JP2008505802A - 最適化されたばね定数を有する分割型スタビライザ - Google Patents

Abstract

一般的なスタビライザのばね定数を改善するためには、スタビライザ部分のばね長さを延長するのが望ましい。このために旋回モータ２の内側回転部分４と第２のスタビライザ部分１とが、摩擦力結合で相互結合されており、第２のスタビライザ部分１の、力を伝達する長さ部分の軸方向中央と、内側回転部分４の、力を伝達する長さ部分の軸方向中央とが、共通の半径方向面上に位置している。内側回転部分４と第２のスタビライザ部分１の嵌合円筒部１４との間の摩擦力結合部が、収縮嵌めされた部分から成っているか、または同様に収縮嵌めされた噛合部２１と嵌合部２２とから成っている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の分割型スタビライザに関する。このようなスタビライザは、特に車両技術に用いられる。

一般的に自動車の各車軸にはスタビライザが割り当てられており、スタビライザは、トーションバー原理に従って作動し、また車軸に対して平行に配置されていて、かつ両端部でホイールサスペンションに取り付けられている。スタビライザは、車両への、走行軌道状態に起因し、かつ車輪から出発するローリング（横揺れ）の伝達を防止するか、もしくは大幅に減衰する。そのようなローリングは、特にカーブ走行軌道または平らでない走行軌道状態で生じる。

一体構成された一体型スタビライザは、その寸法設定および材料特性において予め特定されたばね定数に設計されているので、このようなスタビライザは、ねじり力を特定の範囲で吸収して、これに応じた適当な反力を及ぼすことしかできない。したがって一体型スタビライザは、様々な負荷に関して過度にソフトに、またはハードに反応し、このことは走行快適性に不都合に働く。したがってオンロードまたオフロードでの使用にとって設けられた、自動車のための一体型スタビライザは、原則として条件下でしか適合していない。したがってそのような使用に関して、分割構成された分割型スタビライザが使用され、このスタビライザは、２つのスタビライザ部分から成っており、両スタビライザ部分は、回転角を拡大するアクチュエータを介して相互結合されている。そのようなアクチュエータは、たとえばハイドロリック式の旋回モータ、弾性的な回転継手または切換可能な継手であってよい。

このような各アクチュエータは、原則として外側回転部分と内側回転部分とから成っており、外側回転部分は、カバーとフランジとを介して両スタビライザ部分の一方と結合されており、内側回転部分は、軸を介して他方のスタビライザ部分と結合されている。アクチュエータの両回転部分は、制限された角度で相対回動可能に形成されている。フランジとスタビライザ部分との間ならびに軸と別のスタビライザ部分との間の結合部として、一般的に従来慣用のクランプブシュまたはスクリューブシュが使用される。

そのような分割型スタビライザは、様々な要求に適合する。しかしながら分割型スタビライザは、重大な欠点を有している。つまり各アクチュエータは、適当な範囲で、両スタビライザ部分の有効ばね長さに不都合に作用する、相当な程度の延伸度を有するスペースを成している。

ばね定数を改善するために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００１２９１５号明細書から、最適化されたばね定数を有する分割型スタビライザが公知であり、ここではそれぞれアクチュエータの外側回転部分が一方のスタビライザ部分と一体的に形成されており、アクチュエータの内側回転部分が他方のスタビライザ部分と一体的に形成されている。これによって一方のスタビライザ部分は、アクチュエータの、力を形成する回転部分の半径方向平面まで延在するので、両スタビライザ部分は、軸方向で僅かな間隔しか有効性が中断されていない。このことは機能的な利点を有しているが、スタビライザ部分の長さおよび幾度にも曲げられた形状、ならびにアクチュエータの内側回転部分における、要求される高い嵌合精度に基づいて、割高なコストでしか製作されない。

