JP2554320B2 - サスペンシヨン装置 - Google Patents

サスペンシヨン装置

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JP2554320B2
JP2554320B2 JP60268583A JP26858385A JP2554320B2 JP 2554320 B2 JP2554320 B2 JP 2554320B2 JP 60268583 A JP60268583 A JP 60268583A JP 26858385 A JP26858385 A JP 26858385A JP 2554320 B2 JP2554320 B2 JP 2554320B2
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    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F1/36Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/366Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers made of fibre-reinforced plastics, i.e. characterised by their special construction from such materials
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、車両の懸架機構部に使用されるサスペンシ
ョン装置に関する。
[従来の技術] 従来のトレーリングアームタイプの板ばね併用式エア
サスペンション装置は、第6図に例示されるように、鋼
製板ばね1と空気ばね2を組合わせたものであって、ば
ね上荷重の大部分は空気ばね2が分担する。板ばね1の
前端に設けられた目玉部はブラケット3を介して車体5
に支持される。また、板ばね1の長手方向中間部分にU
ボルト6によってアクスル7が取付けられている。
この種の板ばね併用式片梁エアサスペンションは、特
開昭57−90205号公報に記載されている鋼製板ばねを用
いたリヤ懸架装置と共通点がある。
上記板ばね1は車体の両側に一対設けられており、各
板ばね1の後端部は互いに車幅方向の連結部材(図示せ
ず)によって連結されている。従って各板ばね1は、ば
ね上荷重の分担は小さいが、周知のスタビライザのアー
ム部と同様に、車両の旋回時などにおいて車体の傾きを
抑制し、ロール剛性を高めるのに役立っている。
[発明が解決しようとする問題点] 従来この種の板ばね1は鋼製であり、ばね定数も70〜
100kgf/mmと高く、剛性設計を行なっているので大変重
い部材となっていた。そこで本発明者らは、従来の鋼製
板ばねに代わってFRP(繊維強化プラスチック)製の板
ばねを使用することにより、サスペンション装置の軽量
化を試みているが、ばねの断面形状が従来の鋼製ばねと
同じままでは、単に材料を鋼からFRPに変えても軽量化
は不十分であり、しかもFRPは鋼に比べて縦弾性係数が
格段に小さく、撓みが大きくなるため、従来の鋼製ばね
を単にFRP製にするだけでは実車に採用できないことが
あるなどの点で改善の余地があった。
しかも前述した板ばね併用式片梁エアサスペンション
は、実質的に空気ばねから下の部材がばね下重量にな
る。つまり、一対の板ばねや車幅方向の連結部材等の重
量がばね下重量に加わるためにばね下重量が大きくなり
やすく、通常の板ばね装置(空気ばねを用いないもの)
に比較してばね下振動の加速度が大きくなりやすい。す
なわちタイヤが上下する際の加速度が大きくなることに
より不快な乗り心地になるばかりでなく、旋回走行時や
加速あるいは制動などの性能が阻害される要因となる。
従ってこの発明の目的は、上記の問題点を解決し、単
なる軽量化だけでなく、実質的なばね下重量の軽減化に
よって乗り心地や走行性能を好ましいものにできるよう
な板ばね併用式片梁エアサスペンション装置を提供する
ことにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明のサスペンション装置は、幅方向の断面形状が
矩形でかつ前端部が車体の前側ブラケットに取付けられ
るとともに長手方向中間部の下側にアクスルが取着され
しかも幅方向の寸法をB,厚み方向の寸法をTとした場合
に全長にわたって0.5≦B/T≦1.0としたFRP製の左右一対
の角棒状FRPばねと、これら一対のFRPばねの後端部同志
を互いにつなぐ車幅方向の連結部材と、上記FRPばねの
後部と車体フレームとの間に配されて上下方向の荷重を
負担する空気ばねと、車体フレームの後側ブラケットと
