JP2005508777A - サスペンション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、車輪収容部3によって担持された車輪7のためのサスペンション装置1に関し、このサスペンション装置が、少なくとも1つのハブ本体9を有しており、このハブ本体が、この車輪7内に配設されており、且つこの車輪7と協動して、車輪収容部3に設けられている担持軸17を中心として、制限された状態で旋回可能に支承されており、その際、この担持軸17が、この車輪7の支持軸に対して間隔をおいて設けられており、且つその際、少なくとも1つのばね部材19が設けられており、このばね部材が、少なくとも1つのハブ本体9と、このハブ本体9の旋回運動を緩衝する方法で協動する。本発明は、車輪収容部3が、少なくとも1つの担持軸17に対して間隔をおいて設けられた反力支承部材18を担持しており、この反力支承部材に、少なくとも1つのハブ本体9が、少なくとも1つのばね部材19を用いて、支持されており、または支持可能であることによって特徴付けられる。
Description
【0001】
本発明は、請求項1の上位概念に相応するサスペンション装置に関する。
【0002】
米国特許第2,443,900号明細書、米国特許第2,721,766号明細書、およびドイツ連邦共和国特許第567 164号明細書から、ローラーおよび車輪のためのサスペンション装置が公知である。これらの装置は、車輪軸に関して離心的に配設された担持軸を有しており、この担持軸を中心にして、車輪のハブが旋回可能である。弾性的な部材が、このハブを、固定された部材に対して支持している。この車輪が障害物に抗して走行する場合、このハブは、旋回運動を行い、このことによって、この車輪は、この障害物を回避する。
【0003】
これら公知のサスペンション装置の欠点は、全て所定の予め設定されたばね特性曲線に相応する、サスペンション挙動を達成する、場所を取らず且つ安いコストの実施形態を実施することの困難性にある。大抵、この予め設定されたばね特性曲線は、ばねの寸法設定を必要とし、このばねの寸法設定が、予め設定された構造空間において、格納され得ない。同様に、製造および組立ても、費用と労力がかかることは明らかである。何故ならば、構造が多数の部材から成っているからである。米国特許第5,493,755号明細書から公知のサスペンション装置は、伸縮性合成樹脂から成るばね部材を使用しており、このばね部材が、ねじりによって負荷されている。この実施形態は、大きな旋回角度を許容せず、且つそれに加えて、材料を、このばね部材の体積を最適に利用しない方法で負荷する。内側に存在する領域が、まだ最適に負荷されていないのに対して、外側の区域は過負荷の状態になる。
【0004】
従って、本発明の課題は、今ここで問題になっている当面の様式のサスペンション装置を、
必要な製造費用が、従来公知のサスペンション装置に比して減少され、
モジュール構造が可能であり、
且つ、サスペンションの特性曲線が、簡単な手段でもって変更可能である、
ように更に発展させることにある。
【0005】
この本発明の課題は、請求項1の典型的な特徴によって解決される。
【0006】
本発明は、サスペンション装置が、僅かの構造部材から、且つ大きな構造空間を必要とすること無しに、製造され得ることの利点を有している。ばね部材は、単に圧縮応力またはせん断応力で負荷される。反力支承部材として、例えば円形の断面を有する簡単な縦長の構造部材が使用される。車輪収容部において、ただ2つだけの穿孔が、この反力支承部材の収容のために必要である。どんなサスペンション機能も無い旧来のローラーに比して、構造部材における経費は、単に3部材だけ、即ちハブ本体、ばね部材、および反力支承部材だけ増大する。それに加えて、このばね部材は、サスペンション装置のモジュール構造に基づいて、このローラーの組み込みの際に、期待されるべき諸要件に相応して選択され得(ばね特性曲線)、且つ、後で、同様に僅かの経費でもっても、交換され得る。このばね部材の材料は、最適に交換され、その際、このハブ本体の区画された構造空間内における長い耐用期間の条件のもとで、大きな作業能力を有するサスペンション機能が実現され得る。
【0007】
次に、実施例に基づいて、本発明を詳しく説明する。
【0008】
以下に説明されるサスペンション装置1は、適宜に形成可能な車輪収容部によって担持される車輪7において実施され得る。