米国特許第５７０００２７号明細書から、適当な旋回モータが公知であり、旋回モータの内側回転部分は、軸方向に延びる、それぞれ反対側に位置する２つの盲孔開口を備えている。両盲孔開口は、それぞれ異なる深さで形成されており、この場合比較的深い盲孔開口は、適当に成形された第１のスタビライザ部分と結合するための内側プロフィールを備えており、比較的短い盲孔開口は、第２のスタビライザ部分の、成形されない端部を収容するために形成されている。盲孔開口の長さおよび形状がそれぞれ異なっていることによって、組付中の両スタビライザ部分の取り違えが回避される。このために両盲孔開口の底は、両スタビライザ部分のためのストッパとして形成されている。両盲孔開口は、軸方向で相互間隔を有しており、それも旋回モータの圧力チャンバおよび吸込チャンバのための結合通路を案内するための十分なスペースが残るように、相互間隔を有している。

２分割された構成で、１スタビライザ部分に対する内側回転部分のプロフィール結合部が存在する場合、一体的な構成に対して、製作に起因する欠点が解消されるが、この場合内側回転部分に第２の盲孔開口を形成する必要性によって、同時に第２のスタビライザ部分と外側回転部分との結合部に関する製作コストの上昇を受け入れなければならない。これに対して追加的にコスト上昇が生じ、盲孔開口における、力伝達プロフィールは、コストのかかる形式でしか形成することができない。さらなる欠点によれば、内側回転部分とこれに応じたスタビライザ部分との間のプロフィール結合部が、純粋な形状結合部として形成されている。そのような形状結合部は、原則として両構成部材の間で遊びを有して結合を行い、遊びによって機能的な欠点が及ぼされ、遊びは、製作技術的に許容できない高いコストでしか減少できない。

重大な欠点は、第１のスタビライザ部分と内側回転部分とのプロフィール結合部が、回転羽根の、力形成によって決定的な軸方向長さ部分の軸方向中央の外側に配置されていることによって生じる。その原因は、互いに反対側に位置する盲孔開口と半径方向の圧力チャンバ結合通路とが存在することによる。このような偏心によって、第１のスタビライザ部分の有効ばね長さが短縮され、ひいてはばね定数の悪化が生じる。

したがって本発明の課題は、冒頭で述べた形式のスタビライザを改良して、スタビライザ部分の有効ばね長さを延長することである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する装置によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項２〜７に記載した。

新たな分割型スタビライザによって、従来技術の記載の欠点が解消される。

ここではスタビライザ部分のばね長さが最適に利用されているところに、格別な利点が存在する。なぜならば第２のスタビライザ部分の、力を伝達する長さ部分の軸方向中央と、内側回転部分の、力を伝達する長さ部分の軸方向中央とが、共通の半径方向平面上に位置するからである。これによって第２のスタビライザ部分の有効ばね長さが最適に延長され、外側回転部分の有効長さが最適に短縮される。これによって分割型スタビライザのばね定数は、比較される類似の従来技術である米国特許第５７０００２７号明細書に対して改善され、それも従来技術で述べたドイツ連邦共和国特許出願公開第１００１２９１５号明細書による、内側回転部分とスタビライザ部分との間の一体的な構成で存在するのと同等に改善される。

この場合内側回転部分スタビライザ部分との間の新たな摩擦力結合部の製作は、米国特許第５７０００２７号明細書およびドイツ連邦共和国特許出願公開第１００１２９１５号明細書と比較してもより簡単で、より経済的である。

したがって有利には、内側回転部分が、連続して延びる嵌合孔を備えており、これに対応するスタビライザ部分が、嵌合円筒部を備えており、嵌合結合部がマイナスの遊びでもって形成され、互いに収縮嵌めされている。この種の結合部は、極めて廉価に製作することができる。なぜならばここでは簡単な従来慣用の加工法を用いることができるからである。

また選択的に有利には、内側回転部分が、噛合部と嵌合部とを介して、対応するスタビライザ部分の結合ジャーナルと結合されており、この場合噛合部も嵌合部もマイナスの遊びを有して製作され、収縮嵌めされる。この場合収縮された噛合部および収縮された嵌合部は、両種の結合部が同等に力伝達に関与するように形成されている。

噛合部を用いたことによる利点によれば、形状結合によって相対回転防止効果が高められる。また追加的に噛合部によって、旋回モータの組付中、内側回転部分とスタビライザ部分との極めて正確で取り扱いの容易な方向付けが達成される。

