JP2005522375A - 調整手段を備えた弾性継手を具備する車両用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用サスペンション装置のばね部材として機能する弾性エラストマ継手を提供する。
【解決手段】 継手（１）は、回転軸Ｙを規定し、弾性エラストマ材料により接続された内部補強部（２）と外部補強部（４）とを具備する。継手（１）は一方が外部補強部（４）により車両用車輪の軸と接続している縦振動アーム（４０）に固定されるように構成され、他方が内部補強部（２）により車両用シャーシに固定されており、Ｙ軸周囲で捻れ応力を受けると捻れ復元力に対抗するべく構成されている。外部補強部（４）は、縦振動アームに対し回転軸Ｙ周囲に設けた継手の角度調整手段（４１）を具備している。

Description

本発明は、弾性エラストマ継手を備えたサスペンション装置を具備する自動車車両アクセルに関するものである。

弾性エラストマ継手は、車両用シャーシとホイール間の「ばね」機能を確保するのに使用することができる。特に、欧州特許第０９５６９５４号に開示されるように、捻れ応力を受けたばねサスペンション機能を確実にして車両用シャーシの負荷を完全には吸収できない場合には、弾性エラストマ継手が貢献することが知られている。欧州特許第１０９０７８３号の明細書は、特に弾性エラストマ継手の捻れ応力によるシャーシ高さのドリフトを規制するために、このような弾性継手に関する問題を解決するための提案がなされている。これに関連して、欧州特許第１０９０７８３号は、この継手を車両に設置する際に最大圧縮変形に対応する最大圧縮限度変形に対応した最大変形下とすることにより、弾性エラストマ継手動作の機械的性質を安定化させる方法を提案している。したがって、これらの弾性エラストマ継手は、時間経過に渡ってその性質の優れた保持力を確保するために、車両に搭載する前に調整操作を行うことが必要となる。

これまで、車軸の一方を車両用シャーシに、他方をホイールに取り付けた後、材料を構成する集合体に従ったエラストマ材の、車両の質量と弾性材料の性質、特に硬質との両方に変化が生じることにより、多くの場合、車両用シャーシの公称高さに対する実高さに容認できない変化が生じてしまっていた。

本発明は、この状況を改善した。

本発明は、車両用サスペンション装置のばね部材として機能する弾性エラストマ継手に関し、この継手は、回転軸Ｙを規定しており、また、弾性エラストマ材料によって接続した内部補強部と外部補強部を具備している。この継手は、一方で、外部補強部を介して、車両用車輪のシャフトに接続している縦振動アームに固定されるように、他方で、内部補強部を介して車両用シャーシに固定されるよう、また、Ｙ軸内の捻れ力を受けた際に、捻れ復元力に対抗するように適合されている。

本発明の主要な特徴によれば、外部補強部は、回転軸Ｙ周囲における、縦振動アームに関連した継手の角度を調整する手段を具備している。

有利なことに、角度調整手段は、外部補強部の外周から半径方向に延びている。

本発明の一の好ましい実施の形態では、角度調整手段は、少なくとも１つの細長い穴を具備しており、該細長い穴は、Ｙ軸に中心決めされた円形の弧の形状を有しており、また、継手を縦振動アームに固定するために、縦振動アームの１つの穴と同じ高さに配置されるよう適合されている。

本発明の別の好ましい実施形態では、角度調整手段は、Ｙ軸上に中心決めされた円形の弧の形状の切欠部を具備した少なくとも１つの細長い穴を備えている。

角度調整手段は少なくとも２つの耳部を具備しており、さらに該耳部は、外部補強部の外周上にかけて半径方向に延びており、さらに、該耳部の各々が、細長い穴を備えていることが好ましい。

本発明の変形例では、角度調整手段が、少なくとも２つの穴を備えており、穴の一方が、回転軸Ｙに関連した縦振動アームの特定の角度位置のために、縦振動アームの穴に対応しており、また、穴の他方が、回転軸Ｙに関連した該縦振動アームの他の特別な角度位置のために、縦振動アームの別の穴に対応している。

