JP2010530331A - 車両用サスペンションのための下端部調整装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両用サスペンションのための下端部調整装置に関する。特に横揺れ補償、縦揺れ補償およびレベリングのために適用される。車両用サスペンションのための当該下端部調整装置においては、バネ長手軸を備える車両バネ（１）が、２つのバネ受容部（２，３）の間に固定されており、少なくとも１つのバネ受容部が、バネ長手軸の方向において、両端部がジョイントによって軸受けされた棒状の連結要素（７）を介して調整可能である。

Description

本発明は、車両用サスペンションのための下端部調整装置に関する。特に横揺れ補償、縦揺れ補償およびレベリングのために適用される。

特許文献１から、２つのバネ部分の間に緊張させられたコイルバネを支持するためのバネ支持体と、吸振管と、車両に連結されているピストンロッドとを備える吸振器とを有する車両バネが知られている。その際、ピストンロッドおよび／あるいは吸振管の一部がコイルバネの内部に設けられており、少なくとも１つのスプリングプレートが、電気モータと伝動装置とを有する駆動ユニットによって軸方向に調整可能である。このとき電気モータは、外部に位置する固定子と内部に位置する回転子とを有するリングモータとして形成されている。回転子は内側において移動ナットを支持しており、当該移動ナットは外側にねじ山付きスピンドルとして形成された、スプリングプレートと結合されたスプリングプレート支持体を軸方向に調整する。スプリングプレート支持体は、中央開口を備える底部を備え、当該底部に対してスプリングプレートが支持されている。それによって、車両ボディの位置調整をするための電気機械装置が提供される。なぜならそれぞれのストラットに自動高さ調整装置を実施することができ、車両はカーブ走行の際、ブレーキをかける際、もしくは加速する際に水平状態に動かされる（水平化される）からである。

２つのスプリングプレートの間に緊張させられたコイルバネを支持するためのバネ支持体と、吸振器とを有する車両用シャーシが、特許文献２に記載されている。ここでも同様に、ピストンロッドおよび／あるいは吸振管の領域が、コイルバネの内部に設けられている。少なくとも１つのスプリングプレートが、リング電気モータとねじ山付きスピンドルとねじ山付きナットとから成る伝動装置の形状をした駆動ユニットによって、軸方向に調整可能である。ねじ山付きスピンドルの少なくとも一部は、一方でコイルバネの半径方向内側で、他方ではリング電気モータの半径方向延伸範囲において半径方向で設けられている。

バネ下端部調整のためのさらなる解決法は、特許文献３より知られている。それによれば、支持バネの支持点と、横方向のスタビライザーの端部とが個別に調整可能である。支持バネの支持点はこのとき、アクチュエータによって個別に調整される。しかしながら、アクチュエータの構造上の形態は、この印刷物からは分からない。

従来のシステムは、寸法が非常に大きく複雑な構造を備え、調節された状態ではオートロック機能を有していない。

独国特許第１０１０１６９４号明細書 独国特許第１０２５５７６４号明細書 独国特許出願公開第１０２００６０５６６３２号明細書

本発明の課題は、車両用サスペンションのための下端部調整装置、とくに横揺れ補償、縦揺れ補償およびレベリングのために適用可能で、小さな取り付け空間で単純な構造を備え、調節された状態でのオートロックによって機能的に確実かつ、エネルギー効率よく動作し、バネ力を増すことによって高さ調整する際に、必要なトルクを一定に保ち、もしくは落とすような下端部調整装置を改良することである。

この課題は保護される最初の請求項の特徴によって解決され、有利な形態は従属請求項からもたらされる。

本発明に係る、車両用サスペンションのための下端部調整装置においては、バネ長手軸を備える車両バネが、２つのバネ受容部の間に固定されており、少なくとも１つのバネ受容部が、バネ長手軸の方向において、両端部がジョイントによって軸受けされた棒状の連結要素を介して調整可能である。

その際棒状の連結要素は、空間的な角度位置を占め、その第１端部によって第１固定要素を介してバネ受容部と作用接続されており、その第２端部によって第２固定要素に軸受けされて、その結果バネ受容部は、第１固定要素と第２固定要素との間の相対的回転によって、バネの長手軸に対する方向で調整可能である。

このとき回転運動は、たとえばウォーム駆動によって開始される場合がある。

好適には、第１固定要素あるいは第２固定要素は、軸方向に移動可能でねじれに対して固定されて軸受けされており、それぞれ別の固定要素は軸方向に固定され、回転可能に軸受けされている。

