JP4758482B2

JP4758482B2 - 独立懸架装置

Info

Publication number: JP4758482B2
Application number: JP2008556694A
Authority: JP
Inventors: ウヴェ・マオツ
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2007-02-24
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2027-02-24
Also published as: JP2009528209A; DE502007003508D1; DE102006009301A1; EP1989068A1; EP1989068B1; US7758057B2; WO2007101569A1; US20090194966A1

Description

本発明は、複数の車輪制御リンクを有する独立懸架装置であって、上側リンクが、トランスバース又はダイアゴナル・リンクであり、上側トランスバース又はダイアゴナル・リンクのジョイント点によって成される面が、車輪を懸架する気体又は油圧ばね構成に少なくともある領域で交差する独立懸架装置に関する。

特許文献１が、２つの車輪制御トランスバース・リンクと車輪支持空気ばねストラットとを備える独立懸架装置を開示する。空気ばねストラットのホースタイプ・ローリング・ベローが、ほとんどの部分で上側トランスバース・リンクによって取り囲まれる。上側トランスバース・リンクと空気ばねストラットの上側支持取付部とが、車体に個別に取り付けられる。

独国特許出願公開第１０２００４００３３９５Ａ１号明細書

本発明は、上側トランスバース又はダイアゴナル・リンクを有する独立懸架装置であって、車体、サブフレーム、又はアセンブリ・フレームに構成された上側トランスバース又はダイアゴナル・リンクの取付構成が、車軸の設置空間に何ら変更を加えることなく、剛性の設計であり、且つ組立て及び整備が容易である独立懸架装置を開発するという課題に基づく。

前記課題は、独立項の特徴によって解決される。これに関して、気体又はハイドロニューマチックばね構成が、剛性のヘッド・プレートとローリング・ピストンとの間に構成されるベローを有する。ヘッド・プレートは、車体、アセンブリ・フレーム、又はサブフレームに剛性に配置される。上側トランスバース又はダイアゴナル・リンクの車体側ジョイントが、ヘッド・プレートに支持される。

本発明により、独立懸架装置に関して、気体又はハイドロニューマチックばね構成は、その部品が、車輪制御及び車輪支持機能を持つことができるように変えられる。例えば、気体ばねダンパ・ストラットが気体ばね構成として使用される場合、前記気体ばねダンパ・ストラットのヘッド・プレートは、そのサイズ及び形状に関して、上側リンク取付部の支持構造の一部となるように設計される。さらに、ヘッド・プレートは、上側ダンパ取付部を保持し、それにより、車体での追加のシャーシ支持点が省かれる。

シャーシ懸架装置の支持構造への気体又はハイドロニューマチックばね構成の一体化は、とりわけ、重量節約と設置空間の減少とをもたらす。

本発明のさらなる詳細は、従属項、及び以下の概略的に例示される実施形態の説明から得ることができる。

図１は、独立懸架装置を有する多用途車両の前車軸として、ラダー・フレームに固定されたダブルウィッシュボーン・ハイリンク車軸を示す。前車軸は、例えば操舵され、駆動されない。

図２に、前車軸が、車両フレーム（５）の長手方向ビーム（６）なしで例示されている。個々の独立懸架装置が、とりわけ、下側ダイアゴナル・リンク（５１）と、上側トランスバース・リンク（５２）と、ホイール・キャリア（５７）と、気体ばねダンパ・ストラット（６０）とを備える。前車軸のダイアゴナル・リンク（５１）とトランスバース・リンク（５２）とは、サブフレーム状アセンブリ・フレーム（１０）に関節式に取り付けられる。アセンブリ・フレーム（１０）自体は、車両フレーム（５）及び長手方向ビーム（６）に直接ねじ留めされる、つまり、エラストマー・ジョイントを介してねじ留めされない。

前記独立懸架装置において、上側トランスバース・リンク（５２）は、ホイール・キャリア側ジョイント（５３）を有し、路面からのジョイント（５３）の最短間隔（構成位置で）が、少なくとも、ここに取り付けられる車輪（１）のタイヤ直径に対応する。

アセンブリ・フレーム（１０）は、２つの例えば平行な長手方向部材（１１）と、２つのトランスバース部材（２０、３０）と、２つのフォーク状支持要素（３５）と、２つの前方トランスバース・リンク・キャリア（４１）と、２つの後方トランスバース・リンク・キャリア（４５）とから構成される。

