JP2011240798A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の部材を追加することなくコイルスプリングの折損時における安全性を向上したサスペンション装置を提供する。
【解決手段】シェルケース１１が前輪２を回転可能に支持するハブベアリングハウジング４０に取り付けられたショックアブソーバ１０と、ショックアブソーバの上端部近傍に配置されたアッパスプリングシート２２と、シェルケース外周面から張り出したロワスプリングシート１４と、アッパスプリングシートとロワスプリングシートとの間にわたして設けられるコイルスプリング３０と、シェルケースの外周面から突出し、スタビライザバーがリンク６０を介して接続されるスタビライザブラケット１７とを備えるサスペンション装置１を、スタビライザブラケットの少なくとも一部は、ロワスプリングシートからのショックアブソーバの軸線方向距離が、フリー状態におけるコイルスプリングの１ピッチに相当する位置に設けられる構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車等の車両に用いられるストラット式のサスペンション装置に関し、特にコイルスプリングの折損時における他部品の損傷を防止したものに関する。

乗用車等の自動車の前輪用サスペンション装置として、マクファーソンストラット式のものが広く普及している。
マクファーソンストラット式のサスペンション装置は、ショックアブソーバ及びコイルスプリングをアセンブリ化したストラットの下端部によって、ハブベアリングハウジングの上端部を支持し、車体に対して揺動可能なサスペンションアームによってハブベアリングハウジングの下端部を支持するものである。

このようなサスペンション装置においては、ショックアブソーバの減衰力発生機構等を収容する円筒状の筐体であるシェルケースの外周面から、外径側に張り出して形成されたロワスプリングシートによって、コイルスプリングの下端部を受ける構成となっている。
上述した構成において、コイルスプリングの腐蝕や外傷などが起点となって、コイルスプリングの折損が生じた場合に、折れたコイルスプリングがタイヤやブレーキホースに接触すると、タイヤのバーストやブレーキフルード漏れによるブレーキの欠陥が生じることが懸念される。

コイルスプリング折損時の車両の安全性確保に関する従来技術として、例えば特許文献１には、スプリングシートの端部を上方に立ち上げて延伸し、コイルスプリングの脱落を防止するつば部を設けることが記載されている。

特開２００１−００１７２９号公報

しかし、上述したようなつば部等のコイルスプリング折損対応専用の部材を設ける構成とした場合、重量やコストが増加してしまう。特に、このような部材は車両の通常走行時（コイルスプリングの非折損時）にはデッドウェイトに過ぎず、乗り心地や走行性能のためには本来極力軽くするべきバネ下重量が増加してしまうことになる。
本発明の課題は、専用の部材を追加することなくコイルスプリングの折損時における安全性を向上したサスペンション装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、上端部が車体に取り付けられ、下部に設けられるシェルケースが前輪を回転可能に支持するハブベアリングハウジングに取り付けられたショックアブソーバと、前記ショックアブソーバの上端部近傍に配置されたアッパスプリングシートと、前記ショックアブソーバのシェルケース外周面から外径側に張り出したロワスプリングシートと、前記アッパスプリングシートと前記ロワスプリングシートとの間にわたして設けられるコイルスプリングと、前記ロワスプリングシートの下方において前記シェルケースの外周面から突出し、スタビライザバーがリンクを介して接続されるスタビライザブラケットとを備えるサスペンション装置であって、前記スタビライザブラケットの少なくとも一部は、前記ロワスプリングシートからの前記ショックアブソーバの軸線方向距離が、フリー状態における前記コイルスプリングの１ピッチに相当する位置に設けられることを特徴とするサスペンション装置である。

