JP7586500B2 - 自動車両ホイールのサスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、以下に挙げる部材を含む種類の、自動車両ホイールのサスペンション装置に関する。その部材には、１つまたは複数のサスペンション部材によって自動車両の構造体に接続可能な、自動車両ホイールの支持部材と、自動車両のホイールに接続されて回転するブレーキディスクと、上記ブレーキディスクと関連するブレーキキャリパと、上記支持部材に強固に接続され、且つ上記ブレーキディスクを少なくとも部分的に取り囲むブレーキディスクカバーとが含まれる。

添付図面のうちの図１および図２は、上述した種類の自動車両ホイール用サスペンション装置を示しており、これはすでに同じ出願人が過去に開発している。

具体的には図１を参照すると、そこには既知の種類の装置に関する斜視図が示されており、サスペンション装置が自動車両ホイールの支持部材２を備え、この支持部材は、いくつかのサスペンション部材（具体的には、２対のピボットアームＢ１、Ｂ２）によって自動車両の構造体に接続され得る。支持部材２は、自動車両のアクスルシャフトの一端を中に収容するように配置された中央穿孔部２６を備え、自動車両のアクスルシャフトはホイールピンに接続されて回転し、ホイールピンとホイールハブの中央ボディとで構成される組立品が支持部材２によって回転可能に支持されるようになる。ピボットアームＢ１、Ｂ２を自動車両の構造体に固定する方法と、自動車両ホイールを支持部材２に接続する方法とに関する構造上の詳細はここに提示しない。なぜならば、これらの詳細は何らかの既知の方法で作られ得るものであり、またこうした詳細を図面から削除した方が簡単に理解しやすくなるからである。

図１に示すように、既知の種類の現行装置は、自動車両のホイールに接続可能であり回転するブレーキディスクＤを備える。統合された手法によれば、ディスクＤは、例えば鋳鉄または鋼鉄で作られ、自動車両のホイールと一体となった、ディスクブレーキ型の制動システムの一部を形成する。

支持部材２はさらに、摩擦材で作られた１対のパッドをブレーキディスクＤの２つの対向制動面に押しつけることで自動車両に制動作用を加えるように構成されたブレーキキャリパ３と接続するために配置された１対の取り付け部１８を備える。

図１、２に示す既知の種類の装置では、ブレーキキャリパ３は固定型であり、それぞれがディスクＤの制動面に面する１対の細長い側部２４を有する本体と、１対の細長い側部２４の端部同士を接続して通気孔１９を画定する１対のブリッジ部とを備える。パッド搭載ボディ１７がキャリパ３の１対の細長い側部２４の間に配置されて、ブレーキディスクＤの制動面と連携するように配置される。

１対の細長い側部２４は、ディスクＤの制動面に面したそれぞれの表面に少なくとも２つの凹部を有し、この凹部は、パッド搭載ボディ１７に搭載されたブレーキパッドに推進作用を加えてブレーキパッドをディスクＤの制動面に停止させることで自動車両に制動作用を加えるように構成されたアクチュエータ（例えば、油圧式）を収容するように配置されている。ブレーキキャリパ３の本体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属で作られてよい。

ブレーキディスクカバーなどの補助システムの使用は、ディスクブレーキ制動システムの機能性を向上させることが従来から知られている。

具体的には図２の斜視図に示すように、ここにはブレーキディスクＤおよびピボットアームＢ１、Ｂ２を省いた図１の詳細を示しているが、ブレーキディスクカバー４が支持部材２に強固に接続されており、ブレーキディスクＤを少なくとも部分的に取り囲むように構成される。

ブレーキディスクカバー４は、自動車両サスペンションの支持部材２に固定部材２５によって強固に接続され、組み立てられた状態では、支持部材２とブレーキディスクＤとの間に挿入されることになる。カバー４は、支持部材２の開口部２６と実質的に同心の中央開口部２７を有しており、自動車両のアクスルシャフトの通過が可能になっている。カバー４の主要機能は、サスペンション部品をブレーキディスクＤが放散する熱から保護し、且つ具体的には、特に凹凸道および／または未舗装路を自動車両で走行している間、ブレーキディスクＤを異物（一般に、石、ごみ、泥など）による干渉から保護することである。

