(57)【要約】  商用車に用いられるスタビライザであって、細長いトーションばね（５）と、該トーションばね（５）に固く結合されかつ該トーションばね（５）から離れる方向に延びる２つのリンクアーム（６，７）とが設けられており、両リンクアーム（６，７）の間に前記トーションばね（５）が延びており、さらにトーションばね（５）に並列接続されたアクチュエータ（１２）が設けられており、該アクチュエータ（１２）が、ヒンジジョイント（２３，２５）または板ばね（１７，１９）を間に挟んで前記トーションばね（５）または前記リンクアーム（６，７）に結合されていることを特徴とする、商用車に用いられるスタビライザ。
2011524296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用車に用いられるスタビライザであって、細長いトーションばね（５）と、該トーションばね（５）に固く結合されかつ該トーションばね（５）から離れる方向に延びる２つのリンクアーム（６，７）とが設けられており、両リンクアーム（６，７）の間に前記トーションばね（５）が延びている形式のものにおいて、前記トーションばね（５）に並列接続されたアクチュエータ（１２）が設けられており、該アクチュエータ（１２）が、ヒンジジョイント（２３，２５）または板ばね（１７，１９）を間に挟んで前記トーションばね（５）または前記リンクアーム（６，７）に結合されていることを特徴とする、商用車に用いられるスタビライザ。
【請求項２】
前記リンクアーム（６，７）が、前記トーションばね（５）の長手方向軸線（４）に対して直角に、またはほぼ直角に向けられている、請求項１記載のスタビライザ。
【請求項３】
前記ヒンジジョイント（２３，２５）のヒンジ軸線（２４，２６）が、前記トーションばね（５）の長手方向軸線（４）および／または前記アクチュエータ（１２）の回転軸線（１５）に対して直角に、またはほぼ直角に向けられている、請求項１または２記載のスタビライザ。
【請求項４】
前記板ばね（１７，１９）の板平面が、前記トーションばね（５）の長手方向軸線（４）および／または前記アクチュエータ（１２）の回転軸線（１５）に対して直角に、またはほぼ直角に向けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項５】
前記アクチュエータ（１２）が、互いに相対的に回転可能な２つの機械部分（１３，１４）を有しており、該機械部分（１３，１４）が、前記ヒンジジョイント（２３，２５）または前記板ばね（１７，１９）に結合されていて、前記アクチュエータ（１２）の操作によって回転軸線（１５）を中心にして互いに相対的に回転させられるようになっている、請求項１から４までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項６】
前記アクチュエータ（１２）が、ハイドロリック式の旋回モータを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項７】
前記アクチュエータ（１２）が、少なくとも１つの細長い操作部材（１６，１８）を間に挟んで、前記ヒンジジョイント（２３，２５）または前記板ばね（１７，１９）に結合されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項８】
前記操作部材（１６，１８）が、円形の管またはロッドにより形成されている、請求項７記載のスタビライザ。
【請求項９】
前記板ばね（１７，１９）が、前記アクチュエータ（１２）にも、前記リンクアーム（６，７）にも、ねじ結合部（２０，２１）によって結合されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項１０】
前記トーションばね（５）が、少なくとも１つの長手方向溝（２２）を備えた管によって形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項１１】
前記トーションばね（５）が、開いたプロファイルを有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項１２】
前記アクチュエータ（１２）が、前記トーションばね（５）の外部に配置されていて、前記トーションばね（５）に対して平行に延びる回転軸線（１５）を有している、請求項１から１１までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項１３】
前記アクチュエータ（１２）が、前記トーションばね（５）の内室に嵌め込まれている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項１４】
前記トーションばね（５）が、商用車（１）のキャビン（２）に回転可能に支承されており、前記リンクアーム（６，７）が、商用車（１）の車両フレーム（９）に結合されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のスタビライザ。
