JP3694957B2

JP3694957B2 - 懸架装置

Info

Publication number: JP3694957B2
Application number: JP02907596A
Authority: JP
Inventors: 民良笠原; 健次川越; 拓也村上
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2016-02-16
Also published as: JPH09220916A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ばね部材を用いる車両用の懸架装置に関し、とくに十分なホイルストロークを確保できる懸架装置を提案しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、例えば、特開昭５７−１２１９０８号公報（独立車輪懸架装置）、特開昭５９−２２０４０８号公報（自動車のサスペンション）、特開昭６２−１５５３４５号公報（サスペンション）および実開昭５６−１２７４３９号公報（非線形コイルスプリング装置）などに、ばね部材を用いた車両用の懸架装置に関する技術が提案開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これまでの懸架装置は、例えば特開昭５７−１２１９０８号公報に開示されているように、ばね部材およびショックアブソーバ部材が、車輪支持部材と車体側部材とに、それぞれ一点で支持するＩ型アーム部材に取付けられ、ばね部材は、その中心がＩ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線（以下、Ｉ型アーム部材の軸線という）上に一致するように取付ける構成になっていた。
【０００４】
ここに図９は、上記特開昭５７−１２１９０８号公報に開示の懸架装置の平面の説明図である。図９において、１１は車輪、１は車輪支持部材、４はＩ型アーム部材（ばね懸架腕）、５はばね部材、１２はショックアブソーバ部材（緩衝器）、７，８はＩ型アーム部材４の両端の支持点であり、ばね部材５はその中心が支持点７と８とを結ぶ直線すなわちＩ型アーム部材４の軸線Ｌ₁上に一致するように設置されている。
【０００５】
しかし、このような構成の懸架装置では以下に述べるような問題があった。
一般にばね部材５を取付けるＩ型アーム部材４は、ばね部材５の取付け部を構成するために、図１０に示す如く、その取付け部が膨らんだ構造となる。このように膨らんだ形状の比較的に大型のＩ型アーム部材４が上下に揺動する際には、図１１に示す如く、特にバウンド側において、例えばサスペンションメンバ部材３といった他の部材とのすき間ｄが不足しがちになり、十分なホイルストロークが確保できなくなるという問題があった。
【０００６】
ここで、図１０は、従来例のＩ型アーム部材周辺の平面の説明図、図１１は図１０におけるＤ−Ｄ′矢視断面の説明図である。
これらの図において、４はＩ型アーム部材、５はばね部材、７および８はＩ型アーム部材４の両端の支持点、３はサスペンションメンバ部材を示し、Ｉ型アーム部材４とサスペンションメンバ部材３とのすき間ｄが不足すると、図１１に示すように、バウンド時にそれらが接触することになる。
【０００７】
そこで、このような問題を解決するため、単にＩ型アーム部材４の上面を削ると、上下方向の厚さ不足によるＩ型アーム部材４の強度・剛性が不足し、Ｉ型アーム部材４全体を下げる方策では、地面とのクリアランスが不足するといった、新たな問題を派生させてしまうことになる。
【０００８】
したがって、この発明は、上記した問題点を有利に解決し、十分なホイルストロークを確保できる懸架装置を提案することを目的とする。
【０００９】
なお、これまでにアーム部材と他部材との接触を防止する手段とし、特開昭５９−２２０４０８号公報には図１２に示すように車体にバウンドストッパ部材を取付けた構造が提案されているが、その提案は、この発明の意図する効果を発現させるものではなく、特開昭６２−１５５３４５号公報および実開昭５６−１２７４３９号公報には、それぞれ図１３および図１４に示すようにばね部材に弾性体を取付けた構造が提案されているが、これらの提案もまた、この発明の意図する効果を得るものではない。
