(57)【要約】  本発明は、車両の前後方向に、車両の両側面に取り付けられるよう配置された車両用サスペンションの板バネアッセンブリであって、該板バネアッセンブリは、第１ブラケット（２０７）に枢動可能に連結するよう車両に配置された第１端部（２２３，２２４）と、スプリングシャックル（２１０）に連結するよう車両に配置された第２端部（２２５，２２６）とを備え、前記板バネアッセンブリは、該板バネアッセンブリの前記第１端部及び前記第２端部の中間位置で、該板バネアッセンブリから横方向に延びる車軸（２１２）に連結するよう配置されている。前記板バネアッセンブリは、同一平面にて所定の隙間を置いて並んで配置され、前記第１端部及び前記第２端部（２２３，２２４；２２５，２２６）の間に延びる２枚の個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）を含む上側バネ構造と、該上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の下方に配置された少なくとも１つの下側バネ構造（２２０；４２１；５２１，５２３）を備える。【選択図】図２Ｂ
2016525040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に、車両の両側面に取り付けられるよう配置された車両用サスペンションの板バネアッセンブリであって、該板バネアッセンブリは、第１ブラケット（２０７）に枢動可能に連結するよう車両に配置された第１端部（２２３，２２４）と、スプリングシャックル（２１０）に連結するよう車両に配置された第２端部（２２５，２２６）とを備え、前記板バネアッセンブリは、該板バネアッセンブリの前記第１端部及び前記第２端部の中間位置で、該板バネアッセンブリから横方向に延びる車軸（２１２）に連結するよう配置され、前記板バネアッセンブリは、同一平面にて所定の隙間を置いて並んで配置され、前記第１端部及び前記第２端部（２２３，２２４；２２５，２２６）の間に延びる２枚の個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）を含む上側バネ構造と、該上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の下方に配置された少なくとも１つの下側バネ構造（２２０；４２１；５２１，５２３）を備えることを特徴とする、車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項２】
前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、１枚板バネの代替となるよう配置され、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の全幅及び前記隙間は、前記１枚板バネの幅に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項３】
各個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、前記板バネアッセンブリの全幅の２５％から４５％の範囲内で選定された所定の幅を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項４】
前記個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、該上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の垂直面及び水平面における複合慣性２次モーメント（Ｉｘ；Ｉｙ）が、該上側板バネと同じ全幅を有する１枚の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）のモーメントに少なくとも等しくなるよう選択された幅及び厚みを延在方向のどの位置においても持っていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項５】
各個別の上側板バネは、前記板バネアッセンブリの前記第１端部及び前記第２端部において目玉部（２２３，２２４；２２５，２２６）を備え、各目玉部（２２３，２２４；２２５，２２６）は、前記所定の隙間に等しい幅を有する中央第１スペーサ（３１０）を含む共通のブッシング（３０１）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項６】
前記個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、その中間位置にて所定の隙間を置いて並んで配置され、該所定の隙間に等しい幅を有する中間スペーサ（４１３）によって離隔されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項７】
前記下側バネ構造は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間の下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）を備えることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）の幅は、１枚の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の幅と少なくとも同じであることを特徴とする、請求項７に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）の幅は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）及び前記隙間に等しい又はそれより小さいことを特徴とする、上記請求項７又は８に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１０】
各個別の下側板バネ（２２０；４２１）は、前記それぞれの上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の下方に中央に配置されていることを特徴とする、上記請求項７乃至９のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの下側板バネ構造（５２１，５２３）は、所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の個別の下側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）を備えることを特徴とする、上記請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの下側板バネ構造（５２１，５２３）の幅は、この下側板バネ構造（５２１，５２３）の真上に配置された板バネ構造に等しい又はそれより小さいことを特徴とする、請求項１１に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１３】
前記少なくとも１枚の下側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間に等しい又はそれよりも大きいことを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１４】
車両フレーム（２０２）の両側面において前後方向に延びるよう配置された１組の板バネアッセンブリを備える車両用サスペンションであって、各板バネアッセンブリは、第１位置にて前記フレーム（２０２）に強固に取り付けられた第１ブラケット（２０７）と共に、前記車両に枢動可能に連結された第１端部（２２３，２２４）と、第２位置にて前記フレーム（２０２）に強固に取り付けられた第２ブラケット（２１１）に枢動可能に連結されたスプリングシャックル（２１０）と共に、前記車両フレームに連結された第２端部（２２５，２２６）を有し、負荷がかけられた状態の前記板バネの長さ変化を補うため、前記サスペンションは更に、前記車両フレームから横方向に延びる車軸（２１２）であって、各上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の前記第１端部及び前記第２端部（２２３，２２４；２２５，２２６）の中間の位置で該上側板バネに取り付けられた車軸と、該車軸（１０９；２１２）と前記車両フレーム（１０２；２０２）との間に取り付けられたダンパ手段（１１４；２１４）とを備えており、前記板バネアッセンブリは、同一平面にて所定の隙間を置いて並んで配置され、前記第１端部及び前記第２端部（２２３，２２４；２２５，２２６）の間に延びる２枚の個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）と、該上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の下方に配置された少なくとも１つの下側バネ構造（２２０；４２１；５２１，５２３）とを備えることを特徴とする、車両用サスペンション。
【請求項１５】
前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、１枚板バネの代替となるよう配置され、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の全幅及び前記隙間は、前記１枚板バネの幅に等しいことを特徴とする、請求項１４に記載の車両用サスペンション。
