(57)【要約】【課題】簡便な構成で車軸に掛かる荷重に応じてロール剛性を連続して可変することのできる走行安定性に優れたスタビライザ装置を提供する。【解決手段】トーションバー部１と、任意の断面方向でそれぞれ曲げ剛性が異なる断面形状を有し且つトーションバー部１の端部とシャシフレームとを連結して車両前後方向に延びるアーム部２，２とを有したスタビライザ３を備える。また、このスタビライザ装置は、アーム部２，２を、その長手方向を軸として軸回り方向に回転自在とするアーム部回転機構と、車両の積載重量に応じてアーム部２，２を任意の回転位置で回転させるように駆動するアクチュエータ１０とを有している。アクチュエータ１０は、車軸２８に掛かる荷重に比例して圧力が変化するエアスプリング１２からのエアーによって駆動し、このエアーを利用してアーム部２，２を任意の回転位置に回転させる。【選択図】　図１
2004106654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車幅方向に延びるトーションバー部と、任意の断面方向でそれぞれ曲げ剛性が異なる断面形状とされ且つ前記トーションバー部の端部とシャシフレームまたは車軸とを連結して車両前後方向に延びるアーム部とを有したスタビライザと、
前記アーム部を、その長手方向を軸にして軸回り方向に回転自在とするアーム部回転機構と、
車両の積載重量に応じて前記アーム部を回転駆動する回転駆動手段とを備えた
ことを特徴とするスタビライザ装置。
【請求項２】
請求項１記載のスタビライザ装置であって、
前記シャシフレームと前記車軸との間に介在され、前記車軸を前記シャシフレームに懸架するエアスプリングを有し、
前記回転駆動手段は、前記エアスプリングの空気圧に応じて駆動する
ことを特徴とするスタビラザ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のスタビライザ装置であって、
前記回転駆動手段は、前記車両の積載重量が軽い状態から重い状態になるに連れて、アーム部の車両上下方向の曲げ剛性が高くなる向きに前記アーム部を回転させる
ことを特徴とするスタビライザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば荷物を積んだ積載時や荷物を積んでいない空車時などのように積載重量の変動に応じてロール剛性を高めたり低めたりすることのできるスタビライザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、懸架装置（サスペンション）にエアサスペンションを用いた車両は、一般的に金属バネ（コイルスプリングや板ばね）を用いた車両よりばね定数が低く設定されている。このため、エアサスペンションを用いた車両は、シャシばねのみではロール剛性が低下し車両の操縦安定性が低下してしまうため、スタビライザを装着することが多い。
【０００３】
スタビライザは、車両長手方向に配置される左右のアーム部と車幅方向に配置されねじり反力を受け持つトーションバー部とが略Ｕ字状に結合されており、車軸に対し車体が傾くと左右アームの端部に上下変位差が生じ中央のトーションバー部がねじられ、そのねじり反力により車体のロール剛性を高めるようになっている。
【０００４】
スタビライザのばね定数は、トーションバー部のねじり剛性及びアーム部の曲げ剛性により一定値に決まり、荷物などを積載する積載時の操縦安定性を確保するためにトーションバー部のねじり剛性及びアーム部の曲げ剛性を高くすると、空車時には車体のロール慣性モーメントが小さくなるためにロール剛性が高くなり過ぎ、また、車体振動が悪化してしまう。逆に、スタビライザのばね定数を荷物を積載しない空車時の荷重に合わせるためトーションバー部のねじり剛性及びアーム部の曲げ剛性を低くすると、積載時には車体のロール慣性モーメントが大きくなるためにロール剛性が低くなり過ぎ、走行時の操縦安定性が低下する。
【０００５】
そこで、これらの課題を解決するために、スタビライザの左右アーム部の長さを変化させてロール剛性を可変とする技術が公開されている（例えば、特許文献１参照）。また、スタビライザの左右アーム部のトーションバー部に対する取り付けスパンを変化させてロール剛性を可変する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、スタビライザのトーションバー部（横棒部）と左右のアーム部（レバー部）とを分割し、そのトーションバー部の両端部を可動支持部材に支持させて車輪に追従して傾動するアーム部の傾動方向にトーションバー部を変位自在とする技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