【００１０】
ここに、図１２は、特開昭５９−２２０４０８号公報に開示の自動車のサスペンションの断面図、図１３は、特開昭６２−１５５３４５号公報に開示のサスペンションの断面図、図１４は、実開昭５６−１２７４３９号公報に開示の自動車の懸架装置の要部を示す一部断面図である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、バウンド時にＩ型アーム部材をその軸線のまわりに傾動させる構造とすることが、十分なホイルストロークを確保するにあたり、極めて有効であることを新規に知見したことによるものである。
なすわち、この発明の要旨とするところは以下の通りである。
【００１２】
１）車輪支持部材を上下に揺動可能として車体側部材に取付ける複数のリンク部材を備え、リンク部材のうち少なくとも一つは、一端を車輪支持部材または車輪支持部材につながる他のリンク部材と、他端を車体側部材または車体側部材につながる他のリンク部材とに対し、両端部をそれぞれの支持点を結ぶ直線のまわりで揺動可能な支持のもとに、車体をばね部材を介して下方から支えるＩ型アーム部材からなる懸架装置において、
このＩ型アーム部材が、その両端支持点を車体幅方向にして取付けられており、バウンド時にＩ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線のまわりに回転モーメントを生じて、Ｉ型アーム部材を傾ける傾動機構を有することを特徴とする懸架装置（第１発明）。
【００１３】
２）傾動機構が、Ｉ型アーム部材と車体との間でＩ型アーム部材または車体にバウンドストッパ部材を設け、該バウンドストッパ部材が、バウンド時に車体またはＩ型アーム部材に接触したとき、その接触反力または接触力により、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線の回りでＩ型アーム部材に回転モーメントが生じる位置に、上記バウンドストッパ部材を設置してなる第１発明に記載の懸架装置（第２発明）。
【００１４】
３）Ｉ型アーム部材に設けるバウンドストッパ部材を、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線に対しオフセットして設置してなる第２発明に記載の懸架装置（第３発明）。
【００１５】
４）バウンドストッパ部材のオフセットがリヤ側であることを特徴とする第３発明に記載の懸架装置（第４発明）。
【００１６】
５）車体に設けるバウンドストッパ部材の、バウンド時におけるＩ型アーム部材での接触点が、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線から外れる位置であることを特徴とする第２発明に記載の懸架装置（第５発明）。
【００１７】
６）接触点の外れがリヤ側であることを特徴とする第５発明に記載の懸架装置（第６発明）。
【００１８】
７）傾動機構が、車体とＩ型アーム部材との間に設けるばね部材を、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線に対しオフセットして設置してなる第１発明に記載の懸架装置（第７発明）。
【００１９】
８）ばね部材のオフセットがリヤ側であることを特徴とする第７発明に記載の懸架装置（第８発明）。
【００２０】
９）傾動機構が、ばね部材の素線間にストッパ部材を設け、該ストッパ部材を、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線に対し片寄って配置してなる第１発明に記載の懸架装置（第９発明）。
【００２１】
10）ストッパ部材を、リヤ側に片寄らせて配置してなる第９発明に記載の懸架装置（第１０発明）。
【００２２】
11）第１〜第１０発明に記載の懸架装置であって、
Ｉ型アーム部材と車輪支持部材との連結部に弾性体を用いてなる懸架装置（第１１発明）。
【００２３】
【発明の効果】
