JP2010522667A - 完全に一体化したアームを有するリーディングまたはトレーリングアーム型式の懸架装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
【解決手段】組み立てた乗物の車軸と、完全に一体物となったビーム鋳造物とから成り、車軸のワインドアップを制御する曲げ剛性と、車軸の位置を制御する長手方向剛性とを提供する、リーディング又はトレーリングアーム型式の懸架システム。ビーム鋳造物は、貫通ボルト接続部により、乗物の車軸に取り付けられる。ビーム鋳造物は、ラックアンドピニオンの取り付け用穴を含み、また、乗物の車軸内への荷重の伝達を効率的にする、その他の造り付けの特徴部も含む。
【選択図】図1
【解決手段】組み立てた乗物の車軸と、完全に一体物となったビーム鋳造物とから成り、車軸のワインドアップを制御する曲げ剛性と、車軸の位置を制御する長手方向剛性とを提供する、リーディング又はトレーリングアーム型式の懸架システム。ビーム鋳造物は、貫通ボルト接続部により、乗物の車軸に取り付けられる。ビーム鋳造物は、ラックアンドピニオンの取り付け用穴を含み、また、乗物の車軸内への荷重の伝達を効率的にする、その他の造り付けの特徴部も含む。
【選択図】図1
Description
[001] 本発明は、全体として、リーディングアーム及びトレーリングアーム型式の乗物の懸架システムに関する。より具体的には、本発明は、組み立てた中空の乗物の車軸を乗物のフレームハンガーと接続する長手方向に延びるビームを有する懸架システムに関する。
[002] リーディング及びトレーリングアーム型式の乗物の懸架システムは既知である。かかる懸架装置は、典型的には、長手方向に延びるビーム又はアームを有している。該ビーム又はアームは、基端にて乗物のフレームハンガーと回動可能に接続され、また、末端にて典型的には車軸座部又はその他の中間の懸架構成要素を介して車軸にほぼ剛接されている。該ビーム又はアームは、典型的には、車軸のワインドアップを制御する曲げ剛性と、車軸の位置を制御する長手方向剛性とを提供する。本明細書にて使用するように、ビーム及びアームという語は、互換可能に使用することができるが、この段落にて表現した特徴を示すものと解釈すべきである。
[003] リーディングアーム型式の乗物の懸架システムは、乗物の車軸がフレームハンガーの前方に配置される場合の懸架装置である。かかる懸架装置は、典型的には、乗物のフロントステアリング車軸にて使用される。トレーリングアーム型式の乗物の懸架システムは、乗物の車軸がフレームハンガーの後方に配置される場合の懸架装置である。かかる懸架装置は、典型的には、乗物のリア駆動車軸にて使用される。
[004] 先行技術のリーディング及びトレーリングアーム型式の乗物の懸架システムは、特定の目的には十分であるが、これらは、本発明の実施の形態にて得ることのできる利点の幾つかを欠如している。これら利点の多くは、本明細書にて明確に記載されており、その他のものは、当該技術の当業者に容易に明らかであろう。
[005] 本発明により実現されるその1つの利点は、リーディング又はトレーリングアーム型式の懸架システムにて使用されるリーディング又はトレーリングアームビームにおいて、中空のボックス状の断面を有する、組み立てた乗物の車軸に対して、耐久性のある貫通ボルト接続部によりビームが直接、装着されることである。
[006]本発明により実現される別の利点は、ラックアンドピニオンの取り付けを許容する構造とされ且つ、ビームにラックアンドピニオン装着用の穴を機械加工することができる構造とされることである。
[007] 本発明により実現される別の利点は、横方向トルクロッドブラケットの取り付けを許容する構造とされ且つ、ビームにトルクロッドブラケット装着用の穴を機械加工することができる構造とされることである。
[008] 本発明により実現される別の利点は、ビーム鋳造物内に横方向トルクロッド装着物を含むようにしたビーム構造とされることである。
[009] 本発明により実現される別の利点は、衝撃吸収装置の取り付けを許容する構造とされ且つ、ビームに衝撃吸収装置装着用の穴を機械加工できる構造とされることである。
[009] 本発明により実現される別の利点は、衝撃吸収装置の取り付けを許容する構造とされ且つ、ビームに衝撃吸収装置装着用の穴を機械加工できる構造とされることである。
[0010] 本発明により実現される別の利点は、空気ばねの取り付けを許容する構造とされ且つ、ビームに空気ばね装着用の穴を機械加工できる構造をされることである。
