JP2635067B2 - 車両用懸架装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車や附随車等の懸架機構部に用いられ
る車両用懸架装置に関する。

〔従来の技術〕

マクファーソン型に代表されるストラットタイプの懸
架装置は、ショックアブソーバを懸架リンクの一部とし
て利用したものであり、前輪すなわち操舵輪用に多用さ
れている。また、チャップマン型と呼ばれる後輪用マク
ファーソンタイプも知られている。

周知のマクファーソンタイプの懸架装置は、柱状のオ
イルダンパすなわちストラットと、このストラットの外
周部に設けられた鋼製コイルばねと、ストラットの下方
に設けられてストラットと連動して上下方向に回動する
ロアアームなどからなっている。このような構成の懸架
装置は、路面からの入力によってストラットが伸縮する
と、ストラット内部の減衰力発生機構部にオイルが流れ
るとともに、ストラットの伸縮に応じて上記コイルばね
が撓むことにより、上下方向の相対運動が吸収される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のストラットタイプの懸架装置には上記コイルば
ねが使われているが、このような用途に使われるコイル
ばねは、線径や巻線の関係から密着高さを充分に低くす
ることが困難である。このため伝統的なコイルばねを用
いている限りは、車高を従来よりも低くすることに困難
を伴う。

なお、マクファーソンタイプではないが実開昭57−21
847号公報に開示されているような特殊形状のFRPスプリ
ングも提案されている。この先行技術に開示されている
スプリングは、第８図に示されるように横長な楕円リン
グ状の一体形リーフａや、第９図に示されるように上下
対称形状のリーフb,cの板端部ｅをボルトｆによって締
結したものなどである。

しかしながら上記先行技術のうち、第８図に示されて
いる一体形のリーフａは、その両端g,gが曲がり梁とな
るためリーフ中央部よりも応力がかなり高くなる。しか
も両端g,gの曲率によってキャンバｈが決まってしまう
し、応力的に両端g,gの曲率を小さくするには限度があ
るから、リーフａが上下に密着するまで荷重を負荷する
ことは不可能である。また、第９図に示されるように板
端部ｅをボルトｆによって締結したものは密着高さは低
くできるが、第８図のものと同様に板端部ｅの応力が高
くなる。しかも板端部ｅでリーフb,c同志が擦れたり、
リーフb,c間の隙間ｉに細かな異物が入り込みやすいた
め、リーフb,cの摩耗が著しく進むおそれがあるなど、
耐久性に問題がある。

従って本発明の目的は、ストラットタイプにおける密
着高さを低くすることができるとともに、耐久性にも優
れた車両用懸架装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明の懸架装置に使われ
るばねアセンブリは、上に凸の湾曲した形状に成形され
たFRP製の上ばね板と、このばね板の下側に配置されか
つ下に凸の湾曲した形状に成形されたFRP製の下ばね板
とを備えて構成され、更にこれら上ばね板と下ばね板は
それぞれ両端部においてヒンジ等の枢着手段によって互
いに上下方向に回動自在に連結したことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成の車両用懸架装置において、上下方向に加わ
る負荷の大きさに応じてストラットが伸縮すると、上ば
ね板と下ばね板が上下方向に撓む。この時、上ばね板と
下ばね板とは板端部に設けられているヒンジ等の枢着手
段を介して自由に回動するため、両ばね板が撓んでもば
ね板同志が擦れて摩耗したり、ばね板間に異物が入り込
むなどの問題が回避される。また、両ばね板が互いに密
着するまで撓んだとしても、板端部に過大な応力が発生
することもない。これらばね板同志の密着高さは、コイ
ルばねの密着高さに比べると充分低いものとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１実施例につき、第１図ないし第３
図を参照して説明する。第１図に示された懸架装置１の
ストラット２は、従来のオイルダンパと同様にシリンダ
状の第１の部分３と、この第１の部分３に対し軸線方向
に往復移動自在なロッド状の第２の部分４とを備えてい
る。ストラット２の内部にはオリフィスを備えた減衰力
発生機構が設けられており、ストラット２が伸縮する時
に生じる油の流れにより減衰力が生じるようになってい
る。

第１の部分３にはハブキャリア６が設けられている。
ハブキャリア６には車輪７のハブ（図示せず）が固定さ
れる。ハブキャリア６の下端側は、ジョイント８を介し
てロアアーム９に回転自在に支持されている。ロアアー
ム９の基端側は、軸11によって車体のサブフレーム12に
上下方向に回動自在に支持されている。第２の部分４の
上端は、アッパーマウント13によってフレーム14に支持
されている。15はストッパラバーである。

