JP5390826B2 - 圧縮コイルばねのための支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮コイルばね、特にスプリングストラット（Ｆｅｄｅｒｂｅｉｎ）および／またはダンパーストラット（Ｄａｅｍｐｆｅｒｂｅｉｎ）の圧縮コイルばねを車輪案内腕（Ｒａｄｆｕｅｈｒｕｎｇｓｌｅｎｋｅｒ）に支持する支持装置に関する。さらに本発明は、自動車、特に乗用車の車輪のための独立懸架式サスペンションに関する。

ＤＥ１００５４４８８Ａ１から公知のスプリングストラットおよび／またはダンパーストラットでは、ダンパーのシリンダ本体に支持部材が固定されている。支持部材には調節装置を介して、圧縮コイルばねの座巻きに適合されたばね受けを備えるばねディスクが支持されている。この調節装置により、圧縮コイルばねの回転位置ならびに傾きが、固定的に調節され得る。

ＥＰ１５５５１４４Ａ２から、圧縮コイルばねを組立て状態で上側で車両ボデーの構成部分に支持することができる、圧縮コイルばねのための支持装置が公知である。この点に関して言えば、この支持装置は上側の支持装置である。この上側の支持装置は、組付け状態で車両ボデーに支持されるポットを有している。ポット内には球軸受が配置されている。さらに支持装置は、圧縮コイルばねを組付け状態で支持するディスクを有する。ディスクにはキャップが設けられており、キャップを介してディスクが球軸受、ひいてはポットに支持されている。さらにキャップには、球軸受をポット内に密閉するシールが配置されている。

ＵＳ２００３／００２０２２１およびＵＳ２００６／００３８３３２Ａ１から公知のその他の上側の支持装置では、圧縮コイルばねの傾きが可変となるように、ディスクがポット内で可動に支持されている。

ＤＥ７５１７９６、ＤＥ１９５６１２８Ｕ１、ＤＥ１９５６１２７Ｕ１およびＧＢ６２１９８６から公知の別の支持装置では、ディスクが、弾性的に可撓の物体を介して支持部材に支持されている。支持部材自体は車両ボデーに取付けられているか、または車輪案内腕に取付けられている。
ＤＥ１００５４４８８Ａ１ ＥＰ１５５５１４４Ａ２ ＵＳ２００３／００２０２２１ ＵＳ２００６／００３８３３２Ａ１ ＤＥ７５１７９６ ＤＥ１９５６１２８Ｕ１ ＤＥ１９５６１２７Ｕ１ ＧＢ６２１９８６

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の支持装置もしくはこれを装備するスプリングおよび／またはダンパーを含むストラットのために、改善された実施の形態、特に支持装置が比較的安価に製作可能である点で、かつ／または運転中の支持装置の負荷が軽減されている点で、かつ／または支持装置の寿命が延長されている点で優れた実施の形態を提供することである。

上記課題を解決した本発明の構成によれば、冒頭で述べた形態の支持装置において、組付けられた状態で前記車輪案内腕に支持されているポットと、組付けられた状態で前記圧縮コイルばねを支持するディスクとが設けられており、前記ディスクが、弾性的に可撓のリング体を介して前記ポットに支持されており、前記リング体が、一方では直接前記ディスクに、他方では直接前記ポットに当接しているようになる。

有利な実施の形態は、従属請求項に係る発明である。本発明の有利な形態では、前記リング体が半径方向外側に空所を有する。本発明の別の有利な形態では、前記空所が前記リング体の全周を環状に包囲する。本発明のさらに別の有利な形態では、前記空所が軸方向の両側で前記リング体により画成されているか、または前記空所が軸方向において一方では前記リング体により、他方では前記ディスクにより画成されているか、または前記空所が軸方向において一方では前記リング体により、他方では前記ポットにより画成されている。本発明のさらに別の有利な形態では、前記ディスクの前記リング体に当接する接触面が、円錐または球の表面区分を形成する。本発明のさらに別の有利な形態では、前記ポットの前記リング体に当接する接触面が、円錐または球の表面区分を形成する。本発明のさらに別の有利な形態では、前記ディスクが前記リング体により前記ポットから離間している。本発明のさらに別の有利な形態では、前記ディスクが、前記圧縮コイルばねを受容するか、または組付けられた状態で前記圧縮コイルばねが載置されるばね受けを受容するための環状室を有する。

