JP2007022295A

JP2007022295A - サスペンションリンク

Info

Publication number: JP2007022295A
Application number: JP2005206902A
Authority: JP
Inventors: Fujio Momiyama; 冨士男籾山
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】従来のＸリンクに劣らない優れた機能を確保しつつ、その製造コストの削減と全体重量の大幅な軽量化を図り得るようにした新規なサスペンションリンクを提供する。
【解決手段】アクスルの上側位置で該アクスルとフレームとの間を連結するサスペンションリンクに関し、長板状の平形鋼１６をその板幅方向を縦向きに使用して平面視でＸ型を成すように組み付け、Ｘ型を成す各平形鋼１６の外側端部１８のうちで隣り合う一対を車幅方向に並べてアクスル側に揺動自在に連結し、残りの隣り合う一対を前記アクスルより車両前方となるフレームに対し揺動自在に連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、サスペンションリンクに関するものである。

図６及び図７はトラックやバスなどの大型車両におけるリヤサスペンション構造の一例を示すもので、車体の前後方向（図６中における左右方向）に延びる左右一対のフレーム１の下方に、車幅方向（図７中における上下方向）に延び且つその両端で車輪２を軸支する為のアクスル３が配置されており、該アクスル３の端部寄りの下面に一体的に組み付けられたサポートビーム４の前後端部と前記フレーム１下面との間に、上下方向の振動を吸収するエアスプリング５が介装されている。

また、前側に配置されたエアスプリング５の更に前方のフレーム１には、下方向きに延びるブラケット６が取り付けられており、該ブラケット６の下端部と前記サポートビーム４の中間部との間が、車体のロール剛性を高めるスタビライザ７により傾動自在に連結されている。

即ち、ここに図示しているスタビライザ７は、一般的にロアロッド一体式スタビライザと称されているもので、左右のブラケット６の下端部間に回動自在に架設された中空のパイプ（中空軸）から成るスタビライザバー８と、該スタビライザバー８の両端部に一端を固定して装着し且つ他端を前記サポートビーム４の中間部に設けたブラケット１０に対しラバーブッシュを介して連結したアーム９とにより構成されて左右の車輪２の間をコの字型に橋渡しするようになっており、左右の車輪２が同時に上下動した場合はブラケット６に対しスタビライザバー８が回動してスタビライザ７が特に働くことはないが、コーナリングなどで左右の車輪２が異なる上下動を成した場合にスタビライザバー８に捩じれモーメントが作用し、その反力で左右の車輪２を元に戻すような働きを成すようになっている。

ここで、このスタビライザ７におけるアーム９は、ロア側のトルクロッドとしてアクスル３の位置や角度決めを行う機能も兼ね備えており、ロア側のトルクロッドを別に設けなくても済むようにしてあるが、これらのアーム９だけでは、アクスル３にかかる軸回りの回転モーメント（制動力や駆動力）及び横方向への変位モーメントを確実に抑え込むことが困難である。

この為、アクスル３の中央部上面と、左右のフレーム１の内側面との間が、アッパ側のトルクロッドとして機能するＶロッド１２により連結されるようになっており、より具体的には、このＶロッド１２の左右に別れた分岐端部１２ａ（前側端部）が、左右のフレーム１の内側面から延ばしたブラケット１３に対しラバーブッシュを介して連結され、また、Ｖロッド１２中央の屈曲端部１２ｂ（後側端部）が、アクスル３の中央部上側に設けたブラケット１４に対しラバーブッシュを介して連結されている（例えば、下記の特許文献１参照）。

そして、このようなＶロッド１２を採用すれば、車体の前後方向と左右方向の両方の向きの入力に対して対応することが可能となるので、平行リンク式のトルクロッドを採用した場合のような左右方向の入力対策としてのラテラルロッドを別途並設しなくても済み、しかも、下側のアーム９に対し上方にオフセット配置されているので、アクスル３にかかる軸回りの回転モーメントを確実に抑え込むことが可能となる。

尚、前記サポートビーム４の中途部と、その直上のフレーム１との間は、上下方向に延びるショックアブソーバ１１により連結されており、このショックアブソーバ１１により上下方向の振動の揺り返しを抑制して振動減衰が図られるようにしてある。

