JP2011031735A - スタビライザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 捩り剛性を調整する部分の軸方向寸法を小さくして、車体に対する取付を容易にする。
【解決手段】 剛性力発生機構９は、第１のスタビライザバー２に連結され内面に第１のランプ１２が形成された外径側部材１１と、第２のスタビライザバー３に連結された状態で外径側部材１１の内面側に配置され第２のランプ１４が形成された内径側部材１３と、各ランプ１２，１４間に収められた状態で外径側部材１１と内径側部材１３とに挟まれた球体１５と、内径側部材１３を球体１５を介して外径側部材１１に向けて押付けるばね部材１６とにより構成した。従って、外径側部材１１、内径側部材１３、球体１５、ばね部材１６等を半径方向に並べて配設できるから、軸方向の寸法を短くしてスタビライザ装置１を小型化することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載され、車体のロール運動を抑制するのに好適なスタビライザ装置に関する。

自動車等の車両は、コーナリング時の姿勢を安定させるためにスタビライザ装置を備えているものがある。また、昨今のスタビライザ装置は、直進、左コーナ、右コーナでそれぞれ走行安定性が高まるように、アクチュエータ等を用いて捩り剛性を変化させている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１２６０５８号公報

ところで、特許文献１のスタビライザ装置は、２つのシリンダを軸方向に連結する構成としているから、捩り剛性を調整する部分の軸方向寸法が大きくなってしまう。このために、車体に対する取付けの自由度が低くなる上に、車体への取付作業性が悪くなるという問題がある。

本発明の目的は、捩り剛性を調整する部分の軸方向寸法を小さくすることにより、車体に対して簡単に取付けることができるようにしたスタビライザ装置を提供することにある。

本発明は、第１、第２のスタビライザバー間で捩り剛性を発生する剛性力発生機構を、第１のスタビライザバーに連結され径方向の内側に向けて第１の転動面が形成された外径側部材と、第２のスタビライザバーに連結された状態で前記外径側部材の内径側に配置され前記第１の転動面に対面する第２の転動面が形成された内径側部材と、前記第１の転動面と第２の転動面に収められた状態で前記外径側部材と内径側部材とに挟まれた転動体と、前記剛性力制御機構と前記内径側部材との間に配置され前記内径側部材を前記転動体を介して前記外径側部材に押付ける付勢部材とにより構成している。

本発明によれば、剛性力発生機構の軸方向寸法を小さくすることができ、車体に対する取付けの自由度を高めることができ、また、車体への取付作業性を良好にすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るスタビライザ装置を示す縦断面図である。 スタビライザ装置の要部を拡大して示す縦断面図である。 図２中の矢示III−III方向からみた横断面図である。 図３中の各ランプ、球体等を示す要部拡大の断面図である。 円錐状棒体を単体で示す斜視図である。 各スタビライザバーが相対回転したときの可変剛性部を図３と同様位置からみた横断面図である。 円錐状棒体を軸方向に移動してばね部材に大きな初期荷重を与えた状態を図２と同様位置からみた縦断面図である。 図７中の矢示VIII−VIII方向からみた横断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るスタビライザ装置を示す要部拡大の縦断面図である。 図９中の矢示Ｘ−Ｘ方向からみた横断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るスタビライザ装置を示す横断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るスタビライザ装置を示す縦断面図である。 図１２中の矢示XIII−XIII方向からみた横断面図である。 回転軸を９０度回転させた状態を図１３と同様位置からみた横断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係るスタビライザ装置について、添付図面に従って詳細に説明する。

まず、図１ないし図８は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、１は第１の実施の形態によるスタビライザ装置を示している。このスタビライザ装置１は、長さ方向の中央部分が車両を構成する車体側に取付けられ、両端側が左，右の車輪側（いずれも図示せず）にそれぞれ接続されている。また、スタビライザ装置１は、後述する第１のスタビライザバー２と、第２のスタビライザバー３と、該各スタビライザバー２，３を連結して捩り剛性を調整する可変剛性部４とにより大略構成されている。

２は例えば車体の左側に配設された第１のスタビライザバーで、該スタビライザバー２は、柔軟性をもったばね鋼からなり、車体のレイアウト等に応じて所望の形状に折曲げられている。そして、第１のスタビライザバー２は、基端側が可変剛性部４を介して第２のスタビライザバー３に連結され、先端側が左車輪側に接続されている。また、第１のスタビライザバー２の基端部には、可変剛性部４を構成する後述の円形プレート１０、外径側部材１１が一体的に設けられている。

３は例えば車体の右側に配設された第２のスタビライザバーで、該スタビライザバー３は、第１のスタビライザバー２とほぼ同様に、柔軟性をもったばね鋼からなり、第１のスタビライザバー２とほぼ対称形状をなすように折曲げられている。そして、第２のスタビライザバー３は、基端側が可変剛性部４を介して第１のスタビライザバー２に連結され、先端側が右車輪側に接続されている。また、第２のスタビライザバー３の基端部には、後述するケーシング５のモータケース８が一体的に設けられている。

ここで、第１のスタビライザバー２の基端側と第２のスタビライザバー３の基端側とは、軸線Ｏ−Ｏ上に配置され、車体側に対し軸線Ｏ−Ｏを中心にして上，下方向に回動自在に支持されている。また、各スタビライザバー２，３は、互いに反対方向、即ち、相対回転することができる。この相対回転時には、そのときの走行条件等に応じ後述の可変剛性部４によって適度なトルクを付与し、捩り剛性を調整している。

