JP2920087B2 - 車両の操向駆動輪懸架装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車などの車両の操
向駆動輪装置に関し、より詳しくは、マルチリンクシス
テムの適用によって操向時、仮想のキングピン軸を作っ
て操向関連幾何学的特性を最適化でき、上下運動時、仮
想の制御リンクを作ってロ−ルセンタの高さを最適化さ
せて変化率を小さくして調整安定性を向上させ、キャン
バおよびトレッド変化に対する設計自由度を高め、ま
た、ショック・アブソ−バ装着部位を低くしてフ−ドラ
インを低くして運転者の視界確保はもちろんヒップポイ
ントを低くして車体の全体重さ中心を下向配置して安定
性を高めることができる車両の操向駆動輪懸架装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車などの車両における懸架
装置とは、車軸とフレ−ムを連結し、走行中路面から受
ける振動と衝撃を吸収して乗車感と車両の安定性を向上
させる装置であって、路面からの衝撃を緩和するために
上下方向の連結が柔軟で、ホイ−ルに生じる駆動力、制
動力、旋回時の遠心力などに克服できるように水平方向
の連結が堅固でなければならない。

【０００３】かかる懸架装置において、乗用車の場合
は、車軸を分割して両ホイ−ルが相互に関係なしに働く
ようにして乗車感と安定性が向上されるようにした独立
懸架装置が主に適用されているが、前述したような操向
輪懸架装置は路面から受ける振動や衝撃を吸収すること
はもちろん操向中自動車の正しい姿勢を維持させて走行
安定性を確保して旋回時調整安定性を確保できるように
設計されている。そして、操向輪懸架装置は、操向動作
をしないので、キングピンを中心にして左右に方向を変
換できるように設置され、また、幾何学的な角度をおい
て設置されて前記操向輪としての条件を満たすことがで
きる。

【０００４】前述したように、操向輪が幾何学的な角度
をおいて設置されることをホイ−ルアラインメント（Wh
eel Alignment)と言い、前記ホイ−ルアラインメントは
色々な要素で区別されるが、この要素の相互補完作用を
通じて操向輪として理想的な作用が遂行できるようにす
る。ホイ−ルアラインメントの要素中、キングピン傾斜
角はキャンバと一緒にハンドルの操作力を軽減させて制
動および走行時の衝撃を吸収し、ハンドルの復元力を増
大させるので、直進性を安定にして自動車の走行安定性
と旋回時の調整安定性を確保できる。

【０００５】上述した内容を考慮して従来の操向輪懸架
装置を簡略に下記に説明する。

【０００６】図５（Ａ）、（Ｂ）は、一般的なマックフ
ァ−ソン型（Macpherson Type)懸架装置を図示したもの
であり、マックファ−ソン型懸架装置は操向ナックル１
００と一体に形成されており、ショック・アブソ−バ１
０２を内部に含んでいるストラットア−ム１０４と、ロ
アア−ム１０６と、ボ−ルジョイント１０８とからな
る。

【０００７】かかる懸架装置は、構造が簡単でスプリン
グの寸法および質量が小さく、エンジン・ル−ムの有効
体積を縮小することができるという長所があるが、キン
グピンオフセットＡを減少させ、または、負（−）にす
るためには、ストラットア−ム１０４の上側支持点１１
０をエンジン・ル−ム側へ移動させ、または、ボ−ルジ
ョイント１０８部分を外側へ移動させなければならない
が、上記のように、ストラットア−ム１０４の上側支持
点１１０をエンジン・ル−ム側へ移動させる場合には、
エンジン・ル−ムの有効体積が減少してキングピン角α
が過度に大きくなり旋回性能に悪影響を及ぼすという問
題点がある。そして、ボ−ルジョイント１０８を外側へ
移動させる場合には、ホイ−ル側へ形成されるブレ−キ
板との干渉のせいで、ボ−ルジョイント１０８を移動さ
せることが殆ど不可能でキングピンオフセットＡを小さ
くすることが難しいという問題点がある。