他方、近年においては、前述したＶロッド１２に替わる新たなサスペンションリンクとして、図８に示す如き全体的な平面形状がＸ型を成すように一体成形されたＸリンク１５が提案されており、このような平面形状のＸリンク１５によれば、従来のＶロッド１２の場合と同様に車体の前後方向と左右方向の両方の向きの入力に対し対応することが可能である上、コーナリングなどで左右の車輪２（図６及び図７参照）が異なる上下動を成した場合に捩じれモーメントが作用し、その反力で左右の車輪２を元に戻すようなスタビライザの働きを成すようになっているので、図６や図７に示してあるようなロアロッド一体式のスタビライザ７を不要として、シンプルな平行リンク式のトルクロッドに置き換えることが可能となる。
特開２００１−２０６０３号公報

しかしながら、従来においては、鍛造による一体成形品としてＸリンク１５を製造するようにしていた為、製造コストが高くついてしまうという問題があり、しかも、全体重量が大きなものとなって組み付け時の作業性が悪くなるという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、従来のＸリンクに劣らない優れた機能を確保しつつ、その製造コストの削減と全体重量の大幅な軽量化を図り得るようにした新規なサスペンションリンクを提供することを目的としている。

本発明は、アクスルの上側位置で該アクスルとフレームとの間を連結するサスペンションリンクであって、長板状の平形鋼をその板幅方向を縦向きに使用して平面視でＸ型を成すように組み付け、Ｘ型を成す各平形鋼の外側端部のうちで隣り合う一対を車幅方向に並べてアクスル側に揺動自在に連結し、残りの隣り合う一対を前記アクスルより車両前方となるフレームに対し揺動自在に連結したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、従来のＸリンクを採用した場合と同様に、車体の前後方向と左右方向の両方の向きの入力に対し対応することが可能である上、コーナリングなどで左右の車輪が異なる上下動を成した場合に捩じれモーメントが作用し、その反力で左右の車輪を元に戻すようなスタビライザの働きを成すことが可能であり、しかも、通常の平形鋼を縦向きに使用してＸ型に組み付けるだけでサスペンションリンクを簡易に製作することが可能であるので、鍛造によりＸ型の一体成型品を製造する場合と比較して製造コストを大幅に削減することが可能となる。

また、従来のＸリンクの各アーム部分の断面形の高さ寸法より若干大きくなるように平形鋼の高さ寸法を設定すれば、該平形鋼の断面積が従来のＸリンクの各アーム部分の断面積より小さくなっていても、実質的な断面二次モーメント（曲げモーメントに対する梁断面の幾何学的な曲がり難さを表す数値）に大きな違いは生じないので、鍛造による一体成型品のＸリンクと比較して強度低下を招くことなく全体重量を大幅に軽量化することが可能となる。

更に、本発明においては、アクスル側に連結された一対の平形鋼の外側端部を互いに車幅方向内側に傾倒するように形成し、該各外側端部の傾倒姿勢により決まる車体のローリング中心が前記各外側端部よりも上方で且つ車両重心よりも下方に配置されるように構成することが好ましい。

このようにすれば、アクスル側に連結された各平形鋼の外側端部の傾倒姿勢により車体のローリング中心が前記各外側段部よりも上方で且つ車両重心位置よりも下方に配置される結果、車体のローリングの基点となるローリング中心の位置が従来より高くなって車両重心との相互間距離が短くなり、ローリング時にアンチローリングモーメントが作用してローリングモーメントの発生が著しく抑制されることになる。

そして、このようにローリングモーメントの発生が著しく抑制されると、コーナリング時にスタビライザとしての機能を果たす為に各平形鋼が負担すべき捩じれモーメントが大幅に軽減されることになるので、各平形鋼の更なる小型、軽量化を実現することが可能となる。

上記した本発明のサスペンションリンクによれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、通常の平形鋼を縦向きに使用してＸ型に組み付けるだけでサスペンションリンクを簡易に製作することができるので、従来のＸリンクに劣らない優れた機能を確保しつつ、その製造コストを著しく削減することができ、しかも、全体重量の大幅な軽量化を図ることができる。

（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、ローリング時にアンチローリングモーメントを作用させてローリングモーメントの発生を著しく抑制することができるので、スタビライザとしての機能を果たす為に各平形鋼が負担すべき捩じれモーメントを大幅に軽減することができ、各平形鋼の更なる小型、軽量化を実現することができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２は本発明を実施する第一の形態例を示すもので、本形態例のサスペンションリンクにおいては、四片の長板状の平形鋼１６を、その板幅方向が縦向きになるように使用し且つハブ１７を中心として平面視でＸ型（図２参照）を成すように溶接で組み付けてある。