請求項２の発明は、前記スタビライザブラケットの前記ショックアブソーバの軸線回りにおける位置は、前記コイルスプリングの下端部が前記ロワスプリングシートから離間する座巻き終了点に対して９０度以上離間して配置され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である。
請求項３の発明は、前記スタビライザブラケットは、前記ハブベアリングハウジングに設けられるブレーキキャリパに接続されるブレーキホースの前記シェルケース近傍における最高箇所よりも高い位置に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサスペンション装置である。
請求項４の発明は、前記スタビライザブラケットの下方において前記シェルケースの外周面から突出し、前記ハブベアリングハウジングが締結されるハウジングブラケットを備え、前記ハウジングブラケットの上端部は、前記ハブベアリングハウジングに設けられるブレーキキャリパに接続されるブレーキホースの前記シェルケース近傍における最高箇所よりもフリー状態における前記コイルスプリングの１ピッチ以上高い位置に配置されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のサスペンション装置である。

請求項５の発明は、荷重が負荷されたときの前記コイルスプリングの中心軸が、車幅方向内側を凸として湾曲するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のサスペンション装置である。
請求項６の発明は、前記コイルスプリングの下端部における荷重中心を前記コイルスプリングの中心軸に対して車幅方向外側にオフセットして配置したことを特徴とする請求項５に記載のサスペンション装置である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）スタビライザブラケットの少なくとも一部は、ロワスプリングシートからのショックアブソーバの軸線方向距離が、フリー状態におけるコイルスプリングの１ピッチに相当する位置に設けられることによって、折損してロワスプリングシートから落ちたコイルスプリングが回転しつつ降下する際に、その先端部をスタビライザブラケットに当ててさらなる降下を防止し、ブレーキホースへの攻撃を防止することができる。
また、通常の車両に設けられるスタビライザブラケットをコイルスプリングとブレーキホースとの干渉防止に用いることができるため、コイルスプリングの脱落対策のために新たな専用の部材を付加する必要がない。
（２）スタビライザブラケットのショックアブソーバの軸線回りにおける位置は、コイルスプリングの下端部がロワスプリングシートから離間する座巻き終了点に対して９０度以上離間して配置されることによって、座巻き終了点で折損したコイルスプリングの破断箇所を、確実にスタビライザブラケットに導いて上述した効果をより確実に得ることができる。
（３）スタビライザブラケットは、ハブベアリングハウジングに設けられるブレーキキャリパに接続されるブレーキホースのシェルケース近傍における最高箇所よりも高い位置に配置されることによって、折損したコイルスプリングとブレーキホースとの接触を確実に防止することができる。
（４）ハウジングブラケットの上端部は、ハブベアリングハウジングに設けられるブレーキキャリパに接続されるブレーキホースのシェルケース近傍における最高箇所よりもフリー状態におけるコイルスプリングの１ピッチ以上高い位置に配置されることによって、折損したコイルスプリングがスタビライザブラケットで止まらなかった場合であっても、ハウジングブラケットに当ててさらなる降下を防止し、ブレーキホースへの攻撃を防止することができる。
（５）荷重が負荷されたときのコイルスプリングの中心軸が、車幅方向内側を凸として湾曲するようにしたことによって、折損したコイルスプリングが車幅方向内側へ移動するため、タイヤと接触して攻撃することを防止できる。
（６）コイルスプリングの下端部における荷重中心をコイルスプリングの中心軸に対して車幅方向外側にオフセットして配置したことによって、上述した効果を確実に得ることができる。

本発明を適用したサスペンション装置の実施例１を車両前方から見た図である。 図１のII−II部矢視図である。なお、折損し脱落したコイルスプリングを破線で図示している。 図２のIII−III部矢視図である。 図１のサスペンション装置のスタビライザブラケット周辺部を車両後方側から見た拡大図であって、コイルスプリング折損時の状態を示している。 図１のサスペンション装置のハウジングブラケット周辺部を車両前方側から見た拡大図であって、コイルスプリング折損時の状態を示している。

