JPH06312610A - サスペンションのばね構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サスペンションのばね自体の構造を工夫する
ことにより、大掛かりな装置を用いることなく車高を適
正状態に保持し、かつ、車体と車輪の相対変位が大きく
なる振動入力時にはそのばね定数を小さくして、車両の
乗り心地性を確保する。 【構成】 シリンダ１４に固設した第１主ばねシート２
２と、ピストンロッド１６に取り付けた第２主ばねシー
ト２４との間に主圧縮ばね２６を縮設する。シリンダ１
４の上端部に形成した鍔部２８とこの鍔部２８の上方に
位置する第２主ばねシート２４の底部２４ａとの間、お
よび鍔部２８とこの鍔部２８の下方に配置した第３ばね
シート３０との間に、予圧縮を付加した状態で第１圧縮
ばね３２および第２圧縮ばね３４を縮設する。第１圧縮
ばね３２を底部２４ａ側に固定すると共に、第２圧縮ば
ね３４を第３ばねシート３０側に固定し、それぞれの圧
縮ばね３２，３４の自由端を鍔部２８に着脱可能に当接
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車体を車輪に懸架する
サスペンションに設けられるばね構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来の車両ではサスペンション
を介して車体が車輪に懸架されるようになっている。こ
のサスペンションは車輪と車体との間に配置されるばね
を備え、このばねの振動減衰をショックアブソーバとか
ストラット等によって吸収するようになっている。
（『公報番号を記載して下さい』参照）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のサスペンションのばね構造にあっては、トラック
とかワンボックスカー等の積み荷用車両では、ばねに非
線形特性を有する単一のばねが用いられるため、荷物を
積載した状態と積載していない状態とで重心位置が上下
および前後に大きく変動してしまい、車輪のアライメン
トが大きく変化する等して車両の走行性能が悪化されて
しまう。

【０００４】ところで、近年では空気圧を用いて車重に
かかわりなく車高を一定に保つことができる車高調整装
置が存在するが、このように車高調整装置を用いること
により、アライメントを積載荷重にかかわりなく一定に
保持して走行性を確保することができる。しかし、この
ように車高調整装置を用いた場合には、装置自体が著し
く高価なものであるため、車体価格の大幅な上昇が来さ
れてしまうという課題があった。

【０００５】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て、サスペンションのばね自体の構造を工夫することに
より、大掛かりな装置を用いることなく車高を適正状態
に保持し、かつ、車体と車輪の相対変位が大きくなる振
動入力時にはそのばね定数を小さくして、車両の乗り心
地性を確保できるようにしたサスペンションのばね構造
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、車体を車輪に懸架するサスペンションに
設けられ、車輪に入力される路面からの振動を吸収する
ばね構造において、車体と車輪の相対変位が少ない領域
でばね定数を大きく設定し、かつ、車体と車輪の相対変
位が大きくなる領域でばね定数を小さく設定する構成と
する。

【０００７】また、かかる構成において車体側または車
輪側の一方に連結される第１ばねシートと、車体側また
は車輪側の他方に連結され第１ばねシートの上方および
下方に適宜間隔をもって配置される第２ばねシートおよ
び第３ばねシートとを設け、第１ばねシートと第２ばね
シートとの間および第１ばねシートと第３ばねシートと
の間に、それぞれ予圧縮を付加した状態で第１圧縮ばね
および第２圧縮ばねを縮設すると共に、これら第１，第
２圧縮ばねは、車体と車輪の相対変位が大きな領域で、
一方の圧縮ばねが第１，第２ばねシート間または第１，
第３ばねシート間から離脱する長さに設定する構成とす
る。

【０００８】

【作用】以上の構成により本発明のサスペンションのば
ね構造にあっては、車体と車輪の相対変位が少ない領域
でばね定数を大きく設定したので、積載荷重が増大した
場合にもばねの変形量を少なく抑制して車体の沈み込み
を低減できる。従って、積載荷重の増減による車高変動
幅を小さくできるため、ホイールアライメントの変化量
を減少して、走行性能を十分に確保することができる。
また、路面状態等によって車体と車輪の相対変位が大き
くなる領域ではばね定数が小さく設定されるので、バン
プ時とかリバウンド時の振動入力を効果的に吸収して、
車両乗り心地性を向上することができる。

