Ｙ字ビーム・コントロール・アームを伴うねじれビーム懸架装置
本発明は、乗り物内においてフレームとアクスルを相互に接続するための懸架装置に関し、該懸架装置は、平行かつ間隔が開けられた関係にある第１のビームおよび第２のビームを包含し、各ビームが単一のアームを伴った第１の端部、およびＹ字形状を定義する上側アームおよび下側アームを伴った第２の端部を有し、前記第１の端部が乗り物のフレームへのピボット接続が可能であり、第２の端部が上側および下側のアームの間に配置される乗り物のアクスルへの接続が可能であるコントロール・アームと、前記乗り物のアクスルへのマウントが可能なブッシング装置とを包含し、前記ブッシング装置は、前記第１のビームおよび第２のビームの前記上側アームの間を接続する上側部分、および前記第１のビームおよび第２のビームの前記下側アームの間を接続する下側部分を有し、前記ブッシング装置の前記上側部分および下側部分が、それぞれ選択されたレートを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗り物の懸架装置、特に大型の乗り物の懸架装置に指向されている。より詳細に述べれば、本発明は、乗り物内のフレームとアクスルを相互に接続する後部懸架装置の取り合わせに指向されている。
【背景技術】
【０００２】
多くの後部エア懸架装置は、ロール事象（垂直方向における逆向きの車輪の移動）の間におけるアクスル内のねじれを許容してロール剛性を提供する。しかしながら、アクスルがその種の懸架装置に取り付けられる態様に起因して望ましくない力がアクスルに伝達される。
【０００３】
解決策へ向けた１つのアプローチがマークル（Ｍｅｒｋｌｅ）に対する特許（特許文献１）に示されている。マークル（Ｍｅｒｋｌｅ）は、一端において乗り物のハンガ・ブラケットに取り付けられる水平に間隔が開けられたラグおよび反対側の端部においてアクスルに取り付けられる垂直に間隔が開けられたラグを形成するべく形作られた２つの平行プレートを備えたコントロール・アームを有する乗り物のアクスル・アタッチメントを示している。垂直に間隔が開けられたラグは、フランジを経由してアクスルと堅固に接続される。硬直した接続によって、この取り合わせのロール・レートは固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，３１０，１７１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による懸架装置の取り合わせは、単一のアームを伴った第１の端部、および分岐してＹ字形状を定義する上側アームおよび下側アームを伴った第２の端部を有するビームとして提供されるコントロール・アームを含み、第１の端部は、乗り物のフレームへの接続が可能であり、第２の端部は、上側および下側のアームの間に配置される乗り物のアクスルへの接続が可能である。ブッシングの取り合わせが、それらのアームを乗り物のアクスルにマウントし、当該ブッシングの取り合わせは、上側アームと接続する上側部分および下側アームと接続する下側部分を有し、ブッシングは、選択されたレートを有する。
【０００６】
本発明による懸架装置は、コントロール・アームの２つのアームの間にアクスルを拘束することによってアクスルへのねじれ力の伝達を改善する。アクスルは、トーションの中心周りにねじられ、アクスル内における余分な曲げモーメントの導入を伴うことなく、増加したねじれをアクスルに与える。本発明は、アクスル・ブッシングを経由して懸架装置の応答の調整を好都合に追加する。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、コントロール・アームが、間隔が開けられた関係にある平行な第１のビームおよび第２のビームから形成され、第１のビームおよび第２のビームは、ブッシングの取り合わせによってアクスルと相互に接続される。この間隔が、本発明によれば、変更されてアクスルのねじれのための所望の機械的な有利性を提供することができる。第１のビームおよび第２のビームは、比較的薄いプレート部材であり、そのことが、垂直方向において充分な強度ならびに剛性を提供する一方でアッセンブリにおける重量的有利性を提供する。それに加えて、第１のビームおよび第２のビームを薄いプレートとして形成することは、横方向における懸架事象に適応するためのある種の横方向の柔軟度を懸架装置アッセンブリに提供する。
【０００８】
本発明は、このように、垂直方向における剛性が横方向におけるよりはるかに高いコントロール・アームによってロール・レートの改善を提供する。
【０００９】
本発明によれば、第１のビームおよび第２のビームが、アクスル・ブッシングの取り合わせによってのみ相互に接続され、第２のブッシングの取り合わせがそれらのビームを乗り物のフレームにマウントする。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、第１のビームおよび第２のビームが接続されて、それぞれの上側アームと下側アームの間に配置されたアクスル・エンド・ブッシングの取り合わせを伴うコントロール・アームを形成する。
【００１１】
好ましくは、そのブッシングの取り合わせが、２つの上側ブッシングおよび２つの下側ブッシングを含む。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、ビームをアクスルに取り付けるブッシングのレートが変更されて、特定の懸架特性に影響を与えることができる。たとえば、２つのトップ・ブッシングを前後方向においてより硬く、かつ垂直方向においてより柔らかくし、ボトム・ブッシングを前後方向において比較的より柔らかく、かつ垂直方向において比較的より硬くすることによって、ロール操作性、横方向の剛性、ロール・レート、トゥ剛性、およびキャンバ剛性を改善することが可能である。
【００１３】
