JP2642163B2 - 車輪懸架装置及びそのための圧縮コイルばね - Google Patents
車輪懸架装置及びそのための圧縮コイルばねInfo
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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、一方において車体にかつ他方において車輪
に接続された緩衝ストラツトが設けられており、この緩
衝ストラツトが、圧縮コイルばね（支持ばね）及び緩衝
器を有し、かつ横リンクが設けられていて、圧縮コイル
ばねが無負荷状態において曲率半径が一定でなく湾曲し
たばね中心線を有する車輪懸架装置に関する。本発明
は、特に前記のような車輪懸架装置用の圧縮コイルばね
にも関する。
に接続された緩衝ストラツトが設けられており、この緩
衝ストラツトが、圧縮コイルばね（支持ばね）及び緩衝
器を有し、かつ横リンクが設けられていて、圧縮コイル
ばねが無負荷状態において曲率半径が一定でなく湾曲し
たばね中心線を有する車輪懸架装置に関する。本発明
は、特に前記のような車輪懸架装置用の圧縮コイルばね
にも関する。
従来の技術 しばしばマクフアーソンストラツトとも称する前記の
ような車輪懸架装置において、それ以外の通常の車輪懸
架装置では設けられている上側横リンクの代りに、長手
方向に動く緩衝ストラツトが使われる（ロイガー著「レ
キシコン、デア、テクニーク」、第12巻「レキシコン、
デア、フアールツオイグテクニーク」、1967年シユツツ
トガルト在ドイチエ、フエルラグス−アンシユタルト、
ゲーエムベーハー、第425頁参照）。
ような車輪懸架装置において、それ以外の通常の車輪懸
架装置では設けられている上側横リンクの代りに、長手
方向に動く緩衝ストラツトが使われる（ロイガー著「レ
キシコン、デア、テクニーク」、第12巻「レキシコン、
デア、フアールツオイグテクニーク」、1967年シユツツ
トガルト在ドイチエ、フエルラグス−アンシユタルト、
ゲーエムベーハー、第425頁参照）。
圧縮コイルばねは、常にばね中心線を直接にして構成
されており、直線からのずれは、意図的なものではな
く、製造条件によるものであり、かつ規格によつて許容
されている（DIN 2096、第２部、第８節参照）。その際
ばね力の作用線はばね中心線と一致する。
されており、直線からのずれは、意図的なものではな
く、製造条件によるものであり、かつ規格によつて許容
されている（DIN 2096、第２部、第８節参照）。その際
ばね力の作用線はばね中心線と一致する。
本発明の前提となるこのような車輪懸架装置におい
て、圧縮コイルばねはまず緩衝器軸線に対して同心的に
配置できる。その際上側支持点に、従つて車体に生じた
すべての横方向力は、緩衝器のピストン棒によつて吸収
しなければならない。その結果緩衝器のピストンにかな
りの摩擦力が生じ、かつその結果収縮及び伸張がなめら
かでなくなる。
て、圧縮コイルばねはまず緩衝器軸線に対して同心的に
配置できる。その際上側支持点に、従つて車体に生じた
すべての横方向力は、緩衝器のピストン棒によつて吸収
しなければならない。その結果緩衝器のピストンにかな
りの摩擦力が生じ、かつその結果収縮及び伸張がなめら
かでなくなる。
緩衝器のピストン棒に作用する横方向力を減少するた
め、以前から緩衝器軸線とばね力作用線が鋭角をなすよ
うに圧縮コイルばねが緩衝ストラツト内に組込まれてい
る。理想的な場合、圧縮コイルばねのばね力作用線と緩
衝器軸線の間の角度は、支持作用線と緩衝器軸線の間の
角度に等しい。この時通常の負荷状態において、緩衝器
のピストン棒からかなりの程度の横方向力が除かれる。
静的平衡状態＝通常負荷状態に関して収縮又は伸張の際
にだけ、横方向力が生じる。しかし一般に圧縮コイルば
ねのばね力作用線と緩衝器軸線の間の角度は、支持作用
