JP2004505213A - 変化する半径方向剛性を有する弾性継手 - Google Patents
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Abstract
捩り状態で働くようになった弾性継手であって、該弾性継手は、エラストマー材料製スリーブ(7)を含み、その、内側周囲面および外側周囲面は、滑りの可能性なく内側アーマチャ(8)および外側アーマチャ(9)にそれぞれ結合されており、前記エラストマー材料製スリーブは、第2基準軸線(Y)が弾性継手(5)の回転軸線(6)と一致する3つの基準軸線(X’,Y,Z’)の系の第1基準軸線(Z’)に沿って最小の半径方向剛性を有するように形成されている弾性継手において、エラストマー材料製スリーブ(7)の2つの端面(7aおよび7b)の少なくとも一方が、少なくとも1つの最小値と少なくとも1つの最大値との間で周方向に連続的に変化する輪郭を有し、前記端面の内側周囲領域における輪郭の最小値および最大値は、前記端面の外側周囲領域における輪郭の最小値および最大値に対してそれぞれ所定の角度だけずらされている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には弾性継手に関する。本発明はとりわけ、しかし限定的にでなく、車両のサスペンション、特に、一方の端が、ホイールを受け入れる軸を支持し、他方の端が、サスペンションばねの機能、および振動および衝撃の濾過を確保するために捩り状態および圧縮/牽引状態の両方で働くことができる弾性関節を介して車両のフレームに取り付けられる軸と一体である2つのサスペンションアームを含む種類の車軸のためのサスペンションに適用可能である。
【0002】
さらに詳しくは、本発明は、半径方向剛性が、第2基準軸線が弾性継手の回転軸線と一致する3つの基準軸線の系の第1基準軸線に沿って最小値を有する半径方向剛性を有する弾性継手に関する。ここで、「半径方向剛性」とは、継手の回転軸線と垂直な任意の方向における継手の剛性をいう。通常、車両のサスペンション用の弾性継手の場合には、上記の第1基準軸線は、車両のフレームに関連した指標となる水平面と垂直または実質的に垂直に配向される。ここで、「フレームに関連した指標となる水平面」とは、通常の状態で車両が走行しているときに地面と平行に移動する平面をいう。
【0003】
【従来の技術】
変化する半径方向剛性を有する弾性継手は、特に本出願人の欧州特許出願EP0956984によって既によく知られている。この文献に記載されている弾性継手は、内側アーマチャと、該内側アーマチャを取り囲む外側アーマチャと、エラストマー材料製スリーブと、を含み、該エラストマー材料製スリーブは、内側アーマチャと外側アーマチャとの間に配置されており、エラストマー材料製スリーブの内側周囲面および外側周囲面は、滑りの可能性なく前記内側アーマチャおよび外側アーマチャに結合されている。エラストマー材料製スリーブは、少なくとも1つのソケット、好ましくは直径方向に対向した2つのソケットを含み、ソケットは、継手が、上記の第1基準軸線に沿って最小の半径方向剛性を有するように位置決めされている。各々のソケットは、スリーブの端面の少なくとも1つにおいて、好ましくは2つの端面において開口しており、すなわち、後者の場合において、各ソケットは、継手の軸線と平行な方向にスリーブに亘って延びている。さらに、各ソケットは、スリーブの周方向において弧状の形態を有する。かかる知られた弾性継手の疲労強度は、すべての使用条件において保証することが難しい。
【0004】
さらに、欧州特許出願EP0956984に記載された弾性継手では、弾性継手がサスペンションばねの機能を有する場合のように、特にエラストマー材料製スリーブが捩り状態で働くときに、弾性継手が最小の半径方向剛性を有する方向を精密化させることは比較的難しい。この難しさは、エラストマー材料製スリーブの捩り変形、すなわち、弾性継手がこの弾性継手について考えられている公称荷重を支持するときにスリーブの形状を変化させる変形によるものと考えることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、圧縮/引張り状態および捩り状態において働くことができ、圧縮/引張り振動および捩り振動の下で改善された疲労強度を有する変化する半径方向剛性を有する弾性継手を提供することである。
さらに、本発明の目的は、半径方向剛性が最小である方向を精密化させることができる弾性継手を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、特に車両のサスペンション用の、圧縮/牽引状態および捩じり状態の両方で働くような仕方で取り付けられるようになった変化する半径方向剛性を有する弾性継手であって、該弾性継手は、内側アーマチャと、該内側アーマチャを取り囲む外側アーマチャと、エラストマー材料製スリーブと、を含み、該エラストマー材料製スリーブは、内側アーマチャと外側アーマチャとの間に配置されており、エラストマー材料製スリーブの内側周囲面および外側周囲面は、滑りの可能性なく前記内側アーマチャおよび外側アーマチャに結合されており、前記エラストマー材料製スリーブは、第2基準軸線が弾性継手の回転軸線と一致する3つの基準軸線の系の第1基準軸線に沿って最小の半径方向剛性を有するように形成されている弾性継手において、エラストマー材料製スリーブの2つの端面の少なくとも一方が、少なくとも1つの最小値と少なくとも1つの最大値との間で周方向に連続的に変化する輪郭を有し、前記端面の内側周囲領域における輪郭は、いかなる荷重も継手に加えられていないときに、前記端面の外側周囲領域の輪郭の少なくとも1つの最小値および少なくとも1つの最大値に対してそれぞれ所定の角度だけずらされている最小値および最大値を有することを特徴とする弾性継手を提供する。
