JP5758334B2 - 懸架装置 - Google Patents

Description

本発明は、懸架装置に関する。

従来、懸架装置（サスペンション）に備えられたコイルスプリングの圧縮に起因する回転を抑制する技術が提案されている。
例えば特許文献１に記載されたばね受構造は、コイルばね（コイルスプリング）の下側座巻部の端末側の一部を他の部分の曲率に対して曲率の異なる屈曲部とし、コイルばねの下側座巻部の端末面と衝合する端末受部と、座巻部の屈曲部の外周を支持する突部を備えている。

特開２００５−２５６９６４号公報

コイルスプリングを受ける部材（スプリングシート）に、コイルスプリングの端末面と接触する端末受部を単に設けたとしても、コイルスプリングが反対方向に回転するおそれがある。つまり、コイルスプリングの端末面とスプリングシートの端末受部とが離れる方向に回転するおそれがある。これに対して、スプリングシートにおけるコイルスプリングが載る面の形状を工夫することで、コイルスプリングの端末面とスプリングシートの端末受部とが離れる方向のコイルスプリングの回転を抑制することも考えられる。かかる場合には、右巻きのコイルスプリング用のスプリングシートと左巻きのコイルスプリング用のスプリングシートとを共通化できるようにすることが望ましい。

本発明は、スプリングシートを巻き方向が異なるコイルスプリングに共通に適用することができるとともにスプリングシートに対するコイルスプリングの回転を抑制することが可能な懸架装置を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、螺旋状のコイルスプリングと、前記コイルスプリングの端部を支持する支持部材と、前記コイルスプリングと前記支持部材との間に介在する介在部材と、を備え、前記支持部材は、前記コイルスプリングの端部の形状に沿う載置面を有するとともに、当該コイルスプリングの中心軸を含む面に対して対称形状であり、前記介在部材は、前記支持部材の前記載置面と対向する面が当該載置面の形状に沿い、前記支持部材は、前記コイルスプリングの下端部を支持するとともに、前記載置面は、当該コイルスプリングの先端を支持する部位から当該コイルスプリングの中心軸を含む面まで当該コイルスプリングの螺旋状に沿うように徐々に高くなる上流側載置面と、当該コイルスプリングの中心軸を含む面から徐々に低くなる下流側載置面とを有し、前記介在部材は、弾性体の部材であり、前記支持部材の前記上流側載置面と対向する部位の肉厚は略均一であり、当該支持部材の前記下流側載置面と対向する部位の肉厚は徐々に厚いことを特徴とする懸架装置である。

ここで、前記介在部材は、前記コイルスプリングの中心軸の軸心方向に見た場合に円環状ではなく、前記支持部材は、前記載置面の開始地点から円周方向に前記上流側載置面とは反対方向に所定角度進んだ地点および前記コイルスプリングの中心軸を含む面に対して当該地点と対称な位置に、当該載置面に対して略垂直に当該コイルスプリング側に突出した突出面を有するとよい。
また、前記支持部材には、前記載置面と前記コイルスプリングの中心軸を含む面とが交差する部位に当該載置面を貫通する貫通孔が形成され、前記介在部材は、前記支持部材の前記載置面と対向する面から当該支持部材側に突出して当該支持部材に形成された前記貫通孔に嵌め込まれる突起を有するとよい。
また、他の観点から捉えると、本発明は、螺旋状のコイルスプリングと、前記コイルスプリングの端部を支持する支持部材と、前記コイルスプリングと前記支持部材との間に介在する介在部材と、を備え、前記支持部材は、前記コイルスプリングの端部の形状に沿う載置面有するとともに、当該コイルスプリングの中心軸を含む面に対して対称形状であり、当該載置面の開始地点から円周方向に当該コイルスプリングが配置された側とは反対方向に所定角度進んだ地点および当該コイルスプリングの中心軸を含む面に対して当該地点と対称な位置に、当該載置面に対して略垂直に当該コイルスプリング側に突出した突出面を有し、前記介在部材は、前記コイルスプリングの中心軸の軸心方向に見た場合に円環状ではないことを特徴とする懸架装置である。

