(57)【要約】  公知の一体的なスタビライザは、道路交通のためだけ又は荒れ地走行のためだけに設計されている。切換え可能な連結装置を備えた２部分から成るスタビライザは、品質及び安全性の点に欠点を有している。  ゆえに本発明による連結装置では、その半径方向の連行体（１４,１６）が同じ平面に位置していて、該連行体（１４,１６）が、切換え可能でかつ軸方向移動可能なロックエレメント（２３）を備えたロックピストン（１７）を介して、遊びなしに固定されるか又は所定の旋回角にわたって解放されるようにした。
2007517706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用のスタビライザであって、２つのスタビライザ部分（４,５）から成っていて、両スタビライザ部分がそれぞれ一方ではホイール（１）のホイールサスペンションと結合され、かつ他方では軸受箇所（６）を介して車両ボディと結合されており、両スタビライザ部分（４,５）が切換え可能な形状結合式の連結装置（７）を介して互いに結合可能であり、該連結装置（７）が、一方のスタビライザ部分（４,５）の少なくとも１つの半径方向の連行体（１４,１６）と、他方のスタビライザ部分（４,５）の少なくとも１つの半径方向の連行体（１４,１６）と、ロック爪（２２）を備えた軸方向移動可能なロックピストン（１７）とから成っており、ロック爪（２２）と連行体（１４,１６）とが、それぞれ互いに相補形状を成して力伝達面として形成された円錐面（２３,２４,２５）を有している形式のものにおいて、
半径方向の連行体（１４,１６）の円錐面（２３,２４）とロック爪（２２）の円錐面（２３,２５）とが力伝達領域全体にわたって、湾曲された横断面を有していて、湾曲が一方では凹面状にかつ他方では凸面状に形成されていることを特徴とする、自動車用のスタビライザ。
【請求項２】
半径方向の連行体（１４,１６）の円錐面（２３,２４）が凸面状に形成され、ロック爪（２２）の円錐面（２３,２５）が凹面状に形成されている、請求項１記載のスタビライザ。
【請求項３】
凹面状の湾曲の半径と凸面状の湾曲の半径とが同じ大きさである、請求項１記載のスタビライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式のスタビライザ、すなわち自動車用のスタビライザであって、２つのスタビライザ部分から成っていて、両スタビライザ部分がそれぞれ一方ではホイールのホイールサスペンションと結合され、かつ他方では軸受箇所を介して車両ボディと結合されており、両スタビライザ部分が切換え可能な形状結合式の連結装置を介して互いに結合可能であり、該連結装置が、一方のスタビライザ部分の少なくとも１つの半径方向の連行体と、他方のスタビライザ部分の少なくとも１つの半径方向の連行体と、ロック爪を備えた軸方向移動可能なロックピストンとから成っており、ロック爪と連行体とが、それぞれ互いに相補形状を成して力伝達面として形成された円錐面を有している形式のものに関する。
【０００２】
このようなスタビライザは車両技術において使用される。
【０００３】
基本的に、自動車の各軸には、トーションバー原理に基づいて作動するスタビライザが配属されており、このスタビライザは、軸に対して平行に延びていて、両端部においてホイールサスペンションに固定されている。このようなスタビライザには、走路状況に起因してホイールからもたらされるローリング運動の、車両への伝達を阻止もしくは減衰するという課題がある。このようなローリング運動は特に、走路のカーブにおいて又は、例えば路面の窪みや穴又は轍の跡のような走路の凹凸がある場合に発生する。特定の使用分野に合わせられた一体的なスタビライザは、種々異なった負荷に対して過度に柔軟に又は過度に硬質に反応し、幾つかの使用例のためには不十分なねじれ範囲を有している。そしてこれは、走行快適性に対して不都合に影響する。
【０００４】
従って特別な使用例のためには、カプラもしくは連結装置によって互いに結合された、強化されて２つに分割されたスタビライザが使用される。連結された状態において両スタビライザ部分は直接的に互いに回動不能に結合されており、その結果これにより一体的なスタビライザの作用が得られる。連結を遮断された状態においては両スタビライザ部分の間で、一方の回転方向の機械的なストッパと他方の回転方向のストッパとの間において付加的な自由な回動角が生ぜしめられる。このような切換え可能なスタビライザを備えた車両は、通常の走路状況においても異常な走路状況において使用可能である。
【０００５】