【0007】
前記所定の角度は、好ましくは、弾性継手が内側アーマチャおよび外側アーマチャの互いに対する前記所定の角度の相対的回転を引き起こす基準荷重を受けるときに、前記内側周囲領域と前記外側周囲領域との間の輪郭の最小値の軌跡および最大値の軌跡が、3つの基準軸線の系の第1基準軸線および第3基準軸線に沿ってそれぞれ実質的に半径方向に配向されるように選択される
好ましくは、前記内側周囲領域および外側周囲領域の各々および中間領域において、輪郭は、エラストマー材料製スリーブの周に沿って2つの最小値および2つの最大値を含む。
【0008】
好ましくは、エラストマー材料製スリーブの2つの端面は、波形の輪郭を有する。波形の輪郭は、例えば、実質的に正弦形か、或いは偽正弦形である。
【0009】
好ましくは、第1基準軸線は、車両のフレームに関連した水平面と実質的に垂直である。
【0010】
本発明の第1の実施形態では、外側アーマチャは、車両のフレームに固定されるようになった支持部品のソケット内の所定の角度位置にしっかりと固定されたリングまたは円筒形スリーブによって構成されている。
【0011】
支持部品は、受梁によって構成されるのがよく、該受梁は、少なくとも1つの支持面、好ましくは2つの支持面を含み、該支持面は、前記受梁が車両のフレームに固定された後に、弾性継手の3つの基準軸線が、車両のフレームに関連した3つの基準軸線に対して所定の配向を有するように協働することができる。
【0012】
本発明の特徴および利点は、添付図面を参照して例として与えられる本発明の実施形態の以下の説明で明らかになるであろう。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1を参照すると、車軸1、さらに詳しくは、支持体3を介して車両のフレーム2に取り付けられるようになったリア車軸が示されており、支持体3の有利な実施形態は、後で詳しく説明する。図1には、同様に、車両のフレームに関連した3つの基準軸線の系が示されている。軸線Xは、長手方向中央軸線であり、軸線Yは、軸線Xと共に先に言及した指標となる水平面を形成する横方向軸線であり、軸線Zは、鉛直である。
【0014】
車軸1は、本質的に2つのサスペンションタイアーム4を含み、2つのサスペンションタイアーム4は、弾性継手5によって支持体3に連結されており、弾性継手5は、2つのサスペンションアーム4が、軸線Yと一致する弾性継手5の軸線6のまわりでフレーム2に対して制限された角度的横動遊間を互いに独立して有するように、圧縮/牽引状態および捩り状態で働くことができる。
【0015】
図2には、(概して対称的である)同様な2つの継手5の1つが示されている。図2に示されているように、継手5は、本質的にエラストマー材料製スリーブ7によって構成されており、エラストマー材料製スリーブ7は、内側アーマチャ8と外側アーマチャ9との間に配置されており、例えば知られた接着技術によって、滑りの可能性なくこれらの2つのアーマチャににしっかりと固定されている。
【0016】
各弾性継手5は、後でわかるように、変化する半径方向剛性、すなわち、例えば軸線Zと平行か或いは実質的に平行である特定の第1方向に沿って配向されるべき第1基準軸線に沿って最小値を有し、軸線Xと平行か或いは実質的に平行である特定の別の方向に沿って配向されるべき別の基準軸線に沿って最大値を有する半径方向剛性を有する。この条件において、弾性継手5は、それ自体知られた仕方で、基準面すなわち指標(図示せず)を有し、これらの基準面すなわち指標は、弾性継手5がその最小の半径方向剛性およびその最大の半径方向剛性を有する基準軸線が車両のフレーム2に対して正しく配向されるように、支持体3上の対応する基準面すなわち対応する指標とそれぞれ整合されている。
【0017】
再び図1を参照すると、各サスペンションアーム4は、対応する弾性継手5の側に、軸11を有し、前記弾性継手の反対側に、ホイール13、正確には車両のリアホイールを受け入れるようになった軸12を有する。軸線が弾性継手5の軸線6および軸線Yと整合している2つの軸11の各々は、対応する弾性継手の内側アーマチャ8にしっかりと、すなわち相対的回転の可能性なく固定されている。例えば、軸11を内側アーマチャ8に固定することは、強制入れ子、糊付け、或いはこの業界で知られた他の任意の技術によって行うことができる。さらに、さらに、U字形に沿って2つの軸を連結し、或いはH字形に沿って2つのアーム4を連結する横断材(図示せず)を考えることができる。横断材は、特許出願EP096984または特許出願WO/47486に記載されたものと同様であるのがよい。
【0018】
前に示したように、弾性継手5の各々は、周方向に変化する半径方向剛性を有するように、すなわち、継手の剛性が軸線Yのまわりで半径方向の極角度に従って変化するように作られている。本発明によれば、半径方向剛性の変化は、エラストマー材料製スリーブ7の端面7aおよび7bの少なくとも1つに、好ましくはその2つの端面に、少なくとも1つの最小値と少なくとも1つの最大値との間でスリーブ7の円周方向に連続的に変化する輪郭を与えることによって得られる。特に図3でわかるように、輪郭は、波形の輪郭であるのがよく、この波形の輪郭は、例えば、正弦形か、或いはスリーブ7の周上に2つの最小値と2つの最大値をもつ偽正弦形を有する。
【0019】
