TWI540058B - Variable rigid anti - roll bar device - Google Patents

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TWI540058B
TWI540058B TW104133792A TW104133792A TWI540058B TW I540058 B TWI540058 B TW I540058B TW 104133792 A TW104133792 A TW 104133792A TW 104133792 A TW104133792 A TW 104133792A TW I540058 B TWI540058 B TW I540058B
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Chun-Bin Yang
Jia-Bin Lin
Wei-Lun Xu
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Metal Ind Res & Dev Ct
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Description

可變剛性防傾桿裝置
本創作係一種防傾桿裝置，尤指具可變剛性的特性之防傾桿裝置。
當汽車在進行過彎時，車身會因為離心力而向外側傾斜，容易使車身翻覆，故會在車身二側車輪的懸吊系統之間設置一防傾桿，並將該防傾桿二端分別設置於二側車輪的懸吊系統之下臂處，且該防傾桿上設有複數固定件，該些固定件係固設於車體上。
因此當汽車在過彎時，車身因為離心力向外側傾斜，導致過彎時內側車輪的懸吊系統會拉伸，外側車輪的懸吊系統會壓縮，當二側車輪的懸吊系統產生高度差時，會分別對該防傾桿的兩端施予一扭力，因此防傾桿會對內側車輪的懸吊系統產生一向上的力，並對外側車輪的懸吊系統產生一向下的力，以減少二側車輪的懸吊系統之間的高低差，進而抑制汽車因離心力所產生的側傾，進而減少翻覆的情形。
然而當汽車行走在顛簸路段時，二側車輪的懸吊系統會因路面不平而不斷產生拉伸及壓縮的情形，若汽車無安裝防傾桿時，車身會不斷的左右傾斜晃動，甚至有上下震動的情形，而若汽車有安裝防傾桿時，當二側車輪的懸吊系統只要產生高低差時，二側車輪的懸吊系統便會分別在該防傾桿的二端產生不同方向的作用力，該防傾桿會傳遞作用力至另一側，使車身不會傾斜，但仍會產生上下震動，使車內駕駛及乘客感到不適。
本創作之主要目的在於提供一可變剛性防傾桿裝置，希藉此改善汽車在有安裝防傾桿的情形下，於顛簸路段行駛時，會上下震動的問題。
為達成前揭目的，本創作之可變剛性防傾桿裝置包含： 一第一臂桿，其包含一彎曲的第一桿體及一第一組接單元，該第一桿體的一端設有一第一連接部，該第一組接單元位於該第一桿體的另一端，並包含一第一基座及複數第一組接件，該第一基座之中心處形成一凹孔，該些第一組接件係設置於該第一基座的外側面並分佈於該凹孔的外圍； 一第二臂桿，其包含一彎曲的第二桿體及一第二組接單元，該第二桿體的一端設有一第二連接部，該第二組接單元位於該第二桿體的另一端，該第二組接單元包含一第二基座、一心軸及複數第二組接件，該第二基座的外側面與所述第一基座的外側面向對，該心軸係設置於該第二基座的外側面中心處，且該心軸係對應並伸入所述凹孔，該些第二組接件係設置於該第二基座的外側面並分佈於該心軸之外圍，且該些第二組接件與該些第一組接件呈環狀交錯且間隔排列； 