JP4636771B2 - セルフロックプラグイン型スタビライザ・バーリンク機構 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、広くは自動車のサスペンション（懸架装置）に関し、より詳しくは、スタビライザ・バーの中空端部を種々のサスペンション構成部品に連結するプラグイン端部を備えたスタビライザ・バーを有するサスペンションシステムに関する。
【０００２】
（背景技術）
自動車に独立懸架装置を設けて、路面衝撃および他の振動を吸収すると同時に、自動車に乗る人にスムーズで快適な乗り心地を与えることは一般的手法である。この形式のサスペンションでは、車両のロール剛性を高めかつ操縦安定性を改善するため、一般にアンチロールシステムが使用されている。慣用のアンチロールシステムは、コントロールアーム等の枢動可能なサスペンション構成部品に連結されるスタビライザ・バーを有している。スタビライザ・バーは、車両を横切って延びるように配向された細長い中央セグメントと、該中央セグメントの両端部から延び、全体としてＵ型の形状を形成しているアームセグメントとを有している。スタビライザ・バーの中央セグメントは、車両のボディまたはフレームに固定された１つ以上の取付けブラケットにより、中央セグメント自体の長手方向軸線の回りで回転できるように支持されている。最も一般的には、取付けブラケットは、スタビライザ・アームに誘起されるあらゆる曲げモーメントを最小化すべく、アームセグメントに近接して配置されている。
【０００３】
既知のように、スタビライザ・バーの各アームセグメントの遠位端と対応コントロールアームとを相互連結するのに端末リンクが使用されている。端末リンクは、サスペンションがその運動範囲を移動するときに該サスペンションにより引き起こされるスタビライザ・バーとコントロールアームとの相対角運動に適合すべく機能する。スタビライザ・バーは、その各端部に、端末リンクから延びている緊締具を受け入れるための端形状部（例えば、アイ形状部すなわち孔穿きパドル）が設けられた形状に製造されている。幾つかの端末リンクは「サイレントブロック」形式からなり、かつスリーブ付きゴムグロメットおよび端形状部を通って延びるボルト等のねじ緊締具を有している。ボルトを端形状部に固定するのにロックナットが使用されている。一般に「直動」端末リンクと呼ばれている他の端末リンクには、より迅速かつ確実な応答をサスペンション運動に与えるためのボールジョイントが設けられている。直動リンクでは、ボールスタッドのねじ山付きシャンクが端形状部に通され、ロックナットを用いて端形状部に同様に固定される。
【０００４】
乗り心地安定性およびサスペンション剛性を犠牲にすることなく、アンチロールシステムの複雑さ、コストおよび重量を低減させる努力において、現在の流行は管状スタビライザ・バーを使用することである。それはそれとして、特別な重点は、端形状部を形成する必要なくして、端末リンクを管状スタビライザ・バーの端部に取り付ける技術を開発することに向けられている。本件出願人の所有する「セルフロッキングプラグインスタビライザ・バーリンク（Self-Locking Plug-In Stabilizer Bar Links）」という名称に係る米国特許出願第０９／０８１，１１３号（該米国特許出願は、その全部を本願に援用する）には、幾つかの技術および装置が開示されている。これらの進歩があるにもかかわらず、当業界では、既に所定長さに切断されている管状スタビライザ・バーの中空端部に端末リンクを直接取り付けることができ、従ってスタビライザ・バーに曲げ以外のいかなる金属成形作業を行なう必要がない他の技術および装置が依然として要望されている。
【０００５】
（発明の開示）
従って、本発明の目的は、端末リンクとスタビライザ・バーの中空端部との間の「プラグイン」連結を備えた自動車のサスペンション用アンチロールシステムを提供することにある。
【０００６】
関連目的は、スタビライザ・バーの中空端部内に端末リンクのシャンクセグメントを固定するロック機構をアンチロールシステムに設けることにある。
更に他の目的は、ロック機構が、スタビライザ・バー無ねじ山中空端部内に、端末リンクのねじ山付きシャンクセグメントを固定する機能を呈するように構成することにある。この目的のため、ロック機構には、ねじ山付きシャンクセグメントをねじ山付きアダプタ内に緊締することに応答して、スタビライザ・バーの中空端部内にロック機構を固定する半径方向力を発生させるべく作動するねじ山付きアダプタが設けられている。
