JP2020529361A - 車輪懸架部 - Google Patents
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Abstract
【課題】シャシレバーにおけるベルクランクの支持に用いられる軸受システムが単純な構造において傑出し、安価である車輪懸架部を提案する。【解決手段】シャシコントロールアーム3と、第1のタイロッドと、第2のタイロッドと、ベルクランク7と、軸受システム10とを含み、該軸受システムが、第1のタイロッド及び第2のタイロッドを互いに結合するベルクランク7をシャシコントロールアーム3において支持する、車輪懸架部において、軸受システム10が、シャシコントロールアーム3の軸受部分3aに収容されたすべり軸受13として形成されており、ベルクランク7及びシャシコントロールアーム3を結合する結合手段20がすべり軸受13において支持されている。
Description
本発明は、少なくとも1つのシャシコントロールアームと、少なくとも1つの第1のタイロッドと、第2のタイロッドと、ベルクランクと、軸受システムとを備えた車輪懸架部に関するものである。軸受システムは、第1のタイロッド及び第2のタイロッドを互いに結合するベルクランクを少なくとも1つのシャシコントロールアームにおいて支持するために用いられる。
原動機付き車両の操舵可能なアクスルにおける車輪支持部は実現可能な操舵角を決定し、これまで車輪操舵角は±50°まで実現される。公知の車輪懸架部の主たる部分は、カーブ内側の車輪における±40°までの操舵角を実行し、これには旋回半径の明らかな制限が伴う。
±50°より大きな操舵角を可能とするために、シャシ運動機構の複雑性が増大する。なぜなら、このために追加的な部材が必要となるためである。このとき、これら追加的な部材は、車両車体又はシャシコントロールアームで支持されている。
特許文献1から、少なくとも1つのシャシコントロールアームと、少なくとも1つの第1のタイロッドと、第2のタイロッドと、ベルクランクとを備えた車輪懸架部が知られている。このとき、軸受システムは、第1のタイロッド及び第2のタイロッドを互いに結合するベルクランクを少なくとも1つのシャシコントロールアームにおいて支持する。このために、軸受システムは、隣り合って配置された2つの円すいころ軸受で形成されており、ベルクランクをこれに形成されたシャフト状の部分を用いて円すいころ軸受において支持するために、円すいころ軸受は、このために形成された軸受部分においてシャシコントロールアームによって収容されている。このとき、シャシコントロールアームの軸受部分は、円すいころ軸受を収容するために特別の形態を必要とする。
上述の従来技術を起点として、本発明の課題は、シャシレバーにおけるベルクランクの支持に用いられる軸受システムが単純な構造において傑出し、安価である車輪懸架部を提案することにある。
この課題は、請求項1の前提部分を基礎としたその特徴部分との関連における車輪懸架部によって解決される。これにつづく各従属請求項は、それぞれ本発明の有利な発展形態を表すものである。
本発明によれば、少なくとも1つのシャシコントロールアームと、第1のタイロッドと、第2のタイロッドと、ベルクランクとを含む車輪懸架部において、第1のタイロッド及び第2のタイロッドを互いに結合するベルクランクが、軸受システムを用いて、少なくとも1つのシャシコントロールアームにおいて支持される。このとき、支持は、ちょうど1つの自由度を有しており、すなわち、部材の互いに対する旋回が可能であるようになっている。
このために、本発明による車輪懸架部は、すべり軸受として形成された軸受システムを備えており、当該軸受システムは、少なくとも1つのシャシコントロールアームの軸受部分によって収容されており、当該軸受部分では、ベルクランク及び少なくとも1つのシャシコントロールアームを結合する結合手段が支持されている。このとき、軸受システムは一種のヒンジとして形成されており、当該ヒンジは、発生する軸方向及び径方向の力並びにモーメントを支持するものである。すべり軸受は、必要な自由度を備えており、互いに結合された部材の旋回のみを可能とする。すべり軸受は、ころ軸受と比べてよりわずかな移動する部材を備えており、したがってより安価に製造可能である。加えて、シャシコントロールアームをベルクランクに結合する別々の結合手段を設けることで、ベルクランクの製造が単純化される。さらに、軸受システムは、小さな静摩擦トルクを有しているとともに、制限してのみ存在する車輪懸架部の構造空間に関して有利に構成されている。