【０００９】また、かかる構成においてそれぞれ車体側
と車輪側に連結される第１ばねシートと第２ばねシート
との間および第１ばねシートと第３ばねシートとの間
に、それぞれ予圧縮を付加した状態で第１圧縮ばねおよ
び第２圧縮ばねを縮設し、これら第１，第２圧縮ばねの
長さを、車体と車輪の相対変位が大きな領域で、一方の
圧縮ばねが第１，第２ばねシート間または第１，第３ば
ねシート間から離脱する長さに設定したので、車体と車
輪の相対変位が小さい領域では２つの圧縮ばねが共に第
１，第２ばねシート間および第１，第３ばねシート間に
当接された状態となり、これら２つの圧縮ばねが車体と
車輪との間に作用するためばね定数が大きく設定され
る。一方、車体と車輪との相対変位が大きい領域では一
方の圧縮ばねがばねシートから離脱するので、１つの圧
縮ばねのみが車体と車輪との間に作用することになり、
そのばね定数を小さく設定することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
詳細に説明する。図１，図２は本発明の一実施例を示す
サスペンション１０のばね構造を示し、図１は本発明が
適用されるショックアブソーバ１２の要部断面図、図２
は本実施例のばね特性図である。

【００１１】即ち、前記ショックアブソーバ１２は、下
端部が閉止された筒状のシリンダ１４と、このシリンダ
１４内に摺動可能に嵌合された図外のピストンに固定さ
れ、上端部がこのシリンダ１４から上方に出没可能に突
出するピストンロッド１６とを備えて概略構成される。
前記ピストンにはオリフィスが形成され、このピストン
が前記シリンダ１４内を摺動することにより、このシリ
ンダ１４内に封入された流体がオリフィスを通過する時
の抵抗で減衰力が発生されるようになっている。

【００１２】前記シリンダ１４の下端部に固定されたブ
ッシュ１８が、図外の車輪を回転自在に支持するスピン
ドルに取り付けられると共に、前記ピストンロッド１６
の上端部に固定されたインシュレータ２０が図外の車体
に取り付けられる。そして、路面の凹凸によって車輪が
バウンドおよびリバウンドされることに伴って、前記シ
リンダ１４と前記ピストンとが相対的に摺動されるよう
になっている。

【００１３】前記シリンダ１４の外周には環状の第１主
ばねシート２２が固設されると共に、前記ピストンロッ
ド１６の上端部には有底筒状の第２主ばねシート２４が
取り付けられる。そして、前記第１，第２主ばねシート
２２，２４間にコイルスプリングで形成される主圧縮ば
ね２６（ばね定数ｋ1 ）が縮設される。一方、前記シリ
ンダ１４の上端部には第１ばねシートとしての鍔部２８
が形成されると共に、この鍔部２８の上方には前記第２
主ばねシート２４の底部２４ａが位置し、この底部２４
ａが第２ばねシートとして用いられる。また、前記鍔部
２８の下方には前記第２主ばねシート２４から一体に延
設される第３ばねシート３０が配置される。

【００１４】そして、前記鍔部２８と前記底部２４ａと
の間に、コイルスプリングで形成される第１圧縮ばね３
２（ばね定数ｋ2 ）が予圧縮（プリロード）を付加した
状態で縮設される。また、前記鍔部２８と前記第３ばね
シート３０との間に、同様にコイルスプリングで形成さ
れる第２圧縮ばね３４（ばね定数ｋ3 ）が予圧縮を付加
した状態で縮設される。尚、前記ピストンロッド１６の
上端部にはストッパーラバー３６が取り付けられ、この
ストッパーラバー３６に前記鍔部２８が当接されること
により、ピストンロッド１６がシリンダ１４内に進入し
て短縮される方向の変位を最終的に規制できるようにな
っている。また、前記第１圧縮ばね３２は前記底部２４
ａ側に固定されると共に、前記第２圧縮ばね３４は第３
ばねシート３０側に固定される一方、それぞれの圧縮ば
ね３２，３４の自由端は鍔部２８に着脱可能に当接され
る。

【００１５】以上の構成により本実施例のサスペンショ
ンのばね構造にあっては、車体と車輪の相対変位が少な
い領域では、第１，第２圧縮ばね３２，３４の予圧縮が
鍔部２８と底部２４ａとの間および鍔部２８と第３ばね
シート３０との間に作用しており、このときに車体と車
輪との間には主圧縮ばね２６と第１圧縮ばね３２および
第２圧縮ばね３４の全てのばね力が並列関係をもって作
用する。従って、このときに車体と車輪との間に作用す
る全てのばね定数はｋ1 ＋ｋ2 ＋ｋ3 となる。一方、車
輪が大きくバウンドした場合にはピストンロッド１６の
短縮量が大きく、第１ばねシートとしての鍔２８と第３
ばねシート３４との間の間隔が大きくなる。このため、
第２圧縮ばね３４は予圧縮が作用する範囲を越えて鍔部
２８から離脱する。従って、このときに車体と車輪との
間には主圧縮ばね２６と第１圧縮ばね３２の２つが作用
し、そのときの全てのばね定数はｋ1 ＋ｋ2 となる。