噛合部と嵌合部とを備えたこのような実施形態も極めて簡単に製作可能である。なぜならば内側回転部分における嵌合部の製作は、従来慣用の方法で、また噛合部の製作は、簡単で経済的なブローチ法で行うことができるからである。

２つ以上の圧力チャンバもしくは吸込チャンバを備えた旋回モータでは、有利には、圧力が等しく、かつそれぞれ反対側に位置する圧力室および吸込室の間の両半径方向結合通路は、遊びのない嵌合結合部の領域に形成される。なぜならば単に関連する構成部材のプレス嵌めによって、半径方向結合通路自体が、十分に外側で、かつ相互的に、オイル漏れに対してシールされているからである。したがって追加的なシールエレメントは省略することができる。

半径方向結合通路を実現するために、製作技術的な理由から、有利には、内側回転部分の、対応する嵌合孔に、相並んで配置された２つのリング通路が設けられており、両リング通路は、それぞれ半径方向通路を介して、圧力室または吸込室と接続されている。

次に、図示した２つの実施例につき、本発明を説明する。

図１〜４に示した、分割型スタビライザは、図示していない第１のスタビライザ部分と第２のスタビライザ部分１とから成っており、両スタビライザ部分は、ハイドロリック式の旋回モータを介して相互結合されている。この場合図示していない第１のスタビライザ部分、第２のスタビライザ部分１およびハイドロリック式の旋回モータ２は、共通の軸線上に配置されている。旋回モータ２は、外側回転部分３と内側回転部分４とから成っており、この場合外側回転部分３は、２つの外側回転羽根５を備えており、外側回転羽根５は、外側回転部分３と堅固に結合されていて、かつ半径方向内向きに向けられており、また内側回転部分４は、適合された２つの内側回転羽根６を備えており、内側回転羽根６は、外向きに向けられている。この場合外側回転羽根５および内側回転羽根６は、その形状において、両回転羽根の間でそれぞれ反対側に位置する２つの圧力室７と、同様にそれぞれ反対側に位置する２つの吸込室８とが形成されるように、成形されている。圧力室７および吸込室８の領域で、外側回転羽根５と内側回転羽根６とは、互いに自由に回動可能であり、それも両回転羽根が互いに当接するまで回動可能である。軸方向で、圧力室７および吸込室８は、一方では支承カバー９によって、また他方ではフランジカバー１０によって制限されており、これらのカバーは、有利には外側回転部分３と圧密に溶接されている。内側回転部分４における軸シールエレメント１１と、両外側回転羽根５および両内側回転羽根６におけるフレームシールエレメント１２とは、圧力室７および吸込室８を、外側および内側でシールする。支承カバー９は、軸方向の支承孔を備えて形成されており、支承孔に、内側回転部分４の適当な支承ジャーナル１３が嵌め込まれている。

図１に示した第１実施例では、内側回転部分４と第２のスタビライザ部分とは、特別な形式でプレス嵌めを介して相互結合されている。このために内側回転部分４は、連続的に延びる嵌合孔を備えており、第２のスタビライザ部分１は、第２のスタビライザ部分１に対して減径された嵌合円筒部１４を備えており、嵌合円筒部１４は、内側回転部分４の、連続的に延びる嵌合孔の軸方向長さ全体にわたって延びている。内側回転部分４の、連続的に延びる嵌合孔と、スタビライザ部分１の嵌合円筒部１４とは、互いにマイナスの遊びを有して製作されていて、かつ収縮嵌めによって互いに遊びなく結合されている。追加的に第２のスタビライザ部分１は、溶接シーム１５を介して内側回転部分４と結合されており、溶接シーム１５は、第２のスタビライザ部分１における嵌合円筒部１４の自由端部の端面領域に存在する。収縮された嵌合結合部および溶接結合部によって、第２のスタビライザ部分１と内側回転部分４とは、摩擦力結合（kraftschluessig；摩擦力接続、摩擦による束縛）で相互結合されていて、かつ適当なトルクを伝達するのに適合されている。