角度調整手段は少なくとも２つの耳部を具備しており、この耳部は、外部補強部の外周から半径方向に延び、また、該耳部の各々が少なくとも２つの穴を備えていることが好ましい。

以下に示す図面は、本発明の実施形態を非限定的な方法で示す。

図面には、明確な性質を有する本質的な要素が含まれているため、記述の説明に役立つだけではなく、さらに、必要に応じて、本発明の定義にも寄与する。

図１中では、弾性エラストマ継手１には捻れ応力が全く付加されていない。弾性エラストマは、断面が円形の管状内部補強部２によって形成されており、それは例えば、ゴム製タイプの弾性スリーブ６によって包囲されており、この弾性スリーブ６が、断面が円形の管状の外部補強部４によって包囲されている。外部補強部４は、外方に突出した、たとえばフック形状の停止部８を具備している。

弾性材料が、安定応力として知られる捻れ応力Ｃ_Tに晒されると、内部補強部と外部補強部が相互に関連して、Ｙ軸周囲で回転する（矢印Ａで示した回転方向と、反対方向を追随する）。捻れ応力を解除する前には、クランプ要素が内部補強部２に固定され、内部補強部２から外部補強部４へと延び、外部補強部４の停止部８と接触する部分を具備している。

図３は、クランプ要素のより詳細な形状を示している。このクランプ要素は、概してＵ字型に曲げられたロッド１０で形成され、また、横材１４によって接続された２本の支柱１２を備えている。捻れ応力を解放する前には、１本の支柱１２が、スリーブ６から、また、外部補強部４から軸方向に突出する内部補強部の各端部に固定されている。支柱１２は、例えば、穴１６内の内部補強部に固定されている。図３の非限定的な例では、これらの支柱１２は、交互に対向して固定され、外部補強部を若干超える形で半径方向に延びているため、横材１４が、外部補強部４の外周にかけて滑動することができる。捻れ応力を解放した後に、エラストマ材料の復元捻れトルクＣ_Ｒによって、図２に示すように、横在と停止部８が相互に接合する位置へ移動される。

クランプ要素は、Ｕ字型の外形に曲げたロッドに限定されるものではない。したがって、クランプ要素を、外部補強部にて隣接して支持する、これ以外の任意の形状にて実現することが可能である。

図４、図５は、本発明のクランプ装置による第２の実施形態を示している。

弾性エラストマ継手１は、軸を車両用シャーシに固定するためのヨーク２２と、クランプ要素で形成されたクランプ装置とを備えている。

固定ヨーク２２は、図５に示すように、概してＵ字型に屈曲された、単体の鋳造部分によって形成されている。この屈曲部分は、支柱３０を形成している２つの部分で構成されており、２本の支柱の各々は内部補強部２の２つの軸端部と接触している。これらの２つの部品３０は、例えばナットとボルト２６、ワッシャ２８等の固定構造により内部補強部に接続されている。支柱３０を形成している２つの部分は、外部補強部を超える形で半径方向に延び、継手の回転軸Ｙと平行な横材２１を形成している部分によって接続されている。この横材２１を形成している部分は、回転軸Ｙと平行した縁上で外部補強部の方向に湾曲し、凹部２４を形成する。この凹部２４は、クランプ要素の片側、例えば矩形クランプ板２０の片側を受容することを目的としている。クランプ板の別の片側は、弾性材料が引張応力下に置かれると、外部補強部４の停止部８上に支えられるように配置される。クランプ要素は、一方で停止部８によって、他方で横材２１によって発せられた対向する圧縮力がかけられる。これらの圧縮力は、エラストマ材料に課せられる復元トルクの結果発生するものである。本発明の一の実施の形態では、クランプ要素の長さは、エラストマ・スリーブに所望の引張（または復元）トルクを付加する長さに選択される。

