JP2020529361A - 車輪懸架部 - Google Patents

Abstract

【課題】シャシレバーにおけるベルクランクの支持に用いられる軸受システムが単純な構造において傑出し、安価である車輪懸架部を提案する。【解決手段】シャシコントロールアーム３と、第１のタイロッドと、第２のタイロッドと、ベルクランク７と、軸受システム１０とを含み、該軸受システムが、第１のタイロッド及び第２のタイロッドを互いに結合するベルクランク７をシャシコントロールアーム３において支持する、車輪懸架部において、軸受システム１０が、シャシコントロールアーム３の軸受部分３ａに収容されたすべり軸受１３として形成されており、ベルクランク７及びシャシコントロールアーム３を結合する結合手段２０がすべり軸受１３において支持されている。

Description

本発明は、少なくとも１つのシャシコントロールアームと、少なくとも１つの第１のタイロッドと、第２のタイロッドと、ベルクランクと、軸受システムとを備えた車輪懸架部に関するものである。軸受システムは、第１のタイロッド及び第２のタイロッドを互いに結合するベルクランクを少なくとも１つのシャシコントロールアームにおいて支持するために用いられる。

原動機付き車両の操舵可能なアクスルにおける車輪支持部は実現可能な操舵角を決定し、これまで車輪操舵角は±５０°まで実現される。公知の車輪懸架部の主たる部分は、カーブ内側の車輪における±４０°までの操舵角を実行し、これには旋回半径の明らかな制限が伴う。

±５０°より大きな操舵角を可能とするために、シャシ運動機構の複雑性が増大する。なぜなら、このために追加的な部材が必要となるためである。このとき、これら追加的な部材は、車両車体又はシャシコントロールアームで支持されている。

特許文献１から、少なくとも１つのシャシコントロールアームと、少なくとも１つの第１のタイロッドと、第２のタイロッドと、ベルクランクとを備えた車輪懸架部が知られている。このとき、軸受システムは、第１のタイロッド及び第２のタイロッドを互いに結合するベルクランクを少なくとも１つのシャシコントロールアームにおいて支持する。このために、軸受システムは、隣り合って配置された２つの円すいころ軸受で形成されており、ベルクランクをこれに形成されたシャフト状の部分を用いて円すいころ軸受において支持するために、円すいころ軸受は、このために形成された軸受部分においてシャシコントロールアームによって収容されている。このとき、シャシコントロールアームの軸受部分は、円すいころ軸受を収容するために特別の形態を必要とする。

独国特許出願第１０２０１５２０９８５０号明細書

上述の従来技術を起点として、本発明の課題は、シャシレバーにおけるベルクランクの支持に用いられる軸受システムが単純な構造において傑出し、安価である車輪懸架部を提案することにある。

この課題は、請求項１の前提部分を基礎としたその特徴部分との関連における車輪懸架部によって解決される。これにつづく各従属請求項は、それぞれ本発明の有利な発展形態を表すものである。

本発明によれば、少なくとも１つのシャシコントロールアームと、第１のタイロッドと、第２のタイロッドと、ベルクランクとを含む車輪懸架部において、第１のタイロッド及び第２のタイロッドを互いに結合するベルクランクが、軸受システムを用いて、少なくとも１つのシャシコントロールアームにおいて支持される。このとき、支持は、ちょうど１つの自由度を有しており、すなわち、部材の互いに対する旋回が可能であるようになっている。

このために、本発明による車輪懸架部は、すべり軸受として形成された軸受システムを備えており、当該軸受システムは、少なくとも１つのシャシコントロールアームの軸受部分によって収容されており、当該軸受部分では、ベルクランク及び少なくとも１つのシャシコントロールアームを結合する結合手段が支持されている。このとき、軸受システムは一種のヒンジとして形成されており、当該ヒンジは、発生する軸方向及び径方向の力並びにモーメントを支持するものである。すべり軸受は、必要な自由度を備えており、互いに結合された部材の旋回のみを可能とする。すべり軸受は、ころ軸受と比べてよりわずかな移動する部材を備えており、したがってより安価に製造可能である。加えて、シャシコントロールアームをベルクランクに結合する別々の結合手段を設けることで、ベルクランクの製造が単純化される。さらに、軸受システムは、小さな静摩擦トルクを有しているとともに、制限してのみ存在する車輪懸架部の構造空間に関して有利に構成されている。

