JP2006193013A

JP2006193013A - 車両用スタビライザ装置

Info

Publication number: JP2006193013A
Application number: JP2005005224A
Authority: JP
Inventors: Akira Wakana; 明若菜
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】本発明は車両のロール角に応じてスタビライザバーの捩り剛性を変化させることを課題とする。
【解決手段】スタビライザバー１６は、横架部１６ａの中間部分に筒状の捩り剛性可変部材２０が嵌合されている。捩り剛性可変部材２０の左端２０ｂは、横架部１６ａに固定されている。捩り剛性可変部材２０の右端２０ｄには、横架部１６ａの外周より半径方向に突出するストッパ部５０が遊嵌状態に挿入される凹部５２が設けられている。凹部５２とストッパ部５０との間で周方向の相対変位が生じると、ストッパ部５０との相対変位が（Ｂ２−Ｂ１）の範囲内でまではストッパ部５０と当接せず、横架部１６ａのみの捩り剛性が発生し、両部材の相対変位が（Ｂ２−Ｂ１）以上になると、凹部５２とストッパ部５０とが当接した状態となり横架部１６ａと捩り剛性可変部材２０とを合わせた捩り剛性を発生する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用スタビライザ装置に係り、特に車両のロール角に応じてスタビライザバーの捩り剛性を変化させるよう構成された車両用スタビライザ装置に関する。

車両がコーナを走行する場合には、車両の旋回動作に伴う遠心力によって内輪と外輪にかかる荷重の大きさが異なり、車両がローリングする。車両には、このようなローリングを抑制する手段として車両用スタビライザ装置が設けられている。車両用スタビライザ装置は、左右のタイヤを支持するショックアブソーバの上下動作の位相差によって捩られるスタビライザバーを有しており、スタビライザバーの捩り剛性によって車両のロール角を抑制するように構成されている。

このスタビライザバーは、丸棒状の金属材をコ字状に曲げ加工したものであり、金属材の捩り応力に対する剛性によって左右のショックアブソーバの動きを抑制する。また、車両用スタビライザ装置は、例えば、低速走行時には路面の凹凸による衝撃を緩和するため捩り剛性を比較的低く設定し、高速走行時には走行安定性を高めるため捩り剛性を比較的高く設定することが要望されている。

このような要望に対応してスタビライザバーの捩り剛性が非線形で変化するように構成された車両用スタビライザ装置が開発されており、例えば、２分割されたスタビライザバーの中間部分にコイルバネの両端を溶接により固定したものがある（例えば、特許文献１参照）。

この構成の装置では、スタビライザバーの左右両端から捩り方向の応力が作用すると、ロール角の小さい領域ではコイルバネの弾性変形による低いロール剛性トルクを発生し、ロール角の小さい領域ではコイルバネがスタビライザバーの中間部分に当接して高いロール剛性トルクを発生させるように動作する。
実開平６−４２３１５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものでは、コイルバネの両端部をスタビライザバーに溶接するため、溶接時の加熱によりコイルバネが焼き入れされてしまい、材質的に脆くなって溶接部分の強度が低下するという問題がある。

また、コイルバネは、材質が高価なバネ鋼材であるので、製造コストが高くなるという問題もある。

そこで、本発明は上記課題を解決した車両用スタビライザ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

請求項１記載の発明は、車両のロール角を抑制するスタビライザバーを有する車両用スタビライザ装置において、前記ロール角が所定以上になると捩り剛性を高めるように段階的に捩り剛性を変化させる筒状の捩り剛性可変部材を前記スタビライザバーの外周に嵌合させたことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記捩り剛性可変部材が、前記スタビライザバーの中間部分の外周を覆うように形成され一端が前記スタビライザバーに固定された中空部材であり、前記スタビライザバーの捩り角が所定以上になったとき前記中空部材の他端に捩り力が伝達されることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、前記捩り剛性可変部材が、前記スタビライザバーの外周より半径方向に突出する突出部が遊嵌状態に挿入される切欠部を有し、前記突出部と前記切欠部との相対捩れ角度が所定以上になったとき前記突出部が前記切欠部に当接して捩り剛性を高めることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、前記捩り剛性可変部材の内部に挿通された前記スタビライザバーの中間部分をくびれ形状としたことを特徴とする。