線と緩衝器軸線よりも小さくしてしか実現できない。な
ぜならなお圧縮コイルばねに緩衝器を通すこと、及び車
輪が十分に自由に動くことを保証しなければならないか
らである。
め、以前から緩衝器軸線とばね力作用線が鋭角をなすよ
うに圧縮コイルばねが緩衝ストラツト内に組込まれてい
る。理想的な場合、圧縮コイルばねのばね力作用線と緩
衝器軸線の間の角度は、支持作用線と緩衝器軸線の間の
角度に等しい。この時通常の負荷状態において、緩衝器
のピストン棒からかなりの程度の横方向力が除かれる。
静的平衡状態＝通常負荷状態に関して収縮又は伸張の際
にだけ、横方向力が生じる。しかし一般に圧縮コイルば
ねのばね力作用線と緩衝器軸線の間の角度は、支持作用
線と緩衝器軸線よりも小さくしてしか実現できない。な
ぜならなお圧縮コイルばねに緩衝器を通すこと、及び車
輪が十分に自由に動くことを保証しなければならないか
らである。
タイヤがますます幅広くなり、かつこれに関連して車
輪支持点が外方へ移ることにより、通常負荷状態におい
て緩衝器のピストン棒に横方向力がかからないようにす
る場合、ばね力作用線を設定すべき支持作用線と緩衝器
軸線の間の角度はますます大きくなる。
輪支持点が外方へ移ることにより、通常負荷状態におい
て緩衝器のピストン棒に横方向力がかからないようにす
る場合、ばね力作用線を設定すべき支持作用線と緩衝器
軸線の間の角度はますます大きくなる。
前に述べた理由により緩衝器軸線に対して圧縮コイル
ばねは、本来望ましい程度に斜めに設定することはでき
ないので、すでにばね力作用線はばね中心線に対してず
れており、しかも一方の端部巻回又は両方の端部巻回の
斜め位置により、端部巻回が太くなることにより、ばね
受けの斜め位置により、又はこれら処置の組合わせによ
りずれている。従つて圧縮コイルばねの下端部における
ばね力作用線がばね中心線よりも外にあることは限界に
おいて可能であり、一方圧縮コイルばねの上側端部にお
いてばね力作用線とばね中心線は支持点を通つている。
しかしその際ばね力作用線と緩衝器軸線の間に得られる
角度がいぜんとして不十分であり、かつ収縮及び伸張の
際に中央動作範囲において圧縮コイルばねが巻回の接触
及びふくらみを生じる傾向を有することはなお不満足な
ものである。また、緩衝器のピストン棒に作用する横方
向力を低減をさせる目的で、無負荷状態におけるばね中
心線が湾曲するする圧縮コイルばねを用いることによ
り、ばね力作用線とばね中心線とをずらした車輪懸架装
置もあるが、横方向力の低減を充分に達成できるもので
はない。
ばねは、本来望ましい程度に斜めに設定することはでき
ないので、すでにばね力作用線はばね中心線に対してず
れており、しかも一方の端部巻回又は両方の端部巻回の
斜め位置により、端部巻回が太くなることにより、ばね
受けの斜め位置により、又はこれら処置の組合わせによ
りずれている。従つて圧縮コイルばねの下端部における
ばね力作用線がばね中心線よりも外にあることは限界に
おいて可能であり、一方圧縮コイルばねの上側端部にお
いてばね力作用線とばね中心線は支持点を通つている。
しかしその際ばね力作用線と緩衝器軸線の間に得られる
角度がいぜんとして不十分であり、かつ収縮及び伸張の
際に中央動作範囲において圧縮コイルばねが巻回の接触
及びふくらみを生じる傾向を有することはなお不満足な
ものである。また、緩衝器のピストン棒に作用する横方
向力を低減をさせる目的で、無負荷状態におけるばね中
心線が湾曲するする圧縮コイルばねを用いることによ
り、ばね力作用線とばね中心線とをずらした車輪懸架装
置もあるが、横方向力の低減を充分に達成できるもので
はない。
発明の目的 本発明の課題は、前記の問題の解決にさらに貢献し、
すなわち車輪懸架装置又はこのような車輪懸架装置に適
した圧縮コイルばねを提供し、その際又はそれにより緩
衝器のピストン棒に生じる横方向力をさらに大幅に除去