各弾性継手5は、荷重(車両のフレーム)の少なくとも一部を支持し、サスペンションばねの機能を確保するために捩り状態で働くようになっているので、端面7aまたは7bの内側周囲領域における波形の輪郭Pi の2つの最小値miおよび2つの最大値Miは、図4および図8に示されているように、スリーブ7がいかなる荷重も受けていないときに、端面7aまたは7bの外側周囲領域における波形の輪郭Peの2つの最小値meおよび2つの最大値Meに対してそれぞれ所定の角度αだけずらされている。最小値miおよびmeの間で、スリーブ7の端面7aまたは7bの波形の輪郭の最小値の軌跡14は、図4に示されているように、半径方向に対して斜めに延びている。同様に、最大値MiおよびMeの間で、スリーブ7の端面7aまたは7bの波形の輪郭の最大値の軌跡15は、図4に示されているように、半径方向に対して斜めに延びている。
【0020】
所定の角度αの値は、弾性継手5が、例えば、内側アーマチャ8が外側アーマチャ9に対してこの角度だけ相対的に回転させる基準荷重を受けるときに、スリーブ7は捩りを受け、図6および図9に示されているように、端面7aまたは7bの内側周囲領域における波形の輪郭Pi の2つの最小値miおよび2つの最大値Miが、端面7aまたは7bの外側周囲領域における波形の輪郭Peの2つの最小値meおよび2つの最大値Meとそれぞれ整合するように変形されるように 選択される。スリーブ7の端面7aおよび7bの各々における波形の輪郭の最小値の軌跡14および最大値の軌跡15は、従って、各々の弾性継手5に関連した3つの基準軸線X’,Y,Z’の2つの軸線X’およびZ’に沿ってそれぞれ半径方向に配向される。2つの軸線X’およびZ’は、図1で参照番号6によって同様に指示される2つの弾性継手5の軸線Yと垂直である。
【0021】
角度αの値、および本発明による2つの弾性継手5を備えた図1の車軸1を含む車両の基準安定度を決定する上記の基準荷重は、例えば、現在市販されている車両用の車軸1の2つのホイール13の各々に加えられる荷重のように決定することができる。この基準荷重は、車両のモデルの違いによって当然変化し、その決定は、車両の製造者毎にそれ自体変わり得る。例えば、四輪車では、空車の重量、各々75kgの2つのマネキンの重量、および半分満たした燃料タンクに相当する燃料の重量の総和の4分の1であるように決定することができる。
【0022】
以下に説明する弾性継手5の製造では、エラストマー材料製スリーブ7の軸線方向長さは、図7の左半分および右半分においてそれぞれ示されているような、2つの端面7aおよび7bの波形の輪郭の最小値の軌跡14に対応する、すなわち、軸線YおよびZ’によって決まる平面における軸線方向長さl,および2つの端面7aおよび7bの波形の輪郭の最大値の軌跡15に対応する、すなわち、軸線YおよびX’によって決まる平面における軸線方向長さLを有する。エラストマー材料製スリーブの半径方向剛性が、一次的近似において、スリーブの軸線方向長さに比例することを考えると、以下に説明する弾性継手5は、従って、スリーブが基準荷重を受けたときに、軸線Z’に沿って最小の半径方向剛性を有し、軸線X’に沿って最大の半径方向剛性を有することになる。
【0023】
2つの弾性継手5を車軸1の支持体3に取り付けるときに、各々の継手5の軸線X’およびZ’は、支持体3および外側アーマチャ9の上記の基準面および/または指標により、車両のフレーム2に関連した軸線X,Y,Zの系の軸線XおよびZとそれぞれ平行であるように配向される。すなわち、軸線X’は水平であり、軸線Z’は鉛直である。この位置において、2つの弾性継手5の音響濾過の性能は最良になる。しかしながら、各々の弾性継手5の軸線Zが厳格に鉛直に配向されることは絶対的に必要というわけではなく、その配向は、車両のフレームに関連した基準系の軸線XおよびYによって決まる水平面の垂線に対して+45°〜−45°の限度の間にあればよい。同様に、2つの端面7aおよび7bの各々の波形の輪郭の最小値および最大値が、周に沿って角度的に等距離であることはもはや絶対的に必要というわけではない。
【0024】
本発明による変化する半径方向剛性を有する弾性継手5は、従来知られた変化する半径方向剛性を有する弾性継手と比べて、継手が圧縮/牽引状態で働くときのみならず、継手が捩り状態で働くときにも、より優れた疲労抵抗を有する。これは、2つの端面7aおよび7bの波形の輪郭の連続的かつ規則正しい変化によるものと考えることができ、これにより、圧縮/牽引応力および捩り応力は、スリーブ7の局在化した領域に集中されることはなくなり、スリーブの中心において、より容易にその周全体に亘って分配されることができる。
【0025】
さらに、上記のエラストマー材料製スリーブ7の形状は、軸線X’のまわりの円錐剛性における弾性継手の柔軟性を許容する。図10および図11を参照すると、軸線YおよびX’によって決まる平面におけるスリーブ7の断面が、弾性継手5が円錐振動、すなわち、弾性継手の内側アーマチャ8の軸線Y’が前記継手の外側アーマチャ9の軸線Yに対して軸線X’のまわりに角度θ(図11)だけ回転するような振動を受けるときに、どのように変形されるかがわかる。
【0026】
図12および図13を参照すると、車軸1の2つの弾性継手5の一方または他方をフレーム2に取り付けるのに役立つ支持体13の実施形態が示されている。支持体13は、ここでは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の鋳造部品または延伸部品の形態で作られた受梁によって構成されており、この受梁は、穴ぐり16を有し、穴ぐり16には、弾性継手5の外側アーマチャ9が、例えば強制入れ子によって、しっかりと固定されている。
【0027】
受梁3は、少なくとも1つの平らな支持面、好ましくは2つの平らな支持面3aおよび3bを含み、支持面は、受梁3を車両のフレーム2に取り付けるための基準面として役立つようになっている。平らな支持面3bは、穴ぐり16の軸線、従って、弾性継手5の軸線Yと垂直であり、車両のフレームに関連した基準系の軸線XおよびYによって決まる平面と平行なフレーム2の鉛直な支持面に押しつけられるようになっている。受梁3の平らな支持面3aは、車両のフレーム上に作られ、車両のフレームに関連した基準系の2つの軸線XおよびYによって決まる水平面と平行な別の平らな支持面に押しつけられるようになっている。
