JP2008504166A - 自動車用のサスペンションシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車のホイール（２）をサスペンション要素（４，４１，７４，７５，７６）に連結するよう設計された支持装置（３，５，５４，５５）に関する。本発明の支持装置は、サスペンション要素に対するキャンバ自由度をホイールキャリヤ（３）に与えるキャンバ手段を有する。キャンバ手段は、トリプルヒンジ（５）を有し、トリプルヒンジは、３本の本質的に長手方向の軸線を有すると共にホイールキャリヤ（３）及びサスペンション要素に接合されている。加うるに、上述のトリプルヒンジは、２つのフランジ（５２，５３）及び２つのレバー（５４，５５）を有し、レバーは各々、２つのフランジの各々にそれぞれしっかりと取り付けられると共にホイールキャリヤ（３）及びサスペンション要素に取り付けられている。本発明によれば、ホイールキャリヤは、瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）の横方向位置とホイールベース（ＢＲ）の横方向位置が、側方距離（ｄｌ）だけ互いに離れるよう瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）回りにキャンバ運動を行う。さらに、支持装置は、側方距離（ｄｌ）が０°〜−３°のキャンバ振れ（α）の際でも４０ｍｍ未満のままであるように構成されている。

Description

本発明は、自動車の地面接触（接地）システム、特に、サスペンション要素に関してホイールのキャンバ自由度を考慮に入れたホイールサスペンション及び支持システムに関する。「地面接触システム」という用語は、車両の本体及び車両が走行している地面に対して働き又はこれら相互間の関係に影響を及ぼす存在している全ての要素及び機能を含む。かくして、地面接触システムの部分は、特に、次の要素、即ち、タイヤ、ホイール、ホイール軸受、ホイールキャリヤ、制動要素、サスペンション要素（アーム、ウィッシュボーン、フォースストラット等）、ばね、ダンパ、関節部、防振要素、アンチロールシステム、アンチブロッキングシステム、アンチスキッドシステム、操舵システム及び経路制御システムである。

本発明は、乗用車及びレーシングカーに関する。

国際公開第０１／７２５７２号パンフレットは、サスペンション要素に対するホイールのキャンバ自由度を計算に入れたホイール支持装置を記載している。この自由度は、例えば、車両のローリングパラメータの関数としてジャッキにより積極的な仕方で又は接触領域においてホイールに及ぼされる力によって受動的に制御される。

欧州特許出願第１２４７６６３号明細書も又、かかるシステムに関しており、ホイールキャリヤとサスペンション要素との間に関節連結された実質的に垂直の軸線回りに回動する要素を用いることによりホイールのキャンバ運動を案内することを提案している。

欧州特許出願第１２７５５３４号明細書又、かかるシステムに関しており、サスペンション要素に対するホイールキャリヤのキャンバ運動を案内するよう湾曲したスライドバーを用いることを提案している。

これらシステムの設計に見られる問題のうちの１つは、大きな力を地面接触システム、特に、タイヤ、ホイールキャリヤ及びサスペンションを介して道路から本体に（逆に、本体から道路に）伝えなければならないということに起因している。これら力により、大きな機械的応力が生じ、かかる大きな機械的応力に起因してもっぱらホイールの案内精度及びシステムの信頼性に影響が及ぶ。車体から見て、道路によって伝達される力は一般に、次のように、即ち、横方向力（水平であってホイール平面に垂直）、長手方向力（水平であってホイール平面に平行）、垂直力、「スピン」トルクと呼ばれるトルク（ホイールの軸線回り）、「転倒」トルクと呼ばれるトルク（長手方向軸線回り）及び「自動調心」トルク（垂直軸線回り）に分けられる。道路により伝達されるこれら力に加えて、ホイールは、これが受ける慣性力に起因する力、特に、カーブで作用する遠心力を車体に伝える。

上述の欧州特許出願明細書に記載された支持及びサスペンションシステムでは、従来型サスペンションシステムと比較して、車体に対して幾分かのホイールキャンバを可能にする自由度が提供されている。この追加の可動性は、幾つかの互いに異なる仕方で得られるが、これら全てに共通していることは、部品及び関節部の数を増大させると、全体としてシステムの剛性及び（又は）頑丈さが減少する傾向にあるということである。さらに、種々の要素の断面を拡大することによってこの剛性不足を補償することは困難である。というのは、利用できるスペースが全体として限られているからである。事実、かかる可変キャンバサスペンションは好ましくは、占有されるスペースの関連で見いだされた妥協策（「パッケージング」という用語も用いられている）を損なうべきではない。

