JP2006175913A - 車両用懸架装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を増大させることなく、通常用いられているスタビライザバーおよびスタビリンクの形状に変更を加えずに操舵感を向上させ得る車両用懸架装置を提供する。
【解決手段】 車両用懸架装置は、ストラット装置１０、スタビライザバー３１およびスタビリンク３２を備える。スタビライザバー３１は、車両の幅方向に延設される中間軸部３１ａをブラケット３３およびゴムブッシュ３４（取付部材）を介して車体に回転可能に取り付けられ、各外側部３１ｂをスタビリンク３２を介してストラット装置１０のアブソーバ１１（車輪支持部材）に取り付けられる。ゴムブッシュ３４は、その外周面にてブラケット３３の内周面に加硫接着されるとともに、その内周面にてスタビライザバー３１の中間軸部３１ａの外周面に加硫接着される。スタビライザバー３１が車両に組み付けられた状態では、ゴムブッシュ３４が軸線 回りに所定角度弾性的に捩られている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、スタビライザバーを備えた車両用懸架装置に関する。

車両用懸架装置には、例えば下記特許文献１に記載されているように、スタビライザバーが、車両の幅方向に延設される中間軸部を取付部材を介して車体に回転可能に取り付けられ、左右両端部を左右のスタビリンクを介して左右の車輪支持部材にそれぞれ取り付けられて構成されているものがある。
特開平７−１３７５２２号公報

上記した特許文献１に記載されている車両用懸架装置では、操舵感が向上するように、具体的には車輪支持部材が動作位置（旋回走行位置）から中立位置（直進走行位置）に戻されるときの復元力が得られるように、スタビライザバーとスタビリンク間にゴムブッシュが介装されていて、車両の旋回時に車輪側支持部材およびスタビリンクのキングピン軸回りの回転変位に伴ってゴムブッシュが弾性的に捩られ、このゴムブッシュの弾性復帰力により車輪側支持部材にモーメントが付与される。

ところで、上記した特許文献１に記載されている車両用懸架装置において、スタビライザバーとスタビリンク間に介装したゴムブッシュは新設するものであるため、操舵感を向上させるための部品点数が増大するという問題がある。また、ゴムブッシュをスタビライザバーとスタビリンク間に介装するためには、スタビライザバーおよびスタビリンクの端部の形状を特殊な形状に変更しなければならず、通常用いられているスタビライザバーおよびスタビリンクをそのまま使用できないことから、車両用懸架装置が高価になるという問題もある。

したがって、本発明では、上記した問題に対処するために、部品点数を増大させることなく、通常用いられているスタビライザバーおよびスタビリンクの形状に変更を加えずに操舵感を向上させることが可能な車両用懸架装置を提供することをその目的をしている。

上記目的を達成するために、本発明においては、スタビライザバーが、車両の幅方向に延設される中間軸部を取付部材を介して車体に軸回りに回転可能に取り付けられ、左右両端部を左右のスタビリンクを介して左右の車輪支持部材にそれぞれ取り付けられてなる車両用懸架装置において、前記取付部材は、車体に固定されるブラケットと、このブラケットと前記スタビライザバーの中間軸部間に組み付けられるゴムブッシュとを備えており、同ゴムブッシュはその外周面にて前記ブラケットに固着されるとともにその内周面にて前記スタビライザバーの中間軸部に固着されていて、前記スタビライザバーが車両に組み付けられた状態では、前記ゴムブッシュが軸線回りに所定角度弾性的に捩られるように構成したことに特徴がある。

この場合には、スタビライザバーを車体に回転可能に取り付けるための取付部材の一構成要素であるゴムブッシュを利用して、このゴムブッシュを所定角度弾性的に捩らせた状態でブラケットとスタビライザバーの中間軸部間に組み付けることにより、スタビライザバーに対してゴムブッシュの弾性復帰力によるモーメントが付与される。これにより、操舵感を向上させるための部品点数の増大が抑えられる。また、ゴムブッシュは、通常用いられているようにブラケットとスタビライザバーの中間軸部間に組み付けられているものであるため、スタビライザバーおよびスタビリンクの形状を特殊な形状に変更する必要がなく、通常用いられているスタビライザバーおよびスタビリンクをそのまま使用できるため、車両用懸架装置を安価に構成することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記車輪支持部材が中立位置にあるとき、前記ゴムブッシュの弾性復帰力により前記スタビライザバーから前記スタビリンクを介して前記車輪支持部材に作用する力の作用線とキングピン軸の軸線とが交差しないように前記スタビリンクが配置されているように実施することも可能である。

