JP2006168407A - 車高調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を低減し、エアバネの搭載場所を調整可能な車高調整装置を提供すること。
【解決手段】 左右のサスペンションアームと、左右のサスペンションアームの間に介装されたスタビライザバーと、スタビライザバーと一体に配設された車高を変動させるエアバネと、を有することを特徴とする車高調整装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の車高調整装置に関する。

エアを容器に入れてその圧縮性を利用し、容器内の空気量を変えて車高が調整できるエアサスペンションが知られている（例えば、特許文献１参照。）。エアサスペンションは、検出された各輪の車高偏差に基づいてエアの給排装置を制御し、複数のエアチャンバに対して空気をそれぞれ給排することにより、各輪位置の車高を目標車高に設定する。これにより、乗員または積載荷物の増減による車高変化を是正することができる。
特開平５−１６６３１号公報

しかしながら、特許文献１記載のようなエアサスペンションは、左右輪のダンパに別々の車高調整用のエアバネがそれぞれ配設されているため、部品点数が増大してしまうという問題がある。

また、左右のダンパ等にエアバネを搭載するスペースを確保することが困難な場合がある。限られたスペースに搭載できるようにエアバネの小型化することが望ましいが、エアバネの内圧の増大には限度があるため、車重や積載物の支持には所定以上の径のエアバネが必要となる。

小型化が困難であるため車輪から離してエアバネを搭載すると、アーム比が低下してエアバネを大型化する必要が生じ、大型のエアバネにエアを供給するためのコンプレッサ及びエア回路の高圧化に伴い、車両の重量増及びエアサスペンションのコスト増をもたらすという不都合ある。

本発明は、上記問題に鑑み、部品点数を低減し、エアバネの搭載場所を調整可能な車高調整装置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、左右のサスペンションアームと、左右のサスペンションアームの間に介装されたスタビライザバーと、スタビライザバーと一体に配設された車高を変動させるエアバネと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、エアバネは、１つ以上あればよいので部品点数及びコストの低減が可能な車高調整装置を提供することができる。

また、本発明の一形態において、スタビライザバーは、左右の車輪の逆相の変位を許容する捩れ許容部を有し、捩れ許容部に前記エアバネを配設すること、を特徴とする。

また、本発明の一形態において、スタビライザバーは、互いに連結される第１及び第２のバーを有し、捩れ許容部は、第１及び第２のバーを連結し、第１又は第２のバーよりもバネ定数の低いトーションバーと、第１及び第２のバーを連結するギアと、トーションバーとギアを収容するハウジングと、を有し、捩れ許容部に、ハウジングとエアバネを支持するエアバネ支持部を一体に形成する、ことを特徴とする。

また、本発明の一形態において、ギアは、対向して設けられた１対のヘリカルギアであり、記１対のヘリカルギアは、第１及び第２のバーの端部に形成されたヘリカルギアと、それぞれ噛合している、ことを特徴とする。

部品点数を低減し、エアバネの搭載場所を調整可能な車高調整装置を提供することができる。

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説明する。図１は、エアバネによる車高調整装置が適用されたサスペンションの概略構成図を示す。

スタビライザ２は、車幅方向に延びるスタビライザバー部分２ａと、スタビライザバー部分２ａの両端部に屈曲成形されてそれぞれ一体に連設された左右一対のスタビライザバー部分２ｂとを有している。スタビライザ２は、車体の前部又は後部において左右の前輪又は後輪間に配設される。以下では、車体前部のサスペンションに基づき説明するが、後輪についても同様に構成できる。

図１のスタビライザバー部分２ａは、車体前部を構成するフロントクロスメンバ上に一対のブラケット７により長手方向を軸にして揺動可能な状態で取付けられると共に、スタビライザバー部分２ｂが、サスペンションアーム（ロアアーム）６にスタビリンク８を介して連結されている。これにより、スタビライザバー部分２ａは車幅方向に沿って配置され、テンションロッド部分２ｂは車体前後方向に配置されている。

左右の車輪のナックルにはコイルスプリングとショックアブソーバからなるサスペンションストラット４が略車高方向に配設される。サスペンションストラット４の車高側端部は、防震支持装置（アッパサポート）等により、サスペンションタワーに回動自在に連結されて車体を支持する。

旋回走行などにより車体がローリングすると、一方のスタビリンク８及びスタビライザバー部分２ｂは、車輪のストローク量に応じて変位するので、スタビライザバー部分２ａにねじれが生じる。スタビライザバー部分２ａに生じたねじれは、他方のスタビリンク８及びスタビライザバー部分２ｂを同相に変位させ、アンチロール機能等を発揮する。