さらに上記課題を解決した本発明の構成によれば、冒頭で述べた形態の独立懸架式サスペンションにおいて、車輪案内腕と、スプリングおよび／またはダンパーを含むストラットと、上記支持装置とが設けられており、該支持装置のポットが前記車輪案内腕に支持されており、かつディスクにスプリングおよび／またはダンパーを含むストラットの圧縮コイルばねが支持されているようになる。

本発明は、ディスクを弾性的に可撓のリング体を介してポットに支持するという共通思想に基づく。この手段により、支持装置は圧縮コイルばねの傾きの変化を弾性的に可撓に補償もしくは吸収することができる。この場合、傾き変化の向き次第で、リング体の一区分が圧縮される一方、リング体の、直径方向で対向して位置する区分は弛緩される。その際、この変形は弾性的であるので、リング体は、傾きが改めて変化すると自動的に再びその初期形状に復帰することができる。ディスクとポットとの間のこの種の可動性を実現し得るよう、リング体はディスクとポットとの間に、一方では直接ディスクに、他方では直接ポットに支持されるように配置されている。

こうして得られたディスクとポットとの間の可動性により、圧縮コイルばねの傾き変化に際して発生し得る負荷のピークは軽減され得る。負荷ピークの軽減は、支持装置の寿命を延長する。さらに支持装置の負荷が軽減されると、支持装置の製造のために安価な材料の選択も可能になる。特にポットをプラスチックから製作することができる。

特に有利な実施の形態においては、リング体が半径方向外側に空所を有する。特にリング体の全周を環状に包囲するように構成可能なこの空所により、ディスクとポットとの間の所望の可動性が改善可能であり、このことは、圧縮コイルばねの傾き変化の所望の補償を容易にする。さらに空所により、リング体のばね弾性に関する段階的な特性線が実現され得る。それというのも、力が特に大きければ、前記空所は完全に消滅されることになるからである。その際、リング体において力を伝達する面は拡大する。これにより、その反力は飛躍的に上昇する。これにより、特に、車両の運転中スプリングストラットおよび／またはダンパーストラットにおいて発生し得るショックはより良好に吸収される。

本発明のその他の重要な特徴および利点は、従属請求項、図面および所属の説明から生じる。

前述した特徴および後述する特徴が、それぞれ提示した組み合わせでだけでなく、本発明の範囲を逸脱することなく、別の組み合わせあるいは単独で使用可能であることは言うまでもない。

本発明の有利な実施の形態を図面に示し、以下に詳説する。同一の符号は、同一または類似または機能同一の構成部材を指している。

図１に示すように、自動車は、部分的にのみ図示する独立懸架式サスペンション１を備える。有利には自動車は乗用車とすることができる。独立懸架式サスペンション１は、図示しない車輪を、図示しない車両ボデーに配置することができ、部分的にのみ図示する車輪案内腕２ならびに部分的にのみ図示するスプリングおよび／またはダンパーを含むストラット３を有する。さらに、スプリングおよび／またはダンパーを含むストラット３の圧縮コイルばね５を車輪案内腕２に支持する支持装置４が設けられている。支持装置４は、圧縮コイルばね５を車輪案内腕２に、つまり下向きに支持しているので、その組付け位置に基づいて、下側の支持装置として機能する。圧縮コイルばね５はその他端で、別の支持装置６を介して、ここでは図示しない車両ボデーに支持されている。この別の支持装置６はその組付け位置に基づいて上側の支持装置を形成する。

図１および図２に示すように、下側の支持装置４はポット７およびディスク８を有する。組付けられた状態で、ポット７は車輪案内腕２に支持されている。このために車輪案内腕２は、図１に示すように、ポット７を挿入することができる適当な凹部または受容部９を有していてもよい。ディスク８には、組付けられた状態で、圧縮コイルばね５が直接的にまたは間接的に支持されている。図示の例では、支持は間接的に行われている。このために、圧縮コイルばね５の座巻きに適合されたばね受け面１１を有するばね受け１０が設けられている。さらに、ここでは、ばね受け１０をディスク８に支持する挿入体１２が設けられている。挿入体１２の、ばね受け１０に面した上面１３は、ばね受け１０の、挿入体１２に面した下面１４に対して相補的に成形されている。挿入体１２およびばね受け１０のための適当な、特にそれぞれ異なる材料選択により、例えば、仮にばね受け１０ならびに挿入体１２の軸方向の寸法が周方向で変化しても、周方向で均等な支持およびばね弾性が支持装置４内で達成され得る。

