JP2002542975A - 自動車の前車軸のための車輪懸架装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車、特にオフロード車の前車軸のための車輪懸架装置は、立ち上げられたナックルアームを備え、このナックルアームに、それぞれウィッシュボーンから成る二重コントロールアームが揺動可能に支承されている。一方のコントロールアームは、車輪の上方に、および他方のコントロールアームおよびタイロッド並びにスタビライザーが、車輪の回転軸線の下方に設けられている。上側のコントロールアームのナックルアーム側の支承部、並びにナックルアームのタイロッドの支承部は、走行方向に関して、垂直方向の車輪中心横断平面の後ろに設けられている。下側のコントロールアームの相応する他のナックルアーム側の支承部は、走行方向に関して、垂直方向の車輪中心横断平面の前で、幾何学的な揺動軸線、または車輪接地平面内において貫通点を有するトレーリング軸線が、輪距の外側におよび垂直方向の車輪中心横断平面の前に形成されるように、設けられている。上側のナックルアーム側の支承部、およびタイロッドを有する下側のコントロールアームは、弾性運動学的な揺動軸線を形成し、この揺動軸線が、この走行方向に関して、垂直方向の車輪中心横断平面の後ろで、且つ輪距の外側で、車輪接地平面内において貫通点を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、請求項１および８の上位概念による自動車の前車軸のための車輪懸
架装置に関する。

【０００２】 ドイツ連邦共和国特許公開第４０ １２ ４１８号明細書から、二重コントロ
ールアーム構造様式における車輪懸架装置が公知であり、この車輪懸架装置は、
立ち上げられたナックルアームの終端部でコントロールアームを有し、このコン
トロールアームが車体側に保持された保持具に揺動可能に支承されており、この
保持具が、同様にばねと緩衝器のユニットの上端部を支持している。他の下方の
ナックルアームに枢着されたコントロールアームに、このばねと緩衝器のユニッ
トの他方の端部が保持されている。更に、マチンスキー・W（Matschinsky, W.）
著、「路面走行車両の車輪案内機構（Die Radfuehrungen der Strassenfahrzeug
e）」、ラインランド在、ＴＵＥＶ出版社、１９８７年、２４６頁、図１１．２
から、２つの重なり合って設けられた、ウィッシュボーンから成るコントロール
アームを有する操縦可能な車輪のための独立車輪懸架装置が公知であり、これら
コントロールアームは、それぞれ１つの軸受を介してナックルアームに保持され
ており、且つ、車体側の軸受が、自動車長手中心軸線に対して傾斜して設けられ
た軸線上で保持されている。

【０００３】 従って、本発明の課題は、自動車の前車軸の操縦可能な車輪のための、力の作用
のもとで、車輪に向かって、容易にアンダーステアする（untersteuernd）走行
特性を、曲線走行および直進走行の場合に実現する、車輪懸架装置を提案するこ
とである。

【０００４】 この課題は本発明に従い、請求項１および８の特徴によって解決される。下位
の請求項は、他の有利な特徴を内容としている。

【０００５】 本発明による主として達成される利点は、自動車の、特にオフロード車両の走
行特性が、例えば制動力、側面方向力および加速力のような、車輪に作用する力
のもとで、容易にアンダーステアの状態に留まり、且つ、曲線走行の場合に、同
様に直進走行の場合にも、都合の悪い影響を及ぼし且つ不安定な走行特性を誘起
する本質的な車輪位置変更を、これら力のもとで生じさせることがない、という
ことである。 これらの利点は、基本的に、特に車輪懸架装置の弾性運動学的な揺動軸線の状態
が、垂直方向の車輪中心横断平面に関して重なり合う、上側および下側のコント
ロールアームの位置決めに基づいて、および、互いに適合された、柔軟な且つ堅
固な、車体側の連結支承部の特性に基づいて、半径方向のおよび軸線方向の荷重
方向において規定されることによって達成される。