本発明によれば、スプリングシートを巻き方向が異なるコイルスプリングに共通に適用することができるとともにスプリングシートに対するコイルスプリングの回転を抑制することができる。

本発明の実施に係る懸架装置の概略構成を示す図である。 下スプリングシートおよび下シートラバーの斜視図である。 （ａ）は、下スプリングシートを、中心軸Ｐの軸心方向に上方からみた図である。（ｂ）は、（ａ）のIIIｂ−IIIｂ部の断面図であり、中心軸Ｐの軸心方向が上下方向となるように示した図である。（ｃ）は、下スプリングシートにコイルスプリングおよび下シートラバーが載せられている状態における（ａ）のIIIｂ−IIIｂ部の断面図であり、中心軸Ｐの軸心方向が上下方向となるように示した図である。 下スプリングシート、下シートラバーおよびコイルスプリングの円周方向の概略断面図である。 下シートラバーおよびコイルスプリングの外観図である。 下スプリングシートおよび下シートラバーの他の形態を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施に係る懸架装置１の概略構成を示す図である。
懸架装置１は、図１に示すように、減衰装置（不図示）を内蔵するシリンダ１０と、このシリンダ１０内に収納されたピストン（不図示）を支持するピストンロッド２０と、を備えている。
ピストンロッド２０は、円柱状の部材であり、円柱の中心線方向の一方の端部側にピストン（不図示）が取り付けられ、中心線方向の他方の端部側に、懸架装置１を車両に取り付けるための車体側取付ブラケット４０が取り付けられている。以下、ピストンロッド２０の中心軸Ｐの方向（柱方向）を、以下では「上下方向」として説明する場合がある。

車体側取付ブラケット４０は、上下方向に並べて配置された凹状の部材と凸状の部材から構成されるステー４１と、上下方向に並べて配置された上マウントベース４２および下マウントベース４３と、ステー４１と上マウントベース４２との間に設けられたマウントラバー４４と、を備えている。下マウントベース４３の下面には、後述するバンプラバー６１を保持する凸状のバンプラバー保持部材４５が溶接されている。
かかる構成の車体側取付ブラケット４０は、ステー４１がピストンロッド２０の上端部に挿入されてナット２１で締結されることにより、ピストンロッド２０に装着されている。そして、車体側取付ブラケット４０は、上マウントベース４２および下マウントベース４３に貫通されたボルト４６により車体に取り付けられる。

シリンダ１０には、その中心軸方向の一方の端部（下端部）側に、懸架装置１に車輪を取り付けるための車輪側取付ブラケット５０が固定され、中心軸方向の中央部に、スタビライザーの端部を連結するためのスタビライザー取付アーム５１が固定されている。なお、シリンダ１０の円筒の中心軸とピストンロッド２０の中心軸Ｐとは同じになるように配置されている。

懸架装置１は、ピストンロッド２０の外側に配置されたコイルスプリング３０と、シリンダ１０の外周に取り付けられてコイルスプリング３０の下端部を支持する下スプリングシート３１と、ピストンロッド２０の上端部側における外周に取り付けられてコイルスプリング３０の上端部を支持する上スプリングシート３２とを備えている。コイルスプリング３０の下端部と下スプリングシート３１との間には下シートラバー３５が介在し、コイルスプリング３０の上端部と上スプリングシート３２との間には上シートラバー３６が介在している。また、上スプリングシート３２と、この上スプリングシート３２の上側に配置される車体側取付ブラケット４０の下マウントベース４３と、の間には円環状のベアリング３７と上スプリングシート３２に溶接された円環状の金属板３８とが介在している。

