JP2004534691A - 車両のロール運動安定化装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、リジッドアクスルおよび独立懸架装置（１１）のロール運動を最小限に抑える装置に関する。前記装置は、車両の長手方向とほぼ垂直を成すように配向され、車体（６）に枢着されたねじり抵抗の大きい長手部材（２３）を具備する。車両中立位置においてほぼ水平、平行、および曲げ抵抗の大きい２本の片持ちアーム（２１、２２）は、前記長手部材の２つの端部に配置される。少なくともほぼ垂直に配向された少なくとも１つのバネ／ダンパユニット（４０）は、片持ちアームの各自由端（２４、２５）に連接される。これらのバネ／ダンパユニットは、作動液を充填したシリンダ／ピストンユニットであり、これらのピストン（５３）は、少なくとも２つのバネ要素（６０）間でプレテンションが掛けられるので、前記シリンダ／ピストンユニット内の中央にしっかり維持される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体に枢着され、車両の長手方向に対しほぼ横方向に配向されたねじり抵抗の大きい部材を備えた、リジッドアクスルおよび独立懸架装置のロール運動を最小限に抑える装置に関する。車両中立位置においてほぼ水平となる２本の平行且つ曲げ抵抗の大きい片持ちアームは、それらの２つの端部においてこの部材上に配置され、少なくとも１つの少なくともほぼ垂直に配向されるバネ／ダンパユニットは片持ちアームの各自由端に連接される。このバネ／ダンパユニットは、自由端、リジッドアクスルまたは車両アクスルの独立懸架装置のホイールガイド部分に動作可能に接続される。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、車両アクスル当たり少なくとも１つのダンパを用いた、パッシブロール減衰を開示する。この装置は、特に、車体に枢着されたねじりスタビライザから成る。このねじりスタビライザは、ほぼ水平位置に配置され、連結ロッドを介してそれらの自由端でホイールガイド部分に接続される２本のレバーアームを有する。片持ちアームを備えた剛性の連結ロッドは、このねじりスタビライザと平行に配置される。これらの片持ちアームの自由端は、少なくとも１つのダンパを介してねじりスタビライザの連結ロッドと同じホイールガイド部分に接続される。
【０００３】
【特許文献１】
独国特許発明第１９８ ４０ ６１９ Ｃ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、車両のストローク移動（上下動）の減衰や反発にほとんど左右されない、車両のロール運動を最小限に抑える装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
その課題は、主請求項の特徴により解決される。この目的で、バネ／ダンパユニットは、作動液を充填したシリンダ／ピストンユニットである。個々のシリンダ／ピストンユニットのピストンは、少なくとも２つのバネ要素間で支えられるように、それぞれのシリンダ内に、遊びが無いように、中心に配置される。
【０００６】
バネ／ダンパユニットでは、それぞれの場合で液圧ダンパが代わりに配置され、それぞれの場合でシリンダ／ピストンユニット内のほぼ中心に在るピストンを介して２つのシリンダ空間に分割される。ピストン内で往復運動する弁が、それらのシリンダ空間の間のオーバーフローダクトを通じて流れる作動液を減衰させるために提供される。組立を簡単にし、必要な構造空間を最小限に抑えるために、ロール反発やロール減衰の機能は、平行に配置された構成要素としてそれらの効果に組み込まれる。
【０００７】
ロール反発に対し通常利用され、ねじりバネの形態をとるスタビライザは、この場合、バネ／ダンパユニットのシリンダハウジング内のプレストレスを加えた圧縮バネによって達成される。シリンダ／ピストンユニットの２つのバネは、部材およびその片持ちアームから成る連結スターラップの一方のアームにピストンロッドを介して接続される、ほぼ中心位置に位置する、ピストンをシリンダハウジング内の中心に配置する。シリンダハウジングは、例えば、リジッドアクスルの、または独立懸架装置のホイールガイド部分に直に接続される。結合されたバネ／ダンパユニット、および複数のこのようなバネ／ダンパユニットの前後、または横並びの配置、または横並びや前後に並ぶ配置の組合せもまた、車両の固有の特性を調和させる多数の様々な可能性を持たせることができる。