スタビライザバー部分２ａには、後述の捩り許容部１０によりエアバネ３が一体的に接続される。エアバネ３の端部３ａは、フロントの車体メンバに当接するように接続される。エアバネ３はエア室を有し、当該エア室に、コンプレッサ等により圧縮された圧縮エア（ガス）の給排手段を接続した構成となっている。エアバネ３は、周知の構造によりエア圧力により車高方向に伸縮可能であると共に、任意の弾性係数に設定可能である。

エアバネの作動について説明する。エアコンプレッサにより加圧されたエアは、エアドライヤにより空気中に含まれる水分を除去された後、所定圧力に調整されたエアリザーバタンク３２に貯留される。エアリザーバタンク３２に貯留された圧縮エアは、レベリングバルブ３１を介してエアバネ３に送られる。

レベリングバルブ３１の本体は、車高の変動により高さ位置が変化しない車軸側（フロントサスペンションメンバ等）に固定され、バルブを駆動するレバー３３が、車高の変動を検出可能なように車体の一部（フロントの車体メンバ）に当接されている。バルブを駆動するレバー３３は、車軸側と車体との間の距離の変化を検出し、エアバネ３のバルブを駆動して給・排気を行う。

車体に加わる荷重の増減に応じて車軸側と車体の間の距離が変化すると、レバー３３が揺動することで、圧縮エアの充填の度合いをレベリングバルブ３１が調節し、車高が低下するとレベリングバルブ３１がエアリザーバタンク３２とエアバネ３とを連通して車高を上昇させ、逆に車高が上昇すると、レベリングバルブ３１が排気側に開いて、エアバネ３内の空気を排気して車高を低下させる。なお、車高センサを設け、該車高センサにより検出された車高に基づき、コンピュータがレベリングバルブ３１の給・排制御を行ってもよい。

エアバネ３のエア圧力と車高との関係について説明する。乗員の搭乗や積載物の搭載がない標準の車高高さから±Ａ〔ｍｍ〕（例えば、４０ｍｍ）車高を調整可能とする場合、エアバネ３に圧縮エアが充填されていない状態で、標準の車高高さから−Ａｍｍの車高となるように、サスペンションストラット４のスプリングのバネ定数を設計する。この状態からＡｍｍ車高が高くなるようにエアを供給すれば、標準の車高高さが得られる。また、標準の車高高さからエアを供給すると、＋Ａｍｍ車高が高くなるようにエア圧力とエアバネの伸縮を調整することで、標準の車高高さから±Ａ〔ｍｍ〕の車高の調整が可能となる。なお、車高調整の幅は一例であり上下に不均一の調整幅（例えば、＋側にＡｍｍ、−側にＢｍｍ）を有するように設計してもよい。

図１のようなエアバネ３の適用されたサスペンションであれば、左右の一方又は両方の車高が高荷重により低下したような場合、レバー３３が車体の低下を検出し、エアバネ３にエアが供給されることで、サスペンション近傍の車高を全体的に高くすることができる。同様に、荷重が除去され、車高が高くなったような場合、エアバネ３からエアを排気することで、サスペンション近傍の車高を全体的に低くすることができる。

続いてスタビライザバー２に、エアバネ３を配設するための構造について説明する。本実施の形態のサスペンションは、エアバネ３の伸縮を効率よく車両に伝えられるように構成することが好適となる。エアバネ３の伸縮を車両に効率よく伝えるため、スタビライザバー２は、車両前後方向に高剛性に、すなわち、たわみ等を生じないように構成される。

一方で、単に高剛性とすると、スタビライザバー２による適度なロール性が損なわれるため、一対のサスペンションアーム６が逆相に変位した場合には、適度に低い捩り剛性を有することが好適である。本実施の形態では、高剛性と適度に低い捩り剛性とを両立させるようにスタビライザバー２に捩り許容部１０を有するように構成する。

図２は、捩り許容部１０の構成を示す図である。なお、図２において図１と同一構成部分には同一の符号を付しその説明は省略する。図２では、スタビライザバー２は、第１のバー２１と第２のバー２２とを有するように構成される。第１のバー２１と第２のバー２２は、トーションバー２３を介して連結される。

第１のバー２１と第２のバー２２は、端部にヘリカルギアを有し、対向して設けられた一対のヘリカルギア２４、２５と噛合して構成される。すなわち、ヘリカルギア２４と第２のバー２２のヘリカルギア、第２のバー２２のヘリカルギアとヘリカルギア２５、ヘリカルギア２５と第１のバー２１のヘリカルギア、がそれぞれ噛合している（以下、第１のバー２１、第２のバー２２、ヘリカルギア２４及びヘリカルギア２５の噛合部を単に噛合部という）。噛合部はハウジング４１に収納され、スタビライザバー２の長手方向を軸にしてハウジング４１内で揺動可能である。かかる構造により、第１のバー２１（又は第２のバー２２）に、バウンド又はリバンウンドの入力があった場合、ヘリカルギア２４と２５が互いに向かって逆方向に回転し、第２のバー２２（又は第１のバー２１）の入力と同量かつ逆相に変位させる。すなわち、第１のバー２１と第２のバー２２は、ヘリカルギア２４及びヘリカルギア２５を介して互いに同量だけ逆相に変位するように作用する。