【0009】
図1による実施例は、サスペンション装置1を示しており、このサスペンション装置が、例えば、かじ取り足車として形成されたキャスター2に配置されている。この、垂直方向の軸線5を中心にして旋回可能なキャスター2は、車輪収容部3を有しており、この車輪収容部が、水平方向の軸線6(支持軸線)上で回転可能に支承された車輪7の担持のための、および、このサスペンション装置1の担持のための役割を果たす。このサスペンション装置1は、円筒形のハブ本体9、ばね部材19、および反力支承部材18を有している。この車輪7は、水平方向の軸線6に対して同心的に設けられた円筒形の穿孔8を備えられており、この陥入部が、このハブ本体9の収容部の役割を果たし、その際、このハブ本体9の外径が、この円筒形の穿孔8の内径よりもほんの少しだけより小さい。このハブ本体9は、2つの、間隔を保持された円筒形の軸受座10を備えており、これら軸受座が、2つの、有利にはころ軸受として形成された軸受15の収容のための役割を果たしており、その際、この軸受15が、この円筒形の穿孔8内において、ぴったりと精確に組み込まれている。このハブ本体9は、水平方向に指向する、円弧状のスリットの形をした空間11を有しており、この空間を通って、例えばロッドとして形成された反力支承部材18が貫通案内されている。この空間11内において、同様にばね部材19も格納されており、このばね部材は、例えば伸縮性合成樹脂として形成されており、且つ、この反力支承部材18と協動する。この空間11に対して間隔をおいて、このハブ本体9は、水平方向に指向する貫通孔12を有しており、この貫通孔が担持軸17の収容のために設けられており、この担持軸を用いて、この車輪7が、この車輪収容部3のフォーク状脚部4において固定可能である。それぞれのフォーク状脚部4は、この目的のために、水平方向に指向する第1の穿孔20を有しており、これによって、この担持軸17はこのフォーク状脚部4において固定可能となる。この第1の穿孔20に対して間隔をおいて、それぞれのフォーク状脚部4において、それぞれ1つの第2の水平方向に配設された穿孔21が設けられており、その際、この穿孔21は、反力支承部材18の収容および固定のために設けられている。通常の様式の固定手段は、このフォーク状脚部4における、この担持軸17、および、この担持軸17に対して平行に配設された反力支承部材18の固定のために使用される。このハブ本体9は、その際に、僅かな側方の遊隙を有して、これらフォーク状脚部4の間に配設されている。このサスペンション装置1の組み付け状態において、このばね部材19は、既に、反力支承部材18に軽い圧力でもって当接しているか、それとも、このばね部材19と反力支承部材18との間のより軽い組み付けの理由から、少量の遊隙が与えられている。この車輪7を負荷した場合、このハブ本体9、および従って、この車輪7は、旋回運動を実行し、従って、この空間11内において、形状一体的に格納されたばね部材19が、この固定式に配設された反力支承部材18対して押圧される。この収縮弾ぱつ工程(Einfederungsvorgang)において、このばね部材19は、変形し、且つエネルギーを収容する。この車輪7が除荷された場合、このばね部材19はエネルギーを放出し、従って、この車輪が、伸長弾ぱつ工程(Ausfederungsvorgang)のように、出発位置に帰還する。このばね部材19は、このばね部材19がハブ本体9にと同様に、車輪収容部3にも固定されているように、同様に構成され得る。
【0010】
図2および3に基づいて、サスペンション装置1の作用は、適切に説明可能である。キャスター2は、それぞれに、側面図において、および部分的に断面されて図示されている。この図2において図示されたキャスター2に対しては、如何なる支持力も作用していなく、これに対して、同じキャスター2が、図3による図示において、支持力に曝されており、この支持力は、車輪7の限定された旋回を、ハブ本体9でもって、担持軸17の水平方向の軸線6を中心にして作用する。最終的にこの車輪7に対して作用する支持力は、この車輪7を、図において右回りで、分量Aだけ上方に押圧し、その際、フォーク状脚部4内において支持されている反力支承部材18が、ばね部材19に対して押圧し、且つ、このばね部材を、少し、更に圧縮する。この車輪7に対して作用する支持力が僅かな場合、同様にこの車輪7はただほんの少しだけ回避運動し、且つ分量Aはより小さい。この支持力が、これとは逆に大きい場合、この支持力は、この車輪7の強度の回避運動、および、それに応じた強度なばね部材19の圧縮を生じさせる。このばね部材19の圧縮は、従って、この車輪7の衝撃を緩衝する緩衝作用を誘起し、従って、このサスペンション装置1が、有利な方法で、全体的に、このキャスター2の緩衝作用を、実際上、発生する諸衝撃および諸負荷の場合に生じさせる。
