スプリングサスペンションアセンブリ
内側キャリア（５６，１１７Ａ）と外側キャリア（８６，１２０）に取り付けられた複数のばね要素（７７，８３，７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，７８７Ｅ，８８Ｆ，７７Ｇ，７７Ｈ，７７Ｉ，１１６，１１７，１３２，１３３，１４１，１４２）を有し，各配列（７６，８２，７６Ａ，７６Ｂ，８２Ａ，８２Ｂ）が，対向又は相殺する向きに向けられ，各ばね要素（７７，８３，７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，７８７Ｅ，８８Ｆ，７７Ｇ，７７Ｈ，７７Ｉ，１１６，１１７，１３２，１３３，１４１，１４２）が円弧に対応する形状を有する車両用のスプリングサスペンションアセンブリであって，外側キャリア（８６，１２０）が，車両のシャシに取り付けられるように適応され，内側キャリア（５６，１１７Ａ）が，車両の車軸シャフトに取り付け可能であることを特徴とするスプリングサスペンションアセンブリ（５０，５０Ａ）。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は，車軸，駆動軸及び他の細長い部材を支持するために使用することができる改良されたスプリングサスペンションアセンブリに関する。本発明は，特にホイールサスペンションアセンブリに関する。
【０００２】
ホイールサスペンションアセンブリは周知であり，基本的に，１対のホイールを相互接続する車軸に取り付けられた，対向する板ばねアセンブリを有し，各板ばねアセンブリは，それぞれの端部で車体の下側にも取り付けられている。また，油圧又は空気圧シリンダ等の１対の油圧又は空気圧ダンパが設けられることがあり，これらのダンパは，作動油や空気等の流体源に連結される。流体が各ダンパ内に入ると，各ダンパから流体が抜き出されたときの状態と比べて，より大きい耐荷重能力が車両に提供される。
【０００３】
同様に板ばねアセンブリを使用するホイールサスペンションアセンブリは，米国特許第４，６１４，３５９号公報及び米国特許第５，２１７，２４８号公報に記載されている。米国特許第４，６１４，３５９号公報には，横方向に延在する板ばねを有するホイールサスペンションが記載されており，この板ばねは，スプリングコネクタ(spring connector)を操作することによって，車両の車輪案内装置の変更と独立してスプリングコネクタの外側端部を上下させ，車両のシャシを所望の高さ又はレベルに調整するように適応されている。
【０００４】
米国特許第５，２１７，２４８号公報には，１対の板ばね，及びアンチロールバー又は管に連結された別の板ばね，オイルスプリング，液圧シリンダ，空気圧シリンダ，又はエラストマサスペンション部材を有する車両サスペンションアセンブリが記載されている。また，１対の板ばねのアーム間に連結されたアンチロールバー又は管の形状の安定化アセンブリが設けられている。
【０００５】
米国特許第７，２３７，７７９号公報には，コイルスプリング又はつる巻きばねを使用する，他のホイールサスペンションアセンブリが記載されており，車両のばね上重量(spring weight)を支持するサスペンションコイルスプリングと，路面ホイールを支持すると共にサスペンションスプリングの下端部に連結されて，サスペンションスプリングの変形に応じて回動する回動式ばね下部材と，ばね上重量の影響を受けないように適合されると共に，ばね下部材を動かしてサスペンションスプリングの長さを増減し，それにより路面ホイールにおいて車両高さを調整できるようにした駆動機構とが設けられている。コイルスプリング又はつる巻きばねを使用する他のホイールサスペンションアセンブリは，米国特許第７，２３７，７８０号公報に開示されており，この特許には，コイルスプリングの一方を他方に対して軸方向に移動させるアクチュエータも記載されている。他のホイールサスペンションアセンブリは，米国特許第３，９６６，３２２号公報，米国特許第４，１４３，８８７号公報，米国特許第３，１６２，０９１号公報，米国特許第４，３４８，０１６号公報，米国特許第４，９２３，２０９号公報，米国特許第５，５８０，０８９号公報，米国特許第５，９１５，７０５号公報，及び米国特許第６，２４７，６８８号公報に記載されている。
【０００６】
エアスプリング又は空気圧シリンダをキャリアアームアセンブリと組み合わせて使用するホイールサスペンションアセンブリが，米国特許第４，３７９，５７２号公報に記載されている。エアスプリングは，その圧縮率(compensability)を制御するため調整可能であり，したがって，車両の乗車特性及び車軸のアライメントも制御する。
【０００７】
米国特許第４，１６８，０７５号公報は，車両荷重及び／又は車両速度の変化に応じて車両の各側で調整することができる回動可能なホイール制御部材又はガイド部材を有する独立した後輪サスペンションアセンブリを記載している。
【０００８】
前述の従来のホイールサスペンションアセンブリの１つの大きな短所は，動作が過度に複雑であり，適切なダンパ又は衝撃吸収部材として液圧シリンダ又は空気圧シリンダの使用を必要とし，或いはコイルスプリングの圧縮度を制御するためにアクチュエータと共に使用されるコイルスプリングアセンブリの使用を必要とすることである。すなわち，得られたホイールサスペンションは，サスペンションアセンブリが，車両の車軸並びに車両のシャシに取り付けられているので，横方向に動くことができず，したがって，車体への衝撃によって伝わる衝撃が，車両サスペンション，シャシ，又は車両トランスミッション等の他の可動部品アセンブリの破損の原因となる。
【０００９】
更に，従来のホイールサスペンションアセンブリは，嵩張るか又は重くて扱いにくく，したがって，坑内機械装置に要求される狭い旋回円又は小さな旋回円を必要とする関節式機械装置を構成する能力が制限される。したがって，坑内機械装置は，安全上の問題があるだけでなく，より多くの保守を必要とする車両サスペンションを具備していなかった。
【００１０】
また，高さの調整と荷重補償を含む可変車両サスペンションを提供する一般的な方法は，漏出しやすいガススプリング又はエアスプリングの使用によるものである。
【００１１】
したがって，本発明の目的は，構造が単純で動作が効果的な車両用スプリングサスペンションアセンブリを提供することである。
【００１２】
本発明によるスプリングサスペンションアセンブリは，内側キャリアと外側キャリアにそれぞれ取り付けられた複数のばね要素を有し，ばね要素のそれぞれの配列(array)が，対向する（opposing）向き又は相殺する（counteracting）向きに向けられ，各ばね要素が，実質的に円弧に対応する形状を有し，前記外側キャリアが，車両のシャシに取り付けられるように適応され，前記内側キャリアが，車両の車軸又はシャフトに取り付け可能であることを特徴とする。
【００１３】
内側キャリアは，車両の車軸又はシャフトに取り付け可能又は溶接可能な取り付けフランジ，或いは車両の車軸又はシャフトと一体の取り付けフランジを有していてもよい。或いは，内側キャリアは，車両の車軸又はシャフト上への取り付けに適した直径又は横断寸法を有する環状部材，又は車軸又はシャフトを包囲するハウジングであってもよい。
【００１４】
外側キャリアは，ばね要素のそれぞれの配列を保持するための開口部を有する外側ハウジングを有してもよく，或いは，外側ハウジングに取り付け可能な環状部材を有していてもよい。
【００１５】
別の態様のスプリングサスペンションアセンブリは，車軸又はシャフトと，車軸又はシャフトの隣接端部に取り付けられた前述のような１対のスプリングサスペンションアセンブリとを含むサスペンションシステムに関係する。
【００１６】
また，シャフトが，プロペラ軸，又はより好適には車両の車軸を構成してもよいことを理解されたい。プロペラ軸の場合は，本体がプロペラ軸用の支持体で，車両の車軸の場合は，支持体が車両のシャシとなる。
【００１７】
国際公開第２００６／１１６８０７号公報を参照すると，非空気入りタイヤアセンブリについて言及されている。この非空気入りタイヤアセンブリは，外側のリムアセンブリ，内側の車両ハブ連結部材，該外側のリムアセンブリと該内側の車両ハブ連結部材の間にある区画，及びこの区画内にあり対向又は相殺する向きに向けられた複数のばね要素を有する。国際公開第２００６／１１６８０７号公報の全内容は，参照のために本明細書において援用する。
【００１８】
前述のような環状内側キャリアは，それに隣接する，例えば球軸受ハウジング又はころ軸受ハウジングの形状の環状ブシュ又は軸受ハウジングを有していてもよく，後述するように耐荷重調整のための複数のばね要素の回転を容易にする。或いは，複数のばね要素が固定されるように設計された場合は，ブシュ又は軸受は省略することができる。内側キャリアは，好ましくは，硬質の環状部材である。この硬質環状部材は，ばね要素の隣接する内側端部を硬質環状部材に相互接続する固定具と共に使用するための，開口部，ソケット又は取り付けピン又は突起の形状の取り付け部材を有する。そのような取り付けソケットと固定具は，例えば国際公開第２００６／１１６８０７号公報の図１４で検討されているタイプのものでよい。硬質の環状部材は，また，ばね要素の隣接する配列を支持するために内側面に複数のレースを備えてもよい。そのようなレースは，ばね要素に予め荷重をかけ，後で荷重を調整するための手段を提供するのに有用である。