特許文献1の軸受システムにおいて用いられる、2つの円すいころ軸受を含む軸受システムは、その配置に必要なシャシコントロールアーム及びベルクランクの形態に起因してより複雑であるとともに、ころ軸受の使用によってよりコストがかかるものである。
本発明の一実施形態に対応して、すべり軸受は、第1の軸受ブッシュ部分及び第2の軸受ブッシュ部分を有する二部材から成る軸受ブッシュを含むことができる。両軸受ブッシュ部分は、少なくとも1つのシャシコントロールアームの長手軸線に対して傾斜して延びる、軸受部分における貫通孔に配置されている。
特に好ましくは、第1及び第2の軸受ブッシュ部分は互いに対して予負荷(付勢)されることが可能である。
このために、第1及び第2の軸受ブッシュ部分は、それぞれ、各端部において、それぞれ径方向外方へ延在する部分を備えており、当該部分は、軸受部分における各段部に接触する。貫通孔における軸受ブッシュ部分の配置は、各軸受ブッシュ部分の径方向外方へ延在する部分が互いにそむくように位置決めされている態様でなされる。段部は、貫通孔の急激な直径増大部によって実現される。貫通孔へ導入される軸受ブッシュ部分に予負荷を与えるために、それぞれ貫通孔を画定するシャシコントロールアームの軸受部分の壁部分が部分的に内方へ巻かれることができるか、又は曲げられることができる。巻かれた各壁部分が径方向外方へ延在する各軸受ブッシュ部分の一部を覆うことで、軸受ブッシュ部分が軸方向において固定される。加えて、これにより、軸受ブッシュ部分の予負荷を生じさせることが可能である。
一実施形態によれば、軸受ブッシュは、熱可塑性の合成樹脂で構成されることが可能である。熱可塑性の合成樹脂は、低い摩擦係数及び高い耐摩耗性において傑出している。軸受ブッシュを製造するために、例えば、ポリエチレン(PE)又はポリオキシメチレン(POM)を合成樹脂として用いることが可能である。この場合、第1及び第2の軸受ブッシュ部分を後続の取付プロセスのための合成樹脂半製品として提供することが可能である。
本発明の一実施形態に対応して、結合手段は、スリーブと、該スリーブを貫通して案内され得る固定ネジとを含むことができ、スリーブは、その外側のジャケット面において本質的に中央に配置して周設された段部を備えている。スリーブの周設された段部には、第1の軸受ブッシュ部分及び第2の軸受ブッシュ部分が端部で接触することができる。これは、遊びなしになされるべきである。段部により、スリーブによって受け止められた軸方向の力を第1の軸受ブッシュ部分及び第2の軸受ブッシュ部分へ伝達することが可能である。ベルクランク及びシャシコントロールアームは、スリーブを通って貫通案内され得る固定ネジを用いて互いに結合されることができる。このために、ベルクランクは、特に固定ネジのネジ部分に対応するネジ孔を備えている。固定ネジは、シャシコントロールアームの軸受部分に対するスリーブの軸方向の移動を阻止する。
別の実施形態によれば、結合手段を一部材で構成することができ、当該結合手段は、軸受セグメント及び結合セグメントを備えている。軸受セグメントは、第1の軸受ブッシュ部分と第2の軸受ブッシュ部分の間に配置される。この場合、軸受セグメントも、同様にその外側のジャケット面において、本質的に中央に配置され周設された段部を備えることができ、当該段部では、軸方向の力を受け止めるために第1及び第2の軸受ブッシュ部分が支持されている。
別の実施形態によれば、軸受セグメントが本質的にフランジ状の部分を備えることができ、該部分が、部分的に、第1の軸受ブッシュ部分の径方向外方へ延在する部分に接触している。これにより、第1の軸受ブッシュ部分の径方向外方へ延在する部分がシャシコントロールアームの表面において支持されるときに、シャシコントロールアームの軸受部分の態様を単純化することが可能である。これにより、軸受部分における凹部及び壁部分を巻き、又は曲げることを省略することが可能である。
