JP5972289B2 - Ｖ字形トルクロッドの頂点内部取り付け装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、トラック、バス、および他の車両のためにサスペンションシステムで用いるトルクロッドアセンブリに関する。より詳細には、本発明は、Ｖ字形トルクロッドの頂点結合アセンブリの頂点内部取り付け装置に関する。

〔背景技術〕
本節は、必ずしも従来技術ではない本開示に関連する背景情報を提供する。

トラックおよびバスのサスペンションは、他の車両のサスペンションと同様に、駆動軸を車両のフレームに固定するために少なくとも一つのトルクロッドを利用する。このトルクロッドによる車両のフレームへの駆動軸の固定は、車両のフレームに対する駆動軸のアラインメントを維持し、車両に適したサスペンション配列を維持し、すべての地形条件、道路条件、および走行条件に対して上下動と反動における自由なサスペンション動作を可能にする。これらの車両、特に大型トラックの動的動作条件の範囲が広いため、サスペンションシステムに対する激しい衝撃荷重は、道路によるサスペンションシステムへの振動と相まって、運転者の肉体的疲労状態に悪影響を与えるだけでなく、トルクロッドを含む個々のサスペンション部品への有害な影響につながる。これらの苛酷な動的条件は、サスペンションシステムのトルクロッドの摩耗を早め、これらのトルクロッドの早期故障につながるおそれがある。

大型車両におけるトルクロッドの目的は、車軸を安定させることである。トルクロッドは、車軸がその軸の周りを回転するのを防ぎ、車軸がブレーキングと加速の間に前後に動くのを防ぎ、車軸が偏揺れするのを防ぐ。さまざまなサスペンション設計があるが、二つの方法のうち一つが、車軸を安定させるために一般に使用される。第一の方法は、両端に回転結合部を有する真っすぐなロッドを用いる。これらの真っすぐなロッドのうち二本は、車両の前後に取り付けられ、一端は、車軸に取り付けられ、他端は、フレームに取り付けられる。三本目の真っすぐなロッドは、一般に他の二本と垂直に、車両の側面にそって同様に取り付けられる。第二の方法は、Ｖ字形トルクロッドアセンブリである。この種のトルクロッドは、脚の端部だけでなく、Ｖ字の頂点に、回転結合部を有する。頂点は通常車軸に取り付けられ、脚は通常フレームに取り付けられる。このＶ字形構造により、側面動作だけでなく前後動作も制御される。上記Ｖ字形ロッドアセンブリの主な利点は、車軸安定性である。

典型的な従来の単一またはＶ字形トルクロッドは、機械的完全性を提供するためにチューブに剛結合された二つまたは三つの回転結合アイレット鍛造物からなる。アイレットとチューブにより、衝撃・振動エネルギーがサスペンションシステムからフレーム、運転室、および車両のばね上質量の他の領域へと伝達するための自然な経路が形成される。この経路を遮断するために、分離機能を上記回転結合設計に組み込むための試みがなされた。この分離機能は、回転結合部を、サスペンションシステム全体だけでなく、トルクロッドアセンブリの重要な多機能部品にする。

Ｖ字形トルクロッドの頂点の回転結合アセンブリは、多くの異なる方法で、車軸に取り付けられる。一つの例では、回転結合アセンブリと連動する一体型テーパーピンを備える車軸にボルトで固定されたブラケットを用いる。別の例は、車軸に取り付けられたブラケットにバーピン／ストラドルピンがボルトで固定される従来のバーピン／ストラドルピン取り付け具である。これらの取り付け具は、共に、締め具、座金、スタンピング、鍛造物のような複数の部品を用いて車軸に取り付けられなければならない大きく比較的高価なブラケットを必要とする。

〔発明の概要〕
本節は、本開示の一般的な概要を提供し、その全範囲またはそのすべての特徴を包括的に開示するものではない。

本開示は、車軸に直接取り付けられた締め具を有する単一のスルーホールコンセプトを利用した頂点取り付けシステムを提供する。このコンセプトは、上記Ｖ字形トルクロッドの頂点の上記回転結合部と連動するテーパーまたはプレス嵌めポストの設計を含む。また、このコンセプトは、Ｖ字形トルクロッドを車両に固定するために必要な費用とパッケージスペースを削減する。