実開平０６−０２７２２２号公報（第６頁、図１、図２及び図３）
【特許文献２】
実開平０７−０１３５１３号公報（第１１頁及び第１２頁、図４及び図５）
【特許文献３】
特開平０９−２６７６１７号公報（第２頁及び第３頁、図１から図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１及び特許文献２の装置では、スタビライザのアーム部或いはトーションバー部が移動するため、これらの移動スペースを確保する必要がある。また、特許文献２では、車軸に掛かる荷重及びその他の車両状態を計測するためのセンサとロール剛性を制御するためのコントローラを必要とするため、複雑なシステムとなっている。また、特許文献３の装置では、トーションバー部を車体に対して上下させるための駆動機構が複雑である。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、余分なスペースを必要とすることなく、簡便な機構で車軸に掛かる荷重に応じてロール剛性を連続して可変でき、荷物の積載時に過大なロールを抑制しつつ空車時の車体振動を抑えることのできるスタビライザ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のスタビライザ装置は、車両の車幅方向に延びるトーションバー部と、トーションバー部の端部とシャシフレームまたは車軸とを連結して車両前後方向に延びるアーム部とを有したスタビライザと、アーム部を、長手方向を軸にして軸回り方向に回転自在とするアーム部回転機構と、車両の積載重量に応じてアーム部を回転させるように駆動する回転駆動手段とを備えている。また、本発明では、アーム部を、任意の断面方向でそれぞれ曲げ剛性が異なるような断面形状としている。例えば、長方形断面としたアーム部を使用する。
【００１０】
そして、本発明のスタビライザ装置では、車両の積載重量が軽い状態から重い状態になるに連れて回転駆動手段は、車両上下方向の曲げ剛性が高くなる向きに前記アーム部を回転させる。例えば、荷物を多く積んだ積載時には車両上下方向の曲げ剛性が高くなる向きにアーム部を回転させ、空車時には車両上下方向の曲げ剛性が低くなる向きにアーム部を回転させる。
【００１１】
このようにすれば、積載重量が重いときにはスタビライザの剛性が高まり車両のロール量を抑制することができ、また、積載重量が軽いときにはスタビライザの剛性が弱められ車両の乗り心地が良くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は、懸架装置にエアサスペンションを用いた車両（例えばトラックやバスなど）に対し、車軸に掛かる荷重にほぼ比例して変化するエアスプリング内の空気圧力を用い、簡便な機構で車軸への荷重に応じてロール剛性を連続的に可変自在としたスタビライザ装置に、本発明を適用したものである。
【００１３】
［スタビライザ装置の構成］
本実施の形態のスタビライザ装置は、図１〜図３に示すように、トーションバー部１と、このトーションバー部１の両端に設けられた左右のアーム部２，２とからなるスタビライザ３と、アーム部２，２を回転させるアーム部回転機構と、アーム部２，２を回転駆動する回転駆動手段とを備えている。
【００１４】
スタビライザ３は、トーションバー部１とアーム部２，２とからなり、トーションバー部１の両端にアーム部２，２が車両前後方向に配置されることによって平面略Ｕ字状とされている。トーションバー部１は、図１に示すように、車両の車幅方向（図１中矢印Ｙ方向）に延びるように車軸２８側に配置されている。なお、車軸２８の両端には、それぞれ車輪２９，２９が取り付けられている。
【００１５】
このトーションバー部１は、車軸２８に対し車体が傾くと左右アーム部２，２の端部に上下変位差が生じ、その変位差の影響でねじられ、そのねじり反力により車体のロール剛性を高めるように機能する。このトーションバー部１は、例えば断面円形状の丸棒として形成されており、その長手方向を車幅方向に向けて配置されている。また、トーションバー部１は、図１及び図２に示すように、その長手方向の両端部に前記アーム部２，２を連結させるための連結部４，４を有している。連結部４，４は、長さの短い円筒体として形成されており、その軸芯方向をトーションバー部１の長手方向と略直交させて前記トーションバー部１の両端に一体化されている。