４は第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３との間を連結して設けられた可変剛性部である。この可変剛性部４は、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を可変に調整するものである。また、可変剛性部４は、後述のケーシング５、剛性力発生機構９、剛性力制御機構１７により大略構成されている。

５は可変剛性部４の外形をなすケーシングで、該ケーシング５は、軸線Ｏ−Ｏを中心にして左，右方向に延びる円筒状の容器として形成されている。また、ケーシング５は、十分な剛性をもった金属材料等からなり、本体ケース６とモータケース８とにより構成されている。

まず、本体ケース６は、後述する剛性力発生機構９等を収容するもので、円筒状の筒部６Ａと、該筒部６Ａの左端部を閉塞して設けられた段付円筒状の左蓋部６Ｂと、前記筒部６Ａの右端部を閉塞して設けられた段付円筒状の右蓋部６Ｃとにより形成されている。また、左蓋部６Ｂ内には、例えば一対のアンギュラ玉軸受７が収容され、該各軸受７によって第１のスタビライザバー２を回転可能に支持している。一方、右蓋部６Ｃ内にも、一対のアンギュラ玉軸受７が収容され、該各軸受７によって後述のねじ部材１９を回転可能に支持している。

また、左蓋部６Ｂの中心部には、第１のスタビライザバー２の基端側が挿通する挿通孔６Ｄが形成されている。一方、右蓋部６Ｃの中心部には、ねじ部材１９の軸部１９Ａが挿通する挿通孔６Ｅが形成されている。また、筒部６Ａの内周面には、軸方向に直線状に延びる突条６Ｆが周方向に間隔をもって複数本、例えば３本（１本のみ図示）設けられている。この３本の突条６Ｆは、後述する円錐状棒体２１の各係合溝２１Ｂに係合して回転を規制するものである。

さらに、本体ケース６の右側に設けられたモータケース８は、後述の電動モータ２０を収容するもので、筒部８Ａと底部８Ｂとにより有底筒状に形成されている。また、筒部８Ａは、その開口側が本体ケース６の右蓋部６Ｃ外周側に一体的に固着されている。そして、底部８Ｂの中心部は、第２のスタビライザバー３の基端部に一体的に接続され、これにより、ケーシング５は、第２のスタビライザバー３と一緒に、第１のスタビライザバー２に対して回動することができる。

９は本体ケース６の左側寄りに収容された剛性力発生機構で、該剛性力発生機構９は、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とが相対回転したときに剛性力を発生するものである。また、剛性力発生機構９は、後述する外径側部材１１、内径側部材１３、球体１５、ばね部材１６により大略構成されている。

１０は本体ケース６内の左部に設けられた円形プレートで、該円形プレート１０は、軸線Ｏ−Ｏを中心とする円板として形成されている。また、円形プレート１０の左端面の中心部には、第１のスタビライザバー２の基端部が一体的に接続され、外周部には後述の外径側部材１１が一体的に設けられている。

１１は円形プレート１０の外周部に設けられた外径側部材である。この外径側部材１１は、円形プレート１０の外周部から右側に延び、該円形プレート１０と一緒に軸線Ｏ−Ｏを中心として回転する短尺な円筒体として形成されている。また、外径側部材１１の内周面には、図３に示すように、第１の転動面としての第１のランプ１２が周方向に複数個、例えば９０度の間隔をもって４個設けられている。

ここで、各ランプ１２は、外径側部材１１の周方向に延びつつ内面に向けて開口した内向き溝として形成されている。また、各ランプ１２は、図４に示す如く、長さ方向の中央部が最深部１２Ａとなり、この最深部１２Ａから両端側に向けて所望の曲率半径で浅くなる円弧状溝として形成されている。

１３は外径側部材１１の内面側に配置された複数枚、例えば４枚の内径側部材である。この４枚の内径側部材１３は、第２のスタビライザバー３と一緒に回転するように、後述する円錐状棒体２１を介してケーシング５に回転不能に連結されている。また、各内径側部材１３は、円錐状棒体２１に設けられた径方向ガイド２１Ｅ間で半径方向に移動できるように、該各径方向ガイド２１Ｅ間に収まる直方体状の平坦板として形成されている。さらに、内径側部材１３の外面には、図３に示すように、第１のランプ１２に対し半径方向で対向する第２の転動面としての第２のランプ１４が設けられている。

ここで、各内径側部材１３の第２のランプ１４は、第１のランプ１２に対向して配設されるもので、回転方向となる周方向に延びつつ半径方向の外側に向けて開口する外向き溝として形成されている。また、第２のランプ１４は、図４に示す如く、長さ方向の中央部が最深部１４Ａとなり、この最深部１４Ａから両端側に向けて所望の曲率半径で浅くなる円弧状溝として形成されている。

１５は外径側部材１１と各内径側部材１３とに挟まれた転動体としての４個の球体で、該各球体１５は、第１のランプ１２と第２のランプ１４に収められている。また、各球体１５は、各ランプ１２，１４間に収められた状態で、外径側部材１１に各内径側部材１３が当接しないような直径寸法をもった金属球等として形成されている。そして、各球体１５は、外径側部材１１と各内径側部材１３が相対回転したときに各ランプ１２，１４を浅溝側に転動することで、外径側部材１１と各内径側部材１３とを離間させるものである。