したがって、これらシステムの問題は、これらシステムの剛性が、特に長手方向力、自動調心トルク及びローリングトルクとの関連で申し分のないほどの剛性よりも低いということにある。

国際公開第ＷＯ０１／７２５７２号パンフレットにおいて、サスペンション要素に対するホイールのキャンバ運動の瞬間回転中心を地面のレベル（高さ位置）の下に配置して接触領域で作用する横方向力がホイール平面を所望の方向に傾斜させがちなトルクを発生させるようにすべきであるということが、受動式システムについて提案されている（この瞬間回転中心は、国際公開第０１／７２５７２号パンフレットにおいては「第１の瞬間回転中心」と呼ばれている）。しかしながら、この条件下においては、横方向力がホイールを所望の方向に傾斜させようとするトルクをキャンバ軸線回りに発生させるが、キャンバ変動の観点から見た効率は、用いられる形態に応じて大きな違いがある。しかしながら、実際には、接触領域における力に対するキャンバの感度は、重要な判断基準である。実際、受動的キャンバ変動が最大勾配の点から見ると、予測可能であって安定性があり且つ満足のいくものであるようにホイール支持及びサスペンションシステムを設計することが模索されているのが通例である。これは、特に高性能車両にとって特に重要である。かかる車両では、最適性能に関する調査項目には、長手方向及び横方向グリップの最適化が含まれる。この最適化は、ホイールのキャンバ角が常時タイヤの作動にとって理想的である場合にのみ可能である。タイヤグリップの観点からの理想的なキャンバは、接触領域における圧力の分布の最適化を可能にするキャンバ、即ち、例えば、タイヤがスリップしているとき（典型的には、カーブを回っている際）のタイヤの側方変形に起因して接触領域における圧力分布に及ぼされる影響の補償を可能にするキャンバである。

本発明の目的は、作動が好ましくは本質的に受動式であり、上述の欠点のうちの少なくとも幾つかを解決できるシステムを提案することにある。

国際公開第０１／７２５７２号パンフレット 欧州特許出願第１２４７６６３号明細書 欧州特許出願第１２７５５３４号明細書

この目的は、自動車のホイールをサスペンション要素に連結するよう設計された支持システムであって、前記支持システムが、前記サスペンション要素に対するキャンバの自由度をホイールキャリヤに与える上開き手段を有し、前記上開き手段が、トリプルヒンジを有し、前記トリプルヒンジが、３本の本質的に長手方向の軸線を有し、前記トリプルヒンジが、２つのフランジ及び２つのレバーを有し、前記レバーが各々、前記２つのフランジの各々にそれぞれ取り付けられ、前記レバーが、一方においては前記ホイールキャリヤに取り付けられ、他方においては前記サスペンション要素に取り付けられ、前記ホイールキャリヤのキャンバ運動が、瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）回りに生じ、前記瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）の横方向位置とホイールベースの横方向位置が、側方距離“ｄｌ”だけ互いに離れており、前記支持システムは又、前記側方距離（ｄｌ）が０°〜−３°のキャンバ振れの際、４０ｍｍ未満のままであるように構成されていることを特徴とする支持システムによって達成される。

好ましくは、前記側方距離（ｄｌ）は、０°〜−４°、好ましくは０°〜−５°、好ましくは０°〜−６°、好ましくは０°〜−７°、好ましくは０°〜−８°のキャンバ振れの際、好ましくは実用上の負のキャンバ振れ全体にわたり４０ｍｍ未満のままであるように構成されている。

好ましくは、前記側方距離（ｄｌ）は、２０ｍｍ未満、好ましくは１０ｍｍ未満のままであるように構成されている。

好ましくは、前記側方距離（ｄｌ）は、０°〜＋４°、好ましくは０°〜＋５°、好ましくは０°〜＋６°、好ましくは０°〜＋７°、好ましくは０°〜＋８°のキャンバ振れの際、好ましくは実用上の正のキャンバ振れ全体にわたり４０ｍｍ未満、好ましくは２０ｍｍ未満、好ましくは１０ｍｍ未満のままであるように構成されている。

好ましくは、前記瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）は、地面レベルの下であって前記地面から垂直距離のところに位置し、前記支持システムは又、最大の正のキャンバ振れに対応した前記垂直距離がゼロキャンバに対応した前記垂直距離よりも大きい。

