JP3240249U

JP3240249U - トレーリングアーム用緩衝器

Info

Publication number: JP3240249U
Application number: JP2022003176U
Authority: JP
Inventors: 九磨國政
Original assignee: 株式会社Ｂｓｃフジノ
Priority date: 2022-09-22
Filing date: 2022-09-22
Publication date: 2022-12-16
Anticipated expiration: 2032-09-22

Abstract

【課題】スリーリンク車軸式サスペンションを採用する車両における、トレーリングアームを取付けるための弾性体から成るサスペンションブッシュの撓みを制御するトレーリングアーム用緩衝器を提供する。【解決手段】車両の進行方向に沿った向きに配設されたトレーリングアームに並設された緩衝器１であって、トレーリングアームを車体及び車軸に連結する部分に配設された弾性体から成るサスペンションブッシュの外力による変形を減衰し、内部に油を満たした油室とガスを満たしたガス室１３とを備えたシリンダーチューブ１４と、シリンダーチューブに嵌入されガス室と油室とを離隔するフリーピストン１５と、シリンダーチューブに嵌入され油室を二つに仕切るピストン１６と、ピストンからシリンダーチューブの一端部の外側に延出するピストンロッド１７とから成る単筒式ショックアブソーバーである。【選択図】図９

Description

本考案は、スリーリンク車軸式サスペンションにおける、サスペンションブッシュの撓みを減衰するための減衰器に関するものであり、より詳細には、車両の進行方向に沿った向きに配設されたトレーリングアームを取付けるために使用される弾性体から成るサスペンションブッシュの撓みを減衰する緩衝器に関する。

従来から、スリーリンク車軸式サスペンションは、車両の進行方向に沿った向きに配設された２本のトレーリングアームと、トレーリングアームと略直交する向きに配設された１本のラテラルロッドの合計３本で、車体と車軸を連結する方式が知られている。

上述した従来のスリーリンク車軸式サスペンションは、トレーリングアームを連結する弾性体から成るサスペンションブッシュが、路面からの外力を受け止める前後コンプライアンスの一部を担っており、サスペンションブッシュの容量を増大すると乗り心地が向上するとされいた。

そこで、特許文献１には、トレーリングアームの車体側への連結部分に使用するサスペンションブッシュの容量を増大できる構造とすることで、悪路などでの乗り心地が向上する発明が開示されている。

さらに、トレーリングアームの車軸側への連結部に使用するサスペンションブッシュは、制動時車軸に発生する回転モーメントや、車軸が駆動輪である場合の駆動時車軸に発生する回転モーメントを受け止め、振動などの発生を防止するために、車両進行方向に沿った向きの車軸中心に対して前側と後側に其々１個配設されることが一般的である。

このように、１本のトレーリングアームに３個の大きなサスペンションブッシュを嵌着して、車体と車軸を連結していることから、弾性体であるサスペンションブッシュは路面からの外力による衝撃や、駆動時及び制動時の振動などを吸収することができ、乗り心地を向上させる一定の効果があると共に、サスペンションブッシュの撓みによって車体が傾く時の自由度を得ることもできる。

実開昭６１－７５３０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のトレーリングアームや、上述した従来のトレーリングアームは、大きなサスペンションブッシュを嵌着していることによる、様々な問題が発生する。具体的には、片輪が乗り上げた時に起きるサスペンションブッシュの撓みによりタイヤのトー角が変化し、運転者がステアリングを操作しない状態で、車両の進路が変わるアクスルステアの問題がある。

また、サスペンションブッシュの容量を増大すると、車両転舵時にサスペンションブッシュの撓みによって発生するロール量が増大する問題もある。

さらに、サスペンションブッシュは、通常ゴムブッシュなどの弾性体であることから、一度外力が掛かり撓むと、外力が掛からない状態になると、今度は復元する反力が働くことで自由振動が連続し、所謂バネ下のバタつきによる乗り心地が悪化する問題もある。

この時、略車両の上下方向に沿った向きに装着されている緩衝器は、車軸が上下方向に動く時には作用するが、サスペンションブッシュの撓みによって生じる車軸の動きには作用しない問題もある。

本考案は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その具体的目的は、スリーリンク車軸式サスペンションを採用する車両における、トレーリングアームを取付けるための弾性体から成るブッシュの撓みを制御するトレーリングアーム用緩衝器を提供することにある。

