JP2001508726A

JP2001508726A - 特に自動車用のサスペンション構造、この構造を有するサスペンション、及び、このサスペンションを備えた自動車

Info

Publication number: JP2001508726A
Application number: JP50388199A
Authority: JP
Inventors: パトリックパスカルラブ
Original assignee: パトリックパスカルラブ
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2001-07-03
Also published as: CN1265068A; WO1998057814A1; KR20010013819A; AU8219598A; FR2764546B1; EP0988162A1; FR2764546A1; BR9810140A; CA2295166A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、好ましくはそれらが合体する一端部（１９）で相互に接続された少なくとも三つの可撓性アーム（１１），（１２），（１３）からなる、特に自動車用の弾性サスペンション構造体に関する。本発明は、前記弾性サスペンション構造体の各アームが、異方性の剛性をもった関節によって、車輪支持体および自動車の乗客空間（３）に連結されることを特徴とする。このサスペンション構造体（１）は、動的特性を改善する低い捻れ剛性をもった弾性架台（５）を介して、自動車の乗客空間（３）に連結される。本発明は、特にミニバンおよびクロスカントリー車に適用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】特に自動車用のサスペンション構造本発明はサウスペンションサスペンションに関し、詳細には自動車用の、より詳細には、これに限定されるものではないが、四輪自動車用のサスペンションに関する。この技術における周知技術では、ガイド機能および剛性機能を与える別々の手段を使用する。それは、懸架される自動車部材に関して各車輪の運動を案内する機能をもった部材（トライアングル、トレイリングアーム等）、並びにエネルギーの蓄積および復元の機能をもったスプリングを構成する弾性部材（コイルバネ、捻り棒など）を使用する。上記技術の欠点は部品点数が多いことであり、これは、組み立てコストが高いことを意味する。車両の乗員が良好な快適さレベルを得るには、所定の横方向加速に対して最小のロール角度を得るために、（特に、高い横揺れ慣性を有する多目的自動車（ＭＰＶ）の場合）、ハンチング時よりもロールにおける方が高い、車輪での剛性を必要とするのに対して、ハンチングにおける剛性は、人間における運動の固有振動数に関連する。従来の解決策は、夫々の車軸に横揺れ防止棒を追加することである。これが部品点数を増加するという事実は別として、それが負荷されると、孤立した障害物の上を通過するときの車輪での剛性は増大する。乗り物の構造に伝わる力は、比例して増大し、乗員が受ける加速度の変化は結果的に高くなり、これは快適さを低下させる。更に、この追加の剛性はピッチでは作用せず、これは所定の減速のためのブレーキ角度を制限するために非常に有益である。従って、上記従来の解決策は不充分である。サスペンションの運動を制限して、車両の乗員に対する良好な快適レベルを達成するには、可変剛性、即ち、静的平衡位置では低く、且つ圧縮または膨張によりそこから離れたときには高くなるような可変剛性が必要になる。この方法では、静的平衡位置付近における車輪位置の小さな変化が、加速度の小さな変化を誘導し、これは快適さにとって有益である。他方、大きな障害物は、生じた力が自動車の軌道を十分に変更して、障害物を満足のいく十分な方法で乗り越えるための条件を形成するために、高い剛性を必要とする。 FR 2 563 301特許(Bertin)は、ロール運動に対して反応せず、二つの剛性末端部材間の横方向の弾性のリーフスプリングでできた装置を提案している。しかしながら、これはそれ自身に負荷される車輪での剛性を、そのハンチングにおけるその剛性に比較して倍化し、これは「衝突」の強さを増大して快適さを損なう。これらの悪影響を制限する一つの方法は、リーフスプリングにプレストレスを与えることにより、ハンチングにおける装置の剛性を低下させ、生じる高い静的変位を補償することである。自動車の組み立てラインにおいてこのプレストレスを与えなければならないこと（これは組み立て時間を増大させる）を回避するために、FR 2 600 016特許(B ertin)は、プレストレスを与えたリーフスプリングをサブフレームに設置し、次いでこれを自動車に組み立てることを記載している。しかし、この種の解決策は部品点数が多くなる欠点を有している。剛性の末端と共にリーフスプリングを使用することに基づいて、FR 2 624 446 特許(Bertin)は、漸進的剛性の法則を使用することにより部品数を減少させ、上記の悪影響を排除することを記載している。しカル、この解決策は、リーフスプリングの各末端での微妙な入れ子式嵌合の必要性によって減殺される。更に、上記の理由とは別に、横方向のリーフスプリングを使用する全ての解決策は、エンジンブロックを、それが駆動する車軸の車輪の間に設置することを妨げる欠点を有している。従って、この種の構造は、 −エンジンブロックを、カンチレバー式に装着するか（これは特にピッチの慣性モーメントを増大し、快適さを損なう）、 −または、乗客区画の方に移動させること（これは特に自動車の乗客のための利用可能な空間、および正面衝撃の際の挙動にとって不利である）を必要とする。