JPH0248206A - 自動車の車輪のキャンバ角を調節する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車のキャンバ角を調節するための装置に関
する。

マツクファーソン（Ｍ　ａｃ　Ｐ　ｈｅｒｓｏｎ）型懸
架装置（第６図）か又は二重三角形懸架装置（第１図）
かのいずれかを備えた近代型自動車において、前車輪の
キャンバ角は自動車の運動上において重要な役割を有す
る。はとんどの自動車においてこの角度はゼロであるか
、又は正若しくは負の通常きわめて小さい値か選択され
る。キャンバ角の定義として、キャンバ角とは垂線が車
輪の中心面に対して形成する鋭角（第９図のＡ）である
ということを思い出すであろう。この角は車輪の軸が垂
線に対してその内側に来たときに負であると呼称される
。逆に第９図に示すように車輪の軸が垂線の外へ移動し
たときにはこの角は正であると呼称される。第９Ｂ図は
キャスタ角（Ｗ）を示す。この角（Ｗ）は、車輪のスタ
ブ（キングピン）のピボット軸が垂線に対して形成する
角である。ピボット軸線の支持面上の軌跡がタイヤ接触
面の中心より前方に置かれたとき、正のキャスタが存在
すると呼称される。そうでないときは負のキャスタが存
在する。従来技術の自動車においては、キャンバ角とキ
ャスタ角との間の最善の妥協を得ることが目的であった
。この妥協は、タイヤの異常摩耗、自動車の不安定性、
運転中の不快感又はかじ取りハンドル内の反作用効果な
どの不利を最小にすることが可能でなければならない。

したがって、キャンバ角は一般には、自家用車では正で
あり、速度がきわめて速いスポーツ用自動車では負であ
る。

本発明の目的は、この種の妥協を行わなくてもよいよう
にすること、及びタイヤと路面との間の理想的な接触面
を維持することを可能にするキャンバ角を調節するため
の装置を提供することである。

この目的は、自動車の車輪のキャンバ角を調節するため
の装置であって、車輪の回転車軸がハブキャリヤ上に装
着され、ハブキャリヤの端部の少なくとも一方が車輪の
対称軸を通過する垂直平面に対し移動（シフト）運動が
可能であるところの前記装置において、この端部が車輪
の懸架装置上のアームの接合点の１つに対して角回転運
動が可能な偏心部材内に装着され、偏心部材が車輪の転
同角の関数として角回転駆動が可能であるようにした装
置により達成される。

したがって、タイヤと路面との間の理想的な接触面を維
持するために、前車輪のキャンバ角は転向（旋回）半径
の関数として変化する。

本発明の他の目的は、二重三角形懸架装置と及びマツク
ファーソン（Ｍ　ａｃ　Ｐ　ｈｅｒｓｏｎ）型懸架装置
との両方に適した装置を提供することである。

第１の特徴によれば、この目的は、ハブキャリヤの運動
可能端部が二重三角形懸架装置の上方点であり、かじ取
り（歯車）ラック用リンクに接続された操作レバーが車
輪ハブを角回転させ、及びかじ取りラック用リンクに接
続されたリンクが偏心部材の角回転をハブの角回転とは
反対方向に制御することにより達成される。

他の特徴によれば、ハブキャリヤの上部ピボット軸が偏
心部材の対称軸に対して自動車の内側方向へオフセット
されて装着されかつ偏心部材内でハブキャリヤの回転軸
がオフセットされる。

他の特徴によれば、ハブキャリヤの下部ピボット軸がた
とえば二重三角形懸架装置又はマツクファーソン型懸架
装置上で偏心部材の対称軸に対して自動車の外側方向に
オフセットされて装着されかつ偏心部材内でハブキャリ
ヤの回転軸がオフセットされ、かじ取りラックに接続さ
れた操作レバーが車輪ハブを角回転させ、及びかじ取り
ラック用リンクに接続された操作レバーが偏心部材の角
回転をハブの角回転と同一方向に制御する。

本発明の他の目的は、後車輪のキャンバ角を転向（旋回
）角の関数として変化することを可能にすることである
。

この目的は、前車輪の転向制御と後車輪の転向制御との
間の伝動手段が後車輪のキャンバ角を転向角の関数とし
て変化することにより達成される。

他の特徴によれば、これらの伝動手段は油圧式、空気式
、電気式又は機械式である。

本発明の最後の目的は、キャンバ角を調節するための装
置であってしかも自動車の懸架装置の運動又は自動車の
速度を考慮するようにした装置を提供することである。

この最後の目的は、偏心部材の位置か自動車懸架装置の
運動又は自動車の速度あるいはこれらのパラメータの組
合せのいずれかの関数として変化されることにより達成
される。

