JPH048002Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野 本考案は自動車の車輪支持装置に関するもので
あり、特に、車輪を支持したスピンドルが回転す
る形式の車輪支持装置に関するものである。

従来の技術 自動車の車輪を支持する装置には、スピンドル
支持部材に回転不能に支持されたスピンドルが車
輪を回転可能に支持する形式と、車輪はスピンド
ルに固定され、スピンドルがスピンドル支持部材
たる軸受体により回転可能に支持される形式とが
ある。いずれにおいても、車輪支持部材がサスペ
ンシヨンアームによつて車体に取り付けられるこ
とにより、車輪を車体に取り付ける懸架装置が構
成されることとなる。

車輪支持装置は自動車を制動するブレーキ装置
をも支持するのが普通である。ブレーキロータを
車輪とともに回転可能に支持する一方、そのブレ
ーキロータの回転を抑制するブレーキ機構を回転
不能に支持するのである。

このように車輪とブレーキロータとを支持する
車輪支持装置が、左右両輪をそれぞれ互いに独立
して車体に取り付ける独立懸架装置の一部として
使用されることがある。そして、独立懸架装置に
おいては、一般に、サスペンシヨンアームがハー
シユネス等乗心地の向上のためにゴムブツシユ等
の弾性部材を介して防振的に車体に取り付けられ
るため、車輪支持装置に回転不能に支持されたブ
レーキ機構によつてブレーキロータの回転が抑制
され、それにより車輪が制動されたとき、その車
輪と路面との間に発生する摩擦力によつて上記弾
性部材が撓まされ、スピンドルの軸心が自動車の
後方へ小角度傾くことを許容することとなる。

このように独立懸架装置においては、旋回中に
ブレーキが作用させられたとき、前述のように車
輪と路面との間に発生する摩擦力によつて、スピ
ンドルが後方へ小角度傾かされて、左右両輪はト
ーアウト側へステアされるのであるが、このとき
外側（旋回軌道に関して）の車輪にかかつている
負荷が内側の車輪にかかつている負荷よりも大き
くなるために、外側の車輪の方が内側の車輪より
も自動車の進行方向に強い影響を与える。そのた
め、車輪が後車輪であれば、自動車は後部側が外
側へ振り出され、自動車の旋回半径が小さくなつ
て回り過ぎる所謂オーバステアを生じ、前車輪で
あれば、自動車の前部側が外側へ振り出され、自
動車の旋回半径が大きくなつて回り足りない所謂
アンダステアを生ずることとなる。特に、サスペ
ンシヨンアームがトレーリングアームのように、
自動車の旋回に伴つて車輪に加えられる横力によ
つて内側の車輪がトーイン側、外側の車輪がトー
アウト側へステアされるものである場合には、こ
のオーバステアやアンダステアが生じ易い。

考案が解決しようとする課題 上記のようなステアは、一般的には望ましいも
のではないため、発声を抑制することが望ましい
のであるが、そのためには、制動時に車輪をトー
イン側にステアさせる機構が必要である。しか
し、これは制動時に車輪に作用する摩擦力の方向
とは逆の方向にスピンドルを傾かせなければなら
ないことを意味し、容易なことではない。

本考案は、この問題を解決し、制動時にスピン
ドルを摩擦力の作用方向とは逆の方向に傾かせ得
る機能を有する車輪支持装置を得ることを課題と
して為されたものである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本考案に係る車輪支
持装置は、(a)自動車の車輪およびブレーキロータ
が固定されたスピンドルと、(b)そのスピンドルを
軸線のまわりに回転可能に支承するとともに、ブ
レーキロータに摩擦係合してブレーキロータの回
転を抑制するブレーキ機構を保持する第一軸受体
と、(c)その第一軸受体をスピンドルの軸線に対し
て傾いた傾斜軸線のまわりに回転可能に支承する
第二軸線と、(d)それら第一軸受体と第二軸受体と
の間に設けられて常には第一軸受体を第二軸受体
に対して一定位相位置に保持しており、その一定
位相位置からの第一軸受体の第二軸受体に対する
相対回転角度が増大するにつれて増大する戻しト
ルクを発生させる弾性部材とを含むように構成さ
れ、かつ、第二軸受体の軸線の第一軸受体の軸線
に対する傾きの方向が、第一軸受体が前記一定位
相位置からの自動車前進時における前記車輪の回
転方向と同方向に回転する際にスピンドルの軸線
が平面視で前方へ回動する方向とされる。

