JP2004026140A - Anti-roll bar for suspension device of automobile, suspension device and automobile - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の懸架装置、特に後輪の懸架装置用のアンチロールバーの改良に関する。また本発明は、アンチロールバーを備えた懸架装置に関する。更に本発明は、アンチロールバーを備えた懸架装置を装備する自動車に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】仏国特許第2795681号明細書
一般に、自動車の後輪用の懸架装置は、揺動する縦方向の2つのアームを含んでなる。2つのアームは、それぞれ一端に車輪を保持し、他端が自動車の車体に、車両の縦軸に直交する方向の同一線上の回動軸の周りに回動可能に取り付けられている。アームに支持をとる弾性緩衝器手段が、車体を弾性的に支持する。捩りについて弾性変形可能な、横方向のアンチロールバーの両端が、2つのアームにそれぞれ剛に連結されている。アンチロールバーは、回動軸に平行で、回動軸の近くに設けられている。
【0003】
アンチロールバーは、その剛性によって2つのアームの離隔を抑制し、捩りについての弾性変形可能性によって、アーム相互間の回動軸の周りの軽度の差動回転を、弾性的に抵抗しながら許容する。このように、アンチロールバーは、揺動の軽度の独立性を縦方向の各アームに付与し、懸架装置の2つの車輪の相対的なサスペンションストロークを可能にする。
【0004】
必要空間上の理由から、アンチロールバーを縦方向のアームの回動軸内に配置することは不可能であり、回動軸から数センチメートルずらさなくてはならない。その結果、1つのアームの他のアームに相対的な角度方向のあらゆる運動は、アンチロールバーの捩りのみならず、曲げを伴うことになる。アンチロールバーは、その端部を円形の溶接ビードによって縦方向の2つのアームに溶接されるので、その曲げは、溶接ビードに応力集中をもたらす。さらに、この曲げは、アームの横方向の軽度の傾斜をもたらし、車輪の軸の平行性が保たれなくなる。
【0005】
上記特許文献1においては、例えば、楕円、横長または角が丸められた長方形のような、1つの方向に引き延ばされた側断面を有するアンチロールバーを用いてこの問題を解決する試みがなされている。その断面は、アンチロールバーの全長にわたって同一である。
【0006】
このような断面の寸法の大きい方を垂直方向とするようにアンチロールバーを設置すると、アンチロールバーの縦軸の周りの断面二次極モーメントを同一に保ちながら、断面の寸法の大きい方の向きの軸の周りの断面二次モーメントを減少させることができる。その結果、アームとアンチロールバーとの溶接接合における応力が顕著に減少される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のアンチロールバーにおいては、選ばれた方向の断面二次モーメントを減少させると、選ばれた方向に直交する方向の断面二次モーメントが増加する。このことは、アンチロールバーが、ロールによる外力に伴う曲げと異なるモードの曲げを受けたときに不利益となることがあるという問題がある。
【0008】
本発明はこのような従来の技術のアンチロールバーの問題を改善して、複数の方向の曲げ荷重に対応することが可能な、自動車の懸架装置用のアンチロールバー及び該アンチロールバーを備えた懸架装置並びに該懸架装置を装備する自動車を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の自動車の懸架装置用のアンチロールバーは、側断面が少なくとも2つの異なる方向に延ばされた断面形状の、少なくとも2つの長さ部分を含んでなることを特徴とする。
【0010】
この場合、上記断面形状は、互いに直交する方向に延ばされたことを特徴とする。
【0011】
またこの場合、上記方向の一方の方向は水平方向で、他方の方向は垂直方向であることを特徴とする。
【0012】
またこの場合、上記断面形状は、互いに90°の角度差をなす方向に延ばされたことを特徴とする。
【0013】
またこの場合、上記断面形状は、卵型であることを特徴とする。
【0014】
またこの場合、上記断面形状は、楕円形であることを特徴とする。
【0015】
またこの場合、上記断面形状は、角が丸められた長方形であることを特徴とする。
【0016】
またこの場合、上記アンチロールバーの各上記長さ部分は、丸みが付けられて均斉のとれた表面を有する遷移部分を介して互いに接続されたことを特徴とする。
【0017】
またこの場合、断面が円形の2つの端末部分を有することを特徴とする。
【0018】
またこの場合、断面が延ばされた形状の2つの端末部分を有することを特徴とする。
【0019】
またこの場合、長さ方向の中心に位置する対称中心を有し、同一方向に延ばされた断面を有する上記長さ部分は上記対称中心に関して対称であることを特徴とする。
【0020】
また、上記目的を達成するための本発明の自動車の懸架装置は、一端が弾性継手によって車体構造に取り付けられ、車輪の軸を保持する、縦方向の2つのアームを含んでなる自動車の懸架装置、特に後輪の懸架装置において、上記のいずれかの自動車の懸架装置用のアンチロールバーを更に含んでなり、上記アンチロールバーは、上記アームに対して側方に伸び、その端部が上記アームへ溶接されたことを特徴とする。
【0021】
この場合、曲げについては剛で、捩りについては柔軟で、上記縦方向の2つのアームの間を接続する、横梁を更に含んでなることを特徴とする。
【0022】
また、上記目的を達成するための本発明の自動車は、上記のいずれかの自動車の懸架装置用のアンチロールバーを備えた懸架装置を含んでなることを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明の幾つかの実施の形態を詳細に説明する。
【0024】
添付図面には、本発明によるアンチロールバーの実施の形態が、非限定的な例として示されている。図示されたアンチロールバー10は、管状構造を有するが、中実であってもよい。
【0025】
図示されたアンチロールバー10は、断面の寸法の大きい方が水平に向けられた延ばされた断面形状(図3)を有する長さ部分である中央部分12と、各断面の寸法の大きい方が垂直に向けられた延ばされた断面形状(図2)をそれぞれ有する長さ部分である2つの側方部分14、16とを含んでいる。
【0026】
変形として、中央部分12、側方部分14、16の側断面は、例えば卵型、楕円形、角が丸められた長方形のような、1つの方向に引き延ばされたあらゆる形状をとることができる。
【0027】
中央部分12は、丸みが付けられて均斉のとれた表面を有する遷移部分18、20を介して側方部分14、16に接続されている。
【0028】