本発明のさらに別の態様によれば、第１のビームおよび第２のビームが、それぞれ、プレート部分および当該プレート部分のエッジから垂直に延びるフランジを含み、それにおいて第１のビームおよび第２のビームは、相互に、それぞれのフランジが反対方向に延びる形で配置される。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、懸架装置の取り合わせが、さらに、フレームにマウント可能なハンガを含み、コントロール・アームの第１の端部が当該ハンガにピボット・マウントされる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様によれば、懸架装置の取り合わせが、さらに、アクスルとフレームの間においてマウント可能なばねを含む。当該ばねは、アクスルにマウント可能であり、かつそこから延びるアーム上の受け座と、フレームにマウント可能なブラケットの間に配置できる。
【００１６】
本発明は、次に示す添付図面とともに以下の詳細な説明を参照することによってより良好な理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による懸架装置の取り合わせの側面図である。
【図２】図１の懸架装置の取り合わせの斜視図である。
【図３】コントロール・アームをアクスルに接続するためのトップ・ブッシング・デバイスの実施態様の斜視図である。
【図４】コントロール・アームをアクスルに接続するため、およびばねを支承するためのボトム・ブッシング・デバイスおよびばねアームの１つの実施態様の斜視図である。
【図５】本発明の懸架装置の取り合わせに使用できる調整済みブッシングの例を示した平面図である。
【図６】別の調整済みブッシングの例を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明による懸架装置の取り合わせの側面図である。図２は、図１の懸架装置の取り合わせの斜視図を示している。この懸架装置の取り合わせは、乗り物フレーム・レール１０と乗り物アクスル１２を接続する。図２においては、フレームの反対側の乗り物フレーム・レール１１が示されているが、図の手前のフレーム・レールは、明瞭性のために取り除かれている。本発明の懸架装置の取り合わせのアッセンブリは、アクスルの各端部にマウントされて、アクスルの各端部とそれぞれのフレーム・レールを接続することになる。図２は、その種のアッセンブリの１つを詳細に図解しているが、図が不要に複雑化することを回避するために反対側の部分だけが示されている。
【００１９】
懸架装置は、乗り物アクスル１２と乗り物フレーム１０を相互に接続する。図解されているアクスル１２は、被駆動アクスルであり、トランスミッション（図解せず）の出力シャフトと接続するギア・ハウジング１４を含む。またアクスル１２は、アクスルに１つまたは複数の車輪をマウントするためのスピンドル１６も含む。ギア・ハウジング１４内のギアの取り合わせは、駆動力をスピンドルへ伝達して車輪を回転させる。
【００２０】
この懸架装置は、乗り物フレーム１０とアクスル１２の間に延びるコントロール・アーム２０を含む。図においては、コントロール・アーム２０が２つの平行なビーム２２および２４によって形成されている。２つの平行なビーム２２および２４の実施態様は、充分な強度および垂直剛性を伴った比較的軽量のコントロール・アームを提供することから、および１つのビームが不具合になった場合における冗長性を提供することから好ましい。しかしながら本発明は、単一のビームがコントロール・アーム２０を形成することも企図しており、その意味において以下の説明が理解されるものとする。ビーム２２および２４は、それぞれＹ字構成で形作られ、単一のアームを伴った第１の端部３０および分岐した２つのアーム、すなわち上側アーム３２および下側アーム３４を伴った第２の端部を有する。これらの用語『上側』および『下側』は、図に描写されているとおり、乗り物フレーム上にマウントされたときのビーム２２および２４の姿勢に関して用いられている。各ビーム２２、２４は、実質的に平らなシート、すなわちプレート部材であり、外側エッジ２８が曲げられるか、または垂直に形成されてビームを剛直にするためのフランジを形成する。重量が重要な考慮事項でない場合には、必要な剛性を提供するに充分な厚さのプレート部材としてビームを形成してもよい。それに代えて、空間を囲い込む側壁および周囲壁を有するボックス部材としてビームを形成することができる。
【００２１】
コントロール・アーム２０を形成するビーム２２とビーム２４の間の間隔は、アクスル１２への力の伝達において所望の機械的な有利性を提供するべく選択することができる。それに加えて、ビーム２２および２４の外側エッジ２８の深さを、ビームの横方向の剛性に所望の量を提供するべく選択することができる。
【００２２】
コントロール・アーム２０の第１の端部３０は、垂直ピボット運動のために、乗り物フレームに取り付けられるハンガ・ブラケット４０にマウントされる。ハンガ・ブッシングの取り合わせ４２を使用することができる。
【００２３】
本発明によれば、アクスル１２が、分岐した上側アーム３２と下側アーム３４の間においてコントロール・アーム２０にマウントされる。図３の斜視図に示されている上側ブッシング・アッセンブリ５０が、コントロール・アーム２０の上側アーム３２とアクスル１２を接続する。図４の斜視図に示されている下側ブッシング・アッセンブリ６０は、コントロール・アーム２０の下側アーム３４とアクスル１２を接続する。上側ブッシング・アッセンブリ５０および下側ブッシング・アッセンブリ６０は、アクスルに接続され、Ｕボルト４４（図２に１つだけ見ることができる）によってそれらの間にアクスルがクランプされる。
【００２４】
図３を参照すると、上側ブッシング・アッセンブリ５０は、アクスル１２と係合するプレート５２を含み、それが上側ブッシングをアクスルに固定するためにＵボルト４４と係合するプレート内に形成された２つのショルダおよびトラフ構造５４を有する。２つのブッシング・マウント５６が平行に、プレート５２上に直立して形成されている。ブッシング・マウント５６は、アクスルに対して実質的に平行な孔５８を有する。ブッシング・マウント５６は、それぞれの孔５８内において選択されたブッシング（図解せず）を担持する。コントロール・アーム２０の上側アーム３２は、ブッシング・マウント５６内のブッシングを通して挿入される締め具によって上側ブッシング・アッセンブリ５０にマウントされる。
【００２５】
