JPS59116033A - 特に自動車軸や車輪懸架装置などの構造部に力を案内する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に自動車軸や車輪懸架装置などの構造部に
力案内要素によって力を案内する装置であって、この力
案内要素が被試験構造部並びに作動要素に連結でき、こ
の作動要素が固定点に配置され、ヒンジ継手によって細
長い力伝達要素に接続され、この力伝達要素が力案内要
素に作用し、その場合力伝達要素がヒンジ継手を介して
作動要素に、これらの２つの要素の作用方向が角度をな
すように配置されているような装置に関する。

かかる装置は西ドイツ特許出願公告第２６４２１５５号
公報において知られている。この装置は被試験構造部に
色々な方向に作用する多数の力あるいは分力を案内する
ため、たとえば垂直方向、縦方向、および横方向の力を
案内するために用いられる。

この場合力あるいは分力は被試験構造部に接続された力
案内要素を介して伝達される。試験すべき装置としては
特に自動車軸、車輪懸架装置、飛行機や宇宙飛行体など
の構造部が対象となり、また色々な方向に作用する力が
かかるような構造部や構造物が対象となる。

構造部に力を案内する別の類似の装置も知られているが
、何れも所定の使用状態および採用状態に対してなお欠
点を有している。本発明の目的は構造部に力を案内する
装置をさらに改良し単純化することにあり、その場合ほ
ぼ垂直に配置されるかないしは作用する作動要素特に液
圧式の作動シリンダを設けることができるようにしよう
とするものである。この目的は本発明によれば特許請求
の範囲第１項の特徴部分に記載した手段によって達成で
きる。本発明の有利な実施形態は特許請求の範囲の央施
態様項に記載してある。

本発明によれば、縦方向力およびイ黄方向力を案内する
ために垂直あるいは垂直軸心に対し傾けて配置された作
動シリンダを、高価な支持構造物を心安とすることなし
に使用することができる。作動シリンダは簡単に場所を
とらずに基礎に取り付けることができる。作動ンリンダ
に対する特別な固定支持台は不髪である。ほぼ垂直方向
に作用する作動力は基礎で直接支持される。さらに作動
シリンダには実質的に水平方向力ないし作用方向に対し
垂直にかかる力は生じない。というのはこれらの力は転
向要素によって受は止められるからである。転向要素と
しては基礎に場所をとらずに配置され取９付けられるよ
うな単純な構造部品が対象となる。

以下図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
る。

第１図は車輪に相当する力案内要素２を持った自動車軸
１を概略的に示している。試験装置内における自動車軸
１の収納構造については図示していない。力案内要素２
は車輪代用品として用いられ、試験力を受は止め、この
試験力を軸１に案内する。たとえば垂直に配置された液
圧式作動シリンダ４によって垂直の力はヒンジ継手３を
介して力案内要素２にないしは被試験軸に伝達される。

作動シリンダ４はヒンジ継手５を介して基礎６に支持さ
れている。

基礎６には横方向力を発生させるだめの別の作動要素た
とえば液圧式作動シリンダｌＯが配置されている。この
作動シリン＄ｌＯのピストンロッド■１はヒンジ継手１
２および中間要素１３を介して別のヒン、ジ継手【４に
接続されている。

液圧作動シリンダ１０は作動シリンダ４と同様にヒンジ
継手を介して基礎６に支持することができる（第３図に
おけるヒンジ継手２１付きの作動シリンダ２０参照）。

この場合中間要素１３は省略でき、ピストンロッド１１
は直接ヒンジ継手１４に接続できる。

ヒンジ継手１４には作動シリンダｌｆ）ないし中間要素
１３０作用方向に対しほぼ直角に細長い力伝達要素［５
が配置され、この力伝達要素１５はヒンジ継手１６を介
して力案内要素２に作用する。この力伝達要素１５は作
動シリンダＩＯＫよって発生された横方向力を力案内要
素２ないしは被試験構造部に伝達するために用いられる
。力伝達要素１５はたとえば棒状に形成され、その両側
端にヒンジ点１４と１６に対し適当なヘッドあるいは軸
受箇所を有している。

ヒンジ継手１４には細長い転回要素１７が配置され、こ
の転向要素１７は基礎６における回定点１９に回転可能
な支持装置ないしヒンジ継手（回転継手）１８を介して
支持嘔れている。ヒンジ継手１８の回転軸心は作動シリ
ンダｌＯおよび力伝達要素１５の作用方向によって形成
された平面（図示した実施例の場合紙面）にほぼ直角に
立っている。

