(57)【要約】  本発明は、中心軸（ｍ）及び回転軸（ａ）を有するジョイント本体（４）と、このジョイント本体（４）を収容するハウジング（６）を有し、ジョイント本体（４）が、第１のシャーシ部品（２）に固定可能で、ハウジング（６）が、第２のシャーシ部品（３）に固定可能である、第１のシャーシ部品（２）を第２のシャーシ部品（３）と関節式に結合するためのジョイント継手（１）に関する。回転軸（ａ）が、中心軸（ｍ）に対して偏心して配置されていること、を提案する。
2018519479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸（ｍ）及び回転軸（ａ）を有するジョイント本体（４）と、このジョイント本体（４）を収容するハウジング（６）を備え、ジョイント本体（４）が、第１のシャーシ部品（２）に固定可能で、ハウジング（６）が、第２のシャーシ部品（３）に固定可能である、第１のシャーシ部品（２）を第２のシャーシ部品（３）と関節式に結合するためのジョイント継手において、
回転軸（ａ）が、中心軸（ｍ）に対して偏心して配置されていること、を特徴とするジョイント継手。
【請求項２】
ジョイント本体（４）が、回転軸（ａ）に対して間隔を置いて配置された少なくとも１つの固定手段（１２，１３）を、操作力又は軸受力（Ｆ）を受け止めるために備えること、を特徴とする請求項１に記載のジョイント継手。
【請求項３】
ジョイント本体が、ボールスタッド（４，４ａ）として形成されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載のジョイント継手。
【請求項４】
ジョイント本体（４）が、シリンダ状に形成されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載のジョイント継手。
【請求項５】
少なくとも１つの固定手段が、ピン又はボルト（１２，１３）として形成されていること、を特徴とする請求項２又は３又は４に記載のジョイント継手。
【請求項６】
ジョイント本体（４）内に、回転可能に支承された軸受スリーブ（８）が、回転軸（ａ）に対して同軸に配置されていること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のジョイント継手。
【請求項７】
軸受スリーブ（８）とジョイント本体（４）の間に、滑り軸受（９）又は転がり軸受が配置されていること、を特徴とする請求項６に記載のジョイント継手。
【請求項８】
軸受スリーブ（８）が、軸受スリーブ（８）を貫通するタイボルト（１１）によって第１のシャーシ部品（２，２ａ，２ｂ）と固定可能であること、を特徴とする請求項６又は７に記載のジョイント継手。
【請求項９】
第１のシャーシ部品が、自動車のホイールサスペンションの補助フレーム（２ａ，２ｂ）として形成されていること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のジョイント継手。
【請求項１０】
第２のシャーシ部品が、自動車のホイールサスペンションのリンク（３）として形成されていること、を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のジョイント継手。
【請求項１１】
少なくとも１つの固定手段或いはボルト（１２，１３）に、アクチュエータが枢着可能であること、を特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載のジョイント継手。
【請求項１２】
ホイールキャリヤ（１７）、上のトラバースリンク（１８）、下のトラバースリンク（１９）、トーリンク（２０）及び補助フレーム（２）を備え、上及び下のトラバースリンク（１８，１９）が、一方でホイールキャリヤ（１７）と結合され、他方で補助フレーム（２）と結合されている、自動車にホイールを懸架するための装置（１６）において、
トーリンク（２０）が、請求項１〜８のいずれか１項に記載のジョイント継手（１；２１，２１ａ，２１ｂ）を介して補助フレーム（２）とアクチュエータ（Ｆ）の両方と結合されていること、を特徴とする装置。
【請求項１３】
ハウジング（６）が、トーリンク（２０）内に収容され、ジョイント本体（４）が、軸受スリーブ（８；２１ａ）を介して補助フレーム（２）と結合され、固定手段或いはボルト（１２，１３；２１ｂ）がアクチュエータ（Ｆ）と結合されていること、を特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
