JP2007320327A - 可変剛性スタビライザー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スタビライザー装置のトーション部の捩じり剛性を任意に調整できるようにする。
【解決手段】 スタビライザー装置Ｓのトーション部１１を剛性可変機構１３を挟んで第１、第２トーション部１１Ａ，１１Ｂに分割し、第１トーション部１１Ａにアウター部材１４およびインナー部材１５を同軸に設ける。剛性可変機構１３の係合ピン２０をリターンスプリング２１で後退させて第１、第２トーション部１１Ａ，１１Ｂの結合を解除するとトーション部１１の捩じり剛性は最小（ゼロ）になり、係合ピン２０をピストン１８で前進させて第１トーション部１１Ａのアウター部材１４だけを第２トーション部１１Ｂに結合すると捩じり剛性は中程度になり、係合ピン２０を更に前進させて第１トーション部１１Ａのアウター部材１４およびインナー部材１５の両方を第２トーション部１１Ｂに結合すると捩じり剛性は最大になる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車体左右方向に延びるトーション部と、前記トーション部の両端から車体前後方向に延びて左右の車輪と共に昇降する左右のアーム部とを備え、剛性可変機構により前記トーション部の捩じり剛性を変更可能な可変剛性スタビライザー装置に関する。

車両の左右の車輪を支持する左右のナックル間、あるいは左右のサスペンションアーム間を連結するスタビライザーは、下記特許文献１により公知である。

この種のスタビライザーは、車体左右方向に延びるトーション部と、トーション部の左右両端から車体前後方向に屈曲してナックルやサスペンションアームに連結される左右のアーム部とを備えており、左右の車輪が逆位相で昇降するときにトーション部を捩じり変形させ、その反力で左右の車輪が昇降する位相差を減少させて車体のロールを抑制する機能を発揮する。
特開２００５−６６６６１号公報

ところで、スタビライザーのトーション部の捩じり剛性を高く設定すると、旋回時等に車体のロールを抑制して走行性能を高めることができるが、左右の車輪が独立して昇降でき難くなるために、凹凸のある路面を走行する際に車体が揺れて乗り心地性能が悪くなる問題がある。逆に、スタビライザーのトーション部の捩じり剛性を低く設定すると、乗り心地性能を高めることは可能になるが走行性能が低下してしまう問題がある。即ち、スタビライザーのトーション部の捩じり剛性に関して乗り心地性能および走行性能はトレードオフの関係にあり、従来のものでは、トーション部の捩じり剛性を一旦設定してしまうと、乗り心地性能および走行性能の優先度合いを任意に変更することができなかった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、スタビライザーのトーション部の捩じり剛性を任意に調整できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車体左右方向に延びるトーション部と、前記トーション部の両端から車体前後方向に延びて左右の車輪と共に昇降する左右のアーム部とを備え、剛性可変機構により前記トーション部の捩じり剛性を変更可能な可変剛性スタビライザー装置であって、前記トーション部を前記剛性可変機構を挟んで左右一側に位置する第１トーション部と左右他側に位置する第２トーション部とに分割し、前記第１トーション部の少なくとも一部は径方向外側に位置するアウター部材と径方向内側に位置するインナー部材とを備え、前記剛性可変機構は前記第２トーション部を前記アウター部材およびインナー部材の両方から切り離す状態と、前記第２トーション部を前記アウター部材およびインナー部材の一方に結合する状態と、前記第２トーション部を前記アウター部材およびインナー部材の両方に結合する状態とを切換え可能であることを特徴とする可変剛性スタビライザー装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記剛性可変機構は、前記第２トーション部に径方向進退可能に設けられ、前記アウター部材に形成した係合孔および前記インナー部材に形成した係合孔に係合可能な係合ピンを備えることを特徴とする可変剛性スタビライザー装置が提案される。

請求項１の構成によれば、剛性可変機構で第２トーション部を第１トーション部のアウター部材およびインナー部材の両方から切り離すと、左右の車輪が異なる位相で昇降しても第１、第２トーション部は捩じれ変形せず、スタビライザーの剛性は最低（ゼロ）の状態になる。剛性可変機構で第２トーション部を第１トーション部のアウター部材およびインナー部材の一方に結合すると、左右の車輪が異なる位相で昇降したときに第１トーション部のアウター部材あるいはインナー部材と第２トーション部とが捩じれ変形し、スタビライザーの剛性は中程度の状態になる。剛性可変機構で第２トーション部を第１トーション部のアウター部材およびインナー部材の両方に結合すると、左右の車輪が異なる位相で昇降したときに第１トーション部のアウター部材、インナー部材および第２トーション部が捩じれ変形し、スタビライザーの剛性は最大の状態になる。このように、スタビライザーのトーション部の捩じり剛性を任意に調整することができるので、乗り心地性能および走行性能の優先度を運転者の好みや道路状態に応じて変化させることができる。