【請求項１６】
各個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、前記板バネアッセンブリの全幅の２５％から４５％の範囲内で選定された所定の幅を有することを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の車両用サスペンション。
【請求項１７】
前記個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の垂直面及び水平面における複合慣性２次モーメント（Ｉｘ；Ｉｙ）が、該上側板バネと同じ位置で同じ全幅を有する１枚板バネの慣性モーメントに少なくとも等しくなるよう選択された幅及び厚みを延在方向のどの位置においても持っていることを特徴とする、上記請求項１４乃至１６のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項１８】
各個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、前記板バネアッセンブリの前記第１端部において目玉部（２２３，２２４；２２５，２２６）を備え、各目玉部は、前記所定の隙間に等しい幅を有する中間第１スペーサ（３１０）を含む共通のブッシング（３０１）に取り付けられていることを特徴とする、上記請求項１４乃至１７のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項１９】
前記個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、その中間位置にて所定の隙間を置いて並んで配置され、前記車軸（２１２；４０３）を前記板バネアッセンブリに連結する車軸取り付け部の一部を形成する中間スペーサ（４１３）によって離隔されていることを特徴とする、上記請求項１４乃至１８のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２０】
前記下側バネ構造は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間の下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０）を備えることを特徴とする、上記請求項１４乃至１９のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２１】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）の幅は、１枚の上側板バネ（２２１；２２２）の幅と少なくとも同じであることを特徴とする、上記請求項１４乃至２０のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２２】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）の幅は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）及び前記隙間に等しい又はそれより小さいことを特徴とする、上記請求項１４乃至２１のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２３】
各個別の下側板バネ（２２０；４２１）は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間の下方に中央に配置されていることを特徴とする、上記請求項１４乃至２２のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの下側板バネ構造（５２１，５２３）は、所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の個別の下側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）を備えることを特徴とする、上記請求項１４乃至１９のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの下側板バネ構造（５２１，５２３）の幅は、この下側板バネ構造（５２１，５２３）の真上に配置された板バネ構造に等しい又はそれより小さいことを特徴とする、請求項２４に記載の車両用サスペンション。
【請求項２６】
前記少なくとも１枚の下側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間に等しい又はそれよりも大きいことを特徴とする、上記請求項２４又は２５のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２７】
前記請求項１４乃至２６のいずれかに係るサスペンションを備えている車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板バネを備えた車両用サスペンションに関し、特に、商用車用サスペンション及び該サスペンションで用いる板バネに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、縦方向ビームを有するフレームを備えた大半の商用車は、操縦可能な単一のタンデム式又は多軸アッセンブリを備えている。従来、各車軸及び車両フレーム間の相対的な移動を支持及び緩衝するために設けられたサスペンションシステムは、複数の１枚バネ、空気圧式バネ装置又はそれらの組み合わせを備えていた。大半の車両は、車両の動作中にフレーム及び車軸間の移動を機械的に緩衝するよう設計された複数の１枚バネを備えている。
【０００３】
板バネの各端部が車両シャーシ及び該バネの中央付近の車軸に取り付けられている該バネを備えた、このような車両を支持することは公知である。その構造において、サスペンションに負荷が加えられると、バネの最大曲げモーメントは、車軸がバネに取り付けられた地点で発生し、その地点からバネに沿った何れかの方向に減少する。バネの材料を最も効率よく使用し、かつ軽量化するための１つの選択肢は、１枚板バネを使用することである。バネは、車軸の取り付けられた最も厚みのある地点からバネの端部に向かういずれかの方向にテーパ形状であってもよい。テーパ付バネで許容曲げ特性を達成するため、比較的高い精度にバネを製造することが必要である。特殊なテーパ圧延機の使用が求められるので、スチール製のテーパ付板バネの製造コストは割高である。そのため、今日、テーパ付１枚板バネは、一般的に大型トラックのような大型車両に使用可能であるが、これらは、従来の板バネよりもかなり高額である。
【０００４】
板バネサスペンションの設計における他の重要な要素は、所望のバネ定数である。撓みを伴ってバネを偏向させるのに必要な力の増加率として定められるバネ定数は、断面慣性モーメント、バネの長さ、及びバネ材料の弾性係数の関数である。一般的に、１枚板バネは、動作時に印加される荷重に十分に耐え得る強さであるが、許容可能な乗り心地を提供するのに十分に低いバネ定数を有するよう、設計されなければならない。また、例えばバネの最大許容長さ及び撓みなど、サスペンションに配置された特定の幾何学的制約の範囲内で、所望のバネ定数が達成されなければならない。
【０００５】
これらの様々な設計及び経済的要素の間で妥協をもたらすため、設計者は、スチール製の「重ね」バネアッセンブリをよく使用する。このバネアッセンブリは、上部から下部に向かって長さ方向に小さくなり、全体的にテーパ形状になっている多数の別個のバネ部から構成されている。通常、これらのバネ部は、車軸の取り付けられた該バネ部の中央部で合わせて固定されているが、バネが撓んだ時に、互いに長さ方向に自由に滑る。製造コストを削減するよう、バネ部は、通常、一定の厚みから成っているが、テーパ付バネ部の使用により大きな効果が得られる。しかし、先に述べたように、このテーパ付バネ部の製造コストは割高である。
【０００６】
スチール製の重ねバネアッセンブリの主な欠陥の１つは、その重量である。近年の燃料コストの急騰及びその結果としての車両重量削減の必然性のため、設計者は、サスペンションを含め、あらゆる主要な車両構成部品について、それらのコスト又は性能に悪影響を及ぼすことなく重量を削減可能な方法を発見できるかどうか精査している。特に、スチールよりも様々な最先端のプラスチック又は複合材料から、より軽量でより効率的なバネを製造できることが示唆されてきた。これらの材料の中には、組み付けが容易であるという理由で、変断面のバネを構成する際に使用するのが特に格好なものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの試みにもかかわらず、プラスチック及び複合材料製の１枚板バネは、様々な理由でこれまで商業的に使用されなかった。全体がプラスチック製のバネは、容積が過剰で、摩耗及び衝撃への耐性が乏しいという理由で実用的ではないというのは、一般に認識されている。公知のプラスチック製バネの１つで、Ｅｘｘｏｎ社の事業部が販売しているＧＲＡＦＴＥＫ（登録商標）は、ガラス繊維強化エポキシコアを含んだグラファイト表皮から成る。このバネは、コストが高く、かつ、その極端な一方向応力負担能力のため、実用的でないとされていた。つまり、そのバネは、垂直方向に十分な強度を有するが、横方向又は捩じれ方向には弱すぎて、通常のサスペンションでは使用不可能である。車両用バネは、コーナリング負荷及び石やその他の破片からの大きな衝撃負荷を吸収しなければならないので、グラファイトは、実現可能な板バネの構成部品として不十分である。これらのグラファイトの問題のいくつかを緩和するため、金属及びプラスチックの複合材料が提案されてきた。しかし、これらの複合材製のバネの製造コストは、これまで高すぎたので、あらゆるスチール製のバネアッセンブリの代替としては納得され得ない。