図解されている実施態様においては、ビーム２２および２４がコントロール・アーム２０の第１の端部３０および分岐した上側アーム３２および下側アーム３４において相互に接続されるが、それらの間においては接続されない。このことは、以下に説明するとおり、横方向の柔軟度を提供する。
【００２６】
図４を参照すると、下側ブッシング・アッセンブリ６０は、アクスル１２のボトムと係合する受け座６２を含んでいる。受け座６２は、上述したとおりにアクスル１２に下側ブッシング・アッセンブリ６０を固定するためのＵボルト４４を受入れるマウント用の孔を有するバー６４の間である。下側ブッシング・アッセンブリ６０は、また、受け座６２の下方に配置された２つのブッシング・マウント６６も含む。ブッシング・マウント６６は、上側ブッシング・アッセンブリ５０と同様にアクスルと平行な孔を伴って形成されており、選択されたブッシング（図示せず）を担持する。コントロール・アーム２０の下側アーム３４は、ブッシング・マウント６６内のブッシングを通して挿入される締め具によって下側ブッシング・アッセンブリ６０にマウントされる。
【００２７】
本発明によれば、ブッシングが、ブッシング・マウント５６および６６に嵌り合うサイズおよび形状の弾性材料の円筒状部材として好ましく形成され、材料は、レートまたは剛性について選択することができる。したがって、コントロール・アーム２０は、選択された量の弾性を伴ってアクスルに取り付けられる。本発明の別の態様によれば、たとえば、上側ブッシング・アッセンブリ５０が下側ブッシング・アッセンブリ６０と同じかまたは異なるブッシング・レートを有することを可能にするか、またはブッシング・アッセンブリ５０および６０のそれぞれの中の２つのブッシングが同じかまたは異なるブッシング・レートを有することを可能にするというようにブッシング・マウント５６および６６のそれぞれのブッシングを個別に選択することができる。さらに、各ブッシングに可変レートを持たせて懸架特性に変更をもたらすこと、すなわちブッシングに、１つの方向において他の方向と異なるレートを持たせることができる。図５に示されているとおり、１つの周知の可変レート・ブッシング８０は、ブッシング内の選択された１つまたは複数の部分に配置されてその部分をブッシングの残りの部分より柔らかくする空隙８２を採用する。空隙８２によってブッシング８０が、空隙の方向、すなわち図面内の軸Ａに沿った方向においてより柔らかくなる。それに代わるものとして図６に、異なる材料、すなわち比較的より硬い材料９２および比較的より柔らかい材料９４から形成されるブッシング９０の断面を示す。ブッシング９０は、Ａとして示された軸に沿った硬さが、Ｂとして示された軸に沿った硬さより比較的硬い。ブッシング・マウント５６および６６内における可変レート・ブッシング８０および９０の向きを選択することによって、ブッシング・アッセンブリの方向性のあるレートを調整することができる。そのほかの取り合わせも可能であり、たとえば、ブッシングの半分をより硬い材料で作り、残り半分をより柔らかい材料で作って、同一の軸に沿った反対の方向で異なるレートを提供することができる。
【００２８】
ブッシング・アッセンブリのレートの調整は、懸架特性に影響を与えることが可能である。たとえば、２つのトップ・ブッシングを前後方向において比較的より硬く、かつ垂直方向において比較的より柔らかくし、ボトム・ブッシングを前後方向においてのみ比較的より柔らかく、かつ垂直方向において比較的より硬くすることによって、ロール操作性、横方向の剛性、ロール・レート、トゥ剛性、およびキャンバ剛性を改善することが可能であり、可変ブッシング８０または９０を用いてこれを行なうことが可能である。
【００２９】
それぞれのブッシング・アッセンブリ内における上側ブッシング・マウント５６および下側ブッシング・マウント６６の間隔および位置は、特定の角度にアクスルを向けてピニオン角度をセットするべく選択することができる。
【００３０】
再び図４に戻るが、下側ブッシング・アッセンブリ６０は、マウントされたときにコントロール・アーム２０とは反対方向に受け座６２から延びるビーム７０を含む。ビーム７０は、当該ビームと乗り物フレームの間を接続するダンパ７４（図１および２に示す）のためのマウント用フランジ７２を含む。ビーム７０の端部はばね受け座７６であり、図１および２に空気ばね７８として図解されているばね部材を支承する。図１に見られるとおり、空気ばね７８は、ビーム７０と乗り物フレームの間にマウントされている。
【００３１】
コントロール・アーム２０の上側アーム３２と下側アーム３４の間においてアクスルを拘束することによって、アクスルに印加されるねじれがあれば、それの軸中心まわりに印加され、余分な曲げモーメントが、ロール事象の間に導入されない。それとは対照的に、一方の側（たとえば、通常はトップまたはボトム）でのみアクスルと接続される従来技術のコントロール・アーム懸架装置においては、ロール事象の間にアクスルがねじられたときに曲げが導入される。
【００３２】
コントロール・アーム２０は、比較的深い垂直寸法（アクスル軸に対して垂直）および比較的浅い横方向寸法（アクスル軸に対して平行）を伴うそれのプロファイルによって、横方向より垂直方向においてより剛直になる。垂直の剛性によってコントロール・アーム２０は、ロール事象の間に負荷をフレームへ効果的に伝達する。横方向における剛性を低くすることによって、コントロール・アームは、ラテラル・トルク・ロッドに入る予負荷の量を減ずる。ラテラル・トルク・ロッド８０は、図１に示されているトルク・ロッド・ブラケット１８とフレーム・レール１１の間に取り付けることができる。
【００３３】
以上、好ましい原理、実施態様、および構成要素に関して本発明を説明してきたが、当業者であれば、付随する特許請求の範囲によって定義されるとおりの本発明の範囲から逸脱することなしに均等による置換えがなし得ることを理解されるであろう。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 乗り物フレーム・レール、乗り物フレーム
１１ 乗り物フレーム・レール
１２ 乗り物アクスル、アクスル
１４ ギア・ハウジング
１６ スピンドル
１８ トルク・ロッド・ブラケット
