車輪担体の運動の第２
の瞬間的回転中心は地面の平面より下方に置かれ、車輪の接触領域で接している
地面により及ぼされる横断方向の力は、該横断方向の力が車両の内部に向かう方
位に向けられると、本体に対する車輪担体の傾斜をキャンバーの減少する方向に
誘導し、同横断方向の力が車両の外部に向かう方位に向けられると、キャンバー
の増大する方向に誘導する。横断方向の力に付随する受動的機能性のこのような
事例では、装置は、車輪担体のキャンバー運動の測定用の手段を備えており、横
断方向の力を推断することができる。

【００１３】 或る条件では、車輪のキャンバーに影響を及ぼす可能性のある制御手段を設け
ることが必要になる、或るいは、有利であるかもしれない。このような手段とし
ては、キャンバー運動に対抗する弾性変形可能な要素が挙げられるが、この変形
可能要素はエラストマー製の可動結合部材などから構成されていてもよい。 キャンバーの自由度は、車両の走行時パラメータに応じて、能動手段により制
御されるのが好ましい。

【００１４】 最後に、本発明は上述のようなサスペンション装置を装備した車両にも関連し
ている。

【００１５】 本発明の幾つかの実施形態を記載し、その特徴を例示するとともに、原理を説
明してゆく。提示される多数の変形例によって暗示されるように、本発明の別な
実施形態も多数可能であるものと認識すべきである。

【００１６】

【発明の実施の形態】

図１は、本発明によるサスペンション装置の原理を平面長軸線方向に表示して
いる。この平面表示は、本発明の装置が先行技術の装置とはどのように異なって
いるかを明瞭に示しているので、非常に便利である。 サスペンション装置１は車輪担体３を備えており、この担体は、車両の本体５
に相対的な車輪２の平面PRを維持するように設計されている。車輪は、半径Rを
有しており、接触領域ACにより地面Sで支持されている。車輪担体３は、２自由
度を許容する手段（４、６、７、８、９）により本体５に接続されている。車輪
担体３を接続ロッド６および７により中間支持体４に接続することにより、車輪
のキャンバー運動が可能にされる。サスペンションスプリング運動は、上位アー
ム８および下位アーム９（または、三角形）により中間支持体４を本体５に接続
することにより可能となる。従って、サスペンション装置は、車輪担体を本体に
対して傾斜させることができるので、本体５に関して、キャンバーの自由度を車
輪担体に供与するように構成されているとともに、車輪担体が、例えば、「多数
アーム」システムまたは「二重三角形」システムのような公知の態様で実質的に
垂直方向の運動を実行することができるので、本体５に関して、サスペンション
運動の自由度を車輪担体に供与するように構成されている。

【００１７】 中間支持体４に対する車輪担体３の運動により、第１の瞬間的回転中心（CIR
r/s）を可能にしている。本体に対する車輪担体の運動により、横断方向の力の
下で、第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）を可能にしている。本体５に対する中
間支持体４の運動により、第３の瞬間的回転中心（CIR s/c）を可能にしている
。車輪２の地面Sへの点接続という従来の仮定を適用すれば、平面移動における
瞬間的回転中心（CIR r/c）の共直線性の理論により、車輪の平面PRと第１の瞬
間的回転中心および第３の瞬間的回転中心を含む直線（DC）との交点に、キャン
バー運動の第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）を置くことが可能となる。この運
動学理論は、サスペンションシステムの分野では広く利用されている。従って、
この理論は、形状の選択、すなわち、サスペンション装置を構成している異なる
諸要素の寸法と配向の選択であると理解することができるが、この装置により（
特徴部分の軸線の位置を定義することにより）、横断方向の力の下で、本体に対
する車輪のキャンバー運動の第２の瞬間的回転中心（CRT r/c）の所与の位置を
得ることが可能となる。図１は中間位置に在るサスペンション装置を表示してお
り、中間位置は、車両がその名目荷重を保持している状態で、平坦な地面で直線
上を走行していることに対応する位置として定義される。静止キャンバーは、本
明細書では、車輪の平面PRが接触領域の中心を通り、かつ、車両の中央平面に平
行である平面PVと共に形成する角度αによって表される。この図は、本発明に従
った装置の運動学的機能性を例示している。このシステム（車両の重量、地面に
より車輪に加えられる力、サスペンションスプリング）により維持される力の静
的平衡状態はシステムの設計により確保されなければならないものと認識するべ
きである。特に、定着部の点と、荷重を支持しているスプリングの推力の方向と
が、この目的で選択される。更に、中間支持体４に対する車輪担体３の位置によ
り静止キャンバーの角度を制御するといった目的で、可動結合部材の剛性を利用
することができる。この剛性は、弾性可動結合部材により、或いは、別なスプリ
ングにより、供与することができる。