し又は除去できるようにすることにある。
すなわち車輪懸架装置又はこのような車輪懸架装置に適
した圧縮コイルばねを提供し、その際又はそれにより緩
衝器のピストン棒に生じる横方向力をさらに大幅に除去
し又は除去できるようにすることにある。
発明の構成 前記課題を解決する本発明による車輪懸架装置は、ま
ず及びだいたいにおいて次のような特徴を有する。すな
わち圧縮コイルばねは、無負荷状態においてほぼＳ字形
に湾曲したばね中心線を有する。具体的には、圧縮コイ
ルばねは、負荷状態において、ばね力作用線とばね中心
線との間に鋭角を生じるような、緩やかなＳ字形のばね
中心線を無負荷状態において有している。その際ばね中
心線は、１つの平面内だけで湾曲していればよいが、複
数の平面内で湾曲していてもよい。
ず及びだいたいにおいて次のような特徴を有する。すな
わち圧縮コイルばねは、無負荷状態においてほぼＳ字形
に湾曲したばね中心線を有する。具体的には、圧縮コイ
ルばねは、負荷状態において、ばね力作用線とばね中心
線との間に鋭角を生じるような、緩やかなＳ字形のばね
中心線を無負荷状態において有している。その際ばね中
心線は、１つの平面内だけで湾曲していればよいが、複
数の平面内で湾曲していてもよい。
湾曲したばね中心線という本発明の教示によれば、特
に一方の端部巻回又は両方の端部巻回の適当な構成及び
／又は力導入のために使われるばね受けの適当な構成に
より、横方向力及びモーメントが導入され、かつばね力
作用線がばね中心線に対して鋭角をなして延び、それに
より緩衝ストラツト及び横リンクの構成がその他の点で
は同じ場合、さらに緩衝器に作用する横方向力が低減さ
れる。
に一方の端部巻回又は両方の端部巻回の適当な構成及び
／又は力導入のために使われるばね受けの適当な構成に
より、横方向力及びモーメントが導入され、かつばね力
作用線がばね中心線に対して鋭角をなして延び、それに
より緩衝ストラツト及び横リンクの構成がその他の点で
は同じ場合、さらに緩衝器に作用する横方向力が低減さ
れる。
初めに述べたように本発明は、特に初めに基本的に述
べたような車輪懸架装置のための圧縮コイルばねにも関
する。本発明によれば、この圧縮コイルばねは次のよう
な特徴を有する。すなわちこの圧縮コイルばねは、無負
荷状態においてほぼＳ字形に湾曲したばね中心線を有す
る。
べたような車輪懸架装置のための圧縮コイルばねにも関
する。本発明によれば、この圧縮コイルばねは次のよう
な特徴を有する。すなわちこの圧縮コイルばねは、無負
荷状態においてほぼＳ字形に湾曲したばね中心線を有す
る。
実施例 本発明の実施例を従来技術と対比して以下図面により
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図ないし第４図に示した車輪懸架装置には、緩衝
ストラツト５と横リンク６が含まれており、この緩衝ス
トラツトは、一方において車体１に、かつ他方において
車輪２に接続されており、かつ圧縮コイルばね３及び緩
衝器４を有する。
ストラツト５と横リンク６が含まれており、この緩衝ス
トラツトは、一方において車体１に、かつ他方において
車輪２に接続されており、かつ圧縮コイルばね３及び緩
衝器４を有する。
第１図から明らかなように、種々の力の間で力の平衡
が成立しており、すなわち車輪支持力FA、横リンク力
FL、車体支持力Ｆ、圧縮コイルばね力FF及び横方向力FQ
の間で力の平衡が成立している。一方において圧縮コイ
ルばね３のばね力作用線９と緩衝器軸線10の間の角度
α、及び他方において支持作用線11と緩衝器軸線10の間
の角度βが同じではないので、従つてばね力作用線９と
支持作用線11が一致していないので、緩衝器４のピスト
ン棒８によつて吸収すべきかつ緩衝器４のピストンに摩
擦力を生じる不都合な横方向力FQが生じる。
が成立しており、すなわち車輪支持力FA、横リンク力
FL、車体支持力Ｆ、圧縮コイルばね力FF及び横方向力FQ
