JP2010517860A - 車両用の主空気ばねと副リーフサスペンション - Google Patents

Abstract

シャーシレールとそれに対して実質的に直交に配置される縦走する車軸とを有する車両用のサスペンション。車両サスペンションは車両のシャーシと車軸との間を連結する、主の空気反応性のばねを有する。主のばねはエアヘルパー式のばねを囲むコイルばねにできる。副の板ばねは、副の回動連結器で車両のシャーシに回動連結するための第１の端部と、車軸に連結するための第２の端部とを有する。副の板ばねの従長の構成は車両のシャーシレールに対し角を形成して転置されるように配置されうる。
【選択図】図８

Description

［関連出願］
本出願は、２００７年２月７日に出願された米国仮特許出願第６０／９００，７９６号と、２００７年４月３日に出願された米国仮特許出願第６０／９２１，８８１号と、２００７年９月２１日に出願された米国仮特許出願第６０／９９４，７７９号の出願日の利益を要求し、２００６年６月１８日に出願された米国仮特許出願第６０／８１４，５１８号の一部継続出願である米国を指定する２００６年６月１８日に出願された国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０１４２９０の一部継続出願である。これらの特許出願における開示は、引用によって本明細書中に取り込まれる。

本発明は一般的には車両用のサスペンションシステムに関し、特に、独立型及び準独立型のサスペンションシステムで使用可能なリーフ式サスペンション配置に関する。

板ばねのシステムは車軸車両のサスペンション用に長年用いられてきた。車両用の板ばねのサスペンションシステムの中心要素は、矩形断面を有する円弧形状長のばね鋼鉄材として構成される「半楕円」ばねと呼ばれる。円弧の中心には、車両の車軸に結合するための配置が設けられる。端部には、車両本体にばねを取付けるための連結器の穴が設けられる。大型車両のために、板ばねは異なる長さのばねの層を形成するように互いに重ねられる。板ばねは更に大型の商用車両及び客車に用いられる。超大型車両の場合には、板ばねは車両のシャーシの大部分にわたって負荷を拡散するという利点を提供する。一方、コイルばねは負荷を単一点に伝達する。

公知のホチキス駆動は、その名称はフランスの自動車会社ホチキス（Ｈｏｔｃｈｋｉｓｓ）に由来し、その端部で各半楕円板ばねの中心に連結される中実の車軸を用いる。この形式の駆動配置を用いるのは多数の問題がある。第１に、この駆動システムは高いアンスプラング質量によって特徴付けられる。更に、中実の車軸の使用は連結した左／右ホイールの運動を生じる。きつい旋回及び高速加速中に、この既知のシステムは垂直偏向とワインドアップを受ける。

ホチキスシステムに付随する問題を取扱う、ある従来技術の試みは、中実の車軸の各端部で平行な板ばね配置を用いている。この既知の配置は力のポップの低下という形態で、向上した車軸制御を提供する。この既知の配置の他の利点は、ステアリング、自動負荷平準化及び全車両重量の下での回転を含み、フレーム変化がホチキスシステムから変換されるのを要求しない。しかしながら、既知の平行な板ばね配置は中実の車軸を用い、ひいては独立型サスペンションの利益を提供しない。更には、この既知の配置は、高いアンスプラング質量の不利に悩まされる。

ドディオン式チューブの車両サスペンション配置は準独立型サスペンションの形態であり、ホチキス駆動に対する改善を構成する。この型のサスペンションにおいては、自在継手はホイールハブ及び差動装置で用いられ、平行に逆側のホイールを維持する中実の管状梁が更に設けられる。ドディオン式チューブはシャーシに直接的に連結されず、屈曲を意図していない。

ドディオン式のサスペンションの利点はホチキス駆動と比較してアンスプラング重量における低下を含む。これはシャーシに差動装置を連結することによって得られる。更に、サスペンション無負荷中のキャンバ変化がない。両ホイールのキャンバが０度で設定されるため、広範なタイヤからの牽引が改善され、高動力操作下でのホイールのポップは独立型サスペンションと比較して低下する。しかしながら、ドディオンチューブはアンスプラング重量を付加する。

従って、板ばね技術を用いる場合に、独立型サスペンションの利点を提供する車両サスペンション配置を提供することが本発明の目的である。

板ばね技術を用いて、低下した慣性効果のための低減したアンスプラング質量及び改善した車両ハンドリング応答を更に提供する車両サスペンション配置を提供することが本発明の別の目的である。

板ばね技術を用いて、低減したサスペンション慣性を提供する車両サスペンション配置を提供することが本発明の更なる目的である。

板ばね技術を用いて、低減したノイズ、振動及びハーシュネス（ＮＶＨ）を提供する車両サスペンション配置を提供することが本発明の更なる目的である。

板ばね技術を用いて、低減した外側性のホイール振動を提供する車両サスペンション配置を提供することが更なる本発明の目的である。

板ばね技術を用いて、車軸ブラケットでの低減した側面ワインドアップを提供する車両サスペンション配置を提供することが本発明の更なる目的である。

板ばね技術を用いて、低減した前方及び後方移動を提供する車両サスペンション配置を提供することが本発明の更に別の目的である。

板ばね技術を用いて、非対称のホイール移動中に準独立型サスペンションの効果を提供する車両サスペンション配置を提供することが本発明の更なる目的である。

コイルばね要素と組み合わせた板ばね技術を用いる車両サスペンション配置を提供することが本発明の更なる目的である。

前述及び他の目的は、シャーシレールと、当該シャーシレールに対し実質的に直交に配置された縦走する車軸とを有する形式の車両用の車両サスペンション配置を提供する本発明によって得られる。本発明によると、車両サスペンション配置は、車両のシャーシと縦走する車軸との間を連結するための空気圧反応性の主のばねで提供される。平面が従長の構成と、副の回動式連結器で車両のシャーシに回動連結するための第１の端部と、車軸に連結するための第２の端部とを有する副の板ばねが更に設けられる。副の板ばねの平面が従長の構成は、シャーシレールに対し角を形成して転置されるように配置される。