1）第１発明は、懸架装置を構成する複数のリンク部材のうち少なくとも一つが、一端が車輪支持部材またはこれにつながる他のリンク部材に、他端が車体側部材またはこれにつながる他のリンク部材に、両端部をそれぞれの支持点を結ぶ直線のまわりで揺動可能に支持され、かつ、車体をばね部材を介して下方から支えるＩ型アーム部材からなる懸架装置であって、該Ｉ型アーム部材を、その両端支持点を車体幅方向にして取付け、バウンド時に、その軸線のまわりに生じる回転モーメントにより傾動させるものであり、
【００２４】
かくすることにより、バウンド時のＩ型アーム部材と他のリンク部材とのすき間不足を解消し、Ｉ型アーム部材の強度・剛性を損なうことなく、かつ地面とのクリアランスを維持したまま十分なホイルストロークを確保できるという効果が得られる。
【００２５】
2）第２発明は、Ｉ型アーム部材と車体との間にバウンドストッパ部材を設け、バウンド時のバウンドストッパ部材の接触反力または接触力により、Ｉ型アーム部材に回転モーメントを生じさせるものであり、そのより具体的な構造として、第３および第４発明はバウンドストッパ部材をＩ型アーム部材に設ける場合、第５および第６発明はバウンドストッパ部材を車体に設ける場合について、それぞれバウンドストッパ部材をＩ型アーム部材の軸線に対しオフセットして設置し、バウンド時にバウンドストッパ部材の接触反力または接触力でＩ型アーム部材に回転モーメントを生じさせてＩ型アーム部材を傾動させるものであって、これら第２、第３、第４、第５および第６発明は、いずれも上記1）項と同様の効果が得られるほか、バウンドストッパ部材をばね部材近傍に設置できるので、スペース効率を損うことがないという効果も有する。
【００２６】
さらに、第４および第６発明は、バウンドストッパ部材のオフセットをリヤ側にするものであり、かくすることにより、特に輪荷重が大きくなる車両の旋回制動時の旋回外輪側において、車輪支持部材に働くモーメントを、Ｉ型アーム部材に生じるモーメントにより減免できるので、その分、部材の強度を低減でき、懸架装置の重量を軽減できるという効果が付加される。
【００２７】
3）第７および第８発明は、車体とＩ型アーム部材との間に設けるばね部材を、Ｉ型アーム部材の軸線に対しオフセットして設置することにより、ばね荷重が変化したとき、Ｉ型アーム部材に生じる回転モーメントも変化するようにしてＩ型アーム部材を傾動させるもので、上記1）項と同様の効果が得られるほか、リバウンド側でもＩ型アーム部材の傾動姿勢を制御できるという効果がある。
【００２８】
さらに、第８発明は、ばね部材のオフセットをリヤ側にするものであり、かくすることにより、2）項の第４および第６発明と同様の効果が付加される。
【００２９】
4）第９および第１０発明は、ばね部材の素線間にＩ型アーム部材の軸線に対し片寄ってストッパ部材を設け、バウンド時のストッパ部材の反力を利用してＩ型アーム部材に回転モーメントを生じさせてＩ型アーム部材を傾動させるものであって、上記2）項の第２、第３および第５発明と同様の効果が得られる。
【００３０】
さらに、第１０発明は、ストッパ部材をリヤ側に片寄らせて配置するものであり、かくすることにより、2）項の第４および第６発明と同様の効果が付加される。
【００３１】
5）第１１発明は、Ｉ型アーム部材と車輪支持部材との連結部に弾性体を用いるものであり、かくすることによりＩ型アーム部材の傾動をより容易にする効果が得られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
この発明の作用・効果を図面に基づいて以下に列記する。
【００３３】
１）一例として、図１は、この発明を実施例する懸架装置の説明図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。
図１において、車輪支持部材１は、複数のリンク部材２によって、サスペンションメンバ部材３に上下に揺動自在に取付けられている。リンク部材のうちの１本は、一端が車輪支持部材１に、他端が車体側部材（図示省略）につながるサスペンションメンバ部材３に取付けられているＩ型アーム部材４であり、Ｉ型アーム部材４と車体（図示省略）との間にはばね部材５が取付けられている。