好ましくは、前記支持システムは、前記最大の正のキャンバに対応した垂直距離がゼロキャンバに対応した垂直距離の１．５倍、好ましくは２．５倍であるように構成されている。

好ましくは、前記ホイールキャリヤと中間支持体との間で作用するキャンバダンパを更に有する。

本発明は又、アクスル用のサスペンションシステムであって、アクスルの２つのホイールの各々について、上述の支持システムを有するサスペンションシステムに関する。
好ましくは、前記サスペンションシステムは、前記２つのホイールのキャンバ運動をリンクさせることができるキャンバ連結手段を更に有する。

また、前記キャンバ連結手段は、前記アクスル上の各ホイールの前記ホイールキャリヤと前記中間支持体との間で作用する２つのジャッキ相互間にリンクを用いることが好ましい。

変形例として、前記キャンバ連結手段は、前記アクスル上の各ホイールの前記ホイールキャリヤ相互間で作用する機械的リンクを有する。

好ましくは、前記サスペンションシステムは、少なくとも１本の上側アーム及び少なくとも１本の下側アームを更に有し、前記下側アームは、前記トリプルヒンジの内側のフランジに直接連結され、前記上側アームは、前記トリプルヒンジの外側フランジに取り付けられたレバーに直接連結されている。

本発明は又、上述のサスペンションシステムを有する自動車に関する。

本発明の内容は、図面の簡単な説明により一層よく理解されよう。

種々の図において、同一又は類似の要素は、同一の参照符号を備えている。したがって、これらの説明については系統的に繰り返すことをしない。

図１は、本発明の車両を概略的に示している。以下の説明は、図の左側の部分に焦点を当てている。サスペンションシステム１は、中間支持体４に対するホイール２のキャンバの変動を可能にするホイール支持システムを有する。中間支持体４は、本質的に垂直のサスペンション運動を可能にするようそれ自体公知の仕方で他のサスペンション要素（アーム、ウィッシュボーン、ばね）に連結されている。本発明によれば、ホイールキャリヤ３は、本質的に２つの別個独立の機能を有するキャンバ手段を介して中間支持体４に連結されている。これら機能のうちの第１のものは、平面運動を可能にし、「トリプルヒンジ」後によって具体化された連結である。トリプルヒンジ５は、３つの軸線、即ち、内側フランジ５３を中間支持体４に連結する内側軸線２３、外側フランジ５２をホイールキャリヤ３に連結する外側軸線１５及び内側フランジ５３と外側フランジ５２を互いに連結する中央軸線２４に沿って関節連結されている。これら軸線は本質的に長手方向であり、即ち、本質的に水平であってホイール平面２に平行である。この連結により、キャンバ平面内における中間支持体４に対するホイールキャリヤ３の運動が可能になる一方で垂直軸線及び横方向回りの相対回転が効果的に阻止される。第２の機能は、キャンバ平面内におけるホイールキャリヤの運動中、ホイールキャリヤを舵取りする機能であって、トリプルヒンジ５のフランジ５３，５２にそれぞれ取り付けられたレバー５４，５５を介して実行される。トラックロッド５６，５７が、一方においてレバー５４，５５の上端部をホイールキャリヤに連結し、他方において、中間支持体４に連結している。図で理解できるように、トリプルヒンジ５及びそのレバー５４，５５は、ホイールキャリヤとサスペンション要素との間に介在して位置する１丁の鋏のように働く。キャンバ平面内における中間支持体４に対するホイールキャリヤ（及びホイール２）の動力学的挙動を定めるのが、この１丁の鋏の形態である。

図２は、本発明の上開き手段の好ましい実施形態を示している。この図は、図１に記載した原理に従ってトリプルヒンジ５、レバー５４，５５及びトラックロッド５６，５７を示している。ホイールキャリヤ及び中間支持体は、図示されていない。この図では、剛性の観点におけるトリプルヒンジ５のフランジ５２，５３の効果を明確に理解できる。これとは対照的に、トリプルフランジ５のフランジ５２，５３にそれぞれ取り付けられていて、キャンバ平面内における運動を案内する機能を有するに過ぎないレバー５４，５５は、非常に大きな機械的力を支持する必要はない。レバー５４，５５は好ましくは、必要ならば交差できるようにするために互いに対してオフセットしている。

