JP2010058564A - スタビライザ支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スタビライザブッシュの滑りを防止してスタビライザ支持装置の耐久性を向上させると共に、スタビライザブッシュ等の形状を簡素化して、加工コストを節減する。
【解決手段】半円筒形に形成され向い合わせに配置されて中心にスタビライザバーＳの保持孔１２を形成する一対のゴム弾性体からなる弾性ブッシュ２０と、該ゴム弾性体を夫々内嵌する凹部３２ａを備えた一対のブラケット３０とを備え、保持孔１２にスタビライザバーＳを挿通させた状態で車体ｆに固定するスタビライザ支持装置において、ゴム弾性体の軸直角方向断面の中間部に、剛性の中間板２２を保持孔１２を取り巻くように軸方向に埋設した弾性ブッシュ２０を備えると共に、ゴム弾性体のばね定数が車体前後方向より車体上下方向で大となるように、中間板２２の内側ゴム弾性体２４及び外側ゴム弾性体２６の硬度と、内側ゴム弾性体２４及び外側ゴム弾性体２６の径方向断面厚さとを設定してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のスタビライザバーを車体に弾性支持させるスタビライザ支持装置に関し、スタビライザ支持装置を構成する弾性ブッシュの抜けを防止すると共に、車体のローリングに対するスタビライザバー反力の分布に則したばね定数の設定を容易にしたものである。

スタビライザは、車体の左右の傾きを減らすために取り付けられている捩じり剛ばね（トーションバー）で、その両端を左右のサスペンションに取り付け、左右の車輪が上下に異なる動きをするとき、これを抑制するように作用する。スタビライザは、平面視で略コの字状をなし、車体のローリング角を抑制し、車体の操縦安定性を向上させる役目を有する。
特許文献２（特開２００６―１２３８１８号公報）の図６に従来のスタビライザを弾性支持する構造の一例が開示されている。この構成を図５で説明する。

図５において、金属棒からなるスタビライザバー１００は、全体として平面形状が概略コの字形状をなしており、車幅方向に略直線状に延びる中央部１００Ａが一対の支持装置１０２で車体１０４に固定されている。また、両端の腕部１００Ｂの各端部が車輪１０６を支持するサスペンションアーム１０８に固定されている。
支持装置１０２は、保持孔を有するゴム弾性体からなるスタビライザブッシュ１１０を有していて、その保持孔にスタビライザバー１００が挿通され、その状態で外筒部１１２を有するブラケット１１４により、ゴム弾性体１１０が外筒部１１２の内側の凹部に内嵌した状態で固定されている。スタビライザバーは、スタビライザブッシュ１１０によって車体１０４に弾性支持される。

特許文献１（特開２００５−２１２７７９号公報）には、スタビライザブッシュにゴム弾性体を用いたスタビライザブッシュ支持装置の一例が開示されている。この構造を図６により説明する。
図６において、この支持装置１２０は、厚肉筒状の防振ゴム体を用いたスタビライザブッシュ１２２よりなり、その内部にスタビライザバーの保持孔１２４を形成している。スタビライザブッシュ１２２は頂面１２６を平面とした略Ｕ字断面に成形されており、両端部には、外周縁を径方向に張り出したフランジ部１２８が形成されている。これらフランジ部１２８間の外周面を、車体フレームの取付面ｆにボルト固定される略Ｕ字状のブラケット１３０で保持すると共に、頂面１２６を取付面ｆに当接している。

スタビライザブッシュ１２２の頂部には、保持孔１２４より外周面に至る切り割り１３２が軸方向の全長に亘って形成されている。この切り割り１３２を開いてスタビライザバーを保持孔１２４に挿入し、スタビライザバーを相対回動可能に保持するようにしている。
スタビライザブッシュ１２２には、略筒状の樹脂製補強部材１３４を埋設している。補強部材１３４の両端部は径方向外方に屈曲してスタビライザブッシュ１２２のフランジ部１２８内に延出し、補強リブ１３６を形成している。補強リブ１３６の先端はフランジ部１２８の外周縁より突出している。なお、図６中の矢印は、車体左右方向、車体前後方向又は車体上下方向を示す。