【０００８】図６（Ａ）、（Ｂ）は、一般的なウィッシ
ュボ−ン型（Wishbone Type)懸架装置を図示したもの
で、アッパロ−ルア−ムおよびロアコントロ−ルア−ム
１２０、１２２と、操向ナックル１２４と、ショック・
アブソ−バ１２６を含むスプリング組立体１２８と、前
記アッパおよびロアコントロ−ルア−ム１２０、１２２
を操向ナックル１２４と連結するボ−ルジョイント１３
０、１３２とからなり、これもキングピンオフセットＡ
を調整するためには、アッパコントロ−ルア−ム１２０
の車体側連結部をエンジン・ル−ム側へ移動させ、また
は、ロアコントロ−ルア−ム１２２のボ−ルジョイント
１３２を外側へ移動させなければならない。

【０００９】しかしながら、前記ウィッシュボ−ン型懸
架装置の場合にも前記マックファ−ソン型と同一にアッ
パコントロ−ルア−ム１２０の車体側連結部をエンジン
・ル−ム側へ移動させる場合には、エンジン・ル−ムの
有効体積が減少してキングピン角αが過度に大きくなっ
て旋回性能に悪影響を及ぼすこととなり、ロアコントロ
−ルア−ム１２２のボ−ルジョイント１３２を外側へ移
動させる場合には、ホイ−ル側へ形成されるブレ−キ板
との干渉のせいでボ−ルジョイント１３２を移動させる
ことが殆ど不可能で、キングピンオフセットＡを小さ
く、または、負（−）の値にすることが難しいという問
題点がある。

【００１０】かかる点を考慮してみるとき、従来のマッ
クファ−ソン型懸架装置とウィッシュボ−ン型懸架装置
は、キングピン角設定の設計自由度が極端に小さい範囲
に限定されてキングピンオフセットＡの大きさを減らす
ことができないので、懸架装置の機能を向上させるには
限界があった。また、両者が共通的にホイ−ルの上下運
動が単純に長さが短いコントロ−ルア−ムに依存して回
転するので、ロ−ルセンタの高さが大きい偏差で変化す
ることとなって相対的に走行安定性が欠如するという問
題点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の問題点
を解決するために案出された本発明は、仮想キングピン
軸の設定を容易にし、仮想のコントロ−ルリンクを作っ
てロ−ルセンタの高さの変化率を小さくして調整安定性
を向上させることにその目的がある。本発明の他の目的
は、キャンバおよびトレッドの変化とキングピン軸を相
互独立的に設定できるようにして設計自由度を高めるこ
とにある。本発明のさらに他の目的は、フ−ドラインを
低くすることができて運転者の視界確保はもちろん、ヒ
ップポイントを低くして車体の全体重さ中心（重心）を
下向配置することにより安定性を高めることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を実現する
ために本発明は、ホイ−ルを回転可能に支持し、後側に
突出部が形成され、タイロッドがボ−ルジョイント連結
されて操向時タイロッドの動作により操向が行なわれる
ようにするホイ−ル支持体と、ホイ−ル側端連結部が前
記ホイ−ル支持体の上端にボールジョイントを介して連
結される外側アッパコントロ−ルア−ムと、両端部が前
記外側アッパコントロ−ルア−ムおよびサブフレームと
それぞれ前記ホイールの上下移動方向に揺動自在に弾性
ブッシュを介してピボット連結される内側アッパコント
ロ−ルアームと、前後側２つのア−ムで形成され、前記
前後側２つのア−ムのそれぞれのホイ−ル側端連結部が
前記ホイ−ル支持体の下端にボールジョイントを介して
連結され、前記前後側２つのア−ムのそれぞれの車体側
端連結部がサブフレ−ムおよび車体に前記ホイールの上
下移動方向に揺動自在に弾性ブッシュを介してピボット
連結されるロアコントロ−ルア−ムと、前記ホイールの
上下移動方向に沿って配置され、下端部がホイ−ル側へ
傾き上端部が車体側に傾いており、前記上端部が前記外
側アッパコントロ−ルア−ムの中間部と前記下端部が前
記ロアコントロ−ルア−ムの前側アームとにピボット連
結された連結リンクと、ショック・アブソ−バとスプリ
ングの組立体で構成され前記外側アッパコントロ−ルア
−ムと前記サブフレ−ムとの間に弾力的に支持される緩
衝部材とを含んでなる車両の操向駆動輪懸架装置を提供
する。

