JPH06344739A - 車両用サスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ロード・ノイズ領域及びコイルスプリングが自
励振動を起こす領域における車体への振動入力を低減す
ることができ、しかも良好な車両乗り心地を確保するこ
とができる車両用サスペンションを提供する。 【構成】コイルスプリング１０を支持するスプリングサ
ポート１２を、アッパインシュレータ１３を介して車体
側部材２０に結合するとともに、皿バネ１５を介してシ
ョックアブソーバロッド１１Ｂに結合する。また、ショ
ックアブソーバロッド１１Ｂは、他の皿バネ１６を介し
て車体側部材２０に結合する。そして、皿バネ１５及び
１６は中立位置に近い変位の範囲で低バネ定数を示す非
線形バネであり、皿バネ１５が低バネ定数を示す変位の
範囲を、皿バネ１６が低バネ定数を示す変位の範囲より
も狭くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の車体及び車輪
間に介在する車両用サスペンションに関し、特に、コイ
ルスプリング及びショックアブソーバを備えた構造にお
いて、乗り心地を悪化させることなく、ロード・ノイズ
領域及びコイルスプリングが自励振動を起こす領域にお
ける車体への振動入力を低減することができるようにし
たものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用サスペンションとして本出
願人が先に提案した特開平１−１９７１０８号公報に開
示されたものがある。かかる従来の車両用サスペンショ
ンは、そのモデルである図４に示すように、車体側部材
１と車輪２を支持する車輪側部材２Ａとの間に介装され
るコイルスプリング３の上端を、アッパインシュレータ
４を介して車体側部材１に結合するとともに、コイルス
プリング３と並列に車体側部材１及び車輪側部材２Ａ間
に介装されるショックアブソーバ５の上端を、皿バネ６
を介してコイルスプリング３の上端に結合した構造を有
している。なお、コイルスプリング３の下端及びショッ
クアブソーバ５の下端は、車輪側部材２Ａに剛結合され
ている。

【０００３】そして、皿バネ６は、中立位置から変位の
小さい範囲では低バネ定数を示す非線形バネであって、
この従来の車両用サスペンションはかかる皿バネ６の変
位依存性を利用することにより、コイルスプリング３が
自励振動を起こした場合及びロード・ノイズ入力時にお
ける車体側振動を低減することができた。即ち、通常の
車両に用いられるコイルスプリング３は約５０Ｈｚ以上
で自励振動を起こしショックアブソーバ５に対する相対
変位が大きくなるが、その相対変位が大きい範囲では皿
バネ６が高バネ定数を示し、且つ、そのような周波数帯
域ではショックアブソーバ５はそのロッド及び外筒間の
相対変位が不能のスティック状態となるため、コイルス
プリング３はショックアブソーバ５によってその伸縮が
規制され、自励振動が抑制されるのである。

【０００４】また、ロード・ノイズ領域（８０〜４００
Ｈｚ）では、コイルスプリング３とショックアブソーバ
５との相対変位が小さいため、皿バネ６のバネ定数は非
常に低い値を示すことになり、ショックアブソーバ５を
介して車体に伝達される振動は殆ど零となる。従って、
路面から車体への振動入力は、コイルスプリング３及び
アッパインシュレータ４の直列バネによって決まること
になるが、通常のコイルスプリング３のバネ定数は約２
ｋｇ／ｍｍ程度であるため、比較的高バネ定数のアッパ
インシュレータ（約４０ｋｇ／ｍｍ）のみで振動入力を
受ける構成のサスペンションに比べて車体側振動を大幅
に低減することができるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】確かに、上記従来の車
両用サスペンションによれば上述したような作用効果が
得られるのであるが、ショックアブソーバ５の上端が、
皿バネ６及びアッパインシュレータ４の直列バネを介し
て車体に結合される構造であるため、ショックアブソー
バ５上端におけるバネ定数は、ショックアブソーバ５に
よる減衰力が必要な領域（〜約２０Ｈｚ）において低い
値となり、従って路面側からの振動入力に対してショッ
クアブソーバのロッド及び外筒が相対変位し難く、ショ
ックアブソーバ５で得られる減衰力が小さくなり、車体
への入力が大きくなって乗り心地を悪化させてしまうと
いう問題点があった。

