JP2018020605A - Suspension device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、懸架装置に関し、特に、構造の簡素化を可能とする懸架装置に関する。 The present invention relates to a suspension device, and more particularly, to a suspension device that enables a simplified structure.
従来、車両における懸架装置では、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されるように、車体と車輪とを連結するリンクの回転軸を車体の幅方向に設定したトレーリングリンク方式や、特許文献3に開示されるように、リンクの回転軸を車体の前後方向に設定したダブルウィッシュボーン方式などが知られている。このような各懸架方式では、コイルばねやトーションバーなどの金属製のばねによる捩じり力、或いはコイルばねの圧縮力をリンクに付与することで車体を支持するとともに、車体の振動を減衰器により減衰させるように構成されている。
Conventionally, in a suspension device in a vehicle, for example, as disclosed in
しかしながら、上述のような懸架方式では、リンクに対する金属製ばねの配置や減衰器の配置など構造が複雑となる他、装置自体の重量が増大するとともに、車両における懸架装置の占有空間が大きくなりやすいという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、構造の簡素化を図り、装置自体の重量及び占有空間の削減が可能な懸架装置を提供することを目的とする。
However, in the suspension system as described above, the structure such as the arrangement of the metal springs and the arrangement of the attenuators with respect to the link is complicated, the weight of the apparatus itself increases, and the space occupied by the suspension apparatus in the vehicle tends to increase. There is a problem.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a suspension device capable of simplifying the structure and reducing the weight of the device itself and the occupied space.
上記課題を解決するための懸架装置の構成として、車体上下方向に隔てて配置され、一端側が車体側と連結され、他端側が車軸側と連結された一対のリンクと、前記一対のリンク間に配置され、前記一対のリンクの回転により生じる当該リンクの延長方向へのせん断力を受けるエラストマーからなる弾性体とを備える構成とした。
本構成によれば、構造を簡素化でき、装置自体の重量及び車両における占有空間を削減することができる。
As a configuration of the suspension device for solving the above-described problem, a pair of links that are spaced apart in the vertical direction of the vehicle body, one end side is connected to the vehicle body side, and the other end side is connected to the axle side, and between the pair of links And an elastic body made of an elastomer that receives a shearing force in the extension direction of the link generated by the rotation of the pair of links.
According to this configuration, the structure can be simplified, and the weight of the device itself and the occupied space in the vehicle can be reduced.
