JP2009149298A

JP2009149298A - 自動車のフロントアクスルのホイールサスペンション

Info

Publication number: JP2009149298A
Application number: JP2008326171A
Authority: JP
Inventors: Reinhard Kunert; クーネルトラインハルト; Wilhelm Frasch; フラッシュヴィルヘルム; Norbert Dipl Ing Schote; ショーテノルベルト
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2028-12-22
Also published as: DE102007063544B4; RU2008149085A; JP5342868B2; US20090160153A1; FR2925397B1; DE102007063544A1; RU2412067C2; FR2925397A1; US8061726B2

Abstract

【課題】回動軸線、旋回軸線及び回動極をホイールに力が作用する場合に最適な走行挙動を考慮可能なあらゆる走行状態において獲得するために形成する。
【解決手段】２つのトランスバースリンク２，３がそれぞれ構造体側の支承部により形成された互いに高さをずらされた回動軸線１５，１６を有し、上側のトランスバースリンク２の回動軸線１５が下側のトランスバースリンク３の回動軸線１６よりもホイール１７に接近して配置され、上側のトランスバースリンク２の構造体側の前記支承部がそれぞれ垂直なホイール中心横方向平面の両側に配置され、下側のトランスバースリンク３の構造体側の２つの支承部が走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に配置され、前記２つのトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部を通るホイール旋回軸線を形成するようにした。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、自動車のフロントアクスルのホイールサスペンションであって、ホイール支持体が設けられており、該ホイール支持体における上側の自由端部に上側の第１のトランスバースリンクが支承されており、該上側の第１のトランスバースリンクの横方向に離れる方向で突出している２つのアームが構造体側で支承部に枢着されており、水平方向のホイール中心平面の下側に下側の第２のトランスバースリンクが配置されており、該下側の第２のトランスバースリンクがホイール支持体と１つの支承部において枢着され且つ構造体側で２つの支承部において枢着され、且つダンパーストラットの下側の端部を支持するように収容している自動車のフロントアクスルのホイールサスペンションに関する。

ＤＥ９００７７８０Ｕ１からスプリング／ダンパーストラットを備えたダブルトランスバースリンクアクスルが公知である。このダブルトランスバースリンクアクスルはホイール支持体の上側の自由端部における１つの支承部において、構造体側で枢着されている横方向に離れる方向で突出している２つのアームを備えたトランスバースリンクを含む。下側のトランスバースリンクはホイール支持体において１つの支承部にて保持され、構造体側では２つの支承部において枢着されている。
ＤＥ９００７７８０Ｕ１

本発明の課題は、自動車のフロントホイールのホイールサスペンションを改良して、ステアリングジオメトリとフロントホイールサスペンションとの調和の取れた配置及びこの配置に伴う回動軸線、旋回軸線及び回動極（Ｄｒｅｈｐｏｌ）を、ホイールに力が作用する場合に最適な走行挙動を、考慮可能なあらゆる走行状態において獲得するために形成することである。

上記課題を解決するために本発明に係る自動車のフロントアクスルのホイールサスペンションは、２つのトランスバースリンクがそれぞれ構造体側の支承部により形成された互いに高さをずらされた回動軸線を有しており、上側の第１のトランスバースリンクの回動軸線が下側の第２のトランスバースリンクの回動軸線よりもホイールに接近して配置されており、上側の第１のトランスバースリンクの構造体側の前記支承部がそれぞれ垂直なホイール中心横方向平面の両側に配置されており、下側の第２のトランスバースリンクの構造体側の２つの支承部が、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に配置されており、前記２つのトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部を通ってホイール旋回軸線が形成されるようになっている。

別の有利な特徴は従属請求項に記載されている。

即ち、好ましくは、上側の第１のトランスバースリンクの回動軸線が垂直なホイール中心長手方向平面に対して平行に延在しており、下側の第２のトランスバースリンクの回動軸線が上側のトランスバースリンクの回動軸線に対して鋭角を成して配置されている。

好ましくは、下側のトランスバースリンクの構造体側の後方の支承部が、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に配置されており、且つ上側のトランスバースリンクの構造体側の前方の支承部より垂直なホイール中心横方向平面に接近して配置されている。

好ましくは、上側のトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部が、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の後方に配置されており、下側のトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部が走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に配置されている。

好ましくは、下側のトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部が、上側のトランスバースリンクの支承部と共に同じ斜めに延在する垂直な平面上に位置している。

好ましくは、上側のトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部が、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の後方に、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に配置された下側のトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部よりも垂直なホイール中心横方向平面に対して大きな間隔を有している。