本発明によれば、ロール角が所定以上になると捩り剛性を高めるように段階的に捩り剛性を変化させる筒状の捩り剛性可変部材をスタビライザバーの外周に嵌合させたため、コイルバネに捩り方向の荷重を印加させるものよりも、スタビライザバーとの結合部分の強度を高めることが可能になり、耐久性を高められると共に、高価なバネ鋼を使用せずに済むので、製造コストを安価に抑えることができる。

また、本発明によれば、スタビライザバーの中間部分の外周を覆うように形成され一端が前記スタビライザバーに固定された中空部材であり、スタビライザバーの捩り角が所定以上になったとき中空部材の他端に捩り力が伝達されるため、スタビライザバーとの結合部分の強度を高めることが可能になり、耐久性を高められると共に、高価なバネ鋼を使用せずに済むので、製造コストを安価に抑えることができる。

また、本発明によれば、スタビライザバーの外周より半径方向に突出する突出部が遊嵌状態に挿入される切欠部を有し、突出部と切欠部との相対捩れ角度が所定以上になったとき突出部が切欠部に当接して捩り剛性を高めるため、スタビライザバーとの結合部分の強度を高めることが可能になり、耐久性を高められると共に、高価なバネ鋼を使用せずに済むので、製造コストを安価に抑えることができる。

また、本発明によれば、捩り剛性可変部材の内部に挿通されたスタビライザバーの中間部分をくびれ形状としたため、スタビライザバーの捩り剛性を低く設定することが可能になり、捩り剛性可変部材に捩り方向への荷重が伝達されるまでのロール角が所定未満の領域での捩り剛性を下げて低速走行時に路面の凹凸による振動（ゴツゴツ感）が車両に伝わることを防止して乗り心地を改善することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明になる車両用スタビライザ装置の一実施例を示す斜視図である。図２はスタビライザ装置の構成を示す分解斜視図である。図１及び図２に示されるように、車両用スタビライザ装置１０は、フロントサスペンションメンバ１２に一対のブラケット１４により保持されるスタビライザバー１６と、スタビライザバー１６の両端部と左右のショックアブソーバ１８とを連結するスタビライザリンク１９と、スタビライザバー１６の中間部分に嵌合された捩り剛性可変部材２０とを有する。

スタビライザバー１６は、左右方向に横架され、ブラケット１４により保持された横架部１６ａと、横架部１６ａの両端より９０度曲げられた腕部１６ｂ，１６ｃと、腕部１６ｂ，１６ｃの先端に設けられた連結部１６ｄとを有する。スタビライザリンク１９の下端部は、ボルト２２、ナット２４を介して連結部１６ｄに連結されており、スタビライザリンク１９の上端部は、ボルト２６、ナット２８を介してショックアブソーバ１８の外周に連結されている。また、ショックアブソーバ１８の下端は、ブレーキ装置のディスク３０及びタイヤホイール（図示せず）を支持するアクスル３２に結合される。アクスル３２は、ショックアブソーバ１８とロアアーム３３により上下方向に移動可能に支持されている。

また、サスペンションメンバ１２には、パワーステアリングギヤアッセンブリ３４が取り付けられる。そのため、スタビライザバー１６の腕部１６ｂ，１６ｃは、パワーステアリングギヤアッセンブリ３４と干渉しないように逆Ｕ字状に曲げ加工されている。

スタビライザバー１６の横架部１６ａは、２箇所で筒状のブッシュ３６が嵌合され、ブッシュ３６の外周にブラケット３８を被せた状態でブラケット４０の両端部をボルト４２によりサスペンションメンバ１２に固定する。これにより、スタビライザバー１６は、横架部１６ａの２点がサスペンションメンバ１２に対して固定されており、腕部１６ｂ，１６ｃにショックアブソーバ１８の上下動作が伝達されると、横架部１６ａを軸として腕部１６ｂ，１６ｃが回動する。

そして、車両がローリングした場合には、ロール角に応じて腕部１６ｂ，１６ｃが互いに逆方向に回動し、横架部１６ａに捩り応力が作用する。この捩り応力に対する捩り剛性は、横架部１６ａの直径や材質によって決まるが、ロール角が所定以上になると捩り剛性可変部材２０によってスタビライザバー１６の捩り剛性が段階的に変化する。

