JP2009149280A - ロアスプリングシートの取付け構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロアスプリングシートの取付け部の強度及び耐久性能を向上可能なロアスプリングシートの取付け構造を提供する。
【解決手段】リアロアリンク7の上面に形成したコイルスプリング8下端部を取り付けるスプリング取付け部11に対し、弾性部材からなるロアスプリングシート15を設ける。そのロアスプリングシート15は、上記スプリング取付け部11の底面に当接すると共に、1つの掛止部18でロアリンク7に連結する。その掛止部18の位置を、上面視において上記スプリングシートの中心を通る直線が上記ロアリンクの車体側取付け点と上記アクスル側取付け点とを通過するリンク軸線に対してその前後方向±45°の角度を為す範囲内に配置する。
【選択図】 図4
Description
コイルスプリングの上端部を、車体側のアッパ取付け金具に対し、アッパ側のスプリングシート(スプリングインシュレータ)を介して着座させる。また、コイルスプリングの下端部も、サスペンション部品側のロア取付け金具に対し、弾性体部材からなるロア側のスプリングシートを介して着座させる。
ここで一般に、サスペンションストロークに伴うコイルスプリングとロアリンクとの間の相対変位は、コイルスプリングと車体側部材との間の相対変位に比べて大きい。このため、サスペンションストロークに伴い、ロアスプリングシートに加わる前後左右方向(以下、横方向と呼ぶ)への入力が大きい。
本発明は、このような点に着目してなされたもので、サスペンションストロークに伴う入力に対するロアスプリングシートの取付け部の強度及び耐久性能を向上可能なロアスプリングシートの取付け構造を提供することを課題としている。
また、サスペンションストロークに伴う、ロアリンクに対するロアスプリングシートの横方向変位は、車幅方向つまりリンク軸線に沿った方向が主体的である。これに対応して、本願発明では、シート取付け部の位置を、上面視においてそれぞれ上記スプリングシートの中心を通り且つ上記ロアリンクの車体側取付け点と上記アクスル側取付け点とを通過するリンク軸線に対してその前後方向±45°の角度を為す2つの直線の間の範囲内に、配置している。これによって、スプリング取付け部からロアスプリングシートが外れることを回避出来る。
このように、スプリング取付け部からロアスプリングシートが外れることを回避しつつ、ロアスプリングシートの取付け部の強度及び耐久性能を向上させることができる。
(構成)
図1は、本実施形態のサスペンション装置を示す斜視図である。
まず、本実施形態に係るロアスプリングシートの取付け構造を採用するサスペンション装置の構成を説明する。すなわち、車体フレーム(不図示)の下方に複数のインシュレータ2を介してサスペンションメンバ1を弾性支持する。そのサスペンションメンバ1は、車両前後方向に配置した2本のクロス部材1aと、車幅方向で対向する左右のサイド部材1bと、から上面視で略井桁状の形状となっている。
複数のサスペンションリンクとして、アクスル3の上部領域とサスペンションメンバ1とを連結するアッパリンク4と、アクスル3の下部領域とサスペンションメンバ1とを連結するロアリンク5〜7と、を有する。
また、アクスル3の上部に対し、ショックアブソーバ9の下部を取り付ける。そのショックアブソーバ9の上部を車体フレームに取り付ける。これによって、コイルスプリング8とショックアブソーバ9とを分離して配置した状態となる。
ここで、リヤロアリンク7のアクスル側取付け点P1と車体側取付け点P2とを通過する直線は、リヤロアリンク7のリンク軸線L1となる。そして、図4は、そのリンク軸線L1を通過する鉛直面でリヤロアリンク7を切断した図である。
その突起部12aに連続し当該突起部12aの外周側に位置する円環の平面部分が、上記座面部12bとなる。この座面部12bは、コイルスプリング8の下端部と上下で対向可能な位置及び寸法となっている。
また、キャップ形状からなるスプリング取付け部11の側壁11bには、車体側を向く側壁およびアクスル3側を向く側壁に、それぞれ開口部11c、11dが形成してある。この開口部11c、11dは、スプリング取付け部11内に侵入した水や小石を排除可能とするためである。ここで、アクスル3側を向く開口部11dをアクスル側開口部11dと呼ぶ。
