ロール特性が改善されたフォーバーリンクサスペンションシステムを備えた車両
本発明は車両のロール特性を改善する車両または方法に関する。前記車両は、アクスルと、ばね上質量と、第１の制御アームと、第２の制御アームと、第３の制御アームと、第１の回動可能なジョイントと、第２の回動可能なジョイントと、第３の回動可能なジョイントと、第４の回動可能なジョイントとを備える。前記第１の制御アーム、前記第２の制御アーム、前記第１の回動可能なジョイント、前記第２の回動可能なジョイント、前記第３の回動可能なジョイント、及び前記第４の回動可能なジョイントのねじり剛性は、前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上であり、それによってばね上質量のロール現象中に前記アクスルが曲がったりねじれたりしてロール量を制限する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール特性が改善されたフォーバーリンクサスペンションシステムを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両は、ばね上質量、即ち、サスペンションシステムによって支持される構成部品を、例えば、サスペンションシステム、ホイール、アクスルなどのばね下質量から隔離するサスペンションシステムを一般的に備えている。サスペンションシステムは、一般的に、スプリングと、場合によってはダンパーとを含んでおり、これらはばね上質量とばね下質量との間のインタフェースとしての機能を果たす。スプリング及びダンパーは、車両走行時、衝撃を緩和し、ばね下質量によって生じたり、ばね下質量が直面したりする振動、バンプ（隆起）、及び路面凹凸からばね上質量を隔離するために、サスペンションシステムにある程度の柔軟性を与える。
【０００３】
スプリング及びダンパーによって与えられたサスペンションシステムの柔軟特性は快適な乗り心地を提供する目的では望ましいが、スプリング及びダンパーを含むことによって車両の操縦性に悪影響をもたらすことが多い。例えば、コーナリング又は方向転換中、車両のばね上質量が車両フレームの縦軸を中心に傾動又はロール（横揺れ）する可能性がある。例えばスプリングを強化することによってサスペンションシステムを強化して、ばね上質量の平均ロールレートを増加させることは望ましいが、このことは、衝撃を緩和し、ばね上質量を振動、バンプ、及び路面凹凸から隔離するサスペンションシステムの能力に悪影響を与えることになる。
【０００４】
ロールレートを改善する別の方法は、スタビライザバーを利用することである。スタビライザバーは、一般的に、フレームと、アクスルの対向端部又はアクスルの対向端部に接続された対向するサスペンション制御アームとに取り付けられる。ロール現象中、ばね上質量がロールしようとすると、スタビライザバーがロール運動を抑制する。この時、スタビライザバーにねじり力が付加され、そのねじり力によってスタビライザバーに曲がりやねじれが生じる。スタビライザバーは、この曲げ運動やねじり運動に耐えるのに十分なねじり弾性と、ロール運動を抑制するのに十分なねじり剛性とを有するように設計される。都合のよいことに、スタビライザバーは、一般的に、発生する曲がりやねじれが、それを中心にロールが発生する軸に対して略直角である軸を中心とした曲げ運動やねじり運動に変換されるように設計及び配置されるため、実質的にそのような曲がりやねじれが車両のロールの原因となることはない。
【０００５】
ロール特性を改善する更に別の方法は、スタビライザバーと類似したやり方でアクスルを使用することである。特に、サスペンション制御アームは、回動可能なジョイントを介してフレーム、例えばフレームハンガーブラケットに回動可能に接続され、ロール現象のない運転状態中にアクスルと制御アームとの間で相対運動が発生しないようにアクスルにしっかりと接続される。従って、ロール現象のない運転状態中、制御アーム及びアクスルは回動可能なジョイントを中心に回動し、制御アームの固定して取り付けられた部分は、車両走行時、ばね下質量によって生じたり、ばね下質量が直面したりする振動、バンプ、及び路面凹凸に反応してアクスルと共に上下に移動する。
【０００６】
しかしながら、ロール現象中、ばね上質量がロールしようとすると、アクスルはロール運動を抑制する。特に、ロール現象中、ねじり力が制御アームに付加され、その制御アームが今度はアクスルにねじり力を付与し、そのねじり力によって今度はアクスルに曲がりやねじれが生じる。このように使用されるアクスルは、この曲げ運動やねじり運動に耐えるのに十分なねじり弾性と、ロール運動を抑制するのに十分なねじり剛性とを有するように設計される。都合のよいことに、曲げ運動やねじり運動は、それを中心にロールが発生する軸に対して略直角であるアクスルの軸を中心とするので、実質的にそのような曲がりやねじれが車両のロールの原因となることはない。そのようにして、アクスルは、スタビライザバーと共に使用して補助的なロール制御を提供するにせよ、又はスタビライザバーがない状態で使用するにせよ、それ自体でロールレートを増加させることができる。例えば、トラックトラクター、セメントトラック、及びダンプトラック等の大型トレーラや大型車両では、特に、そのようなロール制御や補助的なロール制御を提供する能力が特に望ましいことがわかっている。
【０００７】
上記のように、ばね上質量のロールを制限するためにアクスルの曲がりやねじれを利用する以前の公知のシステムは、制御アームをアクスルに回動可能に接続するよりもむしろ、制御アームをアクスルに固定して接続することを必要としていた。しかしながら、フレームとアクスルの両方に回動可能に接続された制御アームを含むフォーバーリンクサスペンションシステムと比較して、そのような構成は車両の操縦性のある面において不備が生じる。従って、ロール制御は別として、一般的に、フォーバーリンク式サスペンションシステムを利用することは、操縦性の観点から好ましい。一例として、当業者であればわかるように、フォーバーリンク式サスペンションシステムによって、一般的に、ロール現象のない運転状態中、アクスルが上下に移動する時に、トルク反応性の向上と、フレームに対するアクスルの縦方向位置の改善が得られる。しかしながら、以前の公知のフォーバーリンクサスペンションシステムは、ロール制御や補助的なロール制御を提供するためにアクスルの曲がりやねじれを使用していないという点において欠点を有していた。
【０００８】
例えば、特許文献１は、フレーム及びアクスルに回動可能に取り付けられた下部制御アームと、フレーム及びアクスルに回動可能に取り付けられた上部制御アームとを備えているフォーバーリンク構成を示している。ロール制御や補助的なロール制御にアクスルを使用することが望ましいにもかかわらず、特許文献１に示されているような構成や、様々な他のタイプのフォーバーリンクサスペンションシステムは、ロール制御を提供するためにアクスルの曲がりやねじれを生じさせることができないことがこれまでにわかっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，６４９，７１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ロール特性が改善されたフォーバーリンクサスペンションシステムを備えた車両を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、車両は、アクスルと、ばね上質量と、第１の制御アームと、第２の制御アームと、第３の制御アームと、第１の回動可能なジョイントと、第２の回動可能なジョイントと、第３の回動可能なジョイントと、第４の回動可能なジョイントとを備えている。アクスルは、ねじり剛性と、第１の端部及び第２の端部とを備えている。ばね上質量はフレームを含み、アクスルに取り付けられることによってばね上質量がアクスルに対してロールすることができる。第１の制御アームは、フレームに対してアクスルの第１の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている。第２の制御アームは、フレームに対してアクスルの第２の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている。第３の制御アームは、フレームに対してアクスルを横方向に位置付ける。第１の回動可能なジョイントは、第１の制御アームをアクスルの第１の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている。第２の回動可能なジョイントは、第１の制御アームをフレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている。第３の回動可能なジョイントは、第２の制御アームをアクスルの第２の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている。第４の回動可能なジョイントは、第２の制御アームをフレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている。第１の制御アーム、第２の制御アーム、第１の回動可能なジョイント、第２の回動可能なジョイント、第３の回動可能なジョイント、及び第４の回動可能なジョイントのねじり剛性はアクスルのねじり剛性と実質的に同等以上であり、それによってばね上質量のロール現象中にアクスルが曲がったりねじれたりしてロール量を制限する。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、車両のロール特性を改善する方法は、第１の端部と、第２の端部と、ねじり剛性とを備えているアクスルを提供するステップを含む。フレームを含むばね上質量を提供するステップも含まれ、ばね上質量がアクスルに取り付けられることによってばね上質量がアクスルに対してロールすることができる。フレームに対してアクスルの第１の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第１の制御アームを提供するステップも含まれる。フレームに対してアクスルの第２の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第２の制御アームを提供するステップも含まれる。フレームに対してアクスルを横方向に位置付ける第３の制御アームを提供するステップも含まれる。第１の制御アームをアクスルの第１の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第１の回動可能なジョイントを提供するステップも含まれる。第１の制御アームをフレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第２の回動可能なジョイントを提供するステップも含まれる。第２の制御アームをアクスルの第２の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第３の回動可能なジョイントを提供するステップも含まれる。第１の制御アームをフレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第４の回動可能なジョイントを提供するステップも含まれる。第１の制御アーム、第２の制御アーム、第１の回動可能なジョイント、第２の回動可能なジョイント、第３の回動可能なジョイント、及び第４の回動可能なジョイントのねじり剛性を、アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上になるように選択するステップも含まれ、それによってばね上質量のロール現象中にアクスルが曲がったりねじれたりしてロール量を制限する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの片側の斜視図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの図１に示すのと反対側の斜視図を示す。
【図３】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの底面図を示す。
【図４】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの側面図を示す。
【図５】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの図４に示すのと反対の側面図を示す。
【図６】一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの上面図を示す。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第１の制御アームを示す。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第５の制御アームを示す。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第２の制御アームを示す。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第４の制御アームを示す。
【図９Ａ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第３の制御アームを示す。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第６の制御アームを示す。
【図１０】ロール現象がない間の、フォーバーリンクサスペンションシステムの制御アームのシャフトと短縮したベアリング面との間の関係を示す。
【図１１】ロール現象中の、フォーバーリンクサスペンションシステムの制御アームのシャフトと短縮したベアリング面との間の関係を示す。
【図１２】ロール現象中の、本発明の一実施形態におけるフォーバーリンクサスペンションシステムの制御アームのシャフトと伸長したベアリング面との間の関係を示す。
【図１３】第１、第２、第４、及び第５の制御アームのねじり剛性、第１、第２、第４、及び第５の制御アームをアクスルとフレームとに回動可能に接続する回動可能なジョイントにおいて使用されるブッシュの硬さ、第３及び第６の制御アームをアクスルに回動可能に接続するのに使用される回動可能なジョイントにおけるボールジョイント又はブッシュの使用、及び第１、第２、第４、及び第５の制御アームをアクスルとフレームとに回動可能に接続する回動可能なジョイントにおいて使用されるベアリング面の長さ等の変数の関数としてＮｍ／°で得られる平均ロールレートを表す立方体プロットを示す。
【図１４】図１３においてモデル化された変数間の二次関係モデリングを示す。
【図１５】図１３においてモデル化された変数の標準効果を図示するパレート図を示す。
【図１６】本発明の代替的な実施形態に従ったサスペンションシステムの概略図を示す。
【図１７】下部制御アームの代替的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１〜６は、本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステム１０を示している。本実施形態の一態様によれば、サスペンションシステム１０は、例えば、トラクタートレーラだがこれに限定されない、車両のフレーム１００に第１及び第２のアクスル８０，８１を取り付けるように構成される。本実施形態の別の態様によれば、サスペンションシステム１０は、例えば、この例に限らないが、フレーム１００とそれによって支持される車両本体（図示せず）及び構成部品を含む、車両のばね上質量１１を支持するように構成される。本実施形態の更に別の態様によれば、サスペンションシステム１０は、例えば、この例に限らないが、アクスル８０，８１、ホイール（図示せず）、及びサスペンションシステム１０を含む、ばね下質量１２によって生じたり、ばね下質量が直面したりする振動、バンプ、及び路面凹凸により車両のばね上質量１１に与えられた衝撃を緩和するように構成される。本実施形態のまた更に別の態様によれば、サスペンションシステム１０は、車両のばね上質量１１の平均ロールレートを増加させるように構成される。
【００１５】
図１及び２に示すように、サスペンションシステム１０は、複数のダンパー１１０を含むことができ、本実施形態において、これらはヘビーデューティーショックアブソーバであってもよい。当業者であればわかるように、ダンパー１１０は、車両のばね下質量１２によって生じたり、ばね下質量１２が直面したりする振動、バンプ、又は路面凹凸により車両のばね上質量１１に与えられた衝撃を緩和する。
【００１６】
図１及び２に示すように、サスペンションシステム１０はまたスプリング１１１を含むことができ、これは、図示するように、エアブラダーの形態のエアスプリングを含む、様々な形態をとることができる。本実施形態の一態様によれば、スプリング１１１は車両のばね上質量１１を支持する。本実施形態の別の態様によれば、スプリング１１１は、車両のばね下質量１２によって生じたり、ばね下質量１２が直面したりする振動、バンプ、又は路面凹凸により車両のばね上質量１１に与えられた衝撃を軽減する。本実施形態の更に別の態様によれば、スプリング１１１は、例えば、車両の空気圧供給源（図示せず）に接続することによって、車両の最低地上高を調整するために使用することができる。
【００１７】
本実施形態はダンパー１１０及びスプリング１１１を備えて図示されているが、当業者であればわかるように、ばね上質量１１に与えられた衝撃を緩和及び軽減するには様々な方法があり、前述の構成は本発明の範囲内である多くの構成の一例として提示されている。
【００１８】
例えば、図１，２，及び６に示すように、サスペンションシステム１０はまた、１つ以上のスタビライザバー１３０，１３１を含むことができる。本実施形態の一態様によれば、スタビライザバー１３０，１３１は、フレーム１００、好ましくは、アクスル８０，８１に対して直角に、且つ実質的にフレーム１００の長さに沿って延在する第１及び第２のフレーム部材１００ａ，１００ｂに回動可能に接続される。本実施形態の別の態様によれば、スタビライザバー１３０，１３１は、それぞれのアクスル８０，８１、好ましくはアクスル８０，８１の端部８０ａ，８０ｂ，８１ａ，８１ｂに回動可能に接続される。代替的な実施形態では、スタビライザバー１３０，１３１は制御アーム２０，３０，４０，及び５０に接続してもよい。本実施形態はスタビライザバー１３０，１３１を備えて図示されているが、代替的な実施形態では一方又は両方がなくてもよい。当業者であればわかるように、ばね上質量１１のロールレートを増加させるのに様々なタイプのスタビライザバーを利用してもよく、図示されている構成は本発明の範囲内の多くの構成のうちのほんの１つである。
【００１９】
図１〜４に示すように、サスペンションシステム１０は、第１及び第２の制御アーム２０，３０、第４及び第５の制御アーム４０，５０、並びに第３及び第６の制御アーム６０，７０を備えていることが好ましい。図３に示すように、本実施形態の一態様によれば、少なくとも１つの回動可能なジョイント１３が設けられて制御アーム２０，３０，４０，及び５０の各々とアクスル８０又は８１とを接続し、少なくとも１つの回動可能なジョイント１４が設けられて制御アーム２０，３０，４０，及び５０の各々とフレーム１００とを接続する。図３及び６に示すように、本実施形態の別の態様によれば、少なくとも１つの回動可能なジョイント１５が設けられて制御アーム６０，７０の各々とアクスル８０又は８１とを接続し、少なくとも１つの回動可能なジョイント１６が、好ましくは２つ、設けられて制御アーム６０，７０の各々とフレーム１００とを接続する。本実施形態は回動可能な回転ジョイント１３，１４，及び１６並びにボールジョイント１５を図示しているが、当業者であればわかるように、回動可能なジョイントを提供するには本発明の範囲内の様々な構成がある。
【００２０】
図１，３，及び４において最も良く示すように、第１の制御アーム２０は、本実施形態において伸長部材として示されている。第１の制御アーム３０は、フレーム１００に対してアクスル８０の第１の端部８０ａを縦方向に位置付ける。図示するように、第１の制御アーム２０は、第１のアクスル８０に対して略直角に延在する。本実施形態の一態様によれば、第１の制御アーム２０は、第１の制御アーム２０を第１のアクスル８０の第１の端部８０ａに回動可能に接続するように構成された第１の部分２１を備えている。本実施形態の別の態様によれば、第１の制御アーム２０の第１の部分２１は、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａと連動して移動するように構成される。例えば、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａが上方移動した場合、第１の制御アーム２０の第１の部分２１は第１のアクスル８０の第１の端部８０ａと共に上方へ移動することになる。同様に、アクスルの第１の端部８０ａが下方移動した場合、第１の制御アーム２０の第１の部分２１は第１のアクスル８０の第１の端部８０ａと共に下方へ移動することになる。