下スプリングシート３１および下シートラバー３５については後で詳述する。
上シートラバー３６は、図１に示すように、コイルスプリング３０の上端部と上スプリングシート３２との間に介在する円環状の円環状部位３６１と、円環状部位３６１の下端部から下方に伸びる蛇腹状のダストカバー３６２とが連続するように一体成形されている。

また、懸架装置１は、シリンダ１０から飛び出しているピストンロッド２０の外周を囲むように配置されたバンプラバー６１と、シリンダ１０の上端部に装着されたバンプストッパキャップ６２と、を備えている。
バンプラバー６１は、下端部（車輪側）から上端部（車体側）に向けて外径が段々と大きくなるように形成されており、上端部が、車体側取付ブラケット４０のバンプラバー保持部材４５の内側に嵌め込まれることでこの車体側取付ブラケット４０に保持されている。

バンプストッパキャップ６２は、円筒状の側部６２１と、側部６２１の上端部を覆う覆い部６２２と、側部６２１の下端部から半径方向に突出した突出部６２３と、側部６２１と突出部６２３との円周方向の一部が切り欠かれた切り欠き部６２４と、を有している。このバンプストッパキャップ６２の覆い部６２２は、懸架装置１の最圧縮時に、バンプラバー６１と接触することでバンプラバー６１の移動を抑制し、圧縮方向のストロークを規制する。また、突出部６２３は、上シートラバー３６のダストカバー３６２の下端部を保持する。

以上のように構成された懸架装置１は、車両が路面から受ける衝撃力をコイルスプリング３０の弾発力により吸収するように伸縮する。そして、懸架装置１は、その伸縮に伴うピストン（不図示）の上下動時にシリンダ１０に内蔵された減衰装置が発生する減衰力により、伸縮の際に生じる振動を抑制する。

次に、下スプリングシート３１および下シートラバー３５について詳述する。
図２は、下スプリングシート３１および下シートラバー３５の斜視図である。
下シートラバー３５は、図２に示すように、コイルスプリング３０の下端部における先端部を所定長さに渡ってその外周全周を覆う全周覆い部３５１と、全周覆い部３５１に連続して形成され、コイルスプリング３０の下端部の外周の下側半周を覆う半周覆い部３５２と、を備えた弾性体の部材である。弾性体としてゴムであることを例示することができる。それゆえ、コイルスプリング３０は、下端部が下シートラバー３５に覆われた状態で下スプリングシート３１上に載せられる。

本実施の形態に係る懸架装置１においては、シリンダ１０、ピストンロッド２０などに発生するサイドフォースをキャンセルするために、コイルスプリング３０を、シリンダ１０およびピストンロッド２０に対してオフセットして配置するとともに傾斜して配置している。つまり、コイルスプリング３０の中心軸Ｓ（図１参照）を、ピストンロッド２０の中心軸Ｐに対して傾斜配置し（図１参照）、かつ、下スプリングシート３１をコイルスプリング３０の中心軸Ｓが通る位置Ｄｓ（図３（ａ）参照）を、ピストンロッド２０の中心軸Ｐが通る位置Ｄｐ（図３（ａ）参照）に対してオフセットしている。なお、コイルスプリング３０の中心軸Ｓは、ピストンロッド２０と同軸化されている上スプリングシート３２の中心軸上を通る。

以下、具体的に下スプリングシート３１の形状を説明する。
図３（ａ）は、下スプリングシート３１を、図１に示した中心軸Ｃの軸心方向に上方からみた図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ部の断面図であり、中心軸Ｐの軸心方向が上下方向となるように示した図である。図３（ｃ）は、下スプリングシート３１にコイルスプリング３０および下シートラバー３５が載せられている状態における図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ部の断面図であり、中心軸Ｐの軸心方向が上下方向となるように示した図である。なお、中心軸Ｃは、例えば、上述した位置Ｄｓを通り、中心軸Ｓおよび中心軸Ｐに対して傾斜し、中心軸Ｓおよび中心軸Ｐを通る面上にある軸である。

