(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の各種運転状態に応じたねじり剛性の設定を可能としたサスペンション装置を提供する。【解決手段】サスペンション装置３は、トレーリングアーム５ａ，５ｂ間に沿って、トーションビーム部材８と共に、各車輪２ａ、２ｂ間のねじり力が入力されるトーションバー部材１１を設け、トーションバー部材１１のねじり量を制御するねじり量制御機構１２を設けることとした。同構成により、トーションバー部材１１のねじり量は各種設定可能となり、車両の運転状態に応じたサスペンション装置のねじり剛性が各種設定可能となる。【選択図】図１
2014201225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向両側の各車輪を支持する一対のトレーリングアーム部材と、
前記一対のトレーリングアーム間を連結するトーションビーム部材と、
前記トレーリングアーム間に沿って設けられ前記各車輪間に生じるねじり力が入力されるトーションバー部材と、
前記トーションバー部材のねじり量を制御するねじり量制御機構と
を具備してなることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
前記ねじり量制御機構は、前記トーションバー部材を拘束する拘束力を連続的に可変可能とした第１のねじり量調整機構を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
前記ねじり量制御機構は、前記トーションバー部材に当該トーションバー部材のねじり方向と逆方向へ負荷を加える第２のねじり量調整機構を有して構成されることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
前記ねじり量制御機構は、前記トーションバー部材を拘束する拘束力を連続的に可変可能とした第１の調整機構と、前記トーションバー部材に当該トーションバー部材のねじり方向と逆方向へ負荷を加える第２のねじり量調整機構とを有して構成されることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじり剛性を可変可能としたサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大衆車（車両）では、簡単な構造ですむとの利点から、リヤのサスペンションにトーションビーム式のサスペンション装置が多く用いられている。
このサスペンション装置は、左右輪（車幅方向両側の車輪）を支持するトレーリングアーム部材と、これらトレーリングアーム部材間を連結するトーションビーム部材とを採用した構造である。このサスペンション装置の特徴は、走行中、旋回するなどで、車体がロールすると、左右輪間に生じるねじり力でトーションビーム部材がねじれる。このトーションビーム部材の戻りで、旋回中のロールを抑えられる。すなわち、トーションビーム部材でアンチロール効果が確保される。
【０００３】
ところで、トーションビーム部材のねじり剛性は、車両の乗り心地を重視すると、低く設定するのが望ましく、旋回時の操縦安定性（ロール量抑制）を重視すると、高く設定するのが望ましい。
しかし、トーションビーム式は、トーションビーム部材のねじり剛性に頼るため、乗り心地と操縦安定性との両立が難しい。ロール剛性を高めるためには、トーションビーム内に中空バーを装着することが行われているが、乗り心地と操縦安定性とを両立させるまでには至っていない。
【０００４】
そこで、同サスペンション形式では、双方の両立を図るために、特許文献１に開示されているような技術が提案されている。これは、トーションビーム内に、二分割したトーションバー部材を設け、この分割したトーションバー部材を、ラテラルリンクの挙動で開閉動作するクラッチ機構を設けた構造を用いて、車両の直進時には、分割したトーションバー部材間を「断」させ（ラテラルリンク：入力無）、旋回時には、ラテラルリンクからの入力で、分割したトーションバー部材間を「接」する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平  ８−    ２２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に挙げた技術は、トーションビーム部材のねじり剛性が発揮するモードと、トーションビーム部材とトーションバー部材の双方のねじり剛性が発揮するモードとの二種類しか設定ができず、十分に乗り心地や操縦安定性が確保されるとはいえない。