好ましくは、フロントホイールのホイール旋回軸線が前記２つのトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部を通って形成され、ホイール軸線を通ってホイールに向かって斜め外方に、そして走行方向に関して前方に延在しており、且つフロントホイールのホイール旋回軸線がホイール接地平面における貫通点を、ホイール中心長手方向平面の面領域及び走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に有している。

好ましくは、下側のトランスバースリンクの後方の支承部が、支承特性を備えたステアリングシリンダユニットのステアリングタイロッドの比較的軟質な支承部よりも硬質な支承特性を有している。

好ましくは、カーブ走行時のカーブ外側のホイールにかかる横力もしくは負荷の作用下で異なる特性を備えた支承部が、ホイールがトーアウトの方向で調整可能であるように弾性運動学的（ｅｌａｓｔｏｋｉｎｅｍａｔｉｓｃｈ）に制御可能である。

好ましくは、ステアリングタイロッドが走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の後方に配置されており、該ホイール中心横方向平面に対して離間してハンガを介してダンパーストラットに支承されているスタビライザが設けられている。

好ましくは、ステアリングタイロッドの自由端部がホイール支持体において支承部に保持されており、該支承部及びステアリングシリンダユニットとの結合部を通る射線が延在しており、該射線がホイール支持体側の支承部及び平面で見て下側のトランスバースリンクの構造体側の後方の支承部を通る射線と共に、垂直なホイール中心長手方向平面の内側に一時的な回動極をもたらし、ホイールが制動力の影響下で弾性運動学的にトーアウトの方向で調整可能であり、且つ駆動力の影響下で弾性運動学的にトーインの方向で調整可能である。

本発明により達成される利点は主として、２つのトランスバースリンクのタイロッドとダンパーストラットとを介する相互の配置及び適切な支承特性により、挙動及び快適性の改良のために最適なホイールサスペンションが獲得されるという点にある。このことは、特に、２つのトランスバースリンクがそれぞれ構造体側の支承部により形成された互いに高さをずらされた回動軸線を有しており、上側の第１のトランスバースリンクの回動軸線が下側の第２のトランスバースリンクの回動軸線よりもホイールに接近して配置されており、上側の第１のトランスバースリンクの構造体側の支承部がそれぞれ垂直なホイール中心横方向平面の両側に配置されており、下側の第２のトランスバースリンクの構造体側の２つの支承部が、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に配置されており、前記２つのトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部を通ってホイール旋回軸線が形成されることにより達成される。本発明によれば特に、上側の第１のトランスバースリンクの回動軸線が垂直なホイール中心長手方向平面に対して平行に延在しており、下側の第２のトランスバースリンクの回動軸線が上側のトランスバースリンクの回動軸線に対して鋭角を成して配置されていて、下側のトランスバースリンクの構造体側の後方の支承部が、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に配置されており、且つ上側のトランスバースリンクの構造体側の前方の支承部よりも垂直なホイール中心横方向平面に接近して配置されるようになっている。

走行挙動に有利に影響を与えるホイール旋回軸線を得られるように、特に、上側のトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部が、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の後方に配置されており、下側のトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部が、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に配置されている。特に本発明によれば、下側のトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部が、上側のトランスバースリンクの支承部と共に同じ斜めに延在する垂直な平面上に位置している。相互のトランスバースリンク及び構造体側及びホイール支持体側の支承部の位置及び配置により、フロントホイールのためのホイール旋回軸線が規定され、このホイール旋回軸線が２つのトランスバースリンクのホイール支持体側の支承部を通って形成され、且つホイール軸線を通ってホイールに向かって斜め外方に、そして走行方向に関して前方に延在しており、且つフロントホイールのホイール旋回軸線がホイール接地平面における貫通点を、ホイール中心長手方向平面の面領域内に、及び走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の前方に有している。

カーブ走行時に横力が発生する場合に負荷の作用下にある外側のホイールはトーアウトの方向でホイールを調整することができるように、本発明によれば、下側のトランスバースリンクの後方の支承部が、比較的軟質な支承特性を備えたステアリングシリンダユニットのステアリングタイロッドの支承部よりも硬質な支承特性を有しているようになっている。ステアリングタイロッドが、走行方向に関して垂直なホイール中心横方向平面の後方に配置されており、該ホイール中心横方向平面に対して離間してハンガを介してダンパーストラットに支承されているスタビライザが設けられている。

