JPH0668917U - 車両のスタビライザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 スタビライザ装置に関し、トーションバーの
ばね定数が可変で調整できる構造により、ロール角を一
定とし、操縦安定性や乗り心地を向上する。 【構成】 中央部より他端側の両アーム間の間隔が次第
に長くなるように互いに反対側に折曲され、一端をフレ
ーム１に固定した折曲固定アーム１１と一端を第１ブッ
シュでアクスル２に揺動自在に取付けた折曲揺動アーム
１２と、第２ブッシュで回動自在にフレームに固定した
ガイド筒１３−１と、筒内を自在に摺動するバー部材１
３−２とからなる可変長トーションバー１３で構成し、
両アームの折曲部より他端側はアーム方向に形成された
ガイドレール１１−１，１２−１を具備し、両ガイドレ
ールは摺動する摺動部材１１−２，１２−２を装着し、
可変長トーションバーの両端に取付ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両の振動を抑圧するためのスタビライザ（車体安定化）装置に関 する。

【０００２】 従来のスタビライザ装置では、トーションバー（ねじりばね棒）のばね定数が 製造時に固定されてしまうので、積み荷の状況によって車体のロール（横揺れ） 角が大きく変動する難点があった。

【０００３】

【従来の技術】

図１０は、従来のスタビライザ装置の構造を示す斜視図である。ちなみに、従 来のスタビライザ装置の構造に関する開示例としては、実開平１−１３０８０５ 号公報、実開平２−１２１４０９号公報等がある。

【０００４】 図１０中、１はフレーム（車体枠）、２はアクスル（車軸端）、３は第１ブッ シュ（軸套）、４は第２ブッシュ、５は固定アーム、６は揺動アーム、７はトー ションバー、８は保持ブラケット（腕金）、９はブラケットで、10はリーフスプ リング（重ね板ばね）用Ｕボルトである。当業者は通常、固定アーム５と揺動ア ーム６とトーションバー７とを併せてスタビライザバーと呼んでいる。

【０００５】 同図中、固定アーム５の一端は車体のフレーム１に固定され、揺動アーム６の 一端はアクスルの左右に第１ブッシュ３を介して揺動自在なように取付けられて いる。第１ブッシュは、保持ブラケット８やリーフスプリング用Ｕボルト等を介 してリーフスプリングに固定されるが、第１ブッシュ3 より先の機構については 、本考案と直接関連しないので詳しい説明は省略する。

【０００６】 一方トーションバー７の両端は、それぞれ固定アーム５の他端と揺動アーム６ の他端とに、滑らかな結合曲線をもって一体的に結合固定されている。換言すれ ば、固定アーム５とトーションバー７と揺動アーム６とは、横転「コ」の字形、 あるいは“Ｕ”の字形に形成された一連のバーであって、既述のとおりスタビラ イザバーと呼ばれている。ただし、鋼製のスタビライザバーの一部であるトーシ ョンバー７の部分は、鋼棒のねじり弾性を利用した「ねじりばね棒」として機能 し、その中央部近傍はトーションバー７が自在にねじり運動できるよう、いわゆ る回動自在となるように第２ブッシュ４を介して、図示してないフレームの一部 に取付け固定されている。第２ブッシュ３より先の機構についても、既述と同様 な理由で詳しい説明は省略する。

【０００７】 上述のように取り付けられたスタビライザバーが、スタビライザ装置を構成し ている。 従来技術によるスタビライザバーでは、前記の両アーム５および６間の間隔は 、どこもほぼ一定の値λ_Y （以下定間隔と呼ぶ）を持ち、したがって、トーショ ンバー７の部分の長さも、前記定間隔λ_Y とほぼ等しく製造されている。

【０００８】 さて、上述のスタビライザ装置を取付けた車両が走行すると、アクスル２は揺 動し、路面あるいは積荷の状態によっては、激しく揺動する。この揺動はあらゆ る方向の振動成分を含むが、最も強いのは上下方向の振動成分である。そして、 前記の揺動は揺動アーム６に伝達され、更にフレームの一部に固定された前記第 ２ブッシュ４によって、上下方向の振動成分はトーションバー７の回動運動に変 換され、それ以外の方向の振動成分は吸収される。