【００１６】
アーム部２，２は、図１及び図２に示すように、車両前後方向（図１中矢印Ｘ方向）に延びるようにして配置されている。かかるアーム部２，２は、例えば断面形状が略長方形状をなす長尺状の平板として形成されており、水平方向と垂直方向とでその断面形状が異なっている。そして、これらアーム部２，２は、図１〜図４に示すように、その長手方向の一端側がトーションバー部１に取り付けられ、他端側がシャシフレーム５に固定されたスタビライザロッド６に取り付けられている。また、アーム部２，２は、後述するアーム部回転機構によってその長手方向を軸にして軸回り方向（図２中矢印Ｚ方向）に回転自在とされている。図１及び図２中、二点鎖線で示すアーム部２，２は、断面長手方向が略水平にされた状態を示す。
【００１７】
アーム部回転機構は、図５に示すように、アーム部２，２の長手方向両端に設けられた回転軸７と、この回転軸７を回転自在に支持する軸受け８とから構成されている。図５は、アーム部２，２とトーションバー部１との連結部分を一部破断して示す要部拡大図である。軸受け８は、例えばゴムブッシュ、滑り軸受け、転がり軸受けなどからなり、前記した連結部４，４の孔部４ａ，４ａにそれぞれ嵌め込まれている。
【００１８】
回転軸７は、この軸受け８に支持されることによって回転自在とされている。図５の例は、軸受け８としてインターリング入りゴムブッシュを用い、このゴムブッシュに回転軸７を挿入させることによって、前記アーム部２，２をその長手方向を軸として軸回り方向に回転自在とした例を示す。なお、アーム部２，２の他端とスタビライザロッド６との連結部９も同様の構成とされている。
【００１９】
回転駆動手段は、図１に示すように、アクチュエータ１０と、このアクチュエータ１０の作動力によってアーム部２，２を回転させるアーム部回転レバー１１とを備えている。アクチュエータ１０は、図３に示すように、シャシフレーム５と車軸２８との間に介在されると共に前記車軸２８をシャシフレーム５に懸架するエアスプリング１２に対して配管１３を介して接続されている。このアクチュエータ１０は、前記エアスプリング１２を支持するエアスプリングサポートビーム１４上に固定されている。
【００２０】
なお、路面の凹凸などによる動荷重の変化によってロール剛性が変化することは望ましくないため、エアスプリング１２とアクチュエータ１０間を繋ぐ配管１３には、オリフィスを入れるなどして静荷重のみによりアクチュエータ１０が動作するようになっていることが望ましい。
【００２１】
かかるアクチュエータ１０は、内部に空気室１５と、この空気室１５内をスライド自在なピストン１６と、一端がピストン１６に連結され且つ他端がアーム部回転レバー１１にピン１７によって結合されたロッド１８と、ピストン１６を空気室１５側へ常時付勢するバネ１９とを有し、エアスプリング１２から送り込まれる空気圧で駆動し、この空気圧の変化によりその作動量が連続して変化するように構成されている。
【００２２】
エアサスペンションの場合、車両が静止状態においてエアスプリング１２内の圧力は、車軸２８に掛かる荷重に略比例して変化する。つまり、積載量が多く車軸２８に掛かる荷重が大きいときにはエアスプリング１２内の圧力はその荷重に比例して高まり、積載量が少なく車軸２８に掛かる荷重が小さいときにはエアスプリング１２内の圧力はその荷重に応じて低くなる。そのため、配管１３を介してエアスプリング１２と接続されるアクチュエータ１０の空気室１５内の圧力も同様に変化し、車両への積載条件に応じてアクチュエータ１０の作動量が連続して変化することになる。
【００２３】
アーム部回転レバー１１は、図５に示すように、連結部４，４より外に飛び出た回転軸７の先端側に固定されている。このアーム部回転レバー１１は、アーム部２，２と一体的に回転するように、前記回転軸７に形成されたキー溝２０にキー（図示は省略する）を嵌め込んで当該アーム部２，２に固定されている。そして、このアーム部回転レバー１１は、前記回転軸７の先端側に形成されたネジ部２１にナット２２を締め付けることによって前記回転軸７に対する固定が確実なものとなっている。