【０００８】
１枚板バネの更なる問題は、バネの不具合に備えて、バネの端部を安全装置又は安全器具によって確実にバネを取り付けなければならないことである。操舵される前輪車軸については、前側車軸の位置ずれを防止するため、前端部には安全目玉部が設けられ、後端部にはスチール製のベルト又は遮蔽部が設けられる。このような安全装置により、コストと重量ともに増加させ、バネの破損後にステアリング制御を維持すべき問題を引き起こし得る該破損時に車軸の位置が若干ずれる可能性がある。板バネの破損後、車両は運転不可能となり、車両を修理施設に牽引しなければならない。
【０００９】
本発明に係る解決手段は、上記の問題を解決する改良された板バネアッセンブリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の問題は、添付の特許請求の範囲に係るサスペンション及び板バネアッセンブリによって解決される。
【００１１】
以降の文書において、引用される車両は、例えばＩ字形又はＣ字形断面を有するビームなど、一対の略平行なビームを組み付けたフレームを備える市販型車両である。本発明に係るサスペンションは、操舵輪を備えた前輪サスペンション用であることが好ましいが、必ずこれに限定するものではない。引用される距離は、特に指定しない限り、車両停止状態時及びサスペンションが無負荷状態にある場合のものとみなされる。
【００１２】
本発明は、車両の長さ方向において、車両の両側面に取り付けられるよう配置された車両用サスペンション用の板バネアッセンブリに関する。各板バネアッセンブリは、シャーシ又はフレームの両側面に取り付けられ、横方向の剛性車軸の一端を支持するよう配置される。車軸は、操作される車両軸であることが好ましいが、必ずこれに限定するものではない。
【００１３】
板バネアッセンブリは、第１ブラケットに枢動可能に連結するよう車両に配置された第１端部と、スプリングシャックルに連結するよう車両に配置された第２端部とを有する。従来の車両用サスペンションでは、第１ブラケットは、前側スプリングハンガ又はブラケットであり、第２ブラケットは、後側スプリングハンガ又はブラケットである。上記の通り、板バネアッセンブリは、該板バネアッセンブリの第１端部及び第２端部の中間の位置にて該板バネアッセンブリに対して横方向に延びる車軸に連結するよう配置されている。各バネアッセンブリの上側板バネの端部は、目玉部、又はいわゆる目玉巻き部を備える。
【００１４】
本発明によると、板バネアッセンブリは、所定の隙間を置いて並んで配置され、第１端部及び第２端部の間に延びる２枚の個別の上側板バネと、上側板バネの下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネ構造とを備える。個別の上側板バネ及び下側板バネは、放物線板バネであることが好ましく、上側板バネは互いに同一である。そのため、上側板バネは、縦延長方向、横断面の幅、及び高さに関し寸法が同じで、同じバネ特性を有している。
【００１５】
上側板バネは、従来の１枚板バネの代替となるよう配置され、組み付けられた上側板バネの全幅は、置き換えられる従来の１枚板バネの幅に等しい。このように、組み付けられた上側板バネは、最小限の修正を加えて、既存の第１ブラケット及び第２ブラケットに取り付けられてもよい。この取り付けの結果、上側バネは、同一平面上かつ同じ高さで並んで取り付けられる。つまり、側面図において、バネの突出部は、動作（負荷）状態及び非動作（無負荷）状態の双方において、完全に重なり合うことになる。また、上側バネは、１枚板バネの代替となるよう配置されるので、両上側バネは、動作状態において、常に同時に動作することになる。本明細書では、１枚板バネは、サイドブラケットの間に延びる１枚の中実状の放物線板バネと定義される。「組み付けられた上側板バネ」又は「上側バネ構造」の表現は、一対の離間した略平行の個別の放物線板バネと定義される。「下側バネ構造」の表現は、１枚の放物線板バネ、又は代わりに一対の離間した略平行の個別の放物線板バネと定義される。「板バネアッセンブリ」は、上側及び下側板バネ又は上側及び下側バネ構造の複合アッセンブリと定義される。本発明に係る板バネアッセンブリは、放物線バネから構成されることが好ましく、各放物線板バネの幅及び高さは、その延長方向に沿って変化してもよい。
【００１６】
個別の上側板バネは、板バネアッセンブリの所定の全幅を提供するよう選択された所定の隙間及び幅を有する。隙間は一定であってもよく、又、板バネアッセンブリの長さに沿って変化してもよい。例えば、隙間は、個別の板バネの選択された縁半径及び断面によって変化してもよい。好ましくは、個別の板バネは、板バネアッセンブリの複合慣性２次モーメントが、該板バネと同じ位置で同じ全幅を有する１枚板バネの慣性モーメントに少なくとも等しくなるよう選択された幅、厚み、及び隙間を目玉部どうしの間の延在方向のどの位置においても持っている。
【００１７】
矩形断面形状を有する１枚の中実状の上側板バネの中央縦軸を通るｘ平面及びｙ平面における面積の２次モーメントＩｘ１；Ｉｙ１は、以下のように定義される。
【数１】
2016525040.tif 000003
【数２】
2016525040.tif 000004
ここでは、ｂ１は中実状の板バネの幅、ｈ１は該中実状板バネの高さ又は厚みである。
【００１８】
本発明に係る組み付けられた上側板バネに関し、面積の２次モーメントＩｘ２；Ｉｙ２は、以下のように定義される。
【数３】
2016525040.tif 000005
【数４】
2016525040.tif 000006
【数５】
2016525040.tif 000007
ここでは、ｂ２は２枚の個別の上側板バネの各幅、ｈ２は該板バネの高さ又は厚みである。
【００１９】
図６は、従来技術のバネ及び本発明に係る組み付けられた一対の上側板バネの主方向に対して垂直な概略垂直断面図である。長方形から成るよう簡略的に示されている通り、上記の寸法を各断面に表示してある。
【００２０】
例えば、上記の式（１）から（５）を用いると、標準の１枚板バネは、幅ｂ１１００ｍｍ及び厚みｈ１１０ｍｍとなり得る。標準バネは、同じ全幅ｂ１１００ｍｍを有するバネアッセンブリに置き換えられると、個々の幅ｂ２は２９ｍｍ及び隙間ｂ３は４２ｍｍ、そして厚みｈ２は、少なくとも１２ｍｍでなければならない。この場合、隣り合ったバネ構造は、垂直面のＩｙ２にのみ限定的に作用するので、厚みの増加は、Ｉｘ２によって決まる。この例では、垂直面は、組み付けられた上側板バネの最も厚い場所に配置され、その場所は、この場合の車軸の取り付け位置付近に位置する。
【００２１】
上記の値を用いると、Ｉｘ２は、Ｉｘ１よりわずかに大きくなると計算され、Ｉｙ２の値は、Ｉｙ１の値の１１１％になり得る。また、組み付けされた上側板バネの２枚のバネの全断面積Ａ２は、標準バネの断面積Ａ１のたった７０％である。そのため、本発明に係る組み付けされた上側板バネを用いることで、上記の例の車両の各側面での軽量化は約３０％になる。この点から、本発明に係る組み付けられた上側板バネは、標準の中実状の板バネの代替になり得ることは明らかであるが、数ミリまでに制限して厚みを増やす必要がある。標準ブラケット及びスプリングシャックルもそのまま保持できるので、スペーサによって両上側バネを離隔して、同じホルダに取り付けることが可能である。バネの厚みを大幅に増やすことなく、実質的な軽量化を達成するため、本発明の板バネの個々の幅ｂ２は、全幅ｂ１の２５％から４５％の範囲内で選定されることが好ましいが、必ずこれに限定するものではない。全幅ｂ１の３０％から４０％の範囲内が更に好ましい。個別の板バネどうしの間の隙間の最小寸法は、上側板バネどうしの間の所定の隙間を維持するのに使用される位置決めピンの寸法又は直径によって限定される。位置決めピンそれ自体は、スペーサとして使用可能であり、又、位置決めピンの上に配置される円筒状スペーサを備えていてもよい。
【００２２】
第１の例によると、板バネアッセンブリは、所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の個別の上側板バネと、該上側板バネどうしの間の隙間の下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネとを備えている。本発明によると、少なくとも１枚の個別の下側板バネの幅は、上側１枚板バネの幅と少なくとも同じである。また、少なくとも１枚の個別の下側板バネの幅は、上側板バネ及びそれらの間の隙間に等しい又はそれよりも小さい。各個別の下側板バネは、上側板バネどうしの間の隙間の下方に中央に配置されている。上側板バネの真下に位置する下側板バネは、その端部及び中央部において該上側板バネと接している。下側板バネの端部において、下側板バネの上面は、上側板バネの下面と直接接していてもよい。この場合、下側板バネは、嵌め合い突起及び凹み部、又は溝及び隆起部などの協働する位置決め手段によって、上側板バネに対して位置決めされ得る。位置決め手段は、各バネの長さ方向に延在し、バネアッセンブリの荷重印加時の相対的な移動を制限することができる。また、上側バネ及び下側バネの各端部は、上側バネ及び下側バネの各々に取り付けられた金属板どうしの間のゴムなどの弾性材料から成るブッシングによって連結されていてもよい。このブッシングは、バネアッセンブリの荷重印加時の相対的な移動を制限する。中央部において、下側板バネ及び上側板バネは、好ましくは適切な金属から形成されたシムによって離隔されている。下側板バネの中央部を上側板バネに対して固定するため、上側板バネどうしの間の隙間を通って延びる位置決めピンは、下側板バネの開口部を貫通してもよい。