の間で力の平衡が成立している。一方において圧縮コイ
ルばね３のばね力作用線９と緩衝器軸線10の間の角度
α、及び他方において支持作用線11と緩衝器軸線10の間
の角度βが同じではないので、従つてばね力作用線９と
支持作用線11が一致していないので、緩衝器４のピスト
ン棒８によつて吸収すべきかつ緩衝器４のピストンに摩
擦力を生じる不都合な横方向力FQが生じる。
第１図に示した車輪懸架装置のように従来技術に属す
る第２図に示した車輪懸架装置においては、一方におい
て圧縮コイルばね３のばね力作用線９と緩衝器軸線10の
間の角度α、及び他方において支持作用線11と緩衝器軸
線10の間の角度βが同じであり、従つてばね力作用線９
と支持作用線11は一致している。その結果圧縮コイルば
ね力FFと車体支持力が同じであり、従つて横方向力FQは
０である。
る第２図に示した車輪懸架装置においては、一方におい
て圧縮コイルばね３のばね力作用線９と緩衝器軸線10の
間の角度α、及び他方において支持作用線11と緩衝器軸
線10の間の角度βが同じであり、従つてばね力作用線９
と支持作用線11は一致している。その結果圧縮コイルば
ね力FFと車体支持力が同じであり、従つて横方向力FQは
０である。
第３図と第４図は、特に幅広いタイヤを有する車輪２
用の車輪懸架装置における状態を示している。ここでは
第３図に示すように、横方向力FQが生じないようにする
ため、ここでもばね力作用線９と支持作用線11が一致す
るように圧縮コイルばね３を大幅に斜めにした場合、緩
衝器４が圧縮コイルばね３を通ること、及び車輪２が十
分自由になることは、保証されていない。さらに収縮及
び伸張の際に中央動作範囲において圧縮コイルばね３
は、巻回接触しかつふくらむ傾向を有する。それ故に第
４図に示した状態だけは実現でき、ここでは一方におい
てばね力作用線９と緩衝器軸線10の間の角度α、及び他
方において支持作用線11と緩衝器軸線10の間の角度βは
同じではなく、従つてばね力作用線９と支持作用線11は
一致していない。従つて不都合な横方向力FQは残る。
用の車輪懸架装置における状態を示している。ここでは
第３図に示すように、横方向力FQが生じないようにする
ため、ここでもばね力作用線９と支持作用線11が一致す
るように圧縮コイルばね３を大幅に斜めにした場合、緩
衝器４が圧縮コイルばね３を通ること、及び車輪２が十
分自由になることは、保証されていない。さらに収縮及
び伸張の際に中央動作範囲において圧縮コイルばね３
は、巻回接触しかつふくらむ傾向を有する。それ故に第
４図に示した状態だけは実現でき、ここでは一方におい
てばね力作用線９と緩衝器軸線10の間の角度α、及び他
方において支持作用線11と緩衝器軸線10の間の角度βは
同じではなく、従つてばね力作用線９と支持作用線11は
一致していない。従つて不都合な横方向力FQは残る。
第５図は、他の車輪懸架装置用の圧縮コイルばね３の
構成を示している。第５図の上部に示した無負荷状態に
おいて圧縮コイルばね３のばね中心線７は曲率半径が一
定で、かつ１つの平面内だけで湾曲している。
構成を示している。第５図の上部に示した無負荷状態に
おいて圧縮コイルばね３のばね中心線７は曲率半径が一
定で、かつ１つの平面内だけで湾曲している。
湾曲したばね中心線７によりモーメントMO、MUが導入
され、それによりばね力作用線９とばね中心線７間の平
行なシフトが生じる。第５図の上部には圧縮コイルばね
が無負荷状態で示してあり、一方下部には負荷をかけた
状態が示されており、しかも通常の負荷をかけた状態、
すなわち中央動作範囲に対する出発点が示されている。
従って圧縮コイルばね３は、全範囲に亘る負荷をかけた
状態において、即ち中央動作範囲において少なくともほ
ぼ円筒形になるように構成されている。
され、それによりばね力作用線９とばね中心線７間の平
行なシフトが生じる。第５図の上部には圧縮コイルばね