また、第１の部分３にブラケット18が固定されてい
る。第２の部分４側に位置するアッパーマウント13に
は、アッパーシート19が設けられている。そしてブラケ
ット18とアッパーシート19との間に、ばねアセンブリ21
が設けられている。このばねアセンブリ21は、ストラッ
ト２に曲げ応力が働かないようにするためにストラット
２の軸線に対してハブキャリア６側に位置をずらして配
置されている。

第２図に示されるように、ばねアセンブリ21はFRP製
の上ばね板22と、このばね板22の下側に配置されたFRP
製の下ばね板23とを備えて構成されている。なお、上ば
ね板22と下ばね板23の少なくともいずれか一方は、複数
枚のばね板が厚み方向に重合された重ね板ばねであって
もよい。

上ばね板22は上に凸の湾曲した形状に成形されてお
り、下ばね板23は下に凸の湾曲した形状に成形されてい
る。すなわち両ばね板22,23はほぼ上下対称形である。
これらFRPばね板22,23は、周知のマトリックス樹脂を主
にばね板22,23の長手方向に沿う一方向連続強化繊維に
よって強化したものである。しかも各ばね板22,23は、
センター部から両端側に向かって板厚が漸減するような
テーパ形状に成形されている。すなわちテーパリーフで
ある。この場合、ばね板22,23の長手方向各部の応力が
均等化するようなテーパ形状とするのがよい。

そして上ばね板22と下ばね板23は、それぞれ両端部に
おいて枢着手段の一例としての金属製ヒンジ25,26によ
って互いに上下方向に回動自在に連結されている。各ヒ
ンジ25,26は、第３図に一方を代表して示したように、
軸28を中心に互いに回動自在な一対の可動片25a,25b
と、座板29,30と、締付け用のボルト31およびナット32
などからなる。

本実施例においては、ばね板22,23の端面22a,23aがヒ
ンジ軸28の真上付近に位置するように可動片25a,25bを
取付けることにより、可動片25a,25bの直線状部のほぼ
全長ｌをばね板22,23に密接させるようにしている。こ
うすることにより、可動片25a,25bに局部的な曲げ応力
の発生することが防止され、ヒンジ25の耐久性が向上す
る。他方のヒンジ26も同様の構成である。

ばね板22,23の長手方向センター部には、それぞれエ
ラストマ等のゴム状弾性を有する材料からなる弾性体3
5,36が取着されている。各ばね板22,23は、弾性体35,36
を介して上記ブラケット18とアッパーシート19に支持さ
れる。なお、ヒンジ25,26をばね板22,23に固定する手段
としては、ボルトの代りに接着を用いてもよいし、ある
いはボルトによる締結と接着を併用してもよい。

ばねアセンブリ21の設計例を下記表１に示す。本実施
例のFRPばねアセンブリ21の密着時の総板厚が約24mmで
あるのに対し、従来の鋼製コイルばねの密着高さは77mm
であるから、従来の約３分の１の密着高さにすることが
可能である。

上記構成の懸架装置１は、路面からの入力の大きさに
応じてハブキャリア６が上下すると、その動きに連動し
てストラット２の第１の部分３と第２の部分４とが上下
に往復動する。更にロアアーム９が上下方向に回動する
とともに、上ばね板22と下ばね板23が互いに接離する方
向に撓む。このようにばね板22,23が撓むことと、スト
ラット２による減衰作用により、ハブキャリア６の上下
方向の振動が減衰される。

上ばね板22と下ばね板23が上下方向に撓む時には、ヒ
ンジ25,26を介して双方の板端部が互いに自由に回動す
るため、ばね板22,23が繰返し撓んでもばね板同志が擦
れて摩耗したり、ばね板22,23間に異物が入り込むなど
の問題を生じない。また、FRP製のばね板22,23は鋼製ば
ね板に比較して撓みを大きくとれること、および板端部
がヒンジ25,26によって回動自在に枢着されていること
により、ばね板22,23を互いにほぼ完全に密着させるま
で撓ませたとしても、板端部に過大な応力が発生するこ
とがないから、ばね板22,23同志が密着するように自由
にキャンバを決めることができ、設計の自由度がきわめ
て大きい。