【００１８】 図２は本発明によるサスペンション装置の実施形態を表している。この具体例
では、サスペンションスプリング運動は、マクファーソンストラット１８および
下位アームすなわち三角形１９により確保される。旋回軸APは、ストラットが旋
回する中心となる軸線であり、公知の態様で車両を操舵することができるように
している。このストラットに、車輪担体３は接続ロッド６および７により可動結
合される。この実施形態では、ストラットは図１の中間支持体４を構成している
。更に、この中間支持体１８に対する車輪担体の運動の第１の瞬間的回転中心（
CIR r/s）は、接触領域ACの下方の、好ましい形状を構成している車輪の平面PR
に実質的に存在している、接続ロッド６および７のそれぞれの軸線の交点に位置
している。共直線性の上述の原理に基づいて、キャンバーの第２の瞬間的回転中
心（CIR r/c）は、中間支持体すなわちストラット１８に対する車輪担体の運動
の第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）と同一平面に置かれる。この形状は完璧に
安定した平衡状態を示しており、すなわち、接続ロッドの可動結合部材が剛性を
欠いている場合でも（機械的シャフトまたはボールジョイントの場合がそうであ
るように）、車輪の接触領域ACで接している地面Sにより及ぼされる横断方向の
力が存在しなければ、装置はその中間位置で平衡状態にある。実際には、タイヤ
のような多様な弾性要素を考慮すれば、理論上の平衡状態に近い形状を機能性に
関して満足のゆくものにすることができる。実験によって示されたところでは、
車輪の中心に対する第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）の位置が車輪の平面と形
成している角度が15°より小さい場合には、この条件は満たされる。

【００１９】 図３は、車輪２が接触領域ACで力を受けている場合の図２の実施形態を表示し
ており、この力の横断方向の成分Fyは車両の内部に向けて配向されている。これ
は、曲り角に来た車両の外輪側に位置する車輪についての事例である。キャンバ
ー運動の第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）が地面Sの平面より低い位置に置かれ
るという事実は、成分Fyが、車輪担体を成分Fyと同じ方向に旋回させる傾向があ
るトルクを生成するということを暗示している。この回転はカウンターキャンバ
ーの方向に起こる（すなわち、キャンバーの角度α１は減少し、負の値に向かう
傾向にある）。車輪が力を受けると、また、この力の横断方向成分が車両の外部
に向かうように配向されていると（曲り角に来た車両の内輪側に在る車輪につい
ての場合）、成分Fｙは、キャンバーを増大させる方向に車輪担体を旋回させる
傾向のあるトルクを発生する（すなわち、キャンバーの角度α１は増大し、正の
値に向かう傾向にある）ことが分かる。第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）が接
続ロッド６および７のそれぞれの軸線の交点であり、該軸線はストラット１８に
対する車輪担体３の運動についての運動学的メカニズムを規定するため、この交
点の位置は、図２および図３を比較することで明らかとなるように、車輪担体の
キャンバー運動の最中は可変である。しかしながら、車両の本体５に対する車輪
担体３のキャンバー運動の第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）の第２の瞬間的回
転中心の位置の変動量が少ないことも見て取れる。