本発明は、専用の部材を追加することなくコイルスプリングの折損時における安全性を向上したサスペンション装置を提供する課題を、以下のような構成によって解決した。
（１）スタビライザブラケットをスプリングシートからコイルスプリングの１ピッチ長下側近傍に配置して、折損したコイルスプリングをスタビライザブラケットに当ててさらなる降下を防止し、ブレーキホースへの攻撃を防止する。
（２）スタビライザブラケットを通過したコイルスプリングをハウジングブラケットに当ててさらなる降下を防止し、ブレーキホースへの攻撃を防止する。
（３）コイルスプリングを中心軸が車幅方向内側に湾曲するよう荷重軸を設定し、折損したコイルスプリングが車幅方向内側へ動くようにしてタイヤへの攻撃を防止する。

以下、本発明を適用したサスペンション装置の実施例について説明する。
サスペンション装置１は、例えば乗用車等の自動車の前輪２が支持されるマクファーソンストラット式のものである。前輪２は、タイヤ３及びリム４からなる。

サスペンション装置１は、実質的に左右対称に構成されるが、図１乃至図６においては、例として右側のものを図示している。
サスペンション装置１は、ショックアブソーバ１０、アッパマウント２０、コイルスプリング３０からなるストラットによって、ハウジング４０の上部を支持するものである。
ハウジング４０の下部は、図示しない車体に対して揺動可能とされた図示しないサスペンションアームによって、ボールジョイントを介し揺動可能に支持されている。
ハウジング４０には、ブレーキ装置５０が取り付けられている。
また、ショックアブソーバ１０には、スタビライザ装置のスタビライザリンク６０が接続されている。

ショックアブソーバ１０は、上下方向にほぼ沿って配置されたロッド軸線に沿って伸縮し、伸縮速度に応じた減衰力を発生する油圧式緩衝装置である。
ショックアブソーバ１０は、シェルケース１１、ダストブーツ１２、バンプラバー１３、ロワスプリングシート１４、ハウジングブラケット１５、ブレーキホースブラケット１６、スタビライザブラケット１７等が設けられている。

シェルケース１１は、ショックアブソーバ１０のシリンダ、ピストン等の減衰力発生機構が収容される円筒状の筐体である。
シェルケース１１の上部には、図示しないロッドがシェルケース１１に対して伸縮可能に突き出している。
ダストブーツ１２は、例えばゴム等によって形成された蛇腹状の筒状体であって、ロッドの周囲に配置されている。
バンプラバー１３は、ダストブーツ１２の上部に設けられ、バウンド側ストローク時に底付きを防止するクッションとして作用するものである。

ロワスプリングシート１４は、コイルスプリング３０の下端部を受ける皿状の部分である。ロワスプリングシート１４は、シェルケース１１の外周面から外径側につば状に突き出して形成されている。
ロワスプリングシート１４には、コイルスプリング３０の下端部側の先端部（巻き始め部）を収容する段部１４ａが形成されている。この段部１４ａは、ショックアブソーバ軸線に対して車両前方側かつ車幅方向内側の領域に配置されている。

ハウジングブラケット１５は、ハウジング４０の上部が上下一対のボルトによって締結される部分である。
ハウジングブラケット１５は、シェルケース１１の下部外周面から、車幅方向外側に突き出して形成されている。ハウジングブラケット１５は、ハウジング４０を挟持するよう前後一対が設けられている。
ブレーキホースブラケット１６は、ブレーキ装置５０の後述するブレーキホース５３を支持する部分である。
ブレーキホースブラケット１６は、シェルケース１１の下部外周面から車両前方側に突き出して形成されている。
スタビライザブラケット１７は、スタビライザリンク６０のボールジョイントが締結される部分であって、シェルケース１１のロワスプリングシート１４の下側における外周面から突き出して形成されている。
スタビライザブラケット１７は、ショックアブソーバ１０の軸線に対して車両後方側の車幅方向内側の領域に配置されている。

アッパマウント２０は、ストラットの上端部を図示しない車体のストラットタワーに取り付ける部分である。
アッパマウント２０は、マウント部２１、アッパスプリングシート２２等を備えて構成されている。
マウント部２１は、ストラットの上端部を防振ゴムを介して車体に固定するものである。ストラットは、マウント部２１の上部から突き出したボルトを車体に形成されたボルト穴に挿入し、ナットで締結することによって固定される。
また、マウント部２１は、前輪２の転舵時にストラット全体を回転させる軸受を備えている。
アッパスプリングシート２２は、マウント部２１の下部に設けられ、コイルスプリング３０の上端部を受ける皿状の部分である。