【００３４】
このような懸架装置において、図２（ａ）は、バウンドストッパ部材をオフセットしてＩ型アーム部材に設置したこの発明に適合する構成の上面の説明図、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ′矢視断面の説明図であり、図３は、バウンドストッパ部材をオフセットしてＩ型アーム部材に設置したときのバウンド時におけるＩ型アーム部材の傾動を示す説明図である。
【００３５】
これらの図において、Ｉ型アーム部材４にはバウンドストッパ部材６が設けられており、バウンドストッパ部材６は、Ｉ型アーム部材４の軸線Ｌ₁（両端支持点７と８との間を結ぶ直線）に対し、その中心線Ｌ₂をずらして、すなわちオフセットして取付けられている。
【００３６】
このような構成において、車輪すなわちＩ型アーム部材４がバウンド側へストロークすると、図３に示すごとく、バウンドストッパ部材６が車体９に接触する。その際バウンドストッパ部材６には接触反力Ｆが生じるが、バウンドストッパ部材６がＩ型アーム部材４の軸線Ｌ₁に対してオフセットして取付けられているため、Ｉ型アーム部材４には、接触反力Ｆにより、軸線Ｌ₁まわりの回転モーメントＭが発生する。
【００３７】
その結果、Ｉ型アーム部材４は、バウンドストッパ部材６が車体９に接触する状況では、軸線Ｌ₁のまわりの回転モーメントＭにより回転傾動した姿勢（図３におけるバウンド時のＩ型アーム部材４）をとることになる。
【００３８】
なお、回転モーメントＭによるＩ型アーム部材４の傾動姿勢は、モーメントＭのほか、ばねの胴曲り方向のばね定数とＩ型アーム部材４を取付けるブッシュ部材のばね定数とによって定まる。
【００３９】
したがって、バウンド時のＩ型アーム部材４のストロークに伴うＩ型アーム部材４の軸線Ｌ₁まわりの傾動姿勢をバウンドストッパ部材６の取付け位置により制御でき、これまで問題であった、Ｉ型アーム部材４とサスペンションメンバ３（例えばメンバインシュレータ）とのすき間ｄ不足を解消でき、十分なホイルストロークを確保できることになる。
【００４０】
なお、上記はバウンドストッパ部材６をＩ型アーム部材４に取付けた場合の例であるが、Ｉ型アーム部材４に回転モーメントＭが生じる位置に車体９へバウンドストッパ部材６を取付けても、同様の効果が得られることは云うまでもない。
【００４１】
２）図４（ａ）は、ばね部材をオフセットしてＩ型アーム部材に設置したこの発明に適合する構成の上面の説明図、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＢ−Ｂ′矢視断面の説明図であり、図５は、ばね部材をオフセットしてＩ型アーム部材に設置したときのバウンド時におけるＩ型アーム部材の傾動を示す説明図である。
【００４２】
これらの図において、ばね部材５は、その中心線Ｌ₃がＩ型アーム部材４の軸線Ｌ₁から外れる位置すなわち、軸線Ｌ₁に対しオフセットして設置されている。
【００４３】
このような構成において、Ｉ型アーム部材４がバウンド側にストロークすると図５に示すＩ型アーム部材４の軸線Ｌ₁まわりの回転モーメントＭが変化し、Ｉ型アーム部材４の軸線Ｌ₁まわりの傾動姿勢が変化する。したがって、上記１）項と同様にすき間ｄ不足を解消できるほか、リバウンド側でも回転モーメントＭは連続的に変化するので、バウンド、リバウンドを問わずＩ型アーム部材４の傾動姿勢を制御できることになる。
【００４４】
３）図６（ａ）は、ばね部材にストッパ部材を片寄って設けたこの発明に適合する構成の上面の説明図、図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＣ−Ｃ′矢視断面の説明図であり、図７は、ばね部材にストッパ部材を片寄って設けたときのバウンド時におけるＩ型アーム部材の傾動を示す説明図である。
【００４５】
これらの図において、Ｉ型アーム部材４にはばね部材５が取付けられており、ばね部材５にはばね部材５の素線間接触を防止するストッパ部材１０が設けられている。このストッパ部材１０は、ばね部材５を包むように配設されたカバー部１０ｂと、ばね部材５の素線間に配設され、ばね部材５が収縮する際にばね部材５の収縮を規制するストッパ部１０ａとからなり、このストッパ部１０ａはＩ型アーム部材４の軸線Ｌ₁に対し一方に片寄って配設されている。
