JP2008143328A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重量や製造コストの増大を招くことなくコイルスプリング折損時のコイルスプリング端部のタイヤへの干渉を防止することができるサスペンション装置を提供する。
【解決手段】ショックアブソーバとコイルスプリング４を備えるサスペンション装置であって、コイルスプリング４の下端部を支持するロアスプリングシート１１を、ショックアブソーバの外筒３ａに備え、ショックアブソーバ外筒３ａに連結される連結手段のうち少なくとも一の連結手段たとえばセンターテイクオフ式ステアリング系のナックルアーム７が、ナックルアーム７の延在方向と反対側に突出する突部７ｂを備え、該突部７ｂにより折損したコイルスプリング４の端部４ａがタイヤ８に干渉することを防止する。
【選択図】図５

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適なサスペンション装置に関する。

車両のフロント側において適用される、いわゆるセンターテイクオフ式サスペンション装置においては、サスペンション装置を構成するナックルがショックアブソーバとスプリングを介して車体側に連結されると共に、ステアリング機構を構成するタイロッドが、ナックルアームを介してショックアブソーバのストラットアウタシェルに連結される構造が採用されている。

また、このサスペンション装置を構成するスプリングはショックアブソーバを渦巻くように形成されて配置されて、このスプリングの下端部はショックアブソーバのストラットアウタシェルに接合されたロアスプリングシートにより支持されている。

ところで、ロアスプリングシートはほぼ円板状に形成されるが、その車幅方向内側部分は車体側との干渉を回避する目的で、その外径を小さく形成されている。上述したスプリングは継続的に収縮、延伸を繰り返しており、経年劣化による疲労が発生して、そこに飛石や飛来物の衝突等の、何らかの突発的な原因による外力が作用すると、折損に至るおそれがある。

このようにスプリングが万一折損した場合において、ロアスプリングシートの外径を小さく形成された車幅方向内側部分から折損した部位よりも上側のスプリングが逸脱して、その折損の破断面がタイヤに干渉するおそれが生じる。

このような万一の場合において、スプリングの脱落を防止してタイヤとの干渉を防止するための技術として、特許文献１に記載のようにロアスプリングシートに、スプリングの径方向移動を規制する規制壁やスプリングの破断面を支持するフランジを別途追加することが提案されている。
特開２００５−２８２７４２号公報

ところが、このような特許文献１に記載されている従来技術においては、ロアスプリングシートに規制壁やフランジという別途部品を追加する構造であるため、重量や製造コストの増大を招くという問題が生じる。

本発明は、上記問題に鑑み、重量や製造コストの増大を招くことなくスプリングのタイヤへの干渉を防止することができるサスペンション装置を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明によるサスペンション装置は、
緩衝手段と弾性手段を備えるサスペンション装置であって、
前記弾性手段の下端部を支持する支持手段を、前記緩衝手段の外筒に備え、前記外筒に連結される連結手段のうち少なくとも一の連結手段が、前記弾性手段が前記支持手段より逸脱したときに当該弾性手段が当接する突部を備えることを特徴とする。

ここで、前記サスペンション装置において、
前記突部が前記少なくとも一の連結手段の延在方向と反対側に位置することを特徴とすることが好ましい。また、前記少なくとも一の連結手段自体が前記突部を備えていても良い。

また、前記サスペンション装置において、
前記突部と前記支持手段との前記外筒の中心軸線方向の隙間を、前記連結手段を構成する部材の線径以下とすることが好ましい。

加えて、前記サスペンション装置において、
前記突部の前記外筒の中心軸線方向長さを、前記連結手段を構成する部材のピッチ間隔以上とすることが好ましい。なおピッチ間隔とは、前記連結手段がスプリングである場合、当該スプリングを構成するコイルが一周毎に進む中心軸線方向長さである。

さらに、前記サスペンション装置において、
前記突部の前記外筒の中心軸線からの突出長さを、前記連結手段を構成する部材の半径から当該部材の線径の半分を引いた長さ以上とすることが好ましい。

これによれば、万一前記連結手段が切損した場合にその破断面を前記突部により支持して、当該連結手段の破断面がタイヤに干渉することを防止することができる。

なお、前記サスペンション装置は典型的にはセンターテイクオフ式であって、この場合には前記突部を備える連結手段は、前記外筒とタイロッドを連結するナックルアームである。

このような場合には、前記弾性手段を支持する支持手段と前記連結手段とが上下方向に近接する位置関係にあるため、前記突部により前記連結手段の破断面を支持して、当該破断面がタイヤに干渉することを効果的に防止でき、万一の場合においても車両の安全性を高めることができる。

