JPS5822426Y2 - 懸架ばね装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はスプリングを介してばね主荷重を支持し、最
も好ましいかたちのばね特性を得る車輛用懸架ばね装置
に関する。

従来コイルスプリングは、種々の型式の車輛懸架ばね装
置の緩衝媒体として広く一般に使用されている。

しかし、このコイルスプリングは、荷重に対する撓み量
の変化割合（ばね定数）がその全ストロークに亙って不
変である。

従って、常用荷重範囲において好ましいばね特性を与え
るためにそのばね常数を小さくとろうとすると、たしか
に車輌としての乗心地は向上するが、その反面、最圧縮
および最伸長状態が生じ易くなることから、しばしば底
突きや伸び切り状態が生じて却って不快感を与えること
になる。

勿論コイルスプリングといえどもその途中から巻径やピ
ッチを変えるなり、或いは複数本のコイルスプリングを
直列または並列に組合わせることにより非線型のばね特
性をもたせることができ、実際にもこのような非線型ス
プリングを用いてその途中からばね常数に変化を与える
ようにしたものも使用されている。

しかしこのような手段だけでは、圧縮側におけるばね特
性を立上がらせることができても、伸び側でのばね特性
までも立上がらせることはできず、従って、依然として
伸び切り状態の発生を抑えることができないという結果
を持つ。

そこで、良好な乗心地を示す、最も理想的なばね特性と
してのＳ字型ばね特性（第１図参照）を得るために、第
２図に示すような懸架ばね装置が提案されている。

これは緩衝器本体１とロッド２との間に、２段のばね定
数を有するように、途中で巻線ピッチを変化させた２段
スプリング３を配設し、さらに、ピストン５と緩衝器本
体１との間に伸切り防止用の第２のスプリング４を、前
記２段スプリング３と並列的に配設したものである。

したがって、通常の作動範囲では２段スプリング３の合
成ばね定数にもとづいて（第１図の２段目）比較的軟ら
かな乗心地が得られる一方、ピストン５が進入しての最
圧縮時は２段スプリング３のうち巻線ピッチの密な部分
が密着して、ピッチの粗の部分（ばね定数大）でのみ圧
縮荷重を受け（第１図の３段目）、いわゆる底突きを防
止し、他方最伸長時は、ピストン５の上昇に伴って内部
のスプリング４が対抗的に作用しく即ち２段スプリング
３に対して並列的に作用し、第１図の１段目の特性とな
る）、いわゆる伸び切りを防止するのである。

しかしスプリング４は、緩衝器本体２の内部にあるため
、このスプリング４の密着長さ分だけ緩衝器本体２の基
本長さが伸びることになり、更にスプリング４の交換を
簡単に行なうことが不可能であるため、一旦緩衝器本体
２を組付けた後は、ばね特性を変化させることができな
いという欠点があった。

この考案は、かかる従来の欠点を除去するため、緩衝器
本体に取付けるスプリングの全てを緩衝器外部に設け、
第１図に示す理想的なばね特性を得ることができるよう
にするとともに緩衝器の組立後であっても必要に応じ容
易にばね特性を変化させることができるようにした懸架
ばね装置を提供するものである。

以下添附図面に基づいて、この考案の実施例を説明する
。

第３図において、１１は懸架ばね装置の緩衝器本体を示
し、この緩衝器本体１１のピストンロッド１２の外周に
は、ロッド１２の上部に固着されたばね座１３と、シリ
ンダ１４のピストンロッド突出側端面□との間に、デ゛
イスク状のスペーサ１５を挾んで２本の第１、第２スプ
リング部材１６．１７が直列的に配設されている。

また第１スプリング部材１６の内側には、前記スペーサ
１５と、ロッド１２に固着された中間ばね座１８との間
に最伸長時の伸切りを防止するための第３スプリング部
材１９が並列的に配設され、なおこの第３スプリング部
材１９の一端は、例えば中間ばね座１８に固着されてい
るが、他端は自由端となっている。

次にこの考案の作用を説明する。

図示の伸切り状態より縮み側に作用すると、第１、第２
スプ゛リング部材１６．１７をたわませながらロッド１
２が進入する。

このとき、第３スプリング部材１９について着目すると
、スペーサ１５とロッド１２のばね座１８との下降量は
、第２スプリング部材１７のたわみ分だけスペーサ１５
の下降量が少なく、シたがってロッド１２の進入に伴っ
てスペーサ１５とばね座１８との間隔は拡大し、やがて
第３スプリング部材１９は伸び切ってロッド１２に対す
る作用力が消失する。