特許文献１の軸受システムにおいて用いられる、２つの円すいころ軸受を含む軸受システムは、その配置に必要なシャシコントロールアーム及びベルクランクの形態に起因してより複雑であるとともに、ころ軸受の使用によってよりコストがかかるものである。

本発明の一実施形態に対応して、すべり軸受は、第１の軸受ブッシュ部分及び第２の軸受ブッシュ部分を有する二部材から成る軸受ブッシュを含むことができる。両軸受ブッシュ部分は、少なくとも１つのシャシコントロールアームの長手軸線に対して傾斜して延びる、軸受部分における貫通孔に配置されている。

特に好ましくは、第１及び第２の軸受ブッシュ部分は互いに対して予負荷（付勢）されることが可能である。

このために、第１及び第２の軸受ブッシュ部分は、それぞれ、各端部において、それぞれ径方向外方へ延在する部分を備えており、当該部分は、軸受部分における各段部に接触する。貫通孔における軸受ブッシュ部分の配置は、各軸受ブッシュ部分の径方向外方へ延在する部分が互いにそむくように位置決めされている態様でなされる。段部は、貫通孔の急激な直径増大部によって実現される。貫通孔へ導入される軸受ブッシュ部分に予負荷を与えるために、それぞれ貫通孔を画定するシャシコントロールアームの軸受部分の壁部分が部分的に内方へ巻かれることができるか、又は曲げられることができる。巻かれた各壁部分が径方向外方へ延在する各軸受ブッシュ部分の一部を覆うことで、軸受ブッシュ部分が軸方向において固定される。加えて、これにより、軸受ブッシュ部分の予負荷を生じさせることが可能である。

一実施形態によれば、軸受ブッシュは、熱可塑性の合成樹脂で構成されることが可能である。熱可塑性の合成樹脂は、低い摩擦係数及び高い耐摩耗性において傑出している。軸受ブッシュを製造するために、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を合成樹脂として用いることが可能である。この場合、第１及び第２の軸受ブッシュ部分を後続の取付プロセスのための合成樹脂半製品として提供することが可能である。

本発明の一実施形態に対応して、結合手段は、スリーブと、該スリーブを貫通して案内され得る固定ネジとを含むことができ、スリーブは、その外側のジャケット面において本質的に中央に配置して周設された段部を備えている。スリーブの周設された段部には、第１の軸受ブッシュ部分及び第２の軸受ブッシュ部分が端部で接触することができる。これは、遊びなしになされるべきである。段部により、スリーブによって受け止められた軸方向の力を第１の軸受ブッシュ部分及び第２の軸受ブッシュ部分へ伝達することが可能である。ベルクランク及びシャシコントロールアームは、スリーブを通って貫通案内され得る固定ネジを用いて互いに結合されることができる。このために、ベルクランクは、特に固定ネジのネジ部分に対応するネジ孔を備えている。固定ネジは、シャシコントロールアームの軸受部分に対するスリーブの軸方向の移動を阻止する。

別の実施形態によれば、結合手段を一部材で構成することができ、当該結合手段は、軸受セグメント及び結合セグメントを備えている。軸受セグメントは、第１の軸受ブッシュ部分と第２の軸受ブッシュ部分の間に配置される。この場合、軸受セグメントも、同様にその外側のジャケット面において、本質的に中央に配置され周設された段部を備えることができ、当該段部では、軸方向の力を受け止めるために第１及び第２の軸受ブッシュ部分が支持されている。

別の実施形態によれば、軸受セグメントが本質的にフランジ状の部分を備えることができ、該部分が、部分的に、第１の軸受ブッシュ部分の径方向外方へ延在する部分に接触している。これにより、第１の軸受ブッシュ部分の径方向外方へ延在する部分がシャシコントロールアームの表面において支持されるときに、シャシコントロールアームの軸受部分の態様を単純化することが可能である。これにより、軸受部分における凹部及び壁部分を巻き、又は曲げることを省略することが可能である。

