JP2642471B2 - スタビライザ機能を備えた車両用懸架装置 - Google Patents

スタビライザ機能を備えた車両用懸架装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、乗用車、商用車、トラックなどの車両用懸
架装置、特に、スタビライザ機能を備えた車両用懸架装
置に関するものである。
従来の技術 この種の車両においては、急カーブ旋回、レーン変更
など横方向力が発生する状況においては、車体に傾きを
発生し、運転者や、乗客に不安を感じさせたり、極端な
場合には、車両が転倒することさえもあり得る。
このような不都合を防止するために、一般的には、ス
タビライザバーが装着されている(添付図面の第6図の
参照記号Sにより現してあるが、図において、同S0は、
本来の懸架装置機構を現している)。
そして、スタビライザバーSは、車体と路面と間の距
離が、左右間で変化した場合、すなわち、車体が傾いた
場合にだけ機能をするように配置されている。従って、
乗車状況や、積載状況が変化し、左右の懸架装置が等し
くその路面からの高さを減少させても、スタビライザバ
ーの特性は変化せず、ロール剛性を車両の総重量の変化
や、重心位置の変化に合わせて大きく変化させることが
出来ない。
また、スタビライザバーSは、それを形成している丸
棒のねじり力を、その作動の基本としているので、第7
図に示すように、荷重PがスタビライザバーSの端部に
加えられ、その結果、角度θのねじりが生じたものとし
た場合、その荷重Pと、ねじり角度θとの間の関係を現
すばね特性は、ほぼ直線形であるので(第8図参照)、
急カーブ旋回時における強いロール力と、緩いカーブ旋
回時における弱いロール力の両方の場合に、効果的なロ
ール剛性を得ることは、困難なところである。
更に、このスタビライザバーSは、金属丸棒を、ほぼ
U字形に曲げ成形することにより作られることが多く、
また、少なくとも、左右両輪間を連結する必要があるの
で、スタビライザバーSそれ自体が重いだけでは無く、
種々の取り付け部品も多くなり、全体として、かなりの
重量のものとなる他、車両への組み立て工数が多いこと
も、知られているところである。
発明が解決しようとする課題 そこで、本発明は、従来公知のスタビライザにおける
上記のような問題点のあることに鑑み、このような問題
点を解決し、軽量であり且つ非線形ロール剛性を、車両
の重量変化に合わせて任意に設定する機能を有する新規
な車両用懸架装置を得ることを、その課題とするもので
ある。
課題を解決するための手段 本考案は、以上のような課題を解決するためになされ
たもので、特に、車両用懸架装置において、車両車体
と、車軸との間に配置され重ね板ばねからなる第1懸架
機構に、この第1懸架機構の変形方向に変形可能な非線
形ばね特性を有する弾性部材と伸縮自在な作動体とを直
列に配置して成る第2懸架機構を配置し、前記弾性部材
及び作動体の外周に設けられコイルばねを有する構成で
ある。
ここで、本発明の原理を説明をすると、次のようにな
る。
すなわち、本発明においては、弾性部材として、ゴム
などのような非線形ばね特性を有する材料から作られた
ものを使用するものであるが、この弾性部材だけでは、
それに加えられる荷重に変化があった場合に、これを所
定のたわみ位置、すなわち、所定の非線形特性位置に維
持することが出来ないので、懸架系統に加えられる荷重
に変化があっても、ほぼ一定のたわみ位置さを維持する
ように、弾性部材の変形部材の変形方向に伸縮自在な作
動体を協同させるものである。
今、このことを、図に基づいて説明をすると、以下の
ようになる。
第9図に示すような非線形のばね特性を有する弾性部
材が、P1の重量を左右の各車輪により、それぞれ、支持
しているものとすると、車両のカーブ旋回時などのよう
に、車両に傾斜が発生すると(第10図参照)、左側のば
ねは、PLの荷重を、また、右側のばねは、PRの荷重を支
持する。この場合、車両の重心の移動などのために (PL−P1)>(P1−PR) となるが、弾性部材は、非線形ばね特性を有しているの
で (δ−δ)≦(δ−δ) とすることができる。
これを、第11図に示すような線形ばね特性を有する弾
性部材により、同じ荷重P1を支持したものとした場合と
比較すると (δ−δ) が、小さいので、車両の傾斜θも θ=tan-1(δ−δ)/W} のように小さくすることができることが分かる。
ただし、ここで、Wは、左右両方の弾性部材の間の間
隔を現すものである(第10図参照)。
一方、車両は、乗員数や、積層量の変動によって、そ
の総重量が変動するだけでは無く、乗員の乗車位置や、
積載物の位置によっても、左右の懸架装置のたわみは、
変化する。
これらのいずれの場合においても、結果として、弾性
部材の変形位置を、非線形ばね特性の一定の位置(例え
ば、荷重P1の位置)(第9図)に止どめることは出来な
いので、理想的なロール剛性を常に発揮させることは、
困難なところである。
従って、ゴムなどの非線形ばね特性を有する弾性部材
が、たとえ、車両に重量の変化があっても、ほぼ一定の
位置に止どまるように、換言すると、ゴムなどの非線形
ばね部材の非線形ばね特性部分を積極的に使用すること
が出来る位置に止どまるようにすれば、良いこととな
る。
本発明においては、このことを実現するための一つの
方法として、ゴムなどの非線形ばね特性を有する弾性部
材と、高さ調整用の伸縮式作動体とを直列に配置し、こ
れらに、板ばね、コイルばねなどから成る本来の懸架機
構を並列に配置することにより、第3図に示すような特
性を有する懸架系とし、これを、それぞれ、左右の車輪
の側に配置することを考えているものである。
すなわち、車両積載量の変化により、懸架系への荷重
がP2からP1へ減少した場合には、高さ調整用の作動体を
延ばし、ゴムなどの非線形ばね特性を有する弾性部材の
