JP4338559B2 - 自動車のサスペンション・システム - Google Patents

Description

本発明は、車輪の取付のためのロア・リンク、車体に取付けられるシャシー・アンダーフレーム、及びスプリングを持つ、自動車のサスペンション・システムに関する。本発明は更に、この種のサスペンション・システムを組付ける方法に関する。

具体的には自動車の後輪において、独立式サスペンション・システムが公知であり、その場合に、車輪はロア（トランスバース）リンクに取付けられる。ノイズ及び振動の車体への伝達を緩衝するために、この場合にロア・リンクは、車体へ直接結合されるのではなく、シャシー・アンダーフレーム（インターミディエート・フレーム、サブ・フレームとも呼ばれる）に結合される。このシャシー・アンダーフレームは、部分的に、ラバー・ブッシュを介して車体の長手部材に固定される。更に、この種のサスペンション・システムの場合、スプリング・プレートを介してシャシー・アンダーフレームに上端が支持されるコイル・スプリングが、ロア・リンクに支持される。

上述のサスペンション・システムの場合に、車輪と車体との間で伝達する力の全てが、シャシー・アンダーフレームを経由し、その力は、ラバー・ブッシュに対してかなりの荷重となる。これを理由として、スプリングがシャシー・アンダーフレーム上でスプリング・プレートにより支持されず、車体に直接支持される、別の形態のサスペンション・システムが知られている。それにより、シャシー・アンダーフレームのラバー・ブッシュが、かなりの程度負荷から解放される。しかしながら、この種のサスペンション・システムの組付けは、困難を伴う。というのは、スプリングが、別体のサスペンション・システムに組付けられる前には自由状態になっているからである。サスペンション・システムの組付け作業中に、スプリングが車体に取付けられる、若しくは車体に先に取付けられた後でロア・リンクに取付けられる。この場合、スプリングが脱落して、組立者を負傷させる可能性がある。更に、比較的長い硬質のスプリングを取付ける際、車体は組立台座から持ち上げられている。これがまた、事故の危険につながる。

この背景に対して、スプリングが車体に支持され、スプリングを取付けるのが容易である、サスペンション・システムを提供することが、本発明の課題である。

この目的は、請求項１の構成を持つサスペンション・システムと、請求項７の構成を持つ方法とにより、達成される。有利な改良が、従属項に含まれる。

本発明による自動車のためのサスペンション・システムは、リンク（組付け位置に従い、以下「ロア・リンク」と呼ぶ）を持ち、このリンクは、車輪を回転自在に取付ける手段を持つ。更に、サスペンション・システムはシャシー・アンダーフレームを含み、シャシー・アンダーフレームはそれ自身を自動車の車体へ固定するブッシュを持つ。ロア・リンクは、シャシー・アンダーフレームへリンク状に結合されるのが好ましい。サスペンション・システムがそれぞれ車体の両側端に形成されるように、シャシー・アンダーフレームは、車両の車幅方向に延びているのが一般的である。本発明によるサスペンション・システムは、更に、（コイル）スプリングを持ち、その一端（組付位置に従い以下「下端」と呼ぶ）がロア・リンク上に配置され、他端（「上端」）がスプリング・プレートによりカバーされる。サスペンション・システムは、サスペンション・システムが自動車の車体へ未だ取付けられていないときに、スプリング・プレートの一部を支持するマウントを持つシャシー・アンダーフレームを有する。

シャシー・アンダーフレーム上に形成されたマウントにより得られる効果と、それのスプリング・プレートとの間の相互作用は、サスペンション・システムが取外されたときでさえも、スプリングが完全に独立しているのではなく、ロア・リンクとシャシー・アンダーフレームの取付部との間に確実に係合されているということである。この形式のサスペンション・システムの組付手順は、スプリングがロア・リンクとシャシー・アンダーフレームとの間で永続的に（つまり係合状態で）位置するサスペンション・システムの場合におけるのと本質的に同じ態様で進めることができ、別の組立ステーションも組立順序の変更も必要としない。スプリング・プレートの一部のみがマウントに支持されるので、スプリング・プレートの露出部分が組付中に車体と接触し得て、最終組付位置に到達したときに、スプリングから車体への実際の力の伝達が生じ得る。これは、係合状態で、スプリング・プレートがシャシー・アンダーフレームのマウントから持ち上げられ、それゆえ、スプリングとシャシー・アンダーフレームとの間にはいかなる結合部も存在しないということを意味する。なお、この結合部が存在しないので、シャシー・アンダーフレームのブッシュを負荷から解放するという点に関して有利である。

