(57)【要約】【課題】【解決手段】組み立てた乗物の車軸と、完全に一体物となったビーム鋳造物とから成り、車軸のワインドアップを制御する曲げ剛性と、車軸の位置を制御する長手方向剛性とを提供する、リーディング又はトレーリングアーム型式の懸架システム。ビーム鋳造物は、貫通ボルト接続部により、乗物の車軸に取り付けられる。ビーム鋳造物は、ラックアンドピニオンの取り付け用穴を含み、また、乗物の車軸内への荷重の伝達を効率的にする、その他の造り付けの特徴部も含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、
乗物の長手方向中心線を横切って側方向に延びる乗物の車軸であって、中空部分を有し、また、前記中空部分の第一の壁から前記中空部分の第二の壁まで延びるスリーブを更に有する構造とされた、前記乗物の車軸と、
前記乗物の車軸に取り付けられ且つ該乗物の車軸の長手方向に対して横方向に延びるビームであって、前記車軸に圧力嵌めされ且つ前記車軸を包み込んでおり、前記スリーブと整合され且つ前記中空部分の前記第一の壁に隣接して配置された第一のボアと、前記スリーブと整合され且つ前記中空部分の前記第二の壁に隣接して配置された第二のボアとを有する、前記ビームと、
前記ビームの前記第一のボア、前記乗物の車軸の前記スリーブ、及び前記ビームの前記第二のボアを貫通して延びて前記ビームを前記乗物の車軸に取り付けるボルトと、を備える、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項２】
請求項１に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、ラックアンドピニオン装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項３】
請求項１に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、トルクロッドブラケット装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項４】
請求項１に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、該ビームの一部として形成されたトルクロッド用取り付け手段を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項５】
請求項１に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、衝撃吸収装置装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項６】
請求項１に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、空気ばね装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項７】
トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、
乗物の長手方向中心線を横切って側方向に延びる乗物の車軸と、
前記乗物の車軸に取り付けられたビームであって、該乗物の車軸の長手方向に対して横方向に延び、ラックアンドピニオン装着物の取り付け用穴を有する前記ビームと、を備える、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項８】
請求項１に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、トルクロッドブラケット装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項９】
請求項１に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、該ビームの一部として形成されたトルクロッド用取り付け手段を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項１０】
請求項１に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、衝撃吸収装置装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【請求項１１】
