JPH058625A - 車両用ばね装置および懸架装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の主要な目的は、第１のばねと第２のば
ねを備えた懸架装置等の車両用ばね装置において、ばね
の車体側端部の取付部分に過剰な負担がかかることを防
止できるようにすることにある。 【構成】懸架装置１は、第１のばね５と第２のばね６を
備えている。第１のばね５は、弾性部材２０を介して車
体側の部材２に支持される第１端５ａと、弾性部材３５
を介して車体側の部材２に支持される第２端５ｂとを備
えている。第２のばね６は、第１端６ａが第１のばね５
の第１端５ａに締結される。第２のばね６の第２端６ｂ
は車軸側の部材３に向って延びていて、第２端６ｂ側の
部位が第１のばね５の第２端５ｂの下面と離間対向して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のサスペンショ
ンシステムなどに利用される車両用ばね装置および懸架
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車幅方向にばねを配置したいわゆる横置
きばねは、例えば特願昭63-270055 号に見られるよう
に、車体の下部を車幅方向に横切る長尺な懸架ばねを使
用している。この横置きばねは懸架機構のロアア−ムと
懸架ばねの機能を兼ねるが、長尺な横置きばねを車幅方
向に配置しなければならないため、エンジンル−ムの下
まわりにばねの取付けスペ−スを確保することが難し
い。

【０００３】これに対し、特願平1-50398 号に提案され
ている片持式のア−ム兼用ばねは、コンパクトであり、
エンジンル−ムの下などにも配置可能である。この片持
ち式ア−ム兼用ばねは、車体側端部をブラケット等によ
って車体に固定するとともに、自由端側すなわち車軸側
端部にハブキャリア等の車軸側の部材を設けるようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した片持式のア−
ム兼用ばねは、その車体側端部のみが車体に支持される
ため、車体側端部に大きなモ−メントが作用する。この
ためばねの車体側端部と車体との固定部に大きな負荷が
かかり、強度的な弱点になる可能性がある。

【０００５】従って本発明の目的は、ばねの取付部分等
に過剰な負担がかかることを防止できるとともに、振動
吸収性能に優れたばね装置および懸架装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明のばね装置は、弾性部材を介して長手
方向の少なくとも２箇所で車体側の部材に支持される第
１のばねと、第１のばねの下面側に配置されていて一端
側が上記第１のばねに締結されるとともに他端側が車軸
側の部材に連結されるサスペンションア−ム兼用の第２
のばねとを具備している。

【０００７】

【作用】上記構成のばね装置の第１のばねは、車体側の
部材に対して、弾性部材を介して少なくとも２点で支持
される。この第１のばねに重合される第２のばねは、第
１のばねに対し長手方向にある程度の長さで支持され、
端部等に局部的な集中負荷がかからないようになってお
り、負荷の大きさに応じて第１のばねと第２のばねの接
触長が変化する。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の第１実施例について、図１お
よび図２を参照して説明する。図１に示された自動車の
フロント側に使われるばね装置の一例としての懸架装置
１は、車体の左右にそれぞれ独立して設けられている。
左右一対の懸架装置１，１は互いに左右対称であって実
質的な構成が互いに同じであるから、以下に一方の懸架
装置１を代表して説明する。

【０００９】この懸架装置１は、車体を構成する部材２
と車軸側の部材３との間に設けられている。車軸側の部
材３の一例は、後述するハブキャリア５１等である。懸
架装置１は、車幅方向に延びるＦＲＰ製の第１のばね５
と、この第１のばね５の下面側に配置される第２のばね
６を備えている。第１のばね５と第２のばね６は、それ
ぞれ、図示左側に位置する第１端５ａ，６ａと、図示右
側に位置する第２端５ｂ，６ｂを有している。

【００１０】第１のばね５は、公知のＦＲＰ製ばね板と
同様に、マトリックス樹脂と、ばね５の主に長手方向に
沿う連続強化繊維とによって形成されている。第２のば
ね６は、マトリックス樹脂と、主に長手方向に沿う連続
強化繊維とによって、自由状態で上に凸となるような弓
形に湾曲した帯状に成形されている。図示例の第２のば
ね６は、長手方向に等幅であり、しかも第１端６ａから
第２端６ｂに向かって厚みが漸減するようなテ−パリ−
フ状に成形されている。但し、長手方向に幅が変化する
ような形状をなしていてもかまわない。