一実施例においては、空気圧反応性の主のばね及び副の板ばねの第２の端部がそれぞれ、縦走する車軸の各長軸領域で前記縦走する車軸の各上方部分と接続する。更に、副の板ばねの平面が従長の構成が、車両のシャーシレールに対し実質的に平行になるように配置される。

更なる実施例においては、副の板ばねと接続するために支点が更に設けられ、本発明の特定の例示的な実施例においては、支点は設定可能な弾性特性を有する活性材料で形成され、特に支点の弾性特性が、そこへの電気エネルギの印加に応じて設定可能である。

本発明の更なる実施例においては、支点は副の板ばねに沿って能動的に転置可能であり、いくつかの実施例においては、副の板ばねに沿って転置するための駆動配置が設けられる。駆動配置は電気起動しても良く、他の実施例においては、流体動作させてもよい。支点は、いくつかの実施例においては支点を支持する支点受けによって支持され、車両のシャーシに連結される。

本発明の更なる態様によると、シャーシレールと、シャーシレールに対し実質的に直交に配置された縦走する車軸とを有する形式の車両用の車両サスペンション配置が提供される。車両サスペンション配置は空気圧に反応する弾性特性を有するエアアシスト式の主のばねで提供される。エアアシスト式の主のばねは、主の連結器で車両のシャーシに連結するための第１の部分と、縦走する車軸に連結するための第２の部分とを有する。平面が従長の構成と、副の回動式連結器で車両のシャーシに回動連結するための第１の端部と、縦走する車軸に連結するための第２の端部とを有する副の板ばねが更に設けられる。

本発明のこの更なる態様の一実施例においては、副の板ばねの第１の端部と車両のシャーシとの間の距離を変えるための高さ調整配置を更に設けている。

更なる実施例においては、副の板ばねのばね定数特性を変更するための支点が更に設けられている。既述のように、支点は、本発明のいくつかの実施例においては、副の板ばねに沿って能動的に転置可能である。他の実施例においては、副の板ばねに沿って支点を転置するための駆動配置が更に設けられる。このような駆動装置は電気的あるいは流体的に起動されてもよい。更に述べたように、支点は、いくつかの実施例においては支点を支持する支点受けによって支持され、車両のシャーシに連結される。

本発明のこの更なる態様の一実施例においては、副の板ばねの第２の部分と縦走する車軸との中間に配置された回動連結配置が設けられる。回動連結配置は回転軸継手配置及び板ばね要素でシステム内部負荷を低下させる更なる運動度を可能にする。

更なる実施例においては、第１及び第２の端部の中間の副の板ばねの領域中の支点の場所で副の板ばねと接続するために支点が設けられる。支点転置配置はいくつかの実施例においては、第１及び第２の端部の中間の副の板ばねの領域内で支点の場所を変えるのに役立つ。

本発明のある実施例においては、空気圧反応性のサスペンション要素と協働する主の板ばねが設けられる。主の板ばねは第１の主の回動連結器で車両のシャーシに回動連結するための第１の端部と、第２の主の回動連結器で車両のシャーシに回動連結するために、第１の端部から遠位にある更なる端部とを伴う平面が従長の構成を有する。縦走する車軸に連結するための第２の部分は、主の板ばねの第１及び更なる端部の中間に配置される。

本発明の有利な実施例においては、主の板ばねの第２の部分と縦走する車軸との中間に配置される回動連結配置が設けられる。

本発明の更なる実施例によると、主のばねは空気圧反応性の弾力性要素と協働するように配置された主のコイルばねである。主のコイルばねはシャーシに連結するための第１の端部と、縦走する車軸に連結するための第１の端部から軸方向に遠位に配置される第２の端部とを有する。

本発明の理解力は添付された図を併用して以下の詳細な説明を読むことによって促進される。

図１は、本発明の特定の例示的な実施例の斜視図である。 図２は、図１の実施例の側方平面図である。 図３は、本発明の更なる特定の例示的な実施例の斜視図である。 図４ａ及び４ｂは、それぞれ、本発明の原理により構成された回転継手配置の側方平面図及び一部断面の正面平面図の単純化した概略図である。 図５ａ及び５ｂは、本発明の原理により構成されるサスペンションシステム（図５ａ）及び従来技術のサスペンション配置（図５ｂ）の単純化した図であり、双方がシミュレーション化した静的加速状態である。 図６ａ及び６ｂは、本発明の原理により構成されるサスペンションシステムと、図５ｂの従来技術のサスペンション配置の単純化した図であり、双方がコンピュータシミュレーション化した静的制動状態である。 図７は、第１段階の板ばねを伴う、本発明の原理により構成されるサスペンションシステムの側面図の単純化した概略図であり、更に第２段階の下方の板ばねと接続するように配置される支点４１４と共に、車軸の中心の経路を更に示している。 図８は、除去された第２段階の下方の板ばねの支点と実質的に等価なコイルばね、又は空気ばねからなる第１段階と共に、本発明の原理により構成されるサスペンションシステム４３０の側面図の単純化した概略図である。 図９は、コイルばね又は空気ばねからなる第１段階を伴う、本発明の原理により構成されるサスペンションシステムの側面の単純化した概略図であり、選択的に支点が第２段階の下方の板ばねに接続するように配置され、第１段階に選択的に配置されたばね板を更に示している。 図１０は、主のばね又は副の段階を押抜するのに用いられうるクリップブラケットの単純化した概略図である。 図１１ａ、１１ｂ、及び１１ｃは、静止車両の乗降に有用である本発明より構成された高さ制御配置の単純化した概略側面図であり、図１１ａはブロック及びライン形態での単純化したシステム制御配置を示している。 図１２は、本発明によって構成される、展開されたサスペンション配置の単純化した概略平面図であり、副の板ばねは主の板ばねに対し角度をつけて取付けられるように示されている。 図１３は、副のばね定数の剛性の変動を生成するための制御された方法で回転するために能動的又は受動的にできる、本発明によって構成される様々な位置の支点バンパの単純化した概略の斜視図である。 図１４は、図１３の可変位置の支点バンパの単純化した概略平面図である。 図１５は、特に車両（図示せず）が静止状態である場合に、得られうる車両の高さの変化を例示するのに有用な、図１４の可変位置の支点バンパの単純化した概略図である。 図１６は、主の段階の板ばねに対し所定の角度で配置される副のヘルパー段階の板ばねを有するサスペンション配置の特定の例示的な実施例の単純化した概略平面図である。 図１７は、図１６の実施例の単純化した概略側面図である。 図１８は、本発明の特定の実施例の実行時に有用な従来技術の気体ばねの単純化した概略図である。