【請求項１５】
前記アクチュエータ（１２）が、前記ヒンジジョイント（２３，２５）または前記板ばね（１７，１９）を間に挟んで両側で、前記リンクアーム（６，７）に、または前記トーションばね（５）の両端部に結合されている、請求項１から１４までのいずれか１項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、商用車に用いられるスタビライザであって、細長いトーションばねと、該トーションばねに固く結合されかつ該トーションばねから離れる方向に延びる２つのリンクアームとが設けられており、両リンクアームの間に前記トーションばねが延びている形式のものに関する。
【０００２】
米国特許第４６４８６２０号明細書には、車両に用いられるスタビライザが開示されている。このスタビライザはトーションばねロッドを有しており、このトーションばねロッドの両端部には、それぞれ１つの折り曲げられたアームが配置されている。これらのアームはジョイントを介して車軸に結合されている。トーションばねロッドは、２つの部分に分割されたトーションばね管を貫いて延びている。このトーションばね管の外側の両端部はトーションばねロッドと溶接されている。操作可能なカップリングを用いて、トーションばね管の両部分は解離可能に互いに結合され得る。
【０００３】
多くの商用車では、ローリング安定化のために運転席キャビン（キャブ）が、前側の範囲において車両フレームにスタビライザによって結合される。このスタビライザは２つのリンクもしくはレバーと、円形または管形に形成されているか、またはプロファイル（異形成形材）として形成されている１つのトーションロッドとから成っている。このトーションロッドは両リンクを互いに相対回動不能に結合している。しかし、このシステムにおける欠点は、特に凹凸やカーブの多い悪路における走行時では、ローリング安定化にもかかわらずキャビンが激しくローリングすることに基づき、乗り心地が極めて損なわれることである。乗り心地を改善するためには、スタビライザに付加的なアクティブな構成部材（アクチュエータ）を組み込むことによって、このような状況においてもキャビンのローリングを阻止するか、または最小限に抑えるための開発が行われている。その場合、キャビンは路面に対して相対的に１つの平面内に留まる。しかし、特にアクチュエータが、ハイドロリック式の旋回モータを有している場合には、走行運転中の高い曲げモーメントおよびサイドフォース（側方力）により、摩耗が生ぜしめられ、ひいてはアクチュエータの寿命の著しい短縮もしくは損傷または破壊が生ぜしめられる恐れがある。
【０００４】
このような背景技術に鑑み、本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式のスタビライザを改良して、アクチュエータが、曲げモーメントによる損傷に対して防護されるようなスタビライザを提供することである。有利には、アクチュエータが、サイドフォースによる損傷に対しても防護されることが望ましい。
【０００５】
この課題は、本発明によれば、請求項１に記載のスタビライザにより解決される。本発明の有利な改良形は請求項２以下に記載されている。
【０００６】
商用車、特に商用自動車に用いられる本発明によるスタビライザは、細長いトーションばねと、該トーションばねに固く結合されかつ該トーションばねから離れる方向に延びる２つのリンクアームとを有しており、両リンクアームの間には前記トーションばねが延びている。本発明によるスタビライザは、さらにトーションばねに対して平行もしくは並列に接続されたアクチュエータを有しており、該アクチュエータが、ヒンジジョイントまたは板ばねを間に挟んでトーションばねまたはリンクアームに結合されている。
【０００７】
ヒンジジョイントまたは板ばねの使用により、たとえばカーブ走行時に発生したサイドフォースから生ぜしめられる曲げモーメントがアクチュエータに伝達されなくなるか、または極めて小さな曲げモーメントしか伝達されなくなることが実現可能となる。他方において、アクチュエータの回転運動はヒンジジョイントまたは板ばねによって伝達され得る。
【０００８】
板ばねの使用は特に比較的小さな旋回角度の場合に適しているので、板ばねは単純化された廉価なジョイント構成であるともみなされ得る。
【０００９】
アクチュエータは、ヒンジジョイントまたは板ばねを間に挟んで両側でトーションばねまたはリンクアームに結合されていると有利である。特にアクチュエータは、ヒンジジョイントまたは板ばねを間に挟んでリンクアームに、またはトーションばねの両端部に結合されている。
【００１０】
