JP3515957B2 - 車両用懸架装置 - Google Patents
車両用懸架装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/04—Wound springs
- F16F1/047—Wound springs characterised by varying pitch
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G15/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type
- B60G15/02—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring
- B60G15/06—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of combined spring and vibration damper, e.g. telescopic type having mechanical spring and fluid damper
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- B60G2200/17—Independent suspensions with a strut contributing to the suspension geometry by being articulated onto the wheel support
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Springs (AREA)
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Description
【０００１】（技術分野）
本発明は、車両用懸架装置に関し、特にばねの構造及び
ばねの取付け構造に特徴を有する車両用懸架装置及びそ
れに用いるばねに関する。
ばねの取付け構造に特徴を有する車両用懸架装置及びそ
れに用いるばねに関する。
【０００２】（背景技術）
従来から、自動車等に用いられる例えばストラット型懸
架装置に於いて、内部にオイルが充填されたシリンダ
と、それに受容されたピストンとを有する筒型ショック
アブソーバとこれを囲繞するように設けられた圧縮コイ
ルばねとからなるアセンブリを、車体と懸架装置のリン
ク部材とを連結するように組み付けるものがある。とこ
ろが、タイヤからの入力が必ずしもショックアブソーバ
の軸線と一致せず、横荷重を伴うことから、ショックア
ブソーバのシリンダとピストンとの摺動部に横荷重及び
モーメントが作用し、摺動抵抗が発生して車の乗り心地
を損ねると共にショックアブソーバの寿命をも短くする
という問題があった。
架装置に於いて、内部にオイルが充填されたシリンダ
と、それに受容されたピストンとを有する筒型ショック
アブソーバとこれを囲繞するように設けられた圧縮コイ
ルばねとからなるアセンブリを、車体と懸架装置のリン
ク部材とを連結するように組み付けるものがある。とこ
ろが、タイヤからの入力が必ずしもショックアブソーバ
の軸線と一致せず、横荷重を伴うことから、ショックア
ブソーバのシリンダとピストンとの摺動部に横荷重及び
モーメントが作用し、摺動抵抗が発生して車の乗り心地
を損ねると共にショックアブソーバの寿命をも短くする
という問題があった。
【０００３】そこで、従来から、ショックアブソーバの
軸線に対して、オフセットしてコイルばねを装着して、
コイルばねが発生する横荷重及びモーメントによって、
ショックアブソーバのシリンダとピストンとの摺動部に
生じる横荷重及びモーメントを低減する方法が知られて
いる。しかしながら、オフセット量が、コイルばねの
径、取付けスペースなどの制約を受け、タイヤからの入
力により受ける横荷重及びモーメントを完全に打ち消す
のに十分な横荷重及びモーメントを発生することができ
なかった。
軸線に対して、オフセットしてコイルばねを装着して、
コイルばねが発生する横荷重及びモーメントによって、
ショックアブソーバのシリンダとピストンとの摺動部に
生じる横荷重及びモーメントを低減する方法が知られて
いる。しかしながら、オフセット量が、コイルばねの
径、取付けスペースなどの制約を受け、タイヤからの入
力により受ける横荷重及びモーメントを完全に打ち消す
のに十分な横荷重及びモーメントを発生することができ
なかった。
【０００４】特開平１−１５６１１９号公報には、自由
状態では軸線が湾曲しているようなコイルばねを用い
て、ショックアブソーバのシリンダとピストンとの摺動
部に生じる横荷重及びモーメントを低減することが提案
されている。しかしながら、湾曲するコイルばねをどの
ようにして伸直状態で保持し得るのか明らかでなく、ま
た、車輪懸架装置に適するような湾曲するコイルばね
は、低コストで製造することができない。
状態では軸線が湾曲しているようなコイルばねを用い
て、ショックアブソーバのシリンダとピストンとの摺動
部に生じる横荷重及びモーメントを低減することが提案
されている。しかしながら、湾曲するコイルばねをどの
ようにして伸直状態で保持し得るのか明らかでなく、ま
た、車輪懸架装置に適するような湾曲するコイルばね
は、低コストで製造することができない。
【０００５】（発明の開示）
このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的
は、筒型ショックアブソーバ及びそれを囲繞する圧縮コ
イルばねを備える車両用懸架装置に於いて、大型化する
ことなく、ショックアブソーバのシリンダとピストンと
の間に生じる摺動抵抗を好適に低減し得るようにするこ
とにある。
は、筒型ショックアブソーバ及びそれを囲繞する圧縮コ
イルばねを備える車両用懸架装置に於いて、大型化する
ことなく、ショックアブソーバのシリンダとピストンと
の間に生じる摺動抵抗を好適に低減し得るようにするこ
とにある。
【０００６】本発明の第２の目的は、上記形式の車両用
懸架装置に於いて、ショックアブソーバのシリンダとピ
ストンとの間に生じる摺動抵抗を好適に低減し、車の乗
り心地を改善し、ショックアブソーバの耐久性を向上す
ることにある。
懸架装置に於いて、ショックアブソーバのシリンダとピ
ストンとの間に生じる摺動抵抗を好適に低減し、車の乗
り心地を改善し、ショックアブソーバの耐久性を向上す
ることにある。
【０００７】本発明の第３の目的は、上記形式の車両用
懸架装置に於いて、装置を大型化することなく、しかも
組み付け作業性も阻害せずに、ショックアブソーバのシ
リンダとピストンとの間に生じる摺動抵抗を好適に低減
することにある。
懸架装置に於いて、装置を大型化することなく、しかも
組み付け作業性も阻害せずに、ショックアブソーバのシ
リンダとピストンとの間に生じる摺動抵抗を好適に低減
することにある。
【０００８】本発明の第４の目的は、上記したような車
両用懸架装置に用いるのに適するコイルばねを提供する
ことにある。
両用懸架装置に用いるのに適するコイルばねを提供する
ことにある。
【０００９】このような目的は、本発明によれば、車体
と車輪との間に、筒型ショックアブソーバと、該ショッ
クアブソーバを囲繞する圧縮コイルばねとを有する車両
用懸架装置であって、前記圧縮コイルばねが、その伸縮
に伴い、両端間に横方向力が発生するように適合されて
いることを特徴とする車両用懸架装置を提供することに
より達成される。
と車輪との間に、筒型ショックアブソーバと、該ショッ
クアブソーバを囲繞する圧縮コイルばねとを有する車両
用懸架装置であって、前記圧縮コイルばねが、その伸縮
に伴い、両端間に横方向力が発生するように適合されて
いることを特徴とする車両用懸架装置を提供することに
より達成される。
【００１０】特に、前記コイルばねに発生する前記横方
向力が、前記車輪からの負荷の作用方向と前記ショック
アブソーバの軸線との間の偏差に起因して、前記ショッ
クアブソーバのピストンとシリンダとの間に作用する横
力を極小化するように定められれば、ショックアブソー
バのシリンダとピストンとの間に生じる横力に起因する
摺動抵抗を好適に低減することができ、車の乗り心地を
改善し、ショックアブソーバの耐久性を向上することが
できる。
向力が、前記車輪からの負荷の作用方向と前記ショック
アブソーバの軸線との間の偏差に起因して、前記ショッ
クアブソーバのピストンとシリンダとの間に作用する横
力を極小化するように定められれば、ショックアブソー
バのシリンダとピストンとの間に生じる横力に起因する
摺動抵抗を好適に低減することができ、車の乗り心地を
改善し、ショックアブソーバの耐久性を向上することが
できる。
【００１１】傾斜軸線に沿って巻かれたコイルばねを、
その両端に、横方向の初期荷重を加えて垂直な軸線を有
する状態に保ち、かつ該垂直軸線方向に伸縮するように
保持すれば、圧縮コイルばねが、その伸縮に伴い、両端
間に横方向力が発生するようなものとすることができ、
しかも装置を大型化することなく、また幾何学的制約を
受けることなく、所望の横力を発生することができる。
また、組み付け作業性も好適であり、製造コストも低廉
である。
その両端に、横方向の初期荷重を加えて垂直な軸線を有
する状態に保ち、かつ該垂直軸線方向に伸縮するように
保持すれば、圧縮コイルばねが、その伸縮に伴い、両端
間に横方向力が発生するようなものとすることができ、
しかも装置を大型化することなく、また幾何学的制約を
受けることなく、所望の横力を発生することができる。
また、組み付け作業性も好適であり、製造コストも低廉
である。
【００１２】或いは、垂直な軸線に沿って巻かれたコイ
ルばねを、その両端に、横方向の初期荷重を加えて傾斜
軸線を有する状態を保ち、かつ該傾斜軸線方向に伸縮す
るように保持したり、垂直な軸線に沿って各巻きごとに
周期的にピッチ角が極大及び極小となるように巻かれた
コイルばねを、その垂直軸線方向に伸縮するように保持
することによっても同様な目的を達成することができ
る。
ルばねを、その両端に、横方向の初期荷重を加えて傾斜
軸線を有する状態を保ち、かつ該傾斜軸線方向に伸縮す
るように保持したり、垂直な軸線に沿って各巻きごとに
周期的にピッチ角が極大及び極小となるように巻かれた
コイルばねを、その垂直軸線方向に伸縮するように保持
することによっても同様な目的を達成することができ
る。
【００１３】（発明を実施するための最良の実施形態）
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながら
より詳しく説明する。
以下、本発明の好適実施例について図面を参照しながら
より詳しく説明する。
【００１４】図１は、本発明が適用された車両用懸架装
置の要部を模式的に示す一部破断部分正面図である。上
端が車体１に、下端が車体１とホイールキャリア２とを
