(57)【要約】  自走車両の横揺れを制御するスタビライザバー（Ｄ）は、左右セクション（１６、１８）を有し、それぞれがねじり棒（２４）およびトルクアーム（２６）を備える。ねじり棒は横軸線（Ｘ）に沿って位置合わせされ、車両の構成要素（Ｂ）に取り付けられており、トルクアームは、車両の懸架装置（Ａ）の左右制御アーム（２）に連結されている。さらに、スタビライザバーは、２つのセクションのねじり棒同士の間の継手（２０）と、継手に連結されたバルブ（２２）とを有し、それらは全て、スタビライザバーのねじり剛性を制御するためのものである。ニュートラル位置から一方のねじり棒が他方に対して回転すると、継手内のピストン（４０）が、継手から磁気粘性流体を排出する。バルブの中には制限器（９８）と、制限器に、バルブ内の流体の粘性を制御するコイル（１０４）とがあり、これが、流体が空洞から排出される割合を決定し、それがピストンを動かすのに必要な力を、最終的にスタビライザバーのねじり剛性を決定する。
2007513835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に沿って位置合わせされた第１および第２ねじり棒と、
第１、第２、および第３結合部材を含む継手であって、前記第１結合部材が前記第１ねじり棒に堅固に連結され、前記第２結合部材が前記第２ねじり棒に堅固に連結され、前記第３結合部材が前記第１部材に対して回転可能ではないが、軸方向に移動可能であり、前記第１部材と協働して空洞を形成しており、前記空洞の容積が、前記第３部材の前記第２部材に対する軸方向位置によって変化し、前記第２または第３部材が、前記第２部材および前記第１部材に対する前記第３部材の軸方向位置を制御する複数の傾斜部を有しており、前記軸方向位置が、前記第１部材と前記第２部材との間の相対的な回転の度合いによって変化し、これによって、前記空洞の容積が、前記第１部材の前記第２部材に対する角度位置に応じて変化するところの継手と、
前記空洞内の流体と、
前記空洞に連結されて、前記第１結合部材と前記第２結合部材との間で相対的な回転が起こる際に、前記空洞から排出される流体の流量を制御するバルブと
を備える自走車両用スタビライザバー。
【請求項２】
前記流体は、少なくとも一部において磁気粘性を有しており、前記バルブ内に磁気粘性部分をもたらし、前記バルブは、その中の前記流体の粘性を制御する電気コイルを含む、請求項１に記載のスタビライザバー。
【請求項３】
前記バルブが制限手段を含み、前記コイルが前記制限手段において、前記流体の粘度を制御する、請求項２に記載のスタビライザバー。
【請求項４】
前記第２結合部材および第３結合部材に設けられた前記複数の傾斜部が、前記複数の傾斜部に当接する転動体によって分離されている、請求項１に記載のスタビライザバー。
【請求項５】
前記第２および第３結合部材が、前記第１結合部材内に位置している、請求項１に記載のスタビライザバー。
【請求項６】
軸線に沿って位置合わせされた第１および第２ねじり棒と、
前記第１ねじり棒に連結されて、前記第１ねじり棒と共に回転するハウジングと、
前記ハウジング内に位置し、前記第２ねじり棒に連結されて、前記第２ねじり棒と共に回転し、複数の傾斜部を有する回転子と、
前記ハウジング内に位置して、前記ハウジングに対して回転可能ではないが軸方向に移動するピストンであって、前記ハウジングと協働して空洞を形成し、前記空洞の容積が、前記ピストンの前記ハウジング内での軸方向位置によって変化し、前記ピストンが、複数の傾斜部を有しており、前記傾斜部は、前記回転子の前記複数の傾斜部に向けられており、そして、前記回転子と、前記ピストンおよびハウジングとの間の相対的な回転の結果として、前記回転子の前記複数の傾斜部と協働して、前記ハウジング内での前記ピストンの軸方向位置、および、前記空洞の大きさを決定するところのピストンと
前記ハウジングの前記空洞内の流体と、
前記空洞の容積が縮小する時、前記空洞から排出される流体の流量を制御するバルブと