シャシー・アンダーフレームに取付けられるマウントは、スプリング・プレートを環状に取囲んでスプリング・プレートがマウントの縁で支持され得るように、環状であるのが好ましい。それにより、スプリング・プレートのマウントに対するセンタリングされた位置決めを一様かつ確実に得ることができる。

スプリング・プレートはセンタリング・エクステンションが設けられているのが好ましく、センタリング・エクステンションは、組付け状態で、車体の方向に向いている。この形式のセンタリング・エクステンションと車体側の対応するセンタリング孔とにより、組付け時にスプリングが「自動的に」規定位置を確保する。

更に、より小型の構造とするために、スプリング・プレートを、補助スプリング（ヘルパー・スプリング）の支持部と組合わせることができる。

シャシー・アンダーフレームのブッシュは、車体に対するノイズと振動の緩衝を良好にする弾性要素により形成され得る。シャシー・アンダーフレームは、自動車の各側において２つ（つまり、全部で4つ）のブッシュにより支持されるのが好ましい。

ロア・リンクは、トランスバース・リンクであることが好ましい。

本発明は更にサスペンション・システムの組付け方法に関するものであり、この方法は以下の工程を持つ。
a) ロア・リンク、シャシー・アンダーフレーム及びスプリングを持ち、スプリングがスプリング・プレートを介してシャシー・アンダーフレームのマウントで支持される、先程説明した形式のサスペンション・システムを設ける工程。

それにより、スプリングは独立しておらず、サスペンション・システムは想定された安定状態にある。
b) スプリング・プレートが車体に支持されるような態様で、自動車の車体にサスペンション・システムを取付ける工程。

これは、スプリング・プレートが、一部のみがマウントに支持され、それゆえ、車体上での支持のための自由接触面を持つので可能である。スプリング・プレートの車体への位置決めは、スプリング・プレート上のセンタリング・エクステンションと車体上のセンタリング孔とにより補助されるのが好ましい。
c) シャシー・アンダーフレームを自動車の車体へ固定する工程。

この際、スプリングが圧縮され、スプリング・プレートがシャシー・アンダーフレームのマウントから離間する。固定工程は、具体的には、ボルトを用いて行なうことができる。

この方法は、スプリングがシャシー・アンダーフレームに永続的に支持される通常のサスペンション・システムにおける態様で、本質的に、サスペンション・システムが取付けられ得るという利点を持つ。態様は同じであるが、この方法の工程c)においてスプリング・プレートがマウントから離間するために、取付状態では、ロア・リンクと車体との間で直接の力の結合が得られ、この場合に、スプリングは、シャシー・アンダーフレームとは独立している。

この方法において、車輪からの力が車体へ特に一様な態様で車体へと導入されるように、シャシー・アンダーフレームとスプリング・プレートとが、車体の長手方向部材に取付け又は組み込まれるのが好ましい。

工程a)におけるサスペンション・システムの準備の際に、サスペンション・システムは、安全に扱われ得るように、組付け治具内に配置されるのが好ましい。この場合に、組付け治具は、サスペンション・システムが工程b)において車体に係合される際に、サスペンション・システムが上昇するのを許容しなければならない。

