JP2009535251A

JP2009535251A - 自動車用スタビライザーバー

Info

Publication number: JP2009535251A
Application number: JP2009507629A
Authority: JP
Inventors: ハンソン，エルヤン; フクス，レオン
Original assignee: ボルボラストバグナーアーベー
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2009-10-01
Also published as: EP2015946A4; WO2007126359A1; EP2015946A1; US20090134592A1; BRPI0710790A2; US7828308B2; CN101466563A; CN101466563B; SE0600953L; SE529261C2

Abstract

本発明は、自動車の懸架機構用スタビライザーバー組立体に関し、前記スタビライザーバーは第１の直径Ｄ１を有し、前記スタビライザーバー組立体は弾性的な第１のブシュを含む第１のハウジングと弾性的な第２のブシュを含む第２のハウジングとを含んで、前記スタビライザーバーが前記第１および第２のハウジングの周りにおいて揺動することを可能にし、前記スタビライザーバーは第１のブシュ用の受け手段を含み、前記受け手段は、その頂点において前記第１の直径Ｄ１を上回る第２の直径Ｄ２を有する１対の各膨出部を含む。前記受け手段は、前記膨出部の前記頂点から前記中間部まで断面を漸減させながら前記中間部の方へと傾斜する２個の周縁部を含む。前記第１のブシュと第２のブシュは同一である。受け手段を有していても、有さなくてもスタビライザーバーは、前記同一のブシュに取付けることができるという利点がある。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の懸架機構用スタビライザーバー組立体に関する。このスタビライザーバー組立体は、本質的に自動車の横方向に延在するトーションバーと、このトーションバーの両端部において該トーションバーに対して角度をなして延在する２個の水平アームとを有する。トーションバーは、第１の直径を有する本質的に円形の断面を有する。前記トーションバーは、スタビライザーバーがハウジングの周りにおいて揺動することを可能にする弾性ブシュを有する、２個の各ハウジングを介して懸架機構に取り付けられる。前記ハウジングおよびブシュは、円筒状の前記トーションバーとともに用いられるよう設計される。

スタビライザーバーは、一般に円筒状であり、対応する各ブシュは、本質的に円筒状の内面を有する。アンチロールバーとも呼ばれるスタビライザーバーの目的は、特に凸凹路面上におけるコーナリングまたは走行時の、懸架装置の捩り剛性を高めることである。このような機構に関するひとつの問題は、自動車の車輪の動きに伴い懸架装置が動くことによって、スタビライザーバーが軸方向に移動し、この軸方向移動がスタビライザーバーをブシュに対して変位させる可能性があることである。スタビライザーバーが懸架機構に対して非対称な配置を有すると、自動車の走行特性が低下するため、こうした軸方向移動は望ましくない。ただし、小さな軸方向移動は、振動の吸収および／または減衰のために望ましい。

スタビライザーバーの軸方向移動に関するこのような問題は、構成要素に高い負荷が加わるトラックやバス等の大型車両においてしばしば見受けられる。大型車両は、乗用車などよりも高い力にさらされる。

従来技術において、スタビライザーバーの軸方向移動を防ぐための種々の解決策が周知である。

ひとつの解決策は、スタビライザーバー上に、ブシュの各側に配置されるフランジを設けることによって、スタビライザーバーの移動を防ぐことである。特許文献１に、この解決策の一例が開示されている。この解決策のひとつの欠点は、フランジのスタビライザーバーへの溶接が、スタビライザーバーの特性に影響を与える可能性があることである。

また他の解決策は、スタビライザーバーにおいて、対応する形状のブシュと相互作用するＶ字形部または溝を設けることである。このＶ字形部または溝は、対応するブシュの受け手段として作用する。この受け手段は、軸方向にＶ字形または溝付き断面を有する。対応する各ブシュは、対応するＶ字形の軸方向断面を有する。特許文献２、特許文献３および特許文献４にそれぞれ、この解決策に関する例が示されている。

