(57)【要約】  懸架装置において使用するための４点ウィッシュボン型リンケージを開示する。ウィッシュボン型リンケージは、基部と２つのリムとを含み、これらのリムは基部から延在して離れ、リムと基部との間に大きな開口の開放区域を作る。基部は、これを通って横方向に延在するバーとブッシングとの組立体を含む。さらに、４点ウィッシュボン型リンケージを組み込んだ懸架装置も開示する。この懸架装置は、車軸を車両シャーシに連結し、車両シャーシは、シャーシの一方の側に縦方向に延在する第１フレーム部材と、シャーシの他方の側に縦方向に延在する第２フレーム部材とを有する。第１フレームハンガおよび第２フレームハンガは、それぞれ第１フレーム部材および第２フレーム部材に取り付けられている。クロスメンバが第１フレームハンガと第２フレームハンガとを連結している。ウィッシュボン型リンケージに加えて、懸架装置は、第１フレーム部材および第２フレーム部材にそれぞれ、さらに車軸に連結された第１空気ばねおよび第２空気ばねを含む。同様に、ショックアブソーバが各フレーム部材および車軸に連結されている。トルクロッドも含まれている。１つのトルクロッドは車軸および第１フレームハンガに枢動式に連結され、第２トルクロッドは車軸および第２フレームハンガに枢動式に連結されている。ウィッシュボン型リンケージは車軸およびクロスメンバ枢動式に連結されている。
2008540201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャーシの第１側上に縦方向に延在する第１フレーム部材と前記シャーシの第２側上に縦方向に延在する第２フレーム部材とを支持するための、車両車軸と車軸サスペンションとの組立体であって、
第１端部と第２端部とを有する横方向に延在するかじ取り車軸と、
前記第１フレーム部材に取り付けられた第１ハンガと、
前記第２フレーム部材に取り付けられた第２フレームハンガと、
前記第１フレームハンガと第２フレームハンガとに取り付けられたクロスメンバと、
前記かじ取り車軸と前記クロスメンバとに枢動式に連結されたウィッシュボン型リンケージと
を備え、前記第１フレーム部材は、前記車軸の第１端部の上方に支持され、前記第２フレーム部材は、前記かじ取り車軸の第２端部の上方に支持されている、
車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２】
前記ウィッシュボン型リンケージが基部と第１リムおよび第２リムを含み、前記基部はこれを横方向に通って延在するシャフトを含み、前記シャフトは一対の端部と前記シャフトの周りに配置されたコンプライアントスリーブとを含み、前記一対の端部は、前記基部を前記かじ取り車軸またはクロスメンバの１つに枢動式に連結する請求項１に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項３】
前記基部が横幅Ｗおよび縦の長さＸを有し、前記第１リムおよび第２リムは、前記基部から縦方向に延在して長さＺだけ離れ、前記第１リムおよび第２リムは、互いに横方向に幅Ｙだけ離隔し、前記幅Ｙは幅Ｗより少なくとも１．５倍の大きさであり、前記長さＺは長さＸの少なくとも２倍の大きさである請求項２に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項４】
前記第１フレーム部材と車軸とに連結された第１空気ばねと、前記第２フレーム部材とかじ取り車軸とに連結された第２空気ばねとをさらに備える請求項３に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項５】
前記かじ取り車軸と前記第１ハンガとに枢動式に連結された第１トルクロッドと、前記かじ取り車軸と前記第２ハンガとに枢動式に連結された第２制御ロッドとをさらに備える請求項４に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項６】
前記第１リムおよび第２リムの各々が、前記第１リムおよび第２リムを前記かじ取り車軸またはクロスメンバの前記他方に枢動式に連結するために、前記リムの各々を通過して横方向に延在する留め具を含む請求項５に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項７】
前記一対の端部が前記基部を前記クロスメンバに枢動式に連結し、前記第１リムと第２リムの前記留め具が、前記第１リムと第２リムとを前記かじ取り車軸に枢動式に連結する請求項６に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項８】
前記かじ取り車軸が、前記クロスメンバよりも前記車両シャーシの前部により近く位置付けられている請求項７に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項９】
前記留め具の各々の周りに配置されたノンコンプライアントスリーブをさらに含む請求項８に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１０】
前記かじ取り車軸に取り付けられた第１車軸座と第２車軸座とをさらに含み、前記第１空気ばねは前記第１車軸座に取り付けられ、前記第２空気ばねは前記第２車軸座に取り付けられている請求項９に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１１】
前記第１トルクロッドが前記車軸座に枢動式に取り付けられ、前記第２トルクロッドが前記第２車軸座に枢動式に取り付けられている請求項１０に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１２】
前記第１リムの前記留め具が前記第１リムを前記第１車軸座に枢動式に取り付け、前記第２リムの前記留め具が前記第２リムを前記第２車軸座に枢動式に取り付ける請求項１１に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１３】
前記第１フレーム部材と前記かじ取り車軸に枢動式に連結された第１ショックアブソーバと、前記第２フレーム部材と前記かじ取り車軸に枢動式に連結された第２ショックアブソーバとをさらに備える請求項１２に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１４】