コイルスプリング３０は、前輪２の接地荷重を受ける圧縮バネであって、実施例の場合には、例えば右巻に形成されている。コイルスプリング３０の下端部において、コイルスプリング３０がロワスプリングシート１４から離間し始める座巻き終了点は、巻き始めから例えば３／４周程度離れており、例えば、車幅方向外側のタイヤ３と隣接する箇所に配置されている。
このような構成によって、コイルスプリング３０の荷重中心軸Ａは、図１に示すように、下端部が座巻き終了点附近となるように傾斜し、コイルスプリング３０の中心軸に対してオフセットされる。

ハウジング４０は、前輪２を回転可能に支持するハブベアリングを収容する部材である。
ハウジング４０には、ブレーキ装置５０が取り付けられる図示しない座部や、図示しないステアリングタイロッドが接続される図示しないナックルアーム等が一体に形成されている。

ブレーキ装置５０は、前輪２を制動するものであって、ロータ５１、キャリパ５２、ブレーキホース５３等を備えて構成されている。
ロータ５１は、リム４の内径側に配置され、前輪２とともに回転する円盤状の部材である。
キャリパ５２は、摩擦材によって形成されたブレーキパッドによってロータ５１を挟持し、制動力を発生させるものである。キャリパ５２は、ハウジング４０に締結されている。キャリパ５２は、ブレーキホース５３から供給されるブレーキフルードの液圧によってブレーキパッドを押圧するピストン及びこのピストンが挿入されるホイールシリンダを備えている。
ブレーキホース５３は、車体側の図示しないマスタシリンダ、ハイドロリックコントロールユニット等から、ブレーキフルード液圧をキャリパ５２内のホイールシリンダに伝達するものである。

スタビライザリンク６０は、左右のフロントサスペンション間にわたして設けられ、サスペンションストロークの左右差に応じたバネ反力を発生するスタビライザバーと、ショックアブソーバ１０のスタビライザブラケット１７とを連結するものである。

次に、スタビライザブラケット１７について、より詳細に説明する。
図４に示すように、スタビライザブラケット１７は、被締結面部１７ａ、上面部１７ｂ、下面部１７ｃを、例えば鋼板を曲げ加工することによって一体に形成したものである。
被締結面部１７ａは、上下方向にほぼ沿いかつ上端部が車幅方向内側となるようにやや傾斜して配置された平板状の部分であって、スタビライザリンク６０上端部のボールジョイントが締結される部分である。
上面部１７ｂ及び下面部１７ｃは、被締結面部１７ａの上端部及び下端部から車幅方向外側に伸びて形成されている。被締結面部１７ａ、上面部１７ｂ、下面部１７ｃのシェルケース１１側の端部は、シェルケース１１と溶接等によって固定されている。
このような構成により、スタビライザブラケット１７をシェルケース１１の径方向から見た断面形状は、車幅方向外側が開いたコの字状に形成され、折損したコイルスプリング３０の破断した端部を上面部１７ｂと下面部１７ｃとによって案内し、被締結面部１７ａに突き当てることが可能となっている。

上面部１７ｂのロワスプリングシート１４からのショックアブソーバ１０軸線方向における距離は、コイルスプリング３０のフリー状態における１ピッチの長さＰよりも小さく設定されている。
一方、下面部１７ｃのロワスプリングシート１４からのショックアブソーバ１０軸線方向における距離は、上述した長さＰよりも大きく設定されている。
このような構成により、被締結面部１７ａの一部は、ロワスプリングシート１４からのショックアブソーバ１０軸線方向の距離が、コイルスプリング３０の１ピッチの長さＰに相当する位置に設けられることになる。

