JP2005343287A - 車両用スタビライザ - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な機構で乗り心地と操縦安定性とを両立しうる車両用スタビライザを提供すること。
【解決手段】 アームの回転により剛性を変化させる車両用スタビライザにおいて、アームは、該アームの軸を中心に回転可能であり、左右のアームは、左右の車輪のストローク差に応じて、連動して回転し、アームは、回転により車輪のストローク方向の曲げ抵抗が変化する、ことを特徴とする車両用スタビライザを提供できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のスタビライザに関し、特に、剛性が可変なスタビライザに関する。

車両においては、走行時の剛性と路面からの振動吸収性という、相反する性質が要求される。また、旋回走行時のローリングを小さくするため、従来から車両にはスタビライザが用いられるが、高剛性なスタビライザを用いると振動吸収性が低下し、低剛性なスタビライザを用いるとローリングの低減性が低下する。したがって、乗り心地と操縦安定性を両立できるスタビライザが要求される。

かかる要求に対して、扁平断面のアーム部を有するスタビライザが提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該スタビライザは、各車輪の輪重や燃料残量を検出し、検出された各車輪に加わる荷重に応じて、アクチュエータによりアーム部を回転させる。扁平断面のアーム部が回転することでスタビライザバーのねじり剛性が変化するので、各車輪に加わる荷重に応じてスタビライザの剛性を調整できる。
実開平３−６４８０４号公報

しかしながら、特許文献１記載のスタビライザは、各車輪に加わる荷重の検出やアクチュエータによる制御が必要であるため、配線などの構造が複雑となりコスト高をもたらすという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み、簡易な機構で乗り心地と操縦安定性とを両立しうる車両用スタビライザを提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、アームの回転により剛性を変化させる車両用スタビライザにおいて、アームは、該アームの軸を中心に回転可能であり、左右のアームは、左右の車輪のストローク差に応じて、連動して回転し、アームは、回転により車輪のストローク方向の曲げ抵抗が変化することを特徴とする。本発明によれば、簡易な機構で乗り心地と操縦安定性とを両立しうるスタビライザを提供できる。

車輪のストロークとは、サスペンションのバネやショックアブソーバが伸縮し、車体に対し車輪がバウンド又はリバウンドすることを言う。また、「左右の車輪のストローク差」は、左右の車輪でストロークの方向又はストローク量が異なる場合に生じる。

また、本発明の一形態において、アームは、左右の該アームに突起して設けられたレバー部と、左右のレバー部の端部間の距離が一定となるように端部間を連結するリンク材とを有し、左右のレバー部の突起方向は、互いに所定の角度をなし、左右のレバー部は、リンク材を介してアームと共に回転する、ことを特徴とする。リンク材が、アーム材に設けられたレバー部の端部間距離を一定に保つので、左右の車輪のストローク差により端部間距離を変動させる応力が生じた場合には、リンク材に作用する当該応力の反力によりアーム材が回転することができる。

簡易な機構で乗り心地と操縦安定性とを両立しうるスタビライザを提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。図１は、本実施例のスタビライザの斜視図を示す。図１のスタビライザ１は、車軸方向に配設されるスタビライザバー５及びスタビライザバー５と直角に延設されたアーム２、アーム２の一端から延設されるスタビリンク３、アーム２の他端から突起して設けられたレバー部４、左右のレバー部４の端部を連結するリンク６、とを有するように構成される。

スタビライザバー５は、両端部に、スタビライザバー５の軸方向と直角に、ベアリングを備えた円筒部５ａを有する。アーム２は、円筒部５ａを貫通し、円筒部５ａから突端部２ａを突出させる。左右のレバー部４の端部を連結するリンク６は、レバー部４を球面ジョイントにより支持する。スタビリンク３は、アブソーバなど車輪近傍に接続され、車輪のストローク等に応じて上下方向に変位する。なお、スタビライザ１は、図１のＸ方向を向いた面が、車両の前面又は後面のいずれを向いて車両に配設されてもよい。

アーム２の構造について詳細に説明する。図２は、アーム２が貫通した円筒部５ａ及びレバー部４の断面図の一例を示す。アーム２は、円筒部５ａが備えるベアリング１１により支持される。したがって、円筒部５ａのベアリングにより、アーム２はスタビライザバー５に対して回転自在である。また、アーム２と直角に延設されたレバー部４の端部は、リンク６が有する球面ジョイントにより支持されているので、リンク６はアーム２の回転を制限しない。逆に、リンク６がレバー部４の端部に力を作用させれば、アーム２が回転する。