転向要素１７およびヒンジ継手１８は、ヒンジ継手１４
が作動シリンダ１０および力伝達要素１５の作用方向に
よって形成された平面（第１図における紙面）内におい
てだけ運動できるように形成されねばならない。従って
転向要素１７は第５図に基づいて、それらのヒンジ継手
ｔｓ、ｔｓ’を持った固定点１９　Ｔ１９′が互に間隔
を隔てて基礎６に配置嵯されている２つの転向要素１７
　、１７　’から目的にかなって構成されている。両方
の単位要素１７，１７′はその場合ヒンジ継手１４で一
緒になり、たとえばこのヒンジ継手１４において二段形
軸受を形成している。それによって両方の転向要素１７
．１７’で基礎６における固定点１９．１９’に配置さ
れた２つのヒンジ継手１８．１８’　を中心として運動
できる三角レバー装置が生ずるので、ヒンジ継手１４に
生ずる横方向の無効力（第１図において紙面に対し直角
に作用する力）が良好に受は止められる。力伝達要素１
５はヒンジ継手１４で球面状に支持されている。

１つの転向要素１７ないし複数の転向要素１７．１７’
の代りに、たとえばピストンロツ）′Ｖ１を持った作動
要素１０　＜ｆ、ヒンジ継手１４における無効な横方向
力が吸収できるように配置ないし案内することもできる
。

第５図の転向要素１７　、１．７’は、第１図に示すよ
うに、作動／リンダ１０の長手軸心ないし作用方向およ
び力伝達要素［５と角度α１とα２を形成するように配
置されている。これらの角１現がそれぞれ同じ４５°で
ある場合、図示した配置構造の場合転向比率は１：１で
あり、即ち作動シリンダ１０の力は摩擦作用を無視して
同じ大きさで力案内要素２のヒンジ継手１６にないしは
力案内要素２に作用する。固定点１９を調整することに
よって（槙１図の二重矢印参照）、角度α１とα２およ
びそれにともなって転向比率およびヒンジ継手１６７ｆ
ｆｉいし被試験体における力作用を変更できる。

４５°以下の小さな角度α１は作動シリンダ１０におけ
るよりも相応して小さな力を、４５°以上の大きな角度
α１は相応して大きな力をそれぞれヒンジ継手１６に与
える。

転向要素１７　、１７　’は力を転向する際に引張り力
あるいは圧縮力だけが負荷される。従ってこれらの転向
要素１７．１７’は棒状あるいは管状の要素として簡単
に形成できる。これらの要素の両端は、その都度の支持
箇所に目的にかなって揺動あるいは回転可能に支持でき
るように形成されねばならない。

転向要素１７，１７′を配置することによって、はぼ垂
直に配置されかつ作用する作動シリンダ１０で被試験体
たとえば車軸１に横方向力を与えることができ、即ち力
方向を９０°だけないしは場合によってはそれよりも小
さな角度あるいは太きた角度（第６図参照）だけ容易に
転向することができる。

この場合作動シリンダＩＯは直接あるいは簡単な中間部
片を介して基礎６に配置できるので、作動シリンダ１０
に対する高価な支持構造あるいは支持台を設ける必要は
ない。この配置構造は縦方向力を案内するためにも用い
ることができる（第３図および第４図参照）。

第２図は第１図に基づく配置構造の運動状態を示してい
る。ヒンジ継手１４はピストンロッド１１および中間要
素１３が移動する際ないしはヒンジ継手１６が移動する
際に、転向要素１７．Ｌ７’によって円弧状をヒンジ継
手１８を中心として案内される。この場合配置構造（２
−４、１ｌ−ＩＦ）のすべての可動要素は相応して運動
する（一点鎖線で示す）。

かかる配置構造の場合全般に非常に小さなストロークが
生ずるだけであるので、たとえば中間要素１３あるいは
力伝達要素１５の傾斜状態による誤差は小さく保たれる
。

第３図および第４図は補助案内要素と縦方向力を与える
だめの補助案内体を持った配置ｉｔ構造を示している。

第３図に基づく図面は、作動シリンダ加、ピストンロッ
ド１１、ヒンジ継手１４、力伝達要素１５および転向要
素１７　、１７’の配置構造に関して第１図の配置構造
にほぼ相応して贋る。しかし作動シリンダ加は基礎６に
堅く設けられているのではなく、ヒンジ継手２１を介し
てその脚部にヒンジ接続して配置されているので、ピス
トンロッド１１゛　とヒンジ継手１４との間にある中間
要素１３（第１図参照）は省略できる。