カプラもしくは連結装置を備えた２部分から成るこのようなスタビライザは、ドイツ連邦共和国特許第１９９２３１００号明細書に開示挿されている。この公知のスタビライザに設けられた連結装置は、２つのスタビライザ部分のうちの１つと回動不能に結合された円筒形のハウジングから成っている。円筒形のハウジング内には軸が回転可能に支承されており、この軸はハウジングから進出していて、第２のスタビライザ半部と回動不能に結合されている。ハウジングは、内方に向かって延ばされた位置固定の第１の連行体を有しており、そして同じ半径方向平面において、内側に位置する軸は、外方に向かって延ばされた回動不能な第２の連行体を有している。両連行体の間には相応な自由空間が存在し、この自由空間にロックピストンの２つの爪が係合している。このロックピストンは軸方向移動可能に形成されていて、閉鎖方向に圧縮ばねによって負荷され、それとは反対の方向に液圧力によって負荷される。連行体及び爪は、互いに相補形状を有するぴったりと合う力伝達面を有しており、これらの力伝達面は軸方向においては円錐形に方向付けられ、かつ半径方向においては平らに方向付けられている。
【０００６】
この公知の構成において判明していることであるが、両スタビライザ部分の連行体とロックピストンの爪とは圧縮ばね及びねじれ力の負荷を受けている場合に互いにしっかりとクランプしており、その結果連結を遮断するためには比較的大きな液圧による調節力が必要である。このような現象は次のことに起因する。すなわち力伝達面の領域において生じる力成分は、両スタビライザ半部の連行体とロックピストンの爪とを互いに逆向きの方向に負荷する。その結果連行体もしくはロック爪は拡大もしくは狭窄し、これによって互いに対向して位置している円錐面の状態位置もまた変化する。外的な負荷が作用しなくなった後で、連行体及び爪はその内部応力によって本来の形状を取り戻そうとし、その際に連行体及び爪は、今やもはや互いにぴったりと合っていない円錐面によって、いわばくさびのように互いに食い込むことになる。
【０００７】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式のスタビライザを改良して、連結装置の互いに対応していて力を伝達し合う円錐面が、その相対的な状態位置を変えることなく保つようにすることである。
【０００８】
この課題を解決するために本発明では、請求項１の特徴部に記載のように、すなわち半径方向の連行体の円錐面とロック爪の円錐面とが力伝達領域全体にわたって、湾曲された横断面を有していて、湾曲が一方では凹面状にかつ他方では凸面状に形成されているようにした。
【０００９】
本発明の別の有利な構成は請求項２及び３に記載されている。
【００１０】
本発明のように構成されたスタビライザによって、従来技術における欠点は排除される。
【００１１】
本発明によるスタビライザの連結装置では、モーメントを伝達するエレメントの引っ掛かりもしくはクランプが排除されている。このことは、連結装置の切換え機能に有利な影響を及ぼし、極めて小さな調節力しか必要としない。半径方向の連行体の円錐面の湾曲とロック爪の円錐面の湾曲とが、同じ大きさの半径を有していると、有利である。なぜならば、このように構成されていると、互いに対応し合う円錐面の負荷能力と滑りやすさが改善されるからである。
【００１２】
湾曲された輪郭を有する本発明による連結装置は、特別な技術的な作用を有している。例えば力を伝達する円錐面の湾曲によって、互いに向かい合って位置している円錐面の接触領域において存在する円周力もしくは周方向力は、湾曲された円錐面に沿って異なった力成分を生ぜしめる。例えば湾曲部の内側端部及び外側端部における半径方向の力成分は、その間に位置する領域における力成分よりも大きい。このような半径方向の力成分はしかしながら互いに逆向きに方向付けられているので、半径方向の力成分は互いに打ち消し合い、その結果全体として、半径方向の連行体及びロック爪の自由端部を外方又は内方に向かって曲げる半径方向の力成分は、僅かしか存在しなくなる。そしてこれによって、引っ掛かりもしくはクランプのおそれは著しく減じられる。
【００１３】
しかしながら半径方向の力成分が半径方向の連行体及びロック爪において作用して、その相対的な状態位置を変化させるような場合のためには、互いに対応し合う円錐面は、玉軸受の滑り面のように作用する。対応する連行体とロック爪との引っ掛かりは従ってこの理由からもなくなる。
【００１４】
次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図１は、切換え可能なスタビライザを概略的に示す図であり、
図２は、連結装置を概略的に示す断面図であり、
図３は、ロックされた状態における連結装置を示す図であり、
図４は、ロックピストンを単独で示す図であり、
図５は、一方のスタビライザ部分の半径方向の連行体を示す図であり、
図６は、他方のスタビライザ部分の半径方向の連行体を示す図であり、
図７は、係合している連結装置を部分的に断面して示す図である。
【００１６】
