JP2000074134A - ホイ―ルアッセンブリ - Google Patents

ホイ―ルアッセンブリ

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JP2000074134A JP11235482A JP23548299A JP2000074134A JP 2000074134 A JP2000074134 A JP 2000074134A JP 11235482 A JP11235482 A JP 11235482A JP 23548299 A JP23548299 A JP 23548299A JP 2000074134 A JP2000074134 A JP 2000074134A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輛用ホイールアッセンブリを提供する。 【解決手段】 ホイールアッセンブリ（１０）は、ホイ
ールアッセンブリの軸線を中心とした環状領域の外半径
を画成するブレーキアッセンブリと、ホイールアッセン
ブリの垂直方向振動を減衰するために環状領域内に配置
された減衰マスアッセンブリとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用サスペン
ションに関し、更に詳細には、ホイールアッセンブリの
垂直方向振動を減衰するためのアッセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として、米国特許第４，９９
１，６９８号を参照されたい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の重要な目的
は、自動車用改良サスペンションを提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、車輛用
ホイールアッセンブリは、ホイール軸線、この軸線を中
心とした環状領域の外半径を画成するブレーキアッセン
ブリ、及びホイールアッセンブリの垂直方向振動を減衰
するため、環状領域内に配置された減衰マスアッセンブ
リを含む。
【０００５】本発明の別の特徴によれば、車輛用ホイー
ルアッセンブリは、ホイール軸線、この軸線を中心とし
た環状領域、この環状領域内のブレーキアッセンブリ、
及びホイールアッセンブリの垂直方向振動を減衰するた
めに環状領域内に配置された減衰マスアッセンブリを含
む。減衰マスアッセンブリは、減衰マス、及び減衰マス
を位置決めするための減衰マス垂直方向位置決めアッセ
ンブリを含む。減衰マスを位置決めするための垂直方向
位置決めアッセンブリは、ホイールアッセンブリの垂直
方向振動を減衰マスの垂直方向非回転移動に変換するシ
ャフトと、減衰マスの垂直方向移動に第１方向で抵抗す
るための第１ばねを含む。
【０００６】この他の特徴、目的、及び利点は、添付図
面を参照してなされた以下の詳細な説明から明らかにな
るであろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、添付図面のうち特に図１を
参照すると、この図には、本発明によるアクティブサス
ペンションアッセンブリが示してある。ホイールアッセ
ンブリ１０は、アクスル３７が構成する軸線、タイヤ１
２、ハブ１４、及びブレーキエレメントを含む。このブ
レーキエレメントは、ブレーキディスク１８及びブレー
キパッド１６を含む。全体がブレーキエレメント（ブレ
ーキパッド１６及びブレーキディスク１８）の外周によ
って画成された外径を持つ環状領域には、マスダンパー
アッセンブリ１９が位置決めされている。マスダンパー
アッセンブリ１９は、減衰マス２０と、減衰マス２０の
中空シリンダ２６内に配置された中央シャフト２８、オ
リフィスプレート３０、垂直方向位置決めばね３２及び
３４を有する垂直方向位置決めアッセンブリ２４とを含
む。アクチュエータ３６がホイールアッセンブリ１０を
ボディサブフレームに連結する。これらは両方ともこの