【００１９】
内側キャリアは，車両の車軸又はシャフトに摺動可能に取り付けられてもよく，環状ブシュ又は軸受は，車軸又はシャフトを受ける内側面を有する内側円形開口部を有していてもよい。或いは，前述のように，内側キャリアは車軸に溶接されるか強固に取り付けられてもよく，これは，車軸によって相互接続されたスタブ車軸に車輪が取り付けられる場合に適している。
【００２０】
前述のようなばね要素は，対向するばね要素の両方の配列が単一平面内に位置する状態で本発明のサスペンションアセンブリを単一平面で支持するのに十分な幅を有する。しかしながら，より好ましくは，ばね要素の各配列が，異なる平面内に配置される。各配列の各ばね要素は，形状が類似していてもよいが，より好ましくは，各ばね要素は，異なる幅又は厚みを有するか或いは異なる材料で形成され，ばね要素の各配列が９０°以下の鋭角の角度だけ回転されると，サスペンションアセンブリは，回転後に回転前と異なる耐荷重能力を有する。したがって，例えば，各配列の複数のばね要素は，回転後に，より大きい耐荷重能力を有するように変更される。何故なら，最初の実質的に水平方向の向きから実質的に垂直方向の向きに変化するからである。そのようなばね要素は，各配列の他のばね要素に比べて，より重いか，より厚いか，より幅が広いか，より強度が高い材料から作られており，各配列の他のばね要素は，より軽いか，より薄いか，より幅が狭いか，より強度が低い材料から作られており，より低い耐荷重能力を有する。すなわち，ばね要素の配列は，耐荷重が小さいばね要素が耐荷重が大きいばね要素よりも多く垂直向きに向けられるように回転されるか，その逆に，耐荷重が大きいばね要素が耐荷重が小さいばね要素よりも多く垂直向きに向けられるように回転される。回転量は，場合によって，３０°，４５°又は９０°とすることができる。
【００２１】
また，外側キャリアは，硬質の又は可撓性の材料の連続環状部材とすることができる。この環状部材は，複数のばね要素の隣接する外側端部に連結するために，接続ソケット，開口部，ピン，突起等の適切な連結手段を内側面上に有する。好ましくは，国際公開第２００６／１１６８０７号公報の図１５に示されているような接続ソケット，固定具，及び保持突起が使用される。
【００２２】
外側ハウジングは，また，必要に応じてばね要素の配列を回転させるための軸受ハウジング又はブシュを有してもよい。軸受ハウジングは，球軸受，ころ軸受，又は他の適切な軸受を使用して，１対のばねの配列が，内側キャリアと関連付けられたブシュ又は軸受ハウジング，並びに外側キャリアと関連付けられたブシュ又は軸受ハウジングに対して容易に回転するようにしてもよい。この状況で，当然ながら，外側キャリアと内側キャリアは，支持ブシュ又は軸受ハウジングに対して回転する。
【００２３】
外側ハウジングは，また，車両のシャシ又は車両のシャシ部材に取り付けられるように適応された部分を有してもよい。したがって，一形態では，外側ハウジングは，シャシ又はシャシ部材の対応する面に溶接又は適切な固定具の使用によって取り付けるために，シャシ又はシャシ部材の対応する面に当接する平坦面を有してもよい。好ましい形態では，外側ハウジングの上部は，この目的のために実質的に水平面内に位置合わせされた面を有してもよい。
【００２４】
対向するばねの１対の配列は，それらを支持する内側及び外側の硬質の環状キャリアと共に，任意の適切な手段によって，それぞれの内側ブシュ，外側ブシュ，又は軸受ハウジングに対して移動可能であってもよい。一形態では，外側キャリアは，リングギヤ又はインナーギヤを有しており，ギヤは，その内面，より好ましくはその外面に複数の歯を有する。リングギヤは外側キャリアの内側拡張部を形成してもよい。或いは，リングギヤは別個の部材であってもよい。
【００２５】
また，リングギヤを起動させるためのアクチュエータが設けられていてもよい。一形態では，これは，適切な駆動モータの駆動軸の外側端部に取り付けられたウォームギヤを構成していてもよい。駆動モータは，電気モータ，空気圧モータ，又は油圧モータとすることができる。駆動モータは，レーザの使用によって，又は車両に荷物を積み下ろしするときに自動的に作動するロードセル等によって，駆動モータから離れた場所で作動させることができる。そのような自動操作は，また，油圧又は空圧ラムアセンブリの助けを必要とすることがある。
【００２６】
ばねの配列を起動させる代替手段は，外側環状部材の周囲の単一の場所に連結された機械的なてこシステムを有してもよく，この機械的なてこシステムは，外側リムアセンブリと別の構成要素でもよく，硬質環状部材の拡張部分でもよく，又は回転可能な板の反対側の場所に連結された１対のレバーの動きを開始する油圧ジャッキであってもよい。
【００２７】
次に，添付図面に示すような本発明の好適な実施形態を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の板ばね車両サスペンションアセンブリの斜視概略図である。
【図２】本発明の車両サスペンションアセンブリの一実施形態の斜視図である。
【図３】本発明の車両サスペンションアセンブリの別の実施形態の斜視図である。
【図４】図３に示す車両サスペンションアセンブリの分解斜視図である。
【図５】隣接した硬質環状部材又はキャリア部材に対するばね要素の内側端部の相互接続の斜視図である。
【図６】図５に示された構成の詳細図である。
【図７】対向するばねの各配列及び関連したキャリア部材を車両のシャシに対して回転させるのに適した手段の斜視図である。
【図８】図５に示された構成の正面図である。
【図９】異なる厚みを有するばね要素の１対の配列の斜視図である。
【図１０】対向するばね要素の２対の配列を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示された各対の配列の向きを示す概略図である。
【図１２】１個の配列のばね要素の斜視図で，幅の増大範囲を示す。
【図１３】ばねの二重の配列及び関連したキャリア本体の回転を示し，弱軸と強軸が水平方向に示される。
【図１４】ばねの二重の配列及び関連したキャリア本体の回転を示し，弱軸と強軸が水平方向に示される。
【図１５】ばねの二重の配列及び関連したキャリア本体の回転を示し，弱軸が略垂直向きに対応する傾いた向きで示される。
【図１６】図３に示すスプリングサスペンションアセンブリが，可動シャフト又は車軸を収容する支持ハウジングと共に使用される本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１７】プロペラ軸を支持するために使用される際の，図３で使用されたスプリングサスペンションアセンブリを示す。
【図１８】ばね要素が車両のシャフトに直接取り付けられた，本発明の代替実施形態を示す。
【図１９】ばね要素が車両のシャフトに直接取り付けられた，本発明の代替実施形態を示す。
【図２０】外側スプリングアセンブリを更に含む図１８，図１９に示すものと類似の実施形態を示す。
【図２１】外側スプリングアセンブリを更に含む図１８，図１９に示すものと類似の実施形態を示す。
【図２２】各ばね要素を内側キャリアと外側キャリアに取り付ける代替構成を示す。
【００２９】
図１において，従来の板ばねサスペンションアセンブリ１０は，車軸１１，差動装置１２，油圧又は空気圧モータ１３，コントロールボックス１４，及び作動油又は空気を入口１９及び２０を介して液圧シリンダ又は空気圧シリンダ１７及び１８に出し入れするための流体導管１５又は１６を有する。シリンダ１７及び１８はそれぞれ，車両のシャシ（図示せず）に取り付けるための取り付けブロック２１及び２２を有する。シャシに加わる荷重が大きい場合には，流体がシリンダ１７及び１８に導入され，荷重が小さい場合には，流体がシリンダ１７及び１８から抜き取られる。また，１対の板ばねアセンブリ２３及び２４が設けられ，板ばねアセンブリ２３及び２４はそれぞれ，板ばね２５，２６，２７及び２８を有し，図示のような弓形形状を有し，クランプ２９によって互いに結合される。各板ばねアセンブリ２３及び２４は，サスペンションアセンブリ１０の両側で１対のＵボルト３０及び３１によって車軸１１に取り付けられる。各Ｕボルト３０及び３１は，取り付け板３２を通り，ナット３３によって保持される。車軸１１は，ホイールハブ３５を従来の方式で取り付けるための突出部３４を有する。各板ばねアセンブリは，仮想線で示す隣接したシャシ部材３７に取り付けるための取り付けブラケット３６とその関連した取り付け孔４０を有する。各板ばねアセンブリ２３及び２４には，渦巻き状の端部３８が設けられている。また，取り付け孔４１を通る固定具（図示せず）によって隣接した渦巻き状の端部３８をシャシ部材３７に取り付けるための垂直ブラケット３９が示されている。
