JP2008241043A - 懸架コイルばね - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自由状態にある懸架コイルばね10は、屈折点PBにてコイル軸ACがV字状に屈曲するように成形され、上側座面38の座巻中心点CUから仮想コイル軸AIまでの距離が上側傾斜量VUとされ、かつ座巻中心点CLから仮想コイル軸AIまでの距離が下側傾斜量VLとされている。また懸架コイルばね10は、懸架装置におけるスプリングシート22,24との間に介装されると、ストラット軸に沿って圧縮状態とされる。これにより、傾斜量VU,VLに応じて、懸架コイルばね10のばね反力軸が仮想コイル軸AIに対して傾斜及び偏倚する。
【選択図】 図1
Description
図1の(A)、(B)には本発明の実施形態に係る懸架コイルばねの一例が示されている。この懸架コイルばね10は、図2に示される自動車におけるストラット型の懸架装置12に適用されるものである。なお、図2では懸架コイルばね10の上端部の支持部分を除く部分については二点鎖線により示されている。
次に、上記のように構成された本発明の実施形態に係る懸架コイルばねの設計方法の一例について説明する。懸架コイルばね10を設計する際には、先ず、図14のフローチャートに示されるような方法により懸架コイルばね10の形状及び寸法が決定される。すなわち、懸架コイルばね10の寸法及び形状を決定するためには、ステップ310〜ステップ318で、懸架コイルばねの寸法及び形状について可能なn組(nは正の整数)の組み合わせを仮定した後、ステップ320〜ステップ328で、境界条件を設定して1〜n組目の懸架コイルばねの特性(ばね特性)についてそれぞれFEM解析する(予備計算)。
12 懸架装置
14 ショックアブソーバ
16 シリンダ
18 ロッド
20 ストラットマウント
22 スプリングシート
23 係合部
24 スプリングシート
25 係合部
26 ナックル
28 ロアーアーム
30 車体
32 上側座巻部
34 下側座巻部
38 上側座面
40 下側座面
42 軸受部
44 車輪
300 ステップ
302 ステップ
306 ステップ
310 ステップ
318 ステップ
320 ステップ
328 ステップ
330 ステップ
332 ステップ
334 ステップ
336 ステップ
338 ステップ
Claims (9)
- 車両用のストラット型懸架装置における上側座と下側座との間に介装される懸架コイルばねであって、
自由状態においては、コイル軸上にあるとともに前記懸架コイルばねのばね端末からR(Rは正の実数)巻目の巻線部に対応する部位に対応する点を屈折点としてコイル軸がV字状に屈曲するように成形され、前記屈折点における屈折角が0°であると仮定した場合の仮想コイル軸に対して上側座巻部の中心及び下側座巻部の中心の少なくとも一方を所定の偏心方向へ所定の偏心量だけ偏心させると共に、上側座面及び下側座面が前記仮想コイル軸に対して実質的に直交した平面となるように、前記上側座巻部のリード角及び下側座巻部のリード角をそれぞれ設定し、
前記懸架装置における上側座と下側座との間に介装され、ストラット軸に沿って圧縮された状態で、ばね反力軸が懸架装置における荷重入力軸に十分に近接するように、前記上側座巻部の中心及び下側座巻部の中心の前記仮想コイル軸に対する前記偏心方向及び偏心量を設定したことを特徴とする懸架コイルばね。 - 車両用のストラット型懸架装置における上側座と下側座との間に介装される懸架コイルばねであって、
前記懸架コイルばねが自由状態にあるときは、
コイル軸ACは、前記コイル軸AC上にあるとともに前記懸架コイルばねのばね端末からR(Rは正の実数)巻目の巻線部に対応する点である屈折点PBにおいてV字状に屈曲し、
上側座巻部中心CUと下側座巻部中心CLとはコイル軸AC上にあり、
上側座巻部中心CUは、屈折点PBを通る直線である仮想コイル軸AIに対して前記仮想コイル軸AIに対して直角な方向である偏心方向に沿って偏心量VUだけ偏心し、
下側座巻部中心CLは、仮想コイル軸AIに対して前記偏心方向に沿って偏心量VLだけ偏心するとともに、
前記懸架コイルばねにおける偏心量VUと偏心量VLとは、前記懸架コイルばねを、前記ストラット型懸架装置の上側座と下側座との間に介装し、前記ストラット型懸架装置のストラット軸に沿って圧縮したときに、上側座巻部中心CUと下側座巻部中心CLとが仮想コイル軸AI上に位置し、ばね反力軸が前記ストラット型懸架装置における荷重入力軸上に位置するように設定されていることを特徴とする懸架コイルばね。 - 前記上側座巻部の中心及び下側座巻部の中心の偏心量及び偏心方向は、
(a)前記懸架コイルばねの上側座巻部の中心の偏心量及び偏心方向と下側座巻部の中心の偏心量及び偏心方向との組合せをn組(nは正の整数である。)仮定し、
(b)境界条件を設定して、前記偏心量及び偏心方向のn組の組合せのそれぞれについて懸架コイルばねのばね特性を有限要素法解析し、
(c)得られた解析結果から、上側座巻部の中心の偏心量、偏心方向及び下側座巻部の中心の偏心量、偏心方向と、懸架コイルばねのばね特性との関係を示す回帰式を求め、