２０ コントロール・アーム
２２ ビーム
２４ ビーム
２８ 外側エッジ
３０ 第１の端部
３２ 上側アーム
３４ 下側アーム
４０ ハンガ・ブラケット
４２ ハンガ・ブッシングの取り合わせ
４４ Ｕボルト
５０ 上側ブッシング・アッセンブリ
５２ プレート
５４ ショルダおよびトラフ構造
５６ 上側ブッシング・マウント
５８ 孔
６０ 下側ブッシング・アッセンブリ
６２ 受け座
６４ バー
６６ 下側ブッシング・マウント
７０ ビーム
７２ マウント用フランジ
７４ ダンパ
７６ ばね受け座
７８ 空気ばね
８０ 可変レート・ブッシング、ラテラル・トルク・ロッド
８２ 空隙
９０ ブッシング
９２ 比較的より硬い材料
９４ 比較的より柔らかい材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗り物の懸架装置、特に大型の乗り物の懸架装置に指向されている。より詳細に述べれば、本発明は、乗り物内のフレームとアクスルを相互に接続する後部懸架装置の取り合わせに指向されている。
【背景技術】
【０００２】
多くの後部エア懸架装置は、ロール事象（垂直方向における逆向きの車輪の移動）の間におけるアクスル内のねじれを許容してロール剛性を提供する。しかしながら、アクスルがその種の懸架装置に取り付けられる態様に起因して望ましくない力がアクスルに伝達される。
【０００３】
解決策へ向けた１つのアプローチがマークル（Ｍｅｒｋｌｅ）に対する特許（特許文献１）に示されている。マークル（Ｍｅｒｋｌｅ）は、一端において乗り物のハンガ・ブラケットに取り付けられる水平に間隔が開けられたラグおよび反対側の端部においてアクスルに取り付けられる垂直に間隔が開けられたラグを形成するべく形作られた２つの平行プレートを備えたコントロール・アームを有する乗り物のアクスル・アタッチメントを示している。垂直に間隔が開けられたラグは、フランジを経由してアクスルと堅固に接続される。硬直した接続によって、この取り合わせのロール・レートは固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，３１０，１７１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による懸架装置の取り合わせは、単一のアームを伴った第１の端部、および分岐してＹ字形状を定義する上側アームおよび下側アームを伴った第２の端部を有するビームとして提供されるコントロール・アームを含み、第１の端部は、乗り物のフレームへの接続が可能であり、第２の端部は、上側および下側のアームの間に配置される乗り物のアクスルへの接続が可能である。ブッシングの取り合わせが、それらのアームを乗り物のアクスルにマウントし、当該ブッシングの取り合わせは、上側アームと接続する上側部分および下側アームと接続する下側部分を有し、ブッシングは、選択されたレートを有する。
【０００６】
本発明による懸架装置は、コントロール・アームの２つのアームの間にアクスルを拘束することによってアクスルへのねじれ力の伝達を改善する。アクスルは、トーションの中心周りにねじられ、アクスル内における余分な曲げモーメントの導入を伴うことなく、増加したねじれをアクスルに与える。本発明は、アクスル・ブッシングを経由して懸架装置の応答の調整を好都合に追加する。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、コントロール・アームが、間隔が開けられた関係にある平行な第１のビームおよび第２のビームから形成され、第１のビームおよび第２のビームは、ブッシングの取り合わせによってアクスルと相互に接続される。この間隔が、本発明によれば、変更されてアクスルのねじれのための所望の機械的な有利性を提供することができる。第１のビームおよび第２のビームは、比較的薄いプレート部材であり、そのことが、垂直方向において充分な強度ならびに剛性を提供する一方でアッセンブリにおける重量的有利性を提供する。それに加えて、第１のビームおよび第２のビームを薄いプレートとして形成することは、横方向における懸架事象に適応するためのある種の横方向の柔軟度を懸架装置アッセンブリに提供する。
【０００８】
本発明は、このように、垂直方向における剛性が横方向におけるよりはるかに高いコントロール・アームによってロール・レートの改善を提供する。
【０００９】
本発明によれば、第１のビームおよび第２のビームが、アクスル・ブッシングの取り合わせによってのみ相互に接続され、第２のブッシングの取り合わせがそれらのビームを乗り物のフレームにマウントする。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、第１のビームおよび第２のビームが接続されて、それぞれの上側アームと下側アームの間に配置されたアクスル・エンド・ブッシングの取り合わせを伴うコントロール・アームを形成する。
【００１１】
好ましくは、そのブッシングの取り合わせが、２つの上側ブッシングおよび２つの下側ブッシングを含む。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、ビームをアクスルに取り付けるブッシングのレートが変更されて、特定の懸架特性に影響を与えることができる。たとえば、２つのトップ・ブッシングを前後方向においてより硬く、かつ垂直方向においてより柔らかくし、ボトム・ブッシングを前後方向において比較的より柔らかく、かつ垂直方向において比較的より硬くすることによって、ロール操作性、横方向の剛性、ロール・レート、トゥ剛性、およびキャンバ剛性を改善することが可能である。
【００１３】
本発明のさらに別の態様によれば、第１のビームおよび第２のビームが、それぞれ、プレート部分および当該プレート部分のエッジから垂直に延びるフランジを含み、それにおいて第１のビームおよび第２のビームは、相互に、それぞれのフランジが反対方向に延びる形で配置される。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、懸架装置の取り合わせが、さらに、フレームにマウント可能なハンガを含み、コントロール・アームの第１の端部が当該ハンガにピボット・マウントされる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様によれば、懸架装置の取り合わせが、さらに、アクスルとフレームの間においてマウント可能なばねを含む。当該ばねは、アクスルにマウント可能であり、かつそこから延びるアーム上の受け座と、フレームにマウント可能なブラケットの間に配置できる。
