JP4159158B2 - 車両用スタビライザー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特許請求の範囲第１項の前段に記載されたスタビライザーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばコーナリング時に、車両構造に対するローリングによる車両上部構造の揺れを防止するためのこの種のスタビライザーは、ＤＥ−Ａ−３７３０３３８に記載されている。車両が横揺れしがちの場合、スタビライザーの２個のシャンクがねじれ、かつ曲がる。その結果生じる各シャンクの端部間の高さの差は、シャンク間に延在するトーションバーの回動運動（ねじり）により調整される。この回動運動は、トーションバーの固有弾性特性によるもので、ねじりに抗し、したがってローリングにも抗する。この種のスタビライザーは、特にトラック、バス等の重量車の場合に、すぐれた安定化特性を有することが立証されているが、シャンクの寿命が運転条件に依存していて、トーションバーの寿命よりかなり短いのが、大きな欠点である。このことが大きな欠点なのは、シャンクの破断がトーションバーの破断よりもかなり重大な結果を引き起こすからである。
【０００３】
問題の背景は、これらのシャンクが、車両のローリング時に大きな曲げ応力を受けることにあり、それはなぜかと言えば、そのローリングにより、１点を中心として車軸が旋回させられ、シャンクが、車軸に結合されている区域で横方向に変位するからである。シャンクおよびシャンク／トーションバー間の溶接接合部は、また車両のローリング時に発生する垂直力に起因する引張り応力と曲げ応力とを受ける。シャンクが車両の横運動を吸収するには、一定の可とう性が必要である。またシャンク寿命を長くするには、十分な寸法が必要である。その場合、シャンクが頑強になれば、それだけ可とう性が失われるという矛盾した状況が生じる。前記種類の公知スタビライザーの製造者は、したがって、実際には、十分な可とう性を得るために、いくぶん寸法不足のシャンクの使用を余儀なくされている。この結果、前記の問題が生じ、トーションバーの寿命よりシャンクの寿命が概して短くなってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、スタビライザーのシャンクの寿命を長くし、かつ冒頭に述べた型式のスタビライザーのシャンク／トーションバー間の区域の強度を増すことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、冒頭に述べたスタビライザーの場合に、トーションバーの長手方向が、少なくとも前記結合部の区域で斜角をなすシャンクと交差するようにしたことで達成された。シャンクにこのように斜角を与えること、すなわちシャンクがトーションバーに対し、かつまた互いに対し傾斜するようにすることにより、ローリングの増大時に応力の振幅（大きさ）が減少する。特に、従来技術の場合のように、トーションバーに対して垂直方向の平面を含むシャンクと比較して、トーションバーとの各シャンクの結合部区域での応力振幅が低減される。したがって、本発明の設計によれば、特にトーションバーとのシャンク結合部区域でシャンクに作用する曲げ力によってシャンクが破断する危険が低減される。本発明の解決策が採用された場合、シャンクに作用する力が低減されるため、シャンク寿命が長くなり、その結果、シャンクの寸法および可とう性に対する影響なしにトーションバーの寿命が長くなるか、または少なくとも変わらない。
【０００６】
本発明の一実施例によれば、シャンクは、少なくとも第１および第２の結合部区域が、車両の長手方向に対する横断面（車両の長手方向を横切る断面）で見て、垂直方向に対して斜め方向に延びるように構成されている。シャンクを、このように斜角を有するように配置すること、言い換えると、少なくとも、車両が水平面上で無負荷状態にある場合、垂直方向に対し斜めに延びるように構成することにより、スタビライザーの集成装置の応力振幅が低減される。
【０００７】
本発明の別の一実施例によれば、車両の長手方向で事実上シャンクの全範囲にわたって垂直方向に対し斜めに延在するように構成されている。この形式のシャンクは、その全範囲にわたって、曲げ抵抗が増大する。同時に、各シャンクは、事実上平面的であるのが好ましい。そのような平面的な形状であれば、スタビライザーの製造が簡単になり、各シャンクを、シャンク幅より事実上薄手の、事実上平面的な細長の扁平部材で形成することができる。