これらの解決策のひとつの欠点は、Ｖ字形部または溝を有するスタビライザーバー用に１組のブシュを、標準のスタビライザーバー用にまた別の１組のブシュを用いることが必要になることである。スタビライザーバーの一方の側のみにＶ字形部または溝が設けられる場合は、同じスタビライザーバーの異なる側に異なるブシュを使用しなければならない。ブシュの相違は、費用の増大と部品点数の増加とに繋がる。特に、様々に異なる種類の自動車を製造する会社にとっては、部品点数を抑えることが重要である。

これらの解決策、特に特許文献２にしたがった機構に関するまた他の問題は、受け手段が対をなすことによって、機構の組立時、許容差に関して高い精度が要求されることである。このような要求によって費用が増大する上、許容差が満たされない場合、前記機構は適切に機能せず整備作業が困難になる。さらに他の問題は、前記Ｖ字形部は特殊な設計を有するため、製造時にも交換時にも特別の配慮が必要なことである。

Ｖ字形溝に関する他の欠点は、Ｖ字形部は捩力が集中的に遷移する部分となるため、この部分の破断応力が低下することである。

自動車産業において、多くの自動車の製造には、同じ型式においても異なる型式においても共通の構成要素（標準部品）が使用される。したがって、多数の構成要素からなる構造を変更する場合は、これらの変更を可能な限り少数の部品に抑えることが重要である。その結果、製造における変更が最小限に抑えられ、以って製造費を最小限にとどめることができる。また、標準部品の使用によって、自動車整備時の部品交換と、修理工場の予備部品の在庫が容易となる。部品を標準化すると一連の大量生産が可能となり、予備部品自体の製造費も抑えることができる。
このように、主に標準部品の使用によって、大きな軸方向移動が防止され、小さな軸方向移動が可能である改良されたスタビライザーバー組立体が必要とされている。

特開２００３−２３７３３８号公報（ＪＰ２００３２３７３３８）欧州特許第０４９６９４９号明細書（ＥＰ０４９６９４９）欧州特許第０８０５０５５号明細書（ＥＰ０８０５０５５）特開２００５−２１２７８０号公報（ＪＰ２００５２１２７８０）

本発明は、上述した特定の要求を満たし、上述の問題を解決することを意図している。

本発明は、自動車の懸架機構におけるスタビライザーバー組立体に関する。この懸架機構は、車輪対を均衡させるように構成される。スタビライザーバー組立体は、本質的に自動車の横方向に延在するトーションバーと、このトーションバーの両端部において該トーションバーに対して角度をなして延在する２個の水平アームとを有するスタビライザーバーを含む。前記水平アームは、直線状または湾曲状など、任意の適切な形態をなして延在して良い。「自動車の横方向」という用語は、自動車に取り付けられているスタビライザーバーの配向を明確にするために用いられる。ただし、スタビライザーバーが自動車に取り付けられていない場合は、この「自動車の横方向」という用語は、トーションバーが任意の方向に延在する部分を有し、水平アームはこの方向に対して角度をなして延在することを意味するものと理解されたい。

トーションバーは、第１の直径Ｄ１を有する本質的に円形の断面を有する。スタビライザーバー組立体は、弾性ブシュを有する２個の各ハウジングを含む。これらのブシュは、トーションバーを収容するとともに、スタビライザーバーが前記ハウジングの周りにおいて揺動することを可能にする。トーションバーは、前記弾性ブシュを有する前記２個のハウジングを介して懸架機構に取り付けられるようになっている。前記ハウジングと前記ブシュとは、少なくとも前記ブシュに係合する部分において、本質的に円筒状であるトーションバーとともに用いられるように設計される。