連結するリンク部材３に揺動可能に取り付けられたスト
ラットアセンブリ４は、筒型オイルダンパからなるショ
ックアブソーバ５と、このショックアブソーバ５のシリ
ンダとピストンとの間にばね座７、８をもって保持され
た圧縮コイルばね６とからなる。上側のばね座７は、シ
ョックアブソーバ５のピストンロッドの上端と共に、車
体１にゴムブッシング等を介して枢着され、下側のばね
座８は、ショックアブソーバ５のシリンダの外周に固着
されている。
置の要部を模式的に示す一部破断部分正面図である。上
端が車体１に、下端が車体１とホイールキャリア２とを
連結するリンク部材３に揺動可能に取り付けられたスト
ラットアセンブリ４は、筒型オイルダンパからなるショ
ックアブソーバ５と、このショックアブソーバ５のシリ
ンダとピストンとの間にばね座７、８をもって保持され
た圧縮コイルばね６とからなる。上側のばね座７は、シ
ョックアブソーバ５のピストンロッドの上端と共に、車
体１にゴムブッシング等を介して枢着され、下側のばね
座８は、ショックアブソーバ５のシリンダの外周に固着
されている。
【００１５】ここで、圧縮コイルばね６は、無負荷の状
態では、図２に於いて想像線により示されるように、角
度θをもって傾斜した中心軸線Ｂを有する。この圧縮コ
イルばね６の両端を強固に保持した状態で、両端に横方
向に互いに対向する方向に、所定の荷重を加えて弾性的
に変形させることにより通常の円筒コイルばねと同様
な、垂直な中心軸線Ａを有する形状を得ることができ
る。
態では、図２に於いて想像線により示されるように、角
度θをもって傾斜した中心軸線Ｂを有する。この圧縮コ
イルばね６の両端を強固に保持した状態で、両端に横方
向に互いに対向する方向に、所定の荷重を加えて弾性的
に変形させることにより通常の円筒コイルばねと同様
な、垂直な中心軸線Ａを有する形状を得ることができ
る。
【００１６】図３に示すように、この圧縮コイルばね６
は、上記横荷重を加えて変形させたときに得られる通常
の円筒コイルばねを基準形状として、その垂直軸線Ａか
ら傾斜軸線Ｂまで角度θだけ傾けたものと考えることが
できる。即ち、垂直軸線ＡをＹ軸、垂直軸線Ａと直交し
傾斜軸線Ｂの傾斜方向に延在するようにＸ軸を、それぞ
れ定めた直交座標系に於いて、垂直軸線Ａを有する圧縮
コイルばねの任意の点が、座標（Ｓny，Ｓnx）で与えら
れるとすると、傾斜軸線Ｂを有する圧縮コイルばねの対
応する点は、Ｙ方向の位置については、元の座標Ｓnyを
維持し、Ｘ方向の位置については、元のＸ方向の座標Ｓ
nxに対して、Ｙ方向の座標Ｓnyにｔａｎθを乗じた分だ
けをシフトさせることにより、即ち座標（Ｓnx＋Ｓny・
ｔａｎθ，Ｓny）として与えられる。この、圧縮コイル
ばね６の中心軸線Ｂの傾きθは、当該車両に於けるショ
ックアブソーバ５のシリンダとピストンとの間に加わる
横荷重に応じて決定される。また、コイルばね６の両端
を、初期横力及びモーメントが加わった状態で保持する
必要があり、ばね座をそれに適したものとする必要があ
る。
は、上記横荷重を加えて変形させたときに得られる通常
の円筒コイルばねを基準形状として、その垂直軸線Ａか
ら傾斜軸線Ｂまで角度θだけ傾けたものと考えることが
できる。即ち、垂直軸線ＡをＹ軸、垂直軸線Ａと直交し
傾斜軸線Ｂの傾斜方向に延在するようにＸ軸を、それぞ
れ定めた直交座標系に於いて、垂直軸線Ａを有する圧縮
コイルばねの任意の点が、座標（Ｓny，Ｓnx）で与えら
れるとすると、傾斜軸線Ｂを有する圧縮コイルばねの対
応する点は、Ｙ方向の位置については、元の座標Ｓnyを
維持し、Ｘ方向の位置については、元のＸ方向の座標Ｓ
nxに対して、Ｙ方向の座標Ｓnyにｔａｎθを乗じた分だ
けをシフトさせることにより、即ち座標（Ｓnx＋Ｓny・
ｔａｎθ，Ｓny）として与えられる。この、圧縮コイル
ばね６の中心軸線Ｂの傾きθは、当該車両に於けるショ
ックアブソーバ５のシリンダとピストンとの間に加わる
横荷重に応じて決定される。また、コイルばね６の両端
を、初期横力及びモーメントが加わった状態で保持する
必要があり、ばね座をそれに適したものとする必要があ
る。
【００１７】このようなばねを作成するには、例えば、
斜円柱状の芯金の周りに、素線を、基準垂直軸に沿って
等ピッチとなるように巻き付ければ上記したようなコイ
ルばね６が得られる。芯金の外周は平滑であっても、素
線をガイドするための螺旋溝が設けられているものであ
っても良い。このようなコイリングは、通常熱間で行
い、その後、焼き戻し等の処理を行う。
斜円柱状の芯金の周りに、素線を、基準垂直軸に沿って
等ピッチとなるように巻き付ければ上記したようなコイ
ルばね６が得られる。芯金の外周は平滑であっても、素
線をガイドするための螺旋溝が設けられているものであ
っても良い。このようなコイリングは、通常熱間で行
い、その後、焼き戻し等の処理を行う。
【００１８】ここで、ショックアブソーバ５のシリンダ
とピストンとの間の摺動抵抗Ｆは、摩擦係数μと、抗力
Ｎとにより、 Ｆ＝μ・Ｎ と表される。そして、この抗力Ｎは、ショックアブソー
バ５のシリンダとピストンとの間に加わる横荷重ベクト
ルＲsusの関数である。
とピストンとの間の摺動抵抗Ｆは、摩擦係数μと、抗力
Ｎとにより、 Ｆ＝μ・Ｎ と表される。そして、この抗力Ｎは、ショックアブソー
バ５のシリンダとピストンとの間に加わる横荷重ベクト
ルＲsusの関数である。
【００１９】そして、横荷重ベクトルＲsusは、
Ｒsus＝Ｒgeo＋Ｒcoil