応用のさらなる領域は、ここに示された説明から明らかになる。本概要の説明と詳細な例は、説明目的のみに意図され、本発明の範囲を限定するように意図されていない。

〔図面の簡単な説明〕
さらなる適用範囲は、本明細書に提供される説明から明らかになるであろう。説明およびこの概要の特定の実施例は例示のみを目的とするものであり、本開示の範囲を限定するものではない。

図１は、従来のＶ字形トルクロッドを組み込んだ従来の車両のリアサスペンションの部分斜視図である。

図２は、図１に示す従来のＶ字形トルクロッドを示す部分断面平面図である。

図３は、本開示に係る取り付けコンセプトを組み込んだＶ字形トルクロッドを有する典型的な車両のリアサスペンションの部分斜視図である。

図４は、本発明に係るＶ字形トルクロッドを示す平面図である。

図５は、図４に示すＶ字形トルクロッドの頂点における回転結合部の断面図である。

図６は、図５に示すテーパーポストの斜視図である。

図７は、本発明の別の実施形態に係るプレス嵌めポストの斜視図である。

図８は、本発明の別の実施形態に係る端部キャップアセンブリを組み込んだ、図４に示すＶ字形トルクロッドの頂点における回転結合部の断面図である。

図９は、図８に示す端部キャップアセンブリの斜視図である。

図１０は、図８および９に示す端部キャップアセンブリの垂直断面図である。

対応する参照符号は、図面の簡単な説明におけるいくつかの図を通して対応する部分を示している。

〔発明の詳細な説明〕
例示的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

さて、いくつかの図を通して同様の参照符号が同様または対応する部材を指す図面の簡単な説明を参照する。図１に、従来の車両リアサスペンション１０を示す。リアサスペンション１０は、フレーム１２と、駆動軸１４と、一対のばね１６と、Ｖ字形トルクロッド１８とを備える。フレーム１２は、車両の本体（図示せず）と、ばね上質量と呼ばれる上記車両の他の部品とを支える。駆動軸１４は、エンジン（図示せず）からプロペラシャフト（図示せず）を介してトルクを受容する差動装置２０を備える。また、駆動軸１４は、一対の中空管２２を備え、各中空管は、それぞれの車輪（図示せず）まで延伸している。各チューブ２２内には、車輪（図示せず）が取り付けられるハブ（図示せず）まで延伸するドライブシャフト２４が配置されている。エンジンは、プロペラシャフトを介してトルクを差動装置２０に伝達する。差動装置２０は、トルクをプロペラシャフトからドライブシャフト２４に伝え、車輪を回転させて駆動する。ばね１６は、当技術分野で周知のように、フレーム１２と駆動軸１４との間に配置されている。また、ばね１６と駆動軸１４との間には、これら二つの部品間の動きを抑えるために、ショックアブソーバー（図示せず）を配置してもよい。また、Ｖ字形トルクロッド１８は、フレーム１２に対して駆動軸１４の動きを制御するために、フレーム１２と駆動軸１４との間に配置される。

図２では、Ｖ字形トルクロッド１８は、頂点結合アセンブリ３０と、一対の端部回転結合アセンブリ３２と、一対のチューブ３４とを備える。各チューブ３４は、頂点回転結合アセンブリ３０とそれぞれの端部回転結合アセンブリ３２との間に延設されている。頂点回転結合アセンブリ３０とそれぞれの端部回転結合アセンブリ３２とは、溶接、または、当技術分野で周知の他の方法によって、チューブ３４に固定される。

図３に、本開示に係るトルクロッドアセンブリを組み込んだ車両リアサスペンション１１０を示す。リアサスペンション１１０は、フレーム１２と、駆動軸１４と、一対のばね１６と、Ｖ字形トルクロッド１１８とを備える。このように、リアサスペンション１１０は、リアサスペンション１０と同じであるが、リアサスペンション１１０では、Ｖ字形トルクロッド１８がＶ字形トルクロッド１１８に置き換わっている。

図４では、Ｖ字形トルクロッド１１８は、頂点回転結合アセンブリ１３０と、一対の端部回転結合アセンブリ１３２と、一対の中実棒１３４とを備える。各中実棒１３４は、頂点回転結合アセンブリ３０とそれぞれの端部回転結合アセンブリ３２との間に延設されている。頂点回転結合アセンブリ３０とそれぞれの端部回転結合アセンブリ３２とは、溶接、または、当技術分野で周知の他の方法によって、中実棒１３４に固定される。頂点回転結合アセンブリ１３０は、ねじ接続を用いて、中実棒１３４に固定される。図４では、中実棒１３４と、中実棒１３４と端部回転結合アセンブリ１３２との間の溶接接続と、中実棒１３４と頂点回転結合アセンブリ１３０との間のねじ接続を備えるものとしてＶ字形トルクロッド１１８を図示しているが、中実棒１３４の代わりに、管状棒を用いることは、本発明の範囲内であり、これらの棒は、頂点回転結合アセンブリ１３０に溶接することができ、長さ調節機構を、中実または管状棒１３４に組み込むか、もしくは、中実または管状棒１３４の両端で接続に組み込むことができる。