第４図では第３図のＪｌ１面図を示し、部品１１　、１
４゜１５　、１７　、１７’　、　１８　、１９　、２
０　、２１は示していない。これらの部品はヒンジ継手
３１を通る垂直な平面および第３図における紙面の中に
位置している。

力伝達要素１５は第３図および第４図に基づ〈実施例の
場合直接力案内要素２に係合しておらず、ヒンジ継手３
１を介して案内要素３０に接続されている。この案内要
素Ｉはその一端がフォーク状に形成され、その端部にヒ
ンジ継手３２　、３３を有し、この案内要素３０はこれ
らのヒンジ継手３２　、３３を介して力案内要素２に配
置されている。この場合伝達すべき力はたとえば車輪中
心ないし軸中心において被試験構造部にないしは力案内
要素２に案内できる。

案内要素刃の他端はヒンジ継手３４を介して補助案内体
３５に接続されている。この補助案内体３５は別の２つ
のヒンジ継手３６　、３７で回転自在に支持されている
。ヒンジ継手３６　、３７は基礎６における固定点３８
　、３９に配置されている。しかもこれらの固定点間、
３９は調整可能に配置することもでき、たとえば第４図
に基づく配置構造において紙面において左方あるいは右
方に移動できる。

案内要素刃と補助案内体３５との配置構造は、力案内要
素２ないし被試験構造部の垂直な運動を可能にし、その
場合垂直な力はたとえば作動シリンダ４（第４図参照）
によって発生できる。ヒンジ継手３１において案内要素
３０　Ｋかかる縦方向力はこの場合、ヒンジ継手３２　
、３３　、３４における力案内要素２の垂直な変位と無
関係に、それぞれのヒンジ継手間におけるレバー比率に
相応した同じ力を常に受ける。さらに上述の案内体配置
構造は、作動シリンダたとえば第３図における縦方向カ
シリンダ２０およびそれに付属されたロツＦ１１を車輪
中心平面ないし力案内要素２の中心平面から（第４図に
おいて左方に）；移動することができる。

第６図における実施例に基づいて、作動シリンダＩＯは
作動シリンダ■０と転向要素１７．４．７’との間の角
度α１が約９０°になるように配置することもてきる。

この場合転向要素１７，１７’と力伝達要素１５との間
の角度α２が４５°以下に、たとえば３０°に選ばれる
と良い。この場合作動シリンダＩＯは僅かに傾けて基礎
６に取り付けられている。かかる配置構造の場合作動シ
リンダＩＯは第１図の実施例に相応して基礎６に固定し
て支持でき、その場合ヒンジ継手１４がピストンロッド
［１の小さなストロークにおいてほぼ直線的に移動する
ので、第１図のヒンジ継手１２を持った中間要素１３は
省略できる。さらにヒンジ継手１６において所定の力を
発生するための作動シリンダｌＯは大きなてこ比のため
に小さく選ぶことができる。また転向要素１７　、１７
’はヒンジ継手１６における同じ力に対し第１図に基づ
く配置構造の場合よりも加えられる力が小さいので強度
的に有利である。

上述の配置構造の力案内要素、方案内点、力伝達要素、
中間要素、転向要素、およびヒンジ継手は構造的に色々
に形成できる。これらの要素の構造的な形状は当該技術
者において知られているので、詳細な説明は行なわない
。ヒンジ継手とじてそれぞれのヒンジ箇所において必要
な自由度を有するような適当なすべてのヒンジ継手が用
いられ、たとえば十字形はね継手、板ばね継手、回転継
手、球面継手などが用いられる。

第３図および第４図に基づく配置構造は横方向力を案内
するためにも用いることができる。

第１図ないし第５図と第６図および第３図と第４図に基
づく配置構造はたとえば横方向力と縦方向力を同時に被
試験体に伝達するために一緒に用いることができ、同じ
力案内要素２に作用できる。

