JPH0321362B2

JPH0321362B2 -

Info

Publication number: JPH0321362B2
Application number: JP59159387A
Authority: JP
Inventors: Machinsukii Uorufugangu
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1983-08-30
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1991-03-22
Also published as: DE3466494D1; EP0141092A3; US4556238A; EP0141092A2; EP0141092B1; JPS6061318A; DE3331247A1; DE3331247C2

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、車輪を支承する車輪キヤリアを備
え、この車輪キヤリアが車体等に枢着された３本
のリンクによつて車体等に連結され、このリンク
の一本がほぼ車両縦方向に延びる縦アームであ
り、他の２本がほぼ車両横方向に延びるコントロ
ールアームであり、このコントロールアームが継
手を介して車輪キヤリアに作用し、かつほぼ上下
方向に設けられている、自動車用車輪独立懸架装
置、特に乗用車の駆動後輪用独立懸架装置に関す
る。

このような車輪懸架装置は公知であり（例えば
仏国特許第1425504号広報参照）、実際に装着され
ている（1963年ATZ、第362363頁参照）。３リン
ク車輪と呼ばれる、この種の車輪懸架装置を備え
た車輪は、後車軸として使用すると、縦アームと
両コントロールアームの間の自由空間が形成さ
れ、この空間が燃料タンク、後部座席等を収納す
るために他の車軸構造−この場合、この領域にリ
ンクの枢着点が設けられている−よりも広い場所
を供するという利点がある。更に、各車輪につい
て車体上で３個所枢着すればよいので、構造が簡
略で組立が用意であるという利点がある。

しかし、後車軸に設けた前記種類の公知車輪懸
架装置は車体側で車輪の走行方向前方に設けられ
た縦アームの枢着個所が車輪の中心よりも高い位
置にある場合にしか、スタート時のピツチングを
除去することができないという重要な欠点があ
る。その結果、特に４座席型の乗用車において後
部座席、場合によつては燃料タンクの組込みに関
し前記の利点が活かされない。更に、この３リン
ク車軸の場合には、車輪の弾性上下動時には、車
輪キヤリア（車輪担持体）はコントロールアー
ム、例えば横連結棒の車体枢着部のまわりの上下
動により車体中心側へ移動する傾向があり、車輪
担持体より前方に延びる縦アームの車体枢着部は
位置が変らぬため、車輪は後方が車体内側に向う
トーアウトの状態になる。コントロールアームを
できるだけ長く形成し、上下動時に大きなキヤン
バ変化が発生するように互いに傾斜している時に
のみ、満足せる解決が得られる。コントロールア
ームを長くすると、スペース上に問題が再び生
じ、大きなキヤンバ変化がタイヤの摩擦を増大さ
せることになる。

本発明の課題は、前述の欠点または妥協が除去
され、かつ構造および組立が簡単であり、そして
縦アーム軸受けを車輪中心よりも高い位置に設け
ずに、スタート時のピツチングを効果的に除去す
ることができる、冒頭に述べた種の車輪独立懸架
装置を提供することでる。

この課題は前記種類の車両懸架装置において、
本発明に従い、車輪キヤリアが縦アームに旋回可
能に設けられ、一方のコントロールアームがその
車輪キヤリア側に継手と車体側に継手の間でスト
ラツトの一端に枢着され、このストラツトの他端
が縦アームに枢着的に作用していることによつて
解決される。これによつて、複数の実施例に基づ
いて後述するように、ストラツトと連結されたコ
ントロールアームが上下動時に次にような運動軌
跡と速度を有する。すなわち、車輪キヤリア上に
おける縦アームの作用点の運動軌跡および速度と
関連して、側方から見て車輪キヤリアを仮想回転
中心回りに旋回することができるような運動軌跡
と速度を有する。この仮想回転中心は車体等にお
ける縦アームの実際の枢着個所よりもかなり高い
位置にある。縦アームか車輪キヤリアと相対的に
旋回可能であるので、例えば、上から見て旋回軸
線を車両横方向に対して斜めに配置することによ
つて、トーイン方向の小さなかじ取り成分を上下
動の車輪に与えることができる。このかじ取成分
自体は構造様式によつて生じるトーアウト方向へ
の小さなかじ取運動によつて補償または過剰に補
償される。

図に示した好ましい実施例では、アツパコント
ロールアームがストラツトに連結されている。こ
のストラツトの他端は車輪キヤリアの下方領域に
作用する縦アームに連結され、この縦アームは車
輪キヤリアから走行方向前方で向いている。

