JP5784509B2 - 自動車用サスペンション - Google Patents

Description

本発明は自動車のためのサスペンションに関する。

ホイールを自動車が走行する路面と接触させ続け、且つ自動車の車体を少なくとも路面のうねりから隔離するために、自動車はサスペンションシステムを必要としている。前者の要求は自動車の安全な且つ効果的なハンドリングを確実にするために必要であり、後者は乗車の快適性の必要なレベルを提供するために必要である。一般的に、これら２つの要求は反対の方向を向いており、したがって、サスペンションシステムは２つの間の妥協である。サスペンションシステムの範囲は既知である。

マクファーソンストラットサスペンション（MacPherson strut suspension）はフロンとサスペンションにしばしば使用され、ウィッシュボーンまたは第２リンクによって安定させられた略圧縮リンクを具備しており、ホイールハブまたは車軸のための底部組み付け位置を提供している。この下側アームはホイールの横配置および縦配置の双方を提供している。ハブの上側アームはバネおよびダンパ付きのストラットの内部に強固に固定されており、自動車の本体内の組み付け部に直接上向きに延在している。

ダブルウィッシュボーンサスペンション（Double wishbone suspension）は、（上側および下側の）２つのアームを使用することを通じてホイールを配置しており、各々のアームは「Ａ」字形状またはウィッシュボーン形状である。各々のアームはシャーシの２つの組み付け位置とナックルにおける１つのジョイントとを備えている。ショックアブソーバとコイルスプリングとはウィッシュボーンに組み付けられて、垂直動作を制御している。ダブルウィッシュボーンデザインは、技術者がサスペンションの移動の間中のホイールの動作を注意深く制御することを可能にしており、キャンバ角、キャスター角、トゥパターン、ロールセンター高さ、スクラブ半径、スカッフおよびそれ以上のパラメータを制御している。

マルチリンクサスペンションは１つ以上の縦アームとともに３つ以上の横アームを使用し、ホイールハブの動作を決定し且つ拘束している。これらのアームは均等な長さである必要はなく、「明白な」方向から離れるように傾斜されてもよい。典型的に、各々のアームは端部に球状のジョイント（ボールジョイント）またはゴムブッシュを備え、したがって、引張および圧縮におけるそれら自身の長さに沿った荷重に反応するが、曲げには反応しない。いくつかのマルチリンクはトレーリングアームまたはウィッシュボーンも使用し、その端部において２つのブッシュを備えている。

全ては相対的な利点と欠点とを備え、システムのコストおよび複雑性に対して達成可能な乗車の快適性またはハンドリグのレベルにおける変化を典型的に反映している。

本発明は自動車のためのサスペンションシステムを提供することを目的としており、そのシステムは乗車の快適性および／またはハンドリングのレベルを提案している。そのレベルは現在設定された損傷の標準を満足するかまたは上回るが、顕著に低い部品点数の使用を通したものである。

そのような部品点数の減少は使用において大きな利点を提供する。もちろん、直接の利点はシステムのコストにあり、より少ない部品が形成されおよび組み立てられるために必要とされる場合、組み立てのコストが調節的に減少される結果となる。しかしながら、他の利点も部品点数の減少から派生しており、それは組み立てメーカーおよびディーラーの必要とするパーツのストックのレベルが減少され、材料の使用が減少され、システムのおよび自動車の重量が減少される等である。自動車の製造コストの減少と同様に、これらの因子は、燃料消費および環境影響に関して、自動車のランニングコストにおける減少に直接的に寄与する。

したがって、本発明は、ハブキャリアとサポートアームとのアセンブリと、トレーリングリンクと、を具備し、サポートアームは自動車の走行方向において互いに離間された２つの位置においてハブキャリアに取り付けられ、且つシャーシに固定するためのサポートアーム取り付け位置へとハブキャリアに取り付けられた位置から延在しており、トレーリングリンクはサポートアームの横方向においてアセンブリから延在し、シャーシに固定するためのトレーリングリンク取り付け位置へと向かっていることを特徴とする自動車用サスペンションを提供する。

好適に、トレーリングリンクはアセンブリから前向きに延在しており、これによってそれを引張力の下においており、座屈の可能性を減少して、これによってより軽量且つ生産においてより少ない材料の使用となるような、より細身の部品とすることを可能にしている。トレーリングリンクは好適にハブキャリアに直接連結されている。