１６は各内径側部材１３の内径側にぞれぞれ設けられた付勢部材としての４個のばね部材である。このばね部材１６は、例えば圧縮式のコイルばねからなり、後述する剛性力制御機構１７のブロック体２２と内径側部材１３との間に初期荷重を与えた状態で配置されている。また、各ばね部材１６は、その付勢力によって各内径側部材１３が半径方向内側に変位するのを抑えることにより、各スタビライザバー２，３が相対回転しようとしたときにトルクを発生するものである。これにより、各ばね部材１６に与える初期荷重を調整することで、各スタビライザバー２，３間のトルクを制御することができる。

そして、このように構成された剛性力発生機構９は、ばね部材１６の付勢力により、球体１５を介して内径側部材１３を外径側部材１１に押付けることにより、図３、図４に示すように、球体１５を各ランプ１２，１４の最深部１２Ａ，１４Ａに配置している。これにより、外径側部材１１と内径側部材１３を最も接近して配置することができる。

一方、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３、ケーシング５とが軸線Ｏ−Ｏを中心に相対回転した場合には、図６に示すように、第１のランプ１２と第２のランプ１４とが周方向に相対的に位置ずれするから、球体１５は、各ランプ１２，１４の浅い端部側に移動する。これにより、外径側部材１１と内径側部材１３は、各ランプ１２，１４から球体１５が突出した分だけ大きく離間する。この場合、第２のランプ１４を第１のランプ１２に向け押付けているばね部材１６の付勢力を小さくすることにより、このときの捩り剛性を小さくすることができる。また、ばね部材１６の付勢力を大きくすることにより、このときの捩り剛性を大きくすることができる。

１７はケーシング５内に設けられた剛性力制御機構で、該剛性力制御機構１７は、外力によって剛性力発生機構９が発生する剛性力を制御するものである。また、剛性力制御機構１７は、後述の変位部材１８、電動モータ２０、ブロック体２２により構成されている。

１８はブロック体２２を径方向に変位させるためにケーシング５内に設けられた変位部材で、該変位部材１８は、ばね部材１６の伸縮方向に任意の大きさの初期荷重を付与するものである。また、変位部材１８は、本体ケース６内に設けられた後述のねじ部材１９、円錐状棒体２１と、モータケース８内に設けられた電動モータ２０とにより大略構成されている。

１９は本体ケース６の右蓋部６Ｃ内に各アンギュラ玉軸受７を介して回転可能に支持されたねじ部材である。このねじ部材１９は、基端側の軸部１９Ａがアクチュエータとなる電動モータ２０に取付けられ、該電動モータ２０によって任意の方向に回転駆動される。また、ねじ部材１９の先端側には、後述する円錐状棒体２１の雌ねじ２１Ｃに螺合する台形ねじからなる雄ねじ１９Ｂが形成されている。

２１は外径側部材１１、内径側部材１３の右側に配設された円錐状棒体で、該円錐状棒体２１は、後述の各ブロック体２２を半径方向に変位させるものである。また、円錐状棒体２１は、図２、図５に示すように、厚肉で大径な円板部２１Ａと、該円板部２１Ａの外周面を軸方向に切欠いて形成された複数本、例えば３本の係合溝２１Ｂと、前記円板部２１Ａの中心位置に右側に開口して形成された雌ねじ２１Ｃと、前記円板部２１Ａの中心位置に左側に突設された円錐状突起２１Ｄと、該円錐状突起２１Ｄを取囲むように設けられた４個の径方向ガイド２１Ｅとにより構成されている。

ここで、各係合溝２１Ｂは、本体ケース６の各突条６Ｆに係合することにより、円錐状棒体２１を、ケーシング５に対し回転が規制された状態で軸方向に移動可能に連結している。

また、雌ねじ２１Ｃは、例えば台形ねじからなり、後述するねじ部材１９の雄ねじ１９Ｂと共に、電動モータ２０による回転運動を円錐状棒体２１の直線運動に変換するねじ機構を構成している。

一方、円錐状突起２１Ｄは、先端側に向けて先細りとなる傾斜面２１Ｄ1を有する円錐台状に形成され、その傾斜面２１Ｄ1は、４個のブロック体２２の傾斜面２２Ａに摺動可能に接触している。従って、円錐状突起２１Ｄは、図７、図８に示すように、各ブロック体２２に囲まれた中心部に深く押し入れることにより、広がった基端側によって各ブロック体２２を半径方向の外側に変位させることができ、引き出すことにより各ブロック体２２を半径方向の内側に変位させることができる。

さらに、４個の径方向ガイド２１Ｅは、図３に示すように、周方向に９０度の間隔をもって配置されている。また、径方向ガイド２１Ｅは、Ｌ字状に折曲げて形成され、隣合う対向面が半径方向に平行に延びている。これにより、４個の径方向ガイド２１Ｅは、内径側部材１３とブロック体２２とを半径方向にガイドし、これらを第２のスタビライザバー３と一緒に回転させるものである。