トーションバーは、車輪対を可能な限り水平にすることを目的として、車輪対から不均等に分配される力を吸収するように設計される、横方向に延在する棒体である。たとえば、車輪対の第１の車輪が垂直方向に移動すると、対応する懸架機構に接続されている水平アームは、ブシュの周りにおいて揺動する。この動作により、トーションバーにおいて、他方の水平アームが捩力を受け、ブシュの周りにおいて揺動する。前記他方の水平アームは懸架機構に作用し、すなわち第２の車輪に作用して第１の車輪と同様の動作を行なわせる。このように、スタビライザーバー組立体と懸架機構とが協働して、車輪対を水平に保ちながら、車輪の個別の動的運動を可能にすることが意図される。

本発明のひとつの利点は、同一のブシュが、本質的に円筒状のトーションバーとともに使用でき、さらに本発明にしたがった受け手段とともに使用できるよう、適合されていることである。このため、１種類のブシュしか前記組立体に必要とされない。このブシュは、弾性であるとともに、本発明にしたがったトーションバーの受け手段の周りに嵌め込まれる。他方のブシュは、静止状態である円筒状のトーションバー部分に係合する。

前記受け手段は、円形の断面を有し、その頂点において、前記第１の直径Ｄ１を上回る第２の直径Ｄ２を有する１対の各膨出部を含む。前記受け手段は、前記膨出部間において、本質的に一定な第３の直径Ｄ３を有する中間部を含む。前記膨出部は、該膨出部の頂点から中間部まで断面を漸減させながら中間部の方へと傾斜する２個の周縁面を含む。前記ブシュは、前記膨出部間において前記受け手段の周りに嵌め込まれる。

この発想のひとつの利点は、円筒状のトーションバーとともに用いられるよう設計される前記ブシュを、上述の受け手段を有するトーションバーとともに用いることもできることである。同一のブシュを使用することにより、費用が削減されるとともに、上述の軸方向移動に関する問題を伴う、受け手段を有さないスタビライザーバー組立体を、受け手段を含む本発明のスタビライザーバー組立体に改変することが容易になる。このように、同一のブシュを全ての異なる型式の自動車に使用でき、自動車の種類に応じて、受け手段を有する、または有さないスタビライザーバーの取り付けが可能である。

この発想のまた他の利点は、単一の受け手段の使用によって、スタビライザーバーが２個の受け手段を有する場合に生じる許容差に関する要求が無くなることである。本発明のスタビライザーバー組立体では、単一の受け手段と協働する単一のブシュを有することによって、大きな軸方向移動が防止される。前記スタビライザーバーではさらに、ブシュと受け手段との間の協働によって、有利である小さな軸方向移動が可能である。

適切なブシュは、ゴム、プラスチックまたはその他のあらゆる適切な弾性材料等によって作製される。

適切なブシュは、円形の断面を有するトーションバーが取り付けられる内側断面を有する。前記ブシュは、該ブシュを押し開けてトーションバーの上に嵌着させることができる軸方向スリットを含む、一体型の部品として作製されて良い。前記ブシュはまた、トーションバー上に対向して嵌着され、その後ハウジング内に嵌め込まれる、二分割型の部品として作製されても良い。

前記ハウジングは、円筒状トーションバー用に設計されるブシュとともに用いられるようになっており、いかなる任意の形態の受け手段とともに使用されることは無い。各ブシュは、受け手段の周りに嵌め込まれる以前、本質的に円筒状のトーションバーとともに用いられるよう構成される、本質的に円形断面である内側外囲面を含む。したがって、前記ハウジングは、前記ブシュを介して円筒状トーションバーとともに用いられる、本質的に円形断面の内側外囲面を有する。

ただし、前記ハウジングの内側外囲面は、ブシュの外側外囲面内の対応する溝および隆起部と合致するように構成される溝および隆起部を含んで良い。ブシュは、ハウジング内において、使用時に前記ブシュがハウジングに対してトーションバーの軸方向に移動しないよう、互いに係合する前記対応する溝および隆起部によって固定される。ブシュは、ハウジング内において、その他の適切な係合手段を用いて固定されて良い。さらにまた、ハウジングは、組立作業が容易になるよう、ボルト接続により互いに固定される上側部品と下側部品とを有して良い。

