(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-13
(45)【発行日】2022-12-21
(54)【発明の名称】スタビライザ装置
(51)【国際特許分類】
B60G 21/055 20060101AFI20221214BHJP
F16F 1/38 20060101ALI20221214BHJP
F16F 1/387 20060101ALI20221214BHJP
F16F 15/08 20060101ALI20221214BHJP
F16F 1/14 20060101ALI20221214BHJP
F16F 15/06 20060101ALI20221214BHJP
【FI】
B60G21/055
F16F1/38 S
F16F1/38 Y
F16F1/387 A
F16F15/08 G
F16F15/08 K
F16F1/14
F16F15/06 Z
(21)【出願番号】P 2018181679
(22)【出願日】2018-09-27
【審査請求日】2021-08-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000005348
【氏名又は名称】株式会社SUBARU
(74)【代理人】
【識別番号】100123696
【氏名又は名称】稲田 弘明
(74)【代理人】
【識別番号】100100413
【氏名又は名称】渡部 温
(72)【発明者】
【氏名】建部 崇典
(72)【発明者】
【氏名】前田 俊明
(72)【発明者】
【氏名】市澤 眞
(72)【発明者】
【氏名】高松 宏行
(72)【発明者】
【氏名】桑原 悟
【審査官】森本 康正
(56)【参考文献】
【文献】特開2002-002249(JP,A)
【文献】特開平11-303917(JP,A)
【文献】特開2008-207708(JP,A)
【文献】実開平04-056508(JP,U)
【文献】米国特許出願公開第2007/0018369(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60G 1/00-99/00
F16F 1/00-15/36
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
左右の車輪を車体に対しストローク可能に支持するサスペンション装置の左右ストローク差に応じた反力を発生するスタビライザ装置であって、
車幅方向に延在する中間部、及び、左右の前記サスペンション装置とスタビライザリンクを介して連結される両端部を有するスタビライザバーと、
前記スタビライザバーの前記中間部が挿入された状態で前記車体に取り付けられた第1の弾性体と、
前記スタビライザバーの前記中間部の外周面から突出した突出部と、
前記スタビライザバーの前記中間部が挿入されるとともに前記中間部の軸方向において前記第1の弾性体と前記突出部との間に挟まれた第2の弾性体とを備え、
前記第1の弾性体及び前記第2の弾性体は、前記スタビライザバーの前記中間部の中心軸回りにおける周上の一部に分割部をそれぞれ有し、
前記スタビライザバーの前記中間部の中心軸に対して、
前記車体のロール初期における前記スタビライザバーの前記中間部から前記第1の弾性体及び前記第2の弾性体への径方向の入力方向に沿った箇所に、前記第1の弾性体の前記分割部及び前記第2の弾性体の前記分割部を配置したこと
を特徴とするスタビライザ装置。
【請求項2】
前記第2の弾性体は、前記第1の弾性体の車幅方向外側に設けられること
を特徴とする請求項1に記載のスタビライザ装置。
【請求項3】
前記第1の弾性体の前記分割部と、前記第2の弾性体の前記分割部とを、前記スタビライザバーの前記中間部を挟んだ反対側に配置したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスタビライザ装置。
【請求項4】
前記第1の弾性体の前記分割部と、前記第2の弾性体の前記分割部とを、前記スタビライザバーの前記中間部に対して同じ側に配置したこと
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスタビライザ装置。
【請求項5】
前記第1の弾性体の前記分割部、及び、前記第2の弾性体の前記分割部の前記スタビライザバーの前記中間部に対する位置を、前記サスペンション装置における前記スタビライザリンクが接続された部材の前記ストロークの初期における移動方向と揃えて配置したこと
を特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のスタビライザ装置。
【請求項6】
前記サスペンション装置はマクファーソンストラット式であり、前記第1の弾性体の前記分割部、及び、前記第2の弾性体の前記分割部の前記スタビライザバーの前記中間部に対する位置を、車幅方向から見てストラット上端部のピボット部と、ハウジング下端部のピボット部とを結んだ直線と直交する方向に配置したこと
を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のスタビライザ装置。
【請求項7】
前記第1の弾性体の前記分割部、及び、前記第2の弾性体の前記分割部の前記スタビライザバーの前記中間部に対する位置を、車幅方向から見たときの前記スタビライザバーの前記両端部の長手方向と沿った位置に配置したこと
