(57)【要約】【課題】ホイールキャリヤ８が、左右方向の力の結果として、仮想的な操舵軸１８の周りを回転する、トーションビームシャフト１用のホイールサスペンション５を提供することである。【解決手段】本発明では、更に、可撓性部品１１を備えたホイールキャリヤ保持部８が、トーションビームシャフト１の縦方向揺動アーム３の終端４と連結されており、その結果、左右方向の力の影響の結果として、追加のトウイン制御が実行される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールキャリヤ（８）を備えた、自動車のトーションビームシャフト（１）用のホイールサスペンション（５）であって、
このホイールキャリヤ（８）は、このホイールキャリヤ（８）に配置された車輪（１９）にコーナリング力及び／又は制動力が作用した場合に、ホイールキャリヤ（８）が仮想的な操舵軸（１８）の周りをトウイン側に旋回するように、ホイールキャリヤ保持部（６）に弾性運動学的に連結されており、この弾性運動学的な連結部が、少なくとも二つの弾性軸受け（９）と少なくとも一つの自由度を有する一つの別の軸受けとによって構成され、
このトーションビームシャフト（１）は、一つの横パイプ（２）とそれから延びる二つの縦方向揺動アーム（３）とを備えており、これらの縦方向揺動アーム（３）の終端には、それぞれホイールキャリヤ保持部が連結されている、
ホイールサスペンションにおいて、
車両の縦方向（Ｘ）に対して前方の弾性軸受け（９）の領域におけるホイールキャリヤ保持部（６）と縦方向揺動アーム（３）の間に、可撓性部品（１１）が組み入れられていることを特徴とするホイールサスペンション。
【請求項２】
当該の可撓性部品（１１）がサポート板であることを特徴とする請求項１に記載のホイールサスペンション。
【請求項３】
当該のサポート板が、一つの切欠き（１２）を有する単層の横板であることを特徴とする請求項２に記載のホイールサスペンション。
【請求項４】
当該の切欠き（１２）が縦長の穴であることを特徴とする請求項３に記載のホイールサスペンション。
【請求項５】
当該のサポート板がバックル板（１５）として構成されていることを特徴とする請求項２に記載のホイールサスペンション。
【請求項６】
当該の可撓性部品（１１）が、自動車の横方向（Ｙ）への弾力的な可撓性を有し、この可撓性が、力の作用の結果としての弾力的な材料の変形によって得られることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のホイールサスペンション。
【請求項７】
当該のホイールキャリヤ保持部（６）が、可撓性部品（１１）と少なくとも一つの別の押しても凹まない連結箇所（７）とを組み入れた形で、縦方向揺動アーム（３）の終端（４）と連結されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のホイールサスペンション。
【請求項８】
二つの押しても凹まない連結箇所（７）が配備されており、走行方向に関して、一つの連結箇所（７）がホイールキャリヤ保持部（６）の上方に配置され、一つの連結箇所（７）が後方の連結箇所（７）であることを特徴とする請求項７に記載のホイールサスペンション。
【請求項９】
当該の弾性軸受け（９）がゴムと固体から成る軸受けであることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載のホイールサスペンション。
【請求項１０】
当該の弾性軸受け（９）がゴムと金属から成る軸受けであることを特徴とする請求項９に記載のホイールサスペンション。
【請求項１１】
当該の弾性軸受け（９）がゴムと金属から成るディスク軸受けであることを特徴とする請求項９に記載のホイールサスペンション。
【請求項１２】
当該の可撓性部品（１１）がコーナリング力の影響下においてのみ弾力的に変形することを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載のホイールサスペンション。
【請求項１３】
当該の可撓性部品（１１）が、制動力（ＦＢ）の作用によっては変形しないことを特徴とする請求項１２に記載のホイールサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念の特徴に基づく自動車のトーションビームシャフト用ホイールサスペンションに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車軸に関して、従来技術では、横パイプとその横パイプに配置された縦方向揺動アームとを備えたトーションビームシャフトが知られている。そして、各縦方向揺動アームの終端には、ホイールサスペンションが連結されており、その結果、車輪の伸縮時に、縦方向揺動アームが自動車の垂直方向への動きを受けて、それにより横パイプの捩れを引き起こす。