作 用 上記のように構成された車輪支持装置において
は、制動時に車輪と路面との間の摩擦力に基づい
て車輪に発生するトルクが、ブレーキ機構を介し
て第一軸受体に伝達される。その結果、第一軸受
体が弾性部材を弾性変形させつつ回転し、その第
一軸受体に保持されているスピンドルの軸線が平
面視において自動車前方へ回動することとなり、
それに伴つて車輪がトーイン側へステアされる。

さらに詳細に説明する。第３図に平面視で示す
ように、第一軸受体を軸線Ｂを中心に回転させた
場合にスピンドルの軸線Ａが描く円錐状軌跡Ｆの
頂点Ｏと、その円錐状軌跡を軸線Ｂに直角な平面
で切断した円Ｇと水平面との２つの交点Ｐ，Ｑと
の３点で決まる基準平面に対して、スピンドルの
軸線Ａの前記頂点Ｏよりスピンドルの先端側の部
分が上方に位置し、スピンドルの基端側の部分が
下方に位置する方向に軸線Ａ，Ｂの傾き方向を決
定しておけば、第一軸受体の回転に伴つてスピン
ドル軸線Ａの頂点Ｏよりスピンドル先端側の部分
が矢印Ｃで示すように自動車前方へ移動し、頂点
Ｏよりスピンドル基端側の部分が矢印Ｄで示すよ
うに後方へ移動することとなり、結局、スピンド
ルび軸線Ａは平面視において自動車前方へ回動す
ることとなるのである。なお、矢印Ｈは前進方向
を示す。

また、上記第一軸受体の回転に伴う弾性変形に
より弾性部材の弾性力が増大し、第一軸受体の回
転角が大きくなるほどその第一軸受体を元の位相
へ戻す戻しトルクが増大することとなる。

したがつて、第一軸受体の回転に伴うステアの
量は、第一軸受体の軸線と第二軸受体の軸線との
傾き角の大きさと、弾性部材の荷重特性とによつ
て決まる。傾き角を大きくするほど、また、弾性
部材の弾性係数を小さくするほどステア量が大き
くなるのであり、制動時におけるサスペンシヨン
アームのゴムブツシユ等の弾性変形に基づくステ
ア量等を勘案して適宜決定すべきものである。

ブレーキが解除されれば上記トルクが消滅する
ため、弾性部材の弾性変形が復元し、第一軸受体
と第二軸受体との相対位相が元の状態に復して、
車輪のトーイン側へのステアが解消される。

考案の効果 以上の説明から明らかなように、本考案に係る
車輪支持装置を用いれば、制動時に車輪をトーイ
ン側へステアさせることが可能であり、前記懸架
装置のゴムブツシユの弾性変形等に基づくトーア
ウト側へのステアを打ち消し、あるいは軽減する
ことができる。しかも、本考案に係る車輪支持装
置は構造が簡単なものであるため、安価に製造す
ることができる。

実施例 以下、本考案を後車輪の支持装置に適用した場
合を例にとり、図面に基づいて詳細に説明する。

第１図において１０は図示しない車体に防振的
に支持されたサスペンシヨンメンバであり、この
サスペンシヨンメンバ１０には２個のブラケツト
１２，１２が適宜の間隔を隔てて固定されてい
る。これらブラケツト１２はコの字形断面の部材
であり、その両側壁によつてその両端を支持され
たボルト１４には、サスペンシヨンアームとして
の二股のトレーリングアーム１６の円筒部１８が
それぞれスリーブ２０およびゴム製のブツシユ２
２を介して取り付けられている。