【００２０】 キャンバーの運動期間中の第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）の位置の僅かな
変化を利用して、接触領域における横断方向の力によって生成されるトルクを漸
次変動させることができる。図３の具体例では、この効果はシステムを安定され
るが、これは、第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）と、横断方向の力Fyが付与さ
れるレバーの働きをする地面との間の距離の減少のせいで、キャンバーがその平
均値から逸脱すると、キャンバーを発生させるトルクが減少する傾向にあるせい
である。 便宜上、図３は横断方向の力Fyにより生じる、車輪のキャンバーの変化を、「
理想的な」車の例で、すなわち、完璧な剛性を備えている車両の例で表現してい
る。現実には、現在利用できる大半の車両では、横断方向の力が曲がり角の外側
に向かう本体の揺れ（すなわち、基準平面PVの傾斜）をも生じ、これは、曲がり
角の外側に向けて車輪の平面を傾斜させる傾向を有している（上述の内容を参照
のこと）。この場合、上述の２種の効果が逆転する。従って、図３に例示された
変化は本体に関連して考慮されなければならず、すなわち、本体に関与する平面
PVに関連づけて考慮されねばならない。地面に対する車輪の位置を判定するため
に、揺れにより誘発される（また、サスペンションシステムの異なる諸要素の変
形によっても誘発される）変化を積分することが必要となることが分かる。

【００２１】 図４は、図２とは異なっているが、類似した要素を利用した構成を表している
。この差異は、車輪担体３１がストラット１８への接続点より低い位置に置かれ
ているので、接続ロッド６および７が圧縮しながら作動するという事実に在る。
従って、図２の事例では安定しているのとは異なり、車輪担体の平衡状態は不安
定な平衡状態である。この不安定性の利点は、中間位置付近でより高い感度が得
られるようにすることができることである。他の図面と直接比較できるようにす
るために、瞬間的回転中心（CIR r/s、CIR s/c、CIR r/c）は同一位置を有して
いる（車輪の中間位置に在る）。しかしながら、第１の態様についての場合と同
様に、これは具体例にすぎず、図１について説明したように、無数の構成が可能
である。

【００２２】 図５は図２における構成に類似している構成を例示している。事実、サスペン
ション運動の自由度が、この事例では、「多数アーム」システムまたは「二重三
角形」システムにより確保されており、このシステムはそれ自体は公知である。
この具体例では、アーム８１および９１が互いに平行であるとともに水平である
ため、瞬間的回転中心を含んでいる直線DCも水平である。この装置は以下の点で
図１の装置とは異なっている。すなわち、図２および図３の実施形態に類似して
いる好ましい実施形態によれば、中間支持体４１に対する車輪担体３２の運動の
第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）は、車輪２の中間キャンバー位置については
、実質的に車輪PRの平面に置かれている。従って、この点は、本体に対する車輪
担体のキャンバー運動の第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）を定めてもいる。能
動制御または受動制御の手段５０は、キャンバーの変化を強制したり、制限した
りすることのできるジャックの形式であるが、これも破線の外郭で例示されてい
る。能動制御の場合、キャンバー運動の第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）の位
置は地面Sのレベルか、このレベルよりも上方に、但し、より短い距離に置いて
、低エネルギーでの制御を可能にし、かつ、車輪平面の移動により生じるトラッ
ク変化を制限するのが有利である。

【００２３】 他方で、この制御手段は、図３に例示されているように、横断方向の力により
引き起こされるキャンバー運動を調節するという受動的役割を有していてもよい
。 この制御手段は、能動的であれ受動的であれ、先導することができるのであれ
ば、車両の多様な走行時パラメータ（例えば、長軸線方向加速、横断方向加速、
操縦桿ホイールの位置、本体の揺れ、偏揺れセンサー、車輪に加わる力、駆動の
種類、運転者により選択された扱い等）に応じて制御することができる。 類似の構造によれば、制御手段はキャンバーの運動の測定手段と置換すること
ができる。横断方向の力により引き起こされるキャンバーの運動の場合、この測
定により、公知の方法によってこの力を判定することが可能となる。この種の測
定システムの利点は、測定値が、サスペンションの諸要素に埋め込まれることが
ある応力ゲージなどによって測定される変位量とは比較することができない実質
的な変位量に基づいていることである。横断方向の力のこのような判定法は、例
えば、車両の扱いの安全と調節を得るためのシステムを先導するのに有用となる
。