制動力、横力及び駆動力下のホイール調節への影響はホイールサスペンションの配置もしくは支承部の配置により制御することができ、ステアリングタイロッドの自由端部がホイール支持体において支承部に保持されており、該支承部、及びステアリングシリンダユニットとの結合部を通る第１の仮想の射線が延在しており、該第１の仮想の射線がホイール支持体側の支承部及び平面で見て下側のトランスバースリンクの構造体側の後方の支承部を通る第２の仮想の射線と共に、垂直なホイール中心長手方向平面の内側で一時的な回動ポールをもたらし、従って、ホイールが制動力の影響下でトーアウトの方向で調整可能であり、且つ駆動力の影響下でトーインの方向で調整可能である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

自動車のフロントホイールサスペンション１は本質的に上側のトランスバースリンク２と、下側のトランスバースリンク３と、ダンパーストラット４と、ステアリング装置６のタイロッド（Ｓｐｕｒｓｔａｎｇｅ）５と、スタビライザ７とを有している。トランスバースリンク２，３はそれぞれ支承部８，９を介してホイール支持体１０に枢着されて保持されていて、且つそれぞれ２つの支承部１１，１２及び１３，１４を介して車両ボディもしくは補助的に車両ボディの補助フレームに枢着されて保持されている。

上側のトランスバースリンク２は水平方向のホイール中心横方向平面ｙ−ｙの上側に位置していて、横方向に離れるように突出している２つのリンクアーム２ａ，２ｂに設けられている上側のトランスバースリンクの構造体側の支承部１１，１２は、垂直なホイール中心長手方向面ｚ−ｚに対して平行に配置されている回動軸線１５を形成する。上側のトランスバースリンク２の構造体側の支承部１１は、走行方向Ｆに向かって垂直なホイール中心横方向平面ｘ−ｘの前方に位置し、別の支承部１２は、走行方向Ｆに垂直なホイール中心横方向平面ｘ−ｘの後方に位置する。

下側のトランスバースリンク３は水平なホイール中心横方向平面ｙ−ｙの下側に配置されていて、構造体側の支承部１３，１４を通って延在している回動軸線１６を有している。２つの支承部１３，１４は走行方向Ｆに向かって垂直なホイール中心横方向平面ｘ−ｘの前方に配置されている。回動軸線１６は上側のトランスバースリンク２の回動軸線１５に対して鋭角αを成して配置されている。

下側のトランスバースリンク３はトランスバースリンクアーム３ａを有している。このトランスバースリンクアーム３ａに構造体側の前方の支承部１３を有する長手方向リンクアーム３ｂが接続している。支承部１３はフロントホイール１７の外側のホイール面輪郭１６（図１ａ）の前方に配置されている。後方の支承部１４とホイール支持体側の支承部９とは、走行方向Ｆに向かって垂直なホイール中心横方向平面ｘ−ｘの前方に配置されている。支承部１４，９は垂直なホイール中心横方向平面ｘ−ｘに対して側方で同じ間隔を有している。支承部１４，９の前記間隔は、垂直なホイール中心横方向平面ｘ−ｘに対する上側のトランスバースリンク２の構造体側の支承部１１の側方の間隔よりも小さい。

上側のトランスバースリンク２のホイール支持体側の支承部８は、ホイール旋回軸線１９の予め規定された位置をもたらすように下側のトランスバースリンク３のホイール支持体側の支承部９に向かって方向付けされている。ホイール旋回軸線１９はホイール軸線２０を通って延在していて、ホイール接地平面２１における貫通点Ｐｄを側面で見て垂直なホイール中心横方向平面ｘ−ｘの前方で面領域３２に有することができ、且つ後方から見て垂直なホイール中心長手方向平面ｚ−ｚの両側で有することができる。

図５に詳しく記載されているように、ホイールの垂直なホイール中心長手方向平面ｚ−ｚの内側には回動極Ｐが形成される。この回動極Ｐを中心にしてホイール１７を制動力Ｂの影響下ではトーアウトの方向で調整可能であり且つ駆動力Ａの影響下ではトーインの方向で調整可能である。回動極Ｐは第２の射線Ｓ１と交差する、下側のトランスバースリンク３の支承部９，１４を通って延在する第１の射線Ｓにより形成される。第２の射線Ｓ１はタイロッド２２のホイール支持体側の支承部２５及びステアリング装置６に設けられている支承点２６を通って延在している。両射線Ｓ，Ｓ１の交差点にホイールのための回動ポールＰが形成される。図５にはホイールの出発状態が符号Ｚで記されていて、線ＢＮで制動力Ｂにおけるホイールのトーアウト調整が示されていて、線ＡＶで駆動力Ａにおけるトーイン調整が示されている。

