JP6084783B2 - 車両用アンチロール装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用アンチロール装置に係り、より詳しくは、「Ｓ」字状の板ばね及び補助ばねを用いて入力される横荷重の大きさに応じて非線形的にロール剛性を増大させて車両の旋回安定性を高める車両用アンチロール装置（Ａｎｔｉ−Ｒｏｌｌ Ｓｙｓｔｅｍ）に関する。

一般に、車両の懸架装置は、車軸と車体を連結して走行中に車軸が路面から受ける振動や衝撃を車体に直接的に伝達しないように制御して車体と貨物の損傷を防止し、しかも、乗り心地を良くする装置である。
このような懸架装置は、車両の走行中に発生する車体の上下振動（Ｂｏｕｎｃｅ）、ローリング（Ｒｏｌｌｉｎｇ）、ピッチング（Ｐｉｔｃｈｉｎｇ）、ヨーイング（Ｙａｗｉｎｇ）などの挙動を柔軟に吸収しなければならない。
特に、ローリングは、車両の旋回時の安全性に多大な影響を与えるため、このようなローリングを抑えるために、一般に、スタビライザーバーが採用される（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、従来のスタビライザーバーは、車体への設置のためのマウンティングブッシュとの摩擦の発生によって乗り心地の側面で不利であり、横荷重の大きさ（すなわち、ロール角の大きさ）とは無関係にロール剛性が常に一定であるため、限界状況では車両の安定性を保証することができない。
また、マウンティングブッシュの内部の潤滑ゴムの変形及び摩耗によって異常音が発生するという欠点もある。

このような従来のスタビライザーバーが有する問題点を解決するために、板ばねを用いるアンチロール装置が開発されている。
図１に従来の技術による車両用アンチロール装置の斜視図を示した。図１に示したとおり、アンチロール装置は、サブフレーム１０１の両側にロアアーム１０３が設けられ、サブフレーム１０１の中央部には回転マウンタ１０５が配備される。
回転マウンタ１０５には、板ばね１０７付きばねユニットがその中央部を介して回転自在に設けられる。
板ばね１０７は、その両端が各ロアアーム１０３の間にプッシュロッド１０９を介して連結される。
すなわち、アンチロール装置は、既存の懸架装置とジオメトリー干渉を起こさず、ロールが発生したときに、板ばね１０７の弾性によって容易にロールを抑え、しかも、横荷重に比例してロール剛性を変化させて車両のロールを抑える。

しかしながら、上述した従来の車両用アンチロール装置は、板ばね１０７の前後方向のスパン（Ｓｐａｎ）が長く、車体（ＴＷ；すなわち、タイヤウォール）または周辺部品（ＴＫ；すなわち、燃料タンク）との干渉が発生するため、レイアウトの側面で不利である。
また、レイアウトの制約により板ばね１０７の全長を長くできないためエネルギー吸収能に限界があり、プッシュロッド１０９とタイヤＴから伝わる荷重入力角度が大きく、荷重伝達効率が低い。
さらに、組み立て角度によってプッシュロッド１０９と板ばね１０７とを係合するための別のブラケットＢを配設する必要があるなどの欠点がある。

特開２０１０−１２５９６０号公報

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、大変位のロールが発生したときにも柔軟に車両のロールを抑えて車両の走行及び旋回安定性を高めた車両用アンチロール装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、荷重伝達効率を高めた車両用アンチロール装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、構造的に単純化された車両用アンチロール装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の車両用アンチロール装置は、サブフレームの両側に設けられた各ロアアームと、サブフレームの中央部に配備された回転マウンタと、回転マウンタに中央部が回転自在に設けられたばねユニットと、ばねユニットの両側と各ロアアームとの間に連結されたプッシュロッドと、を備えた車両用アンチロール装置において、ばねユニットは、中央を基準として両端が互いに反対方向に折り曲げられた形状に形成され、中央には上下に係合孔を有する係合部が形成され、両端にはそれぞれボルト孔が穿設された板ばねと、板ばねの係合部の両側面にそれぞれ配設され、中央には係合孔に対応する組付孔が上下に穿設された補助ばねと、上部において板ばねと補助ばねがボルト係合し、下部において回転マウンタに設けられた係合ヨークと、を備えたことを特徴とする。