図３はスタビライザバー１６の中間部分を拡大して示す図である。図４（Ａ）〜（Ｃ）は図３中Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う縦断面図である。図３及び図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、スタビライザバー１６は、横架部１６ａの中間部分に筒状の捩り剛性可変部材２０が嵌合されている。この捩り剛性可変部材２０は、内部に横架部１６ａが挿通される挿通孔２０ａを有する中空部材である。

図４（Ａ）に示されるように、捩り剛性可変部材２０の左端２０ｂには、例えば、横架部１６ａの嵌合部１６ｅの外形（四角）に対応する四角形の嵌合孔２０ｃが形成されており、四角形同士で嵌合固定されている。従って、横架部１６ａの嵌合部１６ｅと捩り剛性可変部材２０の左端２０ｂとは、相対変位しないように一体的に結合されている。また、捩り剛性可変部材２０の左端２０ｂをボルトなどの締結手段により嵌合部１６ｅに締結しても良いし、あるいは溶接により捩り剛性可変部材２０の左端２０ｂを嵌合部１６ｅに固着させるようにしても良い。

図４（Ｂ）に示されるように、捩り剛性可変部材２０の内部に挿通された横架部１６ａの中間部分１６ｆには、くびれ部５４が設けられている。このくびれ部５４は、横架部１６ａの外径よりも小径であり、その分捩り剛性が小さく設定されている。

図４（Ｃ）に示されるように、捩り剛性可変部材２０の右端２０ｄは、横架部１６ａの外周に対して遊嵌しており、横架部１６ａの外周に対して周方向に回動可能に取り付けられている。さらに、捩り剛性可変部材２０の右端２０ｄに対向する横架部１６ａの外周には、半径方向に突出する一対のストッパ部５０が設けられている。このストッパ部５０は、周方向に１８０度間隔で２箇所に設けられている。また、ストッパ部５０は、左右側面からみると軸方向に延在する長方形に形成されており、周方向の幅寸法がＢ１となっている。

また、捩り剛性可変部材２０の右端２０ｄには、上記ストッパ部５０が遊嵌するように長方形状の凹部５２が１８０度間隔で２箇所に設けられている。また、凹部５２は、ストッパ部５０の周方向の幅寸法Ｂ１よりも大きい幅寸法Ｂ２（＞Ｂ１）を有している。すなわち、ストッパ部５０は、凹部５２に対して周方向に遊嵌しているため、スタビライザバー１６の捩り角が所定以上になったとき、凹部５２の内壁に当接して捩り剛性可変部材２０の右端２０ｄに周方向の捩り応力が伝達される。

従って、凹部５２とストッパ部５０との間で周方向（捩れ方向）の相対変位が生じると、ストッパ部５０との相対変位が（Ｂ２−Ｂ１）の範囲内でまではストッパ部５０と当接せず、横架部１６ａのみので捩り応力を吸収し、両部材の相対変位が（Ｂ２−Ｂ１）以上になると、凹部５２とストッパ部５０とが当接した状態で周方向（捩れ方向）に弾性変形するため、横架部１６ａ及び捩り剛性可変部材２０の弾性変形によって捩り応力を吸収する。

また、横架部１６ａの中間部分１６ｆには、小径なくびれ部４８が設けられているので、車両のロール角が所定以下のときは、通常（くびれ部４８が設けられていない場合）よりも捩り剛性が小さく、車両のロール角が所定以上になると、通常よりも捩り剛性が大きくなる。すなわち、凹部５２とストッパ部５０との間の周方向（捩れ方向）の相対変位が（Ｂ２−Ｂ１）未満であるときは、くびれ部４８の捩り剛性（小さい捩り剛性）により車両のローリングを抑制し、凹部５２とストッパ部５０との間の周方向（捩れ方向）の相対変位が（Ｂ２−Ｂ１）以上であるときは、凹部５２とストッパ部５０とが当接した状態になるとため、横架部１６ａと捩り剛性可変部材２０とを合わせた捩り剛性（大きい捩り剛性）により車両のローリングを抑制する。