【００１６】
本発明は、次に示す添付図面とともに以下の詳細な説明を参照することによってより良好な理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による懸架装置の取り合わせの側面図である。
【図２】図１の懸架装置の取り合わせの斜視図である。
【図３】コントロール・アームをアクスルに接続するためのトップ・ブッシング・デバイスの実施態様の斜視図である。
【図４】コントロール・アームをアクスルに接続するため、およびばねを支承するためのボトム・ブッシング・デバイスおよびばねアームの１つの実施態様の斜視図である。
【図５】本発明の懸架装置の取り合わせに使用できる調整済みブッシングの例を示した平面図である。
【図６】別の調整済みブッシングの例を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明による懸架装置の取り合わせの側面図である。図２は、図１の懸架装置の取り合わせの斜視図を示している。この懸架装置の取り合わせは、乗り物フレーム・レール１０と乗り物アクスル１２を接続する。図２においては、フレームの反対側の乗り物フレーム・レール１１が示されているが、図の手前のフレーム・レールは、明瞭性のために取り除かれている。本発明の懸架装置の取り合わせのアッセンブリは、アクスルの各端部にマウントされて、アクスルの各端部とそれぞれのフレーム・レールを接続することになる。図２は、その種のアッセンブリの１つを詳細に図解しているが、図が不要に複雑化することを回避するために反対側の部分だけが示されている。
【００１９】
懸架装置は、乗り物アクスル１２と乗り物フレーム１０を相互に接続する。図解されているアクスル１２は、被駆動アクスルであり、トランスミッション（図解せず）の出力シャフトと接続するギア・ハウジング１４を含む。またアクスル１２は、アクスルに１つまたは複数の車輪をマウントするためのスピンドル１６も含む。ギア・ハウジング１４内のギアの取り合わせは、駆動力をスピンドルへ伝達して車輪を回転させる。
【００２０】
この懸架装置は、乗り物フレーム１０とアクスル１２の間に延びるコントロール・アーム２０を含む。図においては、コントロール・アーム２０が２つの平行なビーム２２および２４によって形成されている。２つの平行なビーム２２および２４の実施態様は、充分な強度および垂直剛性を伴った比較的軽量のコントロール・アームを提供することから、および１つのビームが不具合になった場合における冗長性を提供することから好ましい。しかしながら本発明は、単一のビームがコントロール・アーム２０を形成することも企図しており、その意味において以下の説明が理解されるものとする。ビーム２２および２４は、それぞれＹ字構成で形作られ、単一のアームを伴った第１の端部３０および分岐した２つのアーム、すなわち上側アーム３２および下側アーム３４を伴った第２の端部を有する。これらの用語『上側』および『下側』は、図に描写されているとおり、乗り物フレーム上にマウントされたときのビーム２２および２４の姿勢に関して用いられている。各ビーム２２、２４は、実質的に平らなシート、すなわちプレート部材であり、外側エッジ２８が曲げられるか、または垂直に形成されてビームを剛直にするためのフランジを形成する。重量が重要な考慮事項でない場合には、必要な剛性を提供するに充分な厚さのプレート部材としてビームを形成してもよい。それに代えて、空間を囲い込む側壁および周囲壁を有するボックス部材としてビームを形成することができる。
【００２１】
コントロール・アーム２０を形成するビーム２２とビーム２４の間の間隔は、アクスル１２への力の伝達において所望の機械的な有利性を提供するべく選択することができる。それに加えて、ビーム２２および２４の外側エッジ２８の深さを、ビームの横方向の剛性に所望の量を提供するべく選択することができる。
【００２２】
コントロール・アーム２０の第１の端部３０は、垂直ピボット運動のために、乗り物フレームに取り付けられるハンガ・ブラケット４０にマウントされる。ハンガ・ブッシングの取り合わせ４２を使用することができる。
【００２３】
本発明によれば、アクスル１２が、分岐した上側アーム３２と下側アーム３４の間においてコントロール・アーム２０にマウントされる。図３の斜視図に示されている上側ブッシング・アッセンブリ５０が、コントロール・アーム２０の上側アーム３２とアクスル１２を接続する。図４の斜視図に示されている下側ブッシング・アッセンブリ６０は、コントロール・アーム２０の下側アーム３４とアクスル１２を接続する。上側ブッシング・アッセンブリ５０および下側ブッシング・アッセンブリ６０は、アクスルに接続され、Ｕボルト４４（図２に１つだけ見ることができる）によってそれらの間にアクスルがクランプされる。
【００２４】
図３を参照すると、上側ブッシング・アッセンブリ５０は、アクスル１２と係合するプレート５２を含み、それが上側ブッシングをアクスルに固定するためにＵボルト４４と係合するプレート内に形成された２つのショルダおよびトラフ構造５４を有する。２つのブッシング・マウント５６が平行に、プレート５２上に直立して形成されている。ブッシング・マウント５６は、アクスルに対して実質的に平行な孔５８を有する。ブッシング・マウント５６は、それぞれの孔５８内において選択されたブッシング（図解せず）を担持する。コントロール・アーム２０の上側アーム３２は、ブッシング・マウント５６内のブッシングを通して挿入される締め具によって上側ブッシング・アッセンブリ５０にマウントされる。
【００２５】
図解されている実施態様においては、ビーム２２および２４がコントロール・アーム２０の第１の端部３０および分岐した上側アーム３２および下側アーム３４において相互に接続されるが、それらの間においては接続されない。このことは、以下に説明するとおり、横方向の柔軟度を提供する。
