JP4015235B2 - 自動車用スタビライザ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用スタビライザ装置に関し、特に、自動車のサスペンション要素に直接作用することにより自動車のアンダーステアまたはオーバーステア特性の制御補助をなすスタビライザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のアンダーステアまたはオーバーステアを制御するための装置が多数提案されてきた。こうしたサスペンションは、車体の旋回時のロールの制御を補助するために、しばしばアンチロールバーまたはスタビライザバーを含んでいる。こうしたアンチロールバーは、一般的に、旋回時に車体重量を内側の車輪から外側の車輪に移すことにより作用する。然しながら、アンチロールバーは比較的重い要素である。
【０００３】
本明細書において説明するスタビライザ装置は、また、自動車のオーバーステアおよびアンダーステアの制御を補助するように構成されている。一般的に、オーバーステアおよびアンダーステアは以下のような状況において使用される。アンダーステア状態では、操舵輪の回転に対して自動車は予期されたようには迅速に旋回しない。これは、一般的に、操舵輪により導かれる旋回半径に追従するために、自動車の前輪に十分なトラクションがかからないために生じる。然しながら、こうしたアンダーステアは、自動車の急速で予期しない運動ではなく旋回時に比較的緩慢に生じ、一般的に多くの運転者が比較的容易に修正できる。
【０００４】
これに対して、オーバーステアっは自動車が予期した以上に急激に旋回する際に生じる。こうしたオーバーステア状態では、通常、後輪のトラクション不足により生じ、自動車の後方部が所謂「スライドアウト」し、自動車の前方部が比較的急速に予期した以上に旋回する。こうしたオーバーステアは、一般的に多くの運転者にとって制御または修正することが比較的困難であり、操舵輪により設定された方向からの自動車の比較的急速で予期しない逸脱を生じる。関連する現象は、制動に際して自動車の前方部が前方に沈み込み、後方部が持ち上がるむダイブとリフトである。後方部がこのように持ち上がると、後輪のトラクションが低下して制動性能を損なう。
【０００５】
旋回時の自動車の車体のロール動作により、内側の車輪への荷重が減少して外側の車輪に移動する。タイヤのグリップ特性は、ある点を超えると荷重の増加によりグリップ性能が低下する傾向がある。従って、車体のロールがアンダーステアおよびオーバーステア状態に寄与している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
サスペンション装置は余分な重量を可及的に小さくする必要がある。然しながら、上述したように、典型的なアンチロールバーまたはスタビライザバーは比較的重く、約９ｋｇ（約２０ポンド）かそれ以上の重量を有している。更に、アンチロールバーは、１つの車輪にかかる衝撃に鋭敏である。つまり、サスペンションの１つの車輪に衝撃が加わると、アンチロールバーがその衝撃荷重を自動車の車体に伝達し乗り心地を悪くする。アンチロールバーまたはスタビライザバーを改良する余地がある。
【０００７】
米国特許第５３８２０３４号に開示されたスタビライザ装置は、自動車の車体に力を伝達することにより作用する。これに対して、本発明は以下に明らかとなるように、力を自動車のサスペンション要素に分配し自動車の種々の運動により生じた力を相殺する。
【０００８】
本発明は自動車のサスペンションと共に用いる新規なスタビライザ装置を提供することを目的としている。
更に、自動車に加えられる重量を最低限に抑えたスタビライザ装置を提供することを目的としている。
更に、製造、組み立てが比較的単純で安価なスタビライザ装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、左サスペンション要素と右サスペンション要素とを備えたサスペンションを具備する自動車用のスタビライザ装置において、
前記サスペンション要素の各々が、該サスペンション要素の上方に配置された自動車の車体の、自動車の車輪に対する概ね上下方向の動作に応答して所定の回転軸線を中心として回動し、
前記スタビライザ装置が、