【００３０】
図２には，車軸ハウジング５１によって相互接続された本発明の１対のホイールサスペンションアセンブリ５０が示されている。差動装置５２と１対のスプリングアセンブリ５３も示され，１対のスプリングアセンブリ５３はそれぞれ，外側リムハウジング又はキャリア５５及び内側キャリア５６を有する。各内側キャリア５６は，車軸ハウジング５１に摺動可能に取り付けられるか又は溶接される。各外側ハウジング又はキャリア５５は，操舵機構（図示せず）を収容するための凹部５８を有し，それにより，スプリングアセンブリ５３は，各ホイール６０を仮想線で示された方向に動かすために操舵アセンブリと関連して使用することができる。ホイール６０は，外側ハブ部材６２に取り付けることができる。また，各上側拡張部５７には表面６３を有する端部５９が設けられ，シャシ部材６４は，表面６３に溶接されるか他の方法で取り付けられる。しかしながら，後で実施形態に示すように，凹部５８を省略してもよいことを理解されたい。
【００３１】
図３において，本発明の別の実施形態を参照することができ，各ホイールサスペンションアセンブリ５０Ａは，車両のシャシ（図示せず）のフレーム部材６４に取り付けるように適応されている。車軸５１と差動装置５２も示されている。各サスペンションアセンブリ５０Ａは，外側ハウジング又はキャリア５５並びに内側キャリア５６内に取り付けられたスプリングアセンブリ５３を有する。或いは，スプリングアセンブリ５６は，外側ハウジング又はキャリア５５内に保持可能な外側環状部材５６Ａ内に配置することができる。各外側ハウジング５５には，シャシフレーム部材６４に取り付けるための取り付け口４０を有する上側取り付け拡張部５７Ａが設けられている。
【００３２】
また，各サスペンションアセンブリ５０Ａは，後で詳述する理由のために，サスペンションアセンブリ５０Ａを回転させるためにスプロケット又はプーリホイール７０の歯６９と歯合するウォームギヤ６８を備えた駆動軸６７を有する駆動モータ６６を含む。
【００３３】
図４には，サスペンションアセンブリ５０Ａの詳細な分解図が示され，サスペンションアセンブリ５０Ａは，車軸ハウジング５１と，封止リング７１及び７２，内側ブシュ又はころ軸受７３と，ブシュインサート７５を有する内側キャリア部材５６と，内側端ソケット７８と外側端ソケット７９を有するばね要素７７の配列７６と，内側ソケット８４と外側ソケット８５とを有するばね要素８３の配列８２と，内側ソケット７８と内側ソケット８４を内側キャリア部材５６に相互接続する固定具８１と，外側ソケット７９及び８５を，取り付け孔８７を有する外側キャリア部材８６に相互接続する固定具９０と，歯６９を有するリングギヤ７０と，ブシュ９１と，該ブシュ９１を保持するための中心孔９３を有する外側ハウジング５５とを有する。上側拡張部５７Ａは，取り付け孔４０を通る固定具（図示せず）を使用することによって，図３に示すシャシ部材６４に取り付けるための取り付け面９４を有する。
【００３４】
また，ばね要素７７を内側キャリア５６の外側レース５６Ａ内に設け，ばね要素８３を外側レース５６Ｂ内に設けることができることを理解されたい。同様に，ばね要素７７を外側キャリア８６の内側レース８６Ａ内に設け，ばね要素８３を外側キャリア８６の外側レース８６Ｂ内に設けてもよい。
【００３５】
図５及び図６は，ばね要素７７の配列７６及びばね要素８３の配列８２が，内側キャリア５６のレース５６Ａ及び５６Ｂ内にどのように収容又は保持されているかを示す。したがって，各インサート又はブシュ７５が図示されたように内側端ソケット７８及び８４に挿入され，短いインサート又はブシュ１０４が図６に示すように孔１００に挿入された状態で，一体型ヘッド９８と保持ナット９９を有する細長いピン８１が，内側キャリア５６の各フランジ１０３の１列の位置合わせされた取り付け孔１００に挿入される。内側端ソケット７８及び８４はそれぞれ，隣接したフランジ１０３間のレース５６Ａ及び５６Ｂ内にそれぞれ配置され，ピン８１を短いインサート１０４，長いインサート７５に挿入し，ナット９９に取り付けることによって，所望の位置に保持される。図６は，孔１００の内部通路１０７内に保持されたインサート１０４と，内部通路１０６内に保持されたインサート７５を示す。
【００３６】
ばね要素７７及び８３の外側端ソケット７９及び８５がそれぞれ，固定具８１と類似の細長い固定具９０によって，類似の方法で外側キャリア８６の内側レース８６Ａ及び８６Ｂ内に保持できることを理解されたい。
【００３７】
図７及び図８は，図４に示す構成要素の組立図であり，またウォームギヤ６８と歯６９間の相互接続を示す外側ハウジング５５とリングギヤ７０の詳細図を示し，相互接続によって，ばねの配列７６及び８２及びそれらに対応する硬質キャリア５６及び８６が固定外側ハウジング５５に対して回転する。
【００３８】
図８は，ばねの配列７６のばねが，比較的薄いばね７７Ａと，中間の厚みのばね７７Ｂと，より大きい厚みのばね７７Ｃとによって示されたような異なる厚みを有する本発明の別の実施形態を示す。これの関連性を以下に説明する。
【００３９】
図９は，ばねの配列７６及び８２の向きがどのように決められるかを示し，図示のばね７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃは，図８で述べたように異なる厚みをそれぞれ有する。ばねの配列８２が，同様に異なる厚みのばね８３Ａ，８３Ｂ及び８３Ｃを有し，そのようなばねが，ばね７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃと対向又は相殺する向きに向けられていることに注意されたい。
【００４０】
図１０に示す別の実施形態では，全て厚みが等しく幅が異なるばね７７の２つの配列７６Ａ及び７６Ｂと，全て厚みが等しく幅が異なるばね８３の２つの配列８２Ａ及び８２Ｂが示されている。したがって，本発明は，特定の対の各配列が対向又は相殺する向きとなっている，複数対を成すばねの多数の配列を意図するものである。
【００４１】
図１１は，逆向き関係の矢印によって示すような逆向きの関係のばねの配列を示す。
【００４２】
図１２は，全て異なる幅を有するばね７７Ｅ，７７Ｆ，７７Ｇ，７７Ｈ及び７７Ｉをそれぞれ有する逆向きの関係のばねの配列７６Ｃ及び７６Ｄを示す。これは，図９に示したものの変形例である。
【００４３】
図１３〜図１５は，異なる幅又は厚みのばね７７，又は異なる材料で作成されたばね７７を設けることが，ばね要素７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃの回転によって，水平面内の軸「Ｂ−Ｂ」によって定義された弱軸，又は垂直面内の軸「Ａ−Ａ」によって定義された強軸が提供されることを示す。ばね要素７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃを９０°回転させることで，図１４において逆の関係が得られ，これは，車両に強力な耐荷重能力を提供しなければならないときには，図１３に示した構成が好ましいことを意味する。しかし，ばね要素７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃを，図１４に示した位置まで回転させることによって，車両により少ない耐荷重能力を付与することができる。図１５では中間の耐荷重能力を得ることができ，図１５は，図１４に示したものに対して２２.５°の回転を示す。車両のシャフト５１Ａも示されている。
【００４４】
図１６は，本発明の別の実施形態を示し，ばねの配列７６及び８２並びにそれらの関連した硬質キャリア５６及び８６が，長手方向又は回転方向に可動なシャフト１１１を保護するための中空ケーシング１１０を設けることができる。この実施形態では，シャフト１１１は，これらの動きのどちらも可能である。
【００４５】
図１７は，本発明の別の実施形態を示し，プロペラ羽根１１３を有するプロペラ軸１１２を支持するためにスプリングサスペンションアセンブリ５０を使用することができる。
【００４６】
図１８及び図１９は，サスペンションアセンブリ１００に関する本発明の別の変形例を示し，対向する異なる配列のばね要素１１６及び１１７を含むスプリングアセンブリ１１５は，その内側端部１１６Ａが固定具９８によってシャフト１１８の取り付けフランジ１１７に固定され，その外側端部１１６Ｂは固定具９９によって外側キャリア１２０のフランジ１１９に取り付けることができる。外側キャリア１２０は，ブシュ１２１，内側軸受ハウジング１２２，及び外側軸受ハウジング１２４を有する。軸受レース１２３も設けられる。したがって，外側キャリア１２０は，図１及び図２に示すように外側ハウジング５５に固定することができる。したがって，外側キャリア１２０とスプリングアセンブリ１１５は，シャフト１１８と一体的に回転する。この構成は，組み合わされたサスペンションとショックアブソーバとして極めて有用であり，従来のショックアブソーバを最小にするか又は省略することもできる。