【００２４】 図６は、運動学的メカニズムに関しては図５の装置に匹敵するが、図４につい
て記載されたような平衡状態の安定性については異なっている装置を例示してい
る。この事例では、接続ロッドは、車輪担体３１と中間支持体４２の間で圧縮し
ながら作動する。サスペンションスプリング６０は中間支持体４２の上に支持さ
れているように例示されているが、車輪担体３１上で支持されてもよいし、或い
は、公知のサスペンションシステムにおけるように、上位アーム８１または下位
アーム９１の一方で支持されてもよいものと認識するべきである。

【００２５】 図７および図８は、本発明の代替の実施形態を表している。 図７の装置は車輪担体３３を備えており、これは、変形可能な要素２５、２６
、２７、２８によりストラットに接続されており、この場合、ストラットは中間
支持体の構成をとっている。この事例では、変形可能な要素はエラストマー製の
可動結合部材である。正矩方位に従った可動結合部材の放射方向の剛性の特殊な
分布により、好ましい変形軸線（APD１、APD２、APD３、APD４）に応じて、（短
い変位量で）スライドジョイントの様式の接続部を設けることが可能となる。可
動結合部材２５、２６、２７、２８の配置、従って、スライドジョイントの配置
は、サスペンションの諸要素に相関する車輪担体３３に剛性と停止機能を供与す
るばかりか、所要の運動学的メカニズムをも供与し、これらが、装置を制御する
にあたって有利に働く。ストラット１８に対する車輪担体の運動の第１の瞬間的
回転中心（CIR r/s）は、好ましい変形の軸線（APD１、APD２、APD３、APD４）
に直交する線の交点に置かれる。この構成は、大半の応用例について十分である
キャンバーの振幅を生じ、車両のサスペンションの振動を濾過除去するのに加担
している。本実施形態に例示されている具体例では、放射方向の剛性の特殊な分
布は、可動結合部材２５、２６、２７、２８のエラストマー製のスリーブにおい
ては、好ましい変形軸線に沿って陥凹部が存在しているせいで得られるが、エラ
ストマー製の可動結合部材の当業者なら、このような可動結合部材の仕様に従っ
た多様な別な解決案は目新しくない。この位置では、車両の本体に対する車輪担
体の運動の第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）は、図２に示されているように、
第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）を兼ねる。 この場合、４つのエラストマー製の可動結合部材が表示されているが、この数
は任意であり、というのも、２つで十分な場合があるからである。更に、車輪（
または、車輪担体）のストラットへの接続部もまた、車輪平面の操縦を確実にす
るものでなければならない。例えば、満足のゆくステアリング剛性を供与するた
めに、ストラットの両側に配置された２つの互いに平行で互いに間隔を設けた平
面であって、各々が図７に記載された特徴を有している２つの平面から構成され
ている車輪担体を使用することができる。