図６に詳しく記載してあるように、下側のトランスバースリンク３の後方の支承部１４は、支承特性Ｌ２を備えたステアリング装置６もしくはタイロッド２２の支承部の支承特性よりも硬質な支承特性Ｌ１を有している。これにより横力Ｓにおけるカーブ外側のホイールの調整がトーアウト方向で可能である。図６ではホイールの出発状態が符号Ｚで示されている。ホイールの調整は符号Ｖｓで記されている。

下側のトランスバースリンク３におけるトランスバースリンクアーム３ａに、ダンパーストラット４がフォーク２７を介して支持されている。このフォーク２７にハンガ２８が支承されている。このハンガ２８はスタビライザ７を収容する。タイロッド２２の自由端部２５はホイール支持体１０のアーム部分２９に保持されている。

上下に配置された２つのトランスバースリンクと、タイロッドを備えたステアリング装置と、ダンパーストラットとを有するホイールサスペンションを上から見た図である。ホイールサスペンションの下側のトランスバースリンクを示した図である。図１ａのホイールサスペンションの側面図である。図１ａのホイールサスペンションを後方から見た図である。図１ａのホイールサスペンションの概略図である。制動力及び駆動力下におけるホイールへの作用と、タイロッドと下側のトランスバースリンクとの間に形成された回動極と共に図１ａのホイールサスペンションを上から見た概略図である。タイロッドとトランスバースリンクとの間に形成された回動極が示された図１ａのホイールサスペンションを上から見た概略図であり、且つ異なる支承特性とカーブ外側のホイールへの横力のホイールへの作用とを示した図である。上側のトランスバースリンク及び下側のトランスバースリンクと、ステアリング装置の枢着されたタイロッド及び支持されたダンパーストラットとを備えたホイール支持体を示した図である。

符号の説明

１フロントホイールサスペンション、２上側のトランスバースリンク、２ａ，２ｂハンドルアーム、３下側のトランスバースリンク、３ａトランスバースリンクアーム、３ｂ長手方向リンクアーム、４ダンパーストラット、５タイロッド、６ステアリング装置（ステアリングシリンダユニット）、７スタビライザ、８，９支承部、１０ホイール支持体、１１，１２，１３，１４支承部、１５回動軸線、１６回動軸線（外側のホイール面輪郭）、１７フロントホイール、１９ホイール旋回軸、２０ホイール軸線、２１ホイール接地平面、２２タイロッド、２６支承点、２７フォーク、２８ハンガ、２９自由端部（アーム部分）、３２面領域、Ａ駆動力、ＡＶ線，Ｂ制動力、ＢＮ線、Ｅ平面、Ｆ走行方向、Ｌ，Ｌ２支承特性、Ｐ回動ポール、Ｐｄ貫通点、ｘ−ｘ垂直なホイール中心横方向平面、ｙ−ｙ水平なホイール中心横方向平面（水平なホイール中心平面）、ｚ−ｚ垂直なホイール中心長手方向平面、 α 鋭角

