JP3543223B2

JP3543223B2 - キャンバコントロ−ルサスペンション

Info

Publication number: JP3543223B2
Application number: JP2001375055A
Authority: JP
Inventors: 承勳禹
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2001-12-07
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: KR20020044929A; US20020070509A1; JP2002225525A; KR100391611B1; US6637758B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のサスペンションに係り、より詳しくは、車両のバンプとリバウンド時はもとより、車両のロ−リング時にも安定的なキャンバ角を形成できるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、キャンバとは、自動車の車輪の中心線と路面に対する垂直線がつくる角度を言い、前車輪が荷重によって下方が広げられるのを防止するとともに、走行中に車輪が外れるのを防止し、キングピンの傾斜角とともに舵取りを容易にする役目をもつ。
【０００３】
車両の走行中はキャンバが常に一定状態を保っているのではなく、走行状態によってキャンバに変化が生じ、採用しているサスペンション方式に応じてその変化の様相が異なるが、これをいくつかのサスペンションで見てみると、以下の通りとなる。
【０００４】
トレ−リングア−ム（ｔｒａｉｌｉｎｇａｒｍ）方式や上下のア−ムの長さが相互に似通ったダブルウィシボン（ｄｏｕｂｌｅｗｉｓｈｂｏｎｅ）方式のサスペンションの場合には、図１に示すように、バンプ／リバウンドの運動時に、車輪が上下運動しても、車輪１００のキャンバの変化が殆ど０に近くなるように設計することが可能であるが、車両のロ−リング時には図２に示すように、ロ−リングされる角度だけキャンバの変化が生じてタイヤのトレッドが路面に接する接地能力が低下するため、コ−ナリングフォ−スが弱くなる。
【０００５】
スイングア−ム（ｓｗｉｎｇａｒｍ）方式や上下のア−ムの長さが相互に異なるダブルウィシボン方式のサスペンションは、図４に示すように、車両のロ−リング時に車輪１０２のキャンバ変化を０近くに保持するように設計して路面の接地性を十分確保できるが、バンプ／リバウンド時には、図３に示すように、キャンバの変化が生じて直進安定性が低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来のサスペンションの構造では、バンプ／リバウンド時およびロ−リング時いずれの場合でも最適となるように設計することは困難であり、直進走行性能または旋回走行性能のいずれか１つに重点を置いた設計を進め、他の性能は犠牲にせざるを得ないと言う問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は、車両の直進走行状態および旋回走行状態で最適のサスペンションジオメトリ−を構成し、直進走行中のバンプ／リバウンド時に安定的なタイヤの接地状態を具現するとともに、旋回走行時にも確実なタイヤの接地力による、強いコ−ナリングフォ−スの形成が可能となるようにしたキャンバコントロ−ルサスペンションを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャンバコントロ−ルサスペンションは、左右側車輪における一側のナックルには、ホイ−ルの回転中心の前方に、他側のナックルにはホイ−ルの中心の後方にそれぞれ連結され、ホイ−ルの回転中心を通過する垂直線と交差する位置に折り曲げられてＬ字状をなす２つのロ−ル感知リンクと、該２つのロ−ル感知リンクが回転するのをガイドするよう車体に支持する回転支持ブラケットと、前記２つのロ−ル感知リンクの端部に設けられたベベルギアを両方のサイドギアとする差動ギアユニットと、該差動ギアユニットの差動ギアケ−スに削成されたウォームギアと、該ウォームギアに歯合されるギアが削成され、車軸に平行に装備されて左右へ直線運動可能なキャンバコントロ−ルラックと、該キャンバコントロ−ルラックの両端をそれぞれ両方の車輪ナックルに連結するキャンバコントロ−ルリンクと、ナックルのホイ−ル回転中心の下側をフレ−ムに支持するロァリンクとから構成されたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施例について添付図に沿つて詳述する。