FRPばねの後端部との間に設けられかつ車幅方向に延び
ていて車幅方向の荷重を負担するロッドとを具備したこ
とを特徴とする。
[作用] 上記構成のFRPばね併用式エアサスペンション装置
は、上下方向の荷重に対して空気ばねとFRPばねとが直
列組合わせとなるから、空気ばねのばね定数をk1,FRPば
ねのばね定数をk2とし、ばね全体としてのばね定数をk
とすれば、1/k=(1/k1)+(1/k2)なる関係があり、
全体のばね定数kは個々のばね定数k1,k2よりも下が
る。
そして車幅方向に加わる荷重(横荷重)は上記ロッド
によって支持されるので、左右一対のFRPばねはスタビ
ライザのアーム部と同様の働きをする。すなわち、車両
直進時に路面の凹凸を乗越える際のように双方のFRPば
ねに左右同相の入力がある時には、主に空気ばねが膨張
・収縮することによって上下方向の振動が吸収される。
車両が旋回走行する際のように左右のFRPばねに互いに
上下逆相の入力がある時には、左右のFRPばねが互いに
逆方向に撓むとともにこれらFRPばねをつないでいる連
結部材がねじられることによる反力によって、車体を水
平に保とうとする力が生じる。このため車体のローリン
グが抑制される。
このようなものであるから、従来の鋼製板ばねよりも
幅と厚みの比率B/Tが小さい縦長断面等の角棒状FRPばね
を用いることができ、このような断面形状のFRPばねを
採用することにより、材質を鋼からFRPに変えてあこと
とあいまって大幅な軽量化を図ることができる。
そしてこのサスペンション装置は、FRPばねの後端部
側を空気ばねによって支持したいわゆる片梁エアサス構
造を採用したことと、鋼に比べて縦弾性係数が小さいFR
P製のばねを採用したことにより、撓み(上下方向の変
位量)を大きくとることが可能であり、しかもアクスル
がFRPばねの下側に位置するオーバスラングタイプであ
るから、ばねの撓みが大きくてもアクスルと車体側の部
材との干渉を避けることが容易であるなど、緩衝能力の
高いサスペンションを実現できる。
この種の板ばね併用式片梁エアサスペンションは、空
気ばねの下に位置する一対の板ばねの角板ばねの後端部
同志をつなぐ車幅方向の連結部材等の重量が実質的にば
ね下重量に加わるから、本発明のように軽量なFRPばね
をこの種のエアサスペンションに採用したことは単なる
軽量化に寄与できるだけでなく、実質的なばね下重量の
軽減により、乗り心地の改善や走行安定性の向上など図
る上で大きな相乗効果がある。
[実施例] 第1図において、車体10にサスペンション装置11が取
付けられている。このサスペンション装置11は、トレー
リングアームタイプの左右一対のERP製のばね14と、こ
れらFRPばね14の後端を互いに連結する車幅方向の連結
部材16と、左右一対の空気ばね18とを具備している。
第2図および第3図に示されるように、FRPばね14の
前端部には目玉部材20が締結用ボルト21によって取付け
られている。FRPばね14は、この目玉部材20を介して、
ブラケット22すなわち車体側の部材に枢着される。空気
ばね18は、FRPばね14の後部と車体側の部材(フレーム2
4)との間に配されている。これら空気ばね18は、上下
方向の荷重を負担する。
FRPばね14の長手方向中間部にはセンタスペーサ27と
センタボルト28が設けられており、パッド29とUボルト
30等を用いてFRPばね14の下面側にアクスル31が締結さ
れる。また、上記ばね14の後端部と車体側の部材(後側
ブラケット32)との間に、車幅方向の荷重を支持するラ
ジアスロッドなどのロッド33が設けられている。
FRPばね14は、第4図に示されるように、幅方向の断
面形状が矩形である。更に詳しくは、FRPばね14の幅方
向の寸法をB、厚み方向の寸法をTとした場合、BとT
の比率は、0.5≦B/T≦1.0の範囲に入るようにするのが
望ましい。なお、アクスル31が取付けられるセンタ部付
近の厚みを最も大きくし、長手方向両端部側の厚みが漸
減するようなテーパ形状を採用してもよい。
上記構成のサスペンション装置11においては、車幅方
向に加わる荷重をロッド33が負担するため、FRPばね14
には主に上下方向の荷重が作用する。すなわちFRPばね1
4が分担する車幅方向の荷重は僅かであるから、従来の
一般的な板ばねに比べて上下方向のばね定数を変えずに
幅Bを小さくし、その代りに厚みTを大きくとることが
できる。
ここで、従来の鋼製板ばねのように板幅bの方が板厚
tよりも大きいもの(タイプI)と、本実施例のように
幅Bが厚みTよりも小さいもの(タイプII)の重量並び
にセンタ部の応力を比較してみる。
上下方向のばね定数が一定でかつ縦弾性係数Eが等し
い場合、第5図に示されるように、タイプIの幅bとタ