を特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のスタビライザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車等の車両に設けられるスタビライザ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車等の車両に設けられるスタビライザ装置は、左右車輪を支持するサスペンション装置が、例えば旋回に伴うロール挙動発生時のように、逆相方向にストロークする際に反力を発生し、車両のロール剛性を高めて操縦安定性を向上するものである。
スタビライザ装置は、例えばばね鋼などの弾性を有する材料により形成されたスタビライザバーの両端部を、リンク機構を介して左右のサスペンション装置にそれぞれ連結して構成される。
スタビライザバーの中間部は、左右のサスペンション装置が逆相方向にストロークした際にばね反力を発生するトーションバーとして機能する。
スタビライザバーの中間部は、車幅方向に離間した複数個所において、例えばゴムブッシュなどの弾性体を介して車体に取り付けられる。
【0003】
スタビライザバーの支持構造に関する従来技術として、例えば特許文献1には、スタビライザバーの軸方向変位を抑制しかつ異音を低減するため、スタビライザバーを支持するブッシュゴムに、スタビライザバーを挿入するための切り割り部を設けるとともに、内周部に金属製の一対の半割りリングを加硫接着し、半割リングの凹凸がスタビライザバーの外周面と当接する構成が記載されている。
特許文献2には、スタビライザバーの捩りトルクを小さくし、かつスタビライザバーとスタビライザブッシュとの組付けを容易とするため、スタビライザブッシュの切り割り部と軸心について対称的な肉ぬすみ溝を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平11-303917号公報
【文献】実公平 6- 21765号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
スタビライザバーは、サスペンション装置及びリンク類の幾何学的配置(ジオメトリ)に起因して、軸方向(車幅方向)の力を受ける場合がある。
スタビライザバーは、このような軸方向の力を受けた場合であっても過度に変位しないよう、スタビライザブッシュとの摩擦力や、ストッパ等により保持されている。
しかし、実際には、ブッシュの滑りやストッパの間隙に起因してスタビライザバーの横変位が生じており、微小舵角に対する車両挙動の応答遅れが生じる一因となっていた。
【0006】
また、一般にスタビライザバーの車体への取付剛性は、高いほうが線形的な特性が得られ、ロール初期からロール剛性を向上する効果を得られる。
しかし、例えば、比較的車高が高いSUV車などの場合には、スタビライザ装置がサスペンションのストロークが微小な領域から反力を発生すると、路面の不整などによる外乱に対しても車体が過敏に反応してしまい、ドライバ等の乗員に落ち着きのない挙動として不快感、不安感を与えることが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、スタビライザバーの車幅方向変位を抑制するとともに、サスペンション装置の左右ストローク差に応じて生じる反力に非線形特性を与えることが可能なスタビライザ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1に係る発明は、左右の車輪を車体に対しストローク可能に支持するサスペンション装置の左右ストローク差に応じた反力を発生するスタビライザ装置であって、車幅方向に延在する中間部、及び、左右の前記サスペンション装置とスタビライザリンクを介して連結される両端部を有するスタビライザバーと、前記スタビライザバーの前記中間部が挿入された状態で前記車体に取り付けられた第1の弾性体と、前記スタビライザバーの前記中間部の外周面から突出した突出部と、前記スタビライザバーの前記中間部が挿入されるとともに前記中間部の軸方向において前記第1の弾性体と前記突出部との間に挟まれた第2の弾性体とを備え、前記第1の弾性体及び前記第2の弾性体は、前記スタビライザバーの前記中間部の中心軸回りにおける周上の一部に分割部をそれぞれ有し、前記スタビライザバーの前記中間部の中心軸に対して、前記車体のロール初期における前記スタビライザバーの前記中間部から前記第1の弾性体及び前記第2の弾性体への径方向の入力方向に沿った箇所に、前記第1の弾性体の前記分割部及び前記第2の弾性体の前記分割部を配置したことを特徴とするスタビライザ装置である。
これによれば、第2の弾性体が第1の弾性体と突出部との間で圧縮された状態で保持されることにより、突出部と第1の弾性体との間に予圧を与えることが可能となり、スタビライザバーの車体に対する車幅方向の相対変位を抑制し、操舵に対する車両挙動の応答性を向上することができる。
また、第1、第2の弾性体の分割部を、サスペンション装置のストローク初期(車体のロール初期)におけるスタビライザバーから各弾性体への径方向荷重の入力方向と沿わせて配置したことにより、このような径方向荷重に対する支持剛性を低下させることができる。
このため、車体のロール初期に、この入力方向に沿いかつ左右で逆方向となる力がスタビライザバーの両端部に作用した際に、スタビライザバー全体が回動する挙動を促進することができる。