【0028】
受梁3はさらに、軸線が平らな支持面3aおよび3bとそれぞれ垂直な2つの穴17および18を含む。穴17および18は、受梁3を車両のフレームの上記支持面に固定するためのねじまたはボルトを受け入れるようになっている。
【0029】
弾性継手5が最小の半径方向剛性を有する軸線Z’が、車両のフレーム2に対して、とりわけ車両のフレームに関連した基準系の軸線Zに対して所望の方向に配向することができるように、弾性継手5は有利には、弾性継手5が受梁3の穴ぐり16に挿入されるときに、受梁3がもつ印21(図12)と一致するように配置されるようになっている印19を有する。印19は、波形の輪郭の2つの最小値me(図6)の1つに対応する角度位置においてスリーブ7の端面の1つの外側アーマチャに位置させるのがよい。
【0030】
これまで説明してきた本発明の実施形態が全くの例示として与えられたものであり、本発明の範囲から逸脱することなく当業者は多くの変形を行うことができることはいうまでもない。とりわけ、エラストマー材料製スリーブ7は、図2に示されているように、大きい方の底が内側アーマチャ8の側に位置し、小さい方の底が外側アーマチャ9の側に位置し、端面7aおよび7b上に内側周囲リップ7cおよび7dおよび外側周囲リップ7eおよび7fをもつ台形であることが好ましい長手方向断面で示されているけれども、スリーブ7の長手方向断面は、矩形であってもよい。
【0031】
さらに、エラストマー材料製スリーブの端面の各々の周に沿った輪郭の最小値と最大値の数は、必ずしも2でなくてよい。この数は、エラストマー材料製スリーブがそれぞれ1つの最小の半径方向剛性と1つの最大の半径方向剛性を有するのが望ましい半径方向の数に従って1以上であってよい。
【0032】
さらに、図8および図9では、スリーブ7の端面7aまたは7bの内側周囲領域における輪郭Piの波の山から山の振幅(最大値と最小値との振幅の差)は、スリーブ7の前記端面7aまたは7bの外側周囲領域における輪郭Peの波の山から山の振幅に等しいか或いは実質的に等しいけれども、2つの輪郭PiおよびPeは、異なる山から山の振幅を有してもよく、限られた場合には、輪郭PiおよびPeの一方は、ゼロかあるいはほとんどゼロの山から山の振幅を有してもよい。
【0033】
さらに、変化する半径方向剛性を得るために、スリーブの周方向に連続的に変化するスリーブの端面の一方または両方の輪郭を、スリーブの周に沿ったスリーブの半径方向厚さの連続的な変化と組み合わせてもよく、その結果、アーマチャの少なくとも一方の横方向断面は、必ずしも円形でなくてよく、例えば楕円形であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明による変化する半径方向剛性を有する弾性継手を組み込んだ車両の車軸を概略的に示している。
【図2】
図1の車軸に組み込まれた2つの弾性継手の1つの切取斜視図である。
【図3】
図2の弾性継手のエラストマー材料製スリーブの自由な状態の立面図である。
【図4】
図3の矢印Fに沿ったエラストマー材料製スリーブの図である。
【図5】
基準捩り荷重を受けたときのエラストマー材料製スリーブの形態を示す図3と同様の図である。
【図6】
基準捩り荷重を受けたスリーブを示す図4と同様の図である。
【図7】
図6のVII−VII鎖線における断面図である。
【図8】
エラストマー材料製スリーブが自由な状態にあるときの、該スリーブの内側領域および外側周囲領域のスリーブの端面の1つの波形の輪郭を示すグラフである。
【図9】
エラストマー材料製スリーブが基準捩り荷重を受けたときの、該スリーブの内側領域および外側周囲領域のスリーブの端面の波形の輪郭を示すグラフである。
【図10】
図6のX−X線における断面図である。
【図11】
エラストマー材料製スリーブが円錐振動を受けたときの、該ズリーブの変形を示す図10と同様な断面図である。
【図12】
車両のフレームに固定されるようになった受梁のソケット内に設置された図2の弾性継手を示す斜視図である。
【図13】
図12の受梁および弾性継手の水平断面図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には弾性継手に関する。本発明はとりわけ、しかし限定的にでなく、車両のサスペンション、特に、一方の端が、ホイールを受け入れる軸を支持し、他方の端が、サスペンションばねの機能、および振動および衝撃の濾過を確保するために捩り状態および圧縮/牽引状態の両方で働くことができる弾性関節を介して車両のフレームに取り付けられる軸と一体である2つのサスペンションアームを含む種類の車軸のためのサスペンションに適用可能である。
【0002】
さらに詳しくは、本発明は、半径方向剛性が、第2基準軸線が弾性継手の回転軸線と一致する3つの基準軸線の系の第1基準軸線に沿って最小値を有する半径方向剛性を有する弾性継手に関する。ここで、「半径方向剛性」とは、継手の回転軸線と垂直な任意の方向における継手の剛性をいう。通常、車両のサスペンション用の弾性継手の場合には、上記の第1基準軸線は、車両のフレームに関連した指標となる水平面と垂直または実質的に垂直に配向される。ここで、「フレームに関連した指標となる水平面」とは、通常の状態で車両が走行しているときに地面と平行に移動する平面をいう。
【0003】
【従来の技術】