ゴムブッシュの弾性復帰力によりスタビライザバーからスタビリンクを介して車輪支持部材に作用する力の作用線とキングピン軸の軸線（回転中心線）とが交差しないようにスタビリンクを配置することにより、例えば、車両用懸架装置の設計上のレイアウトに起因して中立位置にある車輪支持部材に対してキングピン軸回りの過大なモーメントが作用する場合には、このモーメントを打ち消す向きのモーメントを車輪支持部材に付与することができる。これにより、操舵ハンドルの過大な手ごたえ感を減らすことができ、操舵感を向上させることが可能である。また、車輪支持部材に対してキングピン軸回りの過小なモーメントが作用する場合には、このモーメントを増大させる向きのモーメントを車輪支持部材に付与することができる。これにより、操舵ハンドルの過小な手ごたえ感を増やすことができ、操舵感を向上させることが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記車輪支持部材が中立位置にあるとき、前記ゴムブッシュの弾性復帰力により前記スタビライザバーから前記スタビリンクを介して前記車輪支持部材に作用する力の作用線とキングピン軸の軸線とが交差するように前記スタビリンクが配置されているように実施することも可能である。

ゴムブッシュの弾性復帰力によりスタビライザバーからスタビリンクを介して車輪支持部材に作用する力の作用線とキングピン軸の軸線とが交差するようにスタビリンクを配置することにより、中立位置にある車輪支持部材に対してはキングピン軸回りのモーメントが付与されないが、動作位置にある車輪支持部に対してはキングピン軸回りのモーメントが付与されるようにすることができる。これにより、車両の旋回時において、車輪支持部材が動作位置から中立位置に戻されるときの復元力が得られることになって、操舵感を向上させることが可能である。

以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。図１〜図３は、本発明に係る車両用懸架装置の第１実施形態を概略的に示していて、この第１実施形態の車両用懸架装置は、左右一対のストラット装置１０、スタビライザバー３１および左右一対のスタビリンク３２を備えている。

各ストラット装置１０は、アブソーバ１１およびコイルスプリング１２を備えている。アブソーバ１１は、車輪支持部材として機能するものであり、図示を省略するピストンロッドの上端にてコイルスプリング１２を介在させた状態で車体４０に連結されており、その下端にはステアリングナックル２１が固定されている。

ステアリングナックル２１は、その上部にてアブソーバ１１に固定されていて、一方のアームにてボールジョイント２２を介してロアアーム２３に回転可能に連結されるとともに、他方のアームにてボールジョイント２４を介してタイロッドエンド２５に回転可能に連結されている。また、ステアリングナックル２１は、中央部にて図示を省略するハブを介して左右輪５０をそれぞれ回転可能に支持している。

ロアアーム２３は、図２に示すように、その内側端にて車体４０に略前後方向の軸線回りに回転可能に取り付けられている。タイロッドエンド２５は、その内側端にてタイロッド２６にねじ結合されている。タイロッド２６は、ボールジョイント２７を介してステアリングラック２８に回転可能に連結されている。

これにより、アブソーバ１１およびステアリングナックル２１は、操舵ハンドルの操舵によるステアリングラック２８、タイロッド２６およびタイロッドエンド２５の車両幅方向の変位に応じて、キングピンＫＰ軸回りに回転変位する。ここで、キングピンＫＰ軸は、アブソーバ１１と車体４０との連結中心と、ステアリングナックル２１とロアアーム２３とを連結するボールジョイント２２の回転中心とを結んだ回転中心線によって規定されている。