他の特徴によれば、偏心装置はハブキャリヤを支持する
上部又は下部三角形の回転軸上に配置される。

本発明のその他の特徴及び利点は添付図面に関する以下
の説明からより明確になるであろう。

第１図及び第２図に示すように、本発明の原理は偏心部
材１３を有する二重三角形懸架装置の三角形の１つを備
えることを含む。二重三角形の懸架装置１０．１１はハ
ブキャリヤ１２を支持し、ハブキャリヤ１２の下部端部
１２０は下部三角形アームＩＯ上でピボット運動が可能
なように装着される。ハブキャリヤ１２の上部端部１２
１は偏心形成部材１３内のオフセット軸１３２のまわり
にピボット運動が可能なように装置される。この部材１
３はそれの回転軸１３０のまわりに角回転をするように
上部三角形アーム１１内にピボット運動が可能なように
装着される。円筒部材１３のそれの軸１３０のまわりの
角回転運動はレバー１３１により制御され、レバー１３
１は円筒部材１３と一体でありかつレバー１３１の自由
端自体は第２のレバー１３３に接続される。このレバー
１３３の第２の端部は関節接合点Ｊによりリンク２０に
接合される。この点Ｊはこのリンクの両端間に配置され
る。リンク２０の第１の端部は関節接合点Ｋにおいてか
じ取りラックに接合され、一方リンク２０の第２の端部
はレバー１２２の一方の端部上の点りにおいて関節接合
されかつリンク２０の他方の端部はハブキャリヤアーム
１２と一体である。

上記装置の機能を第３図、第４図及び第５図により説明
するが、これらの図は種々の要素の位置を種々の転向角
の関数として自動車の前方左半分シャーシについて示す
。

第４図においては車輪は真直ぐでありキャンバ角はゼロ
である。実際にハブキャリヤ１２の対称軸１３２は車輪
に平行でかつ円筒部材１３の対称中心を通過する長手方
向平面内に含まれる。レバー１３３゜１２２、１３１及
びリンク２０の長さならびに接合点Ｃ１Ｊ、Ｄは、ラッ
クがそれの中立位置（転向なし）にあるときに偏心装置
の軸と及びアーム１２の対称軸とが自動車の進行方向に
平行な面内にあるように設けられる。

第３図においては車輪は右に転向され、ハブ１２３はか
じ取りラックに付属するリンク２０の端部に接続された
レバー１２２により時計方向に角回転駆動され、及び偏
心部材１３０角回転を制御するレバーｔａｔはリンク２
０上の点Ｊに接続されたレバ１３３により反時計方向に
駆動された。アーム１２の対称軸１３２はハブ１２３の
回転方向とは反対方向に角回転移動された。この軸１３
２は偏心部材１３の対称軸１３０の右側にあって車軸に
負のキャンバを発生させる。図かられかるように負のキ
ャンバ角は転向半径と共に次第に増加する。同様に第７
図かられかるように、かじ取りラックの右側端部３１が
同時にリンク２１をラックハウジング３内へ引込ませる
ような運動を受けるので、前方右半分シャーシは右前車
輪に正のキャンバを与える反対方向運動を受ける。

第５図は車輪の左への転向運動の動力学を示す。

第３図とは逆にハブキャリヤの対称軸１３２は懸架装置
の長手方向軸の左側に配置され、この配置は左前車輪に
正のキャンバを発生させる。同様にこの左転向の形状に
おいては、この場合リンク３１はラックハウジング３か
ら大きく飛出して関節接合点りを懸架装置の対称平面を
超えて外方へ移動させるので、右前車輪は負のキャンバ
をとるであろ己コツ う。さらに第３図４如４第５図かられかるように、キャ
ンバＡＩ、Ａ２の変化はキャスタ角の値Ｗ。

Ｗｌ　、Ｗ２を実質的に変化させる。したがって転向半
径が増大するとキャスタ角Ｗは減少する。キャスタ角の
この変化は対称組立体により反転可能である。レバー１
３３とかじ取りラック３０へ接続するためのリンク２０
との間の接合点Ｊは与えられた転向半径に対して得られ
たキャンバ角を変えてこれにより懸架装置の特性に適合
したキャンバ角に調節するように移動可能であることが
明らかである。