図３は、本発明の他の特徴の細部を示すために図１の左側の部分を繰り返し示している。この図では、ホイール２は、ゼロキャンバの位置で示されている。中間支持体４に対するホイール２（及びホイールキャリヤ３）の瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）のキャンバ平面内における位置は、次のようにして、即ち、一方においては、トリプルヒンジ５の外側フランジ５２の向きに対応した線Ａとトラックロッド５６の向きに対応した線Ｂの交点（Ｇ）を求め、他方において、トリプルヒンジ５の内側フランジ５３の向きに対応した線Ｃと内側トラックロッド５７の向きに対応した線Ｄの交点（Ｈ）を求め、次に、点Ｈとホイールキャリヤ３上の外側フランジ５２のピボット（外側軸線２５）を結ぶ線Ｅを引き、点Ｇと中間支持体４上の内側フランジ５３のピボット（内側軸線２３）を結ぶ線Ｆを引き、次に、中間支持体に対するホイールキャリヤ３のキャンバ運動の瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）が線Ｅと線Ｆの交点のところに位置するようにすることによって図式的に求められる。理解されるように、瞬間回転中心の位置は、このシステムの多くの部品の幾何学的特徴及び位置の組み合わせの結果である。この特定の例では、図示のホイールの垂直位置において、瞬間回転中心は、地面の高さ位置の下に位置する。さらに、ゼロキャンバ位置では、回転中心は、本質的にホイール平面（ＰＲ）内に位置し、これは、本発明の好ましい特徴である。

ホイール平面（ＰＲ）は、ホイールの軸線に垂直であって、ホイールのキャンバがゼロであるときに地面接触領域の中心を通るホイールに関連した平面である。ホイールが傾くと、ホイール平面も又傾き、この場合、もはや接触領域の中心を通らない場合がある。これは、例えば、タイヤがカーブを曲がっているときに受ける横方向力によりタイヤが変形した場合である。

「ホイールベース」は、ホイール平面（ＰＲ）と地面（Ｓ）の交線（ＢＲ）である。

従来自動車分野においては、ホイールのキャンバ角は、ホイールが車両の外部に向かって傾けられたときは正と呼ばれ、ホイールが内側に向かって傾けられたときには負と呼ばれている。かくして、基準は、車両に対して長手方向である垂直平面（ＰＶ）である。

図４は、図３と似ているが、システムを負のキャンバ位置で示している。ホイール平面ＰＲは、数度（α）だけ内方に傾けられている。また、トリプルヒンジのフランジ及びレバーの位置並びにトラックロッドの位置は、図３と比較して変化していることが理解できる。上述した図で示した構造と類似した図で示した構造により、瞬間回転中心（ＣＲＩｒ／ｓ）の位置を求めることができる。この例では、上述の位置は、僅かに変化したことが分かる。ホイールベースＢＲは、ここでは車両の内側に向かって僅かに動いている。瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）の位置をホイールベースＢＲから側方に（又は横方向に）離す距離を「側方距離」（ＢＲ）と呼ぶとすると、図で用いられているインデックス（ＢＲ；Ｙ；Ｚ）に従って、Ｙ_CIRが瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）の横方向位置であり、Ｙ_BRがホイールベース（ＢＲ）の横方向位置であるとすれば、側方距離（ｄｌ）は、差Ｙ_CIR−Ｙ_BRの絶対値に等しい。図では、側方距離は、瞬間回転中心をホイールベース（ＢＲ）から延びる垂直線から分離する距離として視覚化できる。

本発明の本質的な特徴は、この側方距離に関する。本発明によれば、支持システムは、０°〜−３°のキャンバ振れの際、側方距離が４０ｍｍを超えることはなく、好ましくは２０ｍｍを超えることはなく、更により好ましくは１０ｍｍを超えることがないように構成されなければならない。システムにより大きな逆キャンバ角（−４°，−５°，−６°，−７°，−８°等）に達することができる場合、同一の最大側方距離も又、好ましくは有用な負のキャンバ振れの全体にわたり考慮しなければならない。

本発明の支持システムの好ましい特徴は、正のキャンバ振れの際、側方距離（ｄｌ）が同一であることに関している。

図５は、本発明の好ましい実施形態に関し、実際に−６°〜＋６°のキャンバ振れの際、側方距離の変化状況を示している。負のキャンバに関して達せられる最大側方距離は、この場合、−６°の角度に関して約７ｍｍである。負の距離の値は、瞬間回転中心がホイールベースの外部に位置していることを意味している（これは又、図４に示す場合でもある）。正のキャンバに関して達せられる最大側方距離は、この場合、＋３．５°の角度で約２．５ｍｍである。この場合、ゼロキャンバ角度に関し側方距離がゼロであることに注目されたい。