２２はばね部材１６よりも半径方向内側に配置された付勢力調整部材としての４個のブロック体で、該各ブロック体２２は、ばね部材１６を軸線Ｏ−Ｏ側となる半径方向の内側から受承するものである。これにより、各ブロック体２２は、剛性力制御機構１７から出力される外力により各内径側部材１３を球体１５を介し外径側部材１１に向けて押付けることができる。そして、各ブロック体２２は、円錐状棒体２１の径方向ガイド２１Ｅ間に半径方向に移動可能に支持されている。また、各ブロック体２２は、内側面が円錐状棒体２１に向けて拡開するように傾斜した傾斜面２２Ａとなった略三角形状に形成され、傾斜面２２Ａは、円錐状突起２１Ｄの傾斜面２１Ｄ1と摺動可能に接触している。

このように構成された剛性力制御機構１７では、電動モータ２０によってねじ部材１９を任意の方向に回転駆動することにより、図３、図４に示すように、円錐状棒体２１を各ブロック体２２と反対側となる右側に配置する。この状態では、円錐状突起２１Ｄが各ブロック体２２内から抜き出されるから、該各ブロック体２２を内径側部材１３から離間させることができる。これにより、ばね部材１６の初期荷重を小さくして各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を小さく制御することができる。

一方、電動モータ２０によってねじ部材１９を逆方向に回転駆動することにより、図７、図８に示すように、ねじ機構をなす雌ねじ２１Ｃと雄ねじ１９Ｂの働きで円錐状棒体２１を左側に直線移動させ、その円錐状突起２１Ｄを各ブロック体２２内に押し入れる。このときには、円錐状突起２１Ｄの広がった基端側により、各ブロック体２２を内径側部材１３に接近させることができる。これにより、ばね部材１６の初期荷重を大きくして各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を大きく制御することができる。

ここで、スタビライザ装置１は、外径側部材１１の内面側に球体１５を配置し、該球体１５よりも半径方向内側に内径側部材１３を配置し、該内径側部材１３よりも半径方向内側にばね部材１６を配置し、該ばね部材１６よりも半径方向内側にブロック体２２を配置しているから、これらの部材を半径方向に並べて配設することができ、軸方向の寸法を短くすることができる。

また、半径方向に直線状に並んだ外径側部材１１の第１のランプ１２、内径側部材１３、球体１５およびばね部材１６は、回転中心となる軸線Ｏ−Ｏを挟んで対称位置に対をなして設けている。この配置関係では、円錐状棒体２１の円錐状突起２１Ｄには、対称位置のばね部材１６から同様に付勢力が作用するから、円錐状突起２１Ｄに作用する付勢力を相殺することができる。

第１の実施の形態によるスタビライザ装置１は、上述のように構成されるもので、次に、その作動について説明する。

まず、車両が直進している場合には、車体がロールすることはない。このために、スタビライザ装置１に求められる捩り剛性は小さく、各スタビライザバー２，３は比較的容易に独立して回動することができる。これにより、例えば直進走行時に一方の車輪が凹部に落ちることがあっても、この一方の車輪だけをストロークさせることができ、安定した走行姿勢を得ることができる。

即ち、ステアリング角、アクセル開度、ブレーキの操作状況、横加速度等の情報を基にして走行状況を判断し、直進走行していると判断した場合には、電動モータ２０によってねじ部材１９を任意の方向に回転させ、図１、図３に示すように、内径側部材１３とブロック体２２とを例えば大きく離間させる。これにより、ばね部材１６に付加される初期加重が小さくなるから、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力となるトルクも小さくなる。従って、スタビライザ装置１の捩り剛性を小さくできるから、左，右の車輪は、路面の凹凸に合わせて独立してストロークすることができ、良好な乗り心地を得ることができる。

次に、ステアリングを操作してコーナを走行する場合には、車体が外側へと傾くロールを抑える必要がある。そこで、スタビライザ装置１は、電動モータ２０によってねじ部材１９を先程とは逆方向に回転させ、内径側部材１３とブロック体２２とを接近させる。これにより、ばね部材１６に付加される初期加重が大きくなるから、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とを相対回転させるのに必要な捩り力も大きくなる。従って、スタビライザ装置１は、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を高めることで、車体が外側にロールするのを抑えることができ、コーナリング時の走行姿勢を安定させることができる。

このコーナリング時の制御では、左コーナを走行する場合、右コーナを走行する場合のいずれでも、剛性力制御機構１７によってばね部材１６の初期加重を大きくすることになる。これにより、山道を走行する場合、スラローム走行を行う場合のように、左コーナと右コーナとが交互に続く場合でも、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を一度高めた後には、速度やコーナの大きさに応じて微調整するだけでよく、電動モータ２０を頻繁に駆動する必要はない。

かくして、第１の実施の形態によれば、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３との間で捩り剛性を発生する剛性力発生機構９は、第１のスタビライザバー２に連結され内面に第１のランプ１２が形成された外径側部材１１と、ケーシング５等を介して第２のスタビライザバー３に連結された状態で前記外径側部材１１の内面側に半径方向に移動可能に配置され前記第１のランプ１２に対し半径方向で対面する第２のランプ１４が形成された内径側部材１３と、前記第１のランプ１２と第２のランプ１４に収められた状態で前記外径側部材１１と内径側部材１３とに挟まれた球体１５と、前記内径側部材１３よりも半径方向内側に配置され剛性力制御機構１７から出力される外力により内径側部材１３を前記球体１５を介して前記外径側部材１１に向けて押付けるばね部材１６とにより構成している。

従って、スタビライザ装置１は、半径方向の外側から内側に並ぶように、外径側部材１１、球体１５、内径側部材１３、ばね部材１６、ブロック体２２を配置しているから、これらの部材を配設したときの軸方向の寸法を短く形成することができる。