変化する半径方向剛性を有する弾性継手は、特に本出願人の欧州特許出願EP0956984によって既によく知られている。この文献に記載されている弾性継手は、内側アーマチャと、該内側アーマチャを取り囲む外側アーマチャと、エラストマー材料製スリーブと、を含み、該エラストマー材料製スリーブは、内側アーマチャと外側アーマチャとの間に配置されており、エラストマー材料製スリーブの内側周囲面および外側周囲面は、滑りの可能性なく前記内側アーマチャおよび外側アーマチャに結合されている。エラストマー材料製スリーブは、少なくとも1つのソケット、好ましくは直径方向に対向した2つのソケットを含み、ソケットは、継手が、上記の第1基準軸線に沿って最小の半径方向剛性を有するように位置決めされている。各々のソケットは、スリーブの端面の少なくとも1つにおいて、好ましくは2つの端面において開口しており、すなわち、後者の場合において、各ソケットは、継手の軸線と平行な方向にスリーブに亘って延びている。さらに、各ソケットは、スリーブの周方向において弧状の形態を有する。かかる知られた弾性継手の疲労強度は、すべての使用条件において保証することが難しい。
【0004】
さらに、欧州特許出願EP0956984に記載された弾性継手では、弾性継手がサスペンションばねの機能を有する場合のように、特にエラストマー材料製スリーブが捩り状態で働くときに、弾性継手が最小の半径方向剛性を有する方向を精密化させることは比較的難しい。この難しさは、エラストマー材料製スリーブの捩り変形、すなわち、弾性継手がこの弾性継手について考えられている公称荷重を支持するときにスリーブの形状を変化させる変形によるものと考えることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、圧縮/引張り状態および捩り状態において働くことができ、圧縮/引張り振動および捩り振動の下で改善された疲労強度を有する変化する半径方向剛性を有する弾性継手を提供することである。
さらに、本発明の目的は、半径方向剛性が最小である方向を精密化させることができる弾性継手を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明は、特に車両のサスペンション用の、圧縮/牽引状態および捩じり状態の両方で働くような仕方で取り付けられるようになった変化する半径方向剛性を有する弾性継手であって、該弾性継手は、内側アーマチャと、該内側アーマチャを取り囲む外側アーマチャと、エラストマー材料製スリーブと、を含み、該エラストマー材料製スリーブは、内側アーマチャと外側アーマチャとの間に配置されており、エラストマー材料製スリーブの内側周囲面および外側周囲面は、滑りの可能性なく前記内側アーマチャおよび外側アーマチャに結合されており、前記エラストマー材料製スリーブは、第2基準軸線が弾性継手の回転軸線と一致する3つの基準軸線の系の第1基準軸線に沿って最小の半径方向剛性を有するように形成されている弾性継手において、エラストマー材料製スリーブの2つの端面の少なくとも一方が、少なくとも1つの最小値と少なくとも1つの最大値との間で周方向に連続的に変化する輪郭を有し、前記端面の内側周囲領域における輪郭は、いかなる荷重も継手に加えられていないときに、前記端面の外側周囲領域の輪郭の少なくとも1つの最小値および少なくとも1つの最大値に対してそれぞれ所定の角度だけずらされている最小値および最大値を有することを特徴とする弾性継手を提供する。
【0007】
前記所定の角度は、好ましくは、弾性継手が内側アーマチャおよび外側アーマチャの互いに対する前記所定の角度の相対的回転を引き起こす基準荷重を受けるときに、前記内側周囲領域と前記外側周囲領域との間の輪郭の最小値の軌跡および最大値の軌跡が、3つの基準軸線の系の第1基準軸線および第3基準軸線に沿ってそれぞれ実質的に半径方向に配向されるように選択される
好ましくは、前記内側周囲領域および外側周囲領域の各々および中間領域において、輪郭は、エラストマー材料製スリーブの周に沿って2つの最小値および2つの最大値を含む。
【0008】
好ましくは、エラストマー材料製スリーブの2つの端面は、波形の輪郭を有する。波形の輪郭は、例えば、実質的に正弦形か、或いは偽正弦形である。
【0009】
好ましくは、第1基準軸線は、車両のフレームに関連した水平面と実質的に垂直である。
【0010】
本発明の第1の実施形態では、外側アーマチャは、車両のフレームに固定されるようになった支持部品のソケット内の所定の角度位置にしっかりと固定されたリングまたは円筒形スリーブによって構成されている。
【0011】
支持部品は、受梁によって構成されるのがよく、該受梁は、少なくとも1つの支持面、好ましくは2つの支持面を含み、該支持面は、前記受梁が車両のフレームに固定された後に、弾性継手の3つの基準軸線が、車両のフレームに関連した3つの基準軸線に対して所定の配向を有するように協働することができる。
【0012】
本発明の特徴および利点は、添付図面を参照して例として与えられる本発明の実施形態の以下の説明で明らかになるであろう。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1を参照すると、車軸1、さらに詳しくは、支持体3を介して車両のフレーム2に取り付けられるようになったリア車軸が示されており、支持体3の有利な実施形態は、後で詳しく説明する。図1には、同様に、車両のフレームに関連した3つの基準軸線の系が示されている。軸線Xは、長手方向中央軸線であり、軸線Yは、軸線Xと共に先に言及した指標となる水平面を形成する横方向軸線であり、軸線Zは、鉛直である。
【0014】
車軸1は、本質的に2つのサスペンションタイアーム4を含み、2つのサスペンションタイアーム4は、弾性継手5によって支持体3に連結されており、弾性継手5は、2つのサスペンションアーム4が、軸線Yと一致する弾性継手5の軸線6のまわりでフレーム2に対して制限された角度的横動遊間を互いに独立して有するように、圧縮/牽引状態および捩り状態で働くことができる。