【００２１】
図１，３，及び４に示すように、第１の制御アーム２０の第１の部分２１は、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａに回動可能に接続される。当業者であればわかるように、第１の制御アーム２０と第１のアクスル８０の第１の端部８０ａとの間に回動可能なジョイント１３を提供するために様々な構成を利用することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００２２】
図示されている実施形態では、第１の部分２１は、マウンティングブラケット８２を介して第１のアクスル８０と回動可能に接続されることが好ましい。図示するように、マウンティングブラケット８２は、例えば、この例に限らないが、ファスナー、溶接、又は任意の適切な手段を介して、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａに固定して接続してもよい。同じく図示するように、ブラケット８２は、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａの下面に固定して接続してもよい。
【００２３】
図３において最も良く示すように、ブラケット８２はシャフト８６を固定することができ、シャフト８６は、第１の制御アーム２０の第１の部分２１の略円筒状ベアリング面２２（図７Ａ）に嵌合する略円筒状部分を含む。図７Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面２２は孔を画定し、この孔は略円筒状ブッシュ２３を収容することが好ましく、これが今度はシャフト８６の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面２２及びブッシュ２３は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａが上下に移動する時、シャフト８６の略円筒部分を中心に回動する。
【００２４】
本実施形態の別の態様によれば、第１の制御アーム２０は、第１の制御アーム２０を車両フレーム１００に回動可能に接続するように構成された第２の部分２５を備えている。図３及び４において最も良く示すように、第１の制御アーム２０の第２の部分２５は、フレーム１００の第１のフレーム部材１００ａから下方へ延在する第１のフレームハンガー１０１と回動可能に接続される。当業者であればわかるように、第１の制御アーム２０とフレーム１００との間に回動可能なジョイント１４を提供するために様々な構成を利用することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００２５】
図示されている実施形態では、第２の部分２５は、シャフト８７を介してフレーム１００に回動可能に接続されることが好ましい。本実施形態において、シャフト８７は、第１の制御アーム２０の第２の部分２５の略円筒状ベアリング面２６（図７Ａ）に嵌合する略円筒部分を含む。図７Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面２６は孔を画定し、この孔は略円筒状ブッシュ２７を収容することが好ましく、これが今度はシャフト８７の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面２６及びブッシュ２７は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａが上下に移動する時、シャフト８７の略円筒部分を中心に回動する。
【００２６】
図７Ａに示すように、第１の制御アーム２０はまた、ダンパー取付部２８及びエアブラダー取付部２９を含むことが好ましい。図示するように、本実施形態において、ダンパー取付部２８及びエアブラダー取付部２９は、第２の部分２５に対して第１の制御アーム２０の略反対側の端部に位置している。
【００２７】
ここで図２，３，及び５を参照すると、第２の制御アーム３０が、本実施形態において伸長部材として示されている。図示するように、第２の制御アーム３０は第１の制御アーム２０と左右対称である。第２の制御アーム３０は、フレーム１００に対してアクスル８０の第２の端部８０ｂを縦方向に位置付ける。図示するように、第２の制御アーム３０は、第１のアクスル８０に対して略直角に延在する。
【００２８】
本実施形態の一態様によれば、第２の制御アーム３０は、第２の制御アーム３０を第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂに回動可能に接続するように構成された第１の部分３１を備えている。本実施形態の別の態様によれば、第２の制御アーム３０の第１の部分３１は、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂと連動して移動するように構成される。例えば、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂが上方移動した場合、第２の制御アーム３０の第１の部分３１は第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂと共に上方へ移動することになる。同様に、アクスルの第２の端部８０ｂが下方移動した場合、第２の制御アーム３０の第１の部分３１は第１のアクスル８０の第２の端部８０ａと共に下方へ移動することになる。
【００２９】
図２，３，及び５に示すように、第２の制御アーム３０の第１の部分３１は、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂに回動可能に接続される。当業者であればわかるように、第２の制御アーム３０と第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂとの間に回動可能なジョイント１３を提供するために様々な構成を利用することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００３０】
図示されている実施形態では、第１の部分３１は、マウンティングブラケット８３を介して第１のアクスル８０に回動可能に接続されることが好ましい。図示するように、マウンティングブラケット８３は、例えば、この例に限らないが、ファスナー、溶接、又は任意の適切な手段を介して、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂに固定して接続してもよい。例えば、この例に限らないが、図示するように、ブラケット８３は、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂの下面に固定して接続してもよい。
【００３１】
図３において最も良く示すように、ブラケット８３はシャフト８８を固定することができ、シャフト８８は、第２の制御アーム３０の第１の部分３１の略円筒状ベアリング面３２（図８Ａ）に嵌合する略円筒状部分を含む。図８Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面３２は孔を画定し、この孔は略円筒状ブッシュ３３を収容することが好ましく、これが今度はシャフト８８の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面３２及びブッシュ３３は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａが上下に移動する時、シャフト８８の略円筒部分を中心に回動する。
【００３２】
本実施形態の別の態様によれば、第２の制御アーム３０は、第２の制御アーム３０を車両フレーム１００に回動可能に接続するように構成された第２の部分３５を備えている。図３及び５において最も良く示すように、第２の制御アーム３０の第２の部分３５は、フレーム１００の第２のフレーム部材１００ｂから下方へ延在する第２のフレームハンガー１０２に回動可能に接続される。当業者であればわかるように、第２の制御アーム３０とフレーム１００との間に回動可能なジョイント１４を提供するために様々な構成を利用することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００３３】
図示されている実施形態では、第２の部分３５は、シャフト８９を介してフレーム１００に回動可能に接続されることが好ましく、このシャフト８９は第２のフレームハンガー１０２に固定される。本実施形態において、シャフト８９は、第２の制御アーム３０の第２の部分３５の略円筒状ベアリング面３６（図８Ａ）に嵌合する略円筒部分を含む。図８Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面３６は孔を画定し、この孔は略円筒状ブッシュ３７を収容することが好ましく、これが今度はシャフト８９の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面３６及びブッシュ３７は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂが上下に移動する時、シャフト８９の略円筒部分を中心に回動する。
【００３４】
図８Ａに示すように、第２の制御アーム３０はまた、ダンパー取付部３８及びエアブラダー取付部３９を含むことが好ましい。図示するように、本実施形態において、ダンパー取付部３８及びエアブラダー取付部３９は、第２の部分３５に対して第２の制御アーム３０の略反対側の端部に位置している。
【００３５】
ここで図１，２，３，及び６を参照すると、第３の制御アーム６０が図示されている。第３の制御アーム６０は、フレーム１００に対してアクスル８０を横方向に位置付ける。本実施形態において、第３の制御アーム６０は略Ｖ字形部材として示されている。
【００３６】
本実施形態の一態様によれば、第３の制御アーム６０は、第３の制御アーム６０を第１のアクスル８０に接続するように構成された第１の部分６１を備えている。本実施形態の別の態様によれば、第１の部分６１は第１のアクスル８０と連動して移動するように構成される。例えば、この例に限らないが、第３の制御アーム６０は、第１及び第２の制御アーム２０，３０が第１のアクスル８０に取り付けられる場所の間に位置させてもよい。本実施形態において、第１の部分６１は、第１のアクスル８０の略中心に位置する部分８０ｃに取り付けられて示されている。第１のアクスル８０が上方移動した場合、第３の制御アーム６０の第１の部分６１は第１のアクスル８０と共に上方へ移動することになる。同様に、第１のアクスル８０が下方移動した場合、第３の制御アーム６０の第１の部分６１は第１のアクスル８０と共に下方へ移動することになる。
【００３７】
本実施形態の一態様によれば、第１の部分６１が取り付けられることによって、第３の制御アーム６０が第１のアクスル８０の側方移動を制限することが好ましい。本実施形態の別の態様によれば、第１の部分６１が取り付けられることによって、第３の制御アーム６０が第１及び第２の制御アーム２０，３０の側方移動を制限することが好ましい。本実施形態において、第１の部分６１は第１のアクスル８０に回動可能に取り付けられて示されている。当業者であればわかるように、第３の制御アーム６０の第１の部分６１を第１のアクスル８０に回動可能に接続するために様々な構成を提供することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００３８】
図６において最も良く示すように、本実施形態において、第１の部分６１は、第１のアクスル８０の略中央に位置する部分８０ｃに設けられた第１のディファレンシャルハウジング１１０に回動可能に取り付けられる。図９Ａに示すように、本実施形態において、第３の制御アーム６０の第１の部分６１はボールジョイント６２を備えており、これは、図６に示すように、第１のアクスル８０の略中央に位置する部分８０ｃに設けられた第１のディファレンシャルハウジング１１０に回動可能に取り付けられる。
【００３９】
図６において最も良く示すように、第３の制御アーム６０の第２及び第３の部分６３，６４が第３の制御アーム６０の第１の部分６１から延在している。本実施形態において、第２及び第３の部分６３，６４は伸長部材であり、第１の部分６１から略対称的に延在して略Ｖ字形の第３の制御アーム６０を形成する。
【００４０】
本実施形態の一態様によれば、第２及び第３の部分６３，６４は、第３の制御アーム６０を車両フレーム１００に接続するように構成される。図６に示すように、本実施形態において、第２及び第３の部分６３，６４は、それぞれのフレームブラケット１０３，１０４を介して、それぞれ第１及び第２のフレーム部材１００ａ，１００ｂに回動可能に取り付けられる。当業者であればわかるように、第２及び第３の部分６３，６４をフレーム１００に回動可能に接続するために様々な構成を提供することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００４１】
図６に示すように、図示されている実施形態では、第２及び第３の部分６３，６４は、ブラケット１０３，１０４に固定されたシャフト６９を介してフレームに回動可能に接続している。本実施形態において、シャフト６９は、第３の制御アーム６０の第２及び第３の部分６３，６４のそれぞれの略円筒状ベアリング面６５，６６（図９Ａ）に嵌合する略円筒部分を含む。図９Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面６５，６６は孔を画定し、これらの孔は略円筒状ブッシュ６７，６８を収容することが好ましく、これらが今度はシャフト６９の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面６５，６６及びブッシュ６７，６８は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０が上下に移動する時、シャフト６９の略円筒部分を中心に回動する。
【００４２】
ここで図１，３，及び４を参照すると、第４の制御アーム４０が、本実施形態において伸長部材として示されている。第４の制御アーム４０は、フレーム１００に対してアクスル８１の第１の端部８１ａを縦方向に位置付ける。図示するように、第４の制御アーム４０は、第２のアクスル８１に対して略直角に延在する。
【００４３】
第４の制御アーム４０は、第１の制御アーム２０の左右対称であることが好ましく、第２の制御アーム３０と同一であることが好ましい。図示するように、第４の制御アーム４０は、第１の制御アーム２０に対して、第１のフレームハンガー１０１から反対方向に延在し、第１の制御アーム２０が第１のアクスル８０に接続するのと同様のやり方で第２のアクスル８１と接続する。従って、当業者であればわかるように、第４の制御アーム４０に関連して図示した第１の部分４１、マウンティングブラケット８４、シャフト９０、ベアリング面４２、ブッシュ４３、第２の部分４５、シャフト９１、ベアリング面４６、ブッシュ４７、ダンパー取付部４８、エアブラダー取付部４９は、概して、第１の制御アーム２０に関連して記載した第１の部分２１、マウンティングブラケット８２、シャフト８６、ベアリング面２２、ブッシュ２３、第２の部分２５、シャフト８７、ベアリング面２６、ブッシュ２７、ダンパー取付部２８、エアブラダー取付部２９それぞれに対応する。
【００４４】
ここで図２，３，及び５を参照すると、第５の制御アーム５０が、本実施形態において伸長部材として示されている。第５の制御アーム５０は、フレーム１００に対してアクスル８１の第２の端部８１ｂを縦方向に位置付ける。図示するように、第５の制御アーム５０は、第２のアクスル８１に対して略直角に延在する。
【００４５】
第５の制御アーム５０は、第２及び第４の制御アーム３０，４０の左右対称であることが好ましく、第１の制御アーム２０と同一であることが好ましい。図示するように、第５の制御アーム５０は、第２の制御アーム４０に対して、第２のフレームハンガー１０２から反対方向に延在し、第２の制御アーム４０が第１のアクスル８０に接続するのと同様のやり方で第２のアクスル８１と接続する。従って、当業者であればわかるように、第５の制御アーム４０に関連して図示した第１の部分４１、マウンティングブラケット８５、シャフト９２、ベアリング面５２、ブッシュ５３、第２の部分５５、シャフト９３、ベアリング面５６、ブッシュ５７、ダンパー取付部５８、エアブラダー取付部５９は、概して、第２の制御アーム３０に関連して記載した第１の部分３１、マウンティングブラケット８３、シャフト８８、ベアリング面３２、ブッシュ３３、第２の部分３５、シャフト８９、ベアリング面３６、ブッシュ３７、ダンパー取付部３８、エアブラダー取付部３９それぞれに対応する。
【００４６】
ここで図１，２，３，及び６を参照すると、第６の制御アーム７０が図示されている。第６の制御アーム７０は、フレーム１００に対してアクスル８１を縦方向に位置付ける。本実施形態において、第６の制御アーム７０は略Ｖ字形部材として示されている。図示するように、第６の制御アーム７０は、第３の制御アーム６０のようにフレームブラケット１０３，１０４から略反対方向に延在し、第３の制御アーム６０が第１のアクスル８０に接続するのと同様のやり方で第２のアクスル８１に接続する。従って、当業者であればわかるように、第６の制御アーム７０に関連して図示した第１の部分７１、略中央に位置する部分８１ｃ、ボールジョイント７２、ディファレンシャルハウジング１１１、第２及び第３の部分７３，７４、シャフト７９、略円筒状ベアリング面７５，７６、及び略円筒状ブッシュ７７，７８は、概して、第３の制御アーム６０に関連して記載した第１の部分６１、略中央に位置する部分８０ｃ、ボールジョイント６２、ディファレンシャルハウジング１１０、第２及び第３の部分６３，６４、シャフト６９、略円筒状ベアリング面６５，６６、及び略円筒状ブッシュ６７，６８それぞれに対応する。
【００４７】
都合のよいことに、本実施形態の制御アーム２０，３０，４０，及び５０は、例えば方向転換又はコーナリング中、ばね上質量１１の平均ロールレートを増加させるように構成される。当業者であればわかるように、コーナリング操作中、車両のばね上質量１１は傾動又はロールする傾向がある。また、当業者であればわかるように、スタビライザバー、例えばスタビライザバー１３０，１３１は、これまで、快適な乗り心地を可能にしながら、即ち、サスペンションスプリングの強化を必要とせずに、平均ロールレートを増加させるために利用された慣習的な手段であった。都合のよいことに、本実施形態はロール制御レベルを更に向上させる。更に、スタビライザバー１３０，１３１がない場合であっても、本実施形態の原則を利用して、快適な乗り心地を可能にしながら、即ち、サスペンションスプリングの強化を必要とせずに、大幅に改善したロール制御レベルを達成することができる。
【００４８】
当業者であればわかるように、ロール現象中、車両フレーム１００の片側が、車両が走行している表面に向かって下方へ付勢される。また、当業者であればわかるように、ロール現象中、車両フレーム１００の反対側が、車両が走行している表面から上方へ付勢される傾向がある。例えば、第２のフレーム部材１００ｂは地面に近寄ることになり、第１のフレーム部材１００ａは地面から遠ざかることになる。この時、例えば、ダンパー１１０及びエアスプリング１１１等のサスペンションスプリングは、付加される力の増加によって、フレーム１００の下方へ付勢される側に圧縮する傾向があり、フレーム１００の反対側のサスペンションスプリングは、付加される力の減少によって、伸長又は拡張する傾向がある。説明の便宜上、車両が走行している地面は水平且つ平坦であるとすれば、この時、フレーム１００はもはや地面に平行に延在する平面上にはなくなる。従って、フレーム１００が左右にロール又は傾動すると、フレーム１００は地面に対してある角度をなして延在する。この時、それぞれのフレーム部材１００ａ，１００ｂに固定してしっかりと取り付けられたフレームハンガー１０１，１０２は、同様に、フレーム１００の残りと共に同様のやり方で移動する。
【００４９】
ここで図１２を参照すると、フレームハンガー１０１，１０２を含むフレーム１００がロールすると、制御アーム２０，３０，４０，５０の第２の部分２５，３５，４５，５５を回動可能に取り付けたシャフト８７，８９，９１，９３（図３）も同様にロールする。図１２はシャフト８７のみと第１の制御アーム２０の第２の部分２５のみを示しているが、当業者であればわかるように、シャフト８９，９１，９３は、それぞれの制御アーム３０，４０，５０の第２の部分３５，４５，５５それぞれに関して同様のやり方で動く。この時、シャフト８７，８９，９１，９３は、最終的に、制御アーム２０，３０，４０，５０の第２の部分２５，３５，４５，５５に回転力を付加する。以前の公知のフォーバーリンクサスペンション構成では、下部制御アームには軸方向荷重に耐えるのに十分な剛性及び強度はあったが、下部制御アームはこれまで、この付加された回転力に逆らうのに十分なねじり剛性を備えてはいなかった。従って、以前の公知の構成では、制御アームは、このねじり力の付加に反応して曲がったりねじれたりすることになる。制御アーム２０，３０，４０，及び５０の縦方向軸を中心にしたねじり曲げやねじれは、これがロールを促進する傾向があるので望ましくない。