イプIIの幅Bの比率b/Bが大きくなる(幅Bが小さくな
る)と、厚みの比率T/tと応力比率σ′/σが上昇する
ことに伴なって、重量比率W′/Wが減少する。すなわ
ち、本実施例のばね重量W′は、従来のばねの重量Wに
比べて軽くなる。この傾向は、縦弾性係数Eが鋼製ばね
(E=21000kgf/mm2)に比べてかなり小さいFRP(例え
ばE=4350kgf/mm2)の場合に一層顕著に現われる。
次表は、鋼製ばねとFRPばねを用いた場合につき、幅
と厚さの比率(B/Tまたはb/t)を変えたことによるばね
重量等の変化を示している。No.3とNo.4が本発明に含ま
れるFRPばねである。
なお、従来の鋼製板ばねの場合、本実施例のFRPばね1
4のように幅が狭く厚みの大きい断面形状では、圧延お
よび熱処理を行なう上で様々な困難な問題を生じるが、
FRPではこうした矩形断面をもつ棒状製品も問題なく成
形することができる。
上記表において、No.3のばね(B/T=1.0)の重量は、
同一ばね定数のNo.1の鋼製ばねに比べて約41%であり、
また、No.2のFRPばね(B/T=1.7)の重量の77.8%と大
幅な軽量化が達成されている。
更に、No.4のばね(B/T=0.5)の重量は、同一ばね定
数のNo.1の鋼製ばねに比べて約23%であり、また、No.2
のFRPばね(B/T=1.7)の重量の55.6%と一層軽量化さ
れている。同表において、No.5,6は、鋼製ばねにおいて
No.3,4と同等の幅と厚さの比率にした場合を示してい
る。
なお、横荷重の大部分をロッド33が負担するとはいっ
ても、FRPばね14には多少は横荷重が作用するから、む
やみにFRPばね14の幅Bを狭くすることはできない。し
かも幅Bに比べて厚みTが大きくなり過ぎると、上下方
向の荷重に対して座屈しやすくなるなどの弊害がでてく
る。これらのことを考慮すると、0.5≦B/Tにすることが
望ましく、かつ軽量化を充分に達成するためにはB/T≦
1.0とするのがよい。
[発明の効果] 本発明によれば、空気ばねとFRPばねの組合わせから
なる板ばね併用式のスタビライザ兼用片梁エアサスペン
ション装置を大幅に軽量化することができ、特に、空気
ばねから下のばね下重量を軽減できることにより、単な
る軽量化だけでなく乗り心地の向上や走行安定性の向上
などを図る上で大きな相乗効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示し、第1図
はサスペンション装置の斜視図、第2図はFRPばねの側
面図、第3図はFRPばねの平面図、第4図は第2図中のI
V−IV線に沿う断面図、第5図はばねの幅の変化と重量
比率および応力比率との関係を示す図、第6図は従来の
板ばね併用式エアサスペンションの側面図である。 10……車体、11……サスペンション装置、14……FRPば
ね、16……連結部材、18……空気ばね、24,32……車体
側の部材、31……アクスル、33……ロッド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−90205(JP,A) 特開 昭59−50239(JP,A) 特開 昭57−90432(JP,A) 特公 昭59−43655(JP,B2)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】幅方向の断面形状が矩形でかつ前端部が車
    体の前側ブラケット22に取付けられるとともに長手方向
    中間部の下側にアクスル31が取着されしかも幅方向の寸
    法をB,厚み方向の寸法をTとした場合に全長にわたって
    0.5≦B/T≦1.0としたFRP製の左右一対の角棒状FRPばね1
    4と、これら1対のFRPばね14の後端部同志を互いにつな
    ぐ車幅方向の連結部材16と、上記FRPばね14の後部と車
    体フレーム24との間に配されて上下方向の荷重を負担す
    る空気ばね18と、車体フレームの後側ブラケット32とFR
    Pばね14の後端部との間に設けられかつ車幅方向に延び
    ていて車幅方向の荷重を負担するロッド33とを具備した
    ことを特徴とするサスペンション装置。
JP60268583A 1985-11-29 1985-11-29 サスペンシヨン装置 Expired - Lifetime JP2554320B2 (ja)

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JPS62128814A JPS62128814A (ja) 1987-06-11
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