上で記述された実施形態の他に、第１固定要素が、１つの内側要素と１つの外側要素という形状で、２つの部分で形成されることも可能である。この場合、第１組の連結要素が当該連結要素の第１端部で内側要素に軸受けされ、第２組の連結要素がその第１端部で外側要素に軸受けされる。第１組の連結要素と第２組の連結要素との第２端部は、第２固定要素に、同一のあるいは異なるピッチ円上に設けられている。

選択的に、第２固定要素も、１つの内側要素と１つの外側要素という形状で、２つの部分で形成されていてよく、その際連結要素の固定は同様にして行われる。

両方の場合ともに、外側要素と内側要素とは、互いに対して相対的に回転可能であり、一方の固定要素は軸方向に移動可能かつ回転可能に軸受けされており、他方の固定要素は軸方向に固定されている。それによって、２つの部分から成る固定要素に向かい合う固定要素は、外側要素と内側要素との間の相対的回転の際に、バネ長手軸に対する方向でストローク運動を行う。

内側要素に向かい合う、第１組の連結要素の端部は、好ましくは、外側要素に向かい合う、第２組の連結要素の端部よりも、小さなピッチ円上に設けられている。

特に、内側要素と外側要素とは、中心に設けられるリングを形作り、好ましくは、内側要素と外側要素とは、ウォーム駆動によって互いに対してねじれ可能である。

その際たとえば、内側要素と外側要素とは、両要素の間に設けられた歯車によって互いに対してねじられ得、当該歯車は、内側リングの外側の歯と外側リングの内側の歯とにかみ合う。

当該歯車も、特にウォームギアによって駆動可能であってよい。

連結要素は、好適には、第１固定部分と第２固定部分とで両端部に玉継手状に軸受けされている。

バネ受容部は好適には、鉢状のスプリングプレートの形状に形成されている。連結要素は、少なくとも部分的には、バネの内部に設けられている。バネは、特にコイルバネである。

本発明によって、まったく新しい世代の、電気機械的バネ下端部調整装置が提供される。下端部調整は初めて、両端部にジョイントによって軸受けされた連結要素を介して行われ、バネの下端部受容部（スプリングプレート）に接合された固定要素が、反動力を伝達するために用いられ、当該反動力は、別の固定要素と連結要素とを介して導かれる。

車両バネ装置の構造をより小さく、より軽量に、より機敏に、かつより頑丈にすることが可能となり、信頼のおける機能方法が保証される。

第１固定要素と第２固定要素とに固定された連結要素は、第１固定要素と第２固定要素との間での相対的な回転運動の際には、空間的な角度位置を変化させ、それによってストローク運動が生じてバネの下端部が調整される。それにより、とりわけ、バネ力を変化させることが可能である。

反応時間と切替時間とは、新たな解決法によって、これまでのシステムと比べて同様に改善される。各ストラットの、新たな調整の可能性によって、走行の際に生じる、車両の横の動き及び縦の動き（ボディの動き）が素早くかつ効率的に補償される。さらに、たとえば車両に重い荷物が積まれる場合、車両のボディ位置が調整可能である。バネ下端部調整装置によって、車両のボディは、積載量に関係なく、所望の位置に維持され得る。

本発明は、次に実施例とそれに付属する図面とに基づいて、詳述される。図に示されるのは以下である。

車両用の下端部調整装置であって、第１固定要素は軸方向に移動可能かつねじれに対して固定されて軸受けされ、コイルバネの鉢状のスプリングプレートに連結されており、第２固定要素はウォーム駆動を介して駆動可能であり、第１固定要素と第２固定要素との間には、連結要素が設けられている図である。 車両用の下端部調整装置であって、第１固定要素は軸方向に移動可能かつ回転可能に軸受けされ、コイルバネの鉢状のスプリングプレートに連結されており、第２固定要素は内側要素と外側要素とを備え、それぞれ第１固定要素に第１端部で軸受けされている２組の連結要素が備わっており、第１組の連結要素はその第２端部で第２固定要素の内側要素と、第２組の連結要素はその第２端部で第２固定要素の外側要素と玉継手状に軸受けされている図である。 車両用の下端部調整装置であって、第１固定要素は軸方向に移動可能かつ回転可能に軸受けされ、コイルバネの鉢状のスプリングプレートに連結されており、第２固定要素は内側要素と外側要素とを備え、それぞれ第１固定要素に第１端部で軸受けされている２組の連結要素が備わっており、第１組の連結要素はその第２端部で第２固定要素の内側要素と、第２組の連結要素はその第２端部で第２固定要素の外側要素と玉継手状に軸受けされている図である。