前記サスペンション要素の各々の回転軸に関して上方部および下方部において連結される第１と第２の取付部を形成する手段と、前記取付部の各々に関して張力を作用させながら連結するための第１と第２の長尺の柔軟手段とを具備し、
第１の柔軟手段が前記左サスペンション要素の回転軸線の上方部に配設された取付部と、前記右サスペンション要素の回転軸線の下方部に配設された取付部とに連結され、かつ、両者間に延設されており、第２の柔軟手段が前記左サスペンション要素の回転軸線の下方部に配設された取付部と、前記右サスペンション要素の回転軸線の上方部に配設された取付部とに連結され、かつ、両者間に延設されており、
前記第１と第２の長尺の柔軟手段が、前記取付部の間において互いに交差し、前記取付部への連結部分の間において干渉することなく通過している自動車用スタビライザ装置を要旨とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
先ず図１を参照すると、自動車のサスペンション１０において、本発明によるスタビライザ装置１２と関連する部分が図示されている。図１に示すように、自動車のサスペンション１０は、左サスペンション要素１４と、左サスペンション要素１６とを有している。図示する実施形態では、左右のサスペンション要素は自動車の制御腕を具備しており、該制御腕の各々は回転軸線１８、２０を中心として回動自在となっている。サスペンション要素の各々または制御腕１４、１６は、少なくとも、自動車の車輪（図示せず）または車輪が接地している地面に対して概ね上方または下方への、サスペンションの上方に配設されている車体の動作に応答して、その回転軸線１８、２０を中心として回動する。図１には、自動車の制御腕１４、１６が図示されているが、本発明は、車体の上方または下方への動作に応答して所定の回転軸線を中心として回転する他のサスペンション要素とともに用いることができる。例えば、軽量トラックの板バネに取着されたシャックル腕や、他の形式の自動車に設けられている他の形式のサスペンションである。
【００１１】
本発明のスタビライザ装置１２は、制御腕１４、１６に連結された、第１の取付部２２、２４および第２の取付部２６、２８を有している。本発明によれば、取付部２２、２４、２６、２８は、各サスペンション要素または制御腕１４、１６の関連する回転軸線１８または２０の上下に配置されている。回転軸線１８、２０の上下にこのような配置は、概ね鉛直方向である。然しながら、関連する回転軸線１８、２０に関して鉛直方向にオフセットされていれば、前記取付部は水平面からずれていてもよい。従って、鉛直方向にオフセットれていれば、図１に示すように、取付部を回転軸線の真っ直ぐ上または下に配置する必要ない。
【００１２】
図示する実施形態では、取付部２２、２４、２６、２８は、リンク部材３０、３２により形成されている。リンク部材３０、３２は制御腕１４、１６にしっかりと連結され、鉛直方向に前記回転軸線１８、２０を横断して延設されている。リンク部材３０、３２の各々の両端は第１と第２の端部、例えば、リング３２に関して（図２参照）端部３４、３６となっており、関連する回転軸線、例えばリンク部材３２に関して（図２参照）回転軸線２０に対して反対方向外側に伸びている。
【００１３】
本発明によれば、第１と第２の長尺の柔軟手段つまり帯部材４０、４２が、図１に示すように、取付部２２、２４、２６、２８に張力を作用するように連結されている。これに関して、第１の柔軟部材４０は、左サスペンション要素１４の回転軸線１８の上側の取付部２２と、右サスペンション要素１６の回転軸線２０の下側の取付部２８との間に設けられている。第２の柔軟部材４２が右サスペンション要素つまり制御腕１６の回転軸線２０の上側の取付部２６と、左サスペンション要素つまり制御腕１４の回転軸線１８の下側の取付部２４との間に設けられている。こうして、第１と第２の長尺の柔軟手段つまり柔軟な部材４０、４２は、サスペンション要素の各々つまり制御腕１４、１６の間のある領域で互いに交差する。さらに、長尺の柔軟部材４０、４２は、前記取付部の各々への連結部位の間で互いに干渉することなく交差するように配設されている。
【００１４】