【００５０】
都合のよいことに、以前の公知の構成とは異なって、本実施形態の制御アーム２０，３０，４０，５０は大きなねじり剛性を備えている。ねじり剛性の量は、実証的分析によって決められ、発生する力に左右され、この力は同様に、車両タイプ、重量、サスペンションスプリングのばね定数、速度、及び多くのその他の要因に左右される。従って、本実施形態に関して記載したように、シャフト８７，８９，９１，９３がロールしたり、地面に対してある角度をなして軸方向に変位したりするので、大きなねじり剛性を備えている制御アーム２０，３０，４０，及び５０は、シャフト８７，８９，９１，９３が受けることになるロール又は軸方向変位の量を抑制及び制限するのに十分なほどロバストである。
【００５１】
この時、シャフト８７，８９，９１，９３によって制御アーム２０，３０，４０，５０に付加されたねじり力は、最終的に、図１２において示したのと同様だが反対のやり方で、即ち、制御アーム２０，３０，４０，及び５０の第１の部分２１，３１，４１，５１がアクスル８０，８１にトルクを付加するようにして、アクスル８０，８１に伝達される。例えば、図示されている実施形態では、第１の制御アーム２０の第１の部分２１にあるベアリング面２２及びブッシュ２３は、それらが回動可能に取り付けられるシャフト８６にトルクを付加することができる。シャフト８６が今度はブラケット８２にトルクを伝達することができ、ブラケット８２が今度は第１のアクスル８０の第１の端部８０ａにトルクを伝達することができる。当業者であればわかるように、同様のやり方で、それぞれの制御アーム３０，４０，及び５０を介して、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂ、第２のアクスル８１の第１の端部８１ａ、及び第２のアクスル８１の第２の端部８１ｂにトルクが付加されることになる。回転力が最終的に第１及び第２のアクスル８１，８２に付加されると、アクスル８０，８１はそれらの軸を中心に曲がったりねじれたりすることになる。例えば、第１の端部８０ａ，８１ａは、第１の方向、例えば、第１及び第２のアクスル８０，８１の縦方向軸を中心に時計回り又は反時計回りに曲がったりねじれたりすることになり、第２の端部８０ｂ，８１ｂは反対方向に曲がったりねじれたりすることになる。
【００５２】
都合のよいことに、回転力はアクスル８０，８１の縦方向軸を中心に発生する曲げ運動やねじり運動として吸収されるので、また、上記縦方向軸は制御アーム２０，３０，４０，５０の縦方向軸に対して略直角、且つロール現象中にフレーム１００がそれを中心に傾動する軸に対して略直角に延在するので、そのような曲げ運動やねじり運動は、実質的に、以前の公知の構成で発生したような、場合によっては結果的に制御アーム２０，３０，４０，５０がそれらの縦方向軸を中心に曲がったりねじれたりするロール現象の発生を促進することはない。従って、制御アーム２０，３０，４０，及び５０の曲げ運動やねじり運動とは異なって、アクスル８０，８１が受ける曲げ運動やねじり運動は実質的にロール現象の原因となることはない。従って、アクスル８０，８１は、実際には、スタビライザバーと類似したやり方で機能する。
【００５３】
当業者であればわかるように、第１の制御アーム２０、アクスル８０、第３の制御アーム６０、及びフレーム１００は、フォーバーリンク機構として機能する。当業者であればわかるように、第２の制御アーム３０、アクスル８０、第３の制御アーム６０、及びフレーム１００は、別のフォーバーリンク機構として機能する。当業者であればわかるように、第４の制御アーム４０、アクスル８１、第６の制御アーム７０、及びフレーム１００は、更に別のフォーバーリンク機構として機能する。当業者であればわかるように、第５の制御アーム５０、アクスル８１、第６の制御アーム７０、及びフレーム１００は、また更に別のフォーバーリンク機構として機能する。
【００５４】
従って、フォーバーシステムにおける各々のリンクの剛性は、ロール現象中に生じた力が、ロール挙動やロールに似た挙動を促進するやり方でフォーバーリンクシステムにおける望ましくない曲がりやねじれをもたらす可能性がある点を示す。しかしながら、一般的に言えば、フォーバーサスペンションシステムにおいて、レール及びハンガーを含むフレームは、ロール挙動やロールに似た挙動を容認するやり方で、フレームのねじれや曲がりをもたらすことになるねじり力や曲げ力などの力を抑制するのに十分な剛性を備えている。以前の公知のフォーバーシステムのように、本実施形態において、フレーム１００もまた、ロール挙動やロールに似た挙動を容認するやり方でねじれや曲がりをもたらすことになるねじり力や曲げ力などの力を抑制するのに十分なねじり剛性を備えていることが好ましい。特に、フレーム１００は、制御アーム２０，３０，４０，及び５０のねじり剛性よりも大きなねじり剛性を備えていることが好ましい。
【００５５】
しかしながら、以前の公知の構成では、下部制御アームはそのようなフォーバーリンクシステムにおける最も弱いリンクに相当し、そのような制御アームの縦方向軸を中心とした曲がりやねじれの発生がロール現象を促進していた。更に、そのような制御アームの回動可能なジョイントにおけるブッシュの圧縮又は曲がり／ねじれもまたロール現象を促進していた。
【００５６】
本実施形態は、アクスル８０，８１のねじり剛性と同等以上のねじり剛性を備えている制御アーム２０，３０，４０，及び５０並びに回動可能なジョイント１３，１４を提供することによって、この問題に対する解決策を提供する。制御アーム２０，３０，４０，及び５０並びに回動可能なジョイント１３，１４がアクスル８０，８１のねじり剛性よりも大きなねじり剛性を備えている実施形態では、アクスル８０，８１は、前述したように、ロール現象中に生じた力を抑制しながら曲がったりねじれたりすることができる。これには、一般的に利用されているよりも十分なねじり剛性を有するアクスル８０，８１又はより弾力性のあるアクスルを提供することが必要になり、これによって費用が増加することになる。そのような曲がりやねじれを生じさせるために、今度はアクスル８０，８１よりも更にもっとねじり剛性がある制御アーム２０，３０，４０，５０を使用することが必要になり、このことが今度は費用を更に増加させることになる。
【００５７】
前述の構成は本発明の範囲内であるが、好ましい実施形態では、制御アーム２０，３０，４０，５０及び回動可能なジョイント１３，１４は、アクスル８０，８１のねじり剛性と実質的に等しいねじり剛性を備えている。好ましい実施形態の一態様によれば、制御アーム２０，３０，４０，５０はそれらの縦方向軸を中心に曲がったりねじれたりすることになり、アクスル８０，８１はそれらの縦方向軸を中心に曲がったりねじれたりすることになる。制御アーム２０，３０，４０，５０及び回動可能なジョイント１３，１４のそのような曲がりやねじれはある程度はロールの原因となるが、ロール現象中に生じた力の一部が曲がりやねじれを介してアクスル８０，８１によって吸収されることになるので、そのような実施形態のシステムは利益をもたらす。この構成によって、今度はより小さなねじり剛性を有するアクスル８０，８１と、より小さなねじり剛性を有する制御アーム２０，３０，４０、及び５０並びに回動可能なジョイント１３，１４との使用が可能になり、このことによって今度は、低コストであるが、それにもかかわらず大幅に向上したロール特性を提供することができる。
【００５８】
図１３は、相対的なねじり剛性を有する制御アーム２０，３０，４０，及び５０並びに回動可能なジョイント１３，１４の使用が車両のロールに及ぼす影響を立方体プロットＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤの形態で図示している。そこに図示するように、立方体Ａ及びＢは、比較的高いねじり剛性を有する制御アームの使用など、多くの変数によって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、制御アームは１．００Ｅ７ｍｍ４のねじり剛性を備えており、アクスルは対応するレベル、即ち１．００Ｅ７ｍｍ４のねじり剛性を備えている。同様に、立方体プロットＣ及びＤは、比較的低いねじり剛性を有する制御アームの使用など、多くの変数によって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、制御アームは１．００Ｅ４ｍｍ４のねじり剛性を備えており、アクスルは対応するレベル、即ち１．００Ｅ４ｍｍ４のねじり剛性を備えている。
【００５９】
図示するように、立方体Ｂにおける最も高い平均ロールレート、即ち２６，６１０Ｎｍ／°は比較的高いねじり剛性を有する制御アームが利用された場合に得られるのに対し、立方体Ｃにおける最も低い平均ロールレート、即ち１１，１８１Ｎｍ／°は比較的低いねじり剛性を有する制御アームが利用された場合に得られる。更にまた、ねじり剛性を有する制御アーム２０，３０，４０，及び５０の使用によって得られる有益な効果は、立方体Ａ及びＢに示す８個のデータ測定値を材料とした観測によって更に示されており、８個のうちの６個は立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤに示す１６個のデータ測定値の間で得られた最も高いロールレートを表している。
【００６０】
従って、以前の公知の構成とは異なって、本実施形態では、制御アーム２０，３０，４０，５０は、車両にとって所望の平均ロールレートに従って選択されたねじり剛性を備えている。本実施形態の別の態様によれば、制御アーム２０，３０，４０，５０は、車両のばね上質量１１の平均ロールレートを増加させるように選択されたねじり剛性を備えている。当業者であればわかるように、アクスル８０，８１並びに制御アーム２０，３０，４０，及び５０のねじり剛性は、材料や形状を含む様々なパラメータによって影響されることがある。
【００６１】
制御アーム２０，３０，４０，及び５０のねじり剛性に加えて、車両のロールはまた、回動可能なジョイント１３，１４のねじり剛性によっても影響されることがある。ブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７が利用される本実施形態では、ジョイント１３，１４のねじり剛性はブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７の剛性によって影響されることがある。
【００６２】
図１０〜１１に示すように、例示的なブッシュ２７’、第２の部分２５’、ベアリング面２６’、及びシャフト８７’に関しては、ブッシュの圧縮が発生する範囲で、制御アームの曲がりやねじれという類似の効果が発生し、車両のロールは抑制されるのではなく促進される。特に、図１０〜１１の例では、ばね上質量は、ブッシュ２７’が完全に圧縮されて、荷重が制御アーム２０に伝達され始めるまで、約４．５°ロールすることが許容されることになる。制御アーム２０’の第１の部分にあるブッシュが同様のやり方で動くとすれば、ばね上質量は、アクスル８０，８１が曲がりやねじれを引き起こす傾向がある力を受け始めるまで、約９°ロールすることになる。従って、本実施形態では、大きな剛性を有するブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７を提供することによって、アクスル８０，８１がロール現象の初期に曲がったりねじれたりし始めて、ロール現象の初期にロールを抑制することができる。従って、制御アーム２０，３０，４０，及び５０は様々なブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７を利用することができるが、比較的硬いブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７が好ましい。
【００６３】
図１３は、比較的硬い又は軟らかいブッシュの使用が車両のロールに及ぼす影響を立方体プロットＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤの形態で図示している。そこに図示するように、立方体プロットＡ及びＣは、比較的軟らかいブッシュの使用など、多くの変数によって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ブッシュは５０００Ｎ／ｍｍのラジアルレートを備えている。同様に、立方体プロットＢ及びＣは、比較的硬いブッシュの使用など、多くの変数によって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ブッシュは５０，０００Ｎ／ｍｍのラジアルレートを備えている。図示するように、最も高い平均ロールレート、即ち２６，６１０Ｎｍ／°は比較的硬いブッシュが利用された場合に得られるのに対し、最も低い平均ロールレート、即ち１１，１８１Ｎｍ／°は比較的軟らかいブッシュが使用された場合に得られる。
【００６４】
ブッシュの剛性に加えて、車両のロールと回動可能なジョイント１３，１４のねじり剛性とは、ジョイント１３，１４の長さによっても影響されることがある。図１０〜１２の比較によって示すように、ロール現象中にブッシュの圧縮が発生する範囲又はラジアルプレイ（半径方向の遊び）が存在する範囲で、制御アーム２０，３０，４０，及び５０のベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６の長さ２２Ｌ，２６Ｌ，３２Ｌ，３６Ｌ，４２Ｌ，４６Ｌ，５２Ｌ，５６Ｌの増加によって、そのような圧縮又はプレイがロールレートに及ぼす悪影響が減少する。図１１及び１２に示すように、ばね上質量１１は、ブッシュ２７’が完全に圧縮されて、荷重が制御アーム２０’に完全に伝達されるまで、約４．５°ロールすることが許容されることになる。しかしながら、図１３に示すように、図１２に示すのと比較してベアリング面２２の長さを増加させることによって、同様のロール現象に対して、ばね上質量１１は、ブッシュ２７が完全に圧縮されて、荷重が制御アーム２０に伝達されるまで、約２．７５°だけロールすることが許容されることになる。従って、ベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６に対して比較的長い長さ２２Ｌ，２６Ｌ，３２Ｌ，３６Ｌ，４２Ｌ，４６Ｌ，５２Ｌ，５６Ｌ（図７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ）を設けることによって、車両のロールの量を減少させることができ、ジョイント１３，１４のねじり剛性を増加させることができる。
【００６５】
図１３は、比較的長い又は短いベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６の使用が車両のロールに及ぼす影響を立方体プロットＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤの形態で図示している。そこに図示するように、各々の立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける最も前方のデータ点は、回動可能なジョイント１３と共に比較的長いベアリング面を使用することによって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ベアリング面は１５０ｍｍの長さを備えている。同様に、各々の立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける最も後方のデータ点集合は、回動可能なジョイント１３と共に比較的短いベアリング面を使用することによって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ベアリング面は７０ｍｍの長さを備えている。
【００６６】
同じくそこに図示するように、各々の立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける最も上方のデータ点は、回動可能なジョイント１４と共に比較的長いベアリング面を使用することによって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ベアリング面は１５０ｍｍの長さを備えている。同様に、各々の立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける下方のデータ点集合は、回動可能なジョイント１４と共に比較的短いベアリング面を使用することによって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ベアリング面は７０ｍｍの長さを備えている。
【００６７】
図示するように、立方体Ｂにおける最も高い平均ロールレート、即ち２６，６１０Ｎｍ／°はジョイント１３，１４において比較的長いベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６が利用された場合に得られるのに対し、立方体Ｃにおける最も低い平均ロールレート、即ち１１，１８１Ｎｍ／°はジョイント１３，１４において比較的短いベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６が利用された場合に得られる。
【００６８】
従って、以前の公知の構成とは異なって、本実施形態では、ジョイント１３，１４は、車両にとって所望の平均ロールレートに従って選択されたねじり剛性を備えている。本実施形態におけるジョイント１３，１４のねじり剛性はブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７の剛性の関数であるので、適切な剛性を選択することによって、ジョイント１３，１４のねじり剛性はアクスル８０，８１のねじり剛性と実質的に同等以上に調整することができる。同様に、ベアリング面に対して適切な長さを選択することによって、ジョイント１３，１４のねじり剛性はアクスル８０，８１のねじり剛性と実質的に同等以上に調整することができる。
【００６９】
アクスル８０，８１を縦方向に位置付ける下部制御アーム２０，３０，４０，及び５０との関連で述べたが、これもまた当業者であればわかるように、アクスル８０，８１の横方向位置を安定させる上部制御アーム６０，７０の能力に多数の要因が影響を与える。そのような変数としては、制御アーム６０，７０の剛性、ブッシュ６７，６８，７７，７８の配向、ブッシュ６７，６８，７７，７８間のスパン、ベアリング面６５，６６，７５，７６の長さ、及びブッシュ６７，６８，７７，７８の剛性が挙げられる。利用する特定の構成は適用のタイプや経験的観測に左右されることになるが、ある実施形態では、例えば、この例に限らないが、硬化したブッシュ６７，６８，７７，７８や伸長したベアリング面６５，６６，７５，７６など、横安定性を強化する特定の特徴を備えた制御アーム６０，７０を提供することが望ましい。
【００７０】
経験的証拠によって、車両のロールは利用する第３及び第６の制御アーム６０，７０のタイプによっても影響されることがあることも証明された。好ましい実施形態では、制御アーム６０，７０をそれぞれのアクスル８０，８１に接続するために、ボールジョイント６２及び７２が使用される。代替的な実施形態では、その他の構成も利用することができる。例えば、この例に限らないが、制御アーム７０，７１をそれぞれのアクスル８０，８１に接続する目的で、制御アーム６０，７１の第１の部分６１，７１上でブッシュ及びベアリング面構成もまた本発明の範囲内で利用することができる。例えば、第３の制御アーム６０の第２の部分６３で示すのと同様のベアリング面６５及びブッシュ６７を、第１の部分６１上で利用することができる。この代替的な構成は本発明の範囲内だと考えられるが、ここで図１３を参照すると、特定の立方体Ｂにおいて、ボールジョイント構成がモデル化された各々の立方体プロットＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける右側のデータ点の、ブッシュ構成がモデル化された左側のデータ点に対する比較により、ブッシュ及びベアリング面構成に対してボールジョイント構成を利用することによってロールレートの大幅な増加が得られる、即ち１７，１１２Ｎｍ／°に対して２６，６１０Ｎｍ／°となることが証明された。従って、他の全ての変数がこの立方体プロットＢにおいて実質的に等しいとすると、ボールジョイント６２，７２を含むことによって、ブッシュ構成に対してほぼ５００Ｎｍ／°の増加が得られる。
【００７１】
