JP2009511348A

JP2009511348A - スタビライザバー

Info

Publication number: JP2009511348A
Application number: JP2008535550A
Authority: JP
Inventors: エー．ジョンソン，チャド; エル．キンケイド，ジェフリー
Original assignee: アメリカンアクスルアンドマニュファクチャリング，インコーポレイテッド
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2009-03-19
Also published as: WO2007047051A2; US7448636B2; EP1934063A2; US20090058031A1; WO2007047051A3; US20070085295A1; EP1934063A4

Abstract

スタビライザバー構造、中間ブッシング、および弾性ブッシングを備えるスタビライザバー組立体を有するサスペンションシステム。前記スタビライザバー構造は、前記中間ブッシングが結合された中央部を含んでいる。前記弾性ブッシングは、前記中間ブッシング上に取り付けられている。前記中間ブッシングは、第１方向および第１方向と反対の第２方向において、前記中央部に沿った前記弾性ブッシングの相対的な軸方向移動を第１方向と第１方向の逆方向である第２方向とに制限する。また、スタビライザバー組立体を形成するための方法も提供する。

Description

発明の詳細な説明

〔序論〕
本発明は、概ね車両サスペンションのためのスタビライザバーに関する。より詳細には、本発明は、車両フレームに対するスタビライザバーの装着とスタビライザバーの横方向保持力との両方を改良できるスタビライザバー装着システムに関する。

スタビライザバー（別称「スウェイバー」または「アンチロールバー」）は、旋回中の車両における車体の横揺れを低減するための車両サスペンションシステムに利用されている。図１および図２を参照すれば、先行技術のスタビライザバーは、固形材料および管状材料の形状をとることができ、中央部１１０と、中央部１１０の両端にそれぞれ結合されている第１アーム１１２および第２アーム１１４と、第１ブッシング１１６および第２ブッシング１１８のそれぞれとを含んでいる。第１アーム１１２および第２アーム１１４は、左サスペンション部材１２０および右サスペンション部材１２２にそれぞれ結合するように構成でき、さらに第１ブッシング１１６および第２ブッシング１１８は、車両フレーム１２４に対して、中央部１１０を回転可能に取り付けるように構成されている。

車を運転する間に、スタビライザバーにかかる横力は、中央部１１０を軸方向に押す傾向にあり、従って、先行技術の複数のスタビライザバーの中央部１１０は、前記複数のブッシングに隣接して配置された第１スラストフランジ１２６および第２スラストフランジ１２８をそれぞれ含んでいる。第１スラストフランジ１２６および第２スラストフランジ１２８はそれぞれ、第１ブッシング１１６および第２ブッシング１１８を所望の位置に保持するのに用いられている。前記スラストフランジ１２６および１２８は、成形金属（据込み加工（upset））タイプのカラー、プラスチック射出成形タイプのカラー、圧着（crimp）タイプのカラー、マルチピース楔形タイプのカラー、または溶接タイプのカラーからなるものとすることができる。

前述の構成に関する１つの不利な点は、好ましくない量の横方向への移動を抑制するが、中央部１１０の回転には干渉しないように、スラストフランジ１２６および１２８を正確に配置しなければならないということである。例えば、サスペンション部品内における取り付け穴の配置、車両フレーム１２４内における取り付け穴の配置、中央部１１０の全長、第１アーム１１２および第２アーム１１４の長さ、中央部１１０に対するスラストフランジ１２６および１２８の固定の正確性および再現性などに依る、通常の製造のばらつきを考慮すれば、第１スラストフランジ１２６および第２スラストフランジ１２８を、十分な性能を提供でき、さらに広範囲の製造公差にわたって部品群に利用できるやり方で、正確に配置することは、やりがいのあることであろう。

〔発明の概要〕
１つの形態において、本発明の教示は、バー構造、中間ブッシング、第１ブッシング、および第２ブッシングを有するスタビライザバー組立体を備えている車両サスペンションシステムを提供する。前記バー構造は、中央部と、前記中央部の両端に配置された第１アームおよび第２アームを含んでいる。前記中間ブッシングは、前記中央部と結合され、位置決めカラーを有している。前記第１ブッシングおよび第２ブッシングは、少なくとも部分的に弾性材料で形成されている。前記第１ブッシングは、前記位置決めカラーの上に配置されており、第２ブッシングは、前記第１ブッシングから軸方向に間隔を空けて、前記中央部上に取り付けられている。前記位置決めカラーは、前記中央部の軸に沿った、第１ブッシングの移動を、前記中央部の軸に平行な第１方向と前記第１方向の逆方向である第２方向とに制限する。