本発明の支持システムの好ましい特徴は、地面の高さ位置（Ｓ）に対する瞬間回転中心の垂直位置に関する。ゼロキャンバでの瞬間回転中心は好ましくは、地面より垂直距離（Ｚ₀）下のところに位置する。好ましくは、このシステムは又、最大の正のキャンバ振れに対応した垂直距離（Ｚ_MAX）がゼロキャンバに対応した垂直距離（Ｚ₀）よりも大きいように構成されている。より好ましくは、Ｚ_MAXは、Ｚ₀の１．５倍以上、より好ましくは、Ｚ₀の２．５倍以上である。

図６は、本発明の好ましい実施形態に関し、実際に−６°〜＋６°のキャンバ振れの際における垂直距離の変化状況を示すグラフ図である。負の距離の値は、瞬間回転中心が地面の高さ位置よりも下にあることを意味している。この例では、Ｚ₀は、約１１０ｍｍであり、Ｚ_MAXは、約３００ｍｍ（＋６°に近い最大キャンバに関し）。かくして、この例では、Ｚ_MAXは、Ｚ₀の２．５倍以上である。

図７は、キャンバ連結手段により、ホイール２のキャンバ運動を反対側のホイールのキャンバ運動にリンクさせることができる本発明の実施形態を概略的に示している。連結手段は、例えば、ホイールキャリヤ３により制御され、ロッカー１１により反対側のホイールキャリヤに連結された反対側のスラストロッド１２に作用するスラストロッド１０の図示の形態を取るのがよい。スラストロッド及びロッカーの幾何学的形態は、一方のホイールの他方のホイールに対するキャンバの所与の挙動を得るようになっているのがよい。事実、例えば、カーブに沿って各ホイール（内側及び外側）の互いに異なるキャンバの変動を得るのが有利な場合がある。本発明のこの実施形態の原理は、各ホイールに独立して伝えられるエネルギーの比率とは独立にアクスルに取り付けられている両方のホイールの一貫性のあるキャンバ変動を得るために地面により各ホイールに伝達されるエネルギーを組み合わせることにある。ブロッキング又はアクティブな制御手段も又、このリンクに含むことができる。例えば、ロック装置は、直線において車両を安定化させるために所与の横方向加速度しきい値を超えるキャンバ運動を阻止することができる。

図８は、図２に部分的に記載された上開き手段を有する本発明のサスペンションシステムの実施形態を示している。この例では、このサスペンションシステムは、それ自体公知のマクファーソン（MacPherson）型サスペンションを利用している。フォースストラット４１は、その上側取り付け部（図示せず）、下側ウィッシュボーン７１及びトラックロッド７２によってシャーシに対して案内される。フォースストラット４１の下側部分は、この場合、先の図における中間支持体（４）の一部の役割を果たす。本発明によれば、長手方向力及び自動調心及びローリングトルクは、トリプルヒンジ５によって吸収される。レバー５４，５５を通る応力は、これらが上開きトルク及び横方向力の一部（減少した一部）を含むに過ぎないので減少する。本明細書において説明したアーキテクチャを国際公開第０１／７２５７２号パンフレットの図２のアーキテクチャと比較した場合、本発明により得られる剛性に関する貢献度について容易に理解できる。

上開き当接部（５８，５９）を用いると、上開き運動の度合を制限することができる。この好ましい実施形態では、逆キャンバ当接部５８は、内側レバー５４とフォースストラット４１との間に配置され、キャンバ当接部５９が、内側レバー５４とホイールキャリヤ３との間に配置されている。これら当接部は又、これらの運動制限役割とは別に、システムの受動的挙動に効果的に影響を及ぼすことができる。事実、これらの形状及び寸法は、キャンバ振れの関数として可変剛性及び減衰をもたらすことができる。当接部は好ましくは、エラストマー材料、例えばゴムで作られる。

トラックロッド５６，５７は、例えば図３に記載した動力学的定義を変えることができるようにするために、これらトラックロッドの長さを変化させることができる手段を有するのがよい。