【０００６】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、乗り心
地を悪化させることなく、上述した従来の車両用サスペ
ンションの構造によって得られる作用効果が期待できる
車両用サスペンションを提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、車体側部材と車輪側部材と
の間にコイルスプリング及びショックアブソーバを介装
する車両用サスペンションにおいて、前記コイルスプリ
ングの上端をアッパインシュレータを介して車体に結合
するとともに、前記コイルスプリングの上端と前記ショ
ックアブソーバの上端との間を第１の非線形バネを介し
て結合し、さらに、前記ショックアブソーバの上端を第
２の非線形バネを介して前記車体側部材に結合した。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、上記請求項
１記載の車両用サスペンションにおいて、第１の非線形
バネ及び第２の非線形バネは、中立位置に近い変位の範
囲で低バネ定数を示す非線形バネであって、前記第１の
非線形バネが低バネ定数を示す変位の範囲を、前記第２
の非線形バネが低バネ定数を示す変位の範囲よりも狭く
した。

【０００９】そして、請求項３記載の発明は、上記請求
項１又は請求項２記載の車両用サスペンションにおい
て、第１の非線形バネ及び第２の非線形バネとして、皿
バネを用いた。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明にあっては、第１の非線形
バネを介してコイルスプリング上端及びショックアブソ
ーバ上端間が結合されているため、コイルスプリングに
自励振動が発生しても、これが抑制されるし、コイルス
プリング上端はアッパインシュレータを介して車体側部
材に結合されているので、ロード・ノイズ領域の振動入
力が低減される。

【００１１】そして、ショックアブソーバの上端と車体
側部材との間には、第１の非線形バネ及びアッパインシ
ュレータの直列バネと、第２の非線形バネとが並列に介
在しているため、直列バネのみが存在した従来の構成に
比べてショックアブソーバ上端と車体側部材との間のバ
ネ定数が高くなり、ショックアブソーバが有効に働くよ
うになる。

【００１２】特に、第１の非線形バネ及び第２の非線形
バネの特性を請求項２記載の発明のようにすれば、入力
振動の振幅が極めて小さいロード・ノイズ領域では、第
１の非線形バネ及び第２の非線形バネの両方が低バネ定
数を示すし、入力振動の振幅が中程度であるコイルスプ
リングに自励振動が発生している領域では、第１の非線
形バネは高バネ定数を示すし、入力振動の振幅が大きい
乗り心地重視領域では、第１の非線形バネ及び第２の非
線形バネの両方が高バネ定数を示すから、上述した作用
が確実に発揮される。

【００１３】そして、請求項３記載の発明のように、第
１の非線形バネ及び第２の非線形バネを皿バネとすれ
ば、特に構造を複雑にすることなく上記作用が発揮され
る。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１乃至図３は本発明の一実施例を示す図であ
る。先ず、構成を説明すると、車両用サスペンションの
上部取り付け部の正断面図である図１に示すように、こ
の車両用サスペンションは、車輪を回転自在に支持する
ナックル等の車輪側部材に下端部が結合されたコイルス
プリング１０と、同様に車輪側部材に外筒１１Ａの下端
部が固定されたショックアブソーバ１１とを有してい
る。

【００１５】コイルスプリング１０の上端はスプリング
サポート１２の下面側に支持されている。そして、スプ
リングサポート１２の上面側には円筒部材１２ａが固定
されていて、かかる円筒部材１２ａの外周面と、車体側
部材２０に円筒部材１２ａの周囲を取り囲むように固定
された円筒部材２０ａの内周面との間に、リング状の弾
性体からなるアッパインシュレータ１３が介在してい
る。従って、コイルスプリング１０の上端は、アッパイ
ンシュレータ１３を介して車体側部材２０に結合されて
いることになる。