一可變剛性件，其係設置於該第一臂桿及該第二臂桿之間，該可變剛性件包含一本體及複數抵接部，該本體之中心處形成一穿孔，且所述心軸穿過該穿孔，該些抵接部係環狀間隔排列地設置於該本體並位於該穿孔的外圍，所述第一組接件及第二組接件分別抵接該些抵接部，該可變剛性件具有一可變的剛性係數，該可變剛性件的變形狀態於一受力臨界值下劃分為一第一變形狀態及一第二變形狀態，於該第一臂桿與該第二臂桿施加於該可變剛性件的作用力小於該受力臨界值時，該可變剛性件處於該第一變形狀態，該可變剛性件所受作用力之大小與其變形量之比值為一第一剛性係數，另外，於該第一臂桿與該第二臂桿施加於該可變剛性件的作用力大於該受力臨界值時，該可變剛性件處於該第二變形狀態，該可變剛性件所受作用力之大小與其變形量之比值為一第二剛性係數，且該第二剛性係數係大於該第一剛性係數；以及 至少一軸承，所述軸承係設置於該第二組接單元之心軸上，並位於該可變剛性件的外側。
當汽車行駛於顛簸路段時，二側車輪的懸吊系統會分別不斷的產生拉伸及壓縮的情況，使該些第一組接件及該些第二組接件壓縮該可變剛性件，然而在顛簸路段中，二側車輪的懸吊系統所產生高低差距不大，該可變剛性件係處於該第一變形狀態，因此該可變剛性件會產生變形並吸收所受到的作用力，使二側車輪的懸吊系統所施與的力不會互相傳遞，故車身在行經顛簸路段時，較不會有傾斜及上下震動的情形，進而使汽車駕駛及乘客在汽車行駛於顛簸路段時，不會感到不適。
該可變剛性件的變形量會隨著受到的作用力上升而減少，因此當汽車在過彎時，二側車輪的懸吊系統會分別產生較大的高低差，並分別使該第一臂桿及第二臂桿分別受到不同方向的扭力，進而使該些第一組接件及該些第二組接件壓縮該可變剛性件，使該可變剛性件處於該第二變形狀態，當二側車輪的懸吊系統的拉伸量及壓縮量差距越大，該可變剛性件的變形量就越小，進而達到傳遞該可變剛性防傾桿裝置兩端所受到的扭力，使車身不會嚴重傾斜。
請參閱圖1、圖2及圖4，為本創作可變剛性防傾桿裝置10之數種較佳實施例，其包含一第一臂桿20、一第二臂桿30、一可變剛性件40及至少一軸承50。
如圖2、圖4所示，該第一臂桿20包含一彎曲的第一桿體21及一第一組接單元22，該第一桿體21的一端設有一第一連接部23，該第一組接單元22位於該第一桿體21的另一端，並包含一第一基座24及複數第一組接件25，該第一基座24之中心處形成一凹孔26，該些第一組接件25係設置於該第一基座24的外側面並分佈於該凹孔26的外圍。
如圖2至圖5所示，該第二臂桿30包含一彎曲的第二桿體31及一第二組接單元32，該第二桿體31的一端設有一第二連接部33，該第二組接單元32位於該第二桿體31的另一端，該第二組接單元32包含一第二基座34、一心軸35及複數第二組接件36，該第二基座34的外側面與所述第一基座24的外側面向對，該心軸35係設置於該第二基座34的外側面中心處，且該心軸35係對應並伸入所述凹孔26，該些第二組接件36係設置於該第二基座34的外側面並分佈於該心軸35之外圍，且該些第二組接件36與該些第一組接件25呈環狀交錯且間隔排列。
