JP2006214453A - 車両用サスペンションのスプリングユニット - Google Patents

Abstract

【課題】バネレートの調節できる車両用サスペンションのスプリングユニットは、両端がクローズドエンドのコイルスプリングに対して適用できず、バネレートの無段階調節ができなかった。
【解決手段】コイルスプリング２の内径部にアジャストパイプを挿入し、コイルスプリング２の巻き線間に一対のアジャストシート４を嵌合した状態で、一対のアジャストシート４をアジャストパイプ３に固定し、アジャストパイプ３のねじ部３ａに螺着したロックナット８をコイルスプリング２の端面に当接するまで締め付けることにより、アジャストパイプ３に対するコイルスプリング２の移動を規制し、アジャストパイプ３に固定されているアジャストシート４の先端とスプリングシート７との軸方向距離であるコイルスプリング２の有効長を設定した長さに保持できるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コイルスプリングのバネレートを調節できる車両用サスペンションのスプリングユニットに関する。

車両用サスペンションを構成する圧縮コイルスプリングは、車体側の部材と車輪側の部材との間に配置され、該車体に加わる荷重を支え、且つ荷重の大きさに応じて撓むようになっており、車両の走行性や乗り心地を決める要素の一つとして重要である。特に、路面の凹凸やカーブに適した路面追従性を必要とするカーレースにおいては、サスペンションスプリングのバネレートの違いが走行に大きな影響を与える。

そのため従来では、バネレートの異なるスプリングを数種類用意し、これらバネレートの異なるスプリングを試しながら走行するコースの状況に適したスプリングを選択していた。

しかし、最適なスプリングレートのスプリングを選択するためには、上述のようにバネレートの異なる複数のサスペンションスプリングをあらかじめ用意する必要がある上、交換作業に時間と手間がかかっていた。

そこで、スプリングの交換を行うことなくバネレートを変更することのできるサスペンションスプリングが提案されている（特許文献１）。

図３はこのようなバネレート変更タイプのサスペンション用スプリングユニットを示している。

図３において、バネレート可変スプリングユニット６０は、圧縮コイルスプリング６１と、このコイルスプリング６１の内径部側に嵌合してねじ込まれるアジャストカラー６２と、アジャストカラー６２をコイルスプリング６１に固定するためのフランジ付きスリーブ６３から構成されている。

コイルスプリング６１は一端６１ａをコイル端が内側のコイルに対して非接触の開放状態にあるオープンエンドに形成し、他端６１ｂをコイル端が内側のコイルに対して接触の閉鎖状態にあるクローズエンドに形成している。アジャストカラー６２は、円筒体の外周部にコイルスプリング６１のピッチに合わせた１条のスパイラル溝部６２ａが形成されており、コイルスプリング６１のオープンエンドに形成された一端６１ａ側からスパイラル溝６２ａを合わせてアジャストカラー６２をねじ込む。

コイルスプリング６１の巻き線部分にはロック部材係合用の溝部６１ｃが形成され、フランジ付きスリーブ６３を該溝部６１ｂに係合させるようにしてアジャストカラー６２に螺着する。アジャストカラー６２がコイルスプリング６１に固定された状態において、アジャストカラー６２のスパイラル溝６２ａにコイルスプリング６１の巻き線部分が螺合しており、コイルスプリング６１におけるこの螺合した巻き線部分はスプリングとして機能していない。したがって、コイルスプリングの有効長（Ｈ）は、アジャストカラー６２のスパイラル溝６２ａの溝端からコイルスプリング６１のクローズドエンドに形成された他端６２ｂとの距離となる。

コイルスプリング６１のバネレート（バネ剛性）は、上記の有効長（Ｈ）が短くなれば高くなり、長くなれば小さくなる。したがって、コイルスプリング６１に対するアジャストカラー６２のねじ込み量を変更することにより、コイルスプリング６１のバネレートを変更することが可能となる。
特開２０００−１７０８１０号公報

上記した従来のスプリングユニットでは、コイルスプリング６１に対するアジャストカラー６２のねじ込み量を調節することにより、他のバネレートのスプリングに交換することなく、バネレートを変更することができる。

しかし、上記した従来のスプリングユニットでは、あらかじめコイルスプリング６１の所定位置に設けられたロック部材係合用の溝部６１ｃにスリーブ６３を係合させてアジャストカラー６２をコイルスプリング６１に対して固定しているため、このロック部材係合用の溝部６１が形成されている数段階のバネレートの変更しか行うことができなかった。

また、アジャストカラー６２はコイルスプリング６１のオープンエンドに形成された一端６１ａ側からねじ込むようにしているため、両端がクローズドエンドに形成されたコイルスプリングに対しては適用できないという問題があった。

本願発明は上記観点に鑑みなされたもので、バネレートを調節するための部材が配置される側のばね端が所謂クローズドエンドのコイルスプリングに対して適用することができ、バネレートを無段階調節することができ、しかも組み付け作業が容易な車両のサスペンション用スプリングユニットを提供することを目的とする。