【０００９】 既述のように、トーションバー７が「ねじりばね棒」であるから、加わる回動 エネルギ、あるいはねじり力はここで大量に吸収され、アクスル２の揺動は僅か しか固定アーム５に達しない。したがって、フレーム１すなわち車体は、路面が 少少凸凹でも積荷が少少重くても、動揺が少なくて乗り心地も良い。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のスタビライザ装置では、その製造時にトーションバーの ばね定数が一定不変に固定されてしまうので、以下述べる理由により、積荷の状 況によってロール角が変動する難点があった。特に独立懸架方式の場合は、左右 の車輪にそれぞれ独立のスタビライザ装置が取付けられるので、大きな横揺れを もたらし操縦安定性や乗り心地を損ねる難点があった。

【００１１】 ここにばね定数ｋとは、トーションバーを一例とするねじりばねの場合、ばね に作用するねじりモーメント（トルク）Ｔと、それによって生ずるねじれ角φと の比に等しい。

【００１２】 ｋ＝Ｔ／φ ……… （１） 式（１）から分かるように、ねじり易いばねのばね定数は小さく、ねじりにく いばねのばね定数は大きいので、ばね定数は「ねじり剛さ」とも呼ばれる。

【００１３】 前記ねじりばねの長さをλとすれば、単位長当たりのねじれ角φ₀ は、 φ₀ ≒φ／λ ……… （２） すなわち、ねじれ角φは長さλに比例する。

【００１４】 φ∝λ ……… （３） ∴ ｋ∝１／λ ……… （４） よって、トーションバーすなわちねじりばねのばね定数ｋは、その長さλに反 比例する。

【００１５】 一方ロール角θとは、水平面上で静止している時の車両の垂直軸と、同じく水 平面上で横揺れで傾いた時の車両の垂直軸との間の挟角と定義する。 ロール角θは、明らかに前記トーションバーのねじれ角φに比例する。

【００１６】 すなわち、 θ∝φ ……… （５） 式（１）および式（５）から、 θ∝Ｔ／ｋ ……… （６） いま、積荷の重さをＷ、揺動アーム６の長さをＬとすると、ねじりモーメント Ｔの定義から、 Ｔ∝Ｗ・Ｌ ……… （７） 従来技術では、揺動アーム６の長さＬも一定不変であるから、式（６）および （７）から、 θ∝Ｗ ……… （８） すなわち、ロール角θは積荷の重さＷに比例する。

【００１７】 さてばね定数ｋは、棒の断面形状、断面積、長さ、材質によって決まるが、従 来技術ではトーションバーのこれらの全要素は、製造時に固定されてしまう。例 えば長さλはλ＝λ_Y で一定不変となる。したがって、式（４）によりλに反比 例するｋも一定不変となり、路面が非常に悪くて、また積荷の重心が非常に高く 、つまり非常に重い場合には、ロール角θは式（８）で示されたように積荷の重 さＷに比例して変動し操縦安定性が低下し乗り心地も悪くなる結果となる。 図 １１は、トラックの側面略図で、類似した内容の積荷に関し、積荷の重心が低い （低荷の）場合、すなわち軽い場合と積荷の重心が高い（高荷の）場合、すなわ ち重い場合とにおける重心の位置を示す。同図中、ＡおよびＢはそれぞれ低荷の 場合および高荷の場合の重心の位置で、Ｈ_A およびＨ_B はそれぞれ重心Ａおよび Ｂのアンダフロア（車床）からの高さである。また図示してないが、Ｗ_A および Ｗ_B は重心の位置がそれぞれＡおよびＢにある場合の積荷の重さを指すものとす る。 ロール角θは、操縦安定性や乗り心地を決める重要な要素である。すなわ ち、ロール角θが大き過ぎると、クッションは著しく柔軟となるが、横揺れが甚 だしくなる。逆にロール角θが小さ過ぎると、横揺れは僅かとなるがクッション が非常に悪く、がたついた乗り心地となる。したがって、ロール角θには、最適 値θ_M が存在する。

【００１８】 図１２は、トラックの正面略図で、重心位置Ａの時つまり低荷に対してロール 角θが最適値θ_M となるように設計製造されたトラックを示す。図示のように、 このトラックでは、低荷の時つまりＷ＝Ｗ_A の時はロール角θは最適値θ_M であ るが、重心位置Ｂの時つまり高荷でＷ＝Ｗ_B になると、式（８）によりロール角 θは、 θ＝θ₀ ・Ｗ_B ／Ｗ_A ＝θ_B ……… （９） 式（９）のように、過大値θ_B となってしまう。

【００１９】 更に図１３も、図１２と同じくトラックの正面略図であるが、重心位置Ｂの時 つまり高荷に対してロール角θが最適値θ_M となるように設計製造されたトラッ クを示す。図示のように、このトラックでは、高荷つまりＷ＝Ｗ_A の時はロール 角θは最適値θ_M であるが、重心位置Ａの時つまり低荷でＷ＝Ｗ_B になると、式 （７）によりロール角θは、 θ＝θ₀ ・Ｗ_A ／Ｗ_B ＝θ_A ……… （１０） 式（１０）のように、過小値θ_A となってしまう。