ロアスプリングシート15の下面及び内面は、上記座面部12b及び突起部12aの表面に倣った形状となっている。すなわち、ロアスプリングシート15は、図5〜図7に示すように、下面が座面部12b上面に当接する円環形状の着座部16と、その着座部16の内径側に連続して上方に立ち上がった円筒部17とを備える。そして、着座部16上面に対し、コイルスプリング8の下端部が当接して着座させる。なお、ロアスプリングシート15に補強用リブ16cを形成して補強してある。
延在部19は、着座部16から上記スプリング取付け部11の傾斜部11eに沿って、アクスル側開口部11dに向けて延在し、当該アクスル側開口部11dを貫通する。掛止部本体20は、その延在部19の延在方向端部に連続する。そして、掛止部本体20は、下方に延び方向を変更し、さらに延在部19の延在方向とは反対側の車体側に延在方向を変更して延びる。すなわち掛止部本体20は、傾斜部11eの下面側に位置する。これによって掛止部本体20はフック形状となっている。
そして、上記掛止部18は、上面視において、図7のように、上記リヤロアリンク7のリンク軸線L1と重なる位置に配置してある。また、上記配置によって、掛止部18は、ロアスプリングシート15の中心に対しアクスル3側に位置する。
更に、上記環状の着座部16は、上面視である図7に示すように、その外周輪郭形状が円形の輪郭を基準としているが、一部が、その円形の輪郭線よりも外形方向に張り出した位置するような張出形状となっている。その外径側に位置する部分をシート側ストッパ部16aと呼ぶ。図7では、シート側ストッパ部16aが、上面視で直線状となっている場合を例示している。
これによって、ロアスプリングシート15が回動変位しようとすると、シート側ストッパ部16aがロアリンク側ストッパ部21に当接することで、掛止部18を支点としたロアスプリングシート15の回動変位を規制する。
なお、上記着座部16には、図5のように、コイルスプリング8の下端部の端部に対し横から当接可能な当接用突起部16bを備える。
ここで、サスペンションメンバ1が車体側部材を構成する。上記掛止部18がシート取付け部を構成する。アクスル側開口部11dが取付け用開口部を構成する。シート側ストッパ部16aが、回転変位規制部を構成する。
すなわち、図9に示すように、この掛止部18は、上面視において上記ロアスプリングシート15の中心Pを通る2つの直線L2、L2が上記リヤロアリンク7のリンク軸線L1に対して車両前後方向±45度の角度を為す範囲内であれば配置することができる。
図4に示すように、サスペンションストロークに伴い、ロアスプリングシート15のシート側取付け部には、主として、車幅方向、つまりリヤロアリンク7のリンク軸線L方向に沿った方向であって、車体側に向かう荷重が入力する。
この荷重を、シート側取付け部が受けて、ロアスプリングシート15に多少の横方向変位を許容しつつ、スプリング取付け部11からロアスプリングシート15が外れることを回避する。
また、スプリング取付け部11とコイルスプリング8下端部との間に、弾性体からなるロアスプリングシート15を介挿することで、異音などの発生を防止する。
(1)本実施形態では、ロアスプリングシート15を、掛止部18の一箇所でリヤロアリンク7に取り付けている。
これによって、サスペンションストロークに伴い、ロアスプリングシート15とリヤロアリンク7との取付け部に生じる応力を小さくすることができる。その結果、ロアスプリングシート15のリヤロアリンク7への取付け部に対する強度・耐久性能を向上することができる。
サスペンションストロークに伴い、ロアスプリングシート15とリヤロアリンク7との連結部に生じる相対変位に伴い、ロアスプリングシート15が、1つの掛止部18を支点に変位することを許容している。このため、掛止部18に集中する応力を小さくすることができるからでる。
すなわち、図4に示すように、ロアスプリングシート15を、シート側取付け部である一つの掛止部18だけで連結しているので、この掛止部18を支点に、ロアスプリングシート15はある程度の変位自由度を持つことができる。
このため、連結部にかかる応力を低減することができ、強度・耐久性能を高めることができる。
ここで、サスペンションストロークに伴う、リヤロアリンク7に対するロアスプリングシート15の横方向変位は、車幅方向つまりリンク軸線Lに沿った方向が大きい。これに対応して、掛止部18を、上面視において、リアロアリンク7のリンク軸線Lと重なる位置に配置している。これによって、ロアスプリングシート15が1つの掛止部18を支点にある程度変位することを許容しても、スプリング取付け部11からロアスプリングシート15が外れることを回避出来る。
このように、スプリング取付け部11からロアスプリングシート15が外れることを回避しつつ、サスペンションストロークに伴いロアスプリングシート15とリアロアリンク7との取付け部に生じる応力を、小さくすることができる。