例えば円形リング状の断面を有する管状長手方向部材（１１）が、長手方向ビーム（６）と平行に向けられ、ほぼ車輪回転軸（２）の高さにある。例えば、車輪回転軸（２）は、構成位置で、長手方向部材（１１）の下側に接している。各長手方向部材（１１）は、最も近い長手方向ビーム（６）の下に位置する。長手方向部材（１１）の前端部は、前方トランスバース部材（２０）によって剛性に（変形しにくく）接続され、後端部は、後方トランスバース部材（３０）によって剛性に接続される。長手方向部材（１１）は、平面図で見たときに少なくとも概して長方形のフレームを形成するようにクロス部材（２０、３０）に溶接される。本明細書では、前方クロス部材（２０）は、車輪回転軸（２）の前に位置し、後方クロス部材（３０）は、前記車輪回転軸（２）の後ろに位置する。

後方クロス部材（３０）は、両側で、（長手方向ビーム（６）のすぐ下で）、それぞれフランジ（３２）で終端する。上方向に突出するフォーク状の支持要素（３５）が、フランジ（３２）に溶接される。個々の支持要素（３５）は、前方アーム（３７）と後方アーム（３８）とを有する。少なくともほぼ平行である２つのアーム（３７、３８）は、互いに対して間隔を有し、その間隔は、気体ばねダンパ・ストラット（６０）が、数ミリメートル又は数センチメートルの遊びをもって、そのベロー領域において間に嵌まるようなものである（図２参照）。

それぞれの支持要素（３５）の脚側フランジ（３２）は、後方アーム（３８）に対して、前方アーム（３７）に対するよりも短い間隔を有する。この相違は、総アーム間隔の約３分の１である。

それぞれの後方アーム（３８）は、それぞれの後方トランスバース・リンク・キャリア（４５）に、形状ばめ係合する。前方アーム（３７）も、同様に前方トランスバース・リンク・キャリア（４１）に接続される。形状ばめ処置に加えて、アーム（３７、３８）とトランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）とは、互いに溶接される。前方トランスバース・リンク・キャリア（４１）は、下方向に延在し、さらに、それぞれが最も近い管状長手方向部材（１１）の周りに係合する。長手方向部材（１１）の周りに係合する前方トランスバース・リンク・キャリア（４１）の下端部が、長手方向部材（１１）に溶接される。

４つのトランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）は、（車体側トランスバース・リンク・ジョイント（５４、５５）を保持するために）それらの上端部でフォーク形状の設計である（図４も参照のこと）。この目的で、追加のフォーク・ラグ（４２、４６）が、トランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）に溶接される。トランスバース・リンク（５２）の車体側ジョイント（５４、５５）は、例えば水平方向枢動軸（５６）を有し、枢動軸（５６）はまた、進行方向（９）と少なくともほぼ平行に向けられる。ジョイント領域の下で、各車輪側において対として構成されたトランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）が、互いに面する表面に、気体ばねダンパ・ストラット（６０）を取り付けるための固定ブラケット（４３、４７）を支持する。剛性の固定ブラケット（４３、４７）は、例えば、各場合に、２つの穴と、気体ばねダンパ・ストラット（６０）の方向に向けられた鎌状の輪郭とを有する。鎌状の輪郭は、気体ばねダンパ・ストラット（６０）に対する最良の形状ばめ接触を可能にするように意図される。

図２によれば、領域内で角度設計されたトランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）が、複数の穴（４８）を有し、穴（４８）によって、アセンブリ・フレーム（１０）が、ラダー・フレーム（５）の長手方向ビーム（６）にねじ留めされる（図１参照）。

前方クロス部材（２０）は、その端部に３つの固定点を有する。空間的に最も低い固定点は、ダイアゴナル・リンク（５１）の前方取付部（２１）である。クロス部材（２０）の上側領域内に配置される固定点は、代わりに設置されることがある剛性車軸の板ばねの関節式接続用のジョイント（２２）である。前方クロス部材（２０）の端部側に位置された固定点は、衝突衝撃吸収体、すなわちいわゆるクラッシュ・ボックスを固定するための角度付きアダプタ（２３）である。

下側ダイアゴナル・リンク（５１）の後方取付部（３１）は、後方クロス部材（３０）で中央領域に配置される。ホイール・キャリア（５７）は、シャーシ側で、前記ダイアゴナル・リンク（５１）に関節式に取り付けられ、ダイアゴナル・リンク（５１）は、水平方向車輪中央面（３）よりも下に位置される。前記ホイール・キャリア（５７）は、垂直に向けられたホイール・キャリア・アーム（５８）によって、上側トランスバース・リンク（５２）のホイール・キャリア側ジョイント（５３）に関節式に接続される。