(d)求められた回帰式に基いて所望のばね特性が得られる上側座巻部の中心及び下側座巻部の中心の偏心量と偏心方向との組合せを求め、
(e)上側座巻部の中心と下側座巻部の中心とが前記組合せの偏心量及び偏心方向を有する懸架コイルばねについて有限要素法解析し、前記懸架コイルばねが所望のばね特性を有するか否かを調べ、
(f)前記懸架コイルばねが所望のばね特性を満足していれば解析処理を終了し、前記懸架コイルばねが所望のばね特性を満足していなければ前記ステップ(a)〜(e)を繰り返す
というステップを有する偏心量・偏心方向決定方法に従って決定されている請求項1に記載の懸架コイルばね。 - 前記偏心量VUと偏心量VLとは、
(a)前記懸架コイルばねの上側座巻部中心CUの偏心量と下側座巻部中心CLの偏心量との組合せをn組(nは正の整数である。)仮定し、
(b)境界条件を設定して、前記偏心量のn組の組合せのそれぞれについて懸架コイルばねのばね特性を有限要素法解析し、
(c)得られた解析結果から、上側座巻部中心CUの偏心量及び下側座巻部中心CLの偏心量と、懸架コイルばねのばね特性との関係を示す回帰式を求め、
(d)求められた回帰式に基いて所望のばね特性が得られる上側座巻部中心CUの偏心量と下側座巻部中心CLの偏心量との組合せを求め、
(e)前記組合せの上側座巻部中心CUの偏心量と下側座巻部中心CLの偏心量とを有する懸架コイルばねについて有限要素法解析し、前記懸架コイルばねが所望のばね特性を有するか否かを調べ、
(f)前記懸架コイルばねが所望のばね特性を満足していれば解析処理を終了し、前記懸架コイルばねが所望のばね特性を満足していなければ前記ステップ(a)〜(e)を繰り返す
というステップを有する偏心量決定方法に従って決定された請求項2に記載の懸架コイルばね。 - 前記懸架装置における上側座と下側座との間に介装されると、前記上側座巻部の中心と前記下側座巻部の中心とが前記仮想コイル軸と実質的に一致するように前記コイル軸の撓み方向に沿って弾性変形されることを特徴とする請求項1または3に記載の懸架コイルばね。
- 前記ストラット型懸架装置における上側座と下側座との間に介装されると、該上側座及び下側座により前記上側座巻部及び下側座巻部がそれぞれ前記仮想コイル軸に対して実質的に直交した状態で、前記ストラット軸に沿って圧縮されることを特徴とする請求項1、3、または5に記載の懸架コイルばね。
- 車両用のストラット型ストラット型懸架装置における上側座と下側座との間に介装される懸架コイルばねの設計方法であって、
懸架コイルばねが自由状態にあるときは、コイル軸上にあるとともに前記懸架コイルばねのばね端末からR(Rは正の実数)巻目の巻線部に対応する部位に対応する点である屈折点において前記コイル軸がV字状に屈曲し、しかも、前記屈折点における屈折角が0°であると仮定した場合の仮想コイルの軸線である仮想コイル軸に対し、上側座巻部の中心点及び下側座巻部の中心点を所定の偏心方向に沿って所定の偏心量だけ偏心するようにし、
前記懸架コイルばねにおける前記上側座巻部の中心点及び下側座巻部の中心点の偏心方向および偏心量を、前記懸架コイルばねがストラット型懸架装置における上側座と下側座との間に介装され、ストラット軸に沿って圧縮された状態において、上側座巻部中心と下側座巻部中心とが仮想コイル軸上に位置し、ばね反力軸がストラット型懸架装置における荷重入力軸に一致するように設定することを特徴とする懸架コイルばねの設計方法。 - 前記懸架コイルばねにおける上側座巻部の中心及び下側座巻部の中心の偏心量及び偏心方向の設定は、
(a)前記懸架コイルばねの上側座巻部の中心の偏心量及び偏心方向と下側座巻部の中心の偏心量及び偏心方向との組合せをn組(nは正の整数である。)仮定し、
(b)境界条件を設定して、前記偏心量及び偏心方向のn組の組合せの夫々について懸架コイルばねのばね特性を有限要素法解析し、
(c)得られた解析結果から、上側座巻部の中心の偏心量、偏心方向及び下側座巻部の中心の偏心量、偏心方向と、懸架コイルばねのばね特性との関係を示す回帰式を求め、
(d)求められた回帰式に基いて所望のばね特性が得られる上側座巻部の中心及び下側座巻部の中心の偏心量と偏心方向との組合せを求め、
(e)上側座巻部の中心と下側座巻部の中心とが前記組合せの偏心量及び偏心方向を有する懸架コイルばねについて有限要素法解析し、前記懸架コイルばねが所望のばね特性を有するか否かを調べ、
(f)前記懸架コイルばねが所望のばね特性を満足していれば解析処理を終了し、前記懸架コイルばねが所望のばね特性を満足していなければ前記ステップ(a)〜(e)を繰り返す
というステップを有する偏心量・偏心方向決定方法に従って行われる請求項7に記載の懸架コイルばねの設計方法。 - 前記懸架コイルばねの上側座面及び下側座面が前記仮想コイル軸に対して実質的に直交した平面となるように、前記懸架コイルばねの上側座巻部及び下側座巻部のそれぞれのリード角を設定する請求項7または8に記載の懸架コイルばねの設計方法。
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