JP2967499B2 - 補助板バネを備えた車両 - Google Patents

補助板バネを備えた車両

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両のサスペンション
装置のための補助バネに関し、特に選択的に係合可能な
補助板バネを備える車両サスペンションに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】選択的に係合可能な補助板バネは公知で
あり、例えばドラベス(Draves)の米国特許第3,484,091
号に記載されており、参考として本説明に含める。ドラ
ベスの特許は、車両シャーシの長手方向軸線に直交する
方向へ延出した車軸アセンブリの両端部に回転可能に取
り付けられた左右の接地車輪と、シャーシを車軸アセン
ブリ上に垂直方向に支持する板またはコイル形の左右の
主サスペンションバネと、それぞれシャーシに回動可能
に取り付けられた端部及び取り付けられていない自由端
部を備えている、ほぼ長手方向に延在した左右の補助板
バネと、車軸アセンブリに負荷支持係合するように自由
端部を移動させることができるように選択的に作動する
アクチュエータとを開示している。そのような補助バネ
構造により、主サスペンションバネは、車両に荷重がな
いか軽荷重である時に乗り心地がよくなる構造になって
おり、特に軽荷重実用車、例えば荷物の運搬よりも通勤
用に用いられる小型オープントラック等に好適である。
しかし、ドラベス特許の補助板バネには取り付けられて
いない自由端部があるので、それらは荷重の支持を補助
する機能しかなく、また補助バネの自由端部が車軸に当
たってうるさい騒音を発生することがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、車両
サスペンションリンクとして機能でき、駆動及び／また
は制動トルクによる主板バネのたわみを軽減できる補助
板ばねを備え、サスペンションバネによる騒音を防止す
るとともに、車両の駆動軸と差動ピニオン軸との間の駆
動角度を容易に制御できるようにした車両を提供するこ
とである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴による車両
は、前端部及び後端部を備えた車両シャーシの長手方向
軸線に直交する方向へ延在した車軸アセンブリの両端部
に回転可能に取り付けられた左右の接地車輪アセンブリ
と、シャーシを車軸アセンブリ上に垂直状態に支持する
主バネ手段と、横方向に離れて前記長手方向軸線に沿っ
て延在し、それぞれの第１端部をシャーシに回動可能に
取り付けて前記主バネ手段と並行して配置された第１，
第２の補助板バネとを有している。
【０００５】そして、補助板バネの各第２端部は、車軸
アセンブリの共通軸線に関して主バネ手段とは反対側位
置において車軸アセンブリに回動可能に取り付けられ
る。また、補助板バネの一端部側の回動移動を阻止する
ために、補助板バネの表面に対して係脱自在の反動部材
を有するアクチュエータ手段を備えており、補助板バネ
が、このアクチュエータ手段との係合に応答して、主バ
ネ手段と共に選択的に車軸アセンブリ上にシャーシを垂
直状態に支持することを特徴としている。
【０００６】
【作用】このような構成としたことにより、補助板バネ
が主板バネと並行した配置され、補助板バネの前端部と
後端部がそれぞれ車両シャーシと車軸アセンブリに回動
可能に取り付けられる。そして、アクチュエータ手段の
反動部材が補助板バネに選択的に係合すると、補助板バ
ネの一端側の回動が阻止される。そのため、補助板バネ
が主バネ手段と共に車両シャーシを車軸アセンブリ上に
垂直状態に支持するバネ手段として作用し、補助板バネ
に垂直方向支持力を与えるとともに、主バネ手段に働く
たわみを軽減する。 また、主バネ手段の撓みに対して、
シャーシと車軸アセンブリの間の距離を変えて車軸アセ
ンブリの回動を可能にし、車両の駆動軸と差動ピニオン
軸との間の角度変化と、シャーシと車軸アセンブリとの
間の相対垂直方向位置の変動とを容易に制御する。
【０００７】
【実施例】図１に概略的に示されている車輪自動車は、