前記ウィッシュボン型リンケージが低取付け位置に枢動式に連結されている請求項１３に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１５】
前記クロスメンバが、前記車軸よりも前記車両シャーシの前部により近く位置付けられている請求項７に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１６】
前記留め具の各々の周りに配置されたコンプライアントスリーブをさらに含む請求項１５に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１７】
前記かじ取り車軸に取り付けられた第１車軸座と第２車軸座とをさらに含み、前記第１空気ばねは前記第１車軸座に取り付けられ、前記第２空気ばねは前記第２車軸座に取り付けられている請求項１６に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１８】
前記第１トルクロッドが前記第１車軸座に枢動式に取り付けられ、前記第２トルクロッドが前記第２車軸座に枢動式に取り付けられている請求項１７に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項１９】
前記第１リムの前記留め具が前記第１リムを前記第１車軸座に枢動式に取り付け、前記第２リムの前記留め具が前記第２リムを前記第２車軸座に枢動式に取り付ける請求項１８に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２０】
前記第１フレーム部材と前記かじ取り車軸に枢動式に連結された第１ショックアブソーバと、前記第２フレーム部材と前記かじ取り車軸に枢動式に連結された第２ショックアブソーバとをさらに備える請求項１９に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２１】
前記ウィッシュボン型リンケージが低取付け位置に枢動式に連結されている請求項２０に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２２】
前記ウィッシュボン型リンケージが高取付け位置に枢動式に連結されている請求項２０に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２３】
前記一対の端部が前記基部を前記かじ取り車軸に枢動式に連結し、前記第１リムと第２リムとの前記留め具は、前記第１リムと第２リムとを前記クロスメンバに枢動式に連結する請求項６に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２４】
前記かじ取り車軸が、前記クロスメンバよりも前記車両シャーシの前部により近く位置付けられている請求項２３に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２５】
前記留め具の各々の周りに配置されたノンコンプライアントスリーブをさらに含む請求項２４に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２６】
前記かじ取り車軸に取り付けられた第１車軸座と第２車軸座とをさらに含み、前記第１空気ばねは前記第１車軸座に取り付けられ、前記第２空気ばねは前記第２車軸座に取り付けられている請求項２５に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２７】
前記第１トルクロッドが前記車軸座に枢動式に取り付けられ、前記第２トルクロッドが前記第２車軸座に枢動式に取り付けられている請求項２６に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２８】
前記第１フレーム部材と前記かじ取り車軸に枢動式に連結された第１ショックアブソーバと、前記第２フレーム部材と前記かじ取り車軸に枢動式に連結された第２ショックアブソーバとをさらに備える請求項２７に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項２９】
前記ウィッシュボン型リンケージが低取付け位置に枢動式に連結されている請求項２８に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項３０】
車両シャーシが、シャーシの第１側であってかじ取り車軸の第１端部の上方にある縦方向に延在する第１フレーム部材と、前記車両シャーシの第２側であって前記かじ取り車軸の第２端部の上方にある縦方向に延在する第２フレーム部材とを有し、前記車両シャーシを支持するための懸架装置であって、
前記第１フレーム部材に取り付けられた第１ハンガと、
前記第２フレーム部材に取り付けられた第２フレームハンガと、
前記第１フレームハンガと第２フレームハンガとに取り付けられたクロスメンバと、
前記クロスメンバと前記かじ取り車軸とに枢動式に連結されたウィッシュボン型リンケージと
を備える懸架装置。
【請求項３１】
前記ウィッシュボン型リンケージが、基部と、前記基部から縦方向および横方向に延在して離れる第１リムおよび第２リムとを含む請求項３０に記載の懸架装置。
【請求項３２】
前記基部が横幅Ｗおよび縦の長さＸを有し、前記第１リムおよび第２リムは、前記基部から縦方向に延在して長さＺだけ離れ、前記第１リムおよび第２リムは、互いに横方向に幅Ｙだけ離隔し、前記幅Ｙは幅Ｗより少なくとも１．５倍の大きさであり、前記長さＺは長さＸの少なくとも２倍の大きさである請求項３１に記載の懸架装置。
【請求項３３】
前記第１フレーム部材と前記かじ取り車軸とに連結された第１空気ばねと、前記第２フレーム部材と前記かじ取り車軸とに連結された第２空気ばねとをさらに備える請求項３２に記載の懸架装置。
【請求項３４】
前記かじ取り車軸と前記第１ハンガとに枢動式に連結された第１トルクロッドと、前記かじ取り車軸と前記第２ハンガとに枢動式に連結された第２トルクロッドとをさらに備える請求項３３に記載の懸架装置。
【請求項３５】