ホイールキャリヤ（２３）、上のトラバースリンク（２４）、下のトラバースリンク（２５）、トーリンク（２６）及び補助フレーム（２）を有し、上及び下のトラバースリンク（２４，２５）が、一方でホイールキャリヤ（２３）と結合され、他方で補助フレーム（２）と結合されている、自動車にホイールを懸架するための装置（２２）において、
下のトラバースリンクが、４点リンク又は台形リンク（２５）として形成され、２つのホイール側のジョイント継手を備え、これらジョイント継手のうちの一方のジョイント継手（２７）が、請求項１又は３又は６又は７又は８により形成されていること、を特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の第１の部品と第２の部品を関節式に結合するためのジョイント継手に関する。本発明は、請求項１２の上位概念に記載の自動車にホイールを懸架するための装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
ジョイント継手は、特に、自動車用のシャーシ構造から知られており、例えば、ホイールサスペンションのリンクは、上下に又はシャーシの他の構成要素とジョイントによって結合されている。実際に使用されるボールジョイントは、専門書、例えば“シャーシハンドブック”ベルント・ハイシング他、第４版、２０１３年、３４２−３５６頁に図示及び記載されている。ボールジョイントは、基本的にボールスタッドと呼ばれるジョイント本体と、ボールスタッドを収容する、オプションのボールシェルを有するハウジングを有する。ボールジョイントは、多くの回転軸又は旋回軸と、相応に多くの自由度を有する。ボールジョイントと、スイベルジョイント（シャーシハンドブック：ベルント・ハイシング他の３６１頁参照）は区別すべきであり、このスイベルジョイントは、シリンダ状のジョイント本体を、即ち、ただ１つの回転軸（シリンダ軸）を、従ってただ１つの回転自由度を、備える。ボールジョイント及びスイベルジョイント以外に、シャーシ構造内には、ゴム軸受も、シャーシの構成要素を結合するために使用さる（シャーシハンドブック：ベルント・ハイシング他の３５６−３６１頁参照）。ゴム軸受は、多数の自由度を備えるが、但し、ゴム軸受によって結合される構成要素の移動は、ある程度の力の投入と結びついており、案内は、ボールジョイントの場合のように正確でない。要約すると、ボールジョイントは、確かに多数の異なる回転及び旋回運動を許容し、ゴム軸受は、回転、旋回及び並進運動を許容するが、但し、エラストマーのスラスト力又は剪断力の克服下であることを認め得る。ここに、シャーシ構造内の実際の要求に対して、ジョイント継手のための発展のための可能性が生じる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“シャーシハンドブック”ベルント・ハイシング他、第４版、２０１３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ジョイント継手を発展させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、シャーシ部品を関節式に結合するために言及した形式のジョイント継手において、ジョイント本体の回転軸が、その中心軸又は対称軸に対して偏心して配置されていることが、行なわれる。スイベルジョイントとして形成することができる回転軸は、中心軸に対して平行に位置をずらされている。これにより、その回転軸を中心とするジョイント本体の回転時に、並進運動の形態の付加的な自由度が生じる。ジョイント継手における自由度のこのような拡大は、シャーシ構造内のホイールサスペンションにおける種々の要求に対処する。付加的に含まれた並進の自由度により、ジョイント継手の簡素化も生じる。何故なら、第２のジョイント継手を廃止できるからである。
【０００６】
好ましい実施形態によれば、ジョイント本体に、回転軸に対して間隔を置いて、操作力又は軸受力の導入及び受止めのために使用される少なくとも１つの固定手段が設けられている。操作力が、例えばアクチュエータによって適用される場合は、回転軸を中心とするモーメントが生じ、これが、偏心した回転軸を中心とするジョイント本体の旋回を、従ってジョイント本体の並進運動を、生じさせる。少なくとも１つの固定手段の配置及び形成は、それぞれの使用目的から生じる。
【０００７】
別の好ましい実施形態によれば、ジョイント本体が、ボールスタッドとして形成されている、即ち、ジョイント継手が、多数の回転自由度を有するボールジョイントである。従って、ジョイント継手によって互いに結合されたシャーシ部品は、多数の立体的に配置された回転軸を中心として相対して旋回することができる。
【０００８】
