JPS6361204B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車のフロント・エア・サスペ
ンシヨンに関する。

一般に、この種のフロント・エア・サスペンシ
ヨンは、シヤシ・フレームの先端側において、そ
のシヤシ・フレームの縦メンバとフロント・アク
スルとの間に左右に対をなして配置され、かつ、
サージ・タンクに接続されたエア・スプリング
と、そのフロント・アクスルの位置を決定するた
めの３本のラジアス・ロツドおよびそのラジア
ス・ロツドとほぼ垂直方向に配置されるラテラ
ル・ロツドなどより構成されている。

すなわち、そのエア・スプリングは横剛性がほ
とんどないことから、パラレル・リンク機構をな
す３本のラジアス・ロツドによつて、そのフロン
ト・アクスルの前後方向の動きが規制され、ま
た、そのラジアス・ロツドとほぼ垂直方向に配置
されるラテラル・ロツドによつて、そのフロン
ト・アクスルの左右方向の動きが規制されてい
る。

そのようなフロント・エア・サスペンシヨンに
取り付けられる前輪は、操縦性を良くし、走行安
定性を保つために所定のアライメント、すなわ
ち、所定のキヤンバ、トーイン、キヤスタ、キン
グ・ピン角度、およびトレールをもつて取り付け
られる。

そのアライメントは、フロント・アクスル、ナ
ツクルの加工時、および、そのフロント・アクス
ルへの前輪の取付け時に、それぞれに適した値の
角度を持つて設定され、そのアライメントのう
ち、特に、キヤスタはステアリングの重さ、およ
び、中立位置への復元力と密接な関係を持つこと
から、そのキヤスタが所定の値に設定されれば、
ステアリングの回転には、そのキヤスタの値に応
じた所定の操作力が要求される。

しかし、そのステアリングの重さは、そのキヤ
スタの値のみならず、車両総重量や走行速度など
とも密接な関係を持つため、そのような車両総重
量や走行速度などの条件に応じて、ステアリング
の重さが変化し、運転車に疲労感を与える要因と
なつていた。

従つて、その車両総重量や走行速度に応じて、
そのキヤスタの値を走行状態に最も適するように
調節し、または、そのキヤスタの値を運転者の好
みに応じたステアリングの重さが得られるように
調節されれば、運転者のステアリング操作による
疲労度が軽減され、かつ、走行安定性が向上され
る。

この発明の目的は、車両総重量や走行速度など
に応じて、キヤスタの値すなわち、キヤスタ角を
変え、ステアリングの重さを調節することによつ
て、運転者のステアリング操作による疲労度を軽
減し、かつ、走行安定性を向上する自動車のフロ
ント・エア・サスペンシヨンの提供にある。

それらを課題として、この発明の自動車のフロ
ント・エア・サスペンシヨンは、自動車の左右の
シヤシ・フレーム先端側において、そのシヤシ・
フレームの下方にそれぞれ配置され、かつ、その
シヤシ・フレームに固定されたサージ・タンクに
接続される一対のエア・スプリングと、それらの
エア・スプリングの下方部分に渡されるようにし
て取り付けられたフロント・アクスルと、一端が
そのシヤシ・フレームに固定されたブラケツトに
それぞれピン連結され、他端がそのフロント・ア
クスルの両側に取り付けられたブラケツトにそれ
ぞれピン連結された一対のラジアス・ロツドと、
そのフロント・アクスルに固定されたキヤスタ・
コントロール・アーム、およびそのキヤスタ・コ
ントロール・アーム側に一端を、そのシヤシ・フ
レーム側に他端をそれぞれピン連結した操作シリ
ンダを備え、そのフロント・アクスルを回転させ
るキヤスタ角調節機構と、その操作シリンダを流
体圧源に接続する配管に配置され、かつ、走行速
度および車両総重量に応じて開閉される切替えバ
ルブとを含んで構成している。