図１は、本発明の特定の例示的な実施例の斜視図である。この図に示されるように、車両サスペンションシステム１００はシャーシ１１０として一般的に指定されるシャーシを有している。シャーシは横断装具１１６及び１１８によって互いに連結された実質的に平行な一対のシャーシレール１１２ａ及び１１２ｂを有している。

差動駆動配置１２０はシャーシに固定連結され、駆動シャフト１２２の回転運動をハーフシャフト１２５ａ及び１２５ｂで実質的に直交となる回転運動に変換する。各ハーフシャフトは差動駆動配置に対し近位及び遠位となるように配置される、協働する一対の自在継手（特に指定せず）を有する。従って、ハーフシャフトは、その各々が付随する長軸（図示せず）を有し、特に近位の自在継手の動作によって、軸横断的な運動に対応する。

ハーフシャフト１２５ａ及び１２５ｂは、それらの遠位端部で各々の板ばね１３０ａ及び１３０ｂに連結されるように示される。板ばね１３０ａによると、例えば、板ばねは本発明のこの特定の例示的な実施例において、その前方端部でブラケット１３２ａに回動連結される。その後方端部では、板ばね１３０ａは連結具１３４ａに回動連結される。この図に示されるように、本発明のこの特定の例示的な実施例において、その前方端部でブラケット１３２ａに更に連結される半板ばね１３６ａが更に設けられる。その後方端部では、半板ばね１３６ａはハーフシャフト１２５ａの遠位端部に連結される。半板ばね１３６ａは本発明のこの特定の例示的な実施例において、支点１３３ａに係合するように示される。

ダンパ１４２によって横断装具１１６に、及び、更なるダンパ１４４によって横断装具１１８に連結される横梁１４０が更に設けられる。横梁１４０は連結具要素１５２及び１５４が付随する回動部材１５０をその上に設置する。連結具要素はブラケット（特に指定せず）を介して横断装具１１８に取付けられる。

図２は、図１の車両サスペンションシステム１００の実施例の側方平面図である。既述の構成要素は同様に指定する。この図において示されるように、板ばね１３０ａ及び半板ばね１３６ａは、それらの各前方端部でブラケット１３２ａにそれぞれ連結される。ブラケット１３２ａでは、板ばね１３０ａは回転軸１６０で回動連結され、半板ばね１３６ａは回転軸１６２で回動連結される。本発明のこの特定の例示的な実施例において、回転軸１６０及び１６２は、シャーシレール１１２ａに対し固定されるブラケット１３２ａに固定される。他の実施例において、及び、以下に示されるように、シャーシレール１１２ａに対し、ブラケット１３２ａ、及びいくつかの実施例においては回転軸１６２のみを転置する機構（この図では図示せず）が設けられる。このような回転軸の転置は、板ばね１３０ａ及び半板ばね１３６ａの合成ばね定数の有利な調整を可能にする。更に、このような転置は停止時の車両（図示せず）の高さを調整するのに有用であり、例えば、貨物及び乗客（図示せず）の乗降を促進する。

図３は、本発明の更なる特定の例示的な実施例の斜視図である。既述の構成要素は同様に指定する。この図において示されるように、車両サスペンションシステム１７０は、板ばね１７１と半板ばね１７２とを有する。図１及び２の実施例と対照的に、板ばね１７１はハーフシャフト１２５ｂの下側に連結されるように配置される。半板ばね１７２はハーフシャフト１２５ｂの上側に連結される。

板ばね１７１は、本発明のこの特定の例示的な実施例において、ブラケット１７５に連結される。半板ばね１７２はブラケット１８０でシャーシレール１７７に連結される。ブラケット１８０はシャーシレール１７７に配置されるように示されている。この実施例においては、半板ばね１７２が支点の場所１８２にシャーシレール１７７を通って延在するように配置されることは特に注目すべきである。この実施例の配置は有利には、リーフ式サスペンションシステムが車両に設置された場合の、可視できる範囲を有利に低減する。

図４ａ及び４ｂはそれぞれ、本発明の原理により構成された回転継手配置２００の側方平面図及び一部断面の正面平面図の単純化した概略図である。既述の構成要素と似た対応を有する構成要素はこの図において同様に指定される。図４ａによると、前述のように、本発明のこの特定の例示的な実施例において、その前方及び後方端部で回動連結される板ばね１３０ａが設けられると理解されよう。連結部材２１４での更なる回動支持具２１３の遠位にあるその端部での回転軸取付台２１２に更に回動連結される半板ばね２１０が更に設けられる。連結部材自体は車軸シャフト２１５に連結される。半板ばね２１０は本発明のこの特定の例示的な実施例においては、支点２１６に係合するように示されている。

