(57)【要約】  車両のホイール内に収容されることにより主な車両構造から隔離可能であることにより、衝突時の負傷リスクを低減するとともにサスペンションジオメトリの有益な再設計を可能にする、構造的に効率的な車両サスペンションシステム。伝統的に知られるウィッシュボーン式サスペンションシステムの位置決めと比較して反時計回り方向に概ね９０度サスペンションリンク枢動軸心を回転させることにより、各車両ホイールの上側および下側サスペンションリンクを、そのホイールの移動軸心に対して本質的に平行に延びるように再配置する。それにより、各ホイールについて、仮想的な長手方向リンク長が、矢印により示すホイールの移動軸心に対して平行に延び、仮想的なスイングアクスル長が、仮想的な長手方向リンク長に対して垂直に延びる。しかし、上側リンク枢動軸心および下側リンク枢動軸心は、仮想的なスイングアクスルに対して平行に延び、それらの収束点により、その長さが定義される。
2013525177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知の移動軸心を有する車両ホイール用のサスペンションアセンブリであって：
前記車両に取り付けられた実質的に剛性の装着構造と；
前記装着構造が取り付けられたキングピン軸心と；
前記キングピン軸心が枢動的に取り付けられた操舵キャリアアセンブリであって、前記ホイールの垂直方向移動は、前記操舵キャリアアセンブリに対して車外側で行われる、操舵キャリアアセンブリと；
前記操舵キャリアアセンブリに移動可能に取り付けられた操舵リンクトラックロッドと；
前記車両の前記移動軸心に対して略垂直な枢動軸心を有する前記車両の前記移動軸心に対して略平行なその長さに沿って配向された少なくとも２つの端部を有するとともに第１のバネ上端上で前記操舵キャリアアセンブリに枢動的に取り付けられた少なくとも１つの上側サスペンションリンクであって、前記少なくとも１つの上側サスペンションリンクは、前記ホイールの垂直方向移動を可能にすることが要求される、上側サスペンションリンクと；
前記車両の前記移動軸心に対して略平行なその長さに沿って配向された少なくとも２つの端部を有する少なくとも１つの下側サスペンションリンクであって、前記サスペンションリンクは、第１のバネ上端上で前記操舵キャリアアセンブリに枢動的に取り付けられた前記車両の前記移動軸心に対して略垂直な枢動軸心を有する前記上側サスペンションリンクに対して下方に離れるように離間され、前記少なくとも１つの下側サスペンションリンクは、前記サスペンションの垂直方向移動を可能にすることが要求される、下側サスペンションリンクと；
第１の軸受アセンブリにより各前記上側サスペンションリンクの第２のバネ下端に、および第２の軸受アセンブリにより各前記下側サスペンションリンクの第２のバネ下端に取り付けられたホイールキャリアと；
バネ上端およびバネ下端を有し、そのバネ上端上で前記キングピン軸心に、およびそのバネ下端上で前記ホイールキャリアに取り付けられたバネ／ダンパユニットと；を含み、
前記サスペンションおよび操舵ジオメトリは、互いに実質的に独立している、サスペンションアセンブリ。
【請求項２】
各前記上側サスペンションリンクおよび各前記下側サスペンションリンクの前記操舵キャリアアセンブリへの前記枢動的取り付けは、それぞれ第３の軸受アセンブリおよび第４の軸受アセンブリにより行われる、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項３】
各軸受アセンブリにおいて用いられる前記軸受は、多軸心軸受、単方向ブッシュ、球面ブッシュ、コンプライアンスブッシュ、およびゴムブッシュからなる群から選択されるいずれか１つ以上であってもよい、請求項２に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の軸受アセンブリおよび前記第２の軸受アセンブリは、前記第１の軸受アセンブリと前記第２の軸受アセンブリとの間に接続されたシアプレートにより安定化されている、請求項２に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項５】
前記シアプレートは、ブラケットバーにより前記操舵キャリアアセンブリに取り付けられている、請求項４に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項６】
前記バネ／ダンパユニットは、そのバネ下端上で前記ホイールキャリアに接続されていないが、その代わり、そのバネ下端において前記上側サスペンションリンクの１つまたは前記下側サスペンションリンクの１つのいずれかに取り付けられている、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項７】
前記車両の各側についての長手方向構造であって、前記長手方向構造は、前記サスペンションアセンブリが前記装着構造に取り付けられるのではなく、前記車両の一方側上の一端上において、前記車両のその側における前サスペンションの枢動点に取り付けられるとともに、他端上において、前記車両の同じ側における後サスペンションの枢動点に取り付けられている、長手方向構造；をさらに含む、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項８】
前記操舵リンクトラックロッドは、スイベルにより前記操舵キャリアアセンブリに取り付けられている、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項９】
