(57)【要約】  本発明は、特に乗用車用のシングルジョイントタイプのダンパーストラット式サスペンションであって、車輪と、これに車輪回転軸に関して回転を防いで接続されたブレーキディスクとを担持しているホイールキャリアまたは自在軸受を有しており、これに、他端側を車両ボディに支持されているダンパーストラットが取り付けられており、前記ホイールキャリアまたは自在軸受がさらに、車輪中心面の付近に位置するサポートジョイントを介して、機能上Ａ型コントロールアームを具現している一本のロア・コントロールアームによって案内される以外にも、一本のタイロッドによっても案内されるようになっている、ダンパーストラット式サスペンションに関する。このダンパーストラット式サスペンションにおいて、前記コントロールアームの前記サポートジョイントに接続されている部分を、リングとして構成された前記ブレーキディスクに通して突出させる。車両ボディを車輪上に案分して支持するためのサポートスプリングとして、少なくとも部分的に車両横方向を向いている、片側を前記コントロールアームに、反対側を車両ボディに直接、またはアクスルキャリアを介在して間接的に支持されている板ばね要素が備えられると好適である。
2013532096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機付き車両用、特に乗用車用のシングルジョイントタイプのダンパーストラット式サスペンションであって、
車輪と車輪回転軸に関し回転を防いで前記車輪に接続されたブレーキディスク（３）とを担持しているホイールキャリアまたは自在軸受（１）を有しており、
前記ホイールキャリアまたは自在軸受（１）に、他端側を車両ボディに支持されているダンパーストラット（６）が取り付けられており、
前記ホイールキャリアまたは自在軸受（１）がさらに、車輪中心面（２）付近に位置するサポートジョイント（１４）を介して、機能上Ａ型コントロールアームを具現しているロア・コントロールアーム（１０）によって案内される以外にも、タイロッド（９ａ）によっても案内されるようになっている、ダンパーストラット式サスペンションにおいて、
前記ブレーキディスク（３）がリングとして構成されており、前記ロア・コントロールアーム（１０）の前記サポートジョイント（１４）に接続されている部分（１０ａ）が前記ブレーキディスクを貫通して突出していることを特徴とする、ダンパーストラット式サスペンション。
【請求項２】
車両ボディを車輪上に案分して支持するためのサポートスプリング（１１）として、少なくとも部分的に車両横方向を向いている板ばね要素（１１）が備えられ、前記板ばね要素は片側を前記ロア・コントロールアーム（１０）に、反対側を車両ボディに直接、またはアクスルキャリア（８）を介在して間接的に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載のダンパーストラット式サスペンション。
【請求項３】
前記板ばね要素（１１）が前記ロア・コントロールアーム（１０）にジョイント式に接続されるとともに、その他端側ではトルクが伝達されないように支持されることを特徴とする、請求項２に記載のダンパーストラット式サスペンション。
【請求項４】
前記板ばね要素（１１）がプラスチック製、特に繊維複合材料製の仕様であることを特徴とする、請求項２又は３に記載のダンパーストラット式サスペンション。
【請求項５】
サスペンションの左右両輪に対して共通の横向き板ばね要素が一つだけ備えられることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載のダンパーストラット式サスペンション。
【請求項６】
前記共通の板ばね要素の車両ボディに対する前記支持が、前記板ばね要素に横向きスタビライザの機能を少なくとも案分して受け持たせるようになっていることを特徴とする、請求項５に記載のダンパーストラット式サスペンション。
【請求項７】
上面図で見て車輪のドライブシャフトの前側で前記ホイールキャリア／自在軸受（１）に取り付けられたダンパーストラット（６）が、車両横方向に見たときに、前記ホイールキャリア／自在軸受（１）を始点として後方に向かって傾斜しているのに加えて、広く一般に行われているように内側に向かっても傾斜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ダンパーストラット式サスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機付き車両（広義の自動車）用、特に乗用車用のシングルジョイントタイプのダンパーストラット式サスペンションあるいはダンパーストラット車軸であって、車輪と、これに車輪回転軸に関して回転を防いで接続されたブレーキディスクとを担持しているホイールキャリアまたは自在軸受（揺りピボット）を有しており、これに他端側で車両ボディに支持された一つのダンパーストラットが取り付けられており、ホイールキャリアまたは自在軸受がさらに、車輪中心面の付近に位置するサポートジョイントを介して、機能上Ａ型コントロールアームを具現している一本のロア・コントロールアームによって案内される以外にも、一本のタイロッドによっても案内されるようになっている、シングルジョイントタイプのダンパーストラット式サスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術については特に特許文献１とならび、特許文献２、特許文献３、および未公開の先行出願である特許文献４を参照されたい。