［本発明の目的］

本発明の目的は、本明細書の初めに示した特徴を有する、自動車両ホイール用のサスペンション装置を提案することであり、本装置は、既知の種類の装置と比較して、軽量の構造体を有し、また低コストで製造できるが、設計された各機能を実行する際に効果が低くなることはない。

本発明のさらなる目的は、本明細書の初めに示した種類の自動車両ホイール用サスペンション装置を提供することであり、本装置は、既知の解決手段と比較して、自動車両制動システムの冷却を向上させ、特に凹凸面または未舗装面を自動車両で走行することから生じる騒音および振動を抑制する。

前述した目的の実現を考慮すると、本発明は、本説明の初めに示した特徴を有する装置に関し、さらに、付加製造技術によって上記ブレーキキャリパが上記支持部材と一体的に形成されることを特徴とする。

本明細書およびこの後に続く特許請求の範囲において、用語「付加製造」とは、レーザビームまたはプラズマビームなどのエネルギー源を用いて、様々なサイズの金属材料またはプラスチック材料の粉末またはワイヤの層を選択的に溶融して、金属材料またはプラスチック材料の部品を一層ずつ形成する、当技術分野で知られている方法のことである。

例えば、付加製造を用いて部品を作る装置が特許文献ＥＰ３１４８７８４Ａ１で知られており、同じ出願人による欧州特許出願ＥＰ３４７０２４８Ａ１では、自動車両サスペンションの分野における上述した構成技術の適用に関する一例が示されている。

付加製造技術によって、自動車両ホイールの支持部材を備えた一体型ブレーキキャリパを製造できるようになったために、本発明による装置では、自動車両ホイールの支持機能を製造し且つブレーキディスクに制動作用を加えるのに通常用いられる部品数の削減が可能になり、したがって既知の解決手段と比較して、特に軽量且つ製造するのに経済的な単一部材を製造できる。

好ましくは、ブレーキディスクカバーも、上記支持部材および上記ブレーキキャリパと一体的に形成される。この特徴によって、本発明による装置は、重量およびコストの合理化、また自動車両が走行している間に各部品の動きから生じる騒音および振動の抑制の観点から見ると、さらにいっそう効率的になる。

好ましい一実施形態によれば、本発明の装置は、上記装置の中に気流を均一に運ぶように配置された吸気口を備え、ブレーキディスクによって発生する熱を放散するようにする。さらに、ブレーキディスクカバーは周縁部を含む。周縁部は、ブレーキディスクを少なくとも部分的に取り囲み、前述した周縁部に沿って径方向に配置された複数の開口部を有し、上記気流をブレーキディスクの方へ向けるように配置される。

こうした特徴によって、本発明による装置は、自動車両が走行している間にブレーキディスクの効果的な冷却を可能とし、長時間の制動段階においてディスクおよびそこに接続された部材の過熱を防ぐので、ディスクおよびブレーキパッドの過熱による制動システムの性能低下を防ぐことができる。

上記目的の全てが、次の特許請求の範囲で想起するこうした特徴および他の特徴を有する装置によって実現される。

本発明のさらなる特徴および利点が、単に非限定的な例として提供される添付図面を参照して、この後に続く説明から明らかになるであろう。

すでに上述したものであり、本明細書では既知であり且つ検討された自動車両ホイールのサスペンション装置を示している。 すでに上述したものであり、本明細書では既知であり且つ検討された自動車両ホイールのサスペンション装置を示している。

自動車両のステアリング駆動ホイールと関連し得る本発明による装置の好ましい一実施形態の斜視図である。

図３に示す詳細の別の斜視図である。

別のサスペンション部材に接続された、図３に示す装置の別の斜視図を示している。 別のサスペンション部材に接続された、図４に示す装置の別の斜視図を示している。

以下の説明では、様々な具体的詳細が、各実施形態の十分な理解を目的として示される。各実施形態は、こうした具体的な詳細のうちの１つまたは複数がなくても、または他の方法、部品、材料などを用いても実現され得る。他の事例では、既知の構造体、構造上の詳細、材料、または動作が、詳細に示されず、また説明されることもない。なぜならば、何らかの既知の方法で製造することができ、本発明の範囲に含まれていないためでもある。