如圖2至圖5所示，該可變剛性件40係設置於該第一臂桿20及該第二臂桿30之間，該可變剛性件40包含一本體41及複數抵接部42，該本體41之中心處形成一穿孔43，且所述心軸35穿過該穿孔43，該些抵接部42係環狀間隔排列地設置於該本體41並位於該穿孔43的外圍，所述第一組接件25及第二組接件36分別抵接該些抵接部42，該可變剛性件40具有一可變的剛性係數，詳言之，如圖8、圖9所示，該可變剛性件40的變形狀態於一受力臨界值F下劃分為一第一變形狀態A及一第二變形狀態B，於該第一臂桿20與該第二臂桿30施加於該可變剛性件40的作用力小於該受力臨界值F時，該可變剛性件40處於該第一變形狀態A，該可變剛性件40所受作用力之大小與其變形量之比值為一第一剛性係數，另外，於該第一臂桿20與該第二臂桿30施加於該可變剛性件40的作用力大於該受力臨界值F時，該可變剛性件40處於該第二變形狀態B，該可變剛性件40所受作用力之大小與其變形量之比值為一第二剛性係數，且該第二剛性係數係大於該第一剛性係數。
所述軸承50係設置於該第二組接單元32之心軸35上，並位於該可變剛性件40的外側。詳言之，所述軸承50係設置於該第一組接單元22之凹孔26與該第二組接單元32之心軸35之間。
如圖2、圖3所示，為本創作可變剛性防傾桿裝置10之第一種較佳實施例，其中該可變剛性件40的本體41係材質為優力膠的塊狀構件，該可變剛性件40的本體41形成複數孔隙44，該些孔隙44係環繞該穿孔43並分佈於所述抵接部42之間。
如圖4、圖5所示，為本創作可變剛性防傾桿裝置10之第二種較佳實施例，其中該可變剛性件40的本體41包含一固定架45及複數彈簧46，所述穿孔43係位於該固定架45的中心處，且該固定架45具有複數夾臂47，且該些夾臂47係環狀間隔排列地位於該穿孔43的外圍，每一彈簧46的中段組設於該夾臂47上，該些抵接部42係形成於任二相鄰之彈簧46之間。
此外，如圖2、圖4所示，該第一臂桿20包含一殼體27，該殼體27係環繞該第一基座24的外圍並包覆該些第一組接件25、該可變剛性件40、該些第二組接件36及該心軸35。
如圖6、圖7所示，本創作可變剛性防傾桿裝置10係設置於汽車二側車輪60之懸吊系統61之間，該可變剛性防傾桿裝置10之第一連接部23及第二連接部33係分別連接一萬向桿62，並分別組接於二側車輪60之懸吊系統61的下臂處，且該第一臂桿20及該第二臂桿30分別套設一固定件63，該些固定件63係固設於車體64，並將該可變剛性防傾桿裝置10固定於車體64。
如圖2、圖4、圖6及圖7所示，由於該第一臂桿20及第二臂桿30呈彎曲狀，因此當二側車輪60的懸吊系統61產生高低差時，該第一連接部23及第二連接部33會分別受到向上或向下的作用力，而產生不同方向的扭力，並帶動該第一臂桿20及第二臂桿30產生不同的轉動方向，進而使該第一組接件25及該第二組接件36壓縮該可變剛性件40。
如圖2及圖8所示，該可變剛性件40在受到作用力時，若該作用力小於一受力臨界值F時，該可變剛性件40所作用力之大小與變形量之比值呈線性變化，即該可變剛性件40的第一剛性係數為常數，而當作用力提升至受力臨界值F以上時，該可變剛性件40所作用力之大小與變形量之比值會呈非線性變化，即該可變剛性件40的第二剛性係數會隨作用力增加而增加；如圖4及圖9所示，在另一實施例中，該可變剛性件40在受到作用力時，若該作用力小於受力臨界值F時，該可變剛性件40所作用力之大小與變形量之比值呈線性變化（即第一剛性係數為常數），而當作用力提升至受力臨界值F以上時，該可變剛性件40所作用力之大小與變形量之比值同樣呈線性變化（即第二剛性係數亦為常數）。
當汽車行經於顛簸路段時，二側車輪60的懸吊系統61會因為路面不平而不斷產生微小的高低差，並會施予該第一臂桿20及該第二臂桿30微小的扭力，使該第一組接件25及該第二組接件36施予該可變剛性件40微小的作用力，由於該作用力小於受力臨界值F，因此該可變剛性件40會發生變形，並藉由該可變剛性件40的變形吸收所受到之作用力，使車身不會有傾斜及上下震動的情形。