さらに、軸受セグメントへ、その本質的にフランジ状の部分とは反対側で本質的にリング状の要素を設けることが可能であり、該要素は、第2の軸受ブッシュ部分の径方向外方へ延在する部分に接触している。軸方向における移動に対してリング状の要素を固定するために、結合要素にスナップリングを設けることが可能である。これに代えて、自己固定式の固定手段も考えられる。結合要素は雄ネジ部分を備えており、当該雄ネジ部分は、好ましくはベルクランクにおける対応する雌ネジ部分と結合可能である。このために、軸受セグメントは、部分的に中空円筒状に構成されることができるとともに、工具係合凹部を備えることが可能である。当該実施形態では、第1及び第2の軸受ブッシュ部分は、結合手段及びリング状の要素によって予負荷を受ける。
本発明は、付随的な請求項及びこれに従属する請求項の記載された組合せに限定されていない。さらに、特に、個々の特徴が特許請求の範囲、本発明の好ましい実施形態の以下の説明又は直接図面から得られる場合に、個々の特徴を互いに組み合わせることが可能である。請求項における、符号を用いることによる図面の参照は、請求項の保護範囲を限定するものではない。
以下に説明される本発明の有利な実施形態は、図面に図示されている。
図1には、軸受システム10を有する車輪懸架部1が図示されている。車輪懸架部1は、ラック機構として形成されたステアリングギヤ装置2を備えている。さらに、車輪懸架部1は、三角形トランスバースコントロールアームとして成形された上側のシャシコントロールアーム3及び下側のシャシコントロールアーム4と、第1のタイロッド5と、第2のタイロッド6と、ベルクランク7と、車輪支持部8と、連結部分9とを含んでいる。上側のシャシコントロールアーム3及び下側のシャシコントロールアーム4は、分解された三角形トランスバースコントロールアームとして形成されることも可能である。
第1のタイロッド5は、ステアリングギヤ装置2に結合されているとともに、リンク式の結合部11によってベルクランク7に結合されている。ベルクランク7は、一端でリンク式の結合部11によって第2のタイロッド6に結合されている。ベルクランク7は、他端では軸受システム10を用いて上側のシャシコントロールアーム3において支持されている。第1のタイロッド5をベルクランク7に結合するリンク式の結合部11は、軸受システム10と第2のタイロッド6のリンク式の結合部11の間に配置されている。第2のタイロッド6は、リンク式の結合部11を用いて連結部分9に結合されている。車輪支持部8及び連結部分9は一体的に成形されている。車輪支持部8は、それぞれ1つのリンク式の結合部11によって、上側のシャシコントロールアーム3及び下側のシャシコントロールアーム4に結合されている。下側のシャシコントロールアーム4には、バネダンパ12が配置されている。
図2には、図1によるA−A線に沿った断面図が図示されている。当該図示には、第1の実施形態による軸受システム10が示されている。上側のシャシコントロールアーム3においてベルクランク7を支持する軸受システム10は、ちょうど1つの自由度を有している。このために、軸受システム10は、すべり軸受13として形成されている。すべり軸受13は、第1の軸受ブッシュ部分14a及び第2の軸受ブッシュ部分14bを有する二部材から成る軸受ブッシュ14を含んでいる。第1の軸受ブッシュ部分14a及び第2の軸受ブッシュ部分14bは、上側のシャシコントロールアーム3を通って延在する貫通孔18によって収容されている。貫通孔18は端部においてそれぞれ1つの急激な半径増大部を備えているため、それぞれ1つの段部18aが形成されている。第1及び第2の軸受ブッシュ部分14a,14bは、径方向において外方へ延在するそれぞれ1つの部分15を備えている。当該部分15は、取り付けられた位置で、上側のシャシコントロールアーム3のそれぞれ対応する段部18aに遊びなく載置されている。二部材から成る軸受ブッシュ14は、低い摩擦係数及び高い耐摩耗性により傑出した熱可塑性の合成樹脂で構成されている。このために、例えば、ポリエチレン(PE)又はポリオキシメチレン(POM)を合成樹脂として用いることが可能である。この場合、第1及び第2の軸受ブッシュ部分14a,14bは、後続の取付プロセスのための合成樹脂半製品として提供されることが可能である。