前記基部が、前記基部を前記かじ取り車軸またはクロスメンバの１つに枢動式に連結するために前記基部を横方向に通過して延在するシャフトを含み、前記シャフトは、一対の端部と、前記シャフトの周りに配置されたコンプライアントスリーブとを含む請求項３４に記載の懸架装置。
【請求項３６】
前記第１リムは第１留め具を含み、前記第１留め具はその周りに配置されたノンコンプライアントスリーブを有し、前記第１留め具および前記ノンコンプライアントスリーブは、第１リムをその端部の近くで通過して横方向に延在し、前記第２リムは第２留め具を含み、前記第２留め具はその周りに配置されたノンコンプライアントスリーブを有し、前記第２留め具および前記第２ノンコンプライアントスリーブは、前記第２リムをその端部の近くで通過して横方向に延在し、前記第１留め具および第２留め具は、前記第１リムおよび第２リムをそれぞれ前記かじ取り車軸またはクロスメンバの前記他方に枢動的に取り付ける請求項３５に記載の懸架装置。
【請求項３７】
前記一対の端部が前記基部を前記クロスメンバに枢動式に連結し、前記第１リムと第２リムの前記第１留め具と第２留め具が、前記第１リムと第２リムとを前記かじ取り車軸に枢動式に連結する請求項３６に記載の懸架装置。
【請求項３８】
前記かじ取り車軸が、前記クロスメンバよりも前記車両シャーシの前部により近く位置付けられている請求項３７に記載の懸架装置。
【請求項３９】
前記第１留め具と第２留め具の各々の周りに配置されたノンコンプライアントスリーブをさらに含む請求項３８に記載の懸架装置。
【請求項４０】
前記かじ取り車軸に取り付けられた第１車軸座と前記かじ取り車軸に取り付けられた第２車軸座とをさらに含み、前記第１空気ばねは前記第１車軸座に取り付けられ、前記第２空気ばねは前記第２車軸座に取り付けられている請求項３９に記載の懸架装置。
【請求項４１】
前記第１トルクロッドが前記第１車軸座に枢動式に取り付けられ、前記第２トルクロッドが前記第２車軸座に枢動式に取り付けられている請求項４０に記載の懸架装置。
【請求項４２】
前記第１留め具が前記第１リムを前記第１車軸座に枢動式に取り付け、前記第２留め具が前記第２リムを前記第２車軸座に枢動式に取り付ける請求項４１に記載の懸架装置。
【請求項４３】
前記第１フレーム部材と前記車軸とに枢動式に連結された第１ショックアブソーバと、前記第２フレーム部材と前記車軸とに枢動式に連結された第２ショックアブソーバとをさらに備える請求項４２に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項４４】
前記ウィッシュボン型リンケージが低取付け位置に枢動式に連結されている請求項４３に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項４５】
前記クロスメンバが、前記かじ取り車軸よりも前記車両シャーシの前部により近く位置付けられている請求項３７に記載の懸架装置。
【請求項４６】
前記第１留め具と第２留め具の各々の周りに配置されたコンプライアントスリーブをさらに含む請求項４５に記載の懸架装置。
【請求項４７】
前記かじ取り車軸に取り付けられた第１車軸座と前記かじ取り車軸に取り付けられた第２車軸座とをさらに含み、前記第１空気ばねは前記第１車軸座に取り付けられ、前記第２空気ばねは前記第２車軸座に取り付けられている請求項４６に記載の懸架装置。
【請求項４８】
前記第１トルクロッドが前記第１車軸座に枢動式に取り付けられ、前記第２トルクロッドが前記第２車軸座に枢動式に取り付けられている請求項４７に記載の懸架装置。
【請求項４９】
前記第１留め具が前記第１リムを前記第１車軸座に枢動式に取り付け、前記第２留め具が前記第２リムを前記第２車軸座に枢動式に取り付ける請求項４８に記載の懸架装置。
【請求項５０】
前記第１フレーム部材と前記車軸とに枢動式に連結された第１ショックアブソーバと、前記第２フレーム部材と前記車軸とに枢動式に連結された第２ショックアブソーバとをさらに備える請求項４９に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項５１】
前記ウィッシュボン型リンケージが高取付け位置に枢動式に連結されている請求項５０に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項５２】
前記ウィッシュボン型リンケージが低取付け位置に枢動式に連結されている請求項５０に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項５３】
前記一対の端部が前記基部を前記かじ取り車軸に枢動式に連結し、前記第１リムと第２リムとの前記第１留め具と第２留め具は、前記第１リムと第２リムとを前記クロスメンバに枢動式に連結する請求項３６に記載の懸架装置。
【請求項５４】
前記かじ取り車軸が、前記クロスメンバよりも前記車両シャーシの前部により近く位置付けられている請求項５３に記載の懸架装置。
【請求項５５】
前記第１留め具と第２留め具の各々の周りに配置されたノンコンプライアントスリーブをさらに含む請求項５４に記載の懸架装置。
【請求項５６】
前記かじ取り車軸に取り付けられた第１車軸座と前記かじ取り車軸に取り付けられた第２車軸座とをさらに含み、前記第１空気ばねは前記第１車軸座に取り付けられ、前記第２空気ばねは前記第２車軸座に取り付けられている請求項５５に記載の懸架装置。
【請求項５７】
前記第１トルクロッドが前記第１車軸座に枢動式に取り付けられ、前記第２トルクロッドが前記第２車軸座に枢動式に取り付けられている請求項５６に記載の懸架装置。
【請求項５８】
前記第１フレーム部材と前記車軸とに枢動式に連結された第１ショックアブソーバと、前記第２フレーム部材と前記車軸とに枢動式に連結された第２ショックアブソーバとをさらに備える請求項５７に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項５９】
前記ウィッシュボン型リンケージが低取付け位置に枢動式に連結されている請求項５８に記載の車両車軸と車軸サスペンションとの組立体。
【請求項６０】
