JP2009286209A

JP2009286209A - スタビライザ制御装置

Info

Publication number: JP2009286209A
Application number: JP2008139412A
Authority: JP
Inventors: Takashi Chikada; 崇近田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】一対のスタビライザバー間を円滑且つ確実に断続し得る小型のスタビライザ制御装置を提供する。
【解決手段】第１のスタビライザバー１１と第２のスタビライザバー１２を同軸上に近接配置すると共に、駆動手段ＤＲ及び回転直進運動変換機構ＴＭを同軸上に配置する。同機構の回転駆動に応じて係脱部材４０が軸方向移動するように配置し、その軸方向移動に応じて、第１の内側スプライン部２１と第１の外側スプライン部４１との係合状態を維持しながら、第２の内側スプライン部３２に対し第２の外側スプライン部４２が係合する連結位置と、両者の係合を解除する開放位置とを切り換える。第１及び第２の外側スプライン部の少なくとも一方のスプラインの歯厚が歯筋方向に変化するように形成するとよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のスタビライザ制御装置に関し、特に、左右の車輪間に配設する一対のスタビライザバー間を断続し得るスタビライザ制御装置に係る。

一般的に、車両のスタビライザ制御装置は、車両の旋回走行中にスタビライザバーの作用により適切なロールモーメントを付与し、車体のロール運動を低減または抑制するように構成されている。この機能を実現するため、左右の車輪間に配設する一対のスタビライザバー間をクラッチ機構によって断続し得る装置が提案されている。例えば下記の特許文献１には、旋回路等での有効なロール制御と一般路での直線走行時の良好な乗り心地とを両立させるために、スタビライザのトーション部を左半部と右半部に分割し、その左半部と右半部の各端部を対向させ、左半部の端部と右半部の端部間をクラッチ機構によって連結・遮断する装置が提案されている。そして、クラッチ機構として、スプラインによる係合形式のもの、あるいは作動ピン方式のものが記載されている。

また、下記の特許文献２においては、半能動アンチロールシステムが開示され、次のように説明されている。即ち、「一対の横方向に離間した車輪を有する車両用スタビライザアセンブリであり、第一・第二スタビライザ部材とクラッチアセンブリとを含む。両スタビライザ部材はそれぞれ一対の横方向に離間した車輪の１つに接続され、クラッチアセンブリは、両スタビライザ部材に接続され第一状態及び第二状態で動作可能である。クラッチアセンブリの第一状態の動作では、両スタビライザ部材は、スタビライザアセンブリが一方の車輪の動作を他方の車輪にコピーしないように互いに独立して回転することが可能となる。第二状態では、車両本体のローリングを減少させるために、両スタビライザ部材を互いに結合して回転させる。」旨記載されている。

特開２０００−２８９４２７号公報特開２００２−１３７６１９号公報

上記の装置においては、何れのクラッチ機構も、一対のスタビライザ部材（トーションバーで構成され、スタビライザバーと呼ばれる）がスプライン係合によって断続し得るように構成されている。そして、クラッチ機構を駆動する駆動手段は一対のスタビライザバーの軸に対しオフセットした位置に配置されており、径方向に突出した外形となっているが、車体下部の限られた装着空間を考慮すると、径方向の寸法は極力抑え、小型に形成することが望ましい。

また、クラッチ機構としては、円滑且つ確実にオンオフ切り換え可能であることが必要であり、安定したオフ状態を確保し得ることが肝要である。しかし、上記の装置におけるスプライン係合ではガタが生じやすく雑音の発生は不可避である。更に、前掲の特許文献２に記載の装置においては、クラッチ機構の断続要求に応じて常にアクチュエータを駆動状態にしておく必要があり、望ましい状態とは言えない。