【００４６】
このような構成において、Ｉ型アーム部材４がバウンド側にストロークすると、図７に示すように、そのストロークに伴いばね部材５が縮んでその素線間の間隔が狭まり素線とストッパ部１０ａが接触して反力が生じると、Ｉ型アーム部材４にその軸線Ｌ₁まわりの回転モーメントＭが発生し、Ｉ型アーム部材４はその軸線Ｌ₁まわりに回転傾動する。したがって、上記１）項と同様にすき間ｄ不足を解消できることになる。
【００４７】
４）この発明の懸架装置は、これまでに述べてきた作用・効果に加え、以下に述べる構成とすることで新らたな作用・効果を得ることができる。
【００４８】
すなわち、Ｉ型アーム部材を、その両端支持点を略車両幅方向にして配置し、バウンドストッパ部材もしくはばね部材をリヤ側にオフセットして設置するかまたはばね部材のストッパ部材をリヤ側に片寄らせて配設する構成とする。
なお、Ｉ型アーム部材は当然のことながら揺動可能に取付けられるもので、このためにはＩ型アーム部材と車輪支持部材との連結部に弾性体を用いることがよい。
【００４９】
このような構成とすることによる作用を図８に基づいて説明する。
図８は、バウンドストッパ部材をリヤ側にオフセットして設置したこの発明に適合する構成の制動時に車輪支持部材とＩ型アーム部材とに生じるモーメントの関係を示す説明図である。
【００５０】
図８に示す如く、制動時のバウンド側ストロークによりストッパ部材６と車体側部材９とが接触するとＩ型アーム部材４は傾動するようになるが、その際Ｉ型アーム部材４ひいては懸架装置にはストッパ部材６の接触反力によるワインドアツプ方向のモーメントＭ_sが発生する。
一方、制動時には車輪１１の制動力Ｆ_Bによって車輪支持部材（図示省略）にはワインドアップ方向と逆方向のモーメントＭ_Bが入力される。
【００５１】
ところで、車両は旋回中の制動時に、旋回外輪側で輪荷重が増加するため制動力Ｆ_Bも大きくなる。
そのため、懸架装置の強度は、車両の旋回中の最大制動時に入力される旋回外輪側のモーメントＭ_Bに耐えられるように設定されており、これが懸架装置の重量軽減の妨げとなっていた。
【００５２】
そこで、上記構成とすることは、旋回外輪側にて、制動力Ｆ_Bによるワインドアップ方向と逆方向のモーメントＭ_Bを、制動時のバウンド側ストロークにより発生するワインドアップ方向のモーメントＭ_Sによって減免するものであって、懸架装置に要求される必要強度を低減させることができ、懸架装置の重量が軽減できることになる。
【００５３】
なお、上記構成は、車輪軸に対し、リヤ側のＩ型アーム部材にばね部材が置かれた場合の例を示したものであるが、フロント側のＩ型アーム部材にばね部材が置かれた場合でも同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施する懸架装置の説明図である。（ａ）は、斜視図である。
（ｂ）は、側面図である。
【図２】（ａ）は、バウンドストッパ部材をオフセットしてＩ型アーム部材に設置したこの発明に適合する構成の上面の説明図である。
（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ′矢視断面の説明図である。
【図３】バウンドストッパ部材をオフセットしてＩ型アーム部材に設置したときのバウンド時におけるＩ型アーム部材の傾動を示す説明図である。
【図４】（ａ）は、ばね部材をオフセットしてＩ型アーム部材に設置したこの発明に適合する構成の上面の説明図である。
（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ′矢視断面の説明図である。
【図５】ばね部材をオフセットしてＩ型アーム部材に設置したときのバウンド時におけるＩ型アーム部材の傾動を示す説明図である。
【図６】（ａ）は、ばね部材にストッパ部材を片寄って設けたこの発明に適合する構成の上面の説明図である。
（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ′矢視断面の説明図である。