この結果、剛性力発生機構９等の軸方向寸法を小さくすることができるから、スタビライザ装置１を小型化することができる。これにより、スタビライザ装置１を車体に取付けるときの自由度を高めることができ、また、車体への取付作業性を良好にすることができる。

また、剛性力発生機構９は、各スタビライザバー２，３間の捩れとなる相対回転運動に対し、各ランプ１２，１４と球体１５とばね部材１６という簡単な構成だけで捩り剛性となるトルクを発生することがでる。この点でも、構成を簡略化することができ、スタビライザ装置１を小型化することができる。

また、剛性力制御機構１７は、外力を発生する電動モータ２０によって変位する変位部材１８と、ばね部材１６よりも半径方向内側に配置されて各内径側部材１３との間でばね部材１６を受承すると共に前記変位部材１８の変位に応じてばね部材１６の付勢力を調整する各ブロック体２２とにより構成している。これにより、制御が容易な電動モータ２０を用いてばね部材１６の初期荷重を調整することができ、構成の簡略化による小型化、製造コストの低減等を図ることができる。一方、外径側部材１１の第１のランプ１２、内径側部材１３、球体１５およびばね部材１６は、回転中心となる軸線Ｏ−Ｏを挟んで対称位置に対をなして設けているから、円錐状棒体２１の円錐状突起２１Ｄには、対称位置のばね部材１６から同様に付勢力を作用させることができ、この付勢力を相殺することができる。従って、ケーシング５、円錐状棒体２１等の強度を低く設定することができ、さらなる小型化、低コスト化等を図ることができる。

また、外径側部材１１，内径側部材１３に設けた転動面としてのランプ１２，１４は、長さ方向の中央部が最深部１２Ａ，１４Ａとなり両端側に向けて浅くなる円弧状溝として形成している。これにより、各スタビライザバー２，３間の捩れ角が小さい範囲では、トルクに影響するばね定数を低くして乗り心地を良好にすることができる。また、各スタビライザバー２，３間の捩れ角が大きい範囲では、ばね定数を高くして捩り剛性を高めることができ、コーナを走行するときのロールを抑制して走行姿勢を安定させることができる。

さらに、変位部材１８は、電動モータ２０によって回転駆動されるねじ部材１９と、該ねじ部材１９に螺合して設けられ該ねじ部材１９から先端側に向けて先細りとなる傾斜面２１Ｄ1をもった円錐状突起２１Ｄを有し、該傾斜面２１Ｄ1が前記各ブロック体２２の傾斜面２２Ａに接触した状態で軸方向に変位することにより前記各ブロック体２２を半径方向に変位させる円錐状棒体２１とにより構成している。従って、電動モータ２０による回転運動を円錐状棒体２１の軸方向の直線運動に変換することができ、円錐状突起２１Ｄの傾斜面２１Ｄ1によって各ブロック体２２を半径方向に変位させることができる。

次に、図９および図１０は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、転動体を円柱体によって構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図９、図１０において、３１は第２の実施の形態による剛性力発生機構である。この剛性力発生機構３１は、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とが相対回転したときに剛性力を発生するものである。

また、剛性力発生機構３１は、第１の実施の形態による剛性力発生機構９とほぼ同様に、第１のスタビライザバー２に取付けられた円形プレート３２と、該円形プレート３２の外周部から右側の延びた短尺な円筒体からなり内面に第１の転動面をなす第１のランプ３４が形成された外径側部材３３と、該外径側部材３３の内面側に配置され第１のランプ３４に対し半径方向で対面する第２の転動面をなす第２のランプ３６が形成された内径側部材３５と、第１のランプ３４と第２のランプ３６に収められた状態で前記外径側部材３３と内径側部材３５とに挟まれた転動体としての円柱体３７と、内径側部材３５よりも半径方向内側に配置され剛性力制御機構１７から出力される外力により前記内径側部材３５を前記円柱体３７を介し前記外径側部材３３に向けて押付ける付勢部材としてのばね部材３８とにより構成されている。

ここで、第２の実施の形態による第１のランプ３４、第２のランプ３６は、軸方向に直線状をなす円弧面として形成され、円柱体３７はランプ３４，３６を線接触状態で転動する構成となっている。

かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、転動体として円柱体３７を用いることにより、第１のランプ３４、第２のランプ３６に対して線接触させることができ、大きな負荷に耐えることができる。

次に、図１１は本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、転動体を楕円形状の円柱体によって構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１１において、４１は第３の実施の形態による剛性力発生機構である。この剛性力発生機構４１は、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とが相対回転したときに剛性力を発生するものである。

また、剛性力発生機構４１は、第１の実施の形態による剛性力発生機構９とほぼ同様に、第１のスタビライザバー２に取付けられた円形プレート１０の外周部から右側の延びた短尺な円筒体からなり内面に第１の転動面をなすランプ４３が形成された外径側部材４２と、該外径側部材４２の内面側に配置されランプ４３に対し半径方向に対面する第２の転動面をなす転動面４５が形成された内径側部材４４と、前記ランプ４３と転動面４５に収められた状態で前記外径側部材４２と内径側部材４４とに挟まれた転動体としての円柱体４６と、内径側部材４４よりも半径方向内側に配置され剛性力制御機構１７から出力される外力により前記内径側部材４４を前記円柱体４６を介し前記外径側部材４２に向けて押付ける付勢部材としてのばね部材４７とにより構成されている。