【０００７】
従って本発明は、一形態では、スタビライザ・バーの両端部を１対のサスペンション部材に相互連結する１対の端末リンクを有する自動車用サスペンション組立体を提供する。各端末リンクは、スタビライザ・バーの端部に連結される第一部材と、サスペンション部材に連結できる第二部材とを有している。より詳しくは、スタビライザ・バーの中空端部に形成されたソケット内に第一部材を固定して、スタビライザ・バーを端末リンクに固定するためのロック機構が設けられている。
【０００８】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の他の長所および特徴は、添付図面に関連して述べる以下の説明および特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう。
一般に、本発明は、車両用サスペンションのスタビライザ・バーと、該スタビライザ・バーの両端部を１対のサスペンション部材に連結する１対のプラグイン端末リンクとを有するアンチロールシステムに関する。本発明は、殆どの慣用アンチロールシステムと置換でき、かつプラグイン端末リンクを管状スタビライザ・バーの中空端部に直接取り付けることができるロック機構を有している。かくして、本発明は広範囲の車両用サスペンションに使用でき、本願に開示する特定用途に限定されるものではない。
【０００９】
ここで図面を参照すると、図１には、各ホイールのサスペンション構成部品が車両のフレームから懸架されている形式の前輪独立懸架（その全体を参照番号１０で示す）の一例が示されている。ここに開示する車両用フレームを参照すれば、当業者ならば、現在の多くの車両はフレームなどは使用せず、一体型フレーム構造として機能するボディ領域を有していること知っているであろう。この点に留意して、１対の長手方向サイドレール１４およびクロスビーム１６を有するフレーム１２の一部が示されている。
各ホイールにおいて、サスペンション１０はロワ・コントロールアーム１８およびアッパ・コントロールアーム２０を有し、これらは両方ともフレーム１２に枢着されている。ロワ・コントロールアーム１８の中間部とフレーム１２との間には、螺旋コイルスプリング２２およびストラットダンパ２４を備えたストラット組立体が保持されており、車両ボディの重量およびロワ・コントロールアーム１８を介して伝達されるあらゆる荷重を支持する。アッパ・コントロールアーム２０は、ステアリングナックル２６を介してロワ・コントロールアーム１８に連結されている。ハブ／ロータ組立体２８がステアリングナックル２６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られており、ハブ／ロータ組立体２８にはホイールおよびタイヤ（これも図示せず）を取り付けることができる。サスペンションシステム１０はまたアンチロールシステム２９を有し、該アンチロールシステム２９は、スタビライザ・バー３０と、該スタビライザ・バー３０の両端部をロワ・コントロールアーム１８に連結する１対の端末リンク３２とを備えている。スタビライザ・バー３０は、車両を横切って横方向に延びている細長い中央セグメント３４と、該中央セグメント３４の両端部で車両に沿って長手方向に延びている１対のアームセグメント３６とを有しているところが示されている。中央セグメント３４は、１対の取付けブラケット３８によりフレームレール１４に対して回転可能に取り付けられている。各アームセグメント３６の遠位端は、１つの端末リンク３２を介して一方のロワ・コントロールアーム１８に連結されている。
【００１０】
アンチロールシステム２９の好ましい実施形態に関連して説明すると、端末リンク３２に関連するねじ山付き緊締具を、各アームセグメント３６の終端部に設けられた無ねじ山ソケット内に直接連結するためのロック機構が設けられている。かくして、本発明は、スタビライザ・バー３０の中空端部内に受け入れられて保持される「プラグイン」形式の端末リンクを備えたアンチロールシステムに適用できる。中空端部は、中実スタビライザ・バーの両端部にボアをドリル穿孔することにより形成できるが、より好ましくは、管状スタビライザ・バーの両終端部により形成できる。
【００１１】