【図７】ばね部材にストッパ部材を片寄って設けたときのバウンド時におけるＩ型アーム部材の傾動を示す説明図である。
【図８】バウンドストッパ部材をリヤ側にオフセットして設置したこの発明に適合する構成の、制動時に車輪支持部材とＩ型アーム部材とに生じるモーメントの関係を示す説明図である。
【図９】従来技術（特開昭５７−１２１９０８号公報）の懸架装置の説明図である。
【図１０】従来例のＩ型アーム部材周辺の平面の説明図である。
【図１１】図１０におけるＤ−Ｄ′矢視断面の説明図である。
【図１２】従来技術（特開昭５９−２２０４０８号公報）の自動車のサスペンションの断面図である。
【図１３】従来技術（特開昭６２−１５５３４５号公報）のサスペンションの断面図である。
【図１４】従来技術（実開昭５６−１２７４３９号公報）の自動車の懸架装置の要部を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１車輪支持部材
２リンク部材
３サスペンションメンバ部材
４Ｉ型アーム部材
５ばね部材
６バウンドストッパ部材
７，８Ｉ型アーム部材の端部支持点
９車体
10 ストッパ部材
10a ストッパ部
10b カバー部
11 車輪
Ｌ₁Ｉ型アーム部材の軸線
Ｌ₂バウンドストッパ部材の中心線
Ｌ₃ばね部材の中心線

Claims

車輪支持部材を上下に揺動可能として車体側部材に取付ける複数のリンク部材を備え、リンク部材のうち少なくとも一つは、一端を車輪支持部材または車輪支持部材につながる他のリンク部材と、他端を車体側部材または車体側部材につながる他のリンク部材とに対し、両端部をそれぞれの支持点を結ぶ直線のまわりで揺動可能な支持のもとに、車体をばね部材を介して下方から支えるＩ型アーム部材からなる懸架装置において、
このＩ型アーム部材が、その両端支持点を車体幅方向にして取付けられており、
バウンド時にＩ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線のまわりに回転モーメントを生じて、Ｉ型アーム部材を傾ける傾動機構を有することを特徴とする懸架装置。
傾動機構が、Ｉ型アーム部材と車体との間でＩ型アーム部材または車体にバウンドストッパ部材を設け、該バウンドストッパ部材が、バウンド時に車体またはＩ型アーム部材に接触したとき、その接触反力または接触力により、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線の回りでＩ型アーム部材に回転モーメントが生じる位置に、上記バウンドストッパ部材を設置してなる請求項１に記載の懸架装置。
Ｉ型アーム部材に設けるバウンドストッパ部材を、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線に対しオフセットして設置してなる請求項２に記載の懸架装置。
バウンドストッパ部材のオフセットがリヤ側であることを特徴とする請求項３に記載の懸架装置。
車体に設けるバウンドストッパ部材の、バウンド時におけるＩ型アーム部材での接触点が、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線から外れる位置であることを特徴とする請求項２に記載の懸架装置。
接触点の外れがリヤ側であることを特徴とする請求項５に記載の懸架装置。
傾動機構が、車体とＩ型アーム部材との間に設けるばね部材を、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線に対しオフセットして設置してなる請求項１に記載の懸架装置。
ばね部材のオフセットがリヤ側であることを特徴とする請求項７に記載の懸架装置。
傾動機構が、ばね部材の素線間にストッパ部材を設け、該ストッパ部材を、Ｉ型アーム部材の両端支持点間を結ぶ直線に対し片寄って配置してなる請求項１に記載の懸架装置。
ストッパ部材を、リヤ側に片寄らせて配置してなる請求項９に記載の懸架装置。
請求項１〜１０に記載の懸架装置であって、
Ｉ型アーム部材と車輪支持部材との連結部に弾性体を用いてなる懸架装置。