上記トレーリングアーム１６のブラケツト１２
に支持されている側とは反対側の端部には、円筒
状の軸受ハウジング２４が、半径方向外向きに形
成されたフランジ部２６において複数個のボルト
２８によつて固定されている。この軸受ハウジン
グ２４の内側の空間３０は、その中心線がフラン
ジ部２６から遠ざかるに従つて車両前方側へ一定
角度傾斜するように形成されており、また、この
空間３０の両端部の内周面はそれぞれ空間３０の
中心線に対して平行に形成された円筒面とされて
いるが、これら両端部の間の部分は、断面形状が
第２図に示すように矩形の長手方向の両端部がそ
れぞれ円弧状に膨出したトラツク形とされてい
る。

このように形成された軸受ハウジング２４内に
は、軸受（すべり軸受でもころがり軸受でも可）
３２，３４および弾性部材としてのゴムブツシユ
３６を介して軸受ハウジング３８が回転可能かつ
半径方向に移動不能に収容されている。ゴムブツ
シユ３６は、第２図に示すように、外周面および
内周面共に空間３０の中間部と同様のトラツク形
の断面形状を有する環状の部材であり、また、軸
受ハウジング３８の外周面は、空間３０と同様
に、両端部が円筒面とされるとともに、中間部は
トラツク形の断面形状をなすように形成されてい
る。そして、この軸受ハウジング３８は空間３０
内において両端部がそれぞれ軸受３２，３４を介
して軸受ハウジング２４によつて回転可能に支持
されるとともに、中間部はゴムブツシユ３６を介
して支持されて、空間３０と同心、すなわち自動
車の横方向に対して一定角度前傾した状態で支持
されている。なお、このゴムブツシユ３６は、常
には軸受ハウジング３８を軸受ハウジング２４に
対して一定位相位置に保持し、軸受ハウジング３
８が回転させられるとき、その軸受ハウジング２
４に対する相対回転角度が増大するにつれて増大
する戻しトルクを発生させるものである。

このように、軸受ハウジング３８は軸受ハウジ
ング２４および軸受３２，３４によつて一定角度
前傾した状態で支承されているのに対し、その内
周面は車両の横方向に平行な中心線を有する円筒
面とされており、軸受４０，４２を介して円柱状
のスピンドル４４を支承している。すなわち、本
実施例においては、スピンドル４４が軸受ハウジ
ング３８と軸受４０，４２とから成る第一軸受体
により回転可能に支承され、その第一軸受体が軸
受ハウジング２４と軸受３２，３４とから成る第
二軸受体によつて、スピンドル４４の軸線Ａに対
して一定角度前傾した傾斜軸線Ｂのまわりに回転
可能に支承されているのである。

上記スピンドル４４のトリーリングアーム１６
側とは反対側の端部は軸受ハウジング３８から突
出させられており、この突出端部に形成されたフ
ランジ部４６の外側面には、ブレーキロータとし
てのデイスクロータ４８が固定されている。そし
て、このデイスクロータ４８の中央部外面には有
底円筒状のホイールデイスク５０が固定されてお
り、このホイールデイスク５０と、その外周面に
固定されたリム５２とによつてタイヤ５４が支持
されて後車輪５６が構成されている。したがつ
て、走行時には、後車輪５６およびデイスクロー
タ４８がスピンドル４４とともにその軸線のまわ
りに回転することとなる。

上記軸受ハウジング３８のデイスクロータ４８
と対向する側の端部には、半径方向外向きに延び
出すフランジ５８が設けられており、このフラン
ジ５８にマウンテイングブラケツト６０によりブ
レーキ機構６２が取り付けられている。したがつ
て、制動時において、後車輪５６の回転がデイス
クロータ４８を介して抑制されることにより生ず
るブレーキトルクは、マウンテイングブラケツト
６０、フランジ５８、軸受ハウジング３８等によ
つて受けられることとなる。