図1に示すように、アンチロールバー10は、その両端に、円形の側断面を有し、丸みが付けられて均斉のとれた形状の遷移部分26、28を介して側方部分14、16に接続された、2つの端末部分22、24を有する。しかしながら、円形の側断面を有する端末部分22、24を設けることは不可欠ではなく、アンチロールバー10は、側方部分14、16と同様の、延ばされた形状の断面を有する端末部分で終わってもよい。
【0029】
垂直方向に延ばされた断面形状を有する側方部分14、16によって、垂直面における断面二次モーメントが改良される。従って、車両の横揺れの傾向は、著しく制限される。同様に、水平方向に細長い断面を有する中央部分12によって、水平面における断面二次モーメントが改良され、このため、例えば正面衝突時の車両に対する衝撃による曲げ荷重によりよく抵抗することができる。
【0030】
図1に示すように、アンチロールバー10は、アンチロールバー10の縦軸x−xに沿って伸びる長さ方向の中心に位置する対称中心Cに対して対称をなす。
【0031】
前に説明したように、アンチロールバー10の両端は、車両の懸架装置の図示しない2つの縦方向のアームに、円形の溶接ビードによって溶接される。アンチロールバー10の、異なる二方向に延ばされた断面構造によって、溶接ビードにおける曲げ応力が著しく減らされる。
【0032】
上記の実施の形態に対して、幾つかの変更を加えることが可能である。
【0033】
例えば、図に示された実施の形態においては、中央部分12と側方部分14、16の断面は、互いに他に対して直交する水平方向と垂直方向の2つの方向に伸ばされているが、これらの断面は、場合によっては、互いの間に90°の角度差をなす2つの方向に伸ばしてもよい。
【0034】
さらに、アンチロールバー10が、2以上のモードの曲げを受ける場合には、アンチロールバー10は、異なる複数の方向に伸ばされた側断面を有する長さ部分を含むことができる。
【0035】
自動車の懸架装置は、一端が弾性継手によって車体構造に取り付けられ、車輪の軸を保持する、縦方向の2つのアーム(図示しない)を含んでなり、アンチロールバー10は、アームに対して側方に伸びて装着され、アンチロールバー10の両端部はそれぞれアームへ溶接によって固定される。
【0036】
懸架装置には、曲げについて剛で、捩りについて柔軟で、縦方向の2つのアームの間を接続する、横梁を更に設けてもよい。
【0037】
このような懸架装置は、自動車に装備される。
【0038】
従来技術による1方向に伸ばされた側断面を有するアンチロールバーと、本発明による2方向に伸ばされた側断面を有するアンチロールバーとによって得られた応力の比較例を以下に示す。
【0039】
1.横揺れに対しては、1方向に伸ばされた側断面を有するアンチロールバーと、2方向に伸ばされた側断面を有するアンチロールバーとの、溶接個所における応力は同等で、アンチロールバーにおいては209MPa、アームにおいては152MPaであった。
【0040】
2.衝突による外力に対しては、表1のとおりであった。
【0041】
【表1】
本発明による2方向に伸ばされた側断面を有するアンチロールバーにおいては、衝突の際における応力のレベルが明らかに改良されることが観察される。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動車の懸架装置用のアンチロールバーにおいては、側断面が少なくとも2つの異なる方向に延ばされた断面形状の、少なくとも2つの長さ部分を有するので、断面形状が延ばされた方向の断面二次モーメントが改良され、複数の方向の曲げ荷重に対応することが可能となる。
【0043】
また、本発明に係る自動車の懸架装置は、一端が弾性継手によって車体構造に取り付けられ、車輪の軸を保持する、縦方向の2つのアームを含んでなる自動車の懸架装置において、上記のようなアンチロールバーを更に含んでなり、アンチロールバーは、アームに対して側方に伸び、その端部がアームへ溶接されるので、複数の方向の曲げ荷重に対応することが可能となる。
【0044】
更に、本発明に係る自動車は、上記のような懸架装置を装備するので、横揺れが抑制されるとともに、他の方向の荷重、例えば正面衝突時の衝撃荷重に対する強度が増加されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に1実施の形態によるである自動車の懸架装置用のアンチロールバーの斜視図である。
【図2】図1のII−II断面における断面図である。
【図3】図1のIII−III断面における断面図である。
【符号の説明】
10…アンチロールバー
12…中央部分
14、16…側方部分
18、20、26、28…遷移部分
22、24…端末部分
x−x…アンチロールバーの縦軸
C…対称中心[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an anti-roll bar for a vehicle suspension, in particular, a rear wheel suspension. The invention also relates to a suspension provided with an anti-roll bar. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle equipped with a suspension with an anti-roll bar.
[0002]
[Prior art]
[0004] In general, a suspension for the rear wheels of a motor vehicle comprises two oscillating vertical arms. The two arms each hold a wheel at one end, and the other end is attached to a vehicle body of the automobile so as to be rotatable around a coaxial rotation axis in a direction orthogonal to the longitudinal axis of the vehicle. Elastic shock absorber means for supporting the arm elastically support the vehicle body. Both ends of a transverse anti-roll bar elastically deformable with respect to torsion are rigidly connected to the two arms, respectively. The anti-roll bar is provided parallel to the rotation axis and near the rotation axis.