図６、図７は、本発明による第３の実施形態を示している。

この実施形態では、クランプ装置は、固定ヨーク２２とクランプ要素とによって形成されている。

固定ヨーク２２は、図４、図５に示した固定ヨークのものと同じ全体形状を有する。図６、図７の固定ヨーク２２は、さらに、横材２１を形成している部分、回転軸Ｙと平行したフック３２を形成している要素を具備している。図６、図７の実施形態において、この要素３２は、横材２１を形成している部分のカットアウト部を外部補強部の方向に屈曲することで形成されている。その一方で、外部補強部４は、先行の実施形態に従って、停止部８と、円周方向に若干突出したカム９とを具備している。

図６、図７に示すように、クランプ要素３４は、片側が湾曲し、もう片側がＳ字型の全体形状を有する矩形の板によって形成されている。この板は、片側で外部補強部４の停止部８を、もう片側でフック３２を形成している要素をフック留めするようになっている。

上述のとおり、このクランプ要素は、弾性エラストマ継手が捻れ応力に晒されると設置され、その長さは、上述したように、選択した捻れ応力（または復元力）の値に従って異なる。

弾性エラストマ継手に発せられた捻れトルクにより、クランプ要素を、一方で外部補強部の停止部８上に、他方で板２１のフック３２を形成している要素上にクランプ留めした状態に維持することが可能になる。当然ながら、クランプ要素には、一方で停止部８によって板の湾曲側部に、他方でフック３２を形成している要素によって他方の湾曲側部に発せられた、対向する捻れ力がかけられる。

図８、図９は、本発明の第４の実施形態を示す。

上述したように、クランプ要素は、固定ヨーク２２とクランプ要素３６により形成されている。固定ヨーク２２の全体形状は、図４、図５の固定ヨークの全体形状と同一のものである。

今回は、クランプ要素３６は、クランプ「円」として知られている円筒形ロッドである。固定ヨークは、支柱３０を形成する各部分の一縁部上に形成した切欠部３８を設けており、これらの２つの切欠部は、回転軸Ｙと平行して、相互に対向する。これらの切欠部３８は、外部補強部の弧を若干超えて半径方向に配置されているため、クランプ円３６が、外部補強部の停止部８と接することができる。換言すれば、この切欠部は、弾性エラストマ材料に捻れ応力がかけられると、停止部８と対向するように配置されている。

これにより、クランプ要素３６が、外部補強部の停止部８の摩擦によって、板の切欠部３８内に維持される。当然ながら、クランプ要素３６は、一方で切欠部３８内に維持され、他方で、エラストマ材料に発せられる捻れトルクによって、停止部８と対向して維持される。

本発明に従って、他のクランプ形態を開発可能であることは明らかである。したがって、他のクランプ要素も使用することが可能である。

弾性エラストマ継手は、サスペンション装置の、車両上に取り付ける部分を形成する。図１〜図９の実施形態において、クランプロッド１０、クランプ板２０、略Ｓ字型のクランプ板３４、クランプ円３６のようなクランプ要素は、弾性エラストマ材料が安定化捻れ応力下に置かれた後に位置決めされ、エラストマ材料上に生じた復元トルクにより弾性継手との固定状態に維持されるクランプ要素である。これらのクランプ要素は、サスペンション装置が車両に取り付けられると、また、車両がその車輪を地面と接して配置されると、外部補強部の停止部８との接合から自動的に解放される。当然ながら、その後、弾性継手は、復元トルクの逆捻れ応力がかけられる。発せられた捻れトルクは安定化捻れトルクと同一サインのものであり、絶対値における安定化捻れトルクよりも高い、またはこれと等しいため、この捻れトルクの解放には特別な動作は必要ない。さらに、復元トルクの逆捻れ応力下で、クランプ要素が解放され、重力によって自動的に復元される方法で、弾性継手がサスペンション装置上に取り付けられ、また、サスペンション装置が車両上に取り付けられている。