なお、トレーリングアーム１６と図示しない車
体とを連結し、車体の重量を支える役割を果たす
スプリングおよびシヨツクアブソーバ等は、本考
案とは直接関係がないため、図示および詳細な説
明は省略する。

後車輪５６が上記のようにして懸架された自動
車においては、制動時にタイヤ５４と路面との間
に生ずる摩擦力の作用点が、トレーリングアーム
１６が２個のブラケツト１２によつて支持されて
いる位置から自動車の幅方向に外れているため、
トレーリングアーム１６に第１図において時計方
向の回転モーメントが生じ、トレーリングアーム
１６を支持しているブツシユ２２の撓みによつて
スピンドル４４が後方へ傾かされ、後車輪５６は
トーアウト傾向となるようにステアさせられるこ
ととなる。しかし、これと同時に後車輪５６の回
転が抑制されることにより生ずるブレーキトルク
がマウンテイングブラケツト６０を介して軸受ハ
ウジング３８に伝達されるため、軸受ハウジング
３８が回転させられてスピンドル４４が前方へ傾
かされ、上記スピンドル４４の後方への傾きが打
ち消されることとなる。

すなわち、軸受ハウジング３８は制動時にブレ
ーキ機構６２、マウンテイングブラケツト６０等
を介して後車輪５６から回転トルクを受けて回転
させられるのであるが、軸受ハウジング３８は前
述のようにスピンドル４４の軸線Ａ、すなわち後
車輪５６の回転中心線に対して一定角度前傾した
傾斜軸線Ｂのまわりに回転するため、軸受ハウジ
ング３８の回転に伴つて、スピンドル４４の軸線
Ａは傾斜軸線Ｂとの交点を頂点とする円錐面に沿
つて旋回する歳差運動を行うこととなり、この運
動に伴うスピンドル４４の前傾成分によつてスピ
ンドル４４の後傾が打ち消されるのである。その
結果、後車輪５６はトーイン傾向にもトーアウト
傾向にもならず、単にネガテイブキヤンバ傾向と
なる。

したがつて、自動車が直進している状態でブレ
ーキ機構６２が作用させられた場合には、後車輪
５６がトーインあるいはトーアウトの状態となつ
て回転させられることがなくなつて、タイヤ５４
の路面に対するすべりが少なくなり、タイヤ５４
の摩耗量が減少する効果が得られる。

また、旋回中にブレーキ機構６２が作用させら
れた場合には、外側の後車輪５６の回転軸である
スピンドル４４は、路面から後車輪５６に加えら
れる横力によつて直進時の制動におけるよりも更
に大きく後方へ傾けられ、この外側の後車輪５６
に大きくトーアウト側へステアされることとなる
が、この場合にも、スピンドル４４が軸受ハウジ
ング３８の回転に伴つて前傾させられ、後車輪５
６のトーアウト傾向が軽減されることとなるた
め、内側の後車輪が横力によつてトーイン傾向と
されることと相俟つて、車体後部が外側へ振り出
されて旋回半径が小さくなるオーバステアの発生
が防止され、安定した状態で自動車を旋回させ得
ることとなるのである。

また、本実施例においては、第一軸受体（軸受
ハウジング３８および軸受４０，４２）が第二軸
受体（軸受ハウジング２４および軸受３２，３
４）の内側に収容されているため、軸受体を２つ
用いながら、この部分が長くなることを回避する
ことができ、支持装置全体をコンパクトに構成す
ることができるのである。