図４ａは更に回転軸連結台配置２２０を例示し、板ばね１３０ａは図４ｂに対して以下に述べるように、クランプ部材２２２及び２２４間で固定して留められる。更に図４ａによると、クランプ部材２２４は、自身が連結器２１４と係合される回転軸継手２２６に連結される。この配置は、回転軸継手配置及び板ばね要素上のシステム内部負荷を低減する更なる動作の度合を許容する。

図４ｂは、本発明の原理により構成される回転継手配置２００の一部断面の正面平面図の単純化した概略図である。既述の構成要素と似た対応を有する構成要素はこの図において同様に指定される。この図においては、板ばね１３０ａ（断面的に示される）はボルト２３０の動作によって、クランプ部材２２２及び２２４間に固定して留められることが理解されよう。

回転軸継手２２６は図４ｂに示され、２１４ａ及び２２４ａという２の回転軸部分で形成される。特に、回転軸部分２１４ａは連結器２１４（この図で特に指定せず）に連結され、回転軸部分２２４ａはクランプ部材２２４に連結される。回転軸部分は本発明のこの特定の例示的な実施例においては、ヒンジのような方法でこの本発明の実施例においては回動係合される。従って、この実施例においては回動動作は板ばね１３０ａの上下運動のような方法で長軸方向に配向される。

図５ａ及び５ｂは、本発明の原理により構成されるサスペンションシステム２００（図５ａ）及び例示的な従来の平行リーフ式サスペンションである従来技術のサスペンション配置３００（図５ｂ）の単純化した図であり、双方がコンピュータシミュレーション化した静的加速状態で表示される。既述の構成要素はこの図においては同様に指定する。図５ａ及び５ｂは、加速の効果の比較を促進するために互いに近くにシミュレートする。図５ｂの従来技術の実施例は、図５ａに示される半板ばね２１０の構成上の等価物を具えないことが理解されよう。

図５ａに見られるように、板ばね１３０ａは車両（図示せず）が矢印２０１によって示される方向に移動する時に、シミュレートされた車両の加速中本質的に歪みのないままである。一方、従来技術のサスペンション配置３００は、矢印３０１の方向にシミュレートされた車両の加速中、板ばね３０２に歪みを示し、板ばね３０２の領域３１３は下方に歪み、領域３１４は上方に歪む。この状態は通常、「側面ワインドアップ（side view windup）」と呼ばれ、加速中に許容されない力のホップ状態、並びに、車軸制御の不利な低下を生じさせる。

図６ａ及び６ｂは図５ａのサスペンションシステム２００と、図５ｂの従来技術のサスペンション配置３００の単純化した図であり、双方がコンピュータシミュレーション化した静的制動状態である。既述の構成要素はこの図においては同様に指定する。図６ａに示されるように、板ばね１３０ａは矢印２０１の方向にシミュレートされた加速中、実質的に基線にあるままである。一方、図６ｂは板ばね３０２が顕著な側面ワインドアップを起こすことを示している。板ばね３０２の領域３１３は顕著に上方に歪み、領域３１４は下方に歪む。板ばね３０２がこのシミュレーションにおいて示されるようにワインドアップされる場合、そのばね定数は他のサスペンションパラメータと同様に有意に変更され、特に制動が不均等あるいは凹凸のある表面（図示せず）で行われる場合、制御の低下が生じる。

図７は第１段階の板ばね４１０を伴う、本発明の原理により構成されるサスペンションシステム４００の側面図の単純化した概略表示であり、更に第２段階の下方の板ばね４１６と接続されるように配置される支点４１４と共に曲線矢印４１２によって示されるような、車軸４１１の中心の経路を更に示している。この図で表示された本発明の実施例は、回動連結器４１４で第１段階の板ばね４１０に回動連結される。

図８は本発明の原理により構成されるサスペンションシステム４３０の側面図の単純化した概略図である。既述の構成要素はこの図において同様に指示される。この図において、コイルばね４３５からなる第１段階が例示され、特定の実施例においては、従来の空気ばね（図示せず）によって置き換えられてもよい。本発明の更なる実施例においては、コイルばね４３５は図示のように、コイルばねとヘルパー式の空気ばね４３６の組合せを構成してもよい。ヘルパー式の空気ばねは、この図の実施例においては、コイルばね内に含まれる。しかしながら、他の実施例においては、空気ばねは第１段階として用いられ、この図の実施例においては、コイルばね４３５は図７の実施例の第１段階の板ばね４１０と、機能的に実質的に等価である。しかしながら、以下に述べられるように、コイルばねの使用は車軸の経路の変動を生じる。

第２段階の下方の板ばねの支点４１４は除去されるが、それにもかかわらずその使用が、本発明のこの特定の例示的な実施例においては選択的であることを示すために、仮表示で例示される。その使用は車両（図示せず）の幾何学的ニーズに依存する。

この実施例においては、車軸４１１の中心の経路は曲線矢印４３７によって示される。曲線矢印４１２は、図７の実施例における車軸の中心の経路を表示し、この図においては比較目的で示されている。

本発明のこの特定の例示的な実施例の顕著な態様は、下方の板ばね４４０がコンプライアンスの測定を可能にする下方の連結具のサブコンポーネントとして構成されることである。それは剛性の連結具ではない。

図９は、実質的に等価なコイルばね４５５からなる第１段階を伴う、本発明の原理により構成されるサスペンションシステム４５０の側面図の単純化した概略図であり、本発明のいくつかの実施例においては、図８に関連して本明細書中に上述したように、空気ばね、あるいは、コイルばねと、空気ばね又はヘルパー式の空気ばねとの組合せにしてもよい。図９によると、コイルばね４５５は図７に図示された第１段階の板ばね４１０の代わりに垂直な負荷支持を提供する。しかしながら、本発明のこの特定の例示的な実施例において、付加的な制御が、コイルばね４５５を有する第一段階の一部として、選択的な単一プレートの主の板ばね４５７の使用によって得られる。第２段階の下方の板ばね４６０は更なる制御のために用いられる。この実施例においては、下方の板ばね４６０はコンプライアンスの測定を許容し、剛性の連結具ではない。