前記操舵リンクトラックロッドは、前記ホイールキャリアに移動可能に取り付けられている、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項１０】
前記装着構造は、長手方向構造または横方向ビームのいずれかである、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項１１】
前記アセンブリは、操舵を行うものではなく、前記操舵キャリアアセンブリは、前記キングピン軸心に取り付けられ、前記操舵リンクトラックロッドは、前記ホイールキャリアまたは前記操舵キャリアのいずれかに取り付けられている、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項１２】
各前記上側サスペンションリンクおよび各前記下側サスペンションリンクは、三角形状を有し、２つの取り付け点を有する１つの枢動軸心を有する、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項１３】
車両の各ホイール用のサスペンションシステムにおける長手方向、横方向、および操舵ジオメトリの実質的に独立した設定、調節、および調整を可能にするための方法であって、各ホイールは、キングピン軸心と、操舵キャリアアセンブリと、操舵リンクトラックロッドと、ホイールキャリアと、１つのバネ上端および１つのバネ下端を有するバネ／ダンパユニットとを有し、各ホイールは、さらに、少なくとも１つの上側サスペンションリンクと少なくとも１つの下側サスペンションリンクとを有し、各リンクは、さらに、少なくとも１つのバネ上端および少なくとも１つのバネ下端を有し、各ホイールは、既知の移動軸心を有し、前記方法は、各ホイールについて：
前記上側サスペンションリンクの各々および前記下側サスペンションリンクの各々の一端および同じ端に対して略垂直にキングピン軸心を配置するステップと；
前記操舵キャリアアセンブリを前記キングピン軸心に枢動的に取り付けるステップと；
さらに、前記操舵リンクトラックロッドを前記操舵キャリアアセンブリに移動可能に取り付けるステップと；
前記バネ／ダンパユニットの前記バネ上端を前記キングピン軸心または前記車両上の別のバネ上構造のいずれかに選択的に接続するステップと；
さらに、各上側サスペンションリンクおよび各下側サスペンションリンクの前記バネ上端を前記操舵キャリアアセンブリに接続するステップと；
各上側サスペンションリンクおよび各下側サスペンションリンクを、それらの長さに沿って前記車両の前記移動軸心に対して略平行に配向するステップと；
さらにその上、各上側サスペンションリンクおよび各下側サスペンションリンクの前記バネ下端を前記ホイールキャリアに取り付けるステップと；を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
[0001]本発明は、一般に、自動車両用サスペンションシステムの分野に関する。より具体的には、システムは、サスペンションシステムのすべての可動部品を車両の各ホイールの内側に、またはその直近に隣接して位置決めすることにより、車両の有益な再成形を可能にする。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
[0002]既知の従来のサスペンションシステムは、それらが用いられる車両の設計、有用性、経済性、および安全性を個々におよび／または集合的に制限する１つ以上の問題を抱えていることがしばしばである。「従来の」サスペンションシステムであると考えることが可能な設計は多く存在するが、５つの主要なバリエーションが存在する。
【０００３】
[0003]第１のものは、車内側（シャーシ端）の枢動軸心が車両の移動方向に位置合わせまたはほぼ位置合わせされた多くの主に横方向の部材（「リンク」）で構成されるウィッシュボーン設計である。リンクは、車外側端において「アップライト」に接続され、かかるアップライトは、次いで、ホイールを携える。ウィッシュボーン式サスペンションは、良好に設計されていれば望ましい幾何学的特性を提供するため、従来、最良の解決策であると見られていた。この設計は、非常に高性能な／高価値な自動車において最も用いられているが、その比較的複雑であること（そのため高コストであること）と空間的要求との組み合わせにより、通常の乗用車両における利用が妨げられている。
【０００４】
[0004]第２のものは、その製造が比較的経済的であるため低〜中級乗用車両において一般的に用いられるストラット式設計である。ストラット式サスペンションは、側方向および長手方向の荷重に耐える主に平面的な横方向の部材と、垂直方向の荷重を扱う主に垂直方向の部材とで構成されている。サスペンションが移動するために、垂直方向部材は、伸縮自在である必要があり、この摺動機能は、通常、ダンパにより行われる。目的と機能とのかかる組み合わせは、製造の経済性のためには望ましいが、妥協したジオメトリと側面荷重のダンパへの印加との不利点を伴う。
【０００５】
[0005]第３のものは、ライブとデッドとの２つの基本的な変形が存在するビーム式設計である。ライブビームアクスルは、駆動をホイールに提供するものであり、その典型的な例は、ピックアップトラックの後アクスルである。デッドビームアクスルは、駆動を提供せず、セミトラクタやバスなどの高荷重車両の前輪においてしばしば用いられる。ビームアクスルは、製造が安価であるが、独立したホイールの動きが可能でないこと、バネ下重量が大きいこと、アクスル全体がサスペンションの移動とともに移動するために多くの空間を占めることを含む数多くの不利点を有する。
【０００６】