【００２６】 図８は、図２の構成に類似している構成を表している。しかし、本例では、変
形可能な部材３５、３６は、旋回接続手段ではなくむしろ、それら自体の可撓性
によりキャンバーの所要の自由度を供与している。この場合、２つの可撓性部材
片が例示されているが、この個数は任意である。変形可能部材３５、３６、車輪
担体３４、および、ストラット１８のそれぞれの間の接続部は剛性に富む。この
解決案の利点は、図２から図６の実施形態において必要とされる可動結合部材を
排除していることである。変形可能な部材３５、３６は金属から作成されていて
もよいし、或いは、合成材料から作成されていてもよい。このような変形可能な
部材３５、３６、車輪担体３４、および、サスペンション５への接続手段を単体
様式で製造し、かつ、この１個の部材の内部の剛性の適切な分布手段により所要
の運動学的メカニズムを得ることも可能である。この場合、合成材料の利用が有
利となることがある。この具体例では、中間支持体すなわちストラット１８に対
する車輪単体３４の運動の第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）が例示されており
、この回転中心は地面Sより約0.75R低い位置に置かれている。この構成により、
車輪の接触領域により維持される横断方向の力に対して、システムがより高感度
になる。この位置では、車両の本体に対する車輪単体の運動の第２の瞬間的回転
中心（CIR r/c）は、図２に説明されているように、第１の瞬間的回転中心（CIR
r/s）を兼ねる。

【００２７】 図９は、或る種の乗用車や大半の実用車両に見られるような、剛性の車軸（ま
たは、スイング車軸、或いは、スイング半車軸）の事例を表示している。この事
例では、剛性車軸２０は中間支持体を構成しており、それと車両本体との接続部
（図示されていない）がサスペンションスプリングの運動を供与する。本発明に
よれば、車輪担体４４は２本の接続ロッド６および７により剛性車軸２０に接続
されており、例えば、車軸すなわち中間支持体に対する車輪担体の運動の第１の
瞬間的回転中心（CIR r/s）を、地面Sより僅かに上方に規定している。この位置
では、車両の本体に対する車輪担体の運動の第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）
は車軸に対する車輪担体の運動の第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）を兼ねてお
り、というのも、後者は車輪の平面に置かれるからである。ジャック３０により
、サスペンションに対する車輪担体の運動を能動的に制御することができるよう
になる。このジャック３０は、車両の走行時パラメータに応じて制御することが
できる。この代替例は図９の場合に限定されず、他の実施形態に適合し得ること
が分かる。

【００２８】 図１０は、車輪担体５４が接続ロッド６および７により「多数アーム」サスペ
ンションシステムまたは「２重三角形」サスペンションシステムの下位アームす
なわち三角形９２に可動結合される、本発明の実施形態を例示している。上位ア
ームすなわち三角形８２は、スプリング６１を支持しているが、別な接続ロッド
５５により可動結合される。この別な接続ロッド５５は第１の瞬間的回転中心（
CIR r/s）に向けて配向されて、キャンバーにニュートラルな効果を及ぼしてい
る（車輪の中間位置で）。この位置では、車両の本体に対する車輪担体の運動の
第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）は、図２に記載されているように、第１の瞬
間的回転中心（CIR r/s）を兼ねている。

【００２９】 ここまで見てきたように、所要の機能性に応じて、キャンバー運動の第２の瞬
間的回転中心（CIR r/c）の位置を地上0.5Rから地下Rまでの範囲にわたる間隔で
選択することが可能となる（Rは車輪の半径）。この点を地面付近に置くという
事実により、トラック変化を制限することが可能となる。例えば、瞬間的回転中
心が地面からRの位置に置かれた場合で、半径が300mmの車輪については、５°の
キャンバーは本体に対する接触領域のオフセットを約25mm生じる（２分の１トラ
ックの変動）。この値は超過すべきでない限界と見なさなければならないことが
分かっている。しかしながら、キャンバー運動の第２の瞬間的回転中心（CIR r/
c）が地上に置かれた場合、すなわち、車輪の平面を能動的に配向するために（
図５および図９を参照のこと）本発明による装置がアクチュエータを備えていな
ければならない場合は、或る高さを越えて、この能動機能性に必要となる動力の
せいでシステムが複雑になりすぎること、また、特に、システムに多量のエネル
ギーを消費させすぎることを実験が示している。この限界の高さは、実質的に車
輪の２分の１半径に対応していることが分かっている。 能動的機能性の場合、前述のように、本発明による装置の機能性を検証する手
段（および、装置の安定性を測定する手段）は、本発明による装置を装備した車
両の車輪の接触領域のレベルで横断方向の力を及ぼす（例えば、板状ベアリング
により）ことと、キャンバー角度の変化を測定することから構成される。