更に、第２段階の下方の板ばねの支点４１４は除去されるが、本発明のこの特定の例示的な実施例においては選択的であることを示すために、仮表示で例示される。その使用は車両（図示せず）の幾何学的ニーズに依存するであろう。

本発明のこの特定の例示的な実施例においては、車軸４１１の中心はこの側面図に見られるように、曲線矢印４６２に従う経路に沿って移動する。

図１０は、多数のばね板５０２の押抜するのに用いられうるクリップブラケット５００の単純化した概略図である。ばね板５０２は本発明の実施においては主ばね又は副の段階であってもよい。動作中に、クリップブラケット５００はそれぞれ矢印５０４及び５０６の方向に上方及び下方に駆動される。ばね板５０２はゴム軸受５１０及び５１２との間に含まれ、ばね板の損傷を防ぐ。クリップブラケット５００の動作は図１１ａ、１１ｂ、及び１１ｃに関連して以下に述べられる。

図１１ａ、１１ｂ、及び１１ｃは、静止車両の乗降に有用である本発明の原理により構成された高さ制御配置５２０の単純化した概略側面図であり、図１１ａはブロック及びライン形態での単純化したシステム制御配置を示している。既述の構成要素はこれらの図において同様に指定する。

図１１ａに示されたように、主の板ばね１３０ａは図１及び２に関連して上述されたように、その端部でシャーシレールに連結される（特に指定せず）。板ばね１３０ａ及び副のばね５０２は、上述の半板ばね１３６ａの等価物であり、車軸に連結される（この図では特に指定せず）。更には、クリップブラケット５００は本発明のこの特定の例示的な実施例においては、副のばねシステムで動作するように図示されているが、他の実施例は主のばね、すなわち、主の板ばね１３０ａでクリップブラケット５００を使用してもよい。その原理は局所的な領域にばねアセンブリを文字通りに押抜し、一時的なキャンバ変化を与える方法を提供することである。これは図中で符号５３０として一般的に指定された高さ制御システムの動作に応じて、選択的に用いられうる車両の高さ「Ｚ」（図１５及び以下の対応する記載を参照）の変化に変換される。

高さ制御システム５３０は高さセンサ５３４から車両の高さ情報を受信する１の高さ制御システム５３２を具える。所望の車両の高さはユーザ入力５３６でユーザ（図示せず）によって入力される。本発明の簡単な実施例においては、ユーザ入力５３６は所望の際にユーザが車両を上昇又は下降するのを可能にする簡単な一対のスイッチ（図示せず）を構成してもよい。他の実施例においては、ユーザ入力５３６はプログラム可能な配置（図示せず）を構成してもよく、いくつかの車両の高さ及びその他の状態はプログラムされうる。ユーザ入力５３６で受信されるデータ及び高さセンサ５３４から受信される対応する高さデータに応じて、高さ制御システム５３２はクリップブラケット５００に力を及ぼす電気及び流体システム（図示せず）を動作させ、これによって、クリップブラケットは場合によっては、シャーシレールに対しそれぞれ矢印５０４及び５０６の方向に上下に駆動される。本発明のこの実施例においては、クリップブラケット５００は静的に副のばね５０２に力を及ぼすことのみができ、車両が使用中の場合は、基線状態に戻し、ばねの損傷を防がなければならない。特に、ばねの圧縮面は動的あるいは疲労負荷中に負荷すべきではなく、副のばね５０２は従って、車両に乗降するためのように静的にのみ用いられうる。この理由のために、本発明のこの特定の例示的な実施例は、車両の運動が検出された場合に、他の機能との間で高さ制御システム５３２の動作を不可能にする車両インタフェース５３８を設けられている。

車両が軽く負荷がかけられる場合、クリップブラケット５００は車両のトリム位置が低くなるように副のばね５０２で引かなければならないことを示す車両の高さデータを提供する。このことによって、ユーザによって車両により簡単に負荷がかけられるのを可能にする。本発明のいくつかの実施例においては、車両が「駆動」位置にシフトされる場合、車両インタフェース５３８は高さ制御システム５３２に車両の高さを所定の基線位置に戻すように指示し、副のばね５０２に印加される動作応力で上昇を生じるのを防ぐ。

図１１ｂにより、クリップブラケット（この図において特に指定せず）が、矢印５０４の方向に上方に駆動される場合、車両の高さは基線ＺからＺ’に低下し、Ｚ’＜Ｚとなることに留意されたい。クリップブラケットが副のばね５０２を上方に駆動する場合、下方向の力５４２は副のばね５０２の遠位端部で印加される。

図１１ｃにおいては、クリップブラケット（この図において特に指定せず）が、矢印５０６の方向に下方に駆動される場合、車両の高さは基線ＺからＺ”に増加し、Ｚ”＞Ｚとなることに留意されたい。クリップブラケットが副のばね５０２を上方に駆動する場合、上方向の力５４４は副のばね５０２の遠位端部で印加される。

図１２は、本発明によって構成される、展開されたサスペンション配置５６０の単純化した概略上面図であり、副の板ばね５６２ａ及び５６２ｂは主の板ばね１３０ａ及び１３０ｂのそれぞれ一方に対し角度をつけて取付けられるように示されている。既述の構成要素はこの図においては同様に指定する。副の板ばねは、図１及び２の実施例の場合と同様に、各々の主の板ばねに対し平行ではない。本発明の実際の実施例においては、副の板ばねに対する傾斜角度が５°乃至１０°程度である。当然、本発明はこの角度範囲を限定せず、以下に述べられるように有限要素及び運動力学的な分析に応じて決定されうる。