都合のよいことに、図１３の立方体プロットＢにおいて示す２６，６１０Ｎｍ／°の平均ロールレートは、本発明の好ましい実施形態に関して述べた原則によって得られた予想外の相乗効果を実証している。当業者であればわかるように、図示されている原則を組み合わせて利用することで好ましいレベルのロール制御を達成することができ、代替的な実施形態では、立方体プロットＢにおける２６，６１０Ｎｍ／°のデータ測定値と共にモデル化された好ましい組み合わせから逸脱するにもかかわらず、ロール制御の十分なレベルの改善を達成することができる。例えば、この例に限らないが、図１３の立方体プロットＡにおいて示すように、１８，５４４Ｎｍ／°の比較的高い平均ロールレートは、第３及び第６の制御アーム６０，７０においてボールジョイント構成ではなく比較的軟らかいブッシュ及びブッシュ構成を使用しているにもかかわらず得ることができる。
【００７２】
実証的分析は、本発明の原則を用いて得られるロールレートがドライバーに不十分なフィードバックが提供される程度まで上昇する可能性があることを証明した。当業者であればわかるように、一部の用途、例えば、この例に限らないが、一般に高速で運転することのないセメントトラックでは、非常に高いロールレートが望ましい場合があるが、そもそも、車両が所定の道路条件を超える速度で運転しているかどうかに関するドライバーフィードバックのためには多少のロールが望ましい場合がある。しかしながら、そのような状況において、本発明の原則は、それにもかかわらず、以前はフォーバーリンク式サスペンションで利用可能でなかった、カスタマイズされたロール制御のレベルを向上させるために使用することができる。
【００７３】
例えば、カスタマイズされたロール制御の強化は、スタビライザバーを更に含むか含まないかによって、又は適切なベアリング面の長さを選択することによって、又はアクスル８０，８１、制御アーム２０，３０，４０，及び５０、並びにジョイント１３，１４の適切なねじり剛性を選択することによって、又は適切なブッシュの剛性を選択することによって、又はアクスル８０，８１の横安定性のために使用される適切なタイプの制御アームを選択することによって行なうことができる。ある特定の状況に関して最適なロール制御レベルを提供する特定の組み合わせは、モデリングや実証的分析によって決めることができる。例えば、図１４は、図１３においてモデル化された変数間の二次関係モデリングを示している。更にまた、図１５は、図１３においてモデル化された変数の標準効果を図示するパレート図を示しており、２．０８６と実質的に同等以上の標準効果を示す特徴がロールレートに対して最も有意な効果を有している。変数の特定の組み合わせ及びそのような変数に対して選択された値によって、所定の状況において達成することのできる最高のレベル未満ではあるが、それにもかかわらず状況や車両のタイプによっては望ましいことがあるロール制御レベルを提供する組み合わせを作り出すことができる。
【００７４】
本実施形態はフォーバーリンクサスペンション構成として機能する好ましい構造を背景にして説明したが、当業者であればわかるように、本発明の原則はその他のフォーバーリンクサスペンション構成において利用することもできる。例えば、この例に限らないが、本原則は、フォーバーリンクとしての機能も果たす移動ビーム構成において利用してもよい。
【００７５】
ここで図１６を参照すると、浮遊移動ビーム構成の概略図が示されている。そこに図示するように、第１の制御アーム２０”は、回動可能なジョイント１３”を介して両方のアクスル８０”，８１”に、また複数の回動可能なジョイント１４”を介してフレームに回動可能に接続される。当業者であればわかるように、制御アーム２０’はフレームに対してアクスル８０，８１の第１の端部を縦方向に位置付ける。また、当業者であればわかるように、制御アーム２０”もまた制御アーム２０及び４０と同様のやり方でスプリング１１１及びダンパー１１０等のサスペンションスプリングに接続することができる。当業者であればわかるように、第２の制御アーム（図示せず）は車両フレーム（図示せず）の反対側に設けることになり、上記の別の制御アーム（図示せず）は制御アーム２０”と同様のやり方でフレームに対してアクスル８０，８１の第２の端部を縦方向に位置付けることになる。更にまた、本実施形態には示していないが、当業者であればわかるように、第３及び第４の制御アームもまたフレームに対してアクスル８０，８１を横方向に位置付けるために利用することができる。
【００７６】
本実施形態において、第１の制御アーム２０”は、複数の回動可能なジョイント１４”と、フレーム部材１００ａに接続されたフレームハンガー１０１ａ，１０１ｂから延在する接続用制御アーム５”，６”とを介してフレームに回動可能に接続される。本構成によって、第１の制御アーム２０”が矢印Ｅの方向に上下に移動することが可能になる。
【００７７】
図１〜６に示す実施形態に関して述べたように、制御アーム２０”は大きなねじり剛性を備えることができ、制御アーム２０及び５０と同様のやり方でアクスル８０”，８１”において軸方向の曲がりやねじれを引き起こすように構成することができる。ねじり力はロール現象中の接続用制御アーム５”及び６”と回動可能なジョイント１３”，１４”にも付加されることになるので、接続用制御アーム５”及び６”と回動可能なジョイント１３”，１４”もまた図１〜６の実施形態に示したジョイント１３，１４と同様のやり方で大きなねじり剛性を備えることができる。例えば、制御アーム２０”，５”，及び６”もまた伸長したベアリング面と硬化したブッシュを同様に含むことができる。
【００７８】
上記の実施形態の詳細な説明は、発明者が本発明の範囲内であると考える全ての実施形態の包括的な説明ではない。例えば、この例に限らないが、サスペンションシステム１０は第１及び第２のアクスル８０，８１と共に使用して示されているが、当業者であればわかるように、本発明の原則は、単一のアクスルと共に、また、例えばトレーラ等の１つ以上のアクスルを備えた車両を含む、輸送に使用されるあらゆるタイプの車両に関連して利用することができる。
【００７９】
更にまた、１つのタイプの制御アーム２０，３０，４０，及び５０の特定の実施例が図示されているが、本発明は多くのその他の構成も考えられる。一例として、当業者であればわかるように、単一のベアリング面、例えばベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６を利用してもよいが、Ａアーム等のその他のタイプの制御アーム、例えば、図１７に示す制御アーム２２０，２３０を利用することもできる。図１７に示すように、制御アーム２２０，２３０は、制御アーム２０，３０，４０，及び５０に関して示したのと同様のやり方でアクスル８０，８１に連結する、離間配置されたベアリング面２２２，２２２’及び２３２，２３２’を備えている。そのような実施形態では、離間配置されたベアリング面２２２，２２２’及び２３２，２３２’は、実際には、１つの伸長したベアリング面としての機能を果たす。別の例として、図示の制御アーム２０，３０，４０，５０は、ブッシュを収容する孔を画定し、シャフトに回動可能に取り付けられたベアリング面を備えて示されているが、当業者であればわかるように、ベアリング面は孔のある表面に回動可能に取り付けられたシャフトとして設けることもできる。
【００８０】
従って、当業者であればわかるように、様々な形状を備えた制御アームを提供することは本発明の範囲内であり、また、本発明は、運転中に縦方向位置を制御するフォーバーリンク機構の構成部品を形成するあらゆるタイプの制御アームを利用することができ、例えば、この例に限らないが、制御アームを兼ねるリーフスプリング又はスタビライザバー等の単一目的又は二重目的のサスペンション部材を含むがこれに限定されない。
【００８１】
更に別の例として、図示した実施形態は横方向の位置付けのためにＶ字形制御アーム６０及び７０を使用することができるが、当業者であればわかるように、アクスル８０，８１を横方向に位置付けるためにその他の制御アーム構成を利用することもできる。例えば、この例に限らないが、パナールロッド又はワットリンク機構タイプの制御アームを利用してもよい。
【００８２】
更にまた、当業者であればわかるように、上記の実施形態の特定の要素は様々に組み合わせるか又は除外するかして更なる実施形態を作り出すことができ、そのような更なる実施形態は本発明の範囲及び教示に含まれる。また、当業者であれば明らかなように、上記の実施形態を全体的又は部分的に組み合わせて本発明の範囲及び教示内の更なる実施形態を作り出すことができる。このようにして、本発明の特定の実施形態及び実施例を例示目的で本明細書において説明したが、当業者であればわかるように、様々な同等の変更態様が本発明の範囲内で実施可能である。従って、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲から決定される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール特性が改善されたフォーバーリンクサスペンションシステムを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両は、ばね上質量、即ち、サスペンションシステムによって支持される構成部品を、例えば、サスペンションシステム、ホイール、アクスルなどのばね下質量から隔離するサスペンションシステムを一般的に備えている。サスペンションシステムは、一般的に、スプリングと、場合によってはダンパーとを含んでおり、これらはばね上質量とばね下質量との間のインタフェースとしての機能を果たす。スプリング及びダンパーは、車両走行時、衝撃を緩和し、ばね下質量によって生じたり、ばね下質量が直面したりする振動、バンプ（隆起）、及び路面凹凸からばね上質量を隔離するために、サスペンションシステムにある程度の柔軟性を与える。
【０００３】
スプリング及びダンパーによって与えられたサスペンションシステムの柔軟特性は快適な乗り心地を提供する目的では望ましいが、スプリング及びダンパーを含むことによって車両の操縦性に悪影響をもたらすことが多い。例えば、コーナリング又は方向転換中、車両のばね上質量が車両フレームの縦軸を中心に傾動又はロール（横揺れ）する可能性がある。例えばスプリングを強化することによってサスペンションシステムを強化して、ばね上質量の平均ロールレートを増加させることは望ましいが、このことは、衝撃を緩和し、ばね上質量を振動、バンプ、及び路面凹凸から隔離するサスペンションシステムの能力に悪影響を与えることになる。
【０００４】
ロールレートを改善する別の方法は、スタビライザバーを利用することである。スタビライザバーは、一般的に、フレームと、アクスルの対向端部又はアクスルの対向端部に接続された対向するサスペンション制御アームとに取り付けられる。ロール現象中、ばね上質量がロールしようとすると、スタビライザバーがロール運動を抑制する。この時、スタビライザバーにねじり力が付加され、そのねじり力によってスタビライザバーに曲がりやねじれが生じる。スタビライザバーは、この曲げ運動やねじり運動に耐えるのに十分なねじり弾性と、ロール運動を抑制するのに十分なねじり剛性とを有するように設計される。都合のよいことに、スタビライザバーは、一般的に、発生する曲がりやねじれが、それを中心にロールが発生する軸に対して略直角である軸を中心とした曲げ運動やねじり運動に変換されるように設計及び配置されるため、実質的にそのような曲がりやねじれが車両のロールの原因となることはない。
【０００５】
ロール特性を改善する更に別の方法は、スタビライザバーと類似したやり方でアクスルを使用することである。特に、サスペンション制御アームは、回動可能なジョイントを介してフレーム、例えばフレームハンガーブラケットに回動可能に接続され、ロール現象のない運転状態中にアクスルと制御アームとの間で相対運動が発生しないようにアクスルにしっかりと接続される。従って、ロール現象のない運転状態中、制御アーム及びアクスルは回動可能なジョイントを中心に回動し、制御アームの固定して取り付けられた部分は、車両走行時、ばね下質量によって生じたり、ばね下質量が直面したりする振動、バンプ、及び路面凹凸に反応してアクスルと共に上下に移動する。
【０００６】
しかしながら、ロール現象中、ばね上質量がロールしようとすると、アクスルはロール運動を抑制する。特に、ロール現象中、ねじり力が制御アームに付加され、その制御アームが今度はアクスルにねじり力を付与し、そのねじり力によって今度はアクスルに曲がりやねじれが生じる。このように使用されるアクスルは、この曲げ運動やねじり運動に耐えるのに十分なねじり弾性と、ロール運動を抑制するのに十分なねじり剛性とを有するように設計される。都合のよいことに、曲げ運動やねじり運動は、それを中心にロールが発生する軸に対して略直角であるアクスルの軸を中心とするので、実質的にそのような曲がりやねじれが車両のロールの原因となることはない。そのようにして、アクスルは、スタビライザバーと共に使用して補助的なロール制御を提供するにせよ、又はスタビライザバーがない状態で使用するにせよ、それ自体でロールレートを増加させることができる。例えば、トラックトラクター、セメントトラック、及びダンプトラック等の大型トレーラや大型車両では、特に、そのようなロール制御や補助的なロール制御を提供する能力が特に望ましいことがわかっている。
【０００７】
上記のように、ばね上質量のロールを制限するためにアクスルの曲がりやねじれを利用する以前の公知のシステムは、制御アームをアクスルに回動可能に接続するよりもむしろ、制御アームをアクスルに固定して接続することを必要としていた。しかしながら、フレームとアクスルの両方に回動可能に接続された制御アームを含むフォーバーリンクサスペンションシステムと比較して、そのような構成は車両の操縦性のある面において不備が生じる。従って、ロール制御は別として、一般的に、フォーバーリンク式サスペンションシステムを利用することは、操縦性の観点から好ましい。一例として、当業者であればわかるように、フォーバーリンク式サスペンションシステムによって、一般的に、ロール現象のない運転状態中、アクスルが上下に移動する時に、トルク反応性の向上と、フレームに対するアクスルの縦方向位置の改善が得られる。しかしながら、以前の公知のフォーバーリンクサスペンションシステムは、ロール制御や補助的なロール制御を提供するためにアクスルの曲がりやねじれを使用していないという点において欠点を有していた。
【０００８】
例えば、特許文献１は、フレーム及びアクスルに回動可能に取り付けられた下部制御アームと、フレーム及びアクスルに回動可能に取り付けられた上部制御アームとを備えているフォーバーリンク構成を示している。ロール制御や補助的なロール制御にアクスルを使用することが望ましいにもかかわらず、特許文献１に示されているような構成や、様々な他のタイプのフォーバーリンクサスペンションシステムは、ロール制御を提供するためにアクスルの曲がりやねじれを生じさせることができないことがこれまでにわかっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，６４９，７１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ロール特性が改善されたフォーバーリンクサスペンションシステムを備えた車両を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、車両は、アクスルと、ばね上質量と、第１の制御アームと、第２の制御アームと、第３の制御アームと、第１の回動可能なジョイントと、第２の回動可能なジョイントと、第３の回動可能なジョイントと、第４の回動可能なジョイントとを備えている。アクスルは、ねじり剛性と、第１の端部及び第２の端部とを備えている。ばね上質量はフレームを含み、アクスルに取り付けられることによってばね上質量がアクスルに対してロールすることができる。第１の制御アームは、フレームに対してアクスルの第１の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている。第２の制御アームは、フレームに対してアクスルの第２の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている。第３の制御アームは、フレームに対してアクスルを横方向に位置付ける。第１の回動可能なジョイントは、第１の制御アームをアクスルの第１の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている。第２の回動可能なジョイントは、第１の制御アームをフレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている。第３の回動可能なジョイントは、第２の制御アームをアクスルの第２の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている。第４の回動可能なジョイントは、第２の制御アームをフレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている。第１の制御アーム、第２の制御アーム、第１の回動可能なジョイント、第２の回動可能なジョイント、第３の回動可能なジョイント、及び第４の回動可能なジョイントのねじり剛性はアクスルのねじり剛性と実質的に同等以上であり、それによってばね上質量のロール現象中にアクスルが曲がったりねじれたりしてロール量を制限する。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、車両のロール特性を改善する方法は、第１の端部と、第２の端部と、ねじり剛性とを備えているアクスルを提供するステップを含む。フレームを含むばね上質量を提供するステップも含まれ、ばね上質量がアクスルに取り付けられることによってばね上質量がアクスルに対してロールすることができる。フレームに対してアクスルの第１の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第１の制御アームを提供するステップも含まれる。フレームに対してアクスルの第２の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第２の制御アームを提供するステップも含まれる。フレームに対してアクスルを横方向に位置付ける第３の制御アームを提供するステップも含まれる。第１の制御アームをアクスルの第１の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第１の回動可能なジョイントを提供するステップも含まれる。第１の制御アームをフレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第２の回動可能なジョイントを提供するステップも含まれる。第２の制御アームをアクスルの第２の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第３の回動可能なジョイントを提供するステップも含まれる。第１の制御アームをフレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第４の回動可能なジョイントを提供するステップも含まれる。第１の制御アーム、第２の制御アーム、第１の回動可能なジョイント、第２の回動可能なジョイント、第３の回動可能なジョイント、及び第４の回動可能なジョイントのねじり剛性を、アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上になるように選択するステップも含まれ、それによってばね上質量のロール現象中にアクスルが曲がったりねじれたりしてロール量を制限する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの片側の斜視図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの図１に示すのと反対側の斜視図を示す。
【図３】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの底面図を示す。
【図４】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの側面図を示す。
【図５】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの図４に示すのと反対の側面図を示す。
【図６】一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの上面図を示す。
【図７Ａ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第１の制御アームを示す。
【図７Ｂ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第５の制御アームを示す。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第２の制御アームを示す。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第４の制御アームを示す。