【０００６】 基本的に、フロント車輪懸架装置の有利な作用は、上側のコントロールアーム
のナックルアーム側の支承部、並びにナックルアームにおけるタイロッドの支承
部が、走行方向Ｆに関して、垂直方向の車輪中心横断平面の後ろに設けられてい
ることによって達成される。更に、下側のコントロールアームの、相応する他の
ナックルアーム側の支承部が、走行方向Ｆに関して、垂直方向の車輪中心横断平
面の前に、幾何学的な揺動軸線またはトレーリング軸線が、車輪接地平面におけ
る貫通点によって、輪距の外側で且つ近傍に、または車輪平面の近傍で且つ垂直
方向の車輪中心横断平面の前に形成されるように存在している。この下側のコン
トロールアームのナックルアーム側の支承部を通って、およびタイロッドのナッ
クルアーム側の支承部を通って、極放射線が指向し、これら極放射線は、交点に
おいて弾性運動学的な揺動軸線のための下側の極を形成し、この揺動軸線が、走
行方向Ｆに関して、垂直方向の車輪中心横断平面の後ろに、且つ輪距の近傍で貫
通点を車輪接地平面において有している。この上側に存在するのコントロールア
ームのナックルアーム側の支承部は、弾性運動学的な揺動軸線のための上側の極
を形成し、且つ、同時にこの揺動軸線の状態を決定する。これら極放射線は、下
側のコントロールアームの前側の車輪案内アームに沿っておよびタイロッドに沿
って指向し、これによって、極放射線の方向は設定されている。

【０００７】 緩衝器は、車輪の側面図（図２）で見て、横断面において、トレーリング軸線
に対して設けられており、その際、正面図（図３）において車輪の方へ向かって
見て、この緩衝器の中心軸線は、トレーリング軸線または幾何学的な揺動軸線よ
りも、車輪接地平面に対して、より僅かな急勾配に調節されている。下側のコン
トロールアームにおいて、１つの緩衝器は、この緩衝器の下側端部によって保持
されており、その際、この上側端部が、つぼ状支承体内に揺動可能に支持されて
いる。このつぼ状支承体は、車体と結合されており、且つ、上側のコントロール
アームの揺動軸線に設けられた２つの支承部を収容する。

【０００８】 アンチダイブ作用およびアンチスクォート作用を得るために、上側のコントロ
ールアームの両方の車体側の揺動軸線は、側面図において車輪の方へ向かって見
て、走行方向Ｆに関して、後方へ車輪接地平面へと傾斜されて、且つ下側のコン
トロールアームの両方の車体側の支承部の揺動軸線が、走行方向Ｆに関して、後
方へ上り勾配に、以下のように構成されており、即ち、これら軸線に対して平行
に、両方のコントロールアームのナックルアーム側の支承部を通って指向する放
射線によって、アンチダイブおよびアンチスクォートのための縦揺れ極が、車輪
回転軸線の上方に形成されるように構成されている。

【０００９】 幾何学的な揺動軸線−この揺動軸線を中心にして車輪が操縦運動の場合に調節
される−の、および弾性運動学的な揺動軸線の予め定められた状態によって、車
輪に対する、および車輪接地平面に対する位置決めは可能になり、この位置決め
が、容易にアンダーステアする走行特性のための車輪位置変更を可能にする。従
ってこの目的で、特に、両方の、走行方向Ｆに関して、前方に存在する、両方の
コントロールアームの車体側の支承部は、両方の後方に存在するコントロールア
ームの車体側の支承部よりも、垂直方向の車輪中心横断平面に、より近傍に設け
られており、且つ適合された、半径方向および軸線方向の特性を有している。