スタビライザ装置に対するロール初期の入力は、まずスタビライザバー全体を回動させ、回動挙動が収束した後に中間部が捩じられて反力の発生を開始するため、ロール角とスタビライザ装置の発生力(アンチロールモーメント)との相関に非線形となる特性を与えることが可能となる。
【0008】
請求項2に係る発明は、前記第2の弾性体は、前記第1の弾性体の車幅方向外側に設けられることを特徴とする請求項1に記載のスタビライザ装置である。
これによれば、第1の弾性体に対して剛性が低い第2の弾性体が車幅方向外側に配置されることにより、スタビライザバーの回動挙動方向の支持剛性を低下させ、上述した効果を促進することができる。
【0009】
請求項3に係る発明は、前記第1の弾性体の前記分割部と、前記第2の弾性体の前記分割部とを、前記スタビライザバーの前記中間部を挟んだ反対側に配置したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスタビライザ装置である。
これによれば、スタビライザバーに対して対称となる二箇所で第1、第2の弾性体による支持剛性を低下させることができ、ロール時に逆向きの入力を受ける左右側でそれぞれ変位を増大させ、スタビライザバーを確実に回動させることができる。
【0010】
請求項4に係る発明は、 前記第1の弾性体の前記分割部と、前記第2の弾性体の前記分割部とを、前記スタビライザバーの前記中間部に対して同じ側に配置したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスタビライザ装置である。
これによれば、スタビライザバーの周方向における一箇所で第1、第2の弾性体による支持剛性を大きく低下させることができ、支持剛性が低い方向への入力を受ける左右いずれかの支持部の変位を増大し、スタビライザバーを確実に回動させることができる。
【0011】
請求項5に係る発明は、前記第1の弾性体の前記分割部、及び、前記第2の弾性体の前記分割部の前記スタビライザバーの前記中間部に対する位置を、前記サスペンション装置における前記スタビライザリンクが接続された部材の前記ストロークの初期における移動方向と揃えて配置したことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載のスタビライザ装置である。
請求項6に係る発明は、前記サスペンション装置はマクファーソンストラット式であり、前記第1の弾性体の前記分割部、及び、前記第2の弾性体の前記分割部の前記スタビライザバーの前記中間部に対する位置を、車幅方向から見てストラット上端部のピボット部と、ハウジング下端部のピボット部とを結んだ直線と直交する方向に配置したことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載のスタビライザ装置である。
請求項7に係る発明は、前記第1の弾性体の前記分割部、及び、前記第2の弾性体の前記分割部の前記スタビライザバーの前記中間部に対する位置を、車幅方向から見たときの前記スタビライザバーの前記両端部の長手方向と沿った位置に配置したことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載のスタビライザ装置である。
これらの各発明によれば、上述した効果を確実に得ることができる。
【発明の効果】
【0012】
以上説明したように、本発明によれば、スタビライザバーの車幅方向変位を抑制するとともに、サスペンション装置の左右ストローク差に応じて生じる反力に非線形特性を与えることが可能なスタビライザ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】本発明を適用したスタビライザ装置の第1実施形態を有する車両の前輪用サスペンション装置を車両側方から見た状態を示す模式図である。
【
図3】第1実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザバーの支持構造を模式的に示す図である。
【
図5】第1実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザバーの支持構造の分解斜視図である。
【
図6】第1実施形態のスタビライザ装置におけるロール初期のスタビライザバーの挙動を示す模式図である。
【
図7】本発明を適用したスタビライザ装置の第2実施形態におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
【
図8】本発明を適用したスタビライザ装置の第3実施形態におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
【
図9】本発明を適用したスタビライザ装置の第4実施形態におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
【
図10】本発明を適用したスタビライザ装置の第5実施形態におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
【
図11】本発明を適用したスタビライザ装置の第6実施形態におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
<第1実施形態>
以下、本発明を適用したスタビライザ装置の第1実施形態について説明する。
第1実施形態のスタビライザ装置は、例えば乗用車等の4輪の自動車に設けられるものである。