下側ダイアゴナル・リンク（５１）と上側ダイアゴナル・リンク（５２）との間に、気体ばねダンパ・ストラット（６０）が設置される。中心線（６１）は、（想像上の垂直な車両横平面に対する垂直投影で測定して）１５〜２０度傾けられ、車軸の気体ばねダンパ・ストラット（６０）の２つの上側の車体側の関節点は、対応する下側のシャーシ側の関節点よりも互いに近くに位置される。垂直な車両長手方向平面上への中心線（６１）の投影は、垂直に対して例えば２〜４度傾けられており、下側関節点は、進行方向（９）で上側関節点よりも先にある。

気体ばねダンパ・ストラット（６０）の空気ばね構成（６２）又は気体ばね構成要素は、それぞれの長手方向ビーム（６）と、対応するフォーク状支持要素（３５）と、トランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）と、トランスバース・リンク（５２）と、ホイール・キャリア・アーム（５７）とによって遊びをもって画定される空間内に構成される。

気体ばねダンパ・ストラット（６０）は、衝撃吸収体（８１）を備える。衝撃吸収体（８１）のうち、図５及び６は、第１に、延在部（８７）及び玉軸受（８８）を有するダンパ管（８５）を例示し、第２に、上側関節支持取付部（８３）を有するピストン・ロッド（８２）を例示する。図１及び２によれば、玉軸受（８８）は、下側ホイール・キャリア・ジョイントの近傍でダイアゴナル・リンク（５１）に取り付けられる。支持取付部（８３）は、気体ばね（６２）の、支持ポット（６３）として設計された剛性のヘッド・プレート内に取り付けられる。

一部品支持ポット（６３）は、円錐台形ケーシングと円筒形ケーシングとの外観で構成されたポット形状を有する。前記支持ポット（６３）は、たとえば鋳鉄部品（ＧＪＳ４００）として、アルミニウム鋳鉄部品として、鋳造部品として、または深絞りシートメタル部品として形成される。円筒形ケーシング領域では、前記支持ポットは、周囲補強リブ（７１）を有し、そこに例えば４つのねじ切り穴（７２）が構成される（図４参照）。この目的で、リブ（７１）は、穴（７２）の領域で広げられる。気体ばねダンパ・ストラット（６０）がアセンブリ・フレーム（１０）内に設置される場合、リブ（７１）は、トランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）の固定ブラケット（４３、４７）に対して、形状ばめ及び圧力ばめで下から当接する。

支持取付部（８３）を保持するために、支持ポット（６３）は、中央穴（６９）と、例えば２つの環状ウェブ（６５、６６）とを有し、一方のウェブ（６６）が内側にあり、一方のウェブ（６５）が外側にある。支持取付部（８３）のエラストマー体（８４）が、環状ウェブ（６５、６６）に固定して位置決めされる。エラストマー体（８４）は、スリーブによって互いに間隔を空けて保持される２つのディスク間にクランプされるように、ピストン・ロッド端部にねじ留めされて位置される。

支持取付部（８３）の周りで、ディスプレーサ空間（７９）内に、機械的なばねストローク制限機構として環状ゴム・バッファ（６８）が配置される。前記ゴム・バッファ（６８）は、内側で支持ポット（６３）を補強するさらなる環状ウェブ（６７）によって保持される。車輪（１）が完全に圧縮されるとき、ダンパ管（８５）の上端部に配置されたストップ・プレート（８６）が、ゴム・バッファ（６８）に接触する。

図５によれば、ばねプレート（７６）が、ダンパ管（８５）に溶接される。前記ばねプレート（７６）は、例えば円筒形ベロー・ローリング領域を有するローリング・ピストン（７５）を支持する。ホース・ローリング・ベロー（７７）が、ローリング・ピストン（７５）と支持ポット（６３）との間に配置される。前記ホース・ローリング・ベロー（７７）は、クランプ・リングによってローリング・ピストン（７５）及び支持ポット（６３）に保持される。この目的で、対応する周囲ビードが、ローリング・ピストン（７５）内及び支持ポット（６３）に提供される。支持ポット（６３）のビード（７４）は、補強リブ（７１）のすぐ下に位置される。