図に示してある。この実施例では、マスダンパーアッセ
ンブリ１９は、第２垂直方向位置決めアッセンブリを含
む。第２垂直方向位置決めアッセンブリはこの図には示
してない。
【０００８】マスダンパーアッセンブリのエレメントが
ホイールアッセンブリの垂直方向振動を減衰する。これ
を以下に更に詳細に説明する。米国特許第４，９８１，
３０９号に記載されているようなアクチュエータ３６
は、ホイールアッセンブリの上方及び下方への移動に対
抗して作用し、これによって、道路の凹凸により発生す
る垂直方向移動からボディサブフレームを、及び従って
自動車の車室を隔離する。更に、アクチュエータ３６
は、他のホイールに設けられた同様のアクチュエータと
協働し、車室の特性を制御する。
【０００９】次に図２を参照すると、この図にはマスダ
ンパーアッセンブリ１９の部分断面概略図が示してあ
る。マスダンパーアッセンブリ１９は、減衰マス２０及
び二つの垂直方向位置決めアッセンブリ２４ａ、２４ｂ
を含む。これらの位置決めアッセンブリは、中央シャフ
ト２６ａ及び２６ｂ、垂直方向位置決めばね２８ａ、３
０ａ、２８ｂ、及び３０ｂ、オリフィスプレート６０ａ
及び６０ｂ、及び流体で充填されたシリンダ７０ａ及び
７０ｂを含む。アクスル３７が減衰マス２０に対して垂
直方向に移動できるように、スロット３８が、タイヤの
回転軸線と平行な軸線に沿って減衰マス２０を水平方向
に貫通している。中空シリンダ２７ａ、２７ｂが減衰マ
ス２０を垂直方向に貫通している。
【００１０】シャフト２６ａ、２６ｂは、各端がホイー
ルの非回転部分にしっかりと取り付けられている。シャ
フト２６ａ、２６ｂは、シリンダ２７ａ、２７ｂを通っ
て垂直方向に延びている。オリフィスプレート６０ａ、
６０ｂは、減衰マス２０のほぼ垂直方向中央位置でシャ
フトにしっかりと取り付けられている。端キャップ４４
ａ、４４ｂ、４６ａ、４６ｂが、シリンダ２７ａ、２７
ｂの端部で減衰マス２０にしっかりと取り付けられてい
る。垂直方向位置決めばね２８ａ、３０ａ、２８ｂ、及
び３０ｂは、減衰マス２０をアクスル３７に対して垂直
方向中央位置に向かって押圧する。一実施例では、ばね
２８ａ、３０ａ、２８ｂ、及び３０ｂの外径はシリンダ
２７ａ及び２７ｂの直径とほぼ等しい。
【００１１】本発明の一実施例では、垂直方向位置決め
ばね２８ａ、３０ａ、２８ｂ、及び３０ｂは、いずれの
端部も、端プレート、オリフィスプレート、又はシャフ
トに取り付けられていない。即ち、これらの位置決めば
ねは「浮設（ｆｌｏａｔｉｎｇ）」されており、予め圧
縮されていない。垂直方向位置決めアッセンブリ２４
ａ、２４ｂのエレメントは、任意の一つの時期にばね２
８ａ及び３０ｂの一方だけが力を及ぼすように寸法決め
されており、形成されており、構成されているのがよ
い。更に、垂直方向位置決めアッセンブリ２４ａ、２４
ｂのエレメントは、垂直方向位置決めばね２８ａ、３０
ａ、２８ｂ、及び３０ｂが圧縮状態でしか力を及ぼさな
いように寸法決めされており、形成されており、構成さ
れているのがよい。これは、これによって比較的短いば
ねで垂直方向位置決めを行うことができるため、有利で
ある。ばねを短くすることによってマスダンパーアッセ
ンブリ１９を小型化できるため、ブレーキ及びマスダン
パーアッセンブリ１９の両方をホイールに配置できる。
【００１２】端プレート４４ａ、４６ａと４４ｂ、４６
ｂとの間のシリンダ２７ａ、２７ｂのシールされた部分
７０ａ及び７０ｂには、液圧オイル等の流体が入れてあ
るのがよい。端キャップに設けられたベアリング（図示
せず）により、減衰マス２０をシャフト２６ａ、２６ｂ
に対して上下に移動でき、この際、シールによりシール
部分７０ａ及び７０ｂ内に流体が保持される。
【００１３】図２の形体では、力は、ばねの圧縮時にば
ねによって及ぼされる。減衰マス２０が下方に移動する
と、上ばね２８ａが端キャップ４４ａとオリフィスプレ
ート６０ａとの間で圧縮され、上ばね２８ｂが端キャッ
プ４４ｂとオリフィスプレート６０ｂとの間で圧縮さ
れ、これらの上ばね２８ａ及び２８ｂによって端キャッ