図1は、第1実施形態のスタビライザ装置を有する車両の前輪用サスペンション装置を車両の左側方から見た状態を示す模式図(
図2のI-I部矢視図)である。
図2は、
図1のII-II部矢視図であって、前輪用サスペンション装置を車両前方から見た状態を示す模式図である。
【0015】
サスペンション装置1は、例えば、マクファーソンストラット式のものであって、ハウジング10、トランスバースリンク20、ストラット30等を備えて構成されている。
なお、サスペンション装置1は、左右の前輪FWを支持するため、左右対称に設けられている。
【0016】
ハウジング10は、前輪FWが締結されるハブを回転可能に支持するハブベアリングが収容される部材である。
ハウジング10は、車体Bに対して、上下方向にほぼ沿った所定の軌跡に沿ってストローク可能に支持されている。
ハウジング10には、図示しないブレーキ装置や、図示しないステアリング装置のタイロッドエンドが連結されるナックルアームが設けられている。
【0017】
トランスバースリンク20は、車体Bに対して揺動可能に取り付けられたサスペンションアーム(ロワアーム)である。
トランスバースリンク20の車幅方向内側の端部は、弾性体ブッシュであるフロントブッシュ21、リアブッシュ22を介して、車体Bに対して揺動可能に取り付けられている。
フロントブッシュ21、リアブッシュ22は、車両の前後方向に離間して配置され、これらの中心を結んだ直線が、トランスバースリンク20の車体Bに対する揺動中心軸となる。
【0018】
トランスバースリンク20は、フロントブッシュ21付近から車幅方向外側に突き出したアーム部23を有するいわゆるL字型ロワアームである。
アーム部23は、車両の通常走行時(基準車高)において、車幅方向外側が内側に対して低くなるよう傾斜する下反角を有する。
アーム部23の車幅方向外側の端部は、ボールジョイント24を介して、ハウジング10の下部と揺動可能に連結されている。
【0019】
ストラット30は、ショックアブソーバ31、アッパマウント32、スプリング33等をユニット化(サブアセンブリ化)したものである。
ショックアブソーバ31は、サスペンション装置1のストローク時に伸縮するとともに、伸縮速度に応じた減衰力を発生する油圧式のダンパである。
ショックアブソーバ31は、ダンパオイルが充填されたシリンダ31aと、シリンダ内に挿入されたピストンと連結されたロッド31bとを有する。
ロッド31bの一部は、ショックアブソーバ31のシリンダから上方に突出して配置されている。
ロッド31bは、ショックアブソーバ31の伸縮に応じて、シリンダ31aに対して軸方向に沿って相対変位する。
ショックアブソーバ31は、その軸方向(伸縮方向)が上下方向にほぼ沿って配置されている。
【0020】
シリンダ31aの外筒は、ストラット30の本体部の筐体(シェルケース)として機能し、スプリングロワシート31c、ハウジングブラケット31d、スタビライザブラケット31e等が設けられている。
スプリングロワシート31cは、スプリング33の下端部を保持するものである。
スプリングロワシート31cは、シリンダ31aの外周面における上端部付近から、外径側へ張り出して形成されている。
ハウジングブラケット31dは、ハウジング10の上端部をシリンダ31aの外筒に固定するものである。
ハウジングブラケット31dは、シリンダ31aの外周面における下端部近傍から車幅方向外側に突出して形成されている。
スタビライザブラケット31eは、スタビライザ装置100のスタビライザリンク120の上側のボールジョイント121が連結されるものである。
スタビライザブラケット31eは、シリンダ31aの外周面から車両前方側に突出して形成されている。
【0021】
アッパマウント32は、ショックアブソーバ31のロッド31bの上端部、及び、スプリング33の上端部を保持するものである。
アッパマウント32は、例えばゴム等の防振体を介して車体Bに取り付けられている。
アッパマウント32は、ロッド31bの上端部を、ショックアブソーバ31の軸心回りに回動可能に支持するベアリングを有する。
また、アッパマウント32は、例えばゴム等の弾性体の弾性変形を利用して、ストラット30全体がアッパマウント32の中心Aを中心として揺動することを許容する。
【0022】
スプリング33は、車重を支持するとともにサスペンション装置1のストロークに応じた反力を発生するばね要素である。
スプリング33は、例えば、コイルスプリングであって、ショックアブソーバ30のスプリングロワシート31cよりも上方の領域は、スプリング33の内径側に挿入されている。
スプリング33の上端部は、アッパマウント32の下面により保持されている。
スプリング33の下端部は、スプリングロワシート31cの上面により保持されている。
【0023】
以上説明した構成により、ハウジング10及びこれに固定されたストラット30は、アッパマウント32の中心Aと、ハウジング10の下端のボールジョイント24の回転中心とを結んだ直線回りに回動可能となっている。
この直線は前輪FWの仮想キングピン軸(転舵中心軸)となる。
【0024】
サスペンション装置1には、以下説明するスタビライザ装置が設けられる。
図3は、第1実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザバーの支持構造を模式的に示す図である。
図4は、
図3のIV-IV部矢視図である。