【００４７】
図２０及び図２１に示すような代替の構成では，外側キャリア１２０と外部ケーシング１２５との間に挟持された外側スプリングアセンブリ１３０が更に設けられており，この得られたアセンブリ１３１は，車両が道路の深い窪みに衝突するときのようなより大きい衝撃を吸収するために使用することができる。スプリングアセンブリ１３０は，対向する向きのばね要素１３２及び１３３を含むことができる。ばね１３２及び１３３はそれぞれ，その内側端部を固定具１３５によってフランジ１３４に取り付け，その外側端部を固定具１３７によって外側ケーシング１２５に取り付けることができる。
【００４８】
別の変形例では，スプリングアセンブリ１３０は，図７に示すようなギヤアセンブリによって，外部ハウジング（図２０及び図２１には示されていないが，図７に示すハウジング５５に対応する）に対して回転させることができ，それにより，スプリングアセンブリが，図１３，図１４及び図１５に示すように選択された角度の変位で回転することができ，その結果，車両を，荷物を積む位置から荷物を下ろす位置に変えることができる。ギヤアセンブリは，油圧又は空圧ラムアセンブリ等の任意の適切なアクチュエータによって作動されてもよく，プーリとケーブルの構成によって作動されてもよい。スプリングアセンブリ１３０の回転は，走行中に一定位置に保持することができる。一構成では，外側ケーシング１２５は，図７に示すリングギヤ６９に対応してもよい。
【００４９】
図２２に示す更に別の構成では，図２２に示す相殺する向きのばね要素１４１及びばね要素１４２の配列を含むスプリングアセンブリ１４０を取り付ける別の方法が示され，ばね１４１の内側端部１４４は，内側キャリア５６のスロット又はキー溝１４３に取り付けられ，ばね１４１の外側端部１４５は，外側キャリア８６に設けたスロット又はキー溝１４６に取り付けられる。同様に，ばね１４２の内側端部１４７は，内側キャリア５６のスロット又はキー溝１４８に取り付けられてもよく，ばね１４２の外側端部１４９は，外側キャリア８６のスロット又はキー溝１５０に取り付けられてもよい。これは，図５及び図６に示すピン８１及び９０を使用するよりも構造的にはるかに単純な構成である。
【００５０】
したがって，以上のことから，ばね要素の対向する配列を使用する本発明のスプリングサスペンションアセンブリは，極めて単純な構造であり，また使用時において極めて効果的であることが理解されよう。また，図８，図９，図１０，図１１及び図１２に示されたもの，図１３〜図１５に示されたもの，図１８及び図１９，図２０及び図２１に示されたもの，及び図２２に示されたもの等の多数の応用例がある。
【００５１】
また，図２，図３及び図１６に示すように，本明細書で使用した「車両の車軸又はシャフト」という用語は，その範囲内に，中空の内部を有し，それにより回転可能な軸又はシャフト及びそれを包囲する軸受を含む図２及び図３に示すような車両の車軸又はシャフトハウジングを含むものであることを理解されたい。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は，車軸，駆動軸及び他の細長い部材を支持するために使用することができる改良されたスプリングサスペンションアセンブリに関する。本発明は，特にホイールサスペンションアセンブリに関する。
【０００２】
ホイールサスペンションアセンブリは周知であり，基本的に，１対のホイールを相互接続する車軸に取り付けられた，対向する板ばねアセンブリを有し，各板ばねアセンブリは，それぞれの端部で車体の下側にも取り付けられている。また，油圧又は空気圧シリンダ等の１対の油圧又は空気圧ダンパが設けられることがあり，これらのダンパは，作動油や空気等の流体源に連結される。流体が各ダンパ内に入ると，各ダンパから流体が抜き出されたときの状態と比べて，より大きい耐荷重能力が車両に提供される。
【０００３】
同様に板ばねアセンブリを使用するホイールサスペンションアセンブリは，米国特許第４，６１４，３５９号公報及び米国特許第５，２１７，２４８号公報に記載されている。米国特許第４，６１４，３５９号公報には，横方向に延在する板ばねを有するホイールサスペンションが記載されており，この板ばねは，スプリングコネクタ(spring connector)を操作することによって，車両の車輪案内装置の変更と独立してスプリングコネクタの外側端部を上下させ，車両のシャシを所望の高さ又はレベルに調整するように適応されている。
【０００４】
米国特許第５，２１７，２４８号公報には，１対の板ばね，及びアンチロールバー又は管に連結された別の板ばね，オイルスプリング，液圧シリンダ，空気圧シリンダ，又はエラストマサスペンション部材を有する車両サスペンションアセンブリが記載されている。また，１対の板ばねのアーム間に連結されたアンチロールバー又は管の形状の安定化アセンブリが設けられている。
【０００５】
米国特許第７，２３７，７７９号公報には，コイルスプリング又はつる巻きばねを使用する，他のホイールサスペンションアセンブリが記載されており，車両のばね上重量(spring weight)を支持するサスペンションコイルスプリングと，路面ホイールを支持すると共にサスペンションスプリングの下端部に連結されて，サスペンションスプリングの変形に応じて回動する回動式ばね下部材と，ばね上重量の影響を受けないように適合されると共に，ばね下部材を動かしてサスペンションスプリングの長さを増減し，それにより路面ホイールにおいて車両高さを調整できるようにした駆動機構とが設けられている。コイルスプリング又はつる巻きばねを使用する他のホイールサスペンションアセンブリは，米国特許第７，２３７，７８０号公報に開示されており，この特許には，コイルスプリングの一方を他方に対して軸方向に移動させるアクチュエータも記載されている。他のホイールサスペンションアセンブリは，米国特許第３，９６６，３２２号公報，米国特許第４，１４３，８８７号公報，米国特許第３，１６２，０９１号公報，米国特許第４，３４８，０１６号公報，米国特許第４，９２３，２０９号公報，米国特許第５，５８０，０８９号公報，米国特許第５，９１５，７０５号公報，及び米国特許第６，２４７，６８８号公報に記載されている。
【０００６】
エアスプリング又は空気圧シリンダをキャリアアームアセンブリと組み合わせて使用するホイールサスペンションアセンブリが，米国特許第４，３７９，５７２号公報に記載されている。エアスプリングは，その圧縮率(compensability)を制御するため調整可能であり，したがって，車両の乗車特性及び車軸のアライメントも制御する。
【０００７】
米国特許第４，１６８，０７５号公報は，車両荷重及び／又は車両速度の変化に応じて車両の各側で調整することができる回動可能なホイール制御部材又はガイド部材を有する独立した後輪サスペンションアセンブリを記載している。
【０００８】
前述の従来のホイールサスペンションアセンブリの１つの大きな短所は，動作が過度に複雑であり，適切なダンパ又は衝撃吸収部材として液圧シリンダ又は空気圧シリンダの使用を必要とし，或いはコイルスプリングの圧縮度を制御するためにアクチュエータと共に使用されるコイルスプリングアセンブリの使用を必要とすることである。すなわち，得られたホイールサスペンションは，サスペンションアセンブリが，車両の車軸並びに車両のシャシに取り付けられているので，横方向に動くことができず，したがって，車体への衝撃によって伝わる衝撃が，車両サスペンション，シャシ，又は車両トランスミッション等の他の可動部品アセンブリの破損の原因となる。
【０００９】
更に，従来のホイールサスペンションアセンブリは，嵩張るか又は重くて扱いにくく，したがって，坑内機械装置に要求される狭い旋回円又は小さな旋回円を必要とする関節式機械装置を構成する能力が制限される。したがって，坑内機械装置は，安全上の問題があるだけでなく，より多くの保守を必要とする車両サスペンションを具備していなかった。
【００１０】
また，高さの調整と荷重補償を含む可変車両サスペンションを提供する一般的な方法は，漏出しやすいガススプリング又はエアスプリングの使用によるものである。
【００１１】
したがって，本発明の目的は，構造が単純で動作が効果的な車両用スプリングサスペンションアセンブリを提供することである。
【００１２】
本発明によるスプリングサスペンションアセンブリは，内側キャリアと外側キャリアにそれぞれ取り付けられた複数のばね要素を有し，ばね要素のそれぞれの配列(array)が，対向する（opposing）向き又は相殺する（counteracting）向きに向けられ，各ばね要素が，実質的に円弧に対応する形状を有し，前記外側キャリアが，車両のシャシに取り付けられるように適応され，前記内側キャリアが，車両の車軸又はシャフトに取り付け可能であることを特徴とする。
【００１３】
内側キャリアは，車両の車軸又はシャフトに取り付け可能又は溶接可能な取り付けフランジ，或いは車両の車軸又はシャフトと一体の取り付けフランジを有していてもよい。或いは，内側キャリアは，車両の車軸又はシャフト上への取り付けに適した直径又は横断寸法を有する環状部材，又は車軸又はシャフトを包囲するハウジングであってもよい。