車軸を車両シャーシに枢動式に連結するためのウィッシュボン型リンケージであって、基部と、前記基部から縦方向および横方向に延在して離れる第１リムおよび第２リムを含み、前記第１リムおよび第２リムはこれらの間に開放空間を画定し、前記基部は横幅Ｗおよび縦の長さＸを有し、前記第１リムおよび第２リムは、前記基部から縦方向に延在して長さＺだけ離れ、前記第１リムおよび第２リムは、互いに横方向に幅Ｙだけ離隔し、前記幅Ｙは幅Ｗより少なくとも１．５倍の大きさであり、前記長さＺは長さＸの少なくとも２倍の大きさである、ウィッシュボン型リンケージ。
【請求項６１】
前記基部が、前記基部をかじ取り車軸またはクロスメンバの１つに枢動式に連結するために前記基部を横方向に通過して延在するシャフトを含み、前記シャフトは、一対の端部と、前記シャフトの周りに配置されたコンプライアントスリーブとを含む請求項６０に記載のウィッシュボン型リンケージ。
【請求項６２】
前記第１リムと第２リムとを前記かじ取り車軸またはクロスメンバの前記他方に枢動式に連結するために、前記第１リムがこれを横方向に通って延在する第１留め具を含み、前記第２リムはこれを横方向に通って延在する第２留め具を含む請求項６１に記載のウィッシュボン型リンケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両懸架装置および独特のリンケージ構成要素を組み込むリンケージ懸架装置に関する。特に本発明は、４点ウィッシュボン型リンケージ懸架構成要素および４点ウィッシュボン型リンケージを組み込む懸架装置を対象とする。この４点ウィッシュボン型リンケージとその他の懸架装置構成要素との組合せは、車両のハンドリング、車軸の制御、乗り心地、および貨物の保護を改善すると共に、複雑さ、荷造り空間、および懸架装置の重量を最小限にする。
【背景技術】
【０００２】
懸架装置は、車両の車軸の上に車両のシャーシを懸架し、車輪が障害物、穴、および平坦ではない路面に遭遇することによって起こる車軸の運動を吸収する。車軸の運動は、車輪が道路上の障害物に遭遇するときのみならず、加速および制動中ならびに（車両が曲るときの）コーナリング中にも発生する。これらの状況では、懸架装置が車軸の運動を制御することによって車両に安定性を与えることが必要になる。
【０００３】
懸架装置は、車軸運動の範囲を制御するために様々な構成のいくつかの構成要素を利用する。板ばねまたはリーフビームは広く使用されている懸架装置の構成要素であり、いくつかの車軸運動を制御する場合に主要な役割を果たす。しかし、板ばねは製造と組立が高価であり、サスペンションにかなりの重量を加え、所定のサスペンション・パッケージングエンベロープにおける所望の鉛直ばね定数を達成するために追加のロール安定用のスタビライザバーと共に使用するときは、サスペンションの全体的な複雑性を増す。乗り心地を最適化するときは、低い鉛直ばね定数が望ましいが、横方向の安定性は通常、特に板ばね懸架装置において悪くなる。主要なロール剛性は、板ばねサスペンションの鉛直ばね定数に正比例する。したがって、所望の乗り心地特性を提供するために、スタビライザバーなどの、補助ロール剛性機構を使用しなければならず、これは費用と重量の両方を増加させる。懸架装置の重量を軽減することは、商用車両の場合により高い有料荷重容積となり、および／または燃料費を低減する。これによって本明細書に参照として組み込まれている米国特許第６５２７２８６号は、板ばねを使用しない懸架装置を開示している。Ｋｅｅｌｅｒ他によって開示されたこの懸架装置では、一対の板ばね（車軸の各側に１つずつ）が、組み立てられたトルクボックスによって他の構成要素と共に取り替えられる。
【０００４】
一対の板ばねをトルクボックスと取り替えることは、後方、タンデム、またはトレーラ車軸においては容易に果たすことができるが、前方かじ取り車軸には独特の問題があり、これはかじ取り車軸懸架装置においてトルクボックス構成の組込みをさらに困難なものにする。第１に、パッケージング制約がある。かじ取り車軸の上方および周りの空間は一般的に、特にエンジン、冷却装置、およびオイルパンサンプによって占有される。これによって、特にトルクボックスが車軸と共に上下に移動することを考えると、トルクボックス用のために残される空間は限られる。
【０００５】
さらに別の問題は、かじ取り車軸に伴う運動学に関するものである。トルクボックスをかじ取り車軸懸架装置に組み込むことができると考えると、望ましくないかじ取り動力学が存在することもある。例えば、トルクボックスがかじ取り車軸およびフレームに連結されて、車軸がトルクボックスリンケージの前方にある前アーム構造では、トルクボックスのブッシングおよびバー構造の従順な性質が望ましくないオーバステアリング効果を引き起こす可能性がある。オーバステアリングとは、車両が湾曲部または曲り角を曲るとき、運転者が所望または期待したものより以上にさばこうとすることである。アンダーステアリング効果とは、これとは反対であり、車両が予想したほど湾曲部に曲り込まず、車両を曲げるための追加の行為を行うよう運転者に強いることである。アンダーステアリング状態はオーバステアリング状態よりも望ましく、かつ安全である。そのわけは、運転者がより強く車両を制御している感触を掴むからであり、オーバステアリングは危険な転覆条件を助長するからである。
【０００６】
上述の観点から、かじ取り車軸懸架装置のコスト、重量、および複雑性を低減することが望ましい。特に、多くの懸架装置で使用される板ばね構成要素を取り替えると共に、懸架装置の性能を向上させるかまたは少なくとも負の影響を与えないことが望ましい。そのうえ、トルクボックス構成の利益を得るがトルクボックスが起因となるかもしれないかじ取り運動学に対する逆効果のない、かじ取り車軸のための懸架組立体を提供することが望ましい。また、車両のパッケージング限界内で適合するこのようなサスペンションを設計することが望ましい。さらにまた、かじ取り車軸の周りの限られたパッケージング空間を考慮して、かじ取り車軸懸架組立体の中で使用するためのリンケージ構成要素を提供することが望ましい。さらになお、リンケージもまた非かじ取り車軸懸架装置の構成要素として使用できることが望ましい。
【０００７】