【００２６】
図４を参照すると、下側ブッシング・アッセンブリ６０は、アクスル１２のボトムと係合する受け座６２を含んでいる。受け座６２は、上述したとおりにアクスル１２に下側ブッシング・アッセンブリ６０を固定するためのＵボルト４４を受入れるマウント用の孔を有するバー６４の間である。下側ブッシング・アッセンブリ６０は、また、受け座６２の下方に配置された２つのブッシング・マウント６６も含む。ブッシング・マウント６６は、上側ブッシング・アッセンブリ５０と同様にアクスルと平行な孔を伴って形成されており、選択されたブッシング（図示せず）を担持する。コントロール・アーム２０の下側アーム３４は、ブッシング・マウント６６内のブッシングを通して挿入される締め具によって下側ブッシング・アッセンブリ６０にマウントされる。
【００２７】
本発明によれば、ブッシングが、ブッシング・マウント５６および６６に嵌り合うサイズおよび形状の弾性材料の円筒状部材として好ましく形成され、材料は、レートまたは剛性について選択することができる。したがって、コントロール・アーム２０は、選択された量の弾性を伴ってアクスルに取り付けられる。本発明の別の態様によれば、たとえば、上側ブッシング・アッセンブリ５０が下側ブッシング・アッセンブリ６０と同じかまたは異なるブッシング・レートを有することを可能にするか、またはブッシング・アッセンブリ５０および６０のそれぞれの中の２つのブッシングが同じかまたは異なるブッシング・レートを有することを可能にするというようにブッシング・マウント５６および６６のそれぞれのブッシングを個別に選択することができる。さらに、各ブッシングに可変レートを持たせて懸架特性に変更をもたらすこと、すなわちブッシングに、１つの方向において他の方向と異なるレートを持たせることができる。図５に示されているとおり、１つの周知の可変レート・ブッシング８０は、ブッシング内の選択された１つまたは複数の部分に配置されてその部分をブッシングの残りの部分より柔らかくする空隙８２を採用する。空隙８２によってブッシング８０が、空隙の方向、すなわち図面内の軸Ａに沿った方向においてより柔らかくなる。それに代わるものとして図６に、異なる材料、すなわち比較的より硬い材料９２および比較的より柔らかい材料９４から形成されるブッシング９０の断面を示す。ブッシング９０は、Ａとして示された軸に沿った硬さが、Ｂとして示された軸に沿った硬さより比較的硬い。ブッシング・マウント５６および６６内における可変レート・ブッシング８０および９０の向きを選択することによって、ブッシング・アッセンブリの方向性のあるレートを調整することができる。そのほかの取り合わせも可能であり、たとえば、ブッシングの半分をより硬い材料で作り、残り半分をより柔らかい材料で作って、同一の軸に沿った反対の方向で異なるレートを提供することができる。
【００２８】
ブッシング・アッセンブリのレートの調整は、懸架特性に影響を与えることが可能である。たとえば、２つのトップ・ブッシングを前後方向において比較的より硬く、かつ垂直方向において比較的より柔らかくし、ボトム・ブッシングを前後方向においてのみ比較的より柔らかく、かつ垂直方向において比較的より硬くすることによって、ロール操作性、横方向の剛性、ロール・レート、トゥ剛性、およびキャンバ剛性を改善することが可能であり、可変ブッシング８０または９０を用いてこれを行なうことが可能である。
【００２９】
それぞれのブッシング・アッセンブリ内における上側ブッシング・マウント５６および下側ブッシング・マウント６６の間隔および位置は、特定の角度にアクスルを向けてピニオン角度をセットするべく選択することができる。
【００３０】
再び図４に戻るが、下側ブッシング・アッセンブリ６０は、マウントされたときにコントロール・アーム２０とは反対方向に受け座６２から延びるビーム７０を含む。ビーム７０は、当該ビームと乗り物フレームの間を接続するダンパ７４（図１および２に示す）のためのマウント用フランジ７２を含む。ビーム７０の端部はばね受け座７６であり、図１および２に空気ばね７８として図解されているばね部材を支承する。図１に見られるとおり、空気ばね７８は、ビーム７０と乗り物フレームの間にマウントされている。
【００３１】
コントロール・アーム２０の上側アーム３２と下側アーム３４の間においてアクスルを拘束することによって、アクスルに印加されるねじれがあれば、それの軸中心まわりに印加され、余分な曲げモーメントが、ロール事象の間に導入されない。それとは対照的に、一方の側（たとえば、通常はトップまたはボトム）でのみアクスルと接続される従来技術のコントロール・アーム懸架装置においては、ロール事象の間にアクスルがねじられたときに曲げが導入される。
【００３２】
コントロール・アーム２０は、比較的深い垂直寸法（アクスル軸に対して垂直）および比較的浅い横方向寸法（アクスル軸に対して平行）を伴うそれのプロファイルによって、横方向より垂直方向においてより剛直になる。垂直の剛性によってコントロール・アーム２０は、ロール事象の間に負荷をフレームへ効果的に伝達する。横方向における剛性を低くすることによって、コントロール・アームは、ラテラル・トルク・ロッドに入る予負荷の量を減ずる。ラテラル・トルク・ロッド８０は、図１に示されているトルク・ロッド・ブラケット１８とフレーム・レール１１の間に取り付けることができる。
【００３３】
以上、好ましい原理、実施態様、および構成要素に関して本発明を説明してきたが、当業者であれば、付随する特許請求の範囲によって定義されるとおりの本発明の範囲から逸脱することなしに均等による置換えがなし得ることを理解されるであろう。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 乗り物フレーム・レール、乗り物フレーム
１１ 乗り物フレーム・レール
１２ 乗り物アクスル、アクスル
１４ ギア・ハウジング
１６ スピンドル
１８ トルク・ロッド・ブラケット
２０ コントロール・アーム
２２ ビーム
２４ ビーム
２８ 外側エッジ
３０ 第１の端部
３２ 上側アーム
３４ 下側アーム
４０ ハンガ・ブラケット
４２ ハンガ・ブッシングの取り合わせ