[0006]第４のものは、かつてはかなり一般的であったが今では用いられる頻度がかなり少なくなったリーディング／トレーリングリンク式設計である。これは、当初のVolkswagen Beetle車両の前サスペンションのために用いられる設計であった。ロールに対するキャンバ補償が存在しないこと、バンプステアのない操舵の編成が困難であること、およびサイズが大きいことなどが不利点である。
【０００７】
[0007]最後のものは、車内側の枢動軸心が車両の移動方向に実質的に位置合わせされた単一の実質的に横方向の部材で構成されるスイングアーム式設計である。これは、独立サスペンションの最も単純なタイプである。付随するジャイロ作用とともに不自然に大きいキャンバ変化を生じさせる必然的に短い長さ、および望ましくないジャッキング効果を生じさせる傾向などが不利点である。Corvairのスイングアーム式後サスペンションのジャッキング効果が、Ralph Nader著Unsafe At Any Speedの表紙に記載されている。
【０００８】
[0008]２つ以上の主なサスペンションタイプの要素を組み合わせるかまたはそれらの最悪の特性のいくつかを少なくとも緩和した、上述のサスペンション設計の数多くのサブタイプが存在し、それらには、例えば、セミトレーリングリンクまたはドディオン編成などがある。これらのバリエーションは、サスペンション設計におけるいずれの専門家にも一般的な知識である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
[0009]このため、いずれかの自動車用サスペンションシステムを設計する際の基本的な問題は、コスト、重量、パッケージ化における制約、および幾何学的特性などの相反する要件の平衡化であることが明らかである。望ましい特性の過去においては利用不可能であった組み合わせを提供しつつ、同時に、車両に組み込まれる個々の幾何学的設定の間で矛盾を生じさせることなくかかる設定の操作を可能にする、サスペンションシステムが要求されている。
【００１０】
[0010]加えて、どこにどのように車両のサスペンションを搭載させるかは、全体的設計の安全性の結果に大きく関係する。例えば、従来のウィッシュボーンは、車両の乗員の付近で終端する強く細長い部品であり、衝突の際は乗員室内に貫通することにより負傷を生じさせる可能性を伴う。非常に一般的なストラット式サスペンションでも、自動車の構成に大きい切り欠きを要求し、２つの主な欠陥が生じる。第１に、構造的に非効率的であり、車両の重量が増えて望ましくなく、第２に、ホイールおよびそのサスペンションを収容するために要求される凹角が衝突時にホイールを閉じ込める傾向がある。この最後の点は、ホイールが非常に硬い障壁として作用して高いピーク減速度を生じさせる傾向があり（乗員の負傷の可能性を増加させ）、エネルギーがコンポーネントを落とすことにより散逸されないという点で、重要である。
【００１１】
[0011]当該技術において既知のものとは異なるサスペンションシステムを採用する別の重要な理由は、燃料消費率を改善するために車両の再成形を容易にするためである。現在の乗用車両の空気力学は、ブランド間の差異を見分けることが困難である点まで最適化されている。いずれかの感知できる程度のさらなる空気力学的改良は、新しい空気力学的アプローチと、現在販売されているものよりも実質的に異なる形状および外観の車両とを要求するであろう。この新しい車両形状についての要件により、伝統的なサスペンションシステムは時代遅れのものになろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明の概要
[0012]本発明は、サスペンションのすべての可動部品がホイールの内側に、またはその直近に隣接して位置決めされることにより車両の主構造から隔離されている、車両において用いるためのサスペンションシステムに関する。ホイールが既知の移動軸心を有し、車両が横方向ビームにより各サスペンションアセンブリに接続されている、車両ホイール用のサスペンションアセンブリが提供される。キングピン軸心は、横方向ビームと、キングピン軸心に枢動的に取り付けられた操舵キャリアアセンブリとに取り付けられている。操舵リンクトラックロッドは、さらに、操舵キャリアアセンブリに移動可能に取り付けられている。バネ上端およびバネ下端を有するバネ／ダンパユニットは、そのバネ上端上でキングピン軸心に取り付けられている。少なくとも１つの上側サスペンションリンクは、ホイールの移動軸心に対して略平行なその長さに沿って配向され、車両の移動軸心に対して略垂直な枢動軸心を有する。各上側サスペンションリンクは、第１のバネ上端上で操舵キャリアアセンブリに枢動的に取り付けられている。少なくとも１つの下側サスペンションリンクは、車両の移動軸心に対して略平行なその長さに沿って配向され、いずれかの上側サスペンションリンクに対して下方に離れるように離間されている。各下側サスペンションリンクは、車両の移動軸心に対して略垂直な枢動軸心を有し、第１のバネ上端上で操舵キャリアアセンブリに枢動的に取り付けられている。最後に、ホイールキャリアは、第１の軸受アセンブリにより各上側サスペンションリンクの第２のバネ下端に、および第２の軸受アセンブリにより各下側サスペンションリンクの第２のバネ下端に取り付けられている。
【００１３】
[0013]本発明の主な目的は、サスペンションの最も望ましい幾何学的特性を他のいずれのサスペンション設計よりも緊密にパッケージ化することを可能にすることである。
【００１４】
[0014]本発明の別の目的は、いずれかの比較可能なサスペンション設計よりもはるかに大きい全体的な車両設計の自由を提供することである。