【0015】
図2には、(概して対称的である)同様な2つの継手5の1つが示されている。図2に示されているように、継手5は、本質的にエラストマー材料製スリーブ7によって構成されており、エラストマー材料製スリーブ7は、内側アーマチャ8と外側アーマチャ9との間に配置されており、例えば知られた接着技術によって、滑りの可能性なくこれらの2つのアーマチャににしっかりと固定されている。
【0016】
各弾性継手5は、後でわかるように、変化する半径方向剛性、すなわち、例えば軸線Zと平行か或いは実質的に平行である特定の第1方向に沿って配向されるべき第1基準軸線に沿って最小値を有し、軸線Xと平行か或いは実質的に平行である特定の別の方向に沿って配向されるべき別の基準軸線に沿って最大値を有する半径方向剛性を有する。この条件において、弾性継手5は、それ自体知られた仕方で、基準面すなわち指標(図示せず)を有し、これらの基準面すなわち指標は、弾性継手5がその最小の半径方向剛性およびその最大の半径方向剛性を有する基準軸線が車両のフレーム2に対して正しく配向されるように、支持体3上の対応する基準面すなわち対応する指標とそれぞれ整合されている。
【0017】
再び図1を参照すると、各サスペンションアーム4は、対応する弾性継手5の側に、軸11を有し、前記弾性継手の反対側に、ホイール13、正確には車両のリアホイールを受け入れるようになった軸12を有する。軸線が弾性継手5の軸線6および軸線Yと整合している2つの軸11の各々は、対応する弾性継手の内側アーマチャ8にしっかりと、すなわち相対的回転の可能性なく固定されている。例えば、軸11を内側アーマチャ8に固定することは、強制入れ子、糊付け、或いはこの業界で知られた他の任意の技術によって行うことができる。さらに、さらに、U字形に沿って2つの軸を連結し、或いはH字形に沿って2つのアーム4を連結する横断材(図示せず)を考えることができる。横断材は、特許出願EP096984または特許出願WO/47486に記載されたものと同様であるのがよい。
【0018】
前に示したように、弾性継手5の各々は、周方向に変化する半径方向剛性を有するように、すなわち、継手の剛性が軸線Yのまわりで半径方向の極角度に従って変化するように作られている。本発明によれば、半径方向剛性の変化は、エラストマー材料製スリーブ7の端面7aおよび7bの少なくとも1つに、好ましくはその2つの端面に、少なくとも1つの最小値と少なくとも1つの最大値との間でスリーブ7の円周方向に連続的に変化する輪郭を与えることによって得られる。特に図3でわかるように、輪郭は、波形の輪郭であるのがよく、この波形の輪郭は、例えば、正弦形か、或いはスリーブ7の周上に2つの最小値と2つの最大値をもつ偽正弦形を有する。
【0019】
各弾性継手5は、荷重(車両のフレーム)の少なくとも一部を支持し、サスペンションばねの機能を確保するために捩り状態で働くようになっているので、端面7aまたは7bの内側周囲領域における波形の輪郭Pi の2つの最小値miおよび2つの最大値Miは、図4および図8に示されているように、スリーブ7がいかなる荷重も受けていないときに、端面7aまたは7bの外側周囲領域における波形の輪郭Peの2つの最小値meおよび2つの最大値Meに対してそれぞれ所定の角度αだけずらされている。最小値miおよびmeの間で、スリーブ7の端面7aまたは7bの波形の輪郭の最小値の軌跡14は、図4に示されているように、半径方向に対して斜めに延びている。同様に、最大値MiおよびMeの間で、スリーブ7の端面7aまたは7bの波形の輪郭の最大値の軌跡15は、図4に示されているように、半径方向に対して斜めに延びている。
【0020】
所定の角度αの値は、弾性継手5が、例えば、内側アーマチャ8が外側アーマチャ9に対してこの角度だけ相対的に回転させる基準荷重を受けるときに、スリーブ7は捩りを受け、図6および図9に示されているように、端面7aまたは7bの内側周囲領域における波形の輪郭Pi の2つの最小値miおよび2つの最大値Miが、端面7aまたは7bの外側周囲領域における波形の輪郭Peの2つの最小値meおよび2つの最大値Meとそれぞれ整合するように変形されるように 選択される。スリーブ7の端面7aおよび7bの各々における波形の輪郭の最小値の軌跡14および最大値の軌跡15は、従って、各々の弾性継手5に関連した3つの基準軸線X’,Y,Z’の2つの軸線X’およびZ’に沿ってそれぞれ半径方向に配向される。2つの軸線X’およびZ’は、図1で参照番号6によって同様に指示される2つの弾性継手5の軸線Yと垂直である。
【0021】
角度αの値、および本発明による2つの弾性継手5を備えた図1の車軸1を含む車両の基準安定度を決定する上記の基準荷重は、例えば、現在市販されている車両用の車軸1の2つのホイール13の各々に加えられる荷重のように決定することができる。この基準荷重は、車両のモデルの違いによって当然変化し、その決定は、車両の製造者毎にそれ自体変わり得る。例えば、四輪車では、空車の重量、各々75kgの2つのマネキンの重量、および半分満たした燃料タンクに相当する燃料の重量の総和の4分の1であるように決定することができる。
【0022】
以下に説明する弾性継手5の製造では、エラストマー材料製スリーブ7の軸線方向長さは、図7の左半分および右半分においてそれぞれ示されているような、2つの端面7aおよび7bの波形の輪郭の最小値の軌跡14に対応する、すなわち、軸線YおよびZ’によって決まる平面における軸線方向長さl,および2つの端面7aおよび7bの波形の輪郭の最大値の軌跡15に対応する、すなわち、軸線YおよびX’によって決まる平面における軸線方向長さLを有する。エラストマー材料製スリーブの半径方向剛性が、一次的近似において、スリーブの軸線方向長さに比例することを考えると、以下に説明する弾性継手5は、従って、スリーブが基準荷重を受けたときに、軸線Z’に沿って最小の半径方向剛性を有し、軸線X’に沿って最大の半径方向剛性を有することになる。