高級車のサンペンションの設計構造に対しては、運動性能および乗り心地の観点から高度の要求が課せられる。このため前輪駆動車に関しては、大半のケースでフロントにスプリングストラット式サスペンションまたはダブルウォッシュボーン式サスペンションが選択されるが、いずれともシステムの制約上、様々な短所を随伴している。例えばスプリングストラット式サスペンションでは全高がかなり高くなる一方で、ダブルウィッシュボーン式サスペンションの製造コストは比較的高くなっている。
【０００３】
所謂シングルジョイントタイプの所謂ダンパーストラット式サスペンションは、この点で有利であるかもしれないが、しかしながら下側に位置するアーム（以下ではロア・コントロールアームと呼ぶ）が所謂自在軸受（左右両輪が操舵輪である前車軸の場合）または所謂ホイールキャリア（後車軸の場合）に接続される地点である、所謂サポートジョイントの位置に対しては、設計上実現に移すのに困難を極める様々な要求が課せられる。具体的には、冒頭に掲記した特許文献１に理由を挙げて正しく説明されているように、ホイールジョイントと呼ばれるこのサポートジョイントは、この接続地点においては、少なくともほぼ車輪中心面内の可能な限り低いところに位置していなければならない。これについて同特許文献には車両横方向に測ったサポートジョイントと車輪中心面間の水平方向距離の具体例として、僅か２０ｍｍという距離が指摘されている。
【０００４】
しかし車両横方向に測ったサポートジョイントと車輪中心面間の水平方向距離がそのように狭い場合は、その結果として発生されるダンパーストラットのマイナス方向に作用する曲げモーメントが荷重の種類を問わずにごく僅かだけに限定されることになるために、公知である従来型構造のホイールサスペンションないしは車軸設計によりそのような水平方向距離を実現するのは、現実問題としてまずは不可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第３０１２８７３号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１９７２１８７８号明細書
【特許文献３】ドイツ特許出願公開第２９２７４８６号明細書
【特許文献４】ＤＥ１０２００９０１４８７９．５
【特許文献５】ドイツ特許出願公開第１５５５２３４号明細書
【特許文献６】欧州特許発明第０４０２７７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のような背景から本発明の課題は、サポートジョイントを、設計上良好に実現できる態様で車両中心面の至近に配置できるようにした、請求項１の前段部分に記載のダンパーストラット式サスペンションを提示することにあるが、因みにこの「至近」、すなわち車両横方向に測った水平方向距離は、特許文献１に提示される２０ｍｍである必要はなく、むしろ０ｍｍから４０ｍｍまでの間であれば何の問題もないことをここに明確に付言しておく。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、ブレーキディスクをリングとして構成し、コントロールアームのサポートジョイントと接続されている部分をこのリングに通して突出させるようになっている。有利な構成形態および展開構成例は、従属請求項の内容となっている。
【０００８】
本発明においてはブレーキディスクが、乗用車において広く一般に使用されるタイプの所謂ホイールハブを備えたブレーキディスクとは異なり、そのようなホイールハブなしで構成される一つのリングとなっており、またそのために―オートバイから知られる仕様のように―外周縁領域で適切な方法により車輪に接続されている。そこではブレーキパッドを担持している、必要時にはこれをブレーキディスクに対して押し付けるようになっているブレーキキャリパが、ブレーキディスクを内側から、すなわちリングの内周縁領域から把持するようになっている。これに当該する、自動車のそのようなホイールアッセンブリの考えられる構成形態の一例がさらに、冒頭に掲記した特許文献４に開示されている。
【０００９】