図４は、下スプリングシート３１、下シートラバー３５およびコイルスプリング３０の円周方向の概略断面図である。言い換えれば、図４は、図３（ａ）のIV−IV部の断面図であり、中心軸Ｃを中心とする円周方向の断面を示した図である。図４においては、図３に示したように中心面Ｃｐ上の部位を０度（３６０度）と１８０度とする断面を、１８０度の部位が横方向の中心となるように示した。

下スプリングシート３１は、下スプリングシート３１の中心軸Ｃおよびピストンロッド２０の中心軸Ｐを通る面である中心面Ｃｐに対して対称形状に形成されている。これにより、懸架装置１のストローク時（特に懸架装置１が搭載される車両の直進加減速によるストローク時）に左右対称の運動をさせて車体を安定させるために、例えば、左側車輪用の懸架装置１が左巻きのコイルスプリング３０を備え、右側車輪用の懸架装置１が右巻きのコイルスプリング３０を備えるとしても、下スプリングシート３１を左右共通にさせることが可能となる。

そして、下スプリングシート３１は、下シートラバー３５に覆われたコイルスプリング３０の下端部の位置を定めるために、中心軸Ｃを中心とした円周方向に沿うように形成された凹部３１０を有している。つまり、下スプリングシート３１は、下シートラバー３５に覆われたコイルスプリング３０の下端部を載せるための載置面３１１と、その下端部の外径を拘束する外径拘束部３１２と、下端部の内径を拘束する内径拘束部３１３とから構成される凹部３１０を有している。

凹部３１０は、中心軸Ｃを中心とする円周方向に見た場合には、図３に示した略４５度の地点から略３１５度の地点まで設けられている。そして、凹部３１０の載置面３１１は、凹部３１０の開始地点である略４５度の地点から１８０度の地点まで円周方向に行くに従って徐々に上昇し、１８０度の地点から凹部３１０の終わり地点まで円周方向に行くに従って徐々に下降するように形成されている。

図３（ｂ）に示した横方向の傾斜線は、凹部３１０の開始地点および終わり地点における載置面３１１を通る中心軸Ｃに垂直な面である垂直面Ｐｐを示す線であり、図４では、垂直面Ｐｐに対する高さを模式的に示している。図４に示すように、凹部３１０の載置面３１１は、中心面Ｃｐ（１８０度の地点）に対して対称形状となるように、凹部３１０の開始地点から中心面Ｃｐまで円周方向に行くに従って徐々に上昇し、中心面Ｃｐから凹部３１０の終わり地点まで円周方向に行くに従って徐々に下降している。

また、外径拘束部３１２および内径拘束部３１３における、載置面３１１に対する高さは、凹部３１０の開始地点から中心面Ｃｐまで円周方向に行くに従って徐々に高くなり、中心面Ｃｐから凹部３１０の終わり地点まで円周方向に行くに従って徐々に低くなっている。
また、下スプリングシート３１には、凹部３１０の開始地点から円周方向に０度（３６０度）に向けて所定角度（例えば５度）進んだ地点に、載置面３１１に略垂直に上側に突出する突出面３１５が設けられている。下シートラバー３５に覆われたコイルスプリング３０の下端部の先端は、この突出面３１５に突き当たることで回転が抑制される。

また、下スプリングシート３１には、シリンダ１０を通す孔であるシリンダ孔３１６が形成されている。このシリンダ孔３１６の縁３１６ａは、中心軸Ｐの方向を中心方向とする円筒形状に形成されており、この縁３１６ａがシリンダ１０の外周面に例えば溶接など施されることで、下スプリングシート３１は、シリンダ１０に固定される。
なお、下スプリングシート３１は、板金がプレス加工されることにより、上述した形状に成形されることを例示することができる。