アーム２は肉薄部を有し、肉薄部は、例えば、扁平形の断面形状を有する。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢＢ線断面図をしめす。同様に、図２（ｃ）は、図２（ｂ）の状態のアーム２が、右又は左に９０度回転した場合のＢＢ線断面図を示す。

車輪にストロークが生じる場合、アーム２はＡ方向に応力を受けるが、図２（ｂ）の断面形状である方が、図２（ｃ）の断面形状であるより、アーム２がたわみやすい（曲げ抵抗が小さい）。したがって、車輪が同相にストロークする場合には、乗り心地が向上されるよう、図２（ｂ）のように剛性が低い状態でアーム２が保持されることが好適である。また、断面形状が図２（ｃ）のようになると、アーム２がたわみにくくなり（曲げ抵抗が大きくなり）、車輪のストロークがスタビライザバー５をねじるので、車両のローリングを低減できる。

リンク６とアーム２の回転との関係について説明する。図３（ａ）及び（ｂ）は、スタビライザ１の背面視（図１においてＸ方向から見た図）の一例を示す。図３（ａ）はアーム２の断面の長手方向が水平に、図３（ｂ）は長手方向が垂直になる状態を、それぞれ示す。リンク６は、長さが一定であるので、片側のアーム２の回転がリンク６を介して他方のアーム２に伝達される。すなわち、他方のアーム２と片側のアーム２は相互に連動し、他方のアーム２の回転と反対方向に同じ角だけ回転する。アーム２が回転することで、断面形状が変わるので、図２で説明したようにスタビライザ１の剛性が可変となる。車輪が同相にストロークしている場合、本実施例では、アーム２が図３（ａ）のように、左右のレバー部４の突起方向が、互いに所定の角度をなすように配設される。例えば、図３（ａ）では、左右のレバー部４が１８０度の角度をなすように配設されている。

続いて、スタビライザ１の作用について説明する。図４は、車輪が逆相にストロークした場合のスタビライザ１を示す。旋回走行などにより車体がローリングすると、サスペンションは図４のように逆相にストロークする。スタビリンク３は、アブソーバなど車輪近傍に接続され、車輪のストローク量に応じて上下方向に変位するので、スタビリンク３に接続された左右のアーム２も、逆相に変位する。左右のアーム２が逆相に変位すると、スタビライザバー５にねじれが生じると共に、スタビライザバー５を軸にして左右の突端部２ａが逆相に変位する。

図５（ａ）は、車輪が逆相にストロークした場合のアーム２の回転角の大きさを説明するための図である。図５（ａ）の左側はスタビライザ１の車両の背面視の一部を、右側は側面視の一部を、それぞれ示す。実線は車輪がストロークする前を、点線は逆相にストロークした場合を示す。スタビライザバー５の長さを２Ｌ（図５では長さの半分をＬ）、レバー部４の長さをＢとした。数式１は、スタビライザバー５のねじれ角θとアーム２の回転角αの関係を説明するための式である。したがって、リンク６の長さは式（１）のようになる。

スタビライザバー５が、逆相ストロークにより片側でθねじれると、レバー部４はリンク６によりアーム２を回転軸にα回転する。このときリンク６の長さは、式（２）のように表すことができる。リンク６の長さは変わらないので、式（３）の関係が得られる。式（３）を展開して整理すると、αをθで表す式（４）が得られる。式（４）から、アーム２の回転角αを大きく（スタビライザの剛性の変化を大きく）するには、ＡとＢの差を大きく（Ａを大きくしてＢを小さく）することが好適である（詳細にはαの大きさは、ＡとＢの差だけでは定まらない）。

図５（ｂ）は、同じく逆相に車輪がストロークした場合であって、図５（ａ）と逆方向に車輪がストロークした際のアーム２の回転角の大きさを説明するための図である。図５（ｂ）の左側はスタビライザ１の車両の背面視を、右側は側面視を、それぞれ示す。図５（ａ）と同様に、リンク６の長さは式（５）のようになる。

スタビライザバー５が、逆相ストロークにより片側でθねじれると、レバー部４はリンク６によりアーム２を回転軸にα回転する。このときリンク６の長さは、式（６）のように表すことができる。リンク６の長さは変わらないので、式（７）の関係が得られる。式（６）を展開して整理すると、αをθで表す式（８）が得られる。式（８）は、符号が異なる以外は式（４）と同じとなる。