本発明の目的を実現する構成は、請求項１に記載のように、車体側の部材と車輪側の部材との間に配置され、該車体に加わる荷重を支え、且つ荷重の大きさに応じて撓む車両用サスペンションのコイルスプリングと、筒状に形成されると共に、外周部にねじ部が形成された前記コイルスプリングの内径部に挿通される筒体と、前記コイルスプリングの巻き線部のピッチと略同ピッチに形成され、該コイルスプリングの巻き線部に嵌合した状態で前記筒体の外周部に組み付け固定される螺旋体と、前記筒体のねじ部に螺着され、前記コイルスプリングの端面と当接するナット部材と、を有することを特徴とする車両用サスペンションのスプリングユニットとするものである。

上記の構成において、前記螺旋体は、複数の螺旋状部材により構成することができる。

請求項１に係る発明によれば、コイルバネの内径部に筒体を挿入した状態で、螺旋体をコイルバネの巻き線部の間を通して組み付け固定することで、螺旋体付きの筒体を両端がクローズドエンドのコイルバネに対して螺進させ、筒体に螺着するナット部材を該コイルバネの端面に当接させることにより、コイルバネに対して任意の位置で筒体に組み付けられた螺旋体の先端を当接させることができ、これにより、コイルバネの有効長を任意に設定し、このコイルバネのバネレートを任意の値に調節することが可能となる。

また、請求項２に係る発明によれば、螺旋体を複数の螺旋状部材により構成したので、コイルスプリングの巻き線部間を通して筒体へこれらの螺旋状部材の取り付けを容易に行うことができる。

本願発明の実施の形態を図１、図２に示す。

図１（ａ）は、車両のサスペンション用スプリングユニットの分解斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＢ-Ｂ矢視断面図、図２は図１に示すスプリングユニットの縦断面図で、（ａ）は図１のスプリングユニットの有効スプリング長が長いバネレートが低い状態、（ｂ）は有効スプリング長が短いバネレートが高い状態をそれぞれ示す。

本実施の形態において、スプリングユニット１は、圧縮コイルスプリング２の内径部に金属製の筒体であるアジャストチューブ３を内装した状態で、コイルスプリング２の巻き線部間から軸心対称に円弧形状で且つ螺旋形状に形成された螺旋状部材をなす一対のアジャストシート４をアジャストチューブ３に固定し、このアジャストチューブ３を軸回りに回転することにより、一対のアジャストシート４から構成される螺旋体が圧縮コイルスプリング２の巻き線部の間を螺進し、該一対のアジャストシート４のねじ込み量を調節可能な構成となっている。

スプリングユニット１を構成するコイルスプリング２は、所定の線径のバネ用線材を所定の有効巻回数とした一般的な圧縮コイルスプリングであって、アジャストチューブ３が挿入される側である一端２ａが前述したクローズドエンドに形成され、また反対の他端２ｂも前述したクローズドエンドに形成されている。なお、コイルスプリング２の他端２ｂは、車両用サスペンションを構成する例えば不図示のシリンダー側（車輪側）に設けたスプリングシート７と当接し、この他端２ｂの端面には平坦加工が施されている。

コイルスプリング２に同軸的に内装されるアジャストチューブ３の上端部は、前記車両用サスペンションにおける前記シリンダーと相対移動するピストンロッドの先端部側（車体側）に取付けられたバネ受座（不図示）に当接しており、このコイルスプリング２及びアジャストチューブ３内を前記ピストンロッドが貫通している。

アジャストチューブ３の外周部には、後述のロックナット８が螺合するねじ部３ａが片方の部分に形成され、反対側の他方の部分である円筒状の固定部３ｂには一対のアジャストシート４が軸心の回りに螺旋を描くように密着嵌合すると共に、この一対のアジャストシート４をアジャストチューブ３にボルトナットにより固定するためのボルト孔３ｃ、３ｄが螺旋を描く軌跡上に連続して複数形成されている。

なお、一つのアジャストシート４に対応して形成された複数のボルト孔３ｃ、３ｄで構成される連続する一組のボルト孔の軌跡傾斜は、コイルスプリング２が無負荷の状態においてコイルスプリングの巻き傾斜と一致するように形成されている。また本実施の形態において、複数のボルト孔３ｃで構成される一組のボルト孔は、複数のボルト孔３ｄで構成される一組のボルト孔に対し、軸方向両側にそれぞれ形成され、複数のボルト孔３ｄを介して固定される一方のアジャストシート４に対し、その上側又は下側のいずれか一方に他方のアジャストシート４を固定できるようにしている。

すなわち、アジャストチューブ３を含めたコイルスプリング２の全長を大きく変更したくないような場合、アジャストシート４の先端とスプリングシート間の長さであるコイルスプリングの有効長を少なくしてスプリングレートを高くする場合には、前記他方のアジャストシート４を前記一方のアジャストシート４の下方に固定し、逆に前記コイルスプリングの有効長を長くしてスプリングレートを低くする場合には前記他方のアジャストシート４を前記一方のアジャストシート４の上方に固定すれば良い。