図１は、本発明によるサスペンション・システムの本質的な部品の全てを示す展開図である。上記サスペンション・システムは本質的に、その一端のみが図中に表されているシャシー・アンダーフレーム1を有する。シャシー・アンダーフレーム1は、自動車の車幅方向に延び、両端において左右対称の構造を持つ。シャシー・アンダーフレーム1の図示の端部において、2つのラバー・ブッシュ2が示されており、これらを介して、シャシー・アンダーフレーム1が、自動車の車体（図1では不図示）へ載せられ、そして幅広のヘッドを持つボルト4によりそこに固定され得る。

サスペンション・システムは更に、縣架されるべきホイールを（具体的には図示されていない態様で）支持するロア・リンク10を有する。サスペンション・システムの固定前の状態で、リンク10は、自明の態様で、それの図中右側にある端部により、シャシー・アンダーフレーム1に結合される。更に、リンク10は、コイル・スプリング9の下端が載せられる凹みがある幅広部を持つ。

コイル・スプリング9は、その上端がスプリング・プレート6の下側にインシュレーター・リング8を介して支持される。サスペンション・システムの取付前の状態において、スプリング9が予圧縮された状態でロア・リンク10とシャシー・アンダーフレーム1との間に固定されるように、スプリング・プレート6の拡幅縁がその上側で、シャシー・アンダーフレーム1に一体成形された環状マウント3を押圧する。

スプリング・プレート6の上側のセンタリング・エクステンション5と、スプリング・プレート6の下側に固定されたスプリング・エイド7とが、図1に示されている。このようなスプリング・プレート6の、スプリング9のための機能とスプリング・エイド7のための機能は、絶対に必要なわけではない。というのは、スプリング・エイド7はまた、例えばサスペンション・システムの不図示のサポート・バーなど別の点で支持され得るからである。

図２、３及び４はそれぞれ、本発明によるサスペンション・システムと、自動車の長手部材11の、自動車の長手方向の概略断面図を、組付け段階の順に示している。図１と同じ図示符号は、同じ部品を表しており、よって、同じ部品についての説明は省略する。

図２は、本発明によるサスペンション・システムの自動車への組付けの最初の工程を示している。予め組立てられたサスペンション・システムが組付け治具（不図示）に設けられ、その上に、サスペンション・システムが、シャシー・アンダーフレームにおいて「Cフック」を用いて固定される。スプリング9がスプリング・プレート6の縁をシャシー・アンダーフレームのマウント3に支持するので、組み付け中の問題につながりかねないスプリングの自由状態は存在しない。シャシー・アンダーフレームの環状マウント3は、スプリング・プレート6（スプリング・エイドの支持部を含む）とインシュレーター・リング8とを有する部分を中心位置に固定し、それが脱落するのを阻止する。

そして、組付けは継続して、組み付け装置がサスペンション・システムを矢印の方向に車体に向けて上昇させる。なお、車体の長手方向部材11が図示されている。この場合に、車体に対する位置決めは、組み付けピンを用いて行なうことができる。

図３は、組付け過程の中間段階を示しており、そこにおいて、センタリング・エクステンション5が対応する孔に合致している。この孔は、長手方向部材11においてフランジにより囲まれ、それにより、エクステンション5が孔に入ることによって、サスペンション・システムのセンタリングを行なう。サスペンション・システムの自動センタリングは、危険性が残る手動作業を介入させることなしに、組み付けを迅速にすることができる。図示の状態では、サスペンション・システムは、スプリング・プレート6の上側が長手方向部材の下側に接触するまで正確に持ち上げられている。この瞬間に、4本のボルト4がシャシー・アンダーフレームの対応する孔に通されて押され、長手方向部材の対応するネジに累合される。ラバー・ブッシュ2と長手部材11との間には、最初はまだ隙間がある。

図４は組付過程の最後を示している。ボルト4は、サスペンション・システムの重量とスプリングの反発力に抗して締め付けられ、そして、それらのネジ穴に完全に累合される。この場合に、それらはサスペンション・システムを長手部材11に対して押圧し、ラバー・ブッシュ2と長手部材11との間に先程存在していた隙間を埋める。重要な特徴は、シャシー・アンダーフレーム1が持ち上げられるとき、マウント3が、長手部材11により固着されたスプリング・プレート6から持ち上げられるということである。それにより、スプリング9とシャシー・アンダーフレーム1との間には、もはや何の結合部も存在しない。