【００１６】さらに、ショックアブソーバ１１の外筒１
１Ａから上方に突出したショックアブソーバ上端として
のショックアブソーバロッド１１Ｂは、スプリングサポ
ート１２の中央部を非接触に上下に貫通し、そのショッ
クアブソーバロッド１１Ｂの先端は、車体側部材２０よ
りも上方に位置している。そして、ショックアブソーバ
ロッド１１Ｂは、スプリングサポート１２に第１の非線
形バネとしての皿バネ１５を介して結合するとともに、
円筒部材２０ａとともに車体側部材２０に固定された平
板部材２０ｂに第２の非線形バネとしての皿バネ１６を
介して結合している。

【００１７】なお、ショックアブソーバロッド１１Ｂの
皿バネ１５の下側には、外筒１１Ａ及びショックアブソ
ーバロッド１１Ｂ間の過大な相対変位を防止するバンパ
ーラバー１７が配設され、ショックアブソーバロッド１
１Ｂの皿バネ１５及び１６間には、スプリングサポート
１２等の過大な変位を受けるストッパ１８が配設されて
いる。

【００１８】ここで、図２に示すように、二つの皿バネ
１５及び１６は、車体に搭載されて静荷重を受けた状態
である中立位置Ｘから離れるに従ってバネ定数（バネ定
数は、図２の曲線の傾きとして読み取れる。）が大きく
なる非線形バネである。そして、一方の皿バネ１５は、
変位が微小な範囲（図２にＣで示す。）では低バネ定数
を示すが、それを超える大きな変位の範囲（図２にＢ及
びＡで示す。）では高バネ定数を示すような特性を有す
るが、他方の皿バネ１６は、変位が中程度の範囲（図２
にＣ及びＢで示す。）では低バネ定数を示すが、それを
超える大きな変位の範囲（図２にＡで示す。）では高バ
ネ定数を示すような特性を有している。つまり、皿バネ
１５が低バネ定数を示す変位の範囲は、皿バネ１６が低
バネ定数を示す範囲よりも狭くなっている。

【００１９】さらに、皿バネ１５及び１６の特性は、ロ
ード・ノイズ領域（８０〜４００Ｈｚ程度）における微
小振幅の振動入力時の変位の範囲が図２のＣに存在し、
コイルスプリング１０に自励振動が発生する領域（５０
Ｈｚを超えた程度）における中程度の振幅の振動入力時
の変位の範囲が図２のＢに存在し、乗り心地に影響する
領域（〜２０Ｈｚ程度）における大振幅の振動入力時の
変位の範囲が図２のＡに存在するように適宜設定されて
いる。

【００２０】次に、本実施例の作用効果を説明する。即
ち、ロード・ノイズ領域の振動が入力されると、コイル
スプリング１０上端とショックアブソーバロッド１１Ｂ
との相対変位は小さく、皿バネ１５及び１６の変位は微
小であり図２のＣ内に存在するため、皿バネ１５及び１
６のバネ定数は非常に低い値を示す。

【００２１】そして、ショックアブソーバロッド１１Ｂ
と車体側部材２０との間には、図１の構成をモデルで表
した図３からも明らかなように、アッパインシュレータ
１３及び皿バネ１５の直列バネと、皿バネ１６とが並列
に介在しているが、皿バネ１５及び１６の両方のバネ定
数が低ければ、その並列バネのバネ定数は極めて低いこ
となるから、かかる状況においては、路面側からショッ
クアブソーバ１１を介して車体側に入力される振動は極
めて小さい。

【００２２】従って、従来の車両用サスペンションと同
様に、ロード・ノイズの車体側への伝達率はコイルスプ
リング１０及びアッパインシュレータ１３の直列バネに
よって決まることになるから、かかる状況における車体
側への振動入力は非常に小さくなる。また、コイルスプ
リング１０が自励振動を起こす領域の振動が入力された
場合には、コイルスプリング１０上端とショックアブソ
ーバ１１Ｂとの相対変位は大きくなり、皿バネ１５及び
１６の変位は図２Ｂ内に存在することになる。