ストラットが設けられることが可能であり、ストラットはシャーシに固定するための取り付け位置に向かって、上向きに延在しており、サスペンション、それとともに（好適に）通常のスプリングおよびダンパの必要な垂直位置を提供している。

サポートアームは、取り付け位置から２つの各々の位置へと発散するように延在した一組のアームを具備することが可能である。これは、実質的には、ウィッシュボーン形状であるが、通常の向きとは反対の向きに組み付けられている。

ハブキャリアは前後に配列された回動ピンを含み、そのピンはサポートアームの２つの回動位置を貫通しており、これによって２つの位置を画定している。適切な回動ピンの端部はトレーリングリンクをハブキャリアに取り付けるための使いやすい配置を提供している。

ハブキャリアは好適に車軸を坦持し、その車軸はエンジンから、または適切なディファレンシャルもしくはギアボックスから延在した駆動シャフトを介して駆動されることが可能である。ホイールは車軸に取り付けられることが可能である。

本発明はさらに自動車に関し、その自動車はシャーシと、少なくとも２つのホイールと、を具備し、ホイールは自動車の各々の側に配置され、各々のホイールはこれまでに画定されたサスペンションを介してシャーシに取り付けられている。

本願において、参照される方向または向きは、サスペンションが組み付けられた、または組み付けられることが意図された自動車に対して解釈されるように意図されている。したがって、「前方」または「前」方向は自動車の前部が向かう方向であり、「後方」または「後」方向は同様に解釈される。それに類似して、「内向き」のような方向は自動車の中心線に向かう方向を意味しており、「外向き」はその反対を意味している。厳密な幾何学的配列が（他に指示されることがない限り）暗示されることは意図しておらず、したがって、「前方」方向は必ずしも１つに制限されず、その方向は自動車の移動方向に正確に配列されるが、後方または内向きの方向の反対としての前方を示している。

本発明の実施形態は、添付図を参照するとともに例示することによりここに記載されている。

サスペンションシステムの斜視図を示している。 一側からのサスペンションシステムを示した図である。 上からのサスペンションシステムを示した図である。 後方からのサスペンションシステムを示した図である。 本発明のサスペンションシステムが取り付けられた自動車の後部を示した図である。

近年の、軽量且つ高効率な超小型シティーカーは、優れたキャンバ制御およびトウ制御を備えた独立の且つ軽量なリアサスペンションを必要とする。パッケージの理由から、我々は、サスペンションが後方横置きのエンジンおよびそれに近接したトランスミッションユニットの導入を可能にすることを必要とする。通常の実施はトレーリングアーム（trailing arm）、セミトレーリングアーム（semi trailing arm）、ド・ディオン（De-Dion）またはセミド・ディオン（Semi-De-Dion）タイプのいずれかが使用される。しかしながら、これらは非常に重く、高価であり、且つタイヤ接触部分においてキャンバ制御およびトゥ制御の非常に粗末な制御を提供する。多くの場合において、それらは左右に非独立的に提供されている。我々はシステムをデザインすることを追及し、そのシステムは従来のマクファーソンストラットシステムの全ての利点を提供し、縦方向の追従から横方向の追従をより効果的に切り離す利点が加わっている。

図１は本発明の実施形態を示しており、自動車のシャーシから分離されたホイールおよびそれに接続されたサスペンションの形態が示されており、それらは使用時にはシャーシに取り付けられる。

したがって、リム１４に装着されたタイヤ１２を具備したホイール１０は、ホイールハブ１６にボルト固定されている。これは車軸１８に取り付けられ、そのアセンブリはハブキャリア２０に回転可能に支持されている。ドライブシャフト２１（図示略）はディファレンシャルから車軸１８まで通じており、それは駆動トルクをホイール１０に伝達して、自動車を推進するためである。

ハブキャリア２０は、その回転を可能にする適切なベアリング（図示略）を具備した、車軸１８およびハブ１６のためのマウントと、マウントから内向きに延在した強化フランジと、を具備し、強化フランジはハブキャリア２０に剛性を提供し且つサスペンション要素のための取り付け位置を提供している。上側フランジ２２はハブキャリア２０の上端から延在し、前側フランジ２４および後側フランジ２６の形式の２つの側方フランジを備えている。これらのフランジは、以下のように主サスペンションに接続されている。