を備える自走車両用スタビライザバー。
【請求項７】
前記回転子および前記ピストンの前記複数の傾斜部の間に設けられた転動体をさらに備える、請求項６に記載のスタビライザバー。
【請求項８】
前記ハウジングがスプラインソケットを有し、前記ピストンが、前記スプラインソケットの中に突出するスプライン短軸を有し、前記ピストンおよび前記ソケットのスプライン部が係合して、前記ピストンが、前記ハウジングに対して軸方向に移動可能であるが、回転は不可能である、請求項７に記載のスタビライザバー。
【請求項９】
前記流体は、少なくとも一部において粘性を有しており、前記バルブ内に流体の粘性部分がもたらされる、請求項６に記載のスタビライザバー。
【請求項１０】
前記バルブにおいて、前記流体が磁気粘性を有しており、前記バルブが、制限手段と、前記制限手段において磁束を生成し、それにより、制限手段において流体の粘性を制御するコイルとを含んでいる、請求項９に記載のスタビライザバー。
【請求項１１】
前記バルブが、チャンバを有するハウジングを含み、そして、前記制限手段をもたらす制限器を前記チャンバ内に有しており、前記コイルが前記制限器内に位置する、請求項１０に記載のスタビライザバー。
【請求項１２】
前記回転子およびピストンの前記複数の傾斜部が複数対をもって配置され、各対をなした傾斜部が、それらの傾斜部の間の窪みに向かって傾斜している、請求項９に記載のスタビライザバー。
【請求項１３】
自走車両の構成要素と、前記構成要素上において、前記車両の長さ方向に延びる軸線のまわりを旋回する左右の制御アームとの組み合わせにおいて、前記第１ねじり棒が、第１トルクアームを介して一方の制御アームと連結され、前記第２ねじり棒が、第２ねじりアームを介して他方の制御アームに連結される、請求項６に記載のスタビライザバー。
【請求項１４】
複数のねじり棒が、前記構成要素に取り付けられる複数の位置間に前記ハウジングおよび回転子が位置するように、複数のねじり棒が前記構成要素に取り付けられている、請求項１３に記載の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００３年１２月９日出願の米国実用新案出願第１０／７３１，６６２号から派生し、その優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、自走車両用の懸架装置、より詳しくは懸架装置用のスタビライザバーに関する。
【背景技術】
【０００３】
一般的な乗用車両は、ＳＵＶ（ｓｐｏｒｔｓ  ｕｔｉｌｉｔｙ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、バン、および軽トラックなどの類似車両と同様に、独立懸架による前輪を有する。特に高速で、そのような車両がカーブを走行する際の、それらの車体の過度の横揺れを防止するために、車両には、前輪用懸架装置の両側を連結するスタビライザバーが装備されている。そのような車両のそれぞれの側には、少なくとも１つの制御アームと、車輪用端部が取り付けられるステアリングナックルとがあり、前輪の一方がその車輪用端部に取り付けられる。スタビライザバーとは、車両の前部を横断して横方向に延びるねじり棒にすぎず、車両前部で、車両フレームまたは車両本体に取り付けられるが、自由に回転する。スタビライザバーはその両端に、複数の制御アームに取り付けられるトルクアームを有する。その結果、複数の制御アームは一体となって同じ方向に動くようになり、力をフレームに伝達する。その力が、横揺れを修正し、阻止する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スタビライザバーは、特に舗装面において高速で車両がカーブを走行する際、車両の制御および配向を改善するが、車両が直線路面を走行する時は、運転を損ねる。さらに、スタビライザバーは、低速での走行を、直線でもカーブでも、スタビライザバーがない場合よりも乗り心地の悪いものにする。