さらに、軸受セグメントへ、その本質的にフランジ状の部分とは反対側で本質的にリング状の要素を設けることが可能であり、該要素は、第２の軸受ブッシュ部分の径方向外方へ延在する部分に接触している。軸方向における移動に対してリング状の要素を固定するために、結合要素にスナップリングを設けることが可能である。これに代えて、自己固定式の固定手段も考えられる。結合要素は雄ネジ部分を備えており、当該雄ネジ部分は、好ましくはベルクランクにおける対応する雌ネジ部分と結合可能である。このために、軸受セグメントは、部分的に中空円筒状に構成されることができるとともに、工具係合凹部を備えることが可能である。当該実施形態では、第１及び第２の軸受ブッシュ部分は、結合手段及びリング状の要素によって予負荷を受ける。

本発明は、付随的な請求項及びこれに従属する請求項の記載された組合せに限定されていない。さらに、特に、個々の特徴が特許請求の範囲、本発明の好ましい実施形態の以下の説明又は直接図面から得られる場合に、個々の特徴を互いに組み合わせることが可能である。請求項における、符号を用いることによる図面の参照は、請求項の保護範囲を限定するものではない。

以下に説明される本発明の有利な実施形態は、図面に図示されている。

軸受システムを有する車輪懸架部を概略的に示す図である。 図１によるＡ−Ａ線に沿った断面図が図示されている。 第２の実施形態による軸受システムを概略的に示す図である。

図１には、軸受システム１０を有する車輪懸架部１が図示されている。車輪懸架部１は、ラック機構として形成されたステアリングギヤ装置２を備えている。さらに、車輪懸架部１は、三角形トランスバースコントロールアームとして成形された上側のシャシコントロールアーム３及び下側のシャシコントロールアーム４と、第１のタイロッド５と、第２のタイロッド６と、ベルクランク７と、車輪支持部８と、連結部分９とを含んでいる。上側のシャシコントロールアーム３及び下側のシャシコントロールアーム４は、分解された三角形トランスバースコントロールアームとして形成されることも可能である。

第１のタイロッド５は、ステアリングギヤ装置２に結合されているとともに、リンク式の結合部１１によってベルクランク７に結合されている。ベルクランク７は、一端でリンク式の結合部１１によって第２のタイロッド６に結合されている。ベルクランク７は、他端では軸受システム１０を用いて上側のシャシコントロールアーム３において支持されている。第１のタイロッド５をベルクランク７に結合するリンク式の結合部１１は、軸受システム１０と第２のタイロッド６のリンク式の結合部１１の間に配置されている。第２のタイロッド６は、リンク式の結合部１１を用いて連結部分９に結合されている。車輪支持部８及び連結部分９は一体的に成形されている。車輪支持部８は、それぞれ１つのリンク式の結合部１１によって、上側のシャシコントロールアーム３及び下側のシャシコントロールアーム４に結合されている。下側のシャシコントロールアーム４には、バネダンパ１２が配置されている。

図２には、図１によるＡ−Ａ線に沿った断面図が図示されている。当該図示には、第１の実施形態による軸受システム１０が示されている。上側のシャシコントロールアーム３においてベルクランク７を支持する軸受システム１０は、ちょうど１つの自由度を有している。このために、軸受システム１０は、すべり軸受１３として形成されている。すべり軸受１３は、第１の軸受ブッシュ部分１４ａ及び第２の軸受ブッシュ部分１４ｂを有する二部材から成る軸受ブッシュ１４を含んでいる。第１の軸受ブッシュ部分１４ａ及び第２の軸受ブッシュ部分１４ｂは、上側のシャシコントロールアーム３を通って延在する貫通孔１８によって収容されている。貫通孔１８は端部においてそれぞれ１つの急激な半径増大部を備えているため、それぞれ１つの段部１８ａが形成されている。第１及び第２の軸受ブッシュ部分１４ａ，１４ｂは、径方向において外方へ延在するそれぞれ１つの部分１５を備えている。当該部分１５は、取り付けられた位置で、上側のシャシコントロールアーム３のそれぞれ対応する段部１８ａに遊びなく載置されている。二部材から成る軸受ブッシュ１４は、低い摩擦係数及び高い耐摩耗性により傑出した熱可塑性の合成樹脂で構成されている。このために、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を合成樹脂として用いることが可能である。この場合、第１及び第２の軸受ブッシュ部分１４ａ，１４ｂは、後続の取付プロセスのための合成樹脂半製品として提供されることが可能である。