本明細書に述べる新規の主題の好ましい形の利益は、下記の説明から明らかになろう。しかし、装置が、下記の説明から収集される利益の各々およびすべてを果たすことなく、本明細書に主張する本発明をなお専有できることは理解されよう。添付の特許請求の範囲は、本明細書に述べる新規の主題の利益ではないが、法によって保護される主題を定義する。いずれの利益もすべて、必ずしも本発明全体からではなく本発明の好ましい形式から導き出されるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の一態様では、シャーシの第１側上に縦方向に延在する第１フレーム部材と前記シャーシの第２側上に縦方向に延在する第２フレーム部材とを支持するための懸架装置が提供される。第１フレーム部材は、横方向に延在する車軸の第１端部に隣接して位置付けられ、第２フレーム部材は、車軸の第２端部に隣接して位置付けられている。さらに、第１フレーム部材はこれに取り付けられた第１ハンガを有し、第２フレーム部材はこれに取り付けられた第２ハンガを有する。クロスメンバが第１フレームハンガと第２フレームハンガとに取り付けられている。さらにまた、懸架装置は、車軸とクロスメンバとに連結されたウィッシュボン型リンケージ構成要素を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
別の態様では、シャーシの第１側上に縦方向に延在する第１フレーム部材と、車両シャーシの第２側上に縦方向に延在する第２フレーム部材とを有する、車両シャーシのためのかじ取り車軸懸架装置が提供される。車両シャーシを支持する懸架装置は、車両シャーシを横断して延在するかじ取り車軸に固定されている。さらに、第１ハンガが第１フレーム部材に取り付けられ、第２フレームハンガが第２フレーム部材に取り付けられている。さらに、クロスメンバは第１および第２フレームハンガに取り付けられ、ウィッシュボン型リンケージ構成要素が、クロスメンバとかじ取り車軸とに枢動式に連結されている。
【００１０】
さらに別の態様では、車両シャーシに車軸を枢動式に連結するためのウィッシュボン型リンケージ構成要素が提供される。このウィッシュボン型リンケージは、基部と、リンケージ構成要素にウィッシュボン状の形を与える様式で基部から離れて縦方向および横方向延在する第１および第２リムを備えている。第１および第２リムは、これらの間に広い開口または開放空間を画定する。基部はまた横幅Ｗおよび縦の長さＸを有する。そのうえ、第１および第２リムは、基部から縦方向に延在して長さＺだけ離れ、横方向に互いに幅Ｙだけ離隔している。さらにまた、幅Ｙは幅Ｗより少なくとも１．５倍の大きさであり、長さＺは長さＸの少なくとも２倍の大きさである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
下記の詳細な説明において、図面の各図をしばしば参照するが、同様な構成要素には同様な参照番号を付す。
図面、特に図１を参照すると、４点ウィッシュボン型リンケージ１０が懸架装置１２に採用されている。図示するように、車両の一方の側における懸架装置１２の構造は、車両の他方の側において複製されている。
【００１２】
懸架装置１２は、車軸１４を、車両シャーシの対向する両側にある縦方向に延在する車両フレーム部材１６に連結している。車軸１４は、中間部１５と車軸１４の対向両端部における上向き傾斜部分１７とを含む。車軸１４の構造の詳細は米国特許第６６０９７６４号（Ｄｕｄｄｉｎｇら）に記載されており、この開示内容は参照によって本明細書に組み込まれている。車輪を車軸１４に取り付けるためにスピンドル１９がステアリングナックルと共に使用される。ステアリングナックルは、周知の方式でキングピンによって車軸に連結されている。スピンドルとステアリングナックルは、米国特許第６６１６１５６号（Ｄｕｄｄｉｎｇら）に記載の形式の１つをとることが好ましい。
【００１３】
懸架装置１２は、車輪が障害物および／または平坦ではない路面に遭遇するときの車軸１４の動きを吸収し、車両シャーシを相対的に一定の高さに維持する。これによって、（１人または複数人の）乗客のためにより円滑でより快適な乗り心地が提供される。乗り心地を和らげる他に、懸架装置１２はまた、ロール剛性をもたらすことに加えて車軸の横方向および縦方向の動きを制御するように働き、これによって車両ハンドリングの改良が可能になる。
【００１４】
フレームハンガ１８が各フレーム部材１６に連結され、クロスメンバ２０がこのそれぞれの端部において２個のフレームハンガ１８に取り付けられている。図１に示すように、好ましいフレームハンガ１８とクロスメンバ２０は、制動中にボトミングを減らすアンチダイブ・ジオメトリを有するように構成されている。
【００１５】
空気ばね取付けブラケット２２とショックアブソーバ取付けブラケット２４がフレームハンガ１８から縦方向に離隔し、これによって空気ばね２６とショックアブソーバ２８をそれぞれフレーム部材１６に取り付けることが可能になる。特に、ショックアブソーバ取付けブラケット２４は車軸１４の直上の位置においてフレーム部材１６に取り付けられる。ショックアブソーバ２８の上端部は、その附属するショックアブソーバ取付けブラケット２４に枢動式に取り付けられ、ショックアブソーバの下端部はその附属する留め具３０を介して車軸１４に枢動式に連結されている。この好ましい外部取付けによって車軸の制御は改善される。ショックアブソーバ２８は乗り心地とハンドリングを向上させるように調整できることが好ましい。
【００１６】
空気ばね取付けブラケット２２は、車軸１４の上方および前方にある場所においてフレーム部材１４に連結されている。しかし、この位置におけるブラケットの配置は、懸架装置の構成すなわち前アームおよび後アームの構成に依存し、これについては後でさらに詳しく論述する。空気ばね２６の上端部は、これらの附属する空気ばね取付けブラケット２２に取り付けられる。空気ばね２６の下端部は車軸座３２に連結され、車軸座３２は車軸１４に連結されている。車軸座３２は車軸の上向きに延在する部分１７の内側に位置付けられている。各車軸座３２は、空気ばね２６を取り付けるための前方に延在するプラットフォーム３４を含む。
【００１７】
