JP5331365B2 - 車両用ホイールサスペンション - Google Patents

Description

本発明は、車両フレームの実質的に水平な軸の回りを旋回するように固定のための設計がされた内端と、ホイールハブの下部と旋回可能に接続された外端と、を有する少なくとも１つの下部ホイール運搬半径アームと、一端がホイールハブの上部に留められ、他端が車両の一部と旋回可能に接続されてフレームに固定された少なくとも１つの上部支持アームと、を備えたタイプの車両用ホイールサスペンションに関する。特に、本発明は、高い地上高が望まれる、比較的大きくて重い自動車用のホイールサスペンションに関するが、これに限らない。本発明によるホイールサスペンションは、操縦された及び操縦されていないホイールと、駆動している及び駆動していないホイールに適用される。

前述のタイプの公知のホイールサスペンションにおいて、ホイールの圧縮動作及び反発動作は、多くの場合、トラック幅の好ましくない変化及びホイールのキャンバ角の好ましくない変化の原因となる。これは、車両の運転性能において悪影響を及ぼし、好ましくないタイヤの摩耗を引き起こす。

車両の圧縮動作及び反発動作におけるこのような変化を補償するために、例えば、ＵＳ３６５２１０４（特許文献１）は独立ホイールサスペンションを提案している。このホイールサスペンションにおいて、圧縮動作で生じるトラック幅の減少は、下部エッジでホイールを車両の中央から外側へ押しやるように、ホイールの上部留め点を引き、ネガティブキャンバを増加させることによって補償される。しかしながら、反発動作において、底部エッジでホイールを引く補償構造はポジティブキャンバを増加させる傾向があり、一方サスペンションアームの幾何学的経路もホイールを引くので、トラック幅の変化はより大きくなる。しかしながら、長期のサスペンション運動の場合に、トラック幅の大きな変化が生じ、そのため、このキャンバの増加は補償できない。

ＷＯ９４／１２３５９（特許文献２）はホイールサスペンションシステムを記述している。このホイールサスペンションシステムにおいて、圧縮動作でのトラック幅の変化は、車両の中央からホイールを押しやるために、ラバーブッシングに取り付けられた制御アームが外側へ押しやられるので補償される。従って、ホイールを引くサスペンションアームの幾何学的経路を補償する。他方で、反発動作の場合には、補償がない。通常、ホイールはサスペンションアームの幾何学的経路をたどる。すなわち、車両の中央の方へホイールを引く。

さらに、ＵＳ５４９８０１９（特許文献３）は、圧縮動作の場合にトラック幅の変化を補償するホイールサスペンションシステムを記述している。圧縮動作の場合には、リンクはサスペンションアーム及びホイールを車両の中央から外側へ押しやる。しかしながら、反発動作の場合には、サスペンションアームの幾何学的経路と補償構造の両方がホイールを車両の中央へ引くので、トラック幅の変化は明白である。

米国特許第３６５２１０４号明細書 国際公開第９４／１２３５９号パンフレット 米国特許第５４９８０１９号明細書

従って、前述の周知のホイールサスペンションシステムの共通の特徴は、車両ホイールの圧縮動作と反発動作の両方において、トラック幅の変化を十分に補償しないという事実である。

従って、本発明の目的は、ホイールの圧縮動作と反発動作の両方の場合に、長期のサスペンション運動で生じる、トラック幅の大きな変化を補償することができるホイールサスペンションを提供することである。

本発明によれば、これは請求項１に記載されたタイプのホイールサスペンションによって達成される。より具体的に言うと、上述のホイールサスペンションにおいて、下部ホイール運搬半径アームの内端は、実質的に水平な軸の回りを旋回する、対のロッカーアームの下アーム部を経由して車両フレームと旋回可能に接続するように設計される。一方、上部支持アームは、接続リンクを介して対のロッカーアームの上アーム部と旋回可能に接続される。対のロッカーアームは、上アーム部と下アーム部の間に位置する旋回可能接続点を有する。接続リンクは、上部支持アームと対のロッカーアームの上アーム部の両方と旋回可能に接続される。ホイールハブ（２４）の圧縮動作の場合には、上部支持アームは、接続リンク及びロッカーアームを経由して、内端及び下部ホイール運搬半径アーム全体を内側へ移動させ、反発動作の場合には、それを外側へ移動させ、これらのことによりホイールハブの圧縮動作と反発動作の両方において、トラック幅の変更を最小限にする。