図５、図６、図７は、本発明によるキャンバコントロ−ルサスペンションの実施例を示す。
キャンバコントロ−ルサスペンションの主要構成要素は、２つのロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒ、差動ギアユニット７、ウォームギア１１、キャンバコントロ−ルラック１３、キャンバコントロ−ルリンク１５Ｌ、１５Ｒ、ロァリンク１７Ｌ、１７Ｒである。
【００１０】
２つのロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒのうち３Ｌは左側のナックル１Ｌとホイ−ルの回転中心の前方で連結され、３Ｒは右側のナックル１Ｒとホイ−ル中心の後方で連結されており、いずれもホイ−ル回転中心Ｃを通過する垂直線と交差する位置で折り曲げられてＬ字状になっている。
ロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒの端部は差動ギアユニット７を構成するサイドギア（ベベルギア）５Ｌ、５Ｒと連結され、該差動ギアユニット７の差動ギアケ−ス９にはウォームギア１１が形成されている。
【００１１】
キャンバコントロ−ルラック１３は、車軸と平行に取り付けられて左右の直線運動が可能であり、ウォームギア１１に歯合するギアが形成されている。該キャンバコントロ−ルラック１３の両端は、それぞれキャンバコントロ−ルリンク１５Ｌ、１５Ｒによって両方の車輪のナックル１Ｌ、１Ｒに連結されている。更に、ロァリンク１７Ｌ、１７Ｒは、一側はナックル１Ｌ、１Ｒの回転中心Ｃの下側に連結され、他側はフレ−ムに支持されている。
【００１２】
図５では便宜上、図６に示すキャンバコントロ−ルラック１３とキャンバコントロ−ルリンク１５Ｌ、１５Ｒが省略されており、図６に示されていないラテラルリンク１９及びト−リンク２０などが示されている。
【００１３】
２つのロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒは、両端にボ−ルジョイントを有するボ−ルジョイントリンク２１で両方のナックル１Ｌ、１Ｒに連結される。ボ−ルジョイントリンク２１は垂直方向に取り付けられてナックル１Ｌ、１Ｒを含む車輪の垂直方向の運動をロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒに伝達する。ロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒは、回転支持ブラケット２３を介して車体側に支持され、ナックル１Ｌ、１Ｒおよびボ−ルジョイントリンク２１を通して伝えられる車輪の垂直方向の運動によって回転するようになっている。
【００１４】
差動ギアユニット７は、図７、８に示す通り、通常の差動ギア装置と類似しているが、通常の差動ギアと違って、差動ギアケ−ス９に推進軸から回転力を伝達されるためのリングギアが設けられていない。
差動ギアユニット７は、ロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒの両端に設けられたベベルギアをサイドギア５Ｌ、５Ｒとし、これら２つのサイドギア５Ｌ、５Ｒに歯合されるピニオンギア２５と、差動ギアケ−ス９からなっている。差動ギアケ−ス９は、ピニオンギア２５の回転軸を支持しつつ、サイドギア５Ｌ、５Ｒとは切離されて、サイドギア５Ｌ、５Ｒの外側に回転可能な状態になっている。
【００１５】