別の好ましい実施形態によれば、ジョイント本体が、シリンダ状の物体又はピンとして、即ち、ただ１つの回転軸を、従ってただ１つの回転自由度を備えるスイベルジョイントとして、形成されている。ここでも、利点として、付加的な並進の自由度が生じる。
【０００９】
別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの固定手段が、ピン又はボルトとして形成され、好ましくは、共通の縦軸上に配置された２つのボルトが、ジョイント本体の相応の孔内へ挿入される。これらボルトに、アクチュエータを枢着することができるので、その操作力は、トルクを発生させるためにジョイント本体に伝達することができる。
【００１０】
別の好ましい実施形態によれば、ジョイント本体内に、回転軸に対して同軸に配置された軸受スリーブが、回転可能に支承されている。従って、軸受スリーブは、ジョイント本体内に偏心して配置されたスイベルジョイントを構成するので、回転軸を中心としたジョイント本体の旋回が可能である。
【００１１】
別の好ましい実施形態によれば、軸受スリーブとジョイント本体の間に、滑り軸受又は転がり軸受が配置されている。これにより、軸受スリーブとジョイント本体の間の回転運動における摩擦が低減される。従って、調整するためには僅かな操作力しか必要ない。
【００１２】
別の好ましい実施形態によれば、軸受スリーブが、軸受スリーブを貫通するタイボルトによって第１の部品と固定されている。従って、軸受スリーブは、第１の部品に対して固定されかつジョイント本体の回転を許容するアクスルとして作用する。
【００１３】
別の好ましい実施形態によれば、第１の部品が、ホイールサスペンション、特に好ましくは自動車リヤアクスルの補助フレームとして形成されている。補助フレームとは、例えばアクスルサポート又はサブフレーム、即ち独立懸架装置と車両フレーム又はボディの間の中間要素であると理解できる。従って、補助フレームは、ホイールサスペンションのために基準点として使用される。
【００１４】
別の好ましい実施形態によれば、第２の部品が、自動車のホイールサスペンションのリンク、例えばトラバースリンク又はトーリンクとして形成されている。従って、偏心して取り付けられたスイベルジョイントを有する本発明によるジョイント継手は、補助フレームとホイールサスペンションの間の関節式の継手として使用することができる。
【００１５】
別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの固定手段を介して、アクチュエータをジョイント本体と結合することができる。アクチュエータの操作力は、回転運動を、従ってジョイント本体の並進運動を生じさせる。これは、例えば、リヤアクスルステアリングにおけるトー調整もしくは操舵運動時に有利であり得る。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、ホイールサスペンションのトーリンクが、本発明によるジョイント継手を介して、一方で補助フレームと結合され、他方でアクチュエータと結合され、補助フレームにおける固定は、ジョイント本体内のスイベルジョイントを介して行なわれる。アクチュエータの操作力は、例えばジョイント本体におけるボルトを介して導入され、これにより、トーリンクを介してリヤホイールのトー角の変更を行なうことができる。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、ホイールを懸架するための装置において、２つのホイール側のジョイント継手のうちの一方のジョイント継手が、本発明によるジョイント継手として、即ち軸の位置をずらして配置されたスイベルジョイントを有する４点リンクに形成されていることが、行なわれる。この装置の利点は、インテグラルアクスルの従来のインテグラルリンクが、本発明によるジョイント継手によって置換することができる点にある。インテグラルリンクは、４点又は台形リンクサスペンションにおいて知られており（シャーシハンドブック：ベルント・ハイシング、第４版４５１−４５２頁）、これらインテグラルリンクは、下のトラバースリンクと上のトラバースリンクの間の短い付加リンク（中間カプラ）を構成する。この機能は、インテグラルリンクの代わりに、本発明によるジョイント継手が担うことができ、しかも、付加的な並進の自由度に基づくものである。これは、簡素化されたホイールサスペンションを結果として伴う。
【００１８】
本発明の実施例を、図面に図示し、以下で詳細に説明するが、この説明及び／又は図面から、更なる特徴及び／又は利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】偏心した回転軸を有する本発明によるジョイント継手
【図２ａ】初期位置にあるジョイント継手の横断面図