空気ばね２６は、５４４０ｋｇ（１２０００ポンド）の容量の車軸のためには約１６ｋｇ／ｍｍ（約９００ポンド／インチ）台の非常に低いばね定数を有する大容積の直接作用空気ばねであることが好ましい。鉛直ばね定数を、車軸の容量に合わせなければならず、できるだけ低い固有振動数を、またはほぼ１．１ヘルツまたはそれ以下を目標としなければならない。そのうえ、空気ばね２６は約４５００ｋｇ（約１００００ポンド）から約９０００ｋｇ（約２００００ポンド）までの容量を有することが好ましい。さらにまた、空気ばね２６は、約８ｃｍ（約３インチ）から約１３ｃｍ（約５インチ）までの動揺反発移動を有することが好ましく、約１０ｃｍ（約４インチ）の動揺反発移動ではさらに好ましい。これらの好ましい空気ばね２６は、荷重全体を支持することができると共に、改善された乗り心地をもたらす。
【００１８】
各車軸座３２はまた、トルクロッド３８を車軸に枢動式に連結するための一対のアーム３６も含む。特に、アーム３６は上向きに車両の後部に向かって延在している。さらに、車軸座３２は、プラットフォーム３４およびアーム３６が対向方向に延在するように設計されている。トルクロッド３８を、代替案として、車軸座アームを使用することなく車軸１４に枢動式に連結することができる。図示された配置では、トルクロッド３８の対向する端部が開口部（図示せず）を有することは理解されよう。アーム３６の両端部もまた開口部（図示せず）を含む。トルクロッド３８の一端部はアームの開口部の間に位置付けられているので、トルクロッドの開口部はアームの開口部と整列して、ボルト、ピン、またはその他の留め具を受け入れて、トルクロッド３８をアーム３６に枢動式に連結する。ブッシングをボルトまたはピンの周りに配置することができ、および／またはワッシャをトルクロッド３８とアーム３６との間に置くことができる。トルクロッド３８の対向する端部は、その附属するフレームハンガ１８に同様な配置で枢動式に連結されている。トルクロッド３８が耐久性と重量軽減のために最適化されることは好ましい。
【００１９】
本発明による４点ウィッシュボン式リンケージ１０は、車軸１４とクロスメンバ２０とに枢動式に連結されている。ウィッシュボン式リンケージ１０は、基部４０と、横方向および縦方向に延在する２個のリム４２とを含む。基部は、バー４４およびブッシング４５を有するバーおよびブッシング組立体４３を含み、この組立体は基部を通って横方向に延在している。これは図２および３に示されるウィッシュボン式リンケージにさらに明瞭に示されている。
【００２０】
ウィッシュボン式リンケージ１０は、４点の位置に取り付けられているので、４点リンケージと呼ばれる。図２に示すように、基部４０に２つのリンケージＡおよびＢがあり、リム４２の遠位端部分にはそれぞれ１つのリンケージＣおよびＤがある。４点ウィッシュボン式リンケージは４個の取付け点を使用して、車軸の縦方向位置と横方向位置とを制御する。そのうえ、従来の技術の懸架装置は補助ロール剛性を得るために通常はスタビライザバーを必要とするが、本発明の懸架装置は、ウィッシュボン式リンケージがこの機能の１つとして補助ロール剛性を提供するのでスタビライザバーの使用を必要としない。
【００２１】
図示するように、ウィッシュボン式リンケージ１０の基部４０は、図２および図３にさらに明瞭に示されているように、バーおよびブッシングの組立体４３によってクロスメンバ２０に枢動式に連結されている。好ましくは図２および図３に示すように、コンプライアントブッシング４５が開口部の中に置かれ、これは基部４０を通って延在し、バー４４の最外末端部を除いてバー４４をその長さに沿って囲んでいる。次にバー４４はクロスメンバに枢動式に連結される。クロスメンバ２０に連結されている基部２０のこの方向配置は基部−クロスメンバ連結と呼ばれる。枢動式連結は図６にさらに明瞭に示されている。しかし、ウィッシュボン式リンケージ３１０の基部３４０は図６に示す懸架装置３１２における車軸３１４に枢動式に連結されていることに留意されたい。懸架装置３１２におけるこのウィッシュボン式リンケージ方向配置は基部−車軸連結と呼ばれる。クロスメンバは車軸に対して一般的に高い位置にあるので、ウィッシュボン式リンケージは傾斜している。この結果、これらのウィッシュボン式方向配置はまたサスペンションのロール中心の位置に影響する。
【００２２】
ウィッシュボン式リンケージ１０の他端部では、リム４２が車軸１４に枢動式に連結されている。懸架装置１２には、例えば、Ｕリンク４６が各車軸座３２から後方に延在し、リム４２と係合している。図２および図３に示すピン５０およびブッシング４８の代わりになるボルト、ピン、またはその他の留め具（図示せず）が、Ｕリンク４６およびリム４２における整列する開口部を横方向に通されて、枢動式連結を完成する。代替案として、車軸座連結点を使用することなく、リム４２を車軸１４に枢動式に連結することができる。多くの利点の中でも特に、ウィッシュボン式リンケージは複数軸ローディングに反応する。
【００２３】
コンプライアントブッシング４８を、図２および図３に示すように、リム４２の開口部の中に配置してピン５０を取り囲むことができる。しかし、懸架装置１２および３１２（図６を参照）によって表わされる前アーム構成では、コンプライアントブッシングは、好ましくないオーバステアリングが起こることがあるので使用しないことが好ましい。このような前アーム構成の懸架装置では、リムの枢動式連結は好ましくは、リムが懸架装置１２（図１）におけるような車軸に、または懸架装置３１２（図６）におけるようなクロスメンバに枢動式に連結されているか否かに関係なく、コンプライアントブッシングなしでピンまたはボルトまたはその他の同様な留め具を利用するか、または代替案として金属製スリーブなどのノンコンプライアントブッシングを利用すべきである。
【００２４】
ブッシング４５はメンテナンス不要で長寿命のために設計されることが好ましい。バーおよびブッシングの組立体４３によって、好ましくは３０５１Ｎｍ／度（２７０００インチ・ポンド）から６７８０Ｎｍ／度（６００００インチ・ポンド）まで、ウィッシュボン型リンケージのロール剛性を調整することが可能になるが、これは望みどおりに調整することができる。そのうえ、バーおよびブッシングの組立体４３は約２７０ｋｇ／ｍｍ（約１５０００ポンド／インチ）より大きな高い横方向剛性をもたらすことが好ましいが、これは望みどおりに調整することができる。
【００２５】