図３～図６は、本発明による自動車両ホイールのサスペンション装置１に関する好ましい一実施形態を示している。図３～図６では、すでに説明した既知の種類の装置と共通した様々な部品が、図１および図２で用いられている同じ参照番号で示されている。

図面に示す事例では、サスペンション装置１は、フロントステアリング方式および駆動ホイールサスペンションと関連し得る。しかしながら本発明は、例えば、非駆動ホイールおよび自動車両のリアホイールサスペンションと関連した、異なるアーキテクチャのサスペンションおよびホイールにも適用できる。

図１および図２で説明した既知の種類のサスペンション装置についてすでに述べたように、装置１は自動車両ホイールの支持部材２を含み、この支持部材は複数のサスペンション部材Ｂ１、Ｂ２によって自動車両の構造体に接続されてよく、ブレーキディスクＤ（図５および図６に示されている）が自動車両のホイールに接続されて回転し、ブレーキキャリパ３がブレーキディスクＤと関連しており、ブレーキディスクカバー４がブレーキディスクＤを少なくとも部分的に取り囲んでいる。

本発明の極めて重要な特徴によれば、ブレーキキャリパ３は、「付加製造」技術によって、ホイールの支持部材２と一体的に形成される。用語「付加製造」とは、レーザビームまたはプラズマビームなどのエネルギー源を用いて、様々なサイズの金属材料またはプラスチック材料の粉末またはワイヤの層を選択的に溶融して、金属材料またはプラスチック材料の部品を一層ずつ形成する、当技術分野で知られている方法のことである。この製造手法は、特に複雑な構造を持つ部品を１回の成形工程で作るのに特に適している。従来こうした部品は、いくつかの個々の要素として製造可能であり、その後に組み立てられる。

図面に示す実施形態の場合では、支持部材２と一体的に作られたブレーキキャリパ３は、ブレーキディスクＤと関連した本体であって、ブレーキディスクＤの２つの対向制動面に面する１対の細長い側部２４を有した本体と、１対の側部２４の端部同士を接続して少なくとも１つの通気孔１９を画定する１対のブリッジ部とを備える。

図１および図２に示す既知の装置の場合と同じように、パッド搭載ボディがキャリパ３の１対の細長い側部２４の間に配置されてよく、またブレーキディスクＤの制動面と連携するように配置される。具体的には図３および図４に示すように、１対の細長い側部２４は、パッドに推進作用を加えてパッドをディスクＤの制動面に停止させることで車両に対して制動作用を果たすように構成されたそれぞれのアクチュエータを収容するように配置された２対の着座部１１を有する。好ましい一実施形態によれば、アクチュエータは油圧式であり、上記着座部１１を画定する壁は、キャリパ３のボディを構成するのと同じ材料で作られている。パッド搭載ボディおよび油圧式シリンダに関連した別の構造上の詳細は、ここに提示しない。なぜならば、こうした詳細は何らかの既知の方法で実現できるからであり、またこうした詳細を図面から削除した方が簡単に理解しやすくなるからである。

具体的には図４の斜視図を参照すると、ここには、組み立てられた状態で自動車両の方を向くように意図された、装置１の表面１３が示されている。装置１は、ブレーキキャリパ３のボディの近くに配置された複数の構造補強アーム１２を備える。構造補強アーム１２を設けるという特徴は、本発明の場合には、サスペンション装置１が一体的に作られていることによって特に適切なものである。好ましくは、ブレーキキャリパ３の下側領域には、第１の一連の構造補強アーム１２が設けられており、具体的には、１対の細長い側部２４の間の領域に設けられている。同じように、ブレーキキャリパ３の上側領域にも、第２の一連の構造補強アーム１２が設けられている。構造補強アーム１２は、ブレーキキャリパ２のそれぞれの細長い側部２４とそれぞれ結合した両端を有する。

好ましくは、一連の構造補強アームは、格子パターンを形成するために、互いに対して異なる向きをした複数の細いアームで作られる。一部の構造補強アーム１２は、ブレーキキャリパ３の１対の細長い側部２４のうちの一方とそれぞれ結合した両端を有する。その他に、本装置をさらに補強するために、一部の補強アーム１２は、両端をブレーキキャリパ３の一部とブレーキディスクカバー４の周縁領域とにそれぞれ接続される。