キャンバダンパ７０（これらのロッドの端部が見える）を例えば、フォースストラット４１とホイールキャリヤ３との間に配置するのがよく、このキャンバダンパは、本発明の支持システムの受動的挙動に影響を及ぼす追加の手段を構成することができる。変形例として、アクティブな要素、例えばジャッキ（例えば、油圧ジャッキ、空気圧ジャッキ又は電気ジャッキ）により、キャンバのアクティブな制御を可能にすることができる。

図９は、別の角度から見た図８のシステムを示している。この図では、ホイール、下側ウィッシュボーン、フォースストラットの上側部分、操舵ロッド及びキャンバダンパは、図面を読みやすくするために省かれている。したがって、トリプルヒンジ５の軸線２３，２４，２５、累進的当接部５８，５９、キャンバダンパ又はアクチュエータを受け入れるよう設計されたキャップ７（ホイールキャリヤに設けられる），８（フォースストラットに設けられる）を視覚化するのが容易である。

図１０及び図１１は、特に車両の駆動アクスル、好ましくはリアアクスルのサスペンション用の本発明の支持システムの別の実施形態の２つの図である。この実施形態と図２、図８及び図９に示す実施形態の大きな差は、伝動シャフト（それ自体図示していない）が特定の構造により通過できるようにすることが可能であるということにある。切欠きが、中間支持体４（図１０参照、図１１には示さず）及びホイールキャリヤ３（図１１参照）に設けられている。レバー５４，５５も又、同じ目的で偏心している（図１１参照）。この例では、中間支持体４は、１対のウィッシュボーン及びトラックロッド（スイベルジョイント７３により連結されている）により車体に連結されるよう設計されている。

図１２は、本発明の支持システムの別の実施形態を示している。その主な特徴は、この支持システムが中間支持体の内側ロッド（図１０のインデックス４，５７参照）も用いないでサスペンションアーム及び（又は）ウィッシュボーンに直接連結されるということにある。したがって、利点は、部品及び連結部の数が少ないということにある。この単純化が可能である理由は、アーム又は下側ウィッシュボーン７４及び上側ウィッシュボーン７５の相対的垂直方向可動性が、本発明の支持システムの内側フランジ５３への下側取り付け箇所と外側フランジ５２に取り付けられたレバー５４への上側取り付け箇所との間の距離の変動を補償するよう利用できるということにある。下側ウィッシュボーン７４に対するホイールキャリヤのキャンバ運動に関する瞬間回転中心の位置を、上側ウィッシュボーン７５が内側ロッド（図３にインデックス５７で示されている）に取って代わったものとして見なされる場合、図３に記載したように定めることができる。好ましくは、サスペンションばね（図示せず）は、下側ウィッシュボーン７４で支持される。

図１３及び図１４は、図１２の実施形態とほぼ同じ実施形態を示している。動力学的原理は、同一であって、サスペンション要素（７４，７５，７６）に対するホイールキャリヤ３のキャンバ運動を案内する１丁の鋏（６０，６１）の原理である。下側ウィッシュボーンに対するホイールキャリヤのキャンバ運動に関する瞬間回転中心の位置を、上側ウィッシュボーン７５が内側ロッド（図３にインデックス５７で示されている）に取って代わったものとして見なされる場合、図３に記載したように定めることができる。

しかしながら、この実施形態では、ローリング又は自動調心力は、鋏の下側部分（即ち、トリプルヒンジ）によってのみ吸収されるわけではない。というのは、この実施形態では、トリプルヒンジは、その軸線のうちの１つ（図１１における内側軸受２３）に代えてスイベルジョイントを有しているからである。したがって、力の重要な部分は、外側フレーム６０（これは、鋏のアームのうちの１本を構成する）によってホイールキャリヤ３の下側部分から上側サスペンション要素（７５；７６）に直接伝達される。動力学的定義に関し、内側軸線（２３）は、内側フレーム６１と下側アーム７４との間のスイベルジョイントを通る中心軸線（２４）に平行な軸線である。

内側フレーム６１（これは、鋏のアームのうちの１本を構成する）は、下側アーム又はウィッシュボーン（この場合、下側ウィッシュボーン７４）を従前通りロッド５６によりホイールキャリヤ３の上側部分に連結する。アーム７６は、操舵アクスルの場合操舵トラックロッドであり又は非操舵マルチアームアクスルの場合ペンチロッドであるのがよい。非操舵アクスルに関し、台形が、ウィッシュボーン（７５）とトラックロッド（７６）の組立体に取って代わってもよい。伝動シャフトが、システムの中心を通るのがよい。