以下、この発明に係る自動車のフロント・エ
ア・サスペンシヨンの望ましい具体例について、
図面を参照して説明する。

第１および２図は、この発明の自動車のフロン
ト・エア・サスペンシヨンの具体例１０を示して
いる。

その自動車のフロント・エア・サスペンシヨン
１０は、シヤシ・フレーム１１の先端側におい
て、縦メンバ１８，１９の下方にそれぞれ配置さ
れ、かつ、横メンバ２２に固定されたサージ・タ
ンク３２に接続される一対のエア・スプリング１
２，１３と、それらのエア・スプリング１２，１
３の下方部分に渡されるようにして取り付けられ
たフロント・アクスル１４と、一端がそのシヤ
シ・フレーム１１に固定されたブラケツト２０，
２１にそれぞれピン連結され、他端がそのフロン
ト・アクスル１４の両側にそれぞれピン連結され
た一対のラジアス・ロツド１５，１６と、キヤス
タ角を調節し得るように、そのフロント・アクス
ル１４を回転させるリンク型のキヤスタ角調節機
構１７とより構成されている。

そのエア・スプリング１２，１３は、既存のエ
ア・スプリングと同様に、シヤシ・フレーム１１
の先端側において、左右の縦メンバ１８，１９の
下方にそれぞれ取り付けられているもので、それ
らのエア・スプリング１２，１３の下方部分に
は、フロント・アクスル１４が渡されるようにし
て取り付けられている。

勿論、それらのエア・スプリング１２，１３
は、そのシヤシ・フレーム１１の横メンバ２２に
固定されたサージ・タンク３２に、空気圧配管３
３，３４を介してそれぞれ接続されている。

そのようにして取り付けられたフロント・アク
スル１４は、一対のラジアス・ロツド１５，１６
を介してシヤシ・フレーム１１側にピン連結され
ている。

すなわち、そのフロント・アクスル１４は、両
側にブラケツト２３がそれぞれ取り付けられ、ま
た、シヤシ・フレーム１１における縦メンバ１
８，１９の一端には下向きのブラケツト２０，２
１がそれぞれ固定されているもので、そのラジア
ス・ロツド１５，１６の一端は、そのフロント・
アクスル１４に取り付けられたブラケツト２３に
それぞれピン連結され、他端は、そのシヤシ・フ
レーム１１における縦メンバ１８，１９に固定さ
れたブラケツト２０，２１にそれぞれピン連結さ
れている。

また、そのフロント・アクスル１４のほぼ中央
の位置には、キヤスタ角調節機構１７の一端がピ
ン連結されている。

そのキヤスタ角調節機構１７は、そのフロン
ト・アクスル１４のほゞ中央の位置に下端を固定
し、上端をそのシヤシ・フレーム１１側に伸長し
たキヤスタ・コントロール・アーム３８と、その
キヤスタ・コントロール・アーム３８の上端に後
端をピン連結したリンク・ロツド２４と、そのシ
ヤシ・フレーム１１にブラケツトを介してピン連
結され、かつ、そのリンク・ロツド２４の前端に
下端をピン連結したリンク・レバー２５と、その
ピン結合されたリンク・レバー２５を揺動させる
操作シリンダ２６とを含んで構成されている。

そのリンク・ロツド２４は、上述したラジア
ス・ロツド１５，１６と協働して、パラレル・リ
ンク構造をなし、そのリンク・レバー２５を回転
させることにより、そのリンク・ロツド２４はそ
のラジアス・ロツド１５，１６に対してほぼ平行
に移動することから、そのフロント・アクスル１
４は、そのフロント・アクスル１４のブラケツト
２３とそのラジアス・ロツド１５，１６とのピン
連結部分を中心にして回転される。

従つて、そのリンク・レバー２５がその操作シ
リンダ２６によつて揺動されるならば、そのキヤ
スタ・コントロール・アーム３８はそのリンク・
ロツド２４を介して操作され、そのフロント・ア
クスル１４が回転され、そのフロント・アクスル
１４の両端に回転可能に連結された前輪３０，３
１のためのキヤスタ角が変化される。特に、その
リンク・ロツド２４がそのラジアス・ロツド１
５，１６に対してほぼ平行移動されるので、その
前輪３０，３１のためのキヤスタ角は正確に変え
られる。