従来のサスペンション構造は、自動車に対する車輪の相対的な動きに際して、全端および後端において大きな力を生じ、これは捻れおよび曲げにおける高い構造剛性を必要とする。このことは、これら部品の質量を低減する可能性を制限し、動的特性、安全性、および動力消費にとって不利である。衝撃保護は、少なくとも部分的に、当該技術分野で周知の軽量かつ変形可能な材料に委ねることができるから、前端および後端の単純化が容易であり、これは自動車の重量にとって有益である。このことは、重量の減少につながる寸法の全体的減少をもたらす。従来技術のアンチロール装置（例えばアンチロールバー）は、地面との接触点によって定められる四辺形の捻れに対する剛性を誘導し、これは路面保持性能にとっても不利である。 FR 2 640 205特許(Renault)は、自動車の構造に対する捻れ応力および曲げ応力を制限する目的で、地面負荷が地面との接触点で定義される四辺形の捩れから独立するような、平衡サスペンションを提供する。しかし、車軸の軸線上にある横方向リーフスプリングがエンジンの位置決めを妨げるという事実とは別に、この解決策では多くの部品および連結部を必要とする。更に、提案された解決策の説明からは、自動車の軌道は、自動車の懸架された部分に対する車輪のこのような運動によって変更されないことが明らかである。従って、この相対的な運動は、サスペンションの構造に許容可能な最大値に容易に達し得るから、結果的に車の揺れを生じる。このような揺れは快適さにとって有害であり、また自動車の構造に大きな応力を与え、これは所期の目的に反する。追加の剛性を加えることによって、これを矯正する必要があるであろう。これは部品の数を更に増加させ、提案された解決策の利益を減少させることになる。最後に、サスペンションは長手方向の可撓性を有し、特に、大変急な障害物（例えば縁石）の上を所定速度で通過することから生じる極度の力を制限する必要がある。従来使用されている弾性支持体およびピボットは、許容可能な形状を維持する必要性から、当該技術分野で周知の構造に対して限られた可撓性を与えることができるに過ぎない。 FR 2 552 718の書面に記載されているポピネット(Popinet)サスペンション構造は、二つの横方向リーフスプリングおよび二つの縦方向リーフスプリングを含む可撓性フレームによって自動車の四つの車輪を結合しており、特にこの観点から効果的である。しかし、この種の構造は、車軸の車輪の間にエンジンを配置するのを妨げ、またハンチングの場合よりもロールにおいて低い剛性を有する欠点がある。最後に、サスペンションは、地面の上を転がるタイヤに起因した振動をできる限り取り除かなければならない。しかし、従来技術の構造は、得られた組立体の剛性の異方性に寄与しないサブフレームを介して二段階の可撓性連結部によって、サスペンションを自動車の構造体に連結する。本発明は、これらの欠点を克服するサスペンション装置の製造を提案する。自動車の長手方向軸線を含む垂直面に関して対称で、主に垂直方向すなわち上下方向に可撓性で且つ水平方向により少し可撓性を有する、本発明による弾性サスペンション構造体は、合体即ち合流する一端で結合された少なくとも三つの可撓性アームを具備し、前記構造体の垂直方向に突出した表面は、隣接するアームの自由端を結ぶ多角形内に内接しており、前記サスペンション構造体の前記夫々の端部は、直接または間接に車輪支持体に接続される。本発明による弾性構造体の各アームは、概略的には、他のアームに連結されたその端部と車輪支持体に連結されたその端部との間で、自動車の乗客区画に連結される。最も概略的に言えば、それは異方性の剛性をもった可撓性の連結であり、この異方性の剛性は、その連結部の位置において、前記アームに直交する水平面により近接した一つの軸を中心とした回転運動において主な自由度を与え、また他の五つの各軸に対しては、特に、その関節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転において、適切に選択されたより小さい運動の自由度を与える。この連結は、可撓性ピボット、横長の支持体、一対の弾性支持体、または異方性の剛性をもった他の弾性装置の形態であり得る。各アームの主要部分の厚さに対する幅の比は、自動車の乗客区画へのアームの連結場所の近傍における少なくとも一つの最小値と、これらアームが合流する場所の近傍における一つの最大値とを有する。高い上下方向負荷の存在下での各アームのプロファイルの垂直平面上への水平突起は、車輪支持体に連結されたその端部から、自動車の乗客区画に連結されたその端部まで、実質的に直線である。高い上下方向負荷が加わると、車輪支持体に結合された端部と自動車の乗客区画に結合された端部との間のアーム部分において、車輪支持体への連結端に加わる水平方向の力に起因した捻れが相殺される。そのエネルギー蓄積能力を増大させるために、各アームは、他のアームに連結された端部と自動車の乗客区間への連結部との間の中央部分に、一以上の横方向リブを有することができる。スプリング、好ましくは弾性材料製のアバットメント（例えば自動車の速度および／または荷重に適合した加圧ガスを充填したキャビティーを含む）によって与えられる追加の剛性が、自動車の乗客区画とサスペンション構造体の中心材との間に設置され、これは自動車の乗客区画への連結によって制限される。