プ４４ａ及び４４ｂの夫々に力を上方に加え、これによ
って減衰マス２０を水平方向中央位置に向かって上方に
押圧する。同様に、減衰マス２０が上方に移動するとば
ね３０ａ及び３０ｂが圧縮され、これによりこれらのば
ねが端キャップ４６ａ及び４６ｂに力を下方に加え、こ
れによって減衰マス２０を水平方向中央位置に向かって
下方に押圧する。ばねがいずれの端部も取り付けられて
いないため、ばね２８ａ、２８ｂ、３０ａ、３０ｂは力
を圧縮状態で及ぼすが引っ張り状態では力を及ぼさな
い。上ばね２８ａ及び２８ｂは、減衰マス２０の上方へ
の移動には逆らうこともこれを促すこともなく、下ばね
３０ａ及び３０ｂは、減衰マス２０の下方への移動には
逆らうこともこれに促すこともない。
【００１４】流体シリンダ２７ａ及び２７ｂは、減衰マ
ス２０の一部として作用し、これらもまた、シャフト２
６ａ、２６ｂに対する減衰マス２０の垂直方向移動に抵
抗し、垂直方向振動エネルギを散逸させる。
【００１５】減衰マス２０の垂直方向移動により、流体
がオリフィスプレート６０ａ及び６０ｂのオリフィス７
２に通される。これらのオリフィスの大きさは、これら
のオリフィスが流体の流れに抵抗し、これによって減衰
マスの垂直方向移動を減衰するように定められている。
オリフィスプレート６０ａ及び６０ｂは、マスダンパー
アッセンブリが遭遇する全ての移動速度で、これらのプ
レートが適当な抵抗力を及ぼすように形成されており且
つ構成されている。オリフィスを図３乃至図６ｃ及び本
開示の対応する部分で以下に論じる。
【００１６】本発明の一実施例では、減衰マスアッセン
ブリは、ホイールアッセンブリの質量の約半分の質量を
持つ減衰マス１９を有し、ばね定数が４８．２２kg/cm
（２７０ポンド毎インチ）であり、タイヤの弾性が２８
５．７３kg/cm （１６００ポンド毎インチ）である。
【００１７】本発明による減衰マスアッセンブリは、減
衰マスアッセンブリの大きさを従来の材料を使用して十
分小さく製作でき、ブレーキエレメントをホイール内に
配置できるため、有利である。
【００１８】図３を参照すると、この図にはオリフィス
プレート６０ａの更に詳細な斜視図が示してある。オリ
フィスプレート６０ａは全体に円形の輪郭を有し、内側
シャフト２６ａに嵌着する。オリフィスプレートは全体
に円形の二つの面を有し、これらの面のうちの一方をこ
の図に示す。オリフィス７２により、流体をオリフィス
プレート６０ａに通すことができる。この図では、面７
９に取り付けられたフラッパー８０によって二つの追加
のオリフィスが覆い隠されている。取り付け穴７５は、
フラッパー８０と同様のフラッパー（この図では見えな
い）を、面７９とは反対側の面に取り付けるための穴で
ある。作動にあたっては、取り付け穴７５はねじ又は他
のファスナ（図示せず）で塞がれており、そのため、取
り付け穴７５を通る流体流れはない。低速穴９４、９６
を以下に説明する。ストップ１００（破線で示す）をフ
ラッパー８０の上に取り付けるのがよく、これを以下に
説明する図４を参照すると、この図にはフラッパー８０
の平面図が示してある。一実施例では、フラッパー８０
は、厚さが０．５６mm（０．０２２インチ）のばね鋼で
構成され、取り付け穴８２を備えた中央区分８４を有す
る。取り付け穴８２は、取り付けねじ又は他のファスナ
を受け入れるため、オリフィスプレートの取り付け穴７
５と整合する。中央区分８４からアーム８６、８８が延
びている。これらのアーム８６、８８の先端には、図３
のオリフィス７２よりも僅かに大きい約１２．７mm
（０．５００インチ）の半径を持つ円形のフラッピング
区分９０、９２が設けられている。フラッパー８０は、
中央区分がオリフィスプレートにしっかりと取り付けら
れ、以下に更に詳細に説明するように、フラッピング区
分がオリフィスプレートから遠ざかるように自由に逸ら
されることができるように位置決めされている。フラッ
パー８０は、円形のフラッピング区分と同心の低速穴９
４、９６を各フラッピング区分９０、９２に有する。一