なお、この第１実施形態においては、アブソーバ１１およびステアリングナックル２１の設計上のレイアウトにより、アブソーバ１１が中立位置（直進走行位置）にあるときに、例えばタイヤに働く車両重量の反力、予め調整されるトー角、キャンバ角などに起因してアブソーバ１１にトーイン方向の過大なモーメントMoが作用するようになっている。

スタビライザバー３１は、略コ字状に形成されていて、中間軸部３１ａおよび左右の外側部３１ｂを有している。中間軸部３１ａは、車両の幅方向に延在していて、その左右端近傍にて取付部材としてのブラケット３３およびゴムブッシュ３４を介して車体４０の上面に回転可能に取り付けられている。各外側部３１ｂは、車両の前後方向に延在していて、前端にてスタビリンク３２を介してアブソーバ１１に取り付けられている。

各スタビリンク３２は、直線状に形成されていて、略上下方向に配置されており、上端にてボールジョイント３５を介してアブソーバ１１に回転可能に連結されるとともに、下端にてボールジョイント３６を介してスタビライザバー３１の外側部３１ｂの前端に回転可能に連結されている。各スタビリンク３２は、その軸線が上端から下端に向かうに従って車両前方および内方に傾斜し、かつキングピン軸ＫＰと交差しない位置に配置されている。また、各スタビリンク３２の上端すなわちスタビリンク３２とアブソーバ１１とを連結するボールジョイント３５の回転中心は、キングピン軸ＫＰに対して車両幅方向内方に位置している。

ところで、この第１実施形態においては、ゴムブッシュ３４がその外周面にてブラケット３３の内周面に加硫接着されるとともに、その内周面にてスタビライザバー３１の中間軸部３１ａの外周面に加硫接着されていて、ブラケット３３およびゴムブッシュ３４が組み付けられたスタビライザバー３１の自由状態では、図３の二点鎖線で示すように、車両が標準車高（例えば、前席に２名乗車している状態の車高）にあるときのブラケット３３の車体４０への取付け面を基準として、スタビライザバー３１の両外側部３１ｂが前記取付け面よりも所定角度（例えば１０°以上の角度）だけ下方に位置するようになっている。

このため、スタビライザバー３１が、図１〜図３に示すように車両に組み付けられた状態では、ゴムブッシュ３４が軸線回りに所定角度弾性的に捩られており、ゴムブッシュ３４の弾性復帰力によりスタビライザバー３１に対して車両下方へのモーメントMbが付与された状態になっている。このモーメントMbに応じてスタビライザリンク３２には、図２および図３に示すように、その軸線方向に引張力Flが作用している。

そして、引張力Flの作用線とキングピン軸ＫＰの軸線とが交差しないようにスタビリンク３２が配置されているため、この引張力Flの水平成分を受けて、アブソーバ１１にはキングピンＫＰ軸回りにトーアウト方向のモーメントMkが付与される。このモーメントMkは、上記したアブソーバ１１およびステアリングナックル２１の設計上のレイアウトに起因して中立位置にあるアブソーバ１１に作用しているトーイン方向のモーメントMoを打ち消すように作用する。

したがって、モーメントMoに応じてタイロッドエンド２５およびタイロッド２６に付与されている引張力Ｆtが、モーメントMkに応じてタイロッドエンド２５およびタイロッド２６に付与される圧縮力Ｆcにより小さくされる。その結果、ステアリングナックル２１とタイロッドエンド２５間のボールジョイント２４やタイロッド２６とステアリングラック２８間のボールジョイント２７に作用する摩擦力が減少するため、操舵ハンドルの過大な手ごたえ感を減らすことができ、操舵感を向上させることが可能である。また、ボールジョイント２４および２７の耐久性を向上させることも可能である。

上記した第１実施形態においては、ゴムブッシュ３４の弾性復帰力によりスタビライザバー３１に対して車両下方へのモーメントMbが付与されるように実施したが、アブソーバ１１およびステアリングナックル２１の設計上のレイアウトにより、中立位置にあるアブソーバ１１に対してトーイン方向の過小なモーメントMoが作用している場合には、図４および図５に示すように、スタビライザバー３１に対して車両上方への回転モーメントMbが付与されるように実施することも可能である。なお、図４および図５に示したこの第２実施形態の他の構成は、上記第１実施形態と同じであるため、同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