【００２３】
第２の例によると、板バネアッセンブリは、所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の個別の上側板バネと、所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の個別の下側板バネから成る下側板バネ構造とを備えている。少なくとも１つの下側板バネ構造の幅は、この下側板バネ構造の真上に配置された板バネ構造に等しい又はそれよりも小さいことが好ましい。少なくとも１枚の下側板バネどうしの間の隙間は、上側板バネどうしの間の隙間に等しい又はそれより大きく、これは、下側板バネの幅によって決まる。各下側板バネは、対応する上側板バネの中央及び真下に配置され、該下側板バネの端部において及び中央部の端部どうしの間で該上側板バネと接している。下側板バネの端部において、各下側板バネの上面は、その対応する上側板バネの下面と直接接していてもよい。この場合、下側板バネは、嵌め合い突起及び凹み部、又は溝及び隆起部などの協働する位置決め手段によって、上側板バネに対して位置決めされ得る。位置決め手段は、各バネの長さ方向に延在し、バネアッセンブリの荷重印加時の相対的な移動を制限することができる。また、上側バネ及び下側バネそれぞれの各端部は、上側バネ及び下側バネの各々に取り付けられた金属板どうしの間のゴムなどの弾性材料から成るブッシングによって連結されていてもよい。このブッシングは、バネアッセンブリの荷重印加時の相対的な移動を制限する。中央部において、下側板バネ及び上側板バネは、好ましくは適切な金属から形成されたシムによって離隔されている。各下側板バネの中央部を上側板バネに対して固定するため、上側板バネどうしの間の隙間を通って延びる位置決めピンは、下側板バネどうしの間の隙間を貫通してもよい。
【００２４】
各下側板バネの寸法は、上側板バネについて述べられているのと同様に選定してもよい。組み付けられた下側板バネの寸法は、置き換えられる従来の１枚板バネと同じ機械的特性を提供するよう選定される。上記の例では、ホイールサスペンションの所望の総荷重及びバネアッセンブリを形成する上側板バネ及び下側板バネの所要の複合特性は、少なくとも１枚の個別の下側板バネの寸法を決定するのに使用される。各追加の下側板バネ構造は、上記と同様に最も下側の板バネに取り付けられる。各追加の下側板バネの幅は、それが取り付けられる下側板バネの幅に等しい又はそれよりも小さい。
【００２５】
各個別の上側板バネは、板バネアッセンブリの第１端部に目玉部又は目玉巻き部を備え、共通のブッシングに取り付けられている。ブッシングは、略円筒形であり、該所定の隙間に等しい幅を有する中間第１スペーサを備えている。第１スペーサは、各上側板バネの目玉部の側面と接している対向環状接触面を有する径方向フランジの形であってもよい。
【００２６】
個別の上側板バネは、その中間位置において所定の隙間を置いて並んで配置され、該所定の隙間に等しい幅を有する第２スペーサによって離隔されている。第２スペーサは、好ましくは、横方向車軸を板バネアッセンブリに取り付けるのに使用される車軸アッセンブリの一部である。
【００２７】
本発明はまた、車両フレームの両側面において前後方向に延びるよう配置された１組の板バネアッセンブリを備える車両用サスペンションに関する。各板バネアッセンブリは、第１位置にてフレームに強固に取り付けられた第１ブラケットと共に、車両に枢動可能に連結された第１端部を有する。板バネアッセンブリの第２端部は、第２位置にてフレームに強固に取り付けられた第２ブラケットに枢動可能に連結されたスプリングシャックルと共に、車両フレームに連結されている。スプリングシャックルは、負荷がかけられた状態での板バネの長さ変化を補うよう設けられている。サスペンションは更に、車両フレームに対して横方向に延びる車軸で、各板バネアッセンブリの第１端部及び第２端部の中間の位置で該板バネアッセンブリに取り付けられた車軸を備えている。空気バネ又はサスペンション支持部などのダンパ手段は、車軸と車両フレームとの間に取り付けられている。本発明に係る板バネアッセンブリは、所定の隙間を置いて並んで配置され、第１端部及び第２端部の間に延びる２枚の個別の板バネと、上側板バネどうしの間の隙間の下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネとを備えている。
【００２８】
上記の通り、上側板バネは、従来の１枚板バネの代替となるよう配置され、組み付けられた上側板バネの全幅は、従来の１枚板バネの幅に等しい。また、上側板バネは、縦延長方向、断面幅、及び高さに関し寸法が同じで、同じバネ特性を有している。アッセンブリの上側板バネは、板バネアッセンブリの所定の全幅を提供するよう選定された所定の隙間及び幅を有する。また、個別の上側板バネは、組み付けられた上側板バネの複合慣性２次モーメントＩｘ；Ｉｙが、該上側板バネと同じ位置で同じ全幅を有する１枚板バネの慣性モーメントに少なくとも等しくなるよう選定された幅及び厚みを延在方向のどの位置においても持っている。上記の通り、上側バネは、同一平面上かつ同じ高さに並んで取り付けられる。つまり、側面図において、バネの突出部は、動作（負荷）状態及び非動作（無負荷）状態の双方において、完全に重なり合うことになる。また、両上側バネは、動作状態において、常に同時に動作することになる。
【００２９】
離間した平行上側板バネがバネアッセンブリの機械的特徴に与える影響を説明する例を上記に示している。上記から、本発明に係る組み付けられた上側板バネは、標準の中実状の板バネの代替になり得ることは明らかであるが、数ミリまでに制限して厚みを増やす必要がある。上に述べたように、標準ブラケット及びスプリングシャックルもそのまま保持できるので、既存の車両の変更が可能である。上記の通り、板バネアッセンブリは、所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の個別の上側板バネと、該上側板バネ下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネ又は所定の隙間を有する少なくとも一対の平行な下側板バネとを備える。
【００３０】
第１の例によると、少なくとも１枚の個別の下側板バネの幅は、１枚の上側板バネの幅と少なくとも同じである。また、少なくも１枚の個別の下側板バネの幅は、上側板バネ及びそれらの間の隙間に等しい又はそれよりも小さい。各個別の下側板バネは、上側板バネどうしの間の隙間の下方に中央に配置されている。
【００３１】
第２の例によると、少なくとも一対の下側バネの幅は、この下側板バネ構造の真上に配置された板バネ構造に等しい又はそれよりも小さい。この場合、各下側板バネは、その対応する上側板バネに対して中間に配置されている。少なくとも１枚の下側板バネどうしの間の隙間は、上側板バネどうしの間の隙間に等しい又はそれよりも大きい。これは、下側板バネの幅によって決まる。
【００３２】
各個別の上側板バネは、板バネアッセンブリの第１端部に目玉部を備え、その各目玉部は、前記所定の隙間に等しい幅を有する中間第１スペーサを備えた共通のブッシングに取り付けられている。個別の上側板バネは、その中間位置において互いに所定の隙間を置いて並んで配置され、車軸を板バネアッセンブリに連結する車軸アッセンブリの一部を成す第２スペーサによって離隔されている。
【００３３】
本発明はまた、上記の例に説明するように、少なくとも１つの板バネアッセンブリから成るサスペンションを備える車両に関する。
【００３４】
本発明に係る板バネアッセンブリから成るサスペンションを備える車両は、各端部において、安全装置又は安全器具によって固定される必要がない。これは、バネの破損の場合に備えて標準板バネに求められる。操舵される前側車軸に関しては、前側車軸の位置ずれを防止するよう車軸の前端に設けられる安全目玉部を省略することができる。同様に、車軸の後端に設けられるスチール製のベルト又は遮蔽部を省略してもよい。この安全装置を省略することで、コストと重量の削減が可能である。
【００３５】
本発明に係るバネアッセンブリにおけるバネの破損があっても、依然として１枚の個別の板バネは損傷を受けることがない。このように、標準板バネの破損後にステアリング制御を維持すべき問題を通常引き起こすと思われる車軸の位置ずれを回避することができる。バネの破損後でも、まだ車両は駆動可能で、修理施設へ向かうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
添付の図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図面は単に説明を目的とし、特許請求の範囲に引用される本発明の限定を定義しようとするものではない。更に、図面は正確な縮尺率である必要はなく、別段の指示がない限り、以下に記載される構造及び手順を単に概略的に説明するためのものであることを理解されたい。