次に、ハウジングブラケット１５とブレーキホース５３との位置関係について説明する。
図５に示すように、ブレーキホース５３が引き回される途中で、最も高い位置を通過する箇所である最高箇所５３ａと、ハウジングブラケット１５の上端部とのショックアブソーバ１０軸線方向に沿った距離Ｌは、コイルスプリング３０のフリー状態における１ピットの長さＰよりも大きく設定されている。

以下、上述した実施例において、コイルスプリング３０が折損した場合について説明する。
コイルスプリング３０の折損は、その下端部における座巻き終了点から発生することが多く、実施例の場合この座巻き終了点は車幅方向外側に設けられている。
実施例の場合、上述したようにコイルスプリング３０の荷重中心軸がコイルスプリング３０の中心軸に対して車幅方向外側にオフセットされていることから、荷重付与時にはコイルスプリング３０の中心軸は車幅方向内側に湾曲する。このため、コイルスプリング３０の折損が生じると、コイルスプリング３０は車幅方向内側に動くため、タイヤ３に干渉して攻撃することが防止される。

その後、折れたコイルスプリング３０の下端部は、ロワスプリングシート１４から落ち、コイルスプリング３０の巻方向に沿って、上から見た場合に時計回りにらせん状に回転しながら降下する。
このとき、スタビライザブラケット１７を上述した配置としたことによって、コイルスプリング３０の先端部は、スタビライザブラケット１７の被締結面部１７ａに突き当たり、さらなる降下が防止され、コイルスプリング３０の破断面がブレーキホース５３に当たってこれを損傷させ、ブレーキフルードの漏れ等が生じることを防止できる。
また、このとき、スタビライザブラケット１７の下面部１７ｃは、コイルスプリング３０の先端を支えて降下を防止する棚部として機能する。

なお、万一コイルスプリング３０がスタビライザブラケット１７において止まらず、さらに降下した場合には、コイルスプリング３０の先端部は、スタビライザブラケット１７より下方に位置するハウジングブラケット１５に突き当たり、それ以上の降下は防止される。
ここで、ハウジングブラケット１５の上端部とブレーキホース５３の最高箇所５３ａとの距離Ｌは、コイルスプリング３０の１ピッチの長さＰ以上に設定されていることから、コイルスプリング３０がブレーキホース５３に当たることは防止される。

以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）スタビライザブラケット１７の少なくとも一部が、ロワスプリングシート１４からのショックアブソーバ１０の軸線方向距離が、フリー状態におけるコイルスプリング３０の１ピッチに相当する距離Ｐに設けられることによって、折損してロワスプリングシート１４から落ちたコイルスプリング３０が回転しつつ降下する際に、その先端部をスタビライザブラケット１７に当ててさらなる降下を防止し、ブレーキホース５３への攻撃を防止することができる。これによって、ブレーキフルードの漏れによるブレーキ装置５０の欠陥を防止することができる。
また、通常の車両に設けられるスタビライザブラケット１７をコイルスプリング３０とブレーキホース５３との干渉防止に用いることができるため、コイルスプリング３０の脱落対策のために新たな専用の部材を付加する必要がない。
（２）スタビライザブラケット１７のショックアブソーバ１０の軸線回りにおける位置は、コイルスプリング３０の下端部がロワスプリングシート１４から離間する座巻き終了点に対して、上から見て時計回りに９０度以上離間して配置されることによって、座巻き終了点で折損したコイルスプリング３０の破断箇所を、確実にスタビライザブラケット１７に導いて上述した効果をより確実に得ることができる。
（３）スタビライザブラケット１７は、ハウジング４０に設けられるブレーキ装置５０のキャリパ５２に接続されるブレーキホース５３のシェルケース１１近傍における最高箇所５３ａよりも高い位置に配置されることによって、折損したコイルスプリング３０とブレーキホース５３との接触を確実に防止することができる。
（４）ハウジングブラケット１５の上端部は、ブレーキホース５３の最高箇所５３ａよりもフリー状態におけるコイルスプリング３０の１ピッチ長Ｐ以上高い位置に配置されることによって、折損したコイルスプリング３０がスタビライザブラケット１７で止まらなかった場合であっても、ハウジングブラケット１５に当ててさらなる降下を防止し、ブレーキホース５３への攻撃を防止することができる。
（５）荷重が負荷されたときのコイルスプリング３０の中心軸が、車幅方向内側を凸として湾曲するようにしたことによって、折損したコイルスプリング３０が車幅方向内側へ移動するため、タイヤ３と接触して攻撃することを防止できる。
（６）コイルスプリング３０の下端部における荷重中心をコイルスプリング３０の中心軸に対して車幅方向外側にオフセットして配置したことによって、上述した効果を確実に得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、スタビライザブラケットやハウジングブラケットの形状、構造や配置は、上述した本発明の効果を得られる範囲内で適宜変更することができる。
また、コイルスプリングを湾曲させる手法も上述した実施例のように座巻き終了点の設定によるものの他、他の手法によってもよい。

