JP2016516162A - トーション装置 - Google Patents

Abstract

第一支持端（２２）、第一支持端（２２）から離間した第一自由端（２４）、及び第一係合領域（２６）を含む第一弾性トーション部材（２０）を含む第一部分と、第二支持端（３２）、第二支持端（３２）から離間した第二自由端（３４）、及び第二係合領域（３６）を含む第二弾性トーション部材（３０）を含む第二部分とを含み、第二部分は第一角度位置及び第二角度位置の間で回転軸線（Ａ）の周りを第一部分に対して回転可能であり、第二部分が第一角度位置から第二角度位置へと第一部分に対して回転するように第一弾性トーション部材及び第二弾性トーション部材（２０、３０）の少なくとも一方に撓みを生じさせるため、第一トーション部材及び第二トーション部材は第一係合領域及び第二係合領域（２６、３６）を共に付勢するように構成されるトーション装置が開示される。

Description

本発明はトーション装置に関する。具体的には、しかしこれに限定されないが、本発明は車両のサスペンションに用いるトーション装置に関する。

トーションばねは一般に、特定の回転角度で特定のトーション力を提供するように構成される。一般的な設計は、力は限定されるが角度は大きくすることが可能なコイル状の板ばね、あるいは、角度は限定されるが力は大きい大断面コイルばねに基づく。

ここで、大きな力と相当な運動角度とが要求されるという問題が生じる。一般に従来の解決方法では、要求される変位を達成すると同時に、その応力限界内に留まるようにばねを構成するための材料を許容するように、ばねの形態は非常に重く大きなものとする必要がある。例えば要求される力を得るため、ばねの要素には特定の直径が必要とされ、所与の直径において要素は材料応力や歪み限度を超えることなく要求される運動角度を実現するために十分な巻数となるまでコイル状に巻かれる。この解決方法は、結果として重く大きな形態のものとなる。

（これに限定されないが）一般に線形ばね構成である車両のサスペンションシステムについて考えると、サスペンションの重量がホイールばね下重量に追加されることによって、サスペンションの動的挙動の有効性及び応答性に直接的に悪影響を及ぼすことがしばしばあるという事実から、ばねの重量及び体積は重要であるとされている。

この問題を軽減するためにトーションバーシステムが用いられるが、この解決方法では任意の選択された材料について要求される応力及び歪みに制約を設けるため、材料の長さを長くする必要が生じる（ばね下重量の一部としてではないが、重量が追加されやすい）という負の特性をもたらす。

上述の全ての例においてサスペンションシステムのコストは比較的高くなり、車両に対してコスト、複雑さ、及び重量が付加される。
適切なばね材料についての主要な問題の一つは、例えば様々な種類の鋼のような大きな力が要求される場合の変位によって、あるいは、例えばプラスチックや複合材料のような大きな変位が要求される場合の限定された力によって、それらが拘束されることである。また、現在の車両のサスペンションシステムでは、振動運動を減衰させるために追加の装置が必要とされる。これらの「ダンパ」（又は、ショックアブソーバ）は一般に、走行車軸と車両のシャーシとの間に直接取り付けられる。これらはさらに貴重な空間を奪い、サスペンションシステムに対してコスト及び複雑さをさらに付加する。

本出願人は従来技術に伴う問題を克服し、あるいは少なくとも軽減するための改良されたトーション装置が必要であることを見い出した。

本発明の第一の態様によれば、第一支持端、第一支持端から離間した第一自由端、及び第一係合領域（例えば、第一接触領域）を含む第一弾性トーション部材を含む第一部分と、第二支持端、第二支持端から離間した第二自由端、及び第二係合領域（例えば、第二接触領域）を含む第二弾性トーション部材を含む第二部分とを含み、第二部分は第一角度位置及び第二角度位置の間で回転軸線の周りを第一部分に対して回転可能であり、第二部分が第一角度位置から第二角度位置へと第一部分に対して回転するように第一弾性トーション部材及び第二弾性トーション部材の少なくとも一方に撓みを生じさせるため、第一トーション部材及び第二トーション部材は第一係合領域及び第二係合領域を共に付勢するように構成されるトーション装置が提供される。