【０００８】
圧縮バネは、特に、ワイヤ形状、材料特性、バネ巻き数、またはバネアセンブリとしての複数の共働バネの変化による、それらの特性に応じて採用できる。空気バネを使用すると、対応する圧力を供給することで連続的に適応させることが可能となる。ゴム状バネが圧縮バネとして想定されても良い。
【０００９】
減衰に関する調整の１つの可能性は、シリンダ／ピストンユニットのピストン内のオーバーフローダクト、およびピストンの弁、ピストンロッドまたはシリンダの構成である。オーバーフローダクトの断面は、多様にまたは連続的に調整可能なダイアフラムによって設計されても良い。ここでもまた、横並びや前後に並ぶオーバーフローダクトの組合せが想定されても良い。電気的に作動され、切り換えられる弁の利用が考えられる場合、流路を様々に互いに組み合わせることもできる。
【００１０】
さらなる詳細は、参照しない従属請求項からと、概略的に例示された実施形態の以下の説明から得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、その両端部に配置され、ホイールガイド部分（１１）と連結スターラップ（２０）との間の接続部材として働くバネ／ダンパユニット（４０）を備えた連結スターラップ（２０）から成る、車両のフロントおよび／またはリヤアクスルまたは車体での曲がりロールを減少させる装置を示す。
【００１２】
連結スターラップ（２０）は、車両の軸線（５）に対してほぼ横方向に延在し、その両端に取り付けられた片持ちアーム（２１、２２）を有するねじり抵抗の大きい部材（２３）から構成される。これらの片持ちアーム（２１、２２）は、少なくとも構成位置において、ほぼ水平位置となる、例えば、車両の軸線（５）に沿って平行となるように、ねじり抵抗の大きい部材（２３）に堅く接続される曲げ抵抗およびねじり抵抗の大きい構成要素である。２つの軸受アーム（３０）は、ねじり抵抗の大きい部材（２３）上の、片持ちアーム（２１、２２）の自由端と反対側に、配置され、それらの自由端におけるジョイント取付部（３４）として設計される。これらのジョイント取付部（３４）には、車体（６）に堅く接続されたヒンジピン（３３）が割り当てられる。ジョイント取付部（３４）およびヒンジピン（３３）の２つの対は、共通の枢軸（３２）上に配置される。
【００１３】
片持ちアーム（２１、２２）の自由端は、それぞれの場合でバネ／ダンパユニット（４０）を介してホイールガイド部分（１１）に接続され、これらのバネ／ダンパユニット（４０）との締結は、例えばボールジョイント（１２、２４）として設計される。ホイールガイド部分（１１）は、圧縮やリバウンド中、および想定される力の作用下でホイール（１０）を支持し、案内し、ホイールキャリヤ、リンク、ストラット、バネおよびダンパなど、ここでは例示されない構成要素から形成される。
【００１４】
バネ／ダンパユニット（４０）との締結は、上に挙げたホイールガイド部分（１１）の１つに対して行われても良く、個々のバネ／ダンパユニット（４０）は、ホイールガイド部分（１１）と連結スターラップ（２０）との間でほぼ垂直位置に配置される。
【００１５】
同じ側のホイール（１０）の圧縮またはリバウンドの場合、ホイール（１０）の対応する運動は、バネ／ダンパユニット（４０）を介して連結スターラップ（２０）の片持ちアーム（２１、２２）に伝達される。この場合の連結スターラップ（２０）は、圧縮およびリバウンド運動に従って枢軸（３２）の回りで旋回する。
【００１６】
ホイールガイド部分（１１）の運動、および連結スターラップ（２０）の旋回範囲のため、連接点（１２、２４）の空間移動が生じる。これらの連接点（１２、２４）の選択場所により、これらの移動を非常に小さくすることも可能である。
【００１７】
圧縮およびリバウンドが交互に生じる場合、生じる力や運動は、一方のホイール（１０）から他方のホイール（９）に連結スターラップ（２０）を介して伝達される。例えば、図１で例示されるように、左側に在るリアホイール（１０）が圧縮される場合、この左側に在るバネ／ダンパユニット（４０）、または図２による下部ヘリカルバネ（６０）は圧縮応力を受ける。圧力は、ピストンロッド（５０）および片持ちアーム（２１）およびねじり抵抗の大きい部材（２３）をも介して片持ちアーム（２２）のバネ／ダンパユニット（４０）に対応して伝達される。このバネ／ダンパユニット（４０）では、次に、上部ヘリカルバネ（６０）が圧縮応力を受ける。上部ヘリカルバネ（６０）は、こちら側に位置するホイール（９）を圧縮しようとする。