アクチュエータは特に回転アクチュエータまたはロータリアクチュエータを形成している。アクチュエータが、互いに相対的に回転可能な２つの機械部分を有しており、該機械部分が、ヒンジジョイントまたは板ばねに結合されていると有利である。両機械部分は、前記アクチュエータの操作によって所定の回転軸線を中心にして互いに相対的に回転させられると有利である。特に、アクチュエータの両機械部分は、ヒンジジョイントまたは板ばねを間に挟んでトーションばねまたはリンクアームに結合されている。アクチュエータはモータまたは旋回モータを有していると有利である。旋回モータは特にハイドロリック式の旋回モータである。ハイドロリック式の旋回モータは、比較的小さな構成サイズで高いトルクを比較的迅速に発生させることができる。両機械部分は旋回モータに結合されているか、または旋回モータの一部に結合されていてよい。たとえば、両機械部分のうちの第１の機械部分が旋回モータのロータを形成し、第２の機械部分が旋回モータのステータを形成する。さらに、両機械部分のうちの少なくとも一方の機械部分が、伝動装置を間に挟んで旋回モータに結合されていることも可能である。
【００１１】
リンクアームはトーションばねから折り曲げられていると有利である。特にリンクアームはトーションばねの長手方向軸線に対して斜めに、または直角にまたはほぼ直角に向けられている。リンクアームはトーションばねと共にＵ字形のプロファイル（成形材）を形成していると有利である。特に、各リンクアームがトーションばねに相対回動不能に結合されている。
【００１２】
ヒンジジョイントのヒンジ軸線が、トーションばねの長手方向軸線および／またはアクチュエータの回転軸線に対して直角に、またはほぼ直角に向けられていると有利である。さらに、板ばねの板平面が、トーションばねの長手方向軸線および／またはアクチュエータの回転軸線に対して直角に、またはほぼ直角に向けられていると有利である。
【００１３】
アクチュエータが、少なくとも１つの細長い操作部材を間に挟んで、ヒンジジョイントまたは板ばねに結合されていると有利である。特に前記操作部材が、１つの管またはロッドにより形成されていて、円形の横断面を有していると有利である。さらに、前記操作部材がトーションばねとして形成されていてもよい。１改良形では、アクチュエータが２つの操作部材の間に挿嵌されていて、これらの操作部材によってヒンジジョイントまたは板ばねに結合されている。
【００１４】
板ばねは、アクチュエータに遊びなしに結合されていてよい。さらに、板ばねはリンクアームに遊びなしに結合されていてよい。このような遊びなしの結合を形成するためには、たとえばピン結合、ねじ結合またはクランプ結合が使用可能である。たとえば、板ばねはアクチュエータおよび／またはリンクアームに、付加的なねじ固定を有する、形状締結を形成する結合（係合に基づいた嵌合による結合）、またはねじによる、摩擦締結もしくは力締結を形成するクランプ結合によって結合される。また、ホイール取付けの場合のような円錐形つば付きねじまたは球形つば付きねじによる形状締結または摩擦締結を形成する結合も可能である。前記板ばねが、アクチュエータにも、リンクアームにも、ねじ結合部によって結合されていると有利である。特に、各ねじ結合部は少なくとも２つ、有利には３つのねじを有している。
【００１５】
トーションばねは、１つの管、特に少なくとも１つの長手方向溝を備えた管によって形成されていると有利である。これにより、たとえばアクチュエータまたは旋回モータの故障時におけるスタビライザの運転をも可能にする極めて小さなねじり剛性または残留剛性を得ることができる（スタビライザのフェールセーフ特性）。択一的には、開いたプロファイル、つまり異形成形された開いた成形材によっても、小さなねじり剛性を得ることができる。トーションばねの横断面は円形であると有利である。本発明の第１の変化形では、アクチュエータが、トーションばねの外部でかつトーションばねに対して間隔を置いて配置されている。この場合には、アクチュエータまたは旋回モータの回転軸線が、トーションばねの長手方向軸線に対して平行に向けられていると有利である。第２の変化形では、アクチュエータが、トーションばねの内室に嵌め込まれている。この場合には、アクチュエータまたは旋回モータの回転軸線が、トーションばねの長手方向軸線または長手方向中心軸線と整合していると有利である。
【００１６】
トーションばねは商用車の運転席キャビンに支承されていると有利である。この場合、リンクアームは、商用車の車両フレームに結合されている。特に、トーションばねはキャビンに、有利にはトーションばねの長手方向軸線または長手方向中心軸線を中心にして、回転可能に支承されている。キャビンにおけるトーションばねの支承は、たとえば回転軸受けを介して行われる。この回転軸受けは、滑り材料から成る滑り層を用いて旋回運動を吸収し、かつゴム層を用いて振動を減衰するために設けられている。特に、キャビンにおけるトーションばねの支承は、回転ジョイントまたはゴム滑り軸受けを介して行われる。リンクアームと車両フレームとの結合は、たとえばゴム軸受け、つまりゴムマウントを介して行われる。これにより、振動の減衰および遮断を得ることができる。
【００１７】