【００１０】 合目的に、走行状態における荷重のもとで車輪または車輪懸架装置の弾性運動
学的な運動は、特に制動力および加速力の場合に、車輪中心縦断平面において行
われる。この目的で、上側および下側のコントロールアームの車体側の支承部は
、軸線荷重方向において、半径荷重方向よりも、より柔軟な特性を有している。
このコントロールアームの下側の車体側の支承部は、コントロールアームの上側
の車体側の支承部に対して、半径荷重方向において、より堅固な特性を有してい
る。それに対して、上側のコントロールアームの支承部は、下側のコントロール
アームの他の支承部よりも、より柔軟な軸線方向の特性を有している。特に、走
行方向に見て、前方に存在する上側のコントロールアームの支承部は、軸線方向
および半径方向において、剛性に形成されており、且つ旋回点を形成し、その際
、後方に存在する支承部は、半径方向において、柔軟な特性を有している。

【００１１】 車輪に対するスタビライザーの最適な伝動を達成のために、このスタビライザ
ーは、有利には、このスタビライザーの自由端部によって、懸架装置を介してナ
ックルアームに保持されており、その際、この懸架装置のリンク部は、ほぼ、車
輪の揺動軸線の中に存在する。この懸架装置は、しかしまた緩衝器に枢着され得
る。

【００１２】 本発明の実施例を図において図示し、次に詳しく説明する。自動車またはオフ
ロード車の前車軸のための車輪懸架装置１は、立ち上げられたナックルアーム２
を備え、このナックルアームに車輪回転軸線３の上方および下方で、それぞれ１
つのコントロールアーム４、５が、支承部６、７を介して枢着されている。車体
に揺動可能に支承するために、コントロールアーム４、５は、それぞれ２つの揺
動支承部８、９および１０、１１を有している。下側のコントロールアーム５に
おいて、フォーク状部材１９またはそのような物を介して、緩衝器１２または空
気ばねが支えられている。緩衝器１２の上部の反対側の端部は、つぼ状支承体１
３内において保持されており、このつぼ状支承体は、車体と結合している。下側
のコントロールアーム５の、走行方向Ｆに関して、後ろに、タイロッド１４が設
けられており、このタイロッドは、一方では支承部１５を介してナックルアーム
２と、および他方では、ステアリング装置１６と結合されている。更に、ナック
ルアーム２に対して、スタビライザー１８のための懸架装置１７が、支承部１７
ａを介して枢着されている。このスタビライザー１８は、走行方向Ｆに関して、
下側のコントロールアーム５の前に設けられている。

【００１３】 上側のコントロールアーム４は、有利には、一部材の様式におけるウィッシュ
ボーンとして形成されており、且つ、幾何学的な揺動軸線Ｓまたはトレーリング
軸線Ｎ（側面図において、車輪Ｒの方へ向かって見て）を形成するために、ナッ
クルアーム側の支承部６を有している。この幾何学的な揺動軸線は、車輪回転軸
線である。対応するように、この支承部６に対して、下側のコントロールアーム
５に他の支承部７が設けられている。これら両方の支承部６および７を通って、
車輪Ｒの幾何学的な揺動軸線Ｓは、指向している。この軸線Ｓは、車輪接地平面
２１において、貫通点２０を有している。この貫通点は、輪距ＳＰの近傍に、お
よび、走行方向Ｆに関して、垂直方向の車輪中心横断平面Ｘ−Ｘの前に存在する
。この輪距ＳＰは、タイヤ／ホイールリム／ホイールオフセット（Einpresstief
e）に依存し、即ち、輪距は或る車輪では比較的に小さく、また或る車輪では比
較的に大きく、従って、貫通点は、相応して存在する。

【００１４】 弾性運動学的な揺動軸線ＥＳは、上側のコントロールアーム４のナックルアー
ム側の支承部６、および極放射線２２、２３によって形成される極２４を通って
指向している（図１）。この一方の極放射線２２は、ナックルアーム側の支承部
７を通って指向し、且つ他方の極放射線２３がタイロッド１４のナックルアーム
側の支承部１５を通って指向している。この極放射線２２は、支承部７から支承
部１０に至るまで、および他方の極放射線２３が支承部１５からタイロッド１４
に沿って延在している。この弾性運動学的な揺動軸線ＥＳは、極２４を通って指
向し、且つこの支承部６が貫通点を有し、この貫通点が輪距ＳＰの外側で、且つ
、走行方向Ｆに関して、垂直方向の車輪中心横断平面Ｘ−Ｘの後ろに存在してい
る。