【図９Ａ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第３の制御アームを示す。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステムの第６の制御アームを示す。
【図１０】ロール現象がない間の、フォーバーリンクサスペンションシステムの制御アームのシャフトと短縮したベアリング面との間の関係を示す。
【図１１】ロール現象中の、フォーバーリンクサスペンションシステムの制御アームのシャフトと短縮したベアリング面との間の関係を示す。
【図１２】ロール現象中の、本発明の一実施形態におけるフォーバーリンクサスペンションシステムの制御アームのシャフトと伸長したベアリング面との間の関係を示す。
【図１３】第１、第２、第４、及び第５の制御アームのねじり剛性、第１、第２、第４、及び第５の制御アームをアクスルとフレームとに回動可能に接続する回動可能なジョイントにおいて使用されるブッシュの硬さ、第３及び第６の制御アームをアクスルに回動可能に接続するのに使用される回動可能なジョイントにおけるボールジョイント又はブッシュの使用、及び第１、第２、第４、及び第５の制御アームをアクスルとフレームとに回動可能に接続する回動可能なジョイントにおいて使用されるベアリング面の長さ等の変数の関数としてＮｍ／°で得られる平均ロールレートを表す立方体プロットを示す。
【図１４】図１３においてモデル化された変数間の二次関係モデリングを示す。
【図１５】図１３においてモデル化された変数の標準効果を図示するパレート図を示す。
【図１６】本発明の代替的な実施形態に従ったサスペンションシステムの概略図を示す。
【図１７】下部制御アームの代替的な実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１〜６は、本発明の一実施形態に従ったフォーバーリンクサスペンションシステム１０を示している。本実施形態の一態様によれば、サスペンションシステム１０は、例えば、トラクタートレーラだがこれに限定されない、車両のフレーム１００に第１及び第２のアクスル８０，８１を取り付けるように構成される。本実施形態の別の態様によれば、サスペンションシステム１０は、例えば、この例に限らないが、フレーム１００とそれによって支持される車両本体（図示せず）及び構成部品を含む、車両のばね上質量１１を支持するように構成される。本実施形態の更に別の態様によれば、サスペンションシステム１０は、例えば、この例に限らないが、アクスル８０，８１、ホイール（図示せず）、及びサスペンションシステム１０を含む、ばね下質量１２によって生じたり、ばね下質量が直面したりする振動、バンプ、及び路面凹凸により車両のばね上質量１１に与えられた衝撃を緩和するように構成される。本実施形態のまた更に別の態様によれば、サスペンションシステム１０は、車両のばね上質量１１の平均ロールレートを増加させるように構成される。
【００１５】
図１及び２に示すように、サスペンションシステム１０は、複数のダンパー１１０を含むことができ、本実施形態において、これらはヘビーデューティーショックアブソーバであってもよい。当業者であればわかるように、ダンパー１１０は、車両のばね下質量１２によって生じたり、ばね下質量１２が直面したりする振動、バンプ、又は路面凹凸により車両のばね上質量１１に与えられた衝撃を緩和する。
【００１６】
図１及び２に示すように、サスペンションシステム１０はまたスプリング１１１を含むことができ、これは、図示するように、エアブラダーの形態のエアスプリングを含む、様々な形態をとることができる。本実施形態の一態様によれば、スプリング１１１は車両のばね上質量１１を支持する。本実施形態の別の態様によれば、スプリング１１１は、車両のばね下質量１２によって生じたり、ばね下質量１２が直面したりする振動、バンプ、又は路面凹凸により車両のばね上質量１１に与えられた衝撃を軽減する。本実施形態の更に別の態様によれば、スプリング１１１は、例えば、車両の空気圧供給源（図示せず）に接続することによって、車両の最低地上高を調整するために使用することができる。
【００１７】
本実施形態はダンパー１１０及びスプリング１１１を備えて図示されているが、当業者であればわかるように、ばね上質量１１に与えられた衝撃を緩和及び軽減するには様々な方法があり、前述の構成は本発明の範囲内である多くの構成の一例として提示されている。
【００１８】
例えば、図１，２，及び６に示すように、サスペンションシステム１０はまた、１つ以上のスタビライザバー１３０，１３１を含むことができる。本実施形態の一態様によれば、スタビライザバー１３０，１３１は、フレーム１００、好ましくは、アクスル８０，８１に対して直角に、且つ実質的にフレーム１００の長さに沿って延在する第１及び第２のフレーム部材１００ａ，１００ｂに回動可能に接続される。本実施形態の別の態様によれば、スタビライザバー１３０，１３１は、それぞれのアクスル８０，８１、好ましくはアクスル８０，８１の端部８０ａ，８０ｂ，８１ａ，８１ｂに回動可能に接続される。代替的な実施形態では、スタビライザバー１３０，１３１は制御アーム２０，３０，４０，及び５０に接続してもよい。本実施形態はスタビライザバー１３０，１３１を備えて図示されているが、代替的な実施形態では一方又は両方がなくてもよい。当業者であればわかるように、ばね上質量１１のロールレートを増加させるのに様々なタイプのスタビライザバーを利用してもよく、図示されている構成は本発明の範囲内の多くの構成のうちのほんの１つである。
【００１９】
図１〜４に示すように、サスペンションシステム１０は、第１及び第２の制御アーム２０，３０、第４及び第５の制御アーム４０，５０、並びに第３及び第６の制御アーム６０，７０を備えていることが好ましい。図３に示すように、本実施形態の一態様によれば、少なくとも１つの回動可能なジョイント１３が設けられて制御アーム２０，３０，４０，及び５０の各々とアクスル８０又は８１とを接続し、少なくとも１つの回動可能なジョイント１４が設けられて制御アーム２０，３０，４０，及び５０の各々とフレーム１００とを接続する。図３及び６に示すように、本実施形態の別の態様によれば、少なくとも１つの回動可能なジョイント１５が設けられて制御アーム６０，７０の各々とアクスル８０又は８１とを接続し、少なくとも１つの回動可能なジョイント１６が、好ましくは２つ、設けられて制御アーム６０，７０の各々とフレーム１００とを接続する。本実施形態は回動可能な回転ジョイント１３，１４，及び１６並びにボールジョイント１５を図示しているが、当業者であればわかるように、回動可能なジョイントを提供するには本発明の範囲内の様々な構成がある。
【００２０】
図１，３，及び４において最も良く示すように、第１の制御アーム２０は、本実施形態において伸長部材として示されている。第１の制御アーム３０は、フレーム１００に対してアクスル８０の第１の端部８０ａを縦方向に位置付ける。図示するように、第１の制御アーム２０は、第１のアクスル８０に対して略直角に延在する。本実施形態の一態様によれば、第１の制御アーム２０は、第１の制御アーム２０を第１のアクスル８０の第１の端部８０ａに回動可能に接続するように構成された第１の部分２１を備えている。本実施形態の別の態様によれば、第１の制御アーム２０の第１の部分２１は、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａと連動して移動するように構成される。例えば、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａが上方移動した場合、第１の制御アーム２０の第１の部分２１は第１のアクスル８０の第１の端部８０ａと共に上方へ移動することになる。同様に、アクスルの第１の端部８０ａが下方移動した場合、第１の制御アーム２０の第１の部分２１は第１のアクスル８０の第１の端部８０ａと共に下方へ移動することになる。
【００２１】
図１，３，及び４に示すように、第１の制御アーム２０の第１の部分２１は、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａに回動可能に接続される。当業者であればわかるように、第１の制御アーム２０と第１のアクスル８０の第１の端部８０ａとの間に回動可能なジョイント１３を提供するために様々な構成を利用することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００２２】
図示されている実施形態では、第１の部分２１は、マウンティングブラケット８２を介して第１のアクスル８０と回動可能に接続されることが好ましい。図示するように、マウンティングブラケット８２は、例えば、この例に限らないが、ファスナー、溶接、又は任意の適切な手段を介して、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａに固定して接続してもよい。同じく図示するように、ブラケット８２は、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａの下面に固定して接続してもよい。
【００２３】
図３において最も良く示すように、ブラケット８２はシャフト８６を固定することができ、シャフト８６は、第１の制御アーム２０の第１の部分２１の略円筒状ベアリング面２２（図７Ａ）に嵌合する略円筒状部分を含む。図７Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面２２は孔を画定し、この孔は略円筒状ブッシュ２３を収容することが好ましく、これが今度はシャフト８６の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面２２及びブッシュ２３は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａが上下に移動する時、シャフト８６の略円筒部分を中心に回動する。
【００２４】
本実施形態の別の態様によれば、第１の制御アーム２０は、第１の制御アーム２０を車両フレーム１００に回動可能に接続するように構成された第２の部分２５を備えている。図３及び４において最も良く示すように、第１の制御アーム２０の第２の部分２５は、フレーム１００の第１のフレーム部材１００ａから下方へ延在する第１のフレームハンガー１０１と回動可能に接続される。当業者であればわかるように、第１の制御アーム２０とフレーム１００との間に回動可能なジョイント１４を提供するために様々な構成を利用することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００２５】
図示されている実施形態では、第２の部分２５は、シャフト８７を介してフレーム１００に回動可能に接続されることが好ましい。本実施形態において、シャフト８７は、第１の制御アーム２０の第２の部分２５の略円筒状ベアリング面２６（図７Ａ）に嵌合する略円筒部分を含む。図７Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面２６は孔を画定し、この孔は略円筒状ブッシュ２７を収容することが好ましく、これが今度はシャフト８７の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面２６及びブッシュ２７は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａが上下に移動する時、シャフト８７の略円筒部分を中心に回動する。
【００２６】
図７Ａに示すように、第１の制御アーム２０はまた、ダンパー取付部２８及びエアブラダー取付部２９を含むことが好ましい。図示するように、本実施形態において、ダンパー取付部２８及びエアブラダー取付部２９は、第２の部分２５に対して第１の制御アーム２０の略反対側の端部に位置している。
【００２７】
ここで図２，３，及び５を参照すると、第２の制御アーム３０が、本実施形態において伸長部材として示されている。図示するように、第２の制御アーム３０は第１の制御アーム２０と左右対称である。第２の制御アーム３０は、フレーム１００に対してアクスル８０の第２の端部８０ｂを縦方向に位置付ける。図示するように、第２の制御アーム３０は、第１のアクスル８０に対して略直角に延在する。
【００２８】
本実施形態の一態様によれば、第２の制御アーム３０は、第２の制御アーム３０を第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂに回動可能に接続するように構成された第１の部分３１を備えている。本実施形態の別の態様によれば、第２の制御アーム３０の第１の部分３１は、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂと連動して移動するように構成される。例えば、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂが上方移動した場合、第２の制御アーム３０の第１の部分３１は第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂと共に上方へ移動することになる。同様に、アクスルの第２の端部８０ｂが下方移動した場合、第２の制御アーム３０の第１の部分３１は第１のアクスル８０の第２の端部８０ａと共に下方へ移動することになる。
【００２９】
図２，３，及び５に示すように、第２の制御アーム３０の第１の部分３１は、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂに回動可能に接続される。当業者であればわかるように、第２の制御アーム３０と第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂとの間に回動可能なジョイント１３を提供するために様々な構成を利用することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００３０】
図示されている実施形態では、第１の部分３１は、マウンティングブラケット８３を介して第１のアクスル８０に回動可能に接続されることが好ましい。図示するように、マウンティングブラケット８３は、例えば、この例に限らないが、ファスナー、溶接、又は任意の適切な手段を介して、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂに固定して接続してもよい。例えば、この例に限らないが、図示するように、ブラケット８３は、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂの下面に固定して接続してもよい。
【００３１】
図３において最も良く示すように、ブラケット８３はシャフト８８を固定することができ、シャフト８８は、第２の制御アーム３０の第１の部分３１の略円筒状ベアリング面３２（図８Ａ）に嵌合する略円筒状部分を含む。図８Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面３２は孔を画定し、この孔は略円筒状ブッシュ３３を収容することが好ましく、これが今度はシャフト８８の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面３２及びブッシュ３３は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０の第１の端部８０ａが上下に移動する時、シャフト８８の略円筒部分を中心に回動する。
【００３２】
本実施形態の別の態様によれば、第２の制御アーム３０は、第２の制御アーム３０を車両フレーム１００に回動可能に接続するように構成された第２の部分３５を備えている。図３及び５において最も良く示すように、第２の制御アーム３０の第２の部分３５は、フレーム１００の第２のフレーム部材１００ｂから下方へ延在する第２のフレームハンガー１０２に回動可能に接続される。当業者であればわかるように、第２の制御アーム３０とフレーム１００との間に回動可能なジョイント１４を提供するために様々な構成を利用することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００３３】
図示されている実施形態では、第２の部分３５は、シャフト８９を介してフレーム１００に回動可能に接続されることが好ましく、このシャフト８９は第２のフレームハンガー１０２に固定される。本実施形態において、シャフト８９は、第２の制御アーム３０の第２の部分３５の略円筒状ベアリング面３６（図８Ａ）に嵌合する略円筒部分を含む。図８Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面３６は孔を画定し、この孔は略円筒状ブッシュ３７を収容することが好ましく、これが今度はシャフト８９の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面３６及びブッシュ３７は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂが上下に移動する時、シャフト８９の略円筒部分を中心に回動する。
【００３４】
図８Ａに示すように、第２の制御アーム３０はまた、ダンパー取付部３８及びエアブラダー取付部３９を含むことが好ましい。図示するように、本実施形態において、ダンパー取付部３８及びエアブラダー取付部３９は、第２の部分３５に対して第２の制御アーム３０の略反対側の端部に位置している。
【００３５】
ここで図１，２，３，及び６を参照すると、第３の制御アーム６０が図示されている。第３の制御アーム６０は、フレーム１００に対してアクスル８０を横方向に位置付ける。本実施形態において、第３の制御アーム６０は略Ｖ字形部材として示されている。
【００３６】
本実施形態の一態様によれば、第３の制御アーム６０は、第３の制御アーム６０を第１のアクスル８０に接続するように構成された第１の部分６１を備えている。本実施形態の別の態様によれば、第１の部分６１は第１のアクスル８０と連動して移動するように構成される。例えば、この例に限らないが、第３の制御アーム６０は、第１及び第２の制御アーム２０，３０が第１のアクスル８０に取り付けられる場所の間に位置させてもよい。本実施形態において、第１の部分６１は、第１のアクスル８０の略中心に位置する部分８０ｃに取り付けられて示されている。第１のアクスル８０が上方移動した場合、第３の制御アーム６０の第１の部分６１は第１のアクスル８０と共に上方へ移動することになる。同様に、第１のアクスル８０が下方移動した場合、第３の制御アーム６０の第１の部分６１は第１のアクスル８０と共に下方へ移動することになる。
【００３７】
本実施形態の一態様によれば、第１の部分６１が取り付けられることによって、第３の制御アーム６０が第１のアクスル８０の側方移動を制限することが好ましい。本実施形態の別の態様によれば、第１の部分６１が取り付けられることによって、第３の制御アーム６０が第１及び第２の制御アーム２０，３０の側方移動を制限することが好ましい。本実施形態において、第１の部分６１は第１のアクスル８０に回動可能に取り付けられて示されている。当業者であればわかるように、第３の制御アーム６０の第１の部分６１を第１のアクスル８０に回動可能に接続するために様々な構成を提供することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００３８】
図６において最も良く示すように、本実施形態において、第１の部分６１は、第１のアクスル８０の略中央に位置する部分８０ｃに設けられた第１のディファレンシャルハウジング１１０に回動可能に取り付けられる。図９Ａに示すように、本実施形態において、第３の制御アーム６０の第１の部分６１はボールジョイント６２を備えており、これは、図６に示すように、第１のアクスル８０の略中央に位置する部分８０ｃに設けられた第１のディファレンシャルハウジング１１０に回動可能に取り付けられる。
【００３９】
図６において最も良く示すように、第３の制御アーム６０の第２及び第３の部分６３，６４が第３の制御アーム６０の第１の部分６１から延在している。本実施形態において、第２及び第３の部分６３，６４は伸長部材であり、第１の部分６１から略対称的に延在して略Ｖ字形の第３の制御アーム６０を形成する。
【００４０】
本実施形態の一態様によれば、第２及び第３の部分６３，６４は、第３の制御アーム６０を車両フレーム１００に接続するように構成される。図６に示すように、本実施形態において、第２及び第３の部分６３，６４は、それぞれのフレームブラケット１０３，１０４を介して、それぞれ第１及び第２のフレーム部材１００ａ，１００ｂに回動可能に取り付けられる。当業者であればわかるように、第２及び第３の部分６３，６４をフレーム１００に回動可能に接続するために様々な構成を提供することは本発明の範囲内であり、図示されている実施形態において示す構成は本発明の範囲内の１つの可能な構成の例である。
【００４１】