軸受ブッシュ14では結合手段20が支持されており、当該支持手段は、ベルクランク7と上側のシャシコントロールアーム3を互いに結合するものである。図示の実施形態では、多部材から成る結合手段20は、スリーブ16及び固定ボルト19を含んでいる。スリーブ16は、金属で構成されているが、合成樹脂で製造されることも可能である。スリーブ16は、その外側のジャケット面において、本質的に中央に配置され周設された段部17を備えている。スリーブ16の当該段部17には、第1の軸受ブッシュ部分14a及び第2の軸受ブッシュ部分14bが互いに対向配置して設置されている。段部17における第1の軸受ブッシュ部分14a及び第2の軸受ブッシュ部分14bの配置は遊びなく行われる。これにより、第1及び第2の軸受ブッシュ部分14a,14bは、軸方向の変位に対してスリーブ16を固定する。スリーブ16の外側のジャケット面に周設された段部17は、軸方向の力を受け止めるか、又は当該力を伝達する。上側のシャシコントロールアーム3は、固定ネジ19を用いてベルクランク7に螺着される。
軸受システム10の取付時には、まず、両軸受ブッシュ部分14a,14bのうち1つが貫通孔18へ挿入される。つづいて、スリーブ16が、あらかじめ貫通孔18に挿入された軸受ブッシュ部分14a又は14bへはめ込まれる。つづいて、他の軸受ブッシュ部分14a又は14bが貫通孔18へはめ込まれる。第1及び第2の軸受ブッシュ部分14a,14bを軸方向において固定するために、軸方向に延在し貫通孔18をそれぞれ端部側で画定する、上側のシャシコントロールアーム3の壁部分21が巻かれ、又は曲げられるようになっており、その結果、当該壁部分は、各部分15を覆っている。加えて、これにより、第1及び第2の軸受ブッシュ部分14a,14bには、それぞれ予負荷が作用する。軸受システム10を密閉するために、不図示の少なくとも1つの軸シールリングが設けられている。少なくとも1つの軸シールリングは、上側のシャシコントロールアーム3においてベルクランク7を支持する軸受システム10を周囲に対して密閉する。
図3には、第2の実施形態による軸受システム30が概略的に図示されている。同様に、軸受システム30もすべり軸受31として形成されている。すべり軸受31は、第1の軸受ブッシュ部分32a及び第2の軸受ブッシュ部分32bを有する二部材から成る軸受ブッシュ32を含んでいる。第1の軸受ブッシュ部分32a及び第2の軸受ブッシュ部分32bは、上側のシャシコントロールアーム3を通って延在する貫通孔18によって収容されている。第1の軸受ブッシュ部分32a及び第2の軸受ブッシュ部分32bは、それぞれ径方向外方へ延在するそれぞれ1つの部分33を備えている。第1の軸受ブッシュ部分32a及び第2の軸受ブッシュ部分32bは、各部分33において、それぞれシャシコントロールアーム3に接触している。
シャシコントロールアーム3及びベルクランク7を結合するために、二部材から成る軸受ブッシュ32において結合手段34が支持されている。結合手段34は、当該実施例により一体的に形成されている。結合34は、軸受セグメント35及び結合セグメント36を備えている。軸受セグメント35は、部分的に軸受ブッシュ32によって収容されている。軸受セグメント35は、その自由端においてフランジ状の部分37を備えており、当該部分は、第1の軸受ブッシュ部分32aから軸方向及び径方向に突出し、当該第1の軸受ブッシュ部分に載置されている。部分37に対向する側では、リング状の要素38が、結合セグメント36を介して軸受部分35へ摺動可能である。リング状の要素38は、径方向外方へ延在する、第2の軸受ブッシュ部分32bの一部に部分的に接触している。軸受セグメント35へ設けられたスナップリング39のような固定要素により、結合手段34は、軸方向の変位に対して固定されている。結合セグメント36は雄ネジを備えているため、結合手段34は、ベルクランク7と螺着可能である。このために、軸受セグメント35には工具係合凹部40が設けられており、その結果、結合手段34をベルクランク7における対応する雌ネジに螺着させることが可能である。
1 車輪懸架部
2 ステアリングギヤ装置
3 上側のシャシコントロールアーム
3a 軸受部分
4 下側のシャシコントロールアーム
5 第1のタイロッド
6 第2のタイロッド
7 ベルクランク
8 車輪支持部
9 連結部分
10 軸受システム
11 リンク式の結合部
12 バネダンパ
13 すべり軸受
14 軸受ブッシュ
14a 第1の軸受ブッシュ部分
14b 第2の軸受ブッシュ部分
15 部分
16 スリーブ
17 段部
18 貫通孔
18a 段部
19 固定ネジ
20 結合手段
30 軸受システム
31 すべり軸受
32 軸受ブッシュ
32a 第1の軸受ブッシュ部分
32b 第2の軸受ブッシュ部分