他の形態において、本発明の教示は、バー構造、中間ブッシング、第１ブッシング、および第２ブッシングを有するスタビライザバー組立体を備えている車両サスペンションシステムを提供する。前記バー構造は、中央部と、前記中央部の両端に配置された第１アームおよび第２アームを含むことができる。前記中間ブッシングは、前記中央部と結合されている。前記第１ブッシングは、前記中間ブッシングの上に配置され、前記第２ブッシングは、前記第１ブッシングから軸方向に間隔を空けて、前記中央部上に取り付けられている。前記中間ブッシングは、前記中央部の軸に沿った第１ブッシングの移動を、前記中央部の軸に平行な第１方向と前記第１方向の逆方向である第２方向とに制限する。

さらに他の形態において、本発明の教示は、スタビライザバーを形成するための方法を提供する。前記方法は、（ｉ）中央部を有するバー構造を形成する工程；（ii）少なくとも１つの位置決めカラーを有する中間ブッシングを前記中央部上に形成する工程；および、（iii）前記少なくとも１つの位置決めカラーが、前記中央部に沿った弾性ブッシングの相対的な軸移動を第１方向と第１方向の逆方向である第２方向とに制限するように、前記中間ブッシングに対して前記弾性ブッシングを組み付ける工程を含むことができる。

本発明のさらなる適用範囲は、以下に記載の詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および具体例は、本発明の好ましい実施の形態を示すものであるが、例証のみを意図しており、本発明の範囲を制限することを意図していないものと理解されるべきである。

本発明のさらなる長所および特徴は、添付図面と併せて理解される次の説明および添付した請求項から明らかになるであろう。

〔様々な実施の形態の詳細な説明〕
図３を参照すれば、サスペンションシステム８は、本発明の教示に従って構成されたスタビライザバー組立体１０を備えている。示された特定の例において、サスペンションシステム８は、上方制御アームおよび下方制御アームと、車両フレームから懸架された各車輪毎のストラット組立体とを備えているタイプの、独立した前輪サスペンションシステムである。本明細書で説明し図面に示したサスペンションシステムの特定のタイプは、例示的なものにすぎず、本発明の教示が、ビームステアアクスル（beam steer axles）を含む、他のタイプのサスペンションシステムに対する適応可能性を有している、ということが理解されるであろう。この開示における車両フレームが参照されるであろうが、現行の多くの車両は、フレーム自体を備えておらず、その代わりに１つの一体化されたフレーム構造として機能する、車体の複数部位を備えているということを、当業者は理解するであろう。この点を考慮して、フレーム２０が、縦方向に伸びる一対のサイドレール２２および横桁２４を部分的に含むように示している。

サスペンションシステム８は、下方制御アーム２６および上方制御アーム２８を含むことができ、これら両方をフレーム２０に回動可能に取り付けることができる。螺旋コイルばね３０およびストラットダンパ３２を有するストラット組立体は、下方制御アーム２６の中間部分とフレーム２０との間に保持されて、車両の重量を支持すると共に下方制御アーム２６を通して伝達されるいかなる荷重も支持することができる。上方制御アーム２８は、ステアリングナックル３４によって下方制御アーム２６に連結することができる。ハブおよびローター組立体３６は、車輪およびタイヤをその上に取り付けることができるように、ステアリングナックル３４のスピンドル部分（図示せず）に対して回転可能に取り付けることができる。

図４を参照すれば、スタビライザバー組立体１０は、スタビライザバー構造４０と、中間ブッシング４２と、第１弾性ブッシング４４および第２弾性ブッシング４６のそれぞれとを含んでいる。スタビライザバー構造４０は、細長い中央部５０と、中央部５０の両端に配置できる一対のアーム部材５２とを含むことができる。各アーム部材５２の遠位端５４は、従来の形態における下方制御アーム２６の対応する１つに連結することができる。適切な連結方法の例は、米国特許第５,９５４，３５３号明細書（表題：Plug In Direct Acting Stabilizer Bar Link）、米国特許第６，００７，０７９号明細書（表題：Direct Acting End Link For Stabilizer Bar）、米国特許第６，００７，０８０号明細書（表題：Plug In Direct Acting Stabilizer Bar Link）、米国特許第６，２５４，１１４号明細書（表題：Composite Stabilizer Bar Link）、および、米国特許第６，３０８，９７２号明細書（表題：Self-Locking Plug-In Stabilizer Bar Link Mechanism）に記載されている。これら明細書の開示は、それらの全体について本明細書で全て記述しているかのように、引用により本明細書に含まれるものとする。