本発明の好ましい特徴によれば、長尺の柔軟部材４０、４２の各々は、また、図１において参照番号４４、４６にて略示する弾性緊張手段を備えている。図２に示す実施形態では、弾性緊張手段としての構造４６は、連結構造５０の一部として図示されている。連結構造５０は、また、長尺の柔軟部材としての帯部材４２を取付部２６に連結している。然しながら、弾性緊張手段は、一方の端部長尺の柔軟部材の各々の一方の端部または両端部に設けられ、若しくは、これらの長尺の柔軟部材としての帯部材４０、４２に沿ったある位置に配設されていてもよい。更に、この目的を達成するために十分な大きさの弾性を呈する、長尺の柔軟部材としての帯部材４０、４２の適当な材料または組成物を用いることもできる。例えば、長尺の柔軟部材としての帯部材４０、４２の一部またはその固有の特性にて弾性緊張手段を構成してもよい。
【００１５】
後者に関して、図示する実施形態において、好ましくは、長尺の柔軟手段または帯部材は、平坦なリボン状の鋼材料、例えば、帯金としてしばしば用いられるタイプの鋼を具備している。
【００１６】
図示する実施形態では、取付部２２、２４、２６、２８は、各々が関連する回転軸線１８、２０から等距離を以て配設されている。この実施形態では、本発明のスタビライザ装置は従来のスタビライザバーまたはアンチロールバーと同様に自動車のロールを制御するように作用する。然しながら、本発明のスタビライザ装置１２の構成により、従来のスタビライザバーと比較して非常に重量が低減されることが理解されよう。本発明のスタビライザ装置は、重量がソリッドスタビライザバーの７０％のオーダに軽くなる。
【００１７】
然しながら、取付部２２、２４、２６、２８は、本発明から逸脱することなく、関連する回転軸線に関してオフセットされていてもよい。サスペンション要素つまり制御腕１４、１６の両方に関して、一方の取付部が、その関連する回転軸線から他方の取付部よりも遠くに配設されている。取付部がオフセットされている場合には、本発明のスタビライザ装置は、設けられた本発明のスタビライザ装置の構成、つまり、各帯部材の長さ、制御腕の回転軸線に関する取付部のオフセット量、帯部材４０、４２の予荷重などの構成により、アンチリフトおよびアンチダイブ状態を制御するように作用する。
【００１８】
図３、４を参照すると、図２の連結構造５０に関連する弾性緊張手段４６の詳細な構造が図示されている。この連結構造５０はハウジング６０を具備している。ハウジング６０には、図２の実施形態の取付部２２、２６の１つと回動自在に係合するクレビス形の連結部６２を備えている。他方の取付部２４、２８の１つと係合させてもよいことは言うまでもない。関連する取付部に連結するために、連結部６２は適当なピン６５を受承するための貫通穴６４を有している。
【００１９】
ハウジング６０は、概ね直線方向に圧縮可能な細長い圧縮部材６８または比較的固いゴム状の弾性材料を受承する中空内部６６を有している。また、ハウジング６０内の空間６６には小型のスライダ部材７０が配設される。スライダ部材７０は概ね中心に配設された貫通穴７２を有している。該貫通穴７２は、組み立てたときにハウジング６０を横断方向に横切るように形成されている。スライダ部材７０は、ハウジング６０内において摺動自在に取り付けられており、サスペンション部材または制御腕１４、１６がその回転軸線を中心として回動したときに、関連する帯部材４２に作用する張力に応答して、該スライダ部材７０が圧縮部材６８の方向に移動することにより圧縮部材６８が付勢、圧縮される。
【００２０】
帯部材４０、４２の各々を関連するハウジング６０に連結するために、クレビス形の帯部材連結部７６が設けられている。帯部材連結部７６は、その一方の端部に設けられた耳部７７を有している。耳部７７は、締結具または溶接等により前記帯部材に連結される。帯部材連結部７６のクレビス部には、スライダ部材７０の貫通穴７２と合致する貫通穴７８が形成されており、ピン８０または他の適当な締結具が挿通される。図１、２に示す実施形態では、上述した構成の連結構造５０によりピン８２を用いて帯部材４２の一端が取付部２６に、そして、他の連結構造５２により帯部材４０が取付部２２に連結されている。
【００２１】
図５を参照すると、帯部材４０、４２の各々の反対側の端部は、クレビス９０、ピン９１、帯部材連結部材９２により取付部２４、２８に連結されている。帯部材連結部材９２は前記帯部材に溶接されている。然しながら、クレビス９０および帯部材連結部材９２は、単一部品としてピン９１を除いてもよい。