しかも本実施例ではばね板22,23にテーパリーフを採
用したから、各ばね板22,23が密着する方向に撓む場合
に、等幅等厚のばね板が撓む時よりもフラットに撓んで
密着するので、密着高さを等幅等厚のばね板に比べて更
に低くすることができる。

なお、第４図に示されるように一方のばね板23（また
は22）にストッパラバー38取付けるようにしてもよい。
この場合には、前記実施例で述べたストッパラバー15は
省略できる。

第５図ないし第７図に示された本発明の第２実施例
は、前輪等の操舵輪用に使われる懸架装置１である。本
実施例において上記第１実施例と共通の箇所には第１実
施例と同一の符号を付して説明は省略する。

操舵輪用のマクファーソンストラットは、舵取り操作
に伴いハブキャリア６の向きが変るため、ストラット２
がその軸回りに回転する。この場合、ばねアセンブリ21
がストラット２と一緒に回転してしまうと、ばねアセン
ブリ21の占める空間がきわめて大きくなる。このため、
ストラット２が回転してもばねアセンブリ21は回転しな
い工夫が必要である。このため本実施例では、ストラッ
ト２とばねアセンブリ21とを相対回転可能に設けた。す
なわち第６図に示されるように、ストラット２の上部を
ベアリング40を介してアッパーマウント13に回転自在に
支持させる。また第７図に示されるように、ストラット
２の上下方向中間部には円周方向に沿うリング状のブラ
ケット41を設けるとともに、このブラケット41には軸方
向の荷重を支持するベアリング42を介して受け座43を設
ける。この受け座43は、ストラット２の軸回りに回転自
在である。受け座43には弾性体36を受けるための支持部
44が設けられている。

上記構成の第２実施例によれば、操舵時にストラット
２が軸回りに回転しても、ばねアセンブリ21はアッパー
マウント13と一体化しているため回転しない。このため
ばねアセンブリ21の占める空間を必要最少限に押えるこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コイルばねを用いた従来のストラッ
トタイプの懸架装置に比べてばねの密着高さを小さくす
ることができるので、懸架機構部の上下方向の寸法をコ
ンパクト化する上で有効である。しかも、比較的摩耗に
弱いとされるFRP製のばね板を用いていてもばね板同志
が擦れたり、ばね板間に異物が入り込んで摩耗の原因に
なるようなこともなく、耐久性に優れた懸架装置が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は懸架装置の正面図、第２図はばねアセンブリの斜視
図、第３図はヒンジの取付け部分を示す側面図、第４図
はストッパラバーの取付け例を示す斜視図、第５図ない
し第７図は本発明の第２実施例を示し、第５図は懸架装
置の正面図、第６図はストラット上部の断面図、第７図
はベアリング部分を示す断面図、第８図は従来のFRPば
ね板の斜視図、第９図は更に別の従来例を示すFRPばね
板の一部の斜視図である。 １……懸架装置、２……ストラット、３……第１の部
分、４……第２の部分、９……アーム、21……ばねアセ
ンブリ、22……上ばね板、23……下ばね板、25,26……
ヒンジ（枢着手段）。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸線方向に相対往復動自在な第１の部分お
   よび第２の部分をもつストラットと、このストラットの
   下方に位置してストラットと連動して上下方向に往復動
   可能なアームと、上記ストラットの第１の部分と第２の
   部分との間に設けられるばねアセンブリとを備えた懸架
   装置において、 上記ばねアセンブリは、上に凸の湾曲した形状に成形さ
   れたFRP製の上ばね板と、このばね板の下側に配置され
   かつ下に凸の湾曲した形状に成形されたFRP製の下ばね
   板とを備えて構成され、更にこれら上ばね板と下ばね板
   はそれぞれ両端部において枢着手段によって互いに上下
   方向に回動自在に連結されていることを特徴とする車両
   用懸架装置。
2. 【請求項２】上記ばね板は、マトリックス樹脂をばね板
   の長手方向に沿う一方向連続強化繊維によって強化した
   ものである特許請求の範囲第１項記載の車両用懸架装
   置。
3. 【請求項３】上記ばね板は、このばね板のセンター側か
   ら両端側に向かって板厚が漸減するようなテーパ形状に
   成形されている特許請求の範囲第１項記載の車両用懸架
   装置。
4. 【請求項４】上記ストラットには、このストラットの軸
   回りに相対回転自在な受け座が設けられており、この受
   け座を介して上記ばねアセンブリが支持されている特許
   請求の範囲第１項記載の車両用懸架装置。