板ばねは、折り曲げられて「Ｓ」字状に形成されたことが好ましい。
板ばねは、前記ボルト孔と係合されるボールジョイントを介して各プッシュロッドの一方の端に連結されたことが好ましい。
補助ばねは、板ばねの中央部分の両側面にそれぞれ接触された平板ばねであり、同一形状の２本１組であることが好ましい。
補助ばねは、その長さが板ばねのそれよりも短く形成されたことが好ましい。

係合ヨークは、上側には板ばねの係合部の両側面にそれぞれ補助ばねを重ねた状態で嵌合されてボルト係合されるようにフォーク部を形成し、下側にはボルト部を形成して回転マウンタに回転自在に設けられたことが好ましい。
ロアアームは、サブフレームの端部を貫通して配設されるコントロールリンクを介してプッシュロッドの他方の端と、ボールジョイントを介して連結されたことが好ましい。
回転マウンタは、サブフレームの中央部に一体に固定された軸受箱と、係合ヨークの下側に形成されたボルト部がインナーレースを介して嵌合された状態で組み付けられて軸受箱に押し込まれた軸受けと、を備えたことが好ましい。

本発明によれば、「Ｓ」字状の板ばね及び補助ばねを用いて入力される横荷重の大きさに応じて非線形的にロール剛性を増大させて、大変位のロールが発生したときにも柔軟に車両のロールを抑えて車両の走行及び旋回安定性を確保することができる。
また、本発明によれば、「Ｓ」字状の板ばねを採用して全長は長くしてエネルギー吸収能を向上させながらも、前後方向のスパンは減らすことがでるため、周辺部品間の干渉を回避できることから、レイアウトの側面でも有利になるというメリットがある。
さらに、本発明によれば、プッシュロッド及びタイヤから伝わる荷重入力角度を減らして荷重伝達効率を高め、プッシュロッドと板ばねとを直接係合することにより係合部品の点数を減らして構造的にも単純になるというメリットがある。

従来の技術による車両用アンチロール装置の斜視図である。 本発明の実施形態による車両用アンチロール装置の斜視図及び部分拡大図である。 本発明の実施形態による車両用アンチロール装置に採用されるばねユニット及び回転マウンタの分解斜視図である。 本発明の実施形態による車両用アンチロール装置の平面図である。 本発明の実施形態による車両用アンチロール装置の作動状態図であり、（ａ）は車体が同相でバンプする場合、（ｂ）車体が逆相で挙動する場合である。 従来の技術及び本発明の実施形態による車両用アンチロール装置の性能曲線である。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態による車両用アンチロール装置について説明する。但し、本発明を明確にするために、本発明とは無関係な部分の説明は省略する。
図２は、本発明の実施形態による車両用アンチロール装置の斜視図及び部分拡大図であり、図３は、本発明の実施形態による車両用アンチロール装置に採用されるばねユニット及び回転マウンタの分解斜視図である。

図２に示したとおり、本発明の車両用アンチロール装置は、車体に伝わる横荷重の大きさに応じて非線形的にロール剛性を増大させて大変位のロールが発生したときにも柔軟に車両のロールを抑えて車両の走行及び旋回安定性を向上させる。
このような車両用アンチロール装置は、ロアアーム１と、回転マウンタ３と、ばねユニット５と、プッシュロッド７と、を備える。
ロアアーム１は、サブフレーム９の両側にマウンティングブッシュＭＢを介して設けられてナックルＮの一方の側と連結される。
このようなロアアーム１は、サブフレーム９の端部を貫通して配設されるコントロールリンク１１とサブフレーム９側のマウンティングブッシュＭＢを共有して一体に連結される。
そして、回転マウンタ３は、図３に示したとおり、サブフレーム９の中央部の内側に固設される。

このような回転マウンタ３はサブフレーム９の中央の内部に軸受箱３１が一体に固定され、軸受箱３１には軸受け３３が押し込まれる。
さらに、ばねユニット５は、その中央部が回転マウンタ３に回転自在に設けられる。
図３に示したとおり、ばねユニット５は、「Ｓ」字状の板ばね５１と、補助ばね５２と、係合ヨーク５３と、を備える。
板ばね５１は、中央を基準として両端が互いに反対方向に折り曲げられて「Ｓ」字状に形成される。また、中央には上下に係合孔をＨ１を有する係合部５１ａを形成し、両端にはそれぞれボルト孔Ｈ２を穿設する。