【０００８】
本発明の更に別の実施例によれば、シャンクは、一方のシャンクの前記斜め方向が他方のシャンクの前記斜め方向と、前記断面で見てスタビライザー下方の１箇所で交差するように、斜角をなしている。このようにシャンクを下方へ収斂させることによって、各シャンクは、ローリング時に、つまり車軸の旋回時に各シャンクが傾斜する方向とほぼ平行に移動する。この方向で、シャンクの曲げ抵抗は最大となろう。
【０００９】
本発明の別の一態様によれば、各シャンクは、前記結合部の区域に、シャンクの残りの部分より厚手の部分を有している。これによって、シャンクの曲げ抵抗を増す可能性が得られる。
【００１０】
本発明の更に別の一態様によれば、各シャンクが、シャンク第１端部の近くでトーションバーに結合され、シャンク第２端部の近くでは、前記車軸構成体に旋回可能に結合されている。同時に、各シャンクは、シャンクを１つ以上の平面内で旋回させ得る案内部材を介して前記車軸構成体に旋回可能に結合しておくことができる。この案内部材は保持部材に配置され、この保持部材は、前記車軸構成体に永久結合され、かつ前記断面で見て前記車軸下に位置している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下で本発明の一実施例を添付図面につき説明する。
図１には、自動車の後車軸構成体１用のホイールサスペンション、特にトラック、バス、その他類似の重量車用のホイールサスペンションの一部が示されている。図示の実施例は、その種の重量車の被駆動後車軸を示したものだが、本発明は、車両のどの車軸にも、また別の種類の車輪付車両にも適用可能である。
【００１２】
図示の実施例の場合、車両は、２つのフレーム部材２を有するフレーム構造物を含み、フレーム部材２が、車両の長手方向に互いに事実上平行に延在している。図１には、これらフレーム部材２の一方のみが示されている。後車軸構成体１は、被駆動後車軸３と、ギヤハウジング４内に収納され、中央に配置された後車軸駆動装置とを含んでいる。２つの保持部材５が、ギヤハウジング４の両側に１つづつ後車軸１上に配置されている。各保持部材５は、後車軸構成体１の周囲に延びる２つのヨーク部材６を介して後車軸構成体１に固定されている。極めてさまざまの異なる形態を取り得る各保持部材５は、さらに、例えば空気ばね（図示せず）形式の少なくとも１つの弾性部材とショックアブソーバ７とを取付け可能に設計されている。弾性部材とショックアブソーバ７とにより、後車軸構成体１は、自体公知の形式でフレーム部材２に対し運動可能にされている。
【００１３】
長手方向の２つのフレーム部材２は、横材８を介して互いに結合されている。図１には、フレーム部材２の一方のみが示されている。部分的に示した横材８と同じ高さのところには、Ｖ字形の２つのストラット部材９を有するストラット構成体が配置されている。各ストラット部材９は、後端部が、各固定部材１０を介してフレーム部材２の一方に旋回可能に結合され、前端部が、案内部材１１を介して後車軸構成体１のギヤハウジング４に旋回可能に結合されている。案内部材１１は、２つのストラット部材９に共通であり、ギヤハウジング４の頂部に配置されている。図示のストラット構成体は、後車軸構成体１を垂直方向に運動させ得る一方、同時に、車両の縦横両方向に後車軸構成体１を事実上固定している。また同時に、固定部材１０および案内部材１１は、いずれもストラット部材９がいくつかの異なる平面内で旋回できるように設計されている。言い換えると、ストラット部材９の長手方向に対し直角に延びる軸線を中心として旋回可能であるだけでなく、ストラット部材９の長手方向と平行な軸線を中心としても旋回可能に設計され、この結果、後車軸構成体１は１つの中心点を中心として旋回可能であり、言い換えると、後車軸構成体１はローリングが可能である。
【００１４】
各フレーム部材２は、下方へ事実上垂直に延びる固定部材１２を有している。固定部材１２は、部分的に図示した横材８に対して事実上中央に配置され、言い換えると、ストラット部材９の固定部材１０に対し事実上中央に配置されている。各固定部材１２は、スタビライザーを収容し、かつ支持するように設計された軸受部１３を、下端部に有している。