つまり、第３スプリング部材１９の作用力が生じている
ときは、第４図の１段目の合成ばね特性が得られるが、
上記のように第３スプリング部材１９が離れると、第１
、第２スプリング部材１６．１７の直列ばねのみが作用
しく合成ばね定数は最小となる）、これが第２段目の特
性として、通常の作動領域でやわらかな乗心地を与える
のに必要なばね特性に設定されるのである。

そして、ロッド１２が最圧縮される状態では、第２スプ
リング部材１７が密着して、第１のスプリング部材１６
のみが作用しく第３段目）、最圧縮時の底突きを防止す
る（ただし、第１のスプリング部材１６のばね定数を第
２のスプリング部材１７よりも大きく設定しである）。

一方、ロッド１２が伸び側に作用するときは、最伸長に
近づくにしたがって、図示のように、第３スプリング部
材１９がスペーサ１５とばね座１８との間で縮められ始
め、最伸長時にはこの第３スプリング部材１９が最圧縮
対向力を最大限に発揮して伸び切りを防止するのである
。

以上のばね特性の変化を理論的に解明したものを次に示
す。

第１、第２、第３スプリング部材１６，１７．１９のば
ね定数を夫々に１．に２．に３として、令弟３図の最伸
長状態から荷重Ｗが作用して圧縮作動状態に入って行く
と、第４図のグラフにおける１段目のばね常数に１は、
次のようになる。

即ち、第３図の状態から荷重Ｗが作用すると、第２、第
３スプリング部材１７．１９は並列的に作用し合ってこ
の時の合成ばね常数にはＫ”Ｋ２ ＋Ｋａとなり、この
第２、第３スプリング部材１７．１９の合成ばね定数に
と、第１スプリング部材１６は直列的に作用し合う。

従って第１段目のばね定数に１は次のような式次に、グ
ラフの第２段目のばね定数に２は、緩衝器本体１のロッ
ド１２が収縮するに従って、第２スプリング部材１７が
圧縮されるので、第３スプリング１９の自由端は、スペ
ーサ１５から離れて下降する。

このため、ばね定数に２としては、第１、第２スプリン
グ部材１６．１７の合成された直列的なばね定数となる
。

従って第２段目のばね数に２は次のよ なる。

うな式と グラフの第３段目のばね定数に３の場合は、緩衝器本体
１が更に圧縮されて第２スプリング部材１７が密着する
と、第１スプリング部材１６のみの作用となり、従って
ばね定数に３二に１となり第４図の第３段目となる。

ところで本考案によれば緩衝器本体１の伸側行程におい
ては、第２段目と第３段目のばね定数に２．に３を変化
させずに第３スプリング部材１９を交替するだけで容易
に第１段目のばね定数に１を単独に変化させることがで
きる。

従って第２段目と第３段目のばね定数に２．に３は変化
させたくないが、初期圧縮時のイニシャル荷重のみを変
化させるときなど有効的といえる。

この考案は、上記のように第１、第２スプリング部材に
対して第３スプリシダ部材を並列的でしがも緩衝器本体
の外部に設けたため、第１図に示すような理想的なばね
特性を得ることができるとともに、緩衝器の組立後であ
っても必要に応じ第１段目のばね特性を任意に変えるこ
ともできる。

また、第３コイルスプリング部材は、上述のように第２
、第３スプリング部材の内側に配設されているので、取
付のための軸方向長さを必要とせず緩衝器本体の基本長
さが伸びることがなく、従来方式に比べ本体を同一スト
ロークであっても小型にでき取付長の短縮化をはかれる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、緩衝器本体に取付けられるばね特性の最も理
想的な特性を示すグラフ説明図、第２図は従来の緩衝器
本体を示す正面図、第３図はこの考案の正面図、第４図
は、この考案の作動特性線図である。 １１・・・・・・緩衝器本体、１２・・・・・・ロッド
、１３・・・・・・ばね座、１４・・・・・・シリンダ
、１５・・・・・・スペーサ、１６・・・・・・第１ス
プリング部材、１７・・・・・・第２スプリング部材、
１８・・・・・・中間ばね座、１９・・・・・・第３ス
プリング部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 緩衝器本体のシリンダから摺動自在に突出したピストン
   ロッドの外周に位置してロッドと本体との間に、上記ロ
   ッドに遊嵌したスペーサを挾んでシリンダ側及びロッド
   先端側に夫々ばね定数の大きい第１スプリング部材とこ
   れよつばね定数の小さい第２スプリング部材とを直列的
   に配設し、これら両スプリング部材の内側に位置してか
   つ両スプリングに対して並列的に作用するように前記ス
   ペーサとピストンロッドに固着したバネ座との間に介装
   したばね定数の小さい第３スプリング部材とを備えたこ
   とを特徴とする懸架ばね装置。