択一的な別の構成では、トーションばねが、商用車の車両フレームに支承されている。この場合、リンクアームは商用車の運転席キャビンに結合されている。特にトーションばねは車両フレームに、有利にはトーションばねの長手方向軸線または長手方向中心軸線を中心にして、回転可能に支承されている。車両フレームにおけるトーションばねの支承は、たとえば回転軸受けを介して行われる。この回転軸受けは、滑り材料から成る滑り層を用いて旋回運動を吸収し、かつゴム層を用いて振動を減衰するために設けられている。特に、キャビンにおけるトーションばねの支承は、回転ジョイントまたはゴム滑り軸受けを介して行われる。リンクアームとキャビンとの結合は、たとえばゴム軸受け、つまりゴムマウントを介して行われる。
【００１８】
本発明の１実施態様では、本発明によるスタビライザが、２つのレバーアームと、少なくとも１つの長手方向溝を備えた１つの結合管とから成っている。この溝により、スタビライザは極めて小さなねじり剛性（残留剛性）を得るが、しかし曲げ剛性を維持したままとなる。このことは、択一的には開いたプロファイル（異形成形材）の使用によっても達成され得る。スタビライザ管に対して平行にアクチュエータが配置されており、このアクチュエータは両側でスタビライザに結合されている。しかし、アクチュエータに配置されたハイドロリック式の旋回モータは極めて小さな曲げモーメントにしか耐えられないので、スタビライザのねじりやサイドフォースに基づいて生ぜしめられた曲げモーメント（カーブ走行）が旋回モータに作用しないか、または極めて小さな曲げモーメントしか旋回モータに作用しないような結合手段が使用される。このことは、アクチュエータの両側に取り付けられたヒンジジョイントもしくは板ばねの使用によって達成される。
【００１９】
ヒンジジョイントまたは板ばねの使用に基づき、旋回モータのトルクをスタビライザに伝達することが可能となる。ジョイントの場合には、ねじれおよびサイドフォース（カーブ走行）から生ぜしめられる曲げモーメントが旋回モータに伝達されなくなり、また板ばねの場合には、極めて小さな曲げモーメントしか旋回モータに伝達されなくなるので有利である。板ばねの付加的な利点は、その取付けが絶対的に遊びなしに行われ得ることにある。この場合、たとえば付加的なねじ固定を用いるピン結合（プレス嵌めによる形状締結）、球形つば付きねじまたは円錐形つば付きねじを用いるねじ結合（形状・摩擦締結）または純然たるクランプ／ねじ結合（摩擦締結）のような取付け形式が挙げられる。さらに、板ばねの使用により、アクチュエータの簡単な交換が可能になる。
【００２０】
本発明はさらに、本発明によるスタビライザの、商用車の運転席キャビンのローリング安定化のための使用に関する。この場合、キャビンは当該スタビライザによって商用車の車両フレームに結合されていると有利である。キャビンのローリング安定化は、特に車両フレームに対して相対的に行われる。
【００２１】
さらに、本発明は、車両フレームと、本発明によるスタビライザによって車両フレームに結合されている運転席キャビンとを有する商用車、特に商用自動車に関する。
【００２２】
以下に、本発明の有利な実施形態を図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態によるスタビライザを備えた商用車の一部を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるスタビライザの斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態によるスタビライザの斜視図である。
【図４】本発明の第３実施形態によるスタビライザの斜視図である。
【００２４】
図１には、運転席のキャブもしくはキャビン２を備えた商用車１の部分的な斜視図が示されている。キャビン２には、本発明の第１実施形態によるスタビライザ３が、軸線４を中心にして回転可能に支承されている。スタビライザ３は細長いトーションばね５を有しており、このトーションばね５の長手方向軸線は軸線４と整合している。トーションばね５の両端部には、リンクアーム６，７（図２参照）が相対回動不能に結合されている。リンクアーム６，７はトーションばね５に対して間隔を置いて、ゴム軸受けもしくはラバーマウント８を間に挟んで商用車１の車両フレーム９に結合されている。
【００２５】
図２には、上記第１実施形態によるスタビライザ３の斜視図が示されている。この場合、リンクアーム６，７の、トーションばね５とは反対の側の端部にラバーマウント８を収容するために、マウント収容部１０，１１が形成されている。スタビライザ３はハイドロリック式の旋回モータとして形成されたアクチュエータ１２を有している。このアクチュエータ１２を用いて、２つの機械部分１３，１４が、互いに相対的に軸線１５を中心にして回転可能である。この軸線１５は軸線４に対して平行に向けられている。一方の機械部分１３は、一方の結合管１６の片方の端部に相対回動不能に結合されており、この結合管１６の他方の端部は、一方の板ばね１７に相対回動不能に結合されている。さらに、他方の機械部分１４は他方の結合管１８の片方の端部に相対回動不能に結合されており、この結合管１８の他方の端部は、他方の板ばね１９に相対回動不能に結合されている。一方の結合管１６と一方の板ばね１７との相対回動不能の結合は、ねじ結合部２０により行われる。相応して、他方の結合管１８は他方の板ばね１９とねじ締結されている。