かかる構成により、スタビライザブッシュの車体左右方向の剛性を高め、切り割り１３２のずれやスタビライザブッシュ（防振ゴム体）１２２に亀裂が生じるのを防止して耐久性を向上し、スタビライザブッシュ１２２がブラケット１３０からずれるのを防止している。即ち、補強部材１３４の内側の防振ゴム体１２２ａを高摺動性ゴムで構成し、外側の防振ゴム体１２２ｂを摩擦係数の大きな天然ゴム材料で構成したことにより、スタビライザバーの摺動性を保持すると共に、スタビライザブッシュ１２２のブラケット１３０からのずれを防止している。
このタイプのスタビライザ支持装置は、主として、スタビライザバーに加わる捩じれ力が小さい乗用車等の小型車両に用いられる。

特許文献２には、防振ゴム体を２つ割り型にしたスタビライザ支持構造が開示されている。この構成を図７により説明する。図７において、このスタビライザ支持装置１４０は、金属製で剛性のあるブラケット１４２と、ゴム弾性体を用いたスタビライザブッシュ１４４と、ゴム弾性体の内部に埋設された金属製で剛性のある中間板１４６とから構成されている。ゴム弾性体の中心部に、円形断面の保持孔１４８が設けられており、そこにスタビライザバー１００が挿通されている。保持孔１４８内面とスタビライザバー外周面とは接着剤で接着されている。

ブラケット１４２、中間板１４６、内ゴム層１４４ａ及び外ゴム層１４４ｂは、スタビライザブッシュ１４４の加硫成形の際に、一体に加硫接着されている。ブラケット１４２は、スタビライザブッシュ１４４を包み込む外筒部１５０と、外筒部１５０から左右に延出した一対の固定部１５２とからなり、固定部１５２には、貫通した固定孔１５４が設けられており、固定孔１５４で固定部１５２が車体に固定される。
スタビライザブッシュ１４４は外筒部１５０内に内嵌されて、ブラケット１４２で外周面から縮径方向の加圧力を受けて、全体が縮径方向に圧縮変形させられている。

中間板１４６はスタビライザブッシュ１４４の全長に亘る長さを有している。中間板１４６には、周方向の複数箇所に軸方向に向いた貫通した連結孔１５６が穿設されており、連結孔１５６において内ゴム層１４４ａと外ゴム層１４４ｂとが連結されている。
外ゴム層１４４ｂは内ゴム層１４４ａと比べて厚肉であり、かつ軸方向長さが短い。これによって、内ゴム層１４４ａのばね定数が大きく、外ゴム層１４４ｂのばね定数が小さくなっており、内ゴム層１４４ａと外ゴム層１４４ｂとのばね定数の比は、約２対１以上とされている。

この支持装置１４０では、スタビライザブッシュ１４４が保持孔１４８と通る分割面Ｐで軸直角方向に２分割されており、分割体１５８Ａ、１５８Ａがスタビライザバー１００を挟み込み、かつゴム弾性体１４４を圧縮変形させた状態で互いに組み付けられている。

かかる構成により、ゴム弾性体１４４とスタビライザバー１００との接触界面、及びゴム弾性体１４４とブラケット１４２との接触界面で異音の原因となる滑りを生じることなく、しかもこれら部材間を高強度に接触することにより、耐久寿命に優れたスタビライザ支持装置を実現している。
また、内ゴム層１４４ａのばね定数を大きくして、内ゴム層１４４ａの変形を抑えたことにより、保持孔１４８内面（接着界面）での応力集中を抑制できるため、スタビライザブッシュ１４４の耐久性を向上できる。