図１には、車両用シャーシのバネ１の下端部調整装置が表されている。この図においては、バネ１は、コイルバネの形状で備えられている。当該コイルバネは、各端部によって、スプリングプレート２，３で支持されている。バネ１（コイルバネ）内側の中央には、ピストンロッド５を有するショックアブソーバ４がある。当該ショックアブソーバ４は、表されていない別の端部で、車輪懸架装置に固定される。第１固定要素６は、軸方向に移動可能であり、且つねじれに対して固定されて軸受けされており、バネ１（コイルバネ）の鉢状のスプリングプレート２に連結されており、第２固定要素８はウォーム駆動１０を介して駆動可能であり、第１固定要素６と第２固定要素８との間には、連結要素７が設けられている。上方に位置するスプリングプレート２は、鉢状に形成されている。第１固定要素６が、鉢の底を形作っている。第１固定要素６には、連結要素７の、ボール状の第１端部７．１のための軸受６．１が備えられている。連結要素７の、ボール状の第２端部７．２は、第２固定要素８で軸受８．１に、玉継手状に軸受けされている。連結要素７は、空間的な角度位置を占める。

第１固定要素６は、ピストンロッド５を取り巻くガイド要素５．１に、長手方向の歯９によって、軸方向に移動可能かつ回転に対して固定されて軸受けされている。第２固定要素８は、ウォームギア１０を介して、回転可能かつ軸方向に固定されて軸受けされている。

ウォームギア１０によって第２固定要素８の回転運動が生み出される場合、連結要素７の空間的な角度位置（傾斜角度α）は変化され、長手方向の歯９によって第１固定要素６および上方のスプリングプレート２のストローク運動が引き起こされる。連結要素７の傾斜角度αが小さくなると、スプリングプレート２のストローク運動は上方へと実施される。連結要素７の傾斜角度αが大きくなると、スプリングプレートは下方へと移動する。

その際有利なのは、必要な回転力が、バネ力が増加することによって減少することである。

図１に記載の実施例においては、４本の連結ロッドが備えられている。適用される場合に応じて、連結要素の数をより少なく（少なくとも１本）用いる、あるいはより多く用いることが可能である。

図２ａでは上方からの３次元図において、図２ｂでは下方からの３次元図において、車両用の下端部調整装置が示されており、図１とは異なって、第１固定要素６は軸方向に移動可能かつ回転可能に軸受けされている。第１固定要素６は、図１と同様に、バネ１（コイルバネ）の、この図では上方に位置する、鉢状のスプリングプレート２に連結されている。

同様に図１とは異なり、第２固定要素８は、内側要素８ａと外側要素８ｂとを備えている。２つの要素８ａと８ｂとは同心状かつ軸方向に固定されて、および回転可能に、ピストン５のピストンロッド５に固定されている。２組の連結要素７ａと７ｂとが備えられており、それぞれ第１端部７．１で第１固定要素６に軸受けされている。第１組の連結要素７ａは、当該連結要素７ａの第２端部７．２によって、第２固定要素８の内側要素８ａに玉継手状に軸受けされ、第２組の連結要素７ｂは、当該連結要素７ｂの第２端部７．２によって、第２固定要素８の外側要素８ｂに玉継手状に軸受けされている。第２固定要素８の内側要素８ａと外側要素８ｂとは、両要素の間に設けられた歯車１１によって、互いに対してねじれ可能である。歯車１１はそのために、詳しくは記載されていない、内側リング（内側要素８ａ）の外側の歯と外側リング（外側要素８ｂ）の内側の歯とにかみ合う。歯車１１の駆動は、たとえば図に表されていないウォームギアを介して行われてよい。

第１組の連結要素７ａは、第２組の連結要素７ｂに対して、傾斜の方向が逆になっている。内側要素８ａと外側要素８ｂとが、歯車１１によって互いに対してねじられる場合、連結要素７ａ、７ｂの傾斜角度は、小さくなるか、もしくは大きくなる。反動力は、第１固定要素６とスプリングプレート２とに伝達され、それによって当該スプリングプレート２はストローク運動と回転運動とを実施する。それゆえ、スプリングプレート２とバネ１との間には、玉軸受１２が備えられている。この実施形態においては、各組４つの連結要素７ａ、７ｂが用いられており、それぞれ交互に設けられている。より少ない連結要素を使用しても、あるいはより多くの連結要素を使用してもよい。