なお前記弾性手段とは具体的にはスプリングを指し、前記緩衝手段とは具体的にはショックアブソーバを指し、前記支持手段とは前記弾性手段を支持するロアスプリングシートを指し、前記外筒とはショックアブソーバのシリンダを構成するストラットアウタシェルを指す。

また、前記連結手段とは具体的にはタイロッドと前記外筒とを連結するナックルアームや、前記外筒とスタビライザを連結するスタビリンク、前記外筒と車体側を連結するリンク及びアームを指すものとする。

本発明によれば、重量や製造コストの増大を招くことなくスプリングのタイヤへの干渉を防止することができるサスペンション装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るサスペンション装置の一実施形態を示す模式図である。

図１に示すように、本実施例のサスペンション装置１とそれに連結される電動パワーステアリング装置の一部は、ナックル２と、ショックアブソーバ３と、スプリング４と、ロアアーム５と、タイロッド６と、ナックルアーム７と、タイヤ８と、ホイール９と、ボールジョイント１０と、ロアスプリングシート１１と、アッパスプリングシート１２と、ボールジョイント１３と、ラックアンドピニオン機構１４と、ボールジョイント１５と、アシスト力発生部１６を備えて構成される。なお、図１中左側が車両前後方向前方を示し、右側が車両前後方向後方を示す。

ナックル２はタイヤ８及びホイール９を回転自在に支持するものであり、その下端部が、ボールジョイント１０を介してＡアーム形状のロアアーム５の車幅方向外側端部に連結されると共に、その上端部が、ショックアブソーバ３のシリンダを構成するストラットアウタシェル３ａの下端部に連結されるものである。

ショックアブソーバ３は、そのロッド３ｂの上端部が図示しないブッシュを介して車体側に連結され、そのストラットアウタシェル３ａの下端部がナックル２の上端部に連結されて、タイヤ８及びホイール９からナックル２を介して伝達される路面からの振動によって、ナックル２が振動し続けることをその減衰力により防止するとともにナックル２を車体側に連結するものである。

スプリング４は、ショックアブソーバ３のストラットアウタシェル３ａの外周面の上端部近傍に円板状に設けられたロアスプリングシート１１と、ロッド３ｂの上端部近傍の車体側に円板状に設けられたアッパスプリングシート１２との間に挟持されて、ロッド３ｂの周囲を渦巻くように形成されて構成され、タイヤ８及びホイール９からナックル２を介して車体側に伝達される振動を低減する。

ロアアーム５は、車幅方向に延在して、車幅方向内側が二股状に分岐するように形成されるいわゆるＡアームにより構成され、その車幅方向外側端部つまりはＡアームの頂点側がをナックル２の下端部に対してボールジョイント１０を介して連結され、その車幅方向内側つまりはＡアームの頂点の反対側の二箇所を、ブッシュを介して車体側に揺動自在に連結されて、ナックル２と車体とを連結するものである。

タイロッド６は、車幅方向に延びて、その車幅方向中央側端部はボールジョイント１３を介してラックアンドピニオン機構１４のここでは図示しないラック軸に連結され、その車幅方向外側端部はボールジョイント１５を介してナックルアーム７の車両後方側端部に連結される。

さらに、ナックルアーム７は、車両前後方向に延びて、その車両後方側端部はボールジョイント１５を介してタイロッド６の車幅方向外側端部に連結される。加えて、ナックルアーム７の車両前方側端部は中空円筒状に形成され、この中空円筒状部７ａがストラットアウタシェル３ａに接合されて、ナックルアーム７はストラットアウタシェル３ａに連結される。

なお、ショックアブソーバ３は緩衝手段を構成し、ストラットアウタシェル３ａはショックアブソーバ３のシリンダを構成する外筒を構成する。また、スプリング４は弾性手段を構成し、ロアスプリングシート１１は支持手段を構成する。さらに、ナックルアーム７は連結手段を構成する。

ラックアンドピニオン機構１４はここでは図示しない電動パワーステアリング装置の一部を構成するものであり、ここでは図示しないステアリングシャフトに連結されるピニオン軸と車幅方向に延びるラック軸とを備え、ピニオン軸とラック軸とは相互に噛み合わされておりユーザの操作力をピニオン軸からラック軸に伝達し、ユーザが図示しないステアリングホイールに与える操作力に基づいて、電動パワーステアリング装置のアシスト力発生部１６がアシスト力を発生するとラック軸は車幅方向にストロークされる。