すなわち、求められる車両の乗り心地や操縦安定性は、種々の車両の走行状態、例えば一般道走行、高速走行など、さらには急ハンドル、操舵中の追加操舵などでも異なる。そのため、サスペンション装置は、そうした走行状態に対応できるねじり剛性を確保することが望ましい。しかし、特許文献１は、トーションバー部材間を「断」、「接」するだけなので、各種走行状態に応じたねじり剛性の設定にまでは至らない。このため、同構造では、十分に車両の乗り心地および操縦安定性を両立させることは難しい。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、車両の各種運転状態に応じたねじり剛性の設定を可能としたサスペンション装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、車幅方向両側の各車輪を支持するトレーリングアーム部材と、トレーリングアーム間を連結するトーションビーム部材と、トレーリングアーム間に沿って設けられ各車輪間に生じるねじり力が入力されるトーションバー部材と、トーションバー部材のねじり量を制御するねじり量制御機構とを具備することとした。
請求項２に記載の発明は、ねじり量制御機構が、トーションバー部材を拘束する拘束力を連続的に可変可能とした第１のねじり量調整機構を有して構成されることとした。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、ねじり量制御機構が、トーションバー部材に当該トーションバーのねじり方向とは逆方向へ負荷を加える第２のねじり量調整機構を有して構成されることとした。
請求項４に記載の発明は、ねじり量制御機構は、トーションバー部材を拘束する拘束力を連続的に可変可能とした第１のねじり量調整機構と、トーションバー部材に当該トーションバーのねじり方向と逆方向へ負荷を加える第２のねじり量調整機構とを有して構成されることとした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、トーションバー部材のねじり量の制御により、サスペンション装置のねじり剛性は各種設定することが可能となる。
したがって、トーションビーム式のサスペンション装置は、車両の各種運転状態に応じたねじり剛性の設定が可能となる。このため、車両の乗り心地はもちろん、各種運転状態の旋回時で同運転状態に適した操縦安定性（ロール量抑制）を確保することができる。
【００１１】
請求項２〜４の発明によれば、簡単な構造で、サスペンション装置のねじり剛性を広範囲に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るサスペンション装置を示す斜視図。
【図２】同装置に組み込まれているねじり量制御機構を示す図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図１および図２に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は本発明を適用した車両のリヤ側を示している。図１中１は車体（二点鎖線で図示）、２ａ，２ｂは車体１のリヤの左右両側（車幅方向両側）に配置された後輪（二点鎖線で図示）、３は車体１のリヤに設けられたサスペンション装置をそれぞれ示している。
サスペンション装置３は、トーションビーム式、ここではＨ形のトーションビーム式サスペンション装置が用いられている。同サスペンション装置３を説明すると、５ａ，５ｂは左右一対のトレーリングアーム部材である。トレーリングアーム部材５ａ，５ｂは、いずれも一端部に車体支持部となる目玉部６ａを有し、他端部に車輪取り付け部となるハブ部６ｂを有している。トレーリングアーム部材５ａ，５ｂの目玉部６ａは、いずれもブッシュ（いずれも図示しない）を介して、車体１に支持され、ハブ部６ｂ側をリヤへ延在させている。これで、車体１にトレーリングアーム部材５ａ，５ｂを上下方向に揺動可能に支持させている。これら各アーム部材５ａ，５ｂのハブ部６ｂに後輪２ａ、２ｂが装着される。
【００１４】
左右のトレーリングアーム部材５ａ，５ｂ間は、車幅方向に沿って延びるトーションビーム部材８で連結され、Ｈ形アーム構造を構成している。トーションビーム部材８は、後輪２ａ，２ｂ間に生じるねじり力を受ける部材で、例えば下側が開放したＵ形断面のビーム部材が用いられている。ちなみに、トーションビーム部材８は、乗り心地を重視するため低いねじり剛性を有する部材で形成してある。トレーリングアーム部材５ａ，５ｂには、図示はしないが、スプリング部材やショックアブソーバーなどが組み付く。
【００１５】