【００１５】
[0015]本発明のさらなる目的は、他の望ましいが過去においては達成困難であった軽い重量およびより理想的な流線形などの車両設計の特性を、車両に組み込むことを可能にすることである。
【００１６】
[0016]本発明のさらに別の目的は、改善された車両の衝突安全性の可能性を提供することである。
【００１７】
[0017]本発明の追加の目的は、開示されたサスペンションシステムにより提供される他の利点を保持しつつ、前輪駆動モードまたは四輪駆動モードのいずれかにおいて操舵輪を駆動する能力を保持することである。
【００１８】
[0018]本発明のさらなる目的は、所望される場合、長手方向、横方向、および操舵ジオメトリを実質的に独立して設定、調節、および調整する可能性を提供することである。
【００１９】
[0019]本発明のさらに別の目的は、なされた設計の選択により、単軸心軸受を有する車両の構成を可能にすることである。
【００２０】
[0020]本発明のさらなる追加の目的は、サスペンションシステムにより生じる車両の内部空間への影響を最小化することである。
【００２１】
[0021]本発明の上述および他の目的、態様、および利点は、下記の添付図面を参照して本発明の後続の詳細な説明からより深く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の原理により構成されたサスペンションシステムを用いる自動車両本体の斜視図である。
【図２】本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの分解されたコンポーネントの、背後から車両前方を見た車内側からの斜視図である。
【図３】本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの組み立てられたコンポーネントの、背後から車両前方を見た車内側からの斜視図である。
【図４】本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの分解されたコンポーネントの、前方から車両後方を見た車内側からの斜視図である。
【図５】本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの組み立てられたコンポーネントの、前方から車両後方を見た車内側からの斜視図である。
【図６】本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの分解されたコンポーネントの、後方から車両前方を見た車外側からの斜視図である。
【図７】本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの分解されたコンポーネントの、前方から車両後方を見た車外側からの斜視図である。
【図８】本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの組み立てられたコンポーネントの車外側からの斜視図である。
【図９】本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの組み立てられたコンポーネントの俯瞰図である。
【図１０】ホイール構造のホイールリム内に設置されたときに見えるであろう、本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの組み立てられたコンポーネントの、後方から車両前方を見た車内側からの斜視図である。
【図１１】従来既知のウィッシュボーン式サスペンションの相対的軸心および枢動リンクを示す。
【図１２】操舵が操舵リンクの車内側端において行われる、本発明の原理を具現化するサスペンション構成の相対的軸心および枢動リンクを示す。
【図１３】操舵が操舵リンクの車外側端において行われる、本発明の原理を具現化するサスペンション構成の相対的軸心および枢動リンクを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
発明の詳細な説明
[0022]本発明のシステムは、操舵および非操舵サスペンションに適用可能であり、車両の前輪または後輪のいずれにおいて用いてもよい。以下の説明では、前アクスルの操舵サスペンションを想定する。
【００２４】
[0023]図１は、本発明のサスペンションシステムを用いる車両５の外観の斜視図を提供する。タイヤ１０は、車両の主本体構造１５から車外側に位置している。各タイヤ１０は、図１において不可視のホイール２０上に装着されている。本発明の新規システムにおいて、すべての可動サスペンションコンポーネントは、実際のホイール２０の付近または内側に位置決めされている。可動コンポーネントは、次いで、剛性で比較的柔軟でない横方向ビーム２５で車両の主構造１５に取り付けられており、かかる横方向ビーム２５の形状は、直線的であるか、または所望により別の構成を呈してもよい。各タイヤ１０およびホイール２０アセンブリは、空気流を容易にすることにより空力抵抗を低減するため最小化された断面を有するカウリング３０により囲まれている。
【００２５】