そして、このように構成されたサスペンションリンクは、Ｘ型を成す各平形鋼１６の外側端部１８のうちで隣り合う一対を車幅方向に並べてアクスル３（図６及び図７参照）側に揺動自在に連結し、残りの隣り合う一対を前記アクスル３より車両前方となるフレーム１（図６及び図７参照）に対し揺動自在に連結するようにしている。

より具体的には、隣り合う一対の外側端部１８のアクスル３に対する揺動自在な連結は、前記各外側端部１８に貫通装着されたボス部１９に対しラバーブッシュを介して図示しない揺動ピンを嵌挿装着し、該各揺動ピンをアクスル３の上側に対しブラケットを介して取り付けることにより行われ、また、残りの隣り合う一対の外側端部１８のフレーム１に対する揺動自在な連結も、前記各外側端部１８に貫通装着されたボス部２０に対しラバーブッシュを介して図示しない揺動ピンを嵌挿装着し、該各揺動ピンをアクスル３の上側に対しブラケットを介して取り付けることにより行われるようにしてある。

而して、このようにサスペンションリンクを構成すれば、従来のＸリンクを採用した場合と同様に、車体の前後方向と左右方向の両方の向きの入力に対し対応することが可能である上、コーナリングなどで左右の車輪２（図６及び図７参照）が異なる上下動を成した場合に捩じれモーメントが作用し、その反力で左右の車輪２を元に戻すようなスタビライザの働きを成すことが可能であり、しかも、通常の平形鋼１６を縦向きに使用してＸ型に組み付けるだけでサスペンションリンクを簡易に製作することが可能であるので、鍛造によりＸ型の一体成型品を製造する場合と比較して製造コストが大幅に削減されることになる。

また、従来のＸリンクの各アーム部分の断面形の高さ寸法より若干大きくなるように平形鋼１６の高さ寸法を設定すれば、該平形鋼１６の断面積が従来のＸリンクの各アーム部分の断面積より小さくなっていても、実質的な断面二次モーメント（曲げモーメントに対する梁断面の幾何学的な曲がり難さを表す数値）に大きな違いは生じないので、鍛造による一体成型品のＸリンクと比較して強度低下を招くことなく全体重量を大幅に軽量化することが可能となる。

尚、車体のロール剛性の調整は、各平形鋼１６の高さ寸法（板幅）と板厚により任意に行うことが可能であるが、各平形鋼１６の高さ寸法（板幅）と板厚は必ずしも各平形鋼１６の長手方向に一様に設定しなくても良く、Ｘ形状の中心部分から各外側端部１８に向かうに従い高さ寸法（板幅）及び板厚の少なくとも一方が徐々に小さくなるような設定とすることも可能である。

以上に述べた通り、上記形態例によれば、通常の平形鋼１６を縦向きに使用してＸ型に組み付けるだけでサスペンションリンクを簡易に製作することができるので、従来のＸリンクに劣らない優れた機能を確保しつつ、その製造コストを著しく削減することができ、しかも、全体重量の大幅な軽量化を図ることができる。

図３は本発明を実施する第二の形態例を示すもので、本形態例のサスペンションリンクにおいては、先の第一の形態例で四片の長板状の平形鋼１６をハブ１７を中心にＸ型に組み付けていた構造に替えて、二片の長板状の平形鋼１６を互いに交差させるように組み付けて溶接したものとしてあり、より具体的には、一方の平形鋼１６の中間部に開口した貫通孔２１に他方の平形鋼１６を貫通せしめ、両平形鋼１６を互いに交差させるように組み付けて表裏四箇所を溶接したものとなっている。

而して、このようにサスペンションリンクを構成した場合にあっても、通常の平形鋼１６を縦向きに使用してＸ型に組み付けるだけでサスペンションリンクを簡易に製作することが可能となり、鍛造によりＸ型の一体成型品を製造する場合と比較して製造コストが大幅に削減されることになる。

更に、図４は本発明を実施する第三の形態例を示すもので、本形態例のサスペンションリンクにおいては、先の第二の形態例で一方の平形鋼１６の貫通孔に他方の平形鋼１６を貫通させていた構造に替えて、第二の形態例で言うところの一方の平形鋼１６に対し他方の平形鋼１６を二分割して突き当て溶接することによりＸ型に組み付けたものとしてあり、計三片の平形鋼１６から成るサスペンションリンクとして構成してある。