点線１０で示されている車体と、長手方向及び横方向軸
線１２、１４と、左右の前車輪１６と、前車輪用のステ
アリングアセンブリ１８と、横方向に延在した剛直の駆
動車軸アセンブリ２２の両端部に回転可能に支持された
左右の後車輪２０とを備え、駆動車軸アセンブリ２２の
横方向に延在した管部分２６に固着された差動ハウジン
グ２４内に差動歯車アセンブリが配置されており、また
図２に示されている自在継手３０等のたわみ継手によっ
て差動歯車アセンブリのピニオン軸２９に連結された、
エンジン駆動される駆動軸２８と、部分的に示されてい
るシャーシレール（シャーシ）３２と、長手方向に延在
した第１及び第２主板バネ３４（主バネ手段）とを備え
ており、各主板バネの両端部３４ａ，３４ｂはシャーシ
レールに対して荷重支持関係にあり（図２参照）、それ
ぞれの中間部分３４ｃが車軸アセンブリに取り付けられ
ている。本発明の目的のためには、車軸アセンブリ２２
は剛直の駆動または非駆動車軸でよく、板バネ３２以外
のもの（例えばコイルバネ）の上にシャーシを支持する
ようにしてもよく、また剛直以外のもの（例えば独立し
た車輪サスペンション用の車軸アセンブリ等）や後車軸
以外でもよい。
【０００８】図２及び図３は、車軸アセンブリ２２の左
側用の本発明のサスペンション構造の実施例３６を示し
ている。右側のものも同一であるが、簡略化するために
省略されている。サスペンション構造３６は、公知のつ
り下げ式主板バネサスペンションに対して、選択的に係
合することによって主板バネ３４と並行して車両シャー
シを垂直状態に支持でき、牽引またはドラグリンクとし
て機能でき、駆動及び制動トルクによる主板バネのたわ
みを軽減でき、また主板バネ３４のたわみによる駆動軸
２８及びピニオン軸２９間の角度変化と、シャーシ及び
車軸アセンブリ間の相対垂直方向位置の変動とを容易に
制御できる補助板バネ３８を設ける変更を加えたもので
ある。
【０００９】バネ34の後端部34b はシャックル及びブラ
ケット40,42 によって公知のようにしてシャーシレール
32に回動可能に取り付けられている。ブラケットアセン
ブリ44が中間部分34c を車軸管26の下側の、車輪20と差
動装置とを駆動連結しているスタブ軸45の横方向に延在
した回転軸線から半径方向に離れた位置に固定的に取り
付けている。ブラケットアセンブリ44には、横方向に離
れた１対の上向きのフランジ44a （１つだけ図示されて
いる）が設けられて、補助板バネ38の端部38aを車軸ア
センブリに主板バネ中間部分34c と直径方向に対向する
位置で回動可能に取り付けている。主及び補助板バネの
前端部34a 、38b は、シャーシレール32に固着されたブ
ラケットアセンブリ46に回動可能に取り付けられてい
る。主及び補助バネの端部の回動取り付け部には、図３
に示されているように公知のようにして弾性ブッシュ48
を設けることもできる。
【００１０】ブラケットアセンブリ４６には、横方向に
離れた側部プレート５０、５２と、側部プレートに固着
されてそれらを離設させている上プレート５４とが設け
られている。側部プレート５０は、図２では他方の側部
プレート５２が見えるように部分的に破断されている
が、図３では省略されている。ブラケットの上プレート
５４は、補助板バネ３８の上表面部分３８ｃと係脱する
ように反動部材５８の表面５８ａを移動させることがで
きるように選択的に作動するアクチュエータアセンブリ
（アクチュエータ手段）５６のための取り付け表面にな
っている。図２に示すように、表面５８ａ，３８ｃ間が
離れている時、補助板バネ端部３８ｂは回動が自在であ
って、主板バネ３４がシャーシに対する唯一の荷重支持
体となっている。図３に示すように、両表面が係合して
いる時、端部３８ｂの回動移動が阻止または禁止され
て、補助板バネは主板バネ３４と共にシャーシの荷重支
持を分担する。
【００１１】補助板バネ３８は端部３８ｂ，３８ａでシ
ャーシ及び車軸アセンブリに回動可能に取り付けられて
おり、また両端部３８ｂ，３８ａ間の補助バネは主板バ
ネ３４の端部３４ａと中間部分３４ｃとの間の部分から
離れてそれと並行に配置されているので、駆動及び制動