ホイールの支持部材２と一体的にブレーキキャリパ３を製造することによって、上述した特徴によれば、本発明による装置１は、自動車両ホイールの支持機能をもたらすのに通常用いられる部品数の削減を可能にして、ブレーキディスクに制動作用を加える。したがって、特に軽量であるのと同時に十分に強固な単一部材が、自動車両ホイールの支持部材に必要なものとして製造される。

図３～図６に示すものに対応する特定の一実施形態によれば、ブレーキディスクカバー４も、ホイールの支持部材２およびブレーキキャリパ３と一体的に形成される。これまで、ブレーキディスクカバーは、とりわけ、自動車両が特に凹凸および／または未舗装の路面を走行しているときに、ブレーキディスクを異物（一般に、石、ごみ、および泥など）による干渉から保護するために、ブレーキディスクを少なくとも部分的に取り囲むように構成されている。

図３および図４を参照すると、本実施形態はここで、より詳細に説明されている。

装置１は、ホイールピンを有する自動車両のアクスルシャフトの一端を中に収容するように配置される中央穿孔部６を、ホイールピンとホイールハブの中央ボディとで構成される組立品が装置１によって回転可能な方式で支持されるような方法で備える。好ましくは、上記中央穿孔部６の近くに、装置１の中央ボディも、複数の軽減孔および／または通気孔８と、上記支持部材２を自動車両の別のサスペンション装置に接続するための複数のねじ穴７とを有する。

本発明の１つの重要な特徴によれば、装置１は、自動車両を使用している間にブレーキディスクＤによって発生する熱を放散するために、装置１の中に気流を均一に運ぶように形成される吸気口２０を有する。好ましくは、吸気口２０は、ブレーキキャリパ３の反対側の、本装置の側部に設けられる。吸気口２０はテーパー状になっており、一方の端部がブレーキディスクカバーと結合している。

ディスクＤを効果的に冷却するために、装置１は複数の開口部５も有し、この開口部は、ブレーキディスクＤを取り囲む装置１の周縁部に連続して径方向に配置され、且つ吸気口２０に入ってくる空気の流れをブレーキディスクＤの方に向けるように配置されている。

吸気口２０および開口部５を設けることによって、本発明による装置１は、自動車両の制動作用を働かせる可能性と関連した自動車両のホイールを支持する機能に加えて、熱機能も提供する。なぜならば、装置１は制動段階においてブレーキディスクＤを効果的に冷却するために構成されているからである。もちろん、吸気口２０および開口部５は、図３～図６に示したものと異なった向きおよび形をしていてもよく、ブレーキキャリパ３のボディに搭載されたブレーキパッドと、ブレーキディスクＤの制動面との間の干渉によって発生する熱の効果的な冷却を同時に実現する。

具体的には図４～図６を参照すると、組み立てられた状態で自動車両の内側の方を向くように意図された内面１３に、装置１は、上側ピボットアームＢ１をボールジョイント２１に接続するための上側取り付け部１５と、下側ピボットアームＢ２をボールジョイント２２に接続するための下側取り付け部１６とを含む。上側取り付け部１５および下側取り付け部１６はそれぞれ、車両の要求性能に対応する軸および特定の値のサスペンション角を得るために、理想の方向に延在する主軸を有する。図面に示す例では、上側ピボットアームＢ１および下側ピボットアームＢ２はそれぞれ、三角形のピボットアームを形成するような形をした１対のロッドを有する。接続部材が、伸縮性のあるブッシュの形で各ロッドの端部に配置され、ピボット方式で自動車両の車体に接続されることを目的としている。図面に示した実施形態では、伸縮性のあるブッシュは、ボールジョイント２１、２２の主軸と実質的に直角の方向に向けられた主軸を有する。

図４を参照すると、装置１は、自動車両と関連するステアリングシステムＳをボールジョイント２３に接続するために、上記上側取り付け部１５の近くに配置された、追加の取り付け部１４を備える。