図４に示すように、頂点回転結合アセンブリ１３０は、各車両への応用に特有の角度になっている一対の角度のある管状延長棒１３８を含むＶ字形に鋳造または鍛造されたハウジング１３６に組み立てられる。各管状延長棒１３８は、中実棒１３４のねじ端部を螺合して受容するように設計されたねじ穴を規定する。クランプ１４４は、管状の延長棒１３８と一体で、クランプ１４４は、頂点回転結合アセンブリ１３０と端部回転結合アセンブリ１３２との間で適切な長さが設定されると、ボルトとナットを用いて中実棒１３４の一部分をクランプするように設計されている。クランプ１４４は、管状延長棒１３８と一体であるように図示されているが、クランプ１４４を個別の部品として設けて管状延長棒１３８に組み立てることは本発明の範囲内である。

図５および６では、頂点回転結合アセンブリ１３０をより詳細に図示する。頂点回転結合アセンブリ１３０は、Ｖ字形に鍛造されたハウジング１３６と、内部金属部材１５０と、一対の環状エラストマーブッシング１５２と、テーパーポスト１５４と、締め具１５６とを備える。内部金属部材１５０は、Ｖ字形ハウジング１３６によって規定される穴１５８内に配置される。一対の環状エラストマーブッシング１５２は、内部金属部材１５０とＶ字形ハウジング１３６との間に配置される。内部金属部材１５０の外面１６０は湾曲し、外面１６０は、上記一対の環状エラストマーブッシング１５２によって形成された内部曲面１６２と結合する。端部キャップ１６４は、穴１５８によって規定された空洞を密閉する。止め輪１６６は、Ｖ字形ハウジング１３６に対して、適切な位置に端部キャップ１６４を保持する。エラストマーシールアセンブリ１６８は、Ｖ字形ハウジング１３６とテーパーポスト１５４との間に延設され、端部キャップ１６４と反対の穴１５８の端部を密閉する。

テーパーポスト１５４は、内部金属部材１５０によって規定されたテーパー面１７２と係合するテーパー面１７０を規定する。また、テーパーポスト１５４は、駆動軸１４と、テーパーポスト中に延設され締め具１５６を収容する穴１７６とを係合するように設計された座面１７４を規定する。図５に示すように、穴１７６は、締め具１５６より大きいねじ山を規定し、保守性のために設けられた機構である小径部１７８を有する。カウンターボア１８０は、テーパーポスト１５４に延設され、カウンターボア１８０は、駆動軸１４に形成された嵌合ボスを受容するように設計される。硬化座金１８２は、Ｖ字形トルクロッド１８の取り扱い、輸送、および保守のために、カウンターボア１８０内に接着または固定される。駆動軸１４からＶ字形トルクロッド１１８を取り外す際、取り外し具は、小径部１７８のねじ部に螺入される。取り外し具は、硬化座金１８２と係合し、硬化座金１８２は、駆動軸１４の軟性鋳造材料と係合し、Ｖ字形トルクロッド１１８の取り外しを容易にする。

リアサスペンション１０にＶ字形トルクロッド１８を組み立てる際、カウンターボア１８０は、穴１７６を駆動軸１４のねじ穴（図示せず）と揃える駆動軸１４上の嵌合ボスと係合し、締め具１５６は、穴１７６に挿入され、駆動軸１４のねじ穴に螺合する。締め具１５６は、特定のトルク値で締め付けられる。締め具１５６の締め付けにより、締め付け負荷が生じ、これにより、締め付けられた部品全体にわたって圧縮応力を誘発させ、当該部品の強度と疲労寿命が増す。締め具１５６が仕様に合せてトルクを与えられると、端部キャップ１６４は、適切な位置に配置され、止め輪１６６は、Ｖ字形ハウジング１３６に組み立てられて、端部キャップ１６４を保持する。図５に開示するように、締め具１５６は単一のボルトである。