トルクによる主板バネ３４のたわみを軽減できると共
に、主板バネ３４のたわみによる駆動軸２８及びピニオ
ン軸２９間の駆動角度の角度変化と、シャーシ及び車軸
アセンブリ間の相対垂直方向位置の変動とを容易に制御
できる牽引またはドラグリンクとしても機能する。その
ような駆動角度の変化は、補助板バネの長さを変更する
ことによって容易に制御でき、例えばサスペンション構
造３６の補助板バネ３８を短くすれば、シャーシに対す
る荷重の増加または車軸アセンブリの上下揺れによって
シャーシ及び車軸アセンブリ間の垂直方向距離が減少し
た時、ピニオン軸２９はノーズダウン姿勢をとる。主板
バネ３４は１枚の形式でも複数枚のものでもよい。補助
板バネ３８は両端部が取り付けられているので、主板バ
ネが破損した場合、車軸アセンブリを所定位置に維持す
ることもできる。
【００１２】アクチュエータアセンブリ56には、第１及
び第２減速アセンブリ60、62が直列状に駆動連結して設
けられている。アセンブリ60には、ワイヤ66で電源に接
続可能な電気モータ64と、ハウジング68内に収容されて
モータによって駆動される図示しない減速器とが設けら
れている。アセンブリ62には、図４の垂直断面図からわ
かるように、上プレート54に固定的に取り付けられたハ
ウジング70と、モータ64によって駆動された軸74の軸線
回りにハウジング内で回転可能に取り付けられたウォー
ム72とが設けられている。ウォームには、反動部材58の
内孔58b にねじ込まれたネジ78に取り付けられたウォー
ム歯車76の部分的に図示されている歯76a と噛み合った
図示されていない歯が設けられている。反動部材58はハ
ウジング70内の穴70a 及び上プレート54の開口54a に摺
動可能に挿通されている。部材58と穴70a との接合部か
ら異物が侵入しないようにするため、シールまたはブー
ツを設けてもよい。反動部材の回転は、ハウジング70に
取り付けられたキー80を細長いキー溝58c に摺動可能に
嵌め込むことによって防止されている。ネジ78と穴58b
との螺合関係により、歯車72、76の回転に応答して反動
部材を線形移動させて補助バネ部分38c と係合させる機
構が構成されている。反動部材58、 ネジ78及びウォーム
歯車76に作用する上向きのスラストは、スラスト軸受82
を介してハウジング62によって反動を受け、またこれら
の部材はバネ84によって上向きに付勢されている。アク
チュエータアセンブリ56は、反動部材58と係合でき、シ
ャーシ荷重が補助バネを必要とするのに先だってのみ反
動部材と係合する大きさのものであるか、または荷重を
受けた反動部材と係合してそれの位置を変更できる（本
実施例の場合）ものであれば、他の幾つかの公知の減速
アセンブリでもよい。アセンブリ60は、米国、ミシガン
州、ガレスバーグのイートン(Eaton) 社、トラック部品
部から部品番号113700で入手できる。
【００１３】図５〜図９は、本発明の補助板バネ及び／
または補助板バネ用の変更アクチュエータアセンブリと
組み合わせた主サスペンションバネの変更例を概略的に
示している。これらの実施例では、類似部分には同一番
号が付けられている。
【００１４】図５のサスペンション構造100 では、補助
板バネ38が、図示のように剛直な非駆動車軸または図２
及び図３の駆動車軸である車軸アセンブリ102 の上部に
取り付けられた上架式主板バネ34と共に用いられてい
る。アクチュエータアセンブリ56は、外見は異なってい
るが、図２〜図４に示されているものと基本的に同一で
ある。
【００１５】図６に概略的に示されているサスペンショ
ン構造112 では、補助板バネ38及びアクチュエータアセ
ンブリ56が、駆動または非駆動形の車軸アセンブリの上
にシャーシを支持するコイル形の主サスペンションバネ
114 と共に用いられている。図６の実施例では、ウィッ
シュボン形リンク116 が前端部116aでシャーシレール
に、後端部116bで車軸アセンブリに取り付けられてい
る。リンク116 及び補助板バネ38が駆動及び制動トルク
に反動して、図２及び図３における主及び補助板バネの