この第２実施形態においても、上記した第１実施形態と同様に、ゴムブッシュ３４がその外周面にてブラケット３３の内周面に加硫接着されるとともに、その内周面にてスタビライザバー３１の中間軸部３１ａの外周面に加硫接着されているが、ブラケット３３およびゴムブッシュ３４が組み付けられたスタビライザバー３１の自由状態では、図５の二点鎖線で示すように、車両が標準車高にあるときのブラケット３３の車体４０への取付け面を基準として、スタビライザバー３１の両外側部３１ｂが前記取付け面よりも所定角度（例えば１０°以上の角度）だけ上方に位置するようになっている。

このため、スタビライザバー３１が、図４および図５に示すように車両に組み付けられた状態では、ゴムブッシュ３４が軸線回りに所定角度弾性的に捩られており、スタビライザバー３１に対してゴムブッシュ３４の弾性復帰力による車両上方へのモーメントMbが付与された状態になっている。このモーメントMbに応じてスタビライザリンク３２には、その軸線方向に圧縮力Flが作用している。

そして、圧縮力Flの作用線とキングピン軸ＫＰの軸線とが交差しないようにスタビリンク３２が配置されているため、この圧縮力Flの水平成分を受けて、アブソーバ１１にはキングピンＫＰ軸回りにトーイン方向のモーメントMkが付与される。このモーメントMkは、上記したアブソーバ１１およびステアリングナックル２１の設計上のレイアウトに起因して中立位置にあるアブソーバ１１に作用しているトーイン方向のモーメントMoを増大させるように作用する。

したがって、モーメントMoに応じてタイロッドエンド２５およびタイロッド２６に付与されている引張力Ｆtが、モーメントMkに応じてタイロッドエンド２５およびタイロッド２６に付与される引張力Ｆt2により大きくされる。その結果、ステアリングナックル２１とタイロッドエンド２５間のボールジョイント２４やタイロッド２６とステアリングラック２８間のボールジョイント２７に作用する摩擦力が増大するため、操舵ハンドルの過小な手ごたえ感を増やすことができ、操舵感を向上させることが可能である。すなわち、ステアリング系の摩擦は車両全体で適切に管理する項目であり、車両によっては他の部品の摩擦が少ないために、操舵ハンドルの手ごたえ感が過小となる場合があるが、この場合には、ボールジョイント２４および２７に作用する摩擦力を増大させて、操舵ハンドルの手ごたえ感を過大にすることが望まれるからである。

上記した第１および第２実施形態においては、アブソーバ１１およびステアリングナックル２１の設計上のレイアウトにより、中立位置にあるアブソーバ１１に対してトーイン方向の過大および過小なモーメントMoがそれぞれ作用している場合について実施したが、中立位置にあるアブソーバ１１に対してトーアウト方向の過大および過小なモーメントMoがそれぞれ作用している場合に本発明を実施することも可能である。

中立位置にあるアブソーバ１１に対してトーアウト方向の過大なモーメントMoが作用している場合には、上記した第２実施形態のように、ゴムブッシュ３４の弾性復帰力によりスタビライザバー３１に対して車両上方へのモーメントMbが付与されるように実施することにより、アブソーバ１１にはキングピンＫＰ軸回りにトーイン方向のモーメントMkが付与される。このモーメントMkは、モーメントMoを打ち消すように作用するため、モーメントMoに応じてタイロッドエンド２５およびタイロッド２６に付与されている圧縮力が、モーメントMkに応じてタイロッドエンド２５およびタイロッド２６に付与される引張力により小さくされる。

その結果、ステアリングナックル２１とタイロッドエンド２５間のボールジョイント２４やタイロッド２６とステアリングラック２８間のボールジョイント２７に作用する摩擦力が減少するため、操舵ハンドルの過大な手ごたえ感を減らすことができ、操舵感を向上させることが可能である。また、ボールジョイント２４および２７の耐久性を向上させることも可能である。