好ましくは、装置１は、第１の周縁カバー部９および第２の周縁カバー部１０を備え、各周縁カバー部は、ステアリングシステムＳのボールジョイント２３と上側ピボットアームＢ１のボールジョイント２１とをそれぞれカバーするように構成され、サスペンション部材、ステアリングシステムＳの接続ロッド、およびそれぞれのジョイント２１，２３、並びにブレーキディスクＤを、使用中に石または泥による衝突から保護するようにする。

上述した全ての特徴によって、本発明による装置１は、次に挙げる利点の実現を可能にする。

第１に、前述した支持部材と一体的に組み込まれるブレーキキャリパによって、前述の装置を作成するのに通常用いられる部品数の削減が可能になり（通常、ブレーキキャリパは支持部材のボディに作られた取り付け部に固定部材によって強固に接続される）、したがって軽量且つ低コストで製造できる構造体が形成される。

第２に、ブレーキディスクカバーも付加製造手法によって一体的に組み込んだ装置を提供することによって、従来の解決手段と比較して、重量およびコストのさらなる合理化を達成すること、従来の解決手段と比較して、優れた剛性とＮＶＨ（騒音（Ｎｏｉｓｅ）、振動（Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）、不快感（Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ））性能とを示す装置を提供すること、並びに摩擦材のごみの回収にも貢献する装置を提供することが可能である。

さらに、吸気口と、カバーの周縁部に連続して径方向に配置された複数の開口部とを設けた装置の構造によって、本装置は、制動段階においてブレーキディスクを効果的に冷却する働きもする。

第３に、上述した特徴によって、本装置は軽量でも十分に強固であり、こうしたことは、ホイールを支持し、サスペンション部材を安定した方式でホイールに接続しなければならない自動車両サスペンション装置に必要である。

さらに、本発明は、本発明による少なくとも２つの装置を備える自動車両（例えば、非駆動ホイールに１対の装置および／またはステアリング駆動ホイールに１対の装置）も対象にしている。

もちろん、本発明の原理を損なうことなく、また本発明の範囲から逸脱することなく、構造の詳細および実施形態が、単に例として説明され且つ示されたものと比較して大きく異なってもよい。

Claims (17)