本発明にしたがって上述のサポートジョイントが、車両中心面から車両横方向に見たときにブレーキディスクの外側に位置することによって、ブレーキディスクもしくは（ここには備えられていない）ハブへの配慮が一切不要となるために、サポートジョイントを車輪中心面の至近に配置することが可能となる。これに関してはホイールキャリアのそのようなサポートジョイントのいわば内側に配置される、すなわちサポートジョイントと車両中心面との間に配置されるブレーキディスク配列の例が既に知られており、例えば参照先として特許文献５および６を挙げられるが、これらの先行技術が取り扱っているのはシングルジョイントタイプのダンパーストラット式サスペンションではない上に、特にそこではコントロールアームがブレーキディスクを貫通して突出してはおらず、それどころかむしろブレーキディスクは、これらの先行技術においては外側から、すなわちブレーキディスクの外周縁側からコントロールアームにより把持されるようになっている。
【００１０】
冒頭に掲記した本来の要求、具体的には所要取付け空間が最小限である上に、特に全高が僅かである乗用車用のサスペンションを提示するという要求は、車両ボディを車輪に案分して支持するようになっているサポートスプリングとして、少なくとも部分的に車両横方向を向いている、片側が上述のコントロールアームに、反対側が車両ボディに直接、またはアクスルキャリアを介在して間接的に支持された板ばね要素が備えられる場合は、本発明にしたがったダンパーストラット式サスペンションにより、さらに良好に充足されることになる。これに関してはダンパーストラット式サスペンション用のサポートスプリング要素としての板ばねの使用は既に基本的に知られており、その参照先として例えば上述の特許文献２を挙げられる。
【００１１】
ここではさらに、横向きリーフスプリングとも呼ばれる板ばね要素に、車輪の案内機能を一切受け持たせないようにすることによって、断面形状が放物線を描く純粋な湾曲ビームとしてこの横向きリーフスプリングの寸法諸元を決定できるようにすることが提案される。この趣意で板ばね要素は、コントロールアームにジョイント式に接続されるとともに、他端側で（車両ボディまたはアクスルキャリアに）トルクが伝達されないように支持されると好適である。この場合は特に軽量化のためにも板ばね要素がプラスチック製、特に繊維複合材料製の仕様となっているとよい。
【００１２】
使用に供されている取付け空間により、またはその他の周辺条件に応じて、本発明にしたがったサスペンションのそれぞれの車輪に対して専用の横向きリーフスプリングが一つずつ配置されるようにするとよいが、その場合は特にこれらの横向きリーフスプリングが、車両横方向に対しても斜傾しているように案分して車両縦方向を向くように配向されるとよい。もっともその代わりにサスペンションの左右両輪に対して共通の板ばね要素を一つだけ備えるようにしてもよい。後者の場合は、この板ばね要素が横向きスタビライザの機能を少なくとも案分して引き受けるように、車両ボディに対する共通板ばね要素の支持部が実施されるとよいが、これは既に知られており、その参照先としては例えば上述の特許文献３を挙げられる。
【００１３】
上面図で見て車輪のドライブシャフトの前側でホイールキャリア／自在軸受に取り付けられるダンパーストラットが、車両横方向に見たときに、ホイールキャリアを始点として後方に向かって傾斜しているのに加えて、広く一般に行われているように内側に向かっても傾斜している場合は、そのようないわば二重の傾斜部により、ダンパーストラットもしくはそのショックアブソーバの機能部の予め定められている全長で、以下の本発明の実施例の説明からも明らかにされるように、必要な全高のさらなる低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明にしたがった乗用車のフロントサスペンションの左側部分を、断片状に示されるに過ぎないその他の各要素とともに示す等角投影図である。
【図２】前から（進行方向とは逆向きに）見たときの図である。
【図３】上面図である。
【図４】（車両横方向に見たときの）側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
自在軸受（またはホイールキャリア）は符号１で示されているが、これは一つのハブ１ａを有しており、このハブ１ａには図示されない車輪が取り付けられているか、またはこれを取り付けられるようになっている。タイヤ／ホイールの幅の中心を通るこの車輪の回転軸２ａに対して垂直な車輪中心面は、符号２で示されている（当然ながらこれを図面に描くことができるのは図２、３だけに限られている）。この車輪にはリングとして構成されたブレーキディスク３が回転を防いで、またそれ故に同じ回転軸２ａで回転するように接続されており、ブレーキディスク３は、その外周縁領域を介して、もしくは外周縁領域に備えられた複数のラグ３ｃを介して、車輪もしくはそのリムに、または所謂ホイールディスクの周縁部に取り付けられている。公然周知であるように自在軸受１に取り付けられたブレーキキャリパ４がこのブレーキディスク３と協働して、リング状のブレーキディスク３を内側から、すなわちその内周縁３ａの領域内で把持するようになっている。
【００１６】