一方、中立位置にあるアブソーバ１１に対してトーアウト方向の過小なモーメントMoが作用している場合には、上記した第１実施形態のように、ゴムブッシュ３４の弾性復帰力によりスタビライザバー３１に対して車両下方へのモーメントMbが付与されるように実施することにより、アブソーバ１１にはキングピンＫＰ軸回りにトーアウト方向のモーメントMkが付与される。このモーメントMkは、モーメントMoを増大させるように作用するため、モーメントMoに応じてタイロッドエンド２５およびタイロッド２６に付与されている圧縮力が、モーメントMkに応じてタイロッドエンド２５およびタイロッド２６に付与される圧縮力により大きくされる。

その結果、ステアリングナックル２１とタイロッドエンド２５間のボールジョイント２４やタイロッド２６とステアリングラック２８間のボールジョイント２７に作用する摩擦力が増大するため、操舵ハンドルの過小な手ごたえ感を増やすことができ、操舵感を向上させることが可能である。

上記第１および第２実施形態ないし各変形実施形態においては、スタビライザリンク３２に作用する力の作用線とキングピン軸ＫＰの軸線とが交差しないようにスタビリンク３２が配置されるように実施したが、図６および図７（Ａ）に示すように、スタビライザリンク３２に作用する力の作用線とキングピン軸ＫＰの軸線とが交差するようにスタビリンク３２が配置されるように実施することも可能である。なお、図６に示したこの第３実施形態の他の構成は、上記第１実施形態と同じであるため、同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

この第３実施形態においては、上記した第１実施形態と同様に、ゴムブッシュ３４の弾性復帰力によりスタビライザバー３１に対して車両下方へのモーメントMbが付与された状態にあり、このモーメントMbに応じてスタビライザリンク３２には引張力Flが作用している。ただし、上記した第１実施形態とは異なり、引張力Flの作用線がキングピンＫＰ軸の軸線と交差するようにスタビライザリンク３２が配置されているため、中立位置にあるアブソーバ１１に対してはキングピンＫＰ軸回りのモーメントMkが付与されないようになっている。

この場合、例えば車両の右旋回時には、図７（Ｂ）に示すようにアブソーバ１１のキングピンＫＰ軸回りの回転変位に伴って前記引張力Flの作用線とキングピンＫＰ軸の軸線とが交差しなくなり、動作位置（旋回走行位置）にあるアブソーバ１１に対してキングピンＫＰ軸回りの反時計回りのモーメントMkが付与されるようになる。その結果、車両の右旋回時において、アブソーバ１１が動作位置から中立位置に戻されるときの復元力が得られることになって、操舵感を向上させることが可能である。

一方、例えば車両の左旋回時には、動作位置（旋回走行位置）にあるアブソーバ１１に対してキングピンＫＰ軸回りの時計回りのモーメントMkが付与されるようになる。その結果、車両の右旋回時の場合と同様に、アブソーバ１１が動作位置から中立位置に戻されるときの復元力が得られることになって、操舵感を向上させることが可能である。

なお、上記第３実施形態において、スタビライザバー３１を車両に組み付ける際に、各スタビリンク３２の取付け位置が多少ずれたとしても、各アブソーバ１１にはキングピンＫＰ軸回りに互いに反対回りのモーメントが付与され、またステアリングナックル２１がタイロッド２６等によりキングピンＫＰ軸回りの独立した回転変位を規制されているために、取付け位置のずれに起因したモーメントは互いに打ち消し合うこととなって、左右輪５０は中立位置に留まる。したがって、スタビリンク３２のアブソーバ１１に対する上記取付け位置からのある程度のずれは許容される。

上記した各実施形態および各変形実施形態によれば、スタビライザバー３１を車体４０に回転可能に取り付けるための取付部材の一構成要素であるゴムブッシュ３４を利用して、このゴムブッシュ３４を所定角度弾性的に捩らせた状態でブラケット３３とスタビライザバー３１の中間軸部３１ａ間に組み付けることにより、スタビライザバー３１に対してゴムブッシュ３４の弾性復帰力によるモーメントが付与される。これにより、操舵感を向上させるための部品点数の増大が抑えられる。また、ゴムブッシュ３４は、通常用いられているようにブラケット３３とスタビライザバー３１の中間軸部３１ａ間に組み付けられているものであるため、スタビライザバー３１およびスタビリンク３２の形状を特殊な形状に変更する必要がなく、通常用いられているスタビライザバー３１およびスタビリンク３２をそのまま使用できるため、車両用懸架装置を安価に構成することが可能である。