[0024]図２は、本発明の原理により構成されたサスペンションシステムの好適な実施形態の主な分解されたコンポーネントの、車両の前端から前方に見た車内側からの斜視角度図を表す。本開示において、前アクスル操舵サスペンションを説明する。このため、様々な図面に示す図が説明される位置は、車両の前アクスルに対するものである。本実施形態において、操舵軸心は、サスペンション全体が車両の操舵に関わるように、サスペンションに対して車内側にある。第２の実施形態において、車両の操舵は、サスペンションシステムに対して車外側で行われ、かかる構成は、サスペンションシステムが駆動アクスル上で用いられる場合に採用されるのが有益である。第１の実施形態において、横方向ビーム２５は、キングピン軸心３５に接続されてキングピン軸心３５において終端し、かかるキングピン軸心３５は、典型的には、垂直方向から角度付けられてキャスタおよびキングピン傾斜を提供する。操舵キャリアアセンブリ４０は、操舵リンクトラックロッド５０とトラックロッド５０が取り付けられたスイベル５５との位置により決定されるように、キングピン軸心３５に取り付けられてキングピン軸心３５上で枢動する。スプリング／ダンパユニット４５のバネ上端は、キングピン軸心３５に取り付けられるのが好ましいが、自動車の構造の他の何らかのバネ上部分に取り付けてもよく、スプリング／ダンパユニット４５のバネ下端は、以下で検討するホイールキャリアアセンブリ９０、または前／後リンクの１つのいずれかに取り付けてもよい。バネおよびダンパは、非常に一般的な自動車技術である。簡便さおよび明瞭さのため、同心バネ／ダンパユニットが示されているが、本発明の機能は、選ばれたまさにそのバネおよびダンパの組み合わせ／編成とは独立している。上側サスペンションリンク６５および下側サスペンションリンク７５は、それぞれ軸受６０および７０において操舵キャリア４０上で枢動する。軸受６０および７０は、シアプレート８０により安定化されるのが典型的であるが、かかるプレートの使用は必須ではない。プレート８０の安定性は、操舵キャリアアセンブリ４０から延びるブラケットバー８５への取り付けにより高めてもよい。軸受６０および７０は、単一のブッシュ、またはより一般的には、車両５のバネ上部分上で枢動する複数の緊密に離間されたブッシュで構成されてもよい。高荷重アプリケーションにおけるより大きい硬さのため、軸受６０および７０は、それらの左および右の要素の間のベースが拡張されていてもよい。十分に拡張されていると、サスペンションリンク６５および７５は、三角形の「ウィッシュボーン」形状を呈するであろう。軸受６０および７０の作動軸心の角度的および位置的関係により、サスペンションの実質的に横方向のジオメトリ（ロール中心、キャンバ変化等）が決定される。ホイールキャリアアセンブリ９０により、サスペンションリンク６５および７５がそれぞれ第１の軸受アセンブリ９５および第２の軸受アセンブリ１００を介してホイールマウントに接合され、かかるアセンブリ９５および１００は、リンク６５および７５のバネ下端に配置される。リンク６５および７５の位置的、角度的、および長さ的関係により、サスペンションの実質的に長手方向のジオメトリ（アンチダイブ等）が決定される。図２において、２つの前／後リンク６５および７５のみが存在することに留意されたい。バンプステアを故意に誘発させるなどの理由で、操舵キャリア４０をホイールキャリア９０に接合する３つ以上の前／後リンクを有することが可能であり、状況によっては望ましい。さらにその上、アプリケーションによっては、２つ以上の回転軸心を有する軸受（例えば球面ブッシュ）および／またはコンプライアンスを有する軸受（例えばゴムブッシュ）が、軸受６０、７０、９０、および９５として、ならびに任意選択によりサスペンション構造に組み込まれてもよいリンク６５および７５以外のいずれかの前／後リンクの端部において存在してもよいいかなる軸受としても、要求され得る。
【００２６】
[0025]図３は、本発明の原理により構成されたサスペンションシステムの好適な実施形態の組み立てられたコンポーネントの、車両の後端から前方に見たさらなる車内側からの斜視角度図を提供する。図４は、本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの分解されたコンポーネントの、車両の背後からの車内側からの斜視図である。図５は、本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの組み立てられたコンポーネントの、車両の前方からの車内側からの斜視図である。ブレーキキャリパ１０５が図５に追加されている。図６は、本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの分解されたコンポーネントの、車両の後方からの車外側からの斜視図である。図７は、本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの分解されたコンポーネントの、車両の前方からの車外側からの斜視図である。図８は、明瞭さのためにホイールを省略した、本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの組み立てられたコンポーネントの車外側からの斜視図である。図９は、本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの組み立てられたコンポーネントの俯瞰図である。図１０は、ホイール構造のホイールリム内に設置されたときに見えるであろう、本発明の原理を具現化するサスペンションシステムの組み立てられたコンポーネントの、車両の後方からの車内側からの斜視図である。
【００２７】