【００１４】
外側キャリアは，ばね要素のそれぞれの配列を保持するための開口部を有する外側ハウジングを有してもよく，或いは，外側ハウジングに取り付け可能な環状部材を有していてもよい。
【００１５】
別の態様のスプリングサスペンションアセンブリは，車軸又はシャフトと，車軸又はシャフトの隣接端部に取り付けられた前述のような１対のスプリングサスペンションアセンブリとを含むサスペンションシステムに関係する。
【００１６】
また，シャフトが，プロペラ軸，又はより好適には車両の車軸を構成してもよいことを理解されたい。プロペラ軸の場合は，本体がプロペラ軸用の支持体で，車両の車軸の場合は，支持体が車両のシャシとなる。
【００１７】
国際公開第２００６／１１６８０７号公報を参照すると，非空気入りタイヤアセンブリについて言及されている。この非空気入りタイヤアセンブリは，外側のリムアセンブリ，内側の車両ハブ連結部材，該外側のリムアセンブリと該内側の車両ハブ連結部材の間にある区画，及びこの区画内にあり対向又は相殺する向きに向けられた複数のばね要素を有する。国際公開第２００６／１１６８０７号公報の全内容は，参照のために本明細書において援用する。
【００１８】
前述のような環状内側キャリアは，それに隣接する，例えば球軸受ハウジング又はころ軸受ハウジングの形状の環状ブシュ又は軸受ハウジングを有していてもよく，後述するように耐荷重調整のための複数のばね要素の回転を容易にする。或いは，複数のばね要素が固定されるように設計された場合は，ブシュ又は軸受は省略することができる。内側キャリアは，好ましくは，硬質の環状部材である。この硬質環状部材は，ばね要素の隣接する内側端部を硬質環状部材に相互接続する固定具と共に使用するための，開口部，ソケット又は取り付けピン又は突起の形状の取り付け部材を有する。そのような取り付けソケットと固定具は，例えば国際公開第２００６／１１６８０７号公報の図１４で検討されているタイプのものでよい。硬質の環状部材は，また，ばね要素の隣接する配列を支持するために内側面に複数のレースを備えてもよい。そのようなレースは，ばね要素に予め荷重をかけ，後で荷重を調整するための手段を提供するのに有用である。
【００１９】
内側キャリアは，車両の車軸又はシャフトに摺動可能に取り付けられてもよく，環状ブシュ又は軸受は，車軸又はシャフトを受ける内側面を有する内側円形開口部を有していてもよい。或いは，前述のように，内側キャリアは車軸に溶接されるか強固に取り付けられてもよく，これは，車軸によって相互接続されたスタブ車軸に車輪が取り付けられる場合に適している。
【００２０】
前述のようなばね要素は，対向するばね要素の両方の配列が単一平面内に位置する状態で本発明のサスペンションアセンブリを単一平面で支持するのに十分な幅を有する。しかしながら，より好ましくは，ばね要素の各配列が，異なる平面内に配置される。各配列の各ばね要素は，形状が類似していてもよいが，より好ましくは，各ばね要素は，異なる幅又は厚みを有するか或いは異なる材料で形成され，ばね要素の各配列が９０°以下の鋭角の角度だけ回転されると，サスペンションアセンブリは，回転後に回転前と異なる耐荷重能力を有する。したがって，例えば，各配列の複数のばね要素は，回転後に，より大きい耐荷重能力を有するように変更される。何故なら，最初の実質的に水平方向の向きから実質的に垂直方向の向きに変化するからである。そのようなばね要素は，各配列の他のばね要素に比べて，より重いか，より厚いか，より幅が広いか，より強度が高い材料から作られており，各配列の他のばね要素は，より軽いか，より薄いか，より幅が狭いか，より強度が低い材料から作られており，より低い耐荷重能力を有する。すなわち，ばね要素の配列は，耐荷重が小さいばね要素が耐荷重が大きいばね要素よりも多く垂直向きに向けられるように回転されるか，その逆に，耐荷重が大きいばね要素が耐荷重が小さいばね要素よりも多く垂直向きに向けられるように回転される。回転量は，場合によって，３０°，４５°又は９０°とすることができる。
【００２１】
また，外側キャリアは，硬質の又は可撓性の材料の連続環状部材とすることができる。この環状部材は，複数のばね要素の隣接する外側端部に連結するために，接続ソケット，開口部，ピン，突起等の適切な連結手段を内側面上に有する。好ましくは，国際公開第２００６／１１６８０７号公報の図１５に示されているような接続ソケット，固定具，及び保持突起が使用される。
【００２２】
外側ハウジングは，また，必要に応じてばね要素の配列を回転させるための軸受ハウジング又はブシュを有してもよい。軸受ハウジングは，球軸受，ころ軸受，又は他の適切な軸受を使用して，１対のばねの配列が，内側キャリアと関連付けられたブシュ又は軸受ハウジング，並びに外側キャリアと関連付けられたブシュ又は軸受ハウジングに対して容易に回転するようにしてもよい。この状況で，当然ながら，外側キャリアと内側キャリアは，支持ブシュ又は軸受ハウジングに対して回転する。
【００２３】
外側ハウジングは，また，車両のシャシ又は車両のシャシ部材に取り付けられるように適応された部分を有してもよい。したがって，一形態では，外側ハウジングは，シャシ又はシャシ部材の対応する面に溶接又は適切な固定具の使用によって取り付けるために，シャシ又はシャシ部材の対応する面に当接する平坦面を有してもよい。好ましい形態では，外側ハウジングの上部は，この目的のために実質的に水平面内に位置合わせされた面を有してもよい。
【００２４】
対向するばねの１対の配列は，それらを支持する内側及び外側の硬質の環状キャリアと共に，任意の適切な手段によって，それぞれの内側ブシュ，外側ブシュ，又は軸受ハウジングに対して移動可能であってもよい。一形態では，外側キャリアは，リングギヤ又はインナーギヤを有しており，ギヤは，その内面，より好ましくはその外面に複数の歯を有する。リングギヤは外側キャリアの内側拡張部を形成してもよい。或いは，リングギヤは別個の部材であってもよい。
【００２５】
また，リングギヤを起動させるためのアクチュエータが設けられていてもよい。一形態では，これは，適切な駆動モータの駆動軸の外側端部に取り付けられたウォームギヤを構成していてもよい。駆動モータは，電気モータ，空気圧モータ，又は油圧モータとすることができる。駆動モータは，レーザの使用によって，又は車両に荷物を積み下ろしするときに自動的に作動するロードセル等によって，駆動モータから離れた場所で作動させることができる。そのような自動操作は，また，油圧又は空圧ラムアセンブリの助けを必要とすることがある。
【００２６】
ばねの配列を起動させる代替手段は，外側環状部材の周囲の単一の場所に連結された機械的なてこシステムを有してもよく，この機械的なてこシステムは，外側リムアセンブリと別の構成要素でもよく，硬質環状部材の拡張部分でもよく，又は回転可能な板の反対側の場所に連結された１対のレバーの動きを開始する油圧ジャッキであってもよい。
【００２７】
次に，添付図面に示すような本発明の好適な実施形態を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来の板ばね車両サスペンションアセンブリの斜視概略図である。
【図２】本発明の車両サスペンションアセンブリの一実施形態の斜視図である。
【図３】本発明の車両サスペンションアセンブリの別の実施形態の斜視図である。
【図４】図３に示す車両サスペンションアセンブリの分解斜視図である。
【図５】隣接した硬質環状部材又はキャリア部材に対するばね要素の内側端部の相互接続の斜視図である。
【図６】図５に示された構成の詳細図である。
【図７】対向するばねの各配列及び関連したキャリア部材を車両のシャシに対して回転させるのに適した手段の斜視図である。
【図８】図５に示された構成の正面図である。
【図９】異なる厚みを有するばね要素の１対の配列の斜視図である。
【図１０】対向するばね要素の２対の配列を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示された各対の配列の向きを示す概略図である。
【図１２】１個の配列のばね要素の斜視図で，幅の増大範囲を示す。
【図１３】ばねの二重の配列及び関連したキャリア本体の回転を示し，弱軸と強軸が水平方向に示される。
【図１４】ばねの二重の配列及び関連したキャリア本体の回転を示し，弱軸と強軸が水平方向に示される。
【図１５】ばねの二重の配列及び関連したキャリア本体の回転を示し，弱軸が略垂直向きに対応する傾いた向きで示される。
【図１６】図３に示すスプリングサスペンションアセンブリが，可動シャフト又は車軸を収容する支持ハウジングと共に使用される本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１７】プロペラ軸を支持するために使用される際の，図３で使用されたスプリングサスペンションアセンブリを示す。
【図１８】ばね要素が車両のシャフトに直接取り付けられた，本発明の代替実施形態を示す。