そのようにしてリンク・レバー２５を回転させ
るための操作シリンダ２６は、内側にピストン２
７を往復摺動可能に組み込み、そのピストン２７
に連結された操作ロツド２８の先端をそのリン
ク・レバー２５の上端にピン連結してなるもの
で、勿論、その操作シリンダ２６はシヤシ・フレ
ーム１１に固定されたブラケツト３５に取り付け
られる。

その操作シリンダ２６は、空気圧または油圧に
よつて、そのピストン２７が往復摺動され、その
往復摺動に応じて、そのリンク・レバー２５を回
転し得るものであれば、構造は任意であり、第２
図に示された操作シリンダ２６には、そのピスト
ン２７を往復摺動させるためのポート３６，３７
が形成されている。

そのポート３６，３７は、流体圧源としてのエ
ア・コンプレツサ（図示せず）またはオイル・ポ
ンプ（図示せず）に、配管を介してそれぞれ接続
され、その配管には、そのポート３６および３７
に供給される流体の圧力をコントロールする切替
えバルブ（図示せず）が挿入される。

勿論、上述したフロント・アクスル１４は、ラ
テラル・ロツド２９によつて、左右方向の動きが
規制されている。すなわち、そのラテラル・ロツ
ド２９の一端は、そのフロント・アクスル１４側
にピン連結され、また、他端は、シヤシ・フレー
ム１１の横メンバ２２にピン連結されている。

次に、この発明に係る自動車のフロント・エ
ア・サスペンシヨン１０の動作について説明す
る。

そのフロント・エア・サスペンシヨン１０は、
上述したように、圧縮空気または圧油が操作シリ
ンダ２６に送られると、リンク・レバー２５は揺
動され、そのリンク・レバー２５の揺動に伴つ
て、そのラジアス・ロツド１５，１６に対してほ
ぼ平行移動されるそのリンク・ロツド２４によつ
て、そのキヤスタ・コントロール・アーム３８が
操作され、そのキヤスタ・コントロール・アーム
３８によつて、そのフロント・アクスル１４が回
転され、その前輪３０，３１のキヤスタ角が変え
られ、その自動車の走行状態に合わせるように、
調節される。すなわち、このキヤスタ角調節機構
１７は、その自動車が低速走行する場合には、そ
の前輪３０，３１のためのキヤスタ角が極めて小
さくなるように、または、それのためのキヤスタ
角が負の値になるように動作される。

さらに詳述するならば、その切替えバルブ操作
して、その操作シリンダ２６のポート３６側に圧
縮空気または圧油を供給すると、リンク・レバー
２５の上端がその操作シリンダ２６側に回転し、
リンク・ロツド２４は、そのリンク・レバー２５
の上端に動きと反対側、すなわち、自動車の前方
側に平行移動する。

従つて、そのリンク・ロツド２４の平行移動に
伴つて、フロント・アクスル１４が、キヤスタ角
を小さくするように回転する。

そのような状態で、その自動車が低速走行する
場合には、そのキヤスタ角が極めて小さいことか
ら、ステアリングの回転に要求される操作力が小
さくなり、低速走行に適したステアリングの操作
感覚が得られる。

また、その自動車が高速走行する場合には、キ
ヤスタ角が大きくなるように、その切替えバルブ
を操作する。

すなわち、その切替えバルブの操作により、操
作シリンダ２６におけるポート３７側に圧縮空気
または圧油を供給すると、リンク・レバー２５の
上端が、上述した場合と逆の方向、すなわち、自
動車の前方側に回転し、リンク・ロツド２４は、
その自動車の後方側に平行移動する。

従つて、そのリンク・ロツド２４の平行移動に
伴つて、フロント・アクスル１４が、キヤスタ角
を大きくするように回転する。

そのような状態で、その自動車が高速走行する
場合には、そのキヤスタ角が大きいことから、ス
テアリングの回転に要求される操作力が大きくな
り、高速走行に適したステアリングの操作感覚が
得られる。

換言するならば、そのキヤスタ角が大きくなる
と、前輪３０，３１が適正な直進位置からずれた
場合に、その前輪３０，３１に加わる走行抵抗に
よつて、キング・ピン（図示せず）の軸まわりに
直進位置に戻そうとする大きな復元力が働き、高
速走行に適した直進性がその自動車に与えられ、
従つて、走行安定性が向上される。