本発明のさらなる目的は、前述の条件で、車両の高い地上高を可能にするホイールサスペンションを提供することである。これは、ホイールハブがニュートラルポジションのとき、下部半径アームが車両フレームから下外側へ斜めに傾くことで達成される。

上部支持アームの内端は、車両フレームと旋回可能に接続するように適切に設計され、ニュートラルポジションにおいて、ホイールハブの上部旋回可能留め点まで実質的に水平に延在する。支持アームはホイールサスペンションの上部半径アームを形成する。代わりに、上部支持アームは、マクファーソンタイプのバネ支柱として設計されてもよく、ホイールハブから上内側へ斜めに車体の旋回可能留め点まで延在する。

本発明によるホイールサスペンションの更なる詳細及び特徴は、従属請求項において特定され、添付図における典型的な実施形態を参照しつつ、以下より詳細に記述される。

図１及び２において、１０は概して本発明による車両用ホイールサスペンションの第１の実施形態を示す。ホイールサスペンション１０は、固定された車両フレーム１４に対して旋回可能に且つ移動可能に支持された下部半径アーム１２を備える。下部半径アーム１２は、１５で対のトラック幅補償ロッカーアーム１８の下アーム部１６と旋回可能に接続される。対のトラック幅補償ロッカーアーム１８は、実質的に垂直に整列し、フレーム１４の軸２０の回りを旋回できるように支持される。半径アーム１２の外端は、２２でホイールハブ２４の下部と旋回可能に接続される。ホイールハブ２４は回転自在にホイール２６を支持する。さらにホイールサスペンション１０は、半径アームとして具現化された支持アーム２８を備える。支持アーム２８はその内端で、車両フレーム１４において軸３０を経由して旋回可能に支持され、その外端で、３２でホイールハブ２４の上部と旋回可能に接続される。上部支持アーム２８は、接続リンク３６によってロッカーアーム１８の上アーム部３４と接続される。接続リンク３６は、３８で支持アーム２８と旋回可能に接続され、４０でロッカーアーム１８の上アーム部３４と旋回可能に接続される。

実線で示されたホイールサスペンション１０のニュートラルポジションにおいて、下部半径アーム１２は、下外側へ斜めに傾き、上部支持アーム２８より実質的に長く設計される。従って、下部半径アーム１２は、比較的高い車両地上高を提供する。平面図において、下部アーム１２及び上部アーム２８はそれぞれ、基本的にＡ形状のプロファイルを有する。下部半径アーム１２は、対の平行なロッカーアーム１８の各下アーム部に留め具１５を有する。

図１の破線を見て分かるように、例えば道路の隆起上を走る場合などのように、ホイールハブ２４及びホイール２６の圧縮動作の場合、上部支持アーム２８は、軸３０の回りを上方へ振れ、接続リンク３６を介して、ロッカーアーム１８を車両フレーム１４の軸受中心軸２０の回りを右回りに旋回させる。同時にロッカーアーム１８の下アーム部分１６が、ホイールが持ち上がったとき、補償ロッカーアーム１８がない場合に起こるトラック幅の増大の代わりに、トラック幅を維持するように、下部半径アーム１２を車両フレーム１４の方へ内側に引く。

反対に、ホイール２６のニュートラルポジションからの反発動作の場合に、上部支持アーム２８は、図２の破線によって示されるように、下方に振れる。接続リンク３６は、ロッカーアーム１８の上アーム部３４を内側へ押しやる。すなわち、下部半径アーム１２が車両フレーム１４から外側へ押しやられるように、ロッカーアーム１８を左回りに旋回する。従って、ホイール２６の下部は、補償ロッカーアーム１８がない場合に生じるトラック幅の減少を実質的に補償するために、下方動作の過程で、外側へ持って行かれる。

図３及び４は、マクファーソンタイプのホイールサスペンション１０’に適した、本発明のもう１つの実施形態を示す。この実施形態において、上部支持アームは、ホイールハブ２４と接続されたバネ支柱２８’であって、そのバネ支柱２８’の上端が４４で車両フレーム１４’の上部と旋回可能に接続されたバネ支柱２８’として設計される。第１の実施形態と同様に、バネ支柱２８’は、接続リンク３６’によってロッカーアーム１８の上アーム部と接続される。接続リンク３６’は、バネ支柱２８’とロッカーアーム１８の両方に旋回可能に接続される。図３及び４の破線を見て分かるように、補償ロッカーアーム１８、及び、補償ロッカーアーム１８とバネ支柱２８’との間を旋回可能に接続された接続リンク３６’の配置は、図１及び２による実施形態と同様に、ホイール２６の圧縮動作と反発動作の両方においてトラック幅の変化を最小限にする働きをする。すなわち、下部半径アーム１２は、車両フレーム１４’の方へ内側に、または車両フレーム１４’から離れて外側に移動する。従って、トラック幅は、大体一定に保たれる。