【００１６】また、車輪が大きくリバウンドした場合に
はピストンロッド１６の伸長量が大きく、鍔２８と第２
ばねシートとしての底部２４ａとの間の間隔が大きくな
る。このため、第１圧縮ばね３２は予圧縮が作用する範
囲を越えて鍔部２８から離脱する。従って、このときに
車体と車輪との間には主圧縮ばね２６と第２圧縮ばね３
４の２つが作用し、そのときの全てのばね定数はｋ1 ＋
ｋ3 となる。

【００１７】従って、前記ばね構造で得られるばね特性
は図２に示したように、車体と車輪との間の変位が小さ
い領域Ａでは、ばね定数がｋ1 ＋ｋ2 ＋ｋ3 となって大
きくなる。このため、積載荷重の増減による車高変動を
小さく抑制することができるため、無積載時と過大積載
時とでホイールアライメントが大きく変化されてしまう
のを防止し、走行安定性を確保することができる。

【００１８】一方、このように車高変動の少ない状態で
走行する際に、路面の凹凸により車輪が大きくバンプま
たはリバウンドして、車体と車輪との間の変位が大きく
なる領域ＢおよびＣでは、ばね定数がｋ1 ＋ｋ2 および
ｋ1 ＋ｋ3 となって小さくなる。このため、大バンプ時
および大リバウンド時に車輪から車体に入力される大き
な衝撃力を効果的に吸収して、乗り心地性の向上を図る
ことができる。

【００１９】尚、本実施例では主圧縮ばね２６を設け
て、この主圧縮ばね２６が常時作用するようにしたもの
を開示したが、本発明では主圧縮ばね２６は必ずしも必
要ではなく、本質的に第１，第２圧縮ばね３２，３４を
備えることによりその目的を達成することができる。

【００２０】図３から図５は他の実施例を示し、流体ば
ね５０に本発明を適用したものである。尚、図３は流体
ばね５０の概略構成図、図４は流体ばね５０に供給する
第１，第２，第３圧力タンク５２，５４，５６によって
得られるばね定数をそれぞれ示す特性図、図５は各圧力
タンク５２，５４，５６の総和によって得られる流体ば
ね５０の特性図である。

【００２１】即ち、前記流体ばね５０は並列配置される
第１，第２，第３圧力タンク５２，５４，５６からのオ
イル圧が供給されるシリンダ５８を備え、このシリンダ
５８下端が車輪Ｗに連結されると共に、ピストン６０が
図外の車体側に連結されるようになっている。そして、
車輪Ｗから入力される路面振動がシリンダ５８内の圧力
変化により吸収され、かつ、バンプ時およびリバウンド
時の大変位はピストン６０の摺動を伴って吸収される。

【００２２】前記第１，第２，第３圧力タンク５２，５
４，５６は、内部を液密構造をもって摺動可能に隔成す
る可動板５２ａ，５４ａ，５６ａが設けられ、この可動
板５２ａ，５４ａ，５６ａで隔成された一方の室５２
ｂ，５４ｂ，５６ｂにはオイルが封入されて前記シリン
ダ５８に連通される。また、可動板５２ａ，５４ａ，５
６ａで隔成された他方の室５２ｃ，５４ｃ，５６ｃには
ガス圧が封入されて密閉される。前記ガス室５２ｃ，５
４ｃ，５６ｃは、第１圧力タンク５２から第２，第３圧
力タンク５４，５６へと容量が順次小さくなっている。

【００２３】前記第２，第３圧力タンク５４，５６には
可動板５４ａ，５６ａの移動を規制するストッパー６４
が設けられ、可動板５４ａ，５６ａがストッパー６４に
当接した後にオイル室５４ｂ，５６ｂ内を剛体状にして
ばね効果を無くすようになっている。前記ストッパー６
４の間隔Ｌ1 ，Ｌ2 は第２圧力タンク５４より第３圧力
タンク５６の方が小さく（Ｌ1 ＞Ｌ2 ）なっている。
尚、前記室５２ｂ，５４ｂ，５６ｂがシリンダ５８に通
ずる油路６２に連通する部分にはそれぞれオリフィス５
２ｄ，５４ｄ，５６ｄが設けられる。