以下、図に示した複数の実施例に基づいて、特
許請求の範囲第２〜１６項にも記載した本発明の
他の好ましい実施形を詳しく説明する。

第１〜４図に示した独立懸架装置は、自動車の
左側後方の駆動車輪１のためのものである。この
車輪は車輪キヤリア２に支承され、この車輪キヤ
リアは３本のリンクを介して、極く一部のみを示
した車体３またはこの車体３にボルト止めされた
補助キヤリア４に連結されている。３本のリング
はカルダン運動を許容する継手特にゴム継手を介
して車輪側に枢着されている。３本のリングは、
ほぼ車両縦方向Ｌに延びるアーム５と、アツパコ
ントロールアーム６と、ロアコントロールアーム
７とからなつている。アツパコントロールアーム
６は上方領域において玉継手８を介して車輪キヤ
リア２に作用し、ロアコントロールアーム７は下
方領域において玉継手９を介して車輪キヤリア２
に作用している。前述の補助キヤリア４にはアツ
パコントロールアーム６がゴム継手１０を介し
て、そしてロアコントロールアーム７がゴム継手
１１を介して枢着されている。ほぼ車両横方向に
延びる両コントロールアーム６，７は補助キヤリ
ア４を介さないで車体３の直に枢着してもよい。

車輪キヤリア２は縦アーム５上に旋回可能に設
けられている。このこと自体は例えばレーシング
スポーツ用車両または西独国特許公開第2038880
号方向によつて知られている。アツパコントロー
ルアーム６はその車輪キヤリア側の継手８と車体
側の継手１０の間で、ストラツト１２の端部に枢
着されている。このストラツトの他端は縦アーム
５に枢着的に作用している。縦アーム５は車輪キ
ヤリア２の下側領域においてこの車輪キヤリアに
旋回可能に支承され、かつこの車輪キヤリアから
走行方向前方へ延びている。

どのようにして縦アーム５を、コーナーが強固
になるようにかつ旋回可能に車輪キヤリア２に支
承するかについては第５図に示されている。内側
へ向いている車輪キヤリア２の軸受けピン１３は
２つの円錐ころがり軸受けのための軸受座として
の働きをする。この円錐ころがり軸受けは縦アー
ム５を支持している。軸受軸線１４から離れたと
ころで、縦アーム５は継手１６を収容するための
軸受台１５を担持している。縦アーム５はこの継
手１６を介してストラツト１２に連結されてい
る。縦アーム５の前端部はゴム軸受１７を取囲
み、このゴム軸受の管状の内方部分は車体３等い
固定連結されている。

第１〜４図に実施例の場合、ストラツト１２は
アツパコントロールアーム６から縦アーム５の方
へ斜めに、すなわち前方下側へ延びている。次
に、第６図に基づいて、この実施例の本発明に係
る手段の作用を詳しく説明する。

第６図では簡略化のために、コントロールアー
ムは丁度水平方向に延びているが、必ずしもこの
ように配置する必要はない。

縦アーム５の車輪キヤリア側軸受（旋回軸線１
４に相当する）の上昇速度をV₁とすると、斜め
のストラツト１２の継手１６の速度はV₂になる、
この速度V₂はストラツト１２の方向において速
度成分V_2aを有する。この速度成分は、アツパコ
ントロールアーム６上のストラツト枢着点１８の
速度成分と同じである。この速度成分V_2aは、第
６図の左上方において、ストラツト１２の方向で
の枢着点１８の運動成分として示されている。枢
着点１８がアツパコントロールアーム６の車輪キ
ヤリア側継手８から離れているので、この離間距
離の比によつて、増大した同じ向きの速度成分
V₃′が車輪キヤリア側の継手８において発生する。

第６図の下方の側面図において、両軸受または
継手の接続線の方向のV₁の成分と、アツパコン
トロールアーム６の外側玉継手８の速度は同じで
あるV_1a＝V_1a）。上側玉継手８の速度V₄とその方
向はV_1aおよびV_3aの垂線の交点受で示される。
車輪懸架装置の仮想回転中心Ｐは、側方から見
て、V₄の垂線と縦アーム５と延長線の交点にあ
る。仮令縦アーム５の前方軸受１７が車輪の中心
よりも低い位置にあつても、仮想回転中心Ｐは、
第６図において車輪軸線１９で示した車輪中心よ
りも高い位置にある。すなわち、本発明による車
輪懸架装置によつて、スタート時のピツチングと
制動時のピツチングを非常に適切に除去し、同時
に車輪懸架装置を希望通りに組込むことができ
る。コントロールアーム６，７の運動学的設計
は、キヤンバ角とトーインの変更に制限がないに
もかかわらず、例えばロールセンタ高さのような
所望の判断基準だけに従つて行うことができる。