【００２４】
上記のように構成されたスタビライザ３は、左右のアーム部２，２の曲げ剛性とトーションバー部１のねじり剛性とが直列ばねとして合成されたものとなる。このため、図３に示すように、車体上下方向にアーム部２，２の曲げ剛性が高い状態のとき（例えば長方形断面の場合、断面の長手方向が垂直の場合）は、スタビライザ３全体でのばね定数は高く、図４に示すように、車体上下方向にアーム部２，２の曲げ剛性が低い状態のとき（例えば長方形断面の場合、断面の長手方向が水平の場合）は、スタビライザ３全体でのばね定数は低くなる。
【００２５】
そこで、荷物を積んでいない空車時にはスタビライザ３全体でのばね定数を低く（長方形断面の場合、断面の長手方向が略水平になるようにアーム部２，２を配置）、荷物を積んだ積載時にはスタビライザ３全体でのばね定数を高く（長方形断面の場合、断面の長手方向が略垂直になるようにアーム部２，２を配置）なるように、前記アクチュエータ１０を駆動してアーム部２，２を回転させるようにする。
【００２６】
［動作説明］
次に、本実施の形態のスタビライザ装置の動作について説明する。先ず、前記したように、空車時には断面の長手方向が略水平となるようにアーム部２，２が配置されるようにし、積載時には断面の長手方向が略垂直となるようにアーム部２，２が配置されるように設定して置く。
【００２７】
例えば、車両に荷物が積載されると車軸２８に掛かる荷重が大きくなり、これに応じてエアスプリング１２内の圧力は、その車軸２８に掛かる荷重に略比例して増大する。すると、エアスプリング１２から配管１３を介してアクチュエータ１０の空気室１５にエアーが導入され、この導入されたエアーによってピストン１６が空気室１５を拡大する方向に前進する。ピストン１６が前進することによって、このピストン１６に連結されたロッド１８がアーム部回転レバー１１を回転させ、図３に示すように、断面の長手方向が略垂直となるようにアーム部２，２を回転させる。
【００２８】
断面の長手方向が略垂直となるようにアーム部２，２が回転すると、アーム部２，２の曲げ剛性が高まり、スタビライザ３全体でのばね定数が高くなる。そのため、積載時の過大なロールを抑えることができ、車両の走行安定性を向上させることができる。
【００２９】
一方、車両から荷物が降ろされて空車時になると車軸２８に掛かる荷重が小さくなり、これに応じてエアスプリング１２内の圧力は、その車軸２８に掛かる荷重に略比例して減少する。すると、空気室１５内のエアーが配管１３を介してエアスプリング１２へ移動し、これに伴ってピストン１６が空気室１５を狭める方向に後退する。ピストン１６が後退することによって、このピストン１６に連結されたロッド１８がアーム部回転レバー１１を先の方向とは逆向きに回転させ、図４に示すように、断面の長手方向が略水平となるようにアーム部２，２を回転させる。
【００３０】
断面の長手方向が略水平となるようにアーム部２，２が回転すると、アーム部２，２の曲げ剛性が低くなり、スタビライザ３全体でのばね定数が低くなる。そのため、空車時における車体の振動を抑制することができる。
【００３１】
図３はスタビライザ３のばね定数が最大となる向きにアーム部２，２が回転して配置された状態で、図４はスタビライザ３のばね定数が最小となる向きにアーム部２，２が回転して配置された状態であるが、本実施の形態のスタビライザ装置では、積載重量に応じてアーム部２，２が連続的に回転する。例えば、トラックに荷物を積んだ状態から次第に荷物を降ろして行くと、車軸２８に掛かる荷重もそれに伴って減少するため、その荷重の減少に連動して連続的にアーム部２，２がその曲げ剛性を減少する方向に回転して行く。
【００３２】
このように、車軸２８に掛かる荷重変化に応じてロール剛性を連続で可変することができ、積載時の過大なロールを抑制しつつ、空車時の車体の振動を抑えることができる。また、アーム部２，２は、その長手方向を軸として回転するので、アーム部２，２を車体前後方向に移動自在にしてロール剛性を高めるスタビライザ装置に比べて余分なスペースを必要としない。また、車軸２８に掛かる荷重に比例して内部圧力が変化するエアスプリング１２の空気圧で、アクチュエータ１０を駆動する構成としたことで、積載重量を測定するためのセンサなどを設ける必要がなく、簡便な構成でスタビライザ３のばね定数を任意に変化させることができる。
【００３３】
［その他の実施の形態］