[0003]
The anti-roll bar suppresses the separation between the two arms due to its rigidity, and the elastically deformable torsion allows slight differential rotation about the rotation axis between the arms while elastically resisting it. I do. Thus, the anti-roll bar imparts a slight independence of the swing to each arm in the longitudinal direction and allows a relative suspension stroke of the two wheels of the suspension.
[0004]
Due to space requirements, it is not possible to dispose the anti-roll bar within the pivot axis of the vertical arm and must be offset from the pivot axis by several centimeters. As a result, any movement in the angular direction of one arm relative to the other arm will involve not only torsion of the anti-roll bar, but also bending. Since the anti-roll bar is welded at its ends to two longitudinal arms by a circular weld bead, its bending introduces a stress concentration in the weld bead. In addition, this bending results in a slight lateral tilt of the arm, and the parallelism of the wheel axes is no longer maintained.
[0005]
In the above-mentioned
[0006]
When the anti-roll bar is installed so that the larger one of the cross-sectional dimensions is set to the vertical direction, while maintaining the same secondary moment of area around the vertical axis of the anti-roll bar, The second moment of area about the orientation axis can be reduced. As a result, the stress at the weld joint between the arm and the anti-roll bar is significantly reduced.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional anti-roll bar, when the second moment of area in the selected direction is reduced, the second moment of area in the direction orthogonal to the selected direction is increased. This poses a problem that the anti-roll bar may be disadvantageous when subjected to bending in a different mode from bending caused by external force due to the roll.
[0008]
The present invention solves such a problem of the anti-roll bar of the prior art, and is provided with an anti-roll bar for a vehicle suspension and an anti-roll bar capable of responding to bending loads in multiple directions. It is an object of the present invention to provide a suspension device and an automobile equipped with the suspension device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An anti-roll bar for a vehicle suspension according to the present invention for achieving the above object includes at least two length portions having a cross-sectional shape whose side cross section extends in at least two different directions. Features.
[0010]
In this case, the cross-sectional shapes are characterized by extending in directions orthogonal to each other.
[0011]
In this case, one of the above directions is a horizontal direction, and the other direction is a vertical direction.
[0012]
Further, in this case, the cross-sectional shape is characterized by extending in a direction forming an angle difference of 90 ° with each other.