なお、以上の説明においては、傾斜軸線Ｂのス
ピンドル軸線Ａに対する傾斜角度および方向なら
びにゴムブツシユ３６の荷重特性が、自動車直進
中における制動時にトレーリングアーム１６によ
つて許容されるスピンドル４４の後傾を、軸受ハ
ウジング３８の回転に伴うスピンドル４４の前傾
がちようど打ち消すように選定されているものと
したが、これらを自動車直進中における制動時に
は後車輪がややトーイン傾向となり、旋回中にお
ける制動時に外側の後車輪が殆どトーアウト傾向
とならないように定めることも可能である。ま
た、逆に自動車直進中における制動時に後車輪の
トーアウト傾向が完全には打ち消されないように
傾斜軸線Ｂの傾斜角度やゴムブツシユ３６の荷重
特性を定めても、このような対策が施されていな
い従来の装置に比較すれば、自動車の旋回安定性
を増すという本考案の効果を得られるのである。

また、本実施例において、軸受ハウジング３８
を保持する弾性部材はゴムブツシユ３６とされて
いたが、平板状のゴム部材や金属製のばねを弾性
部材として用いることも可能であり、さらに、軸
受ハウジング２４はトレーリングアーム１６と一
体に形成してもよい。

さらに、本実施例においては、後車輪５６はト
レーリングアーム１６をサスペンシヨンアームと
する所謂トレーリングアーム方式で懸架されてい
たが、制動時に後車体のスピンドルが後方へ傾く
ことが許容される形式のものであれば、例えばウ
イツシユボーン方式等、他の独立懸架装置の車輪
支持装置１３にも同様に本考案を適用し、上記の
ような効果を得ることができるのであり、また、
この際に用いられるブレーキはデイスクブレーキ
のみならず、ドラムブレーキであつてもよく、こ
の場合には、ドラムブレーキを構成するブレーキ
ドラムがブレーキロータとなる。

さらにまた、本考案は非駆動輪の支持装置に適
用して特に有効なものであるが、駆動輪の支持装
置に適用することも可能であり、前車輪の支持装
置に適用することも可能である。

その他、いちいち例示することはしないが、本
考案の趣旨を逸脱することなく、当業者の知識に
基づいて種々の変形、改良を施した態様で本考案
を実施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である車輪支持装置
を備えた独立懸架装置によつて懸架された後車輪
の一方を示す平面図である。第２図は、第１図に
おける−断面図である。第３図は本考案の作
用を示す説明図である。１３別紙の通り図面の第
３図を追加する。 １０……サスペンシヨンメンバ、１６……トレ
ーリングアーム（サスペンシヨンアーム）、２２
……ブツシユ、｛２４……軸受ハウジング、３２，
３４……軸受｝第二軸受体、３６……ゴムブツシ
ユ、｛３８……軸受ハウジング、４０，４２……
軸受｝第一軸受体、４４……スピンドル、４８…
…デイスクロータ（ブレーキロータ）、５６……
後車輪、６０……マウンテイングブラケツト、６
２……ブレーキ機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 自動車の車輪およびブレーキロータが固定され
   たスピンドルと、 そのスピンドルを軸線のまわりに回転可能に支
   承するとともに、前記ブレーキロータに摩擦係合
   してブレーキロータの回転を抑制するブレーキ機
   構を保持する第一軸受体と、 その第一軸受体を前記スピンドルの軸線に対し
   て傾いた傾斜軸線のまわりに回転可能に支承する
   第二軸受体と、 それら第一軸受体と第二軸受体との間に設けら
   れて常には第一軸受体を第二軸受体に対して一定
   位相位置に保持しており、その一定位相位置から
   の第一軸受体の第二軸受体に対する相対回転角度
   が増大するにつれて増大する戻しトルクを発生さ
   せる弾性部材と を含み、かつ、前記第二軸受体の軸線の第一軸受
   体の軸線に対する傾きの方向が、第一軸受体が前
   記一定位相位置から自動車前進時における前記車
   輪の回転方向と同方向に回転する際に前記スピン
   ドルの軸線が平面視で自動車前方へ回動する方向
   とされていることを特徴とする自動車の車輪支持
   装置。