【００１３】また、本発明は、前記外側アッパコントロ
−ルア−ムが前記ホイ−ル支持体と連結されるピボット
ジョイントと、前記ホイ−ル支持体と連結リンクとに対
する前記外側アッパコントロ−ルア−ムの瞬間中心と前
記ロアコントロ−ルア−ムが車体と連結されるヒンジポ
イントとを連結する仮想の直線上に、前記ロアコントロ
−ルア−ムの両端連結ポイントを連結する仮想の直線が
交差する点が車体に対するホイ−ルの瞬間中心になるよ
うに複数のリンクが配置されることを特徴とする車両の
操向駆動輪懸架装置を提供する。

【００１４】

【実施例】以下、上記した目的を達成する本発明の好適
実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１〜図３は、本発明による懸架装置の一
実施例を図示したもので、ホイ−ル支持体２は従来と同
様にホイ−ル１を回転可能に支持し、操向駆動輪である
場合は、中央部に貫通穴２０が形成されてこれに駆動軸
が貫通されてその先端にはスピンドル（図示せず）が装
着されてホイ−ル１を駆動させる。そして、前記ホイ−
ル支持体２の後側には突出部２１が形成され、公知のタ
イロッド２２がボ−ルジョイント連結されて操向時タイ
ロッド２２の動作によりホイ−ル支持体２の操向が行な
われるように形成される。

【００１６】また、外側アッパコントロ−ルア−ム３は
ホイ−ル支持体２と内側アッパコントロ−ルア−ム４と
の間に介在されるもので、その車体側端連結部は内側ア
ッパコントロ−ルア−ム４のホイ−ル側連結部４０に弾
性ブッシュを介して連結され、ホイ−ル側端連結部３０
は前記ホイ−ル支持体２の上端にボ−ルジョイント連結
される。前記外側アッパコントロ−ルア−ム３の車体側
端を車体と連結する内側アッパコントロ−ルア−ム４は
サブフレ−ム８に弾性ブッシュを介してピボット連結さ
れ、ホイ−ル側連結部４０は前述したように外側アッパ
コントロ−ルア−ム３の車体側端と弾性ブッシュを介し
てピボット連結される。

【００１７】そして、前記ホイ−ル支持体２の下端を車
体と連結するロアコントロ−ルア−ム５は前後側２つの
ア−ム５０、５１で形成され、ホイ−ル側連結部５２、
５３はホイ−ル支持体２の下側に平面状で一体に結ばれ
てボ−ルジョイント連結され、車体側連結部５４、５５
はサブフレ−ム８および車体にゴムブッシュを介してピ
ボット連結される。

【００１８】前記外側アッパコントロ−ルア−ム３とロ
アコントロ−ルア−ム５の間に介在される連結リンク６
は両端に連結部６０、６１が形成されて、これらの連結
部６０、６１は外側アッパコントロ−ルア−ム３の中間
部とロアコントロ−ルア−ム５の前側ア−ム５０を連結
し、その下側端がホイ−ル側部に傾いて弾性ブッシュ、
または、ピンジョイントで連結される。

【００１９】前記ア−ム３、４、５、６を相互に連結す
る弾性ブッシュ、または、ピンジョイントとボ−ルジョ
イントは従来の懸架装置に適用されるものと同一なもの
を使用し、これらは前記ホイ−ル支持体２を含むホイ−
ル１が車体に対して上下運動が可能になる。そして、前
記連結部に使用されるゴムブッシュは適当な弾性を有し
てコントロ−ルア−ムの上下運動を適正に制御する。

【００２０】緩衝部材７は、ショック・アブソ−バ７０
とスプリング７１との組立体で構成され、前記外側アッ
パコントロ−ルア−ム３の車体側とサブフレ−ム８の支
持部８０の間に弾力的に支持されて車体の上下方向で入
力される衝撃を吸収、減衰させながら支持する。したが
って、前記緩衝部材７の変位量は、ホイ−ル１の上下変
位量より小さくすることができ、装着点間の距離が短く
なって装着点を低くすることができ、フ−ドライン、す
なわち、車体の前方を低くすることができるので、運転
者の視界を広く確保し、運転者のヒップポイントを低め
て車体の全体重さ中心（全重心）位置が低くなって安定
性が向上する。

【００２１】上記したように構成される本発明の作用効
果を図４に基づいて下記に説明する。なお、各連結部に
対する符号をＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ
７と付与し、各ア−ムおよびリンクに対しては代表的な
符号のみを表示する。