【００２３】従って、皿バネ１５のバネ定数は高くなる
から、従来の車両用サスペンションと同様にスティック
状態のショックアブソーバ１１とコイルスプリング１０
とが結合されたことになり、コイルスプリング１０の自
励振動が抑制される。また、この時、ショックアブソー
バロッド１１Ｂと車体２０との間に介在する皿バネ１６
のバネ定数は低いままであるので、皿バネ１６を介して
車体側に振動が伝達されることもない。

【００２４】そして、乗り心地に影響を与える低周波の
振動が入力された場合には、皿バネ１５及び１６の変位
が大きくなり図２のＡ内に存在することになる。従っ
て、それら皿バネ１５及び１６の両方が高バネ定数を示
すことになるから、ショックアブソーバロッド１１Ｂと
車体側部材２０との間に介在するアッパインシュレータ
１３及び皿バネ１５の直列バネと皿バネ１６とでなる並
列バネのバネ定数は、従来の構造に比べて極めて大きく
なる。このため、ショックアブソーバ１１において大き
な減衰力が発生するようになり、良好な車両乗り心地が
確保されるのである。

【００２５】このように、本実施例の構成であれば、ロ
ード・ノイズ領域及びコイルスプリング１０が自励振動
を起こす領域における車体への振動入力を低減すること
ができ、しかも良好な車両乗り心地を確保することがで
きるのである。そして、構造的には上述した特性を有す
る皿バネ１５及び１６を追加するだけであるから、極端
な大型化やコストアップを招くこともない。

【００２６】なお、上記実施例では、非線形バネとして
皿バネ１５及び１６を用いた場合について説明したが、
これに限定されるものではなく、他の非線形バネを適用
しても同様の作用効果が得られる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コイルスプリング上端とショックアブソーバ上端との間
及びショックアブソーバ上端と車体側部材との間を非線
形バネを介して結合したため、ロード・ノイズ領域及び
コイルスプリングが自励振動を起こす領域における車体
への振動入力を低減することができ、しかも良好な車両
乗り心地を確保することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す正断面図であ
る。

【図２】実施例に用いた非線形バネの特性図である。

【図３】図１の構成をモデルで表した図である。

【図４】従来の構成をモデルで表した図である。

【符号の説明】

２ 車輪 ２Ａ 車輪側部材 １０ コイルスプリング １１ ショックアブソーバ １１Ａ 外筒 １１Ｂ ショックアブソーバロッド（ショックアブソー
バ上端） １２ スプリングサポート １３ アッパインシュレータ １５ 皿バネ（第１の非線形バネ） １６ 皿バネ（第２の非線形バネ） ２０ 車体側部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体側部材と車輪側部材との間にコイル
   スプリング及びショックアブソーバを介装する車両用サ
   スペンションにおいて、前記コイルスプリングの上端を
   アッパインシュレータを介して車体に結合するととも
   に、前記コイルスプリングの上端と前記ショックアブソ
   ーバの上端との間を第１の非線形バネを介して結合し、
   さらに、前記ショックアブソーバの上端を第２の非線形
   バネを介して前記車体側部材に結合したことを特徴とす
   る車両用サスペンション。
2. 【請求項２】 第１の非線形バネ及び第２の非線形バネ
   は、中立位置に近い変位の範囲で低バネ定数を示す非線
   形バネであって、前記第１の非線形バネが低バネ定数を
   示す変位の範囲を、前記第２の非線形バネが低バネ定数
   を示す変位の範囲よりも狭くした請求項１記載の車両用
   サスペンション。
3. 【請求項３】 第１の非線形バネ及び第２の非線形バネ
   は皿バネである請求項１又は請求項２記載の車両用サス
   ペンション。