ここで、第３の実施の形態によるランプ４３は、軸方向に直線状をなす円弧面として形成され、転動面４５は、平坦面として形成されている。また、円柱体４６は、楕円形の断面形状をもった楕円柱体として形成され、その外周面がランプ４３、転動面４５を線接触状態で転動する構成となっている。

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態によれば、転動体としての円柱体４６は、楕円形の断面形状をもった楕円柱体として形成している。これにより、円柱体４６の楕円形状によりばね部材４７に付与する荷重を所望の特性をもって変化させることができる。この結果、例えば内径側部材４４に設ける第２の転動面を、容易に加工できる平坦な転動面４５とすることができ、製造コストを削減することができる。

次に、図１２ないし図１４は本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、前記外径側部材の第１の転動面は周方向に複数設け、前記内径側部材、転動体および付勢部材は前記第１の転動面に対応して周方向に複数設けると共に前記各付勢部材のばね定数を異ならせる構成とし、前記付勢力調整部材は、内側面が平坦面となると共に外面側で前記付勢部材を受承する複数のブロック体により形成し、前記変位部材は、前記アクチュエータに設けられ先端側に楕円形をした楕円体を有し、該楕円体の外周面を前記各ブロック体の平坦面に接触した状態で回転方向に変位することにより前記付勢力調整部材を半径方向に変位させる回転軸により構成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図１２において、５１は第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３との間を連結して設けられた第４の実施の形態による可変剛性部である。この可変剛性部５１は、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を調整するものである。また、可変剛性部５１は、後述のケーシング５２、剛性力発生機構５７、剛性力制御機構６６により大略構成されている。

５２は可変剛性部５１の外形をなすケーシングで、該ケーシング５２は、筒部５３Ａ、左蓋部５３Ｂ、右蓋部５３Ｃ等からなる本体ケース５３と、筒部５４Ａ、底部５４Ｂからなるモータケース５４と、ガイド形成部５５とにより構成されている。また、各蓋部５３Ｂ，５３Ｃ内にはアンギュラ玉軸受５６が収容されている。ここで、第４の実施の形態によるケーシング５２は、円錐状棒体等が設けられていない分だけ、軸方向寸法を小さく形成することができる。

また、ガイド形成部５５は、右蓋部５３Ｃの左側を閉塞して設けられ、その左端面には、図１３に示す如く、後述する回転軸６７の楕円体６７Ａを取囲むように４個の径方向ガイド５５Ａが設けられている。これら４個の径方向ガイド５５Ａは、第１の実施の形態で述べた径方向ガイド２１Ｅと同様に、Ｌ字状に折り曲げて形成され、内径側部材６１とブロック体６９とを径方向にガイドし、これらを第２のスタビライザバー３と一緒に回転させるものである。

５７は本体ケース５３に収容された剛性力発生機構で、該剛性力発生機構５７は、第１のスタビライザバー２と第２のスタビライザバー３とが相対回転したときに剛性力を発生するものである。また、剛性力発生機構５７は、後述の外径側部材５９、内径側部材６１、球体６３、ばね部材６４，６５により大略構成されている。

５８は本体ケース５３内に設けられた円形プレート、５９は該円形プレート５８の外周部に設けられた外径側部材である。この外径側部材５９は、円形プレート５８の外周部から右側に延びた円筒体からなり、その内面には、図１３に示すように、第１の転動面としての第１のランプ６０が周方向に複数個、例えば９０度の間隔をもって４個設けられている。また、第１のランプ６０は、第１の実施の形態による第１のランプ１２とほぼ同様に、外径側部材５９の周方向に延びつつ径方向の内側に向けて開口した内向き溝として形成されている。

６１は外径側部材５９の内面側に配置された複数枚、例えば４枚の内径側部材である。この４枚の内径側部材６１は、第２のスタビライザバー３と一緒に回転するように、ガイド形成部５５を介してケーシング５２に回転不能に連結されている。また、各内径側部材６１の半径方向の外面には、第１のランプ６０に対し半径方向で対面する第２の転動面をなす第２のランプ６２が設けられ、この第２のランプ６２は、第１の実施の形態による第２のランプ１４とほぼ同様に形成されている。

６３は外径側部材５９と各内径側部材６１との間に設けられた転動体としての４個の球体で、該各球体６３は、第１の実施の形態による球体１５とほぼ同様に、第１のランプ６０と第２のランプ６２に収められた状態で、外径側部材５９と内径側部材６１とに挟まれている。

６４は４枚の内径側部材６１のうち、相対的に位置する２箇所にぞれぞれ設けられた付勢部材としての強ばね部材、６５は残りの２箇所にぞれぞれ設けられた付勢部材としての弱ばね部材を示している。ここで、強ばね部材６４は高いばね定数をもったコイルばねとして形成され、弱ばね部材６５は強ばね部材６４よりも低いばね定数をもったコイルばねとして形成されている。また、強ばね部材６４と弱ばね部材６５は、後述する回転軸６７の楕円体６７Ａによる初期荷重の与え加減により、各スタビライザバー２，３が相対回転しようとしたときにトルクを発生するものである。

６６はケーシング５２内に設けられた剛性力制御機構で、該剛性力制御機構６６は、剛性力発生機構５７が発生する剛性力を制御するものである。また、剛性力制御機構６６は、後述の回転軸６７、電動モータ６８、ブロック体６９により構成されている。