４４ Ｕボルト
５０ 上側ブッシング・アッセンブリ
５２ プレート
５４ ショルダおよびトラフ構造
５６ 上側ブッシング・マウント
５８ 孔
６０ 下側ブッシング・アッセンブリ
６２ 受け座
６４ バー
６６ 下側ブッシング・マウント
７０ ビーム
７２ マウント用フランジ
７４ ダンパ
７６ ばね受け座
７８ 空気ばね
８０ 可変レート・ブッシング、ラテラル・トルク・ロッド
８２ 空隙
９０ ブッシング
９２ 比較的より硬い材料
９４ 比較的より柔らかい材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗り物フレームとアクスルを相互に接続するための懸架装置であって、
単一のアームを伴った第１の端部、および分岐してＹ字形状を定義する上側アームおよび下側アームを伴った第２の端部を有し、前記第１の端部が乗り物のフレームへの接続が可能であり、第２の端部が上側および下側のアームの間に配置される乗り物のアクスルへの接続が可能であるビームを包含するコントロール・アームと、
前記乗り物のアクスルへのマウントが可能なブッシング装置を包含し、前記ブッシング装置が、前記上側アームと接続する上側ブッシングおよび前記下側アームと接続する下側ブッシングを有し、前記上側ブッシングおよび下側ブッシングが、それぞれ選択されたレートを有する、前記懸架装置。
【請求項２】
前記コントロール・アームは、平行かつ間隔が開けられた関係にある第１のビームおよび第２のビームを包含する、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項３】
前記第１のビームおよび第２のビームは、それぞれ、プレートおよび前記プレートのエッジから垂直に延びるフランジを含み、それにおいて前記第１のビームおよび第２のビームは、相互に、それぞれの前記フランジが反対方向に延びる形で配置される、請求項２に記載の懸架装置。
【請求項４】
前記第１のビームおよび第２のビームは、前記上側アームおよび下側アームのそれぞれの間において前記ブッシング装置を用いて接続される、請求項２に記載の懸架装置。
【請求項５】
前記ブッシング装置は、２つの上側ブッシングおよび２つの下側ブッシングを含む、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項６】
前記２つの上側ブッシングのそれぞれおよび前記２つの下側ブッシングのそれぞれは、選択されたレートを有する、請求項５に記載の懸架装置。
【請求項７】
前記ブッシング装置は、複数のブッシングを包含し、各ブッシングが可変レートを有する、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項８】
さらに、前記フレームへのマウントが可能なハンガを包含し、前記ハンガに前記第１の端部がピボット・マウントされる、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項９】
さらに、前記アクスルへのマウントが可能であり、かつそこから延びる部材上の受け座と前記フレームの間におけるマウントが可能なばねを包含する、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項１０】
前記ビームの前記単一のアーム、上側アーム、および下側アームは平面を定義し、それにおいて前記ビームは、前記平面に対して垂直より前記平面に対して平行な方がより剛直である、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項１１】
乗り物内においてフレームとアクスルを相互に接続するための懸架装置であって、
平行かつ間隔が開けられた関係にある第１のビームおよび第２のビームを包含し、各ビームが単一のアームを伴った第１の端部、およびＹ字形状を定義する上側アームおよび下側アームを伴った第２の端部を有し、前記第１の端部が乗り物のフレームへのピボット接続が可能であり、第２の端部が上側および下側のアームの間に配置される乗り物のアクスルへの接続が可能であるコントロール・アームと、
前記乗り物のアクスルへのマウントが可能なブッシング装置を包含し、前記ブッシング装置が、前記第１のビームおよび第２のビームの前記上側アームの間を接続する上側部分、および前記第１のビームおよび第２のビームの前記下側アームの間を接続する下側部分を有し、前記ブッシング装置の前記上側部分および下側部分が、それぞれ選択されたレートを有する、前記懸架装置。
【請求項１２】
前記第１のビームおよび前記第２のビームは、それぞれ、プレート部分および前記プレート部分のエッジから延びるフランジを含み、それにおいて前記第１のビームおよび第２のビームは、相互に、それぞれの前記フランジが反対方向に延びる形で配置される、請求項１１に記載の懸架装置。
【請求項１３】
前記ブッシング装置は、複数のブッシングを包含し、各ブッシングが可変レートを有する、請求項１１に記載の懸架装置。
【請求項１４】
前記ブッシング装置は、２つの上側ブッシングおよび２つの下側ブッシングを含む、請求項１１に記載の懸架装置。
【請求項１５】
前記２つの上側ブッシングおよび２つの下側ブッシングのそれぞれは、選択されたレートを有する、請求項１４に記載の懸架装置。
【請求項１６】
さらに、前記フレームへのマウントが可能なハンガを包含し、前記ハンガに前記第１のビームおよび第２のビームの前記第１の端部がピボット・マウントされる、請求項１２に記載の懸架装置。
【請求項１７】
さらに、前記アクスルと前記フレームの間におけるマウントが可能なばねを包含する、請求項１２に記載の懸架装置。
【請求項１８】
前記ばねは、前記アクスルへのマウントが可能であり、かつそこから延びるアーム上の受け座と、前記フレームへのマウントが可能なブラケットの間に配置される、請求項１７に記載の懸架装置。
【請求項１】
乗り物フレームとアクスルを相互に接続するための懸架装置であって、
単一のアームを伴った第１の端部、および分岐してＹ字形状を定義する上側アームおよび下側アームを伴った第２の端部を有し、前記第１の端部が乗り物のフレームへの接続が可能であり、第２の端部が上側および下側のアームの間に配置される乗り物のアクスルへの接続が可能であるビームを包含するコントロール・アームと、