図６に示すように、図示されている実施形態では、第２及び第３の部分６３，６４は、ブラケット１０３，１０４に固定されたシャフト６９を介してフレームに回動可能に接続している。本実施形態において、シャフト６９は、第３の制御アーム６０の第２及び第３の部分６３，６４のそれぞれの略円筒状ベアリング面６５，６６（図９Ａ）に嵌合する略円筒部分を含む。図９Ａに示すように、本実施形態において、ベアリング面６５，６６は孔を画定し、これらの孔は略円筒状ブッシュ６７，６８を収容することが好ましく、これらが今度はシャフト６９の略円筒部分を収容する。当業者であればわかるように、ベアリング面６５，６６及びブッシュ６７，６８は、例えば、車両が走行している表面の凹凸に反応して、第１のアクスル８０が上下に移動する時、シャフト６９の略円筒部分を中心に回動する。
【００４２】
ここで図１，３，及び４を参照すると、第４の制御アーム４０が、本実施形態において伸長部材として示されている。第４の制御アーム４０は、フレーム１００に対してアクスル８１の第１の端部８１ａを縦方向に位置付ける。図示するように、第４の制御アーム４０は、第２のアクスル８１に対して略直角に延在する。
【００４３】
第４の制御アーム４０は、第１の制御アーム２０の左右対称であることが好ましく、第２の制御アーム３０と同一であることが好ましい。図示するように、第４の制御アーム４０は、第１の制御アーム２０に対して、第１のフレームハンガー１０１から反対方向に延在し、第１の制御アーム２０が第１のアクスル８０に接続するのと同様のやり方で第２のアクスル８１と接続する。従って、当業者であればわかるように、第４の制御アーム４０に関連して図示した第１の部分４１、マウンティングブラケット８４、シャフト９０、ベアリング面４２、ブッシュ４３、第２の部分４５、シャフト９１、ベアリング面４６、ブッシュ４７、ダンパー取付部４８、エアブラダー取付部４９は、概して、第１の制御アーム２０に関連して記載した第１の部分２１、マウンティングブラケット８２、シャフト８６、ベアリング面２２、ブッシュ２３、第２の部分２５、シャフト８７、ベアリング面２６、ブッシュ２７、ダンパー取付部２８、エアブラダー取付部２９それぞれに対応する。
【００４４】
ここで図２，３，及び５を参照すると、第５の制御アーム５０が、本実施形態において伸長部材として示されている。第５の制御アーム５０は、フレーム１００に対してアクスル８１の第２の端部８１ｂを縦方向に位置付ける。図示するように、第５の制御アーム５０は、第２のアクスル８１に対して略直角に延在する。
【００４５】
第５の制御アーム５０は、第２及び第４の制御アーム３０，４０の左右対称であることが好ましく、第１の制御アーム２０と同一であることが好ましい。図示するように、第５の制御アーム５０は、第２の制御アーム４０に対して、第２のフレームハンガー１０２から反対方向に延在し、第２の制御アーム４０が第１のアクスル８０に接続するのと同様のやり方で第２のアクスル８１と接続する。従って、当業者であればわかるように、第５の制御アーム４０に関連して図示した第１の部分４１、マウンティングブラケット８５、シャフト９２、ベアリング面５２、ブッシュ５３、第２の部分５５、シャフト９３、ベアリング面５６、ブッシュ５７、ダンパー取付部５８、エアブラダー取付部５９は、概して、第２の制御アーム３０に関連して記載した第１の部分３１、マウンティングブラケット８３、シャフト８８、ベアリング面３２、ブッシュ３３、第２の部分３５、シャフト８９、ベアリング面３６、ブッシュ３７、ダンパー取付部３８、エアブラダー取付部３９それぞれに対応する。
【００４６】
ここで図１，２，３，及び６を参照すると、第６の制御アーム７０が図示されている。第６の制御アーム７０は、フレーム１００に対してアクスル８１を縦方向に位置付ける。本実施形態において、第６の制御アーム７０は略Ｖ字形部材として示されている。図示するように、第６の制御アーム７０は、第３の制御アーム６０のようにフレームブラケット１０３，１０４から略反対方向に延在し、第３の制御アーム６０が第１のアクスル８０に接続するのと同様のやり方で第２のアクスル８１に接続する。従って、当業者であればわかるように、第６の制御アーム７０に関連して図示した第１の部分７１、略中央に位置する部分８１ｃ、ボールジョイント７２、ディファレンシャルハウジング１１１、第２及び第３の部分７３，７４、シャフト７９、略円筒状ベアリング面７５，７６、及び略円筒状ブッシュ７７，７８は、概して、第３の制御アーム６０に関連して記載した第１の部分６１、略中央に位置する部分８０ｃ、ボールジョイント６２、ディファレンシャルハウジング１１０、第２及び第３の部分６３，６４、シャフト６９、略円筒状ベアリング面６５，６６、及び略円筒状ブッシュ６７，６８それぞれに対応する。
【００４７】
都合のよいことに、本実施形態の制御アーム２０，３０，４０，及び５０は、例えば方向転換又はコーナリング中、ばね上質量１１の平均ロールレートを増加させるように構成される。当業者であればわかるように、コーナリング操作中、車両のばね上質量１１は傾動又はロールする傾向がある。また、当業者であればわかるように、スタビライザバー、例えばスタビライザバー１３０，１３１は、これまで、快適な乗り心地を可能にしながら、即ち、サスペンションスプリングの強化を必要とせずに、平均ロールレートを増加させるために利用された慣習的な手段であった。都合のよいことに、本実施形態はロール制御レベルを更に向上させる。更に、スタビライザバー１３０，１３１がない場合であっても、本実施形態の原則を利用して、快適な乗り心地を可能にしながら、即ち、サスペンションスプリングの強化を必要とせずに、大幅に改善したロール制御レベルを達成することができる。
【００４８】
当業者であればわかるように、ロール現象中、車両フレーム１００の片側が、車両が走行している表面に向かって下方へ付勢される。また、当業者であればわかるように、ロール現象中、車両フレーム１００の反対側が、車両が走行している表面から上方へ付勢される傾向がある。例えば、第２のフレーム部材１００ｂは地面に近寄ることになり、第１のフレーム部材１００ａは地面から遠ざかることになる。この時、例えば、ダンパー１１０及びエアスプリング１１１等のサスペンションスプリングは、付加される力の増加によって、フレーム１００の下方へ付勢される側に圧縮する傾向があり、フレーム１００の反対側のサスペンションスプリングは、付加される力の減少によって、伸長又は拡張する傾向がある。説明の便宜上、車両が走行している地面は水平且つ平坦であるとすれば、この時、フレーム１００はもはや地面に平行に延在する平面上にはなくなる。従って、フレーム１００が左右にロール又は傾動すると、フレーム１００は地面に対してある角度をなして延在する。この時、それぞれのフレーム部材１００ａ，１００ｂに固定してしっかりと取り付けられたフレームハンガー１０１，１０２は、同様に、フレーム１００の残りと共に同様のやり方で移動する。
【００４９】
ここで図１２を参照すると、フレームハンガー１０１，１０２を含むフレーム１００がロールすると、制御アーム２０，３０，４０，５０の第２の部分２５，３５，４５，５５を回動可能に取り付けたシャフト８７，８９，９１，９３（図３）も同様にロールする。図１２はシャフト８７のみと第１の制御アーム２０の第２の部分２５のみを示しているが、当業者であればわかるように、シャフト８９，９１，９３は、それぞれの制御アーム３０，４０，５０の第２の部分３５，４５，５５それぞれに関して同様のやり方で動く。この時、シャフト８７，８９，９１，９３は、最終的に、制御アーム２０，３０，４０，５０の第２の部分２５，３５，４５，５５に回転力を付加する。以前の公知のフォーバーリンクサスペンション構成では、下部制御アームには軸方向荷重に耐えるのに十分な剛性及び強度はあったが、下部制御アームはこれまで、この付加された回転力に逆らうのに十分なねじり剛性を備えてはいなかった。従って、以前の公知の構成では、制御アームは、このねじり力の付加に反応して曲がったりねじれたりすることになる。制御アーム２０，３０，４０，及び５０の縦方向軸を中心にしたねじり曲げやねじれは、これがロールを促進する傾向があるので望ましくない。
【００５０】
都合のよいことに、以前の公知の構成とは異なって、本実施形態の制御アーム２０，３０，４０，５０は大きなねじり剛性を備えている。ねじり剛性の量は、実証的分析によって決められ、発生する力に左右され、この力は同様に、車両タイプ、重量、サスペンションスプリングのばね定数、速度、及び多くのその他の要因に左右される。従って、本実施形態に関して記載したように、シャフト８７，８９，９１，９３がロールしたり、地面に対してある角度をなして軸方向に変位したりするので、大きなねじり剛性を備えている制御アーム２０，３０，４０，及び５０は、シャフト８７，８９，９１，９３が受けることになるロール又は軸方向変位の量を抑制及び制限するのに十分なほどロバストである。
【００５１】
この時、シャフト８７，８９，９１，９３によって制御アーム２０，３０，４０，５０に付加されたねじり力は、最終的に、図１２において示したのと同様だが反対のやり方で、即ち、制御アーム２０，３０，４０，及び５０の第１の部分２１，３１，４１，５１がアクスル８０，８１にトルクを付加するようにして、アクスル８０，８１に伝達される。例えば、図示されている実施形態では、第１の制御アーム２０の第１の部分２１にあるベアリング面２２及びブッシュ２３は、それらが回動可能に取り付けられるシャフト８６にトルクを付加することができる。シャフト８６が今度はブラケット８２にトルクを伝達することができ、ブラケット８２が今度は第１のアクスル８０の第１の端部８０ａにトルクを伝達することができる。当業者であればわかるように、同様のやり方で、それぞれの制御アーム３０，４０，及び５０を介して、第１のアクスル８０の第２の端部８０ｂ、第２のアクスル８１の第１の端部８１ａ、及び第２のアクスル８１の第２の端部８１ｂにトルクが付加されることになる。回転力が最終的に第１及び第２のアクスル８１，８２に付加されると、アクスル８０，８１はそれらの軸を中心に曲がったりねじれたりすることになる。例えば、第１の端部８０ａ，８１ａは、第１の方向、例えば、第１及び第２のアクスル８０，８１の縦方向軸を中心に時計回り又は反時計回りに曲がったりねじれたりすることになり、第２の端部８０ｂ，８１ｂは反対方向に曲がったりねじれたりすることになる。
【００５２】
都合のよいことに、回転力はアクスル８０，８１の縦方向軸を中心に発生する曲げ運動やねじり運動として吸収されるので、また、上記縦方向軸は制御アーム２０，３０，４０，５０の縦方向軸に対して略直角、且つロール現象中にフレーム１００がそれを中心に傾動する軸に対して略直角に延在するので、そのような曲げ運動やねじり運動は、実質的に、以前の公知の構成で発生したような、場合によっては結果的に制御アーム２０，３０，４０，５０がそれらの縦方向軸を中心に曲がったりねじれたりするロール現象の発生を促進することはない。従って、制御アーム２０，３０，４０，及び５０の曲げ運動やねじり運動とは異なって、アクスル８０，８１が受ける曲げ運動やねじり運動は実質的にロール現象の原因となることはない。従って、アクスル８０，８１は、実際には、スタビライザバーと類似したやり方で機能する。
【００５３】
当業者であればわかるように、第１の制御アーム２０、アクスル８０、第３の制御アーム６０、及びフレーム１００は、フォーバーリンク機構として機能する。当業者であればわかるように、第２の制御アーム３０、アクスル８０、第３の制御アーム６０、及びフレーム１００は、別のフォーバーリンク機構として機能する。当業者であればわかるように、第４の制御アーム４０、アクスル８１、第６の制御アーム７０、及びフレーム１００は、更に別のフォーバーリンク機構として機能する。当業者であればわかるように、第５の制御アーム５０、アクスル８１、第６の制御アーム７０、及びフレーム１００は、また更に別のフォーバーリンク機構として機能する。
【００５４】
従って、フォーバーシステムにおける各々のリンクの剛性は、ロール現象中に生じた力が、ロール挙動やロールに似た挙動を促進するやり方でフォーバーリンクシステムにおける望ましくない曲がりやねじれをもたらす可能性がある点を示す。しかしながら、一般的に言えば、フォーバーサスペンションシステムにおいて、レール及びハンガーを含むフレームは、ロール挙動やロールに似た挙動を容認するやり方で、フレームのねじれや曲がりをもたらすことになるねじり力や曲げ力などの力を抑制するのに十分な剛性を備えている。以前の公知のフォーバーシステムのように、本実施形態において、フレーム１００もまた、ロール挙動やロールに似た挙動を容認するやり方でねじれや曲がりをもたらすことになるねじり力や曲げ力などの力を抑制するのに十分なねじり剛性を備えていることが好ましい。特に、フレーム１００は、制御アーム２０，３０，４０，及び５０のねじり剛性よりも大きなねじり剛性を備えていることが好ましい。
【００５５】
しかしながら、以前の公知の構成では、下部制御アームはそのようなフォーバーリンクシステムにおける最も弱いリンクに相当し、そのような制御アームの縦方向軸を中心とした曲がりやねじれの発生がロール現象を促進していた。更に、そのような制御アームの回動可能なジョイントにおけるブッシュの圧縮又は曲がり／ねじれもまたロール現象を促進していた。
【００５６】
本実施形態は、アクスル８０，８１のねじり剛性と同等以上のねじり剛性を備えている制御アーム２０，３０，４０，及び５０並びに回動可能なジョイント１３，１４を提供することによって、この問題に対する解決策を提供する。制御アーム２０，３０，４０，及び５０並びに回動可能なジョイント１３，１４がアクスル８０，８１のねじり剛性よりも大きなねじり剛性を備えている実施形態では、アクスル８０，８１は、前述したように、ロール現象中に生じた力を抑制しながら曲がったりねじれたりすることができる。これには、一般的に利用されているよりも十分なねじり剛性を有するアクスル８０，８１又はより弾力性のあるアクスルを提供することが必要になり、これによって費用が増加することになる。そのような曲がりやねじれを生じさせるために、今度はアクスル８０，８１よりも更にもっとねじり剛性がある制御アーム２０，３０，４０，５０を使用することが必要になり、このことが今度は費用を更に増加させることになる。
【００５７】
前述の構成は本発明の範囲内であるが、好ましい実施形態では、制御アーム２０，３０，４０，５０及び回動可能なジョイント１３，１４は、アクスル８０，８１のねじり剛性と実質的に等しいねじり剛性を備えている。好ましい実施形態の一態様によれば、制御アーム２０，３０，４０，５０はそれらの縦方向軸を中心に曲がったりねじれたりすることになり、アクスル８０，８１はそれらの縦方向軸を中心に曲がったりねじれたりすることになる。制御アーム２０，３０，４０，５０及び回動可能なジョイント１３，１４のそのような曲がりやねじれはある程度はロールの原因となるが、ロール現象中に生じた力の一部が曲がりやねじれを介してアクスル８０，８１によって吸収されることになるので、そのような実施形態のシステムは利益をもたらす。この構成によって、今度はより小さなねじり剛性を有するアクスル８０，８１と、より小さなねじり剛性を有する制御アーム２０，３０，４０、及び５０並びに回動可能なジョイント１３，１４との使用が可能になり、このことによって今度は、低コストであるが、それにもかかわらず大幅に向上したロール特性を提供することができる。
【００５８】
図１３は、相対的なねじり剛性を有する制御アーム２０，３０，４０，及び５０並びに回動可能なジョイント１３，１４の使用が車両のロールに及ぼす影響を立方体プロットＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤの形態で図示している。そこに図示するように、立方体Ａ及びＢは、比較的高いねじり剛性を有する制御アームの使用など、多くの変数によって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、制御アームは１．００Ｅ７ｍｍ４のねじり剛性を備えており、アクスルは対応するレベル、即ち１．００Ｅ７ｍｍ４のねじり剛性を備えている。同様に、立方体プロットＣ及びＤは、比較的低いねじり剛性を有する制御アームの使用など、多くの変数によって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、制御アームは１．００Ｅ４ｍｍ４のねじり剛性を備えており、アクスルは対応するレベル、即ち１．００Ｅ４ｍｍ４のねじり剛性を備えている。
【００５９】
図示するように、立方体Ｂにおける最も高い平均ロールレート、即ち２６，６１０Ｎｍ／°は比較的高いねじり剛性を有する制御アームが利用された場合に得られるのに対し、立方体Ｃにおける最も低い平均ロールレート、即ち１１，１８１Ｎｍ／°は比較的低いねじり剛性を有する制御アームが利用された場合に得られる。更にまた、ねじり剛性を有する制御アーム２０，３０，４０，及び５０の使用によって得られる有益な効果は、立方体Ａ及びＢに示す８個のデータ測定値を材料とした観測によって更に示されており、８個のうちの６個は立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤに示す１６個のデータ測定値の間で得られた最も高いロールレートを表している。
【００６０】
従って、以前の公知の構成とは異なって、本実施形態では、制御アーム２０，３０，４０，５０は、車両にとって所望の平均ロールレートに従って選択されたねじり剛性を備えている。本実施形態の別の態様によれば、制御アーム２０，３０，４０，５０は、車両のばね上質量１１の平均ロールレートを増加させるように選択されたねじり剛性を備えている。当業者であればわかるように、アクスル８０，８１並びに制御アーム２０，３０，４０，及び５０のねじり剛性は、材料や形状を含む様々なパラメータによって影響されることがある。
【００６１】
制御アーム２０，３０，４０，及び５０のねじり剛性に加えて、車両のロールはまた、回動可能なジョイント１３，１４のねじり剛性によっても影響されることがある。ブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７が利用される本実施形態では、ジョイント１３，１４のねじり剛性はブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７の剛性によって影響されることがある。
【００６２】
図１０〜１１に示すように、例示的なブッシュ２７’、第２の部分２５’、ベアリング面２６’、及びシャフト８７’に関しては、ブッシュの圧縮が発生する範囲で、制御アームの曲がりやねじれという類似の効果が発生し、車両のロールは抑制されるのではなく促進される。特に、図１０〜１１の例では、ばね上質量は、ブッシュ２７’が完全に圧縮されて、荷重が制御アーム２０に伝達され始めるまで、約４．５°ロールすることが許容されることになる。制御アーム２０’の第１の部分にあるブッシュが同様のやり方で動くとすれば、ばね上質量は、アクスル８０，８１が曲がりやねじれを引き起こす傾向がある力を受け始めるまで、約９°ロールすることになる。従って、本実施形態では、大きな剛性を有するブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７を提供することによって、アクスル８０，８１がロール現象の初期に曲がったりねじれたりし始めて、ロール現象の初期にロールを抑制することができる。従って、制御アーム２０，３０，４０，及び５０は様々なブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７を利用することができるが、比較的硬いブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７が好ましい。
【００６３】
図１３は、比較的硬い又は軟らかいブッシュの使用が車両のロールに及ぼす影響を立方体プロットＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤの形態で図示している。そこに図示するように、立方体プロットＡ及びＣは、比較的軟らかいブッシュの使用など、多くの変数によって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ブッシュは５０００Ｎ／ｍｍのラジアルレートを備えている。同様に、立方体プロットＢ及びＣは、比較的硬いブッシュの使用など、多くの変数によって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ブッシュは５０，０００Ｎ／ｍｍのラジアルレートを備えている。図示するように、最も高い平均ロールレート、即ち２６，６１０Ｎｍ／°は比較的硬いブッシュが利用された場合に得られるのに対し、最も低い平均ロールレート、即ち１１，１８１Ｎｍ／°は比較的軟らかいブッシュが使用された場合に得られる。
【００６４】