６７はブロック体６９を径方向に変位させるためにケーシング５２内に設けられた変位部材としての回転軸である。この回転軸６７は、本体ケース５３の右蓋部５３Ｃ内に各アンギュラ玉軸受５６を介して回転可能に支持されている。また、回転軸６７の先端側となる左端面中央には、各ブロック体６９の内側部分に侵入するように楕円体６７Ａが突設されている。この楕円体６７Ａは、長径部と短径部とを有する楕円形状をした柱状体として形成され、その外周面が各ブロック体６９の平坦面６９Ａに内側から当接している。そして、回転軸６７は、楕円体６７Ａの外周面を各ブロック体６９の平坦面６９Ａに接触した状態で回転方向に変位することにより前記各ブロック体６９を半径方向に変位させるものである。

６８はモータケース５４内に設けられたアクチュエータとしての電動モータを示している。この電動モータ６８は、回転軸６７を任意の方向に回転駆動するものである。

６９は各ばね部材６４，６５よりも半径方向内側に配置された付勢力調整部材としての４個のブロック体で、該各ブロック体６９は、第１の実施の形態によるブロック体２２とほぼ同様に、ガイド形成部５５の径方向ガイド５５Ａ間に径方向に移動可能に支持されている。また、各ブロック体６９の内側面は、回転軸６７の楕円体６７Ａと接触する平坦面６９Ａとなっている。

このように構成された剛性力制御機構６６では、電動モータ６８によって回転軸６７を任意の方向に回転駆動し、その楕円体６７Ａが図１３に示す位置に配置されると、強ばね部材６４が小さく圧縮され、弱ばね部材６５が大きく圧縮される。このときには、強ばね部材６４の初期荷重よりも弱ばね部材６５の初期荷重が大きくなり、全体としては、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を小さく制御することができる。

一方、回転軸６７の楕円体６７Ａを図１４に示す位置に回動させると、電動モータ２０によってねじ部材１９を逆方向に回転駆動することにより、強ばね部材６４が大きく圧縮され、弱ばね部材６５が小さく圧縮されるから、このときには、強ばね部材６４の初期荷重によって、各スタビライザバー２，３間の捩り剛性を大きく制御することができる。

かくして、このように構成された第４の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第４の実施の形態によれば、内径側部材６１を付勢するばね部材として強ばね部材６４と弱ばね部材６５とを設け、回転軸６７の楕円体６７Ａをブロック体６９の平坦面６９Ａに当接する構成としている。これにより、楕円体６７Ａによってブロック体６９を直接的に変位させることができ、部品点数を削減して小型化することができる。

なお、第１の実施の形態では、各ランプ１２，１４を長さ方向の中央部が最深部１２Ａ，１４Ａとなり両端側に向けて浅くなる円弧状溝として形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば長さ方向の中央部が最深部となり両端側に向けて直線状に浅くなるＶ字状の傾斜溝として形成してもよい。このＶ字状のランプは、捩れ角に比例してトルクを発生することができ、応答性がよく初期荷重の変更を車体の挙動に速やかに反映させることができる。また、ランプはこれ以外の形状とすることもできる。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

また、第１の実施の形態では、外径側部材１１の第１のランプ１２、内径側部材１３、球体１５、ばね部材１６等をそれぞれ４個ずつ設け、９０度間隔で配置した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば外径側部材１１の第１のランプ１２、内径側部材１３、球体１５、ばね部材１６等を２個ずつ１８０度間隔で配置したり、３個ずつ１２０度間隔で配置する構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

一方、第１の実施の形態では、付勢部材としてコイルばねからなるばね部材１６を用いた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば皿ばね、ゴムばね等の他の付勢部材を用いる構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

また、第１の実施の形態では、円錐状棒体２１の雌ねじ２１Ｃとねじ部材１９の雄ねじ１９Ｂとからなるねじ機構を、台形ねじによって構成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばボールねじ等の他のねじ機構を用いる構成としてもよい。この構成は、第２、第３の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

さらに、第１の実施の形態では、外力を発生するアクチュエータとして電動モータ２０を用いた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば油圧モータ、油圧シリンダ等の他のアクチュエータを用いて外力を発生する構成としてもよい。この構成は、他の実施の形態にも同様に適用することができるものである。

以上の実施の形態で述べたように、請求項１の発明によれば、外径側部材と内径側部材と転動体と付勢部材とを径方向に配置しているから、剛性力発生機構の軸方向寸法を小さくすることができ、車体に対する取付けの自由度を高めることができ、また、車体への取付作業性を良好にすることができる。

請求項２の発明によれば、例えばアクチュエータとして制御が容易な電動モータ等を用いることができ、構成の簡略化による小型化、製造コストの低減等を図ることができる。

請求項３の発明によれば、付勢部材による付勢力は、対称位置に配置したことで相殺することができる。従って、付勢部材からの付勢力を受ける部材の強度を低く設定することができ、さらなる小型化、低コスト化等を図ることができる。

請求項４の発明によれば、転動体として、球体または円柱体を用いることができ、円滑に動作させることができる。

請求項５の発明によれば、各スタビライザバー間の捩れ角が小さい範囲では、トルクに影響するばね定数を低くして乗り心地を良好にすることができる。また、各スタビライザバー間の捩れ角が大きい範囲では、ばね定数を高くして捩り剛性を高めることができ、コーナを走行するときのロールを抑制して走行姿勢を安定させることができる。