実施例では、低速穴の半径は約４．２４mm（約０．１６
７インチ）である。
【００１９】図５を参照すると、この図には、フラッパ
ー８０を所定位置に備えた一方のオリフィスプレート６
０ａの平面図が示してある。オリフィスプレートの中央
穴がシャフト２６ａ又は２６ｂを受け入れる。四つのオ
リフィス７２は、直径が約１１．８６mm（約０．４６７
インチ）であり、流体をオリフィスプレート６０ａに通
すことができる。フラッパー８０は、区分９０、９２に
よってオリフィス７２が覆われるように位置決めされ
る。第２フラッパー（この図には示さず）をオリフィス
プレート６０ａの反対側の面に位置決めするのがよい。
【００２０】図６のＡ、Ｂ、及びＣを参照すると、これ
らの図にはオリフィスプレート６０ａの部分断面図が示
してあり、フラッパー８０の作動を例示する。矢印９６
で示す方向への流体の低速移動中、流体は図６のＡに示
すように中央穴９４を通って流れ、従って各オリフィス
７２の有効面積は穴９４の面積である。流体の高速移動
中にフラッピング区分９０に作用する力は、このフラッ
ピング区分９０をオリフィスプレートから遠ざかるよう
に上方に図６のＢに示すように逸らすのに十分であり、
従って、流体は中央穴９４を通って流れるばかりでな
く、フラッパーがオリフィスプレート６０Ａから遠ざか
るように逸らされた領域９８も通って流れ、これによっ
てオリフィス７２の有効面積が大きくなる。図６のＣに
示すように流体の流速が更に高い場合には、フラッピン
グ区分９０に作用する力は、流れがフラッピング区分９
０によって制限されるのでなく、有効面積がオリフィス
の面積と本質的に等しいオリフィス７２によって制限さ
れるようにフラッピング区分９０をオリフィスプレート
６０ａから十分大きく逸らすのに十分である。フラッピ
ング区分９０をこれ以上逸らしてもオリフィス７２の有
効面積は増大せず、フラッピング区分９０を変形させて
しまう。フラッピング区分９０が過度に逸らされないよ
うにするため、ストップ１００を設けるのがよい。
【００２１】この他の実施例は特許請求の範囲に記載し
てある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホイールアッセンブリ及び本発明によるサスペ
ンションシステムの部分断面図である。
【図２】本発明による減衰マスアッセンブリの断面図で
ある。
【図３】本発明によるオリフィスプレートの斜視図であ
る。
【図４】フラッパーの平面図である。
【図５】図４のフラッパーを所定位置に置いた図３のオ
リフィスプレートの平面図である。
【図６】フラッパーの作動を示す図５のオリフィスプレ
ートの側断面図である。
【符号の説明】
１０ ホイールアッセンブリ １２ タイヤ １４ ハブ １６ ブレーキパッド １８ ブレーキディスク １９ マスダンパーアッセンブリ ２０ 減衰マス ２４ 垂直方向位置決めアッセンブリ ２６ 中空シリンダ ２８ 中央シャフト ３０ オリフィスプレート ３２、３４ 垂直方向位置決めばね ３６ アクチュエータ ３７ アクスル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレンス・ディー・ノックス アメリカ合衆国マサチューセッツ州01701 −9168 フラミンガム，ザ・マウンテン, ボーズ・コーポレーション内

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車輛用ホイールアッセンブリにおいて、 ホイールアクスルと、 前記アクスルを中心とした環状領域の外径を画成するブ
    レーキアッセンブリと、 前記環状領域内に配置され、かつ、前記ホイールアッセ
    ンブリの垂直方向振動を減衰するための減衰マスアッセ
    ンブリと、 を含むことを特徴とする、ホイールアッセンブリ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の車輛用ホイールアッセ
    ンブリにおいて、 前記減衰マスアッセンブリは、 減衰マスと、 前記減衰マスを位置決めするための減衰マス垂直方向位