この場合において、トーション装置は一対の個別の（例えば、分離可能な）弾性トーション部材の一方又は両方の撓みが角度運動に対する捩れ抵抗を生成するように作用するように提供される。本発明のトーション装置は大きな力を発揮し、大きな角度運動を実現することができる低コストで軽量且つコンパクトなトーション装置として提供される。要求される力及び角度運動に応じて弾性トーション部材は様々な材料（例えば、金属やプラスチック材料を含む）から形成してもよく、（例えば、トーション装置の周りに周方向に離間した複数の位置において捩れ抵抗を提供するため、回転軸線の周りに周方向に離間した一対の弾性トーション部材の各々とともに）定義されるように一対以上の弾性トーション部材をさらに追加することによって補足することができる。材料及び構成に応じて、第一弾性トーション部材及び第二弾性トーション部材の少なくとも一方は比較的堅い材料（例えば、鋼）のために１〜５ｍｍ、あるいは、より柔軟な材料のためにより大きく変位してもよい。

ある実施形態（以下、「第一形態」とする）において、第一トーション部材及び第二トーション部材は、第二部分が第一角度位置から第二角度位置へと第一部分に対して回転するにつれて第一支持端及び第二支持端の間の角度間隔が増加するように第一係合領域及び第二係合領域を共に付勢するように構成される。

別の実施形態（以下、「第二形態」とする）において、第一トーション部材及び第二トーション部材は、第二部分が第一角度位置から第二角度位置へと第一部分に対して回転するにつれて第一支持端及び第二支持端の間の角度間隔が減少するように第一係合領域及び第二係合領域を共に付勢するように構成される。

ある実施形態において、第一部分及び第二部分は回転可能に連結される。例えば、第一部分は第一フレームを含むことができ、第二部分は第二フレームを含み、第二フレームは第一フレームに回転可能に連結される。

ある実施形態において、第一部分及び第二部分は回転軸線に沿って伸長する第一区分及び第二区分をそれぞれ含み、第一係合領域及び第二係合領域はそれぞれ第一区分及び第二区分の長さに沿って実質的に延びる。第一係合領域及び第二係合領域は連続的又は非連続的であってもよい。ある実施形態において、第一区分及び第二区分は第一突出フィン及び第二突出フィンを含む。

ある実施形態において、第二部分は第一部分の内部に少なくとも部分的に（例えば、第一部分が第二部分の少なくとも一部を受容するためのスリーブ部を定義するとともに）取り付けられる。

ある実施形態において、トーション装置は軸受アセンブリをさらに含む。
ある実施形態において、第一トーション部材及び第二トーション部材は第一角度位置にある時に、回転軸線に対して直交し、さらに回転軸線を通して延びる第一中心軸線に対して反対側に位置決めされる。

ある実施形態において、第一トーション部材及び第二トーション部材は実質的に同一（例えば、第一中心軸線に沿って対称）である。
第一形態の場合において、第一角度位置にある時に、第一トーション部材及び第二トーション部材は第一中心軸線に直交する第二中心軸線を通して延びてもよい。ある実施形態において、第一角度位置にある時に、第一係合領域及び第二係合領域は第一支持端及び第二支持端に対して第二中心軸線の反対側に位置決めされる。第一係合領域及び第二係合領域と第二中心軸線との間の距離が増加すると（すなわち、第一係合領域及び第二係合領域と第一支持端及び第二支持端のそれぞれとの間の距離が増加すると）、第一トーション部材及び第二トーション部材の間の干渉の度合が増加するであろう。

第二形態の場合において、第一角度位置にある時に、第一支持端、第二支持端、及び第一係合領域、第二係合領域は全て、第一中心軸線に直交する第二中心軸線の共通の側に位置決めされてもよい。第一係合領域及び第二係合領域と第二中心軸線との間の距離が増加すると（すなわち、第一係合領域及び第二係合領域と第一支持端及び第二支持端のそれぞれとの間の距離が短くなると）、第一トーション部材及び第二トーション部材の間の干渉の度合が増加するであろう。

ある実施形態において、第一係合領域及び第二係合領域の少なくとも一方は湾曲表面を含む。この場合において、第一係合領域及び第二係合領域は第二部分が第一部分に対して回転する時に互いに転がるように構成してもよい。第一係合領域及び第二係合領域の何れかが湾曲表面を含む場合において、湾曲表面は実質的に等しい曲率であってもよい。