軸受ブッシュ１４では結合手段２０が支持されており、当該支持手段は、ベルクランク７と上側のシャシコントロールアーム３を互いに結合するものである。図示の実施形態では、多部材から成る結合手段２０は、スリーブ１６及び固定ボルト１９を含んでいる。スリーブ１６は、金属で構成されているが、合成樹脂で製造されることも可能である。スリーブ１６は、その外側のジャケット面において、本質的に中央に配置され周設された段部１７を備えている。スリーブ１６の当該段部１７には、第１の軸受ブッシュ部分１４ａ及び第２の軸受ブッシュ部分１４ｂが互いに対向配置して設置されている。段部１７における第１の軸受ブッシュ部分１４ａ及び第２の軸受ブッシュ部分１４ｂの配置は遊びなく行われる。これにより、第１及び第２の軸受ブッシュ部分１４ａ，１４ｂは、軸方向の変位に対してスリーブ１６を固定する。スリーブ１６の外側のジャケット面に周設された段部１７は、軸方向の力を受け止めるか、又は当該力を伝達する。上側のシャシコントロールアーム３は、固定ネジ１９を用いてベルクランク７に螺着される。

軸受システム１０の取付時には、まず、両軸受ブッシュ部分１４ａ，１４ｂのうち１つが貫通孔１８へ挿入される。つづいて、スリーブ１６が、あらかじめ貫通孔１８に挿入された軸受ブッシュ部分１４ａ又は１４ｂへはめ込まれる。つづいて、他の軸受ブッシュ部分１４ａ又は１４ｂが貫通孔１８へはめ込まれる。第１及び第２の軸受ブッシュ部分１４ａ，１４ｂを軸方向において固定するために、軸方向に延在し貫通孔１８をそれぞれ端部側で画定する、上側のシャシコントロールアーム３の壁部分２１が巻かれ、又は曲げられるようになっており、その結果、当該壁部分は、各部分１５を覆っている。加えて、これにより、第１及び第２の軸受ブッシュ部分１４ａ，１４ｂには、それぞれ予負荷が作用する。軸受システム１０を密閉するために、不図示の少なくとも１つの軸シールリングが設けられている。少なくとも１つの軸シールリングは、上側のシャシコントロールアーム３においてベルクランク７を支持する軸受システム１０を周囲に対して密閉する。

図３には、第２の実施形態による軸受システム３０が概略的に図示されている。同様に、軸受システム３０もすべり軸受３１として形成されている。すべり軸受３１は、第１の軸受ブッシュ部分３２ａ及び第２の軸受ブッシュ部分３２ｂを有する二部材から成る軸受ブッシュ３２を含んでいる。第１の軸受ブッシュ部分３２ａ及び第２の軸受ブッシュ部分３２ｂは、上側のシャシコントロールアーム３を通って延在する貫通孔１８によって収容されている。第１の軸受ブッシュ部分３２ａ及び第２の軸受ブッシュ部分３２ｂは、それぞれ径方向外方へ延在するそれぞれ１つの部分３３を備えている。第１の軸受ブッシュ部分３２ａ及び第２の軸受ブッシュ部分３２ｂは、各部分３３において、それぞれシャシコントロールアーム３に接触している。

シャシコントロールアーム３及びベルクランク７を結合するために、二部材から成る軸受ブッシュ３２において結合手段３４が支持されている。結合手段３４は、当該実施例により一体的に形成されている。結合３４は、軸受セグメント３５及び結合セグメント３６を備えている。軸受セグメント３５は、部分的に軸受ブッシュ３２によって収容されている。軸受セグメント３５は、その自由端においてフランジ状の部分３７を備えており、当該部分は、第１の軸受ブッシュ部分３２ａから軸方向及び径方向に突出し、当該第１の軸受ブッシュ部分に載置されている。部分３７に対向する側では、リング状の要素３８が、結合セグメント３６を介して軸受部分３５へ摺動可能である。リング状の要素３８は、径方向外方へ延在する、第２の軸受ブッシュ部分３２ｂの一部に部分的に接触している。軸受セグメント３５へ設けられたスナップリング３９のような固定要素により、結合手段３４は、軸方向の変位に対して固定されている。結合セグメント３６は雄ネジを備えているため、結合手段３４は、ベルクランク７と螺着可能である。このために、軸受セグメント３５には工具係合凹部４０が設けられており、その結果、結合手段３４をベルクランク７における対応する雌ネジに螺着させることが可能である。