さらに、差動ギアケ−ス９には、前記のように、ウォームギア１１が形成されて、これにキャンバコントロ−ルラック１３が歯合されて、ウォームギア１１の回転によって車軸に平行な方向へ直線運動が可能となっているが、その直線運動の方向はリバウンドされる車輪側に向けて移動するように、ウォームギア１１の方向が設定されている。
キャンバコントロ−ルリンク１５Ｌ、１５Ｒは、キャンバコントロ−ルラック１３の直線運動を両方の車輪ナックル１Ｌ、１Ｒのホイ−ル回転中心Ｃの上側に伝達するように連結されている。ロァリンク１７Ｌ、１７Ｒはキャンバコントロ−ルリンク１５Ｌ、１５Ｒと類似の長さで、ナックル１Ｌ、１Ｒの下側を車体フレ−ムに支持するようになっている。
【００１６】
次に、本発明の作用について説明する。
車両の直進走行時または車両のバンプ／リバウンド時に、両方の車輪が上下へ同時に運動する場合には、キャンバコントロ−ルリンク１５Ｌ、１５Ｒとロァリンク１７Ｌ、１７Ｒの長さがほぼ同じであるため、バンプ／リバウンド時の車輪動作は、図１に示すようになり、上下ア−ムの長さがほぼ同じのダブルウィシボン（ｄｏｕｂｌｅｗｉｓｈｂｏｎｅ）方式と似通った動作を示す。
この時、ナックル１Ｌ、１Ｒの上下運動は、ボ−ルジョイントリンク２１を通してロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒを回転させるが、図７に示すように、左側のロ−ル感知リンク３Ｌと右側のロ−ル感知リンク３Ｒは、相互に反対方向へ回転するようになる。これにより、ロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒに連結されたサイドギア５Ｌ、５Ｒが反対方向へ回転して差動ギアユニット７のピニオン２５を回転させるが、単にピニオン２５が回転するだけで、ピニオン２５に回転軸を提供している差動ギアケ−ス９は回転しない。
【００１７】
従って、差動ギアケ−ス９に形成されたウォームギア１１に歯合されたキャンバコントロ−ルラック１３は、動作せずに固定された状態を保持する。そして、キャンバコントロ−ルラック１３に連結されたキャンバコントロ−ルリンク１５Ｌ、１５Ｒはロァリンク１７Ｌ、１７Ｒとともに、通常のトレ−リングア−ム方式や、上下ア−ムの長さが似通ったダブルウィシボン方式のサスペンション特性に類似した作動をするため、車輪のバンプ／リバウンド時にキャンバの変化はほとんどなく、タイヤの接地力を十分確保して円滑な直進走行性能が確保される。
【００１８】
車両のロ−リング時や旋回走行時には、両方の車輪が反対方向に上下運動するが、両方のナックル１Ｌ、１Ｒが相互に反対方向へ移動しつつ両方のボ−ルジョイントリンク２１を相互に反対方向へ移動させ、２つのロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒを同一方向へ回転させることになる。
ロ−ル感知リンク３Ｌ、３Ｒの回転力を受ける２つのサイドギア５Ｌ、５Ｒは同一方向の回転力を受けることから、ピニオン２５を回転させることができず、ピニオン２５は固定された状態で、２つのサイドギア５Ｌ、５Ｒの円周上を空転することになるため、結果的に差動ギアケ−ス９を回転させることになる。
【００１９】
これを図９に示すロ−リング状態図によって説明する。図８が図９の状態になった場合、差動ギアケ−ス９の回転は、その表面に削成されたウォームギア１１（図５参照）によってキャンバコントロ−ルラック１３を直線運動させるが、その方向はリバウンドされる車輪の方向である。即ち、図面上、左の車輪側へ移動してキャンバコントロ−ルリンク１５Ｌ（６図参照）が左側車輪のナックル１Ｌ（８図参照）の上側を車体の外側へ押しのけて車両を基準としたキャンバの変化値はプラスとなる。バンプされる右側のナックル１Ｒ（８図参照）はキャンバコントロ−ルリンク１５Ｒ（６図参照）によって上側が引張られるため、車両を基準としたキャンバの変化がマイナスの値になり、車体のロ−リング運動を考慮すれば、路面に対するキャンバの変化は殆ど０ゼロに近い状態が保持される。
【００２０】