【００２２】すなわち、ホイ−ル１が上下に振動し、ま
たは、車体がロ−リングするとき、懸架装置を構成する
各部品の瞬間的な中心において、車体に対する内側アッ
パコントロ−ルア−ム４およびロアコントロ−ルア−ム
５の瞬間的な中心はこれらア−ム４、５を相互に車体と
連結する連結点Ｐ１、Ｐ４がそれぞれ瞬間的な中心とな
り、内側アッパコントロ−ルア−ム４に対する外側アッ
パコントロ−ルア−ム３の瞬間的な中心は内側アッパコ
ントロ−ルア−ム４と外側アッパコントロ−ルア−ム３
とを連結するＰ２となり、内側アッパコントロ−ルア−
ム４およびロアコントロ−ルア−ム５に対するホイ−ル
１の瞬間的な中心はそれぞれ連結点Ｐ３、Ｐ５となる。

【００２３】そして、ホイ−ル支持体２と連結リンク６
に対する外側アッパコントロ−ルア−ム３の瞬間的な中
心はＰ３、Ｐ５の延長線とＰ６、Ｐ７の延長線とが合う
交点Ｃ１となり、車体に対する連結リンク６の瞬間的な
中心はＣ１、Ｐ４の延長線とＰ２、Ｐ１の延長線とが合
う交点Ｃ２となる。したがって、車体に対するホイ−ル
１の瞬間的な中心は、外側アッパコントロ−ルア−ム３
とホイ−ル支持体２との連結点であるＰ３とＣ２を連結
する連結線と、ロアコントロ−ルア−ム５の連結点であ
るＰ５とＰ４の延長線との交点であるＣ３となる。

【００２４】したがって、Ｐ３とＣ３を連結する線分Ｐ
３−Ｃ３が仮想のスイングア−ムＳ、すなわち、仮想の
上部コントロ−ルア−ムになる。仮想の上部コントロ−
ルア−ムである線分Ｐ３−Ｃ３は非常に長くて瞬間中心
Ｃ３の上下変位に対する線分Ｐ３−Ｃ３の旋回角は非常
に僅かである。したがって、瞬間中心Ｃ３の高さの変化
は相対的に小さくなり、これは瞬間中心Ｃ３とホイ−ル
１の接地部との連結線と、車体のセンタラインＣＬとの
交点になるロ−ルセンタＲＣの高さＨの変化が小さくな
ることを意味し、ロ−ルセンタＲＣの高さＨの変化が小
さいとは調整安定性が相対的に高いから、走行安定性を
向上させることができる。

【００２５】一方、図１に示すごとく、外側アッパコン
トロ−ルア−ム３とホイ−ル支持体２を連結するボ−ル
ジョイント３０と、前側ロアコントロ−ルア−ム５０の
延長線と後側ロアコントロ−ルア−ム５１の延長線が交
差する点とを連結する仮想線がキングピンＫになるの
で、キングピンオフセットを０、または、負（−）に維
持できる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による懸架装
置は、共通的に複数のア−ム、または、リンクを使用す
るので、それの配置状態によって幾何学的な特性を変化
させることができて、操向輪のアラインメントに係るキ
ングピン、キャンバ、および、トレッド変化の設定を容
易に行うことができる。また、ロ−ルセンタの位置変化
を任意に設定でき、複数のア−ムおよびリンクの配置状
態を与えられた空間内で自由に設計できることにより、
設計自由度を高めることとともに車体のフ−ドラインと
運転者のヒップポイントを低めることができて視界を確
保して、走行の安定性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による懸架装置の斜視図である。

【図２】本発明による懸架装置の背面図である。

【図３】本発明による懸架装置の側面図である。

【図４】本発明の作用によって得られる効果の説明図で
ある。

【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は従来の懸架装置の構成図
である。

【図６】図６（Ａ）、（Ｂ）は従来の懸架装置の構成図
である。

【符号の説明】

１ ホイ−ル ２ ホイ−ル支持体 ３ 外側アッパコントロ−ルア−ム ４ 内側アッパコントロ−ルア−ム ５ ロアコントロ−ルア−ム ６ 連結リンク ７ 緩衝部材 ８ サブフレ−ム

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−186410（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−358911（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−201219（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−113205（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−163108（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−182911（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−74912（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−74911（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−74909（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60G 3/20