ブッシュの剛性に加えて、車両のロールと回動可能なジョイント１３，１４のねじり剛性とは、ジョイント１３，１４の長さによっても影響されることがある。図１０〜１２の比較によって示すように、ロール現象中にブッシュの圧縮が発生する範囲又はラジアルプレイ（半径方向の遊び）が存在する範囲で、制御アーム２０，３０，４０，及び５０のベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６の長さ２２Ｌ，２６Ｌ，３２Ｌ，３６Ｌ，４２Ｌ，４６Ｌ，５２Ｌ，５６Ｌの増加によって、そのような圧縮又はプレイがロールレートに及ぼす悪影響が減少する。図１１及び１２に示すように、ばね上質量１１は、ブッシュ２７’が完全に圧縮されて、荷重が制御アーム２０’に完全に伝達されるまで、約４．５°ロールすることが許容されることになる。しかしながら、図１３に示すように、図１２に示すのと比較してベアリング面２２の長さを増加させることによって、同様のロール現象に対して、ばね上質量１１は、ブッシュ２７が完全に圧縮されて、荷重が制御アーム２０に伝達されるまで、約２．７５°だけロールすることが許容されることになる。従って、ベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６に対して比較的長い長さ２２Ｌ，２６Ｌ，３２Ｌ，３６Ｌ，４２Ｌ，４６Ｌ，５２Ｌ，５６Ｌ（図７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ）を設けることによって、車両のロールの量を減少させることができ、ジョイント１３，１４のねじり剛性を増加させることができる。
【００６５】
図１３は、比較的長い又は短いベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６の使用が車両のロールに及ぼす影響を立方体プロットＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤの形態で図示している。そこに図示するように、各々の立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける最も前方のデータ点は、回動可能なジョイント１３と共に比較的長いベアリング面を使用することによって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ベアリング面は１５０ｍｍの長さを備えている。同様に、各々の立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける最も後方のデータ点集合は、回動可能なジョイント１３と共に比較的短いベアリング面を使用することによって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ベアリング面は７０ｍｍの長さを備えている。
【００６６】
同じくそこに図示するように、各々の立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける最も上方のデータ点は、回動可能なジョイント１４と共に比較的長いベアリング面を使用することによって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ベアリング面は１５０ｍｍの長さを備えている。同様に、各々の立方体Ａ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける下方のデータ点集合は、回動可能なジョイント１４と共に比較的短いベアリング面を使用することによって得られた平均ロールレートを示している。例えば、この例に限らないが、モデル化された例では、ベアリング面は７０ｍｍの長さを備えている。
【００６７】
図示するように、立方体Ｂにおける最も高い平均ロールレート、即ち２６，６１０Ｎｍ／°はジョイント１３，１４において比較的長いベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６が利用された場合に得られるのに対し、立方体Ｃにおける最も低い平均ロールレート、即ち１１，１８１Ｎｍ／°はジョイント１３，１４において比較的短いベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６が利用された場合に得られる。
【００６８】
従って、以前の公知の構成とは異なって、本実施形態では、ジョイント１３，１４は、車両にとって所望の平均ロールレートに従って選択されたねじり剛性を備えている。本実施形態におけるジョイント１３，１４のねじり剛性はブッシュ２３，２７，３３，３７，４３，４７，５３，５７の剛性の関数であるので、適切な剛性を選択することによって、ジョイント１３，１４のねじり剛性はアクスル８０，８１のねじり剛性と実質的に同等以上に調整することができる。同様に、ベアリング面に対して適切な長さを選択することによって、ジョイント１３，１４のねじり剛性はアクスル８０，８１のねじり剛性と実質的に同等以上に調整することができる。
【００６９】
アクスル８０，８１を縦方向に位置付ける下部制御アーム２０，３０，４０，及び５０との関連で述べたが、これもまた当業者であればわかるように、アクスル８０，８１の横方向位置を安定させる上部制御アーム６０，７０の能力に多数の要因が影響を与える。そのような変数としては、制御アーム６０，７０の剛性、ブッシュ６７，６８，７７，７８の配向、ブッシュ６７，６８，７７，７８間のスパン、ベアリング面６５，６６，７５，７６の長さ、及びブッシュ６７，６８，７７，７８の剛性が挙げられる。利用する特定の構成は適用のタイプや経験的観測に左右されることになるが、ある実施形態では、例えば、この例に限らないが、硬化したブッシュ６７，６８，７７，７８や伸長したベアリング面６５，６６，７５，７６など、横安定性を強化する特定の特徴を備えた制御アーム６０，７０を提供することが望ましい。
【００７０】
経験的証拠によって、車両のロールは利用する第３及び第６の制御アーム６０，７０のタイプによっても影響されることがあることも証明された。好ましい実施形態では、制御アーム６０，７０をそれぞれのアクスル８０，８１に接続するために、ボールジョイント６２及び７２が使用される。代替的な実施形態では、その他の構成も利用することができる。例えば、この例に限らないが、制御アーム７０，７１をそれぞれのアクスル８０，８１に接続する目的で、制御アーム６０，７１の第１の部分６１，７１上でブッシュ及びベアリング面構成もまた本発明の範囲内で利用することができる。例えば、第３の制御アーム６０の第２の部分６３で示すのと同様のベアリング面６５及びブッシュ６７を、第１の部分６１上で利用することができる。この代替的な構成は本発明の範囲内だと考えられるが、ここで図１３を参照すると、特定の立方体Ｂにおいて、ボールジョイント構成がモデル化された各々の立方体プロットＡ，Ｂ，Ｃ，及びＤにおける右側のデータ点の、ブッシュ構成がモデル化された左側のデータ点に対する比較により、ブッシュ及びベアリング面構成に対してボールジョイント構成を利用することによってロールレートの大幅な増加が得られる、即ち１７，１１２Ｎｍ／°に対して２６，６１０Ｎｍ／°となることが証明された。従って、他の全ての変数がこの立方体プロットＢにおいて実質的に等しいとすると、ボールジョイント６２，７２を含むことによって、ブッシュ構成に対してほぼ５００Ｎｍ／°の増加が得られる。
【００７１】
都合のよいことに、図１３の立方体プロットＢにおいて示す２６，６１０Ｎｍ／°の平均ロールレートは、本発明の好ましい実施形態に関して述べた原則によって得られた予想外の相乗効果を実証している。当業者であればわかるように、図示されている原則を組み合わせて利用することで好ましいレベルのロール制御を達成することができ、代替的な実施形態では、立方体プロットＢにおける２６，６１０Ｎｍ／°のデータ測定値と共にモデル化された好ましい組み合わせから逸脱するにもかかわらず、ロール制御の十分なレベルの改善を達成することができる。例えば、この例に限らないが、図１３の立方体プロットＡにおいて示すように、１８，５４４Ｎｍ／°の比較的高い平均ロールレートは、第３及び第６の制御アーム６０，７０においてボールジョイント構成ではなく比較的軟らかいブッシュ及びブッシュ構成を使用しているにもかかわらず得ることができる。
【００７２】
実証的分析は、本発明の原則を用いて得られるロールレートがドライバーに不十分なフィードバックが提供される程度まで上昇する可能性があることを証明した。当業者であればわかるように、一部の用途、例えば、この例に限らないが、一般に高速で運転することのないセメントトラックでは、非常に高いロールレートが望ましい場合があるが、そもそも、車両が所定の道路条件を超える速度で運転しているかどうかに関するドライバーフィードバックのためには多少のロールが望ましい場合がある。しかしながら、そのような状況において、本発明の原則は、それにもかかわらず、以前はフォーバーリンク式サスペンションで利用可能でなかった、カスタマイズされたロール制御のレベルを向上させるために使用することができる。
【００７３】
例えば、カスタマイズされたロール制御の強化は、スタビライザバーを更に含むか含まないかによって、又は適切なベアリング面の長さを選択することによって、又はアクスル８０，８１、制御アーム２０，３０，４０，及び５０、並びにジョイント１３，１４の適切なねじり剛性を選択することによって、又は適切なブッシュの剛性を選択することによって、又はアクスル８０，８１の横安定性のために使用される適切なタイプの制御アームを選択することによって行なうことができる。ある特定の状況に関して最適なロール制御レベルを提供する特定の組み合わせは、モデリングや実証的分析によって決めることができる。例えば、図１４は、図１３においてモデル化された変数間の二次関係モデリングを示している。更にまた、図１５は、図１３においてモデル化された変数の標準効果を図示するパレート図を示しており、２．０８６と実質的に同等以上の標準効果を示す特徴がロールレートに対して最も有意な効果を有している。変数の特定の組み合わせ及びそのような変数に対して選択された値によって、所定の状況において達成することのできる最高のレベル未満ではあるが、それにもかかわらず状況や車両のタイプによっては望ましいことがあるロール制御レベルを提供する組み合わせを作り出すことができる。
【００７４】
本実施形態はフォーバーリンクサスペンション構成として機能する好ましい構造を背景にして説明したが、当業者であればわかるように、本発明の原則はその他のフォーバーリンクサスペンション構成において利用することもできる。例えば、この例に限らないが、本原則は、フォーバーリンクとしての機能も果たす移動ビーム構成において利用してもよい。
【００７５】
ここで図１６を参照すると、浮遊移動ビーム構成の概略図が示されている。そこに図示するように、第１の制御アーム２０”は、回動可能なジョイント１３”を介して両方のアクスル８０”，８１”に、また複数の回動可能なジョイント１４”を介してフレームに回動可能に接続される。当業者であればわかるように、制御アーム２０’はフレームに対してアクスル８０，８１の第１の端部を縦方向に位置付ける。また、当業者であればわかるように、制御アーム２０”もまた制御アーム２０及び４０と同様のやり方でスプリング１１１及びダンパー１１０等のサスペンションスプリングに接続することができる。当業者であればわかるように、第２の制御アーム（図示せず）は車両フレーム（図示せず）の反対側に設けることになり、上記の別の制御アーム（図示せず）は制御アーム２０”と同様のやり方でフレームに対してアクスル８０，８１の第２の端部を縦方向に位置付けることになる。更にまた、本実施形態には示していないが、当業者であればわかるように、第３及び第４の制御アームもまたフレームに対してアクスル８０，８１を横方向に位置付けるために利用することができる。
【００７６】
本実施形態において、第１の制御アーム２０”は、複数の回動可能なジョイント１４”と、フレーム部材１００ａに接続されたフレームハンガー１０１ａ，１０１ｂから延在する接続用制御アーム５”，６”とを介してフレームに回動可能に接続される。本構成によって、第１の制御アーム２０”が矢印Ｅの方向に上下に移動することが可能になる。
【００７７】
図１〜６に示す実施形態に関して述べたように、制御アーム２０”は大きなねじり剛性を備えることができ、制御アーム２０及び５０と同様のやり方でアクスル８０”，８１”において軸方向の曲がりやねじれを引き起こすように構成することができる。ねじり力はロール現象中の接続用制御アーム５”及び６”と回動可能なジョイント１３”，１４”にも付加されることになるので、接続用制御アーム５”及び６”と回動可能なジョイント１３”，１４”もまた図１〜６の実施形態に示したジョイント１３，１４と同様のやり方で大きなねじり剛性を備えることができる。例えば、制御アーム２０”，５”，及び６”もまた伸長したベアリング面と硬化したブッシュを同様に含むことができる。
【００７８】
上記の実施形態の詳細な説明は、発明者が本発明の範囲内であると考える全ての実施形態の包括的な説明ではない。例えば、この例に限らないが、サスペンションシステム１０は第１及び第２のアクスル８０，８１と共に使用して示されているが、当業者であればわかるように、本発明の原則は、単一のアクスルと共に、また、例えばトレーラ等の１つ以上のアクスルを備えた車両を含む、輸送に使用されるあらゆるタイプの車両に関連して利用することができる。
【００７９】
更にまた、１つのタイプの制御アーム２０，３０，４０，及び５０の特定の実施例が図示されているが、本発明は多くのその他の構成も考えられる。一例として、当業者であればわかるように、単一のベアリング面、例えばベアリング面２２，２６，３２，３６，４２，４６，５２，５６を利用してもよいが、Ａアーム等のその他のタイプの制御アーム、例えば、図１７に示す制御アーム２２０，２３０を利用することもできる。図１７に示すように、制御アーム２２０，２３０は、制御アーム２０，３０，４０，及び５０に関して示したのと同様のやり方でアクスル８０，８１に連結する、離間配置されたベアリング面２２２，２２２’及び２３２，２３２’を備えている。そのような実施形態では、離間配置されたベアリング面２２２，２２２’及び２３２，２３２’は、実際には、１つの伸長したベアリング面としての機能を果たす。別の例として、図示の制御アーム２０，３０，４０，５０は、ブッシュを収容する孔を画定し、シャフトに回動可能に取り付けられたベアリング面を備えて示されているが、当業者であればわかるように、ベアリング面は孔のある表面に回動可能に取り付けられたシャフトとして設けることもできる。
【００８０】
従って、当業者であればわかるように、様々な形状を備えた制御アームを提供することは本発明の範囲内であり、また、本発明は、運転中に縦方向位置を制御するフォーバーリンク機構の構成部品を形成するあらゆるタイプの制御アームを利用することができ、例えば、この例に限らないが、制御アームを兼ねるリーフスプリング又はスタビライザバー等の単一目的又は二重目的のサスペンション部材を含むがこれに限定されない。
【００８１】
更に別の例として、図示した実施形態は横方向の位置付けのためにＶ字形制御アーム６０及び７０を使用することができるが、当業者であればわかるように、アクスル８０，８１を横方向に位置付けるためにその他の制御アーム構成を利用することもできる。例えば、この例に限らないが、パナールロッド又はワットリンク機構タイプの制御アームを利用してもよい。
【００８２】
更にまた、当業者であればわかるように、上記の実施形態の特定の要素は様々に組み合わせるか又は除外するかして更なる実施形態を作り出すことができ、そのような更なる実施形態は本発明の範囲及び教示に含まれる。また、当業者であれば明らかなように、上記の実施形態を全体的又は部分的に組み合わせて本発明の範囲及び教示内の更なる実施形態を作り出すことができる。このようにして、本発明の特定の実施形態及び実施例を例示目的で本明細書において説明したが、当業者であればわかるように、様々な同等の変更態様が本発明の範囲内で実施可能である。従って、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲から決定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじり剛性と、第１の端部及び第２の端部とを備えたアクスルと、
フレームを含むばね上質量であって、前記アクスルに取り付けられることによって前記アクスルに対してロールすることができる前記ばね上質量と、
前記フレームに対して前記アクスルの前記第１の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第１の制御アームと、
前記フレームに対して前記アクスルの前記第２の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第２の制御アームと、
前記フレームに対して前記アクスルを横方向に位置付ける第３の制御アームと、
前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第１の回動可能なジョイントと、
前記第１の制御アームを前記フレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第２の回動可能なジョイントと、
前記第２の制御アームを前記アクスルの前記第２の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第３の回動可能なジョイントと、
前記第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第４の回動可能なジョイントとを備え、
前記第１の制御アーム、前記第２の制御アーム、前記第１の回動可能なジョイント、前記第２の回動可能なジョイント、前記第３の回動可能なジョイント、及び前記第４の回動可能なジョイントのねじり剛性は、前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上であり、それによってばね上質量のロール現象中に前記アクスルが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、車両。
【請求項２】
前記第１の制御アーム及び前記第２の制御アームのねじり剛性が前記アクスルのねじり剛性と実質的に等しいことによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスル並びに前記第１及び第２の制御アームが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記第１の制御アーム、前記第２の制御アーム、前記第１の回動可能なジョイント、前記第２の回動可能なジョイント、前記第３の回動可能なジョイント、及び前記第４の回動可能なジョイントのねじり剛性が、前記アクスルのねじり剛性と実質的に等しいことによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスル、前記アクスル、前記第１及び第２の制御アーム、並びに前記ジョイントが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項４】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記フレームに回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第２の制御アームを前記アクスルの前記第２の端部に回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第３のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第４のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第３のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第４のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項７】
前記第３の制御アームが前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを備えていることによって、前記第３の制御アームが前記アクスルと共に上下に移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項８】
前記第３の制御アームが前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを備えていることによって、前記第３の制御アームが前記アクスルと共に上下に移動可能であることを特徴とする、請求項６に記載の車両。
【請求項９】
前記第３の制御アームは、
前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを含むことによって、前記第３の制御アームが前記アクスルに対して上下に移動可能である第１の部分と、
前記第１の部分から延在して略Ｖ字形の第３の制御アームを形成する第２及び第３の部分であって、前記第３の制御アームを前記フレームに回動可能に接続する前記第２及び第３の部分とを備えていることを特徴とする、請求項６に記載の車両。
【請求項１０】