次に、下シートラバー３５について補足する。
図５は、下シートラバー３５およびコイルスプリング３０の外観図である。図５（ａ）は、下シートラバー３５に覆われたコイルスプリング３０を、中心面Ｃｐに直交する方向から見た図である。言い換えれば、図５（ａ）は、図３（ｂ）と同じ方向に見た外観図であり、中心軸Ｐの軸心方向が上下方向となるように示した図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のVb方向に見た図である。言い換えれば、図５（ｂ）は、垂直面Ｐｐに平行な方向に見た図である。

図２、図４に示すように、下シートラバー３５は、下スプリングシート３１の凹部３１０の形状に沿うように、凹部３１０の略開始地点から、円周方向に略２５０度の地点まで伸びるように形成されている。そして、下シートラバー３５は、図５、図４に示すように、凹部３１０の開始地点から１８０度の地点（中心面Ｃｐ）までの肉厚が均一となるように形成されている。他方、１８０度の地点から凹部３１０の終わり地点の方向には、円周方向に行くに従って徐々に肉厚が厚くなるように形成されている。すなわち、下シートラバー３５の、下スプリングシート３１の凹部３１０の載置面３１１と対向する下端面３５３は、凹部３１０の載置面３１１の形状に沿うように形成されている。つまり、下シートラバー３５の下端面３５３の内、中心面Ｃｐから凹部３１０の終わり地点の方へ略２５０度の地点までの面（以下、「下流側下端面３５３ｂ」と称す。）は、円周方向に行くに従って凹部３１０の開始地点から中心面Ｃｐまでの面（以下、「上流側下端面３５３ａ」と称す。）から下側へ突出する量が徐々に大きくなるように形成されている。

以上のように下スプリングシート３１および下シートラバー３５を構成することにより以下に述べるように作用し、以下に述べる効果を有する。
すなわち、本実施の形態に係る下スプリングシート３１の凹部３１０の載置面３１１が凹部３１０の開始地点から中心面Ｃｐまで円周方向に行くに従って徐々に上昇しているので、コイルスプリング３０が載置面３１１上を駆け上り難くなる。これにより、下スプリングシート３１に対する駆け上り方向のコイルスプリング３０の回転を抑制することができる。

他方、下スプリングシート３１には突出面３１５を設けているので、コイルスプリング３０の下端部の先端がこの突出面３１５に突き当たるため、コイルスプリング３０の下スプリングシート３１に対する載置面３１１を駆け下り難くなる。また、下シートラバー３５の下端面３５３は、下流側下端面３５３ｂが上流側下端面３５３ａよりも下側へ突出しているので、下スプリングシート３１の載置面３１１を駆け下りる方向にコイルスプリング３０が回転すると、下流側下端面３５３ｂが下スプリングシート３１の載置面３１１に突き当たる。これらにより、下スプリングシート３１の載置面３１１を駆け下りる方向のコイルスプリング３０の回転を抑制することができる。

また、下シートラバー３５の下端面３５３の形状を工夫することにより、下スプリングシート３１の凹部３１０の載置面３１１の形状を凹部３１０の開始地点から中心面Ｃｐまで円周方向に行くに従って徐々に上昇させても下スプリングシート３１を中心面Ｃｐに対して対称形状とすることを実現している。つまり、下シートラバー３５の下端面３５３を、下流側下端面３５３ｂが上流側下端面３５３ａから下側へ突出する量を徐々に大きくなるようにすることで、下シートラバー３５の下端面３５３が下スプリングシート３１の凹部３１０の載置面３１１の形状に沿う。これにより、コイルスプリング３０が、下スプリングシート３１の凹部３１０の開始地点から始まる螺旋形状であっても、下スプリングシート３１の中心面Ｃｐ以降もコイルスプリング３０の下端部を支持することができる。

そして、下スプリングシート３１が中心面Ｃｐに対して対称形状であることで、コイルスプリング３０が右巻きであっても左巻きであっても共通化することができる。つまり、本実施の形態に係るコイルスプリング３０は右巻きであるが、コイルスプリング３０が左巻きである場合には、本実施の形態に係る下シートラバー３５に対して中心面Ｃｐに対して対称形状の下シートラバーを用いれば下スプリングシート３１を共通化することができる。