第一係合領域及び第二係合領域の少なくとも一方の曲率は、第一トーション部材に対する第二トーション部材の角度位置への線形的に、あるいは非線形的に変化する捩れ抵抗を提供するように構成してもよい。例えば、第一係合領域及び第二係合領域の少なくとも一方の曲率は第一係合領域及び第二係合領域の少なくとも一方の長さに沿って（例えば、急峻な曲率の領域と緩い、あるいは実質的にゼロの曲率の領域との間で変化する曲率として）変化してもよい。

ある実施形態において、第一係合領域は第一自由端に位置する。
ある実施形態において、第二係合領域は第二自由端に位置する。
ある実施形態において、第一部分及び第二部分は、第二部分が第二角度位置から第一角度位置へと第一部分に対して回転するように第二トーション部材が第一角度位置に近付く時に、互いに当接するように構成された第三係合領域及び第四係合領域をそれぞれ含む。この場合において、第一角度位置に復帰するに際し、また従ってソフトランディングが実現される際に、段階的な力が提供される。

ある実施形態において、第三係合領域は第一トーション部材上に位置する。
ある実施形態において、第四係合領域は第二トーション部材上に位置する。
ある実施形態において、第三係合領域及び第四係合領域の少なくとも一方は湾曲表面を含む。

ある実施形態において、第一トーション部材及び第二トーション部材は、第二部分が第一角度位置から第二角度位置へと移動する時の変位角度の増加とともに捩れ抵抗の段階的な増加を実現するように構成される。

ある実施形態において、第一トーション部材及び第二トーション部材は密閉ハウジング内に設けられる。
ある実施形態において、密閉ハウジングは第一部分に対する第二部分の移動を減衰させるため、流体（例えば、液体）で満たされる。この場合において、減衰は追加の空間を必要とすることなく達成することができる。ある実施形態において、流体は油のような潤滑液である。

ある実施形態において、密閉ハウジングは、第二トーション部材が第一角度位置及び第二角度位置の間で移動する時に流体が第一トーション部材及び第二トーション部材の少なくとも一方の周りを流れることを許容するように構成された通路構造を定義する。

ある実施形態において、通路構造は、第二部分が第一部分に対して移動するにつれて（例えば、角度位置が異なると流体の流れる断面積が異なることによって）変化するような、第一トーション部材及び第二トーション部材の少なくとも一方の周りにおける流体の流れに対する抵抗を提供する。ある実施形態において、通路構造は第二部分が第一角度位置から第二角度位置へと移動するにつれて増加する流体の流れに対する抵抗を有する。別の実施形態において、通路構造は第二部分が第一角度位置から第二角度位置へと移動するにつれて減少する流体の流れに対する抵抗を有する。

ある実施形態において、流体はスマート流体（例えば、磁性流体又は電気粘性流体）である。トーション装置はスマート流体の粘度を変化させるために動作可能な変動磁場発生装置をさらに含んでもよい。

ある実施形態において、トーション装置は第一部分に対する第二部分の角度位置を監視するためのセンサをさらに含む。この場合において、角度位置の正確なフィードバックが（例えば、粘度を変化させ、それに伴ってトーション装置の減衰特性を変化させる用途のために）車両制御システムに提供されてもよい。例えば、スマート流体を含むトーション装置の場合において、角度位置のフィードバックはスマート流体に適用される磁場を変化させるために用いてもよい。

本発明の第二の態様によれば、本発明の第一の態様に係るトーション装置を含む車両のためのトレーリングアームのサスペンションアセンブリが提供され、ここでトーション装置はトレーリングアームの移動に対抗するように構成される。

本発明の第三の態様によれば、本発明の第一の態様に係るトーション装置を含む軸受装置を備えた車両用のホイールが提供され、ここで車両用のホイールはホイールの主要回転軸線からオフセットされた回転サスペンション軸線の周りに回転可能であり、トーション装置は回転サスペンション軸線の周りの回転に対抗するように構成される。

この場合において、ばね下重量に重量を追加することなく、また、サスペンション部品のための車両内の空間を必要とすることなく、サスペンションシステムがホイールの構造内に組み込まれた新規な車両用のホイールが提供される。

本発明の第二又は第三の態様のトーション装置は、本発明の第一の態様の実施形態の特徴の何れを含んでもよい。
本発明の実施形態は、添付の図面を参照しながら以下の通り例示的に説明されるであろう。