そこで、本発明は、左右の車輪間に配設する一対のスタビライザバー間を断続し得るスタビライザ制御装置において、円滑且つ確実に断続し得る小型のスタビライザ制御装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載のように、車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバー間を連結状態と開放状態に切り換え可能なスタビライザ制御装置において、一方の車輪側の第１のスタビライザバーの先端部に対し他方の車輪側の第２のスタビライザバーの先端部を同一軸上で近接配置し、前記第１のスタビライザバーの先端部に一端側を固定すると共に、前記第２のスタビライザバーの先端部を軸受を介して相対的に回転可能に支持し、内周面に第１の内側スプライン部を形成したハウジングと、該ハウジング内に収容すると共に前記軸受を介して支持すると共に、前記第２のスタビライザバーの先端部に固定し、前記第１の内側スプライン部に対し軸方向に所定距離離隔した位置の内周面に第２の内側スプライン部を形成した筒状部材と、前記第１の内側スプライン部及び前記第２の内側スプライン部に夫々噛合可能な位置の外周面に第１の外側スプライン部及び第２の外側スプライン部を形成した係脱部材と、前記ハウジング内で前記第１及び第２のスタビライザバーと同一軸上に支持し回転運動を直進運動に変換して前記係脱部材を軸方向に駆動する回転直進運動変換機構と、前記ハウジング内で前記第１及び第２のスタビライザバーと同一軸上に支持し前記回転直進運動変換機構を回転駆動する駆動手段とを備え、該駆動手段による前記回転直進運動変換機構の回転駆動に応じて前記係脱部材が軸方向移動するように配置し、前記係脱部材の軸方向移動に応じて、前記第１の内側スプライン部と前記第１の外側スプライン部との係合状態を維持しながら、前記第２の内側スプライン部に対し前記第２の外側スプライン部が係合する連結位置と、前記第２の内側スプライン部に対する前記第２の外側スプライン部の係合を解除する開放位置とを切り換えるように構成したものである。

特に、請求項２に記載のように、前記第１の外側スプライン部及び前記第２の外側スプライン部の少なくとも一方は、噛合するスプラインの歯厚が歯筋方向に変化するように形成し、前記連結位置で、前記第１の外側スプライン部及び前記第２の外側スプライン部の少なくとも一方が噛合対象の前記第１の内側スプライン部及び前記第２の内側スプライン部の少なくとも一方と楔結合するように構成するとよい。

前記回転直進運動変換機構は、請求項３に記載のように、前記係脱部材の内周面に台形雌螺子部を形成して成るナット部材と、該ナット部材の台形雌螺子部に螺合する台形雄螺子部を軸方向の外周面に形成した回転部材とを備えたものとし、該回転部材を前記駆動手段によって回転駆動するように構成するとよい。

而して、請求項１に記載のスタビライザ制御装置においては、係脱部材の軸方向移動に応じて、第１の内側スプライン部と第１の外側スプライン部との係合状態を維持しながら、第２の内側スプライン部に対し第２の外側スプライン部が係合する連結位置と、第２の内側スプライン部に対する第２の外側スプライン部の係合を解除する開放位置とを切り換えることができるので、車両の通常の旋回走行時には、連結位置とすることにより、第１及び第２のスタビライザバーのねじり力によって車体のロール運動を抑制することができる。一方、直進中を含み、悪路や凹凸路面といった走行路面状態の変動が激しい場合には、開放位置とすることによって、第１及び第２のスタビライザバー間の相対的回転が許容されるので、良好な乗り心地を維持することができる。特に、回転直進運動変換機構及び駆動手段がハウジング内で第１及び第２のスタビライザバーと同一軸上に支持されているので、第１及び第２のスタビライザバーの軸に対し径方向寸法を小さく形成することができ、その結果、装置全体として小型化が可能となる。

上記のスタビライザ制御装置において、請求項２に記載のように、第１の外側スプライン部及び第２の外側スプライン部の少なくとも一方におけるスプラインの歯厚が歯筋方向に変化するように形成されており、連結位置では、噛合対象と楔結合するように構成されているので、ガタを生ずることなく、円滑且つ確実に断続でき、雑音の発生を最小に抑えることができる。

更に、請求項３に記載のように、台形雌螺子部及び台形雄螺子部を介して回転部材の回転を係脱部材の軸方向移動に変換することができ、特に逆効率が略０であるので、連結位置でも駆動手段を常に駆動状態にしておく必要はなく、確実に連結位置又は開放位置に保持することができる。

以下、本発明の望ましい実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスタビライザ制御装置におけるアクチュエータ部分の断面を示すもので、スタビライザバーは左右のスタビライザバー１１及び１２に二分割されており、夫々の一端が左右の車輪（図示せず）に接続され、夫々の他端が断続されて連結状態と開放状態に切り換えられる。これらのスタビライザバー１１及び１２は保持手段（図示せず）により車体（図示せず）に保持される。