[0011] 本発明により実現される別の利点は、懸架システムの重量、部品数、組み立て時間及び組み立ての複雑さを軽減するようなビーム構造とされることである。
[0011] 本発明により実現される別の利点は、懸架システムの重量、部品数、組み立て時間及び組み立ての複雑さを軽減するようなビーム構造とされることである。
[0012] 本発明により実現される別の利点は、故障モードを少なくし且つ、製品の完全性を向上させるビーム構造とされることである。
[0013] 本発明により実現される別の利点は、ビームと、該ビームをその関係した乗物のフレームハンガーと接続するため使用されるブッシュとの順応性を最適化することにより、懸架装置のロール剛性を調整することが可能なことである。
[0013] 本発明により実現される別の利点は、ビームと、該ビームをその関係した乗物のフレームハンガーと接続するため使用されるブッシュとの順応性を最適化することにより、懸架装置のロール剛性を調整することが可能なことである。
[0014] 本発明の好ましい形態の上記及びその他の利点は、以下の説明から明らかになるであろう。しかし、以下の説明から認識されるものを含んで、上述の利点のすべて又は各々を示さない装置もまた特許請求の範囲内のものとして本発明に含まれることが理解されよう。特許請求の範囲は、本明細書にて言及し又は暗示した利点を有するものに限定されるのではなく、本発明の特徴によって規定される。上述の利点のいずれか又は全ては、必ずしも本発明の全般から得られるのではなく、本発明の好ましい形態から得られるのである。
[0015] 本発明は、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムに関する。乗物の車軸は、乗物の中心線を横切って側方向に延びている。乗物の車軸は、中空部分を有し、また、該中空部分の第一の壁から該中空部分の第二の壁まで延びるスリーブを更に有している。ビームは、乗物の車軸に装着され且つ車軸の方向に対してほぼ横方向に延びている。ビームは、上記車軸に圧力嵌めされ且つ上記車軸を包み込む。ビームは、スリーブと整合され且つ中空部分の第一の壁に隣接して配置された第一のボアと、スリーブと整合され且つ中空部分の第二の壁に隣接して配置された第二のボアとを有している。ボルトがビームの第一のボア、乗物の車軸のスリーブ、及びビームの第二のボアを貫通して延び、ビームを乗物の車軸に締結する。
[0016] 本発明は、ラックアンドピニオン装着用の取り付け用穴を有するビームを備える乗物の懸架システムにも関する。
[0017] 更に、その他の造り付け(ビルト・イン)の特徴が本発明と共に利用可能である。
[0017] 更に、その他の造り付け(ビルト・イン)の特徴が本発明と共に利用可能である。
[0018] 以下の詳細な説明では、以下の図面を頻繁に参照する。図では、同様の構成要素を同様の参照番号で示す
本発明の原理に従った構造としたトレーリングアーム型式の懸架システムの斜視図である。
図1に示した懸架システムの一部分の断面図である。
図1に示した懸架システムの別の斜視図である。
図1に示した懸架システムの第一の側面図である。
図1に示した懸架システムの第二の側面図である。
本発明の原理に従った構造としたリーディングアーム型式の懸架システムの第一の側面図である。
図6に示した懸架システムの第二の側面図である。
図7に示した懸架システムの斜視図である。
追加的な構成要素を示す、図7に示した懸架システムの斜視図である。
改変した構成要素を示す、図7に示した懸架システムの斜視図である。
[0029] 図1から図5には、トレーリングアーム型式の懸架装置30を有する乗物用の特定の乗物構成要素が示されている。組み立てた乗物の車軸32は、図1に示されている。組み立てた乗物の車軸32は、全体として、乗物の長手方向中心線を横切って一側部から反対側部まで側方向に延びている。1対の協働するステアリングナックル34が、組み立てた車軸32の両端に装着されている。ステアリングナックル34は、キングピン(図示せず)により組み立てた乗物の車軸32のそれぞれの雁首状端部35に、既知の仕方にて回動可能に装着されている。組み立てた乗物の車軸32及びステアリングナックル34に関する詳細の更なる情報については、米国特許第6,609,764号明細書(ダッディングら)(Dudding et al.)及び米国特許第6,616,156号明細書(ダッディングら)を参照することができる。これら2つの特許公報にて十分に説明されているが、組み立てた乗物の車軸32及びステアリングナックル34の詳細は、当該技術の当業者に利用可能であり且つ当業者に既知であるため、本明細書にてかかる詳細を再説する必要はない。しかし、米国特許第6,609,764号明細書(ダッディングら)は、その内容を参照して引用し本明細書に含めるものとする。同様に、米国特許第6,616,156号明細書(ダッディング)(Dudding)は、その内容を参照して引用し本明細書に含めるものとする。組み立てた乗物の車軸32は、高いロール安定性を提供するよう、ボックス部分を有している。