更に図１２の実施例に関連して、主の板ばね１３０ａ及び１３０ｂに対しある角度でシステムに取付けられた副の板ばね５６２ａ及び５６２ｂの追加は、現存の非平行配置が剛性の４リンク式後方車軸システムをエミュレートするように（図示せず）車軸制御を向上させることに留意されたい。しかしながら、主要な差異は現存のシステムにおいて、板ばね５６２ａ及び５６２ｂが単なる剛性の連結具ではなく、ばねとして機能することである。この顕著な差異が車軸のワインドアップ及び回転応答を含む動的及び運動力学的な応答の総ての態様に影響を及ぼすコンプライアンスを与えている。本発明のこの実施例の角を形成して配置される副のばねは、顕著に回転剛性を増加させる。この配置によって取付板（特に指定せず）に印加された、生じた応力は、有限要素分析（ＦＥＡ）のような標準的な分析システムを用いてケースバイケースの基準で平衡化できる。更に、ＡＤＡＭＳソフトウェアのような商業上利用可能なソフトウェアを用いて行われる運動力学的な分析は、ケースバイケースの基準で、回転入力に応じた車両用の正確な値を同定するであろう。ホイールの横滑り及び車軸のステアリング制御がそれによって改善される。

図１３は、副のばね定数の剛性の変動を生成するための制御された方法で回転するために能動的又は受動的にできる、本発明によって構成される様々な位置の支点バンパ５７０の単純化した概略の斜視図である。支点バンパ（能動的でも受動的でも）がフレームブラケットのグランドポイント周りを制御される方法で回転するのを可能にすることによって、副の板の剛性の変化が生成される。本質的には、シャーシレール１１２ｂのバンパのグランドポイントは、副のばねの接触点が移動するように回転される。生じた剛性及び運動力学的な効果は顕著に影響を与える。剛性及び運動力学的な効果の量の特定値は運動力学的モデリングの使用でケースバイケースの基準で決定される。さらに、生じたばね定数の変化はそれによって算出される。

本発明のこの態様の実施において、電気モータ（図示せず）がフレームブラケット（特に指定せず）に取付けられ、高さ変換器から送信される信号がどの程度の回転が必要かを同定した後に、所望の回転を生じるように作動する。単純化した高さ分析システムが図１１ａに関連して記載される。本明細書中に記載された転置可能な支点バンパは、可変の剛性を有するバンパと組み合わせて用いることができ、これによって、最終的な剛性と運動力学的な経路の多数の組合せが生じる。本発明のいくつかの実施例においては、可変位置の支点バンパ５７０は電気エネルギの印加に応じて、粘性又は剛性を変化させる流体力学的な材料を具える。可変位置の支点バンパ５７０の剛性がその対象である。支点バンパを活性化して、より剛性（又は、軟性に）になり、ばね剛性を支持する際の所望の変化が影響を及ぼされ、対応してサスペンションシステムの幾何学的及び運動力学的な属性が影響を受ける。

支点バンパは流体力学的な材料と組み合わせて用いることに限定されず、副のステージの板ばねの係合に影響を及ぼすのに空気ばね又は他の機械的手段を用いてもよい。この本発明の実施例においては、「受動的ではない」車両の再トリムであったが、システムは速度変化を「能動的に」可能にでき、連結された運動力学的な幾何学的効果の結果として、回転、加速、制動又は旋回運動時の車両の動的振る舞いに影響を与える。一度、車両属性がサスペンション転置活動を介して影響を及ぼされると、支点バンパと接触する副の板は、反作用の力を起動する。ゴム、ウレタン又は同様の材料で作られる可変速度バンパは無効してもよく、そうでない場合は受動システムより低い度合いであるにも拘らず、負荷の下で副の板偏向特性に影響を及ぼす非圧縮効果を生じさせるように作ってもよい。

図１４は、図１３の可変位置の支点バンパの単純化した概略平面図であり、特定のその動作の詳細の例示を促進するために拡大されている。可変位置の支点バンパ５７０は主の板ばね１３０ａが更に連結される回動連結器５８０周りの回転軸に構成される受け部５７５に設置される。受け部は回動連結器５８２で半板ばね１３６ａに連結される。電気駆動配置５９０（概略的に図示）は受け部５７５に矢印５９６の方向に回動連結器５８０周りで回転させるようにするために、図１１ａと連結して述べたシステムに応じて例示的に動作可能である。電気駆動配置５９０は、本発明のこの特定の例示的な実施例においては、双方向の矢印５９３の方向に駆動される駆動連結器５９２によって、受け部５７５に連結される。電気駆動配置５９０による受け部の動作は可変位置の支点バンパ５７０を範囲ｃにわたる半板ばね１３６ａと接続する点で変化し、これによって半板ばね１３６ａは位置１３６ａ’に転置され、主の板ばね１３０ａは位置１３０ａ’に転置される。

図１５は、特に車両（図示せず）が静止状態である場合に、得られうる車両の高さの変化を例示するのに有用な、図１４の可変位置の支点バンパの単純化した概略図である。既述の構成要素はこの図においては同様に指定する。この図において示されるように、可変位置の支点バンパ５７０が既述のように、半板ばね１３６ａを位置１３６ａ’に転置させる。この転置はライン６００によって同定される点でのｚ’の転置に応答する。車両の高さの転置はメカニカルアドバンテージｎｘ／ｘ又はｎで乗算される転置ｚ’に実質的に対応する。一般的な車両においては、ｎの値は約６であり、従って、車両の高さはほぼ６ｚ’だけ低くなる。

図１６は、この図において示されるように、ホイール７１２に連結される車軸７１０で提供されるサスペンション配置７００の特定の例示的な実施例の単純化した概略平面図である。車軸及びホイールはシャーシフレームレール７１５を有する車両（図示せず）に連結される。主の段階の板ばね７２０は図１７においてより詳細に示される結合配置７２２でシャーシフレームレール７１５に回動連結される。主の段階の板ばね７２０は、例示的には従来の方法において、車軸７１０に連結される。更に図１６によると、結合配置７２２から遠位にある主の段階の板ばね７２０の端部は、回動連結器７２４でシャーシフレームレール７１５に回動連結される。