場合と同様にして、駆動軸28及びピニオン軸29間の角度
関係を制御する。従って、バネ38及びリンク116 の相対
長さを変更することによって、様々な角度関係を得るこ
とができる。アクチュエータアセンブリ56は、図２、図
５、図７、図８及び図10のアクチュエータアセンブリと
同様に、シャーシに取り付けられたハウジングと、126
で互いに回動可能に連結され、128 で車軸アセンブリに
回動可能に取り付けられ、また軸120 に固着されたリン
ク122、124 によって車軸アセンブリに連結されている回
転可能な軸120 とを備えている位置手段または回転スイ
ッチ118 によって制御できる。軸120 の角度位置は、シ
ャーシ及び車軸アセンブリ間の相対垂直方向関係を表し
ている。軸の回転によってスイッチが開閉して、電源13
0 がワイヤ132、134 を介してアクチュエータアセンブリ
に接続される。アクチュエータは、一定の条件で、例え
ば車両が移動中である時に開くリレースイッチ136 によ
って消勢される。場合によっては車両の各側に位置スイ
ッチを設けてもよいが、それについては以下に詳しく説
明する。
【００１６】図７は、一端部を反動部材58に取り付けた
摺動可能なピストン142 を備えた油圧シリンダ140 を設
けた油圧制御装置139 を概略的に示している。好ましく
は、ピストンをバネ146 で上向きに付勢する。ピストン
の他端部とシリンダとによって流体室147 が形成され、
タンク150 に連結している手動式弁148 の閉鎖に応答し
て油圧流体によって、またはチェック弁154 を介して加
圧流体をシリンダへ送る手動式ポンプ152 の手動操作に
よって選択的に加圧される。
【００１７】図８は、図７の手動式ポンプ及び弁の代わ
りに電動式ポンプ及び弁106、162 を用いた図７の油圧制
御装置を示している。電源164の電力は手動式スイッチ1
66によってポンプ及び弁へ送られる。あるいは、スイッ
チ166 は図６の回転及びリレースイッチ118、136 に置き
換えることもできる。
【００１８】図９に示されているアクチュエータアセン
ブリ170 では、ラチェット歯172 を備えた反動部材58の
位置が、反動部材のラチェット歯172 と係脱するように
移動可能な回動爪アセンブリ174 によって制御される。
爪は、電線管177 を介して電源に接続可能なソレノイド
アセンブリ176 によって係合される。バネ178 がソレノ
イドの電機子180 を伸張させているため、ソレノイドア
センブリのソレノイドが消勢されている時、爪が回動し
て外れている。反動部材は、ラチェット歯に作用してい
るバネ178 の力に打ち勝つことができる力を備えたバネ
182 によって下向きに付勢されている。電機子が係合し
ている時に一定の電流が消費されることを防止するた
め、ソレノイドまたは爪アセンブリにラッチ機構を設け
てもよい。例えば、ソレノイドが初めて励磁されて爪が
係合した時に電機子を係合位置に保持し、ソレノイドが
瞬間的に再度励磁されるのに対応してラッチを解除する
ラッチ機構をソレノイドアセンブリに設けることができ
る。あるいは、爪174 の位置をボーデンワイヤ、ケーブ
ルまたはロッド等の手動式プッシュ・プル構造体によっ
て制御してもよい。
【００１９】以上に、本発明の幾つかの実施例を説明の
ために開示してきた。上記実施例の多くの変更は本発明
の精神の範囲内に入っていると考えられる。添付の請求
範囲は、上記実施例及び発明の精神の範囲内にあると考
えられるそれらの変更例の発明部分をカバーするもので
ある。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、補助板バネが主バネ手段と並
行して配置されており、補助板バネの一端部側がアクチ
ュエータ手段の反動部材と選択的に係合することによ
り、補助板バネは、サスペンションリンクとして機能し
て主バネ手段と共に車両シャーシを車軸アセンブリ上に
支持でき、補助板バネに垂直方向支持力を与えるととも
に、この補助板バネが、駆動及び制動トルクによる主バ
ネ手段のたわみを軽減できる。 また、本発明は、補助板
バネが、その第１端部と第２端部がそれぞれ、シャーシ