自在軸受１の、車両の前後方向および上下方向に延びる車両中心面１６との対向側にはプレスフィット部もしくはクランプリング５が備えられており、慣行のようにショックアブソーバ６ないしは振動ダンパー６はこのプレスフィット部もしくはクランプリング５を介して自在軸受１に取り付けられて、所謂ダンパーストラット（これにも同様に符号６を使用する）を形成している。このダンパーストラット６は通常、その自在軸受１とは反対側の端部で所謂サポートマウント７を介して車両ないしは乗用車の図示されない車体に支持されるとともに、そこに取り付けられている。
【００１７】
フロントサスペンションの各種コンポーネントが事前に組み付けられるようになっている、または既に事前に組み付けられているアクスルキャリア８も同様に、公然周知の方法で車両ボディに取り付けられている、すなわちより正確に言うと、車両ボディのフロントボディはアクスルキャリア８上に支持されている。そのような事前に組み付けられるコンポーネントには、例えばステアリングギヤ９がそこから延びているタイロッド９ａともども含まれている。しかしながらこれらの事前に組み付けられるコンポーネントには、特に自在軸受１用のコントロールアーム１０とならび、―図示の実施例の場合はいずれにせよ―サポートスプリング１１も含まれることになるが、車両ボディはこのサポートスプリング１１を介して間接的に、具体的にはアクスルキャリア８を介在すると同時に、ここでは―後ほど詳しく説明するように―さらに上述のコントロールアーム１０を介在して、自在軸受１に、ひいては自在軸受１に担持された図示されない車輪に、案分して支持されている。
【００１８】
図示の実施例においては自在軸受１が、ダンパーストラット６によっても、コントロールアーム１０によっても、さらにはタイロッド９ａによっても、車両ボディに対して案内されるようになっており、車両ボディの車輪に対するバンプ／リバウンド運動のために残されている上下方向への自由度は、それ自体としては案内機能を一切受け持たないサポートスプリング１１により決定されるようになっている。因みにここでは横向きスタビライザ１３についてもこれと同じことが言えるが、その両端部はいずれもペンデュラムサポート１３を介してダンパーストラット６ならびに自在軸受１に固定接続されたショックアブソーバ６のケースに支持されている。
【００１９】
既述の上下方向で見てずっと下の方に位置しているコントロールアーム１０は、機能上Ａ型コントロールアームを具現するものであり、図３から最も読み取ることができるように、ここでは部分的に鎌状に成形されている。このコントロールアーム１０は、その第１の末端部１０ａにより、ボールジョイントの形態をとる所謂サポートジョイント１４を介して自在軸受１に接続される一方で、このコントロールアーム１０の他方の末端部ならびに中央部は、当業者には公然周知であるように、実質的に水平に車両前後方向に延びるコントロールアーム１０の揺動軸を定義するようになっている軸受地点１５ａ、１５ｂを介して、アクスルキャリア８に連接されている。
【００２０】
ここで重要であるのは、このサポートジョイント１４の、図示されない車輪ならびに車輪中心面２およびブレーキディスク３に関する位置である。基本的に知られているように、いずれにせよダンパーストラット式サスペンションでは、このサポートジョイント１４が、少なくともほぼ車輪中心面２内（またはおそらくはそこからある一定の僅かな量だけ車両横方向に離間したところ）の、所謂ホイールディスクの内側の可能な限り低いところに位置しなければならない。車輪と同様ここには図示されていないこのホイールディスクは、車輪回転軸２ａを始点として半径方向に見たときに、ブレーキディスク３の外周縁３ｂにより規定されるようになっており、換言すれば、車輪中心面２に対して平行なある一つの面内に位置しているホイールディスクの底面上に直立しているホイールディスクの壁面は、半径方向で見て少なくとも概ねブレーキディスク３のリングの外周縁領域３ｂ内に位置するようになっている。
【００２１】
さてここでは、サポートジョイント１４を介して自在軸受１に接続されているコントロールアーム１０の部分１０ａまたは端部領域１０ａが、図４に示される側面図においてコントロールアーム１０のこの部分１０ａの周囲がブレーキディスク３によりぐるりと取り囲まれているように、ブレーキディスク２に通して取り廻されることによって、サポートジョイント１４の上述の所望される位置を非常に良好に具現できるようになっている。それによりブレーキディスク３は、自在軸受１のサポートジョイント１４の車両中心面１６側から見たときに内側に位置することになる、すなわちサポートジョイント１４は、図２、３から非常に良好に読み取ることができるように、ブレーキディスク３の車両中心面１６とは反対側に位置することになる。したがって、実質的に車輪接地力が作用する区間である、車両横方向に測ったサポートジョイント１４（もしくはその中心）と車輪中心面２間の距離ａを最小限に、例えば２０ｍｍ台に抑えることが可能となり、それにより車輪接地力の結果ダンパーストラット６にマイナス方向に作用する曲げモーメントを最小限化することができる。
【００２２】