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホイ−ルを回転可能に支持し、後側に突出
   部が形成され、タイロッドがボ−ルジョイント連結され
   て操向時タイロッドの動作により操向が行なわれるよう
   にするホイ−ル支持体と、 ホイ−ル側端連結部が前記ホイ−ル支持体の上端にボー
   ルジョイントを介して連結される外側アッパコントロ−
   ルア−ムと、両端部が前記外側アッパコントロ−ルア−ムおよびサブ
   フレームとそれぞれ前記ホイールの上下移動方向に揺動
   自在に弾性ブッシュを介してピボット連結される 内側ア
   ッパコントロ−ルアームと、 前後側２つのア−ムで形成され、前記前後側２つのア−
   ムのそれぞれのホイ−ル側端連結部が前記ホイ−ル支持
   体の下端にボールジョイントを介して連結され、前記前
   後側２つのア−ムのそれぞれの車体側端連結部がサブフ
   レ−ムおよび車体に前記ホイールの上下移動方向に揺動
   自在に弾性ブッシュを介してピボット連結されるロアコ
   ントロ−ルア−ムと、前記ホイールの上下移動方向に沿って配置され、下端部
   がホイ−ル側へ傾き上端部が車体側に傾いており、前記
   上端部が前記外側アッパコントロ−ルア−ムの中間部と
   前記下端部が前記ロアコントロ−ルア−ムの前側アーム
   とにピボット連結された 連結リンクと、 ショック・アブソ−バとスプリングの組立体で構成され
   前記外側アッパコントロ−ルア−ムと前記サブフレ−ム
   との間に弾力的に支持される緩衝部材とを含んでなる車
   両の操向駆動輪懸架装置。
2. 【請求項２】前記ホイ−ル支持体が前記外側アッパコン
   トロ−ルア−ムと前記ロアコントロ−ルア−ムとそれぞ
   れ連結されるピボットジョイントを連結する仮想の直線
   と、 前記連結リンクが前記外側アッパコントロ−ルア−ムと
   前記ロアコントロ−ルア−ムとそれぞれ連結されるピボ
   ットジョイントを連結する仮想の直線とが交差する点が
   前記ホイ−ル支持体と前記連結リンクとに対する前記外
   側アッパコントロ−ルア−ムの瞬間中心点として仮想的
   に生じられるようにしたことを特徴とする請求項１に記
   載の車両の操向駆動輪懸架装置。
3. 【請求項３】前記内側アッパコントロ−ルア−ムが車体
   と連結されるヒンジポイントと前記外側アッパコントロ
   −ルア−ムとのピボットジョイントとを連結する仮想の
   直線と、前記ホイ−ル支持体と前記連結リンクに対する
   前記外側アッパコントロ−ルア−ムの瞬間中心と前記ロ
   アコントロ−ルア−ムが車体と連結されるヒンジポイン
   トとを連結する仮想の直線とが交差する点を車体に対す
   る前記連結リンクの瞬間中心点として仮想的に生じられ
   るようにしたことを特徴とする請求項１またはに２に記
   載の車両の操向駆動輪懸架装置。
4. 【請求項４】前記外側アッパコントロ−ルア−ムが前記
   ホイ−ル支持体と連結されるピボットジョイントと、前
   記ホイ−ル支持体と連結リンクとに対する前記外側アッ
   パコントロ−ルア−ムの瞬間中心と前記ロアコントロ−
   ルア−ムが車体と連結されるヒンジポイントとを連結す
   る仮想の直線上に、 前記ロアコントロ−ルア−ムの両端連結ポイントを連結
   する仮想の直線が交差する点が車体に対するホイ−ルの
   瞬間中心になるように複数のリンクが配置されることを
   特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両の操向
   駆動輪懸架装置。
5. 【請求項５】車体に対するホイ−ルの瞬間中心とホイ−
   ルの接地部とが連結される仮想の直線が車体の中心線と
   合う地点でロ−ルセンタが形成されることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の車両の操向駆動輪懸架
   装置。
6. 【請求項６】前記外側アッパコントロ−ルア−ムと前記
   ホイ−ル支持体とを連結するジョイントと、前記２つの
   ロアコントロ−ルア−ムの延長線が交差する仮想点とを
   連結してなる仮想の線分が仮想キングピン軸で形成され
   る請求項１〜５のいずれかに記載の車両の操向駆動輪懸
   架装置。