(57)【要約】【課題】  捩じり剛性の大きさが可変な可変剛性スタビライザー装置の小型化を図る。【解決手段】  可変剛性スタビライザー装置のアクチュエータ１５を、一方のトーションバーに連結したシリンダ１６に、他方のトーションバーに連結した回転軸２０に設けたベーン２２を嵌合させることで、シリンダ１６内に隔壁２４およびベーン２２によって仕切られた第１、第２液室２９，３０を区画し、隔壁２４のオリフィス２４ａを通過する磁気粘性流体の流量をシリンダ１６の内部に配置したコイル２８への通電量で制御するので、スタビライザーの左右のトーションバーの捩じり剛性を変化させて車両の操安性や乗り心地を調整することができる。流量制御手段であるコイル２８をシリンダ１６の内部に配置したので、可変剛性スタビライザー装置を小型化して車両への搭載性を高めることができる。【選択図】        図３
2010023528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の車輪にそれぞれ接続された一対のトーションバー（１３Ｌ，１３Ｒ）の対向端部間をアクチュエータ（１５）で連結した可変剛性スタビライザー装置において、
前記アクチュエータ（１５）は、
一方のトーションバー（１３Ｒ）に連結されて内部に作動流体を保持するシリンダ（１６）と、
他方のトーションバー（１３Ｌ）に連結されて前記シリンダ（１６）に対して相対回転可能な回転軸（２０）と、
前記シリンダ（１６）の内周から径方向内向きに延びる隔壁（２４）と、
前記回転軸（２０）に設けられ、前記隔壁（２４）と協働して前記シリンダ（１６）の内部に第１、第２液室（２９，３０）を区画するベーン（２２）と、
前記隔壁（２４）に形成されて前記第１、第２液室（２９，３０）を連通させるオリフィス（２４ａ）と、
前記シリンダ（１６）の内部に配置されて前記オリフィス（２４ａ）を通過する作動流体の流量を制御する流量制御手段（２８，３３）と、
を備えることを特徴とする可変剛性スタビライザー装置。
【請求項２】
前記作動流体は磁気粘性流体あるいは磁性流体であり、前記流量制御手段は前記オリフィス（２４ａ）の近傍に配置されたコイル（２８）であり、
前記コイル（２８）に通電して前記オリフィス（２４ａ）を通過する作動流体の粘度を変化させることで、前記アクチュエータ（１５）が発生する減衰力を制御することを特徴とする、請求項１に記載の可変剛性スタビライザー装置。
【請求項３】
前記流量制御手段は、
前記隔壁（２４）に摺動自在に設けられた弁板（３１）と、前記弁板（３１）に形成されて前記オリフィス（２４ａ）に連通可能な弁孔（３１ａ）と、前記弁板（３１）を摺動させる駆動源（３２）とを備え、
前記駆動源（３２）で前記弁板（３１）を摺動させて前記弁孔（３１ａ）と前記オリフィス（２４ａ）との連通面積を変化させることで、前記アクチュエータ（１５）が発生する減衰力を制御することを特徴とする、請求項１に記載の可変剛性スタビライザー装置。
【請求項４】
前記オリフィス（２４ａ）は軸線（Ｌ）方向に複数配置され、
前記ベーン（２２）の外周と前記シリンダ（１６）の内周との間に第１隙間（α）が形成されるとともに、前記隔壁（２４）の内周と前記回転軸（２０）の外周との間に第２間隙（β）が形成され、
前記第１、第２隙間（α、β）の総断面積は前記オリフィス（２４ａ）の総断面積よりも小さいことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の可変剛性スタビライザー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右の車輪にそれぞれ接続された一対のトーションバーの対向端部間をアクチュエータで連結した可変剛性スタビライザー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のサスペンション装置用のロータリダンパーにおいて、揺動軸に設けられたベーンを、セパレートブロックが設けられたケーシングの内部に配置し、ベーンおよびセパレートブロック間に区画された油室をベーンに設けたオリフィスおよびチェック弁で相互に連通させることで、発生する減衰力の大きさを揺動軸の回転方向に応じて異ならせたものが、下記特許文献１により公知である。