このラック軸のストロークによりタイロッド６も車幅方向にストロークされて、タイロッド６、ストラットアウタシェル３ａを介してナックル２に操舵力が伝達されて、タイヤ８及びホイール９が操舵される。

このセンターテイクオフ式のサスペンション装置１においては、バウンド及びリバウンド時におけるナックル２のトー方向の変位を抑制する目的で、タイロッド６をできるだけ長くするために、タイロッド６がラックアンドピニオン機構１４の車幅方向のほぼ中央から引き出されている。

さらに、それらのタイロッド６及びラックアンドピニオン機構１４は、車両のパワートレイン系統との干渉を防止する観点から車両の上方に配置され、前述したナックルアーム７のストラットアウタシェル３ａに対する接合箇所は必然的に車両上方に位置することとなる。

さらに、ロアスプリングシート１１はスプリング４のストロークをできるだけ長くするためにできるだけ車両下方に位置することが要請され、ロアスプリングシート１１のストラットアウタシェル３ａに対する接合箇所とナックルアーム７のストラットアウタシェル３ａに対する接合箇所が上下方向に近接して位置することになる。

図２は、図１に示したサスペンション装置１のロアスプリングシート１１の車体及びタイヤ８との位置関係を上方から視て示す模式図である。このようなセンターテイクオフ式のサスペンション装置１においては、図２に示すように、ロアスプリングシート１１の車幅方向内側部分１１ａは車体Ｂとの干渉を防止するために他の部分よりも外径を小さく形成されている。

通常、スプリング４は車両が走行するにあたり継続的に収縮、延伸を繰り返しており、経年劣化による疲労が発生して、そこに飛石の衝突等の何らかの突発的な原因による外力が作用すると、折損に至るおそれがある。

そこでスプリング４が万一切損した場合のスプリング４とロアスプリングシート１１との相対位置関係を、図を用いて説明する。図３は、従来の突部を有しないサスペンション装置においてスプリング４が万一切損した場合の相対位置関係を示す模式図であり、図４は、本発明に係わるサスペンション装置においてスプリング４が万一切損した場合の相対位置関係を示す模式図である。

図３に示すように、スプリング４が万一折損した場合において、ロアスプリングシート１１の外径を小さく形成された車幅方向内側部分１１ａから折損した部位よりも上側のスプリング４が逸脱して、その折損の破断面４ａが、スプリング４の下端部に作用していたロアスプリングシート１１による拘束力が無くなったことにより、スプリング４の中心軸線を中心に回転して、タイヤ８に干渉するおそれが生じる。

このスプリング４の破断面がタイヤ８に干渉することを防止するため、本実施例では以下の構成を採る。すなわち、図４に示すように、ナックルアーム７のストラットアウタシェル３ａに対する中空円筒状の接合部７ａにナックルアーム７の延在方向と反対側に突出する突起部７ｂを設ける。

加えて、この突起部７ｂとロアスプリングシート１１とのストラットアウタシェル３ａの中心軸線方向の隙間Ａを、スプリング４の線径Ｒ１以下とする。さらに、突起部７ｂのストラットアウタシェル３ａの中心軸線方向長さＬを、スプリング４のピッチ間隔Ｐ以上とする。

さらに、突起部７ｂのストラットアウタシェル３ａの中心軸線からの突出長さＷを、スプリング４の下端部の半径Ｒ２からスプリング４の線径Ｒ１の半分を引いた長さＲ２−Ｒ１／２以上とする。つまり、突起部７ｂは突部を構成する。

このように突起部７ｂをナックルアーム７の接合部７ａに設けることにより、万一スプリング４が切損した場合においても、スプリング４の破断面を突起部７ｂにより支持して、破断面が回転してタイヤに干渉することを防止することができる。これにより、万一スプリング４が折損した場合においても車両の安全性を確保することができる。

さらに、突起部７ｂとロアスプリングシート１１とのストラットアウタシェル３ａの中心軸線方向の隙間Ａを、スプリング４の線径Ｒ１以下とすることにより、スプリング４の破断面を突起部７ｂとロアスプリングシート１１との間の隙間Ａに逃すことを防止して、より確実に突起部７ｂにより破断面を支持することができる。

さらに、突起部７ｂのストラットアウタシェル３ａの中心軸線方向長さＬを、スプリング４のピッチ間隔Ｐ以上とすることにより、スプリング４の破断面を突起部７ｂの下方に逃すことなく、確実に突起部７ｂによりスプリング４の破断面を支持することができる。