    置決めアッセンブリとを含み、 前記垂直方向位置決めアッセンブリは、前記減衰マスの
    第１方向垂直方向移動に抵抗するための第１ばねを有
    し、前記ばねは圧縮状態にあるときにだけ前記減衰マス
    に力を及ぼすように構成された、 前記ホイールアッセンブリ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のホイールアッセンブリ
    において、更に、前記減衰マスの前記第１方向垂直方向
    移動とは反対の第２方向移動に抵抗するための第２ばね
    を有する、前記ホイールアッセンブリ。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載のホイールアッセンブリ
    において、前記第２ばねは、圧縮状態にあるときにだけ
    前記減衰マスに力を及ぼすように構成された、前記ホイ
    ールアッセンブリ。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載のホイールアッセンブリ
    において、前記第１ばねは、移動に抵抗する力又は移動
    を促す力を前記第１方向だけに及ぼすように構成され
    た、前記ホイールアッセンブリ。
  6. 【請求項６】 請求項３に記載のホイールアッセンブリ
    において、前記第２ばねは、移動に抵抗する力又は移動
    を促す力を前記第２方向にのみ及ぼすように構成され
    た、前記ホイールアッセンブリ。
  7. 【請求項７】 請求項３に記載のホイールアッセンブリ
    において、 前記減衰マスアッセンブリは、前記ホイールの非回転区
    分に設けられ、かつ、前記ホイールの前記非回転区分に
    機械的に連結された第１表面と、 前記減衰マスに機械的に連結された第２表面であって、
    前記第１ばねは、前記第１表面を前記第２表面から遠ざ
    かるように押圧することによって力を及ぼす、第２表面
    と、 前記ホイールの前記非回転区分に機械的に連結された第
    ３表面と、 前記減衰マスに機械的に連結された第４表面であって、
    前記第２ばねは、前記第３表面を前記第４表面から遠ざ
    かるように押圧することによって力を及ぼす、第４表面
    とを有し、 前記減衰マス位置決めアッセンブリは、前記第１ばねが
    前記第１表面及び前記第２表面の両方と接触した状態と
    前記第２ばねが前記第３表面及び前記第４表面の両方と
    接触した状態とが、互いに両立しないように形成され且
    つ構成されている、前記ホイールアッセンブリ。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のホイールアッセンブリ
    において、 前記減衰マスアッセンブリは、減衰マスと、前記減衰マ
    スの垂直方向移動を減衰するための移動ダンパーとを含
    み、 前記移動ダンパーは、 流体と、 前記流体を包含するための前記減衰マス内のシャフト
    と、 有効な大きさを持つ貫通オリフィスを備え、かつ、前記
    減衰マスの前記垂直方向移動により前記流体を前記オリ
    フィスを通して所定の流速で流すように形成され、構成
    された、ピストンと、 前記オリフィスの前記有効な大きさを前記流速に応じて
    変化させるための大きさ調節器と、 を含む、前記ホイールアッセンブリ。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載のホイール減衰アッセン
    ブリにおいて、前記大きさ調節器は、前記オリフィスを
    覆うフラップを含み、前記フラップを前記オリフィスか
    ら遠ざけて逸らすことができるように形成され、構成さ
    れている、前記ホイール減衰アッセンブリ。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のホイール減衰アッセ