したがって、実質的に内部補強部に設けた穴の垂直方向下にあたるロッド１０の重心位置により、クランプロッド１０が、内部補強部の穴から、また、停止部８上のその設置から解放され、さらに、クランプ板２０が、凹部２４から、また、停止部８上のその設置から解放され、さらに、クランプ円３６が、切欠部３８から、また、停止部８上のその設置から解放され、また、クランプ板の略Ｓ字型３４を有する片側が、停止部８上のその設置から解放され、もう片側が、フック３２を形成している要素にフック留めされた状態で残る。クランプ板３４の、停止部８上の設置から解放された側は、外部補強部が復元トルクの逆ねじれ応力にさらされる際にカム９によって制御されるカムパスを示す。カムによりクランプ板のこちら側に生じた摩擦により、クランプ板３４の他方側がフック留めから解放される。

図１０〜図１４は、図１〜図９の実施形態と組み合わせできる、あるいはこれらと共に使用できる、位置調整を行う装置を提案する。図１０〜図１３の非限定的な例証において、図１０〜図１３の実施形態によって図１〜図９の実施形態の可能な補助性を強調するように、図２の実施形態を維持するべく選択されている。

図１〜図９の使用可能な実施形態に従って、弾性エラストマ継手に捻れ応力がかけられると、この弾性継手の軸の残り部分への取り付け、さらに、一側部における車両用シャーシへの、また、他側部における車両の車輪のシャフトへの軸の取り付けによって、車両用シャーシの実高さおよび／またはその水平性が確実に得られるようになるわけではない。

本発明は、特に、弾性継手において調整を行うための装置を提案する。

図１〜図９に示すように、弾性エラストマ継手に捻れ応力が付加されると、弾性継手の硬性曲線が確立される。実質量に関連したこの硬性曲線のために、弾性継手を、本発明の調整装置によって、他の軸の要素に関連して位置決めすることが可能になる。そのため、車両用シャーシの高さを、軸を車両に取り付ける前に選択することが可能になり、また、軸を車両に取り付ける前に事前調整を行うことで、該車両用シャーシの高さを得ることが可能になる。したがって、車両の質量、および車両に設けられた継手に関係なく、全ての車両の実高さを同じにすることができる。

その一方で、この調整装置を用いればさらに、エラーが生じた場合、または車両の質量が予想された質量と一致しない場合に遡及調整を行うことが可能である。

図１０によれば、弾性エラストマ継手は、図１〜図３に関連して既述の、内部補強部２、エラストマ材料スリーブ６、外部補強部４を具備している。さらに、外部補強部４は、弾性継手１を、車両の車輪の支持要素に接続するための環状調整装置４１を具備しており、これ以降、該支持要素を「縦振動アーム」と呼ぶ。

断面が矩形の管でもよいこの縦振動アームは相互に平行した２つの側部を備えており、この２つの側部は、外部補強部を封入できるように円形の弧の形状に機械工作されている。さらに、少なくとも片側には、円形の弧を超えた場所に位置決めされた２つの穴が設けられている。

角度調整装置４１は、外部補強部の外周を超えて半径方向に延びた２つの耳部４４を具備している。これら２つの耳部は、Ｙ軸周囲で回転することでお互いから離れる。さらに、２つの耳部の各々は、円形の弧の形状をした細長い穴４６を具備している。そのため、縦振動アームは、まず、穴４２から細長い穴４６内にボルトを挿入することで、弾性継手と接続する。各々のボルトは、関連する細長い穴により規定された経路を示す。そのため、縦振動アームは、回転軸Ｙの周囲で、細長い穴の長さによって画定される角度αで回転することができる。縦振動アームは、回転によって調整されると、ボルトと協働するナットによって弾性継手１に固定される。

図１１に、角度調整装置の別の実施形態を示す。縦振動アームは、図１０に従って既述した全体形状を有する。

したがって、図１０の角度調整装置の円形の弧形状に設けられた細長い穴の代わりに、円形の弧内に切欠部４を設けた細長い穴を採用している。図１１の例では、２つの切欠部によって、縦振動アーム４０の固定穴の３つの位置を定義することが可能になる。