と表される。ここで、Ｒgeoはこのサスペンションの構
造、即ち車輪の支持方式による車軸とショックアブソー
バ５との運動方向の違いにより生じる幾何学的な横荷重
ベクトルであり、Ｒcoilはコイルばねの傾きによる横荷
重ベクトルである。このＲsusを低減すれば、摺動抵抗
Ｆが低減するのであるから、Ｒgeoを打ち消すような大
きさ及び方向にＲcoilを設定すれば良い。即ち、他の条
件が同じであれば、上記ばね６の中心軸線Ｂの傾きが大
きければ大きい程、Ｒcoilは大きくなる。このような関
係は、解析的に解くことも可能であるが、実用的には、
有限要素法（ＦＥＭ）により解き、用途に応じた最適な
設計を行い、それに基づいてコイルを巻くと良い。
造、即ち車輪の支持方式による車軸とショックアブソー
バ５との運動方向の違いにより生じる幾何学的な横荷重
ベクトルであり、Ｒcoilはコイルばねの傾きによる横荷
重ベクトルである。このＲsusを低減すれば、摺動抵抗
Ｆが低減するのであるから、Ｒgeoを打ち消すような大
きさ及び方向にＲcoilを設定すれば良い。即ち、他の条
件が同じであれば、上記ばね６の中心軸線Ｂの傾きが大
きければ大きい程、Ｒcoilは大きくなる。このような関
係は、解析的に解くことも可能であるが、実用的には、
有限要素法（ＦＥＭ）により解き、用途に応じた最適な
設計を行い、それに基づいてコイルを巻くと良い。
【００２０】ここで、上記構成ではばね６を２次元的に
傾斜させたが、Ｒgeoに応じて３次元的に傾斜させても
良く、更に無負荷の状態で湾曲した軸線を有するように
しても良い。また、伸縮量によりばね定数が変化するよ
うな非線型ばねとしても良い。
傾斜させたが、Ｒgeoに応じて３次元的に傾斜させても
良く、更に無負荷の状態で湾曲した軸線を有するように
しても良い。また、伸縮量によりばね定数が変化するよ
うな非線型ばねとしても良い。
【００２１】一方、上記したような自由状態で傾斜した
軸線Ｂを有する圧縮コイルばね６に代えて、本発明の第
２の実施形態として、図４に想像線で示すように、自由
状態で垂直な軸線Ｃを有する通常の円筒コイルばね１６
を用いることもできる。この場合、使用状態に於いて
は、コイルばね１６の両端を強固に保持し、かつ横方向
に荷重を加えて、傾斜軸線Ｄにより示されるように、コ
イルばね１６の軸線を角度θだけ傾斜させる。更に、コ
イルばね１６が軸線Ｄ方向に伸縮するように使用する。
この場合も、コイルばね１６の両端を、初期横力及びモ
ーメントが加わった状態で保持する必要があり、それに
適したばね座を用いる必要がある。
軸線Ｂを有する圧縮コイルばね６に代えて、本発明の第
２の実施形態として、図４に想像線で示すように、自由
状態で垂直な軸線Ｃを有する通常の円筒コイルばね１６
を用いることもできる。この場合、使用状態に於いて
は、コイルばね１６の両端を強固に保持し、かつ横方向
に荷重を加えて、傾斜軸線Ｄにより示されるように、コ
イルばね１６の軸線を角度θだけ傾斜させる。更に、コ
イルばね１６が軸線Ｄ方向に伸縮するように使用する。
この場合も、コイルばね１６の両端を、初期横力及びモ
ーメントが加わった状態で保持する必要があり、それに
適したばね座を用いる必要がある。
【００２２】このようなばねを作成するには、通常の円
筒コイルばねの場合と同様にコイリングマシンを用い、
円柱状の芯金を回転させつつ、そのまわりに送り出し装
置により素線を等ピッチで巻いていけば上記したような
コイルばね１６になる。このようなコイリングは、通常
熱間で行い、その後、焼き戻し等の処理を行う。前記と
同様に、芯金の外周は平滑であっても、素線をガイドす
るための螺旋溝が設けられているものであっても良い。
筒コイルばねの場合と同様にコイリングマシンを用い、
円柱状の芯金を回転させつつ、そのまわりに送り出し装
置により素線を等ピッチで巻いていけば上記したような
コイルばね１６になる。このようなコイリングは、通常
熱間で行い、その後、焼き戻し等の処理を行う。前記と
同様に、芯金の外周は平滑であっても、素線をガイドす
るための螺旋溝が設けられているものであっても良い。
【００２３】図５〜図７に、本発明の第３の実施形態を
示す。本構成の圧縮コイルばね２６は、無負荷の状態で
図５のような形状をなす。即ち、無負荷の状態で、その
中心軸線Ｏが直線をなし、半径ｒが一定、ピッチＰも一
定の等ピッチ円筒コイルばねであるが、ピッチ角（α）
が各巻きごとに周期的に変化するように定められてい
る。ピッチ角（α）は、ばねの素線に沿う長さ（ｒ・
β）の変分（ｒ・Δβ）に対する、素線上の対応する点
の高さ（Ｈ）の変化量（ΔＨ）として与えられる。ここ
で、βは、中心軸線に対する、ばねの素線上の点の巻き
方向の回転角度を表す。
示す。本構成の圧縮コイルばね２６は、無負荷の状態で
図５のような形状をなす。即ち、無負荷の状態で、その
中心軸線Ｏが直線をなし、半径ｒが一定、ピッチＰも一
定の等ピッチ円筒コイルばねであるが、ピッチ角（α）
が各巻きごとに周期的に変化するように定められてい
る。ピッチ角（α）は、ばねの素線に沿う長さ（ｒ・
β）の変分（ｒ・Δβ）に対する、素線上の対応する点
の高さ（Ｈ）の変化量（ΔＨ）として与えられる。ここ
で、βは、中心軸線に対する、ばねの素線上の点の巻き
方向の回転角度を表す。
【００２４】このようなばねを作成するには、通常の円
筒コイルばねの場合と同様 このようなばねを作成する
には、通常の円筒コイルばねの場合と同様にコイリング
マシンを用い、円柱状の芯金を回転させつつ、そのまわ