ここで、板ばね５１は折り曲げられて「Ｓ」字状を呈する。
また、板ばね５１は、各先端のボルト孔Ｈ２を介して各プッシュロッド７の一方の端に配備されるボールジョイント５４と係合される。
補助ばね５２は板ばね５１の係合部５１ａの両側面にそれぞれ配設され、中央には係合孔Ｈ１に対応する組付孔Ｈ３が上下に穿設される。
このような補助ばね５２は板ばね５１の中央に形成される係合部５１ａの両側にそれぞれ接触される平板ばねであり、２本１組である。
また、補助ばね５２は、その長さが板ばね５１のそれよりも短く形成される必要がある。
もちろん、本発明の実施形態においては、補助ばね５２を板ばね５１の係合部５１ａの両側に１枚ずつ適用する例を示したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、全体的なばねユニット５の剛性及び応力性能を最適化させるために２枚ずつ適用してもよく、必要によっては、それ以上の枚数を適用してもよい。

そして、係合ヨーク５３は、上部において板ばね５１及び補助ばね５２をボルト係合して組み立て、下部において回転マウンタ３の軸受け３３に設けられる。
すなわち、係合ヨーク５３は、上部にフォーク部５３ａを形成し、下部にはボルト部５３ｂを形成する。
フォーク部５３ａには、板ばね５１の係合部５１ａの両側にそれぞれ補助ばね５２を重ねた状態で嵌合されてボルト係合される。
また、係合ヨーク５３は下側のボルト部５３ｂを介して回転マウンタ３の軸受け３３に設けられるが、ボルト部５３ｂは、軸受け３３のインナーレース３３ａを介して嵌合された状態で下部でワッシャーＷを介してナットＣにより組み付けられる。
そして、プッシュロッド７は、「Ｓ」字状の板ばね５１の両端部と各ロアアーム１に連結されたコントロールリンク１１の端部との間に連結される。

このようなプッシュロッド７は、一方の端が板ばね５１の各端部にボールジョイント５４を介して連結され、他方の端がロアアーム１のコネクティングロッド１１の端部にボールジョイント５５を介して連結される。
このような構成を有する車両用アンチロール装置は、図４に示したとおり、「Ｓ」字状の板ばね５１を採用して、全長は長くしてエネルギー吸収能を向上させるとともに、前後方向のスパンＳを減らして周辺部品との干渉を回避することから、レイアウトの側面でも有利である。
また、プッシュロッド７及びタイヤから伝わる荷重入力角度θを減らして荷重伝達効率を高めることができ、プッシュロッド７及び板ばね５１をボールジョイント５４を介して直接係合し、係合部品の点数を減らすことができる。

以下、図５及び図６に基づき、以上の構成を有する車両用アンチロール装置の作動について詳述する。
すなわち、作動状態図、図５（ａ）に示したとおり、車体が同相でバンプする場合には、両側のコネクティングロッド１１がプッシュロッド７の各外側端を内側に押す。
すると、回転マウンタ３に係合ヨーク５３を介して設けられた「Ｓ」字状の板ばね５１は、補助ばね５２と一緒に時計回り方向に回転しながらバンプ作動力をそのまま吸収する。
もちろん、車体が同相でリバウンド作動する場合には、両側のコネクティングロッド１１がプッシュロッド７の各外側端を外側に引っ張り、回転マウンタ３に係合ヨーク５３を介して設けられた板ばね５１は補助ばね５２と一緒に反時計回り方向に回転しながらリバウンド作動力をそのまま吸収する。

そして、作動状態図、図５（ｂ）に示したとおり、車体が逆相で挙動する場合には、バンプが発生する側のコネクティングロッド１１は当該プッシュロッド７を内側に押し込み、逆に、リバウンドが発生する側のコネクティングロッド１１は当該プッシュロッド７を外側に引っ張る。
すると、両側のプッシュロッド７は両方ともリバウンドが発生する側に移動しながら板ばね５１の両端を同じ方向に押したり引っ張ったりして板ばね５１を折り曲げる。
これにより、板ばね５１は自体の弾性力によって車体のロールを抑えることとなる。