[0030] 図1には、また、組み立てた乗物の車軸32に圧力嵌めし且つ該車軸32にボルト止めされた、2つの長手方向に延びるビーム36が示されている。ビーム36は、アルミニウム又は延性の鉄の鋳造物とし、また、組み立てた乗物の車軸32にぴったりと嵌まる、完全に一体化された構造体である。この構造体は、コスト及び重量並びに製造の容易さの点にて極めて効率的である。ビーム36の各々は、ブッシュ受け入れ用ボア38をその基端に含む。ブッシュ受け入れ用ボア38は、ブッシュを受け入れると共に、ビームを乗物のフレームハンガーと接続する。ビーム36の各々は、乗物のフレームハンガーから、組み立てた乗物の車軸32まで、さらには該車軸32を超えて、トレーリングの形態にて長手方向後方に延びている。この方向にビーム36の各々が延びるに伴い、該ビームは、最初はビームの初期セグメントに対して均一な幅を有し、ある点から幅は徐々に且つ連続的に拡がり始め、組み立てた乗物の車軸の基端側にてほぼ最大の幅となる。組み立てた乗物の車軸を超えてビームが延びると、該ビームは、板状の構造となる。かかる板状の構造により、ビーム36の各々は外方への突起を有することになり、該突起は、外方へ進むにつれて幅が徐々に狭くなるようにテーパーが付けられ、最終的に最小寸法幅となる。当該技術分野の当業者は、所望に応じて、ビーム36を異なる形状のものとすることができることが理解されよう。ビーム36は、車軸のワインドアップを制御する曲げ剛性と、車軸の位置を制御する長手方向剛性とを提供する。
[0031] ビーム36の各々のほぼ平面状の頂面40には、1対のラックアンドピニオンの取り付け用穴42と、上述した外方突起に配置された衝撃吸収装置の取り付け用穴44と、空気ばねの取り付け用穴46と、横方向トルクロッドブラケットの取り付け用穴48とが機械加工されている。これらの造り付け(ビルト・イン)の要素を設けることの利点は、取り付けた懸架装置の各構成要素と関係する負荷の各々が、組み立てた乗物の車軸32内へと効率良く伝達されることが許容されるという点である。ラックアンドピニオンの取り付け用穴42は、乗物のラックアンドピニオンステアリングシステムを精密に取り付けることを可能にする。
[0032] 図2には、ビーム36を、組み立てた乗物の車軸32に貫通ボルトにて取り付けた状態が示されている。図示したように、組み立てた乗物の車軸32は、断面逆U字形の部材が溶接された既知の底板を含む。組み立てた乗物の車軸32は、逆U字形部材内にて、スリーブ50を含む。該スリーブ50は、ボルト52の軸を全体として密着嵌め(スナッグ・フィット、snug fit)状態にて受け入れる設計とされている。ビーム36の各々は、組み立てた乗物の車軸32の逆U字形部材を包み込むため、車軸の末端側に巻き込み板54を含む。巻き込み板54は、2つのボアを含み、これらのボアは、組み立てた乗物の車軸32の逆U字形の部材を貫通して延びるスリーブ50と整合するようにされる。ボルト52は、巻き込み板54のボア、スリーブ50、車軸の巻き込み部分の基端に形成された軸受面に機械加工したボアに挿入される。ビーム36の内側及び外側にて長手方向に延びる溝は、これらの軸受け面を形成し、ナット55をボルト52に締結することを許容する。
[0033] 図3には、ビーム36に装着したラックアンドピニオンステアリングシステム60が示されている。図示した実施の形態において、ラックアンドピニオンステアリングシステム60は、締結具62を使用することにより装着され、該締結具62は、ラックアンドピニオンシステムをビームのラックアンドピニオンの取り付け用穴42に取り付ける。
[0034] 図4及び図5には、既知の構造を有し且つ乗物の各側部に沿って長手方向に延びる乗物のフレームレール65と接続された、トレーリングアーム型式の懸架装置30が示されている。フレームレール65の各々は、該レールに装着され且つビーム36を取り付けることを許容し得るよう所定の距離だけ下方に延びるフレームハンガー66を含む。特に、ビーム36のブッシュ受け入れ用ボア38内に挿入されたブッシュ68は、ビームをフレームハンガー66に装着することを可能にする。図4には、ラックアンドピニオンステアリングシステムがビームに取り付けられていない、トレーリングアームの形態が示されている。一方、図5には、同一の形態であるが、ラックアンドピニオンステアリングシステムが図3に示した態様にてビームに取り付けられている、形態が示されている。