本発明において、受け手段の形態は、大きな軸方向移動を阻止する一方で、小さな軸方向移動を可能とする際、円筒状トーションバー用にブシュを設計して用いることの利点を得るために重要である。

前記膨出部の頂点は、可撓性ブシュが周縁面とハウジングとの間に狭着されるよう、ブシュのいずれの側にも有利に配置される。トーションバーとハウジングとの間の距離は、中間部から膨出部の頂点に向かって漸減する。この距離の漸減によって、トーションバーがハウジングに対して軸方向に移動するときに、ブシュの一部分が圧縮される。この圧縮されるブシュの部分は、周縁面とハウジングとの間に配置されるブシュの側部である。周縁面は、線形または非線形に傾斜しうるが、弾性ブシュの前記側部は、いずれの場合も、トーションバーが軸方向に移動すると、非線形に変形する。このことは、たとえば小さな振動を生じるに有利な、トーションバーの小さな軸方向移動を可能にするため、有利である。過度に剛直な機構において、小さな軸方向移動、たとえば振動が可能でない場合は、ハウジング上およびブシュ上およびシャーシの取り付け点に、極端に大きな応力が生じてしまう。

前記形態の受け手段のひとつの利点は、中間部が円筒状トーションバーと同様にブシュに作用することである。ブシュは、中間部においてトーションバーを摺動可能に保持し、それによって、振動などによるトーションバーの横方向／軸方向移動が可能になる。さらに、ブシュの圧縮によって小さな軸方向移動が可能になる一方、ブシュがある一定のレベルまで圧縮されると、軸方向移動は阻止される。

このように、前記形態の受け手段とブシュとは、協働することによって、スタビライザーバーの大きな軸方向移動が阻止されるとともに、小さな軸方向移動は可能になるという利点をもたらす。

前記膨出部は、スタビライザーバーが鍛造される際、有利に形成される。前記膨出部を、何らかの従来式の取付け手段、たとえば溶接や焼嵌め等により円筒状トーションバーに取り付けられる構成部品として設けて良い。ただしこの場合、膨出部を取り付ける際にスタビライザーバーの機械的特性に影響を与えないよう注意しなければならない。

本発明のひとつの実施例において、前記中間部は、前記受け手段の本質的に円筒状の部分を形成する。

以下に、多数の図面と関連づけて本発明を説明する。

図１に、本発明にしたがったスタビライザーバー組立体１の略図を示す。このスタビライザーバー組立体１は、本質的に自動車の横方向に延在するトーションバー３と該トーションバー３の両端部に延在する２個の水平アーム４とを有するスタビライザーバー２を有する。トーションバー３は、第１および第２の軸受機構５、６により懸架機構（図示せず）に固定されることを意図される。前記第１の軸受機構５は、第１のブシュ８を含む第１のハウジング７を有し、第２の軸受機構６は、第２のブシュ１０を含む第２のハウジング９を有する。第１および第２の軸受機構５、６は、円筒状トーションバー３とともに用いられるよう設計される。トーションバー３は、第１および第２のブシュ８、１０内に収容される。第１および第２の軸受機構５、６は、スタビライザーバー２が第１および第２の軸受機構５、６の周りにおいて揺動することを可能にする。

トーションバー３は、第１の軸受機構５と協働する１個の受け手段１１を有する。第２の軸受機構６は、トーションバー３の円筒状部分１２と協働する。

図２に、図１にしたがったスタビライザーバー２の略図を示す。受け手段１１は、一方の水平アーム４からある距離をおいて配置される。この受け手段１１は、１対の膨出部１３と前記膨出部１３間の中間部１４とを有する。受け手段１１は、膨出部１３から中間部１４に向かって傾斜する２個の周縁面１５を含む。

図３に、図１にしたがったスタビライザーバー組立体１の略断面図を示す。第１の軸受機構５は、本質的に円筒状のトーションバー３を改変したトーションバー３の一部分を収容する。この改変したトーションバー３は、受け手段１１を取り入れることによって改変されている。これにより、第１の軸受組立体５の第１のブシュ８は、トーションバー３を軸方向に変位不能に保持する。