大型トラックやバス等の大型車では、スタビライザバーに大きな捩じり力が加わるため、スタビライザバーに大きな捩じり反力を発生させる必要がある。そのため、スタビライザバーも大径化し、スタビライザブッシュの硬度を大とする必要がある。
従って、特許文献１に開示された、切り割り１３２を有するスタビライザブッシュでは、スタビライザバーを保持孔に挿入できないため、特許文献２に開示されたような２つ割り構造の支持構造とする必要がある。

特開２００５−２１２７７９号公報 特開２００６―１２３８１８号公報

従来、大径化されたスタビライザバーを支持する２つ割り式のスタビライザ支持装置は、大径スタビライザバーの捩じり反力が大きいため、大きな荷重に応じた構造とする必要がある。そのため、ゴム弾性体を用いたスタビライザブッシュでは、例えば、図８に示すように、２つ割り構造のインナプレート１６２とアウタープレート１６４間にゴム１６６を加硫接着した構成からなるスタビライザブッシュ１６０を採用している。Ｐは分割線である。
図８に示すように、スタビライザブッシュには、車体の前後方向入力時には、前後方向のラジアル方向ａの力が加わり、車体のローリング時には、左右のサスペンションストロークの違いにより、スタビライザバーの反力による上下方向のラジアル方向ａ’の力が加わる。車体の上下方向入力時には、左右のサスペンションストロークの違いにより、捩じり方向ｂの力が加わる。また、アクスルからの横入力により、軸方向ｃの力が加わる。

これらの力を受けて、スタビライザブッシュがずれると、即ちスタビライザブッシュに滑りが発生すると、スタビライザブッシュの耐久性が低下する。さらに、ずれの程度が大きいと、スタビライザブッシュの抜け落ちに至る場合もある。捩じり方向ｂ及び軸方向ｃの作用力に対する対策として、アウタープレート１６４のブラケットとの当接面に、突起１６８を設けているが、長期間の使用でゴム１６６にへたりが生じると、突起１６８の押付力が低下し、ブッシュ１６０にずれ（滑り）が生じるという問題がある。

また、アウタープレート１６４の外周面にブラケットの内周面を密着させるために、突起１６８に当接するブラケット内面に突起の受皿としての凹部溝を形成させる必要がある。そのため、ブラケットの加工が複雑となり、加工費用が高コストとなる問題が生じる。

本発明はかかる従来技術の問題に鑑み、スタビライザブッシュのずれ（滑り）を防止してスタビライザ支持装置の耐久性を向上させると共に、スタビライザブッシュ及びスタビライザブッシュを固定するブラケット等の形状を簡素化して、スタビライザ支持装置の加工コストを節減することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のスタビライザ支持装置は、
半円筒形に形成され向い合わせに配置されて中心にスタビライザバーの保持孔を形成する一対のゴム弾性体からなる弾性ブッシュと、該ゴム弾性体を夫々内嵌する凹部を備えた一対のブラケットとを備え、該保持孔にスタビライザバーを挿通させた状態で車体に固定するスタビライザ支持装置において、
前記ゴム弾性体の軸直角方向断面の中間部に、中間板を前記保持孔を取り巻くように軸方向に埋設した弾性ブッシュを備えると共に、
ゴム弾性体のばね定数が車体前後方向より車体上下方向で大となるように、中間板の内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の硬度と、中間板の軸直角方向断面形状により決まる内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の径方向断面厚さとを設定してなるものである。

なお、本発明装置の前記一対のブラケットにおいて、ゴム弾性体を夫々内嵌する凹部とは、スタビライザバーをゴム弾性体を介して内包する湾曲部を指す。
車体のローリング時に弾性ブッシュに付加されるスタビライザバーの反力は、方向により荷重の大きさが異なり、車体前後方向より車体上下方向に大きな力が加わる。
本発明では、前記構成により、スタビライザバーのローリング反力の分布に則して、弾性ブッシュのばね定数を車体前後方向より車体上下方向のばね定数を大とすることにより、弾性ブッシュの強度を向上することができる。
本発明では、内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の材質で決まる硬度と、中間板の軸直角方向断面形状により決まる内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の径方向断面厚さとを適宜設定することにより、弾性ブッシュのばね定数を容易に設定できる。