本発明によるホイールサスペンションの第１の典型的な実施形態の側面図を示す。ニュートラルポジションのとき実線で示され、ホイールが圧縮状態のとき破線で示される。 図１のホイールサスペンションの側面図を示す。ニュートラルポジションのとき実線で示され、ホイールが反発状態のとき破線で示される。 本発明によるホイールサスペンションの第２の典型的な実施形態の側面図を示す。上部支持アームは、マクファーソンタイプのホイールサスペンションにおいてバネ支柱として設計される。ホイールサスペンションのニュートラルポジションが実線で示され、圧縮位置が破線で示される。 図３のホイールサスペンションの側面図を示す。ホイールサスペンションのニュートラルポジションが実線で示され、反発位置が破線で示される。

Claims (8)

1. 車両フレーム（１４，１４’）の実質的に水平な軸の回りを旋回可能となるように留める設計がされた内端と、ホイールハブ（２４）の下部に旋回可能に留められた外端と、を有する少なくとも１つの下部ホイール運搬半径アーム（１２）と、
   一端がホイールハブ（２４）の上部に留められ、他端が車両の一部と旋回可能に接続されてフレームに固定された少なくとも１つの上部支持アーム（２８，２８’）とを備えた車両用ホイールサスペンションであって、
   下部ホイール運搬半径アーム（１２）の内端は、実質的に水平な軸（２０）の回りを旋回する、対のロッカーアーム（１８）の下アーム部（１６）を経由して車両フレーム（１４，１４’）と旋回可能に接続するように設計され、
   一方、上部支持アーム（２８，２８’）は、接続リンク（３６，３６’）を介して対のロッカーアーム（１８）の上アーム部（３４）と旋回可能に接続され、
   前記対のロッカーアームは、前記上アーム部と前記下アーム部の間に位置する旋回可能接続点を有し、
   前記接続リンクは、上部支持アーム（２８，２８’）と対のロッカーアーム（１８）の上アーム部（３４）の両方と旋回可能に接続され、
   ホイールハブ（２４）の圧縮動作の場合には、上部支持アーム（２８，２８’）は、接続リンク（３６，３６’）及びロッカーアーム（１８）を経由して、内端及び下部ホイール運搬半径アーム（１２）全体を内側へ移動させ、反発動作の場合には、それを外側へ移動させ、これらのことによりホイールハブ（２４）の圧縮動作と反発動作の両方において、トラック幅の変更を最小限にすることを特徴とするホイールサスペンション。
2. 前記下部ホイール運搬半径アーム（１２）は、ホイールハブ（２４）がニュートラルポジションである場合、車両フレーム（１４，１４’）から下外側へ斜めに傾けられ、このことにより高い車両地上高を提供することを特徴とする請求項１に記載のホイールサスペンション。
3. 上部支持アーム（２８，２８’）の内端が、車両フレーム（１４，１４’）と旋回可能に接続されるように設計され、ニュートラルポジションにおいて、ホイールハブ（２４）の上部旋回可能留め点（３２）まで実質的に水平に延在することを特徴とする請求項１または２に記載のホイールサスペンション。
4. 上部支持アーム（２８）は、下部ホイール運搬半径アーム（１２）より短いことを特徴とする請求項３に記載のホイールサスペンション。
5. 車両フレーム（１４）のロッカーアーム（１８）の回転軸（２０）は、前記フレームの上部支持アーム（２８）の留め点（３０）の実質的に垂直下方に位置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のホイールサスペンション。
6. 前記下部ホイール運搬半径アーム（１２）及び前記上部支持アーム（２８）は、平面図において実質的にＡ形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のホイールサスペンション。
7. 前記上部支持アームは、マクファーソンタイプのバネ支柱（２８’）として設計されることを特徴とする請求項１または２に記載のホイールサスペンション。
8. 前記バネ支柱（２８’）は、少なくとも一端が車両フレーム（１４’）と旋回可能に接続されるように設計されることを特徴とする請求項７に記載のホイールサスペンション。

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