結局、段差に遭遇するなどによって一方の車輪が上向きに偏向されると、他方の車輪も同様に持ち上がろうとするが、それはスタビライザバーが両車輪の制御アームを連結し、逆方向の力が車両フレームに掛かるからである。これによって、車両がオフロード、または隆起のある路面を走行する時、揺れ運動、即ち「横揺防止棒のよたつき（ｗａｄｄｌｅ）」と呼ばれることのある現象が発生する可能性がある。したがって、様々な走行条件に即する、様々なねじり剛性を備えたスタビライザバーが求められる。一方の極端な条件とは、比較的低速の走行時、オフロードや二級道路で遭遇するもの、また舗装道路の直線部分で遭遇するものである。これらの条件では、小さなねじり剛性が必要である。他方の極端な条件とは、舗装面において高速でカーブを走行する時に遭遇するものである。これらの条件では、大きなねじり剛性が必要である。大部分のスタビライザバーは、横揺れに抵抗し、カーブでコントロールを維持するように大きな剛性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
対応する参照文字は、図面のいくつかの図全てを通じてそれに対応する部分を示す。
【０００６】
次に図面を参照すると、自走車両は、フレームまたは一体型本体などの、車両の剛体構造構成要素Ｂに取り付けられた懸架装置Ａを有する（図１）。懸架装置Ａは、主車輪Ｃが構成要素Ｂに対して垂直方向に変位することができるように、左右の主車輪Ｃを構成要素Ｂに結合する。懸架装置ＡはスタビライザバーＤを含み、これが構成要素Ｂの両側に取り付けられ、事実上左右の車輪Ｃを連結する。この構成は、車両の本体、またそれと共に構造部材Ｂが横揺れする時、２つの車輪Ｃの間に延びているスタビライザバーＤが、横揺れ傾向に抵抗するというものであり、言うまでもなくバーＤが充分な大きさのねじり剛性を有することを想定している。しかし一方の車輪Ｃが垂直方向に変位されると、バーＤは他方側の車輪Ｃに力を伝え、バーＤが同じねじり剛性を有する場合、その力が他方側の車輪Ｃを変位と同じ方向に押しやることになる。実際には、バーＤのねじり剛性は、異なる道路条件および走行条件に適合するために変化させることができる。
【０００７】
懸架装置Ａをより詳しく考察すると、懸架装置Ａは、ダブルウィッシュボーン型またはマクファーソンストラット懸架装置（ＭｃＰｈｅｒｓｏｎ  ｓｔｒｕｔ  ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）とすることもできる。どちらも車両の両側に制御アーム２を含み、それらは、車両に対して全体が縦方向に延びる軸のまわりで旋回することができるように、構成要素Ｂに取り付けられる（図１）。制御アーム２はその旋回軸から横向きに延び、その外側端部には直立懸架装置４が取り付けられるが、それら２つは相互に対して旋回することができるように一緒に結合される。直立懸架装置４が車両を方向づける際、それはステアリングナックルの形態を取り、ボールソケット形軸継手などの自在旋回軸によって制御アーム２に結合される。いずれの場合も、直立懸架装置４は、主車輪Ｃの一方が取り付けられる車輪端部６を支持する。一般的な車輪端部６は、直立懸架装置４に取り付けられるハウジングと、主車輪Ｃが固定されるハブと、ハブおよび車輪Ｃが最低限の摩擦で直立懸架装置４上を回転することを可能にするためのハブおよびハウジングの間の軸受けとを有する。最後に懸架装置Ａは、車両の両側にばね８またはねじり棒を有し、それは制御アーム２と構成要素Ｂの間に延びて制御アーム２が延びる先の車輪Ｃ上の車両を支持する。スタビライザバーＤ（図１）は、左右セクション１６および１８と、セクション１６および１８の間に位置する継手２０と、継手２０に連結されたバルブ２２とを含む。セクション１６と１８とはそれぞれ、ねじり棒２４およびトルクアーム２６を含む。ねじり棒２４は、車両に横方向に延び、共通の横軸線Ｘに沿って位置する。