當汽車在進行過彎時，二側車輪60的懸吊系統61會因為過彎時所產生的離心力，使二側車輪60的懸吊系統61之間產生較大的高低差，並會施予該第一臂桿20及該第二臂桿30較大的扭力，使該第一組接件25及第二組接件36施予該可變剛性件40較大的作用力，若該作用力大於受力臨界值F時，該可變剛性件40會提升其剛性，因此該可變剛性件40的變形量會大幅減少，進而將該可變剛性防傾桿結構一端的扭力傳遞至另一端，平衡並抵消該可變剛性防傾桿二端所受到的扭力，以達到抑制汽車過彎時因離心力而導致的側傾。
其中，如圖2、圖3所示，本創作可變剛性之防傾桿裝置之第一種較佳實施例中，該可變剛性件40之本體41可藉由該些孔隙44，調整該本體41的剛性，使該可變剛性件40能吸收更微小的作用力。
如圖2、圖4所示，該殼體27能阻隔灰塵及水氣進入該第一組接單元22及該第二組接單元32內，可保護該可變剛性件40不受灰塵及水氣侵蝕，可延長該可變剛性件40之使用時數。
綜上所述，由於該可變剛性件40受到的作用力小於受力臨界值F時，會發生變形，進而吸收所受到的作用力，因此當汽車行經顛簸路段時，能有效使車身不會有傾斜及上下震動的情形，進而使汽車駕駛及乘客在汽車行駛於顛簸路段時，不會感到不適，且若該可變剛性件40受到的作用力在受力臨界值F以上時，該可變剛性件40會提升其剛性而相對不易變形，故能達到傳遞扭力的作用，因此當汽車在進行過彎時，能有效抑制汽車因離心力而產生斜傾的情形。
10‧‧‧可變剛性防傾桿裝置
20‧‧‧第一臂桿
21‧‧‧第一桿體
22‧‧‧第一組接單元
23‧‧‧第一連接部
24‧‧‧第一基座
25‧‧‧第一組接件
26‧‧‧凹孔
27‧‧‧殼體
30‧‧‧第二臂桿
31‧‧‧第二桿體
32‧‧‧第二組接單元
33‧‧‧第二連接部
34‧‧‧第二基座
35‧‧‧心軸
36‧‧‧第二組接件
40‧‧‧可變剛性件
41‧‧‧本體
42‧‧‧抵接部
43‧‧‧穿孔
44‧‧‧孔隙
45‧‧‧固定架
46‧‧‧彈簧
47‧‧‧夾臂
50‧‧‧軸承
60‧‧‧車輪
61‧‧‧懸吊系統
62‧‧‧萬向桿
63‧‧‧固定件
64‧‧‧車體
A‧‧‧第一變形狀態
B‧‧‧第二變形狀態
F‧‧‧受力臨界值
圖1：為本創作可變剛性防傾桿裝置之第一種較佳實施例之立體外觀示意圖。 圖2：為本創作可變剛性防傾桿裝置之第一種較佳實施例之立體分解示意圖。 圖3：為本創作可變剛性防傾桿裝置之第一種較佳實施例之剖面示意圖。 圖4：為本創作可變剛性防傾桿裝置之第二種較佳實施例之立體分解示意圖。 圖5：為本創作可變剛性防傾桿裝置之第二種較佳實施例之剖面示意圖。 圖6：為本創作可變剛性防傾桿裝置之第一種較佳實施例之使用狀態的立體組設示意圖。 圖7：為本創作可變剛性防傾桿裝置之第一種較佳實施例之使用狀態的仰視平面示意圖。 圖8：為本創作可變剛性防傾桿裝置之第一種較佳實施例之可變剛性件之作用力與變形量關係曲線示意圖。 圖9：為本創作可變剛性防傾桿裝置之第二種較佳實施例之可變剛性件之作用力與變形量關係曲線示意圖。
10‧‧‧可變剛性防傾桿裝置
20‧‧‧第一臂桿
21‧‧‧第一桿體
22‧‧‧第一組接單元
23‧‧‧第一連接部
24‧‧‧第一基座
25‧‧‧第一組接件
26‧‧‧凹孔
27‧‧‧殼體
30‧‧‧第二臂桿
31‧‧‧第二桿體