目標トルクでのボルト4の締付けにより、組み付けが完了したので、組付け治具その他の工具（不図示）を取り除くことができる。この組み付け過程の有利な構成は、通常の組付ステーションと公知の組付工程を用いて実行され得るということである。

図５は、最終的に組付けられたサスペンション・システムの図２乃至４の断面に垂直な方向での断面図である。この場合に、サスペンション・システムにスプリング・エイド7も見ることができる。

それゆえに、本発明によるサスペンション・システムは、組付け中の問題や危険性につながることなしに、ロア・リンク10の直接結合を可能とする。この結果は、シャシー・アンダーフレーム1上のマウント3が、予め組立てられた状態のサスペンション・システムのスプリング9を受け止めることにより得られる。

本発明によるサスペンション・システムの展開図である。 組付けの最初の段階でのサスペンション・システムのが概略断面図である。 組付けの中間段階での図２に対応する概略断面図である。 組付けの最後の段階での図２に対応する概略断面図である。 最終的に組付けられたサスペンション・システムの図４の断面と垂直な方向での断面図である。

1 シャシー・アンダーフレーム
2 ブッシュ
5 センタリング・エクステンション
6 スプリング・プレート
7 スプリング・エイド
9 スプリング
10 ロア・リンク
11 車体

Claims (9)

1. 車輪の取り付けのためのロア・リンク（10）、
   自動車の車体（11）への固定のためのブッシュ（2）を持つシャシー・アンダーフレーム（1）、及び
   下端が上記ロア・リンク（10）上に配列され、上端がスプリング・プレート（6）上に配列される、スプリング（9）、
   を有する自動車のサスペンション・システムであって、
   上記シャシー・アンダーフレーム（1）が、上記サスペンション・システムが上記自動車の車体に組み付けられていないとき、スプリング・プレート（6）の一部が支持されるマウント（3）を持ち、
   上記スプリング・プレート(6)が、上記サスペンション・システムが上記自動車の車体に組み付けられたとき、上記マウント(3)から離間して上記自動車の車体に支持される、サスペンション・システム。
2. 上記マウントが、上記スプリング・プレート（6）を環状に取囲む、請求項１に記載のサスペンション・システム。
3. 上記スプリング・プレート（6）がセンタリング・エクステンション（5）を持つ、請求項１又は２に記載のサスペンション・システム。
4. 上記スプリング・プレートがスプリング・エイド（7）の支持部と組合わせられる、請求項１乃至３のいずれかに記載のサスペンション・システム。
5. 上記シャシー・アンダーフレーム（1）のブッシュが、弾性要素（2）により形成される、請求項１乃至４のいずれかに記載のサスペンション・システム。
6. 上記ロア・リンク（10）がトランスバース・リンクとして構成される、請求項１乃至５のいずれかに記載のサスペンション・システム。
7. サスペンション・システムを組付ける方法であって、
   上記スプリング（9）が上記シャシー・アンダーフレーム（1）の上記マウント（3）に上記スプリング・プレート（6）を介して支持される状態で、請求項１乃至６のいずれかに記載のサスペンション・システムを設ける工程、
   上記スプリング・プレート（6）が上記車体により支持されるように、上記サスペンション・システムを自動車の車体（11）に係合する工程、及び
   上記スプリング（9）が圧縮され、上記スプリング・プレート（6）が上記シャシー・アンダーフレーム（1）のマウント（3）から離れるように、上記シャシー・アンダーフレーム（1）を上記自動車の車体に固定する工程、
   を有する方法。
8. 上記シャシー・アンダーフレーム（1）と上記スプリング・プレート（6）とが、上記車体の長手部材（11）に取付けられる、請求項７に記載の方法。
9. 上記サスペンション・システムが組付け治具内に設けられる、請求項７又は８に記載の方法。