[0026]本明細書中で開示のサスペンションシステムを実装することにより、車両のサスペンションリンクの枢動軸心の機能的場所が、従来既知のウィッシュボーン式サスペンションと比較して反時計回り方向に概ね９０度回転される。これは、従来既知のウィッシュボーン式サスペンションの相対的軸心および枢動リンクを示す図１１をまず参照することにより、最良に示される。操舵軸心２００は、上側リンク６５および下側リンク７５の一端に対して垂直である。仮想的な長手方向リンク長２０５は、矢印により示すホイールの移動軸心に対して平行に延びる。各ホイールについての移動軸心は、そのホイールの直径に亘りそのホイールの長手方向中心断面により形成される平面に対して平行な軸心である。従って、前輪および後輪を有する典型的な車両では前輪が操舵するため、前輪および後輪は、例えば車両が曲がっているときなどの特定の時点において、異なる方向を向いているかもしれず、このため、異なるそれぞれの移動軸心を有し得る。本開示の目的のため、仮想的な長手方向リンク長は、バンプに対してまたははね返りにおいて移動する際にホイールの経路の長手方向半径を最も大きく制御するサスペンションのレイアウトおよびジオメトリにより設定される長手方向距離である。上側リンク枢動軸心２１０および下側リンク枢動軸心２１５は、長手方向リンク長２０５に対して平行に延び、それぞれの長手方向軸心が瞬間中心と称される遠方の点において収束するように、第１の軸受アセンブリ９５および第２の軸受アセンブリ１００に対応する角度におけるホイールの移動中、それらの外端において互いにわずかに傾斜してもよい。傾斜角度は、０〜４５度であり、好ましくは最大３０度である。仮想的なスイングアクスル長２２０は、仮想的な長手方向リンク長２０５に対して垂直に延びる。本開示の目的のため、仮想的なスイングアクスル長は、バンプに対してまたははね返りにおいて移動する際にホイールの経路の横方向半径を最も大きく制御するサスペンションのレイアウトおよびジオメトリにより設定される横方向距離である。ホイール２０がバンプに遭遇するかまたはバンプ後のはね返りで移動するとき、上側リンク６５および下側リンク７５の軸心が延長された場合にそれらが空間中で出会うであろう場所である、瞬間中心からの距離は、ホイールが上下に移動する際にホイールにより描かれる半径である。その距離／半径は、横方向であるか長手方向であるかにより、仮想的なスイングアクスル長または仮想的な長手方向リンク長である。本発明のサスペンション原理を採用する効果は、上述の２つのサスペンション構成に対応する図１２および図１３において示されている。図１２は、操舵が操舵リンクの車内側端において行われる、本発明の原理を具現化するサスペンション構成の相対的軸心および枢動リンクを表す。操舵軸心２００は、やはり実質的に垂直であるが、典型的にはやや傾斜していることでキャスタおよびキングピン傾斜を提供し、一方、仮想的な長手方向リンク長２０５は、矢印により示すホイールの移動軸心に対して平行に延び、仮想的なスイングアクスル長２２０は、仮想的な長手方向リンク長２０５に対して垂直に延びる。しかし、上側リンク枢動軸心２１０および下側リンク枢動軸心２１５は、仮想的なスイングアクスル２２０に対して平行に延び、それらの収束点により、その長さが定義される。第２の実施形態におけるように操舵が操舵リンクの車外側端において行われる、本発明の原理を具現化するサスペンション構成の相対的軸心および枢動リンクを表す図１３においても、同様の結果が示される。この後者の実施形態において、第１の軸受アセンブリ９５および第２の軸受アセンブリ１００は、ホイールキャリアアセンブリ９０の上下移動とホイールが動いているときの操舵との両方を可能にするように、球面軸受などの多軸心軸受であろう。さらにその上、操舵角度を制御するため、スイベル５５およびトラックロッド５０がホイールキャリアアセンブリ９０に取り付けられるであろう。
【００２８】
[0027]代替の編成において、車両５の一方側における前および後サスペンションは、横方向ビーム２５ではなく、枢動点をともに接合する長手方向構造に取り付けることも可能である。
【００２９】
[0028]本明細書中で開示のサスペンションシステムにより、通常のウィッシュボーン式サスペンションの幾何学的利点を犠牲にすることなく、車両の設計を選択的に変更するとともに運動性能を調整する、過去においては利用不可能であった新しい自由が車両の設計者および技術者に提供される。開示のシステムおよび構造により、下記の利点が提供される：
１．図１に示すように、ホイール２０が車両の主本体構造１５に対して外側に離れて位置決めされているため、主本体構造１５の形状を、最適な空力特性、軽い重量、および耐衝突性が得られるように修正することが可能である。
２．ホイール２０は、衝突エネルギーを放散させるとともに負傷を引き起こすピーク加速度を低減させる投荷可能なコンポーネントのレジームの一部である。
３．サスペンションシステムが各ホイール２０の内側に完全にまたはほとんど完全にパッケージ化され得るため、車両５の空力特性が、各ホイール２０に対する抵抗を最小化するように設計されたカウリング３０の配置により高められる。
４．各ホイールアセンブリを車両の主本体構造１５に接続する横方向ビーム２５を、所望される空力特性、衝突保護特性、地上高、および内部空間を達成するように選ばれたいずれかの形状にすることが可能である。
５．さらにその上、各横方向ビーム２５を車両の主構造１５の外側に装着することにより、各アクスルのサスペンションを自動車への取り付け前にビーム上に組み付けることで、製造の効率化および低コスト化を提供することが可能である。また、衝突の際は、ビーム２５が車両のエネルギー吸収および放散シーケンスの一部となる。
６．サスペンションリンクは、主として適切な強度および硬さのために設計しなければならないため、必ずしも最適な衝撃特性のために設計することが可能であるとは限らない。本明細書中で開示のサスペンションにおけるように、かかるコンポーネントを車両の主構造１５の外側に車両の乗員から遠く離して配置することにより、衝突の際の負傷の可能性が最小化される。