【０００３】
トーションビームシャフトは、自動車用ホイールサスペンションの初期の簡単な実現形態である。しかしながら、トーションビームシャフトを備えた自動車の走行挙動を改善するために、従来技術では、コーナリング力及び／又は制動力が車輪に作用した時に、負のキャンバ側への車輪の追加設定及び／又はトウイン側への制御を引き起こすように、ホイールサスペンションを弾性運動学的に構成することが知られている。そのために、ホイールキャリヤが仮想的な操舵軸の周りを旋回する。そのことは、例えば、特許文献１により周知である。
【０００４】
更に、特許文献２により、車輪へのコーナリング力の作用によって、ホイールキャリヤ収容部としての薄板部品を自動車の横方向に弾力的に変形させて、トウイン変化を引き起こす、自動車のトーションビームシャフト用ホイールサスペンションが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ特許公開第１０２０１１０１３２６５号明細書
【特許文献２】ドイツ特許公開第１０２００８０３１１２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のことから、本発明の課題は、従来技術を出発点として、改善された走行挙動、特に、トウイン制御を示すようにホイールサスペンションを改善構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題は、本発明による請求項１の特徴によって解決される。
【０００８】
本発明の有利な変化形態は、従属請求項の対象である。
【０００９】
自動車のトーションビームシャフト用ホイールサスペンションは、ホイールキャリヤを備えており、このホイールキャリヤは、コーナリング力及び／又は制動力がホイールキャリヤに配置された車輪に作用した時に、ホイールキャリヤが仮想的な操舵軸の周りをトウイン側に旋回するように、ホイールキャリヤ保持部と弾性運動学的に連結されている。この弾性運動学的な連結部は、三つの軸受けによって構成され、その中の少なくとも二つの軸受けは弾性軸受けであり、別の軸受けは少なくとも一つの自由度を有する。このトーションビームシャフト自体は、一つの横パイプとそれから延びる二つの縦方向揺動アームとを備え、それぞれ一つのホイールキャリヤ保持部が縦方向揺動アームの終端と連結されている。本発明では、このホイールサスペンションは、車両の縦方向に対して前方の弾性軸受けの領域におけるホイールキャリヤ保持部と縦方向揺動アームの間に可撓性部品が組み入れられていることを特徴とする。
【００１０】
この場合、トウイン側への旋回は、カーブ走行の間に、従って、コーナリング力が車輪に加わっている時に、仮想的な操舵軸と車輪接地点の間に生じる負のキャスタトレールのために引き起こされる。制動過程では、負のスクラブ半径のためにトウイン制御が喚起される。
【００１１】
この場合、弾性軸受けは、特に、ゴムと固体から成る軸受け、特に、ゴムと金属から成る軸受けであるが、鍔軸受けとしても、ディスク軸受けとしても、従って、ゴムと金属から成るディスク軸受けとしても構成することができる。これらは、自動車の垂直方向に対して下方の二つの軸受けであり、それぞれ車輪の中心点に関して、一方の軸受けが、自動車の縦方向に対して前方に配置され、他方の軸受けが後方に配置される。これら二つの下方の軸受けは、それにより形成される瞬間中心が自動車の外に有り、その結果、瞬間中心が少なくとも一つの自由度を有する上方の軸受けと共に仮想的な操舵軸を形成するように構成される。この上方の軸受けは、同じく弾性軸受けとすることができ、特に、ゴムと固体から成る軸受けとすることもできる。しかし、玉継手とすることもできる。別の軸受け、特に、上方の軸受けを弾力的に変形する固体構造とすることも考えられる。
【００１２】
この可撓性部品は、特に、サポート板として構成される。特に、このサポート板は、一つの切欠きを有する単層の横板であり、この切欠きは、特に、縦長の穴として、或いは側面から延びる切り込みとして構成される。このサポート板は、バックル板として構成することもできる。このサポート板は、そのバックル板としての構造によって、或いは切欠きによって、可撓性を有する。この板は、力の作用下において、弾力的な変形を受ける。そのため、可撓性部品は、この部品がホイールキャリヤ保持部と縦方向揺動アームの終端の間の押しても凹まない接続部を形成するのではなく、弾力的に変形するような構造的な弱体部である。従って、特に、この可撓性部品は、金属製部品、特に、鋼鉄製部品である。この可撓性部品は、特に、板部品として構成されて、縦方向揺動アームの終端及びホイールキャリヤ保持部と溶接される。