以上では懸架装置の上部三角形内に配置された装置につ
いて説明を行ってきたが、キャンバ角の同じ変化を転向
の関数として得るために動力学を反転すればこの装置は
懸架装置の下部三角形にも同様に適合可能であることが
明らかである。したがって、偏心部材の下部アームｌＯ
内への装着は第６図に示すマツクファーソン型の懸架装
置に関してはとくに有利である。この配置においては、
偏心部材Ｉ３の角回転の結果において転向半径の関数と
してキャンバ角を変化させるのはハブキャリヤの下部軸
部１２０の軸である。この配置において負のキャンバ角
を得るためには、ハブキャリヤ１２の対称軸＋２０が偏
心部材１３の対称軸＋３０の左側に配置されなければな
らず、また転向と共にキャンバが増加することを確実に
するためにレバー１３１と及び１２２とは同一回転方向
に角回転されなければならない。二重三角形を有する前
方シャーシ組立体に対しては、本装置はハブキャリヤ１
２の下部軸部１２０又は上部軸部１２１上に均等に装着
されなければならない。一方の装着配置とするか又は他
方の装着配置にするかはそれが構成する実施態様の簡易
さに依存して選択されよう。

第７図は自動車の前車輪及び後車輪のキャンバを変化さ
せるための装置を示す。ラック３の左出力部３０はロッ
ド４０により、その中心が点Ｅのまわりを運動するよう
に関節接合されたバー４２に接続される。このロッド４
２の第２の端部は中心点Ｇのまわりにピボット運動する
リンク４６へ運動を伝達するためのロッド４４に接続さ
れる。リンク４６の第２の端部は、左後車輪の偏心部材
１３を角回転させるためにレバー１３１の端部の点Ｃで
関節接合されるリンク４８に接続される。同様にラック
３の右側端部３１はロッド４１と及びピボット結合レバ
ー４３とにより伝動ロッド４５に接続される。この口・
ンド４５は点Ｇのまわりにピボット運動するレバー４７
の一方の端部に接続され、レバー４７の他方の端部はそ
れ自体が右後車輪の偏心部材１３の制御レバー１３１の
端部の関節接合点Ｃに接続されたロッド４９を制御する
。第７図の矢印かられかるように、前車輪を右へ転向さ
せるようにラック３が移動するとき、ロッド４４は自動
車の前方方向へ移動され、一方ロッド４５は後方方向に
移動される。この運動は左右の偏心部材を時計方向に角
回転させる。したがつて左後車輪は対応の前車輪と同じ
キャンバ角変化に追従する。同じことが右後車輪にも適
合する。

第７図の配置においては後車輪のキャスタ角が前車輪の
キャスタ角に対して反転されることがわかるであろう。

実際にアームの対称軸１３２が後車軸の場合は偏心部材
の対称軸１３０の前方に配置されている。

代替態様においては、機械式伝動系４０ないし４７がか
じ取り制御部３に追従しかつ後車輪の偏心部材１３を直
接操作する油圧式、電気式又は空気式ジヤツキにより置
換え可能である。

第８図はキャンバの変化が自動車の速度により支配され
る油圧系又は電気系により制御されるところのむしろさ
らに複雑な実施態様を示す。したがって、この追加の制
御はキャンバの変化を速度にしたがって増減させること
を可能にする。この図で同一要素には前と同じ番号が付
けられている。

バー２４は自動車本体に対し相対滑動が可能なように装
着される。このバー２４はその端部２４０において油圧
式又は電気式装置により制御され、この装置の運動は自
動車の速度の関数として発生される。

偏心部材１３の制御ロッド１３３の関節接合点Ｊはロッ
ド２４上に配置され、ロッド２４の第２の端部りはそれ
自体ラック３の端部３０の関節接合点Ｋに結合されたバ
ー２２上に関節接合される。自動車の速度が一定のとき
点Ｊは、車輪が転向されるときに点しにより描かれる曲
線に相似の曲線を描く。速度が変化するときは相似比が
変化する。したがってロッド２４を移動することにより
、ロッド１３３の運動がラック３０の端部の点の運動の
関数として変化される。したがってこの系は、偏心部材
１３の角回転を自動車の速度のようなパラメータの関数
として変化させることをｎ■能にする。たとえば自動車
の荷重又は自動車のコンパートメントに影響を有し得る
他の任意の要素のような他のパラメータもまた考慮可能
である。

第１０図は関節接合アームｔｏ、　ｔｉにより車輪組立
体５．６の各々に接続された自動車本体７を略図で示す
。通常の三角形懸架装置を備えたこの自動車はローリン
グ（横揺れ）運動を受ける。この場合車輪は路面に対し
不利な方向に大きなキャンバ角をとる。したがってこれ
はタイヤのグリップ（付着力）を減少する。