本考案は、上記目的を達成するために案出されたものである。詳述するならば、スリーリンク車軸式サスペンションを採用する車両において、車両の進行方向に沿った向きに配設されたトレーリングアームに並設された緩衝器であって、前記トレーリングアームを車体及び車軸に連結する部分に配設されたサスペンションブッシュの外力による変形を前記緩衝器が減衰する構成が含まれる。

本考案のトレーリングアーム用緩衝器は、サスペンションブッシュが路面からの外力により撓むスピードを減衰することで、結果的にその撓み量を減少させる効果が期待できることから、片輪が乗り上げた時などに起きるサスペンションブッシュの撓みによってタイヤのトー角が変化し、運転者がステアリングを操作しない状態で車両の進路が変わるアクスルステアの問題を低減できる効果がある。

さらに説明すると、本考案には、前記トレーリングアーム用緩衝器が、前記トレーリングアームを車体及び車軸に固定する固定部材で共締め固定され、さらに前記トレーリングアーム用緩衝器の取付け部材に、弾性体であるゴムブッシュや液封ブッシュなどの撓むブッシュを使用せず、例えば、スフェリカルベアリングや、金属または硬質樹脂製の略撓むことが無い軸受けなどを取付け部材として使用する構成が含まれる。

本考案によれば、トレーリングアーム用緩衝器が、トレーリングアームを車体及び車軸に固定する固定部材で共締め固定され、取付け部材に弾性体が使用されていないことから、サスペンションブッシュの撓みによる相対変位が、略１対１の正確な変位量と変位スピードでトレーリングアーム用緩衝器が作動する効果がある。

また、本考案には、前記トレーリングアーム用緩衝器が、内部に油を満たした油室とガスを満たしたガス室とを備えたシリンダーチューブと、前記シリンダーチューブに嵌入され前記ガス室と前記油室とを離隔するフリーピストンと、前記シリンダーチューブに嵌入され前記油室を二つに仕切るピストンと、前記ピストンから前記シリンダーチューブの一端部の外側に延出するピストンロッドとから成り、前記ピストンロッドが伸びきる前に圧縮されるリバウンドスプリングを内蔵していない単筒式ショックアブソーバーである構成が含まれる。

本考案によれば、トレーリングアームの取付けに使用される弾性体であるサスペンションブッシュのばね定数や容量などにより変動する、撓み量や、撓みスピードに合わせて所要の減衰特性を単筒式ショックアブソーバー設定すれば良く、リバウンドスプリングなどのストローク位置に依存する弾性体など余計な要素が介在しないことから、減衰値の調整が容易となる効果がある。

また、本考案には、前記トレーリングアーム用緩衝器が、前記トレーリングアームを車体及び車軸に連結する部分に配設された全てのサスペンションブッシュの固定部材と共締め固定され、さらに前記トレーリングアーム用緩衝器の取付け部材に弾性体であるゴムブッシュや液封ブッシュなどの撓むブッシュを使用せず、例えば、スフェリカルベアリングや、金属または硬質樹脂製の略撓むことが無い軸受けなどを取付け部材として使用し、前記トレーリングアーム用緩衝器が、内部に油を満たした油室とガスを満たしたガス室とを備えたシリンダーチューブと、前記シリンダーチューブに嵌入され前記ガス室と前記油室とを離隔するフリーピストンと、前記シリンダーチューブに嵌入され前記油室を二つに仕切るピストンと、前記ピストンから前記シリンダーチューブの一端部の外側に延出するピストンロッドとから成り、前記ピストンロッドが伸びきる前に圧縮されるリバウンドスプリングを内蔵していない単筒式ショックアブソーバーである構成が含まれる。

本考案によれば、トレーリングアーム用緩衝器が、トレーリングアームの車軸側に連結するサスペンションブッシュが複数配設されていても、全てのサスペンションブッシュの固定部材と共締め固定されいることから、制動時や駆動時に車軸に発生する回転モーメントによる振動を抑制し、さらに、車両転舵時にサスペンションブッシュの撓みによって発生する、初期のロールスピードやロール量を抑制できる効果がある。

本考案のトレーリングアーム用緩衝器は、トレーリングアームを車体側及び車軸側に連結する際に使用される弾性体のサスペンションブッシュが、外力により撓むことで発生する相対位置の変動に対して略１対１の正確な変位量と変位スピードで緩衝器を作動させてスムーズに減衰できる効果がある。