図１に記載の実施形態と比べると、図２に記載の実施形態では、半分のトルクしか必要としない。

図１の実施形態においても、図２ａ、図２ｂの実施形態においても、ピストンロッド５と第２固定要素８とは、車体に固定されて設けられているが、しかしながら第２固定要素８の回転性は確保され得る。下方のスプリングプレート３は、詳しくは記載されていない、ショックアブソーバ４の吸振管に固定されている。

１ バネ
２ スプリングプレート
３ スプリングプレート
４ ショックアブソーバ
５ ピストンロッド
５．１ ガイド要素
６ 第１固定要素
６．１ 軸受
７ 連結要素
７．１ 第１端部
７．２ 第２端部
７ａ 第１組の連結要素
７ｂ 第２組の連結要素
８ 第２固定要素
８．１ 軸受
８ａ 内側要素
８ｂ 外側要素
９ 長手方向の歯
１０ ウォーム駆動
１１ 歯車
１２ 玉軸受

Claims (15)

1. 車両用サスペンションのための下端部調整装置であって、
   バネ長手軸を備える車両バネが、２つのバネ受容部の間に固定されており、
   少なくとも１つのバネ受容部が、バネ長手軸の方向において、両端部がジョイントによって軸受けされた棒状の連結要素を介して調整可能である下端部調整装置。
2. 棒状の前記連結要素が空間的な角度位置を占め、
   該連結要素の第１端部によって第１固定要素を介して前記バネ受容部と作用接続されており、
   前記連結要素の第２端部によって第２固定要素に軸受けされ、
   前記バネ受容部は、第１固定要素と第２固定要素との間の相対的回転によって、前記バネ長手軸に対する方向で調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の下端部調整装置。
3. 相対的回転が、ウォーム駆動によって開始されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の下端部調整装置。
4. 前記第１固定要素あるいは前記第２固定要素は、軸方向に移動可能でねじれに対して固定されて軸受けされており、それぞれ別の固定要素は軸方向に固定され、回転可能に軸受けされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
5. 前記第１固定要素が、１つの内側要素と１つの外側要素という形状で、２つの部分で形成されており、
   第１組の連結要素が該連結要素の第１端部で前記内側要素に軸受けされ、
   第２組の連結要素が該連結要素の第１端部で前記外側要素に軸受けされており、
   前記第１組と前記第２組の連結要素の第２端部は、前記第２固定要素に、同一のあるいは異なるピッチ円上に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
6. 前記第２固定要素が、１つの内側要素と１つの外側要素という形状で、２つの部分で形成されており、
   第１組の連結要素が該連結要素の第２端部で前記内側要素に軸受けされており、
   第２組の連結要素が該連結要素の第２端部で前記外側要素に軸受けされており、
   前記第１組連結要素と前記第２組の連結要素との第１端部は、前記第１固定要素に、同一のあるいは異なるピッチ円上に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
7. 前記外側要素と前記内側要素とは、互いに対して相対的に回転可能であり、
   一方の固定要素は軸方向に移動可能かつ回転可能に軸受けされ、他方の固定要素は軸方向に固定されており、
   その結果、２つの部分から成る固定要素に向かい合う前記固定要素は、前記内側要素と前記外側要素との相対的回転の際に、前記バネ長手軸に対する方向でストローク運動を行うことを特徴とする請求項５あるいは６に記載の下端部調整装置。
8. 前記内側要素に向かい合う前記第１組の連結要素の端部は、前記外側要素に向かい合う前記第２組の連結要素の端部よりも、小さなピッチ円上に設けられていることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
9. 前記内側要素と前記外側要素とは、中心のリングを形作ることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
10. 前記内側要素と前記外側要素とは、ウォーム駆動によって互いに対してねじれ可能であることを特徴とする請求項５から９のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
11. 前記内側要素と前記外側要素とは、該内側要素と該外側要素との間に設けられた、内側リングの外側の歯と外側リングの内側の歯とにかみ合う歯車（ピニオン）によって互いに対してねじれ可能であることを特徴とする請求項５から１０のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
12. 前記歯車は、ウォームギアによって駆動可能であることを特徴とする請求項５から１１のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
13. 前記連結要素は、両端部に玉継手状に軸受けされていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
14. 前記バネ受容部は、鉢状のスプリングプレートの形状に形成されており、前記連結要素は少なくとも部分的には、前記バネの内部に設けられていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の下端部調整装置。
15. 前記バネは、コイルバネであることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の下端部調整装置。

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