本発明装置において、外側ゴム弾性体の硬度を内側ゴム弾性体の硬度より大とすると共に、中間板の軸直角方向断面形状を車体前後方向を長軸とし車体上下方向を短軸とした半楕円形とし、外側ゴム弾性体の車体上下方向厚さを内側ゴム弾性体より大とし、外側ゴム弾性体の車体前後方向厚さを内側ゴム弾性体より小とすることにより、弾性ブッシュ全体のばね定数を車体前後方向より車体上下方向で大となるように構成するとよい。
これによって、簡易な手段でスタビライザのローリング反力に則したばね定数を有する弾性ブッシュを得ることができる。

本発明装置において、弾性ブッシュの内周面及び外周面はゴム弾性体であるため、弾性ブッシュを固定するブラケット及びスタビライザバーは、高精度な表面加工を施す必要がなく、粗い表面粗さのままで弾性ブッシュとの当接面と馴染ませることができる。従って、加工コストを低減できる。粗い表面粗さのままで、ゴム弾性体と馴染み、ゴム弾性体との当接面の摩擦係数が大となり、弾性ブッシュのずれ（滑り）を防止できる。
従って、ブラケット等が鋳物製品のときは、そのままの表面粗さでよく、ブラケット等の加工コストを節減できる。

本発明装置において、外側ゴム弾性体の軸方向両端部に拡径したフランジ部を設け、前記ブラケットで該フランジ部間の外側ゴム弾性体外周面を把持させることにより、前記ブラケットを該フランジ部に係止させて弾性ブッシュの軸方向ずれを防止するように構成するとよい。
これによって、従来のように、ずれ防止用の突起と該突起の受皿としての凹部溝を設ける必要がなくなるので、加工コストを低減できる。
特に、外側ゴム弾性体の硬度を内側ゴム弾性体の硬度より大とした場合、外側ゴム弾性体と同一の材質で大きな硬度の突起を形成でき、これによって、弾性ブッシュの耐ずれ強度を向上できる。

本発明装置において、スタビライザバーの捩じれ角に対してスタビライザバーに付加される弾性ブッシュのトルク値が、該捩じれ角に対して線形特性（比例線形）よりも急勾配の非線形特性となるように、内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の硬度と、内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の径方向断面厚さとを設定するとよい。
例えば、弾性ブッシュのトルク値とスタビライザバーの捩じれ角とが２次曲線の関係となれば、弾性ブッシュの定常位置での安定性が高まり、連れ回りによる捩じりずれを防止できる。

本発明装置によれば、半円筒形に形成され向い合わせに配置されて中心にスタビライザバーの保持孔を形成する一対のゴム弾性体からなる弾性ブッシュと、該ゴム弾性体を夫々内嵌する凹部を備えた一対のブラケットとを備え、該保持孔にスタビライザバーを挿通させた状態で車体に固定するスタビライザ支持装置において、前記ゴム弾性体の軸直角方向断面の中間部に、中間板を前記保持孔を取り巻くように軸方向に埋設した弾性ブッシュを備えると共に、ゴム弾性体のばね定数が車体前後方向より車体上下方向で大となるように、中間板の内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の硬度と、中間板の軸直角方向断面形状により決まる内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の径方向断面厚さとを設定してなることにより、車体のローリング時に弾性ブッシュに付加されるスタビライザバーのローリング反力に対して、簡単な手段により、該ローリング反力に則したばね定数の設定が可能になり、これにより、弾性ブッシュの抜けを防止できると共に、弾性ブッシュ及び弾性ブッシュを固定するブラケット等の形状を簡素化して、加工コストを低減できる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではない。