特に四輪自動車においては、当該サスペンション構造体はサブフレームによって自動車の乗客区画に連結することができ、該サブフレームはその平面内で剛性であり、自動車の長手方向軸線を含む垂直平面に関して対称であり、捻りにおいて可撓性で且つ捻り力以外の負荷に対してはより剛性であり、実質的に矩形のフレームのように開いており、その側部は湾曲可能であり、その主要部分は、サスペンション構造体への連結部を支持する接合点に向かって縮小するのが有利であり、その間でサブフレームは四つの連結部によって自動車に結合され、該連結部のうちの二つは、サブフレームの対称な長手方向平面に位置しているために「長手方向」と称され、また前記連結部のうちの二つは、前記長手方向連結部から実質的に同じ距離の適切に選択された点で前記対称面と交差する横方向の軸上にあるので「横方向」と称される。この連結は、概略的には、夫々の長手方向軸線および横方向軸線を中心にある程度の回転運動の自由度を与え、また、他の五つの軸の夫々に関しては、特にその関節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転において運動のより少ない自由度を与える等方性の剛性を持った可撓性の連結である。上記の各連結は、可撓性ピボット、横長の支持体、一対の支持体、または異方性の剛性を持った何れか他の弾性装置の形態であることができる。これは、捻れ運動に対する優先的な処理を与え、これにより生じる可撓性は捻れにおけるサスペンションの剛性を減少させ、これは動的性質、特に快適性を最適化する。本発明によるサスペンション構造体およびサブフレームは、曲げ係数に対する疲労抵抗の高い比率をもった何れかの材料、好ましくは、合成樹脂の中に埋設された少なくとも二方向に配向した繊維からなる複合材料、例えばガラス／エポキシ樹脂で製造するのがよい。本発明の特徴を、四輪自動車に関する実施例との関連において、図１〜図１０を参照して説明する。図１は、自動車のシルエットに対して示した、図２における線Ｂ２−Ｂ２’に沿った本発明のサスペンション構造体における長手方向の断面図であり、図２は図１の線ＡＩ−ＡＩ’に沿った平面図である。図３は、車輪が障害物の上を通過するときの、本発明によるサスペンション構造体の図であり、図４は該構造体の平面図である。図５は、一つの車輪が所定速度で縁石を横切るときの、本発明による弾性サスペンション構造体の図６における線Ｂ６−Ｂ６’に沿った長手方向の断面図であり、図６は同じ状況での平面図である。図７−１は、本発明によるサスペンション構造体の一つのアームを、該アームが他に連結する部分を切り欠いて示す正面図であり、図７−２は、該アームが他に連結する部分を切り欠いて示すの平面図であり、図８は、自動車のシルエットに対して示した、本発明によるサスペンション構造体の図９における線Ｂ９−Ｂ９’に沿った長手方向の断面図であり、図９は、図８における線Ａ８−Ａ８’に沿った平面図、図１０は長手方向の詳細な断面図である。

【手続補正書】【提出日】平成１１年１２月２７日（１９９９．１２．２７）【補正内容】 (1) 発明の名称を「特に自動車用のサスペンション構造、この構造を有するサスペンション、及び、このサスペンションを備えた自動車」に訂正する。 (2) 明細書及び請求の範囲を別紙の通り全文訂正する。明細書特に自動車用のサスペンション構造、この構造を有するサスペンション、及び、このサスペンションを備えた自動車発明の背景発明の分野本発明はサスペンションに関し、詳細には自動車用の、より詳細には、これに限定されるものではないが、四輪自動車用のサスペンションに関する。先行技術の説明この技術における周知技術では、ガイド機能および剛性機能を与える別々の手段を使用する。それは、懸架される自動車部材に関して各車輪の運動を案内する機能をもった部材（トライアングル、トレイリングアーム等）、並びに、エネルギーの蓄積および復元の機能をもったスプリングを構成する弾性部材（コイルバネ、捻り棒など）を使用する。上記技術の欠点は部品点数が多いことであり、これは、組み立てコストが高いことを意味する。車両の乗員が良好な快適さレベルを得るには、所定の横方向加速に対して最小のロール角度を得るために、（特に、高い横揺れ慣性を有する多目的自動車（ＭＰＶ）の場合）、ハンチング時よりもロール時における方が高い車輪での剛性が必要であるのに対して、ハンチングにおける剛性は、人間における運動の固有振動数に関連する。従来の解決策は、夫々の車軸にアンチロールバーを追加することである。これが部品点数を増加するという事実は別として、それが負荷されると、孤立した障害物の上を通過するときの車輪での剛性を増大させる。乗り物の構造に伝わる力は、比例して増大し、乗員が受ける加速度の変化は結果的に高くなり、これは快適さを低下させる。更に、この追加の剛性はピッチでは作用せず、これは所定の減速のためのブレーキ角度を制限するために非常に有益である。従って、上記従来の解決策は不充分である。サスペンションの運動を制限して、車両の乗員に対する良好な快適レベルを達成するには、可変剛性、即ち、静的平衡位置では低く、且つ、圧縮または膨張によりそこから離れたときには高くなるような可変剛性が必要になる。この方法では、静的平衡位置付近における車輪位置の小さな変化が、加速度の小さな変化を誘導し、これは快適さにとって有益である。他方、大きな障害物は、生じた力が自動車の軌道を十分に変更して、障害物を満足のいく十分な方法で乗り越えるための条件を形成するために、高い剛性を必要とする。 FR 2 563 301特許(Bertin)は、ロール運動に対して反応せず、２つの剛性末端部材間の横方向の弾性のリーフスプリングでできた装置を提案している。