図１６には、その一方の端部で回動連結器７３２によってシャーシフレームレール７１５に回動連結される第２段階のヘルパー式板ばね７３０が更に示されている。第２段階のヘルパー式板ばね７３０の他方の端部は更なる回動連結器７３４によって車軸７１０に連結される。支点７３６が、第２段階のヘルパー式板ばね７３０に対するばね定数特性に影響を及ぼすために更に提供される。本発明のこの特定の例示的な実施例の顕著な態様は、第２段階のヘルパー式板ばね７３０が主の段階の板ばね７２０に対してこの平面図で角を形成して転置されるように示されることである。従って、図１６の平面図においては、車軸７１０の一部、主の段階の板ばね７２０のほぼ２分の１、及び第２段階のヘルパー式板ばね７３０の間で形成される実質的に三角形の構成が見られる。

図１７は、図１６の実施例の単純化した概略側面図である。既述の構成要素はこの図においては同様に指定する。この図は本発明のこの特定の例示的な実施例においては、主の段階の板ばね７２０と第２段階のヘルパー式板ばね７３０との双方が、回動連結器７２４及び７３２のそれぞれ付随するもので、シャーシフレームレール７１５の下方に更に回動連結されることを示す。更に、このような回動連結器は実質的に軸方向に整列される。

支点７３６は第２段階のヘルパー式板ばね７３０から分離した取付具に設置され、シャーシフレームレール７１５の下に配置されるように示される。この配置は印加する曲げモーメントを平衡にするのを補助する。

主の段階の板ばね７２０と第２段階のヘルパー式板ばね７３０との間で角を形成して転置される関係は、いくつかの利点を提供する。他の２の板ばね配置にわたるシステム取付を簡単にするのに加え、この発明はステアリング効果下でのシステム調整を改善する。更には、このシステムは双方のばねによって車両（図示せず）のフレームに印加される長軸方向の動的なねじれを平衡にする。図１６で明らかなように、サスペンションシステム７００は最低地上高導入角における顕著な改善を提供する。

図１８は、本発明の特定の実施例の実行時に有用な従来技術の気体ばねの単純化した概略図である。この図において示されるように、一般的な既知の構成の従来技術の気体ばね８１０は、例えば車両の構成要素のような構造部材ＳＴＭに沿って固定される。気体ばね８１０はトップ又はビードプレート８１２及びそこに離間関係で配置されるピストン８１４を含む。フレキシブルスリーブ８１６はビードプレートとピストンとの間に固定され、その間に形成されるばねチャンバ８１８を規定する。

フレキシブルスリーブ８１６は、上方の取付ビードの周りのビードプレートの周縁を圧着することによるような、一般的な方法でビードプレート８１２により捕捉される上方の取付ビード８２０を含む。上方の取付スタッド８２２はビードプレート８１２を支持し、そこから外側へ突出している。気体流路８２４は上方の取付スタッドの一方を通って延在し、ばねチャンバ８１８と流体接続される。

フレキシブルスリーブ８１６は端部閉被８２８を用いてピストン８１４で固定される下方の取付ビード８２６を更に含む。ねじが切ってあるバンパ取付具８３０は端部閉被８２８、ピストン８１４及び構造部材ＳＴＭを通って延在する下方の取付スタッド８３２を受ける。ねじが切ってあるバンパ取付具８３０及び端部閉被８２８は第１のワッシャ８３４とねじの切ってあるナット８３６とによってピストンに固定される。更に、気体ばねアセンブリは第２のワッシャ８３８と第２のねじの切ってあるナット８４０を用いて構造部材ＳＴＭに固定される。下方の取付スタッド８３２は第１のねじの切ってあるナットによって張力をかけられるため、バンパ取付具８３０は端部閉被８２８をピストン８１４に固定し、これによって、フレキシブルスリーブ８１６の下方の取付ビード８２６を捕捉及び保持する。跳ね返りバンパ８４２は端部閉被８２８に沿ってバンパ取付具８３０に固定されるように示される。

ピストン８１４は既知のスチールピストン構成の例であり、フレキシブルスリーブ８１６が固定され回転する外殻部８４４を含む。ベースプレート８４６は外殻部８４４の下方の開放端部内で受けられ、全周の溶接ＷＤ１によって示されるように、一緒にベースプレート及び外殻部を溶接することによって一般的にはそこに固定される。中央取付穴８４８はベースプレート８４６を通って延在し、下方の取付スタッド８３２がそれを通って延在する。外側取付穴８５０は中央取付穴から半径方向外側に離間され、好適な締付具（図示せず）を受けるのに好適である。溶接ナット８５２が外側取付穴８５０に隣接するベースプレート８４６に溶接結合ＷＤ２等により、固定される。更に、構造部材の穴８５４は好適な締付具（図示せず）を受けるために外側取付穴と溶接ナットを整列した状態にする。中心の円柱８５６は外殻部８４４とベースプレート８４６との間に延在し、溶接結合ＷＤ３によってベースプレートに一般的には固定される。

代替例として、回旋型の空気ばねが用いられうる。このような空気ばねは例えば、図１８におけるビードプレートに対向するような対向する端部部材を含みうる。更に、フレキシブルな壁が対向する端部部材間に配置され、上方の取付ビードの周りのビードプレートの周縁に圧着等することによって、そこに固定される。フレキシブルな壁はそれに沿って配置される好適な数の１又はそれ以上の回旋を含みうる。