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of features described in the embodiments are included in the invention. It is not necessarily essential to the solution, but includes a configuration that is selectively adopted.
図1は、懸架装置1の一実施形態を示す概略図である。図示の例では、デュボネ方式の懸架装置1を車両の左前輪に適用した場合を示している。同図に示すように、懸架装置1は、例えば、ナックル2と、一対のリンク3;3と、緩衝体5と、車軸部6とを備え、車体から車体幅方向に延長するサスペンションメンバー8に取り付けられる。サスペンションメンバー8は、端部に車体上下方向に延長する貫通孔8Aを備え、該貫通孔8Aを介してナックル2が取り付けられる。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a
図1(b)に示すように、ナックル2は、車体取付部20と、操舵機構連結部22と、リンク取付部23とを備える。車体取付部20は、上下に離間した状態で同一方向に平行に延長する一対の延長部21;21として設けられる。各延長部21の先端側には、上下方向に貫通する孔21Aが同軸上に位置して形成される。上下に離間する延長部21;21は、サスペンションメンバー8を挟み込む。具体的には、サスペンションメンバー8の貫通孔8Aと、延長部21;21の孔21A;21Aとを一致させた状態で軸7を挿入することにより、ナックル2がサスペンションメンバー8の端部において回転自在に支持される。なお、軸7は、図外の保持手段によりナックル2からの脱落が防止される。
As illustrated in FIG. 1B, the
操舵機構連結部22は、車体取付部20を構成する孔21Aから所定距離、車体前方に位置し、車体側に突出する板状の突片として設けられる。操舵機構連結部22は、車体上下方向に貫通する孔22Aを有する。当該孔22Aには、車両の操舵機構を構成するタイロッド9の先端に設けられた図外のボールジョイントの軸9jが貫通し、当該軸9jは、ナット9nによって締結される。このように、ナックル2が車体取付部20及び操舵機構連結部22を介して、それぞれサスペンションメンバー8及びタイロッド9と取り付けられることにより、運転者によるステアリングホイールの操作によって、軸7を回転中心とする車体左右方向への回転制御が可能となる。
The steering
リンク取付部23は、前述の操舵機構連結部22が突出する面とは反対側の面に形成されたねじ孔23N;23Nとして設けられる。ねじ孔23N;23Nは、上下方向に所定距離して形成されており、その軸線は、ナックル2が車体に対してニュートラルとなる位置、換言すれば、車両の直進状態において、軸線の延長方向が車体幅方向と一致するように形成される(図3(b)参照)。
The
リンク3;3は、上下方向に分かれて配置される同一形状からなる部品であって、前後方向の前端側に設けられた車体側取付部31と、後端側に設けられた車軸側取付部32と、前後方向の略中間位置に設けられた緩衝体取付部33とを備える。なお、上下のリンク3;3の形状については適宜変更可能であり、例えば、長さや形状が互いに異なっていても良い。
The
車体側取付部31及び車軸側取付部32は、端部においてそれぞれの軸線が同一方向に延長する筒状に形成される。車体側取付部31及び車軸側取付部32にはそれぞれ、図外の円筒状のゴムブッシュ、ゴムブッシュの内周に円筒状の金属製のカラーが設けられ、同一方向に延長する貫通孔31A;32Aが形成される。
The vehicle body
緩衝体取付部33は、車体側取付部31(車軸側取付部32)の軸線と、直交方向に貫通する貫通孔33Aとして設けられる。本実施形態では、貫通孔33Aは、各リンク3に2箇所、リンク3の前後方向に沿うように所定距離離間して設けられる。また、上側に位置するリンク3の緩衝体取付部33は、下側に位置するリンク3の緩衝体取付部33よりも車体前側に位置するように設けられる(図2参照)。
The shock
リンク3;3は、それぞれボルト12;12によりナックルに対して取り付けられる。具体的には、ボルト12;12をそれぞれ車体側取付部31;31に貫通させ、端部をナックル2に形成されたねじ孔23N;23Nに締結することにより、リンク3;3がそれぞれ、ナックル2に対してボルト12;12を軸にして回転自在に取り付けられる。また、ナックル2に取り付けられ、ナックル2が車体に対してニュートラルな状態において、リンク3;3は、車体の前後方向に互いに平行に延長する。リンク3;3の車軸側取付部32にはそれぞれ、車軸部6が取り付けられる。