また、本実施の形態に係る下シートラバー３５によれば、下スプリングシート３１の中心面Ｃｐ以降における下シートラバー３５の厚みは徐々に厚くなっているので、コイルスプリング３０の変形に対する追従性が良くなるので、コイルスプリング３０と下シートラバー３５との間のダスト噛み込みによるコイルスプリング３０表面の損傷が少なくすることができる。

図６は、下スプリングシート３１および下シートラバー３５の他の形態を示す図である。
図６に示すように、下シートラバー３５に、下端面３５３から下方に突出する突起３５４を設けるとともに、下スプリングシート３１に、凹部３１０の載置面３１１を貫通する貫通孔３１４を形成し、下シートラバー３５の突起３５４を、下スプリングシート３１の貫通孔３１４に嵌め込むとよい。これにより、さらに下スプリングシート３１に対するコイルスプリング３０の回転を抑制することができる。

１…懸架装置、１０…シリンダ、２０…ピストンロッド、３０…スプリング、３１…下スプリングシート、３５…下シートラバー

Claims (4)

1. 螺旋状のコイルスプリングと、
   前記コイルスプリングの端部を支持する支持部材と、
   前記コイルスプリングと前記支持部材との間に介在する介在部材と、
   を備え、
   前記支持部材は、前記コイルスプリングの端部の形状に沿う載置面を有するとともに、当該コイルスプリングの中心軸を含む面に対して対称形状であり、
   前記介在部材は、前記支持部材の前記載置面と対向する面が当該載置面の形状に沿い、
   前記支持部材は、前記コイルスプリングの下端部を支持するとともに、前記載置面は、当該コイルスプリングの先端を支持する部位から当該コイルスプリングの中心軸を含む面まで当該コイルスプリングの螺旋状に沿うように徐々に高くなる上流側載置面と、当該コイルスプリングの中心軸を含む面から徐々に低くなる下流側載置面とを有し、
   前記介在部材は、弾性体の部材であり、前記支持部材の前記上流側載置面と対向する部位の肉厚は略均一であり、当該支持部材の前記下流側載置面と対向する部位の肉厚は徐々に厚いことを特徴とする懸架装置。
2. 前記介在部材は、前記コイルスプリングの中心軸の軸心方向に見た場合に円環状ではなく、
   前記支持部材は、前記載置面の開始地点から円周方向に前記上流側載置面とは反対方向に所定角度進んだ地点および前記コイルスプリングの中心軸を含む面に対して当該地点と対称な位置に、当該載置面に対して略垂直に当該コイルスプリング側に突出した突出面を有することを特徴とする請求項１に記載の懸架装置。
3. 前記支持部材には、前記載置面と前記コイルスプリングの中心軸を含む面とが交差する部位に当該載置面を貫通する貫通孔が形成され、
   前記介在部材は、前記支持部材の前記載置面と対向する面から当該支持部材側に突出して当該支持部材に形成された前記貫通孔に嵌め込まれる突起を有することを特徴とする請求項１または２に記載の懸架装置。
4. 螺旋状のコイルスプリングと、
   前記コイルスプリングの端部を支持する支持部材と、
   前記コイルスプリングと前記支持部材との間に介在する介在部材と、
   を備え、
   前記支持部材は、前記コイルスプリングの端部の形状に沿う載置面有するとともに、当該コイルスプリングの中心軸を含む面に対して対称形状であり、当該載置面の開始地点から円周方向に当該コイルスプリングが配置された側とは反対方向に所定角度進んだ地点および当該コイルスプリングの中心軸を含む面に対して当該地点と対称な位置に、当該載置面に対して略垂直に当該コイルスプリング側に突出した突出面を有し、
   前記介在部材は、前記コイルスプリングの中心軸の軸心方向に見た場合に円環状ではないことを特徴とする懸架装置。

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