【００３７】
【図１】本発明に係る板バネアッセンブリを備える商用車両用サスペンションの概略図である。
【図２Ａ】標準の板バネを備える従来の車両用前側サスペンションの概略斜視図である。
【図２Ｂ】本発明に係る板バネアッセンブリを備える車両用前側サスペンションの概略斜視図である。
【図３Ａ】板バネアッセンブリの前端部用スプリングハンガ取付け部の概略側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのスプリングハンガ取付け部の概略断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａのスプリングハンガ取付け部の斜視図である。
【図４】本発明に係る板バネアッセンブリの車軸取付け部の概略分解斜視図である。
【図５Ａ】図４の車軸取付け部を通る断面図である。
【図５Ｂ】別の車軸取付け部を通る断面図である。
【図６】従来のバネと本発明に係る一対の組み付けされた上側板バネの主要方向に垂直な概略垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、牽引装置の形での商用車１０１の概略図である。商用車１０１は、シャーシ１０２と、シャーシに組み付けられた運転室１０３から構成される。運転室１０３の下部は、クラッチとマニュアルトランスミッション又はオートマチックトランスミッションとから成るドライブトレイン１０５を介して商用車１０１の一対の駆動輪１０６に作用する内燃機関１０４である。内燃機関１０４は、排気ガスを大気に排出する排気管（不図示）に連結された第１マフラ及び第２マフラを備えた排気ガス装置１０７から構成される。運転室１０３は、一対の前側操舵輪１０８によっても支持されている。操舵輪は、サスペンション構造１１０に取り付けられた剛性車軸１０９に組み付けられている。サスペンション構造１１０は、前側ブラケット１１２とスプリングシャックル１１４を備えた後側ブラケット１１３とによって支持された本発明に係る板バネアッセンブリ１１１から構成される。図１に示される例では、バネアッセンブリは、空気バネ又は蛇腹部１１５によってフレーム１０２に連結されている。以下に更に詳細にサスペンション構造について説明する。
【００３９】
図２Ａは、車両フレーム２０２の両側面にある従来の標準の１枚板バネを備える車両用前側サスペンション２０１の概略斜視図である。フレームの両側面に設けられた同様及び／又は類似する構成部品には、同じ参照番号が付されている。フレーム側付近のサスペンションについて以下に説明する。
【００４０】
図は、前側目玉巻き部２０４及び後側目玉巻き部２０５を有する中実状の１枚板バネ２０３を備えた平坦板バネ前側サスペンション２０１を示す。前側目玉巻き部２０４は、フレーム２０２に取り付けられたスプリングハンガ２０７に取り付けられたスプリングハンガ連結部２０６に連結されている。後側目玉巻き部２０５は、スプリングシャックル取り付け部２１１に連結されたスプリングシャックル２１０に取り付けられたスプリングシャックル連結部２０８に連結されている。スプリングシャックル取り付け部２１１は、フレーム２０２に取り付けられている。剛性前側操舵車軸２１２は、車軸取り付け部２１３によって１枚板バネ２０３に取り付けられている。図２Ａに示される平坦板バネ前側サスペンション２０１は、ダンパ部２１４を備えている。ダンパ部２１４は、フレーム２０３に連結され、更に車軸取り付け部２１３において又はその付近において、中実性の前側操舵車軸２１２に連結されている。図は、サスペンション支柱の形でのダンパ部を示しているが、蛇腹部を使用してもよい。
【００４１】
図２Ｂは、車両フレーム２０２の両側面にある本発明に係るバネアッセンブリを備える車両用前側サスペンション２１９の概略斜視図である。フレームの両側面に設けられた同様及び／又は類似する構成部品には、同じ参照番号が付されている。また、図２Ａの前側サスペンション２０１と共通して使用される構成部品は、同じ参照番号を有する。フレーム側付近のサスペンションについて以下に説明する。
【００４２】
図は、所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の個別の上側板バネ２２１、２２２と、個別の下側板バネ２２０の形での下側バネ構造とを有する板バネアッセンブリを備える車両用バネ前側サスペンション２１９を示す。個別の下側板バネ２２０は、上側板バネ２２１、２２２の間の隙間の下方に中央に配置されている。所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の下側板バネから構成される下側バネ構造を示す別例について、以下の図５Ｂと関連して説明する。平行な上側板バネ２２１、２２２の各々は、前側目玉巻き部又は目玉部２２３、２２４と、後側目玉巻き部又は目玉部２２５、２２６とを有する。前側目玉巻き部２２３、２２４は、フレーム２０２に取り付けられたスプリングハンガ２０７に取り付けられた共通のスプリングハンガ連結部２２７に連結されている。スプリングハンガ連結部について、図３Ａから図３Ｃと関連して更に詳細に説明する。後側目玉巻き部２２５、２２６は、スプリングシャックル取り付け部２１１に連結されたスプリングシャックル２１０に取り付けられた共通のスプリングシャックル連結部２０８に連結されている。スプリングシャックル取り付け部又はブラケット２１１は、フレーム２０２に取り付けられている。剛性前側操舵車軸２１２は、車軸取り付け部２２９によって個別の上側板バネ２２１、２２２に取り付けられている。車軸取り付け部について、図４と関連して更に詳細に説明する。図２Ｂに示される板バネ前側サスペンション２１９は、ダンパ部２１４を備えている。ダンパ部２１４は、フレーム２０３に連結され、更に車軸取り付け部２２９において又その付近おいて、中実性の前側操舵車軸２１２に連結されている。図は、サスペンション支柱の形でのダンパ部を示しているが、空気バネ又は蛇腹部を使用してもよい。
【００４３】
図２Ａ及び図３Ａから図３Ｃを参照すると、各個別の上側板バネ２２１、２２２のそれぞれの前端は、共通のスプリングハンガ連結部２２７に取り付けられている。各個別の上側板バネ２２１、２２２の前側目玉巻き部又は目玉部２２３、２２４は、スプリングハンガ連結部２２７において回転ブッシング３０１周りに取り付けられている。スプリングハンガ連結部２２７は、フレーム２０２に取り付けられたスプリングハンガ２０７に連結されている。回転ブッシング３０１は、個別の上側板バネ２２１、２２２とスプリングハンガ２０７との間に配置され、これらの２つの構成部品間における動作を吸収するとともに車両を衝撃から隔絶する。
【００４４】
本発明は、個別の上側板バネ２２１、２２２とフレーム２０２との間に配置された回転ブッシング３０１を１つだけ有しているように示されているが、必要に応じて個別の上側板バネ２２１、２２２とフレーム２０２との間に配置された２つ以上又は場合によっては３つ以上の回転ブッシングを有することは、本発明の範囲内である。また、本発明は、個別の上側板バネ２２１、２２２とフレーム２０２との間に配置された３つの同じ回転ブッシング３０１を場合により有するように説明されているが、必要に応じて各ブッシング位置に異なる設計を用いることは、本発明の範囲内である。
【００４５】
図３Ａから３Ｃに示されるスプリングハンガ取り付け部は、スプリングハンガ２０７によってフレーム２０２に連結されたバネアッセンブリの前端用である。しかし、その解決策は、個別の上側板バネ２２１、２２２の後側ループと、フレーム２０２に連結されたスプリングシャックル取り付け部２１１との間に配置されたシャックル２１０によってフレーム２０２に連結されたバネアッセンブリの後端にも使用できる。
【００４６】
図２Ｂに引用されているスプリングハンガ連結部２２７は、内側金属部材３０２と、関連する外側金属スリーブ３０５、３０６を含む１対の弾性ブッシング３０３、３０４とから構成される回転ブッシング３０１を備えている。内側金属部材３０２は、略円筒状の中央部３０７と、それぞれが中央部３０７の各端部に配置されている１対の略矩形の部位３０８とを含んでいる。各矩形部位３０８は、開口部３０９を有する。開口部は、そこを通して延び、回転ブッシング３０１を、対応するスプリングハンガ連結部又はスプリングハンガブラケットに固定するのに使用される。中央部３０７は、スペーサを形成する中央部径方向フランジ３１０を備えている。径方向フランジ３１０の幅は、個別の上側板バネ２２１、２２２の間の所望の隙間に等しい。また、径方向フランジ３１０の径方向の延出部は、好ましくは個別の上側板バネ２２１、２２２の隣接部位の厚みと同等又はそれよりも小さい。径方向フランジは、鍛造中央部の一部であり、又、中央部に溶接された若しくは他の方法で取り付けられた単独のリング形状の部位から構成されていてもよい。中央部３０７は、中実状の略円筒部として図示されているが、必要に応じて、管状の内側金属構造、ボール形状のピン、又はその他の構造を使用することは本発明の範囲内である。管状の内側金属が使用される場合、略矩形の部位３０８は省略され、回転ブッシングをフレームに固定するのに通しボルトを使用してもよい。この場合、フランジは、上記のように単独のリング形状の構成部品を備えていてもよい。
【００４７】