それぞれがブッシング２８によって取り囲まれ、その上に締付ブラケット３０が装着される。複数のブラケット３０は構成要素Ｂにしっかりと取り付けられ、そのようにしてスタビライザバーＤを構成要素Ｂに固定する。そのようにしても、ねじり棒２４はそれぞれのブッシング２８内で回転することができる。トルクアーム２６は、ねじり棒２４の外側端部から、軸線Ｘに対して大きな角度をなして延び、車両に全体として縦方向に位置する。ねじり棒２４から遠隔のそれらの端部で、それらは垂直リンク３２によって制御アーム２に連結され、左セクション１６のトルクアーム２６は、１つのリンク３２によって左制御アーム２に連結され、右セクション１８のトルクアーム２６は、別のリンク３２によって右制御アーム２に連結される。
【０００８】
継手２０はバルブ２２と一緒に、スタビライザバーＤのねじり剛性を制御する。継手２０は左セクション１６と右セクション１８との間に位置するが、バルブ２２は、これらのセクション１６および１８から遠隔に、おそらくは構成要素Ｂに位置付けてよい。これら２つは、可撓性の流体用ライン３４によって連結される。
【０００９】
最初に継手２０を考察すると、継手２０は、ハウジング３６と、ハウジング３６に対して相対的に回転する回転子３８と、これもハウジング３６内に位置するピストン４０とを含むいくつかの結合部材を有し（図２）、ピストン４０は、ハウジング３６内でハウジング３６に対して軸方向に移動するが、回転しない。さらに継手２０は、全体として円筒状のローラ４２の形態の複数の転動体を有し、それらは回転子３８とピストン４０との間に位置する。ハウジング３６は、左セクション１６に、そのセクション用のリンク３１から遠隔の端部で堅固に取り付けられ、回転子３８は、右セクション１８に堅固に取り付けられる。したがって、継手２０は、スタビライザバーＤが構成要素Ｂに取り付けられた２つの締付ブラケット３０の間に備わる。継手２０は、２つのセクション１６と１８とが、一般に約２０°以下の弧分までであるが、相互に回転するのを可能にし、また２つのセクション１６と１８とをロックすることができる。
【００１０】
ハウジング３６は、左セクション１６のねじり棒２４にしっかりと取り付けられた端壁４６と、端壁４６から延び、回転子３８およびピストン４０の両方を取り囲む軸壁４８とを含む（図２）。端壁４６は、スプラインソケット５０を含み、これはその中心を軸線Ｘに沿って有し、軸壁４８によって取り囲まれる容積へと通じる。軸壁４８は円筒形状の滑らかな内部面５２を有し、その中心も軸線Ｘに沿っている。ハウジング３６は端部キャップ５４も含み、これは軸壁４８に、端壁４６の反対側の端部でしっかりと取り付けられる。
【００１１】
回転子３８は右セクション１８のねじり棒２４に堅固に接合され、ハウジング３６内に嵌り、そこで端部キャップ５４のすぐ後ろで限定された弧分を回転することができる。右セクション１８用のねじり棒２４は、端部キャップ５４によって担持される軸受６０内に嵌って、棒２４と回転子３８とがハウジング３６内で回転するのを可能にする。回転子３８が有する背面６２は、端部キャップ５４の内面に突き当たり、それによって回転子３８のハウジング３６内での軸方向位置を固定する。その反対側の端部で回転子３８が有する正面６４は、複数対に配置された傾斜部６６を備え、各対それぞれの傾斜部６６は、それらの傾斜部６６の間に位置する窪み６８内へと傾斜する（図３および４）。複数対の傾斜部６６とそれらの間の複数の窪み６８とは、軸線Ｘのまわりで円周上等間隔に配置される。
【００１２】