【0023】
2つの弾性継手5を車軸1の支持体3に取り付けるときに、各々の継手5の軸線X’およびZ’は、支持体3および外側アーマチャ9の上記の基準面および/または指標により、車両のフレーム2に関連した軸線X,Y,Zの系の軸線XおよびZとそれぞれ平行であるように配向される。すなわち、軸線X’は水平であり、軸線Z’は鉛直である。この位置において、2つの弾性継手5の音響濾過の性能は最良になる。しかしながら、各々の弾性継手5の軸線Zが厳格に鉛直に配向されることは絶対的に必要というわけではなく、その配向は、車両のフレームに関連した基準系の軸線XおよびYによって決まる水平面の垂線に対して+45°〜−45°の限度の間にあればよい。同様に、2つの端面7aおよび7bの各々の波形の輪郭の最小値および最大値が、周に沿って角度的に等距離であることはもはや絶対的に必要というわけではない。
【0024】
本発明による変化する半径方向剛性を有する弾性継手5は、従来知られた変化する半径方向剛性を有する弾性継手と比べて、継手が圧縮/牽引状態で働くときのみならず、継手が捩り状態で働くときにも、より優れた疲労抵抗を有する。これは、2つの端面7aおよび7bの波形の輪郭の連続的かつ規則正しい変化によるものと考えることができ、これにより、圧縮/牽引応力および捩り応力は、スリーブ7の局在化した領域に集中されることはなくなり、スリーブの中心において、より容易にその周全体に亘って分配されることができる。
【0025】
さらに、上記のエラストマー材料製スリーブ7の形状は、軸線X’のまわりの円錐剛性における弾性継手の柔軟性を許容する。図10および図11を参照すると、軸線YおよびX’によって決まる平面におけるスリーブ7の断面が、弾性継手5が円錐振動、すなわち、弾性継手の内側アーマチャ8の軸線Y’が前記継手の外側アーマチャ9の軸線Yに対して軸線X’のまわりに角度θ(図11)だけ回転するような振動を受けるときに、どのように変形されるかがわかる。
【0026】
図12および図13を参照すると、車軸1の2つの弾性継手5の一方または他方をフレーム2に取り付けるのに役立つ支持体13の実施形態が示されている。支持体13は、ここでは、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の鋳造部品または延伸部品の形態で作られた受梁によって構成されており、この受梁は、穴ぐり16を有し、穴ぐり16には、弾性継手5の外側アーマチャ9が、例えば強制入れ子によって、しっかりと固定されている。
【0027】
受梁3は、少なくとも1つの平らな支持面、好ましくは2つの平らな支持面3aおよび3bを含み、支持面は、受梁3を車両のフレーム2に取り付けるための基準面として役立つようになっている。平らな支持面3bは、穴ぐり16の軸線、従って、弾性継手5の軸線Yと垂直であり、車両のフレームに関連した基準系の軸線XおよびYによって決まる平面と平行なフレーム2の鉛直な支持面に押しつけられるようになっている。受梁3の平らな支持面3aは、車両のフレーム上に作られ、車両のフレームに関連した基準系の2つの軸線XおよびYによって決まる水平面と平行な別の平らな支持面に押しつけられるようになっている。
【0028】
受梁3はさらに、軸線が平らな支持面3aおよび3bとそれぞれ垂直な2つの穴17および18を含む。穴17および18は、受梁3を車両のフレームの上記支持面に固定するためのねじまたはボルトを受け入れるようになっている。
【0029】
弾性継手5が最小の半径方向剛性を有する軸線Z’が、車両のフレーム2に対して、とりわけ車両のフレームに関連した基準系の軸線Zに対して所望の方向に配向することができるように、弾性継手5は有利には、弾性継手5が受梁3の穴ぐり16に挿入されるときに、受梁3がもつ印21(図12)と一致するように配置されるようになっている印19を有する。印19は、波形の輪郭の2つの最小値me(図6)の1つに対応する角度位置においてスリーブ7の端面の1つの外側アーマチャに位置させるのがよい。
【0030】
これまで説明してきた本発明の実施形態が全くの例示として与えられたものであり、本発明の範囲から逸脱することなく当業者は多くの変形を行うことができることはいうまでもない。とりわけ、エラストマー材料製スリーブ7は、図2に示されているように、大きい方の底が内側アーマチャ8の側に位置し、小さい方の底が外側アーマチャ9の側に位置し、端面7aおよび7b上に内側周囲リップ7cおよび7dおよび外側周囲リップ7eおよび7fをもつ台形であることが好ましい長手方向断面で示されているけれども、スリーブ7の長手方向断面は、矩形であってもよい。
【0031】
さらに、エラストマー材料製スリーブの端面の各々の周に沿った輪郭の最小値と最大値の数は、必ずしも2でなくてよい。この数は、エラストマー材料製スリーブがそれぞれ1つの最小の半径方向剛性と1つの最大の半径方向剛性を有するのが望ましい半径方向の数に従って1以上であってよい。
【0032】
さらに、図8および図9では、スリーブ7の端面7aまたは7bの内側周囲領域における輪郭Piの波の山から山の振幅(最大値と最小値との振幅の差)は、スリーブ7の前記端面7aまたは7bの外側周囲領域における輪郭Peの波の山から山の振幅に等しいか或いは実質的に等しいけれども、2つの輪郭PiおよびPeは、異なる山から山の振幅を有してもよく、限られた場合には、輪郭PiおよびPeの一方は、ゼロかあるいはほとんどゼロの山から山の振幅を有してもよい。
【0033】