また、車軸の前後方向の動きに減衰を効かせて、時間当たりの動き量と、動きのスピードを制御することで、所謂バネ下のバタつきを抑止しすると共に、車体と車軸の相対する位置が短時間に崩れる症状を緩和し、良好な乗り心地と落ち着いた直進性が得られる効果もある。

本考案にかかるトレーリングアーム用緩衝器の使用状態を示す斜視図である。トレーリングアーム用緩衝器の取付け手順を示す説明図である。トレーリングアーム用緩衝器の実施例を示す斜視図である。車両旋回時にトレーリングアームのサスペンションブッシュが撓む例を示す説明図である。車両進行方向の外力によりトレーリングアームのサスペンションブッシュが撓む例を示す説明図である。アクスルステアを説明するための平面図である。トレーリングアーム用緩衝器の構成例１を示す側面図である。トレーリングアーム用緩衝器の構成例２を示す側面図である。トレーリングアーム用緩衝器の内部構造を示す部分断面図である。

以下、本考案の実施形態を図面を参照しながら説明する。ただし、図面は模式的に図示しており、実際の寸法や比率等とは必ずしも一致しない。また、図面相互間において、お互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることがある。
尚、本実施形態において、トレーリングアーム用緩衝器を車両に装着した状態で、車両の進行方向に沿った向きを前後と、車両の車幅方向に沿った向きを左右と表現する。

図１に示されるように、本考案に係るトレーリングアーム用緩衝器１は、車軸２を、車両の左右方向の略両端部近傍所要位置において車両の前後方向に沿った向きに配設された２本のトレーリングアーム３，３と、トレーリングアーム３，３と略直交する向きに配設された１本のラテラルロッド４の合計３本で車体６と車軸２とを連結した、スリーリンク車軸式サスペンション１００を採用する車両に使用する考案である。

図１、図２及び図３に示されるように、本考案に係るトレーリングアーム用緩衝器１は、トレーリングアーム３に並設される位置に、トレーリングアーム３を車体６及び車軸２に固定する固定部材５で、共締め固定されている。

また、図３及び図５に示されるように、トレーリングアーム３には、車体６に連結するための第一ブッシュ３１と、車軸２に連結するために車両の前後方向に沿った向きの車軸中心７に対して前側に配設された第二ブッシュ３２と、後側に配設された第三ブッシュ３３との３点のサスペンションブッシュが嵌着されている。

また、トレーリングアーム用緩衝器１は、トレーリングアーム３の第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３全てのブッシュの固定部材５と共締め固定される。尚、車軸中心７に対しての前後方向は、トレーリングアーム３を後輪の車軸２に取り付けた場合の位置関係であり、前輪の車軸２に取り付けた場合の位置関係は前後方向が逆になる場合がある。

図７及び図８に示されるように、本考案に係るトレーリングアーム用緩衝器１は、第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３が撓むスピードを減衰する減衰値を発生する単筒式ショックアブソーバー本体１１と、取付け部材とで構成されている。

取付け部材は、トレーリングアーム３の取付け方法及び取付け形状に合わせて適宜選択すれば良く、例えば、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３両方に共締め可能な取り付ブラケット１Ａ、第一ブッシュ３１と共締め可能となる取付けボス１Ｂまたは取付けブロック１Ｃを選択し、さらに単筒式ショックアブソーバー本体１１と、取り付ブラケット１Ａ、取付けボス１Ｂ、または取付けブロック１Ｃとを連結するロッドエンド１Ｄで構成されている。尚、取付けブロック１Ｃには、第一ブッシュ３１を車体に固定する固定具であるボルトと螺合可能な雌螺子を作製すれば良い。

ロッドエンド１Ｄは連結支点に対して回動可能に接続され、その接続部は、例えば、スフェリカルベアリング、ボールベアリング、金属または硬質樹脂製の略撓むことが無い軸受けなどを採用すれば良い。また、取り付ブラケット１Ａは、金属製の板材をプレス加工や切削加工し形成され、その材料としては、ステンレス合金、アルミニウム合金等の金属からなる板材を使用すればよい。さらに、取付けブロック１Ｃ及び取付けボス１Ｂは、ステンレス合金、アルミニウム合金等の金属からなる材料を切削加工し形成すれば良い。