33 部分
34 結合手段
35 軸受セグメント
36 結合セグメント
37 部分
38 リング状の要素
39 スナップリング
40 工具係合凹部
2 ステアリングギヤ装置
3 上側のシャシコントロールアーム
3a 軸受部分
4 下側のシャシコントロールアーム
5 第1のタイロッド
6 第2のタイロッド
7 ベルクランク
8 車輪支持部
9 連結部分
10 軸受システム
11 リンク式の結合部
12 バネダンパ
13 すべり軸受
14 軸受ブッシュ
14a 第1の軸受ブッシュ部分
14b 第2の軸受ブッシュ部分
15 部分
16 スリーブ
17 段部
18 貫通孔
18a 段部
19 固定ネジ
20 結合手段
30 軸受システム
31 すべり軸受
32 軸受ブッシュ
32a 第1の軸受ブッシュ部分
32b 第2の軸受ブッシュ部分
33 部分
34 結合手段
35 軸受セグメント
36 結合セグメント
37 部分
38 リング状の要素
39 スナップリング
40 工具係合凹部
Claims (9)
- 少なくとも1つのシャシコントロールアーム(3,4)と、第1のタイロッド(5)と、第2のタイロッド(6)と、ベルクランク(7)と、軸受システム(10,30)とを含み、該軸受システムが、前記第1のタイロッド(5)及び前記第2のタイロッド(6)を互いに結合する前記ベルクランク(7)を前記少なくとも1つのシャシコントロールアーム(3)において支持する、車輪懸架部(1)において、
前記軸受システム(10,30)が、前記少なくとも1つのシャシコントロールアーム(3)の軸受部分(3a)に収容されたすべり軸受(13,31)として形成されており、前記ベルクランク(7)及び前記少なくとも1つのシャシコントロールアーム(3)を結合する結合手段(20,34)が前記すべり軸受(13,31)において支持されていることを特徴とする車輪懸架部。 - 前記すべり軸受(13,31)が、第1の軸受ブッシュ部分(14a,32a)及び第2の軸受ブッシュ部分(14b,32b)を有する二部分から成る軸受ブッシュ(14,32)を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の車輪懸架部(1)。
- 前記第1の軸受ブッシュ部分(14a,32a)及び前記第2の軸受ブッシュ部分(14b,32b)が互いに対して予負荷を受けていることを特徴とする請求項2に記載の車輪懸架部(1)。
- 前記第1の軸受ブッシュ部分(14a,32a)及び第2の軸受ブッシュ部分(14b,32b)が、それぞれ1つの端部において、前記軸受部分(3a)におけるそれぞれ1つの段部(18a)に接触する、径方向外方へ延在するそれぞれ1つの部分(15)を備えていることを特徴とする請求項2又は3に記載の車輪懸架部(1)。
- 前記軸受ブッシュ(14,32)が熱可塑性の合成樹脂で構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車輪懸架部(1)。
- 前記結合手段(20)が、スリーブ(16)と、該スリーブ(16)を貫通して案内され得る固定ネジ(19)とを含んでおり、前記スリーブが、その外側のジャケット面において本質的に中央に配置して周設された段部(17)を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車輪懸架部(1)。
- 前記結合手段(34)が、一部材で構成されているとともに、軸受セグメント(35)及び結合セグメント(36)を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車輪懸架部(1)。
- 前記軸受セグメント(35)が本質的にフランジ状の部分(37)を備えており、該部分が、部分的に、前記第1の軸受ブッシュ部分(32a)の径方向外方へ延在する部分(33)に接触していることを特徴とする請求項7に記載の車輪懸架部(1)。
- 前記軸受セグメント(35)へ、その本質的にフランジ状の前記部分(37)とは反対側で本質的にリング状の要素(38)を設けることが可能であり、該要素が、部分的に、前記第2の軸受ブッシュ部分(32b)の径方向外方へ延在する部分(33)に接触していることを特徴とする請求項8に記載の車輪懸架部(1)。
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