【図１９】ばね要素が車両のシャフトに直接取り付けられた，本発明の代替実施形態を示す。
【図２０】外側スプリングアセンブリを更に含む図１８，図１９に示すものと類似の実施形態を示す。
【図２１】外側スプリングアセンブリを更に含む図１８，図１９に示すものと類似の実施形態を示す。
【図２２】各ばね要素を内側キャリアと外側キャリアに取り付ける代替構成を示す。
【００２９】
図１において，従来の板ばねサスペンションアセンブリ１０は，車軸１１，差動装置１２，油圧又は空気圧モータ１３，コントロールボックス１４，及び作動油又は空気を入口１９及び２０を介して液圧シリンダ又は空気圧シリンダ１７及び１８に出し入れするための流体導管１５又は１６を有する。シリンダ１７及び１８はそれぞれ，車両のシャシ（図示せず）に取り付けるための取り付けブロック２１及び２２を有する。シャシに加わる荷重が大きい場合には，流体がシリンダ１７及び１８に導入され，荷重が小さい場合には，流体がシリンダ１７及び１８から抜き取られる。また，１対の板ばねアセンブリ２３及び２４が設けられ，板ばねアセンブリ２３及び２４はそれぞれ，板ばね２５，２６，２７及び２８を有し，図示のような弓形形状を有し，クランプ２９によって互いに結合される。各板ばねアセンブリ２３及び２４は，サスペンションアセンブリ１０の両側で１対のＵボルト３０及び３１によって車軸１１に取り付けられる。各Ｕボルト３０及び３１は，取り付け板３２を通り，ナット３３によって保持される。車軸１１は，ホイールハブ３５を従来の方式で取り付けるための突出部３４を有する。各板ばねアセンブリは，仮想線で示す隣接したシャシ部材３７に取り付けるための取り付けブラケット３６とその関連した取り付け孔４０を有する。各板ばねアセンブリ２３及び２４には，渦巻き状の端部３８が設けられている。また，取り付け孔４１を通る固定具（図示せず）によって隣接した渦巻き状の端部３８をシャシ部材３７に取り付けるための垂直ブラケット３９が示されている。
【００３０】
図２には，車軸ハウジング５１によって相互接続された本発明の１対のホイールサスペンションアセンブリ５０が示されている。差動装置５２と１対のスプリングアセンブリ５３も示され，１対のスプリングアセンブリ５３はそれぞれ，外側リムハウジング又はキャリア５５及び内側キャリア５６を有する。各内側キャリア５６は，車軸ハウジング５１に摺動可能に取り付けられるか又は溶接される。各外側ハウジング又はキャリア５５は，操舵機構（図示せず）を収容するための凹部５８を有し，それにより，スプリングアセンブリ５３は，各ホイール６０を仮想線で示された方向に動かすために操舵アセンブリと関連して使用することができる。ホイール６０は，外側ハブ部材６２に取り付けることができる。また，各上側拡張部５７には表面６３を有する端部５９が設けられ，シャシ部材６４は，表面６３に溶接されるか他の方法で取り付けられる。しかしながら，後で実施形態に示すように，凹部５８を省略してもよいことを理解されたい。
【００３１】
図３において，本発明の別の実施形態を参照することができ，各ホイールサスペンションアセンブリ５０Ａは，車両のシャシ（図示せず）のフレーム部材６４に取り付けるように適応されている。車軸５１と差動装置５２も示されている。各サスペンションアセンブリ５０Ａは，外側ハウジング又はキャリア５５並びに内側キャリア５６内に取り付けられたスプリングアセンブリ５３を有する。或いは，スプリングアセンブリ５６は，外側ハウジング又はキャリア５５内に保持可能な外側環状部材５６Ａ内に配置することができる。各外側ハウジング５５には，シャシフレーム部材６４に取り付けるための取り付け口４０を有する上側取り付け拡張部５７Ａが設けられている。
【００３２】
また，各サスペンションアセンブリ５０Ａは，後で詳述する理由のために，サスペンションアセンブリ５０Ａを回転させるためにスプロケット又はプーリホイール７０の歯６９と歯合するウォームギヤ６８を備えた駆動軸６７を有する駆動モータ６６を含む。
【００３３】
図４には，サスペンションアセンブリ５０Ａの詳細な分解図が示され，サスペンションアセンブリ５０Ａは，車軸ハウジング５１と，封止リング７１及び７２，内側ブシュ又はころ軸受７３と，ブシュインサート７５を有する内側キャリア部材５６と，内側端ソケット７８と外側端ソケット７９を有するばね要素７７の配列７６と，内側ソケット８４と外側ソケット８５とを有するばね要素８３の配列８２と，内側ソケット７８と内側ソケット８４を内側キャリア部材５６に相互接続する固定具８１と，外側ソケット７９及び８５を，取り付け孔８７を有する外側キャリア部材８６に相互接続する固定具９０と，歯６９を有するリングギヤ７０と，ブシュ９１と，該ブシュ９１を保持するための中心孔９３を有する外側ハウジング５５とを有する。上側拡張部５７Ａは，取り付け孔４０を通る固定具（図示せず）を使用することによって，図３に示すシャシ部材６４に取り付けるための取り付け面９４を有する。
【００３４】
また，ばね要素７７を内側キャリア５６の外側レース５６Ａ内に設け，ばね要素８３を外側レース５６Ｂ内に設けることができることを理解されたい。同様に，ばね要素７７を外側キャリア８６の内側レース８６Ａ内に設け，ばね要素８３を外側キャリア８６の外側レース８６Ｂ内に設けてもよい。
【００３５】
図５及び図６は，ばね要素７７の配列７６及びばね要素８３の配列８２が，内側キャリア５６のレース５６Ａ及び５６Ｂ内にどのように収容又は保持されているかを示す。したがって，各インサート又はブシュ７５が図示されたように内側端ソケット７８及び８４に挿入され，短いインサート又はブシュ１０４が図６に示すように孔１００に挿入された状態で，一体型ヘッド９８と保持ナット９９を有する細長いピン８１が，内側キャリア５６の各フランジ１０３の１列の位置合わせされた取り付け孔１００に挿入される。内側端ソケット７８及び８４はそれぞれ，隣接したフランジ１０３間のレース５６Ａ及び５６Ｂ内にそれぞれ配置され，ピン８１を短いインサート１０４，長いインサート７５に挿入し，ナット９９に取り付けることによって，所望の位置に保持される。図６は，孔１００の内部通路１０７内に保持されたインサート１０４と，内部通路１０６内に保持されたインサート７５を示す。
【００３６】
ばね要素７７及び８３の外側端ソケット７９及び８５がそれぞれ，固定具８１と類似の細長い固定具９０によって，類似の方法で外側キャリア８６の内側レース８６Ａ及び８６Ｂ内に保持できることを理解されたい。
【００３７】
図７及び図８は，図４に示す構成要素の組立図であり，またウォームギヤ６８と歯６９間の相互接続を示す外側ハウジング５５とリングギヤ７０の詳細図を示し，相互接続によって，ばねの配列７６及び８２及びそれらに対応する硬質キャリア５６及び８６が固定外側ハウジング５５に対して回転する。
【００３８】
図８は，ばねの配列７６のばねが，比較的薄いばね７７Ａと，中間の厚みのばね７７Ｂと，より大きい厚みのばね７７Ｃとによって示されたような異なる厚みを有する本発明の別の実施形態を示す。これの関連性を以下に説明する。
【００３９】
図９は，ばねの配列７６及び８２の向きがどのように決められるかを示し，図示のばね７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃは，図８で述べたように異なる厚みをそれぞれ有する。ばねの配列８２が，同様に異なる厚みのばね８３Ａ，８３Ｂ及び８３Ｃを有し，そのようなばねが，ばね７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃと対向又は相殺する向きに向けられていることに注意されたい。
【００４０】
図１０に示す別の実施形態では，全て厚みが等しく幅が異なるばね７７の２つの配列７６Ａ及び７６Ｂと，全て厚みが等しく幅が異なるばね８３の２つの配列８２Ａ及び８２Ｂが示されている。したがって，本発明は，特定の対の各配列が対向又は相殺する向きとなっている，複数対を成すばねの多数の配列を意図するものである。
【００４１】
図１１は，逆向き関係の矢印によって示すような逆向きの関係のばねの配列を示す。
【００４２】
図１２は，全て異なる幅を有するばね７７Ｅ，７７Ｆ，７７Ｇ，７７Ｈ及び７７Ｉをそれぞれ有する逆向きの関係のばねの配列７６Ｃ及び７６Ｄを示す。これは，図９に示したものの変形例である。
【００４３】
図１３〜図１５は，異なる幅又は厚みのばね７７，又は異なる材料で作成されたばね７７を設けることが，ばね要素７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃの回転によって，水平面内の軸「Ｂ−Ｂ」によって定義された弱軸，又は垂直面内の軸「Ａ−Ａ」によって定義された強軸が提供されることを示す。ばね要素７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃを９０°回転させることで，図１４において逆の関係が得られ，これは，車両に強力な耐荷重能力を提供しなければならないときには，図１３に示した構成が好ましいことを意味する。しかし，ばね要素７７Ａ，７７Ｂ及び７７Ｃを，図１４に示した位置まで回転させることによって，車両により少ない耐荷重能力を付与することができる。図１５では中間の耐荷重能力を得ることができ，図１５は，図１４に示したものに対して２２.５°の回転を示す。車両のシャフト５１Ａも示されている。