また、上述した切替えバルブは、自動車の走行
速度に応じて自動的にコントロールされるように
構成することもでき、その場合には、その切替え
バルブは電気信号によつて動作されるものによつ
て構成され、さらに、その切替えバルブには、自
動車の走行速度を検知して電気信号を送るスピー
ド・センサ（図示せず）が接続される。

第３および４図は、この発明の自動車のフロン
ト・エア・サスペンシヨンの他の具体例40を示し
ている。

その自動車のフロント・エア・サスペンシヨン
４０は、シヤシ・フレーム１１の先端側におい
て、縦メンバ１８，１９の下方にそれぞれ配置さ
れ、かつ、横メンバ２２に固定されたサージ・タ
ンク３２に接続される一対のエア・スプリング１
２，１３と、それらのエア・スプリング１２，１
３の下方部分に渡されるようにして取り付けられ
たフロント・アクスル１４と、一端がそのシヤ
シ・フレーム１１に固定されたブラケツト２０，
２１にそれぞれピン連結され、他端がそのフロン
ト・アクスル１４の両側にそれぞれピン連結され
た一対のラジアス・ロツド１５，１６と、キヤス
タ角を調節し得るように、そのフロント・アクス
ル１４を回転させる操作シリンダ型のキヤスタ角
調節機構４１とより構成されている。

その自動車のフロント・エア・サスペンシヨン
４０において、その操作シリンダ型のキヤスタ角
調節機構４１以外の構成については、上述した具
体例10において、それらに相当するものと同様に
構成されるため、それらの構成については同符号
を付して説明を省略する。

そのキヤスタ角調節機構４１は、そのフロン
ト・アクスル１４のほぼ中央の位置に下端を固定
し、上端をそのシヤシ・フレーム１１側に伸長し
たキヤスタ・コントロール・アーム３８と、操作
シリンダ４２とを含んで構成されている。

その操作シリンダ４２は、前述のキヤスタ角調
節機構１７におけるそのリンク・ロツド２４の位
置に配置されたもので、シリンダ・チユーブ、そ
のシリンダ・チユーブ内に往復摺動可能に配置さ
れたピストン、およびそのピストンに一端を固定
して他端をそのシリンダ・チユーブの外側に伸長
させた操作ロツド４３を含み、そのシリンダ・チ
ユーブに固定されたヘツド・カバーをそのシヤ
シ・フレーム１１のブラケツト２０にピン連結
し、その操作ロツド４３の他端をそのキヤスタ・
コントロール・アーム３８の上端にピン連結して
いる。

勿論、その操作シリンダ４２には、そのピスト
ンの往復摺動範囲の外側に相当する位置にポート
４４，４５が形成され、そのポート４４，４５に
送られる圧縮空気または圧油によつて、その操作
ロツド４３がその操作シリンダ４２から出し入れ
されるように構成されている。

また、その操作シリンダ４２に形成されたポー
ト４４，４５は、上述した具体例10と同様に、流
体圧源としてのエア・コンプレツサ（図示せず）
またはオイル・ポンプ（図示せず）に、配管４
６，４７を介して接続され、その配管４６，４７
には、そのポート４４および４５に供給される流
体の圧力をコントロールする切替えバルブ（図示
せず）が挿入される。

従つて、上述した具体例10の場合と同様に、切
替えバルブを操作すれば、その操作シリンダ４２
に送られる圧縮空気または圧油によつて、その操
作ロツド４３が出し入れされ、その操作ロツド４
３の動きに応じてフロント・アクスル１４がその
キヤスタ・コントロール・アーム３８を介して回
転され、キヤスタ角が調節される。

勿論、自動車の走行速度に応じてそのキヤスタ
角を自動的に調節する場合には、上述した具体例
10の場合と同様に、その切替えバルブを電気信号
によつて動作されるものとして構成し、さらに、
その切替えバルブには、自動車の走行速度を検知
して電気信号を送るスピード・センサ（図示せ
ず）が接続される。