図5は、第1実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザバーの支持構造の分解斜視図である。
スタビライザ装置100は、スタビライザバー110、スタビライザリンク120、スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140、クランプ150等を有して構成されている。
スタビライザバー110は、例えば車両のロール挙動時などのように、左右のサスペンション装置1のストロークに差が発生した場合に捩じりモーメントを受け、その反力によって車両のロール剛性を高める捩じりばね(トーションバースプリング)である。
スタビライザバー110は、中間部111、両端部112、ストッパ113等を有する。
【0025】
中間部111と両端部112は、例えばばね鋼などの弾性を有する金属材料の丸棒材や円管材を曲げ加工して、一体に形成されている。
中間部111は、車幅方向に沿わせて配置された部分である。
中間部111は、左右のサスペンション装置1が例えば逆相方向にストロークした場合のように、左右でストローク差が発生した場合に捩じりモーメントを受け、弾性変形により捩じれるとともに、捩じれ角に応じたばね反力を発生する捩じりばね(トーションバー)として機能する。
【0026】
両端部112は、中間部111の車幅方向における両端部から車幅方向外側に延びた部分である。
図1に示すように、両端部112は、その車幅方向外側の突端部(中間部111側とは反対側の端部)が中間部111に対して車両後方側かつ下方側となるように、中間部に対して傾斜して延在している。
両端部112の突端部は、ハウジング10の前方側に配置されている。
【0027】
ストッパ113は、スタビライザバー110の中間部111の外周面から外径側にフランジ状に張り出した突出部である。
ストッパ113は、中間部111の車体への取付箇所の車幅方向外側に設けられ、スタビライザバー110の車体に対する車幅方向相対変位を規制するものである。
【0028】
スタビライザリンク120は、左右のサスペンション装置1と、スタビライザバー110の左右の両端部112とを連結し、荷重を伝達する部材である。
スタビライザリンク120は、左右のサスペンション装置1にそれぞれ1本ずつ設けられている。
スタビライザリンク120の本体部は、軸状に形成され、長手方向を上下方向にほぼ沿わせて配置されている。
スタビライザリンク120の上端部、下端部には、ボールジョイント121,122がそれぞれ設けられている。
ボールジョイント121は、スタビライザリンク120を、ストラット30のスタビライザブラケット31eに揺動可能に連結するものである。
ボールジョイント122は、スタビライザリンク120を、スタビライザバー110の両端部112の突端部に揺動可能に連結するものである。
【0029】
スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140は、例えばゴムやウレタン系樹脂などの弾性を有する材料によって円環状に形成されている。
スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140は、スタビライザバー110の中間部111を、内径側に挿入された状態で保持する第1、第2の弾性体である。
スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140を径方向に切って見た断面形状は、例えば、スタビライザバー110の中間部111の長手方向に沿った辺を有する矩形状に形成されている。
【0030】
サブブッシュ140は、車体Bに組付けた状態においては、スタビライザブッシュ130の車幅方向外側の面と、ストッパ113の車幅方向内側の面との間で圧縮荷重を与えられた状態で挟持され、これらの間に中間部111の軸方向に沿った予圧を与えている。
サブブッシュ140は、中間部111の軸方向、径方向に沿った荷重に対する剛性が、いずれもスタビライザブッシュ130よりも低くなるように材料、寸法、形状等が設定されている。
【0031】
スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140には、周方向における一部に、中心軸を含む平面に沿って分割された分割部(切割部)131,141がそれぞれ形成されている。
分割部131,141は、スタビライザ装置100の組立時に、スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140を弾性変形させて広げられ、スタビライザバー110を組み込む際に中間部111が通過する隙間を形成するものである。
車両に装着される際の分割部131,141の配置については、後に詳しく説明する。
【0032】
クランプ150は、スタビライザブッシュ130を車体Bに対して締結する部材である。
クランプ150は、以下説明する前部151、後部152、締結部152、スペーサ154等を有して構成されている。
前部151は、スタビライザブッシュ130の車両前方側の半部に沿って、車両前方側が凸となるように湾曲して形成されている。
前部151は、車幅方向から見た形状が半円状に形成されている。
後部152は、前部151の両端部から、車両後方側に延びた部分である。