前記乗り物のアクスルへのマウントが可能なブッシング装置を包含し、前記ブッシング装置が、前記上側アームと接続する上側ブッシングおよび前記下側アームと接続する下側ブッシングを有し、前記上側ブッシングおよび下側ブッシングが、それぞれ選択されたレートを有する、前記懸架装置。
【請求項２】
前記コントロール・アームは、平行かつ間隔が開けられた関係にある第１のビームおよび第２のビームを包含する、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項３】
前記第１のビームおよび第２のビームは、それぞれ、プレートおよび前記プレートのエッジから垂直に延びるフランジを含み、それにおいて前記第１のビームおよび第２のビームは、相互に、それぞれの前記フランジが反対方向に延びる形で配置される、請求項２に記載の懸架装置。
【請求項４】
前記第１のビームおよび第２のビームは、前記上側アームおよび下側アームのそれぞれの間において前記ブッシング装置を用いて接続される、請求項２に記載の懸架装置。
【請求項５】
前記ブッシング装置は、２つの上側ブッシングおよび２つの下側ブッシングを含む、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項６】
前記２つの上側ブッシングのそれぞれおよび前記２つの下側ブッシングのそれぞれは、選択されたレートを有する、請求項５に記載の懸架装置。
【請求項７】
前記ブッシング装置は、複数のブッシングを包含し、各ブッシングが可変レートを有する、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項８】
さらに、前記フレームへのマウントが可能なハンガを包含し、前記ハンガに前記第１の端部がピボット・マウントされる、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項９】
さらに、前記アクスルへのマウントが可能であり、かつそこから延びる部材上の受け座と前記フレームの間におけるマウントが可能なばねを包含する、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項１０】
前記ビームの前記単一のアーム、上側アーム、および下側アームは平面を定義し、それにおいて前記ビームは、前記平面に対して垂直より前記平面に対して平行な方がより剛直である、請求項１に記載の懸架装置。
【請求項１１】
乗り物内においてフレームとアクスルを相互に接続するための懸架装置であって、
平行かつ間隔が開けられた関係にある第１のビームおよび第２のビームを包含し、各ビームが単一のアームを伴った第１の端部、およびＹ字形状を定義する上側アームおよび下側アームを伴った第２の端部を有し、前記第１の端部が乗り物のフレームへのピボット接続が可能であり、第２の端部が上側および下側のアームの間に配置される乗り物のアクスルへの接続が可能であるコントロール・アームと、
前記乗り物のアクスルへのマウントが可能なブッシング装置を包含し、前記ブッシング装置が、前記第１のビームおよび第２のビームの前記上側アームの間を接続する上側部分、および前記第１のビームおよび第２のビームの前記下側アームの間を接続する下側部分を有し、前記ブッシング装置の前記上側部分および下側部分が、それぞれ選択されたレートを有する、前記懸架装置。
【請求項１２】
前記第１のビームおよび前記第２のビームは、それぞれ、プレート部分および前記プレート部分のエッジから延びるフランジを含み、それにおいて前記第１のビームおよび第２のビームは、相互に、それぞれの前記フランジが反対方向に延びる形で配置される、請求項１１に記載の懸架装置。
【請求項１３】
前記ブッシング装置は、複数のブッシングを包含し、各ブッシングが可変レートを有する、請求項１１に記載の懸架装置。
【請求項１４】
前記ブッシング装置は、２つの上側ブッシングおよび２つの下側ブッシングを含む、請求項１１に記載の懸架装置。
【請求項１５】
前記２つの上側ブッシングおよび２つの下側ブッシングのそれぞれは、選択されたレートを有する、請求項１４に記載の懸架装置。
【請求項１６】
さらに、前記フレームへのマウントが可能なハンガを包含し、前記ハンガに前記第１のビームおよび第２のビームの前記第１の端部がピボット・マウントされる、請求項１２に記載の懸架装置。
【請求項１７】
さらに、前記アクスルと前記フレームの間におけるマウントが可能なばねを包含する、請求項１２に記載の懸架装置。
【請求項１８】
前記ばねは、前記アクスルへのマウントが可能であり、かつそこから延びるアーム上の受け座と、前記フレームへのマウントが可能なブラケットの間に配置される、請求項１７に記載の懸架装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１３−５０９３２５（Ｐ２０１３−５０９３２５Ａ）
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３６７７６（Ｐ２０１２−５３６７７６）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６２７２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５３３０８
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５１１０６６５６２）ボルボ グループ ノース アメリカ，エルエルシー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６２７２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５３３０８
【国際公開日】平成２３年５月５日（２０１１．５．５）
【出願人】（５１１０６６５６２）ボルボ グループ ノース アメリカ，エルエルシー (3)
【Ｆターム（参考）】
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