１ 車輪懸架部
２ ステアリングギヤ装置
３ 上側のシャシコントロールアーム
３ａ 軸受部分
４ 下側のシャシコントロールアーム
５ 第１のタイロッド
６ 第２のタイロッド
７ ベルクランク
８ 車輪支持部
９ 連結部分
１０ 軸受システム
１１ リンク式の結合部
１２ バネダンパ
１３ すべり軸受
１４ 軸受ブッシュ
１４ａ 第１の軸受ブッシュ部分
１４ｂ 第２の軸受ブッシュ部分
１５ 部分
１６ スリーブ
１７ 段部
１８ 貫通孔
１８ａ 段部
１９ 固定ネジ
２０ 結合手段
３０ 軸受システム
３１ すべり軸受
３２ 軸受ブッシュ
３２ａ 第１の軸受ブッシュ部分
３２ｂ 第２の軸受ブッシュ部分
３３ 部分
３４ 結合手段
３５ 軸受セグメント
３６ 結合セグメント
３７ 部分
３８ リング状の要素
３９ スナップリング
４０ 工具係合凹部

Claims (9)

1. 少なくとも１つのシャシコントロールアーム（３，４）と、第１のタイロッド（５）と、第２のタイロッド（６）と、ベルクランク（７）と、軸受システム（１０，３０）とを含み、該軸受システムが、前記第１のタイロッド（５）及び前記第２のタイロッド（６）を互いに結合する前記ベルクランク（７）を前記少なくとも１つのシャシコントロールアーム（３）において支持する、車輪懸架部（１）において、
   前記軸受システム（１０，３０）が、前記少なくとも１つのシャシコントロールアーム（３）の軸受部分（３ａ）に収容されたすべり軸受（１３，３１）として形成されており、前記ベルクランク（７）及び前記少なくとも１つのシャシコントロールアーム（３）を結合する結合手段（２０，３４）が前記すべり軸受（１３，３１）において支持されていることを特徴とする車輪懸架部。
2. 前記すべり軸受（１３，３１）が、第１の軸受ブッシュ部分（１４ａ，３２ａ）及び第２の軸受ブッシュ部分（１４ｂ，３２ｂ）を有する二部分から成る軸受ブッシュ（１４，３２）を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の車輪懸架部（１）。
3. 前記第１の軸受ブッシュ部分（１４ａ，３２ａ）及び前記第２の軸受ブッシュ部分（１４ｂ，３２ｂ）が互いに対して予負荷を受けていることを特徴とする請求項２に記載の車輪懸架部（１）。
4. 前記第１の軸受ブッシュ部分（１４ａ，３２ａ）及び第２の軸受ブッシュ部分（１４ｂ，３２ｂ）が、それぞれ１つの端部において、前記軸受部分（３ａ）におけるそれぞれ１つの段部（１８ａ）に接触する、径方向外方へ延在するそれぞれ１つの部分（１５）を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車輪懸架部（１）。
5. 前記軸受ブッシュ（１４，３２）が熱可塑性の合成樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車輪懸架部（１）。
6. 前記結合手段（２０）が、スリーブ（１６）と、該スリーブ（１６）を貫通して案内され得る固定ネジ（１９）とを含んでおり、前記スリーブが、その外側のジャケット面において本質的に中央に配置して周設された段部（１７）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車輪懸架部（１）。
7. 前記結合手段（３４）が、一部材で構成されているとともに、軸受セグメント（３５）及び結合セグメント（３６）を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車輪懸架部（１）。
8. 前記軸受セグメント（３５）が本質的にフランジ状の部分（３７）を備えており、該部分が、部分的に、前記第１の軸受ブッシュ部分（３２ａ）の径方向外方へ延在する部分（３３）に接触していることを特徴とする請求項７に記載の車輪懸架部（１）。
9. 前記軸受セグメント（３５）へ、その本質的にフランジ状の前記部分（３７）とは反対側で本質的にリング状の要素（３８）を設けることが可能であり、該要素が、部分的に、前記第２の軸受ブッシュ部分（３２ｂ）の径方向外方へ延在する部分（３３）に接触していることを特徴とする請求項８に記載の車輪懸架部（１）。

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