制動の際または加速の際の弾性的な僅かの車輪
のアライメントの変化は、方向によつて違つた弾
性係数を有し、その方向に応じて空間配置が選択
される弾性軸受１７が縦アーム５のシヤーシ側の
支点に公知の態様で使用されることにより制御さ
れる。

図から判るように、側方から力が作用したとき
にアンダーステア状態が固有特性として得られる
ようにするためにロアコントロールアーム７を車
輪中心の後方で車輪キヤリア２に枢着することが
できる。ロアコントロールアーム７は、車輪懸架
装置の構造高を低くするために、特にばね２０を
収容する役目を持つている。両コントロールアー
ム６，７とばね２０は横方向に延びる補助キヤリ
ア４に予め取付けてもよい。この補助キヤリアは
更に後車軸伝動装置２１を支持し、それ自体は車
体に固定的にボルト止めされる。

制動力または駆動力の作用下および上下動の影
響の下での小さなトーイン変化は、縦アーム５の
前方軸受１７の弾性を適切に保ちながら、第７図
に示す付加リンク２２によつて所望の方向に達成
可能である。この付加リンクは縦アーム５と車体
３に枢着的に作用し、かつ車両縦方向に対し少な
くともほぼ横方向に延びている。

車輪懸架装置が縦方向の衝撃によつて縦方向に
弾性的に動く場合、第１〜６図に実施例では、ス
トラツク１２の移動ストロークの“伝達比”（第
６図参照：V_2a対V_3aの比）のために、車輪キヤ
リア２上の上側の枢着点１８が縦アーム５の軸受
１４よりも水平方向に大きく移動する。従つて、
縦方向の衝撃により、前方軸受１７が弾性支持で
あるので、車輪懸架装置が弾性的に縦方向に移動
するが、このとき、車輪キヤリア２は車輪１の接
地面より下側に有限の距離に形成される仮想回転
中心のまわりに旋回する状態となる。その際車輪
は正常な前進回転に比べ、車輪キヤリア２の旋回
角度とはほぼ同じ量だけ後に戻し旋回された形に
なり、車輪だけが回転を続けて相対回転差を生ず
るようなことがなく、車輪キヤリアに固定された
センサ、例えばABSセンサの誤検出が防止され
る。

第７〜１４図による実施例の場合にはストラツ
ト１２′がほぼ垂直に延びている。その結果、水
平方向の力、特に縦方向の力成分がストラツトを
介してアツパコントロールアーム６に伝達されな
くなる。従つて、車輪懸架装置の弾性運動学的な
設計が簡単になる。その際、縦アーム５または５
ａの前方の軸受１７は実質的にそれだけで縦方向
力を伝達し、そして前述の方法でトーイン変更等
に関して非常に適切に設計することができる。

第７，８図から判るように、車輪キヤリア２ま
たは２ａが縦アーム５または５ａと相対的に旋回
可能である旋回軸線１４または１４ａを車輪軸線
１９に対して傾斜させてもよい。その際、旋回軸
線１４，１４ａは特に、上から見て走行方向後方
内側から前方外側へ延びている。これによつて、
上下動ストローク全体にわたつて好ましいトーイ
ン曲線が得られる。第７図の場合には、第１〜４
図の実施例の場合と同時に、旋回軸線１４が純粋
な回転リンク、例えば２個の転がり軸受を担持す
る軸受ピン１３（第５図参照）によつて形成され
ている。

第８図に示す如く、旋回軸線１４を互いに離し
て設けた２個の玉継手２３，２４によつて形成し
てもよい。この玉継手は旋回軸線１４ａを規定
し、この旋回軸線の回りを車輪キヤリア２ａが縦
アーム５ａと相対的に旋回可能である。どのよう
にして本発明の原理が垂直ストラツト１２ａによ
つて実現されるかについて第７図によつてかつ第
９，１０図によつて説明する。この場合、縦アー
ム５の前方の軸受個所が比較的に低い位置になる
場合でも、本発明の原理により、車輪懸架装置の
継手仮想回転中心を、側方から見て高い位置にも
うけることができる。その結果、始動時と制動時
のピツチングを除去することができる。

ストラツト１２ａが継手１６を介して縦アーム
に作用しているが、この継手１６は上昇時に速度
V₁₆で動く。垂直ストラツト１２ａの方向の垂直
成分はV_16aである（第１０図参照）。垂直ストラ
ツト１２ａの上側枢着個所１８の垂直方向速度は
V_18a（＝V_16a）である。