７．上で開示されたサスペンションは、リンケージの長手方向および横方向の機能がリンク枢動軸心レイアウトと可動リンクジオメトリとの間で交換されるように、ウィッシュボーン式サスペンションを概ね９０度配向を変更することにより、複数の目的を達成する。この新規な編成は、横方向ジオメトリがリンク枢動軸心の絶対的および相対的位置により定義され、長手方向ジオメトリがホイールの垂直方向移動を可能にし定義するリンクのレイアウトにより定義される、現在のサスペンションと対照をなすものである。
８．通常のリーディング／トレーリングリンク式サスペンションとこの新設計の進歩との間のもう１つの重要な差異は、自動車に沿った不等長不平行なリンクおよび自動車に亘る不平行な動作軸心を利用する可能性である。これは、不等長不平行なウィッシュボーン式（時として「短−長アーム」と呼ばれる）サスペンション編成の等長平行リンクに対する認められた利点に類似している。
９．加えて、この新編成により、操舵とサスペンションジオメトリとが相互に実質的に独立するように、動作リンクを操舵の車外側に装着する可能性が提供される。操舵作用とサスペンション作用とを分離させることにより、設計課題としてのバンプステアがなくなり、アクスルビームがどのような理由であれ真直な部材以外である場合に操舵作用が大きく簡略化される。
【００３０】
[0029]上述の発明は、好適な実施形態により説明した。しかし、本発明の要旨から逸脱することなく開示の装置および方法に様々な修正および変形を行うことが可能であり、本発明の具体的に開示された要素に法的均等物を代用してもよいことが、当業者には明白であろう。明細書および例は、単に例示的なものであり、本発明の真の範囲は、後続の請求項により定義される。
【図１】
2013525177.tif 000003
【図２】
2013525177.tif 000004
【図３】
2013525177.tif 000005
【図４】
2013525177.tif 000006
【図５】
2013525177.tif 000007
【図６】
2013525177.tif 000008
【図７】
2013525177.tif 000009
【図８】
2013525177.tif 000010
【図９】
2013525177.tif 000011
【図１０】
2013525177.tif 000012
【図１１】
2013525177.tif 000013
【図１２】
2013525177.tif 000014
【図１３】
2013525177.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月6日(2012.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知の移動軸心を有する車両ホイール用のサスペンションアセンブリであって：
車両に取り付けられた実質的に剛性の装着構造と；
前記装着構造が取り付けられたキングピン軸心と；
前記キングピン軸心が枢動的に取り付けられた操舵キャリアアセンブリであって、前記ホイールの垂直方向移動は、前記操舵キャリアアセンブリに対して車外側で行われる、操舵キャリアアセンブリと；
前記操舵キャリアアセンブリに移動可能に取り付けられた操舵リンクトラックロッドと；
前記車両の前記移動軸心に対して略垂直な枢動軸心を有する前記車両の前記移動軸心に対して略平行なその長さに沿って配向された少なくとも２つの端部を有するとともに第１のバネ上端上で前記操舵キャリアアセンブリに枢動的に取り付けられた少なくとも１つの上側サスペンションリンクであって、前記少なくとも１つの上側サスペンションリンクは、前記ホイールの垂直方向移動を可能にすることが要求される、上側サスペンションリンクと；
前記車両の前記移動軸心に対して略平行なその長さに沿って配向された少なくとも２つの端部を有する少なくとも１つの下側サスペンションリンクであって、前記少なくとも１つの下側サスペンションリンクは、第１のバネ上端上で前記操舵キャリアアセンブリに枢動的に取り付けられた前記車両の前記移動軸心に対して略垂直な枢動軸心を有する前記少なくとも１つの上側サスペンションリンクに対して下方に離れるように離間され、前記少なくとも１つの下側サスペンションリンクは、前記サスペンションの垂直方向移動を可能にすることが要求される、下側サスペンションリンクと；
第１の軸受アセンブリにより各前記少なくとも１つの上側サスペンションリンクの第２のバネ下端に、および第２の軸受アセンブリにより各前記少なくとも１つの下側サスペンションリンクの第２のバネ下端に取り付けられたホイールキャリアと；
バネ上端およびバネ下端を有し、そのバネ上端上で前記キングピン軸心に、およびそのバネ下端上で前記ホイールキャリアに取り付けられたバネ／ダンパユニットと；を含み、
前記サスペンションおよび操舵ジオメトリは、互いに実質的に独立している、サスペンションアセンブリ。
【請求項２】
前記操舵リンクトラックロッドは、スイベルにより前記操舵キャリアアセンブリに取り付けられている、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項３】
前記操舵リンクトラックロッドは、前記ホイールキャリアに移動可能に取り付けられている、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項４】
前記装着構造は、長手方向構造または横方向ビームのいずれかである、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項５】