【００３０】 図面の互いに異なる具体例が例示している事実は、本発明によるサスペンショ
ン装置は、所要の運動学的定義が得られた場合には、非常に異なるサスペンショ
ン原理に基づいて構築されてもよいという点である。特に、任意の形式で表され
る要素はどのような形式を呈していてもよく、これにより、可動結合部材の軸線
を適切に置くことが可能となり、また、サスペンションシステムの応力に耐える
ことが分かる。更に、図面が示している事例は、中間支持体に対する車輪担体の
可動結合部材が第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）の周囲の「仮想の」可動結合
部材であって、すなわち、可動結合部材は機械的シャフトの形態を取らず、幾つ
かの要素の可動結合から得られるという事例である。この可動結合部材が仮想上
のものであるという事実により、平面上のどの点に回転中心を置いてもよいこと
になり、特に、地面の付近にも置けるし、地下に置くことさえ可能となる。しか
し、第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）が、利用できる空間と地面の空隙に関し
て両立性がある場合には、機械的な可動結合部材、すなわち、シャフトのような
「非仮想的」可動結合部材を利用することができる。 本発明の有利な特性は、既存の懸架の自由度に加えて、キャンバーの自由度を
許容する付加的な要素が既存のシステムに追加されるので、本発明が公知のサス
ペンションシステム全てに適用できる点である。この支持装置すなわちサスペン
ション装置の利点はそのコンパクト仕様にあり、これにより、現在利用できる車
両の設計に適合させることができるようになる。本発明の実質的な特徴の１つと
して、本発明は、１個の車輪のキャンバーの変動を残りの車輪とは無関係に、ま
た、その車輪が駆動輪であるか、それとも、被駆動輪なのかとは無関係に行える
点がある。

【００３１】 図面は、本発明の原理と複数の実施形態を、地面に垂直で、かつ、車両に対し
ては横断方向の、接触領域の力の和の適用点を通る平面への投影様式で示してい
る。キャンバーの制御された変化を目標とする本発明の実質的な特徴を明瞭に示
すために、この２次元表示は有利である。この表示では、キャンバー運動は旋回
点（瞬間的回転中心）の周囲の平面における回転である。しかし、現実には、回
転は旋回の現実の軸線または仮想上の軸線（瞬間的回転軸）を中心として（３次
元で）実施されることを忘れるべきではない。この軸線は平面表示では点で表さ
れている。この軸線は、所要のキャンバー変化を許容するために、地面の平面と
車両の長軸線に実質的に平行に構成されていてもよい。しかし、この軸線の配向
を変えることにより、キャンバー効果の他にも、車輪の接触領域で維持された横
断方向の力（右左折）と長軸線方向の力（ブレ−キ操作、加速）に応じて、ステ
アリング、トーイン、トーアウト、または、スピン角の付加的効果を生じること
ができるようになる。試験を実施することで、かつ／または、理論的方法により
、当業者ならば、この装置に基づいて必要となる性能に従って、取るべき配向を
決定することができる。例えば、水平面に対してキャンバーの旋回軸線を６°傾
斜させることにより、キャンバーの角度よりも10倍小さい角度に応じて、キャン
バーに関与する操縦を誘導することができるようになる。従って、横断方向の力
が５°のキャンバーを誘引すると、ステアリング角は約0.5°となる。例えば、
車両を装置で装備することにより、旋回の軸線の傾斜が得られるが、この装置の
機能性の平面は垂直面に対して６°だけ傾斜させられる。