図７に、一般的に円柱状の非テーパーポスト１５４'を図示する。非テーパーポスト１５４'は、非テーパー面１７０'を規定し、非テーパーポスト１５４'は、テーパーポスト１５４の直接の代替である。非テーパーポスト１５４'を使用する際、内部金属部材１５０によって規定されたテーパー面１７２は、非テーパーポスト１５４'によって規定された非テーパー面１７０'とプレス嵌め関係になるように設計された非テーパー面になる。テーパーポスト１５４に関する上記の説明は、非テーパーポスト１５４'にも当てはまる。

さて、図８〜１０に、頂点結合アセンブリ２３０の一部を図示する。頂点結合アセンブリ２３０は、端部キャップ１６４が端部キャップアセンブリ２６４に置き換えられていることを除いて、頂点回転結合アセンブリ１３０と同じである。頂点回転結合アセンブリ２３０の残りは、頂点回転結合アセンブリ１３０と同一で、頂点回転結合アセンブリ１３０の上記の説明は、頂点回転結合アセンブリ２３０にも当てはまる。端部キャップアセンブリ２６４は、端部キャップ１６４と同様の方法で止め輪１６６を用いてＶ字形ハウジング１３６に取り付けられる。

端部キャップアセンブリ２６４は、環状下部部品２６８に接合された上部一体化シール２６６を備える。上部一体化シール２６６は、底部接合クッション２７０と上部シール部品２７２とを備えるエラストマー部品、金属部品、またはゴム部品である。係留２７４は、環状下部部品２６８に形成されたスロット２７６を通って底部接合クッション２７０から上部シール部品２７２に延伸している。上部シール部品２７２は、下記に示されるように、端部キャップアセンブリ２６４の開閉を容易にするプルタブ２７８を備える。

環状下部部品２６８は、底部接合クッション２７０に接合されたエラストマー部品、金属部品、またはゴム部である。環状下部部品２６８は、その一端が上部一体化シール２６６の底部接合クッション２７０に接合され、他端が上部一体化シール２６６の上部シール部品２７２によって規定された環状溝２８０内に配置されたＳ字形部品である。

端部キャップアセンブリ２６４は、図８〜１０に示すように閉位置にある場合、プルタブ２７８を用いて上部シール部品２７２を底部接合クッション２７０から離し、環状下部部品２６８の端部を環状溝２８０から外すことで、開位置に移動させることができる。これにより、上部シール部品２７２が係留２７４に対して回転し、締め具１５６へのアクセスが可能になる。締め具１５６が駆動軸１４に組み立てられる、または、駆動軸１４から取り外されると、端部キャップアセンブリ２６４を閉位置に移動させてもよい。

閉位置に移動させるために、上部シール部品２７２を環状下部部品２６８の開放端に移動させる。上部シール部品２７２に圧力をかけることによって、上部シール部品２７２と環状下部部品２６８が屈折し、環状下部部品２６８の端部が再度環状溝２８０に係合する。

端部キャップアセンブリ２６４は、Ｖ字形ハウジング１３６によって規定される穴１５８を密閉する。第一の密閉は、底部接合クッション２７０によって、端部キャップアセンブリ２６４の外径に設けられる。第二の密閉は、環状下部部品２６８と環状溝２８０との間の係合に設けられる。第一の密閉と第二の密閉との間の領域は、上部一体化シール２６６を環状下部部品２６８に接合することよって密閉される。

実施形態の上記説明は、例示および説明の目的で提供されおり、包括的であることまたは開示を限定するものではない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は、一般に、その特定の実施形態に限定されるものではなく、適用可能な場合は、交換可能であり、特に図示または記載されていない場合でも、選択された実施形態で使用することができる。同じことが多くの方法で変更することができる。そのような変形は、本開示からの逸脱とみなされるべきではない、そのような全ての修正は、本開示の範囲内に含まれることが意図される。

従来のＶ字形トルクロッドを組み込んだ従来の車両のリアサスペンションの部分斜視図である。 図１に示す従来のＶ字形トルクロッドを示す部分断面平面図である。 本開示に係る取り付けコンセプトを組み込んだＶ字形トルクロッドを有する典型的な車両のリアサスペンションの部分斜視図である。 本発明に係るＶ字形トルクロッドを示す平面図である。 図４に示すＶ字形トルクロッドの頂点における回転結合部の断面図である。 図５に示すテーパーポストの斜視図である。 本発明の別の実施形態に係るプレス嵌めポストの斜視図である。 本発明の別の実施形態に係る端部キャップアセンブリを組み込んだ、図４に示すＶ字形トルクロッドの頂点における回転結合部の断面図である。 図８に示す端部キャップアセンブリの斜視図である。 図８および９に示す端部キャップアセンブリの垂直断面図である。