前記アセンブリは、操舵を行うものではなく、前記操舵キャリアアセンブリは、前記キングピン軸心に取り付けられ、前記操舵リンクトラックロッドは、前記ホイールキャリアまたは前記操舵キャリアのいずれかに取り付けられている、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項６】
各前記上側サスペンションリンクおよび各前記下側サスペンションリンクの前記操舵キャリアアセンブリへの前記枢動的取り付けは、それぞれ第３の軸受アセンブリおよび第４の軸受アセンブリにより行われる、請求項１に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項７】
各軸受アセンブリにおいて用いられる前記軸受は、多軸心軸受、単方向ブッシュ、球面ブッシュ、コンプライアンスブッシュ、およびゴムブッシュからなる群から選択されるいずれか１つであってもよい、請求項６に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項８】
前記第１の軸受アセンブリおよび前記第２の軸受アセンブリは、前記第１の軸受アセンブリと前記第２の軸受アセンブリとの間に接続されたシアプレートにより安定化されている、請求項６に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項９】
前記シアプレートは、ブラケットバーにより前記操舵キャリアアセンブリに取り付けられている、請求項８に記載のサスペンションアセンブリ。
【請求項１０】
車両の各ホイール用のサスペンションシステムにおける長手方向、横方向、および操舵ジオメトリの実質的に独立した設定、調節、および調整を可能にするための方法であって、各ホイールは、キングピン軸心と、操舵キャリアアセンブリと、操舵リンクトラックロッドと、ホイールキャリアと、１つのバネ上端および１つのバネ下端を有するバネ／ダンパユニットとを有し、各ホイールは、さらに、少なくとも１つの上側サスペンションリンクと少なくとも１つの下側サスペンションリンクとを有し、各リンクは、さらに、少なくとも１つのバネ上端および少なくとも１つのバネ下端を有し、各ホイールは、既知の移動軸心を有し、前記方法は、各ホイールについて：
前記上側サスペンションリンクの各々および前記下側サスペンションリンクの各々の一端および同じ端に対して略垂直にキングピン軸心を配置するステップと；
前記操舵キャリアアセンブリを前記キングピン軸心に枢動的に取り付けるステップと；
さらに、前記操舵リンクトラックロッドを前記操舵キャリアアセンブリに移動可能に取り付けるステップと；
前記バネ／ダンパユニットの前記バネ上端を前記キングピン軸心または前記車両上の別のバネ上構造のいずれかに選択的に接続するステップと；
さらに、各上側サスペンションリンクおよび各下側サスペンションリンクの前記バネ上端を前記操舵キャリアアセンブリに接続するステップと；
各上側サスペンションリンクおよび各下側サスペンションリンクを、それらの長さに沿って前記車両の前記移動軸心に対して略平行に配向するステップと；
さらにその上、各上側サスペンションリンクおよび各下側サスペンションリンクの前記バネ下端を前記ホイールキャリアに取り付けるステップと；を含む、方法。
【請求項１１】
既知の移動軸心を有する車両ホイール用のサスペンションアセンブリであって：
車両に取り付けられた実質的に剛性の装着構造と；
前記装着構造が取り付けられたキングピン軸心と；
前記キングピン軸心が枢動的に取り付けられた操舵キャリアアセンブリであって、前記ホイールの垂直方向移動は、前記操舵キャリアアセンブリに対して車外側で行われる、操舵キャリアアセンブリと；
前記操舵キャリアアセンブリに移動可能に取り付けられた操舵リンクトラックロッドと；
前記車両の前記移動軸心に対して略垂直な枢動軸心を有する前記車両の前記移動軸心に対して略平行なその長さに沿って配向された少なくとも２つの端部を有するとともに第１のバネ上端上で前記操舵キャリアアセンブリに枢動的に取り付けられた少なくとも１つの上側サスペンションリンクであって、前記少なくとも１つの上側サスペンションリンクは、前記ホイールの垂直方向移動を可能にすることが要求される、上側サスペンションリンクと；
前記車両の前記移動軸心に対して略平行なその長さに沿って配向された少なくとも２つの端部を有する少なくとも１つの下側サスペンションリンクであって、前記少なくとも１つの下側サスペンションリンクは、第１のバネ上端上で前記操舵キャリアアセンブリに枢動的に取り付けられた前記車両の前記移動軸心に対して略垂直な枢動軸心を有する前記少なくとも１つの上側サスペンションリンクに対して下方に離れるように離間され、前記少なくとも１つの下側サスペンションリンクは、前記サスペンションの垂直方向移動を可能にすることが要求される、下側サスペンションリンクと；
第１の軸受アセンブリにより各前記少なくとも１つの上側サスペンションリンクの第２のバネ下端に、および第２の軸受アセンブリにより各前記少なくとも１つの下側サスペンションリンクの第２のバネ下端に取り付けられたホイールキャリアと；
バネ上端およびバネ下端を有し、そのバネ上端上で前記キングピン軸心に、およびそのバネ下端上で前記少なくとも１つの上側サスペンションリンクの１つまたは前記少なくとも１つの下側サスペンションリンクの１つのいずれかに取り付けられたバネ／ダンパユニットと；を含み、
前記サスペンションおよび操舵ジオメトリは、互いに実質的に独立している、サスペンションアセンブリ。
【国際調査報告】
2013525177.tif 000016