【００１８】
ねじり抵抗の大きい部材（２３）および片持ちアーム（２１、２２）は、寸法が安定な構成要素である。連結スターラップ（２０）は、これに関してはねじりスタビライザに匹敵しない。弾力性の全ては、バネ／ダンパユニット（４０）に置き換えられる、図２参照。
【００１９】
確実性および安全性の理由で、その目的は、ロール運動の非反発および非減衰伝達の場合、走行不安定性が、例えば、急激な動揺またはオーバーシュート挙動のために生じるため、交互の圧縮およびリバウンドの弾力的な伝達を達成することである。乗員にとってはこの種のロール伝達に対応して滑らかに始まるのが快適さの観点から望まれる。
【００２０】
片側の荷重状態では、この場合、片側の圧縮が支配するので、交互の圧縮およびリバウンドの場合と同じ条件が当てはまる。
【００２１】
旋回モータの形態の、図示しない、調整ドライブ、または調整シリンダを用いて、連結スターラップ（２０）を、適切であれば、そのほぼ水平位置から旋回させても良い。この調整は、例えば、高さの制御への適応を可能にする。このように、ロール安定化について適切に適応された応答的挙動が特定の走行状態に対して実施される。
【００２２】
車両の軸線（５）の面で分割された連結スターラップ（２０）は、さらなる変形を構成する。この連結スターラップの半分割部は、同様に、もうすでに説明したようにアクティブアクチュエータによって互いに関係なく旋回される剛性の構成要素である。
【００２３】
図２は、バネ／ダンパユニット（４０）の断面図を示す。この種のバネ／ダンパユニット（４０）は、図１において、ホイールガイド部分（１１）と連結スターラップ（２０）との間に設置される。バネ／ダンパユニット（４０）は、ホルダ（４６）、および例えばジョイント取付部（４７）を介して一端がホイールガイド部分（１１）のヒンジピンに接続されるシリンダハウジング（４１）を具備する。
【００２４】
図１によれば、ジョイントボールはジョイントソケット内に着座される、ボールジョイント（１２）参照。ピストン（５３）およびピストンロッド（５０）はシリンダハウジング（４１）内に案内される。ピストンロッド（５０）は、その自由端に片持ちアーム（２１、２２）のボールジョイント（２４）に接続するための螺刻部（５１）を有する。ピストン（５３）は、２つの圧縮バネ（６０）によってシリンダハウジング（４１）のほぼ中央位置にプレストレス状態下で維持される。これらの圧縮バネ（６０）は、それぞれの場合で一方のピストン端面、およびそれぞれの場合で内部シリンダ端面で軸方向に支持される。
【００２５】
ピストン（５３）の中央位置は、全シリンダ内部空間をほぼ等しいサイズの２つのシリンダ空間（４２、４３）に分割する。これらのシリンダ空間（４２、４３）は、ピストン（５３）内に位置するオーバーフローダクト（５４）を介して、および弁（５５）を介して互いに接続される。ピストン（５３）の圧縮またはリバウンドの場合、作動液は一方のシリンダ空間（４２、４３）からこれらの弁（５５）を介して他方のシリンダ空間（４２、４３）に流入できる。
【００２６】
圧縮およびリバウンドの場合、ピストン（５３）がその運動に対応するシリンダ空間（４２、４３）に移動すると、このシリンダ空間（４２、４３）内に位置するバネ（６０）は圧縮される。この運動中、作動液は、このシリンダ空間（４２、４３）から隣接シリンダ空間（４２、４３）にオーバーフローダクト（５４）および弁（５５）を通って流れる。オーバーフローダクト（５４）の狭さと弁（５５）の流動抵抗とがこの運動を減衰させる。
【００２７】
弁（５５）は、運動方向により、１つの弁（５５）が開き、１つの弁（５５）が閉じるようにオーバーフローダクト（５４）に割り当てられる。指向動作を有する複数の同一弁（５５）をピストン（５３）内に等しい数または異なる数だけ配置することも、当然、可能である。
【００２８】
さらに、前後に配置され、異なる断面および長さを有する複数のオーバーフローダクト（５４）、および異なる弁（５５）を、ピストン（５３）内に組合せにて使用しても良い。
【００２９】