と車軸アセンブリに回動可能に取付けられ、アクチュエ
ータ手段により補助板バネの一端部の回動を阻止して、
補助板バネがふらつくことがなくなり、サスペンション
の振動騒音を防止できる。 さらに、本発明は、補助板バ
ネの各第２端部が、車軸アセンブリの共通軸線に関して
主バネ手段とは反対側位置において車軸アセンブリに回
動可能に取り付けられ、かつ主バネ手段と補助板バネが
牽引リンクを構成することから、主バネ手段のたわみに
よる駆動軸とピニオン軸間の角度変化とシャーシ及び車
軸アセンブリ間の相対垂直方向位置の変動を、補助板バ
ネに接触する反動部材の係合力によって容易に制御でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の概略的平面図である。
【図２】サスペンション装置の左後部分の側面図であ
る。
【図３】バネ取り付けプレートを取り除いて、主及び補
助板バネ端部の前取り付け部を示す、図２の部分図であ
る。
【図４】図２及び図３の補助板バネを係脱させるアクチ
ュエータ減速器の縦断面図である。
【図５】別のサスペンション装置に用いた補助板バネの
変更例を示す図である。
【図６】図５と同様の補助板バネの変更例を示す図であ
る。
【図７】補助板バネを係脱させる油圧制御装置を示す図
である。
【図８】補助板バネを係脱させる他の油圧制御装置を示
す図である。
【図９】補助板バネを係脱させるため回動爪アセンブリ
を用いた他の油圧制御装置を示す図である。
【符号の説明】
16、20 車輪 22 車軸アセンブリ 32 シャーシレール 34 主板バネ 38 補助板バネ 56 アクチュエータアセンブリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームズ レスター オリバー アメリカ合衆国 ミシガン 48055 ポ ンティアックグレゴリー ロード 3740 (72)発明者 ジェームズ アンドリュー ジュリガ アメリカ合衆国 ミシガン 48013 ブ ルームフィールド ヒルズ ストーンリ ー ロード 4368 (56)参考文献 特開 昭60−236816（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−230813（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−11008（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60G 17/027 B60G 11/04

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】前端部及び後端部を備えた車両シャーシの
    長手方向軸線に直交する方向へ延在した車軸アセンブリ
    の両端部に回転可能に取り付けられた左右の接地車輪ア
    センブリと、シャーシを車軸アセンブリ上に垂直状態に
    支持する主バネ手段と、横方向に離れて前記長手方向軸
    線に沿って延在し、それぞれの第１端部をシャーシに回
    動可能に取り付けて前記主バネ手段と並行して配置され
    た第１，第２の補助板バネとを有する車両であって、 前記補助板バネの各第２端部が、前記車軸アセンブリの
    共通軸線に関して前記主バネ手段とは反対側位置におい
    て前記車軸アセンブリに回動可能に取り付けられ、 前記補助板バネの一端部側の回動移動を阻止するため
    に、補助板バネの表面に対して係脱自在の反動部材を有
    するアクチュエータ手段を備えており、 前記補助板バネが、このアクチュエータ手段との係合に
    応答して、前記主バネ手段と共に選択的に車軸アセンブ
    リ上にシャーシを垂直状態に支持する ことを特徴とする
    車両。
  2. 【請求項２】主バネ手段が、横方向に離れてほぼ長手方
    向に延在した第１及び第２主板バネを有しており、その
    各々の両端部がシャーシに対して荷重支持関係にあり、
    また各々の中間部分が車軸アセンブリに取り付けられて
    いることを特徴とする請求項１の車両。
  3. 【請求項３】主バネ手段が、横方向に離れてほぼ垂直方