Claims

自動車のフロントアクスルのホイールサスペンションであって、ホイール支持体が設けられており、該ホイール支持体における上側の自由端部に上側の第１のトランスバースリンクが支承されており、該上側の第１のトランスバースリンクの横方向に離れる方向で突出している２つのアームが構造体側で支承部に枢着されており、水平方向のホイール中心平面の下側に下側の第２のトランスバースリンクが配置されており、該下側の第２のトランスバースリンクがホイール支持体と１つの支承部において枢着され、且つ構造体側で２つの支承部において枢着され、且つダンパーストラットの下側の端部を支持するように収容している自動車のフロントアクスルのホイールサスペンションにおいて、
２つのトランスバースリンク（２，３）がそれぞれ構造体側の支承部（１１，１２及び１３，１４）により形成された互いに高さをずらされた回動軸線（１５，１６）を有しており、上側の第１のトランスバースリンク（２）の回動軸線（１５）が、下側の第２のトランスバースリンク（３）の回動軸線（１６）よりもホイール（１７）に接近して配置されており、上側の第１のトランスバースリンク（２）の構造体側の前記支承部（１１，１２）が、それぞれ垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）の両側に配置されており、下側の第２のトランスバースリンク（３）の構造体側の２つの支承部（１３，１４）が、走行方向（Ｆ）に関して垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）の前方に配置されており、前記２つのトランスバースリンク（２，３）のホイール支持体側の支承部（８，９）を通ってホイール旋回軸線（１９）が形成されることを特徴とする、自動車のフロントアクスルのホイールサスペンション。
上側の第１のトランスバースリンク（２）の回動軸線（１５）が垂直なホイール中心長手方向平面（ｚ−ｚ）に対して平行に延在しており、下側の第２のトランスバースリンク（３）の回動軸線（１６）が上側のトランスバースリンク（２）の回動軸線（１５）に対して鋭角（α）を成して配置されている、請求項１記載のホイールサスペンション。
下側のトランスバースリンク（３）の構造体側の後方の支承部（１４）が、走行方向（Ｆ）に関して垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）の前方に配置されており、且つ上側のトランスバースリンク（２）の構造体側の前方の支承部（１１）より垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）に接近して配置されている、請求項１又は２記載のホイールサスペンション。
上側のトランスバースリンク（２）のホイール支持体側の支承部（８）が、走行方向（Ｆ）に関して垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）の後方に配置されており、下側のトランスバースリンク（３）のホイール支持体側の支承部（９）が、走行方向（Ｆ）に関して、垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）の前方に配置されている、請求項１から３までのいずれか一項記載のホイールサスペンション。
下側のトランスバースリンク（３）のホイール支持体側の支承部（９）が、上側のトランスバースリンク（２）の支承部（８，１２）と共に同じ斜めに延在する垂直な平面（Ｅ）上に位置している、請求項１から４までのいずれか一項記載のホイールサスペンション。
上側のトランスバースリンク（２）のホイール支持体側の支承部（８）が、走行方向（Ｆ）に関して垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）の後方に、走行方向（Ｆ）に関して垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）の前方に配置された下側のトランスバースリンク（３）のホイール支持体側の支承部（９）よりも垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）に対して大きな間隔を有している、請求項１から５までのいずれか一項記載のホイールサスペンション。
フロントホイール（１７）のホイール旋回軸線（１９）が前記２つのトランスバースリンク（２，３）のホイール支持体側の支承部（８，９）を通って形成され、ホイール軸線（２０）を通ってホイール（１７）に向かって斜め外方に、そして走行方向（Ｆ）に関してて前方に延在しており、且つフロントホイール（１７）のホイール旋回軸線（１９）がホイール接地平面（２１）における貫通点（Ｐｄ）を、ホイール中心長手方向平面（ｚ−ｚ）の面領域（３２）内に、及び走行方向（Ｆ）に関して垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）の前方に有している、請求項１から６までのいずれか一項記載のホイールサスペンション。
下側のトランスバースリンク（３）の後方の支承部（１４）が、支承特性（Ｌ２）を備えたステアリングシリンダユニット（６）のステアリングタイロッド（２２）の比較的軟質な支承部よりも硬質な支承特性（Ｌ１）を有している、請求項１から７までのいずれか一項記載のホイールサスペンション。
カーブ走行時のカーブ外側のホイール（１７）にかかる横力（Ｓ）もしくは負荷の作用下で異なる特性（Ｌ，Ｌ１）を備えた支承部が、ホイール（１７）がトーアウトの方向で調整可能であるように弾性運動学的に制御可能である、請求項１から８までのいずれか一項記載のホイールサスペンション。
ステアリングタイロッド（２２）が走行方向（Ｆ）に関して、垂直なホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）の後方に配置されており、該ホイール中心横方向平面（ｘ−ｘ）に対して離間してハンガ（２８）を介してダンパーストラット（４）に支承されているスタビライザ（７）が設けられている、請求項１から９までのいずれか一項記載のホイールサスペンション。
ステアリングタイロッド（２２）の自由端部（２９）がホイール支持体（１０）において支承部（２５）に保持されており、該支承部（２５）及びステアリングシリンダユニット（６）との結合部を通る射線（Ｓ１）が延在しており、該射線（Ｓ１）がホイール支持体側の支承部（９）及び平面で見て下側のトランスバースリンク（３）の構造体側の後方の支承部（１４）を通る射線（Ｓ）と共に、垂直なホイール中心長手方向平面（ｚ−ｚ）の内側に一時的な回動極（Ｐ）をもたらし、ホイール（１７）が制動力（Ｂ）の影響下で弾性運動学的にトーアウトの方向で調整可能であり、且つ駆動力（Ａ）の影響下で弾性運動学的にトーインの方向で調整可能である、請求項１から１０までのいずれか一項記載のホイールサスペンション。