しかしながら、これはそれ自身に負荷される車輪での剛性を、そのハンチングにおけるその剛性に比較して倍化し、これは「衝突」の強さを増大して快適さを損なう。これらの悪影響を制限する一つの方法は、リーフスプリングにプレストレスを与えることにより、ハンチングにおける装置の剛性を低下させ、生じる高い静的変位を補償することである。自動車の組み立てラインにおいてこのプレストレスを与えなければならないこと（これは組み立て時間を増大させる）を回避するために、FR 2 600 016特許(B ertin)は、プレストレスを与えたリーフスプリングをサブフレームに設置し、次いでこれを自動車に組み立てることを記載している。しかし、この種の解決策は部品点数が多くなる欠点を有している。剛性の末端と共にリーフスプリングを使用することに基づいて、FR 2 624 446 特許(Bertin)は、漸進的剛性の法則を使用することにより部品数を減少させ、上記の悪影響を排除することを記載している。しかし、この解決策は、リーフスプリングの各末端での微妙な入れ子式嵌合の必要性によって減殺される。更に、上記の理由とは別に、横方向のリーフスプリングを使用する全ての解決策は、エンジンブロックを、それが駆動される車軸の車輪の間に設置することを妨げる欠点を有している。従って、この種の構造は、エンジンブロックを、カンチレバー式に装着するか（これは特にピッチの慣性モーメントを増大し、快適さを損なう）、または、乗客区画の方に移動させること（これは特に乗員のための利用可能な空間、および、正面衝撃の際の挙動にとって不利である）を必要とする。従来のサスペンション構造は、自動車に対する車輪の相対的な動きに際して、全端および後端において大きな力を生じ、これは捻れおよび曲げにおける高い構造剛性を必要とする。このことは、これら部品の質量を低減する可能性を制限し、動的特性、安全性、および動力消費にとって不利である。衝撃保護は、少なくとも部分的に、当該技術分野で周知の軽量かつ変形可能な材料に委ねることができるから、前端および後端の単純化が容易であり、これは自動車の重量にとって有益である。このことは、重量の減少につながる寸法の全体的減少をもたらす。従来技術のアンチロール装置（例えばアンチロールバー）は、地面との接触点によって定められる四辺形の捻れに対する剛性を誘導し、これは路面保持性能にとっても不利である。 FR 2 640 205特許(Renault)は、自動車の構造に対する捻れ応力および曲げ応力を制限する目的で、地面負荷が、地面との接触点で定義される四辺形の捩れから独立するような、平衡サスペンションを提供する。しかし、車軸の軸線上にある横方向リーフスプリングがエンジンの位置決めを妨げるという事実とは別に、この解決策では多くの部品および連結部を必要とする。更に、提案された解決策の説明からは、自動車の軌道は、自動車の懸架された部分に対する車輪のこのような運動によって変更されないことが明らかである。従って、この相対的な運動は、サスペンションの構造に許容可能な最大値に容易に達し得るから、結果的に車の揺れを生じる。このような揺れは快適さにとって有害であり、また自動車の構造に大きな応力を与え、これは所期の目的に反する。追加の剛性を加えることによって、これを矯正する必要があるであろう。これは部品の数を更に増加させ、提案された解決策の利益を減少させることになる。サスペンションは長手方向の可撓性を有し、特に、大変急な障害物（例えば縁石）の上を所定速度で通過することから生じる極度の力を制限する必要がある。従来使用されている弾性支持体およびピボットは、許容可能な形状を維持する必要性から、当該技術分野で周知の構造に対して限られた可撓性を与えることができるに過ぎない。 FR 2 552 718の書面に記載されているポピネット(Popinet)サスペンション構造は、２つの横方向リーフスプリングおよび２つの縦方向リーフスプリングを含む可撓性フレームによって自動車の４つの車輪を結合しており、特にこの観点から効果的である。しかし、この種の構造は、車軸の車輪の間にエンジンを配置するのを妨げ、またハンチングの場合よりもロールにおいて低い剛性を有する欠点がある。最後に、サスペンションは、地面の上を転がるタイヤに起因した振動をできる限り取り除かなければならない。しかし、従来技術の構造は、得られた組立体の剛性の異方性に寄与しないサブフレームを介して二段階の可撓性連結部によって、サスペンションを自動車の構造体に連結する。ドイツＡ４３２０７８９号公報は、これにかかる応力と軌道の摩耗を減少させるように構成された超軽量高速レール車両を開示し、車輪支持体が、シャーシに連結された上側及び下側リーフスプリング装置に連結されて、このシャーシに車体が中央支持スプリングを介して載せられている。この公報は、乗員のために高いレベル快適性を提供することに関しては、何ら開示していない。ドイツＣ６０２９７９号公報は、車両、特に自動車用の弾性サスペンション構造を開示しており、この構造は、車両の長手方向軸線を含む垂直面に関し対称であり、主に垂直方向に可撓性であり、車両の長手方向軸線を含む垂直面に対して水平の方向に少ない可撓性を有し、一端が一緒に接合された少なくとも３本の可撓性アームを備え、それらはそこで合体し、この構造の垂直方向に突出した表面領域は、隣接するアームの自由端を接続する多角形内に内接し、前記端の各々が、直接的又は間接的に、車輪支持体に連結されている。