第一構成における本発明の第一の態様に係るトーション装置の概略断面図である。 第二構成における図１Ａのトーション装置の概略断面図である。 本発明の第二の態様に係るトーション装置の概略断面図である。 第一構成及び第二構成の両方における本発明の第三の態様に係るトーション装置の概略断面図である。 本発明の第三の態様に係るトーション装置の概略断面図である。 本発明の第四の態様に係るトーション装置の概略断面図である。 本発明の第五の態様に係るトーション装置の概略斜視図である。 図６のトーション装置の概略側断面図である。 図６のトーション装置の概略軸方向断面図である。 図６のトーション装置のエンドキャップの概略図である。

図１Ａ及び１Ｂは、第一弾性トーション部材２０と、第一トーション部材２０から分離し、且つ、第一角度位置（図１Ａに示す）及び第二角度位置（図１Ｂに示す）の間で回転軸線Ａの周りをそれに対して回転可能な第二弾性トーション部材３０とを含む本発明の（上記で定義した）第一形態に係るトーション装置１０を示す。

第一トーション部材２０は第一支持端２２と、第一支持端２２から離間した第一自由端２４と、第一自由端２４に位置する第一湾曲係合領域２６とを含む。
第二トーション部材３０は第二支持端３２と、第二支持端３２から離間した第二自由端３４と、第二自由端３４に位置する第二湾曲係合領域３６とを含む。第二トーション部材３０は第一トーション部材２０と実質的に同一の幾何学的形状及び剛性を有する。

第一トーション部材２０及び第二トーション部材３０は第一角度位置にある時に、回転軸線Ａを通して延び、且つ、回転軸線Ａに直交する第一中心軸線Ｂに対して反対側に並列且つ近接して位置決めされる。第一トーション部材２０及び第二トーション部材３０の各々は、回転軸線Ａを通して延び、且つ、回転軸線Ａ及び第一中心軸線Ｃの両方に対して直交する第二中心軸線Ｃを通してさらに延びる（すなわち、第一トーション部材２０及び第二トーション部材３０が第一角度位置にある時に、第一自由端２４及び第二自由端３４は第一支持端２２及び第二支持端３２に対して第二中心軸線Ｃの反対側に位置決めされる）。

使用時において、第二トーション部材３０は第一角度位置から開始し、第一支持端２２及び第二支持端３２の間の角度分離を増加させるように外力に応じて回転する。第一自由端２４及び第二自由端３４の各々が第二中心軸線Ｃを越えて（従って、回転軸線Ａを越えて）位置することによって、第一湾曲係合領域２６及び第二湾曲係合領域３６が互いに転がりながら第一トーション部材２０及び第二トーション部材３０の相互の撓みを生じさせるため、第二角度位置への第一トーション部材２０に対する第二トーション部材３０の回転によって第一湾曲係合領域２６及び第二湾曲係合領域３６は共に付勢される。第一湾曲係合領域２６及び第二湾曲係合領域３６の間の干渉が回転角度とともに増加し、従って第二部分が第一角度位置から第二角度位置へと移動する時の変位角度の増加とともに捩れ抵抗の段階的な増加を実現するように、第一トーション部材２０及び第二トーション部材３０が互いから離間して屈曲するように強制されるということがわかるであろう。角度当たりの各表面の距離が同一となり、従ってスライドと、その結果として生じる摩擦損失の傾向を最小限に抑えるため、要素の自由端の曲率は同一となるように構成してもよい。

湾曲変位に対する転がりを制御することによって、運動角度と、その結果として生じる回転角度当たりの力の増加を定義し、制御することができる。第一角度位置にある時に第一湾曲係合領域２６及び第二湾曲係合領域３６が第二中心軸線Ｃを越えて（又は、「オーバーハング」して）延びる範囲によって、第一トーション部材３０が第二角度位置へと回転する時にトーション部材が互いに離間するように強制される程度が決定される。また同様に、第一係合領域２６及び第二係合領域３６の曲率によって、第一トーション部材２０に対する第二トーション部材３０の回転角度の増加とともに干渉の程度が増加する割合が決定される。このように、「オーバーハング」の程度とトーション部材の自由端の曲率の外形とを制御することによって、角度に対する特定の力を設計し得ることがわかるであろう。