【００１１】第１のばね５と第２のばね６はいずれも上
下方向に弾性的に撓むことができ、しかも第２のばね６
はサスペンションシステムを構成するロアア−ムとして
の機能と、懸架ばねとしての機能を兼用する。

【００１２】第１のばね５の第１端５ａと第２のばね６
の第１端６ａは、上下一対の座金１０，１１とＵボルト
１２とナット１３等からなる締付構体１４によって、互
いに厚み方向に結合されている。第１のばね５の下面側
に、摩耗防止板１５を設けておくとよい。

【００１３】締付構体１４は、その上面側に配置された
ゴム状弾性体からなる弾性部材２０を介して、回転支持
機構２１によって水平軸回りに回転自在に支持されてい
る。回転支持機構２１は、車体側の部材２に固定された
固定ブラケット２２と、この固定ブラケット２２に水平
方向の軸２３によって回動自在に支持された可動ブラケ
ット２４とを備えて構成され、可動ブラケット２４の下
面側に上記弾性部材２０が設けられている。

【００１４】この弾性部材２０は、接着によって座金１
０とブラケット２４とに固定されるが、例えば図３ある
いは図４に示されるように、抜け止め用のボルト２５を
使用することによって、座金１０とブラケット２４との
間に弾性部材２０を挟み込んだ状態で固定してもよい。

【００１５】第１のばね５の第２端５ｂに、座金３０，
３１がＵボルト３２とナット３３等によって取付けられ
ている。図２に拡大して示すように、上側の座金３０
に、ゴム状弾性体からなる弾性部材３５が設けられてい
る。この弾性部材３５の上面は、車体側座金３６を介し
て車体側の部材２に固定されている。車体側座金３６
は、ボルトとナット等の適宜の固定手段３７によって車
体側の部材２に固定されている。上記弾性部材３５は、
例えば接着等の適宜の固定手段によって座金３０，３６
に固定されている。

【００１６】下側の座金３１にも弾性部材４０が取付け
られている。この弾性部材４０の下面は、第２のばね６
の上面すなわち圧縮応力側の面に対向しており、第２の
ばね６の撓みが所定量に達した時に、第２のばね６に接
するようになっている。弾性部材２０，３５，４０の材
質は、ウレタンエラストマや周知の合成ゴムなどであ
る。

【００１７】第２のばね６の第２端６ｂに、連結用部品
４５が設けられている。連結用部品４５は、ボルトやナ
ット等の適宜の固定手段４６によって第２のばね６の第
２端６ｂに固定されている。連結用部品４５にボ−ルジ
ョイント５０が設けられており、ボ−ルジョイント５０
を介してハブキャリア５１が旋回可能に支持されてい
る。ハブキャリア５１には車輪５２の回転中心となる車
軸５３や上下方向の振動変位を減衰させるショックアブ
ソ−バ５４などが設けられている。

【００１８】上記構成の懸架装置１においては、ばね上
重量にもとづく上下方向の荷重が第１のばね５と第２の
ばね６とによって弾性的に支持される。荷重によってば
ね５，６が上下方向に撓む時、ばね５，６の第１端５
ａ，６ａ側において、水平方向の軸２３を中心にばね
５，６が回動できる。

【００１９】しかも第１のばね５が弾性部材２０，３５
を介して車体側の部材２に２点で支持されるとともに、
第２のばね６は第１のばね５に対して長手方向にある程
度の長さにわたって接触する。そして負荷荷重が大きく
なるほど、第１のばね５と第２のばね６の接触長が増加
する。このためばね５，６に過剰なモ−メントが作用せ
ず、無理な荷重がかからない。また、弾性部材２０，３
５によって振動が吸収され、乗り心地の良いものとな
る。

【００２０】本実施例の第２のばね６は、負荷荷重が大
きくなるほど、第１のばね５との接触長が増加する方向
に撓むから、荷重の増加に伴ってばね定数が漸増すると
いった非線形の荷重−撓み特性が得られる。

【００２１】図５に示されるように、第１のばね５を下
に凸の湾曲した形状にすれば、上述した非線形特性を更
に効果的に発揮させることができる。第２のばね６は長
手方向に等幅、等厚であってもよいが、図示例のように
全長にわたって等幅で厚みを変化させた先細テ−パ状に
すれば、更にコンパクト化が図れる。