これらの公報の前者では、リーフスプリングが、中央プレートから延び、この中央プレートに一端が取付けられ、他端は、車軸によって支持され、断面が楕円の支持コラムが中央プレートに取付けらられ、車体を支持するブッシユがこのコラムに取付けられ、この結果、この場合、乗員区画は、アームが合体しているアームの端で連結され、出来上がった構造の車輪における剛性は、ロール、ピッチ、ハンチング、及び、捻れにおいて同じであり、上述した問題点を備え、また、この種の構造は複雑である。これらの公報の後者は、４本の独立したスプリングアームを備えた構造を開示しており、このスプリングアームは、一端を介して関節連結された車輪支持体に、他端で対とされて、連結され、この開示では、エンジンとトランスミッションとが、垂直方向軸を備えた連結具によって直接アームに接合されており、普通のシャーシを排除することがその目的であるこの構造は、車体がエンジンブロックによって発生させられた振動を受け、また、一端で対に接合されたアームが、垂直並進移動できず、又、水平面内の軸線を中心に回転できず、この種の構造は、前述した公報の構造と同じ欠点を有する。本発明の目的は、車両の動的挙動を理想化し、かつて乗員に良好な快適さを提供することができる簡単な構造を提供することである。発明の概要本発明は、車両用、特に自動車用の弾性サスペンション構造からなり、この構造は、車両の長手方向軸線を含む垂直面に関して対称で、主に垂直方向に可撓性で、且つ、前記車両の長手方向軸線を含む垂直面に関して水平方向により少ない可撓性を有し、さらに、合体即ち合流する一端で結合された少なくとも三つの可撓性アームを備え、前記構造の垂直方向に突出した表面は、隣接するアームの自由端を結ぶ多角形内に内接しており、端部の各々が、直接または間接に車輪支持体に接続され、各アームが、他のアームと連結されている端と車輪支持体と連結されている端との間で、可撓性連結部を介して、車両の乗員区画に連結され、この可撓性連結部は、各アームに、その連結部の位置において、前記アームに直交する水平面に近接した一つの軸を中心とした回転運動においてある自由度を与え、また他の５つの各軸に対しては、特に、その関節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転において、運動のより小さい自由度を与える異方性の剛性を備える。この連結部は、可撓性ピボット、横長の支持体、一対の弾性支持体、または異方性の剛性をもった他の弾性装置の形態であり得る。各アームの主要部分の厚さに対する幅の比は、自動車の乗客区画へのアームの連結場所の近傍における少なくとも一つの最小値と、これらアームが合流する場所の近傍における一つの最大値とを有するのが有利である。高い上下方向負荷の存在下での各アームのプロファイルの垂直平面上への水平突起は、車輪支持体に連結されたその端部から、自動車の乗員区画に連結されたその端部まで、実質的に直線である。上下方向の高い負荷が加わると、車輪支持体に結合された端部と自動車の乗員区画に結合された端部との間のアーム部分において、車輪支持体への連結端に加わる水平方向の力に起因した捻れが相殺される。そのエネルギー蓄積能力を増大させるために、各アームは、他のアームに連結された端部と自動車の乗員区間への連結部との間の中央部分に、一以上の横方向リブを有することができる。スプリング、好ましくは弾性材料製のアバットメント（例えば自動車の速度および／または荷重に適合した加圧ガスを充填したキャビティーを含む）によって与えられる追加の剛性が、自動車の乗員区画とサスペンション構造体の中心材との間に設置され、これは自動車の乗員区画への連結によって制限される。特に四輪自動車においては、このサスペンション構造体は、サブフレームによって自動車の乗客区画に連結することができ、このサブフレームはその平面内で剛性であり、車両の長手方向軸線を含む垂直面に関して対称であり、捻りにおいて可撓性で且つ捻り力以外の負荷に対してはより剛性であり、実質的に矩形のフレームのように開いており、その側部は湾曲可能であり、その主要部分は、サスペンション構造体への連結部を支持する接合点に向かって縮小するのが有利であり、その間でサブフレームは４つの連結部によって車両に結合され、該連結部のうちの２つは、サブフレームの対称な長手方向平面に位置しているために「長手方向」と称され、また前記連結部のうちの２つは、前記長手方向連結部から実質的に同じ距離の適切に選択された点で前記対称面と交差する横方向の軸上にあるので「横方向」と称される。この連結は、概略的には、夫々の長手方向軸線および横方向軸線を中心にある程度の回転運動の自由度を与え、また、他の５つの軸の夫々に関しては、特にその関節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転において運動のより少ない自由度を与える等方性の剛性を持った可撓性の連結部である。上記の各連結は、可撓性ピボット、横長の支持体、一対の支持体、または異方性の剛性を持った何れか他の弾性装置の形態であることができる。これは、捻れ運動に対する優先的な処理を与え、これにより生じる可撓性は捻れにおけるサスペンションの剛性を減少させ、これは動的性質、特に快適性を最適化する。本発明によるサスペンション構造体およびサブフレームは、曲げ係数に対する疲労抵抗の高い比率をもった何れかの材料、好ましくは、合成樹脂の中に埋設された少なくとも二方向に配向した繊維からなる複合材料、例えばガラス／エポキシ樹脂で製造するのがよい。本発明は、また、サスペンション構造であって、サスペンション構造の一部であるアームと、サスペンション構造を含む特に自動車用のサスペンションとを含む車輪サスペンションであって、このサスペンション構造は、上述した全ての構造である。