（実施形態１）
本発明装置の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る２つ割り構造のスタビライザ支持装置を示す正面図である。図１において、スタビライザ支持装置１０は、半円筒形に形成され向い合わせに配置されて中心にスタビライザバーＳの保持孔１２を形成する一対の弾性ブッシュ２０と、スタビライザバーＳを該弾性ブッシュ２０を介して支持する一対のブラケット３０とから構成されている。Ｐが分割線である。

図２は、本実施形態の弾性ブッシュ２０を示す。図２において、弾性ブッシュ２０の内部には、軸直角方向断面形状が楕円形に近い中間板２２が埋設されている。中間板２２は、弾性ブッシュ２０の全長に亘り軸方向に配設され、金属製で構成され、剛性を有する。
中間板２２の内側に内側ゴム弾性体２４が配置されると共に、中間板２２の外側に外側ゴム弾性体２６が配置されている。中間板２２及び内外ゴム弾性体２４，２６は、互いに一体に加硫接着されている。

外側ゴム弾性体２６は、内側ゴム弾性体２４より硬度の大きな材質で構成されている。また、図２（ａ）に示すように、車体上下方向で外側ゴム弾性体２６の肉厚が内側ゴム弾性体２４より大きく、車体前後方向で内側ゴム弾性体２４の肉厚が外側ゴム弾性体２６より大きくなるように構成されている。これによって、車体上下方向のばね定数が大きく、車体前後方向のばね定数が小さくなるように構成されている。
図２（ｂ）に示すように、弾性ブッシュ２０の軸方向両端部には、外方に円筒状に拡径したフランジ部２８が一体に形成されている。フランジ部２８の間にブラケット３０の外筒部３２を配置し、外筒部３２で弾性ブッシュ２０を外方から把持する。

ブラケット３０は、金属製で構成され、剛性をなす。ブラケット３０は、スタビライザバーＳを弾性ブッシュ２０を介して夫々内嵌する凹部３２ａを備えた外筒部３２と、外筒部３２の両側に一体成形された固定部３４とからなる。固定部３４には貫通した固定孔３６が穿設されている。
一対の弾性ブッシュ２０を向かい合わせに配置し、中心に形成された保持孔１２にスタビライザバーＳを挿通した状態で、一対のブラケット３０で弾性ブッシュ２０を挟み、固定孔３６に固定ボルト４０を通し、固定ボルト４０及びナット４２で図示しない車体のフレームに固定する。

車体のローリング時にスタビライザバーＳが弾性ブッシュ２０に付加するローリング反力は、方向により大きさが異なる。即ち、車体上下方向で大となり、車体前後方向で小となる。本実施形態の弾性ブッシュ２０は、このローリング反力の分布に則して、車体上下方向で大きくなり、車体前後方向で小さくなるばね定数としている。即ち、変位Ｘと荷重の関係が、図３に示すようになるので、スタビライザバーＳから加わるローリング反力に対して強度を向上することができる。
このように、中間板２２の形状や、内外ゴム弾性体２４，２６の材質又は肉厚を適宜に設定するという簡易な手段により、弾性ブッシュ２０の周方向のばね定数の調整が可能である。

また、ブラケット３０の内周面やスタビライザバーＳと弾性ブッシュ２０の外側ゴム弾性体２６や内側ゴム弾性体２４とを当接するようにしているので、ブラケット３０の内周面やスタビライザバーＳの表面に高精度の機械加工をする必要がなく、弾性ブッシュ２０の当接面と馴染ませることができる。従って、ブラケット３０の内周面やスタビライザバーＳの表面を鋳物膚等の粗い表面のままで使用できるので、加工コストが低コストとなる。

さらに、外側ゴム弾性体２６の両端部にフランジ部２８を設け、フランジ部２８間にブラケット３０の外筒部３２を装着しているので、弾性ブッシュ２０の抜け落ちを防止できると共に、硬度の大きな外側ゴム層２６と同一材質でフランジ部２８を構成しているので、フランジ部２８の強度を高めることができる。
これによって、従来の構成と異なり、ずれ防止用突起及び該突起の受け皿としての凹部の加工が不要になり、加工コストを低減できる。