懸架装置１２はまた、中実ビーム車軸の上にラック・ピニオンかじ取り装置３９を統合するように構成されている。車軸座３２は、ラック・ピニオンかじ取り装置３９を車軸に連結する取付けブラケット４１を含むことが好ましい。
【００２６】
図２および図３にさらに明瞭に示すように、ウィッシュボン型リンケージ１０の２つのリム４２は、互いに広く分離され、比較的大きな開口または開放区域を残して基部から著しく離れて延在している。特に、リム４２の中心から測ったリム４２の横幅Ｙは基部４０の横幅Ｗよりもかなり大きく、リム４２の縦方向長さＺは基部４０の縦方向長さＸよりもかなり大きい。幅Ｙが長さＺよりも大きく、幅Ｗよりも大きいことは好ましい。幅Ｙが長さＺの少なくとも１倍半であり、幅Ｗの少なくとも２倍であることはさらに好ましい。
【００２７】
基部４０の小さなフットプリントによってまた、大きな開放空間が可能になる。具体的には、基部の幅Ｗは縦方向の基部の長さＸよりも大きく、長さＺよりも小さい。基部の幅Ｗが基部の長さＸの２倍であることが好ましく、長さＺが基部の長さＸの約３倍大きいことは好ましい。
【００２８】
懸架装置１２では、車軸１４はウィッシュボン型リンケージ１０の前方に位置付けられ、すなわち車軸は車両の前部に近い。ウィッシュボン型リンケージに関する車軸のこの位置決めを有する懸架装置は、前アーム構成を有することを特徴とする。一方、懸架装置１１２および２１２は、それぞれ図４および５に示すように後アーム構成を有する。懸架装置１２の前アーム構成では、大型エンジン区画構成要素、特に大型冷却装置のための車軸ばねおよび空気ばねの先に空間がある。
【００２９】
懸架装置１２のウィッシュボン型リンケージ１０は、低い取付け位置で車軸１４とクロスメンバ２０とに枢動式に取り付けられている。言い換えれば、ウィッシュボン型リンケージ１０全体は決して車軸中間部１５の上方には位置しない。この配置は低い取付け位置と呼ばれる。低い取付け位置において、ウィッシュボン型リンケージ１０がトルクロッド３８の下方にも位置することは好ましい。図５および６にそれぞれ示された懸架装置２１２および３１２もまた、低い取付け位置にウィッシュボン型リンケージを有する。図４に示す懸架装置１１２は高い取付け位置にウィッシュボン型リンケージを有する。このわけは、ウィッシュボン型リンケージ１１０が車軸１１４とクロスメンバ１１４に枢動式に連結され、ウィッシュボン型リンケージ１１４は全体的に車軸中間部１１５の上方に存在するからである。高い取付け位置において、ウィッシュボン型リンケージ１１０がトルクロッド１３８の上方にも位置することが好ましい。これらの高いまたは低い取付け位置は、ロール中心がウィッシュボン型リンケージの基部によって決定されるので、懸架装置のロール中心の場所に影響する。
【００３０】
図４に示す懸架装置１１２もまた車軸１１４をフレーム部材（図示せず）に連結し、フレームハンガ１１８、クロスメンバ１２０、空気ばね１２６、ショックアブソーバ１２８、トルクロッド１３８、および４点ウィッシュボン型リンケージ１１０を含む。懸架装置１２（図１）と懸架装置１１２（図４）との主な相違は、これらの構成要素の配置と、これらの構成要素が車軸、フレーム部材、および／または互いに連結される様式である。特に、懸架装置１１２は、車軸がウィッシュボン型リンケージ１１０の後にある、すなわちウィッシュボン型リンケージ１１０に続くので、後アーム構成を有する。そのうえ、懸架装置１１２は高い取付け位置にウィッシュボン型リンケージ１１０を有し、標準的なドラッグリンク／タイロッド構成１３７によってパッケージされている。
【００３１】
ウィッシュボン型リンケージの高い取付け位置は懸架装置のロール中心を高くする。いくつかの例では、車両の重心の近くにロール中心を位置付けるようにロール中心を上げることが好ましいこともある。重心にまたは重心の近くにロール中心を置くことは、車両の安定性とハンドリングを改善する。しかし、このような高い取付け位置ではパッケージングの限界を考慮する必要がある。したがって、リクリェーション用車両などの、高い重心を有し、車両の後部にエンジンが置かれているためにかじ取り車軸の周りに十分な空間を有する車両は、サスペンションのロール中心が上げられているので、本発明の高い取付け位置の懸架装置によって著しく恩恵を受ける。
【００３２】
ショックアブソーバ１２８が、フレーム部材（図示せず）と車軸１１４とに枢動式に連結されている。ショックアブソーバ１２８は車軸座に連結され、ショックアブソーバ用ブラケット１２４は、車軸１１４の直上以外の位置においてフレーム部材に取り付けられている。空気ばね１２６が、車軸１１４の後方に延在する車軸座１３２のプラットフォーム（図示せず）に取り付けられ、したがって、空気ばね１２６と空気ばね取付けブラケットは車軸１１４の後方に位置する。
【００３３】
トルクロッド１３８は、フレームハンガ１１８と車軸１１４とに枢動式に連結され、ウィッシュボン型リンケージ１１０は、クロスメンバ１２０と車軸１１４とに枢動式に連結されている。ウィッシュボン型リンケージ１１０のリム１４２は、車軸座から上向き前方に延在するアーム１３６に枢動式に取り付けられている。トルクロッド１３８は、比較的低い位置において車軸座１３２に枢動式に連結されている。しかし、トルクロッド１３８を、車軸座１３２を使用することなく車軸１１４に連結できることを理解されたい。
【００３４】
アーム１３６が、リムの端部の近くの開口部を通って横方向に延在するピン１５０を使用して、リム１４２の枢動式取付け部を収容するために変更されている。そのうえ、懸架装置１１２は後アーム構成を有するので、リム１４２の端部近くにある開口部（図示せず）の中にあって、ピン１５０を取り囲むコンプライアントブッシング（図示せず）を含むことが好ましい。コンプライアントブッシングの使用は、オーバステアリング状態の危険性が非常に少なく、ブッシングが様々な方向に異なって反応するように調整されることによってハンドリングを改善することさえあるので、後アーム懸架装置のためには好ましい。このブッシングとピンの組立体は図２および図３にさらに明瞭に示されている。
【００３５】
ちょうど懸架装置１２（図１）におけるように、ウィッシュボン型リンケージ１１０の基部１４０は、好ましくは図２および３に示すようなブッシングとバーの組立体の使用を通じて、クロスメンバ１２０に枢動式に連結されている。さらに図２および３に示すように、コンプライアントブッシングが、基部４０を通って延在する開口部の中に置かれてバー４４を取り囲むことは好ましい。次いで、バーはクロスメンバに枢動式に連結される。