ピストン４０も同様にハウジング３６内に嵌り、ハウジング３６のスプラインソケット５０内に突出するスプライン短軸７０を備える（図２）。実際には、短軸７０のスプライン部がソケット５０のスプライン部と係合して、ピストン４０がハウジング３６内で回転できないように、かつその中で軸方向に移動できるようにする。ピストン４０は、その周囲に弾性Ｏリングなどの密封材７２を有し、それが、ピストン４０がハウジング３６内を軸方向に往復移動するにつれて、ハウジング３６の軸壁４８の円筒状内部面５２を拭う。ピストン４０は、回転子３８の正面６４に向けられた正面７４を有し、回転子の正面６４のように、複数対に配置された傾斜部７６を有し（図３および４）、各対それぞれの傾斜部７６が窪み７８内へと傾斜する。複数対の傾斜部７６、および窪み７８の数は、回転子３８の正面６４のそれらの対応物と等しい。さらに、円周上の間隔も同じである。ピストン４０の窪み７８が回転子３８の窪み６８と位置合わせされる時、２つのセクションそれぞれのねじりアーム２６は、継手２０に対して同じ角度に位置する。ピストン４０は背面７８も有し、これはハウジング３６の端壁４６に向かって、かつそこから離隔されて、そのようにしてハウジング３６に空洞８０を形成する。空洞８０は磁気粘性流体８２を含み、これがさらに可撓性ライン３４およびバルブ２２を充填する。ハウジング３６の端壁４６には、空洞８０に通じるポート８４が取り付けられ、流体用可撓性ライン３４がポート８４で継手２０と連結する。
【００１３】
継手２０の複数のローラ４２は、ロータ３８の複数の傾斜部６６と、ピストン４０の複数の傾斜部７６との間に位置し（図２および４）、１つのローラ４２が、ロータ３８の各対の傾斜部６６同士の間に、またピストン４０の対応する傾斜部７６同士の間に存在する。ピストン４０がハウジング３６の端壁４６から最も離れる時、空洞８０の容積は最大となり、複数のローラ４２は、窪み６８と７８との中で中心位置になる（図２から４）。しかし回転子３８が回転すると、複数のローラ４２はそれぞれ、回転子３８とピストン４０との傾斜部６６と７６とに沿って回転する。これがピストン４０を回転子３８から押し離し、空洞８０の大きさを縮小する。中心位置に戻る反対の回転方向の動きによって、空洞８０はその最高容積へと拡張して戻るようになる。当然ながら、中心位置から離れるいずれの方向の回転も、空洞８０の容積を縮小させ、その結果、流体８２が空洞８０から排出される。流体は外向きにライン３４内へと流れる。
【００１４】
バルブ２２は、継手２０から遠隔に位置するが、それが有するハウジング９０は、円筒壁９２と、円筒壁９２の両端部で端壁９４および９６とを含み、端壁９４および９６と円筒壁９２との間は流体密封されている（図２）。さらにバルブ２２は、そのハウジング９０内で両方の端壁９４と９６との間に位置する制限器９８を有し、制限器９８は、壁９４から延びる支持棒１００によって固定位置でそこに支持される。制限器９８が有する円筒状周囲面１０２は、ハウジング９０の円筒壁９２の内部面から僅かに内側に設定されて、制限器９８とハウジング９０との間に環状の隙間が存在するようになる。制限器９８は、電気コイル１０４を含み、これは電圧が加えられると、ハウジング９０を通過する磁束を生成する。
【００１５】
端壁９６は、それと制限器９８との間に位置する可撓性の隔壁１０６を担持する。隔壁１０６は、ハウジング９０の内部を２つのチャンバ、即ち一方の小さな蓄圧チャンバ１０８と、他方の大きな粘性流体用チャンバ１１０とに分割する。蓄圧チャンバ１０８は、窒素などの加圧ガスを含む。大きな粘性流体用チャンバ１１０は、その一部を制限器９８が占めるが、磁気粘性流体８２を含む。この目的のために、端壁９４は、流体用可撓性ライン３４の他方端部に連結されるポート１１２を有する。
【００１６】
バルブ２２のコイル１０４は、コイル１０４に印加される電位と、コイルを流れる電流とを制御する制御デバイスを介して電気エネルギー源に連結される。通常、磁気粘性流体８２は、極めて自由に流れる、つまりその粘度が小さい。したがってそれは、バルブのハウジング９０の円筒壁９２と制限器９８の周囲面１０２との間の隙間を比較的容易に流れることになる。しかし、コイル１０４は電圧が加えられると磁束を生成し、これが制限器９８の各端部の大きな粘性流体用チャンバ１１０を、また制限器９８とバルブハウジング９０の円筒壁９８との間の隙間を通過する。磁束が存在すると、流体８２は粘性を増し、したがって隙間を自由に流れ難くなり、同様に継手２０の空洞８０の外にも流れ難くなる。