【００１３】
この弾力的な可撓性は、特に、自動車の横方向に対して設定され、この可撓性は、力の作用の結果としての弾力的な材料の変形によって生じる。この力の作用は、自動車の横方向における可撓性と関連して、コーナリング力の影響下においてのみ弾力的な変形が生じるとの利点を有する。制動力の作用の下では、この可撓性部品は変形しない。そのため、カーブ走行時には、可撓性部品のために追加のトウイン制御が喚起されるが、制動過程では、追加のトウイン制御は喚起されない。それによって、自動車の動作時に発生するトウイン変化は、コーナリング力と制動力の下で互いに独立して目的通り設定することができる。このことは、走行挙動を改善するとともに、タイヤの磨耗を最小化する。特に、それにより、可撓性部品の弾力変形時において、トウ変化が同じであるとして、車輪のキャンバ変化が減少される。上記の利点は、ここでは相応しい。そのためには、可撓性部品の領域に配置された弾性軸受けとして構成された可撓性部品が特に有利である。
【００１４】
その他の点において、ホイールキャリヤ保持部は、縦方向揺動アームの終端と特に押しても凹まないように連結される。有利には、各軸受けの近くにない、或いは近い領域に、ホイールキャリヤ保持部と縦方向揺動アームの終端の連結箇所が有る。特に、それにより、上方と下方の軸受けには、それぞれ縦方向揺動アームの終端と押しても凹まないように連結された二つの連結箇所が得られ、前方の軸受けには、可撓性部品の形の連結箇所が得られる。
【００１５】
本発明の更なる利点、特性及び観点は、以下の記述の対象である。有利な変化形態が模式図に図示されている。これらは、本発明を容易に理解することに資する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術により周知の仮想的な操舵軸を有するトーションビームシャフトの部分斜視図
【図２】図１のホイールサスペンションの拡大図
【図３】本発明による可撓性部品の部分図
【図４Ａ】本発明による可撓性部品の第一の変化形態の平面図
【図４Ｂ】本発明による可撓性部品の第二の変化形態の平面図
【図４Ｃ】本発明による可撓性部品の第三の変化形態の平面図
【図５Ａ】本発明によるトーションビームシャフトを後方から見た図
【図５Ｂ】本発明によるトーションビームシャフトの平面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面では、簡略化の理由から記述の繰り返しを避ける場合でも、同じ、或いは同様の構成部分には同じ符号を使用している。
【００１８】
図１は、従来技術によるトーションビームシャフト１の模式図を図示している。これは、自動車の横方向Ｙに延びる横パイプ２を備えている。この横パイプ２には、自動車の縦方向Ｘに延びる縦方向揺動アーム３が配置されている。この縦方向揺動アーム３の一つの終端４には、ホイールサスペンション５が描かれており、ホイールキャリヤ保持部６が、連結箇所７を介して縦方向揺動アーム３の終端４と押しても凹まないように連結されている。図面の平面に関して後方の連結箇所は見えないが、存在する。このホイールキャリヤ８自体は、又もや（ここでは、ゴムと金属から成る三つの軸受けの形の）弾性軸受け９を介して、ホイールキャリヤ保持部６と弾性運動学的に連結されている。この場合、図面の平面上に関して下方の二つの弾性軸受け９は、外部に有る瞬間中心１０を有し、この瞬間中心は、又もや上方の弾性軸受け９と共に仮想的な操舵軸１８を形成する。そして、コーナリング力及び／又は制動力の影響下において、ホイールキャリヤ８に固定された詳しく図示されてない車輪が、トウイン及び／又は負のキャンバ側への回転運動を受ける。
【００１９】
このホイールサスペンション５が再度図２に詳しく図示されている。この場合、自動車の縦方向Ｘに対して前方の連結箇所７が、サポート板として縦方向揺動アーム３の終端と連結されていることが良く分かる。そのために、特に、詳しく図示されてない熱接合による接続部が形成されている。これらの上方の連結箇所７と図面の平面に関してホイールキャリヤ保持部の後方に有って見えない後方の連結箇所７は、溶接接続部を有する板部品として構成されており、その結果、それぞれ縦方向揺動アーム３の終端４との押しても凹まない連結部が得られている。
【００２０】