本発明は特定の実施例及びアプリケーションのために記載されてきたが、当該技術分野の当業者はこの教示によって、その範囲を超えることなく、又は、本明細書中に記載され要求された本発明の精神から離れることなく、更なる実施例を生成できる。従って、本会時の図及び記載は、本発明の理解力を促進するのに提供されると理解すべきであり、その範囲を制限すると解釈すべきではない。

Claims (20)

1. シャーシレールと、当該シャーシレールに対し実質的に直交に配置された縦走する車軸とを有する形式の車両用の車両サスペンション配置であって、当該車両サスペンション配置が、
   空気圧に反応する弾性特性と、主の連結器で前記車両のシャーシに連結するための第１の部分と、前記縦走する車軸に連結するための第２の部分とを有するエアアシスト式の主のばねと；
   平面が従長の構成と、副の回動式連結器で前記車両のシャーシに回動連結するための第１の端部と、前記縦走する車軸に連結するための第２の端部とを有する副の板ばねと；を具え、
   前記副の板ばねの平面が従長の構成が前記シャーシレールに対し所定の角変位で配置されることを特徴とする車両サスペンション配置。
2. 請求項１に記載の車両サスペンション配置において、前記エアアシスト式の主のばね及び前記副の板ばねの第２の端部がそれぞれ、前記縦走する車軸の各長軸領域で前記縦走する車軸の各部分と接続することを特徴とする車両サスペンション配置。
3. 請求項１に記載の車両サスペンション配置において、前記副の板ばねの平面が従長の構成が、前記車両のシャーシレールに対し実質的に平行に配置されることを特徴とする車両サスペンション配置。
4. 請求項１に記載の車両サスペンション配置において、前記副の板ばねの平面が従長の構成が、前記車両のシャーシレールに対しある角度で配置され、前記副の板ばねの第２の端部が、前記エアアシスト式の主のばねと係合される前記各部分に関して、前記縦走する車軸に沿って軸方向に転置された前記縦走する車軸の各部分と接続するように配置されることを特徴とする車両サスペンション配置。
5. 請求項１に記載の車両サスペンション配置において、前記副の板ばねと接続するために支点が更に設けられることを特徴とする車両サスペンション配置。
6. 請求項５に記載の車両サスペンション配置において、前記支点が、設定可能な弾性特性を有する活性材料で形成されることを特徴とする車両サスペンション配置。
7. 請求項６に記載の車両サスペンション配置において、前記支点の弾性特性が、そこへの電気エネルギの印加に応じて設定可能であることを特徴とする車両サスペンション配置。
8. 請求項５に記載の車両サスペンション配置において、前記支点が、前記副の板ばねに沿って能動的に転置可能であることを特徴とする車両サスペンション配置。
9. 請求項５に記載の車両サスペンション配置において、前記副の板ばねに沿って前記支点を転置するために電気駆動配置が更に設けられることを特徴とする車両サスペンション配置。
10. 請求項５に記載の車両サスペンション配置において、前記副の板ばねに沿って前記支点を転置するために流体駆動配置が更に設けられることを特徴とする車両サスペンション配置。
11. 請求項５に記載の車両サスペンション配置において、前記支点を支持するために支点受けが更に設けられ、当該支点受けが前記車両のシャーシレールに連結されることを特徴とする車両サスペンション配置。
12. シャーシレールと、当該シャーシレールに対し実質的に直交に配置された縦走する車軸とを有する形式の車両用の車両サスペンション配置であって、当該車両サスペンション配置が、
    空気圧に反応する弾性特性と、主の連結器で前記車両のシャーシに連結するための第１の部分と、前記縦走する車軸に連結するための第２の部分とを有するエアアシスト式の主のばねと；
    平面が従長の構成と、副の回動式連結器で前記車両のシャーシに回動連結するための第１の端部と、前記縦走する車軸に連結するための第２の端部とを有する副の板ばねと；を具えることを特徴とする車両サスペンション配置。
13. 請求項１２に記載の車両サスペンション配置において、前記副の板ばねの第２の部分と前記縦走する車軸との中間に配置された回動連結配置が更に設けられることを特徴とする車両サスペンション配置。
14. 請求項１２に記載の車両サスペンション配置において、前記第１及び第２の端部の中間の前記副の板ばねの領域中の支点の場所で前記副の板ばねと接続するために支点が更に設けられることを特徴とする車両サスペンション配置。
15. 請求項１４に記載の車両サスペンション配置において、前記第１及び第２の端部の中間の前記副の板ばねの領域内で前記支点の場所を変えるために支点転置配置が更に設けられることを特徴とする車両サスペンション配置。
16. 請求項１２に記載の車両サスペンション配置において、平面が従長の構成を有する主の板ばねが更に設けられ、前記第１の部分が、第１の主の回動連結器で前記車両のシャーシレールに回動連結するための第１の端部であり、第２の主の回動連結器で前記車両のシャーシレールに回動連結するために、前記第１の端部から遠位にある更なる端部が更に設けられ、前記縦走する車軸に連結するための前記第２の部分が、前記主の板ばねの前記第１及び更なる端部の中間に配置されることを特徴とする車両サスペンション配置。
17. 請求項１６に記載の車両サスペンション配置において、前記主の板ばねの第２の部分と前記縦走する車軸との中間に配置される回動連結配置が更に設けられることを特徴とする車両サスペンション配置。
18. 請求項１６に記載の車両サスペンション配置において、前記副の板ばねが前記主の板ばねに対し角を形成して転置するように配置されることを特徴とする車両サスペンション配置。
19. 請求項１８に記載の車両サスペンション配置において、第１の主の回動連結器及び前記副の回動連結器が、実質的に同一平面になるように配置されることを特徴とする車両サスペンション配置。
20. 請求項１２に記載の車両サスペンション配置において、前記主のばねが空気圧反応性の弾力性要素と協働するように配置された主のコイルばねであることを特徴とする車両サスペンション配置。

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