請求項１に記載のトレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムにおいて、前記ビームは、空気ばね装着物の取り付け用穴を有する、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［００１］  本発明は、全体として、リーディングアーム及びトレーリングアーム型式の乗物の懸架システムに関する。より具体的には、本発明は、組み立てた中空の乗物の車軸を乗物のフレームハンガーと接続する長手方向に延びるビームを有する懸架システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［００２］  リーディング及びトレーリングアーム型式の乗物の懸架システムは既知である。かかる懸架装置は、典型的には、長手方向に延びるビーム又はアームを有している。該ビーム又はアームは、基端にて乗物のフレームハンガーと回動可能に接続され、また、末端にて典型的には車軸座部又はその他の中間の懸架構成要素を介して車軸にほぼ剛接されている。該ビーム又はアームは、典型的には、車軸のワインドアップを制御する曲げ剛性と、車軸の位置を制御する長手方向剛性とを提供する。本明細書にて使用するように、ビーム及びアームという語は、互換可能に使用することができるが、この段落にて表現した特徴を示すものと解釈すべきである。
【０００３】
［００３］  リーディングアーム型式の乗物の懸架システムは、乗物の車軸がフレームハンガーの前方に配置される場合の懸架装置である。かかる懸架装置は、典型的には、乗物のフロントステアリング車軸にて使用される。トレーリングアーム型式の乗物の懸架システムは、乗物の車軸がフレームハンガーの後方に配置される場合の懸架装置である。かかる懸架装置は、典型的には、乗物のリア駆動車軸にて使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
［００４］  先行技術のリーディング及びトレーリングアーム型式の乗物の懸架システムは、特定の目的には十分であるが、これらは、本発明の実施の形態にて得ることのできる利点の幾つかを欠如している。これら利点の多くは、本明細書にて明確に記載されており、その他のものは、当該技術の当業者に容易に明らかであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［００５］  本発明により実現されるその１つの利点は、リーディング又はトレーリングアーム型式の懸架システムにて使用されるリーディング又はトレーリングアームビームにおいて、中空のボックス状の断面を有する、組み立てた乗物の車軸に対して、耐久性のある貫通ボルト接続部によりビームが直接、装着されることである。
【０００６】
［００６］本発明により実現される別の利点は、ラックアンドピニオンの取り付けを許容する構造とされ且つ、ビームにラックアンドピニオン装着用の穴を機械加工することができる構造とされることである。
【０００７】
［００７］  本発明により実現される別の利点は、横方向トルクロッドブラケットの取り付けを許容する構造とされ且つ、ビームにトルクロッドブラケット装着用の穴を機械加工することができる構造とされることである。
【０００８】
［００８］  本発明により実現される別の利点は、ビーム鋳造物内に横方向トルクロッド装着物を含むようにしたビーム構造とされることである。
［００９］  本発明により実現される別の利点は、衝撃吸収装置の取り付けを許容する構造とされ且つ、ビームに衝撃吸収装置装着用の穴を機械加工できる構造とされることである。
【０００９】
［００１０］  本発明により実現される別の利点は、空気ばねの取り付けを許容する構造とされ且つ、ビームに空気ばね装着用の穴を機械加工できる構造をされることである。
［００１１］  本発明により実現される別の利点は、懸架システムの重量、部品数、組み立て時間及び組み立ての複雑さを軽減するようなビーム構造とされることである。
【００１０】
［００１２］  本発明により実現される別の利点は、故障モードを少なくし且つ、製品の完全性を向上させるビーム構造とされることである。
［００１３］  本発明により実現される別の利点は、ビームと、該ビームをその関係した乗物のフレームハンガーと接続するため使用されるブッシュとの順応性を最適化することにより、懸架装置のロール剛性を調整することが可能なことである。
【００１１】