【００１５】 緩衝器１２即ち空気ばねは、この空気ばねの下側端部でもって下側のコントロ
ールアーム５に、連結部材を囲繞し且つリンク軸を係合するフォーク状部材１９
によって、支承部２６を介して、関節運動可能であるように保持されている（図
５）。

【００１６】 緩衝器１２の上側端部は、つぼ状支承体１３内に支持されており、このつぼ状
支承体内に、同様に上側のコントロールアーム４の揺動支承部８、９が設けられ
ている。このつぼ状支承体１３は、車体と結合されている。

【００１７】 上側のコントロールアーム４の両方のゴム軸受８、９は、軸線２７に揺動可能
に保持されており、この軸線が走行方向Ｆに上り勾配であり、且つ平面図で見て
垂直方向の車輪中心縦断平面Ｙ−Ｙに対して平行に指向している。軸線２７に対
してほぼ直角に、緩衝器１２の中心軸線Ｍが取付けられ、このことは、図２にお
いて、詳しく図示されている。

【００１８】 アンチダイブ作用およびアンチスクォート作用を得るために、走行方向Ｆとは
逆に後方へ傾斜された軸線２７に対して、下側のコントロールアーム５の支承部
１０、１１の揺動軸線２８は、走行方向Ｆとは逆に上り勾配で形成されている。
縦揺れ極を形成するために形成する極放射線２９、３０は、それぞれナックルア
ーム側の支承部６、７を通って、および揺動軸線２７、２８に対して平行に指向
している。縦揺れ極Ｎは、車輪回転軸線３の上方に、且つ車輪Ｒの後ろで比較的
に遠くに存在する。

【００１９】 特に図１から詳細に認めることができるように、特に、幾何学的な揺動軸線Ｓ
並びに弾性運動学的な揺動軸線ＥＳの状態を得るために、走行方向Ｆに関して、
前方に存在する、コントロールアーム４、５の両方の揺動支承部８、１０は、垂
直方向の車輪中心横断平面Ｘ−Ｘに、後方に存在する両方の揺動支承部９、１１
よりも、より近傍に設けられている。これら車体側の支承部８、９および１０、
１１の揺動軸線２７、２８は、平面図において、互いに走行方向に指向する経過
を有している。

【００２０】 制動力、側面方向力および車道上の平坦でない個所による力のような、車輪に
作用する力のもとで、弾性運動学的な、容易にアンダーステヤアする車輪の運動
のために、コントロールアーム４、５の車体側の支承部８、９および１０、１１
は、適当な特性を軸線方向および半径方向において有している。従って、上側の
コントロールアーム４の車体側のこれら支承部８、９は、軸線荷重方向Ｃにおい
て、半径荷重方向Ｃ１よりも、より柔軟な特性によって形成されており、その際
、これら揺動支承部８、９が、これら揺動支承部１０、１１よりも、より柔軟な
軸線方向の特性を有している。下側のコントロールアーム５のこれら車体側の支
承部１０、１１は、上側のコントロールアーム４の車体側の支承部８、９に対し
て、半径荷重方向２において、特性でもってより堅固に形成されている。特に、
支承部１０は、軸線方向および半径方向において剛性に形成され、且つ支承部１
１は半径方向において、柔軟な特性を備えられており、従って下側の車輪案内部
分５の運動は、支承部１０を中心にして生じる。

【００２１】 スタビライザー１８の結合は、ナックルアーム２において、相応して形成され
た懸架装置１７を介して行われる。ナックルアーム２における懸架装置１７の支
承位置１７ａは、幾何学的な揺動軸線Ｓに、おおよそこの軸線上にまたは近接し
て存在する。本発明の他の実施形態によれば、この懸架装置１７は、同様に、直
接的に緩衝器１２に固定されている。