【００２６】
両板ばね１７，１９の板平面は互いに平行に延びていて、軸線４および／または軸線１５に対して直角に向けられている。さらに、両板ばね１７，１９は折り曲げられて形成されているか、もしくは両板ばね１７，１９は近似的に１／４円の形状を描くように延びている。板ばね１９の、結合管１８とは反対の側の端部は、ねじ結合部２１によってリンクアーム７に結合されている。相応した形で、板ばね１７の、結合管１６とは反対の側の端部は、リンクアーム６にねじ締結されている。トーションばね５は、長手方向溝２２を有しているので、トーションばね５は、小さなねじり剛性を有すると同時に高い曲げ剛性を有している。
【００２７】
図３には、本発明の第２実施形態によるスタビライザ３の斜視図が示されている。この場合、第１実施形態に対して類似の特徴または同一の特徴は、第１実施形態の場合と同じ符号で示されている。一方の結合管１６の、機械部分１３とは反対の側の端部は、ヒンジジョイント２３を介してトーションばね５の一方の端部に結合されている。この場合、ヒンジジョイント２３はヒンジ軸線２４を有しており、このヒンジ軸線２４はアクチュエータ１２の回転軸線１５に対して直角に向けられている。さらに、他方の結合管１８の、機械部分１４とは反対の側の端部は、ヒンジジョイント２５を介してトーションばね５の他方の端部に結合されている。この場合、ヒンジジョイント２５はヒンジ軸線２６を有しており、このヒンジ軸線２６はアクチュエータ１２の回転軸線１５に対して直角に向けられている。したがって、この場合、第１実施形態における板ばねが、ヒンジジョイントにより代えられている。第２実施形態のその他の説明については、第１実施形態の説明を参照するものとする。
【００２８】
図４には、本発明の第３実施形態によるスタビライザ３の斜視図が示されている。この場合、第１実施形態に対して類似の特徴または同一の特徴は、第１実施形態の場合と同じ符号で示されている。トーションばね５は、開いた中空プロファイル（中空成形材）として形成されており、この中空プロファイルの内室には、機械部分１３，１４と結合管１６，１８とを備えたアクチュエータ１２が延びている。この場合、アクチュエータ１２の回転軸線１５は、トーションばね５の長手方向軸線４と合致している。第１の結合管１６の、機械部分１３とは反対の側の端部は、端面側の歯列２７、特に「ハースカップリング」と呼ばれるハース（Hirth）型の歯列によって、板ばね１７に相対回動不能に結合されている。相応して、他方の結合管１８の、機械部分１４とは反対の側の端部も、板ばね１９に相対回動不能に結合されている。両板ばね１７，１９は、第１実施形態の場合と同様に、ねじ結合部２１によってリンクアーム６，７に結合されている。第３実施形態のその他の説明については、第１実施形態の説明を参照するものとする。
【００２９】
図示の実施形態においては、アクチュエータが両板ばねまたは両ヒンジジョイントの間の真ん中に配置されているが、しかし択一的にはアクチュエータが真ん中外または側方に配置されていてもよい。この場合、アクチュエータが両板ばねのうちの一方の板ばねまたは両ヒンジジョイントのうちの一方のヒンジジョイントに直接に取り付けられていれば、両結合管のうちの一方の結合管を不要にすることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  商用車
２  キャビン
３  スタビライザ
４  トーションばねの長手方向軸線
５  トーションばね
６  リンクアーム
７  リンクアーム
８  ラバーマウント
９  車両フレーム
１０  マウント収容部
１１  マウント収容部
１２  アクチュエータ
１３  機械部分
１４  機械部分
１５  アクチュエータの回転軸線
１６  結合管
１７  板ばね
１８  結合管
１９  板ばね
２０  ねじ結合部
２１  ねじ結合部
２２  長手方向溝
２３  ヒンジジョイント
２４  ヒンジ軸線
２５  ヒンジジョイント
２６  ヒンジ軸線
２７  歯列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2011524296.tif 000007
2011524296.tif 000008
2011524296.tif 000009
2011524296.tif 000010
2011524296.tif 000011
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