［００１４］  本発明の好ましい形態の上記及びその他の利点は、以下の説明から明らかになるであろう。しかし、以下の説明から認識されるものを含んで、上述の利点のすべて又は各々を示さない装置もまた特許請求の範囲内のものとして本発明に含まれることが理解されよう。特許請求の範囲は、本明細書にて言及し又は暗示した利点を有するものに限定されるのではなく、本発明の特徴によって規定される。上述の利点のいずれか又は全ては、必ずしも本発明の全般から得られるのではなく、本発明の好ましい形態から得られるのである。
【００１２】
［００１５］  本発明は、トレーリング又はリーディングアーム型式の乗物の懸架システムに関する。乗物の車軸は、乗物の中心線を横切って側方向に延びている。乗物の車軸は、中空部分を有し、また、該中空部分の第一の壁から該中空部分の第二の壁まで延びるスリーブを更に有している。ビームは、乗物の車軸に装着され且つ車軸の方向に対してほぼ横方向に延びている。ビームは、上記車軸に圧力嵌めされ且つ上記車軸を包み込む。ビームは、スリーブと整合され且つ中空部分の第一の壁に隣接して配置された第一のボアと、スリーブと整合され且つ中空部分の第二の壁に隣接して配置された第二のボアとを有している。ボルトがビームの第一のボア、乗物の車軸のスリーブ、及びビームの第二のボアを貫通して延び、ビームを乗物の車軸に締結する。
【００１３】
［００１６］  本発明は、ラックアンドピニオン装着用の取り付け用穴を有するビームを備える乗物の懸架システムにも関する。
［００１７］  更に、その他の造り付け（ビルト・イン）の特徴が本発明と共に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
［００１８］  以下の詳細な説明では、以下の図面を頻繁に参照する。図では、同様の構成要素を同様の参照番号で示す
【図１】本発明の原理に従った構造としたトレーリングアーム型式の懸架システムの斜視図である。
【図２】図１に示した懸架システムの一部分の断面図である。
【図３】図１に示した懸架システムの別の斜視図である。
【図４】図１に示した懸架システムの第一の側面図である。
【図５】図１に示した懸架システムの第二の側面図である。
【図６】本発明の原理に従った構造としたリーディングアーム型式の懸架システムの第一の側面図である。
【図７】図６に示した懸架システムの第二の側面図である。
【図８】図７に示した懸架システムの斜視図である。
【図９】追加的な構成要素を示す、図７に示した懸架システムの斜視図である。
【図１０】改変した構成要素を示す、図７に示した懸架システムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［００２９］  図１から図５には、トレーリングアーム型式の懸架装置３０を有する乗物用の特定の乗物構成要素が示されている。組み立てた乗物の車軸３２は、図１に示されている。組み立てた乗物の車軸３２は、全体として、乗物の長手方向中心線を横切って一側部から反対側部まで側方向に延びている。１対の協働するステアリングナックル３４が、組み立てた車軸３２の両端に装着されている。ステアリングナックル３４は、キングピン（図示せず）により組み立てた乗物の車軸３２のそれぞれの雁首状端部３５に、既知の仕方にて回動可能に装着されている。組み立てた乗物の車軸３２及びステアリングナックル３４に関する詳細の更なる情報については、米国特許第６，６０９，７６４号明細書（ダッディングら）（Ｄｕｄｄｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ．）及び米国特許第６，６１６，１５６号明細書（ダッディングら）を参照することができる。これら２つの特許公報にて十分に説明されているが、組み立てた乗物の車軸３２及びステアリングナックル３４の詳細は、当該技術の当業者に利用可能であり且つ当業者に既知であるため、本明細書にてかかる詳細を再説する必要はない。しかし、米国特許第６，６０９，７６４号明細書（ダッディングら）は、その内容を参照して引用し本明細書に含めるものとする。同様に、米国特許第６，６１６，１５６号明細書（ダッディング）（Ｄｕｄｄｉｎｇ）は、その内容を参照して引用し本明細書に含めるものとする。組み立てた乗物の車軸３２は、高いロール安定性を提供するよう、ボックス部分を有している。
【００１６】