この速度は第９図に示す如くアツパコントロー
ルアーム６上方外側の枢着個所８に垂直方向速度
成分V_8aを生じる。

車輪キヤリア２の回転中心である仮想回転中心
Ｐが好ましい状態の場合には、上側の枢着個所８
の速度はV₈である。この速度は垂直ストラツト
１２ａの方向に垂直方向速度成分V_8aを有する。

アツパコントロールアーム６の本体側継手１０
から垂直スラツト１２ａの上側枢着個所１８まで
のレバー長さａと継手１０からアツパコントロー
ルアーム６の上方外側の枢着個所８までのレバー
長さｂとの比ａ／ｂを正しく調整することによ
り、垂直ストラツト１２ａの上側枢着個所１８の
垂直方向速度V_18aに基づいて得られる第９図に枢
着個所８の垂直速度V_8aを、第１０図に仮想回転
中心Ｐのまわりの枢着個所８の速度V₈に基づい
て求められる垂直方向速度成分V_8aと同じにする
ことができる。レバー長さｂを一定にしてストラ
ツト１２ａの上側枢着個所１８を移動してレバー
長さａを調節して、第１０図により得られる速度
成分V_8aと同じ大きさの速度成分V_8aを第９図に
おいて得ることができる。このことにより、縦ア
ーム５の実際の軸受１７がたとえ車輪軸線１９の
上方に設けられていなくても、仮相回転中心Ｐが
車輪軸線１９の上方に位置するように設定するこ
とができる。

従つて、車輪軸線の前方に設けられる後部シー
ト燃料タンクの組込みに関する前記利点が生ず
る。制動時に力が仮想回転中心に対して作用する
角度は第１０図においてβで示され、そして始動
又は加速時に力が仮想回転中心に対して作用する
角度はαで示されている。

第１１〜１３図の実施例の場合には、車体側の
枢着個所は３個所であり、かつこの枢着個所の間
には広いスペースが形成されている（第１３図参
照）。その際、車輪キヤリア２ｂと縦アーム５ｂ
の間の旋回軸線は、車輪キヤリアにおける旋回ア
ームのボール型枢着部２５と、車輪キヤリア２ｂ
および縦アーム５ｂに枢着的に作用する横ストラ
ツト２６によつて形成される。例えば、第８図に
おいて旋回軸線１４ａで示す如く旋回軸線を空間
的に配置する場合に、前記横ストラツト２６は縦
軸線回りの縦アーム５ｂの回転駅を阻止する。横
ストラツト２６の両端における枢着結合部は好ま
しくは玉継手によつて形成される。第１１〜１３
図に示した新規な車輪懸架装置の実施例において
枢着結合部全体が運動学的に正しく動くようにす
るために、縦アーム５ｂと車輪キヤリア２ｂの枢
着個所（枢着部２５）、縦アーム５ｂとストラツ
ト１２ｂの枢着個所（継手１６）、縦アーム５ｂ
と横ストラツト２６の枢着個所（横ストラツトの
内側に継手）および縦アーム５ｂと車体３と枢着
個所（軸受１７）は直線２７（第１１図参照）上
に位置している。継手を直線上に設けなければな
らないようにする前記要求は、第１４に示す如く
車輪キヤリア２ｃと縦アーム５ｃに摺着的に作用
する第２の横ストラツト２８が第１のストラツト
２６から垂直方向に離して設けられているときに
は不用でなる。これは構造コストが大であるが、
縦アーム５ｃの設計に大きな自由度がある。従つ
て、例えば、前方の軸受１７を車輪中心の前方に
配置するとができ、縦向きの力の吸収にとつて好
都合である。第１４図に実施例の第２横ストラツ
ト２８の代わりに、ストラツト１２ｂを設けて
も、縦アームの前方軸受１７に力が適切に作用す
るという利点は変わらない。この場合、ストラツ
ト１２ｂはコーナーを補強した回転継手２９によ
つて縦アーム５ｄに連結され、この回転継手の回
転軸線はほぼ車両横方向に延びている（第１５図
参照）。