Claims (17)

1. 第一の端部結合アセンブリと、
   前記第一の端部結合アセンブリに取り付けられた第一のロッドと、
   第二の端部結合アセンブリと、
   前記第二端部結合アセンブリに取り付けられた第二のロッドと、
   前記第一ロッドと前記第二ロッドとに取り付けられた頂点結合アセンブリとを備えるトルクロッドアセンブリであって、
   前記頂点結合アセンブリは、
   前記第一ロッドと前記第二ロッドとに取り付けられたハウジングと、
   内部金属部材と、
   前記ハウジングと前記内部金属部材との間に配置されたエラストマー部材と、
   前記内部金属部材と係合するポストと、
   前記内部金属部材によって規定された第一の穴と前記ポストによって規定された第二の穴とを通って延伸する締め具とを備え、
   前記第二の穴は、ねじ部を規定し、
   前記締め具は、前記ねじ部に螺合することなく前記ねじ部を通って延伸していることを特徴とするトルクロッドアセンブリ。
2. 前記ポストは、テーパーポストであり、
   前記テーパーポストは、前記内部金属部材によって規定されたテーパー穴に係合するテーパー面を規定することを特徴とする、請求項１に記載のトルクロッドアセンブリ。
3. 前記ポストは、非テーパーポストであり、
   前記非テーパーポストは、前記内部金属部材によって規定された穴にプレス嵌めの状態にあることを特徴とする、請求項１に記載のトルクロッドアセンブリ。
4. 前記ハウジングは、穴を規定し、
   前記内部金属部材と、前記エラストマー部材、前記ポストと、前記締め具とは、前記穴内に配置され、
   前記頂点結合アセンブリは、前記穴の第一の端部を閉める端部キャップをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のトルクロッドアセンブリ。
5. 前記頂点結合アセンブリは、前記穴の第二の端部を閉めるシールアセンブリをさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載のトルクロッドアセンブリ。
6. 前記シールアセンブリは、前記ハウジングと前記ポストとの間に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載のトルクロッドアセンブリ。
7. 前記エラストマー部材は、一対のエラストマーブッシングを備えることを特徴とする、請求項１に記載のトルクロッドアセンブリ。
8. 前記締め具は、車両の駆動軸に関連したねじ穴と螺合するように適応されていることを特徴とする、請求項１に記載のトルクロッドアセンブリ。
9. 前記内部金属部材は、前記エラストマー部材によって規定された球面と直接係合する球面を規定することを特徴とする、請求項１に記載のトルクロッドアセンブリ。
10. 前記締め具は、単一のボルトであることを特徴とする、請求項１に記載のトルクロッドアセンブリ。
11. 前記穴の第一の端部を閉める端部キャップをさらに備え、
    前記端部キャップは、
    前記穴の第１端部において、前記内部金属部材を囲むように配置される底部クッションと、
    前記底部クッションに取り付けられ、該底部クッションに対して開閉可能な上部シールとを備えることを特徴とする、請求項１に記載のトルクロッドアセンブリ。
12. 前記底部クッションは、前記上部シールに取り付けられていることを特徴とする、請求項１１に記載のトルクロッドアセンブリ。
13. 前記上部シールに前記底部クッションを回転可能に取り付ける係留を形成するために、前記上部シールから延伸する該上部シールの一部品をさらに備えていることを特徴とする、請求項１１に記載のトルクロッドアセンブリ。
14. 前記底部クッションは、前記上部シールに取り付けられていることを特徴とする、請求項１３に記載のトルクロッドアセンブリ。
15. 前記底部クッションは、前記上部シールによって規定された溝に係合することを特徴とする、請求項１１に記載のトルクロッドアセンブリ。
16. 前記底部クッションは、前記上部シールに取り付けられていることを特徴とする、請求項１５に記載のトルクロッドアセンブリ。
17. 前記上部シールに前記底部クッションを回転可能に取り付ける係留を形成するために、前記上部シールから延伸する該上部シールの一部品をさらに備えていることを特徴とする、請求項１６に記載のトルクロッドアセンブリ。
    

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