さらに、変化する半径方向剛性を得るために、スリーブの周方向に連続的に変化するスリーブの端面の一方または両方の輪郭を、スリーブの周に沿ったスリーブの半径方向厚さの連続的な変化と組み合わせてもよく、その結果、アーマチャの少なくとも一方の横方向断面は、必ずしも円形でなくてよく、例えば楕円形であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明による変化する半径方向剛性を有する弾性継手を組み込んだ車両の車軸を概略的に示している。
【図2】
図1の車軸に組み込まれた2つの弾性継手の1つの切取斜視図である。
【図3】
図2の弾性継手のエラストマー材料製スリーブの自由な状態の立面図である。
【図4】
図3の矢印Fに沿ったエラストマー材料製スリーブの図である。
【図5】
基準捩り荷重を受けたときのエラストマー材料製スリーブの形態を示す図3と同様の図である。
【図6】
基準捩り荷重を受けたスリーブを示す図4と同様の図である。
【図7】
図6のVII−VII鎖線における断面図である。
【図8】
エラストマー材料製スリーブが自由な状態にあるときの、該スリーブの内側領域および外側周囲領域のスリーブの端面の1つの波形の輪郭を示すグラフである。
【図9】
エラストマー材料製スリーブが基準捩り荷重を受けたときの、該スリーブの内側領域および外側周囲領域のスリーブの端面の波形の輪郭を示すグラフである。
【図10】
図6のX−X線における断面図である。
【図11】
エラストマー材料製スリーブが円錐振動を受けたときの、該ズリーブの変形を示す図10と同様な断面図である。
【図12】
車両のフレームに固定されるようになった受梁のソケット内に設置された図2の弾性継手を示す斜視図である。
【図13】
図12の受梁および弾性継手の水平断面図である。
Claims (9)
- 特に車両のサスペンション用の、圧縮/牽引状態および捩り状態の両方で働くようになった変化する半径方向剛性を有する弾性継手であって、該弾性継手は、内側アーマチャ(8)と、該内側アーマチャを取り囲む外側アーマチャ(9)と、エラストマー材料製スリーブ(7)と、を含み、該エラストマー材料製スリーブ(7)は、内側アーマチャと外側アーマチャとの間に配置されており、エラストマー材料製スリーブの内側周囲面および外側周囲面は、滑りの可能性なく前記内側アーマチャおよび外側アーマチャに結合されており、前記エラストマー材料製スリーブは、第2基準軸線(Y)が弾性継手(5)の回転軸線(6)と一致する3つの基準軸線(X’,Y,Z’)の系の第1基準軸線(Z’)に沿って最小の半径方向剛性を有するように形成されている弾性継手において、エラストマー材料製スリーブ(7)の2つの端面(7aおよび7b)の少なくとも一方が、少なくとも1つの最小値と少なくとも1つの最大値との間で周方向に連続的に変化する輪郭を有し、前記端面の内側周囲領域における輪郭(Pi)は、いかなる荷重も継手に加えられていないときに、前記端面(7aまたは7b)の外側周囲領域における輪郭(Pe)の少なくとも1つの最小値(me)および少なくとも1つの最大値(Me)に対してそれぞれ所定の角度(α)だけずらされている最小値(mi)および最大値(Mi)を有することを特徴とする弾性継手。
- 前記所定の角度(α)は、弾性継手(5)が内側アーマチャ(8)および外側アーマチャ(9)の互いに対する前記所定の角度の相対的回転を引き起こす基準荷重を受けるときに、前記内側周囲領域と前記外側周囲領域との間の輪郭の最小値の軌跡(14)および最大値の軌跡(15)が、3つの基準軸線(X’,Y,Z’)の系の第1基準軸線(Z’)および第3基準軸線(X’)に沿ってそれぞれ実質的に半径方向に配向されるように選択されることを特徴とする請求項1に記載の弾性継手。
- 前記内側周囲領域および外側周囲領域の各々および中間領域において、輪郭(Pi,Pe)は、エラストマー材料製スリーブ(7)の周に沿って2つの最小値および2つの最大値を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の弾性継手。
- エラストマー材料製スリーブ(7)の2つの端面(7aおよび7b)は、波形の輪郭を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の弾性継手。
- 波形の輪郭は、実質的に正弦形か、或いは偽正弦形であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の弾性継手。
- 第1基準軸線(Z’)は、車両のフレームに関連した水平面と実質的に垂直であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の弾性継手。
- 外側アーマチャ(9)は、車両のフレーム(2)に固定されるようになった支持部品(3)のソケット(16)内の所定の角度位置にしっかりと固定されたリングまたは円筒形スリーブによって構成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の弾性継手。
- 支持部品(3)は、受梁であり、該受梁は、少なくとも1つの支持面、好ましくは2つの支持面(3a、3b)を含み、該支持面は、前記受梁が車両のフレーム(2)に固定された後に、弾性継手(5)の3つの基準軸線(X’,Y,Z’)が、車両のフレームに関連した3つの基準軸線(X,Y,Z)に対して所定の配向を有するように協働することができることを特徴とする請求項7に記載の弾性継手。
- 捩り状態で働く2つの搭載弾性継手を含む車両のサスペンションにおいて、各々の弾性継手は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の弾性継手であることを特徴とする車両のサスペンション。
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