締結部153は、上下の後部152の後端部から上方、下方へ突出してそれぞれ形成された面部であって、車体Bの取付面部に例えばボルト-ナット等の機械的締結手段により締結されるものである。
スペーサ154は、車体Bへの取付時に、スタビライザブッシュ130の後半部を保持する部材である。
スペーサ154は、スタビライザブッシュ130の車両後方側の半部の外周面を保持する凹面部を有し、車体Bへの取付時にスタビライザブッシュ130と車体Bとの間に挟持されるようになっている。
また、前部151、後部152の車幅方向における両端部には、スタビライザブッシュ130の端面部と当接するよう折り曲げられたフランジ部155が形成されている。
フランジ部155の一部は、サブブッシュ140の外周面と当接可能となっている。
【0033】
以下、第1実施形態のスタビライザ装置における車体ロール時の動作について説明する。
例えば、ドライバ等によるステアリング操作により、前輪FWに舵角が与えられ、スリップアングルが発生すると、タイヤ固有の値であるコーナリングパワー(CP)に応じた横力であるコーナリングフォース(CF)が発生する。
前輪FWに発生したコーナリングフォースが発生するヨーモーメントにより、車体Bはヨー方向に回動を開始し、これに伴い後輪にもスリップアングルが発生してコーナリングフォースが生じ、車両は旋回運動を開始する。
このとき、車体の質量に作用する慣性力により、車体はサスペンション装置の幾何学的配置により結成されるロール軸回りにロール挙動を開始する。
これにより、サスペンション装置1は、旋回外輪側においては縮側(バンプ側)にストロークを開始し、旋回内輪側においては伸側(リバウンド側)にストロークを開始する。
【0034】
このように、左右のサスペンション装置1が逆相方向にストロークすると、スタビライザバー110の両端部112は、スタビライザリンク120を介して、左右で逆方向の入力を受けることになる。
ここで、第1実施形態のようなマクファーソンストラット式のサスペンションの場合には、ストラット30は、車幅方向から見たときに、ストロークに応じてアッパマウント32の中心Aを中心として、ハウジング10下部のボールジョイント24が回動する挙動を示す。
したがってロール初期には、車幅方向から見たときのボールジョイント24の移動方向は、アッパマウント32の中心A(ストラット30上部のピボット部)とボールジョイント24の回転中心(ハウジング10下部のピボット部)とを通る直線と直交する方向(揺動軌跡の接線方向)になる。
スタビライザリンク120を介したスタビライザバー110へのロール初期の入力方向Dは、このボールジョイント24の移動方向と一致する。
【0035】
そこで、第1実施形態においては、スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140の分割部131,141を、以下のように配置している。
図4に示すように、スタビライザブッシュ130の分割部131は、車幅方向から見たときに、スタビライザバー110の中間部111の軸心に対して、入力方向Dに沿った方向でありかつ車両前方側となる位置に配置されている。
一方、サブブッシュ140の分割部141は、中間部111の軸心から見たときに、入力方向Dに沿った方向でありかつ車両後方側となる位置(スタビライザブッシュ130の分割部131と中間部111の軸心に対して軸対称となる位置)に配置されている。
【0036】
上述した分割部131,141の配置により、スタビライザバー110の中間部111の支持剛性は、入力方向Dに沿った方向が、他の方向に対して低くなっている。
図6は、第1実施形態のスタビライザ装置におけるロール初期のスタビライザバーの挙動を示す模式図である。
車両のロール初期において、スタビライザバー110の両端部112には、上述した入力方向Dに沿って、スタビライザリンク120から左右逆向きの力が入力される。
このとき、スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140の弾性変形により、スタビライザバー110は、左右における一方が前進し、他方が後退する方向へこじられる回動挙動を示す。
【0037】
ここで、第1実施形態のスタビライザ装置100においては、スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140の分割部131,141の位置を、入力方向Dに沿った方向に配置していることから、この方向への径方向力に対する剛性が、他の方向の径方向力に対する剛性よりも低くなっている。
このため、第1実施形態のスタビライザ装置100においては、スタビライザバー110のこじり方向の支持剛性を低下させ、上述した回動挙動を促進することができる。
このような回動挙動が収束した後、さらなるスタビライザリンク120からの入力により、中間部111に捩じり方向のモーメントが与えられて中間部111に捩じり変形が生じ、中間部111は捩じれ角に応じたばね反力を発生させる。
このばね反力は、スタビライザバー110の両端部112及びスタビライザリンク120を介してストラット30に伝達され、アンチロール方向へのモーメントを生じさせて車体Bのロール剛性を向上し、ロール挙動を抑制する。
【0038】
以上説明したように、第1実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)サブブッシュ140が、スタビライザブッシュ130とストッパ113との間で圧縮された状態で保持されることにより、ストッパ113とスタビライザブッシュ130との間に、中間部111の軸方向に沿った予圧を与えることが可能となる。