【００１７】
走行条件によっては、スタビライザバーＤの左右セクション１６および１８を相互から幾分独立して動作させて、それらの間に継手２０でほとんどトルクが伝達されないようにするのが最善である。そのような条件では、小さなねじり剛性がバーＤに必要となる。一方他の走行条件では、セクション１６に掛けられたトルクがセクション１８に移転し、またはその逆になるように、バーＤに充分な大きさの剛性が必要である。バルブ２２、特にバルブ２２のコイル１０４が、バーＤの剛性を制御する。
【００１８】
スタビライザバーＤにトルクが掛かるにつれて、回転子３８はハウジング３６およびピストン４０に対して相対的に回転しようとし、回転する場合、複数のローラ４２が窪み６８と７８とから外に出、回転子３８とピストン４０との対向する傾斜部６６と７６とにそれぞれ乗り上げる。これによってピストン４０が回転子３８から離れて押しやられ、継手２０の空洞８０の容積が縮小する。空洞８０内の磁気粘性流体８２の一部が排出され、そのようにしてバルブ２２の粘性流体用チャンバ１１０内により多くの流体が流入する。隔壁１０６が、追加の流体８２を収容するように収縮する。しかし隔壁１０６を変位させるために、チャンバ１１０の流体９２の一部は、制限器１００とバルブハウジング９０の円筒壁９２との間の隙間を流れなければならない。流体８２が隙間を流れる容易度は、隙間域の流体８２の粘度によって決まり、それはコイル１０４によって生成される磁束、言うまでもなくコイル１０４を流れる電流によって決まる。言い換えれば、バーＤの剛性は、継手２０のチャンバ８０から流体８２が排出される容易さによって決まり、それはバルブ２２のコイル１０４の電流の大きさによって決まる。後者は、加減抵抗器などを用いて容易に手動制御され、あるいは車両の速度と、車両が走行する表面の状態を判定するための垂直加速度と、走行するカーブの程度を判定するための横加速度とを検出するセンサを含む自動装置によって容易に制御される。
【００１９】
回転子３８とピストン４０とが、複数のローラ４２が窪み６８および７８の中心に位置するそれらの初期位置に戻ると、空洞８０は、蓄圧チャンバ１０８の圧縮ガスによって流体に掛かる圧力下で拡張する。
【００２０】
変形形態も可能である。例えば、バルブ２２の制限器９８は、開口部を、隙間の代わりにその周囲に、あるいはそのような隙間に追加して含むこともできる。さらに流体８２は、全てが磁気粘性である必要はない。むしろ、バルブ２２の流体の一部だけが磁気粘性の特性を有していればよい。その場合は、流体８２の残りの部分は、隔壁またはピストンで磁気粘性部分から分離することもできる。実際には、バルブが変化するように構築され、流体が空洞８０から抜ける速度を制御する場合は、流体が粘性である必要は全くない。隔壁１０６に作用する加圧ガスに代えて、バルブ８０のチャンバ１１０の磁気粘性流体は、ばね荷重ピストンによって圧力下で維持することもできる。左右セクション１６および１８のねじり棒２４同士は、ハウジング３６とその中の回転子３８およびピストン４０とを通過する細い棒で連結して、２つのセクション１６と１８とを合体させて、必要最小限の剛性をもたらすようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のスタビライザバーを備えた懸架装置の斜視図である。
【図２】スタビライザバー用の継手およびバルブの、一部切欠断面縦立面図である。
【図３】図２の線３〜３による断面図である。
【図４】図３の線４〜４による部分断面図である。
【図１】
2007513835.tif 000003
【図２】
2007513835.tif 000004
【図３】
2007513835.tif 000005
【図４】
2007513835.tif 000006
【国際調査報告】
2007513835.tif 000007
2007513835.tif 000008