第１１図及び第１２図は本発明の上記問題点への応用実
施例を示す。この第１１図においては、三角形懸架装置
１０．１１を備えた同じ自動車７は偏心部材型キャンバ
修正機を備えている。偏心部材は偏心部材１３を組込ん
でいる三角形１１の反対側の三角形１０の接合点の付近
の接合点でシャーシに接合されたリンク１３３により制
御される。懸架高さの変化は偏心部材と接合点との間の
距離を変化し、また設定長さのリンク１３３は偏心部材
１３の端部１３１を角回転駆動する。

懸架＾さと共に現われるキャンバの変化は、第８図に記
載の系に類似の系により転向角の関数として前車輪に与
えられる修正と組合せ可能なので有利である。この場合
に滑り棒（スライド）２４は懸架高さにより制御可能で
ありまた滑り棒２４は転向の間のキャンバの全化量を懸
架装置の圧縮の関数として変化させるであろう。

本発明の他の代替態様が第１３Ａ図及び第１３Ｂ図に示
され、これらの図においてハブ１２３のハブキャリヤア
ーム１２は、アームの対称軸１３２が偏心部材１３の対
称軸に対してオフセットされるように偏心部材１３と一
体である。第１図の代替態様に相当するものとして偏心
部材１３は上部懸架三角形ＩＩ内に装着され、一方ハブ
キャリャ１２の下部端部はピボット１２０により下部ア
ームＩＯ内に装着される。

この代替態様においては、レバー１２２によるハブキャ
リヤアームの角回転は同時に第１５Ａ図ないし第１５ｃ
図に示すようにキャンバ角を変化させる。

第１５Ａ図は車輪の右への転向に対応し、一方策１５Ｃ
図は車輪の左への転向に対応する。第１５Ａ図ないし第
１５ｃ図に対応する代替態様に関しては、キャンバ角の
変化は転向角の変化に直接連係される。

逆に第３図から第５図に対応する代替態様においては、
キャンバの変化は転向角と及び偏心部材１３と一体のレ
バー＋３１の角回転との間の変化の関数であり、したが
って構成酸゛分１２２．２０．１３３及び１３１の幾何
形状の関数である。

第１４図は本発明の変形例を示し、この場合にハブキャ
リヤ１２は偏心部材１３と一体であり、アーム１２の対
称軸は部材１３の対称軸に対しオフセットされる。偏心
部材１３はマツクファーソン型の懸架装置の下部懸架ア
ーム１０の端部に装着される。この変形例においては、
キャンバの変化は転向角に直接比例する。

第１６Ａ図及び第１８Ｂ図は本発明の最後の変形例を示
し、これはとくに最小非懸架重量を求めることが好まし
い競争車で有利である。この変形例においてハブキャリ
ヤ１２は懸架三角形１１の頂点における軸１２１により
ピボット角回転が可能なように装着され、頂点の反対側
にある懸架三角形１１の底辺＋１０は三角形の底辺＋１
０に対してオフセットされた軸１３２上で自動車のシャ
ーシに対し角回転が可能なように装着された円筒部材１
３上に関節接合される。この部材１３はレバー１３１に
より操作され、レバー１３１それ自体は関節接合点りに
おいて転向レバー１２２により車輪の転向用制御ロッド
２０に接続された伝動リンク＋３３により制御される。

したがって、ハブキャリヤ１２の角回転ピボットの対称
軸は、リンクとレバーとの比の関数として及び転向角の
関数として第１ｆｉＡ図の矢印Ｇ又はＤにしたがって左
又は右に移動される。同様に偏心部材＋３１の制御部は
転向半径又は懸架高さのいずれかにあるいはその両方に
ないしは自動車の速度にも追従可能である。その場合、
偏心部材１３の制御部は左又は右への運動において三角
形１１全体を駆動し、これにより前の実施態様における
のと同様に正のキャンバ又は負のキャンバを発生する。