主として図２および図３を参照すると、一端がスタビライザ・バー３０に固定されかつ他端がロワ・コントロールアーム１８に固定された「直動」形式の端末リンク３２が示されている。図示の特定実施形態によれば、端末リンク３２の構成部品は対称的であるが、構造線「Ａ」で示す線の回りで反対方向に配向されている。実際に、端末リンク３２は、２つのボールジョイント組立体３８、３８′を含む１組の構成部品から組み立てられており、これらのボールジョイント組立体３８、３８′は、例えばバーまたはロッド４０のような適当な手段により強固に相互連結されている。ボールジョイント組立体３８に関連する構成部品と、ボールジョイント組立体３８′に関連する構成部品との同一性から、ボールジョイント組立体３８′の構成部品は、ボールジョイント組立体３８の構成部品と同じ参照番号にダッシュ「′」を付した参照番号で示されている。
【００１２】
ボールジョイント組立体３８は、ロッド４０に固定されるか該ロッド４０と一体に形成される中空円筒状ハウジング４２を有している。ディスク状端キャップ４４が、ハウジング４２の球状壁４６に隣接してハウジング４２内に保持されており、ハウジング４２と協働してソケットキャビティを形成している。ソケットキャビティ内には中空球状スリーブ４８が配置されており、該スリーブ４８は球状ソケット５０を形成している。ボールジョイント組立体３８はまたボールスタッド５２を有し、該ボールスタッド５２は、一体のナットセグメント５８により相互連結されたシャンクセグメント５４およびボールセグメント５６を有している。ボールセグメント５６は、ソケット５０内に配置されかつハウジング４２に固定されるスプリングリテーナ６０を介してソケット５０内に軸線方向に保持される。リテーナ６０は、ボールセグメント５６のネック６２が通ることができる中央孔を有している。ネック６２を包囲してボールセグメント５６を閉じ込めるシールブート６４が、スナップリング６６または他の慣用手段によりハウジング４２に固定される。
【００１３】
引き続き図２および図３を参照し、更に図４をも参照すると、スタビライザ・バー３０のアームセグメント３６の遠位端が、無ねじ山の軸線方向ボア６８により形成されたソケットを有するものが示されている。より詳細に後述するように、ボールスタッド５２のシャンクセグメント５４をスタビライザ・バー３０のボア６８内に固定するためのロック機構７０が設けられている。より詳しくは、ロック機構７０は、ボア６８内に配置されるねじ山付きアダプタ（以下、第一ロックスリーブ７２と呼ぶ）を有している。第一ロックスリーブ７２は、第一端壁７８と第二端壁８０との間に延びているボア７６に形成された雌ねじ７４を有している。雌ねじ７４は、ボールスタッド５２のシャンクセグメント５４に形成された雄ねじ８２を受け入れることができる。第一ロックスリーブ７２の第一端部７８は、該第一ロックスリーブ７２の長手方向軸線８４に対して傾斜しており、長手方向軸線８４と第一端部７８との間のこの傾斜角度は、約１５〜６０°、好ましくは約３０°である。第一ロックスリーブ７２の直径は、該第一ロックスリーブ７２とアームセグメント３６の遠位端との間に滑り嵌めが存在するように、ボア６８の直径より適度に小さくする。
【００１４】
ロック機構７０は、これもボア６８内に配置される中空ブシュ（以下、第二ロックスリーブ８６と呼ぶ）を有している。第二ロックスリーブ８６の直径は、該第二ロックスリーブ８６とアームセグメント３６の遠位端との間に滑り嵌めが存在するように、ボア６８の直径より適度に小さい。第二ロックスリーブ８６は、この第一端部９０と第二端部９２との間に延びているボア８８を有している。ボア８８は、ボールスタッド５２のシャンクセグメント５４に形成された雌ねじ８２の外径に、スタビライザ・バー３０のボア６８と、第一ロックスリーブおよび第二ロックスリーブ８６のうちの最小直径をもつロックスリーブとの間の間隙の１／２を加えた大きさに等しいか、これより大きい直径を有する。第二ロックスリーブ８６の第二端部９２は、該第二ロックスリーブ７２の長手方向軸線９４に対して傾斜しており、長手方向軸線９４と第二端部９２との間のこの傾斜角度は、第一ロックスリーブ７２の長手方向軸線８４と第一ロックスリーブ７２の第一端部との間の角度にほぼ等しい。
【００１５】
図示の特定実施形態では、ロック機構７０が、スペーサ部材９６をも有しているものが示されている。スペーサ部材９６は、ほぼ平坦な第一面９８および第二面１００を備えた円筒状の形状を有し、該円筒体を貫通するボア１０２が形成されている。ボア１０２は、ボールスタッド５２のシャンクセグメント５４に形成された雌ねじ８２を受け入れることができるサイズを有している。スペーサ部材９６の外径は、ボールスタッド５２により発生されたクランプ力をスタビライザ・バー３０のアームセグメントの端部１０４に伝達できるように、スタビライザ・バー３０のアームセグメント３６の外径にほぼ等しくするのが好ましい。別の構成として、スペーサ部材９６は、静止フランジまたは緩み防止ワッシャとしてボールスタッド５２に組み込むことができる。