【００２２】
本発明のスタビライザ装置の構成要素は、自動車にほとんど重量を加えることがない。これらの要素は、帯部材と連結集成体を含んでいる。本発明によるこれらの要素の重量は約２．７ｋｇ（約６ポンド）と見積もることができる。従って、従来のスタビライザバーまたはアンチロールバーの重量が約９から１１ｋｇ（２０から２５ポンド）のオーダの重量を有していることと比較してほとんど重量増がない。
【００２３】
本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明の精神と範囲とを逸脱することなく、その修正、変形、改良可能であることは当業者の当然とすることである。発明の範囲は実施形態により限定されず、特許請求の範囲の記載により定義され、その均等物に及ぶ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスタビライザ装置との関連で示す自動車のサスペンション装置の略図である。
【図２】本発明のスタビライザ装置の部分詳細図である。
【図３】図２のスタビライザ装置の更に拡大した部分詳細斜視図である。
【図４】図３のスタビライザ装置の更に拡大した部分分解斜視図である。
【図５】図２のスタビライザ装置の一部を拡大して示す側面図である。
【符号の説明】
１０…サスペンション装置
１２…スタビライザ装置
１４…制御腕
１６…制御腕
２２…取付部
２４…取付部
２６…取付部
２８…取付部
３０…リンク
３２…リンク
４０…帯部材
４２…帯部材

Claims (14)

1. 左サスペンション要素と右サスペンション要素とを備えたサスペンションを具備する自動車用のスタビライザ装置であって、
   前記サスペンション要素の各々が、該サスペンション要素の上方に配置された自動車の車体の、自動車の車輪に対する概ね上下方向の動作に応答して所定の回転軸線を中心として回動するようになっており、
   前記スタビライザ装置が、
   前記左右のサスペンション要素の各々の回転軸に関して上方部および下方部において連結される第１と第２の取付部を形成する手段と、
   前記第１と第２の取付部の各々に関して張力を作用させながら連結するための第１と第２の長尺の柔軟手段とを具備し、
   第１の長尺の柔軟手段が、前記左サスペンション要素の回転軸線の上方部に配設される前記第１と第２の取付部の一方と、前記右サスペンション要素の回転軸線の下方部に配設される前記第１と第２の取付部の他方とに連結され、かつ、両者間に延設されており、第２の長尺の柔軟手段が、前記左サスペンション要素の回転軸線の下方部に配設された前記第１と第２の取付部の一方と、前記右サスペンション要素の回転軸線の上方部に配設された前記第１と第２の取付部の他方とに連結され、かつ、両者間に延設されており、
   前記第１と第２の長尺の柔軟手段が、前記第１と第２の取付部の間において互いに交差し、前記長尺の柔軟手段の各々が、それぞれ前記第１と第２の取付部への連結部分の間において干渉することなく通過するスタビライザ装置において、
   更に前記スタビライザ装置が、
   前記第１と第２の長尺の柔軟手段に張力を作用させる手段を具備し、
   前記第１と第２の長尺の柔軟手段に張力を作用させる手段が、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に配設された圧縮部材と、
   前記第１と第２の長尺の柔軟手段の張力を前記圧縮部材の圧縮力に変換する手段とを具備し、
   前記張力を圧縮力に変換する手段が、
   前記ハウジング内で摺動可能に移動ができ、前記圧縮可能な要素を係合するようになっている摺動可能な要素と、
   前記第１と第２の長尺の柔軟手段の各々に、前記摺動可能な要素を相互連結する手段とを具備する、
   スタビライザ装置。
2. 前記長尺の柔軟手段の各々が、平坦な鋼製長尺の帯部材を具備する、請求項１に記載スタビライザ装置。
3. 前記相互連結する手段が、
   前記第１と第２の長尺の柔軟手段の各々に固定される第１端部、及び前記ハウジングと前記ハウジング内に配置される前記圧縮可能な要素とを部分的に入れるその第２端部を有するクレビス要素と、
   前記クレビス要素の第２端部と摺動可能な要素とを接続する手段とを具備する、請求項１に記載のスタビライザ装置。