図１に示すように、第１のスタビライザバー１１の先端部と第２のスタビライザバー１２の先端部はハウジング２０内にて同軸上で近接配置されている。ハウジング２０は、筒状部材２２、これに溶接された筒状部材２３、これにフランジ部材２４を介して螺着された筒状部材２５、及びこれに螺着されたフランジ部材２６から成る。筒状部材２２は、その内側で第１のスタビライザバー１１の先端部にスプライン結合され、外側が筒状部材２３に溶接されている。一方、フランジ部材２６には、その内側に嵌着された軸受６２を介して、第２のスタビライザバー１２の先端部が相対的に回転可能に支持されている。そして、筒状部材２５の内周面に第１の内側スプライン部２１が形成されると共に、これから軸方向に所定距離離隔した位置の筒状部材３０の内周面に、第２の内側スプライン部３２が形成されている。

第１のスタビライザバー１１の先端面と第２のスタビライザバー１２の先端面との間には、ナット部材で構成された係脱部材４０が配置され、上記第１の内側スプライン部２１及び第２の内側スプライン部３２に夫々噛合可能な位置の外周面に第１の外側スプライン部４１及び第２の外側スプライン部４２が形成されている。更に、ハウジング２０内には、回転運動を直進運動に変換して係脱部材４０を軸方向に駆動する回転直進運動変換機構ＴＭと、これを回転駆動する駆動手段ＤＲが、第１及び第２のスタビライザバー１１及び１２と同一軸上に支持されている。

本実施形態の駆動手段ＤＲとしては、ハウジング２０内に支持された電気駆動のモータ５０が用いられ、その出力軸５１が軸受６１を介してフランジ部材２４の軸部に支持されている。そして、出力軸５１の先端部中心に形成された凹部に、回転部材５２の中心から延出形成された凸部が嵌合され、両者が一体的に回転するように配置されている。回転部材５２の軸方向の外周面には台形雄螺子部５３が形成されている。尚、モータ５０の出力軸５１と回転部材５２との間に減速機構（図示せず）を介装するように構成してもよい。

そして、本実施形態の係脱部材４０は、内周面に台形雌螺子部４３が形成されたナット部材で構成され、この台形雌螺子部４３に回転部材５２の台形雄螺子部５３が螺合するように配置されている。これにより逆効率０の回転直進運動変換機構ＴＭが構成され、モータ５０による回転部材５２の回転に応じて係脱部材４０が軸方向移動する。この係脱部材４０の円滑な軸方向移動を確保するため、フランジ部材２４の軸部と第２のスタビライザバー１２の先端部の外周には樹脂製のブッシュ１３が嵌着されている。

係脱部材４０の第１の外側スプライン部４１及び第２の外側スプライン部４２は、後者の例を図３に示すように、スプラインの歯厚が歯筋方向に変化するように形成されている。例えば、図３に一点鎖線で示すように、手前の噛合開始側から後方に向けて歯厚が漸増するように形成されている。これにより、第１の外側スプライン部４１及び第２の外側スプライン部４２は、連結位置で夫々、噛合対象の第１の内側スプライン部２１及び第２の内側スプライン部３２に対し楔結合状態となる。尚、第１の外側スプライン部４１及び第２の外側スプライン部４２の一方のみを、図３に示すように形成することとしてもよい。

上記のように構成された係脱部材４０は、駆動手段ＤＲによる回転直進運動変換機構ＴＭの回転駆動に応じて軸方向移動し、その軸方向移動に伴い、第１の内側スプライン部２１と第１の外側スプライン部４１との係合状態を維持しながら、第２の内側スプライン部３２に対し第２の外側スプライン部４２が係合する連結位置（オン）と、第２の内側スプライン部３２に対する第２の外側スプライン部４２の係合を解除する開放位置（オフ）とが切り換えられる。尚、駆動手段ＤＲを構成するモータ５０は、電子制御装置（図示せず）によって制御されるが、その構成は従前のものと同様であるので説明を省略する。

図２は、係脱部材４０が軸方向移動した後の、第１の内側スプライン部２１と第１の外側スプライン部４１が係合すると共に、第２の内側スプライン部３２に対し第２の外側スプライン部４２が係合した連結位置（オン）の状態を示すもので、各スプラインの歯厚が図３に示すように歯筋方向に変化するように形成されており、楔結合となっているので、ガタが生ずることはなく、確実に連結状態を維持することができる。尚、図４は、図２のＡ−Ａ断面を示すものであるが、視認性を考慮しハッチングを省略している。