トレーリングアーム部材５ａ，５ｂ間には、サスペンション装置３のねじり剛性を、広範囲に設定可能とした剛性可変装置１０が設けられている。この剛性可変装置１０は、トレーリングアーム部材５ａ，５ｂ間に設けたトーションバー部材１１と、このトーションバー部材１１のねじり量を制御する制御ユニット１２（本願のねじり量制御機構に相当）とを有して構成されている。
【００１６】
すなわち、トーションバー部材１１は、例えば車幅方向に沿って延びるねじり変形可能な鋼製のパイプ部材が用いられる。このパイプ部材は、上記トーションビーム部材８内に同ビーム部材８に沿って収めてあり、一端部が、ブラケット部材１４を介して、トーションビーム部材８の一端部（一端側）に固定してある。パイプ部材の他端部は、トーションビーム部材８の他端部内（他端側）に据付けてある上記制御ユニット１２と連結されている。これで、トーションバー部材１１は、トレーリングアーム部材５ａ，５ｂ間に配置され、トーションバー部材１１にも、後輪２ａ，２ｂ間で生じる、ねじり力が入力される構造にしている。
【００１７】
制御ユニット１２は、図２の断面図（図１中のＡ−Ａ線）に示されるようにトーションバー部材１１の他端部を拘束する拘束力を連続的に可変するねじり量調整機構１６（本願の第１のねじり量調整機構に相当）や、トーションバー部材１１のねじり方向と逆方向へ負荷、すなわち逆方向へ回動変位を加えるねじり量調整機構１７（本願の第２のねじり量調整機構に相当）を用いた構造で構成されている。つまり、本実施形態は、二種類のねじり量調整機構１６，１７を併用した構造が採用されている。
【００１８】
図２を参照して制御ユニット１２の各部を説明すると、１９は、制御ユニット１２のケーシング（一点鎖線で図示）を示す。同ケーシング１９は、トーションビーム部材８内に据え付けてある（固定）。このケーシング１９のトーションバー部材１１側の壁部には、中継軸２０が回転自在に支持されている。この中継軸２０とトーションバー部材１１とが、結合具２１を介して直列に連結されている。
【００１９】
ケーシング１９内には、中継軸２０側から順に上記ねじり量調整機構１６、上記ねじり量調整機構１７が収められている。このうちねじり量調整機構１６には、例えば電磁クラッチ１６ａを用いた構造が用いられている。
すなわち、電磁クラッチ１６ａは、例えば中継軸２０の外周部にアマチュア部材２２を設け、同アマチュア部材２２の周囲に励磁コイル２３を設けた構造で形成される。つまり、電磁クラッチ１６ａが発生する励磁力で、トーションバー部材１１を自由に保持できる構造にしている。ここで、電磁クラッチ１６ａには、励磁コイル２３への通電に応じて、トーションバー部材１１の拘束力（保持力）を、トーションバー部材１１が自由回転状態になる「０％」から、トーションバー部材１１が剛結状態となる「１００％」まで連続的に可変できる機器が用いられている。この電磁クラッチ１６ａによるトーションバー部材１１の拘束力（保持力）の可変（０％〜１００％）により、トーションバー部材１１のねじり量が広範囲の領域（１００％〜０％）で変えられる。つまり、トーションバー部材１１のねじり量を連続的に変えられるようにしている。
【００２０】
ねじり量調整機構１７には、例えば電動モータ２５の軸トルクで、トーションバー部材１１を、トーションバー部材１１のねじり方向と逆方向へ回動変位させる構造が用いられている。例えばねじり量調整機構１７は、電動モータ２５の出力軸２５ａと中継軸２０の端部との間を中継するギヤ機構、例えば電動モータ２５の出力軸２５ａに設けた出力ギヤ２６、同出力ギヤ２６と噛み合い中継ギヤ２７へ伝える従動ギヤ２８、中継ギヤ２７と噛み合う中継軸２０端の入力ギヤ２９を有して構成されるギヤ機構３０と、従動ギヤ２８の出力を「断」、「接」（開閉）するクラッチ部３２と、トーションバー部材１１へ伝わる変位量を検知する角度センサ３３とを有した構造が用いられている。これで、電動モータ２５の軸トルクが、出力ギヤ２６、従動ギヤ２８、中継ギヤ２７を介して入力ギヤ２９に伝わると、トーションバー部材１１は、当該トーションバー部材１１のねじり方向とは逆方向へ回動変位される。角度センサ３３、クラッチ部３２は、このトーションバー部材１１へ入力される変位量を検知するために設けてある。これで、トーションバー部材１１の戻る方向へ軸トルクが連続的に加わる（ロール剛性：増大）。つまり、トーションバー部材１１のねじり量を連続的に変えられるようにしている