1. 自動車両ホイールのサスペンション装置であって、
   １つまたは複数のサスペンション部材によって自動車両の構造体に接続可能な、自動車両ホイールの支持部材と、
   前記自動車両ホイールに接続されて回転するブレーキディスクと、
   前記ブレーキディスクと関連するブレーキキャリパと、
   前記支持部材に接続され、且つ前記ブレーキディスクを少なくとも部分的に取り囲むブレーキディスクカバーとを備え、
   前記ブレーキキャリパが付加製造技術によって前記支持部材と一体的に形成され、
   前記サスペンション装置が、前記サスペンション装置の中に気流を運ぶように配置された吸気口をさらに備え、前記自動車両に対して制動段階を実行している間に前記ブレーキディスクが発生する熱を放散するようにし、
   前記ブレーキディスクカバーが、前記吸気口の一方の端部に結合し、前記ブレーキディスクを取り囲む周縁部を含み、前記周縁部に沿って周回するように周方向に並んで配置され且つ前記気流を前記ブレーキディスクの方に向けるように配置された複数の開口部を有し、前記複数の開口部のそれぞれが径方向に延在する形状を有する、サスペンション装置。
2. 前記ブレーキディスクカバーが前記支持部材および前記ブレーキキャリパと一体的に形成される、請求項１に記載のサスペンション装置。
3. 前記吸気口が、前記ブレーキキャリパの反対側の、前記サスペンション装置の側部に位置し、前記吸気口がテーパー状である、請求項１または２に記載のサスペンション装置。
4. 前記サスペンション装置が、複数の肉抜孔および／または通気孔と、自動車両のアクスルシャフトの一端を中に収容するように配置された中央穿孔部とを含むボディを有する、請求項２に記載のサスペンション装置。
5. 前記サスペンション装置が、組み立てられた状態で前記自動車両の内側の方を向くように意図された内面に、上側ピボットアームをボールジョイントに接続するための上側取り付け部と、下側ピボットアームをボールジョイントに接続するための下側取り付け部とを備え、前記上側取り付け部および前記下側取り付け部がそれぞれ実質的に鉛直方向に延在する主軸を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のサスペンション装置。
6. 前記サスペンション装置が、前記上側取り付け部の近くに、ステアリングシステムをボールジョイントに接続するために配置された追加の取り付け部を備える、請求項５に記載のサスペンション装置。
7. 前記サスペンション装置が、ステアリングシステムのボールジョイントと、上側ピボットアームのボールジョイントとを、それぞれカバーするように配置された第１の周縁カバー部および第２の周縁カバー部を備える、請求項４から６のいずれか一項に記載のサスペンション装置。
8. 前記支持部材が、前記中央穿孔部の近くに、前記支持部材を前記自動車両の別のサスペンション部材に接続するための複数の穴を有する、請求項４に記載のサスペンション装置。
9. 前記ブレーキキャリパが、前記ブレーキディスクと関連した本体を含み、前記本体が、前記ブレーキディスクのそれぞれの制動面にそれぞれが面する２つの細長い側部を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のサスペンション装置。
10. 前記ブレーキキャリパが、前記本体に形成された少なくとも１対の着座部を有し、前記着座部が、前記本体の中に配置されるブレーキパッドに推進作用を加えて前記ブレーキディスクに制動作用を加えるように構成される油圧式シリンダをそれぞれ収容するように配置される、請求項９に記載のサスペンション装置。
11. 前記ブレーキキャリパが複数の構造補強アームを有する、請求項９または１０に記載のサスペンション装置。
12. 前記複数の構造補強アームが、格子パターンを形成するために、互いに対して異なる向きをした複数のアームである、請求項１１に記載のサスペンション装置。
13. 前記複数の構造補強アームが、
    前記ブレーキキャリパの周方向一端領域に、前記ブレーキキャリパの２つの細長い側部の間に位置する第１の一連の構造補強アームと、
    前記ブレーキキャリパの周方向他端領域に、前記２つの細長い側部の間に位置する第２の一連の構造補強アームと
    を有する、請求項１２に記載のサスペンション装置。
14. 前記サスペンション装置をさらに補強するために、一部の補強アームが、両端を前記ブレーキキャリパの一部と前記ブレーキディスクカバーの周縁領域とにそれぞれ接続される、請求項１２または１３に記載のサスペンション装置。
15. 自動車両ホイールのサスペンション装置であって、
    １つまたは複数のサスペンション部材によって自動車両の構造体に接続可能な、自動車両ホイールの支持部材と、
    前記自動車両ホイールに接続されて回転するブレーキディスクと、
    前記ブレーキディスクと関連するブレーキキャリパと、
    前記支持部材に接続され、且つ前記ブレーキディスクを少なくとも部分的に取り囲むブレーキディスクカバーとを備え、
    前記ブレーキキャリパが付加製造技術によって前記支持部材と一体的に形成され、
    前記ブレーキキャリパが、前記ブレーキディスクと関連した本体を含み、前記本体が、
    前記ブレーキディスクのそれぞれの制動面にそれぞれが面する２つの細長い側部と、
    前記ブレーキキャリパの周方向一端領域及び／又は周方向他端領域に、前記２つの細長い側部の間に位置する複数の構造補強アームと、を有する、
    サスペンション装置。
16. 自動車両ホイールのサスペンション装置であって、
    １つまたは複数のサスペンション部材によって自動車両の構造体に接続可能な、自動車両ホイールの支持部材と、
    前記自動車両ホイールに接続されて回転するブレーキディスクと、
    前記ブレーキディスクと関連するブレーキキャリパと、
    前記支持部材に接続され、且つ前記ブレーキディスクを少なくとも部分的に取り囲むブレーキディスクカバーとを備え、
    前記ブレーキキャリパが付加製造技術によって前記支持部材と一体的に形成され、
    前記サスペンション装置をさらに補強するために、両端が前記ブレーキキャリパの一部と前記ブレーキディスクカバーの周縁領域とにそれぞれ接続される補強アームをさらに備える、
    サスペンション装置。
17. 少なくとも１対の、請求項１から１６のいずれか一項に記載のサスペンション装置を有する自動車両。

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