一方、一対のアジャストシート４は、コイルスプリング２の巻き曲率と同じ曲率および螺旋傾斜を有する金属平板で形成され、アジャストチューブ３の外周部に固定された状態で１条の螺旋凸部をなす螺旋体を構成している。なお、前記螺旋体は螺旋状部材をなす２つのアジャストシート４で構成しているがこれに限定されることはなく、３以上のアジャストシートであってもよく、一つの螺旋状部材であっても良い。

コイルスプリング２の両端が上述したクローズドエンドに形成されていると、従来例のようにコイルスプリング２の端から凸状を有するアジャストチューブ３を螺合させることができないので、本実施の形態において、半円形状に形成した一対のアジャストシート４をコイルスプリング２の巻き線間に嵌めこんだ状態で、コイルスプリング２の内径部に予め挿入しておいたアジャストチューブ３にこれら一対のアジャストシート４を固定する。

一対のアジャストシート４には、固定用のボルトが挿通される複数の孔部４１がそれぞれ形成され、各孔部４１を通してボルト５が差し込まれ、アジャストシート３に形成したボルト孔３ｃ、３ｄを貫通したボルト５の貫通端部をナット６で締付けることにより、一対のアジャストシート４をアジャストチューブ３に固定している。

なお、アジャストシート４をアジャストパイプ３に固定する手段として、上述のボルトナット留めに限られるものではなく、ピン留めやリベット留めでもよい。

このように一対のアジャストシート４が固定されたアジャストパイプ３を右回りあるいは左回りに回転させてアジャストシート４の先端とスプリングシート７との軸方向距離であるコイルスプリング２の有効長を変更することにより、このコイルスプリング２のバネレートを任意の値に変更することが可能となる。

図２（ａ）は、アジャストパイプ３に固定された一対のアジャストシート４をコイルスプリング２の先端２ａに係合させた状態を示し、この場合にはアジャストシート４の先端と、コイルスプリング２の他端２ｂが当接しているスプリングシート７との軸方向長さであるコイルスプリングの有効長が最も長い状態にセットされ、コイルスプリング２のバネレートが最も低くなる。また、この図２（ａ）に示す状態から一対のアジャストシート４が固定されたアジャストパイプ３を軸方向に距離Ａだけ螺進させた状態を図２（ｂ）に示す。

この図２（ｂ）に示す状態では、図２（ａ）に示す場合に比較して、コイルスプリング２の有効長が長さＡだけ減少したので、コイルスプリング２のバネレートが高められることになる。

したがって、このスプリングユニットを車両のサスペンションに装着した状態で荷重Ｆが作用すると、図２（ａ）に示す低いバネレートでは図２（ｂ）に示す高いバネレートの場合に比べてコイルバネ２の縮み量が多い。

コイルスプリング２の巻き線間に一対のアジャストシート４を嵌合した状態で、一対のアジャストシート４をアジャストパイプ３に固定しただけでは、アジャストシート付きのアジャストパイプ３とコイルスプリング２とは相対的に螺進する。この場合、コイルスプリング２はスプリングシートと前記ピストンロッド側のバネ受座との間で圧縮力を受けて取付けられているため、アジャストシート４に対してコイルスプリング２が伸びようとする力でこのコイルスプリング２が螺進するのを規制する必要がある。

そこで、本実施の形態では、ロックナット８をアジャストパイプ３のねじ部３ａにねじ込ませ、このロックナット８をコイルスプリング２の端面に当接するまで締め付けることにより、コイルスプリング２の上述した移動（右ネジ回り方向への螺進）を規制し、アジャストパイプ３に固定されているアジャストシート４の先端とスプリングシート７との軸方向距離であるコイルスプリング２の有効長を設定した長さに保持できるようにしている。

本発明の実施の形態に係る車両のサスペンション用スプリングユニットを示し、（ａ）はスプリングユニットの分解斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ-Ａ矢視断面図である。 図２は図１のスプリングユニットの縦断面図で、（ａ）は図１に示すコイルスプリングのバネレートを低く調節した状態、（ｂ）はバネレートを高く調節した状態を示す。 従来のバネレート可変式のスプリングユニットの側面図。

符号の説明

１：スプリングユニット
２：圧縮コイルスプリング
３：アジャストチューブ
４：アジャストシート
５：ボルト
６：ナット

Claims (2)

1. 車体側の部材と車輪側の部材との間に配置され、該車体に加わる荷重を支え、且つ荷重の大きさに応じて撓む車両用サスペンションのコイルスプリングと、
   筒状に形成されると共に、外周部にねじ部が形成された前記コイルスプリングの内径部に挿通される筒体と、
   前記コイルスプリングの巻き線部のピッチと略同ピッチに形成され、該コイルスプリングの巻き線部に嵌合した状態で前記筒体の外周部に組み付け固定される螺旋体と、
   前記筒体のねじ部に螺着され、前記コイルスプリングの端面と当接するナット部材と、
   を有することを特徴とする車両用サスペンションのスプリングユニット。
2. 前記螺旋体は、複数の螺旋状部材により構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンションのスプリングユニット。
   
   
   

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