この実施形態の利点は、操舵力（自動調心トルクに起因して生じる）が図１２の場合２つの軸線ではなく又は図１〜図１１の例では３つの軸線ではなく、単一の軸線（外側軸線２５）を通るということにある。

また、トリプルヒンジの連結機能を実行可能にするため、その軸線は、互いに本質的に平行であって長手方向でなければならないことも又理解されよう。このように平行であることは、必要不可欠であるというわけではなく、或いは精度がより高く又は低くてもよい。軸線が完全に平行ではない場合、キャンバ運動は、操舵運動及び（又は）ローリング運動と結合される。かかる結合は、有利な場合がある。

同一のアクスルのホイール相互間のキャンバ連結手段は、例えば図７に示す単純な機械的手段であってもよい。しかしながら、例えば、運動を相互にリンクさせた油圧ジャッキ又は電気ジャッキを用いるこれとは異なる手段を用いることができ、これは、例えば占有されるスペースの観点において有利な利点を有する場合がある。相互連結油圧ジャッキの形態に構成されたキャンバ連結手段は又例えば、図８に関して説明したキャンバダンピング、ブロッキング又はアクティブな制御機能を実施することができる。

本発明により、非常に有利な受動的な作動が可能になる。また、この受動的作動は、低いエネルギーレベルを利用するアクティブなシステムにとって興味深いことである。これとは対照的に、相当多量のエネルギー（電気エネルギー）を上開きのアクティブな制御に注ぎ込むことが許容される場合、瞬間回転中心の位置に関する本発明の本質的な特徴は、必ずしも必要不可欠であるというわけではない。アクティブな制御においてエネルギー消費量が高いと仮定すると、例えば、スペースが広いことが絶対に必要であることにより多くのウェートを置き、瞬間回転中心の位置を地面の高さ位置よりも遙か上に選択することが可能である。特許文献である欧州特許出願第１２７５５３４号明細書は、これらオプションを明確に記載している。

瞬間回転中心の種々の位置並びに側方距離の値及び垂直距離の値は、図３と関連して上述したように図式的に求めることができるが、自動車用サスペンションシステムのこの技術分野の専門家によって現在行われている数値計算によっても求めることができる。
支持システムがその瞬間回転中心の位置に関する所与の基準を満足しているかどうかをチェックするため、次の方法を利用するのがよい。

１−サスペンションがその公称静荷重を支持している場合のシステムの幾何学的形状を求め、即ち、キャンバ平面内における種々の要素の関節箇所の位置、ホイール平面ＰＲ及び地面Ｓの平面をタイヤの通常の使用圧力の状態でタイヤについて求める。

２−キャンバ平面内における瞬間回転中心及びホイールベースの変化曲線を作図する。これは、例えば、段階１で求めた形態から理論的に実施できる。これは又、予想されるキャンバ振れ（例えば、０°〜−３°）をスイープするためにキャンバ変動をホイールキャリヤに意図的に加え、それと同時に、種々の要素の位置に着目してこれらの位置から瞬間回転中心の対応した位置を推定することにより実験的に実施できる。実験的方法を適用するため、中間支持体（又は、場合によっては下側ウィッシュボーン）を地面Ｓに対し且つ基準平面ＰＶに対し、例えば、この中間支持体を測定ベンチ（大理石）上に固定することにより不動化状態に保つ必要がある。この場合、ホイール又はタイヤを取り外すと有利な場合がある。この実験方法は、当接部又は他の設計上の制約の存在により制限される場合がある。その場合、理論的な方法を少なくとも問題の振れのアクセス不能な部分について用いる必要がある。

３−このようにして求めた変化状況を請求項に記載された特徴と比較する。

本発明の車両の概略平面図である。 本発明のシステムのトリプルヒンジの実施形態の略図である。 図１の車両のサスペンションシステムの概略平面図である。 図１の車両のサスペンションシステムの概略平面図である。 キャンバ角度の関数としての側方距離を示すグラフ図である。 キャンバ角度の関数として垂直距離を示すグラフ図である。 本発明の車両の実施形態の概略平面図である。 マクファーソンフォースストラット（MacPherson force strut）を用いる本発明の実施形態の斜視図である。 マクファーソンフォースストラットを用いる本発明の実施形態の斜視図である。 本発明の別の実施形態の斜視図である。 本発明の別の実施形態の斜視図である。 本発明のサスペンションシステムの別の実施形態の斜視図である。 本発明の別の実施形態の斜視図である。 本発明の別の実施形態の斜視図である。