請求項６の発明によれば、アクチュエータによってねじ部材を回転駆動することにより、円錐状棒体を軸方向に直線運動させることができ、円錐状棒体の傾斜面によって付勢力調整部材をなす複数のブロック体を半径方向に変位させることができる。

請求項７の発明によれば、アクチュエータによって回転軸を回転させて楕円体の角度を変えることにより、ばね定数が異なる各付勢部材の初期荷重を各ブロック体を介して直接的に調整することができ、部品点数を削減することができる。

１ スタビライザ装置
２ 第１のスタビライザバー
３ 第２のスタビライザバー
４，５１ 可変剛性部
５，５２ ケーシング
９，３１，４１，５７ 剛性力発生機構
１１，３３，４２，５９ 外径側部材
１２，３４，６０，７１ 第１のランプ（第１の転動面）
１２Ａ，１４Ａ，７１Ａ，７２Ａ 最深部
１３，３５，４４，６１ 内径側部材
１４，３６，６２，７２ 第２のランプ（第２の転動面）
１５，６３ 球体（転動体）
１６，３８，４７ ばね部材（付勢部材）
１７，６６ 剛性力制御機構
１８ 変位部材
１９ ねじ部材
１９Ｂ 雄ねじ
２０，６８ 電動モータ（アクチュエータ）
２１ 円錐状棒体
２１Ｃ 雌ねじ
２１Ｄ 円錐状突起
２１Ｄ1，２２Ａ 傾斜面
２２，６９ ブロック体（付勢力調整部材）
３７，４６ 円柱体（転動体）
４３ ランプ（第１の転動面）
４５ 転動面（第２の転動面）
６４ 強ばね部材（付勢部材）
６５ 弱ばね部材（付勢部材）
６７ 回転軸（変位部材）
６７Ａ 楕円体
６９Ａ 平坦面

Claims (7)

1. 第１のスタビライザバーと、第２のスタビライザバーと、該各スタビライザバーを連結して捩り剛性を可変に調整する可変剛性部とからなり、
   前記可変剛性部は、前記第１のスタビライザバーと第２のスタビライザバーとが相対回転したときに剛性力を発生する剛性力発生機構と、外力によって該剛性力発生機構が発生する剛性力を制御する剛性力制御機構とを備え、
   前記剛性力発生機構は、
   前記第１のスタビライザバーに連結され内面に第１の転動面が形成された外径側部材と、
   前記第２のスタビライザバーに連結された状態で前記外径側部材の内面側に半径方向に移動可能に配置され前記第１の転動面に対し半径方向で対面する第２の転動面が形成された内径側部材と、
   前記第１の転動面と第２の転動面に収められた状態で前記外径側部材と内径側部材とに挟まれた転動体と、
   前記内径側部材よりも半径方向内側に配置され前記剛性力制御機構から出力される外力により前記内径側部材を前記転動体を介し前記外径側部材に向けて押付ける付勢部材とにより構成してなるスタビライザ装置。
2. 前記剛性力制御機構は、外力を発生するアクチュエータによって変位する変位部材と、前記付勢部材よりも半径方向内側に配置されて前記内径側部材との間で付勢部材を受承すると共に前記変位部材の変位に応じて付勢部材の付勢力を調整する付勢力調整部材とにより構成してなる請求項１に記載のスタビライザ装置。
3. 前記外径側部材の第１の転動面、内径側部材、転動体および付勢部材は、回転中心を挟んで対称位置に対をなして設ける構成としてなる請求項１または２に記載のスタビライザ装置。
4. 前記転動体は、球体または円柱体によって構成してなる請求項１，２または３に記載のスタビライザ装置。
5. 前記第１、第２の転動面は、長さ方向の中央部が最深部となり両端側に向けて浅くなる円弧状溝または傾斜溝として形成してなる請求項１，２，３または４に記載のスタビライザ装置。
6. 前記外径側部材の第１の転動面は周方向に複数設け、前記内径側部材、転動体および付勢部材は前記第１の転動面に対応して周方向に複数設け、
   前記付勢力調整部材は、内側面が前記変位部材に向けて拡開するように傾斜した傾斜面となると共に外面側で前記付勢部材を受承する複数のブロック体により形成し、
   前記変位部材は、前記アクチュエータによって回転駆動されるねじ部材と、該ねじ部材に螺合して設けられ該ねじ部材から先端側に向けて先細りとなる傾斜面を有し、該傾斜面が前記各ブロック体の傾斜面に接触した状態で軸方向に変位することにより前記各ブロック体を半径方向に変位させる円錐状棒体とにより構成してなる請求項２，３，４または５に記載のスタビライザ装置。
7. 前記外径側部材の第１の転動面は周方向に複数設け、前記内径側部材、転動体および付勢部材は前記第１の転動面に対応して周方向に複数設けると共に前記各付勢部材のばね定数を異ならせる構成とし、
   前記付勢力調整部材は、内側面が平坦面となると共に外面側で前記付勢部材を受承する複数のブロック体により形成し、
   前記変位部材は、前記アクチュエータに設けられ先端側に楕円形をした楕円体を有し、該楕円体の外周面を前記各ブロック体の平坦面に接触した状態で回転方向に変位することにより前記各ブロック体を半径方向に変位させる回転軸により構成してなる請求項２，３，４または５に記載のスタビライザ装置。

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