32‧‧‧第二組接單元
33‧‧‧第二連接部
34‧‧‧第二基座
35‧‧‧心軸
36‧‧‧第二組接件
40‧‧‧可變剛性件
41‧‧‧本體
42‧‧‧抵接部
43‧‧‧穿孔
44‧‧‧孔隙
50‧‧‧軸承

Claims (7)

  1. 一種可變剛性防傾桿裝置，其包含： 一第一臂桿，其包含一彎曲的第一桿體及一第一組接單元，該第一桿體的一端設有一第一連接部，該第一組接單元位於該第一桿體的另一端，並包含一第一基座及複數第一組接件，該第一基座之中心處形成一凹孔，該些第一組接件係設置於該第一基座的外側面並分佈於該凹孔的外圍； 一第二臂桿，其包含一彎曲的第二桿體及一第二組接單元，該第二桿體的一端設有一第二連接部，該第二組接單元位於該第二桿體的另一端，該第二組接單元包含一第二基座、一心軸及複數第二組接件，該第二基座的外側面與所述第一基座的外側面向對，該心軸係設置於該第二基座的外側面中心處，且該心軸係對應並伸入所述凹孔，該些第二組接件係設置於該第二基座的外側面並分佈於該心軸之外圍，且該些第二組接件與該些第一組接件呈環狀交錯且間隔排列； 一可變剛性件，其係設置於該第一臂桿及該第二臂桿之間，該可變剛性件包含一本體及複數抵接部，該本體之中心處形成一穿孔，且所述心軸穿過該穿孔，該些抵接部係環狀間隔排列地設置於該本體並位於該穿孔的外圍，所述第一組接件及第二組接件分別抵接該些抵接部，該可變剛性件具有一可變的剛性係數，該可變剛性件的變形狀態於一受力臨界值下劃分為一第一變形狀態及一第二變形狀態，於該第一臂桿與該第二臂桿施加於該可變剛性件的作用力小於該受力臨界值時，該可變剛性件處於該第一變形狀態，該可變剛性件之剛性係數為一第一剛性係數，另外，於該第一臂桿與該第二臂桿施加於該可變剛性件的作用力大於該受力臨界值時，該可變剛性件處於該第二變形狀態，該可變剛性件之剛性係數為一第二剛性係數，且該第二剛性係數係大於該第一剛性係數；以及 至少一軸承，所述軸承係設置於該第二組接單元之心軸上，並位於該可變剛性件的外側。
  2. 如請求項1所述之可變剛性防傾桿裝置，其中該可變剛性件的本體係材質為優力膠的塊狀構件。
  3. 如請求項2所述之可變剛性防傾桿裝置，其中該可變剛性件的本體形成複數孔隙，該些孔隙係環繞該穿孔並分佈於所述抵接部之間。
  4. 如請求項1所述之可變剛性防傾桿裝置，其中該可變剛性件的本體包含一固定架及複數彈簧，所述穿孔係位於該固定架的中心處，且該固定架具有複數夾臂，且該些夾臂係環狀間隔排列地位於該穿孔的外圍，該些彈簧的中段係分別組設於該些夾臂上，該些抵接部係形成於任二相鄰之彈簧之間。
  5. 如請求項2所述之可變剛性防傾桿裝置，其中該可變剛性件的該第一剛性係數為常數，該第二剛性係數會隨作用力增加而增加。
  6. 如請求項4所述之可變剛性防傾桿裝置，其中該可變剛性件的該第一剛性係數為常數，該第二剛性係數亦為常數。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之可變剛性防傾桿裝置，其中該第一臂桿包含一殼體，該殼體係環繞該第一基座的外圍並包覆該些第一組接件、該可變剛性件、該些第二組接件及該心軸。
TW104133792A 2015-10-15 2015-10-15 Variable rigid anti - roll bar device TWI540058B (zh)

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