【０００３】
また自動車等のスタビライザー用の捩じり剛性制御装置において、隔壁を有する円筒状のハウジングの内部にベーンを有するロータを回転自在に収納し、隔壁およびベーン間に区画された圧力室に油圧を供給・排出することでスタビライザーの捩じり剛性を変化させるものが、下記特許文献２により公知である。
【特許文献１】実開平４−９７１３１号公報
【特許文献２】特開２００４−１３６８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載されたものは、発生する減衰力の大きさおよび方向がオリフィスおよびチェック弁により予め決まってしまうので、減衰力の大きさを任意に制御することができないという問題があった。
【０００５】
また上記特許文献２に記載されたものは、スタビライザーの外部に油圧ポンプやバルブブロックを設ける必要があるため、付属品を含めたスタビライザーの寸法が大型化するという問題があった。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、捩じり剛性の大きさが可変な可変剛性スタビライザー装置の小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、左右の車輪にそれぞれ接続された一対のトーションバーの対向端部間をアクチュエータで連結した可変剛性スタビライザー装置において、前記アクチュエータは、一方のトーションバーに連結されて内部に作動流体を保持するシリンダと、他方のトーションバーに連結されて前記シリンダに対して相対回転可能な回転軸と、前記シリンダの内周から径方向内向きに延びる隔壁と、前記回転軸に設けられ、前記隔壁と協働して前記シリンダの内部に第１、第２液室を区画するベーンと、前記隔壁に形成されて前記第１、第２液室を連通させるオリフィスと、前記シリンダの内部に配置されて前記オリフィスを通過する作動流体の流量を制御する流量制御手段とを備えることを特徴とする可変剛性スタビライザー装置が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記作動流体は磁気粘性流体あるいは磁性流体であり、前記流量制御手段は前記オリフィスの近傍に配置されたコイルであり、前記コイルに通電して前記オリフィスを通過する作動流体の粘度を変化させることで、前記アクチュエータが発生する減衰力を制御することを特徴とする可変剛性スタビライザー装置が提案される。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記流量制御手段は、前記隔壁に摺動自在に設けられた弁板と、前記弁板に形成されて前記オリフィスに連通可能な弁孔と、前記弁板を摺動させる駆動源とを備え、前記駆動源で前記弁板を摺動させて前記弁孔と前記オリフィスとの連通面積を変化させることで、前記アクチュエータが発生する減衰力を制御することを特徴とする可変剛性スタビライザー装置が提案される。      
【００１０】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項２または請求項２の構成に加えて、前記オリフィスは軸線方向に複数配置され、前記ベーンの外周と前記シリンダの内周との間に第１隙間が形成されるとともに、前記隔壁の内周と前記回転軸の外周との間に第２間隙が形成され、前記第１、第２隙間の総断面積は前記オリフィスの総断面積よりも小さいことを特徴とする可変剛性スタビライザー装置が提案される。
【００１１】