このとき、板ばね５１に入力される横荷重が大きくなるにつれて、板ばね５１の折り曲げ量は大きくなり、板ばね５１の折り曲げ量が一定量以上になると、一方の補助ばね５２は両端が板ばね５１の一方の側面に接触してロール剛性を補強する。
すなわち、本発明の車両用アンチロール装置は、図６に示したとおり、ロール角が大きくなるにつれて、ポイント「Ｐ」を起点として非線形的にロール剛性が増大され、これにより、大変位のロールが発生したときにも柔軟に車両のロールを抑えて車両の走行及び旋回安定性を高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって解釈されなければならない。また、この技術分野で通常の知識を有する者なら、本発明の技術的範囲内で多くの修正と変形ができることはいうまでもない。

１，１０３：ロアアーム
３，１０５：回転マウンタ
５：ばねユニット
７，１０９：プッシュロッド
９，１０１：サブフレーム
１１：コントロールリンク、コネクティングロッド
３１：軸受箱
３３：軸受け
３３ａ：インナーレース
５１：（本発明の）板ばね
５１ａ：係合部
５２：補助ばね
５３：係合ヨーク
５３ａ：フォーク部
５３ｂ：ボルト部
５４，５５：ボールジョイント
１０７：（従来の）板ばね
Ｂ：ブラケット
Ｃ：ナット
Ｈ１：係合孔
Ｈ２：ボルト孔
Ｈ３：組付孔
ＭＢ：マウンティングブッシュ
Ｎ：ナックル
Ｐ：ポイント
Ｓ：（板バネの前後方向の）スパン
Ｔ：タイヤ
ＴＫ：周辺部品（燃料タンク）
ＴＷ：車体（タイヤウォール）
Ｗ：ワッシャー
θ：荷重入力角度

Claims (8)

1. サブフレームの両側に設けられた各ロアアームと、前記サブフレームの中央部に配備された回転マウンタと、前記回転マウンタに中央部が回転自在に設けられたばねユニットと、前記ばねユニットの両側と前記各ロアアームとの間に連結されたプッシュロッドと、を備えた車両用アンチロール装置において、
   前記ばねユニットは、
   中央を基準として両端が互いに反対方向に折り曲げられた形状に形成され、中央には上下に係合孔を有する係合部が形成され、両端にはそれぞれボルト孔が穿設された板ばねと、
   前記板ばねの前記係合部の両側面にそれぞれ配設され、中央には前記係合孔に対応する組付孔が上下に穿設された補助ばねと、
   上部において前記板ばねと前記補助ばねがボルト係合し、下部において前記回転マウンタに設けられた係合ヨークと、
   を備えたことを特徴とする車両用アンチロール装置。
2. 前記板ばねは、
   折り曲げられて「Ｓ」字状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用アンチロール装置。
3. 前記板ばねは、
   前記ボルト孔と係合されるボールジョイントを介して前記各プッシュロッドの一方の端に連結されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用アンチロール装置。
   
4. 前記補助ばねは、
   前記板ばねの中央部分の両側面にそれぞれ接触された平板ばねであり、同一形状の２本１組であることを特徴とする請求項１に記載の車両用アンチロール装置。
   
5. 前記補助ばねは、
   その長さが前記板ばねのそれよりも短く形成されたことを特徴とする請求項１又は４に記載の車両用アンチロール装置。
6. 前記係合ヨークは、
   上側には前記板ばねの前記係合部の両側面にそれぞれ補助ばねを重ねた状態で嵌合されてボルト係合されるようにフォーク部を形成し、下側にはボルト部を形成して前記回転マウンタに回転自在に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の車両用アンチロール装置。
   
7. 前記ロアアームは、
   前記サブフレームの端部を貫通して配設されるコントロールリンクを介して前記プッシュロッドの他方の端と、ボールジョイントを介して連結されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用アンチロール装置。
8. 前記回転マウンタは、
   前記サブフレームの中央部に一体に固定された軸受箱と、
   前記係合ヨークの下側に形成されたボルト部がインナーレースを介して嵌合された状態で組み付けられて前記軸受箱に押し込まれた軸受けと、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用アンチロール装置。

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