The
車軸部6は、車軸61と、ハブ62とを備える。車軸61は、リンク連結部63と軸部64とで構成される。リンク連結部63は、上下方向に離間するねじ穴63N;63Nにより構成される。ねじ穴63N;63N間のピッチ距離は、ナックル2にリンク取付部23として形成された2つのねじ孔23N;23N間のピッチ距離と同一に設定される。車軸61は、ボルト13;13によりリンク3;3に対して取り付けられる。具体的には、ボルト13;13をそれぞれ車軸側取付部32;32に貫通させ、端部を車軸61に形成されたねじ穴63N;63Nに締結することにより、リンク3;3がそれぞれ、車軸61に対してボルト13;13を軸にして回転自在とされる。このように、ナックル2と車軸部6とを一対のリンク3;3を介して連結することにより、ダブルトレーリング方式の懸架装置1が構成される。
The axle portion 6 includes an
軸部64は、リンク連結部63が形成された面とは反対側の面から、リンク3の車体側取付部31及び車軸側取付部32の軸線と同一方向に延長する。車軸部6がリンク3;3に取り付けられた状態において、軸部64には、図外のベアリングを介してハブ62が回転自在に取り付けられる。ハブ62には、タイヤTを取り付けるための複数のハブボルト65が軸部64の延長方向と平行に設けられる。
The
図2は、緩衝体5の拡大図である。図2に示すように、上下に対向する一対のリンク3;3の間には、緩衝体5が設けられる。緩衝体5は、ゴム、シリコン等のエラストマーからなる弾性体50と、一対の取付金具51;51とを有する。弾性体50は、無負荷の自然状態において前後方向の垂直断面が平行四辺形状の平行6面体の形状に成形される。
FIG. 2 is an enlarged view of the
取付金具51;51は、例えば矩形状の板体であって、鉄やアルミニウム合金などの金属で形成された高剛性の部材からなる。取付金具51;51の一方の面には、厚さ方向に凹となるねじ穴51N;51Nが、上述のリンク3;3に設けられた貫通孔33A;33Aの位置と対応して設けられる。取付金具51;51はそれぞれ、弾性体50の上面50a及び下面50bと対応して配置される。具体的には、ねじ穴51Nが設けられた面とは反対側の面51aを上面50a及び下面50bに向けた状態で例えば接着等の固定方法により一体化する。
The
上記構成からなる緩衝体5は、リンク3;3にそれぞれ設けられた貫通孔33A;33Aにボルト14を貫通させ、端部をねじ穴51Nに締結することにより3;3間に固定される。なお、図2(a)に示すように、取付金具51;51を含む緩衝体5の厚みHは、リンク3;3間を結ぶ垂線の距離L、即ち、リンク3の延長方向(前後方向)と直交する長さ寸法と等しく設定される。
The
図4は、懸架装置1の動作を示す図である。同図を用いて懸架装置1の動作について説明する。なお、以下の説明では、上下のリンク3;3を区別するため、下側に位置するリンク3をロアリンク3A、上側に位置するリンク3をアッパーリンク3Bとして説明する。図4(a)は、緩衝体5の組み付け時の状態、例えば車両が持ち上げられて、タイヤTが路面に接地していない状態である。このとき緩衝体5の弾性体50には、各リンク3A;3Bからいずれの力も加えられていない自然状態にある。
FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the
図4(b)は、静止状態においてタイヤTが接地した、所謂1G状態を示している。
この状態において、ロアリンク3A及びアッパーリンク3Bは、車重により車軸61側を軸にして車体側取付部31;31側が下向きに回転する。そして、ロアリンク3A及びアッパーリンク3Bの回転により、ロアリンク3Aに固定された取付金具51は車体前方に移動し、アッパーリンク3Bに固定された取付金具51が車体後方に移動する。このとき、弾性体50における取付金具51;51との接着面である上面50a、及び下面50bには、図4(b)の拡大図の矢印に示すように、各リンク3A;3Bの延長方向に沿う逆向きの力F1;F2が作用する。
即ち、弾性体50には、リンク3A;3Bの延長方向に沿ったせん断方向の力が生じる。そして、このせん断方向の力が車重と釣り合うように弾性体50が変形することにより車体を支持する。なお、このとき、ロアリンク3A及びアッパーリンク3Bは、ほぼ路面と平行に延長している。
FIG. 4B shows a so-called 1G state in which the tire T is grounded in a stationary state.