【００１６】
ボールスタッド５２を第一ロックスリーブ７２内にねじ込むと軸線方向クランプ力が発生され、該クランプ力は、第一端部７８から第二ロックスリーブ８６の第二端部９２へと伝達される。第一ロックスリーブ７２の第一端部７８と第二ロックスリーブ８６の第二端部９２との係合面は、第一ロックスリーブ７２の長手方向軸線８４に対して傾斜しているので、軸線方向クランプ力の一部は半径方向に向けられて、第一ロックスリーブ７２と第二ロックスリーブ８６とを相対的に摺動させ、これにより、スタビライザ・バー３０のボア６８の内面１０６に対してロック機構７０を摩擦係合させるのに充分な強度のクサビ力が発生される。明らかであるが、ナットセグメント５８は、スタビライザ・バー３０に対してボールスタッド５２をねじ込むことを可能にし、これにより、アンチロールシステム２９の組立て中に正確な長さ調節を行なうことができる。
【００１７】
理解されようが、端末リンク３２はロワ・コントロールアーム１８にも連結される。この目的のため、図２に最も良く示すように、ボールジョイント組立体３８′は、ロワ・コントロールアーム１８から延びているブラケット１２０に連結される。より詳しくは、ボールスタッド５２′のシャンクセグメント５４′が、ブラケット１２０に形成されたボア１２２に挿入される。ロックナット１２４のような適当な緊締具がシャンクセグメント５４′のねじ山８２′に螺合され、かつ適当なトルクレベルに緊締される。任意であるが、ボア１２２には、シャンクセグメント５４′の雄ねじと協働する雌ねじを設けることもできる。
【００１８】
端末リンク３２をスタビライザ・バー３０に組み付けるとき、ボールスタッド５２のシャンクセグメント５４が、スペーサ部材９６および第二ロックスリーブ８６のそれぞれのボア１０２および８８を通して挿入される。次に、ボールスタッド５２のシャンクセグメント５４が第一ロックスリーブ７２の軸線方向ボア７６内にねじ込まれ、これにより、第一および第二ロックスリーブ７２、８６が互いに摺動される。第一ロックスリーブ７２と第二ロックスリーブ８６との摺動により、これらの外面１３０、１３２が、軸線方向ボア６８の表面１０６と摩擦係合する。この摩擦係合すなわち「クサビ作用」は、予測される全ての軸線方向引抜き荷重に充分に耐え、これによりボールスタッド５２とスタビライザ・バー３０との強固な連結を維持するものである。外面１３０および／または１３２の形状は、図示したものは円筒状であるが、軸線方向ボア６８の形状と補完する任意の形状にすることができる。かくして、ロック機構７０は、スタビライザ・バー３０のアームセグメント３６の端部に形成された補完ソケット内に嵌合できるあらゆる構成部品であって、端末リンク３２から延びているねじ山付き緊締具を受け入れることができるねじ山付き部分を備えた構成部品内に組み込むことができる。
【００１９】
以上、好ましい実施形態に関連して本発明を明細書で説明しかつ図示したが、当業者ならば、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更を行なうことができかつ構成部品を均等物で置換できるであろう。また、本発明の本質的範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対する多くの変更および特別な状況または材料の適用を行ない得るものである。従って、本発明は、本発明を実施するための、現在考えられる最良の形態として図示しかつ明細書に説明した特定実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のアンチロールシステムが組み込まれた前輪独立懸架装置の一例を示す斜視図である。
【図２】 図１に示したアンチロールシステムの一部を示す断面図である。
【図３】 図１に示したアンチロールシステムを示す拡大部分図である。
【図４】 図３に示したロック機構を示す分解斜視図である。

Claims (16)

1. 中空端部を備えたスタビライザ・バーを有し、中空端部は一軸線および内面を備え、
   ハウジングおよび該ハウジングから延びているシャンクを備えた端末リンクを有し、シャンクはねじ山付き部分を備え、
   スタビライザ・バーの中空端部内に取り付けられるロック機構を有し、該ロック機構は第一および第二ロック部材を備え、第一および第二ロック部材の各々が、スタビライザ・バーの中空端部の軸線に対して傾斜した協働平坦面を備え、前記第一および第二ロック部材の各々が、中空端部の直径にほぼ等しい外径を有し、