【００２０】 したがって、本考案の目的は、従来技術における上述のような難点を除き、製 造後でも、トーションバーのばね定数が可変で調整できる構造とし、これにより 、低荷に対しても高荷に対してもロール角が一定で、操縦安定性や乗り心地を向 上できる車両のスタビライザ装置を提供する点にある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】

図１は、本考案の原理構成を示す斜視図である。同図中、本考案に直接に関連 する部分だけについて説明すると、11は折曲固定アーム、12は折曲揺動アームで 、13は可変長トーションバーである。

【００２２】 折曲固定アーム11中、11-1は折曲部より他端側に向かいアーム方向に沿って 形成されたガイドレールであり、11-2はガイドレールに装着された摺動部材であ る。折曲揺動アーム12中、12-1は同じく折曲部より他端側に向かいアーム方向に 沿って形成されたガイドレールであり、12-2はガイドレールに装着された摺動部 材である。また可変長トーションバー13の中の、13-1はガイド筒であって、13-2 および13-3は、前記ガイド筒13-1の両端のそれぞれから筒内に挿入されて筒内を 自在に摺動する２本のバー部材である。それ以外の番号に対応する部品やの名称 は、従来技術の構成を示す図１０と全く同じである。

【００２３】 さて、既述の目的を達成するため、本考案は図１に示すように、下記の構成と する。 すなわち、一端が車体のフレームに固定され車体の前後方向に所定のアーム長 を持つ固定アームと、一端が第１ブッシュを介してアクスルに揺動自在なように 取付けられ車体の前後方向に所定のアーム長を持つ揺動アームと、前記固定アー ムの他端と前記揺動アームの他端とに両端のそれぞれが結合固定されて車体の左 右方向に前記両アーム間の定間隔λ_Y と等しいバー長を持ち、前記バー長の中点 近傍を第２ブッシュを介して回動自在となるようにフレームに取付け固定された トーションバーとで構成される車両のスタビライザ装置において、前記固定アー ムおよび前記揺動アームはいずれもアーム長の中点近傍において、前記中点近傍 より他端側の前記両アーム間の間隔λが前記定間隔λ_Y より次第に長くなるよう に互いに相反対側に折曲されて形成された、それぞれ折曲固定アーム11および折 曲揺動アーム12で構成され、前記トーションバーは前記第２ブッシュを介して回 動自在にフレームに固定されたガイド筒13-1と、前記ガイド筒13-3の両端のそれ ぞれから筒内に挿入されて筒内を自在に摺動する、２本のバー部材それぞれ13-2 および13-3とで形成された可変長トーションバー13で構成され、前記折曲固定ア ーム11および折曲揺動アーム12の折曲部より他端側は、それぞれアーム方向に沿 って形成されたガイドレール（誘導溝）それぞれ11-1および12-1を具備し、前記 ガイドレール11-1および12-1はいずれも前記各ガイドレール上を摺動する摺動部 材それぞれ11-2および12-2を装着し、前記可変長トーションバー13の両端は、前 記２個の摺動部材11-2および12-2のそれぞれに取付られる。

【００２４】

【作用】

図２は、図１における折曲固定アーム11、折曲揺動アーム12および可変長トー ションバー13の部分だけを取出して真上から見た場合の平面図である。同図中の 各番号を添記した部品の名称は、図１におけると全く同じである。

【００２５】 注目すべき点は、可変長トーションバー13が位置Ｘにある状態と、位置Ｙにあ る状態とを同時に示している点である。もちろん可変長トーションバー13は１個 しか存在せず、その両端のそれぞれに取付られた２個の摺動部材11-2および12-2 によって、折曲固定アーム11および折曲揺動アーム12の折曲部より他端側にそれ ぞれアーム方向に沿って形成され、前記２個の摺動部材11-2および12-2を装着し た、ガイドレール11-1および12-1上を移動して、ＸとＹとの間の任意の位置で停 止し、ここで固定される。

【００２６】 前記の移動時には、第１ブッシュ３を介してフレームに固定されているガイド 筒13-1の、両端のそれぞれから筒内に挿入されている２本のバー部材13-2および 13-3は、前記ガイド筒13-1内を自在に摺動する。