Claims (12)

1. 自動車のホイール（２）をサスペンション要素（４，４１，７４，７５，７６）に連結するよう設計された支持システム（３，５，５４，５５）であって、前記支持システムは、前記サスペンション要素に対するキャンバの自由度をホイールキャリヤ（３）に与える上開き手段を有し、前記上開き手段は、トリプルヒンジ（５）を有し、前記トリプルヒンジは、３本の本質的に長手方向の軸線を有し、前記トリプルヒンジは、２つのフランジ（５２，５３）及び２つのレバー（５４，５５）を有し、前記レバーは各々、前記２つのフランジの各々にそれぞれ取り付けられ、前記レバーは、一方においては前記ホイールキャリヤ（３）に取り付けられ、他方においては前記サスペンション要素に取り付けられ、前記ホイールキャリヤのキャンバ運動は、瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）回りに生じ、前記瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）の横方向位置とホイールベース（ＢＲ）の横方向位置は、側方距離“ｄｌ”だけ互いに離れており、前記支持システムは又、前記側方距離（ｄｌ）が０°〜−３°のキャンバ振れ（α）の際、４０ｍｍ未満のままであるように構成されている、支持システム。
2. 前記側方距離（ｄｌ）は、０°〜−４°、好ましくは０°〜−５°、好ましくは０°〜−６°、好ましくは０°〜−７°、好ましくは０°〜−８°のキャンバ振れの際、好ましくは実用上の負のキャンバ振れ全体にわたり４０ｍｍ未満のままであるように構成されている、請求項１記載の支持システム。
3. 前記側方距離（ｄｌ）は、２０ｍｍ未満、好ましくは１０ｍｍ未満のままであるように構成されている、請求項１又は２記載の支持システム。
4. 前記側方距離（ｄｌ）は、０°〜＋４°、好ましくは０°〜＋５°、好ましくは０°〜＋６°、好ましくは０°〜＋７°、好ましくは０°〜＋８°のキャンバ振れの際、好ましくは実用上の正のキャンバ振れ全体にわたり４０ｍｍ未満、好ましくは２０ｍｍ未満、好ましくは１０ｍｍ未満のままであるように構成されている、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の支持システム。
5. 前記瞬間回転中心（ＣＩＲｒ／ｓ）は、地面レベル（Ｓ）の下であって前記地面から垂直距離（Ｚ_CIR）のところに位置し、前記支持システムは又、最大の正のキャンバ振れに対応した前記垂直距離（Ｚ_MAX）がゼロキャンバに対応した前記垂直距離（Ｚ₀）よりも大きい、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の支持システム。
6. 前記支持システムは、前記最大の正のキャンバに対応した垂直距離（Ｚ_MAX）がゼロキャンバに対応した垂直距離（Ｚ₀）の１．５倍、好ましくは２．５倍であるように構成されている、請求項５記載の支持システム。
7. 前記ホイールキャリヤ（３）と中間支持体（４；４１）との間で作用するキャンバダンパ（７０）を更に有する、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の支持システム。
8. アクスル用のサスペンションシステムであって、アクスルの２つのホイールの各々について、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の支持システムを有する、サスペンションシステム。
9. 前記２つのホイールのキャンバ運動をリンクさせることができるキャンバ連結手段（１０，１１，１２；７０）を更に有する、請求項８記載のサスペンションシステム。
10. 前記キャンバ連結手段は、前記アクスル上の各ホイールの前記ホイールキャリヤ（３）と前記中間支持体（４；４１）との間で作用する２つのジャッキ（７０）相互間にリンクを用いる、請求項９記載のサスペンションシステム。
11. 前記キャンバ連結手段は、前記アクスル上の各ホイールの前記ホイールキャリヤ（３）相互間で作用する機械的リンク（１０，１１，１２）を有する、請求項９記載のサスペンションシステム。
12. 少なくとも１本の上側アーム（７５）及び少なくとも１本の下側アーム（７４）を更に有し、前記下側アームは、前記トリプルヒンジの内側のフランジ（５３）に直接連結され、前記上側アームは、前記トリプルヒンジ（５）の外側フランジ（５２）に取り付けられたレバー（５４）に直接連結されている、請求項８記載のサスペンションシステム。

Images