また、上述した具体例10および40におけるキヤ
スタ角調節機構１７および４１は、自動車の走行
速度、および荷重検出機構（図示せず）で検知さ
れるその自動車の総重量に応じて駆動されるの
で、その自動車の総重量が重い場合には、キヤス
タ角を小さくし、その重い総重量によるステアリ
ング操作が重くなることが防止され、加えて、そ
のフロント・アクスル１４に下端を固定し、上端
をそのシヤシ・フレーム１１側に伸長したキヤス
タ・コントロール・アームがその上端にピン連結
され、しかも、そのラジアス・ロツド１５，１６
に対してほぼ平行移動されるリンク・ロツド２４
若しくは操作シリンダ４２によつて操作されるの
でその自動車の総重量が重い場合でも、そのキヤ
スタ角が正確に変えられる。

如上のこの発明によれば、一対のラジアス・ロ
ツドがシヤシ・フレームに固定されたブラケツト
に一端をそれぞれピン連結し、フロント・アクス
ルの両側に取り付けられたブラケツトに他端をそ
れぞれピン連結し、キヤスタ角調節機構がそのフ
ロント・アクスルに固定されたキヤスタ・コント
ロール・アーム、およびそのキヤスタ・コントロ
ール・アーム側に一端を、シヤシ・フレーム側に
他端をそれぞれピン連結した操作シリンダを備
え、また、切替えバルブがその操作シリンダを流
体圧源に接続する配管に配置され、かつ、走行速
度および車両総重量に応じて開閉され、加圧流体
をその操作シリンダに供給および排出するので、
走行速度および車両総重量に応じて、その切替え
バルブが操作され、その操作シリンダが駆動され
ると、そのフロント・アクスルは、そのラジア
ス・ロツドとそのブラケツトとのピン連結部分を
中心に回転され、そのフロント・アクスルに支持
された前輪のためのキヤスタ角が容易に変えら
れ、路面抵抗によることなしにその前輪のための
キヤスタ角が積極的に、しかも、確実で、かつ、
正確に変えられ、そのようにして、ステアリング
の重さが走行速度および車両総重量に応じて調節
され、運転者にとつては、ステアリング操作によ
る疲労が軽減され、走行安定性が向上され、大型
車両への適用性が向上され、その大型車両にとつ
て非常に有用で、実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る自動車のフロント・エ
ア・サスペンシヨンの具体例を示す平面図、第２
図はリンク型のキヤスタ角調節機構の取付け状態
を示す側面図、第３図はこの発明に係る自動車の
フロント・エア・サスペンシヨンの他の具体例を
示す平面図、および第４図は操作シリンダ型のキ
ヤスタ角調節機構の取付け状態を示す側面図であ
る。 １０……自動車のフロント・エア・サスペンシ
ヨン、１１……シヤシ・フレーム、１２，１３…
…エア・スプリング、１４……フロント・アクス
ル、１５，１６……ラジアス・ロツド、１７，４
１……キヤスタ角調節機構、２０，２１……ブラ
ケツト、３２……サージ・タンク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車の左右のシヤシ・フレーム先端側にお
   いて、そのシヤシ・フレームの下方にそれぞれ配
   置され、かつ、そのシヤシ・フレームに固定され
   たサージ・タンクに接続される一対のエア・スプ
   リングと、 それらのエア・スプリングの下方部分に渡され
   るようにして取り付けられたフロント・アクスル
   と、 一端がそのシヤシ・フレームに固定されたブラ
   ケツトにそれぞれピン連結され、他端がそのフロ
   ント・アクスルの両側に取り付けられたブラケツ
   トにそれぞれピン連結された一対のラジアス・ロ
   ツドと、 そのフロント・アクスルに固定されたキヤス
   タ・コントロール・アーム、およびそのキヤス
   タ・コントロール・アーム側に一端を、そのシヤ
   シ・フレーム側に他端をそれぞれピン連結した操
   作シリンダを備え、そのフロント・アクスルを回
   転させるキヤスタ角調節機構と、 その操作シリンダを流体圧源に接続する配管に
   配置され、かつ、走行速度および車両総重量に応
   じて開閉される切替えバルブ とを含む自動車のフロント・エア・サスペンシヨ
   ン。