気体ばねダンパ・ストラット（６０）内部で、衝撃吸収体（８１）のピストン・ロッド（８２）が、気体ばね構成（６２）用のリニア・ガイドとして働く。

図１〜６による設計変形形態では、支持ポット（６３）は、４つの独立した機能を行う。第１の機能は、上側トランスバース・リンク（５２）の取付けを補強する機能である。支持ポット（６３）は、トランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）、長手方向部材（１１）、及び支持要素（３５）と共に、特に剛性のアセンブリを形成し、そのねじれ剛性は、ラダー・フレーム（５）へのねじ接続によってさらに増加される。さらに、支持ポット（６３）は、衝撃吸収体（８１）の支持取付部（８３）を保持し、それにより前記支持取付部（８３）が車体（５）に別個に関節式接続される必要はない。

さらに、気体ばねダンパ・ストラット（６０）をアセンブリ・サブフレーム（１０）内に設置するとき、トランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）への支持ポット（６３）のねじ接続によって、又はトランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）の固定ブラケット（４３、４７）によって、ジョイント（５４、５５）のジョイント遊びを設定することが可能である。これまでの調節が要求される理由は、上側トランスバース・リンク（５２）の玉軸受内へのエラストマー・ジョイント（５４、５５）の押圧によるものであった。エラストマー・ジョイント（５４、５５）の押入位置は、例えば、０．７５ミリメートルの公差を提供される。最悪の場合、取付け間隔は、１．５ミリメートル変わることがある。リンク枢動の妨害を防止するために、フレーム側での取付けが予め調節可能であった。本明細書では、しかし、トランスバース・リンク（５２）は、そのエラストマー・ジョイント（５４、５５）がトランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）にある状態で挿入され、（一方の車輪側の）トランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）間の間隔は、トランスバース・リンク（５２）を最小遊びで妨害なく移動させることができるように変えられる。前記位置で、支持ポット（６３）は、トランスバース・リンク・キャリアにねじ留めされる。ラダー・フレーム（５）へのアセンブリ・フレーム（１０）の後続の取付け中、リンク遊び設定は、長手方向ビーム（６）へのトランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）のねじ留めによって再び固定され、それにより、整備中、気体ばねダンパ・ストラット（６０）は、プロセス中にリンク遊びを調節することなく交換することができる。

特に、支持ポット（６３）の隆起は、ディスペンサ空間（７９）をかなり拡大する役割をして、これは、気体ばねレートを適合させるために利用される。

図７は、ラダー・フレーム（５）の長手方向ビーム（６）に直接ねじ留めされた気体ばねダンパ・ストラット（６０）を示す。この目的で、支持フランジ（６４）が、支持ポット（６３）に一体形成され、又は支持ポット（６３）に固定される。支持フランジは、長手方向ビーム（６）に対して直接当接する。さらに、上側トランスバース・リンク（５２）の車体側ジョイント（５４、５５）用の受取部が、支持ポット（６３）に構成される。この解決策は、独立懸架装置が、車体にアセンブリ・フレームを有さずに構成される場合に想定可能である。

気体ばねダンパ・ストラット（６０）に関する独立懸架装置の組立て及び整備の容易さを実証するために、例として、運転手側の気体ばねダンパ・ストラット（６０）の取外しの説明をする。第１に、運転手側の長手方向ビーム（６）が、運転手側の車輪（１）を取り外すことができる程度までジャッキで持ち上げられる。気体ばねダンパ・ストラット（６０）は、ここで、圧縮空気供給源から分離されて、排気される。車輪（１）が取り外された後、ダイアゴナル・リンク（５１）への気体ばねダンパ・ストラット（６０）のダイアゴナル・リンク側ジョイントが解放される。運転手の運転席が完全に前に枢動されるとき、次いで、トランスバース・リンク・キャリア（４１、４５）の固定ブラケット（４３、４７）内に位置される４つのねじが上から解放され、取り外される。除圧された気体ばねダンパ・ストラット（６０）は、このとき上方向に圧縮される。最後に、玉軸受（８８）が、外側トラック・ロッド（９８）を越えて前方に持ち上げられ、次いで前方且つ下方に取り外される。