反対方向へ旋回するかロ−リングが起こる場合、前記キャンバコントロ−ルラック１３及び２つのキャンバコントロ−ルリンク１５Ｌ、１５Ｒ（６図参照）の運動方向が反対になって、同様に路面に対するキャンバの変化を０に近い状態に保持して持続的で確実な接地力を確保できることになる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の直進走行時や旋回走行時のほか、ロ−リング発生時やバンプ／リバウンド発生時においても、両車輪の垂直方向への運動状態に応じて、停止及び移動する、キャンバコントロ−ルラック及びキャンバコントロ−ルリンクの作用により、ホイ−ルのキャンバが調整できるため、常にタイヤの路面に対する接地状態を最高の状態に保持し、いかなる走行状態においてもタイヤの接地力が十分確保されて安定した運転が可能となる。
さらに、本技術はダブルウィシボンとかマルチリンク方式と似通った構成をもっているため、上記のキャンバコントロ−ル以外の性能についても、従来のダブルウィシボンやマルチリンク方式が有する長所をそのまま発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】通常のトレ−リングア−ム方式や上下のア−ムの長さが相互に似通ったダブルウィシボン方式サスペンションのバンプ／リバウンド時の運動状態を示す状態図である。
【図２】通常のトレ−リングア−ム方式や上下のア−ムの長さが相互に似通ったダブルウィシボン方式サスペンションのロ−リング時の運動状態を示す状態図である。
【図３】通常のスイングア−ム方式や上下のア−ムの長さが相互に異なるダブルウィシボン方式サスペンションのバンプ／リバウンド時の運動状態を示す状態図である。
【図４】通常のスイングア−ム方式や上下のア−ムの長さが相互に異なるダブルウィシボン方式サスペンションのロ−リング時の運動状態を示す状態図である。
【図５】本発明のキャンバコントロ−ルサスペンションの機構を示す平面図である。
【図６】図５の正面図である。
【図７】本発明のサスペンションにおけるバンプ／リバウンド時の差動ギアユニットの作動状態説明図である。
【図８】本発明のサスペンションにおけるロ−リング時の差動ギアユニットの作動状態を示す説明図である。
【図９】本発明のサスペンションにおけるロ−リング時の作動状態を示す状態図である。
【符号の説明】
１Ｌ、１Ｒ左右側ナックル
３Ｌ、３Ｒ左右側ロ−ル感知リンク
５Ｌ、５Ｒ左右側サイドギア
７差動ギアユニット
９差動ギアケ−ス
１１ウォームギア
１３キャンバコントロ−ルラック
１５キャンバコントロ−ルリンク
１７Ｌ、１７Ｒ左右側ロァリンク
２１ボ−ルジョイントリンク
２３回転支持ブラケット

Claims

左右側車輪における一側のナックルには、ホイ−ルの回転中心の前方に、他側のナックルにはホイ−ルの中心の後方にそれぞれ連結され、ホイ−ルの回転中心を通過する垂直線と交差する位置に折り曲げられてＬ字状をなす２つのロ−ル感知リンクと、該２つのロ−ル感知リンクが回転するのをガイドするよう車体に支持する回転支持ブラケットと、前記２つのロ−ル感知リンクの端部に設けられたベベルギアを両方のサイドギアとする差動ギアユニットと、該差動ギアユニットの差動ギアケ−スに形成されたウォームギアと、該ウォームギアに歯合されるギアが形成され、車軸に平行に装備されて左右へ直線運動可能なキャンバコントロ−ルラックと、該キャンバコントロ−ルラックの両端をそれぞれ両方の車輪ナックルに連結するキャンバコントロ−ルリンクと、ナックルのホイ−ル回転中心の下側をフレ−ムに支持するロァリンクとから構成されたことを特徴とするキャンバコントロ−ルサスペンション。
前記２つのロ−ル感知リンクとナックルとの連結は、両端にボ−ルジョイントが形成され、垂直方向の一端ははロ−ル感知リンクに連結され、他端はナックルに連結されるボ−ルジョイントリンクからなることを特徴とする請求項１に記載のキャンバコントロ−ルサスペンション。
前記キャンバコントロ−ルラックは、前記差動ギアケ−スの上側に設けられ、前記キャンバコントロ−ルリンクは前記キャンバコントロ−ルラックの直線運動を両側の車輪ナックルのホイ−ル回転中心より上側に伝達するように連結されることを特徴とする請求項１に記載のキャンバコントロ−ルサスペンション。