【0011】
図4は、その場合にハブ本体9が、2つの部分から成るように、および対称的に形成されおり、従って、車輪7が同様にただ1つだけの軸受15でもって備え付けられている実施例を示している。この例において、それぞれのハブ本体9のために、ばね部材19が設けられている。この部材でもって備え付けられた車輪7は、車輪収容部3内に、例えば、このことが図1から3までに説明されているように、組み込み可能である。
【0012】
図5および6は、1つの実施形態を示しており、この実施形態において、ハブ本体9が、2分割されており、且つ、このように形成されたハブ本体9の両方の半分体13は、同一であり、且つ、それぞれに、内側面において係止有歯部を有する1つの舌状部14、および外側面において係止有歯部を有する1つの舌状部14を備えており、その際、これら舌状部14が、軸受15の内側リング16内へのハブ本体9の両方の半分体13の組み込みの際に、この一方の半分体13の内側面において係止有歯部を有する舌状部14が、それぞれに、他方の半分体13の外側面における係止有歯部を有する、相対して位置している舌状部14内へと係合するように配設されている。微細に段付けされた係止有歯部は、ハブ本体9のただ1つだけの実施形態でもって、異なる幅の軸受15を使用することを可能にする。このばね部材19は、場所を取らない状態で、ハブ本体9の両方の半分体13の間に格納されている。この説明された配設は、1つの車輪7内に組み込み可能であり、且つ、このように形成された車輪7が、始めに記載した方法に相応して、車輪収容部3に固定可能である。
【0013】
選択的に、ばね部材19として、渦巻きばね(Schenkelfeder)が配置され得、この渦巻きばねの第1の端部がハブ本体9に係合しており、且つこの渦巻きばねの第2の端部は、担持軸17が十分な摩擦係合が得られ、または他の適当な方法で固定部材でもって結合されているように強固に巻回している。
【0014】
同様に選択的に、車輪7を必要としないこと、およびこの車輪7の機能を、少なくとも1つの軸受15に転用することは可能である。ただ1つだけの軸受15を車輪代用品として使用する際、その場合に、ハブ本体9は、2つの互いに中へ係止可能な半分体13によって形成されるべきであり(図5を参照のこと)、且つ、1つの軸受15の内側リング16内に組み込まれるべきである。この配設は、同様に、1つの車輪収容部3内に組み込み可能である。
【0015】
要するに、ただ1つのだけの反力支承部材18の代わりに、更に別のこの様式の部材を配置することは可能であり、その際、それぞれの反力支承部材18は、固定式に、適当に形成された車輪収容部3に配設されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】
2つの軸受を有する実施形態の分解図である。
【図2】
無負荷状態における、図1の側面図である。
【図3】
負荷された状態における、図2の側面図である。
【図4】
単独の軸受のための実施形態の分解図である。
【図5】
単独の軸受のための実施形態の分解図である。
【図6】
図5の側面図である。
本発明は、請求項1の上位概念に相応するサスペンション装置に関する。
【0002】
米国特許第2,443,900号明細書、米国特許第2,721,766号明細書、およびドイツ連邦共和国特許第567 164号明細書から、ローラーおよび車輪のためのサスペンション装置が公知である。これらの装置は、車輪軸に関して離心的に配設された担持軸を有しており、この担持軸を中心にして、車輪のハブが旋回可能である。弾性的な部材が、このハブを、固定された部材に対して支持している。この車輪が障害物に抗して走行する場合、このハブは、旋回運動を行い、このことによって、この車輪は、この障害物を回避する。
【0003】