尚、実施の形態の左右のトーションバー１３Ｌ，１３Ｒは本発明のトーションバーに対応し、実施の形態のコイル２８は本発明の流量制御手段に対応し、実施の形態のリニアソレノイド３２は本発明の駆動源に対応する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の構成によれば、可変剛性スタビライザー装置のアクチュエータを、一方のトーションバーに連結したシリンダに、他方のトーションバーに連結した回転軸に設けたベーンを嵌合させることで、シリンダの隔壁と回転軸のベーンとによって仕切られた第１、第２液室を区画し、シリンダの内部に配置した流量制御手段で隔壁に形成したオリフィスを通過して第１、第２液室間を行き来する作動流体の流量を制御するので、スタビライザーの左右のトーションバーの捩じり剛性を変化させて車両の操安性や乗り心地を調整することができる。そして流量制御手段をシリンダの内部に配置したので、可変剛性スタビライザー装置を小型化して車両への搭載性を高めることができる。
【００１３】
また請求項２の構成によれば、作動流体を磁気粘性流体あるいは磁性流体で構成し、流量制御手段をオリフィスの近傍に配置されたコイルで構成したので、コイルに通電してオリフィスを通過する作動流体の粘度を変化させることで、アクチュエータが発生する減衰力を制御することができる。
【００１４】
また請求項３の構成によれば、弁孔を有する弁板を隔壁に摺動自在に設けて流量制御手段を構成したので、駆動源で弁板を摺動させて弁孔とオリフィスとの連通面積を変化させることで、アクチュエータが発生する減衰力を制御することができる。
【００１５】
また請求項４の構成によれば、ベーンの外周とシリンダの内周との間に第１隙間を形成し、隔壁の内周と回転軸の外周との間に第２間隙を形成し、第１、第２隙間の総断面積を、軸線方向に複数配置したオリフィスの総断面積よりも小さくしたので、前記第１、第２隙間の部分からシール部材を廃止して部品点数を削減しながら、可及的に多くの作動流体がオリフィスを通過するようにして流量制御手段による減衰力の制御幅を広げ、自動車の操安性および乗り心地を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１〜図３は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１はスタビライザーの平面図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図である。
【００１８】
図１に示すように、車両の左右の車輪を回転自在に支持するナックル（不図示）に、ボールジョイント１１，１１を介してスタビライザー１２の両端部が接続される。スタビライザー１２は左右に２分割された左トーションバー１３Ｌおよび右トーションバー１３Ｒを備えており、左右のトーションバー１３Ｌ，１３Ｒは、車幅方向に延びるトーション部１３ａ，１３ａと、トーション部１３ａ，１３ａの車幅方向外端から前後方向に屈曲して前記ボールジョイント１１，１１に接続されるアーム部１３ｂ，１３ｂとを備える。左右のトーションバー１３Ｌ，１３Ｒのトーション部１３ａ，１３ａがブラケット１４，１４を介して車体フレームに回転自在に支持されており、両トーション部１３ａ，１３ａの車幅方向内端間がアクチュエータ１５により連結される。
【００１９】
次に、図２および図３に基づいてアクチュエータ１５の構造を説明する。
【００２０】
一方のトーションバー（例えば、右トーションバー１３Ｒ）のトーション部１３ａの車幅方向内端に有底円筒状のシリンダ１６のフランジ部１６ａが同軸に接続されており、フランジ部１６ａと反対側の開口部にシール部材１７を介して当接する端板１８が複数本のボルト１９…で固定される。端板１８の中心に形成された貫通孔１８ａを左トーションバー１３Ｌの車幅方向内端に同軸に接続された回転軸２０がシール部材２１を介して嵌合し、その回転軸２０の先端がシリンダ１６のフランジ部１６ａの中心の支持孔１６ｂに回転自在に嵌合する。回転軸２０の外周には、１８０°間隔で２枚のベーン２２，２２が固定されており、各ベーン２２の外周とシリンダ１６の内周との間には線状のシール部材２３が装着される。
【００２１】
シリンダ１６の内周壁には、１８０°の位相差を持つ２枚の隔壁２４，２４が、それぞれ線状のシール部材２５，２５を介して当接し、複数本のボルト２６…で固定される。各隔壁２４の内周と回転軸２０の外周との間には線状のシール部材２７，２７が装着される。隔壁２４には、その両側面を連通させるように複数個のオリフィス２４ａ…が貫通しており、オリフィス２４ａ…を囲むようにコイル２８…が設けられる。