【００２４】従って、この実施例では前記シリンダ５０
で得られるばね定数ｋは、第１，第２，第３圧力タンク
５２，５４，５６で発生する各ばね定数ｋ1 ，ｋ2 ，ｋ
3 の総和で決定されるようになっており、各ばね定数ｋ
1 ，ｋ2 ，ｋ3 は図４に示したように、ガス室５２ｃ，
５４ｃ，５６ｃの容量とストッパー６４の規制位置とに
よって特性が決定される。そして、前記各ばね定数ｋ1
，ｋ2 ，ｋ3 を総和することにより図５に示したばね
定数ｋの特性が得られ、車体と車輪との間の相対変位Δ
Ｘが小さい領域では立上がりの大きなばね定数Ｐとな
り、この変位ΔＸが大きくなるに従って立上がりが小さ
くなる。このため、前記実施例と同様に積載荷重に対す
る車高変動を小さく抑制でき、かつ、バンプ時，リバウ
ンド時の大変位時には衝撃吸収力を大きくすることがで
きる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に示すサスペンションのばね構造にあっては、車体と車
輪の相対変位が少ない領域でばね定数を大きく設定し、
かつ、車体と車輪の相対変位が大きくなる領域でばね定
数を小さく設定したので、車体と車輪の相対変位が少な
い領域では積載荷重に対する車高変動を小さく抑制して
ホイールアライメントの変化量を減少し、空車時および
満車時の走行性能を十分に確保することができる。ま
た、車体と車輪の相対変位が大きくなる領域でばね定数
が小さく設定されるので、バンプ時とかリバウンド時の
振動入力を効果的に吸収して、車両乗り心地性を向上す
ることができる。

【００２６】また、本発明の請求項２にあっては、車体
側と車輪側に連結される第１ばねシートと第２ばねシー
トとの間および第１ばねシートと第３ばねシートとの間
に、それぞれ予圧縮を付加した状態で第１圧縮ばねおよ
び第２圧縮ばねを縮設し、これら第１，第２圧縮ばねの
長さを、車体と車輪の相対変位が大きな領域で、一方の
圧縮ばねが第１，第２ばねシート間または第１，第３ば
ねシート間から離脱する長さに設定したので、車体と車
輪の相対変位が小さい領域では２つの圧縮ばねが共に車
体と車輪との間に作用してばね定数を大きく設定するこ
とができ、一方、車体と車輪との相対変位が大きい領域
では一方の圧縮ばねがばねシートから離脱してばね定数
を小さく設定することができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のばね構造の一実施例が適用されるショ
ックアブソーバの要部断面図である。

【図２】本発明のばね構造の一実施例を示すばね定数の
特性図である。

【図３】本発明の他の実施例を示すばね構造の概略構成
図である。

【図４】本発明の他の実施例のばね構造の各ばね定数の
特性図である。

【図５】本発明の他の実施例のばね構造の全体ばね定数
の特性図である。

【符号の説明】

１０ サスペンション １２ ショック
アブソーバ ２８ 鍔部（第１ばねシート） ２４ａ 底部
（第２ばねシート） ３０ 第３ばねシート ３２ 第１圧縮
ばね ３４ 第２圧縮ばね ５０ 流体ばね ５２，５４，５６ 圧力タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 康宏 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体を車輪に懸架するサスペンションに
   設けられ、車輪に入力される路面からの振動を吸収する
   ばね構造において、車体と車輪の相対変位が少ない領域
   でばね定数を大きく設定し、かつ、車体と車輪の相対変
   位が大きくなる領域でばね定数を小さく設定したことを
   特徴とするサスペンションのばね構造。
2. 【請求項２】 車体側または車輪側の一方に連結される
   第１ばねシートと、車体側または車輪側の他方に連結さ
   れ第１ばねシートの上方および下方に適宜間隔をもって
   配置される第２ばねシートおよび第３ばねシートとを設
   け、第１ばねシートと第２ばねシートとの間および第１
   ばねシートと第３ばねシートとの間に、それぞれ予圧縮
   を付加した状態で第１圧縮ばねおよび第２圧縮ばねを縮
   設すると共に、これら第１，第２圧縮ばねは、車体と車
   輪の相対変位が大きな領域で、一方の圧縮ばねが第１，
   第２ばねシート間または第１，第３ばねシート間から離
   脱する長さに設定したことを特徴とする請求項１に記載
   のサスペンションのばね構造。