図１２による第３の実施形態では、角度調整装置は２つの耳部４４を具備しており、この耳部の各々には、例えば、左右互い違いに配置した３つの耳穴５１、５３、５５のような１組の穴が貫通している。その一方で、縦振動アーム４０は、概略、図１０に示すとおりである。上述したアームに設けられた２つの穴の代わりに、各々が特定数の穴で構成されている２組のアーム穴、例えば、左右互い違いに配置した３つのアーム穴を採用している。縦振動アームを外部補強部の反対側に配置しながら、回転軸Ｙに関連して回転可能にする場合には、各耳部４４の１つの穴を、対応する該１組のアーム穴のうち１つの穴、例えば穴５４に適合する穴５５の上に配置する。回転軸Ｙに関連したこの縦振動アームの特別の角度位置においては、別の耳穴はアーム穴の上に重ねられることはない。各耳部の別の穴を、対応するアーム穴の組の別の穴の上に配置するためには、縦振動アームの位置を、Ｙ軸周囲の回転によって変更する必要がある。対応するアーム穴の組の最終穴の上に配置する、各耳部の最終穴についても同様に当てはまる。該耳穴の組の第１穴の上に配置したアーム穴の組の第１穴と、該耳穴の組の最終穴の上に配置した耳穴の組の最終穴との間で、縦振動アームがＹ軸の中心で角度αによって旋回する。このシステムは、左右互い違いに配置した穴を備えたシステムとして知られている。

図１３は、本発明に従い、図１０〜図１２に示したような角度調整装置４１の穴を通るナットとボルトのシステム６２によって、縦振動アーム４０に固定した弾性継手１を示している。その一方で、弾性継手１は固定ヨーク２２に固定されており、この固定ヨーク２２の上方板２１上には、固定手段を車両用シャーシへの通過を許すための４つの穴６０が設けられている。

角度調整装置は、ここで示した様々な実施形態に限定されるものではなく、変形実施形態に従って考慮することが可能である。

図１４は、Ｙ軸に対して垂直な平面Ｐ（描画平面）に位置している。平面Ｐ’は、車両用シャーシと固定ヨーク２２の間の接触平面を画定し、また、平面Ｐ’はＹ軸と平行している。角度調整装置により、平面Ｐに位置し、平面Ｐ’と平面Ｒにより形成された二面角によって定義された角度βを調整することが可能になり、該平面ＲはＹ軸と車輪７０の軸を通過している。車両に取り付ける前の軸要素の組み立て最中に得られたこの角度βは、ユニット２２、１、４０を車両に一旦取り付けると、この角度が、車両用シャーシが特定の高さになるべく或る値に接近するように選択することができる。この角度は、特に、車両の実質量に関連した弾性継手の硬性に関するデータの知識から選択される。これらのデータは、社慮質量の関数としての、弾性継手の硬性曲線の形状で表すことができる。先行の弾性継手の調整（または捻れの付加）の場合、この曲線は、この動作中に、異なる捻れトルク値の検査を行うことで得ることができる。

したがって、車両用シャーシの高さは、ユニット２２、１、４０を車両上に取り付ける前に選択することが可能であり、また、軸を車両上に取り付ける前に、事前調整によって求めることができる。

その一方で、ユニット２２、１、４０の車両用シャーシへの取り付け後にもこの調整を実施することが可能である。この調整は、「取り付け後調整」と呼ばれる。

本発明は、記述した実施形態のみに限定されるものではない。当業者には、本発明を他の変形にまで拡大し得ることは明らかであろう。

したがって、弾性継手上の角度調整装置は、図１〜図９に示したもののような応力にさらされた弾性継手に関連して記述される。しかしながら、この弾性継手上の角度調整装置自体が、別個に実施可能な１つの発明を形成する。