【００２２】図６に本発明の第２実施例が示されてい
る。この実施例の回転支持機構５９は、図７に示したよ
うに、第１のばね５の第１端５ａと第２のばね６の第２
端６ａを、それぞれ目玉ブラケット６０にボルトあるい
はナット等の固定手段６１によって締結している。目玉
ブラケット６０は、水平方向の軸６２によって、ばね側
ブラケット６３に回転自在に支持されている。ばね側ブ
ラケット６３は、ばね側座金６４と、ゴム状弾性体から
なる弾性部材６５と、車体側座金６６等を介して、ボル
ト６７とナット６８によって、車体側の部材２に取付け
られている。

【００２３】図８に示されるように、第１のばね板５の
第２端５ｂに、Ｕボルト７１とナット７２によって座金
７３，７４が取付けられており、上側の座金７３に弾性
部材７５が設けられている。弾性部材７５の上面は、車
体側座金８０を介して車体側の部材２に支持される。車
体側座金８０は、ボルト８１とナット８２等の適宜の固
定手段によって、車体側の部材２に固定される。

【００２４】この実施例の場合も、前記第１実施例と同
様に２箇所の支持部で弾性部材６５，７５を介して荷重
が支持されるとともに、水平方向の軸６２によってばね
５，６の第１端５ａ，６ａが回転自在に支持されるか
ら、車体への局部的な集中負荷の発生が抑制されるとと
もに振動が効率良く吸収され、乗り心地が向上する。

【００２５】なお本発明は、第１のばね５と第２のばね
６以外に、第３のばねあるいは第４のばね等が重合され
ていてもよく、要するに少なくとも２枚のばね５，６を
備えている必要がある。また、第１のばね５と第２のば
ね６は金属製であってもよいし、いずれか一方が金属で
他方がＦＲＰ製であってもよい。

【００２６】図９は本発明の第３実施例を示している。
この実施例において、前述した第１実施例あるいは第２
実施例と共通の箇所には共通符号を付して説明を省略
し、異なる箇所について以下に説明する。

【００２７】この実施例の場合、第１のばね５と車体側
の部材２との間に、アクチュエータ９０が設けられてい
る。アクチュエータ９０の一例は、シリンダ９１とロッ
ド９２を備えた油圧シリンダであり、送油管９３を経て
送られる油圧によって、ロッド９２の突出量を可変設定
できるようになっている。

【００２８】ロッド９２の下端に設けられた端部材９５
の下面は球面状をなしていて、この球面状の部分が座金
７３に接している。座金７３の上面部、すなわち端部材
９５との接触部分は、端部材９５の下面形状に対応した
球面凹状をなしている。従って、シリンダ９１に対する
ロッド９２の突出量を変えると、ばね５，６は、水平方
向の軸６２を中心に、上下方向にある程度の角度範囲内
で回動する。なおアクチュエータ９０は、油圧以外に空
圧あるいは電動式のものであってもよい。

【００２９】図１０に示されるように、シリンダ９１の
基部を支軸９６によって車体側の部材２に回動自在に支
持するとともに、端部材９５を支軸９７によって回動自
在に支持するとよい。このような構成であれば、ロッド
９２の突出量が変化しても、座金７３と端部材９５を、
常に広い面で均等に接触させることができる。なお、座
金７３とロッド９２をボールジョイントなどの自在継手
によって接続してもよい。

【００３０】上記構成の第３実施例において、アクチュ
エータ９０のロッド９２を伸び側に動かすと、車体側の
部材２から第１のばね５の第２端５ｂまでの距離が大き
くなるため、車高が高くなる。逆に、ロッド９２を縮み
側に動かすと、車高が低くなる。この実施例も、負荷荷
重が大きくなるほど、第１のばね５と第２のばね６との
接触長が増加するため、荷重の増加に伴ってばね定数が
漸増するといったプログレッシブ特性が得られる。

【００３１】しかも本実施例のようなアクチュエータ９
０を備えていれば、高速で走行する時などにおいて、ロ
ッド９２を縮めることによって車高を下げると、第２の
ばね６のスパン、すなわち回転軸６２から第２端６ｂま
での水平方向の距離が大きくなる。第２のばね６のスパ
ンが大きくなると、第２のばね６に作用する上下方向の
モーメントも大きくなるので、小さな撓みで第２のばね
６と接触するようになる。従ってこの場合のばね特性
は、図１１に実線ｍで示すように、ばね５，６同志の接
触長が短い場合の特性（破線ｎで示す）に比べて、プロ
グレッシブの変曲点が左に移動することから、ばね定数
が高くなる。