また請求項２の構成によれば、第２トーション部に設けた係合ピンを径方向に進退させることで、第１トーション部のアウター部材に形成した係合孔およびインナー部材に形成した係合孔に選択的に係合させるので、簡単でコンパクトな構造でスタビライザーの捩じり剛性を変更することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の実施の形態を示すもので、図１は可変剛性スタビライザー装置の斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図（捩じり剛性最小時）、図３は図２の３−３線断面図、図４は捩じり剛性中間時の状態を示す、前記図２に対応する図、図５は捩じり剛性最大時の状態を示す、前記図２に対応する図、図６はホイールストロークとスタビライザーの発生荷重との関係を示すグラフである。

図１に示すように、自動車のサスペンション装置に設けられる可変剛性スタビライザー装置Ｓは、車体左右方向に直線状に延びるトーション部１１と。このトーション部１１の左右両端から車体前後方向に延びる左右の第１、第２アーム部１２Ａ，１２Ｂと、トーション部１１の捩じり剛性を変更する剛性可変機構１３とを備える。第１、第２アーム部１２Ａ，１２Ｂの後端は、図示せぬサスペンション装置のナックルやサスペンションアームにボールジョイントを介して接続される。トーション部１１は左側に位置する第１トーション部１１Ａと右側に位置する第２トーション部１１Ｂとを同軸上に備えており、第１、第２トーション部１１Ａ、１１Ｂに対向端部間に前記剛性可変機構１３が配置される。

図１〜図３から明らかなように、第２アーム部１２Ｂおよび第２トーション部１１Ｂは、バネ材よりなる円形断面のロッドをＬ字状に屈曲させて一体に構成される。第１トーション部１１Ａは二重構造になっており、径方向外側に位置する中空のアウター部材１４と、径方向内側に位置する中実のインナー部材１５とで構成される。共にバネ材で構成されるインナー部材１５および第１アーム部１２Ａは一体に形成され、インナー部材１５の外側にバネ材よりなるアウター部材１４が嵌合して溶接やスプライン嵌合で一体に結合される。アウター部材１４の内周面とインナー部材１５の外周面との間には、若干の隙間が形成される。

第２トーション部１１Ｂの端部に剛性可変機構１３の円筒状のハウジング１６が嵌合して溶接やスプライン嵌合で一体に結合される。ハウジング１６の内周面に第１トーション部１１Ａのアウター部材１４の外周面が相対回転自在に嵌合し、図示せぬ抜け止め手段で抜け止めされる。ハウジング１６の外周面の直径方向両端に一対のシリンダ部材１７，１７が固定されており、それらの内部に径方向に形成したシリンダ１７ａ，１７ａにそれぞれピストン１８，１８が摺動自在に嵌合するとともに、ピストン１８，１８の背面に液室１９，１９が区画される。液室１９，１９は図示せぬ液圧源およびリザーバに切換弁を介して接続される。

第１トーション部１１Ａのアウター部材１４は、直径方向両端に位置する一対の第１係合孔１４ａ，１４ａを備えるとともに、第１トーション部１１Ａのインナー部材１５を第１係合孔１４ａ，１４ａと同軸の第２係合孔１５ａが貫通する。各ピストン１８から径方向内向きに延びてハウジング１６のガイド孔１６ａを摺動自在に貫通する係合ピン２０は、第１係合孔１４ａおよび第２係合孔１５ａと同軸上に配置され、リターンスプリング２１で径方向外側、つまり第１係合孔１４ａおよび第２係合孔１５ａから離脱する方向に付勢される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

図２に示すように、剛性可変機構１３の液室１９，１９をリザーバに連通させると、リターンスプリング２１，２１の弾発力でピストン１８，１８が径方向外側に移動し、係合ピン２０，２０は第１トーション部１１Ａのアウター部材１４の第１係合孔１４ａ，１４ａおよびインナー部材１５の第２係合孔１５ａの両方から離脱する。その結果、第１トーション部１１Ａおよび第２トーション部１１Ｂは自由に相対回転できる状態、つまりトーション部１１の捩じり剛性が最小（ゼロ）の状態となり（図６の実線参照）、左右の車輪を同位相で昇降させるというスタビライザー装置Ｓの機能が発揮されなくなる。