弾性ブッシング３０３、３０４は、内側金属部材３０２と、径方向フランジ３１０のいずれかの側にあってそれぞれのブッシングに対応する外側金属スリーブ３０５、３０６との間に位置している環状部材である。回転ブッシング３０１の中への組み付け時に規定の圧縮率［％］が弾性ブッシング３０３、３０４に加わるように、弾性ブッシング３０３、３０４の自由径は、内側金属部材３０２と外側金属スリーブ３０５、３０６との間の隙間よりも大きくなっている。回転ブッシング３０１の組み付けは、まず、フランジ３１０のいずれかの側の内側金属部材３０２に弾性ブッシング３０３、３０４を接着させ、それから、この組み合わせを各外側金属スリーブ３０５、３０６に挿入することで実現される。回転ブッシング３０１の別の組み付け方法は、まず、弾性ブッシングを各外側金属スリーブ３０５、３０６内部に接着させ、それから、内側金属部材３０２を各弾性ブッシング３０３、３０４に挿入するものである。本発明は、どちらの組み付け方法を使用してもよい。弾性ブッシングは、内側金属部材３０２又は外側金属スリーブ３０５、３０６のいずれかに接着させればよい。また、内側金属部材３０２と外側金属スリーブ３０５、３０６の両方に接着させてもよい。また、接着させずに、内側金属部材３０２又は外側金属スリーブ３０５、３０６に組み付けてもよい。
【００４８】
第１の例によると、図３Ｂのフランジ３１０の左側に示すように、各外側金属スリーブ３０５は、カップ形状本体部の一部である。この場合、２つの同一で対向するカップ形状本体部は、弾性ブッシング３０３、３０４と共に、内側金属部材３０２の対向する端部から内側金属部材３０２に組み付けられる。カップ形状本体部は、外側金属スリーブ３０５と、対応する外側金属スリーブ３０５の対向端部つまり該外側金属スリーブの外側に位置する径方向の壁３１１とから形成されている。径方向の壁３１１は、中央部３０７に接触することなく、それに向かって延びている。
【００４９】
図３Ｂに示す第２の例によると、外側金属スリーブ３０５、３０６は、フランジ３１０の対向する両側にある第１カップ形状本体部及び第２カップ形状本体部の一部である。第１カップ形状本体部は、外側金属スリーブ３０５の形での第１スリーブと、外側金属スリーブ３０５の外端に位置する径方向の壁３１１とを備えている。径方向の壁３１１は、中央部３０７に接触することなく、それに向かって延びている。第１カップ形状本体部は、第１弾性ブッシング３０３を囲んでいる。第２カップ形状本体部は、第２スリーブ３０６と、第２スリーブ３０６の外端において外側延出フランジ３１４を有する環状壁３１３の形でのカバー３１２とを備えている。バネの歪みを補うために、第２スリーブ３０６は、その外端付近に任意の段差部３１５を含んでいてもよい。カップ形状本体部３０６、３１３は、第２弾性ブッシング３０４の表面に組み付けられる。フランジ３１４は、外側に延出しているので、弾性ブッシング３０４は、このフランジ状端部から組み付けることができる。外側延出フランジ３１４は、カップ形状本体部３０６、３１３と第２弾性ブッシング３０４との組み付けより前に形成される。カップ形状本体部３０６、３１３のフランジ状端部により、カップ形状本体部と弾性ブッシング３０４との組み付けが可能になる。これら２つの構成部品が組み付けられると、カバー３１２が外側延出フランジ３１４に固定され、弾性ブッシング３０４の密閉が完了する。
【００５０】
環状壁３１３は、リング部３２０、起伏部３２１、及び複数の径方向外側延出圧着部３２２を有する。リング部３２０は、フランジ３１４付近に配置され、圧着部３２２は、図３Ｂに示すようにフランジ３１４周りで曲げられ、環状壁３１３を第２スリーブ３０６に固定し、カップ形状本体部を形成する。起伏部３２１により、第２弾性ブッシング３０４との合わせ面がもたらされ、このように、弾性ブッシング３０４の密閉及び変形を管理することで、回転ブッシング３０１のバネ定数を管理する。回転ブッシング３０１に関連する他の利点は、個別の上側板バネ２２１、２２２に対する回転ブッシング３０１の軸方向移動が、フランジ３１４及びカバー３１２により一方向に限定されることである。回転ブッシングの軸方向荷重は、一方向に著しく大きいので、フランジ３１４及びカバー３１２が著しく大きい軸方向荷重に耐え得るよう、回転ブッシング３０１を適切な方向に個別の上側板バネ２２１、２２２に組み付けることができる。
【００５１】
標準の１枚板バネの取り付けから、本発明に係る板バネアッセンブリの取り付けへの移行に際し、前側板バネ取り付け部を適用すると、標準のスプリングハンガ連結部を、図３Ａから図３Ｃに示されるスプリングハンガ連結部に置き換えることが必要となるだけである。上記の通り、このスプリングハンガ連結部は、後側板バネ取り付け部に使用してもよい。
【００５２】
図４は、本発明に係る板バネアッセンブリに連結された車軸アッセンブリ４０２用車軸取り付け部４０１の分解斜視図である。車軸アッセンブリは、車両フレーム（図２Ｂ参照）の各側面（一方の面を図示）にある一対の離間した平行上側板バネ４０４、４０５と下側板バネ４２１とから構成される板バネアッセンブリを有する単一の前側車軸４０３を備えた商用車向けである。
【００５３】
車軸４０３は、好ましくは、車軸の端部付近の部分において拡張取り付けパッド４０６を有する。パッド４０６の基本的な目的は、板バネ４０４、４０５、４２１の取り付け位置を提供することである。トラックの重量は、上側板バネ４０４、４０５及び下側板バネ４２１上に加わっているので、パッド４０６は、基本的に重量負荷を受けている。周知の通り、Ｕボルトクランプ４０７、４０８は、スプリングブロック４０９をバネ４０４、４０５の上面に嵌め込み、アッセンブリの部品を合わせて固定するよう構成されている。
【００５４】
Ｕボルトクランプ４０７、４０８は、締め具で緩く取り付けられてパッド４０６の対応する開口部４１０を貫通し、ナット（不図示）によってパッド４０６の裏面で留められている。全てのＵボルト４０７、４０８は、確実に上側板バネをパッド４０６に対して中央に保持することを目的としており、相対移動を抑制するようしっかりと締め付けられている。Ｕボルト４０７、４０８と関連する重要な位置決め機能はない。上側板バネ４０４、４０５及び下側板バネ４２１を介して作用するＵボルト４０７、４０８に対するトラック車体の上向きの力は、トラックが路上の凸凹部分の上やカーブを走行する時の比較的小さい上向きの力及び遠心力に限定される。
【００５５】
１つの位置決め開口部４１１がパッド４０６の標準車軸４０３に形成されている。これにより、組み付け時に、上側板バネ４０４、４０５及び下側板バネ４２１をパッド４０６に対して位置決めすることができる。開口部４１１に取り付けられた位置決めピン４１２は、パッド４０６から上方に延びて、位置決めピン４１２上に配置された円筒状スペーサ４１３と共に取り付けられる。位置決めピン４１２及びスペーサ４１３は、下側板バネ４２１の開口部であって、離間した平行上側板バネ４０４、４０５の間にある開口部（図５）を貫通する。車軸取り付け部４０１の領域では、スプリングブロック４０９の下方において、離間した平行上側板バネ４０４、４０５及び下側板バネ４２１は、シム（図５）によって離隔されている。車両の荷重によって板バネ４０４、４０５、４２１が下方に抜ける際の衝撃を吸収するため、スプリングブロック４０９の上面にバンパ４１４が設けられている。車軸取り付け部４０１は更に、下方に延びてパッド４０６の前面及び後面それぞれと接触している前側及び後側スカート部４１６、４１７を備えた取り付けプレート４１５を含む。示されている例では、取り付けプレート４１５は、サスペンション支柱（図２Ｂの“２１４”）用の取り付け部４１８を備えているが、この目的として空気バネを使用してもよい。
【００５６】
取り付けプレート４１５の中央に配置されているので、位置決め開口部４１９は、取り付けパッド４０６上の中央開口部４１１と一直線になっている。ピン４１２は、硬化鋼製であり、部品を合わせて堅固に保持するのに十分に高いせん断係数を備えている。ピン４１２及び対応する位置決め開口部４１１、４１９の寸法は、車軸アッセンブリへの荷重の大きさに合わせて計算される。Ｕボルトクランプ４０７、４０８は、締め具で緩く取り付けられてプレート４１５の開口部４２０を貫通して延び、これらの部品を確実に組み付けやすくする。上側スプリングブロック４０９及びＵボルトクランプ４０７、４０８は、いかなる耐性機能も果たす必要がないので、従来使用されていた標準部品であってもよい。
【００５７】
板バネ４０４、４０５、４２１を標準の車軸４０３に組み付ける際、取り付けプレート４１５は、位置決めピン４１２及び円筒状スペーサ４１３の上に配置される。位置決めピン４１２及び円筒状スペーサ４１３は、位置決め開口部４１９から、下側板バネ４２１にある開口部（図５）を通り、平行上側板バネ４０４、４０５の間の所定の隙間に向かって延びる。円筒状スペーサ４１３の上面は、好ましくは、各上側バネ４０４、４０５の上面と同じ高さ又はそれよりも下に位置する。位置決めピン４１２は、円筒状スペーサ４１３の上面と同じ高さで又はその上側にパッド４０６から上方に延びている。後者の場合、スプリングブロック４０９の下面に凹み部が設けられている。円筒状スペーサ４１３は、取り付け力によって又は協働するネジ山によって、位置決めピン４１２に取り付けることができる。
【００５８】
また、位置決めピンの上に、プレートの上面と接して円筒状スペーサを配置してもよい。更に別の例によれば、円筒状スペーサは、プレートと一体部品であってもよい。
【００５９】