【００３２】従って、高速走行中に車線変更等でハンド
ルを操作した時に、高いロール剛性を発揮できるように
なり、車高を下げたこととあいまって、操縦安定性が向
上する。これとは逆に、悪路走行時には、ロッド９２を
伸び側に動かすことによってバンプストロークを大きく
とり、いわゆる底突き現象を防ぐことができる。

【００３３】また、旋回走行時のように車体に横方向の
加速度が加わる場合、旋回内側（車体が浮上がる側）に
位置するアクチュエータ９０のロッド９２を縮み側に動
かし、あるいは旋回外側（車体が沈み込む側）に位置す
るアクチュエータ９０のロッド９２を伸び側に動かすこ
とによって、車体の傾きを小さくすることができる。ま
た、前輪と後輪用の各アクチュエータ９０のロッド９２
の伸縮量を調整することにより、制動時のノーズダイブ
や急発進時のスクォットも抑制できる。

【００３４】上述したアクチュエータ９０の伸縮動作
は、車両の走行速度やステアリングの操作角、あるいは
ステアリングのハンドル角速度などに基づいて車載コン
ピュータによって演算するか、車体に加わる横方向の加
速度をセンサによって検出した結果とか、左右の車高を
車高センサによって検出した結果などに基づいて、アク
チュエータ９０の作動量をコンピュータによって自動的
に制御すればよい。あるいは、上記よりも簡単な構造と
して、車両の運転者自身が走行条件や路面状況等に応じ
て、手動スイッチによってアクチュエータ９０を操作す
るようにしてもよい。

【００３５】なお本発明のばね装置は、前記実施例で述
べたような懸架装置以外の用途にも適用できる。例え
ば、第１のばねと第２のばねを車体の前後方向に沿わせ
て配置する縦置きばねであってもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、サスペンションア−ム
を兼ねるばねおよびその取付部分等に過大な負荷が作用
することを回避でき、しかも振動が効果的に吸収され、
乗り心地の良いものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す懸架装置を一部断面
で示す正面図。

【図２】図１に示された懸架装置の一部を拡大して示す
断面図。

【図３】弾性部材の取付部の変形例を示す断面図。

【図４】弾性部材の取付部の他の変形例を示す断面図。

【図５】ばねの変形例を示す正面図。

【図６】本発明の第２実施例を示す懸架装置の正面図。

【図７】図６中のVII-VII 線に沿う断面図。

【図８】図６に示された懸架装置の一部を示す斜視図。

【図９】本発明の第３実施例を示す懸架装置の正面図。

【図１０】図９に示された懸架装置に使用されるアクチ
ュエータの正面図。

【図１１】図９に示された懸架装置における荷重と撓み
の関係を示す図。

【符号の説明】

１…懸架装置、２…車体側の部材、５…第１のばね、６
…第２のばね、２０…弾性部材、２１…回転支持機構、
３５，４０…弾性部材、５９…回転支持機構、６５，７
５…弾性部材、９０…アクチュエータ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向の少なくとも２箇所において弾性
   部材を介して車体側の部材に支持される第１のばねと、
   上記第１のばねの下面側に配置されていて一端側が上記
   第１のばねに締結されるとともに他端側が車軸側の部材
   に連結されるサスペンションア−ム兼用の第２のばねと
   を具備したことを特徴とするばね装置。
2. 【請求項２】上記第１のばねと第２のばねの上記一端側
   が、回転支持機構によって水平方向の軸回りに回転自在
   に支持されている請求項１記載のばね装置。
3. 【請求項３】上記第１のばねが下に凸の湾曲した形状を
   なし、第２のばねが上に凸の湾曲した形状に形成されて
   いて、負荷荷重が増大するに従って双方のばねの接触長
   が漸増するようにしてある請求項１記載のばね装置。
4. 【請求項４】長手方向の少なくとも２箇所で弾性部材を
   介して車体側の部材に支持される第１のばねと、上記第
   １のばねの下面側に配置されていて一端側が上記第１の
   ばねに締結されるとともに他端側が車軸側の部材に連結
   されるサスペンションア−ム兼用の第２のばねとを具備
   したことを特徴とする車両用懸架装置。
5. 【請求項５】上記第１のばねと車体側の部材との間に、
   第１のばねの端部を高さ調整可能に支持するアクチュエ
   ータが設けられている請求項４記載の車両用懸架装置。