   シャンクのねじ山付き部分と第一および第二ロック部材の一方とを螺合させるとクランプ力が発生し、該クランプ力は、協働平坦面を介して伝達されると、第一および第二ロック部材を中空端部の軸線から外方に摺動させかつ中空端部の内面と係合させることを特徴とする車両用サスペンションのアンチロールシステム。
2. 前記各協働平坦面は、約１５〜６０°の範囲の角度で中空端部の軸線と交差することを特徴とする請求項１記載のアンチロールシステム。
3. 前記角度は約３０°であることを特徴とする請求項２記載のアンチロールシステム。
4. 前記第一ロック部材は、これを貫通して軸線方向に形成された雌ねじ付きボアを備えた管状部材であることを特徴とする請求項１記載のアンチロールシステム。
5. 前記第二ロック部材は、これを貫通して軸線方向に形成された余裕孔を備えた管状部材であることを特徴とする請求項４記載のアンチロールシステム。
6. 前記余裕孔のサイズは、シャンクのねじ山付き部分の外径に、中空端部と、第一および第二ロック部材のうちの最小の外径をもつ一方の部材との間の間隙の１／２を加えたサイズに等しいかこれより大きいことを特徴とする請求項５記載のアンチロールシステム。
7. 貫通して形成されたボアを備えた管状スタビライザ・バーと、
   ハウジングおよび該ハウジングから延びているシャンクを備えた端末リンクを有し、シャンクはねじ山付き部分を備え、
   スタビライザ・バーのボア内に取り付けられるロック機構を有し、該ロック機構は第一および第二ロック部材を備え、前記第一および第二ロック部材の各々が、ボアの直径にほぼ等しい外径を有し、第一ロック部材は余裕ボアおよび第一平坦面を有し、第二ロック部材は雌ねじ付きボアおよび第二平坦面を有し、シャンクのねじ山付き部分は余裕ボアを通して配置されかつ雌ねじ付きボアと螺合し、
   シャンクのねじ山付き部分により発生される軸線方向クランプ力を加えると、第一および第二平坦面が協働してボア内で第一および第二部材を変位させ、ロック機構と管状スタビライザ・バーとを摩擦係合させることを特徴とする車両用サスペンションのアンチロールシステム。
8. 前記第二平坦面は、約１５〜６０°の範囲の交差角で雌ねじ付きボアの一軸線と交差することを特徴とする請求項７記載のアンチロールシステム。
9. 前記交差角は約３０°であることを特徴とする請求項８記載のアンチロールシステム。
10. 前記余裕ボアのサイズは、シャンクのねじ山付き部分の外径に、管状スタビライザ・バーのボアと、第一および第二ロック部材のうちの最小の外径をもつ一方の部材との間の間隙の１／２を加えたサイズに等しいかこれより大きいことを特徴とする請求項７記載のアンチロールシステム。
11. ハウジングと、
    該ハウジングから延びている雌ねじ付きシャンクセグメントを備えた緊締具と、
    スタビライザ・バーの中空端部内に取り付けられるロック機構とを有し、該ロック機構は第一および第二ロック部材を備え、前記第一および第二ロック部材の各々が、中空端部の直径にほぼ等しい外径を有し、第一ロック部材はこの長手方向軸線に対して傾斜した第一平坦面を備え、第二ロック部材はこの長手方向軸線に対して傾斜した第二平坦面を備え、第一および第二平坦面は、緊締具により発生された軸線方向クランプ力に応答して互いに離れる方向に横方向に摺動できることを特徴とするスタビライザ・バーの中空端部内にプラグイン連結できる端末リンク。
12. 前記第二ロック部材の長手方向軸線は、約１５〜６０°の範囲の交差角で第二平坦面と交差することを特徴とする請求項１１記載の端末リンク。
13. 前記交差角は約３０°であることを特徴とする請求項１２記載の端末リンク。
14. 前記第一ロック部材は、これを貫通して軸線方向に形成された雌ねじ付きボアを備えた管状部材であることを特徴とする請求項１１記載の端末リンク。
15. 前記第二ロック部材は、これを貫通して軸線方向に形成された余裕孔を有する管状部材であることを特徴とする請求項１４記載の端末リンク。
16. 前記余裕孔のサイズは、シャンクのねじ山付き部分の外径に、中空端部と、第一および第二ロック部材のうちの最小の外径をもつ一方の部材との間の間隙の１／２を加えたサイズに等しいかこれより大きいことを特徴とする請求項１５記載の端末リンク。

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