これら公知のサスペンション装置の欠点は、全て所定の予め設定されたばね特性曲線に相応する、サスペンション挙動を達成する、場所を取らず且つ安いコストの実施形態を実施することの困難性にある。大抵、この予め設定されたばね特性曲線は、ばねの寸法設定を必要とし、このばねの寸法設定が、予め設定された構造空間において、格納され得ない。同様に、製造および組立ても、費用と労力がかかることは明らかである。何故ならば、構造が多数の部材から成っているからである。米国特許第5,493,755号明細書から公知のサスペンション装置は、伸縮性合成樹脂から成るばね部材を使用しており、このばね部材が、ねじりによって負荷されている。この実施形態は、大きな旋回角度を許容せず、且つそれに加えて、材料を、このばね部材の体積を最適に利用しない方法で負荷する。内側に存在する領域が、まだ最適に負荷されていないのに対して、外側の区域は過負荷の状態になる。
【0004】
従って、本発明の課題は、今ここで問題になっている当面の様式のサスペンション装置を、
必要な製造費用が、従来公知のサスペンション装置に比して減少され、
モジュール構造が可能であり、
且つ、サスペンションの特性曲線が、簡単な手段でもって変更可能である、
ように更に発展させることにある。
【0005】
この本発明の課題は、請求項1の典型的な特徴によって解決される。
【0006】
本発明は、サスペンション装置が、僅かの構造部材から、且つ大きな構造空間を必要とすること無しに、製造され得ることの利点を有している。ばね部材は、単に圧縮応力またはせん断応力で負荷される。反力支承部材として、例えば円形の断面を有する簡単な縦長の構造部材が使用される。車輪収容部において、ただ2つだけの穿孔が、この反力支承部材の収容のために必要である。どんなサスペンション機能も無い旧来のローラーに比して、構造部材における経費は、単に3部材だけ、即ちハブ本体、ばね部材、および反力支承部材だけ増大する。それに加えて、このばね部材は、サスペンション装置のモジュール構造に基づいて、このローラーの組み込みの際に、期待されるべき諸要件に相応して選択され得(ばね特性曲線)、且つ、後で、同様に僅かの経費でもっても、交換され得る。このばね部材の材料は、最適に交換され、その際、このハブ本体の区画された構造空間内における長い耐用期間の条件のもとで、大きな作業能力を有するサスペンション機能が実現され得る。
【0007】
次に、実施例に基づいて、本発明を詳しく説明する。
【0008】
以下に説明されるサスペンション装置1は、適宜に形成可能な車輪収容部によって担持される車輪7において実施され得る。
【0009】
図1による実施例は、サスペンション装置1を示しており、このサスペンション装置が、例えば、かじ取り足車として形成されたキャスター2に配置されている。この、垂直方向の軸線5を中心にして旋回可能なキャスター2は、車輪収容部3を有しており、この車輪収容部が、水平方向の軸線6(支持軸線)上で回転可能に支承された車輪7の担持のための、および、このサスペンション装置1の担持のための役割を果たす。このサスペンション装置1は、円筒形のハブ本体9、ばね部材19、および反力支承部材18を有している。この車輪7は、水平方向の軸線6に対して同心的に設けられた円筒形の穿孔8を備えられており、この陥入部が、このハブ本体9の収容部の役割を果たし、その際、このハブ本体9の外径が、この円筒形の穿孔8の内径よりもほんの少しだけより小さい。このハブ本体9は、2つの、間隔を保持された円筒形の軸受座10を備えており、これら軸受座が、2つの、有利にはころ軸受として形成された軸受15の収容のための役割を果たしており、その際、この軸受15が、この円筒形の穿孔8内において、ぴったりと精確に組み込まれている。このハブ本体9は、水平方向に指向する、円弧状のスリットの形をした空間11を有しており、この空間を通って、例えばロッドとして形成された反力支承部材18が貫通案内されている。この空間11内において、同様にばね部材19も格納されており、このばね部材は、例えば伸縮性合成樹脂として形成されており、且つ、この反力支承部材18と協動する。この空間11に対して間隔をおいて、このハブ本体9は、水平方向に指向する貫通孔12を有しており、この貫通孔が担持軸17の収容のために設けられており、この担持軸を用いて、この車輪7が、この車輪収容部3のフォーク状脚部4において固定可能である。それぞれのフォーク状脚部4は、この目的のために、水平方向に指向する第1の穿孔20を有しており、これによって、この担持軸17はこのフォーク状脚部4において固定可能となる。