トーションバー２３は、例えば、両端にスプライン３１が形成され、第１のバー２１、と第２のバー２２の端部内側に形成されたスプラインと、スプライン３１が噛合するように挿入される。トーションバー２３の捩りバネ定数は、高剛性の第１のバー２１と第２のバー２２よりも小さく設計され、スタビライザバー２が逆相に変位した場合、トーションバー２３にねじれが生じる。トーションバー２３の捩れバネ定数は、当該捩り許容部１０がない場合にスタビライザバー２全体の捩れと同等になるように設計されることが好適である。

ハウジング４１は、スタビライザバー２と一体に形成され、ベアリング４２によりスタビライザバー２を揺動可能に支持すると共に、エアバネ３を搭載するエアバネ支持部２６がハウジング４１から延設されている。

以上のような構成により、第１のバー２１と第２のバー２２が逆相に変位した場合、トーションバー２３が所定量ねじられる。これにより、スタビライザバー２の適度なロール性を得ることができる。また、高剛性の第１のバー２１及び第２のバー２２、並びに、ハウジング４１及びエアバネ支持部２６を介して、エアバネ３の伸縮を効率よく車体に伝え、車高を調整できる。

また、図１及び図２では、スタビライザバー２の略中央にエアバネ３を配設したが、エアバネ３は車幅方向のいずれに配設しもよい。また、図１及び図２では、エアバネ３をスタビライザバー２よりもフロント側に配設したが、スタビライザバー２よりもリア側に配設してもよい。したがって本実施の形態の車高調整装置は、配置設計を容易にしてエアバネを車載できる。

なお、図２の捩り許容部１０は一例であり、エアバネ３の伸縮を効率よく車両に伝えられると共に、スタビライザバー２を適度に捩り可能であれば、どのような構造であってもよい。例えば、図３に示すように、サンギア５１にスタビライザバー２を挿入して固着し、該サンギア５１の外周及びハウジング４１の内面に形成されたギアと噛合するプラネタリーギア５２とより構成してもよい。かかる構造により、スタビライザバー２を捩り可能であると共に、エアバネ３の伸縮を効率よく車両に伝えることができる。

以上説明したように、本実施の形態の車高調整装置であれば、前輪と後輪にそれぞれ１つのエアバネを設けることで車高を調整できるので、部品点数を低減し、エアバネの搭載場所を調整して車高を調整することができる。

エアバネによる車高調整装置が適用されたサスペンションの概略構成図である。 捩り許容部の構成を示す図である。 捩り許容部の別の構成を示す図である。

符号の説明

２ スタビライザバー
３ エアバネ
４ サスペンションストラット
６ サスペンションアーム
８ スタビリンク
１０ 捩り許容部
２１ 第１のバー
２２ 第２のバー
２３ トーションバー
２４、２５ ヘリカルギア
２６ エアバネ支持部
３１ レベリングバルブ
４１ ハウジング

Claims (4)

1. 左右のサスペンションアームと、
   前記左右のサスペンションアームの間に介装されたスタビライザバーと、
   前記スタビライザバーと一体に配設された車高を変動させるエアバネと、
   を有することを特徴とする車高調整装置。
2. 前記スタビライザバーは、左右の車輪の逆相の変位を許容する捩れ許容部を有し、
   前記捩れ許容部に前記エアバネを配設すること、を特徴とする請求項１記載の車高調整装置。
3. 前記スタビライザバーは、互いに連結される第１及び第２のバーを有し、
   前記捩れ許容部は、前記第１及び第２のバーを連結し、前記第１又は第２のバーよりもバネ定数の低いトーションバーと、
   前記第１及び第２のバーを連結するギアと、
   前記トーションバーと前記ギアを収容するハウジングと、を有し、
   前記捩れ許容部に、前記ハウジングと前記エアバネを支持するエアバネ支持部を一体に形成する、
   ことを特徴とする請求項２記載の車高調整装置。
4. 前記ギアは、対向して設けられた１対のヘリカルギアであり、
   前記１対のヘリカルギアは、前記第１及び第２のバーの端部に形成されたヘリカルギアと、それぞれ噛合している、
   ことを特徴とする請求項３記載の車高調整装置。

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