標準の１枚板バネの取り付けから、本発明に係る板バネアッセンブリの取り付けへの移行に際し、車軸取り付け部４０１を適用すると、取り付けプレートの位置決め開口部を広げ、円筒状スペーサを位置決めピンに取り付けることが必要となるだけである。円筒状スペーサは、図５に示すように、下側板バネを貫通していてもよく、又、上側板バネどうしの間の隙間に配置するだけでもよい。
【００６０】
図５Ａは、Ｕボルトクランプ４０７、４０８の間の車軸アッセンブリ４０１を通る断面図である。図は、スプリングブロック４０９、上側板バネ４０４、４０５、下側板バネ４２１、上側板バネ及び下側板バネを離隔するシム４２２、及び車軸４０３上のプレート４１５を保持するＵボルトクランプ４０７、４０８を示す。Ｕボルトクランプ４０７、４０８は、ナット４２５、４２６によってパッド４０６の裏面で留められている。構成部品は、位置決めピン４１２及び円筒状スペーサ４１３によって位置決めされている。位置決めピン４１２は、スプリングブロック４０９の下面に設けられた凹み部の中へ上方に延びている。円筒状スペーサ４１３は、各上側バネ４０４、４０５の上面の真下に位置する。
【００６１】
下側板バネ４２１は、上側板バネ４０４、４０５の真下にあり、上記の通り中央部で金属シム４２２を介して上側板バネと接している。下側板バネの端部において、下側板バネの上面は、上側板バネの下面と直接接している。この場合、下側板バネは、嵌め合い突起及び凹み部、又は溝及び隆起部（不図示）などの協働する位置決め手段によって、上側板バネに対して位置決めされている。このような位置決め手段は、当技術分野で周知であり、更に詳細な説明は省略する。位置決め手段は、各バネの長さ方向に延在し、バネアッセンブリの荷重印加時の相対的な移動を制限することができる。また、上側バネ及び下側バネの各端部は、金属板どうしの間で硬化された、ゴムなどの弾性材料から成るブッシングによって連結されている。ブッシングは、上側バネ及び下側バネの各々に取り付けられている。このようなブッシングは、バネアッセンブリの荷重印加時の相対的な移動を制限する。
【００６２】
図５Ｂは、一対のＵボルトクランプ５０７、５０８間の別の車軸アッセンブリ５０１を通る断面図である。図５Ｂは、図５Ａとほぼ同じであって、１枚の下側バネが、１対の平行で離間した下側バネ５２１、５２３と置き換えられている点が異なる。図５Ｂは、スプリングブロック５０９、上側板バネ５０４、５０５、下側板バネ５２１、５２３、上側バネ及び下側バネを離隔するシム５２２、５２４、及び車軸５０３上のプレート５１５を保持するＵボルトクランプ５０７、５０８を示す。Ｕボルトクランプ５０７、５０８は、ナット５２５、５２６によってパッド５０６の裏面で留められている。構成部品は、パッド５０６に取り付けられた位置決めピン５１２及び位置決めピン５１２の上に取り付けられた円筒状スペーサ５１３によって位置決めされている。上側板バネどうしの間の隙間と下側板バネどうしの間の隙間が異なる場合、下側板バネどうしの間により広い隙間を設けられるよう、位置決めピンに段を付けてもよい（不図示）。位置決めピン５１２は、スプリングブロック５０９の下面に設けられた凹み部の中へ上方に延びている。円筒状スペーサ５１３は、各上側バネ５０４、５０５の上面の真下に位置する。
【００６３】
下側板バネ５２１、５２３は、上側板バネ５０４、５０５の真下にあり、上記の通り中央部で金属シム５２２、５２４を介して上側板バネと接している。下側板バネの各端部において、下側板バネの上面は、上側板バネのそれぞれの下面と直接接している。この場合、各下側板バネは、その対応する上側板バネの中央に配置され、嵌め合い突起及び凹み部、又は溝及び隆起部（不図示）などの協働する位置決め手段によって位置決めされている。位置決め手段は、各バネの長さ方向に延在し、バネアッセンブリの荷重印加時の相対的な移動を制限することができる。また、各端部は、金属板どうしの間で硬化された、ゴムなどの弾性材料から成るブッシングによって連結されている。ブッシングは、上側バネ及び下側バネの各々に取り付けられている。このようなブッシングは、バネアッセンブリの荷重印加時の相対的な移動を制限する。
【００６４】
本発明は、上記の形態に限定されないが、添付の特許請求の範囲内で自由に変更してもよい。
【図１】
2016525040.tif 000008
【図２Ａ】
2016525040.tif 000009
【図２Ｂ】
2016525040.tif 000010
【図３Ａ】
2016525040.tif 000011
【図３Ｂ】
2016525040.tif 000012
【図３Ｃ】
2016525040.tif 000013
【図４】
2016525040.tif 000014
【図５Ａ】
2016525040.tif 000015
【図５Ｂ】
2016525040.tif 000016
【図６】
2016525040.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月1日(2015.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に、車両の両側面に取り付けられるよう配置された車両用サスペンションの板バネアッセンブリであって、該板バネアッセンブリは、第１ブラケット（２０７）に枢動可能に連結するよう車両に配置された第１端部（２２３，２２４）と、スプリングシャックル（２１０）に連結するよう車両に配置された第２端部（２２５，２２６）とを備え、前記板バネアッセンブリは、該板バネアッセンブリの前記第１端部及び前記第２端部の中間位置で、該板バネアッセンブリから横方向に延びる車軸（２１２）に連結するよう配置され、前記板バネアッセンブリは、同一平面にて所定の隙間を置いて並んで配置され、前記第１端部及び前記第２端部（２２３，２２４；２２５，２２６）の間に延びる２枚の個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）を含む上側バネ構造と、該上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネ構造（２２０；４２１；５２１，５２３）を備えることを特徴とする、車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項２】
前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、１枚板バネの代替となるよう配置され、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の全幅及び前記隙間は、前記１枚板バネの幅に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項３】
各個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、前記板バネアッセンブリの全幅の２５％から４５％の範囲内で選定された所定の幅を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項４】
前記個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、該上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の垂直面及び水平面における複合慣性２次モーメント（Ｉｘ；Ｉｙ）が、該上側板バネと同じ全幅を有する１枚の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）のモーメントに少なくとも等しくなるよう選択された幅及び厚みを延在方向のどの位置においても持っていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項５】
各個別の上側板バネは、前記板バネアッセンブリの前記第１端部及び前記第２端部において目玉部（２２３，２２４；２２５，２２６）を備え、各目玉部（２２３，２２４；２２５，２２６）は、前記所定の隙間に等しい幅を有する中央第１スペーサ（３１０）を含む共通のブッシング（３０１）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項６】
前記個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、その中間位置にて所定の隙間を置いて並んで配置され、該所定の隙間に等しい幅を有する中間スペーサ（４１３）によって離隔されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項７】
前記個別の下側板バネ構造は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間の下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）を備えることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）の幅は、１枚の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の幅と少なくとも同じであることを特徴とする、請求項７に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）の幅は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）及び前記隙間に等しい又はそれより小さいことを特徴とする、請求項７又は８に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１０】