本発明のトーション部材は様々な形状をとることができるが、最も単純な直線状の要素を図１Ａ及び１Ｂに概略的に示す。しかしながら、利用可能な空間があれば、湾曲した形状や折り畳まれた形状を含む範囲の要素形状をとることもできる。

湾曲した形状の可能な一例を図２に示すが、ここでは二重に湾曲したＳ字形状を有する第一弾性トーション部材２０´と、第一トーション部材２０´から分離し、且つ、第一中心軸線Ｂに沿って第一トーション部材２０´の鏡像となる形状、及び、第一トーション部材２０´と実質的に同一の剛性を有する第二弾性トーション部材３０´とを含むトーション装置１０´を示す。第二トーション部材３０´は第一角度位置（図２に示す）及び第二角度位置（図示なし）の間で回転軸線Ａの周りをそれに対して再び回転可能である。

第一トーション部材２０´は第一支持端２２´と、第一支持端２２´から離間した第一自由端２４´と、第一自由端２４´に位置する第一湾曲係合領域２６´と、第一湾曲係合領域２６´及び第一支持端２２´の間に位置する第三湾曲係合領域２８とを含む。

第二トーション部材３０´は第二支持端３２´と、第二支持端３２´から離間した第二自由端３４´と、第二自由端３４´に位置する第二湾曲係合領域３６´と、第二湾曲係合領域３６´及び第二支持端３２´の間に位置する第四湾曲係合領域３８とを含む。

第一支持端２２´及び第二支持端３２´は、支持構造への確実な取り付けを可能にする長いベース部を生成するように伸長する。
第二トーション部材３０´が第一角度位置から第二角度位置へと回転し、従って第一湾曲係合領域２６´及び第二湾曲係合領域３６´が再び互いに転がるように構成されるとともに、第一湾曲係合領域２６´及び第二湾曲係合領域３６´が共に付勢され、且つ、第一トーション部材及び第二トーション部材を変形させるというように、トーション装置１０´の動作はトーション装置１０の動作と同様である。

しかしながら、第二トーション部材３０´が第一角度位置に到達する時に段階的な力を提供するため、図２に示すように第三湾曲係合領域２８及び第四湾曲係合領域３８が互いに当接するように構成されることによって、第二トーション部材３０´が第一角度位置に戻るという点において動作が異なる。この場合において、（例えば、車両が路面の急激な窪みの上に乗った時に車両のサスペンションに生じるであろうように）トーション装置１０´に作用する外力が急激に取り除かれた時に、第一トーション部材２０´及び第二トーション部材３０´の外形によって、第一湾曲係合領域２６´及び第二湾曲係合領域３６´に対して反対方向の短いが段階的な力の増加と、従って第一角度位置に戻る時の第二トーション部材３０´のための「ソフトランディング」とが実現される。

トーション装置１０´の二重に湾曲した形状はさらに動作中の要素の長さの効果的な増加を実現し、要求される所与の力のためのさらなる撓みを可能にする。より大きな撓みによってトーション装置の性能に対する摩擦の影響を低減することができるという点において、これは利点となり得る。摩擦の結果、接触点に高圧がかかることによって接触面に徐々にブリネリングが生じるであろう。これは材料、及び界面における表面の硬度を適切に選択することによって最小限に抑えることができるが、それでも表面の圧縮という問題が残るであろう。この圧縮はほとんど、又は全く力が作用しない角度運動の不感帯となるであろう。この角度は要素において設計された撓みのより少ない総計よりも大きくなるであろう。このように、撓みが大きくなると、発生した摩擦による影響が低減される。

図３は、第一弾性トーション部材１２０と、第一弾性トーション部材１２０から分離し、且つ、第一角度位置（破線で示す）及び第二角度位置（実線で示す）の間で回転軸線Ａの周りをそれに対して回転可能な第二弾性トーション部材１３０とを含む本発明の（上記で定義した）第二形態に係るトーション装置１１０を示す。

第一トーション部材１２０は第一支持端１２２と、第一支持端１２２から離間した第一自由端１２４と、第一自由端１２４に位置する第一湾曲係合領域１２６とを含む。
第二トーション部材１３０は第二支持端１３２と、第二支持端１３２から離間した第二自由端１３４と、第二自由端１３４に位置する第二湾曲係合領域１３６とを含む。第二トーション部材１３０は第一トーション部材１２０と実質的に同一の幾何学的形状及び剛性を有する。