さらにまた図３から、第２の軸受機構６の第２のブシュ１０は、本質的に円筒状であるトーションバー３の一部分を収容することがわかる。これにより、第２の軸受機構６は、トーションバー３を軸方向に摺動可能に保持する。

図４に、図３の第１のブシュ８および第１のハウジング７と協働する受け手段１１を有する部分の拡大略図を示す。

トーションバー３は、第１の直径Ｄ１を有し、各膨出部１３は、その頂点１６において、第２の直径Ｄ２を有し、中間部１４は、第３の直径Ｄ３を有する。中間部１４の第３の直径Ｄ３は、実質的にトーションバー３の第１の直径Ｄ１に対応し、膨出部１３の頂点１６における最大の第２の直径Ｄ２は、第３の直径Ｄ３および第１の直径Ｄ１を上回る。

各周縁面１５は、膨出部１３の頂点１６から中間部１４まで漏斗状に漸減する断面を有する。中間部１４は、実質的に平らであって、周縁面１５間において円筒状の延在部分を有しうる。ただし、図４において中間部１４は、周縁面１５の接平面の傾きが負から正に変化する、各周縁部１５間の遷移部分として示されている。周縁面１５は、任意の形状を有し得ず、円筒状の棒体とともに用いられるよう設計される第１のブシュ８を収容する形状を有さなければならない。

図４から、弾性の第１のブシュ８は、周縁面１５と第１のハウジング６との間において圧縮されることがわかる。この弾性の第１のブシュ８は、過度に圧縮されてはならず、そのために周縁面１５の形が重要になる。中間部１４の第３の直径Ｄ３は、実質的にトーションバー３の第１の直径Ｄ１に対応するため、トーションバー３の円筒状部分を収容する第２の軸受機構６において第２のブシュが圧縮されるよりも、前記第１のブシュが中間部１４において圧縮されることはない。

図５に、受け手段１１の種々の実施例を示す。図５ａにおいて、受け手段１１は、頂点１６間の半径Ｒ１を有する。半径Ｒ１はやや大きく、中間部の短い部分が実質的に平らになる。図５ｂにおいて、受け手段１１は、半径Ｒ２を有する２つの傾斜部分としての周縁面１５と、受け手段１１の約半分または該受け手段の幅の最大約７５％にわたって延在する平らな中間部１４とを有する。図５ｃにおいては、受け手段１１は、２つの直線状傾斜部分１７としての周縁面１５と、前記受け手段の約半分または前記受け手段の幅の最大約７５％にわたって延在する平らな中間部１４とを有する。

膨出部の大きさとスタビライザーバーの直径、すなわちＤ１および／またはＤ３との関係は、ブシュの圧縮力の比が所定の範囲内となるように選択される。受け手段を有さないスタビライザーバー端部を保持するブシュは、取り付けにおいて、この所定の範囲内で圧縮される。受け手段を有する端部を保持するブシュもまた、前記所定の範囲内で圧縮されるべきである。第１および第２のブシュの圧縮力の差は、好ましくは１０〜３０％の範囲内とされる。

中間部へと向かう膨出部の傾斜、すなわち勾配は、ブシュに所望の軸方向特性に応じて選択される。

本発明は、上述の実施例に制限されるべきではなく、添付の特許請求の範囲内において、多数のさらなる変形態様および改変が可能である。

本発明にしたがったスタビライザーバー組立体の略図である。図１にしたがったスタビライザーバーの略図である。図１にしたがったスタビライザーバー組立体の略断面図である。図３の、ブシュおよびハウジングと協働する受け手段を有する部分の拡大略図である。前記受け手段の異なる実施例の略図である。