従って、左右の車輪は相互に影響されずに独立して昇降することが可能になって乗り心地性能が向上する反面、旋回時等に車体のロールを抑制するスタビライザー装置Ｓの機能が発揮されなくなり、走行性能の面では不利になる。

図４に示すように、液圧源から液室１９，１９に液圧を供給してピストン１８，１８を径方向内側に途中まで移動させると、係合ピン２０，２０が第１トーション部１１Ａのアウター部材１４の第１係合孔１４ａ，１４ａだけに係合し、インナー部材１５の第２係合孔１５ａには係合しない状態になる。この状態で左右の車輪が逆位相で昇降すると、第１トーション部１１Ａのアウター部材１４および第２トーション部１１Ｂだけが捩じれ変形して第１トーション部１１Ａのインナー部材１５は捩じれ変形しないため、トーション部１１全体の捩じり剛性は中間の大きさになり（図６の破線参照）、スタビライザー装置Ｓに本来の機能を発揮させて車両の乗り心地性能および走行性能を中庸の状態で両立させることができる。

図５に示すように、液室１９，１９に液圧を供給してピストン１８，１８を径方向内側に限界位置まで移動させると、係合ピン２０，２０が第１トーション部１１Ａのアウター部材１４の第１係合孔１４ａ，１４ａおよびインナー部材１５の第２係合孔１５ａに同時に係合する状態になる。この状態で左右の車輪が逆位相で昇降すると、第１トーション部１１Ａのアウター部材１４、インナー部材１５および第２トーション部１１Ｂが全て捩じれ変形するため、トーション部１１全体の捩じり剛性は最大になる（図６の一点鎖線参照）。その結果、スタビライザー装置Ｓに最大限の機能を発揮させて車両の走行性能を高めることができるが、左右の車輪が独立して昇降できなくなる分だけ乗り心地性能が制限されることになる。

以上のように、油圧で係合ピン２０，２０を駆動して第１トーション部１１Ａのアウター部材１４の第１係合孔１４ａ，１４ａおよびインナー部材１５の第２係合孔１５ａに選択的に係合させるだけの簡単な構造でトーション部１１の捩じり剛性を３段階に変化させることが可能となり、スタビライザー装置Ｓの特性を運転者の好みや道路状態に合わせて調整することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では油圧式の剛性可変機構１３を採用しているが、ソレノイド等を駆動源とする電気式を採用することができる。

可変剛性スタビライザー装置の斜視図 図１の２−２線拡大断面図（捩じり剛性最小時） 図２の３−３線断面図 捩じり剛性中間時の状態を示す、前記図２に対応する図 捩じり剛性最大時の状態を示す、前記図２に対応する図 ホイールストロークとスタビライザーの発生荷重との関係を示すグラフ

符号の説明

１１ トーション部
１１Ａ 第１トーション部
１１Ｂ 第２トーション部
１２Ａ アーム部
１２Ｂ アーム部
１３ 剛性可変機構
１４ アウター部材
１４ａ 係合孔
１５ インナー部材
１５ａ 係合孔
２０ 係合ピン

Claims (2)

1. 車体左右方向に延びるトーション部（１１）と、前記トーション部（１１）の両端から車体前後方向に延びて左右の車輪と共に昇降する左右のアーム部（１２Ａ，１２Ｂ）とを備え、剛性可変機構（１３）により前記トーション部（１１）の捩じり剛性を変更可能な可変剛性スタビライザー装置であって、
   前記トーション部（１１）を前記剛性可変機構（１３）を挟んで左右一側に位置する第１トーション部（１１Ａ）と左右他側に位置する第２トーション部（１１Ｂ）とに分割し、前記第１トーション部（１１Ａ）の少なくとも一部は径方向外側に位置するアウター部材（１４）と径方向内側に位置するインナー部材（１５）とを備え、前記剛性可変機構（１３）は前記第２トーション部（１１Ｂ）を前記アウター部材（１４）およびインナー部材（１５）の両方から切り離す状態と、前記第２トーション部（１１Ｂ）を前記アウター部材（１４）およびインナー部材（１５）の一方に結合する状態と、前記第２トーション部（１１Ｂ）を前記アウター部材（１４）およびインナー部材（１５）の両方に結合する状態とを切換え可能であることを特徴とする可変剛性スタビライザー装置。
2. 前記剛性可変機構（１３）は、前記第２トーション部（１１Ｂ）に径方向進退可能に設けられ、前記アウター部材（１４）に形成した係合孔（１４ａ）および前記インナー部材（１５）に形成した係合孔（１５ａ）に係合可能な係合ピン（２０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の可変剛性スタビライザー装置。
   

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