１ サスペンション装置 ２ 前輪
３ タイヤ ４ リム
１０ ショックアブソーバ １１ シェルケース
１２ ダストブーツ １３ バンプラバー
１４ ロワスプリングシート １４ａ 段部
１５ ハウジングブラケット １６ ブレーキホースブラケット
１７ スタビライザブラケット １７ａ 被締結面部
１７ｂ 上面部 １７ｃ 下面部
２０ アッパマウント ２１ マウント部
２２ アッパスプリングシート ３０ コイルスプリング
４０ ハウジング ５０ ブレーキ装置
５１ ロータ ５２ キャリパ
５３ ブレーキホース ５３ａ 最高箇所
６０ スタビライザリンク

Claims (6)

1. 上端部が車体に取り付けられ、下部に設けられるシェルケースが前輪を回転可能に支持するハブベアリングハウジングに取り付けられたショックアブソーバと、
   前記ショックアブソーバの上端部近傍に配置されたアッパスプリングシートと、
   前記ショックアブソーバのシェルケース外周面から外径側に張り出したロワスプリングシートと、
   前記アッパスプリングシートと前記ロワスプリングシートとの間にわたして設けられるコイルスプリングと、
   前記ロワスプリングシートの下方において前記シェルケースの外周面から突出し、スタビライザバーがリンクを介して接続されるスタビライザブラケットと
   を備えるサスペンション装置であって、
   前記スタビライザブラケットの少なくとも一部は、前記ロワスプリングシートからの前記ショックアブソーバの軸線方向距離が、フリー状態における前記コイルスプリングの１ピッチに相当する位置に設けられること
   を特徴とするサスペンション装置。
2. 前記スタビライザブラケットの前記ショックアブソーバの軸線回りにおける位置は、前記コイルスプリングの下端部が前記ロワスプリングシートから離間する座巻き終了点に対して９０度以上離間して配置されること
   を特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
3. 前記スタビライザブラケットは、前記ハブベアリングハウジングに設けられるブレーキキャリパに接続されるブレーキホースの前記シェルケース近傍における最高箇所よりも高い位置に配置されること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のサスペンション装置。
4. 前記スタビライザブラケットの下方において前記シェルケースの外周面から突出し、前記ハブベアリングハウジングが締結されるハウジングブラケットを備え、
   前記ハウジングブラケットの上端部は、前記ハブベアリングハウジングに設けられるブレーキキャリパに接続されるブレーキホースの前記シェルケース近傍における最高箇所よりもフリー状態における前記コイルスプリングの１ピッチ以上高い位置に配置されること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のサスペンション装置。
5. 荷重が負荷されたときの前記コイルスプリングの中心軸が、車幅方向内側を凸として湾曲するようにしたこと
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のサスペンション装置。
6. 前記コイルスプリングの下端部における荷重中心を前記コイルスプリングの中心軸に対して車幅方向外側にオフセットして配置したこと
   を特徴とする請求項５に記載のサスペンション装置。

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