が無負荷状態で示してあり、一方下部には負荷をかけた
状態が示されており、しかも通常の負荷をかけた状態、
すなわち中央動作範囲に対する出発点が示されている。
従って圧縮コイルばね３は、全範囲に亘る負荷をかけた
状態において、即ち中央動作範囲において少なくともほ
ぼ円筒形になるように構成されている。
第５図の下部左側に記載した圧縮コイルばね力FFによ
るばね力作用線９は、中央力FZとモーメントMO及びMUか
ら合成される。
るばね力作用線９は、中央力FZとモーメントMO及びMUか
ら合成される。
従って、圧縮コイルばね３が緩衝器に作用する横方向
力を減少させる。しかし、ばね力作用線９はばね中心線
７に対して平行にシフトするのみであるので、横方向力
の減少を充分に達成することは困難である。
力を減少させる。しかし、ばね力作用線９はばね中心線
７に対して平行にシフトするのみであるので、横方向力
の減少を充分に達成することは困難である。
第６図は、本発明による車輪懸架装置用の本発明によ
る圧縮コイルばね３の構成を示している。第６図の上部
に示した無負荷状態においてばね中心線７が曲率半径が
一定でなく緩やかにＳ字形に湾曲している。ばね中心線
７が１つの平面内だけで湾曲した構成が示されている。
しかしばね中心線７が複数の平面内で湾曲した構成も考
えられる。
る圧縮コイルばね３の構成を示している。第６図の上部
に示した無負荷状態においてばね中心線７が曲率半径が
一定でなく緩やかにＳ字形に湾曲している。ばね中心線
７が１つの平面内だけで湾曲した構成が示されている。
しかしばね中心線７が複数の平面内で湾曲した構成も考
えられる。
ほぼＳ字形に湾曲したばね中心線７という本発明の教
示により、横方向力FX、FY又はモーメントMO、MUが導入
され、それによりばね力作用線９はばね中心線７と一致
しなくなり、ばね中心線７の曲率半径は一定でないこと
からばね作用線９は、ばね中心線７に対して鋭角をなし
て延びるようになる。その結果緩衝ストラット及び横リ
ンク６の幾何学的構造がその他の点で同じである場合、
さらに横方向力FQの低減が生じ、又は横方向力FQの発生
が防止できる。
示により、横方向力FX、FY又はモーメントMO、MUが導入
され、それによりばね力作用線９はばね中心線７と一致
しなくなり、ばね中心線７の曲率半径は一定でないこと
からばね作用線９は、ばね中心線７に対して鋭角をなし
て延びるようになる。その結果緩衝ストラット及び横リ
ンク６の幾何学的構造がその他の点で同じである場合、
さらに横方向力FQの低減が生じ、又は横方向力FQの発生
が防止できる。
第６図の上部には、本発明による圧縮コイルばね３が
それぞ無負荷状態で示してあり、下部には負荷をかけ状
態が示されており、しかも通常の負荷をかけた状態、す
なわち中央動作範囲に対する出発点が示されている。従
って圧縮コイルばね３は、全範囲に亘る負荷をかけた状
態において、従って中央動作範囲において少なくともほ
ぼ円筒形になるように構成されている。特に圧縮コイル
ばね３は、収縮及び伸長の際全動作範囲において巻回の
接触を生じず、かつ許容できないふくらみを生じる傾向
がないように構成されている。
それぞ無負荷状態で示してあり、下部には負荷をかけ状
態が示されており、しかも通常の負荷をかけた状態、す
なわち中央動作範囲に対する出発点が示されている。従
って圧縮コイルばね３は、全範囲に亘る負荷をかけた状
態において、従って中央動作範囲において少なくともほ
ぼ円筒形になるように構成されている。特に圧縮コイル
ばね３は、収縮及び伸長の際全動作範囲において巻回の
接触を生じず、かつ許容できないふくらみを生じる傾向
がないように構成されている。
第６図の下部左側に記載した圧縮コイルばね力FFによ
るばね力作用線９は、横方向力FX及びFYとモーメントMO
及びMUから合成される。
るばね力作用線９は、横方向力FX及びFYとモーメントMO