【００４４】
図１６は，本発明の別の実施形態を示し，ばねの配列７６及び８２並びにそれらの関連した硬質キャリア５６及び８６が，長手方向又は回転方向に可動なシャフト１１１を保護するための中空ケーシング１１０を設けることができる。この実施形態では，シャフト１１１は，これらの動きのどちらも可能である。
【００４５】
図１７は，本発明の別の実施形態を示し，プロペラ羽根１１３を有するプロペラ軸１１２を支持するためにスプリングサスペンションアセンブリ５０を使用することができる。
【００４６】
図１８及び図１９は，サスペンションアセンブリ１００に関する本発明の別の変形例を示し，対向する異なる配列のばね要素１１６及び１１７を含むスプリングアセンブリ１１５は，その内側端部１１６Ａが固定具９８によってシャフト１１８の取り付けフランジ１１７に固定され，その外側端部１１６Ｂは固定具９９によって外側キャリア１２０のフランジ１１９に取り付けることができる。外側キャリア１２０は，ブシュ１２１，内側軸受ハウジング１２２，及び外側軸受ハウジング１２４を有する。軸受レース１２３も設けられる。したがって，外側キャリア１２０は，図１及び図２に示すように外側ハウジング５５に固定することができる。したがって，外側キャリア１２０とスプリングアセンブリ１１５は，シャフト１１８と一体的に回転する。この構成は，組み合わされたサスペンションとショックアブソーバとして極めて有用であり，従来のショックアブソーバを最小にするか又は省略することもできる。
【００４７】
図２０及び図２１に示すような代替の構成では，外側キャリア１２０と外部ケーシング１２５との間に挟持された外側スプリングアセンブリ１３０が更に設けられており，この得られたアセンブリ１３１は，車両が道路の深い窪みに衝突するときのようなより大きい衝撃を吸収するために使用することができる。スプリングアセンブリ１３０は，対向する向きのばね要素１３２及び１３３を含むことができる。ばね１３２及び１３３はそれぞれ，その内側端部を固定具１３５によってフランジ１３４に取り付け，その外側端部を固定具１３７によって外側ケーシング１２５に取り付けることができる。
【００４８】
別の変形例では，スプリングアセンブリ１３０は，図７に示すようなギヤアセンブリによって，外部ハウジング（図２０及び図２１には示されていないが，図７に示すハウジング５５に対応する）に対して回転させることができ，それにより，スプリングアセンブリが，図１３，図１４及び図１５に示すように選択された角度の変位で回転することができ，その結果，車両を，荷物を積む位置から荷物を下ろす位置に変えることができる。ギヤアセンブリは，油圧又は空圧ラムアセンブリ等の任意の適切なアクチュエータによって作動されてもよく，プーリとケーブルの構成によって作動されてもよい。スプリングアセンブリ１３０の回転は，走行中に一定位置に保持することができる。一構成では，外側ケーシング１２５は，図７に示すリングギヤ６９に対応してもよい。
【００４９】
図２２に示す更に別の構成では，図２２に示す相殺する向きのばね要素１４１及びばね要素１４２の配列を含むスプリングアセンブリ１４０を取り付ける別の方法が示され，ばね１４１の内側端部１４４は，内側キャリア５６のスロット又はキー溝１４３に取り付けられ，ばね１４１の外側端部１４５は，外側キャリア８６に設けたスロット又はキー溝１４６に取り付けられる。同様に，ばね１４２の内側端部１４７は，内側キャリア５６のスロット又はキー溝１４８に取り付けられてもよく，ばね１４２の外側端部１４９は，外側キャリア８６のスロット又はキー溝１５０に取り付けられてもよい。これは，図５及び図６に示すピン８１及び９０を使用するよりも構造的にはるかに単純な構成である。
【００５０】
したがって，以上のことから，ばね要素の対向する配列を使用する本発明のスプリングサスペンションアセンブリは，極めて単純な構造であり，また使用時において極めて効果的であることが理解されよう。また，図８，図９，図１０，図１１及び図１２に示されたもの，図１３〜図１５に示されたもの，図１８及び図１９，図２０及び図２１に示されたもの，及び図２２に示されたもの等の多数の応用例がある。
【００５１】
また，図２，図３及び図１６に示すように，本明細書で使用した「車両の車軸又はシャフト」という用語は，その範囲内に，中空の内部を有し，それにより回転可能な軸又はシャフト及びそれを包囲する軸受を含む図２及び図３に示すような車両の車軸又はシャフトハウジングを含むものであることを理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側キャリアと外側キャリアにそれぞれ取り付けられた複数のばね要素を有し，前記ばね要素の各配列が対向又は相殺する向きに向けられ，各ばね要素が実質的に円弧に対応する形状を有し，前記外側キャリアは，車両のシャシに取り付けられるように適応されており，前記内側キャリアは，車両の車軸又はシャフトに取り付け可能であることを特徴とする車両用のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項２】
前記内側キャリアが，前記車両のシャフトに取り付け可能又は溶接可能な取り付けフランジ，或いは前記車両のシャフトと一体の取り付けフランジである請求項１記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項３】
前記内側キャリアが，前記車両の車軸又はシャフト上への取り付けに適した直径又は横断寸法を有する環状部材，或いは前記車軸又はシャフトを包囲するハウジングである請求項１記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項４】
環状ブシュ又は軸受を更に有する請求項３記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項５】
前記外側キャリアが，前記車両のシャシに取り付け可能で，前記ばね要素の前記各配列を保持するための開口部を有する外側ハウジングを有するか又は含む請求項１〜４いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項６】
前記外側キャリアが，前記車両のシャシに取り付け可能な前記外側ハウジングに取り付け可能な環状部材である請求項１〜４いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項７】
ブシュ又は軸受を更に有する請求項５又は６記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項８】
前記内側キャリア及び外側キャリアが両方とも，（ｉ）前記ばね要素のそれぞれの外側端部を前記外側キャリアに取り付ける際と，（ｉｉ）前記ばね要素のそれぞれの内側端部を前記内側キャリアに取り付ける際に，固定具と共に使用する開口部，ソケット，ピン又は突起を含む取り付け部材を具備する請求項１〜７いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項９】
前記内側キャリアが，前記ばね要素の隣接する前記配列をそれぞれ保持するための複数のレースを具備する請求項１〜８いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１０】
前記外側キャリアが，前記ばね要素の隣接する前記配列を保持するための複数のレースを具備する請求項１〜９いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１１】
前記ばね要素の前記各配列が，異なる平面内の向きを有する請求項１〜１０いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１２】
前記ばね要素の前記各配列が，異なる幅又は厚みを有するか異なる材料で形成され，それにより，前記各配列が回転する際に，サスペンションアセンブリが回転後に回転前と異なる耐荷重能力を有する請求項１〜１１記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１３】
前記外側ハウジングが，必要なときに前記ばね要素の前記各配列を回転させるための軸受又はブシュを有する請求項５又は６記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１４】
前記外側ハウジングが，車両の前記シャシの対応する面への取り付けを容易にする平坦面を有する請求項５，６又は７いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１５】