【００２７】 さて、可変長トーションバー13がＸとＹとの間の任意の位置にある時の、可変 長トーションバー13の長さをλとし、第１ブッシュ３を介してアクスル２に揺動 自在なように取付けられた揺動アーム12の一端から、可変長トーションバー13ま での垂線長をＬとする。この場合、可変長トーションバー13のばね定数ｋは式（ ４）により、その長さλに反比例する。

【００２８】 すなわち、 ∴ ｋ∝１／λ ……… （４） またロール角θは式（６）、（７）および上式（４）から、積荷の重さＷと揺 動アーム12の一端から可変長トーションバー13までの垂線長Ｌと可変長トーショ ンバー13のばねの長さｋとの積に比例する。

【００２９】 すなわち、 θ∝Ｔ／ｋ ……… （６） Ｔ∝Ｗ・Ｌ ……… （７） ∴ θ∝Ｗ・Ｌ・λ ……… （１１） したがって式（１１）から、積荷の重さＷが変わっても、Ｌとλの値を調整す ること、すなわち可変長トーションバー13をＸとＹとの間の最適な位置で停止し 、ここで固定することによって、ロール角を最適値とするようばね定数を調節で きる。

【００３０】 積荷重心高Ｈと、ロール角θを一定値に保つためのトーションバーの長さλお よびそのアーム端からの垂線長Ｌとの関係は、下表のとおりである。 図２中、Ｘは積荷重心高が最大Ｈ_A の場合に可変長トーションバー13を調整固 定すべき位置であり、λ＝λ_X ，Ｌ＝Ｌ_X である。またＹは積荷重心高が最大Ｈ _B の場合に可変長トーションバー13を調整固定すべき位置であり、λ＝λ_Y ，Ｌ ＝Ｌ_Y である。

【００３１】 図３は、トラックの正面略図で、積荷重心高Ｈ_A の、すなわち低荷の場合に、 ロール角θが最適値θ_M となるように、本考案の可変長トーションバー13を位置 Ｘで固定したトラックの横揺れ状態と、積荷重心高Ｈ_B の、すなわち高荷の場合 に、ロール角θが最適値θ_M となるように、本考案の可変長トーションバー13を 位置Ｙで固定したトラックの横揺れ状態とを示している。図示のように、ロール 角θは積荷重心高いかんに関わらず一定値θ_M となる。

【００３２】

【実施例】

図４は、本考案の折曲固定アームの実施例を示す斜視図である。また図５は、 図４中の１点鎖線の線分ａｂで折曲固定アームを上下に切断したと仮定した場合 の、すなわち折曲点より摺動部材側の折曲固定アームの断面図で、図６は、同じ く１点鎖線の線分ｃｄで摺動部材を上下に切断したと仮定した場合の摺動部材の 断面図である。

【００３３】 以下、図４、５および６の３図を参照しながら、この実施例を説明する。 折曲固定アーム11の折曲点より摺動部材側の上下両面には、アーム方向に沿っ てガイドレール11-1すなわち直線状の溝が彫られている。摺動部材11-2は、折曲 固定アーム11が貫通できるよう中空になっており、上下の内壁には前記ガイドレ ール11-1と噛み合う突起111 が形成されている。したがって摺動部材11-2は前記 の突起111 が前記ガイドレール11-1内を誘導される態様で、ガイドレール11-1の 存在する範囲内で、折曲固定アーム１１上の任意の位置に移動できる。バー部材 13-2は摺動部材11-2に取付けられているので、摺動部材11-2とともに移動するこ とはもちろんである。最適位置に移動した摺動部材11-2は、ボルト112 により折 曲固定アーム11に、機械的に強固に固定される。

【００３４】 以上の実施例の説明は、折曲固定アームだけについて行ったが、ガイドレール と摺動部材とに関する限り、折曲揺動アームについても全く同様である。 次に図７は、本考案の可変長トーションバーのガイド筒およびその近傍の実施 例を示す部分切取斜視図である。図示のように、ガイド筒13-1の両端のそれぞれ から筒内に摺動自在に挿入された２本のバー部材13-2および13-3の各対向端部に は、端部以外のバー部分よりも若干直径の大きいエンドシリンダ（端部円筒）が 形成されており、そのうちバー部材13-3側のエンドシリンダ131 近傍だけが外部 から見えるように切取られている。

【００３５】 一方図８は、図７中の１点鎖線の線分ｅｆで、前記両バー部材でまだ塞がれて いない時のガイド筒中央部を、上下に切断したと仮定した場合の、ガイド筒13-1 の断面図である。そして図９は、同じく１点鎖線の線分ｇｈで、露出された前記 エンドシリンダ131 を上下に切断したと仮定した場合のエンドシリンダ131 の断 面図である。