従って、図５のグラフIに示すように、例えば、ロール角が０〜θ１の範囲では、破線で示す通常（捩り剛性可変部材２０及びくびれ部４８が設けられていない）の場合よりも低速走行時の路面の凹凸による衝撃を緩和するため捩り剛性を比較的低く設定し、ロール角がθ１〜θ２の範囲では、高速走行時の走行安定性を高めるため捩り剛性を比較的高く設定することが可能になる。よって、本実施例では、従来のようなコイルバネに捩り方向の荷重を印加させるものよりも、スタビライザバー１６との結合部分の強度を高めることが可能になり、耐久性を高められると共に、高価なバネ鋼を使用せずに済むので、製造コストを安価に抑えることができる。

図６は変形例を拡大して示す図である。尚、図６において、上記実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

図６に示されるように、この変形例では、横架部１６ａの中間部分にくびれ部４８を設けないため、横架部１６ａの直径が一定である。そして、捩り剛性可変部材２０は、横架部１６ａが挿通された状態で左端２０ｂの端部が横架部１６ａの外周に溶接６０で固着されている。また、捩り剛性可変部材２０の右端２０ｄは、上記実施例と同様にストッパ部５０に対して凹部５２が遊嵌している。

そのため、変形例の構成では、凹部５２とストッパ部５０との間の周方向（捩れ方向）の相対変位が（Ｂ２−Ｂ１）未満であるときは、横架部１６ａの捩り剛性（中程度の捩り剛性）により車両のローリングを抑制し、凹部５２とストッパ部５０との間の周方向（捩れ方向）の相対変位が（Ｂ２−Ｂ１）以上であるときは、凹部５２とストッパ部５０とが当接した状態になるため、横架部１６ａと捩り剛性可変部材２０とを合わせた捩り剛性（大きい捩り剛性）により車両のローリングを抑制する。

従って、図７のグラフIIに示すように、例えば、ロール角が０〜θ１の範囲では、中速走行時の路面の凹凸による衝撃を緩和するため捩り剛性を中程度に設定し、ロール角がθ１〜θ２の範囲では、高速走行時の走行安定性を高めるため捩り剛性を比較的高く設定することが可能になる。

上記実施例では、スタビライザバー１６を１本の金属材を曲げ加工するようにしたが、これに限らず、例えば、スタビライザバー１６の中間部分で分割できる構成としても良い。その場合、嵌合部１６ｅ及びストッパ部５０の加工が容易になると共に、捩り剛性可変部材２０の取り付け作業も容易に行える。

また、上記実施例では、車両の前輪側に車両用スタビライザ装置１０を設けた場合について説明したが、車両の後輪側にも車両用スタビライザ装置１０を設けることができるのは、言うまでもない。

本発明になる車両用スタビライザ装置の一実施例を示す斜視図である。スタビライザ装置の構成を示す分解斜視図である。スタビライザバー１６の中間部分を拡大して示す図である。図３中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。捩り剛性の特性を示すグラフである。変形例を拡大して示す図である。変形例の捩り剛性の特性を示すグラフである。

符号の説明

１０車両用スタビライザ装置
１２フロントサスペンションメンバ
１４ブラケット
１６スタビライザバー
１８ショックアブソーバ
２０捩り剛性可変部材
４８くびれ部
５０ストッパ部
５２凹部

Claims

車両のロール角を抑制するスタビライザバーを有する車両用スタビライザ装置において、
前記ロール角が所定以上になると捩り剛性を高めるように段階的に捩り剛性を変化させる筒状の捩り剛性可変部材を前記スタビライザバーの外周に嵌合させたことを特徴とする車両用スタビライザ装置。
前記捩り剛性可変部材は、
前記スタビライザバーの中間部分の外周を覆うように形成され一端が前記スタビライザバーに固定された中空部材であり、前記スタビライザバーの捩り角が所定以上になったとき前記中空部材の他端に捩り力が伝達されることを特徴とする請求項１に記載の車両用スタビライザ装置。
前記捩り剛性可変部材は、
前記スタビライザバーの外周より半径方向に突出する突出部が遊嵌状態に挿入される切欠部を有し、前記突出部と前記切欠部との相対捩れ角度が所定以上になったとき前記突出部が前記切欠部に当接して捩り剛性を高めることを特徴とする請求項２に記載の車両用スタビライザ装置。
前記捩り剛性可変部材の内部に挿通された前記スタビライザバーの中間部分をくびれ形状としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車両用スタビライザ装置。