【００３６】
図５に示す懸架装置２１２は、懸架装置１１２とほぼ同一である。主な相違は、懸架装置２１２は低い取付け位置にウィッシュボン型リンケージを有し、ウィッシュボン型リンケージ２１０もまたトルクロッド２３８の下方に位置付けられていることである。懸架装置１１２（図４）と同様に、懸架装置２１２（図５）は後アーム構成を有し、標準的なドラッグリンク／タイロッド構成２３７によってパッケージされている。この結果として、リムは、図２および図３のウィッシュボン型リンケージにより明瞭に示されているように、ピンおよびブッシングの配置を使用してアーム２３６に枢動式に取り付けられている。そのうえ、ウィッシュボン型リンケージ２１０の基部２４０は、図２および図３に示すようなブッシングとバーの組立体を使用してクロスメンバ２２０に枢動式に連結されている。コンプライアントブッシング４５が、図２および図３に示すように、基部４０を通って延在する開口部の中に置かれてバー４４を取り囲むことは好ましい。
【００３７】
懸架装置３１２（図６）は、車軸３１４がウィッシュボン型リンケージ３１０の前にあるので、前アーム構成を有する。懸架装置３１２は基部−車軸の方向配置を有する。この基部−車軸の方向配置もまたバーとブッシングの組立体３４３を利用する。ウィッシュボン型リンケージ３１０は、基部３４０に沿って延在する開口部を有する。コンプライアントブッシングが開口部の中に配置されて、バー３４４を取り囲むことは好ましい。次にバー３４４は車軸３１４に枢動式に連結される。図２および図３のウィッシュボン型リンケージでは、ウィッシュボン型リンケージを枢動式に連結するために使用されるバーとブッシングの組立体４３が詳細に示されている。
【００３８】
ウィッシュボン型リンケージ３１０の他の端部には、リム３４２がクロスメンバ３２０に枢動式に連結されている。懸架装置３１２は前アーム構成を有するので、リム３４２は、コンプライアントブッシングを使用することなくクロスメンバ３２０に枢動式に連結されている。各リムがピン３５０を含むことは好ましく、このリムはリムの端部近くの開口部を通って横方向に延在し、ボルトまたは他の留め具によってクロスメンバ３２０に取り付けられている。そのうえ、ピン３５０を取り囲むブッシング、または代替案としてピンを取り囲む金属製スリーブなどのノンコンプライアントブッシングがないことは好ましい。前アーム構成を有する懸架装置が蒙りがちなオーバステアリング効果の可能性を回避するために、ブッシングはやはり使用しないことが好ましい。
【００３９】
懸架装置を前アーム構成または後アーム構成、高い取付け位置または低い取付け位置、および基部−車軸連結または基部−クロスメンバ連結のいずれかとの組合せで構成するかどうかの決定は、いくつかの要因に依存する。主な要因は、特定の車両のパッケージング空間の制約、懸架装置の所望のロール中心の位置決め、および所望されるかじ取り運動学である。
【００４０】
空気ばね、ショックアブソーバ、クロスバーメンバ、およびトルクアームなどの２力リンケージとの組合せであることが好ましい、本発明による懸架装置における４点ウィッシュボン型リンケージの使用は、板ばねおよび空気ばねやスタビライザなどの他の構成要素を利用する従来の技術の懸架装置に勝る重要な改良をもたらす。これらの従来の技術の懸架装置が４〜５個のリンケージを使用して車軸を制御するが、本発明による懸架装置は、複数の懸架機能を実施するウィッシュボン型リンケージを備えた３つのリンケージを使用する。
【００４１】
そのうえ、本発明の４点ウィッシュボン型リンケージおよび懸架装置によって、アンチダイブ機能、チューニングロール特性、コンプライアンスステアリング特性、および増加した車軸移動の追加が可能になる。ウィッシュボン型リンケージの基部におけるブッシングとバーとの組立体と、ウィッシュボン型リンケージのリムにおけるピンもしくはピンとコンプライアントブッシングとの組立体とによって、ブッシング剛性は様々な方向で異なるので、車軸ロールのよりすぐれたチューニングが可能になる。
【００４２】
そのうえ、本発明のウィッシュボン型リンケージは、空気ばね、ショックアブソーバ、およびトルクロッドと組み合わせたときに、板ばねと補助ロールスタビライザとを利用する従来の技術の懸架装置の重量と、費用と、複雑性とを低減し、同じパッケージング制限内で同じ乗り心地とハンドリング特性とを提供する。さらに、ウィッシュボン型リンケージのリムとウィッシュボン型リンケージの基部の小さなフットプリントとによって作られた大きな開口または開放区域によって、車軸の移動を妨げることなくオイルパンやサンプなどのエンジン区画の構成要素の設置が可能になる。これは、ウィッシュボン型リンケージを含む懸架装置を、前部かじ取り車両車軸と共に使用するために適したものにする。
【００４３】
いくつかの好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、これらの好ましい実施形態は本発明の原理の単なる例示であることを理解すべきである。したがって、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本発明の真の精神と範囲から逸脱することなく、当業者によって修正および／または変更が行われてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の原理によって設計された懸架装置の斜視図である。
【図２】本発明の原理によって設計されたウィッシュボン型リンケージ構成要素の斜視図である。
【図３】図２の線３−３に沿って取られた断面図である。
【図４】本発明の原理によって設計された別の懸架装置の斜視図である。
【図５】本発明の原理によって設計されたさらに別の懸架装置の斜視図である。
【図６】本発明の原理によって設計されたさらにまた別の懸架装置の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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