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００３４】
例えば、上述の実施の形態では、車軸２８に掛かる荷重の変化に比例して内部圧力が変化するエアスプリング１２の空気圧でアクチュエータ１０を駆動させたが、積載重量を測定するセンサを別途設け、そのセンサからの出力値に応じてアクチュエータ１０を駆動させるようにしてもよい。
【００３５】
また、上述の実施の形態では、左右のアーム部２，２を回転させるためにそれぞれ独立のアクチュエータ１０を使用したが、アーム部２，２を回転させる左右のアーム部回転レバー１１をリンクにより結合してアクチュエータ１０を１つにすることもできる。
【００３６】
また、上述の実施の形態では、左右のアーム部２，２をそれぞれ回転させるようにしたが、左右のアーム部２，２のうち片方だけを回転させるようにしてもよい。
【００３７】
また、上述の実施の形態では、トーションバー部１を車軸２８側に配置したが、フレーム側（例えばアーム部２，２の右端間）に配置しても同様の効果が得られる。
【００３８】
また、上述の実施の形態では、回転軸７とアーム部回転レバー１１とを固定するのに当該回転軸７に形成したキー溝にキーを挿入させたが、この回転軸７とアーム部回転レバー１１とをピンなどを使用して固定するようにしてもよい。
【００３９】
また、上述の実施の形態では、アーム部２，２の他端側をスタビライザロッド６を介してシャシフレーム５に連結させたが、このアーム部２，２の他端側を前記した車軸２８に連結させるようにしてもよい。
【００４０】
また、上述の実施の形態では、アーム部２，２を、断面形状が略長方形状をなす長尺状の平板として形成したが、アーム部２，２は前記した形状に限定されることはない。
【００４１】
例えば、図６（ａ）はアーム部２３を楕円形状としたものであり、同図（ｂ）はアーム部２４をひし形としたものであり、同図（ｃ）はアーム部２５をＩ型としたものである。また、これら図６（ａ）〜図６（ｃ）のアーム部２３，２４，２５は、中空の断面形状であってもよい。図６（ｄ）は長方形断面のアーム部２６を中空としたもの、図６（ｅ）は楕円形断面のアーム部２７を中空としたものである。
【００４２】
もちろん、アーム部はこれら図６に示すような単純な断面形状のみではなく、任意の断面方向でそれぞれ曲げ剛性が異なる断面形状であれば、もっと複雑な形状であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４４】
本発明によれば、任意の断面方向で曲げ剛性の異なる断面形状としたアーム部を車軸に掛かる荷重に応じて回転させることによってスタビライザのばね定数を可変自在としたので、ロール剛性を連続的に可変することができ、積載時の過大なロールを抑制しつつ、空車時の車体の振動を抑制することができ、安定した走行状態を確保することができる。
【００４５】
また、本発明によれば、アーム部はその長手方向を軸として軸回りに回転する構成としてあるので、アーム部を車両前後方向に動かすスタビライザ装置とは異なり、余分なスペースを必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のスタビライザ装置の平面図である。
【図２】本実施の形態のスタビライザ装置の側面図である。
【図３】断面の長手方向が垂直となるようにアーム部を回転させて曲げ剛性を高めた状態を示すスタビライザ装置の斜視図である。
【図４】断面の長手方向が水平となるようにアーム部を回転させて曲げ剛性を低くした状態を示すスタビライザ装置の斜視図である。
【図５】アーム部とトーションバー部との連結部分を一部破断して示す要部拡大図である。
【図６】アーム部のその他の形状を示す断面図である。
【符号の説明】
１　トーションバー部
２　アーム部
３　スタビライザ
８　軸受け
１０　アクチュエータ
１１　アーム部回転レバー
１２　エアスプリング
１５　空気室
１６　ピストン
１８　ロッド
２８　車軸
２９　車輪
【図１】
2004106654.tif 000003
【図２】
2004106654.tif 000004
【図３】
2004106654.tif 000005
【図４】
2004106654.tif 000006
【図５】
2004106654.tif 000007
【図６】
2004106654.tif 000008