【００１５】
スタビライザー（図２〜図６をも参照）は、細長のトーションバー１４を有し、トーションバー１４は、中実または管状であり、車両長手方向に対して横方向の長手方向ｘに延び、かつ軸受部１３を介して２つのフレーム部材２に対し回動可能に支持されている。軸受部１３は、トーションバー１４の端部区域を支持している。さらに、スタビライザーは２つのシャンク１５を有し、これらのシャンクが、トーションバー１４に相対旋回不能に結合され、かつトーションバー１４から前方へ車両の事実上長手方向に、言い換えるとフレーム部材２と平行に延在している。これらのシャンク１５のそれぞれは、その後端部がシャンク自体の結合部を介してトーションバーの各端部区域でトーションバー１４に結合されている。各シャンク１５の前端部は、後車軸構成体１の前記保持部材５の１つに各案内部材１６を介して旋回可能に結合されている。案内部材５によって、各シャンク１５は、後車軸構成体１に対して１つ以上の平面内で旋回可能となる。言い換えると、各シャンク１５は、シャンク１５を貫通して直角に延びる軸線を中心として旋回可能なだけでなく、シャンク１５と事実上平行に延びる軸線を中心としても旋回可能である。
【００１６】
各シャンク１５は、金属板の形式、言い換えるとシャンク１５の幅より事実上薄手の、事実上平面的な細長の金属部材の形式を有している。
図２および図３は、従来技術によるスタビライザーを示したものである。この場合は、シャンク１５は、車両長手方向に対する横断面（車両長手方向軸を横切る断面）で見て、事実上互いに平行であり、言い換えるとシャンク１５の長さと幅とを含む平面が事実上平行かつ直角である。図２および図３に示したスタビライザーの場合、各シャンク１５は、シャンクの他の部分より厚手の部分１５'を後部区域に有している。これらの厚手のシャンク部分１５'によって、トーションバー１４に対するシャンク結合部の強度および剛度が増大する。
【００１７】
図４〜図６は、本発明によるスタビライザーを示したものである。この場合、シャンク１５は、車両長手方向に対して横方向の断面で見て、垂直方向ｙに対し一定角度で傾斜した方向に延在している。言い換えると、双方のシャンクの拡大平面、より詳しく言えば双方のシャンク１５の長さと幅とを含む２平面が互いに傾斜している。つまりそれらの平面は、スタビライザーが取付けられた状態で、車両が無負荷状態で水平面上にある場合に、スタビライザーの下に位置する１点へ向かって収斂している。言い換えると、トーションバー１４の長手方向ｘが、シャンク１５の拡大平面に対して前記一定角度だけ傾斜している。シャンクにこのように斜角を付与することによって、ローリングの増大時に、応力の振幅（大きさ）が低減される。特に、トーションバーとの各シャンクの結合部区域での応力の振幅（大きさ）が、従来技術の場合のように、トーションバーに対して垂直方向に延びている平面を有するシャンクと比較して、低減される。したがって、本発明による設計により、特にトーションバーとのシャンクの結合部区域で曲げ力がシャンクに作用し破断に至る危険が減少する。本発明の解決策を採用した場合、シャンクに作用する力が低減されるので、シャンク寿命は長くなり、その結果、トーションバーの寿命が長くなるか、もしくは少なくとも変わらず、しかもシャンクの寸法と可とう性に影響を与えることがない。
【００１８】
図示の実施例によれば、シャンク１５は、また案内部材１６に結合された前部区域でも斜めに延在している。本発明の範囲内で、前記角度は、０#より大であり、例えば３０#未満、好ましくは５#〜１５#である。この角度の絶対値は、シャンク１５の双方とも等しいのが好ましい。図４〜図６に示したスタビライザーでは、各シャンク１５が、その後部区域にシャンク１５の残りの部分より厚手の部分１５'を有し、これによりシャンク強度と剛度とが増強され、スタビライザーの全寿命が長くなる。
【００１９】
本発明は、以上に説明した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の枠内で種々の変化形および変更態様が可能である。本発明によれば、シャンクは平面的である必要もなければ、事実上全範囲にわたって斜めである必要もない。シャンク１５は、曲げるか、ねじるかして、トーションバー１４との結合部区域でだけ前記斜角を有するように設計することもできる。また、シャンク１５の上部が、図５に示したように、トーションバーの中心点から斜めに延びる代わりに、該中心点に対して斜めになるように設計することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両のホイールサスペンションの一部を示す斜視図である。