図１に示されているように、自動車の各軸は基本的に、両方のホイール１と、両ホイール１を保持する軸２とから成っている。この軸２に対して平行に、２つのスタビライザ部分４,５を備えた分割されたスタビライザ３が設けられており、各スタビライザ部分４,５は、対応するホイール１のホイールサスペンション（図示せず）と結合され、かつ他方では軸受箇所９を介して車両ボディを結合されている。両スタビライザ部分４,５の間には連結装置７が配置されていて、この連結装置７は両スタビライザ部分４,５を、互いに結合して１つの連続したスタビライザ３にするか、又は互いに切り離す。結合されたスタビライザ３はその寸法及び材料特性を次のように、すなわちホイール１を介して導入されたねじり力を吸収しかつ相応な反力を形成するように、調整されている。これによってねじり力は車両ボディに伝達されないか又は少なくとも減衰される。
【００１７】
連結装置７は軸方向において切換え可能及び形状結合式（formschluessig）に構成されている。そのために連結装置７は図２に示されているように、円筒形のハウジング８から形成されていて、このハウジング８の閉鎖された底部９には、両スタビライザ部分４,５のうちの１つのための結合ピン１０が接続している。底部９の内側には、回転ジョイント用の軸受箇所１１が設けられている。底部９とは反対の側においてハウジング８は、カバー１２によって回動不能に閉鎖されており、このカバー１２には、別の回転ジョイント用の連続した軸受孔１３と、円筒形のハウジング８の内部に進入している半径方向の連行体１４とが設けられている。この半径方向の連行体１４は、連続した軸受孔１３と円筒形のハウジング８の内壁との間における半径方向の室に位置している。
【００１８】
ハウジング８にはさらに軸１５が押し嵌められており、この軸１５は円筒形のハウジング８の内部を貫通して、一方ではハウジング８の底部９における軸受箇所１１に回転可能に支承され、かつ他方ではハウジング８のカバー１２における軸受孔１３に回転可能に支承されている。軸１５は他方のスタビライザ部分４,５と回動不能に結合されている。
【００１９】
軸１５には別の半径方向の連行体１６が設けられており、この連行体１６は半径方向の連行体１４と同様にハウジング８内に配置されかつ構成されている。従って円筒形のハウジング８における半径方向の連行体１４と、軸１５における半径方向の連行体１６とは１つの共通の半径方向平面に位置しており、これによって両半径方向の連行体１４,１６は互いに対して制限された範囲でしか旋回することができない。
【００２０】
円筒形のハウジング８の内部にはさらに液圧負荷可能なロックピストン１７が設けられており、このロックピストン１７は軸１５に沿って軸方向摺動可能にかつ半径方向回動可能に案内されていて、円筒形のハウジング８の内室を底部側における圧縮ばね室１８とカバー側における圧力室１９とに分割している。圧縮ばね室１８には圧縮ばね２０が挿入されており、この圧縮ばね２０はハウジング８の底部９に支持されていて、ロックピストン１７を負荷している。圧縮ばね室１８は、漏れ油接続部２１を介して液圧タンクに接続されている。これに対して圧力室１９は図示されていない圧力油接続部を介して、液圧の圧力油供給装置と接続されている。
【００２１】
図３及び図４に示されているように、ロックピストン１７のカバー側には２つのロック爪２２が形成されており、両ロック爪２２は、両半径方向の連行体１４,１６と同様に、軸１５とハウジング８の内壁との間における半径方向の自由空間に位置しており、しかも両ロック爪２２は互いに向かい合って位置するように、つまり互い対して１８０°ずらされて配置されている。両ロック爪２２の形状及び寸法は、半径方向の連行体１４,１６の形状及び寸法に有利な形式で合わせられている。このように構成されていると、両ロック爪２２は両半径方向の連行体１４,１６の間における２つの間隙を遊びなしに満たす。さらにロックピストン１７には行程制限部が設けられており、この行程制限部は、両半径方向の連行体１４,１６と両ロック爪２２とがロックピストン１７の他方の終端位置において係合外になることを阻止する。つまりこの他方の終端位置において、両半径方向の連行体１４,１６とロックピストン１７の両ロック爪２２との正の長さオーバラップが生ぜしめられる。
【００２２】
両連行体１４,１６と両ロック爪２２との互いに向かい合っていてかつ互いに共働する接触面は、力伝達面として形成されている。そのために両連行体１４,１６及び両ロック爪２２はそれぞれ角度の小さな円錐面２３を有しており、これらの円錐面２３は連結された状態において互いに遊びなしに接触している。この場合角度の小さな円錐面２３の円錐度は、外部からスタビライザ３に導入された半径方向力の軸方向力成分が圧縮ばね２２のばね力を上回らないように、小さく選択されている。さらに両連行体１４,１６はその自由端部に、角度の大きな円錐面２４を有し、両ロック爪２２はその自由端部に角度の大きな円錐面２５を有しており、これらの角度の大きな円錐面２４,２５は遮断された状態において互いの間に半径方向の遊び空間を形成する。この自由空間内において両スタビライザ部分４,５は互いに対して自由に回転可能である。