【００３２】 本発明による支持装置またはサスペンション装置の異なる要素の可動結合部材
は異なる態様で作成される。地上との接触の分野で広く利用されているエラスト
マー製の可動結合部材は、所定の剛性を導入するので、システムの平衡を簡単に
得られるようにすることができる。更に、このような可動結合部材が車両の快適
性を支援することも周知である。 本発明に従った支持装置またはサスペンション装置は、現在利用できる車両の
地面との接触用の要素の変形を補償するために実装することができ、また、向上
した性能を可能にすることもできる。言い換えると、本発明による支持装置また
はサスペンション装置を利用して、あらゆる情況で、車輪の平面が地面の平面に
実質的に直角であり続ける、或いは、僅かに傾斜しただけの状態であり続けるこ
とを保証し、タイヤの変形を斟酌することができる。このような目的を達成する
装置として、その有用なキャンバーの振幅がわずか数度であるものが利用される
。しかし、本発明による支持装置またはサスペンション装置は、キャンバーの遥
かに大きな変動を許容するために実装することができ、すなわち、目下市場で利
用できる３輪以上の車両のシャーシ機能性よりも自動二輪車のものに近いシャー
シの機能性を果たせるようにしている。

【００３３】 一般に、図面には空気式タイヤを備えた車輪２が例示されているが、本発明は
弾性の空気式タイヤまたは非空気式タイヤであっても、また、そうでなくても、
いずれにせよ、どのようなタイプの車輪にも適用され、実質的な特徴は、車輪が
何であれ、その接触領域に対する瞬間的回転中心の位置であることを評価するべ
きである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による装置の概略と機能を例示した図である。

【図２】 長軸線方向に例示した、本発明の第１の実施形態の概略図である
。

【図３】 図２の装置が横断方向の力を受けた場合に、装置を長軸線方向に
例示した概略図である。

【図４】 本発明の第２の実施形態による概略図である。

【図５】 本発明の第３の実施形態による概略図である。

【図６】 本発明の第４の実施形態による概略図である。

【図７】 本発明の第５の実施形態による概略図である。

【図８】 本発明の第６の実施形態による概略図である。

【図９】 本発明の第７の実施形態による概略図である。

【図１０】 本発明の第８の実施形態による概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 テタ クリスティアン フランス エフ−63450 サン アマン タランド リュー デュ モンテル （番 地なし) Ｆターム(参考） 3D001 AA41 BA39 CA01 DA04