図１〜図３に示すように、支持装置４はさらに、弾性的に可撓の材料からなるリング体１５を有する。特にリング体１５はゴム弾性を有する材料からなる。有利にはリング体１５はプラスチックから製作されている。リング体１５は軸方向でディスク８とポット７との間に配置されているので、ディスク８はリング体１５を介してポット７に支持される。その際、ディスク８とポット７との間でのリング体１５の配置は、リング体１５が一方では直接ディスク８に、他方では直接ポット７に当接するように行われる。さらにリング体１５の配置および構成は、ディスク８がリング体１５に基づいて、つまりリング体１５によってポット７から軸方向で離間するように行われる。

リング体１５は弾性的に可撓に構成されている。いずれにせよリング体１５は、弾性の観点で言えば、ディスク８およびポット７より柔軟である。こうして、独立懸架式サスペンション１を装備する車両の運転中にばねの伸び縮みに際して発生し得る、圧縮コイルばね５の傾きの変化は、下側の支持装置４内で弾性的に吸収され得る。ディスク８は、弾性的に可撓のリング体１５に基づいて、圧縮コイルばね５の傾きの変化に応じて、ポット７に対して相対的に運動することができ、これによりポット７に対して相対的にその相対位置、特にその傾きを変更することができる。このため、ポット７とディスク８との間で作用する力は、比較的に均等に、その対向して位置する接触面の全周に分配され得る。

特に図３に見て取れるように、リング体１５は、ここに図示した有利な実施の形態によれば、半径方向外側にフリースペース、すなわち空所１６を備えていてもよい。この空所１６はリング体１５の弾性に影響を及ぼす。これにより、支持装置４の、ディスク８とポット７との間の位置変化を吸収する能力が改善される。同時に、空所１６により、リング体１５のための段階的なばね特性線が実現される。リング体１５の圧縮に抗して働く戻し力は、空所１６が消滅された後、急激に上昇する。それというのも、リング体１５における伝達すべき力が、より大きな表面に分配されるからである。

有利には、空所１６は、リング体１５を実施の形態のように閉ループに取り巻くように構成されている。これにより、リング体１５のばね特性もしくは可撓性に対し、周方向で対称的に影響を及ぼすことができる。図示の例では、空所１６は軸方向で、一方ではリング体１５自体により、他方ではディスク８により画成されている。このため、空所１６はリング体１５の上側の端面に接して形成されている。別の実施の形態では、空所１６はリング体１５の下側の端面に接して形成されていてもよい。その結果、空所１６は軸方向で、一方ではやはりリング体１５により、しかし他方ではポット７により画成されている。さらに、空所１６がリング体１５の軸方向の両端面の間でリング体１５内に加工成形されている実施の形態も考えられる。その結果、空所１６は軸方向の両側でリング体１５自体により画成されている。特に空所１６は、閉ループに延びる環状溝の形式で形成されていてもよい。

ディスク８は、リング体１５に当接する接触面１７を有する。ポット７も、リング体１５に当接する接触面１８を有する。これらの接触面１７，１８の少なくとも１つは、円錐の、または有利には球の表面区分を形成するように構成されている。有利には、両接触面１７，１８は、それぞれが円錐もしくは球の表面区分を形成するように構成されている。その際、それぞれの円錐の長手方向中心軸線は、初期状態での圧縮コイルばね５の長手方向中心軸線に関して同軸的に延びる。上記球の中心は、初期状態での圧縮コイルばね５の長手方向中心軸線上にある。本実施の形態では、両接触面１７，１８は、ディスク８がリング体１５の領域でポット７内に進入するように方向付けられている。この場合、それぞれの接触面１７，１８は、軸方向で圧縮コイルばね５から離れるにつれて先細りしている。