内側回転部分４は、連続的に延びる嵌合孔で、収縮嵌め領域に、第１の半径方向リング通路１６と第２の半径方向リング通路１７とを備えており、両リング通路は、軸方向で相互間隔を有して配置されていて、かつ内側で第２のスタビライザ部分１の嵌合円筒部１４によって覆われている。第１の半径方向リング通路１６は、２つの半径方向通路１８を介して、旋回モータの、それぞれ反対側に位置する両圧力室７または両吸込室８と接続されており、第２の半径方向リング通路１７は、２つの半径方向通路１９を介して、それぞれ反対側に位置する両吸込室８または両圧力室７と結合されている。したがって両圧力室７および両吸込室８は、圧力補償されて形成されており、この場合両半径方向リング通路１６，１７は、第２のスタビライザ部分１の嵌合円筒部１４と内側回転部分４との間の嵌合結合によって、外側で、かつ相互的に、オイル漏れに対して圧密に閉鎖されている。

図２に示した第２実施例では、内側回転部分４と第２のスタビライザ部分１とは、特別な形式でプレス嵌めおよび噛合を介して互いに結合されている。このために内側回転部分４は、ここでも貫通孔を備えており、スタビライザ部分１は、第２のスタビライザ部分１に対して減径された連続的に延びる結合ジャーナル２０を備えており、貫通孔と結合ジャーナル２０とは、噛合部２１と嵌合部２２とを形成する。噛合部２１と嵌合部２２とは、軸方向で相並んで配置されており、この場合噛合部２１は、第２のスタビライザ部分１の自由端部に存在する。噛合部２１は、内側回転部分４の貫通孔における適合な内側プロフィール（内側成形輪郭部）と、第２のスタビライザ部分１の結合ジャーナル２０における、内側プロフィールに適合する外側プロフィール（外側成形輪郭部）とから成っており、これに対して嵌合部分２２は、内側回転部分４における嵌合孔と、第２のスタビライザ部分１の結合ジャーナル２０における嵌合円筒部とから成っている。

この場合第２のスタビライザ部分１と内側回転部分４との間のプロフィール結合部は、大きな歯数を有しており、これによって一方では力を伝達する歯の高い負荷能力が得られ、他方では内側回転部分４と第２のスタビライザ部分１との組立に関して正確で精度の高い方向性が得られる。第２のスタビライザ部分１の外側プロフィールと内側回転部分４の内側プロフィールとは、ならびに内側回転部分４の嵌合孔と第２のスタビライザ部分１の結合ジャーナル２０における嵌合円筒部とは、それぞれマイナスの遊びを有して形成されていて、かつ収縮嵌めによって互いに遊びなく組み合わされている。したがって第２のスタビライザ部分１と内側回転部分４とは、形状結合（形状による束縛）かつ摩擦力結合で相互結合されていて、かつ適当なトルクを伝達するのに適している。第２のスタビライザ部分１の自由端部に固定リング２３が配置されており、固定リング２３は、第２のスタビライザ部分１と内側回転部分４との間の追加的な軸方向固定を行う。

この実施例でも、内側回転部分４は、貫通孔において、第１の半径方向リング通路１６’と第２の半径方向リング通路１７’とを備えており、両半径方向リング通路は、軸方向相互間隔を有して嵌合部２２に配置されている。この場合第１の半径方向リング通路１６’は、両半径方向通路１８’を介して、それぞれ反対側に位置する両圧力室７または両吸込室８と接続されており、第２の半径方向リング通路１７’は、両半径方向通路１９’を介して、それぞれ反対側に位置する両吸込室８または両圧力室７と接続されている。

したがって両圧力室７および両吸込室８は、圧力補償されて形成されており、この場合両半径方向リング通路１６’，１７’は、嵌合部２２の嵌合円筒部によって覆われていて、かつ嵌合部２２の嵌合円筒部と内側回転部分４との間の嵌合結合部によって、外側で、かつ相互的に、オイル漏れに対して圧密にシールされている。