【００２２】 緩衝器１２、または空気ばね（図示されていない）は、この緩衝器の上側端部
でもって、コントロールアーム４の２つの連結軸の間で延在しており、且つフォ
ーク状部材２５の間で、駆動軸を収容している。図６において詳しく図示されて
いるように、下側のコントロールアーム５は、支承部１１のための配置された支
承穿孔３０、およびコントロールアーム５の平面において設けられた他の支承穿
孔３２を、支承部の収容のために有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 平面図における、前車軸車輪懸架装置の概略図である。

【図２】 図１による、車輪懸架装置の側面図である。

【図３】 図１および図２による、車輪懸架装置の正面図または背面図である。

【図４】 前車軸車輪懸架装置の模式図である。

【図５】 前方からの、車輪懸架装置の図である。

【図６】 懸架装置を介してナックルアームに保持された、スタビライザーを有する車輪
懸架装置の模式図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年５月２２日（２００１．５．２２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】削除

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】削除

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図６】 下側のコントロールアームおよび車体側の支承部、並びに枢着された緩衝器を
有する車輪懸架装置の模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ 【要約の続き】 直方向の車輪中心横断平面の後ろで、且つ輪距の外側 で、車輪接地平面内において貫通点を有している。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング装置を有し、且つそれぞれウィッシュボーンか
   ら成る二重コントロールアームが揺動可能に支承されている立ち上げられたナッ
   クルアームを有する、自動車の前車軸、特にオフロード車両のための車輪懸架装
   置であって、 その際、１つのコントロールアームが車輪の上方に、且つ、タイロッド並びにス
   タビライザーを有する他のコントロールアームが、車輪の回転軸線の下方に設け
   られており、且つ幾何学的な、並びに弾性運動学的な揺動軸線を形成する様式の
   上記車輪懸架装置において、 上側のコントロールアーム（４）のナックルアーム側の支承部（６）、並びにタ
   イロッド（１４）の支承部（１５）が、ナックルアーム（２）において、走行方
   向（Ｆ）に関して、垂直方向の車輪中心横断平面（Ｘ−Ｘ）の後ろに、および、
   下側のコントロールアーム（５）の、相応する他のナックルアーム側の支承部（
   ７）が、走行方向（Ｆ）に関して、垂直方向の車輪中心横断平面（Ｘ−Ｘ）の前
   に、以下のように設けられていること、即ち、 車輪のステアリングのための幾何学的な揺動軸線（Ｓ）、またはトレーリング軸
   線（Ｎ）が、車輪接地平面（２１）における貫通点（２０）でもって、輪距（Ｓ
   Ｐ）の近傍にまたは内側に、且つ垂直方向の車輪中心横断平面（Ｘ−Ｘ）の前に
   形成されるように設けられていること、および、 上側のナックルアーム側の支承部（６）を通って、および、下側のコントロール
   アーム（５）のおよびタイロッド（１４）の極放射線（２２、２３）によって形
   成される極（２４）を通って、弾性運動学的な揺動軸線（ＥＳ）の状態が形成さ
   れ、この弾性運動学的な揺動軸線が、走行方向（Ｆ）に関して、垂直方向の車輪
   中心横断平面（Ｘ−Ｘ）の後ろに、且つ輪距（ＳＰ）の外側で極（２４）を通っ
   て指向していることを特徴とする車輪懸架装置。
2. 【請求項２】 下側のコントロールアーム（５）に、緩衝器（１２）は、こ
   の緩衝器の下側端部によって保持されており、その際、この上側端部が、つぼ状