サスペンション装置３は、こうしたトーションバー部材１１の拘束力（保持力）を連続的に減少させる機構と、トーションバー部材１１のロール剛性を連続的に増加させる機構との組み合わせにより、ねじり剛性を各種設定可能にしている。特に車両の各種運転状態に適したねじり剛性が確保されるよう、電磁クラッチ１６ａ、電動モータ２５、クラッチ部３２、角度センサ３３は、車体１に搭載された制御部３５（例えばマイクロコンピュータで構成）に接続され、制御部３５に入力される車両の運転状態信号、例えば操舵角信号、操舵速度・加速度信号、車速信号、ヨー・ロール・ピッチングレイト信号、ヨー加速比信号、前後左右Ｇ信号、ロール加速比信号、追操舵信号、分担荷重検知や空気圧センサなどに基づき、サスペンション装置３のねじり剛性が種々適正に設定される。また、ナビゲーションやスマートフォン、安全運転支援システム[ＤＳＳＳ：Driving Safety Support Systems(VICS(登録商標)や光ビーコンを利用した、交差点情報を走行車両に伝達するシステム)]、車々間通信システムなどを利用し、操舵前に情報を得てコントロールすることも可能である。
【００２１】
サスペンション装置３のねじり剛性について説明すると、一般道走行で車両が直進走行するときは、電磁クラッチ１６は、励磁されない。つまり、トーションバー部材１１は、無負荷状態となる。これにより、サスペンション装置３のねじり剛性は、トーションビーム部材８の低剛性で得られるだけとなり、高い乗り心地をもたらす。
車両が旋回（操舵）すると、電磁クラッチ１６ａの励磁にしたがい、トーションバー部材１１は剛結される。これにより、サスペンション装置３のねじり剛性は、トーションビーム部材８の剛性に、トーションバー部材１１の剛性を加えた剛性となる。このとき電磁クラッチ１６ａの励磁力は、旋回具合に応じて可変する。すると、トーションバー部材１１端を拘束している力（保持力）は変化し、旋回具合に応じてトーションバー部材１１のねじり量が変わる。これで、サスペンション装置３のロール剛性は、旋回具合に応じて調節される。これにより、車両の旋回（操舵）状態に応じた操縦安定性（ロール量抑制）が確保される。
【００２２】
このサスペンション装置３のロール剛性は、車体速度に応じても変わり、高速道路の走行などでも、高い乗り心地や高い操縦安定性が確保される。
また車両の操舵中、追加操舵や急ハンドル操作が行われると、トーションバー部材１１は、電動モータ２５の作動により、ねじり方向とは逆方向へ回動変位される。つまり、逆方向へ強制的に負荷が加わる。これにより、トーションビーム部材１１の戻る方向の力は増大する。つまり、サスペンション装置３のロール剛性は、トーションビーム部材８とトーションバー部材１１とを剛結した状態のときを超える剛性に調節される。これにより、追加操舵時や急ハンドル操作時は、大なるロール剛性が確保され、高い操縦安定性が確保される。
【００２３】
サスペンション装置３は、こうしたトーションバー部材１１のねじり量の可変により、車両の各種運転状態に応じたねじり剛性の設定が可能となる。
それ故、サスペンション装置３は、車両の各種直進時の乗り心地はもちろん、各種旋回時でも、そのときの運転状態に適した乗り心地や操縦安定性を確保することができる。
トーションバー部材１１の拘束力を可変するねじり量調整機構１６やトーションバー部材１１のねじり方向とは逆方向へ負荷を加えるねじり量調整機構１７を用いると、簡単な構造で、サスペンション装置３のねじり剛性を広範囲に設定することができる。
【００２４】
なお、本発明は、上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。
例えば一実施形態では、ねじり量調整機構１６、ねじり量調整機構１７の双方を併用した例を挙げたが、これに限らず、ねじり量調整機構１６やねじり量調整機構１７をそれぞれ単独で用いても同様の効果を奏する。またねじり量調整機構１６として、電磁クラッチを用いた構造を一例に挙げ、ねじり量調整機構１７として、電動モータやギヤ機構を用いた構造を一例に挙げたが、これらに限定されるものではなく、他の機器を用いた機構でもよい。また一実施形態では、中継軸２０を介して、トーションバー部材１１のねじり量を制御したが、これに限らず、中継軸２０を用いずダイレクトにトーションバー部材１１のねじり量を制御してもよい。むろん、他の形式の異なるリジット式サスペンション装置に本発明を適用しても構わない。
【符号の説明】
【００２５】
２ａ  後輪（車輪）
３  サスペンション装置
５ａ，５ｂ  トレーリングアーム部材
８  トーションビーム部材
１１  トーションバー部材
１２  制御ユニット（ねじり量制御機構）
１６  ねじり量調整機構（第１のねじり量調整機構）
１７  ねじり量調整機構（第２のねじり量調整機構）
【図１】
2014201225.tif 000003
【図２】
2014201225.tif 000004