このため、スタビライザバー110の車体Bに対する車幅方向の相対変位を抑制し、操舵に対する車両挙動の応答性を向上することができる。
(2)スタビライザブッシュ130、サブブッシュ140の分割部131,141を、サスペンション装置1のストローク初期におけるスタビライザバー110から各ブッシュ130,140への径方向荷重の入力方向と沿わせて配置したことにより、このような径方向荷重に対する支持剛性を低下させることができる。
このため、車体のロール初期に、この入力方向に沿いかつ左右で逆方向となる力がスタビライザバー110の両端部112に作用した際に、
図6に示すようなスタビライザバー110全体が回動する挙動を促進することができる。
スタビライザ装置100に対するロール初期の入力は、まずスタビライザバー110全体を回動させ、回動挙動が収束した後に中間部111が捩じられて反力の発生を開始するため、ロール角とスタビライザ装置100の発生力(アンチロールモーメント)との相関に、非線形となる特性を与えることが可能となる。これによって、例えばSUV車などのように比較的車高が高い車種の場合であっても、車両の挙動が過敏となることを防止しつつ、旋回求心加速度が高い領域においては適切なロール抑制効果を得ることができる。
(3)スタビライザブッシュ130に対して剛性が低いサブブッシュ140が車幅方向外側に配置されることにより、スタビライザバー110の回動挙動方向の支持剛性を低下させ、上述した効果を促進することができる。
(4)スタビライザブッシュ130の分割部131とサブブッシュ140の分割部141を、スタビライザバー110の中間部111の軸心に対して対称となるように配置したことにより、中間部111の軸心に対して対称となる二箇所で各ブッシュ130,140による支持剛性を低下させることができ、ロール時に逆向きの入力を受ける左右側でそれぞれ変位を増大させ、スタビライザバー110を確実に回動させることができる。
(5)スタビライザブッシュ130の分割部131とサブブッシュ140の分割部141のスタビライザバー110の中間部111に対する位置を、サスペンション装置1におけるスタビライザリンク120が接続された部材であるストラット30のストローク初期における揺動方向、すなわち、車幅方向から見てストラット30のアッパマウント32の中心Aと、ハウジング10の下端部のボールジョイント24とを結んだ直線と直交する方向に配置したことにより、上述した効果を確実に得ることができる。
【0039】
<第2実施形態>
次に、本発明を適用したスタビライザ装置の第2実施形態について説明する。
以下説明する各実施形態において、従前の実施形態と共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図7は、第2実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
なお、
図7乃至
図11において、クランプ150は図示を省略している。
【0040】
第2実施形態のスタビライザ装置は、第1実施形態のサブブッシュ140に代えて、以下説明するサブブッシュ140Aを備えている。
サブブッシュ140Aの外周面は、車幅方向外側が小径となるテーパ状に形成されている。
サブブッシュ140Aの内周面は、スタビライザバー110の中間部111の外周面に対して間隔を隔てて対向されるとともに、車幅方向外側の半部において、車幅方向外側が小径となるテーパ状に形成されている。
サブブッシュ140Aの内周面における車幅方向内側の半部は、内径が軸方向にわたって一定に形成されている。
【0041】
以上説明した第2実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様の効果に加えて、スタビライザバー110をこじる方向への支持剛性をさらに低下させつつ、スタビライザバー110の軸方向の荷重負担能力を確保し、スタビライザバー110の車幅方向変位を抑制することができる。
【0042】
<第3実施形態>
次に、本発明を適用したスタビライザ装置の第3実施形態について説明する。
図8は、第3実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
第3実施形態のスタビライザ装置は、第1実施形態のサブブッシュ140に代えて、以下説明するサブブッシュ140Bを備えている。
サブブッシュ140Bは、外周面における軸方向中央部に、周方向に沿って延在する溝部142を形成したものである。
以上説明した第3実施形態においても、上述した第1、第2実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【0043】
<第4実施形態>
次に、本発明を適用したスタビライザ装置の第4実施形態について説明する。
図9は、第4実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
第4実施形態のスタビライザ装置は、第1実施形態のサブブッシュ140とストッパ113との間に、例えばポリテトラフルオロエチレン樹脂などの個体潤滑性及び弾性を有する材料からなるワッシャ160を挟持したものである。