各個別の下側板バネ（２２０；４２１）は、前記それぞれの上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の下方に中央に配置されていることを特徴とする、請求項７乃至９のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１１】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ構造（５２１，５２３）は、所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の個別の下側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）を備えることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１２】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ構造（５２１，５２３）の幅は、この下側板バネ構造（５２１，５２３）の真上に配置された板バネ構造に等しい又はそれより小さいことを特徴とする、請求項１１に記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１３】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間に等しい又はそれよりも大きいことを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれかに記載の車両用サスペンションの板バネアッセンブリ。
【請求項１４】
車両フレーム（２０２）の両側面において前後方向に延びるよう配置された１組の板バネアッセンブリを備える車両用サスペンションであって、各板バネアッセンブリは、第１位置にて前記フレーム（２０２）に強固に取り付けられた第１ブラケット（２０７）と共に、前記車両に枢動可能に連結された第１端部（２２３，２２４）と、第２位置にて前記フレーム（２０２）に強固に取り付けられた第２ブラケット（２１１）に枢動可能に連結されたスプリングシャックル（２１０）と共に、前記車両フレームに連結された第２端部（２２５，２２６）を有し、負荷がかけられた状態の前記板バネの長さ変化を補うため、前記サスペンションは更に、前記車両フレームから横方向に延びる車軸（２１２）であって、各上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の前記第１端部及び前記第２端部（２２３，２２４；２２５，２２６）の中間の位置で該上側板バネに取り付けられた車軸と、該車軸（１０９；２１２）と前記車両フレーム（１０２；２０２）との間に取り付けられたダンパ手段（１１４；２１４）とを備えており、前記板バネアッセンブリは、同一平面にて所定の隙間を置いて並んで配置され、前記第１端部及び前記第２端部（２２３，２２４；２２５，２２６）の間に延びる２枚の個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）と、該上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネ構造（２２０；４２１；５２１，５２３）とを備えることを特徴とする、車両用サスペンション。
【請求項１５】
前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、１枚板バネの代替となるよう配置され、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の全幅及び前記隙間は、前記１枚板バネの幅に等しいことを特徴とする、請求項１４に記載の車両用サスペンション。
【請求項１６】
各個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、前記板バネアッセンブリの全幅の２５％から４５％の範囲内で選定された所定の幅を有することを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の車両用サスペンション。
【請求項１７】
前記個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）の垂直面及び水平面における複合慣性２次モーメント（Ｉｘ；Ｉｙ）が、該上側板バネと同じ位置で同じ全幅を有する１枚板バネの慣性モーメントに少なくとも等しくなるよう選択された幅及び厚みを延在方向のどの位置においても持っていることを特徴とする、請求項１４乃至１６のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項１８】
各個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、前記板バネアッセンブリの前記第１端部において目玉部（２２３，２２４；２２５，２２６）を備え、各目玉部は、前記所定の隙間に等しい幅を有する中間第１スペーサ（３１０）を含む共通のブッシング（３０１）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１４乃至１７のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項１９】
前記個別の上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）は、その中間位置にて所定の隙間を置いて並んで配置され、前記車軸（２１２；４０３）を前記板バネアッセンブリに連結する車軸取り付け部の一部を形成する中間スペーサ（４１３）によって離隔されていることを特徴とする、請求項１４乃至１８のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２０】
前記個別の下側板バネ構造は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間の下方に配置された少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０）を備えることを特徴とする、請求項１４乃至１９のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２１】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）の幅は、１枚の上側板バネ（２２１；２２２）の幅と少なくとも同じであることを特徴とする、請求項１４乃至２０のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２２】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２０；４２１）の幅は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）及び前記隙間に等しい又はそれより小さいことを特徴とする、請求項１４乃至２１のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２３】
各個別の下側板バネ（２２０；４２１）は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間の下方に中央に配置されていることを特徴とする、請求項１４乃至２２のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２４】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ構造（５２１，５２３）は、所定の隙間を置いて並んで配置された２枚の個別の下側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）を備えることを特徴とする、請求項１４乃至１９のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２５】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ構造（５２１，５２３）の幅は、この下側板バネ構造（５２１，５２３）の真上に配置された板バネ構造に等しい又はそれより小さいことを特徴とする、請求項２４に記載の車両用サスペンション。
【請求項２６】
前記少なくとも１枚の個別の下側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間は、前記上側板バネ（２２１，２２２；４０４，４０５；５０４，５０５）どうしの間の前記隙間に等しい又はそれよりも大きいことを特徴とする、請求項２４又は２５のいずれかに記載の車両用サスペンション。
【請求項２７】
請求項１４乃至２６のいずれかに係るサスペンションを備えている車両。
【国際調査報告】
2016525040.tif 000018
2016525040.tif 000019
2016525040.tif 000020
2016525040.tif 000021