本発明は、さらに、上述した種類のサスペンションを含む車両からなる。本発明の特徴を、四輪自動車に関する実施例との関連において、図１〜図１０を参照して説明する。図面の簡単な説明図１は、自動車のシルエットに対して示された本発明のサスペンション構造の、図２におけるＢ２−Ｂ２’線に沿った長手方向の断面図である。図２は、図１のＡＩ−ＡＩ’線に沿った平面図である。図３は、車輪が障害物の上を通過するときの、本発明によるサスペンション構造体の図である。図４は、図３の構造の平面図である。図５は、一つの車輪が所定速度で縁石を横切るときの、本発明による弾性サスペンション構造体の図６におけるＢ６−Ｂ６’線に沿った長手方向の断面図である。図６は、図５と同じ状況での平面図である。図７−１は、本発明によるサスペンション構造体の一つのアームを、該アームが他に連結する部分を切り欠いて示す正面図である。図７−２は、該アームが他に連結する部分を切り欠いて示すの平面図である。図８は、自動車のシルエットに対して示した、本発明によるサスペンション構造体の図９におけるＢ９−Ｂ９’線に沿った長手方向の断面図である。図９は、図８におけるＡ８−Ａ８’線に沿った平面図、図１０は長手方向の詳細な断面図である。好ましい実施形態の詳細な説明図１及び図２は、本発明によるサスペンション構造１を示し、このサスペンション構造は、４本のアーム１１、１２、１３および１４から構成され、これらは、一緒に結合されている端１９で合体させられ、各自由端１５、１６、１７、１８が当業者に良く知られ且つ図示しない手段によって、図示しない車輪支持体を介し、前輪２又は後輪２’に連結されている。水平面において、前記サスペンション構造１は、長手方向軸線上に、半長円形の凹部１０１と１０２（前側に１０１、後側に１０２）を有し、各アームは、車輪支持体に連結されるべき端１５、１６、１７または１８が、車輪軸に必要な最小角度であるように、三日月形状を有し、図示しない主な横断面は形状が楕円である。本発明のこの実施形態は、前側では図１に示され、後側では図示されていない、ダンパ３１のような、当業界において良く知られた構成要素を含む。サスペンション構造１は、前端３’または後端３”にいかなる力も伝達せず、前端３’に取付けられたダンパ３１とは異なり、これらのいずれにもサスペンション構造は連結されていない。図３および図４は、障害物通過がどのように、車両３の乗員区画に対して固定された、係数に関する、アーム１３の上下方向変位Ｄｚを生じさせるかを示し、このサスペンション構造１は、その動きに対して、同じ方向で、その上下方向可撓性によって決定される比率の力Ｆｚを対向させる。反対に、方向Ｄｘ及びＤｙの対応する力Ｆｘ及びＦｙに関連する、水平面内での、アーム１３の端１７のより小さな動きＤｘおよびＤｙは、本発明の構造１の水平面における、より小さな可撓性を表す。この上下方向の可撓性により、サスペンション構造は、確実にバネ機能を行い、同時に、その適当に選択された水平面内におけるより低い可撓性は、案内機能と両立可能である。図５及び図６は、水平面における可撓性を反映する水平面におけるアーム１１の端１４の動きＤｘｙが、どのように、サスペンション構造１が受けるこの方向の極めて大きな力Ｆｘｙ、特に、縁石通過に起因するを制限するかを示している。図７ないし図１は、本発明によるサスペンション構造１のアーム１４の主要部分の厚さの変化を示し、図７ないし図２は、その幅の変化を示す。アームの主要部分の厚さに対する幅の比率は、車両３の乗員区画への連結部６で最小であり、アームが合体している箇所１９の近傍で最大である。本発明のこの特定の実施形態では、車両の乗員区画へのアームの連結部６は、アームと直交する軸を備えた”サイレントブロック”型の可撓性ピボットである。本発明のもう一つの実施形態が、図８乃至図１０に示されている。サスペンション構造１の各アーム１１、１２、１３、１４は、可撓性ピボット６によって可撓性サブフレーム５に連結されており、可撓性ピボット６の軸線は、連結位置でアームと略直交しており、この軸線は水平であり且つ車両の長手方向軸線と４５°の角度をなしている。角が切られ矩形フレームの形態であり且つその主要部分が厚さより幅広である可撓性のサブフレーム５は、その平面において、剛性を有し、捻れにおいて構造１より低い剛性を有し、捻れにおける剛性より１０ないし２０倍程度のロールにおける剛性を有する。これは、４つの柔かいピボットと、２つの水平ピボット４１と、２つの横ピボット４２とを介して車両３の乗員区画に連結されている。図９及び図１０は、構造１が追加の剛性を提供する弾性圧縮アバットメント７’と弾性拡張アバットメント７と組み合わされている特定の実施形態を示している。これらは、車両３の乗員区画とサスペンション構造１の中央部分１９９との間に取付けられ、４つの連結部６によってサブフレーム５に制限されている。この特定の組立体は、車両３の乗員区画に固定され、サスペンション構造１を貫通し、且つ、圧縮アバットメント７’を支持しているタイロッド９を含んでいる。本発明の他の実施形態では、他の追加の剛性を、車両３の乗員区画とサスペンション構造１との間に設けてもよい。車両の前端及び後端は、スプリングが生じさせる力を受けない。サブフレーム５への４つの連結部６により、前記連結部間のサスペンション構造１の中央部１９９の材料は、車両３の乗員区画に対する車輪の動きによって、変形させられる。サスペンション構造１の中央部分１９９の負荷は、車両３の乗員区画に対する車輪の動きによって、特に、車両がハンチング、ロール或いはピッチを受けるか、一つの車輪のみに影響を与える孤立した障害物を乗り越えるか、又は、地面と接触する箇所によって定められが四辺形の捻れを受けるかによって異なる。