第一角度位置において、第一トーション部材１２０及び第二トーション部材１３０は第一支持端１２２及び第二支持端１３２の間で１８０°に近い角度で位置決めされる。使用時において、第二トーション部材１３０は第一角度位置から開始し、第一支持端１２２及び第二支持端１３２の間の角度分離を減少させるように外力に応じて回転する。第一湾曲係合領域１２６及び第二湾曲係合領域１３６の各々が回転軸線Ａと第一支持端１２２及び第二支持端１３２のそれぞれとの間に位置するため、第一湾曲係合領域１２６及び第二湾曲係合領域１３６が互いに転がりながら第一トーション部材１２０及び第二トーション部材１３０の相互の撓みを生じさせるため、第二角度位置への第一トーション部材１２０に対する第二トーション部材１３０の回転によって第一湾曲係合領域１２６及び第二湾曲係合領域１３６は共に付勢される。図に示すように、第一支持端１２２及び第二支持端１３２が第二角度位置に到達し、従って第二トーション部材１３０のさらなる回転を抑制するまで、回転角度とともに第一湾曲係合領域１２６及び第二湾曲係合領域１３６の間の干渉が増加するように、第一トーション部材１２０及び第二トーション部材１３０は互いから離間して屈曲するように強制される。第一形態と同様に、トーション装置１１０は第二部分が第一角度位置から第二角度位置へと移動する時の変位角度の増加とともに捩れ抵抗の段階的な増加を実現するように構成してもよい。第一湾曲係合領域１２６及び第二湾曲係合領域１３６の曲率の選択によって、角度とともに適用されるトルクに対する抵抗の増加の割合を制御することができる。角度当たりの各表面の距離が同一となり、従ってスライドと、その結果として生じる摩擦損失の傾向を最小限に抑えるため、要素の自由端の曲率は同一となるように再び構成してもよい。

図４は、（共通の要素にはそれに応じた番号が付けられる）トーション装置１００に基づいた代替的なトーション装置１１０´を示しており、第二トーション部材１３０´が第一角度位置にある時に、（バックストップ１４０及び第二トーション部材１３０´がそれぞれ第三係合領域１４２及び第四係合領域１３８を定義するとともに）第二自由端１３４´に当接するように構成されたバックストップ１４０をさらに含む。バックストップ１４０は第二トーション部材１３０´の撓みとともに、第一角度位置へと戻る時のトーション装置のための「ソフトランディング」を実現する。

図５は、（共通の要素にはそれに応じた番号が付けられる）トーション装置１００に基づいた別のトーション装置１１０´´を示しており、外力に対する双方向のトーション抵抗を提供するため、第一トーション部材１２０´´に対する第二トーション部材１３０´´の双方向の回転が可能である。図に示すように、第一自由端１２４´´の一側面から第一自由端１２４´´の反対側面へと延びる第一係合領域１２６´´と、それに対応して第二自由端１３４´´の一側面から第二自由端１３４´´の反対側面へと延びる第二係合領域１３６´´とを提供することによって、双方向性を得ることができる。

図６〜９は、本発明の（上記で定義した）第二形態に基づいた車両のサスペンションアセンブリに用いられるトーション装置２００を示す。
トーション装置２００は第一部分２１０と、第一部分２１０内に部分的に取り付けられた第二部分２２０と、第一角度位置及び第二角度位置の間（簡単のため、第一角度位置及び第二角度位置の中間の角度位置を図面に示す）の回転軸線Ａの周りにおける第一部分２１０に対する第二部分２２０の回転を支持する軸受アセンブリ２３０とを含む。

第一部分２１０は第二部分２２０を受容するための円筒状チャンバ２１４を区画する伸長環状スリーブ２１２と、円筒状チャンバ２１４を密閉するためのエンドパテ２１６及びダンパプレート２１８と、トーション装置２００を車両の一部に固定するための外側カラー２１９とを含む。

第二部分２２０は第一部分２１０の一端において軸受アセンブリ２３０によって支持されたベース２２２と、第一部分２１０の反対側の端部においてベース２２２からダンパプレート２１８へと軸方向に突出する伸長サポート２２４とを含む。