これによって、サスペンションストロークに伴い、コイルスプリング8とリヤロアリンク7との相対変位による応力により、ロアスプリングシート15がリヤロアリンク7から外れることを、より確実に回避できる。
すなわち、図8のように、サスペンションストロークによるロアスプリングシート15とコイルスプリング8との相対変位が大きい位置は、ロアスプリングシート15のアクスル3側である。その相対変位が大きい位置で、ロアスプリングシート15とリヤロアリンク7とを掛止部18で連結する。これにより、より効果的にストローク時のロアスプリングシート15とリヤロアリンク7の間の変位(ずれ)を有効に抑え込むことができる。この結果、ロアスプリングシート15をリヤロアリンク7に確実に取り付けておくことができる。
すなわち、サスペンションストロークに伴うリヤロアリンク7とコイルスプリング8との相対変位に伴いロアスプリングシート15に加わる入力は、図8に示すように、アクスル3側から車体側に向かう向きの入力が最も大きい。
このとき掛止部18は、延在部19の端部から車体側に掛止部本体20を延在することで、掛止部18はアクスル側開口部11dに対し巻き込むように掛止している。すなわち、掛止部18は、アクスル3側から車体側に向けて加わる車両左右方向、車両上下方向の入力に抵抗する構造となっている。この結果、上記入力に対しロアスプリングシート15をリヤロアリンク7に確実に掛止することができる。
これによって、掛止部18を一箇所としてロアスプリングシート15に多少の横方向変位を許容しても、シート側ストッパ部16aによって回転変位が規制出来る。
すなわち、ロアスプリングシート15のリヤロアリンク7のスプリング取付け部11に対する位置決めを行うことが出来る。また、リンク軸線L方向の変位の規制は、主として掛止部18によって行われる。さらに、掛止部18を支点とて回動変位を許容してもシート側ストッパ部16aがロアリンク側ストッパ部21に当接することで、その変位量が規制出来る。そして、シート側ストッパ部16aによってその変位量が規制する分だけ、掛止部18の強度・耐久性能を向上することができる。
すなわち、サスペンションストロークによるロアスプリングシート15とコイルスプリング8との相対変位が小さい位置、つまり、ロアスプリングシート15の中心Pに対して車体側で、ロアスプリングシート15とリヤロアリンク7との回動変位を規制する。このため、ロアスプリングシート15のリヤロアリンク7に対してずれる方向のロアスプリングシート15への入力が小さい。
図8に示すように、サスペンションストローク時の相対変位は車体側の方が小さく、つまり入力が小さい。そして、その部分を剛性の高いシート側ストッパ部16aで受け持つため、ロアスプリングシート15とリヤロアリンク7のずれをより確実に抑え込むことができる。
先ず図10に示すように、車輪が車両上下方向にストロークすると、リヤロアリンク7は、車体側取付け点P2を中心に車両上下方向に回動する。この回動に伴ってリヤロアリンク7とコイルスプリング8との間に車幅方向の相対変位が発生する。このとき、この車幅方向の相対変位に起因してコイルスプリング8と接するロアスプリングシート15に図示矢印で示すようなコイルスプリング8から車幅方向のスプリング反力が加わる。
このスプリング反力は、図11に示すように、ロアスプリングシート15のコイルスプリング8との接触面(着座部16)に分布荷重として作用する。
そのため、図示するようにこのロアスプリングシート15の掛止部18の位置がリヤロアリンク7のリンク軸線L1の重なる位置に対して角度θ分ずらすと、図13に示すように、その合力Fによりその掛止部18には、モーメントMが加わる。つまり、図13に示すように、合力Fからロアスプリングシート15の掛止部18までの半径がrである場合、その掛止部18に加わるモーメントMの大きさは、M=F×L=F×r×sinθとなる。
ここで、合力Fと半径rについては、サスペンション装置全体の設計変更を招くおそれがあることからその変更は殆ど不可能あるいは一定の限界がある。そのため、このモーメントMを一定以下に抑えるためには、sinθの大きさ、すなわちリヤロアリンク7のリンク軸線L1に対する掛止部18の配置位置である2つの直線L2、L2の角度θを一定の範囲にすることで距離Lの増大を抑える。
図示するように、このリンク軸線L1に対する掛止部18の角度θが±90°(度)のときにそれぞれモーメントMが最大(1.0)になり、リンク軸線L1に対して0°(度)あるいは±180°(度)のときにそれぞれモーメントMが最小(零)になる。