しかも、本形態例では、図５に模式的に示している通り、アクスル３側に連結されることになる一対の平形鋼１６の外側端部１８を互いに車幅方向内側に傾倒するように折り曲げて傾倒部２２を形成し、該各傾倒部２２の傾倒姿勢により決まる車体のローリング中心Ｐ_Oが前記各外側端部１８よりも上方で且つ車両重心Ｇよりも下方に配置されるように構成してある。

尚、補足して説明しておくと、従来のＸリンクを採用した場合のローリング中心は、そのＸ形状の交差部分を車両前後方向に通るような高さ位置となり、Ｖロッドの場合には、そのＶ形状の中央の屈曲端部（後側端部）を車両前後方向に通るような高さ位置となるのであり、何れの場合もアクスル３に対する連結レベルに近い比較的低い高さ位置にローリング中心が配置されるのが通常である。

これに対し、この第三の形態例のように構成すれば、車体のローリングの基点となるローリング中心Ｐ_Oの位置が従来より高くなって車両重心Ｇとの相互間距離が短くなり、ローリング時にアンチローリングモーメントが作用してローリングモーメントの発生が著しく抑制されることになる。

即ち、コーナリング時に反旋回側に向けて作用する遠心力をＦＹとすると、この遠心力ＦＹは、車両重心Ｇに対し反旋回側に作用するので、ローリング中心Ｐ_Oからその上方にある車両重心Ｇまでの高さ寸法をＬＺとすると、車体をローリングさせるローリングモーメントＭＯは、下記の数式
［数１］
ＭＯ＝ＬＺ×ＦＹ
で表わされる。

また、図５において、車両重心Ｇに遠心力ＦＹが作用すると、各傾倒部は図５の実線位置から仮想線に示す位置に変形し、ローリング中心Ｐ_Oも仮想線で示すＰ_O’の位置に移動するので、車両重心Ｇに作用する車体側の重量をＷＺとし、ローリング中心Ｐ_Oのずれ量をＬＹとすると、アンチローリングモーメントＭＡは下記の数式
［数２］
ＭＡ＝ＬＹ×ＷＺ
で表わされる。

従って、車両の旋回時に車体に作用する実際のローリングモーメントＭは下記の数式
［数３］
Ｍ＝ＭＯ−ＭＡ＝ＬＺ×ＦＹ−ＬＹ×ＷＺ
で表わされ、その結果、ローリングモーメントＭが小さくなって、車体側にアンチローリング効果を与えることができる。

そして、このようにローリングモーメントの発生が著しく抑制されると、コーナリング時にスタビライザとしての機能を果たす為に各平形鋼１６が負担すべき捩じれモーメントが大幅に軽減されることになるので、各平形鋼１６の更なる小型、軽量化を実現することが可能となる。

従って、斯かる第三の形態例によれば、前述した第一及び第二の形態例の場合と同様の作用効果を奏し得ることに加え、ローリング時にアンチローリングモーメントを作用させてローリングモーメントの発生を著しく抑制することもできるので、スタビライザとしての機能を果たす為に各平形鋼１６が負担すべき捩じれモーメントを大幅に軽減することができ、各平形鋼１６の更なる小型、軽量化を実現することができる。

尚、本発明のサスペンションリンクは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、様々な形式のサスペンション構造に適用し得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の第一の形態例を示す斜視図である。図１のサスペンションリンクの平面図である。本発明の第二の形態例を示す斜視図である。本発明の第三の形態例を示す斜視図である。アンチローリングモーメントの発生原理を説明する模式図である。従来例を示す概略図である。図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向の矢視図である。従来のＸリンクの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１フレーム
３アクスル
１６平形鋼
１７ハブ
１８外側端部
１９ボス部
２０ボス部
２１貫通孔
２２傾倒部

Claims

アクスルの上側位置で該アクスルとフレームとの間を連結するサスペンションリンクであって、長板状の平形鋼をその板幅方向を縦向きに使用して平面視でＸ型を成すように組み付け、Ｘ型を成す各平形鋼の外側端部のうちで隣り合う一対を車幅方向に並べてアクスル側に揺動自在に連結し、残りの隣り合う一対を前記アクスルより車両前方となるフレームに対し揺動自在に連結したことを特徴とするサスペンションリンク。
アクスル側に連結された一対の平形鋼の外側端部を互いに車幅方向内側に傾倒するように形成し、該各外側端部の傾倒姿勢により決まる車体のローリング中心が前記各外側端部よりも上方で且つ車両重心よりも下方に配置されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のサスペンションリンク。