【００２２】
２枚のベーン２２，２２と２枚の隔壁２４，２４との間に、磁気粘性流体（ＭＲＦ： Magneto-Rheological Fluids ）が封入された各２個の第１液室２９，２９および第２液室３０，３０が区画されており、隣接する第１、第２液室２９，３０が隔壁２４に形成したオリフィス２４ａ…を介して相互に連通する。磁気粘性流体はマイクロスケールの鉄粒子を混入した流体であって、磁気が作用すると粘性が変化する性質を備えている。
【００２３】
次に、上記構成を備えた本発明の第１の実施の形態の作用を説明する。
【００２４】
車両の走行中に左右の車輪の一方が路面の凹凸に乗り上げてバンプあるいはリバウンドすると、スタビライザー１２の左右のトーションバー１３Ｌ，１３Ｒの一方のトーション部１３ａが捩じれ変形し、そのトルクが他方のトーション部１３ａに伝達することで、左右の車輪が同位相でバンプあるいはリバウンドする力が作用するため、車体のローリングを抑制して乗り心地を高めることができる。通常、スタビライザー１２の特性はトーションバー１３Ｌ，１３Ｒの捩じり剛性によって決まるるため、スタビライザー１２を交換しないと特性を変更することがでないが、本実施の形態によれば、アクチュエータ１５が発生する減衰力を変化させることでスタビライザー１２の特性を変更することができる。
【００２５】
即ち、左右のトーションバー１３Ｌ，１３Ｒが相対回転すると、右トーションバー１３Ｒと一体のシリンダ１６に対して左トーションバー１３Ｌと一体のベーン２２，２２が相対回転する。その結果、図３から明らかなように、ベーン２２，２２が時計方向に相対回転すると、第１液室２９，２９の容積が縮小して第２液室３０，３０の容積が拡大することで、第１液室２９，２９の磁気粘性流体が隔壁２４，２４のオリフィス２４ａ…を通過して第２液室３０，３０に流入し、その際の流通抵抗により減衰力が発生する。
【００２６】
逆に、ベーン２２，２２が反時計方向に相対回転すると、第２液室３０，３０の容積が縮小して第１液室２９，２９の容積が拡大することで、第２液室３０，３０の磁気粘性流体が隔壁２４，２４のオリフィス２４ａ…を通過して第１液室２９，２９に流入し、その際の流通抵抗により減衰力が発生する。
【００２７】
その過程で、オリフィス２４ａ…を囲むコイル２８…に供給する電流量を増加させると、コイル２８…が発生する磁力が強まってオリフィス２４ａ…を通過する磁気粘性流体の粘性が高くなることで、シリンダ１６および回転軸２０が相対回転し難くなり、スタビライザー１２の捩じれ剛性が増加する。逆に、オリフィス２４ａ…を囲むコイル２８…に供給する電流量を減少させると、コイル２８…が発生する磁力が弱まってオリフィス２４ａ…を通過する磁気粘性流体の粘性が低くなることで、シリンダ１６および回転軸２０が相対回転し易くなり、スタビライザー１２の捩じれ剛性が減少する。
【００２８】
従って、通常時にはスタビライザー１２の捩じれ剛性を低くして乗り心地を高めながら、高速コーナリング時に捩じれ剛性を高くして遠心力による旋回方向外側への車体の傾きを防止し、操安性を高めることができる。スタビライザー１２の捩じれ剛性の変更は、運転者のスイッチ操作に基づいて行っても良いし、車速、ステアリングホイールの操舵角、車輪の転舵角、横加速度、ヨーレート等に基づいて行っても良い。
【００２９】
このように、コイル２８…への通電量を変化させるだけの簡単な制御でスタビライザー１２の捩じれ剛性を任意に制御することができ、しかも磁気粘性流体の流量制御手段であるコイル２８…はアクチュエータ１５の内部に収納されるので、外部の液圧ポンプ、バルブブロック、流体配管等が不要になってスタビライザー１２の小型化に寄与することができる。
【００３０】
図４〜図６は本発明の第２の実施の形態を示すもので、図４はアクチュエータの縦断面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図４の６−６線拡大断面図である。
【００３１】