前記第１及び第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続する複数の第２及び第４のジョイント並びに接続用制御アームを更に備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項１１】
車両のロール特性を改善する方法であって、
第１の端部と、第２の端部と、ねじり剛性とを備えているアクスルを提供するステップと、
フレームを含むばね上質量であって、前記アクスルに取り付けられることによって前記アクスルに対してロールすることができる前記ばね上質量を提供するステップと、
前記フレームに対して前記アクスルの前記第１の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第１の制御アームを提供するステップと、
前記フレームに対して前記アクスルの前記第２の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第２の制御アームを提供するステップと、
前記フレームに対して前記アクスルを横方向に位置付ける第３の制御アームを提供するステップと、
前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第１の回動可能なジョイントを提供するステップと、
前記第１の制御アームを前記フレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第２の回動可能なジョイントを提供するステップと、
前記第２の制御アームを前記アクスルの前記第２の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第３の回動可能なジョイントを提供するステップと、
前記第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第４の回動可能なジョイントを提供するステップと、
前記第１の制御アーム、前記第２の制御アーム、前記第１の回動可能なジョイント、前記第２の回動可能なジョイント、前記第３の回動可能なジョイント、及び前記第４の回動可能なジョイントのねじり剛性を、前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上になるように選択することによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスルが曲がったりねじれたりしてロール量を制限するステップとを備えている、方法。
【請求項１２】
前記第１の制御アーム及び前記第２の制御アームのねじり剛性が前記アクスルのねじり剛性と実質的に等しくなるように選択されることによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスル並びに前記第１及び第２の制御アームが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１３】
前記第１の制御アーム、前記第２の制御アーム、前記第１の回動可能なジョイント、前記第２の回動可能なジョイント、前記第３の回動可能なジョイント、及び前記第４の回動可能なジョイントのねじり剛性が前記アクスルのねじり剛性と実質的に等しくなるように選択されることによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスル、前記第１及び第２の制御アーム、並びに前記ジョイントが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１４】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記フレームに回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第２の制御アームを前記アクスルの前記第２の端部に回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第３のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第４のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１５】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第３のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第４のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１６】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１７】
前記第３の制御アームが前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを備えていることによって、前記第３の制御アームが前記アクスルと共に上下に移動可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１８】
前記第３の制御アームが前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを備えていることによって、前記第３の制御アームが前記アクスルと共に上下に移動可能であることを特徴とする、請求項１６に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１９】
前記第３の制御アームは、
前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを含むことによって、前記第３の制御アームが前記アクスルに対して上下に移動可能である第１の部分と、
前記第１の部分から延在して略Ｖ字形の第３の制御アームを形成する第２及び第３の部分であって、前記第３の制御アームを前記フレームに回動可能に接続する前記第２及び第３の部分とを備えていることを特徴とする、請求項１６に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続する複数の第２及び第４のジョイント並びに接続用制御アームを更に備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１】
ねじり剛性と、第１の端部及び第２の端部とを備えたアクスルと、
フレームを含むばね上質量であって、前記アクスルに取り付けられることによって前記アクスルに対してロールすることができる前記ばね上質量と、
前記フレームに対して前記アクスルの前記第１の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第１の制御アームと、
前記フレームに対して前記アクスルの前記第２の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第２の制御アームと、
前記フレームに対して前記アクスルを横方向に位置付ける第３の制御アームと、
前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第１の回動可能なジョイントと、
前記第１の制御アームを前記フレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第２の回動可能なジョイントと、
前記第２の制御アームを前記アクスルの前記第２の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第３の回動可能なジョイントと、
前記第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第４の回動可能なジョイントとを備え、
前記第１の制御アーム、前記第２の制御アーム、前記第１の回動可能なジョイント、前記第２の回動可能なジョイント、前記第３の回動可能なジョイント、及び前記第４の回動可能なジョイントのねじり剛性は、前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上であり、それによってばね上質量のロール現象中に前記アクスルが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、車両。
【請求項２】
前記第１の制御アーム及び前記第２の制御アームのねじり剛性が前記アクスルのねじり剛性と実質的に等しいことによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスル並びに前記第１及び第２の制御アームが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記第１の制御アーム、前記第２の制御アーム、前記第１の回動可能なジョイント、前記第２の回動可能なジョイント、前記第３の回動可能なジョイント、及び前記第４の回動可能なジョイントのねじり剛性が、前記アクスルのねじり剛性と実質的に等しいことによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスル、前記アクスル、前記第１及び第２の制御アーム、並びに前記ジョイントが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項４】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記フレームに回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第２の制御アームを前記アクスルの前記第２の端部に回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第３のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第４のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第３のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第４のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項７】
前記第３の制御アームが前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを備えていることによって、前記第３の制御アームが前記アクスルと共に上下に移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項８】
前記第３の制御アームが前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを備えていることによって、前記第３の制御アームが前記アクスルと共に上下に移動可能であることを特徴とする、請求項６に記載の車両。
【請求項９】
前記第３の制御アームは、
前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを含むことによって、前記第３の制御アームが前記アクスルに対して上下に移動可能である第１の部分と、
前記第１の部分から延在して略Ｖ字形の第３の制御アームを形成する第２及び第３の部分であって、前記第３の制御アームを前記フレームに回動可能に接続する前記第２及び第３の部分とを備えていることを特徴とする、請求項６に記載の車両。
【請求項１０】
前記第１及び第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続する複数の第２及び第４のジョイント並びに接続用制御アームを更に備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両。
【請求項１１】
車両のロール特性を改善する方法であって、
第１の端部と、第２の端部と、ねじり剛性とを備えているアクスルを提供するステップと、
フレームを含むばね上質量であって、前記アクスルに取り付けられることによって前記アクスルに対してロールすることができる前記ばね上質量を提供するステップと、
前記フレームに対して前記アクスルの前記第１の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第１の制御アームを提供するステップと、
前記フレームに対して前記アクスルの前記第２の端部を縦方向に位置付け、ねじり剛性を備えている第２の制御アームを提供するステップと、
前記フレームに対して前記アクスルを横方向に位置付ける第３の制御アームを提供するステップと、
前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第１の回動可能なジョイントを提供するステップと、
前記第１の制御アームを前記フレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第２の回動可能なジョイントを提供するステップと、
前記第２の制御アームを前記アクスルの前記第２の端部に回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第３の回動可能なジョイントを提供するステップと、
前記第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続し、ねじり剛性を備えている第４の回動可能なジョイントを提供するステップと、
前記第１の制御アーム、前記第２の制御アーム、前記第１の回動可能なジョイント、前記第２の回動可能なジョイント、前記第３の回動可能なジョイント、及び前記第４の回動可能なジョイントのねじり剛性を、前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上になるように選択することによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスルが曲がったりねじれたりしてロール量を制限するステップとを備えている、方法。
【請求項１２】
前記第１の制御アーム及び前記第２の制御アームのねじり剛性が前記アクスルのねじり剛性と実質的に等しくなるように選択されることによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスル並びに前記第１及び第２の制御アームが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１３】
前記第１の制御アーム、前記第２の制御アーム、前記第１の回動可能なジョイント、前記第２の回動可能なジョイント、前記第３の回動可能なジョイント、及び前記第４の回動可能なジョイントのねじり剛性が前記アクスルのねじり剛性と実質的に等しくなるように選択されることによって、ばね上質量のロール現象中に前記アクスル、前記第１及び第２の制御アーム、並びに前記ジョイントが曲がったりねじれたりしてロール量を制限することを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１４】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記フレームに回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第２の制御アームを前記アクスルの前記第２の端部に回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第３のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続するベアリング面を備え、前記ベアリング面は、前記第４のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さを備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１５】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第３のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ブッシュは、前記第４のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択されたラジアルレートを備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１６】
前記第１のジョイントは前記第１の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第２のジョイントは前記第１の制御アーム上の第２の部分を含み、前記第３のジョイントは前記第２の制御アーム上の第１の部分を含み、前記第４のジョイントは前記第２の制御アーム上の第２の部分を含んでおり、
前記第１の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第１の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第２の制御アームの前記第１の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第１のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えており、
前記第２の制御アームの前記第２の部分は、前記第１の制御アームを前記アクスルの前記第１の端部に回動可能に接続するベアリング面及びブッシュを備え、前記ベアリング面及び前記ブッシュは、前記第２のジョイントが前記アクスルのねじり剛性と実質的に同等以上のねじり剛性を備えるように選択された長さ及びラジアルレートをそれぞれ備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１７】
前記第３の制御アームが前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを備えていることによって、前記第３の制御アームが前記アクスルと共に上下に移動可能であることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１８】
前記第３の制御アームが前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを備えていることによって、前記第３の制御アームが前記アクスルと共に上下に移動可能であることを特徴とする、請求項１６に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項１９】
前記第３の制御アームは、
前記第３の制御アームを前記アクスルに回動可能に接続するボールジョイントを含むことによって、前記第３の制御アームが前記アクスルに対して上下に移動可能である第１の部分と、
前記第１の部分から延在して略Ｖ字形の第３の制御アームを形成する第２及び第３の部分であって、前記第３の制御アームを前記フレームに回動可能に接続する前記第２及び第３の部分とを備えていることを特徴とする、請求項１６に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の制御アームを前記フレームに回動可能に接続する複数の第２及び第４のジョイント並びに接続用制御アームを更に備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の車両のロール特性を改善する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公表番号】特表２０１３−５１９５７１（Ｐ２０１３−５１９５７１Ａ）
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５２８４９（Ｐ２０１２−５５２８４９）
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２４０９３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９９９８１
【国際公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５１１０６６５６２）ボルボ グループ ノース アメリカ，エルエルシー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２４０９３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９９９８１
【国際公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５１１０６６５６２）ボルボ グループ ノース アメリカ，エルエルシー (3)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]