第一に、逆転したウィッシュボーン２８はシステムに縦方向の追従を提供している。これは通常の実施とは逆に逆転しており、シャーシへの単一の取り付け位置３０を備え、そこから２つのウィッシュボーンアーム３２，３４が（個々に）、ハブキャリア２０の個々の側方フランジ２４，２６の前側取り付け位置３６および後側取り付け位置３８に延在している。これらの前側および後側取り付け位置はロッド４０の形式であり、そのロッドは側方フランジ２４，２６内の開口部を貫通し、ウィッシュボーンアーム３２，３４の端部において対応した円筒領域を貫通している。したがって、ウィッシュボーンアーム３２，３４はロッド４０に固定され、ホイールが上昇および加工したときに、必要な相対回転を可能にしている。

類似の円筒領域がシャーシ取り付け位置３０に含まれており、それは垂直方向に向けられて、いくらかの前側／後側調節機能を与えている。これはゴムブッシュ４４を介してシャーシの適切なスタッド４２（図１では図示略）またはそのようなものに組み付けられており、全方向においてウィッシュボーンアーム２８の制限された移動を可能にしている。

トレーリングリンク４６は前側および後側追従を提供するために設けられている。これは、ゴムブッシュ５２を介して類似のスタッド５０に組み付けられた水平に配列された円筒リンク４８によってシャーシに接続されている。これは、ホイール１０が上昇および下降したときの垂直面内におけるトレーリングリンク４６の容易な回転を可能にしており、他の方向におけるある回転をサスペンションジオメトリに適合させることも可能にしている。

その他端において、トレーリングリンク４６はロッド４０の前端に取り付けられている。ロッド４０の端部に取り付けられたＵセクションブラケット５４は、幾分より小さい円筒領域５６をトレーリングアーム４６の端部において収容している。ピン５８はＵセクション５４および円筒領域５６を備えたゴムブッシュを水平に貫通しており、トレーリングアーム４６は前方向および後方向においてホイール１０を抑制するが、上昇および下降動作を可能にしている。

第三および最終の主サスペンション要素はストラット６０である。これは従来のバネおよびダンパユニットであり、上部マウント６２（図１では図示略）を介してシャーシに、およびブラケット６４を介してハブキャリア２０に取り付けられ、ブラケットはストラット６０の下端にクランプされて、前側フランジ２４に２つの位置においてボルト固定されている。したがって、ストラットはハブキャリアを全体的に直立の配列に維持し、ホイール１０に下向きの力を与えてホイールを路面と接触させ、ホイール１０の上昇および下降移動を減衰している。

図２は一側からのシステムを図示している。ホイール１０は図式的に示されており、ハブ１６に組み付けられている。逆転されたウィッシュボーン２８が示されており、ロッド４０に取り付けられており、ロッドは自動車の前部に向かって上向きに傾斜されたことが見られている。同様に、トレーリングアーム４６はシャーシマウント５０からロッド４０のＵセクションブラケット５４まで下向きに傾いている。ストラットはわずかに前方に傾いており、上部マウント６２はブラケット６４の幾分前にある。これらの角度および配向はサスペンションシステムのデザインにおいて調節されることが可能であり、それは所望のハンドリング特性を提供するためである。

図３は上からシステムを示した図であり、逆転されたウィッシュボーン２８の角度を図示している。後側ウィッシュボーンアーム３４は前側アーム３２よりも短く、それはシャーシへの取り付け位置３０がホイール中心線よりも後側にあることを意味している。これはドライブシャフト２１のための空間がホイールハブ１６に到達し、取り付け位置３０の前方を通過し、前側ウィッシュボーン３２の上側になることを可能にしている。

図４は後方からのシステムを示しており、ドライブシャフト２１は逆転されたウィッシュボーン２８の上を通っている。

図５は、上述のサスペンションシステムが組み込まれたコンパクトタウンカーの後方からの概略的な図を示している。シャーシ６６は必要な取り付け位置４２を提供し、エンジン６８とギアボックス７０とを収容している。一組のドライブシャフト２１はギアボックス７０から両方向に外側に突出しており、自動車の両側のホイールハブ１６に向かっている。１つのホイール１０は各々のホイールハブ１６に組み付けられ、各々のホイール１０は上述のサスペンションシステムによって支持されており、逆転されたウィッシュボーン２８、ストラット６０、およびトレーリングアーム（図５においては図示略）を含んでいる。

図５から明白であるように、図示されたシステムは後方エンジン後輪駆動形態の後輪の必要性を満足させるように設計されている。しかしながら、前輪駆動（またはその他）のレイアウトの駆動輪または非駆動輪のように、他の形態においても応用され得る。