[0013]
In this case, the cross-sectional shape is egg-shaped.
[0014]
In this case, the cross-sectional shape is elliptical.
[0015]
In this case, the cross-sectional shape is a rectangle with rounded corners.
[0016]
Also in this case, the length portions of the anti-roll bar are connected to each other via a transition portion having a rounded and uniform surface.
[0017]
Further, in this case, it is characterized in that it has two terminal portions having a circular cross section.
[0018]
Further, in this case, it is characterized in that it has two terminal portions having a cross-sectionally elongated shape.
[0019]
In this case, the length portion having a center of symmetry located at the center in the length direction and having a cross section extending in the same direction is symmetric with respect to the center of symmetry.
[0020]
According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle suspension system including two vertical arms, one end of which is attached to a vehicle body structure by an elastic joint and holds a shaft of a wheel. In particular, the rear wheel suspension further comprises an anti-roll bar for any one of the above-mentioned automobile suspensions, wherein the anti-roll bar extends laterally with respect to the arm, and an end of the anti-roll bar extends toward the arm. It is characterized by being welded to the arm.
[0021]
In this case, it is characterized by further comprising a cross beam which is rigid for bending and flexible for torsion and connects between the two arms in the vertical direction.
[0022]
According to another aspect of the present invention, there is provided a vehicle including a suspension device having an anti-roll bar for a suspension device of the vehicle.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Several embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0024]
In the accompanying drawings, embodiments of an anti-roll bar according to the invention are shown by way of non-limiting example. The illustrated anti-roll bar 10 has a tubular structure, but may be solid.
[0025]
The illustrated anti-roll bar 10 has a
[0026]
As a variant, the side sections of the
[0027]
The
[0028]
As shown in FIG. 1, the anti-roll bar 10 has a circular side cross-section at each end thereof and
[0029]
The
[0030]
As shown in FIG. 1, the anti-roll bar 10 is symmetrical with respect to a center of symmetry C located at a center in a length direction extending along the longitudinal axis xx of the anti-roll bar 10.
[0031]
As previously described, the ends of the anti-roll bar 10 are welded to two longitudinal arms (not shown) of the vehicle suspension by circular weld beads. Due to the different two-way cross-section of the anti-roll bar 10, the bending stress in the weld bead is significantly reduced.
[0032]
Several modifications can be made to the above embodiment.
[0033]
For example, in the illustrated embodiment, the cross-section of the
[0034]
Further, if the anti-roll bar 10 is subjected to more than one mode of bending, the anti-roll bar 10 may include a length having side sections extending in different directions.
[0035]
The vehicle suspension comprises two longitudinal arms (not shown) that are attached at one end to the bodywork by elastic joints and hold the axle of the wheel, and the anti-roll bar 10 is The anti-roll bar 10 is fixed to the arm by welding.
[0036]
The suspension may further be provided with a cross beam which is rigid for bending, flexible for torsion and connects between the two arms in the longitudinal direction.
[0037]
Such a suspension is mounted on a motor vehicle.
[0038]
The following is a comparative example of the stresses obtained with the anti-roll bar having a unidirectionally extended side section according to the prior art and the anti-roll bar having a bidirectionally extended side section according to the present invention.
[0039]
1. With respect to roll, the stress at the welding point between the anti-roll bar having the side section extended in one direction and the anti-roll bar having the side section extended in two directions is equivalent, and the anti-roll bar has Was 209 MPa and that of the arm was 152 MPa.
[0040]
2. The external force due to the collision was as shown in Table 1.
[0041]
[Table 1]
In an anti-roll bar having a bi-directionally extended cross section according to the invention, it is observed that the level of stress upon impact is significantly improved.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the anti-roll bar for a vehicle suspension according to the present invention, the side cross section has at least two length portions having a cross-sectional shape extending in at least two different directions. The second moment of area in the direction in which the shape is extended is improved, and it is possible to cope with bending loads in a plurality of directions.
[0043]
Further, the vehicle suspension system according to the present invention is a vehicle suspension system comprising two longitudinal arms, one end of which is attached to a vehicle body structure by an elastic joint and holds a shaft of a wheel. It further comprises an anti-roll bar, which extends laterally with respect to the arm and whose ends are welded to the arm, so that it can accommodate bending loads in multiple directions.
[0044]
Furthermore, since the automobile according to the present invention is equipped with the suspension device as described above, the roll is suppressed, and the effect of increasing the strength against a load in another direction, for example, an impact load at the time of a head-on collision is increased. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an anti-roll bar for a vehicle suspension according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ...
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