【図２ｂ】移動された位置にあるジョイント継手
【図３】ホイールサスペンションのトーリンクに取り付けられた本発明によるジョイント継手
【図４ａ】ホイールサスペンションンぉホイールキャリヤと４点リンクを結合するための本発明によるジョイント継手
【図４ｂ】ホイールキャリヤの内側への注視方向で見た図４ａによるホイールサスペンション
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、自動車の補助フレーム２ａ，２ｂとして形成された第１の部品２と、リンク３として形成された、自動車用のホイールサスペンションの第２の部品との間の本発明によるジョイント継手１を示す。補助フレーム２は、ホイールサスペンションのリンクを固定する、車両側に固定されたアクスルサポートであると理解できる。ジョイント継手１は、ボールスタッドとして形成されかつ対称軸又は中心軸ｍを有するジョイント本体４を有する。ジョイント本体４は、球形の領域４ａと、この球形の領域４ａに続くシリンダ状のスタッド４ｂ，４ｃを備える。球形の領域４ａは、シェル状に形成されかつ滑り軸受層５を備えかつリンク３と結合されたハウジング６内に回転運動可能に収容されている。従って、ジョイント本体４或いはボールスタッドは、ハウジング６と共に３つの立体軸を中心とする回転自由度を有するボールジョイントを構成する。中心軸ｍに対して平行にかつ偏心度ｅの値の分だけ位置をずらして、スイベルジョイント７の回転軸ａが配置されている。スイベルジョイント７は、軸受スリーブ８と滑り軸受９を有し、この滑り軸受は、回転軸ａに対して同軸に配置されたジョイント本体４の孔１０内に収容されている。軸受スリーブ８は、タイボルト１１によって貫通され、このタイボルトは、軸受スリーブ８を、補助フレーム２ａ，２ｂの間に端面を狭入し、これにより噛合い係合式に固定する。ボールスタッド４は、スイベル７に基づいて、位置不動の回転軸ａを中心とする回転運動又は旋回運動を実施することができる状況にある。更に、ジョイント本体４は、共通の縦軸ｂ上に配置されかつボルト１２，１３として形成された２つの固定手段を備え、これら固定手段は、相応の盲穴１４，１５内で、ジョイント本体４のス他ｄｄ０ｂ４ｂ，４ｃ内へ圧入されている。ボルト１２，１３は、図示してないアクチュエータ用の枢着点として使用される。
【００２１】
図１の図示とは異なり、ジョイント本体４、特に球形の領域４ａは、中心軸ｍを有する物体として及びシリンダ軸として形成することもできる。即ち、ボールジョイントの代わりに、回転軸ｍを有するスイベルジョイントを使用することもできる。
【００２２】
更に図１の図示とは異なり、部品２をリンクとして形成し、部品３を補助フレームとして形成することができる。アクチュエータ（図示してない）は、直接的に部品２に枢着することができ、盲穴１４，１５並びに固定手段１２，１３は、廃止すること、もしくは、リンクにおける相応の固定手段改変によって置換すること、ができる。
【００２３】
図２ａ及び図２ｂは、横断面図で図示された異なった位置にある図１によるジョイント継手を示す。図面平面を経る回転軸ａ（図１）の貫通点は、図２ａ及び図２ｂでは、Ａで指示され、基準点として見なされる。何故なら、スイベルジョイント７（図１）は、補助フレーム２ａ，２ｂに対して固定されているからである。図面平面を経る中心軸ｍ（図１）の貫通点は、Ｍで指示されている。ジョイント本体４の球形の部分４ａを収容するハウジング６は、リンク３のリング状の端部３ａによって包囲される。ボルト１２，１３の領域に、図示してないアクチュエータの操作力Ｆが作用し、図２ｂに図示したように、基準点Ａもしくは位置不動の回転軸ａ（図１）を中心とするジョイント本体４の旋回を生じさせる。旋回は、基準点Ａを経て延在する一点鎖線で図示した射線ｓと、ボルト１２’の移動された位置によって識別可能である。旋回に基づいて、図２ａの初期位置から図２ｂの中心点Ｍ’への方向の中心点Ｍの並進運動が生じる。中心点Ｍの移動と同時に、位置３’へのリンク３の移動が生じ、これは、移動経路ｘによって明らかにされている。即ち、本発明によるジョイント継手１は、ボールジョイント４ａ，６に基づいた回転自由度以外に、偏心して配置されたスイベルジョイント７によって可能にされる付加的な並進の自由度を有する。冒頭で評価したゴム軸受とは異なり、スイベルジョイント７は、最小の軸受摩擦しか惹起しない、即ち移動経路ｘのために必要な操作力Ｆは、比較的僅かである。
【００２４】