    向に延在した第１及び第２コイルバネを有しており、前
    記主バネ手段の第１端部が車軸アセンブリより前方の位
    置においてシャーシに回動可能に取り付けられているこ
    とを特徴とする請求項１の車両。
  4. 【請求項４】車軸アセンブリが端部間で固定的に延在し
    ており、補助板バネが車軸アセンブリの回動を禁止する
    半径アームとしても機能していることを特徴とする請求
    項１の車両。
  5. 【請求項５】主バネ手段が、横方向に離れてほぼ長手方
    向に延在した第１及び第２主板バネを有しており、その
    各々の両端部がシャーシに対して荷重支持関係にあり、
    また各々の中間部分が車軸アセンブリに固定的に取り付
    けられていることを特徴とする請求項１の車両。
  6. 【請求項６】車軸アセンブリのハウジング内に、一端部
    がそれぞれ左右の車輪アセンブリに駆動連結され、たわ
    み継手を介して長手方向に延在した駆動軸によって駆動
    されるピニオン軸を設けた差動歯車アセンブリによって
    他端部が駆動される左右のスタブ軸が共通軸線回りに回
    転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項４
    の車両。
  7. 【請求項７】主バネ手段が、横方向に離れてほぼ長手方
    向に延在した第１及び第２主板バネを有しており、その
    各々の前端部がシャーシに回動可能に取り付けられ、後
    端部がシャーシに回動可能に取り付けられたシャックル
    に回動可能に取り付けられ、また中間部分が車軸アセン
    ブリの共通軸線から半径方向に離れた位置で車軸アセン
    ブリに固定的に取り付けられており、補助板バネの第１
    端部が車軸アセンブリより前方の位置においてシャーシ
    に回動可能に取り付けられ、補助板バネの第２端部が前
    記共通軸線から、また主板バネの中間部分から半径方向
    に離れた位置で車軸アセンブリに回動可能に取り付けら
    れていることを特徴とする請求項６の車両。
  8. 【請求項８】各主板バネの中間部分と各補助板バネの第
    ２端部とが、車軸アセンブリの直径方向に対向する位置
    に配置されていることを特徴とする請求項７の車両。
  9. 【請求項９】各主板バネの中間部分が車軸アセンブリの
    上側に配置されていることを特徴とする請求項８の車
    両。
  10. 【請求項１０】各主板バネの中間部分が車軸アセンブリ
    の下側に配置されていることを特徴とする請求項８の車
    両。
  11. 【請求項１１】アクチュエータ手段が、シャーシに取り
    付けられたハウジング手段内に少なくとも１つの減速歯
    車アセンブリを備えており、この歯車アセンブリには、
    入力駆動部に駆動連結された入力歯車と、入力歯車によ
    って駆動される出力歯車とが設けられており、出力歯車
    が反動手段に駆動連結されて、入力駆動部の前後回転に
    応答して各補助板バネの部分に対して接離するように反
    動手段を移動させるようにしたことを特徴とする請求項
    １の車両。
  12. 【請求項１２】少なくとも１つの減速歯車アセンブリ
    が、それぞれ第１及び第２補助板バネに対応した第１及
    び第２減速歯車アセンブリを有しており、各歯車アセン
    ブリにはシャーシに取り付けられたハウジングが設けら
    れ、その中に設けられた線形駆動手段の作動によって、
    入力及び出力歯車の前後回転に応答して補助板バネの部
    分に対して接離するように反動手段を線形移動させるよ
    うにしたことを特徴とする請求項１１の車両。
  13. 【請求項１３】第１及び第２減速歯車アセンブリが、中
    間減速器を介してそれぞれ対応の入力歯車に駆動連結さ
    れた第１及び第２電気モータを備えていることを特徴と
    する請求項１２の車両。
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