この「逆転ウィッシュボーン」システムは、独立したサスペンションシステムの乗車性およびハンドリングの利点を提供するだけでなく、（逆転ウィッシュボーン２８およびトレーリングリンク４６の）２つの部分のリンクが自動車の乗車性および快適性のための前後の追従と、ハンドリング制御（キャンバおよびトゥ制御）のための側方の追従と、を分離することを可能にしている。ストラット６０を伴って、システム全体は極めて軽量であり、自動車側につき２つのみのリンクおよび自動車側につき３つのみの追従要素を具備しているため、低生産コストである。

記載されたシステムも少数のシャーシへの取り付け位置のみを必要とし、それらがドライブシャフトから十分に離間されることを可能にしている。これは、システムが、部品の空間が制限され且つホイールがエンジン、ギアボックス等に密接して組み付けられた、小型で且つ効率的なタウンカーに特に適している。

多くの変形が本発明の範囲から逸脱することなく上述の実施形態に加えられ得ることが、もちろん理解される。

１０ ・・・ホイール、 １２ ・・・タイヤ、 １４ ・・・リム、 １６ ・・・ホイールハブ、 １８ ・・・車軸、 ２０ ・・・ハブキャリア、 ２１ ・・・ドライブシャフト、 ２２ ・・・上側フランジ、 ２４ ・・・前側フランジ、 ２６ ・・・後側フランジ、 ２８ ・・・ウィッシュボーン、 ３０・・・シャーシ取り付け位置、 ３２，３４ ・・・ウィッシュボーンアーム、 ３６ ・・・前側取り付け位置、 ３８ ・・・後側取り付け位置、 ４２，５０ ・・・スタッド、 ４４ ・・・ゴムブッシュ、 ４６ ・・・トレーリングリンク、 ４８ ・・・円筒リンク、 ５２ ・・・ゴムブッシュ、 ６６ ・・・シャーシ、 ６８ ・・・エンジン、 ７０ ・・・ギアボックス

Claims (12)

1. ハブキャリアと、
   自動車の走行方向において互いに離間された２つの位置において前記ハブキャリアに取り付けられたサポートアームであって、シャーシに固定するためのサポートアーム取り付け位置へと前記ハブキャリアに取り付けられた位置から内向きに前記自動車の中心線に向かって延在したサポートアームと、
   該サポートアームの横方向においてアセンブリから延在し、前記シャーシに固定するためのトレーリングリンク取り付け位置へと向かったトレーリングリンクと、
   のアセンブリを具備した自動車用サスペンションであって、
   前記サポートアームの前記シャーシへの固定は前記シャーシに対して全方向における前記サポートアームの移動を可能にしており、
   前記ハブキャリアは前後に配列された回動ピンを含み、該ピンは前記サポートアームの２つの回動位置を貫通しており、これによって２つの位置を画定し、前記トレーリングリンクは前記回動ピンの前端に連結されていることを特徴とする自動車用サスペンション。
2. 前記サポートアームは、ゴムブッシュを介してスタッドに組み付けられた円筒領域を介して前記シャーシに組み付けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用サスペンション。
3. 前記トレーリングリンクは前記アセンブリから前向きに延在していることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車用サスペンション。
4. 前記シャーシに固定するための取り付け位置に向かって、上向きに延在したストラットをさらに具備していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車用サスペンション。
5. 前記ストラットはスプリングを坦持していることを特徴とする請求項４に記載の自動車用サスペンション。
6. 前記ストラットはショックアブソーバを坦持していることを特徴とする請求項４または５に記載の自動車用サスペンション。
7. 前記サポートアームは、前記取り付け位置から２つの各々の前記位置へと発散するように延在した一組のアームを具備していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の自動車用サスペンション。
8. 前記トレーリングリンクは前記ハブキャリアに連結されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の自動車用サスペンション。
9. 前記ハブキャリアによって担持された車軸をさらに具備していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の自動車用サスペンション。
10. 前記車軸は被駆動軸であることを特徴とする請求項９に記載の自動車用サスペンション。
11. 前記車軸に取り付けられたホイールをさらに具備していることを特徴とする請求項１０に記載の自動車用サスペンション。
12. シャーシと、少なくとも２つのホイールと、を具備した自動車であって、前記ホイールは前記自動車の各々の側に配置され、各々の前記ホイールは請求項９または１０に記載のサスペンションを介して前記シャーシに取り付けられていることを特徴とする自動車。

Images