図３は、自動車のリヤアクスルステアリングのホイールサスペンション１６用の本発明の第１の適用例を示す。ホイールサスペンション１６は、ホイールキャリヤ１７を有し、このホイールキャリヤは、三角形リンク（ウィッシュボーン）１８として形成された上のトラバースリンクと、また、同様に三角形リンク（ウィッシュボーン）形成された下のトラバースリンク１９と、関節式に結合されている。両トラバースリンク１８，１９は、図示してないが、補助フレームと車両側を結合されている。ホイールキャリヤ１７に、トーリンク２０が作用し、このトーリンクは、車両側を即ち図示してない補助フレームと、本発明によるジョイント継手２１を介して結合されている。トーリンク２０の車両側の終端によって収容される本発明によるジョイント継手２１は、偏心したスイベルジョイント２１ａと、アクチュエータを枢着するためのスタッド２１ｂを備える。スイベルジョイント２１ａは、図示してない補助フレームと位置不動に結合されている。アクチュエータの操作時に、ボルト２１ｂは、スイベルジョイント２１ａを中心として旋回するので、トーリンク２０は、並進運動を実施し、この並進運動が、ホイールキャリヤ１７に伝達され、このホイールキャリヤに対して、そのリヤアクスルを中心として回転させる、即ちトー角を変更させる。
【００２５】
図４ａ及び図４ｂは、異なるアイソメ図で示されたホイールサスペンション２２用の本発明のべつの適用例を示す。ホイールキャリヤ２３は、上のトラバースリンク２４と、４点リンク又は台形リンク２５として形成された下のトラバースリンクを介して、図示してない補助フレームと結合されている。更に、ホイールキャリヤ２３には、トーリンク２６が作用する。４点リンク２５は、２つのジョイントを介してホイールキャリヤ２３と結合され、両ジョイントの一方は、本発明によるジョイント継手２７として形成されている。この場合、偏心して配置されたスイベルジョイント２７ａは、ホイールキャリヤ２３と結合されている。ジョイント継手２７に基づいて、４点リンク２５は、３つの回転自由度に対して付加的に並進運動をジョイント継手２７の領域で実施することができる状況にある。本発明によるホイールサスペンション２２は、上と下のトラバースリンクが付加リンク−インテグラルリンクとも呼ばれる−によって互いに結合された、冒頭で述べた従来技術から公知の台形リンクサスペンションに相当する。中間カプラとして形成されたこの公知のインテグラルリンクは、本発明によるジョイント継手２７によって置換され、機能は、維持されるが、ホイールサスペンション全体が簡素化される。
【符号の説明】
【００２６】
１        ジョイント継手
２        第１のシャーシ部品
２ａ      補助フレーム
２ｂ      補助フレーム
３        第２のシャーシ部品／リンク
３’      移動されたリンク
３ａ      リンク端部
４        ジョイント本体
４ａ      球形の領域
４ｂ      スタッド
４ｃ      スタッド
５        滑り層
６        ハウジング
７        スイベルジョイント
８        軸受スリーブ
９        滑り軸受
１０      軸受孔
１１      タイボルト
１２      ボルト
１２’    移動されたボルト
１３      ボルト
１４      盲穴
１５      盲穴
１６      ホイールサスペンション
１７      ホイールキャリヤ
１８      上のトラバースリンク
１９      下のトラバースリンク
２０      トーリンク
２１      ジョイント継手
２１ａ    スイベルジョイント
２１ｂ    ボルト
２２      ホイールサスペンション
２３      ホイールキャリヤ
２４      上のトラバースリンク
２５      下のトラバースリンク
２６      トーリンク
２７      ジョイント継手
２７ａ    スイベルジョイント
３０      アクチュエータ
Ａ        回転点
ａ        回転軸
ｂ        縦軸
Ｍ        中心点
Ｍ’      移動された中心点
ｍ        中心軸
ｅ        偏心度
Ｆ        操作力／アクチュエータ
ｓ        射線
ｘ        移動経路
【図１】
2018519479.tif 000003
【図２ａ−２ｂ】
2018519479.tif 000004
【図３】
2018519479.tif 000005
【図４ａ】
2018519479.tif 000006
【図４ｂ】
2018519479.tif 000007
【国際調査報告】
2018519479.tif 000008
2018519479.tif 000009
2018519479.tif 000010
2018519479.tif 000011
2018519479.tif 000012
2018519479.tif 000013