りに送り出し装置により素線を、１巻き毎にピッチ角が
周期的に変化するように垂直軸線方向に送りながら巻い
ていけば上記したようなコイルばね２６になる。このよ
うなコイリングは、通常熱間で行い、その後、焼き戻し
等の処理を行う。前記と同様に、芯金の外周は平滑であ
っても、素線をガイドするための螺旋溝が設けられてい
るものであっても良い。
筒コイルばねの場合と同様 このようなばねを作成する
には、通常の円筒コイルばねの場合と同様にコイリング
マシンを用い、円柱状の芯金を回転させつつ、そのまわ
りに送り出し装置により素線を、１巻き毎にピッチ角が
周期的に変化するように垂直軸線方向に送りながら巻い
ていけば上記したようなコイルばね２６になる。このよ
うなコイリングは、通常熱間で行い、その後、焼き戻し
等の処理を行う。前記と同様に、芯金の外周は平滑であ
っても、素線をガイドするための螺旋溝が設けられてい
るものであっても良い。
【００２５】図６に於いては、コイルばねの素線に沿っ
て、節点を１回転（３６０゜）当たり２０点設けた場合
について、横軸を節点の数、縦軸をばね高さ（Ｈ）とし
たグラフが示されている。通常のコイルばねの場合に
は、破線Ｂで示されるように、節点の数、即ちばねの素
線上の点の巻き方向の回転角度（β）に対して、対応す
る素線上の点の高さ（Ｈ）が比例的に増大する。それに
対して、図５に示されたコイルばねの場合は、実線Ａで
示されるように、節点の数、即ちばねの素線上の点の回
転角度（β）に対して、対応する素線上の点の高さ
（Ｈ）が、破線Ｂのレベルに対して、１８０゜毎に周期
的に増減する。
て、節点を１回転（３６０゜）当たり２０点設けた場合
について、横軸を節点の数、縦軸をばね高さ（Ｈ）とし
たグラフが示されている。通常のコイルばねの場合に
は、破線Ｂで示されるように、節点の数、即ちばねの素
線上の点の巻き方向の回転角度（β）に対して、対応す
る素線上の点の高さ（Ｈ）が比例的に増大する。それに
対して、図５に示されたコイルばねの場合は、実線Ａで
示されるように、節点の数、即ちばねの素線上の点の回
転角度（β）に対して、対応する素線上の点の高さ
（Ｈ）が、破線Ｂのレベルに対して、１８０゜毎に周期
的に増減する。
【００２６】図７に於いては、同様に節点を定義し、横
軸を節点の数、縦軸をピッチ角（α）としたグラフが示
されている。このグラフにより示されるように、節点の
数、即ちコイルばねの素線上の点の巻き方向の回転角度
（β）に対して、コイルばねのピッチ角（α）が実線Ａ
で示すように、１８０゜毎に極大と極小とを順番に繰り
返す。 即ち、１巻（図では２０節点）の間にピッチ角
（α）の山と谷が１つずつ現れる。このコイルばね２６
を圧縮すると、両端間に特定の方向に横力が生ずる。こ
の横力が、ショックアブソーバ５に生じる横荷重に抗す
る方向に作用するようにコイルばね２６が取り付けられ
る。
軸を節点の数、縦軸をピッチ角（α）としたグラフが示
されている。このグラフにより示されるように、節点の
数、即ちコイルばねの素線上の点の巻き方向の回転角度
（β）に対して、コイルばねのピッチ角（α）が実線Ａ
で示すように、１８０゜毎に極大と極小とを順番に繰り
返す。 即ち、１巻（図では２０節点）の間にピッチ角
（α）の山と谷が１つずつ現れる。このコイルばね２６
を圧縮すると、両端間に特定の方向に横力が生ずる。こ
の横力が、ショックアブソーバ５に生じる横荷重に抗す
る方向に作用するようにコイルばね２６が取り付けられ
る。
【００２７】上記したコイルばね２６の各端に発生する
横力は、ピッチ角αの振幅（図７のＷ）が大きいほど大
きくなる。その量は当該車両に於けるショックアブソー
バ５のシリンダとピストンとの間に加わる横荷重に応じ
て決定される。また、このコイルばね２６の構造は、図
４に示されたコイルばね６と同様の幾何学的構造を有す
るが、コイルばね２６では、ばねの圧縮方向に対して、
ばねの端末の基準座面が垂直であるのに対し、コイルば
ね６では、素線の螺旋の等ピッチ方向（Ａ）に対して垂
直をなし、ばねの中心軸線（Ｂ）に対して角度θをもっ
て傾斜している。
横力は、ピッチ角αの振幅（図７のＷ）が大きいほど大
きくなる。その量は当該車両に於けるショックアブソー
バ５のシリンダとピストンとの間に加わる横荷重に応じ
て決定される。また、このコイルばね２６の構造は、図
４に示されたコイルばね６と同様の幾何学的構造を有す
るが、コイルばね２６では、ばねの圧縮方向に対して、
ばねの端末の基準座面が垂直であるのに対し、コイルば
ね６では、素線の螺旋の等ピッチ方向（Ａ）に対して垂
直をなし、ばねの中心軸線（Ｂ）に対して角度θをもっ
て傾斜している。
【００２８】また、上記構成では、ばね２６が、ピッチ
角（α）が１８０゜毎に、即ち直径方向で極大と極小を
周期的に繰り返すものとしたが、極大同士、極小同士の
角度が互いに一致していれば、例えば互いに１６０゜を
なすような、直径方向に対してオフセットされた巻き方
向角度（β）位置で極大と極小とを繰り返すなど、任意
に設定できる。
角（α）が１８０゜毎に、即ち直径方向で極大と極小を
周期的に繰り返すものとしたが、極大同士、極小同士の
角度が互いに一致していれば、例えば互いに１６０゜を
なすような、直径方向に対してオフセットされた巻き方
向角度（β）位置で極大と極小とを繰り返すなど、任意
に設定できる。
【００２９】本発明は円筒形をなすようなコイルばねば
かりでなく、円錐コイルばね、鼓形コイルばね、たる形