原則的に、リング体１５は、ディスク８側の接触面１７および／またはポット７側の接触面１８の形状に適合されていてよい。

図示の実施の形態では、ディスク８は、圧縮コイルばね５に向かって開いたＵ字横断面を有する。これにより、ディスク８内には環状室１９が形成されている。この環状室１９は原則的に、圧縮コイルばね５を受容するために役立つ。図示の実施の形態では、環状室１９は、ばね受け１０ならびにここでは付加的に設けられた挿入体１２を受容するために役立つ。ディスク８は全体的に環状に構成されている。ポット７もここでは環状に構成されている。ポット７は、半径方向で突出する多数の長手方向ウェブまたは長手方向リブ２１により補強されている円筒形の外壁２０を有する。さらにポット７は、図示のように、円筒形の内壁２２を有していてもよい。付加的に、両壁２０，２２を補強する別の補強ウェブまたはリブ２３が設けられていてもよい。

支持装置を備える独立懸架式サスペンションの斜視図である。 支持装置の分解立体図である。 支持装置の領域における独立懸架式サスペンションの縦断面図である。

符号の説明

１ 独立懸架式サスペンション
２ 車輪案内腕
３ スプリングおよび／またはダンパーを含むストラット
４ 下側の支持装置
５ 圧縮コイルばね
６ 上側の支持装置
７ ポット
８ ディスク
９ 凹部または受容部
１０ ばね受け
１１ ばね受け面
１２ 挿入体
１３ 上面
１４ 下面
１５ リング体
１６ 空所
１７ 接触面
１８ 接触面
１９ 環状室
２０ 外壁
２１ 長手方向ウェブまたは長手方向リブ
２２ 内壁
２３ 補強ウェブまたはリブ

Claims (9)

1. スプリングおよび／またはダンパーを含むストラット（３）の圧縮コイルばね（５）を車輪案内腕（２）に支持する支持装置において、
   組付けられた状態で前記車輪案内腕（２）に支持されているポット（７）と、
   組付けられた状態で前記圧縮コイルばね（５）を支持するディスク（８）と
   が設けられており、
   前記ディスク（８）が、弾性的に可撓のリング体（１５）を介して前記ポット（７）に支持されており、前記リング体（１５）が、一方では直接前記ディスク（８）に、他方では直接前記ポット（７）に当接している
   ことを特徴とする、スプリングおよび／またはダンパーを含むストラットの圧縮コイルばねを車輪案内腕に支持する支持装置。
2. 前記リング体（１５）が半径方向外側に空所（１６）を有する、請求項１記載の支持装置。
3. 前記空所（１６）が前記リング体（１５）の全周を環状に包囲する、請求項２記載の支持装置。
4. 前記空所（１６）が軸方向の両側で前記リング体（１５）により画成されているか、または
   前記空所（１６）が軸方向において一方では前記リング体（１５）により、他方では前記ディスク（８）により画成されているか、または
   前記空所（１６）が軸方向において一方では前記リング体（１５）により、他方では前記ポット（７）により画成されている、
   請求項２または３記載の支持装置。
5. 前記ディスク（８）の前記リング体（１５）に当接する接触面（１７）が、円錐または球の表面区分を形成する、請求項１から４までのいずれか１項記載の支持装置。
6. 前記ポット（７）の前記リング体（１５）に当接する接触面（１８）が、円錐または球の表面区分を形成する、請求項１から５までのいずれか１項記載の支持装置。
7. 前記ディスク（８）が前記リング体（１５）により前記ポット（７）から離間している、請求項１から６までのいずれか１項記載の支持装置。
8. 前記ディスク（８）が、前記圧縮コイルばね（５）を受容するか、または組付けられた状態で前記圧縮コイルばね（５）が載置されるばね受け（１０）を受容するための環状室（１９）を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の支持装置。
9. 自動車の車輪のための独立懸架式サスペンションにおいて、
   車輪案内腕（２）と、
   スプリングおよび／またはダンパーを含むストラット（３）と、
   請求項１から８までのいずれか１項記載の支持装置（４）とが設けられており、該支持装置（４）のポット（７）が前記車輪案内腕（２）に支持されており、かつディスク（８）にスプリングおよび／またはダンパーを含むストラット（３）の圧縮コイルばね（５）が支持されている
   ことを特徴とする、自動車の車輪のための独立懸架式サスペンション。

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