さらに、突起部７ｂのストラットアウタシェル３ａの中心軸線からの突出長さＷを、スプリング４の下端部の半径Ｒ２からスプリング４の線径Ｒ１の半分を引いた長さＲ２−Ｒ１／２以上とすることにより、スプリング４の破断面を突起部７ｂの突出方向に逃すことなく、確実に突起部７ｂにより支持して、その破断面がタイヤ８に干渉することを防止することができる。

加えて、ロアスプリングシート１１に、従来技術のような規制壁やフランジなどの別途部品を追加する構造とすることに比べて、すでに存在するナックルアーム７を利用して形状変更を行うことにより突起部７ｂを形成しているので、重量や製造コストの増大を招くという問題が生じることをも防止することができる。

さらに、ナックルアーム７はストラットアウタシェル３ａとタイロッド６とにより支持されている構成要素であって、その支持剛性の高いナックルアーム７の接合部７ａを一部変形して突起部７ｂを形成されている。このことにより、ストラットアウタシェル３ａのみに接合されているロアスプリングシート１１にフランジを設けて、このフランジによりスプリング４の破断面を支持することに比べて、スプリング４に対する支持剛性を高めることができ、スプリング４の弾性力がより大きい場合にも切損したスプリング４の破断面を十分な支持力により支持することができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば、本発明によるサスペンション装置は車両のフロント側のサスペンション装置１に適用することを想定したものであるが、４ＷＤ車等においてリア側のサスペンション装置に適用することももちろん可能である。

また、上述した実施例では、ロアアーム５をいわゆるＡアームとしたが、ナックル２を支持する剛性を確保することができればその他の形状のものとすることも可能であり、いわゆるＩリンクの組み合わせやＬアームとすることも可能である。

さらに、上述した実施例ではタイロッド６とナックル２を連結するナックルアーム７の中空円筒状の接合部７ａに突起部７ｂを設けたが、スプリングシート１１の下方に隣接して位置する他の構成要素、例えばスタビライザのスタビリンクがストラットアウタシェル３ａに接合されている場合には、そのスタビリンクに上述したものと同様の寸法関係を有する突起部を設けることもできる。

本発明は、車両の主にフロント側のサスペンション装置に適用されて好適なサスペンション装置に関するものであり、比較的簡易な構成と軽微な変更により、重量や製造コストの増大を招くことなく、万一のスプリング切損時のタイヤへの切断面の干渉を防止することができるので、通常の乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して安全性を高めることにおいて有益なものである。

本発明に係るサスペンション装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるサスペンション装置の一実施形態を示す模式図である。 従来のサスペンション装置を示す模式図である。 本発明に係わるサスペンション装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係わるサスペンション装置の一実施形態を示す模式図である。

符号の説明

１ サスペンション装置
２ ナックル
３ ショックアブソーバ
３ａ ストラットアウタシェル
３ｂ ロッド
４ スプリング
５ ロアアーム
６ タイロッド
７ ナックルアーム
７ａ 接合部
７ｂ 突起部
８ タイヤ
９ ホイール
１０ ボールジョイント
１１ ロアスプリングシート
１２ アッパスプリングシート
１３ ボールジョイント
１４ ラックアンドピニオン機構
１５ ボールジョイント
１６ アシスト力発生部

Claims (6)

1. 緩衝手段と弾性手段を備えるサスペンション装置であって、
   前記弾性手段の下端部を支持する支持手段を、前記緩衝手段の外筒に備え、前記外筒に連結される連結手段のうち少なくとも一の連結手段が、前記弾性手段が前記支持手段より逸脱したときに当該弾性手段が当接する突部を備えることを特徴とするサスペンション装置。
2. 前記突部が前記少なくとも一の連結手段の延在方向と反対側に位置す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。
3. 前記突部と前記支持手段との前記外筒の中心軸線方向の隙間を、前記連結手段を構成する部材の線径以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンション装置。
4. 前記突部の前記外筒の中心軸線方向長さを、前記連結手段を構成する部材のピッチ間隔以上とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のサスペンション装置。
5. 前記突部の前記外筒の中心軸線からの突出長さを、前記連結手段を構成する部材の半径から当該部材の線径の半分を引いた長さ以上とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のサスペンション装置。
6. 前記サスペンション装置がセンターテイクオフ式であって、前記突部を備える連結手段が前記外筒とタイロッドを連結するナックルアームであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のサスペンション装置。

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