図９に示されるように、単筒式ショックアブソーバー本体１１は、内部に油を満たした油室１２と、ガスを満たしたガス室１３とを備えたシリンダーチューブ１４と、シリンダーチューブ１４に嵌入されガス室１３と油室１２とを離隔するフリーピストン１５と、シリンダーチューブ１４に嵌入され油室１２を二つに仕切るピストン１６と、ピストン１６からシリンダーチューブ１４の一端部の外側に延出するピストンロッド１７とで構成されている。

また、本実施形態の単筒式ショックアブソーバー本体１１は、シリンダーチューブ１４内のピストンロッド１７のピストン１６より上部に挿入されたコイルスプリングから成り、ピストンロッド１７が伸びきる前に圧縮されるリバウンドスプリングを内蔵していない単筒式ショックアブソーバーであれば良い。

ここで、図２に示すトレーリングアーム用緩衝器１の取付け手順を説明する。先ず図２（Ａ）に示すように、取付けボス１Ｂを第一ブッシュ３１とボルトナットで共締めし、取り付ブラケット１Ａを第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３と固定部材５で共締めする。次に図２（Ｂ）に示すように、単筒式ショックアブソーバー本体１１の両端部に連結された両ロッドエンド１Ｄ，１Ｄの首分部に、掛合された一対の鉤型治具２１，２１を荷紐２２で連結し単筒式ショックアブソーバー本体１１を所要長さに押縮め、両端部を取付けボス１Ｂと取り付ブラケット１Ａにボルト１Ｆで固定する。最後に図２（Ｃ）に示すように、荷紐２２を解き、鉤型治具２１，２１を取り外せば取付けは完了する。

また、図４、図５及び図６を用いて、第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３が撓む状況とその影響を説明する。ここで、第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３は、路面からの外力などによる振動・衝撃を車内に伝えにくくするために、弾性体であるゴムブッシュや液封ブッシュなどの撓むサスペンションブッシュがトレーリングアーム３に略一直線に圧入し嵌着されている。

図６はアクスルステアを説明するための平面図であり、図５は車両進行方向の外力によりトレーリングアーム３のサスペンションブッシュが撓む例を示す説明図である。尚、図５（Ｂ）は外力Ｆが掛かっていない状態で、図５（Ｃ）は前方より外力Ｆが掛かり第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３が撓んだ状態、図５（Ａ）は図５（Ｃ）の反力などが掛かり第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３が撓んだ状態を示す。

図６に示すように、例えば、片側のタイヤ４０が突起部を乗り越えると、片側のタイヤ４０に外力Ｆが働き、第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３が撓んでトレーリングアーム３の位置が移動（Ｔ１，Ｔ２）し、片側のタイヤが前後方向に移動（Ｔ）すると，タイヤのトー角が変化し、運転者がステアリングを操作しない状態で車両の進路が変わるアクスルステアが発生する。

さらに、図６に示すように、車軸が駆動輪であってデファレンシャルギアを備えていると、上記タイヤのトー角が変化する現象に加え、片側のタイヤが突起部を乗り越えると進行方向後側へ後退することで車輪速度が遅くなり、その車輪速度の変化によりデファレンシャルギアが作動介入し、反対側の車輪速度を速くする力が働くことになる。すると、車両に旋回動作が発生することとなり、車両が進路変更する動きが助長される問題が発生する。

また、図４は車両旋回時に第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３が撓む例を示す説明図である。尚、図４（Ｂ）は外力Ｆが掛かっていない状態で、図４（Ａ）は車両がロールする内側でタイヤ４０が伸びあがる側の状態を示し、図４（Ｃ）は車両がロールする外側でタイヤ４０が沈み込む側の状態を示している。さらに、第二ブッシュ３２と第三ブッシュ３３には、制動時や駆動時に車軸に発生する回転モーメントＷその反力を受け上下方向の撓みが発生する。

この第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３の上下方向の撓みは、制動時車軸に発生する回転モーメントや、車軸が駆動輪である場合の駆動時車軸に発生する回転モーメントを受け止め、振動などの発生を防止する反面、車両のロール量やロールスピードに大きな影響を及ぼす現象がある。

本実施形態のトレーリングアーム用緩衝器１は、第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３が、外力により前後方向や上下方向に撓むスピードを、単筒式ショックアブソーバー本体１１で発生させる減衰値で調整し、結果的に撓み量も制御することができる。