    ンブリにおいて、前記フラップは貫通穴を有する、前記
    ホイール減衰アッセンブリ。
  11. 【請求項１１】 車輛用ホイールアッセンブリにおい
    て、 ホイール軸線と、 前記軸線を中心とした環状領域と、 前記環状領域に設けられたブレーキアッセンブリと、 前記環状領域に配置され、かつ、前記ホイールアッセン
    ブリの垂直方向振動を減衰するための減衰マスアッセン
    ブリとを有し、 前記減衰マスアッセンブリは、 減衰マスと、 前記減衰マスを位置決めするための減衰マス垂直方向位
    置決めアッセンブリとを有し、 前記垂直方向位置決めアッセンブリは、 前記ホイールアッセンブリの前記垂直方向振動を前記減
    衰マスの垂直方向非回転移動に変換するためのシャフト
    と、 前記減衰マスの前記垂直方向移動に対して第１方向で抵
    抗するための第１ばねとを有する、 ことを特徴とする、前記ホイールアッセンブリ。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のホイールアッセン
    ブリにおいて、前記第１ばねは、圧縮状態にあるときに
    だけ前記減衰マスに力を及ぼし、前記第１ばねは引っ張
    り状態にあるときには前記減衰マスに力を及ぼさないよ
    うに構成された、前記ホイールアッセンブリ。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のホイールアッセン
    ブリにおいて、前記第２ばねは、圧縮状態にあるときに
    だけ前記減衰マスに力を及ぼすように構成された、前記
    ホイールアッセンブリ。
  14. 【請求項１４】 請求項１２に記載のホイールアッセン
    ブリにおいて、前記第１ばねは移動に抵抗する力又は移
    動を促す力を前記第１方向だけに及ぼすように構成され
    た、前記ホイールアッセンブリ。
  15. 【請求項１５】 請求項１１に記載のホイールアッセン
    ブリにおいて、更に、前記減衰マスの前記第１方向垂直
    方向移動とは反対の第２方向移動に抵抗するための第２
    ばねを有する、前記ホイールアッセンブリ。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載のホイールアッセン
    ブリにおいて、前記第２ばねは、移動に抵抗する力又は
    移動を促す力を前記第２方向にのみ及ぼすように構成さ
    れた、前記ホイールアッセンブリ。
  17. 【請求項１７】 請求項１５に記載のホイールアッセン
    ブリにおいて、 前記減衰マスアッセンブリは前記ホイールの非回転区分
    に設けられ、かつ、 前記ホイールの前記非回転区分に機械的に連結された第
    １表面と、 前記減衰マスに機械的に連結された第２表面であって、
    前記第１ばねが前記第１表面を前記第２表面から遠ざか
    るように押圧することによって力を及ぼすように構成さ
    れた、前記第２表面と、 前記ホイールの前記非回転区分に機械的に連結された第
    ３表面と、 前記減衰マスに機械的に連結された第４表面であって、
    前記第２ばねが前記第３表面を前記第４表面から遠ざか
    るように押圧することによって力を及ぼすように構成さ
    れた、前記第４表面とを有し、 前記減衰マス位置決めアッセンブリは、前記第１ばねが
    前記第１表面及び前記第２表面の両方に接触した状態と
    前記第２ばねが前記第３表面及び前記第４表面の両方と
    接触した状態とが、互いに両立しないように形成され、
    構成されている、 前記ホイールアッセンブリ。
  18. 【請求項１８】 請求項１１に記載のホイールアッセン
    ブリにおいて、前記第１ばねは前記シャフトに共線型に
    取り付けられている、前記ホイールアッセンブリ。
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