図５で説明したように、逆相の場合、車輪のストローク量に応じてアーム２が回転するが、上記のようにアーム２は、扁平断面の形状によりたわみやすさを変化させるので、車輪のストロークに応じて、スタビライザ１の剛性が自動的に変化する。したがって、アーム２は、車輪が逆相にストロークするとたわみにくくなり、ストローク量に応じてスタビライザバー５をねじるので、自動的にスタビライザ１の剛性を増大させ、車両のローリングを低減するように作用する。本実施例のスタビライザ１は、ストローク量に応じて断面形状が変化するので、ストローク量と剛性とを非線形とすることができる。

また、車輪が同相にストロークする直線走行時には、アーム２の扁平断面は長手方向が水平であるので、スタビライザ１の剛性は低く、乗り心地がよい。

なお、本実施例のスタビライザ１は、ストローク初期に左右の車輪のストローク量が異なっていてもよい。すなわち、ストローク初期に左右のアーム２の回転量が異なっていても、左右のアーム２は連動して回転するので、回転量が釣り合うように左右のアーム２は等量回転する。したがって、左右のレバー部４の取り付け角度や長さは、左右で同じでなくともよい。

また、リンク材６の取り付け位置は、スタビライザバー５とスタビリンク３の間であってもよい。図６（ａ）は、リンク材６が、スタビライザバー５よりもスタビリンク３側でアーム２を連結するスタビライザ１の一例を示す。図６（ａ）のようなスタビライザ１であれば、配設面積を低減できる。

リンク材６は、車輪のストローク量に応じてアーム２を回転させるが、ストローク量は、スタビライザバー５からの距離が大きいほど、検出されやすい。このため、突端部２ａが長いほど、また、レバー部４が短いほど、同じストローク量であってもアーム２の回転角度が大きくなる。

また、これまで、車輪が同相にストロークしている状態の左右のレバー部４は、図３（ａ）のようにそれぞれ逆方向（右のレバー部４は上方向、左のレバー部４は下方向）を向いていたが、左右のレバー部４の配置はこれに限られない。図６（ｂ）は、左右のレバー部４が車高方向に配置されたスタビライザ１を示す。図６（ｂ）のようにレバー部４を配置した場合には、ストローク量に応じて、左右のアーム２が連動して同方向に回転し、スタビライザ１の剛性を変化させることができる。

以上説明したように、本実施例の車両用スタビライザは、左右の車輪が同相にストロークした場合には、アーム２がたわみやすいので乗り心地をよくすることができる。旋回走行時など、左右の車輪が逆相にストロークした場合は、ストローク差に応じて自動的にアーム２がたわみにくくなり、左右ストローク差の分、スタビライザバー５がねじられる。したがって、逆相にストロークした場合は、車両のローリングが低減され操縦安定性が向上する。アーム２は、車輪のストローク量に応じて、徐々に回転するので、スタビライザの剛性をなめらかに可変できる。また、本実施例のスタビライザは、ＥＣＵ（電子制御ユニット）により制御されるアクティブサスペンション等よりもコストの低減が可能である。

スタビライザの斜視図である。 アーム２が貫通した円筒部５ａ及びレバー部４の断面図の一例である。 スタビライザの背面視の一例である。 車輪が逆相にストロークした場合のスタビライザの一例である。 車輪のストロークとアーム２の回転の関係を説明するための図である。 レバー部４を別の位置に設けた例を示す図である。

符号の説明

１ スタビライザ
２ アーム
２ａ 突端部
３ スタビリンク
４ レバー部
５ スタビライザバー
６ リンク材

Claims (2)

1. アームの回転により剛性を変化させる車両用スタビライザにおいて、
   前記アームは、該アームの軸を中心に回転可能であり、
   左右の前記アームは、左右の車輪のストローク差に応じて、連動して回転し、
   前記アームは、回転により車輪のストローク方向の曲げ抵抗が変化する、
   ことを特徴とする車両用スタビライザ。
2. 前記アームは、左右の該アームに突起して設けられたレバー部と、
   前記左右のレバー部の端部間の距離が一定となるように前記端部間を連結するリンク材と、を有し、
   前記左右のレバー部の突起方向は、互いに所定の角度をなし、
   前記左右のレバー部は、前記リンク材を介して前記アームと共に回転する、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用スタビライザ。

Images