図３は、本発明によるホイールサスペンション５の変化形態を図示している。この場合、前方の連結箇所が、一つの切欠き１２を有する可撓性部品１１の形で構成されている。コーナリング力Ｆｙが加わる場合（これは、例えば、詳しく図示されてない車輪へのコーナリング力の影響の形で実施することができる）、この前方の連結箇所７は、一つの切欠き１２を有する可撓性部品１１の形で構成される。この切欠き１２の領域において、可撓性部品１１が、破線１３に基づき表示されている通り変形し、その結果、ホイールキャリヤ保持部が、ホイールキャリヤ８及びそれと連結された車輪と共にトウイン側に回転する。特に、仮想的な操舵軸１８は、より大きなトウイン制御が喚起されるように移動する。
【００２１】
図４は、可撓性部品１１の異なる変化形態を自動車の垂直軸Ｚから見た方向の平面図で図示している。図４Ａでは、外縁１４から延びる側方の切欠き１２が縦長の穴の形で形成されている。コーナリング力Ｆｙが自動車の横方向Ｙに加わった場合、可撓性部品１１は、破線１３の方向への弾性変形を受ける。
【００２２】
特に、これは、単層の横板の形の可撓性部品１１の構成に対応し、この板の平面は、主に自動車の横方向Ｙに延びる。この場合、可撓性部品１１は、鋼鉄の合金から構成されるが、軽金属の合金から構成することもできる。
【００２３】
それに代わる変化形態が、図４Ｂに図示されており、そこでは、可撓性部品が、バックル部品１５として構成されている。それは、同じくコーナリング力Ｆｙの影響下において、破線１３の方向に向かって弾力的に変形する、ほぼＣ字形状の輪郭を有する。そのため、直ぐ近くでそれと連結された弾性軸受け９は、自動車の横方向Ｙに対して内側に回転し、それによって、又もやトウイン制御が喚起される。
【００２４】
図４Ｃは、単層のサポート板の形による可撓性部品１１の別の変化形態を図示している。この場合においても、又もや一つの切欠き１２が楕円形の穴又は楕円形に形成された縦長の穴の形で配備されているが、内部領域に形成されている。加えられたコーナリング力Ｆｙの影響下において、この切欠き１２は、図示されている通り、破線１３の方に弾力的に変形し、この可撓性部品１１の側面領域１６も同じく破線１３の方に変形する。
【００２５】
図５Ａと５Ｂは、それぞれ二つの車輪１９を有するトーションビームシャフト１を後方から見た図と上方からの平面図で図示している。
【００２６】
図５Ａには、本発明によるトーションビームシャフト１が図示されている。このシャフトは、各側に一つの車輪１９を有する。これらの車輪１９は、車道表面２１上に立っている。車両は、自動車の縦方向Ｘが図面の平面に入り込むように走行方向に動く。従って、トーションビームシャフト１は、後方から見た図面で図示されている。
【００２７】
更に、例えば、図５Ａでは、右カーブ走行時において、コーナリング力Ｆｙが車輪１９に加わることが図示されている。
【００２８】
車輪１９の縦断面軸２２と自動車の垂直方向Ｚの間にキャンバ角αが生じる。ここでは、負のキャンバが表示されている。
【００２９】
図５Ｂは、トーションビームシャフト１を上方から見た図面で図示している。車輪１９は、自動車の縦方向Ｘに対してトウ角βを有し、トウインが図示されている。更に、車輪１９に作用する制動力ＦＢが図示されている。
【符号の説明】
【００３０】
１    トーションビームシャフト
２    横パイプ
３    縦方向揺動アーム
４    縦方向揺動アーム３の終端
５    ホイールサスペンション
６    ホイールキャリヤ保持部
７    連結箇所
８    ホイールキャリヤ
９    弾性軸受け
１０    瞬間中心
１１    可撓性部品
１２    切欠き
１３    破線
１４    外縁
１５    バックル板
１６    側板
１７    前縁
１８    仮想的な操舵軸
１９    車輪
２０    トウ
２１    車道表面
Ｘ      自動車の縦方向
Ｙ      自動車の横方向
Ｚ      自動車の垂直方向
ＦＢ    制動力
Ｆｙ    コーナリング力
α      キャンバ角
β      トウ角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
2017007658.tif 000008
【図５Ａ】
2017007658.tif 000009
【図５Ｂ】
2017007658.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月29日(2016.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2017007658.tif 000011
【外国語明細書】
2017007658000001.pdf