【００２３】
両連行体１４,１６と両ロック爪２２とにおける、円錐面２３,２４,２５から成る力伝達面は、その横断面において湾曲された輪郭を有している。つまり図４に示されているように、ロック爪２２における円錐面２３,２５は、力伝達領域全体にわたって延在している均一に形成された凹面状の湾曲部を備えている。これに対して図５及び図６に示されているように、両半径方向の連行体１４,１６の円錐面２３,２４は、力伝達領域全体にわたって凸面状の湾曲部を備えて形成されている。そして両ロック爪２２の力伝達面の凹面状の湾曲部と両連行体１４,１６の力伝達面の凸面状の湾曲部とは、その寸法及びジオメトリを互いに合わせられている。
【００２４】
例えば道路交通における通常の走路状況では、円筒形のハウジング８内における圧力室１９は無圧に保たれるので、圧縮ばね２０はロックピストン１８を負荷し、ロックピストン１８を半径方向の連行体１４,１６に向かって移動させる。そして半径方向の連行体１４,１６と両ロック爪２２とは側部が互いに接触する。これによって半径方向の連行体１４,１６と回転可能な両ロックピストン１７とは互いにセンタリングし、その結果両ロック爪２２は、角度の小さな円錐面２３が互いに接触するまで、両半径方向の連行体１４,１６の間における中間室内に進入する。角度の小さな円錐面２３が互いに接触しているこのポジションに、ロックピストン１７は圧縮ばね２０の力によって負荷範囲全体にわたって保たれる。このようにして連結されたスタビライザ部分４,５は、一体的なスタビライザのように振る舞う。
【００２５】
例えば荒れ地において生じるような悪い走路状況では、連結されたスタビライザ３のねじれ範囲は、ホイールのローリング運動（Wankbewegung）を補償するのにもはや十分ではない。このような場合には、有利には液圧式の圧力供給装置の操作によって、連結装置の圧力室１９に圧力が供給され、その結果ロックピストン１７は圧縮ばね２０の力に抗して、角度の小さな円錐面２３の接触領域から解離され、行程制限部によって規定された終端位置にまで移動させられる。圧力室１９における液圧を維持することによって、ロックピストン１７はこのポジションに保たれる。このようにして両スタビライザ部分４,５は切り離されているが、角度の大きな円錐面２４,２５の領域においては軸方向においてオーバラップしている。１つの軸の両ホイールの負荷が異なっている場合には、両半径方向の連行体１４,１６のうちの一方が、角度の大きな円錐面２４の領域において、ロック爪２２のうちの１つの角度の大きな円錐面２５の領域と接触して、この角度の大きな円錐面２５の領域ひいては１つのロック爪２２を回動させ、このロック爪２２の回動は、他方の連行体１４,１６の角度の大きな円錐面２４に支持されるまで続く。この連結状態において両スタビライザ部分４,５は再び互いに結合されているので、両スタビライザ部分４,５は同じ回転方向においてねじれ力を受容することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】切換え可能なスタビライザを概略的に示す図である。
【図２】連結装置を概略的に示す断面図である。
【図３】ロックされた状態における連結装置を示す図である。
【図４】ロックピストンを単独で示す図である。
【図５】一方のスタビライザ部分の半径方向の連行体を示す図である。
【図６】他方のスタビライザ部分の半径方向の連行体を示す図である。
【図７】係合している連結装置を部分的に断面して示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ホイール、  ２  軸、  ３  スタビライザ、  ４,５  スタビライザ部分、  ６  軸受箇所、  ７  連結装置、  ８  ハウジング、  ９  底部、  １０  結合ピン、  １１  軸受箇所、  １２  カバー、  １３  軸受孔、  １４  連行体、  １５  軸、  １６  連行体、  １７  ロックピストン、  １８  圧縮ばね室、  １９  圧力室、  ２０  圧縮ばね、  ２１  漏れ油接続部、  ２２  ロック爪、  ２３  角度の小さな円錐面、  ２４  角度の大きな円錐面、  ２５  角度の大きな円錐面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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