本発明の第1の実施形態による弾性エラストマ継手を示す図である。 安定化捻れ応力下にあり、図１のクランプ装置によってクランプ留めされた弾性エラストマ継手を示す図である。 クランプ留めした図２の弾性エラストマ継手を示す断面図である。 安定化捻れ応力下にあり、本発明の第２実施形態によるクランプ装置によってクランプ留めされた弾性エラストマ継手を示す図である。 図４による弾性エラストマ継手を示す側面図である。 安定化捻れ弾性エラストマ継手を示す図である。 図６による弾性エラストマ継手をしめす側面図である。 安定か捻れ応力下にあり、本発明の第４実施形態のクランプ装置によってクランプ留めされた弾性エラストマ継手を示す図である。 図８による弾性エラストマ継手を示す側面図である。 本発明の第１実施形態による調整装置を具備した弾性エラストマ継手を示す図である。 本発明の第２実施形態による調整装置を具備した弾性エラストマ継手を示す図である。 本発明の第３実施形態による調整装置を具備した弾性エラストマ継手を示す図である。 図１０〜図１２のうち１つによる調整装置を具備した弾性エラストマ継手を下方から示す図である。 弾性エラストマ継手を具備した軸を示す図である。

符号の説明

１ 弾性エラストマ継手
２ 管状内部補強部
４ 管状外部補強部
６ 弾性スリーブ
８ 停止部
１０ ロッド
１２ 支柱
１４ 横材
２０ 矩形のクランプ板
２１ 横剤を形成する部材
２２ ヨーク
２４ 凹部
２６ ナットとボルト
２８ ワッシャ
３０ 支柱を形成する部分
３２ フックを形成する要素
３４ クランプ板
３６ クランプ要素
３８ 切欠部
４０ 縦振動アーム
４１ 角度調整装置
４２ 穴
４４ 耳部
４６ 細長い穴
４８ 切欠部を設けた細長い穴
５０、５２、５４ 穴
５１、５３、５５ 耳穴
６０ ４つの穴
７０ 車輪の軸
Ｐ 描画表面
Ｐ’、Ｒ 平面
β 角度

Claims (7)

1. 車両用サスペンション装置のばね部材として機能する弾性エラストマ継手であって、前記継手（１）は、回転軸Ｙを規定し、弾性エラストマ材料により接続された内部補強部（２）と外部補強部（４）とを具備しており、前記継手（１）は、一方で、前記外部補強部（４）により、車両用車輪の軸と接続している縦振動アーム（４０）に固定されるように構成され、他方で、前記内部補強部（２）により、車両用シャーシに固定されており、さらに、Ｙ軸周囲で捻れ応力を受けると捻れ復元力に対抗するべく構成されており、
   前記外部補強部（４）が、前記縦振動アームに対し回転軸Ｙ周囲に設けた前記継手の角度調整手段（４１）を具備していることを特徴とする弾性エラストマ継手。
2. 前記角度調整手段（４１）が、前記外部補強部（４）の外周から半径方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の弾性エラストマ継手。
3. 前記角度調整手段（４１）が、少なくとも１つの細長い穴（４６）を具備しており、該細長い穴（４６）は、Ｙ軸に中心決めされた円形の弧形状を有しており、かつ、前記継手を前記縦振動アームに固定するために、前記縦振動アームの１つの穴と同じ高さに配置されるよう構成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の弾性エラストマ継手。
4. 前記角度調整手段（４１）が、Ｙ軸上に中心決めされた円形の弧形状の切欠部（４８）を具備した少なくとも１つの細長い穴を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性エラストマ継手。
5. 前記角度調整手段（４１）が少なくとも２つの耳部（４４）を具備しており、該耳部が、前記外部補強部（４）の外周上にかけて半径方向に延びており、かつ、該耳部の各々が、細長い穴（４６、４８）を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の弾性エラストマ継手。
6. 前記角度調整手段（４１）が、少なくとも２つの穴（５１、５３）を備えており、前記穴の一方が、回転軸Ｙに対し縦振動アームの特定の角度位置のために、縦振動アームの穴に対応しており、また、前記穴の他方が、前記回転軸Ｙに対し該縦振動アームの 別の特別な角度位置のために、前記縦振動アームの別の穴に対応していることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の弾性エラストマ継手。
7. 前記角度調整手段（４１）が少なくとも２つの耳部（４４）を具備しており、前記耳部が、前記外部補強部（４）の外周から半径方向に延び、また、該耳部の各々が少なくとも２つの穴（５１、５３）を備えていることを特徴とする請求項６に記載の弾性エラストマ継手。
   

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