上記した各実施形態および各変形実施形態においては、各スタビリンク３２が、その軸線を上端から下端に向かうに従って車両前方および内方に傾斜した状態で配置されるように実施したが、その軸線を上端から下端に向かうに従って車両後方および内方に傾斜した状態で配置されるように実施することも可能である。この場合には、アブソーバ１１に対して、上記した説明とは逆回りのキングピンＫＰ軸回りのモーメントMkが付与されることになる。

また、スタビリンクの配置、スタビリンクに作用する力の方向、懸架装置のレイアウトにより中立位置においてアブソーバおよびステアリングナックルに付与されるキングピン軸回りのモーメントの向きの設定などは、上記各実施形態および各変形実施形態に限らず、種々に組み合わせて実施することが可能である。

本発明の第１ないし第３実施形態およびそれらの変形実施形態に係る車両用懸架装置を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係り、図１に示した車両用懸架装置の右前輪の平面図である。 本発明の第１実施形態に係り、図１に示した車両用懸架装置の右前輪を内側からみた側面図である。 本発明の第２実施形態に係り、図１に示した車両用懸架装置の右前輪の平面図である。 本発明の第２実施形態に係り、図１に示した車両用懸架装置の右前輪を内側からみた側面図である。 本発明の第３実施形態に係り、図１に示した車両用懸架装置の右前輪を内側からみた側面図である。 図６に示した７−７視図であり、（Ａ）は、車両用懸架装置が中立位置にあるときの状態をスケルトンで概略的に示した説明図であり、（Ｂ）は、車両用懸架装置が右操舵位置にあるときの状態をスケルトンで概略的に示した説明図である。

符号の説明

１０…ストラット装置、１１…アブソーバ、１２…コイルスプリング、２１…ステアリングナックル、２３…ロアアーム、２４…タイロッドエンド、２６…タイロッド、２８…ステアリングラック、２２，２４，２７…ボールジョイント、３１…スタビライザバー、３１ａ…中間軸部、３１ｂ…外側部、３２…スタビリンク、３３…ブラケット、３４…ゴムブッシュ、３５，３６…ボールジョイント、４０…車体、５０…左右輪

Claims (3)

1. スタビライザバーが、車両の幅方向に延設される中間軸部を取付部材を介して車体に回転可能に取り付けられ、左右両端部を左右のスタビリンクを介して左右の車輪支持部材にそれぞれ取り付けられてなる車両用懸架装置において、
   前記取付部材は、車体に固定されるブラケットと、このブラケットと前記スタビライザバーの中間軸部間に組み付けられるゴムブッシュとを備えており、同ゴムブッシュはその外周面にて前記ブラケットに固着されるとともにその内周面にて前記スタビライザバーの中間軸部に固着されていて、前記スタビライザバーが車両に組み付けられた状態では、前記ゴムブッシュが軸線回りに所定角度弾性的に捩られるように構成したことを特徴とする車両用懸架装置。
2. 請求項１に記載した車両用懸架装置において、
   前記車輪支持部材が中立位置にあるとき、前記ゴムブッシュの弾性復帰力により前記スタビライザバーから前記スタビリンクを介して前記車輪支持部材に作用する力の作用線とキングピン軸の軸線とが交差しないように前記スタビリンクが配置されていることを特徴とする車両用懸架装置。
3. 請求項１に記載した車両用懸架装置において、
   前記車輪支持部材が中立位置にあるとき、前記ゴムブッシュの弾性復帰力により前記スタビライザバーから前記スタビリンクを介して前記車輪支持部材に作用する力の作用線とキングピン軸の軸線とが交差するように前記スタビリンクが配置されていることを特徴とする車両用懸架装置。
   

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