第１実施例の旋回モータを示す縦断面図である。 第２実施例の旋回モータを示す縦断面図である。 両実施例の旋回モータを示す横断面図である。 スタビライザ部分を備えた旋回モータを示す図である。

符号の説明

１ 第２のスタビライザ部分、 ２ 旋回モータ、 ３ 外側回転部分、 ４ 内側回転部分、 ５ 外側回転羽根、 ６ 内側回転羽根、 ７ 圧力室、 ８ 吸込室、 ９ 支承カバー、 １０ フランジカバー、 １１ 軸シールエレメント、 １２ フレームシールエレメント、 １３ 支承ジャーナル、 １４ 嵌合円筒部、 １５ 溶接シーム、 １６，１６’ 第１の半径方向リング通路、 １７，１７’ 第２の半径方向リング通路、 １８，１８’ 半径方向通路、 １９，１９’ 半径方向通路、 ２０ 結合ジャーナル、 ２１ 噛合部、 ２２ 嵌合部、 ２３ 固定リング

Claims (7)

1. 最適化されたばね定数を有する分割型スタビライザであって、
   当該分割型スタビライザが、第１のスタビライザ部分と第２のスタビライザ部分（１）と旋回モータ（２）とから成っており、これらの第１のスタビライザ部分と第２のスタビライザ部分（１）と旋回モータ（２）とが、共通の軸線上に配置されており、該旋回モータ（２）が、外側回転部分（３）と内側回転部分（４）とから成っており、外側部分（３）および内側部分（４）が、支承カバー（９）およびフランジカバー（１０）と相俟って、少なくとも１つの圧力室（７）と吸込室（８）とを形成しており、旋回モータ（２）の外側回転部分（３）が、第１のスタビライザ部分と相対回動不能に結合されており、旋回モータ（２）の内側回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（１）との間に、力を伝達する結合部が形成されている形式のものにおいて、
   内側回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（１）とが、摩擦力結合で相互結合されており、第２のスタビライザ部分（１）の、力を伝達する長さ部分の軸方向中央と、内側回転部分（４）の、力を伝達する長さ部分の軸方向中央とが、共通の半径方向面上に位置していることを特徴とする、最適化されたばね定数を有する分割型スタビライザ。
2. 内側回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（１）の嵌合円筒部（１４）との間の摩擦力結合部が、収縮嵌めされた部分から形成されている、請求項１記載の分割型スタビライザ。
3. 内側回転部分（４）と嵌合円筒部（１４）とが、追加的に溶接シーム（１５）を介して結合されており、該溶接シーム（１５）が、嵌合円筒部（１４）の自由端部に存在する、請求項２記載の分割型スタビライザ。
4. 内側回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（１）の結合ジャーナル（２０）との間の摩擦力結合部が、噛合部分（２１）と嵌合部分（２２）とから成っており、噛合部分（２１）および嵌合部分（２２）とが、収縮嵌めされている、請求項１記載の分割型スタビライザ。
5. 内側回転部分（４）と結合ジャーナル（２０）とが、追加的に固定リング（２３）を介して軸方向で固定されている、請求項４記載の分割型スタビライザ。
6. 旋回モータ（２）が、それぞれ反対側に位置する２つ以上の圧力室（７）と、それぞれ反対側に位置する２つ以上の吸込室（８）とを備えており、これらの圧力室（７）と吸込室（８）とが、それぞれ半径方向結合通路を介して結合されており、該半径方向結合通路が、内側回転部分（４）と第２のスタビライザ部分（１）との間の遊びのない嵌合結合部の領域に形成されている、請求項２または４記載の分割型スタビライザ。
7. 内側回転部分（４）の連続的に延びる孔が、嵌合部（２２）の領域で、相並んで配置された２つのリング通路（１６，１６’，１７，１７’）を備えており、これらのリング通路が、嵌合円筒部（１４）または結合ジャーナル（２０）の嵌合部（２２）によって覆われており、これらのリング通路が、半径方向通路（１８，１８’，１９，１９’）を介して、対応する圧力室（７）または吸込室（８）と接続されている、請求項６記載の分割型スタビライザ。

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