【００３６】 以下、図７、８および９の３図を参照しながら、この実施例を説明する。 ガイド筒13-1の内壁とエンドシリンダ131 の外周とには、ガイド筒13-1の軸方 向、すなわちバー部材13-2および13-3の軸方向と平行に、互いに噛み合う複数の スブライン（止転くさび）132 が彫られている。

【００３７】 ここにスプラインとは、ねじ山あるいはねじ溝に類似のものであるが、通常の ねじ山あるいはねじ溝が挿入円筒体の周回方向に形成されのるに対し、スプライ ンでは挿入円筒体の軸と平行な方向に形成される点が、通常のねじ山あるいはね じ溝と根本的に異なる。

【００３８】 仮にガイド筒側のスプラインを雌スプライン132-1 、エンドシリンダ側のスプ ラインを雄スプライン132-2 と呼ぶと、雄スプライン132-2 が雌スプライン132- 1 と噛み合った態様で、両バー部材13-2および13-3はガイド筒の軸方向、すなわ ちバー部材の軸方向と平行に自在に摺動できる。

【００３９】 可変長トーションバーの本来の役割はねじりばねであるが、前記スプラインの 構造により回動力、すなわちねじり方向に作用する力に対しては、ガイド筒と両 バー部材とが一体となって協働し、互いに空回りすることなく、よく本来の役割 を果たす。

【００４０】

【考案の効果】

上述のように、本考案によれば、製造後でもトーションバーのばね定数が可変 で調整できる構造となるので、これにより、低荷に対しても高荷に対してもロー ル角が一定で、操縦安定性や乗り心地を向上できる車両のスタビライザ装置が実 現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理構成図である。

【図２】本考案の要部の平面図である。

【図３】ロール角の安定したトラック正面略図である。

【図４】本考案の折曲固定アームの実施例の構成図であ
る。

【図５】折曲固定アームの断面図である。

【図６】摺動部材の断面図である。

【図７】本考案の可変長トーションバーの実施例の構成
図である。

【図８】ガイド筒の断面図である。

【図９】エンドシリンダの断面図である。

【図１０】従来のスタビライザ装置の構成図である。

【図１１】トラックの側面略図である。

【図１２】トラックの正面略図（その１）である。

【図１３】トラックの正面略図（その２）である。

【符号の説明】

１１ 折曲固定アーム 11-1 ガイドレール 11-2 摺動部材 １２ 折曲固定アーム 12-1 ガイドレール 12-2 摺動部材 １３ 可変長トーションバー 13-1 ガイド筒 13-2 バー部材 13-3 バー部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が車体のフレームに固定され車体の
   前後方向に所定のアーム長を持つ固定アームと、一端が
   第１ブッシュを介してアクスルに揺動自在なように取付
   けられ車体の前後方向に所定のアーム長を持つ揺動アー
   ムと、前記固定アームの他端と前記揺動アームの他端と
   に両端のそれぞれが結合固定されて車体の左右方向に前
   記両アーム間の定間隔（λ_Y ）と等しいバー長を持ち、
   前記バー長の中点近傍を第２ブッシュを介して回動自在
   となるようにフレームに取付け固定されたトーションバ
   ーとで構成される車両のスタビライザ装置において、 前記固定アームおよび前記揺動アームはいずれもアーム
   長の中点近傍において、前記中点近傍より他端側の前記
   両アーム間の間隔（λ）が前記定間隔（λ_Y ）より次第
   に長くなるように互いに相反対側に折曲されて形成され
   た、それぞれ折曲固定アーム(11)および折曲揺動アーム
   (12)で構成され、 前記トーションバーは前記第２ブッシュを介して回動自
   在にフレームに取付け固定されたガイド筒(13)と、前記
   ガイド筒(13-1)の両端のそれぞれから筒内に挿入されて
   筒内を自在に摺動する２本のバー部材（それぞれ13-2お
   よび13-3) とで形成された可変長トーションバー(13)で
   構成され、 前記折曲固定アーム(11)および折曲揺動アーム(12)の折
   曲部より他端側はそれぞれアーム方向に沿って形成され
   たガイドレール（それぞれ11-1および12-1) を具備し、 前記ガイドレール(11-1 および12-1) はいずれも前記各
   ガイドレール上を摺動する摺動部材（それぞれ11-2およ
   び12-2) を装着し、 前記可変長トーションバー(13)の両端は前記２個の摺動
   部材(11-2 および12-2) のそれぞれに取付られることを
   特徴とする車両のスタビライザ装置。