ロールは、サスペンション構造１の中央部分１９９の材料を、相反する変形にさらし、この変形が、ハンチング時の車輪での剛性に対して、車輪の剛性を増大させ、これらの変形が相互依存的な硬化を有する。同じ理由で、ピッチング時の車輪での剛性は、ハンチング時のその剛性より大きい。サスペンション構造１の可撓性に対して適当に高い捻れにおけるサブフレーム５の剛性は、組立体の構成要素が、”連続している”という事実により、サスペンション構造１とサブフレーム５とを備えた組立体の低い剛性を生じさせる。出来上がったサスペンションは、負荷を受けた車輪だけで、ハンチング時の剛性に近い剛性を有することができる。車両の車輪の乗員区画に対する上下方向の動きは、乗員区画とサスペンション構造１の中央材１９９との間の距離を変化させる。車両の乗員区画に固定された拡張アバットメント７、又は、圧縮アバットメント７’は、サスペンション構造の中央部分１９９に接触したとき、サスペンション構造に、漸進的な剛性を与える上下方向の力を生じさせ、又、サスペンション構造１の中央部分１９９に応力を生じさせる。したがって、このサスペンションの性能は、同じ疲労負荷に対して、改善されている。図示の実施形態では、アバットメントは、車両３の静的平衡状態で、サスペンション構造１から離れている。しかしながら、他のの実施形態では、これらの少なくとも１つが、サスペンション構造に接触していてもよい。弾性構造１の寸法、及び、サブフレーム５を介した車両の乗員区画への弾性構造への連結部６への位置は、ロール時の剛性を、ハンチング時の剛性より大きく、高いレベルに調整できる。このサスペンション構造１は、高いレベルの性能を達成できる複合材料から作られているのが好ましい。その連結部６からサブフレーム５、車輪支持部に連結されたその端１５、１６、１７または１８まで、各アーム１１、１２、１３または１４の外皮は、一方が、主軸がアームの主要部と直交するまっすぐな螺旋をたどり、他方が、まっすぐでない方向の同じ螺旋をたどる２つのグラスファイバロービングの、必要な数の層を備えている。サスペンション構造１の中央材１９９は、長手方向に配置された繊維を備えていてもよい。このように配置された繊維は、サスペンション構造の応力を吸収する。このサスペンションは、車輪のサスペンションの必要な運動力学的性質に応じて、より多くの、又は、より少ない案内アームを含んでいる。本発明に適合する実施形態では、前記アームの少なくとも１つが上述したサスペンション構造１に属する。請求の範囲１．車両用、特に自動車用の弾性サスペンション構造であって、該サスペンション構造は、車両の長手方向軸線を含む垂直面に関して対称で、主に垂直方向に可撓性で、且つ、前記車両の長手方向軸線を含む前記垂直面に関して水平な方向でより少ない可撓性を有し、前記サスペンション構造は、さらに、合体する一端で結合された少なくとも３本の可撓性アームを備え、前記構造の垂直方向に突出した表面は、隣接するアームの自由端を結ぶ多角形内に内接しており、端部の各々が、直接または間接に車輪支持体に接続され、各アームが、他のアームと連結されている端と車輪支持体と連結されている端との間で、可撓性連結部を介して、車両の乗員区画に連結され、この可撓性連結部は、各アームに、その連結の位置において、前記アームに直交する水平面に近接した一つの軸を中心とした回転運動においてある自由度を与え、且つ、他の５つの各軸に対しては、特に、その関節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転において、運動のより小さい自由度を与える異方性の剛性を備えている。２．前記可撓性連結部が、可撓性ピボットである、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。３．少なくとも１本のアームの主要部分の厚さに対する幅の比率が、前記車両の乗客区画へのアームの連結場所の近傍の少なくとも一つの最小値と、前記アームが合流する場所の近傍の一つの最大値とを有する、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。４．高い上下方向負荷の存在下での少なくとも１本のアームのプロファイルの垂直平面上への水平突起は、車輪支持体に連結されたその端部から、自動車の乗員区画に連結されたその端部まで、実質的に直線である、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。５．前記少なくとも１本のアームが、その中央部で他のアームと連結された端と前記車両の乗員区画への連結部との間に、少なくとも１つの横方向リブを備えている、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。６．前記車両の乗員区画と前記サスペンション構造の前記中央部分との間に追加の剛性が設けられ、該剛性が前記連結部によって制限されている、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。７．前記追加の剛性がスプリングによって提供されている、請求の範囲第６項に記載のサスペンション構造。８．前記追加の剛性が弾性材料のアバットメントによって提供されている、請求の範囲第７項に記載のサスペンション構造。９．その平面において剛性の略平らなサブフレームによって、前記車両の乗員区画に連結されている、請求の範囲第１項に記載にサスペンション構造。