中間ブッシング４２は、少なくとも１つの位置決めカラー６０を含むことができ、第１弾性ブッシング４４が配置されるべき位置で、中央部５０に結合することができる。中間ブッシング４２は、２つの異なったスラスト面６２を含むことができる。これらスラスト面６２は、協働して中央部５０に沿った第１弾性ブッシング４４を相対的な軸方向移動を制限するように構成できる。示された特定の例において、スラスト面６２は、位置決めカラー６０の対向する２つの側面上に形成されている。しかしながら、中間ブッシング４２ａは、第１弾性ブッシング４４ａの相対的な軸方向の移動を制限するために、図５に示すような間隔を空けて配置された２つ以上の位置決めカラー６０ａを利用していてもよいということが理解されるであろう。この点について、各位置決め６０ａは、一組のスラスト面に対するスラスト荷重の印加に応じて、第１弾性ブッシング４４ａの相対的な軸方向移動を制限するために利用される。例えば、スラスト面６２ａが第１軸方向のスラスト荷重に抵抗するために動作することができる一方、スラスト面６２ｂが第１軸方向の逆方向である第２軸方向のスラスト荷重に抵抗するために動作することができる。

図３および図４に戻って、中間ブッシング４２は、プラスチック材料、例えば射出成形用ポリマーなどで形成することができる。示された例において、中間ブッシング４２は、アーム部材５２の一方または両方の形成後に、中央部５０上に所望の位置に成形される。ポリマー材料は、第１弾性ブッシング４４との滑らかで整合した界面を提供できるという点で、有利である。

第１弾性ブッシング４４を、（例えば、アーム５２および中間ブッシング４２の形成前に）中央部５０に組み付けて、第１弾性ブッシング４４が少なくとも１つの位置決めカラー６０に嵌め込まれるように、軸方向に中間ブッシング４２越しに押すことができる。示された例において、第１弾性ブッシング４４は、中間ブッシング４２の上に支えられ、位置決めカラー６０上に形成された対向する２つのスラスト面６２に嵌まるように構成されている。したがって、スラスト面６２と、第１弾性ブッシング４４上に形成された対応する面７０との接触により、中央部５０に沿った、第１弾性ブッシング４４の相対的な軸方向移動を制限することができる。

また、第２弾性ブッシング４６を、（例えば、アーム部材５２および中間ブッシング４２の形成前に）中央部５０に組み付けて、所望の位置内へ押すことができる。第１弾性ブッシング４４のための構成と異なり、第２弾性ブッシング４６は、「自由浮動（free floating）」しており、中央部５０に沿って平行移動させることができる。

一対の取付ブラケット７４ａおよび７４ｂは、フレーム２０に対して中央部５０を回転可能に取り付けるのに用いることができる。取付ブラケット７４ａおよび７４ｂは、構造および動作が従来のものであり、本明細書において著しく詳細に議論する必要がない。簡単に言えば、取付ブラケット７４ａおよび７４ｂの各々を、第１弾性ブッシング４４および第２弾性ブッシング４６の関連付けられた１つの周りに取り付け、その後に、フレーム２０などの適切な構造の中で嵌合穴（特に図示せず）に位置合わせすることができる。当業者がこの開示から理解できるように、取付ブラケット７４ａおよび７４ｂを、制御アーム、ビームアクスルなどを含む任意の適切な構造に取り付けることができる。また、取付ブラケット７４ａおよび７４ｂは、同じタイプの構造に取り付ける必要がない。すなわち、両方の取付ブラケットは、フレーム２０に取り付ける必要は無く、むしろ、一方の取付ブラケットを１つのタイプの構造、例えばフレーム２０などに取り付け、もう一方の取付ブラケットを他のタイプの構造、例えば制御アームなどに取り付けることができる。取付ブラケット７４ａおよび７４ｂが、適切な構造（すなわち、示された特定の例におけるフレーム２０）中において嵌合穴に位置合わせされたとき、第２弾性ブッシング４６は、容易に中央部５０に沿って軸方向に移動できる、ということに留意すべきである。取付ブラケット７４ａおよび７４ｂをフレーム２０または他の構造に固定するために、ねじ式ファスナー（特に図示せず）を用いることができる。取付ブラケット７４ａおよび７４ｂが、第１弾性ブッシング４４および第２弾性ブッシング４６とかみ合うので、フレーム２０に対する第１弾性ブッシング４４および第２弾性ブッシング４６の移動が抑制される。さらに、位置決めカラー６０のスラスト面６２が、第１弾性ブッシング４４上に形成された対応する複数の面７０の間に配置されているので、第１弾性ブッシング４４およびそれに対応する構造（すなわち、示された特定の例におけるフレーム２０）に対する、中央部５０の軸方向移動が制限される。