   支承体（１３）内において揺動可能に支持されており、このつぼ状支承体が車体
   と結合され、且つ上側のコントロールアーム（４）のための、揺動軸線（２７）
   に設けられた２つの支承部（８、９）を収容することを特徴とする請求項１に記
   載の車輪懸架装置。
3. 【請求項３】 上側のコントロールアーム（４）の、両方の車体側の支承部
   （８、９）の揺動軸線（２７）は、側面図において車輪（Ｒ）の方へ向かって見
   て、走行方向（Ｆ）に関して、後方へ車輪接地平面（２１）へと傾斜されて、且
   つ下側のコントロールアーム（５）の車体側の支承部（１０、１１）の他の揺動
   軸線（２８）が、後方へ上り勾配に形成されて、以下のように構成されているこ
   と、即ち、 これら軸線（２７、２８）に対して平行に、支承部（６、７）を通って指向する
   放射線（２９、３０）によって、アンチダイブおよびアンチスクォートのための
   縦揺れ極（Ｎ）が、車輪回転軸線（３）の上方に形成されるように構成されてい
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の車輪懸架装置。
4. 【請求項４】 両方の、走行方向（Ｆ）に関して、前方に存在する、両方の
   コントロールアーム（４、５）の車体側の支承部（８、１０）は、両方の後方に
   存在するコントロールアーム（４、５）の車体側の支承部（９、１１）よりも、
   垂直方向の車輪中心横断平面（Ｘ−Ｘ）に、より近傍に設けられていることを特
   徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車輪懸架装置。
5. 【請求項５】 コントロールアーム（４、５）の支承部（８、９；１０、１
   １）の揺動軸線（２７、２８）は、走行方向（Ｆ）で且つ平面図で見て、互いに
   先細りに接近するように設けられており、その際、上側のコントロールアーム（
   ４）の揺動軸線（２７）が、垂直方向の車輪中心縦断平面（Ｙ−Ｙ）に対してほ
   ぼ平行に指向し、且つ、側面図で見て、この揺動軸線（２７）に対してほぼ直角
   に、緩衝器軸線（Ｍ）が、ほぼ９０°の角度（ａ）のもとで設けられていること
   を特徴とする請求項４に記載の車輪懸架装置。
6. 【請求項６】 上側および下側のコントロールアーム（４、５）の車体側の
   支承部（８、９；１０、１１）は、軸線荷重方向（Ｃ）において、半径荷重方向
   （Ｃ１）におけるよりも、より柔軟な特性を中心位置を中心にして有し、その際
   、揺動支承部（８、９）が、下側のコントロールアーム（５）の他の揺動支承部
   （１０、１１）よりも、より柔軟な軸線方向の特性を有すること、および、 このコントロールアーム（５）の下側の車体側の支承部（１０、１１）が、コン
   トロールアーム（４）の上側の車体側の支承部（８、９）に対して、半径荷重方
   向（Ｃ２）において、より堅固な特性を有していることを特徴とする請求項１か
   ら５の一つまたは多数に記載の車輪懸架装置。
7. 【請求項７】 支承部（１０）は、半径方向および軸線方向において、剛性
   に形成されており、且つ旋回点を形成し、且つ他の支承部（１１）が、半径方向
   において可撓性の特性を有していることを特徴とする請求項１に記載の車輪懸架
   装置。
8. 【請求項８】 自動車の前車軸、特にオフロード車両のための車輪懸架装置
   であって、 この車輪懸架装置が、立ち上げられたナックルアームを備え、このナックルアー
   ムに、それぞれウィッシュボーンから成る二重コントロールアームが揺動可能に
   支承されており、 その際、１つのコントロールアームが車輪の上方に、且つ、タイロッド並びにス
   タビライザーを有する他のコントロールアームが、車輪の回転軸線の下方に設け
   られている様式の上記車輪懸架装置において、 スタビライザー（１８）は、このスタビライザーの自由端部によって、懸架装置
   （１７）を介してナックルアーム（２）に保持されており、且つこの懸架装置（
   １７）のリンク部（１７ａ）が、ほぼ車輪（Ｒ）の揺動軸線（Ｓ）の中に存在す
   ることを特徴とする車輪懸架装置。