（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態を図４により説明する。内外ゴム弾性体２４及び２６の材質、及び中間板２２の軸直角方向断面形状によって決まる内外ゴム弾性体２４及び２６の肉厚を調整することによって、図４に示すように、スタビライザバーＳの捩じれ角θに対する弾性ブッシュ２０のトルク値Ｔを非線形特性曲線ｙとすることができる。非線形特性曲線ｙを２次曲線に近似させることにより、線形特性曲線ｘと比べて、弾性ブッシュ２０の定常位置での安定性が高まり、連れ回りによる捩じりずれの不具合がなくなる。

本発明によれば、特に、大型車両において、スタビライザバーを弾性支持する弾性ブッシュの抜けを防止すると共に、車体のローリングに対するスタビライザバーの反力の分布に則したばね定数の設定が可能な支持装置を実現できる。

本発明のスタビライザ支持装置の一実施形態を示す正面図である。 前記実施形態の弾性ブッシュに係り、（ａ）は横断面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。 前記実施形態の弾性ブッシュの弾性特性を示す線図である。 本発明装置の第２実施形態に係る弾性ブッシュの捩じり特性を示す線図である。 従来のスタビライザ支持装置の斜視図である。 従来のスタビライザ支持装置の弾性ブッシュの一例を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。 従来のスタビライザ支持装置の別の例を示す横断面図である。 従来のスタビライザ支持装置の弾性ブッシュのさらに別な例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ スタビライザ支持装置
１２ 保持孔
２０ 弾性ブッシュ
２２ 中間板
２４ 内側ゴム弾性体
２６ 外側ゴム弾性体
２８ フランジ部
３０ ブラケット
３２ 外筒部
３２ａ 凹部
３４ 固定部
３６ 固定孔
１００、Ｓ スタビライザバー
ｆ 車体
Ｐ 分割線

Claims (4)

1. 半円筒形に形成され向い合わせに配置されて中心にスタビライザバーの保持孔を形成する一対のゴム弾性体からなる弾性ブッシュと、該ゴム弾性体を夫々内嵌する凹部を備えた一対のブラケットとを備え、該保持孔にスタビライザバーを挿通させた状態で車体に固定するスタビライザ支持装置において、
   前記ゴム弾性体の軸直角方向断面の中間部に、中間板を前記保持孔を取り巻くように軸方向に埋設した弾性ブッシュを備えると共に、
   ゴム弾性体のばね定数が車体前後方向より車体上下方向で大となるように、中間板の内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の硬度と、中間板の軸直角方向断面形状により決まる内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の径方向断面厚さとを設定してなることを特徴とするスタビライザ支持装置。
2. 外側ゴム弾性体の硬度を内側ゴム弾性体の硬度より大とすると共に、前記中間板の軸直角方向断面形状を車体前後方向を長軸とし車体上下方向を短軸とした半楕円形とし、外側ゴム弾性体の車体上下方向厚さを内側ゴム弾性体より大とし、外側ゴム弾性体の車体前後方向厚さを内側ゴム弾性体より小とすることにより、弾性ブッシュ全体のばね定数を車体前後方向より車体上下方向で大とな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支持装置。
3. 外側ゴム弾性体の軸方向両端部に拡径したフランジ部を設け、前記ブラケットで該フランジ部間の外側ゴム弾性体外周面を把持させることにより、前記ブラケットを該フランジ部に係止させて弾性ブッシュの軸方向ずれを防止するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のスタビライザ支持装置。
4. スタビライザバーの捩じれ角に対してスタビライザバーに付加される弾性ブッシュのトルク値が、該捩じれ角に対して線形特性よりも急勾配の非線形特性となるように、内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の硬度と、内側ゴム弾性体及び外側ゴム弾性体の径方向断面厚さとを設定してなることを特徴とする請求項１に記載のスタビライザ支持装置。

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