当業者は、この開示から、中間ブッシングの使用が、付加的な機能を中間ブッシング／第１弾性ブッシング構成に組み込むことを可能にするということが理解できるであろう。図６の例において、第１弾性ブッシング４４ｂは、シール７５がそれらの間に形成されるように、位置決めカラー６０ｂの外側の位置で、中間ブッシング４２ｂに封止状態で嵌合するように構成されている。この形式の構成は、中間ブッシング４２ｂと第１弾性ブッシング４４ｂの内部との間に、水、ちり、破片などの混入物質が進入することを阻止できるという点で有利である。

さらに他の実施の形態において、図７に示すように、第１弾性ブッシング４４ｃの１つ以上の内側表面８０、中間ブッシング４２ｃの全部または一部の外側表面８２、および中央部５０ｃの外側表面８４は、非円形断面を持つように形成することができる。示された特定の例において、第１弾性ブッシング４４ｃを貫く開口８２は、第１弾性ブッシング４４が六角形断面を持ち、中間ブッシング４２ｃが対応する形状の六角形断面を持つように、形成されている。したがって、第１弾性ブッシング４４ｃに対する中央部５０ｃの回転は、第１弾性ブッシング４４ｃをねじりバネとして作用させる。

中間ブッシング４２は、ここでは、プラスチックで形成され、スタビライザバー構造４０の中央部５０上に成形されているものとして説明したが、当業者は、中間ブッシング４２が多数の他の方法で形成されていてもよいことを理解するであろう。例えば、中間ブッシング４２（またはその部分）は、（１）適切な金属またはプラスチック材料で形成され（例えば、接着剤によって）、中央部５０に接着されていてもよいし、（２）適切な金属から形成され、（例えば、ａｒｃ、ＴＩＧ、ＭＩＧ、スポット溶接／抵抗溶接、レーザ溶接、および／または、摩擦溶接／スピン溶接によって）中央部５０にロウ付けまたは溶接されていてもよいし、（３）適切な金属またはプラスチックから形成され、中央部５０に圧入されていてもよいし、（４）適切な金属またはプラスチックから形成され、（ピン、糸、ネジ式ファスナー、鋲などによって）中央部５０に固定的に結合されていてもよいし、（iii）中央部５０から成形操作（例えば、鍛造、スピニング、圧廷、ハイドロフォーミング）を用いて形成されていてもよい。

本発明について様々な実施の形態を参照して明細書で説明し図に示したが、請求項で定義した本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて、様々な変更を加えてもよいし、本発明の構成要素を同等の物で置き換えてもよいということを、当業者は理解するであろう。さらに、様々な実施の形態の間で、特徴、構成要素、および／または機能の混合および調和を行うことは、本明細書において明確に意図されている。したがって、この開示から、反する記載がない限り、１つの実施の形態の特徴、要素、および／または機能を適切な他の実施の形態に組み入れてもよいということを当業者が理解できるであろう。さらに、必須の本発明の範囲から逸脱しない限り、特定の状態または材料を本発明の教示に適合させる多くの部分的変更を加えてもよい。したがって、本発明は、本発明を実行するための現在考えられる最良の形態として図面で示し明細書で説明した特定の実施の形態に限定されるものではなく、前述の説明および添付の請求項の範囲に含まれるいかなる実施の形態を含みうるものを意図している。

先行技術のスタビライザバー組立体を用いたサスペンションシステムを備えている車両の一部分の斜視図である。図１に示されたスタビライザバーの部分の断面図である。本発明の教示に従って構成されたスタビライザバー組立体を用いたサスペンションシステムを備えている車両の一部分の斜視図である。図３に示されたスタビライザバーの部分の断面図である。本発明の教示に従って構成された第２のスタビライザバー組立体の一部分の縦断面図である。本発明の教示に従って構成された第３のスタビライザバー組立体の一部分の縦断面図である。本発明の教示に従って構成された第４のスタビライザバー組立体の一部分の断面図である。