第６図から判るように、タイロツド３０が車輪
キヤリア２ｄに枢着的に作用し、かつその他端が
車体３に枢着的に連結されているときには、前記
横ストラツト２６を省略することができる。この
場合、車体またはこの車体に連結された横キヤリ
アの枢着個所が１個所多くなる。本発明による原
理とこの原理によつて得られる効果は、第１〜４
図に基づいて説明したストラツト１２によつて実
現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、新規な車輪懸架装置の第１実施例を
後方から見た図、第２図は第１図の懸架装置の側
面図、第３図は第１図の懸架装置の平面図、第４
図は第１〜第３図の懸架装置の原理を示す斜視
図、第５図は新しい車輪懸架装置の縦アームの一
部破断平面図、第６図は速度を表示した第２図と
ほぼ同じ原理図、第７，８図は他の実施例の概略
原理図、第９図は第７図の実施例の縦断面図、第
１０は第７図の実施例の第６図と同様な図、第１
１，１２および１３図は他の実施例の側面図、縦
断面図および平面図、第１４，１５および１６図
は本発明の他の実施例の概略原理図である。１……車輪、２，２′，２″，２，２′′′′……
車輪キヤリア、３……車体、５，５′，５″，５
，５′′′′……縦アーム、６……コントロールア
ーム、８，１０……継手、１２，１２′，１２″…
…ストラツト。

Claims

【特許請求の範囲】１車輪を支承する車輪キヤリアを備え、この車
輪キヤリアが車体等に枢着された３本のリンクに
よつて車体等に連結され、このリンクの一本がほ
ぼ車両縦方向に延びる縦アームであり、他の２本
がほぼ車両横方向に延びるコントロールアームで
あり、このコントロールアームが継手を介して車
輪キヤリアに作用し、かつほぼ上下方向に設けら
れている、自動車用車輪独立懸架装置、例えば乗
用車の駆動後輪用独立懸架装置において、車輪キ
ヤリア２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが縦アーム
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに旋回可能に設けら
れ、一方のコントロールアーム６がその車輪キヤ
リア側の継手８と車体側の継手１０の間でストラ
ツト１２，１２ａ，１２ｂの一端に枢着され、こ
のストラツトの他端が縦アーム５，５ａ，５ｂ，
５ｃ，５ｄに枢着的に作用していることを特徴と
する車輪独立懸架装置。２アツパコントロールアーム６がストラツト１
２，１２ａ，１２ｂに連結されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の車輪独立懸架
装置。３縦アーム５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが車輪
キヤリア２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの下方領域
に旋回可能に支承されていることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の車輪独立懸架装置。４縦アーム５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが車輪
キヤリア２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄから前方へ
向けられていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の車輪独立懸架装置。５ストラツト１２，１２ｂがアツパコントロー
ルアーム６から縦アーム５，５ｃへ向けて斜め
に、すなわち前方下側へ延びていることを特徴と
する特許請求の範囲第２項または第３項記載の車
輪独立懸架装置。６ほぼ横方向に延びる付加リンク２２が縦アー
ム５の横方向弾性軸受１７に接続されてこの縦ア
ームに作用し、他端が車体等に枢着されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車輪
独立懸架装置。７ストラツト１２ａがほぼ垂直に延びているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車輪
独立懸架装置。８車輪キヤリア２，２ａが旋回軸線１４，１４
ａの回りを縦アーム５，５ａと相対旋回可能であ
り、この旋回軸線１４，１４ａが車輪軸線１９に
対して斜傾していることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の車輪独立懸架装置。９旋回軸線１４，１４ａが上から見て、走行方
向後方内側から前方外側へのびていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の車輪独立懸架
装置。１０旋回軸線１４が純然たる回転リンク、例え
ば軸受ピン１３によつて形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の車輪独立懸
架装置。１１車輪キヤリア２ａが相互に離して設けた２
個の玉継手２３，２４の回りを縦アーム５ａと相
対的に旋回可能であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の車輪独立懸架装置。１２旋回軸線が車輪キヤリア２ｂと縦アーム５
ｂの間で、車輪キヤリア２ｂにおける縦アーム５
ｂのボール型枢着部２０と、車輪キヤリア２ｂと
縦アーム５″に枢着された横ストラツト２６とに
よつて形成されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の車輪独立懸架装置。１３縦アーム５ｂと車輪キヤリア２ｂ、縦アー
ム５ｂとストラツト１２ａ、縦アーム５ｂと横ス
トラツト２６および縦アーム５ｂと車体３の連結
部の枢着点が直線上に位置していることを特徴と
する特許請求の範囲第１２項記載の車輪独立懸架
装置。１４車輪キヤリア２ｃと縦アーム５ｃに枢着さ
れた第２の横ストラツト２８が第１の横ストラツ
ト２６から垂直方向に離して設けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の車輪
独立懸架装置。１５ストラツト１２ｂがコーナーを補強した回
転継手２９によつて縦アーム５ｄに連結され、こ
の回転継手の回転軸線がほぼ車両横方向に延びて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記
載の車輪独立懸架装置。１６タイロツド３０の一端が車輪キヤリア２ｄ
に、他端が車体３等に枢着されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の車輪独立懸架
装置。