以上説明した第4実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果と同様の効果に加え、スタビライザバー110の中間部111が車体Bに対して軸心回りに回動する際のフリクションを低減し、スタビライザ装置100の動作を円滑化することができる。
【0044】
<第5実施形態>
次に、本発明を適用したスタビライザ装置の第5実施形態について説明する。
図10は、第5実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
図10(a)は、スタビライザバー100の中間部111の軸心を含む平面で切って見た図であり、
図10(b)は、
図10(a)のb-b部矢視断面図である。
【0045】
第5実施形態のスタビライザ装置は、第1実施形態のサブブッシュ140に代えて、以下説明するサブブッシュ140Cを備えている。
サブブッシュ140Cは、車幅方向外側の領域に、車幅方向外側の外径が小径となるテーパ部143が形成されている。
テーパ部143には、以下説明する切欠部144が形成されている。
切欠部144は、サブブッシュ140の中心軸を含む平面に沿って、テーパ部143をサブブッシュ140の直径方向に沿って貫いた溝状に形成されている。
切欠部144は、スタビライザバー110の中間部111を挟んで入力方向Dに沿った両側にそれぞれ形成されている。
サブブッシュ140Cにおいては、分割部141は、中心軸回りにおける角度位置が、中間部111の一方側の切欠部144と一致するように配置されている。
以上説明した第5実施形態によれば、上述した第1乃至第3実施形態の効果と同様の効果に加え、スタビライザバー110のこじり方向への入力に対する支持剛性をさらに低下させ、上述した効果をさらに促進することができる。
【0046】
<第6実施形態>
次に、本発明を適用したスタビライザ装置の第6実施形態について説明する。
図11は、第6実施形態のスタビライザ装置におけるスタビライザバーの支持構造を示す模式図である。
第6実施形態のスタビライザ装置は、第1実施形態のサブブッシュ140に代えて、以下説明するサブブッシュ140Dを備えている。
サブブッシュ140Dは、外周面のみを車幅方向外側が小径となるテーパ状に形成し、内周面は軸方向における全長にわたってスタビライザバー110の中間部111と当接し、あるいは、微小な間隔を隔てて対向して配置されている。
以上説明した第6実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果と同様の効果に加えて、第2実施形態の構成との中間的な特性を得ることができる。
また、サブブッシュ140Dとストッパ113との接触面積を小さくすることにより、スタビライザバー110の中間部111が軸心回りに回動する際のフリクションを抑制することができる。
【0047】
(変形例)
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)車両、サスペンション装置、スタビライザ装置の構成は、上述した各実施形態に限定されず、適宜変更することができる。これらを構成する各部材の形状、構造、材質、製法、配置、個数などは、適宜変更することが可能である。
例えば、各実施形態において、車両は乗用車であったが、乗用車以外の自動車等にも本発明は適用することが可能である。
(2)各実施形態においては、サスペンション装置は、例えば、前輪用のマクファーソンストラット式のものであったが、本発明は、後輪用のサスペンション装置に設けられるスタビライザ装置にも適用することが可能である。
また、サスペンション装置の形式もストラット式に限定されず、例えば、ダブルウィッシュボーン式、マルチリンク式ほか、スタビライザ装置を取り付け可能である限りどのような形式であってもよい。
この場合、各ブッシュの分割部の位置は、サスペンション装置のストローク初期にスタビライザバーの中間部から各ブッシュへ作用する径方向力の方向と揃える構成とすることができる。一般に、このような径方向力の入力方向は、スタビライザリンクのサスペンション装置側の端部が取り付けられる部材のストローク初期における移動方向と一致する場合が多い。
また、車幅方向から見たときのスタビライザバーの両端部の長手方向を、ロール初期の入力方向とみなし、この方向に沿わせて分割部を配置する構成とすることもできる。
(3)各実施形態においては、第1、第2の弾性体の分割部を、スタビライザバーの軸心に対して対称となるように配置しているが、第1、第2の弾性体の分割部を、スタビライザバーの軸心に対して同じ方向に配置してもよい。
【符号の説明】
【0048】
1 サスペンション装置
10 ハウジング FW 前輪
20 トランスバースリンク(ロワアーム)
30 ストラット 31 ショックアブソーバ
31a シリンダ
31b ロッド 31c スプリングロワシート
31d ハウジングブラケット 31e スタビライザブラケット
32 アッパマウント A アッパマウントの中心
33 スプリング
100 スタビライザ装置
110 スタビライザバー 111 中間部
112 両端部 113 ストッパ
120 スタビライザリンク 121 ボールジョイント
122 ボールジョイント
130 スタビライザブッシュ 131 分割部
140,140A,140B,140C,140D サブブッシュ
141 分割部
150 クランプ 151 前部
152 後部 153 締結部
154 スペーサ 155 フランジ部
D ロール初期の入力方向