構造部に力を伝達するために図示した装置は、基礎の代
りにたとえば堅固な天井あるいは試験機フレームに吊り
下げて配置することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は被試験体に横方向力を案内するための本発明に
基づく装置の側面図、第２図は第１図に基づく配置構造
の運動状態を示す説明図、第３図は縦方向力を与えるた
めの補助的な案内要素と補助案内体を持った配置構造の
正面図、第４図は第３図に基づく配置構造の側面図、第
５図は第１図に基づく配置構造の正面図、第６図は横方
向力を案内するための別の装置の側面図である。 １・・・自動車軸、２・・・力案内要素、３・・・ヒン
ジ継手、４・・・作動シリンダ、訃・・ヒンジ継手、６
・・・基礎、ｌＯ・・・作動シリンダ、１１・・・ぎス
トンロッド、１２・・・ヒンジ継手、１３・・・中間要
素、１４・・・ヒンジ継手、。 【５・・・力伝達要素、１６・・・ヒンジ継手、１７．
１７’・・・転向要素、１８・・・ヒンジ継手、１９・
・・固定点、２０・・・作動シリンダ、３０・・・案内
要素、３２．３３・・・ヒンジ継手、３４・・・ヒンジ
継手、３５・・・補助案内体、３６　、３７・・・ヒン
ジ継手、３８　＋　：３９・・・固定点。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 ＦＩＧ、４ ２ ＦＩＧ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、特に自動車軸や車輪懸架装置などの構造部に力案内
   要素によって力を案内する装置であって、この力案内要
   素が被試験構造部並びに作動要素に連結でき、この作動
   要素が固定点に配置され、ヒンジ継手によって細長い力
   伝達要素に接続され、この力伝達要素が力案内要素に作
   用し、その場合力伝達袂素がヒンジ継手を介して作動要
   素に、これらの２つの要素の作用方向が角度をなすよう
   に配置されているような装置において、作動要素（１０
   、２０）と力伝達要素（１５）との間のヒンジ継手（１
   ４）に、引張りおよびないし圧縮荷重がかかる細長い転
   向要素（１７，１７’　）が配置され、 転向要素（１７，１７’　）の他方の端部が少なくとも
   １つの固定点（１９）にヒンジ継手（１８）を介して支
   持され、 転向要素（１７，＋７’）が、その作用方向が作動要素
   （１０、２０）の作用方向と力伝達要素（１５）の作用
   方向との間に位置しかつこれらの作用方向によって形成
   される平面の中に位置しているように、配置されている
   ことを特徴とする特に自動車軸や車輪懸架装置などの構
   造部に力を案′内する装置。 ２、作動要素（ｔｏ　、　２０　）の作用方向および力
   伝達要素（１５）の作用方向が約９０°の角度をなして
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装
   置。 ３、作動要素＜　１ｏ　ｆ２０　）の作用方向および転
   向要素（１７，１７’）の作用方向が約９０°の角度を
   なしていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の装置。 ４、作動要素＜　１０　？　２０　）の作用方向および
   力伝達要素（１５）の作用方向と転向要素（１７９１７
   ’　）の作用方向がそれぞれ約４５°の角度（α１．α
   ２）をなしていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の装置。 ５、転向要素が２つの転向要素（１７，１７’　）から
   構成され、両者の固定点（１９，１９’）が互に間隔を
   隔てて配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第４項の何れかに記載の装置。 ６、転向要素（１７，１７’）の固定点（１９ないし１
   ９と１９′）が調整可能に配置されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第５項の何れかに記載
   の装置。 ７、作動要素（１０）とヒン−）継手（１４）との間に
   、作動要素（１０）にヒンジ接続された中間要素（１３
   ）が配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第４項の何れかに記載の装置。 ８、作動要素（２ｏ）が固定点ないし基礎（６）に揺動
   自在に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第６項の何れかに記載の装置。 ９、力伝達要素（１５）が案内要素（３０）を介して力
   案内要素（２）に接続され、この案内要素（３０）がそ
   の一端でヒンジ継手（３２、３３）を介して力案内要素
   （２）に、他端で補助案内体（３５）の揺動可能ガヒン
   ジ継手（３４）にそれぞれ接続され、補助案内体（３５
   ）の別の２つのヒンジ点が一軸心上にあるとンジ継手（
   ３６、３７）として形成され、固定点（３８、３９）　
   Ｋ配置されていることを特徴とする請求 に記載の装置。 １０、案内要素（３０）がその力案内要素（２）に接続
   された端部がフォーク状に形成され、その場合ヒンジ継
   手（３２．３３）がそのフォーク端部に配置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の装置。