この第1の穿孔20に対して間隔をおいて、それぞれのフォーク状脚部4において、それぞれ1つの第2の水平方向に配設された穿孔21が設けられており、その際、この穿孔21は、反力支承部材18の収容および固定のために設けられている。通常の様式の固定手段は、このフォーク状脚部4における、この担持軸17、および、この担持軸17に対して平行に配設された反力支承部材18の固定のために使用される。このハブ本体9は、その際に、僅かな側方の遊隙を有して、これらフォーク状脚部4の間に配設されている。このサスペンション装置1の組み付け状態において、このばね部材19は、既に、反力支承部材18に軽い圧力でもって当接しているか、それとも、このばね部材19と反力支承部材18との間のより軽い組み付けの理由から、少量の遊隙が与えられている。この車輪7を負荷した場合、このハブ本体9、および従って、この車輪7は、旋回運動を実行し、従って、この空間11内において、形状一体的に格納されたばね部材19が、この固定式に配設された反力支承部材18対して押圧される。この収縮弾ぱつ工程(Einfederungsvorgang)において、このばね部材19は、変形し、且つエネルギーを収容する。この車輪7が除荷された場合、このばね部材19はエネルギーを放出し、従って、この車輪が、伸長弾ぱつ工程(Ausfederungsvorgang)のように、出発位置に帰還する。このばね部材19は、このばね部材19がハブ本体9にと同様に、車輪収容部3にも固定されているように、同様に構成され得る。
【0010】
図2および3に基づいて、サスペンション装置1の作用は、適切に説明可能である。キャスター2は、それぞれに、側面図において、および部分的に断面されて図示されている。この図2において図示されたキャスター2に対しては、如何なる支持力も作用していなく、これに対して、同じキャスター2が、図3による図示において、支持力に曝されており、この支持力は、車輪7の限定された旋回を、ハブ本体9でもって、担持軸17の水平方向の軸線6を中心にして作用する。最終的にこの車輪7に対して作用する支持力は、この車輪7を、図において右回りで、分量Aだけ上方に押圧し、その際、フォーク状脚部4内において支持されている反力支承部材18が、ばね部材19に対して押圧し、且つ、このばね部材を、少し、更に圧縮する。この車輪7に対して作用する支持力が僅かな場合、同様にこの車輪7はただほんの少しだけ回避運動し、且つ分量Aはより小さい。この支持力が、これとは逆に大きい場合、この支持力は、この車輪7の強度の回避運動、および、それに応じた強度なばね部材19の圧縮を生じさせる。このばね部材19の圧縮は、従って、この車輪7の衝撃を緩衝する緩衝作用を誘起し、従って、このサスペンション装置1が、有利な方法で、全体的に、このキャスター2の緩衝作用を、実際上、発生する諸衝撃および諸負荷の場合に生じさせる。
【0011】
図4は、その場合にハブ本体9が、2つの部分から成るように、および対称的に形成されおり、従って、車輪7が同様にただ1つだけの軸受15でもって備え付けられている実施例を示している。この例において、それぞれのハブ本体9のために、ばね部材19が設けられている。この部材でもって備え付けられた車輪7は、車輪収容部3内に、例えば、このことが図1から3までに説明されているように、組み込み可能である。
【0012】
図5および6は、1つの実施形態を示しており、この実施形態において、ハブ本体9が、2分割されており、且つ、このように形成されたハブ本体9の両方の半分体13は、同一であり、且つ、それぞれに、内側面において係止有歯部を有する1つの舌状部14、および外側面において係止有歯部を有する1つの舌状部14を備えており、その際、これら舌状部14が、軸受15の内側リング16内へのハブ本体9の両方の半分体13の組み込みの際に、この一方の半分体13の内側面において係止有歯部を有する舌状部14が、それぞれに、他方の半分体13の外側面における係止有歯部を有する、相対して位置している舌状部14内へと係合するように配設されている。微細に段付けされた係止有歯部は、ハブ本体9のただ1つだけの実施形態でもって、異なる幅の軸受15を使用することを可能にする。このばね部材19は、場所を取らない状態で、ハブ本体9の両方の半分体13の間に格納されている。この説明された配設は、1つの車輪7内に組み込み可能であり、且つ、このように形成された車輪7が、始めに記載した方法に相応して、車輪収容部3に固定可能である。