In this state, the
That is, a force in the shear direction along the extending direction of the
図4(c)は、走行時に段差を超える等の入力があったときの懸架装置1の動作を示している。段差からの入力により、ロアリンク3A及びアッパーリンク3Bは、図4(b)に示した状態から、車体側取付部31;31側がさらに下向きに回転する。
ロアリンク3A及びアッパーリンク3Bの回転により、路面と平行に略水平状態にあったロアリンク3Aに固定された取付金具51はより車体前方に移動し、アッパーリンク3Bに固定された取付金具51はより車体後方へ移動する。
このとき、弾性体50における取付金具51;51との接着面である上面50a、及び下面50bには、図4(c)の拡大図の矢印に示すように、力F1;F2よりも大きな、リンク3A;3Bの延長方向に沿う逆向きの力F3;F4が作用する。
即ち、弾性体50には、リンク3A;3Bの延長方向に沿ったより大きなせん断方向の力が生じる。そして、このせん断方向の力が路面からの入力と釣り合うように弾性体50が変形することにより車体を支持する。
このように、エラストマーからなる弾性体50に対して、逆向きのせん断方向の力を作用させることにより、エラストマーの変形時に特有の非線形性を抑制し、金属ばねのような緩衝部材として機能させることができる。
例えば、金属製のコイルばねに代えて、エラストマーからなるゴムばねを適用する場合を考える。ゴムばねは、ばね特性として非線形性が強く、ゴムの変形方向によって非線形性の強弱が変わるという特性がある。一方、コイルばねには基本的に非線形性は無いため、ゴムばね特有の非線形性を弱める必要がある。本発明では、ゴムばねとしては非線形性が最も弱まるせん断方向の力を用いているため、ナイトハルト型等従来のゴムばねよりも、非線形性を弱めることが可能となる。
FIG. 4C shows the operation of the
Due to the rotation of the
At this time, the
That is, a greater shearing force is generated in the
In this way, by applying a force in the opposite shear direction to the
For example, consider a case in which a rubber spring made of an elastomer is applied instead of a metal coil spring. The rubber spring has a characteristic that the nonlinearity is strong as a spring characteristic, and the strength of the nonlinearity changes depending on the deformation direction of the rubber. On the other hand, since the coil spring basically has no nonlinearity, it is necessary to weaken the nonlinearity specific to the rubber spring. In the present invention, since the force in the shearing direction in which the nonlinearity is weakened is used as the rubber spring, the nonlinearity can be weakened as compared with a conventional rubber spring such as a Knighthard type.
以上説明したように、懸架装置1は、車体の上下方向に隔てて配置され、車体側のナックル2と車軸部6とを連結する一対のリンク3;3を備え、当該一対のリンク3;3の間に、エラストマーからなる弾性体50を有する緩衝体5を介在させた構成である。そして、弾性体50に、タイヤTへの入力によるリンク3;3の回転に伴って生じる車体前後方向のせん断力を作用させて車体を支持する構成である。
よって、重量物となる金属製のコイルばねやトーションバーなどが不要となり、さらにエラストマーからなる弾性体50は、変形時における粘性力を有するため減衰器を省略することができる。つまり、本実施形態に係る懸架装置1によれば、装置自体の重量及び部品点数を大幅に減じることができると共に、車両における占有空間を削減することができる。
As described above, the
Therefore, a heavy metal coil spring or torsion bar is not necessary, and the
弾性体50の形状は、平行6面体に限定されず、直方体形状、前後方向の垂直断面が台形形状、リンク3の延長方向に沿う断面形状が、円形、三角形以上の多角形等、適宜変更可能である。
The shape of the
また、弾性体50を構成するエラストマーは、1の素材で構成しても良く、また、複数の素材を組み合わせて構成しても良い。例えば、剛性率の異なるエラストマーを一対のリンク3;3の間において積層した弾性体としても良い。
Moreover, the elastomer which comprises the
また、上記実施形態では、緩衝体5を構成する弾性体50を取付金具51;51を介してリンク3;3の間に介在させるものとして説明したが、弾性体50をリンク3;3に対して直接接着するようにしても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、懸架装置1をダブルトレーリング方式により構成するものとして説明したが、ダブルリーディング方式や、リンクの回転軸が車体前後方向に延長するダブルウィッシュボーン方式などにも適用することができる。
In the above-described embodiment, the
1 懸架装置、3 リンク、5 緩衝体、31 車体側取付部、
32 車軸側取付部、50 弾性体。
1 suspension device, 3 links, 5 shock absorbers, 31 vehicle body side mounting part,
32 Axle side mounting part, 50 elastic body.
Claims (1)
前記一対のリンク間に配置され、前記一対のリンクの回転により生じる当該リンクの延長方向へのせん断力を受けるエラストマーからなる弾性体と、
を備えた懸架装置。 A pair of links that are spaced apart in the vertical direction of the vehicle body, one end side is connected to the vehicle body side, and the other end side is connected to the axle side;
An elastic body that is disposed between the pair of links and is made of an elastomer that receives a shearing force in an extension direction of the links generated by rotation of the pair of links;
Suspension device with
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