及びMUから合成される。
第１図は、車輪懸架装置及びここに生じる横方向力を説
明する図、第２図は、理想的な、すなわち横方向力のな
い車輪懸架装置を示す第１図に相応する図、第３図は、
特に幅広いタイヤにおける状態について斜めに設定され
た圧縮コイルばねを示す第２図に相応する図、第４図
は、端部巻回を斜めに設定された圧縮コイルばねを示す
第３図、特に幅広いタイヤに相応する図、第５図は、車
輪懸架装置用の圧縮コイルばねの構成を示す図、第６図
は、本発明による車輪懸架装置用の本発明による圧縮コ
イルばねの構成を示す図である。 １……車体、２……車輪、３……圧縮コイルばね、４…
…緩衝器、５……緩衝ストラツト、６……横リンク、７
……ばね中心線、８……ピストン棒、９……ばね力作用
線、10……緩衝器軸線、11……支持作用線
明する図、第２図は、理想的な、すなわち横方向力のな
い車輪懸架装置を示す第１図に相応する図、第３図は、
特に幅広いタイヤにおける状態について斜めに設定され
た圧縮コイルばねを示す第２図に相応する図、第４図
は、端部巻回を斜めに設定された圧縮コイルばねを示す
第３図、特に幅広いタイヤに相応する図、第５図は、車
輪懸架装置用の圧縮コイルばねの構成を示す図、第６図
は、本発明による車輪懸架装置用の本発明による圧縮コ
イルばねの構成を示す図である。 １……車体、２……車輪、３……圧縮コイルばね、４…
…緩衝器、５……緩衝ストラツト、６……横リンク、７
……ばね中心線、８……ピストン棒、９……ばね力作用
線、10……緩衝器軸線、11……支持作用線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭51−146615（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭48−39290（ＪＰ，Ｙ１) 英国公開1198713（ＧＢ，Ａ)
Claims (8)
- 【請求項１】一方において車体にかつ他方において車輪
に接続された緩衝ストラットが設けられており、この緩
衝ストラットが、圧縮コイルばね（支持ばね）及び緩衝
器を有し、かつ横リンクが設けられていて、圧縮コイル
ばねが無負荷状態において曲率半径が一定でなく湾曲し
たばね中心線を有する車輪懸架装置において、前記、圧
縮コイルばね（３）のばね中心線（７）が無負荷状態に
おいてほぼＳ字形に延びていることを特徴とする車輪懸
架装置。 - 【請求項２】ばね中心線（７）が、１つの平面内だけで
湾曲している請求項１記載の車輪懸架装置。 - 【請求項３】圧縮コイルばね（３）が、負荷をかけた状
態で特に中央動作範囲においてほぼ円筒形になっている
請求項１または２記載の車輪懸架装置。 - 【請求項４】圧縮コイルばね（３）が、収縮及び伸長の
すべての動作範囲において巻回の接触を生じない請求項
１〜３の１つに記載の車輪懸架装置。 - 【請求項５】一方において車体にかつ他方において車輪
に接続された緩衝ストラットが設けられており、この緩
衝ストラットが、圧縮コイルばね（支持ばね）及び緩衝
器を有し、かつ横リンクが設けられていて、圧縮コイル
ばねが無負荷状態において曲率半径が一定でなく湾曲し
たばね中心線を有する車輪懸架装置用の圧縮コイルばね
において、無負荷状態においてほぼＳ字形に延びている
ばね中心線（７）を有することを特徴とする圧縮コイル
ばね。 - 【請求項６】ばね中心線（７）が、１つの平面内だけで
湾曲している請求項５記載の圧縮コイルばね。 - 【請求項７】負荷をかけた状態で特に中央動作範囲にお
いてほぼ円筒形になっている請求項５または６記載の圧
縮コイルばね。 - 【請求項８】収縮及び伸長のすべての動作範囲において
巻回の接触を生じない請求項５〜７の１つに記載の圧縮
コイルばね。
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