而して、電子制御装置（図示せず）において、操舵角、前後加速度、横加速度、ヨーレイト等の検出信号に基づき、車両が通常の旋回走行状態にあると判定された場合には、上記の連結位置（オン）とされ、第１及び第２のスタビライザバー１１及び１２によって所期のねじり力が加えられる。この結果、車体のロール運動が適切に抑制され、円滑に旋回走行を行うことができる。一方、電子制御装置（図示せず）において、（直進中を含み）悪路や凹凸路面といった走行路面状態の変動が激しいと判定された場合には、上記の開放位置（オフ）とされ、第１及び第２のスタビライザバー１１及び１２間の相対的回転が許容されるので、良好な乗り心地を維持することができる。

本発明の一実施形態のスタビライザ制御装置における一対のスタビライザバー間の開放状態を示す縦断面図である。本発明の一実施形態のスタビライザ制御装置における一対のスタビライザバー間の連結状態を示す縦断面図である。本発明の一実施形態における第２の外側スプライン部のスプライン歯を拡大して示す斜視図である。図２のＡ−Ａ断面を示す横断面図である。

符号の説明

１１第１のスタビライザバー
１２第２のスタビライザバー
２０ハウジング
２１第１の内側スプライン部
２２，２３，２５，３０筒状部材
２４，２６フランジ部材
３２第２の内側スプライン部
４０係脱部材
４１第１の外側スプライン部
４２第２の外側スプライン部
４３台形雌螺子部
５０モータ
５２回転部材
５３台形雄螺子部
ＤＲ駆動手段
ＴＭ回転直進運動変換機構

Claims

車両の左右車輪間に配設される一対のスタビライザバー間を連結状態と開放状態に切り換え可能なスタビライザ制御装置において、一方の車輪側の第１のスタビライザバーの先端部に対し他方の車輪側の第２のスタビライザバーの先端部を同一軸上で近接配置し、前記第１のスタビライザバーの先端部に一端側を固定すると共に、前記第２のスタビライザバーの先端部を軸受を介して相対的に回転可能に支持し、内周面に第１の内側スプライン部を形成したハウジングと、該ハウジング内に収容すると共に前記軸受を介して支持すると共に、前記第２のスタビライザバーの先端部に固定し、前記第１の内側スプライン部に対し軸方向に所定距離離隔した位置の内周面に第２の内側スプライン部を形成した筒状部材と、前記第１の内側スプライン部及び前記第２の内側スプライン部に夫々噛合可能な位置の外周面に第１の外側スプライン部及び第２の外側スプライン部を形成した係脱部材と、前記ハウジング内で前記第１及び第２のスタビライザバーと同一軸上に支持し回転運動を直進運動に変換して前記係脱部材を軸方向に駆動する回転直進運動変換機構と、前記ハウジング内で前記第１及び第２のスタビライザバーと同一軸上に支持し前記回転直進運動変換機構を回転駆動する駆動手段とを備え、該駆動手段による前記回転直進運動変換機構の回転駆動に応じて前記係脱部材が軸方向移動するように配置し、前記係脱部材の軸方向移動に応じて、前記第１の内側スプライン部と前記第１の外側スプライン部との係合状態を維持しながら、前記第２の内側スプライン部に対し前記第２の外側スプライン部が係合する連結位置と、前記第２の内側スプライン部に対する前記第２の外側スプライン部の係合を解除する開放位置とを切り換えることを特徴とするスタビライザ制御装置。
前記第１の外側スプライン部及び前記第２の外側スプライン部の少なくとも一方は、噛合するスプラインの歯厚が歯筋方向に変化するように形成し、前記連結位置で、前記第１の外側スプライン部及び前記第２の外側スプライン部の少なくとも一方が噛合対象の前記第１の内側スプライン部及び前記第２の内側スプライン部の少なくとも一方と楔結合するように構成したことを特徴とする請求項１記載のスタビライザ制御装置。
前記回転直進運動変換機構は、前記係脱部材の内周面に台形雌螺子部を形成して成るナット部材と、該ナット部材の台形雌螺子部に螺合する台形雄螺子部を軸方向の外周面に形成した回転部材とを備え、該回転部材を前記駆動手段によって回転駆動するように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のスタビライザ制御装置。