コイルばね、テーパコイルばね等にも適用可能である。
図７には、図５に示されるように、ピッチ角が周期的に
増減する円筒コイルばね（破線Ａ）及び通常のピッチ角
一定の円筒コイルばね（破線Ｂ）に加えて、円錐ばねに
於ける節点、即ち巻き方向角度（β）とピッチ角（α）
との関係も示されている。例えば、等ピッチの円錐コイ
ルばねとした場合、一巻き毎の軸線方向の距離の増分が
一定であることから、破線Ｃにより示されるように、ば
ねの節点数、即ち巻き数の増大ととも、ピッチ角（α）
が徐々が増大する。ピッチ角が周期的に増減する円錐コ
イルばねの場合は、破線Ａと破線Ｃとの合成として与え
られるような、２点鎖線Ｄにより示されるように、ばね
の節点数、即ち巻き方向角度（β）が増大するにつれて
ピッチ角が周期的に増減し、かつその振幅が大きくなる
ような特性にすると良い。
かりでなく、円錐コイルばね、鼓形コイルばね、たる形
コイルばね、テーパコイルばね等にも適用可能である。
図７には、図５に示されるように、ピッチ角が周期的に
増減する円筒コイルばね（破線Ａ）及び通常のピッチ角
一定の円筒コイルばね（破線Ｂ）に加えて、円錐ばねに
於ける節点、即ち巻き方向角度（β）とピッチ角（α）
との関係も示されている。例えば、等ピッチの円錐コイ
ルばねとした場合、一巻き毎の軸線方向の距離の増分が
一定であることから、破線Ｃにより示されるように、ば
ねの節点数、即ち巻き数の増大ととも、ピッチ角（α）
が徐々が増大する。ピッチ角が周期的に増減する円錐コ
イルばねの場合は、破線Ａと破線Ｃとの合成として与え
られるような、２点鎖線Ｄにより示されるように、ばね
の節点数、即ち巻き方向角度（β）が増大するにつれて
ピッチ角が周期的に増減し、かつその振幅が大きくなる
ような特性にすると良い。
【００３０】上記した説明により明らかなように、本発
明による車両用懸架装置によれば、車体と車輪との間
に、筒型ショックアブソーバと、該ショックアブソーバ
を囲繞する圧縮コイルばねとを有する車両用懸架装置に
於いて、圧縮コイルばねが、その圧縮に伴いショックア
ブソーバに生じる横荷重に抗する方向の荷重を生じるば
ねとすることにより、ショックアブソーバに生じる横荷
重によるシリンダとピストンとの間の摺動抵抗を低減ま
たは完全に相殺することができ、しかも装置が大型化す
ることもない。
明による車両用懸架装置によれば、車体と車輪との間
に、筒型ショックアブソーバと、該ショックアブソーバ
を囲繞する圧縮コイルばねとを有する車両用懸架装置に
於いて、圧縮コイルばねが、その圧縮に伴いショックア
ブソーバに生じる横荷重に抗する方向の荷重を生じるば
ねとすることにより、ショックアブソーバに生じる横荷
重によるシリンダとピストンとの間の摺動抵抗を低減ま
たは完全に相殺することができ、しかも装置が大型化す
ることもない。
【００３１】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明したが、当業者であれば、本発明の請求範囲を逸脱
することなく、種々の改変をなし得るであろう。 ［図面の簡単な説明］
説明したが、当業者であれば、本発明の請求範囲を逸脱
することなく、種々の改変をなし得るであろう。 ［図面の簡単な説明］
【図１】本発明が適用された車両用懸架装置の要部を模
式的に示す一部破断部分正面図である。
式的に示す一部破断部分正面図である。
【図２】本発明が適用された車両用懸架装置のばねのみ
を示す図である。
を示す図である。
【図３】図２のばねを説明する模式図である。
【図４】本発明が適用された別の実施形態に於ける車両
用懸架装置のばねのみを示す図である。
用懸架装置のばねのみを示す図である。
【図５】本発明が適用された更に別の実施形態に於ける
車両用懸架装置のばねのみを示す図である。
車両用懸架装置のばねのみを示す図である。
【図６】コイルばねの節点（角度）とばね高さ（Ｈ）と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図７】ばねの節点（角度）とピッチ角（α）との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
前置審査
(72)発明者 仲村 崇宏
神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目10番地
日本発条株式会社内
(72)発明者 鎌倉 敏行
神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目10番地
日本発条株式会社内
(72)発明者 駒崎 雅也
神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目10番地
日本発条株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−210404（ＪＰ，Ａ)
特開2000−104772（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−237235（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−99042（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭57−139747（ＪＰ，Ｕ)
実用新案登録2551289（ＪＰ，Ｙ２)