図４から良好に読み取ることができるように、サポートジョイント１４はさらにそれに追加してホイールディスクの実質的に最も低い地点に配置されている、すなわち上下方向で見てブレーキディスク３の一番下の領域に位置しているが、それにより若干マイナスのキングピンオフセットを実現することができる。図２から明らかなダンパーストラット６の傾斜姿勢もこれに有利に作用するが、因みにこのダンパーストラット６は―図４に示されるように―自在軸受１を始点として後方に向かって傾斜している。この傾斜により、ほかにもダンパーストラット６を、ここには図示されないものの実質的に車輪の回転軸２ａ上に位置している車輪のドライブシャフトの上面図で見て前側のところで自在軸受１に取り付けることが可能となり、またそれに伴い上下方向で見て比較的低い位置にこれを配置することが可能となる。ダンパーストラット６の上述の二通りの傾斜角とあいまって、そのサポートマウント７についても、上下方向で見て比較的低い位置にこれを備えることが可能となり、その結果車両ボディのフロントフードの輪郭線を低いところに位置させることが可能となる。
【００２３】
サポートスプリング１１は、板ばね要素（これについても同様に符号１１を使用する）として実施されて、少なくとも部分的に車両横方向を向いており、図示の例では進行方向で前方に向かって約３０°の角度で傾斜している。この板ばね要素１１は、一方では自在軸受１の可能な限り至近でコントロールアーム１０に、但しここではブレーキディスクの内部に残されている自由空間が不足するためにブレーキディスク３の車両中心面１６との対向側に支持され、他方ではアクスルキャリア８の適切な地点に支持されている。当然ながらこれとは異なる配置方式も可能であり、そもそも一連の細部については、特に構成方式に関して、特許請求の範囲の内容から逸脱することなく、上述の説明とは異なる態様で構成されたものであってもかまわない。
【００２４】
本発明にしたがったダンパーストラット式サスペンションにより、スプリングストラット式サスペンションと比べて、上下方向に見てより低い位置にサポートマウント７を配置し、またそれに伴いこの領域においては、同等の機能性を維持したまま、多大なコストや工数をかけることなく、一段と低いところに位置する車両ボディの表面輪郭形状を実現することができる。本発明にしたがったダンパーストラット式サスペンションは、ダブルウィッシュボーン式サスポンションと比べても同様に低い全高を特色とする一方で、ほかにも特にアッパ・コントロールアームが備えられないことによる製造コストの低減と軽量化も特色としている。またサポートマウント７に加わる負荷についても、ダンパーの減衰比を極力高くとる上に、支持ばね力がこれにはかからないために、大幅に低減されることになる。その結果、サポートマウント７の領域においても、車両ボディ材料の断面形状のサイズ小型化が可能となる。シングルジョイントタイプのダンパーストラット式サスペンションにおいて採用されるシングルジョイント原理は、操舵角の変化に伴うトレッド変化が僅かであるために、必要な操舵力も一段と低くなり有利である。これとは対照的に、例えば冒頭に掲記した特許文献６の解決策のような、原則的にブレーキディスク３とサポートジョイント１４間の取付け空間に関する利害の対立だけを理由として採用を余儀なくされていた複雑でコスト高な所謂ダブルジョイントタイプの解決策は、本発明により、具体的にはコントロールアーム１０のサポートジヘョイント１４に接続されている部分１０ａを、内側から把持されるようになっているリング状のブレーキディスク３に通して取り廻すことによって、最早不要となる。
【符号の説明】
【００２５】
１  自在軸受（ホイールキャリア）
１ａ  ハブ
２  車輪中心面
２ａ  車輪の回転軸
３  ブレーキディスク
３ａ  ブレーキディスク３の内周縁＝リング内周縁領域
３ｂ  ブレーキディスクの外周縁＝リング外周縁領域
３ｃ  （３ｂに設けられた）ラグ
４  ブレーキキャリパ
５  クランプリング、プレスフィット
６  ショックアブソーバもしくは振動ダンパーもしくはダンパーストラット
７  サポートマウント
８  アクスルキャリア
９  ステアリングギヤ
９ａ  タイロッド
１０  コントロールアーム
１０ａ  １ないしは１４に接続された１０の末端部
１１  サポートスプリング＝板ばね要素
１２  横向きスタビライザ
１３  横向きスタビライザ用のペンデュラムサポート
１４  （１と１０の間の）サポートジョイント
１５ａ  （８における１０の）軸受地点
１５ｂ  （８における１０の）軸受地点
１６  車両中心面
ａ  車両横方向に測った２と１４間の距離
【図１】
2013532096.tif 000003
【図２】
2013532096.tif 000004
【図３】
2013532096.tif 000005
【図４】
2013532096.tif 000006
【国際調査報告】
2013532096.tif 000007
2013532096.tif 000008
2013532096.tif 000009
2013532096.tif 000010
2013532096.tif 000011
2013532096.tif 000012