[0035] 図6から図10には、リーディングアーム型式の懸架装置130を有する乗物の場合の、特定の乗物構成要素が示されている。図6及び図7には、乗物のフレームレール65に取り付けたフレームハンガー66を介して該乗物のフレームレール65と接続したリーディングアーム型式の懸架装置130が示されている。ブッシュ68は、ビーム136のブッシュ受け入れ用ボア138内に挿入されてビームをフレームハンガー66に装着することを可能にする。図6には、ラックアンドピニオンステアリングシステムがビーム136に取り付けられていない状態の、リーディングアーム型式の形態が示されている。一方、図7には、同一の形態であるが、ラックアンドピニオンステアリングシステム60がビームに取り付けられている形態が示されている。
[0036] 図8には、乗物の長手方向軸を横切って側方向に延びると共に、ステアリングナックル34がその端部に回動可能に装着された、組み立てた乗物の車軸32が示されている。乗物の長手方向に延びる2つのビーム136が、組み立てた乗物の車軸32に圧力嵌めされ且つ該車軸32にボルト止めされている。ビーム136の各々は、その基端にブッシュ受け入れ用ボア138を含む。ビーム136の各々は、乗物のフレームハンガーから、組み立てた乗物の車軸32まで、且つ、該車軸32を超えて、リーディングの形態にて乗物の長手方向前方に延びている。当該技術の当業者は、示した形状以外に異なる形状のビーム136を所望に応じて使用してよいことが理解されよう。ビーム136は、車軸のワインドアップを制御する曲げ剛性と、車軸の位置を制御する長手方向剛性とを提供する。
[0037] ラックアンドピニオンの取り付け用穴142は、フレームハンガーと、組み立てた乗物の車軸との間を延びるビーム136の部分の、下側フランジに設けられている。従って、ラックアンドピニオンステアリングシステム60は、図示したように、この実施の形態においては、フレームハンガーと車軸との間にてラックアンドピニオンの取り付け用ボルトによりビーム136に取り付けられる。ラックアンドピニオンの取り付け用穴142は、乗物のラックアンドピニオンステアリングシステムを精密に取り付けることを可能にする。この構造は、トレーリングアームの形態にて使用することもできることが理解されよう。同様に、図1から図5に示したラックアンドピニオンステアリングシステムを取り付けるための相応する構造を、リーディングアームの形態にて使用することもでき、また、図8に示したラックアンドピニオンの取り付け用穴142を使用することもできる。
[0038] ビーム136の各々は、衝撃吸収装置の取り付け用穴44、空気ばねの取り付け用穴46及び横方向トルクロッドブラケットの取り付け用穴48を有するように機械加工された、ほぼ平面状の頂面140を含む。ビーム136は、また、図2に示し且つ図2に関して説明した、組み立てた乗物の車軸32への貫通ボルト形式の取り付け構造も有している。
[0039] 図9には、横方向トルクロッドのブラケット170が取り付けられたビーム136が示されている。共通の形態にて、横方向トルクロッドのブラケット170は、各々が機械加工されたボアを有する2つの協働する耳状突起を有している。これらのボアは、乗物のトルクロッド(図示せず)を装着することを許容し得るように、互いに同軸状に整合されている。
[0040] 図10には、ビーム236にして、横方向トルクロッド用取り付け手段としての横方向トルクロッド装着物237がビーム鋳造物内に含められるようにして備えられたビーム236が示されている。この装着物は、図9に示したブラケットと同様の耳状突起を有している。図9に示したブラケット及び図10に示した装着物は、トレーリングアームの形態にても使用できることが理解されよう。
[0041] 本発明を、幾つかの例としての実施の形態に関する形で説明したが、この説明は、限定的な意味にて解釈されるべきではないことが理解されよう。以下の特許請求の範囲により規定されたように、本発明の真の技術的思想及び範囲から逸脱せずに、一例としての実施の形態に対して色々な変更及び改変を為すことができる。更に、このような全ての変更及び改変は、当該技術の当業者により、以下の特許請求の範囲に記載した1つ以上の要素に対して等価的であるものと認識され、また、法により許容される最大の範囲までかかる請求項に包含されるものであることが理解されよう。