英国特許出願公開1198713（ＧＢ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60G 11/14 - 11/16
B60G 15/06
F16F 1/04 - 1/12
Claims (3)
- 【請求項１】 車体と車輪との間に、筒型ショックア
ブソーバと、該ショックアブソーバを囲繞する圧縮コイ
ルばねとを有する車両用懸架装置であって、 前記圧縮コイルばねが、垂直な軸線に沿って各巻きごと
に一定の巻き方向角度位置にて、ばねの素線に沿う長さ
の変分に対する素線上の対応する点の高さの変化量とし
て与えられるピッチ角が、コイルの略全長に渡って、唯
１回づつ極大及び極小となるように巻かれたコイルばね
を、その垂直軸線方向に伸縮するように保持してなるこ
とにより、前記圧縮コイルばねが、その伸縮に伴い、両
端間に横方向力が発生するように適合されていることを
特徴とする車両用懸架装置。 - 【請求項２】 前記コイルばねに発生する前記横方向
力が、前記車輪からの負荷の作用方向と前記ショックア
ブソーバの軸線との間の偏差に起因して、前記ショック
アブソーバのピストンとシリンダとの間に作用する横力
を極小化するように定められることを特徴とする請求項
１に記載の車両用懸架装置。 - 【請求項３】 前記コイルばねが、実質的に無負荷の
状態で真円筒形状を有することを特徴とする請求項１に
記載の車両用懸架装置。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21047898 | 1998-07-27 | ||
| JP10-210478 | 1998-07-27 | ||
| JP11-11678 | 1999-01-20 | ||
| JP1167899 | 1999-01-20 | ||
| PCT/JP1999/003999 WO2000006401A1 (en) | 1998-07-27 | 1999-07-27 | Wheel suspension system and spring therefor |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003399771A Division JP3938766B2 (ja) | 1998-07-27 | 2003-11-28 | 圧縮コイルばね |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002521266A JP2002521266A (ja) | 2002-07-16 |
| JP3515957B2 true JP3515957B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=26347153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000562229A Expired - Lifetime JP3515957B2 (ja) | 1998-07-27 | 1999-07-27 | 車両用懸架装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6460835B1 (ja) |
| EP (1) | EP1015265B2 (ja) |
| JP (1) | JP3515957B2 (ja) |
| AU (1) | AU4801499A (ja) |
| BR (1) | BR9906649A (ja) |
| DE (1) | DE69905548T3 (ja) |
| ES (1) | ES2191441T5 (ja) |
| WO (1) | WO2000006401A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10899188B2 (en) | 2015-10-01 | 2021-01-26 | Nhk Spring Co., Ltd. | Coil spring for suspension |
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| EP2233329B1 (en) * | 2001-04-13 | 2015-08-26 | Mitsubishi Steel MFG. CO., LTD. | Suspension coil spring |
| JP2004003908A (ja) * | 2002-06-03 | 2004-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 荷重センサ |
| FR2860753B1 (fr) * | 2003-10-09 | 2007-07-27 | Allevard Rejna Autosuspensions | Suspension de vehicule |
| JP2005226673A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Nhk Spring Co Ltd | コイルばね及び懸架装置 |
| CN101907144A (zh) * | 2009-06-05 | 2010-12-08 | 中国第一汽车集团公司 | 一种连续变刚度悬架螺旋弹簧 |
| EP2719480A4 (en) * | 2011-06-06 | 2015-03-11 | Gestarsic S L | SPRING FOR EFFECTIVE CUSHIONING AND METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING THEM |