作用開始点を、x2からへ移動させ、懸架系のばね特性
を 0→x2→c2→d2→e2→f2 から 0→x1→c1→d1→e1→f1 とするようにするものである。
懸架系の荷重が増加した場合には、逆に作動体を縮め
るようにすれば良い。更に、より強いロール剛性を発揮
したい場合には、そのままの位置に止どめ、ゴムなどの
非線形ばね特性の立ち上がった特性部分、すなわち、第
3図におけるd2〜f2付近において作動をするようにさせ
るものである。
実 施 例 以下、本発明をその実施例を示す添付図面の第1〜5
図に基づいて、詳細に説明する。
まず、第1図は、本発明の第一実施例として、上に説
明をした本発明の原理に基づいて作られた懸架装置を示
すものであり、この実施例においては、車両車体10に、
本来の第1懸架機構20を構成している重ね板ばね1が、
各端部11,12を適宜な手段により支持されており、その
長手方向の中央部には、その下部に車軸11が固着されて
いるが、重ね板ばね1の長手方向の中央部の上面と、車
体10の下面との間には、本発明による第2懸架機構、す
なわち、ゴムなどから成る非線形ばね特性を有する弾性
部材5及びこの弾性部材5の変形方向に伸縮自在な高さ
調整用の作動体6が、この順序に上下に直列に配置され
ており、これらは、それぞれ、相互に適宜に強固に連結
されると共に作動体6が、重ね板ばね1に、適宜な手段
により一体に固着されるようにしてある。
更に、第2図は、第1図の要部を拡大して示すもの
で、弾性部材5及び作動体6の外周にコイルばね7が使
用された場合の例が示されており、この場合には、車体
10の車軸11との間に配置されたコイルばね7の内部に、
弾性部材5と、作動体6とから成る第2懸架機構が、車
体10と、車軸11との間に上下に配置されているものであ
る。
次に、この実施例におけるばね特性を、横軸にばねた
わみδを、縦軸に荷重Pを採った線図により現すと、第
3図に示すとおりとなる。なお、同図において、直線0J
は、本来の懸架装置の懸架系の重ね板ばね1ないしはコ
イルばね7の線形のばね特性を現し、曲線x1〜f1及びx2
〜f2は、弾性部材5の非線形のばね特性を現すものであ
る。
この線図から分かるように、本発明によると、車両の
積載状況が変化し、例えば、荷重P2から荷重P1に変化し
た場合には、弾性部材5の作動開始点を、作動体6、例
えば、適宜なアクチュエータの調整を介して、線形ばね
特性を現す直線0Jの上の点c2を、点c1へ移動させること
により、バンプストローク、すなわち、 荷重状態がP2の場合 c2〜f2 荷重状態がP1の場合 c1〜f1 を、一定に保つことが出来、従って、車両が段差を通過
する時などに受ける不快な底突きの感じを、車両の積載
状況に関係無く防止することができる。また、各積載状
況に適合したバンプストロークを設定することもできる
ので、懸架系のバンプストロークを、従来のように、最
大積載時を基準に過大に設置する必要が無くなり、その
結果として、バンプストロークを小さくすることが可能
となり、車高の低い車両を実現することができるように
なる。この車高の低い車両は、ロール剛性が高いので、
この点からも、ロール剛性の向上を期待することができ
るものである。
更に、このような構成を有する懸架系を車両の4輪に
装着すると、急ブレーキ、急発進時におけるノーズダイ
ブ(第4図参照)や、スクワット(第5図参照)を防止
する効果を期待することも可能である。
発明の効果 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているの
で、 (1) 従来の懸架装置においては必要とされていたス
タビライザバーが不要となり、また、多様な車両重量状
況において、最適なロール剛性を持った車両を実現する
ことができること (2) 車両の積載状況が変化しても、バンプストロー
クを一定に保持し、段差の通過時などにおける不愉快な
底突き感を、車両の積載状況に無関係に防止することが
できること (3) 車両の急発進時や、急ブレーキ時のノーズダイ
プや、スクワットを防止することができること などの優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例を示す略正面図、第2図は、
第1図の要部を示す拡大略正面図、第3図は、本発明に
よる懸架機構のばね特性線図、第4図は、ノーズダイプ
の概念を示す略図、第5図は、スクワットの概念を示す
略図、第6図は、車両用懸架装置の典型的なスタビライ
ザバーを示す斜視図、第7図は、スタビライザバーの端
部に荷重が付加された状態を示す説明図、第8図は、ス
タビライザの典型的な線形ばね特性線図、第9図は、弾
性部材の典型的な非線形ばね特性線図、第10図は、車両
に横方向の力が作用した時における車体の傾斜状況を車
両の後部から見た図、第11図は、典型的な線形ばね特性
線図である。 1……重ね板ばね、5……弾性部材、6……作動体、7
……コイルばね、10……車体、11……車軸。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両用懸架装置において、車両車体と、車
    軸との間に配置され重ね板ばねからなる第1懸架機構
    に、この第1懸架機構の変形方向に変形可能な非線形ば
    ね特性を有する弾性部材と伸縮自在な作動体とを直列に
    配置して成る第2懸架機構を配置し、前記弾性部材及び
    作動体の外周に設けられたコイルばねを有することを特
    徴とするスタビライザ機能を備えた車両用懸架装置。
  2. 【請求項2】前記弾性部材が、ゴムからなることを特徴
    とする請求項1記載のスタビライザ機能を備えた車両用
    懸架装置。
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