伸長環状スリーブ２１２及び伸長サポート２２４は、堅いが弾性のある材料（例えば、鋼）から形成され、且つ、伸長サポート２２４の長さに沿って軸方向に延びる突出フィン２４０、２５０の形態で第一トーション部材及び第二トーション部材をそれぞれ定義する。

第一突出フィン２４０は第一支持端２４２と、第一支持端２４２から離間した第一自由端２４４と、第一自由端２４４に位置し、且つ、第一突出フィン２４０の長さに沿って延びる第一伸長湾曲係合領域２４６とを含む。

第二突出フィン２５０は第二支持端２５２と、第二支持端２５２から離間した第二自由端２５４と、第二自由端２５４に位置し、且つ、第二突出フィン２５０の長さに沿って延びる第二伸長湾曲係合領域２５６とを含む。第二突出フィン２５０は第一突出フィン２４０と実質的に同一の幾何学的形状及び剛性を有する。第一突出フィン２４０及び第二突出フィン２５０は共に、チャンバ２１４を第一サブチャンバ２１４Ａ及び第二サブチャンバ２１４Ｂに分割する。

第二部分２２０に適用される外力に対する捩れ抵抗を提供するためのトーション装置２００の動作は、図３及び４に関連して上述したトーション装置１１０及び１１０の動作に基づく。しかしながら、トーション装置２００のさらに新規な特徴の動作を以下に説明する。

伸長サポート２２４は、第二突出フィン２５０が第一角度位置にある時に（第一トーション部材２４０及びバックストップ２６０がそれぞれ第三係合領域２４８及び第四係合領域２６２を定義するとともに）第一自由端４４４に当接するように構成されたバックストップ２６０をさらに定義する。バックストップ２６０は第一突出フィン２４０の撓みとともに、第一角度位置へと戻る時の第二突出フィン２５０のための「ソフトランディング」を実現する。

第一部分２１０に対する第二部分２２０の回転移動は、より高い周波数の振動を軽減するために円筒状チャンバ２１４を流体２６５（例えば、油、又は他の潤滑液）で満たすことによって減衰される。第二部分２２０が第一角度位置から第二角度位置へと第一部分２１０に対して回転する時に、流体２６５はその流れがダンパプレート２１８内に形成された溝２１８Ａ〜Ｄに実質的に限定されるとともに、第一サブチャンバ２１４Ａから第二サブチャンバ２１４Ｂへと移動するように強制される（その逆で、回転方向が逆転している場合も同様）。溝２１８Ａ〜Ｄは角度が順に減少するような長さで形成され、これにより実質的に半径が短い溝の順に終了するように、第二部分２２０が第二角度位置へと第一部分２１０に対して回転するにつれて、第一サブチャンバ２１４Ａ及び第二サブチャンバ２１４Ｂの間の流体の流れに対する抵抗が増加する。伸長サポート２２４は穴２２８を介した大気とともに通路２２５を介してチャンバ２１４に流体連通したピストンチャンバ２２６をさらに区画し、ピストンチャンバ２２６はチャンバ２１４内の流体２６５の圧力及び体積に応じて流体２６５のための密閉容量を変化させるように構成された浮動ピストン２７０を収容する。流体２６５が熱くなり、使用中に膨張すると、ピストンチャンバ２２６は最小限の圧力上昇で拡張できるように作用する。第一部分２１０及び第二部分２００の急速な移動によって生じた過渡圧力サージの下、チャンバ２２６はさらにリリーフ機構を提供する。

伸長サポート２２４は第一部分２１０に対する第二部分２２０の角度位置を監視するためのセンサ２８０をさらに含む。センサ２８０は支持アーム２８２と、回転軸線Ａに沿って支持アーム２８２に取り付けられ、且つ、エンドプレート２１６に取り付けられた回路（図示なし）によって検出可能であるセンサ磁石２８４とを含む。ダンパプレート２１８内に形成された個別の凸部２１８Ｅによって、第一部分２１０に対する支持アーム２８２及びセンサ磁石２８４の回転が可能になる。この場合において、角度位置の正確なフィードバックが（例えば、粘度を変化させ、それに伴ってトーション装置の減衰特性を変化させる用途のために）車両制御システムに提供されてもよい。例えば、緩衝液としてスマート流体（例えば、磁性流体又は電気粘性流体）を含むトーション装置の場合において、角度位置のフィードバックはスマート流体に適用される磁場を変化させるために用いてもよい。