また、本実施形態のトレーリングアーム用緩衝器１は、第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３と所要形態の取付け部材を選択し共締め固定することから、所謂、後付け装着が容易であることと、トレーリングアーム３と並設され第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３と共締め固定されることで各ブッシュの撓みに対して略１対１の正確な変位量と変位スピードで単筒式ショックアブソーバー本体１１を作動させることができる効果がある。

上述した実施形態では、取付けブロック１Ｃ及び取付けボス１Ｂは、ステンレス合金、アルミニウム合金等の金属からなる材料を切削加工し形成するとして説明したが、これは材料を限定するものではなく炭素鋼や他の金属、または、エンジニアリングプラスチックなどの合成樹脂を材料としても良い。

上述した実施形態では、トレーリングアーム３の第一ブッシュ３１、第二ブッシュ３２及び第三ブッシュ３３全てのブッシュの固定部材５と共締め固定される場合の実施形態を説明したが、これは固定部材５と共締め固定する箇所を全てに限定するものではなく、少なくとも、トレーリングアーム３を、車体６と固定式車軸２に固定する固定部材５の各１箇所で共締めすれば良く、全てのサスペンションブッシュの固定部材５と共締め固定すればさらに良いという意味である。さらに、トレーリングアーム３に嵌着されるサスペンションブッシュを３個で説明したが、嵌着される数を限定するものではなく、トレーリングアーム３が装着される車両の形状、車軸の形状によってサスペンションブッシュの数量は変更することができる。

以上のように、本考案の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、材質、数量、使用用途、位置若しくは配置等に対して当業者が様々な変更を加えることができるものである。
従って、既に開示した形状等の限定をした記載は、本考案の理解を容易にするために例示的に示したものであり、本考案を限定するものではないから、それらの形状等の限定を一部、若しくは全部を外した部材の名称での記載は、本考案に含まれるものである。

１トレーリングアーム用緩衝器
２車軸
３トレーリングアーム
４ラテラルロッド
５固定部材
６車体
７車軸中心
１１単筒式ショックアブソーバー本体
１２油室
１３ガス室
１４シリンダーチューブ
１５フリーピストン
１６ピストン
１７ピストンロッド
１Ａ取り付ブラケット
１Ｂ取付けボス
１Ｃ取付けブロック
１Ｄロッドエンド
１Ｆボルト
２１鉤型治具
２２荷紐
３１第一ブッシュ
３２第二ブッシュ
３３第三ブッシュ
４０タイヤ
１００スリーリンク車軸式サスペンション

Claims

スリーリンク車軸式サスペンションを採用する車両において、車両の進行方向に沿った向きに配設されたトレーリングアームに並設された緩衝器であって、前記トレーリングアームを車体及び車軸に連結する部分に配設された弾性体から成るサスペンションブッシュの外力による変形を前記緩衝器が減衰することを特徴とするトレーリングアーム用緩衝器。
前記トレーリングアーム用緩衝器は、前記トレーリングアームを車体及び車軸に固定する固定部材で共締め固定され、さらに前記トレーリングアーム用緩衝器の取付け部材に弾性体から成るブッシュを使用していないことを特徴とする請求項１に記載のトレーリングアーム用緩衝器。
前記トレーリングアーム用緩衝器が、内部に油を満たした油室とガスを満たしたガス室とを備えたシリンダーチューブと、前記シリンダーチューブに嵌入され前記ガス室と前記油室とを離隔するフリーピストンと、前記シリンダーチューブに嵌入され前記油室を二つに仕切るピストンと、前記ピストンから前記シリンダーチューブの一端部の外側に延出するピストンロッドとから成る単筒式ショックアブソーバーであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトレーリングアーム用緩衝器。
前記トレーリングアーム用緩衝器が、前記トレーリングアームを車体及び車軸に連結する部分に配設された全てのサスペンションブッシュの固定部材と共締め固定され、さらに前記トレーリングアーム用緩衝器の取付け部材に弾性体から成るブッシュを使用せず、前記トレーリングアーム用緩衝器が、内部に油を満たした油室とガスを満たしたガス室とを備えたシリンダーチューブと、前記シリンダーチューブに嵌入され前記ガス室と前記油室とを離隔するフリーピストンと、前記シリンダーチューブに嵌入され前記油室を二つに仕切るピストンと、前記ピストンから前記シリンダーチューブの一端部の外側に延出するピストンロッドとから成る単筒式ショックアブソーバーであることを特徴とする請求項１に記載のトレーリングアーム用緩衝器。