Claims (11)
- トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、
乗物の長手方向中心線を横切って側方向に延びる乗物の車軸であって、中空部分を有し、また、前記中空部分の第一の壁から前記中空部分の第二の壁まで延びるスリーブを更に有する構造とされた、前記乗物の車軸と、
前記乗物の車軸に取り付けられ且つ該乗物の車軸の長手方向に対して横方向に延びるビームであって、前記車軸に圧力嵌めされ且つ前記車軸を包み込んでおり、前記スリーブと整合され且つ前記中空部分の前記第一の壁に隣接して配置された第一のボアと、前記スリーブと整合され且つ前記中空部分の前記第二の壁に隣接して配置された第二のボアとを有する、前記ビームと、
前記ビームの前記第一のボア、前記乗物の車軸の前記スリーブ、及び前記ビームの前記第二のボアを貫通して延びて前記ビームを前記乗物の車軸に取り付けるボルトと、を備える、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。 - 請求項1に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、ラックアンドピニオン装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
- 請求項1に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、トルクロッドブラケット装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
- 請求項1に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、該ビームの一部として形成されたトルクロッド用取り付け手段を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
- 請求項1に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、衝撃吸収装置装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
- 請求項1に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、空気ばね装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
- トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、
乗物の長手方向中心線を横切って側方向に延びる乗物の車軸と、
前記乗物の車軸に取り付けられたビームであって、該乗物の車軸の長手方向に対して横方向に延び、ラックアンドピニオン装着物の取り付け用穴を有する前記ビームと、を備える、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。 - 請求項1に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、トルクロッドブラケット装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
- 請求項1に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、該ビームの一部として形成されたトルクロッド用取り付け手段を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
- 請求項1に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、衝撃吸収装置装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
- 請求項1に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、空気ばね装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
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