また、このようにロアスプリングシート15の掛止部18の配置位置をリンク軸線L1と重なる位置だけでなく、これよりも多少ずれた位置でも配置可能となることにより、リヤロアリンク7の形状やアクスル側開口部11dの設計の自由度が向上する。
(1)上記実施形態では、シート取付け部を構成する掛止部18を、水抜き用のアクスル側開口部11dに掛止する場合を例示している。これに代えて、スプリング取付け部11の底面11aに別途取付け用開口部を開口し、その開口部に対して掛止部18を掛止させても良い。
(2)シート取付け部を、ロアスプリングシート15の中心Pよりも車体側に設けても良い。
(3)シート側ストッパ部16aを2以上設けても良い。例えば、上面視でリンク軸線Lを中心にして線対称な位置に形成する。
3…アクスル
7…リヤロアリンク
7a…アクスル側端部(アクスル側取付け点)
7b…車体側端部(車体側取付け点)
8…コイルスプリング
11…スプリング取付け部
11d…アクスル側開口部(取付け用開口部)
12…取付け部本体
12a…突起部
12b…座面部
13…凹部
15…ロアスプリングシート
16…着座部
16a…シート側ストッパ部(回動変位規制部)
17…円筒部
18…掛止部(シート取付け部)
19…延在部
20…掛止部本体
21…ロアリンク側ストッパ部
L1…リンク軸線
L2…スプリングシートの中心を通る直線
P…ロアスプリングシートの中心
P1…アクスル側取付け点
P2…車体側取付け点
F…合力
Claims (9)
- 車輪を回転自在に支持するアクスルを揺動可能に車体側部材へ連結するロアリンクを備えると共に、そのロアリンクの上面に形成したスプリング取付け部に対し、弾性部材からなるロアスプリングシートを介して、サスペンションスプリングであるコイルスプリングの下端部を取り付ける車両用サスペンション装置における、上記スプリング取付け部への上記ロアスプリングシートの取付け構造であって、
上記ロアスプリングシートを、上記スプリング取付け部に当接すると共に、シート取付け部で上記スプリング取付け部に連結し、
そのシート取付け部を、上面視において、それぞれ上記ロアスプリングシートの中心を通り且つ上記ロアリンクの車体側取付け点と上記アクスル側取付け点とを通過するリンク軸線に対して車両前後方向±45度の角度を為す2つの直線の間の範囲内に、配置したことを特徴とするロアスプリングシートの取付け構造。 - 上記シート取付け部を、上面視において、ロアリンクの車体側取付け点とアクスル側取付け点とを通過するリンク軸線と重なる位置に配置したことを特徴とする請求項1に記載したロアスプリングシートの取付け構造。
- 上記シート取付け部を、ロアスプリングシートの中心に対し、アクスル側に配置することを特徴とする請求項1または2に記載したロアスプリングシートの取付け構造。
- 上記シート取付け部は、ロアリンクに設けた取付け用開口部と、ロアスプリングシートと一体に設けられて上記取付け用開口部に掛止する掛止部と、からなることを特徴とする請求項3に記載したロアスプリングシートの取付け構造。
- 上記取付け用開口部を、ロアスプリングシートよりもアクスル側に配置し、
上記掛止部を、ロアスプリングシートから上記取付け用開口部に向けて延在して当該取付け用開口部を貫通する延在部と、その延在部の端部に連続し上記延在部の延在方向とは反対方向に延在することで上記取付け用開口部に掛止させる掛止部本体と、から構成することを特徴とする請求項4に記載したロアスプリングシートの取付け構造。 - 上記掛止部本体と取付け用開口部との間に、少なくとも車幅方向若しくは上下方向に隙間があることを特徴とする請求項5に記載したロアスプリングシートの取付け構造。
- 掛止部本体の厚みを、延在部の厚みよりも小さくすることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載したロアスプリングシートの取付け構造。
- スプリング取付け部に当接してロアスプリングシートの回動変位を規制する回動変位規制部を備え、回動変位規制部の回動変位規制時の剛性は、シート取付け部の剛性よりも高いことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載したロアスプリングシートの取付け構造。
- ロアスプリングシートの中心に対し、上記シート取付け部をアクスル側に配置すると共に、回動変位規制部を車体側に配置することを特徴とする請求項8に記載したロアスプリングシートの取付け構造。
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