ゆえに、異なる減衰値を事前決定でき、それらの弁（５５）は、機械的または電気的に作動可能となる。流動学的流体が使用されると、流動抵抗への効果が減衰液の可変粘性によって達成されるので、弁（５５）を省くことも可能となる。電気的に加えられる対応する効果は、シリンダハウジング（４１）またはピストン（５３）によって、または両方の構成要素（４１、５３）によっての両方で可能である。この場合のピストン（５３）への電流の供給は、ピストンロッド（５０）を介して行われる。
【００３０】
可変バネ定数を達成するために、例えば材質、ワイヤ形状、巻き数、およびバネ（６０）の数に関し様々に異なるバネ（６０）を使用することが提供されている。異なるバネ定数および減衰が、ゆえに圧縮およびリバウンドに対して事前決定され、それによりロールバネとロール減衰との組合せの個々の調整を可能にする。異なるバネ運動、およびシリンダ空間（４２、４３）の異なる容積の選択のための追加の特別な適応が可能となる。
【００３１】
圧縮またはリバウンド方向のピストン（５３）の最大変位の場合、ピストン端面は、圧縮またはリバウンド停止部（４４、４５）に衝突する。これらの圧縮およびリバウンド停止部（４４、４５）は、バネ、またはゴム状体のいずれで設計されても良い。これらは、到達可能であるピストン（５３）の停止位置を減衰させる働きをする。このような圧縮およびリバウンド停止部（４４、４５）に一方向の動作で到達すると、実質的に堅い接続がホイールガイド部分（１１）と連結スターラップ（１０）との間で行われる。運動および加速は、ゆえに直接伝達される。
【００３２】
引き込みピストンロッド（５０）の容積補正を提供するために、例えば、液圧アキュムレータ（７０）が使用される。弾力的に構成されたシリンダ底部または後続圧力容器またはタンクを備えた圧力解放弁が想定されても良い。等しい容積のシリンダ空間（４２、４３）を達成するさらなる代替方法は、連続ピストンロッドを使用することである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ホイール側バネ／ダンパ要素を備えた連結スターラップを示す。
【図２】バネ／ダンパ要素の断面図を示す。

Claims (7)

1. 車体に枢着され、車両の長手方向に対しほぼ横方向に配向され、その２つの端部には、車両の中立位置においてほぼ水平となる２本の平行且つ曲げ抵抗の大きい片持ちアームが配置され、前記片持ちアームの各自由端は、リジッドアクスルの自由端に、または車両アクスルの独立懸架装置のホイールガイド部分に動作可能に接続される少なくとも１つの少なくともほぼ垂直に配向されたバネ／ダンパユニットに連接される、ねじり抵抗の大きい部材を備えた、リジッドアクスルおよび独立懸架装置のロール運動を最小限に抑える装置であって、
   個々のバネ／ダンパユニット（４０）は作動液を充填したシリンダ／ピストンユニット（４０）であり、
   前記個々のシリンダ／ピストンユニット（４０）のピストン（５３）は、少なくとも２つのバネ要素（６０）の間でプレストレスを受けるようにそれぞれのシリンダ（４１）内に、遊びが無いように、中央に配置されることを特徴とする装置。
2. 前記ねじり抵抗の大きい部材（２３）および前記片持ちアーム（２１、２２）は一体連結スターラップ（２０）を形成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 少なくとも１つの自動的に開口するスロットル弁（５５）がピストン運動の各方向に対し前記ピストン（５３）内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 減衰液は流動学的流体であり、
   前記スロットル弁（５５）は機械的に、および／または電界または磁界の作用によって調整されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記連結スターラップ（２０）は、軸受け（３１）の枢軸（３２）の回りで能動的に旋回可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記連結スターラップ（２０）は車両の軸線（５）の面で分割され、
   これらのスターラップ部分は前記軸受け（３１）の前記枢軸（３２）の回りで互いに関係なく能動的に旋回可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記連結スターラップ（２０）の前記枢軸（３２）は、接続部分（２３）に対し中心にまたは偏心して配置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。