【図２】従来技術によるスタビライザーの斜視図である。
【図３】図２のスタビライザーの前面図である。
【図４】本発明によるスタビライザーの平面図である。
【図５】図４のスタビライザーの前面図である。
【図６】図４のスタビライザー側面図である。
【符号の説明】
１ 後車軸構成体
２ フレーム部材
３ 被駆動後車軸
４ ギヤハウジング
５ 保持部材
６ ヨーク部材
７ ショックアブソーバ
８ 横材
９ ストラット部材
１０ 固定部材
１１ 案内部材
１２ 固定部材
１３ 支承部材
１４ トーションバー
１５ シャンク
１６ 案内部材

Claims (8)

1. フレーム構造物（２）を有する車両用スタビライザーであって、細長のトーションバー（１４）と、第１シャンク（１５）と、第２シャンク（１５）とを有し、前記トーションバー（１４）が、車両の長手方向に対して横方向に延在するように、かつまたトーションバー（１４）の第１端部区域に配置された第１軸受部（１３）と、トーションバー（１４）の第２端部区域に配置された第２軸受部（１３）とにより車両のフレーム構造物に対し旋回可能に支持されるように構成されており、また前記第１シャンク（１５）が、第１端部区域で、第１結合部を介してトーションバー（１４）に相対旋回不能に結合され、前記第２シャンク（１５）が、第２端部区域で、第２結合部を介してトーションバー（１４）に相対旋回不能に結合されており、これによって、前記双方のシャンク（１５）が、車両の事実上長手方向に延在するように、かつまた車両のホイールシャフト構成体（１）に旋回可能に結合されるように構成されている形式のものにおいて、
   前記トーションバー（１４）が長手方向（ｘ）を有し、この長手方向が、少なくとも前記各結合部の区域で斜角をなすシャンク（１５）と交差しており、且つ、シャンク（１５）が、車両の長手方向に対する横断面で見て、少なくともそれぞれ第１および第２結合部区域で垂直方向に対し斜め方向に延びるように構成されていることを特徴とする、車両用スタビライザー。
2. シャンク（１５）が、車両の長手方向でシャンクの事実上全範囲にわたり斜めに延びていることを特徴とする、請求項１に記載されたスタビライザー。
3. 各シャンク（１５）が事実上平面的であることを特徴とする、請求項２に記載されたスタビライザー。
4. 双方のシャンク（１５）が斜角を有していることにより、一方のシャンク（１５）の斜め方向が、他方のシャンク（１５）の斜め方向と、車両の長手方向に対する横断面で見てスタビライザー下方の１箇所で交差することを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載されたスタビライザー。
5. 各シャンク（１５）が、前記結合部の区域に、シャンク（１５）の残りの部分よりも厚手の部分（１５ ' ）を有していることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載されたスタビライザー。
6. 各シャンク（１５）が、シャンク第１端部近くでトーションバー（１４）と結合され、シャンク第２端部近くで、前記ホイールシャフト構成体（１）に旋回可能に結合されるように設計されていることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載されたスタビライザー。
7. 各シャンク（１５）が、案内部材（１６）を介して前記ホイールシャフト構成体（１）に旋回可能に結合されるように設計され、案内部材（１６）によって、シャンク（１５）が１つ以上の平面内で旋回可能にされていることを特徴とする、請求項６に記載されたスタビライザー。
8. 前記案内部材（１６）が、前記ホイールシャフト構成体（１）に永久結合された保持部材（５）に配置され、かつ案内部材（１６）が、車両の長手方向に対する横断面で見て、前記ホイールシャフト構成体（１）の下に位置することを特徴とする、請求項７に記載されたスタビライザー。

Images