4. 第１開口手段が、前記摺動可能な要素内で画定され、
   第２開口手段が、前記クレビス要素の前記第２端部内で画定され、
   前記接続手段が、前記摺動可能な要素と前記クレビス要素の前記第１と第２の開口手段を介して延伸するピンを具備する、請求項３に記載のスタビライザ装置。
5. 前記ハウジングが、前記左右のサスペンション要素の各々に、前記ハウジングを接続するための第２クレビス要素を具備する、請求項３に記載のスタビライザ装置。
6. 前記ハウジングが、前記左右のサスペンション要素の各々に、前記ハウジングを接続するためのクレビス要素を具備する、請求項１に記載のスタビライザ装置。
7. 更に、前記長尺の柔軟手段の少なくとも一端において、前記取付部の一方に連結するための弾性張力手段を具備する、請求項１に記載のスタビライザ装置。
8. 前記左右のサスペンション要素の各々の回転軸線の上方部と下方部に設けられた取付部が、前記回転軸線から等距離に位置する、請求項１に記載のスタビライザ装置。
9. 左制御腕と右制御腕とを備えたサスペンションを具備する自動車用のスタビライザ装置であって、
   前記左右の制御腕の各々が、該制御腕の上方に配置された自動車の車体の、自動車の車輪に対する概ね上下方向の動作に応答して所定の回転軸線を中心として回動するようになっており、
   前記スタビライザ装置が、
   第１と第２のリンク部材の端部が前記回転軸線に関して反対方向外側に延びるように、回転軸線に関して横断方向に前記制御腕の一つに固着された第１と第２のリンク部材と、
   前記第１と第２のリンク部材に張力を作用させながら連結するための第１と第２の長尺の柔軟手段とを具備し、
   前記第１の長尺の柔軟手段が、前記左制御腕に連結されるリンク部材の前記第１の端部と、前記右制御腕に連結される前記リンク部材の第２の端部とに連結され、かつ、両者間に延設され、前記第２の長尺の柔軟手段が、前記右制御腕に連結されるリンク部材の前記第１の端部と、前記左制御腕に連結されたリンク部材の第２の端部とに連結され、かつ、両者間に延設されており、
   前記第１と第２の長尺の柔軟手段が、前記第１と第２のリンク部材の間において互いに交差し、前記第１と第２のリンク部材への連結部の間において干渉することなく通過するスタビライザ装置において、
   更に前記スタビライザ装置が、
   前記長尺の柔軟手段の各々の少なくとも一端において、前記リンク部材の一方に連結するための弾性張力手段を具備し、
   前記弾性張力手段が、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に配設された圧縮部材と、
   前記第１と第２の長尺の柔軟手段の張力を前記圧縮部材の圧縮力に変換する手段とを具備し、
   前記張力を圧縮力に変換する手段が、
   前記ハウジング内で摺動可能に移動ができ、前記圧縮部材を係合するようになっている摺動可能な要素と、
   前記第１と第２の長尺の柔軟手段の各々に、前記摺動可能な要素を相互連結する手段とを具備する、
   スタビライザ装置。
10. 前記第１と第２の長尺の柔軟手段の各々が、平坦な鋼製の長尺帯部材を具備する、請求項９に記載スタビライザ装置。
11. 前記第１と第２の長尺の柔軟手段が、前記左右の制御腕の前記回転軸線から等距離の位置において前記第１と第２のリンク部材に連結される、請求項１０に記載のスタビライザ装置。
12. 前記相互連結する手段が、
    前記第１と第２の長尺の柔軟手段の各々に固定される第１端部、及び前記ハウジングと前記ハウジング内に配置される前記圧縮部材とを部分的に入れる第２端部を有するクレビス要素と、
    前記クレビス要素の第２端部と摺動可能な要素とを接続する手段とを具備する、請求項９に記載のスタビライザ装置。
13. 第１開口手段が、前記摺動可能な要素内で画定され、
    第２開口手段が、前記クレビス要素の前記第２端部部分内で画定され、
    前記接続する手段が、前記摺動可能な要素と前記クレビス要素の前記第１と第２の開口手段を介して延伸するピンを具備する、請求項１２に記載のスタビライザ装置。
14. 前記ハウジングが、前記第１及び第２のリンク部材の各々に、前記ハウジングを接続するための第２のクレビス要素を具備する、請求項１２に記載のスタビライザ装置。

Images