新たな気体ばねダンパ・ストラットが、逆順で取り付けられる。

ラダー・フレームを有する多用途車両の前車軸を示す。図１と同様であるが、ラダー・フレームを有しない図を示す。上側トランスバース・リンクを有する気体ばねダンパ・ストラットを示す。図３と同様であり、しかし気体ばねダンパ・ストラットが取り外された状態で、且つ上側トランスバース・リンクのない図を示す。気体ばねダンパ・ストラットを通る長手方向断面を示す。縮小された、気体ばねダンパ・ストラットの側面図を示す。固定フランジ及びリンクのジョイント部を支持する支持ポットを備える気体ばねダンパ・ストラットを示す。

符号の説明

１車輪
２車輪回転軸、中心線
３（２）を通る水平面
５車両フレーム、車体
６ラダー・フレーム（５）の長手方向ビーム
９進行方向
１０アセンブリ・フレーム
１１長手方向部材、管状、右、左
２０クロス部材、前方
２１ダイアゴナル・リンク取付部、前方
３０クロス部材、後方
３１ダイアゴナル・リンク取付部、後方
３２トランスバース・フランジ
３５支持要素、フォーク状
３６フランジ、脚側
３７アーム、前方
３８アーム、後方
４１トランスバース・リンク・キャリア、前方
４２フォーク・ラグ
４３固定ブラケット
４５トランスバース・リンク・キャリア、後方
４６フォーク・ラグ
４７固定ブラケット
４８（４７）の穴
５１ダイアゴナル・リンク、下側
５２トランスバース・リンク、上側
５３ジョイント、シャーシ側、ホイール・キャリア側
５４、５５ジョイント、車体側
５６枢動軸
５７ホイール・キャリア
５８ホイール・キャリア・アーム
６０気体ばねダンパ・ストラット
６１中心線
６２気体ばね、空気ばね構成
６３支持ポット、ばねストラット・ポット、ヘッド・プレート
６４支持フランジ
６５環状ウェブ、外側
６６環状ウェブ、内側
６７（６８）用の環状ウェブ、内側
６８ラバー・バッファ
６９穴、中央
７１補強リブ
７２ねじ切り穴
７３拡大部
７４ビード、周囲
７５ローリング・ピストン
７６ばねプレート
７７ベロー、ホース・ローリング・ベロー
７９ディスペンサ空間
８１衝撃吸収体
８２ピストン・ロッド
８３支持取付部、ピストン・ロッド・ジョイント、弾性
８４エラストマー本体
８５ダンパ管、ダンパ・シリンダ
８６ストップ・プレート
８７延在部
８８玉軸受

Claims

複数の車輪制御リンクを有する独立懸架装置であって、上側リンク（５２）が、トランスバース又はダイアゴナル・リンクであり、前記上側トランスバース又はダイアゴナル・リンク（５２）のジョイント点（５３〜５５）によって成される面が、車輪を懸架する気体又はハイドロニューマチックばね構成（６２）に少なくともある領域で交差する独立懸架装置において、
前記気体又はハイドロニューマチックばね構成（６２）が、剛性のヘッド・プレート（６３）とローリング・ピストン（７５）との間に構成されたベロー（７７）を有し、
前記ヘッド・プレート（６３）が、車体（５）、アセンブリ・フレーム（１０）、又はサブフレームに剛性に配置され、
前記上側トランスバース又はダイアゴナル・リンク（５２）の車体側ジョイント（５４、５５）が、前記ヘッド・プレート（６３）に支持されることを特徴とする独立懸架装置。
前記ヘッド・プレート（６３）が、ベル又は半球の形状でアーチ状にされた支持ポットであることを特徴とする請求項１に記載の独立懸架装置。
前記支持ポット（６３）が、その最大直径の領域に、周囲補強リブ（７１）を有することを特徴とする請求項２に記載の独立懸架装置。
前記支持ポット（６３）の内部空間が、前記気体又はハイドロニューマチックばね構成の体積の一部を取り囲むことを特徴とする請求項２に記載の独立懸架装置。
衝撃吸収体（８１）の車体側ジョイント（８３）が、前記ヘッド・プレート（６３）又は前記支持ポットに支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の独立懸架装置。
前記ローリング・ピストン（７５）が、前記衝撃吸収体（８１）のダンパ管（８５）に支持されることを特徴とする請求項５に記載の独立懸架装置。
前記衝撃吸収体（８１）が、下側トランスバース又はダイアゴナル・リンク（５１）に支持されることを特徴とする請求項５に記載の独立懸架装置。
前記ベロー（７７）が、ホースタイプ・ローリング・ベローであることを特徴とする請求項１に記載の独立懸架装置。