| DE102014201630B4 (de) * | 2013-03-07 | 2021-09-02 | Ford Global Technologies, Llc | Seitlich neigbares, mehrspuriges Fahrzeug |
| DE102014201632B4 (de) | 2013-03-07 | 2021-09-02 | Ford Global Technologies, Llc | Seitlich neigbares, mehrspuriges Fahrzeug |
| DE102014217246B3 (de) | 2014-08-29 | 2015-12-24 | Ford Global Technologies, Llc | Stabilisierungsanordnung für ein Neigefahrwerk eines Fahrzeugs |
| DE102014217386A1 (de) | 2014-09-01 | 2016-03-03 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zum Betrieb eines Neigefahrwerks sowie aktives Neigefahrwerk für ein schienenungebundenes Fahrzeug |
| US10076939B2 (en) | 2014-11-26 | 2018-09-18 | Ford Global Technologies, Llc | Suspension systems for laterally tiltable multitrack vehicles |
| US9925843B2 (en) | 2015-02-24 | 2018-03-27 | Ford Global Technologies, Llc | Rear suspension systems for laterally tiltable multitrack vehicles |
| US10023019B2 (en) | 2015-02-24 | 2018-07-17 | Ford Global Technologies, Llc | Rear suspension systems with rotary devices for laterally tiltable multitrack vehicles |
| DE102015210850A1 (de) * | 2015-06-12 | 2016-12-15 | Ford Global Technologies, Llc | Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug |
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| US210027A (en) * | 1878-11-19 | Improvement in gar-springs | ||
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| DE7024634U (de) | 1970-07-01 | 1970-11-26 | Opel A Ag | Kraftfahrzeug mit Einzelradaufhängevorriehtung.Anm: Adam Opel AG, 6090 Rüsselsheim |
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-
1999
- 1999-07-27 JP JP2000562229A patent/JP3515957B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-27 ES ES99931544T patent/ES2191441T5/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-27 AU AU48014/99A patent/AU4801499A/en not_active Abandoned
- 1999-07-27 EP EP99931544A patent/EP1015265B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-27 WO PCT/JP1999/003999 patent/WO2000006401A1/en active IP Right Grant
- 1999-07-27 BR BR9906649-1A patent/BR9906649A/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-07-27 US US09/509,289 patent/US6460835B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-27 DE DE69905548T patent/DE69905548T3/de not_active Expired - Lifetime
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