１０．前記サブフレームが、前記車両の長手方向軸線を含む前記垂直面に関して対称である、請求の範囲第９項に記載のサスペンション構造。１１．各々が前記車両の車輪に関連する４本のアームを備えている、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。１２．その平面において剛性の略平らなサブフレームによって、前記車両の乗員区画に連結され、且つ、各々が前記車両の車輪に関連する４本のアームを備えており、前記サブフレームは、捻りにおいて可撓性で、且つ、他の負荷に対してはより剛性であり、実質的に矩形のフレームのように開いており、その側部は湾曲可能であり、その主要部分は、サスペンション構造体への連結部を支持する接合点に向かって縮小するのが有利であり、該接合点は、その間でサブフレームが前記車両に結合されているサスペンション構造への連結部を支持する、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。１３．前記サブフレームが、４つの連結部によって、前記車両の乗員区画に連結されている、該４つの連結部のうちの２つの連結部は、サブフレームの対称な長手方向平面に位置しているために”長手方向”と称され、また前記連結部のうちの２つの連結部は、前記長手方向連結部から実質的に同じ距離の適切に選択された点で前記対称面と交差する横方向の軸上にあるので”横方向”と称される、請求の範囲第１２項に記載のサスペンション構造。１４．各”長手方向”または”横方向”サブフレーム連結部が、可撓性連結部であり、該連結部が、夫々の長手方向軸線または横方向軸線を中心としたある程度の回転運動の自由度を与え、また、他の５つの軸の夫々に関しては、特にその関節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転において運動のより少ない自由度を与える等方性の剛性を持った可撓性の連結部である、請求の範囲第１２項に記載のサスペンション構造。１５．前記連結部の各々が、可撓性ピボットである、請求の範囲第１４項に記載のサスペンション構造。１６．少なくとも２つの方向に配向され、且つ、合成樹脂に埋め込まれた繊維からなる材料でできた、請求の範囲第１項に記載のサスペンション構造。１７．少なくとも１本のアームがサスペンション構造の一部分である、請求の範囲第１項ないし第１７項のいずれか１項に記載の車輪サスペンション。１８．請求の範囲第１項ないし第１６項のいずれか１項に記載の弾性構造を含む、特に、自動車用のサスペンション。１９．請求の範囲第１８項に記載のサスペンションを含む自動車。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．請求の範囲第２項ないし第６項の何れか１項に記載のサスペンション構造体（１）であって、スプリング、好ましくは弾性材料製のアバットメント（例えば自動車の速度および／または荷重に適合した加圧ガスが充填されたキャビティーを含む）によって与えられる追加の剛体（７）が、自動車の乗客区画（３）とサスペンション構造体（１）の中心材（１９９）との間に設置され、これは自動車の乗客区画（３）への連結部（６）によって制限されることを特徴とするサスペンション構造体。２．請求の範囲第１項ないし第７項の何れか１項に記載のサスペンション構造体（１）であって、夫々が自動車の車輪（２）または（２’）に結合されている四つのアーム（１１）、（１２）、（１３）および（１４）を具備することを特徴とするサスペンション構造体。３．請求の範囲第８項に記載のサスペンション構造体（１）であって、サブフレーム（５）によって自動車の乗客区画（３）に結合されており、該サブフレームは自動車の長手軸を含む垂直平面に関して対称であり、その平面内で剛性であり、捻りにおいて可撓性で且つ他の負荷に対してはより剛性であり、実質的に矩形のフレームのように開いており、その側部は湾曲することができ、その主要部分は連結部（６）をサスペンション構造体（１）に支持する接合点に向かって縮小するのが有利であり、その間ではサブフレーム（５）が四つの連結部によって自動車に結合され、該連結部のうちの二つ（４１）はサブフレームの対称な長手方向平面に位置しているために「長手方向」と称され、また前記連結部のうちの二つ（４２）は、前記長手方向連結部から実質的に同じ距離の適切に選択された点において前記対称面と交差する横方向軸の上にあるので「横方向」と称されることを特徴とするサスペンション構造体。４．請求の範囲第９項に記載のサスペンション構造体（１）であって、夫々の「長手方向」（４１）または「横方向」（４２）のサブフレーム連結部は、夫々の長手方向または横方向軸を中心としたある運動の自由度を与え、他の５つの各軸、特にその関節軸に沿った併進および直交軸を中心とした回転に関しては運動のより小さい自由度を与える等方性の剛性をもった可撓性連結部であることを特徴とするサスペンション構造体。５．請求の範囲第１項ないし第１０項の何れか１項に記載のサスペンション構造体（１）であって少なくとも二方向に配向され且つ合成樹脂の中に埋設された繊維からなる材料で製造されることを特徴とするサスペンション構造体。６．請求の範囲第１項ないし第１１項の何れか１項に記載のサスペンション構造体（１）の一部である少なくとも一つのアームを含むことを特徴とする車輪サスペンション。７．請求の範囲第１ないし第１１項の何れか１項に記載の弾性構造体（１）を含む、特に自動車用のサスペンション。８．請求の範囲１３に記載のサスペンションを含む自動車。