Claims

バー構造、中間ブッシング、第１ブッシング、および第２ブッシングを有するスタビライザバー組立体を備えている車両サスペンションシステムであって、
前記バー構造は、中央部と、前記中央部の両端に配置された第１アームおよび第２アームを含み、
前記中間ブッシングは、前記中央部と結合され、位置決めカラーを有しており、
前記第１ブッシングおよび第２ブッシングは、少なくとも部分的に弾性材料で形成されており、
前記第１ブッシングは、前記位置決めカラーの上に配置されており、
前記第２ブッシングは、前記第１ブッシングから軸方向に間隔を空けて、前記中央部上に取り付けられており、
前記位置決めカラーは、前記中央部の軸に沿った、前記中央部に対する第１ブッシングの移動を、前記中央部の軸に平行な第１方向と前記第１方向の逆方向である第２方向とに制限する、車両サスペンションシステム。
前記位置決めカラーは、プラスチック材料で形成されている、請求項１に記載の車両サスペンションシステム。
前記位置決めカラーは、前記中央部上に成形されている、請求項２に記載の車両サスペンションシステム。
前記位置決めカラーは、中間ブッシングと一体化されて形成されている、請求項１に記載の車両サスペンションシステム。
前記位置決めカラーの長さは、第１ブッシングの長さよりも短い、請求項４に記載の車両サスペンションシステム。
前記第１ブッシングの一端に各々が配置された一対のシールをさらに備え、
前記第１ブッシングと前記位置決めカラーとの間に混入物質が進入するのを阻止するために前記位置決めカラーと前記第１ブッシングとの間にシールを作る、請求項４に記載の車両サスペンションシステム。
前記位置決めカラーの直径は、前記中央部の隣接する部分の直径よりも大きい、請求項１に記載の車両サスペンションシステム。
前記第１ブッシングは、貫通孔を有しており、
前記第１ブッシングが前記中央部の回転に抵抗するねじりバネとして作用するように、前記貫通孔、前記中間ブッシング、および前記中央部の少なくとも１つが、非円形断面を持つように形成されている、請求項１に記載の車両サスペンションシステム。
バー構造、中間ブッシング、第１ブッシング、および第２ブッシングを有するスタビライザバー組立体を備えている車両サスペンションシステムであって、
前記バー構造は、中央部と、前記中央部の両端に配置された第１アームおよび第２アームを含み、
前記中間ブッシングは、前記中央部と結合されており、
前記第１ブッシングは、前記中間ブッシングの上に配置されており、
前記第２ブッシングは、前記第１ブッシングから軸方向に間隔を空けて、前記中央部上に取り付けられており、
前記中間ブッシングは、前記中央部の軸に沿った、前記中央部に対する前記第１ブッシングの移動を、前記中央部の軸に平行な第１方向と前記第１方向の逆方向である第２方向とに制限する、車両サスペンションシステム。
前記中間ブッシングは、プラスチック材料で形成されている、請求項９に記載の車両サスペンションシステム。
前記中間ブッシングは、前記中央部上に成形されている、請求項１０に記載の車両サスペンションシステム。
前記中間ブッシングは、少なくとも１つの位置決めカラーと一体化されて形成されている、請求項１１に記載の車両サスペンションシステム。
前記第１ブッシングは、前記位置決めカラーの上に配置されている、請求項１２に記載の車両サスペンションシステム。
前記位置決めカラーの直径は、前記中央部の隣接する部分の直径よりも大きい、請求項１２に記載の車両サスペンションシステム。
前記第１ブッシングの一端に各々が配置された一対のシールをさらに備え、
前記第１ブッシングと前記中間ブッシングとの間に混入物質が侵入するのを阻止するために前記中間ブッシングと前記第１ブッシングとの間にシールを作る、請求項９に記載の車両サスペンションシステム。
前記第１ブッシングは、貫通孔を有しており、
前記第１ブッシングが前記中央部の回転に抵抗するねじりバネとして作用するように、前記貫通孔、前記中間ブッシング、および前記中央部の少なくとも１つが、非円形断面を持つように形成されている、請求項１に記載の車両サスペンションシステム。
スタビライザバーを形成するための方法であって、
（ｉ）中央部を有するバー構造を形成する工程；
（ii）少なくとも１つの位置決めカラーを有する中間ブッシングを前記中央部上に形成する工程；および、
（iii）前記少なくとも１つの位置決めカラーが、前記中央部に沿った弾性ブッシングの相対的な軸方向移動を第１方向と第１方向の逆方向である第２方向とに制限するように、前記中間ブッシングに対して前記弾性ブッシングを組み付ける工程を含む方法。
前記弾性ブッシングは、前記少なくとも１つの位置決めカラーの上に組み付けられている、請求項１７に記載の方法。
前記中間ブッシングは、前記中央部上に成形されている、請求項１７に記載の方法。
前記バー構造は、前記中央部の両端に配置された第１アームおよび第２アームを備えており、
前記中間ブッシングは、前記第１アームおよび第２アームの少なくとも１つが形成された後に形成される、請求項１９に記載の方法。