［００３０］  図１には、また、組み立てた乗物の車軸３２に圧力嵌めし且つ該車軸３２にボルト止めされた、２つの長手方向に延びるビーム３６が示されている。ビーム３６は、アルミニウム又は延性の鉄の鋳造物とし、また、組み立てた乗物の車軸３２にぴったりと嵌まる、完全に一体化された構造体である。この構造体は、コスト及び重量並びに製造の容易さの点にて極めて効率的である。ビーム３６の各々は、ブッシュ受け入れ用ボア３８をその基端に含む。ブッシュ受け入れ用ボア３８は、ブッシュを受け入れると共に、ビームを乗物のフレームハンガーと接続する。ビーム３６の各々は、乗物のフレームハンガーから、組み立てた乗物の車軸３２まで、さらには該車軸３２を超えて、トレーリングの形態にて長手方向後方に延びている。この方向にビーム３６の各々が延びるに伴い、該ビームは、最初はビームの初期セグメントに対して均一な幅を有し、ある点から幅は徐々に且つ連続的に拡がり始め、組み立てた乗物の車軸の基端側にてほぼ最大の幅となる。組み立てた乗物の車軸を超えてビームが延びると、該ビームは、板状の構造となる。かかる板状の構造により、ビーム３６の各々は外方への突起を有することになり、該突起は、外方へ進むにつれて幅が徐々に狭くなるようにテーパーが付けられ、最終的に最小寸法幅となる。当該技術分野の当業者は、所望に応じて、ビーム３６を異なる形状のものとすることができることが理解されよう。ビーム３６は、車軸のワインドアップを制御する曲げ剛性と、車軸の位置を制御する長手方向剛性とを提供する。
【００１７】
［００３１］  ビーム３６の各々のほぼ平面状の頂面４０には、１対のラックアンドピニオンの取り付け用穴４２と、上述した外方突起に配置された衝撃吸収装置の取り付け用穴４４と、空気ばねの取り付け用穴４６と、横方向トルクロッドブラケットの取り付け用穴４８とが機械加工されている。これらの造り付け（ビルト・イン）の要素を設けることの利点は、取り付けた懸架装置の各構成要素と関係する負荷の各々が、組み立てた乗物の車軸３２内へと効率良く伝達されることが許容されるという点である。ラックアンドピニオンの取り付け用穴４２は、乗物のラックアンドピニオンステアリングシステムを精密に取り付けることを可能にする。
【００１８】
［００３２］  図２には、ビーム３６を、組み立てた乗物の車軸３２に貫通ボルトにて取り付けた状態が示されている。図示したように、組み立てた乗物の車軸３２は、断面逆Ｕ字形の部材が溶接された既知の底板を含む。組み立てた乗物の車軸３２は、逆Ｕ字形部材内にて、スリーブ５０を含む。該スリーブ５０は、ボルト５２の軸を全体として密着嵌め（スナッグ・フィット、ｓｎｕｇ  ｆｉｔ）状態にて受け入れる設計とされている。ビーム３６の各々は、組み立てた乗物の車軸３２の逆Ｕ字形部材を包み込むため、車軸の末端側に巻き込み板５４を含む。巻き込み板５４は、２つのボアを含み、これらのボアは、組み立てた乗物の車軸３２の逆Ｕ字形の部材を貫通して延びるスリーブ５０と整合するようにされる。ボルト５２は、巻き込み板５４のボア、スリーブ５０、車軸の巻き込み部分の基端に形成された軸受面に機械加工したボアに挿入される。ビーム３６の内側及び外側にて長手方向に延びる溝は、これらの軸受け面を形成し、ナット５５をボルト５２に締結することを許容する。
【００１９】
［００３３］  図３には、ビーム３６に装着したラックアンドピニオンステアリングシステム６０が示されている。図示した実施の形態において、ラックアンドピニオンステアリングシステム６０は、締結具６２を使用することにより装着され、該締結具６２は、ラックアンドピニオンシステムをビームのラックアンドピニオンの取り付け用穴４２に取り付ける。
【００２０】
［００３４］  図４及び図５には、既知の構造を有し且つ乗物の各側部に沿って長手方向に延びる乗物のフレームレール６５と接続された、トレーリングアーム型式の懸架装置３０が示されている。フレームレール６５の各々は、該レールに装着され且つビーム３６を取り付けることを許容し得るよう所定の距離だけ下方に延びるフレームハンガー６６を含む。特に、ビーム３６のブッシュ受け入れ用ボア３８内に挿入されたブッシュ６８は、ビームをフレームハンガー６６に装着することを可能にする。図４には、ラックアンドピニオンステアリングシステムがビームに取り付けられていない、トレーリングアームの形態が示されている。一方、図５には、同一の形態であるが、ラックアンドピニオンステアリングシステムが図３に示した態様にてビームに取り付けられている、形態が示されている。
【００２１】