第１の実施の形態では、作動流体として磁気粘性流体を用いてスタビライザー１２の捩じれ剛性を任意の大きさに制御しているが、第２の実施の形態では、一般的な作動流体を用い、隔壁２４のオリフィス２４ａ…の開度を増減することでスタビライザー１２の捩じれ剛性を任意の大きさに制御している。
【００３２】
即ち、隔壁２４には、その内周面に開口してオリフィス２４ａ…に連通するスリット２４ｂが軸線Ｌ方向に形成されており、そのスリット２４ｂに板状の弁板３１が軸線Ｌ方向に摺動自在に収納される。弁板３１には、隔壁２４のオリフィス２４ａ…に連通可能な弁孔３１ａ…が形成される。隔壁２４の左端に形成した空間２４ｃにリニアソレノイド３２が設けられており、その出力ロッド３２ａが弁板３１の左端に接続される。
【００３３】
前記弁板３１およびリニアソレノイド３２は、第２の実施の形態の流量制御手段３３を構成する。
【００３４】
また第１の実施の形態では、各ベーン２２の外周とシリンダ１６の内周との間に線状のシール部材２３が装着され、かつ隔壁２４の内周と回転軸２０の外周との間は線状のシール部材２７が装着されるが、第２の実施の形態では前記シール部材２３の位置に微小な第１隙間αが形成されるとともに、前記シール部材２７の位置に微小な第２隙間βが形成さる。隙間α，βの総断面積は、オリフィス２４ａの全開時の総断面積よりも小さく設定される。
【００３５】
しかして、リニアソレノイド３２で弁板３１を摺動させることで、隔壁２４のオリフィス２４ａ…と弁板３１の弁孔３１ａ…との重なり量（つまり開度）を無段階に変化させ、そこを通過する作動流体の流通抵抗を変化させることで、スタビライザー１２の捩じれ剛性を無段階に制御することができる（図６参照）。この場合も、作動流体の流量制御手段３３はアクチュエータ１５の内部に収納されるので、スタビライザー１２の小型化に寄与することができる。
【００３６】
またベーン２２およびシリンダ１６間の線状のシール部材２３と、隔壁２４および回転軸２０間のシール部材２７とを廃止し、その部分に第１、第２隙間α，βを形成したので、シール部材２３，２７を廃止した分だけ部品点数を削減しながら、オリフィス２４ａ…に充分な量の作動流体を通過させて流量制御手段３３の機能を充分に発揮させることができる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３８】
例えば、第１の実施の形態のスタビライザー１２は磁気粘性流体を用いているが、磁気粘性流体に代えて磁性流体（ナノスケールの磁性体金属微粒子を混入した流体）を用いても、同様の作用効果を達成することができる。
【００３９】
また第２の実施の形態のリニアソレノイド３２をＯＮ／ＯＦＦソレノイドに代えてオリフィス２４ａ…の開度を２段階に制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施の形態に係るスタビライザーの平面図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】第２の実施の形態に係るアクチュエータの縦断面図
【図５】図４の５−５線断面図
【図６】図４の６−６線拡大断面図
【符号の説明】
【００４１】
１３Ｌ      左トーションバー（トーションバー）
１３Ｒ      右トーションバー（トーションバー）
１５        アクチュエータ
１６        シリンダ
２０        回転軸
２２        ベーン
２４        隔壁
２４ａ      オリフィス
２８        コイル（流量制御手段）
２９        第１液室
３０        第２液室
３１        弁板
３１ａ      弁孔
３２        リニアソレノイド（駆動源）
３３        流量制御手段
Ｌ          軸線
α          第１隙間
β          第２隙間
【図１】
2010023528.tif 000003
【図２】
2010023528.tif 000004
【図３】
2010023528.tif 000005
【図４】
2010023528.tif 000006
【図５】
2010023528.tif 000007
【図６】
2010023528.tif 000008