当業者の平均的な人であれば考えつくであろう他の修正
態様もまた本発明の範囲内に入る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置を備えた二重三角形懸架装置
を有する自動車の前方右側シャーシの正面図、第２図は
二重三角形懸架装置を備えた本発明の装置の平面図、第
３図から第５図は前方左側シャーシ組立体の可能な３つ
の転向位置において本発明の装置により占有される種々
の位置の概略図、第６図は本発明による調節装置を備え
たマツクファーソン型の懸架装置の正面図、第７図はそ
の４個の車輪上に本発明によるキャンバ角修正装置を備
えた自動車の概略図、第８図はキャンバ角を変更するた
めに自動車の速度を考慮に入れた装置の概略図、第９Ａ
図はキャンバ角を示す図、第９Ｂ図はキャスタ角を示す
図、第１０図はローリング運動を受けた自動車の懸架装
置及び車輪の挙動の概略図、第１１図は同じ自動車が本
発明によるキャンバ角の変更装置を備えたときに同じロ
ーリング運動を受けた同じ自動車の挙動を示す図、第１
２図はキャンバ角を懸架装置の運動の関数として修正す
るための装置の正面図、第１３Ａ図は偏心部材がハブキ
ャリヤと一体であるようにした本発明の代替態様の図、
第１３Ｂ図は第１３Ａ図に示す代替態様の平面図、第１
４図はハブキャリヤと一体の偏心部材を備えたマツクフ
ァーソン型の懸架装置の正面図、第１５Ａ図、第１５Ｂ
図及び第１５Ｃ図は前方左側シャーシ組立体の可能な３
つの転向位置において代替態様により占有される種々の
位置の概略図、第１６Ａ図は本発明の他の代替態様の正
面図、及び第１６Ｂ図は第１６Ａ図による本発明の代替
態様の平面図を示す。 ０．１１・・・・・・懸架装置、１２・・・・・・ハブ
キャリヤ、１３・・・・・・偏心部材、２０・・・・・
・かじ取りラック用リンク、４０〜４９・・・・・・伝
動手段、１２０・・・・・・ハブキャリヤの下部ピボッ
ト軸、１２２・・・・・・操作レバー　１２３・・・・
・・ハブ、１３０・・・・・・偏心部材の対称軸、１３
２・・・・・・ハブキャリヤの軸、Ｉ３３・・・・・・
リンク、Ａ・・・・・・キャンバ角。 ＩＧ−６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）自動車の車輪の回転車軸がハブキャリヤ上に装着
   され、ハブキャリヤの端部の少なくとも一方が車輪の対
   称軸を通過する垂直平面に対し移動運動自在であり、こ
   の端部が車輪の転向角の関数として角回転駆動される偏
   心部材により移動運動自在に装着されることを特徴とす
   る自動車の車輪のキャンバ角を調節する装置。 （２）ハブキャリヤの一端が偏心部材に固定されると共
   にハブキャリヤの軸が偏心部材の対称軸に対してオフセ
   ットされることを特徴とする請求項１に記載の装置。 （３）ハブキヤリヤの端部が偏心部材内で回転運動自在
   に装着され、偏心部材それ自体は車輪の懸架装置の接合
   点の１つ上で角回転運動自在に装着されることを特徴と
   する請求項１に記載の装置。 （４）操作レバーが車輪のハブキャリヤを角回転させる
   と共にかじ取りラックに接続されたリンクが偏心部材の
   角回転をハブキャリヤの角回転とは反対方向に制御する
   ことを特徴とする請求項３に記載の装置。 （５）ハブキャリヤの運動可能端部が二重三角形懸架装
   置の上方点であり、かつピボット点が偏心部材の対称軸
   に対して自動車の内側方向へオフセットされて装着され
   ることを特徴とする請求項３に記載の装置。 （６）ハブキャリヤの下部ピボット軸が偏心部材の対称
   軸に対して自動車の外側方向へオフセットされて装着さ
   れ、かつ偏心部材内で回転軸がオフセットされ、かじ取
   りラック用リンクに接続された操作レバーが車輪のハブ
   キャリヤを角回転させ、かつかじ取りラックに接続され
   たリンクが偏心部材の角回転をハブキャリヤの角回転と
   同一方向に制御することを特徴とする請求項３に記載の
   装置。 （７）偏心部材の位置が自動車懸架装置の運動を表わす
   制御の関数として同様に変化されることを特徴とする請
   求項１から６のいずれか一項に記載の装置。 （８）偏心部材の位置が自動車の速度を表わす制御の関
   数として同様に変化されることを特徴とする請求項１か
   ら７のいずれか一項に記載の装置。 （９）制御が油圧式、空気式又は電気式であることを特
   徴とする請求項８又は９記載の装置。 （１０）制御がロッド組立体で与えられることを特徴と
   する請求項８又は９記載の装置。（１１）前車輪の転向
   制御と後車輪の転向制御との間の伝動手段が後車輪のキ
   ャンバ角を転向角の関数として変化させることを特徴と
   する請求項４から６のいずれか一項に記載の装置。 （１２）伝動手段が油圧式、空気式又は電気式であるこ
   とを特徴とする請求項１１記載の装置。 （１３）伝動手段が機械式であることを特徴とする請求
   項１１記載の装置。 （１４）偏心部材が懸架三角形内の懸架軸の領域内に装
   着されることを特徴とする請求項１記載の装置。