Claims (15)

1. 第一支持端と、
   前記第一支持端から離間した第一自由端と、
   第一係合領域と
   を含む第一弾性トーション部材を含む第一部分と、
   第二支持端と、
   前記第二支持端から離間した第二自由端と、
   第二係合領域と
   を含む第二弾性トーション部材を含む第二部分とを含み、
   前記第二部分は第一角度位置及び第二角度位置の間で回転軸線の周りを前記第一部分に対して回転可能であり、前記第二部分が前記第一角度位置から前記第二角度位置へと前記第一部分に対して回転するように前記第一弾性トーション部材及び前記第二弾性トーション部材の少なくとも一方に撓みを生じさせるため、前記第一トーション部材及び前記第二トーション部材は前記第一係合領域及び前記第二係合領域を共に付勢するように構成されるトーション装置。
2. 請求項１に記載のトーション装置において、前記第一トーション部材及び前記第二トーション部材は、前記第二部分が前記第一角度位置から前記第二角度位置へと前記第一部分に対して回転するにつれて前記第一支持端及び前記第二支持端の間の角度間隔が増加するように前記第一係合領域及び前記第二係合領域を共に付勢するように構成されるトーション装置。
3. 請求項１に記載のトーション装置において、前記第一トーション部材及び前記第二トーション部材は、前記第二部分が前記第一角度位置から前記第二角度位置へと前記第一部分に対して回転するにつれて前記第一支持端及び前記第二支持端の間の角度間隔が減少するように前記第一係合領域及び前記第二係合領域を共に付勢するように構成されるトーション装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のトーション装置において、前記第一係合領域及び前記第二係合領域の少なくとも一方は湾曲表面を含むトーション装置。
5. 請求項４に記載のトーション装置において、前記第一係合領域及び前記第二係合領域は前記第二部分が前記第一部分に対して回転する時に互いに転がるように構成されるトーション装置。
6. 請求項５に記載のトーション装置において、前記湾曲表面は実質的に等しい曲率であるトーション装置。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のトーション装置において、前記第一部分及び前記第二部分は、前記第二部分が前記第二角度位置から前記第一角度位置へと前記第一部分に対して回転するように前記第二トーション部材が前記第一角度位置に近付く時に、互いに当接するように構成された第三係合領域及び第四係合領域をそれぞれ含むトーション装置。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載のトーション装置において、前記第一トーション部材及び前記第二トーション部材は、前記第二部分が前記第一角度位置から前記第二角度位置へと移動する時の変位角度の増加とともに捩れ抵抗の段階的な増加を実現するように構成されるトーション装置。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載のトーション装置において、前記第一トーション部材及び前記第二トーション部材は流体で満たされた密閉ハウジング内に設けられるトーション装置。
10. 請求項９に記載のトーション装置において、前記密閉ハウジングは、前記第二トーション部材が前記第一角度位置及び前記第二角度位置の間で移動する時に前記流体が前記第一トーション部材及び前記第二トーション部材の少なくとも一方の周りを流れることを許容するように構成された通路構造を定義するトーション装置。
11. 請求項１０に記載のトーション装置において、前記通路構造は、前記第二部分が前記第一部分に対して移動するにつれて変化するような、前記第一トーション部材及び前記第二トーション部材の少なくとも一方の周りにおける前記流体の流れに対する抵抗を提供するトーション装置。
12. 請求項９〜１１の何れか一項に記載のトーション装置において、前記流体はスマート流体であるトーション装置。
13. 請求項１〜１２の何れか一項に記載のトーション装置において、前記第二部分の前記第一部分に対する角度位置を監視するためのセンサをさらに含むトーション装置。
14. 請求項１〜１３の何れか一項に記載のトーション装置を含む車両のためのトレーリングアームのサスペンションアセンブリであって、前記トーション装置は前記トレーリングアームの移動に対抗するように構成されるサスペンションアセンブリ。
15. 請求項１〜１３の何れか一項に記載のトーション装置を含む軸受装置を備えた車両用のホイールであって、車両用の前記ホイールは前記ホイールの主要回転軸線からオフセットされた回転サスペンション軸線の周りに回転可能であり、前記トーション装置は前記回転サスペンション軸線の周りの回転に対抗するように構成されるホイール。

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