Claims

自動車の懸架機構用スタビライザーバー組立体（１）であって、本質的に自動車の横方向に延在するトーションバー（３）と前記トーションバー（３）の両端部において前記トーションバー（３）に対して角度をなして延在する２個の水平アーム（４）とを有するスタビライザーバー（２）を有し、弾性的な第１のブシュ（８）を含む第１のハウジング（７）と前記トーションバー（３）を収容する弾性的な第２のブシュ（１０）を含む第２のハウジング（９）とを含んで、前記スタビライザーバー（２）が前記第１および第２のハウジング（７、９）の周りにおいて揺動することを可能にし、前記トーションバー（３）は、第１の直径（Ｄ１）を有する本質的に円形の断面を有し、前記第１および第２のハウジング（７、９）と前記第１および第２のブシュ（８、１０）とは、前記円筒状のトーションバー（３）とともに用いられるよう設計されるスタビライザーバー組立体（１）において、前記トーションバー（３）は、前記第１のブシュ（８）用の１個の受け手段（１１）を含み、前記受け手段（１１）は、その頂点（１６）において前記第１の直径（Ｄ１）を上回る第２の直径（Ｄ２）を有する１対の各膨出部（１３）を含み、前記受け手段（１１）は、前記膨出部（１３）間において、本質的に一定な第３の直径（Ｄ３）を有する中間部（１４）を含み、前記受け手段（１１）は、前記膨出部（１３）の前記頂点から前記中間部まで断面を漸減させながら前記中間部の方へと傾斜する２個の周縁面（１５）を含み、前記第１のブシュ（８）は、前記膨出部（１３）間において前記受け手段（１１）の周りに嵌め込まれることを特徴とするスタビライザーバー組立体（１）。
前記中間部（１４）の前記第３の直径（Ｄ３）は、実質的に前記トーションバー（３）の前記第１の直径（Ｄ１）に等しく、前記膨出部（１３）の前記頂点（１６）における前記第２の直径（Ｄ２）は、前記第１の直径（Ｄ１）および前記第３の直径（Ｄ３）を上回ることを特徴とする請求項１に記載のスタビライザーバー組立体（１）。
前記受け手段（１１）は、前記頂点（１６）間の半径Ｒ１を有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のスタビライザーバー組立体（１）。
前記受け手段（１１）は、半径Ｒ２を有する２個の傾斜部分（１５）と平らな中間部（１４）とを有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のスタビライザーバー組立体（１）。
前記受け手段（１１）は、２個の直線状傾斜部分（１７）と平らな中間部（１４）とを有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のスタビライザーバー組立体（１）。
前記平らな中間部（１４）は、前記受け手段（１１）の約半分にわたって延在することを特徴とする請求項４または５のいずれか１項に記載のスタビライザーバー組立体（１）。
前記平らな中間部（１４）は、前記受け手段の幅の２５％〜７５％の範囲内で前記受け手段（１１）上に延在することを特徴とする請求項４または５のいずれか１項に記載のスタビライザーバー組立体（１）。
前記水平アーム（４）は、前記トーションバー（３）の両端部において、前記トーションバー（３）に対して本質的に垂直に延在することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のスタビライザーバー組立体（１）。
前記第１および第２の各々のブシュ（８、１０）は、前記受け手段（１１）の周りに嵌め込まれる前には、本質的に円筒状のトーションバーとともに用いられる、本質的に円形断面の内側外囲面を含むことを特徴とする前記請求項１ないし８のいずれか１項に記載のスタビライザーバー組立体（１）。
第１の直径（Ｄ１）を有するスタビライザーバー（２）であって、第１のブシュ（８）と協働するようになっている受け手段（１１）を含むスタビライザーバー（２）において、第２のブシュ（１０）と協働する、一定な直径（Ｄ１）を有する円筒状部分（１２）をさらに含み、前記受け手段（１１）は、その頂点において第２の直径（Ｄ２）を有する円筒状断面を有する１対の膨出部（１３）と、前記膨出部（１３）間の中間部（１４）と、前記頂点（１３）から前記中間部（１４）まで傾斜する２個の周縁面（１５）とを有し、前記第１および第２のブシュ（８、１０）は、実質的に同じであるスタビライザーバー（２）。