【0013】
選択的に、ばね部材19として、渦巻きばね(Schenkelfeder)が配置され得、この渦巻きばねの第1の端部がハブ本体9に係合しており、且つこの渦巻きばねの第2の端部は、担持軸17が十分な摩擦係合が得られ、または他の適当な方法で固定部材でもって結合されているように強固に巻回している。
【0014】
同様に選択的に、車輪7を必要としないこと、およびこの車輪7の機能を、少なくとも1つの軸受15に転用することは可能である。ただ1つだけの軸受15を車輪代用品として使用する際、その場合に、ハブ本体9は、2つの互いに中へ係止可能な半分体13によって形成されるべきであり(図5を参照のこと)、且つ、1つの軸受15の内側リング16内に組み込まれるべきである。この配設は、同様に、1つの車輪収容部3内に組み込み可能である。
【0015】
要するに、ただ1つのだけの反力支承部材18の代わりに、更に別のこの様式の部材を配置することは可能であり、その際、それぞれの反力支承部材18は、固定式に、適当に形成された車輪収容部3に配設されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】
2つの軸受を有する実施形態の分解図である。
【図2】
無負荷状態における、図1の側面図である。
【図3】
負荷された状態における、図2の側面図である。
【図4】
単独の軸受のための実施形態の分解図である。
【図5】
単独の軸受のための実施形態の分解図である。
【図6】
図5の側面図である。
Claims (9)
- 車輪収容部(3)によって担持された車輪(7)のためのサスペンション装置(1)であって、
このサスペンション装置が、少なくとも1つのハブ本体(9)を有しており、
このハブ本体が、この車輪(7)内に配設されており、且つこの車輪(7)と協動して、車輪収容部(3)に設けられている担持軸(17)を中心として、制限された状態で旋回可能に支承されており、
その際、この担持軸(17)が、この車輪(7)の支持軸線に対して間隔をおいて設けられており、
且つその際、少なくとも1つのばね部材(19)が設けられており、このばね部材が、少なくとも1つのハブ本体(9)と、このハブ本体(9)の旋回運動を緩衝する方法で協動する様式の上記サスペンション装置において、
車輪収容部(3)が、少なくとも1つの担持軸(17)に対して間隔をおいて設けられた反力支承部材(18)を担持しており、この反力支承部材に、少なくとも1つのハブ本体(9)が、少なくとも1つのばね部材(19)を用いて、支持されており、または支持可能であるように構成されていることを特徴とするサスペンション装置。 - 少なくとも1つのばね部材(19)は、圧縮負荷およびせん断負荷の収容のための役割を果たすように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のサスペンション装置。
- ハブ本体(9)は、少なくとも1つのばね部材(19)を収容のための役割を果たす空間(11)を有しており、この空間を通って、少なくとも1つの反力支承部材(18)が貫通案内されていることを特徴とする請求項1または2に記載のサスペンション装置。
- 空間(11)は、円弧状のスリットとして形成されていることを特徴とする請求項3に記載のサスペンション装置。
- ハブ本体(9)は、2つの組み合わせ可能な半分体(13)によって、形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載のサスペンション装置。
- ハブ本体(9)の半分体(13)は、係止不動的に互いに結合可能であるように構成されていることを特徴とする請求項5に記載のサスペンション装置。
- 少なくとも1つのばね部材(19)は、伸縮性合成樹脂として形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載のサスペンション装置。
- 少なくとも1つのハブ本体(9)は、軸受(15)内に格納されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載のサスペンション装置。
- 軸受(15)は、車輪(7)として形成されていることを特徴とする請求項8に記載のサスペンション装置。
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