前記ばね要素の各配列が，アクチュエータによって作動されたときに移動可能である請求項１〜１４記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１６】
前記外側キャリアが，更に前記ばね要素の前記各配列の隣接する外側端部に取り付けるための複数の取り付け孔を有し，それにより，前記ばね要素の前記各配列が，使用時に車両の前記シャフトの回転と一体的に回転する請求項２記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１７】
前記外側キャリアの外側に配置された軸受又はブシュを有する請求項１６記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１８】
対向又は相殺する向きに向けられた前記ばね要素の各配列を具備する外側スプリングアセンブリを更に具備し，前記各ばね要素が実質的に円弧に対応する形状を有する請求項１６又は１７記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１９】
前記外側スプリングアセンブリが，前記外側キャリアに対して移動可能である請求項１８記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項２０】
前記ばね要素の各配列が，前記内側キャリアと前記外側キャリアのそれぞれに配置された対応するキー溝又はスロットに取り付け可能なそれぞれの内側端部と外側端部を有する請求項１〜７及び請求項９〜１９のいずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１】
内側キャリアと外側キャリアにそれぞれ取り付けられた複数のばね要素を有し，前記ばね要素の各配列が対向又は相殺する向きに向けられ，各ばね要素が実質的に円弧に対応する形状を有し，前記外側キャリアは，車両のシャシに取り付けられるように適応されており，前記内側キャリアは，車両の車軸又はシャフトに取り付け可能であることを特徴とする車両用のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項２】
前記内側キャリアが，前記車両のシャフトに取り付け可能又は溶接可能な取り付けフランジ，或いは前記車両のシャフトと一体の取り付けフランジである請求項１記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項３】
前記内側キャリアが，前記車両の車軸又はシャフト上への取り付けに適した直径又は横断寸法を有する環状部材，或いは前記車軸又はシャフトを包囲するハウジングである請求項１記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項４】
環状ブシュ又は軸受を更に有する請求項３記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項５】
前記外側キャリアが，前記車両のシャシに取り付け可能で，前記ばね要素の前記各配列を保持するための開口部を有する外側ハウジングを有するか又は含む請求項１〜４いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項６】
前記外側キャリアが，前記車両のシャシに取り付け可能な前記外側ハウジングに取り付け可能な環状部材である請求項１〜４いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項７】
ブシュ又は軸受を更に有する請求項５又は６記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項８】
前記内側キャリア及び外側キャリアが両方とも，（ｉ）前記ばね要素のそれぞれの外側端部を前記外側キャリアに取り付ける際と，（ｉｉ）前記ばね要素のそれぞれの内側端部を前記内側キャリアに取り付ける際に，固定具と共に使用する開口部，ソケット，ピン又は突起を含む取り付け部材を具備する請求項１〜７いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項９】
前記内側キャリアが，前記ばね要素の隣接する前記配列をそれぞれ保持するための複数のレースを具備する請求項１〜８いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１０】
前記外側キャリアが，前記ばね要素の隣接する前記配列を保持するための複数のレースを具備する請求項１〜９いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１１】
前記ばね要素の前記各配列が，異なる平面内の向きを有する請求項１〜１０いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１２】
前記ばね要素の前記各配列が，異なる幅又は厚みを有するか異なる材料で形成され，それにより，前記各配列が回転する際に，サスペンションアセンブリが回転後に回転前と異なる耐荷重能力を有する請求項１〜１１記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１３】
前記外側ハウジングが，必要なときに前記ばね要素の前記各配列を回転させるための軸受又はブシュを有する請求項５又は６記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１４】
前記外側ハウジングが，車両の前記シャシの対応する面への取り付けを容易にする平坦面を有する請求項５，６又は７いずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１５】
前記ばね要素の各配列が，アクチュエータによって作動されたときに移動可能である請求項１〜１４記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１６】
前記外側キャリアが，更に前記ばね要素の前記各配列の隣接する外側端部に取り付けるための複数の取り付け孔を有し，それにより，前記ばね要素の前記各配列が，使用時に車両の前記シャフトの回転と一体的に回転する請求項２記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１７】
前記外側キャリアの外側に配置された軸受又はブシュを有する請求項１６記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１８】
対向又は相殺する向きに向けられた前記ばね要素の各配列を具備する外側スプリングアセンブリを更に具備し，前記各ばね要素が実質的に円弧に対応する形状を有する請求項１６又は１７記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項１９】
前記外側スプリングアセンブリが，前記外側キャリアに対して移動可能である請求項１８記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【請求項２０】
前記ばね要素の各配列が，前記内側キャリアと前記外側キャリアのそれぞれに配置された対応するキー溝又はスロットに取り付け可能なそれぞれの内側端部と外側端部を有する請求項１〜７及び請求項９〜１９のいずれか１項記載のスプリングサスペンションアセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公表番号】特表２０１２−５０８１３４（Ｐ２０１２−５０８１３４Ａ）
【公表日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３４９７３（Ｐ２０１１−５３４９７３）
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００９／００１４６８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５４４２８
【国際公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（５０７３５７００３）ビッグ タイア プロプライエタリー リミテッド (2)
【氏名又は名称原語表記】ＢＩＧ ＴＹＲＥ ＰＴＹ ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００９／００１４６８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５４４２８
【国際公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（５０７３５７００３）ビッグ タイア プロプライエタリー リミテッド (2)
【氏名又は名称原語表記】ＢＩＧ ＴＹＲＥ ＰＴＹ ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
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