［００３５］  図６から図１０には、リーディングアーム型式の懸架装置１３０を有する乗物の場合の、特定の乗物構成要素が示されている。図６及び図７には、乗物のフレームレール６５に取り付けたフレームハンガー６６を介して該乗物のフレームレール６５と接続したリーディングアーム型式の懸架装置１３０が示されている。ブッシュ６８は、ビーム１３６のブッシュ受け入れ用ボア１３８内に挿入されてビームをフレームハンガー６６に装着することを可能にする。図６には、ラックアンドピニオンステアリングシステムがビーム１３６に取り付けられていない状態の、リーディングアーム型式の形態が示されている。一方、図７には、同一の形態であるが、ラックアンドピニオンステアリングシステム６０がビームに取り付けられている形態が示されている。
【００２２】
［００３６］  図８には、乗物の長手方向軸を横切って側方向に延びると共に、ステアリングナックル３４がその端部に回動可能に装着された、組み立てた乗物の車軸３２が示されている。乗物の長手方向に延びる２つのビーム１３６が、組み立てた乗物の車軸３２に圧力嵌めされ且つ該車軸３２にボルト止めされている。ビーム１３６の各々は、その基端にブッシュ受け入れ用ボア１３８を含む。ビーム１３６の各々は、乗物のフレームハンガーから、組み立てた乗物の車軸３２まで、且つ、該車軸３２を超えて、リーディングの形態にて乗物の長手方向前方に延びている。当該技術の当業者は、示した形状以外に異なる形状のビーム１３６を所望に応じて使用してよいことが理解されよう。ビーム１３６は、車軸のワインドアップを制御する曲げ剛性と、車軸の位置を制御する長手方向剛性とを提供する。
【００２３】
［００３７］  ラックアンドピニオンの取り付け用穴１４２は、フレームハンガーと、組み立てた乗物の車軸との間を延びるビーム１３６の部分の、下側フランジに設けられている。従って、ラックアンドピニオンステアリングシステム６０は、図示したように、この実施の形態においては、フレームハンガーと車軸との間にてラックアンドピニオンの取り付け用ボルトによりビーム１３６に取り付けられる。ラックアンドピニオンの取り付け用穴１４２は、乗物のラックアンドピニオンステアリングシステムを精密に取り付けることを可能にする。この構造は、トレーリングアームの形態にて使用することもできることが理解されよう。同様に、図１から図５に示したラックアンドピニオンステアリングシステムを取り付けるための相応する構造を、リーディングアームの形態にて使用することもでき、また、図８に示したラックアンドピニオンの取り付け用穴１４２を使用することもできる。
【００２４】
［００３８］  ビーム１３６の各々は、衝撃吸収装置の取り付け用穴４４、空気ばねの取り付け用穴４６及び横方向トルクロッドブラケットの取り付け用穴４８を有するように機械加工された、ほぼ平面状の頂面１４０を含む。ビーム１３６は、また、図２に示し且つ図２に関して説明した、組み立てた乗物の車軸３２への貫通ボルト形式の取り付け構造も有している。
【００２５】
［００３９］  図９には、横方向トルクロッドのブラケット１７０が取り付けられたビーム１３６が示されている。共通の形態にて、横方向トルクロッドのブラケット１７０は、各々が機械加工されたボアを有する２つの協働する耳状突起を有している。これらのボアは、乗物のトルクロッド（図示せず）を装着することを許容し得るように、互いに同軸状に整合されている。
【００２６】
［００４０］  図１０には、ビーム２３６にして、横方向トルクロッド用取り付け手段としての横方向トルクロッド装着物２３７がビーム鋳造物内に含められるようにして備えられたビーム２３６が示されている。この装着物は、図９に示したブラケットと同様の耳状突起を有している。図９に示したブラケット及び図１０に示した装着物は、トレーリングアームの形態にても使用できることが理解されよう。
【００２７】
［００４１］  本発明を、幾つかの例としての実施の形態に関する形で説明したが、この説明は、限定的な意味にて解釈されるべきではないことが理解されよう。以下の特許請求の範囲により規定されたように、本発明の真の技術的思想及び範囲から逸脱せずに、一例としての実施の形態に対して色々な変更及び改変を為すことができる。更に、このような全ての変更及び改変は、当該技術の当業者により、以下の特許請求の範囲に記載した１つ以上の要素に対して等価的であるものと認識され、また、法により許容される最大の範囲までかかる請求項に包含されるものであることが理解されよう。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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