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のサスペンション要素（４、８、９）に車輪（２）を接
   続するように設計された支持装置（３、７、６）であって、半径Rを有している
   車輪（２）は地面（S）で支持されるように設計されており、支持装置は、サス
   ペンション要素（４、８、９）に対するキャンバーの自由度を車輪に供与してい
   るキャンバー手段（６、７）を備えており、支持装置は、中間位置を中心として
   、車輪（２）により第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）を可能にするように構成
   されており、この瞬間的回転中心が地上0.5Rから地下Rまでの範囲にわたる間隔
   に置かれることを特徴とする、支持装置。
2. 【請求項２】 前記第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）は、車輪の中間位置
   に対して、地面（S）の平面より下位に置かれる、請求項１に記載の支持装置（
   ３、６、７）。
3. 【請求項３】 前記第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）は前記接触領域（AC
   ）より下位で横断方向に置かれるように構成されている、請求項２に記載の支持
   装置。
4. 【請求項４】 前記支持装置は、車輪（２）の接触領域（AC）に触れている
   地面（S）により及ぼされる横断方向の力が存在しない場合には、前記中間位置
   においてほぼ平衡状態になるように構成されている、請求項１から請求項３のい
   ずれかに記載の支持装置。
5. 【請求項５】 前記平衡状態が不安定な平衡であることを特徴とする、請求
   項４に記載の支持装置。
6. 【請求項６】 前記第１の瞬間的回転中心（CIR r/s）は実質的に車輪の平
   面（PR）に置かれている、請求項１から請求項５のいずれかに記載の支持装置。
7. 【請求項７】 車輪担体（３）を更に備えており、中間支持体（４）に接続
   されるように設計され、中間支持体が前記サスペンション要素（４、８、９）の
   うちの１要素を構成している、請求項１から請求項６のいずれかに記載の支持装
   置。
8. 【請求項８】 前記車輪担体（３）は接続ロッド（６、７）により中間支持
   体（４）に接続されており、該ロッドは、中間支持体（４）に対する車輪担体の
   瞬間的回転運動によって、車輪担体のキャンバー運動を可能にするように構成さ
   れている、請求項７に記載の支持装置。
9. 【請求項９】 キャンバー自由度は変形可能な要素（２５、２６、２７、２
   ８）の弾性変形により供与され、これら諸要素は車輪担体（３３）をサスペンシ
   ョンの要素（１８）に接続している、請求項６または請求項７に記載の支持装置
   。
10. 【請求項１０】 前記サスペンションの要素として、マクファーソンサスペ
    ンションシステムのストラット（１８）を有している、請求項１から請求項９の
    いずれかに記載の支持装置。
11. 【請求項１１】 車輪のキャンバーに影響を及ぼし得る制御用の手段（３０
    、５０）を更に備えている、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の支持装
    置。
12. 【請求項１２】 前記制御手段として、キャンバー運動に対抗する弾性変形
    可能な要素を有している、請求項１１に記載の支持装置。
13. 【請求項１３】 前記弾性変形可能な要素はエラストマー製の可動結合部材
    から構成されているのが好ましい、請求項１２に記載の支持装置。
14. 【請求項１４】 請求項１から請求項１３のいずれかに記載の支持装置を備
    えている、車両用のサスペンション装置（１）。
15. 【請求項１５】 車両の本体（５）に車輪担体（３）を接続するように設計
    されており、車輪担体は半径Rを有している車輪（２）を支持するように設計さ
    れており、車輪は接触領域（AC）により地面（S）で支持されるように設計され
    ており、サスペンション装置は、本体に関連して、車輪担体にキャンバーの自由
    度と、サスペンション運動の自由度とを供与する手段（４、６、７、８、９）を
    備えており、前者自由度と後者自由度とは互いに無関係であり、サスペンション
    装置は、中間位置を中心とした、本体に対する車輪担体のキャンバー運動により
    第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）を可能にするように構成されており、この第
    ２の瞬間的回転中心は地上0.5Rから地下Rの範囲にわたる間隔に置かれる、サス
    ペンション装置（１）。
16. 【請求項１６】 前記瞬間的回転中心（CIR r/c）は地上0.2Rから地下0.4R
    までの範囲にわたる間隔に置かれる、請求項１５に記載のサスペンション装置（
    １）。
17. 【請求項１７】 中間支持体（４）を備えており、該支持体は、まず、車輪
    担体（３）に接続され、次いで、本体（５）に接続されるように設計されており
    、車両担体と中間支持体との接続により、キャンバーの自由度が許容され、また
    、中間支持体と本体との接続により、サスペンションスプリング運動の自由度が
    許容される、請求項１４から請求項１６のいずれかに記載のサスペンション装置
    （１）。
18. 【請求項１８】 車両の本体（５）に対する車輪担体（３）のキャンバーバ
    ー運動の第２の瞬間的回転中心（CIR r/c）は地面（S）の平面より低い位置に置
    かれ、車輪（２）の接触領域（AC）で接している地面により及ぼされる横断方向
    の力（Fy）は、該横断方向の力が車両の内部に向かう方位に向けられると、本体
    に対する車輪担体（３）の傾斜をキャンバーの減少する方向に誘導し、同横断方
    向の力が車両の外部に向かう方位に向けられると、キャンバーの増大する方向に
    誘導する、請求項１４から請求項１７のいずれかに記載のサスペンション装置（
    １）。
19. 【請求項１９】 前記キャンバーの自由度は、車両の走行時パラメータに応
    じて、能動手段により制御されることを特徴とする、請求項１４から請求項１８
    のいずれかに記載のサスペンション装置（１）。
20. 【請求項２０】 請求項１４から請求項１９のいずれかに記載のサスペンシ
    ョン装置（１）を装備した車両。