JP4025420B2 - サスペンション用ロッド - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、端部にゴムブッシュ部を有するトルクロッドなどのサスペンション用ロッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば乗用車やトラックなどの車両に好適に使用されるエアサスペンション装置は、例えば実開平3−78614号公報や特開平9−99720号公報等に記載されているように、車体のフレームに配置された空気ばねと、アクスルに入力された前後方向の荷重を支持するためのトルクロッドなどを備えている。
【0003】
トルクロッドをフレーム側あるいはアクスル側のブラケットに締結する場合、トルクロッドの端部に設けたゴムブッシュ部を介してブラケットに締結することが行なわれている。図12に示したトルクロッド100のゴムブッシュ部101は、ロッド本体102の端部に設けた外筒103と、外筒103の内側に加硫接着等によって固定されたゴム104と、このゴム104の内側に加硫接着等によって固定された金属製のボス部105とを有している。ボス部105の両側面には、取付相手部としてのブラケット110と対向する位置に耳部111が突設されている。ブラケット110と耳部111には締結用のボルト112を挿通するためのボルト通し孔113とボルト受け入れ孔114が形成されており、ボルト112をナット115に螺合させて締付けることによって、耳部111をブラケット110に締結している。
【0004】
このように構成されたトルクロッド100は、その一端側が前記ゴムブッシュ部101を介して車体側のブラケットに連結され、トルクロッド100の他端側もゴムブッシュ部を介してアクスル側のブラケットに連結される。そしてこの種のサスペンション装置は、上下方向の中立位置を境に、車体とアクスルとの距離が最小の状態(いわゆるバンプ状態)から、車体とアクスルとの距離が最大の状態(いわゆるリバウンド状態)にわたってストロークする。従って車両走行中の路面の凹凸等に応じて車体とアクスルとの距離が変化することに伴い、トルクロッド100が上下方向に揺動し、その際に外筒103とボス部105とが相対的に回動することになる。
【0005】
ゴム104は、外筒103とボス部105の双方に固定されているため、外筒103とボス部105が相対的に回動すると、ゴム104に矢印R方向のねじりが作用する。ゴム104は、ねじられた時のふれ角が10°以内であれば100万回以上の繰返しに耐える耐久性を有するが、ふれ角が許容角度(10°)を越えるようになると耐久性が大幅に低下することが知られている。このため前記ゴム104は、ふれ角が許容角度を越えないように、トルクロッド100の前記揺動角度と関連付けて外筒103に圧入・固定する必要がある。
【0006】
すなわち前記ゴム104は、サスペンション装置が中立位置にあるときにねじりがゼロ(ふれ角ゼロ)の中立状態となるように外筒103とボス部105とに固定すれば、トルクロッド100が前記バンプ状態からリバウンド状態にわたる範囲を揺動してもゴム10のふれ角を前記許容角度に収めることができ、所定のねじり耐久性を発揮できることになる。このような観点からボス部105は、サスペンション装置が中立位置のときにゴム104のねじりをゼロにするように、外筒103との相対位置が設定されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記トルクロッド100を有するトラック等のサスペンション装置において、車体のフレームにサスペンション装置を組付ける場合、図13に示すようにフレーム120を上下さかさまに反転させた状態にして、トルクロッド100の組付け等を行なっている。
【0008】
その組付時には、空気ばね121が非作動状態にあるため、アクスル122は最も下がった状態(バンプ状態)となっている。このためトルクロッド100が回動降下した状態となり、取付相手部としてのアクスル側のブラケット110の取付面110a(図12に示す)とボス部105の耳部111の取付面111aとが平行とならず、6〜7°を越える角度αがついてしまう。
【0009】
なお、空気ばね121の代りに重ね板ばねを用いたトラニオン形式のサスペンション装置の場合は、フレームをさかさまにしてサスペンション装置を組付ける際に、重ね板ばねがほぼリバウンド状態まで反ることになってアクスルを押し上げるため、トルクロッド100は図13に想像線Fで示すように回動上昇する。このため、この場合もやはりアクスル側のブラケット110の取付面110aとボス部105の耳部111の取付面111aとが平行とならずに角度がついてしまう。
【0010】
このように取付面110a,111a間に角度αがついてしまうと、耳部111のボルト通し孔113とブラケット110のボルト受け入れ孔114とが一直線に揃わなくなるため、ボルト112をボルト受け入れ孔114に通すことができない。
【0011】
このため従来は、図14に示すように、何らかの保持手段Pによってアクスル122をサスペンション中立位置に保持した状態で、ボルト112をボルト通し孔113とボルト受け入れ孔114に挿通するようにしていた。このため従来はサスペンション装置の組付作業を行なうのに余分な設備と手数がかかるという問題があった。
【0012】
したがってこの発明の目的は、トルクロッド等のロッドを車体あるいはアクスル側のブラケット等の取付相手部に締結する際に、サスペンションを中立位置に保持しなくてもボルトをボルト受け入れ孔に問題なく通すことができ、組付作業を能率良く行なうことができるようなサスペンション用ロッドを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を果たすために開発された請求項1に記載の本発明のサスペンション用ロッドのゴムブッシュ部は、ロッド本体の端部に設けた外筒と、外筒の内側に設けられかつフレームの下面のブラケットの取付面と対向する位置に耳部が突設されたボス部と、外筒とボス部との間に圧入されかつ外筒とボス部の双方に固定されたゴムとを具備し、前記耳部にはボルトをロッド本体に沿う方向に挿通するボルト通し孔が形成されており、ボルト通し孔は、ボルトの挿入手前側に位置する第1の部位と、ボルトの挿入奥側に位置する第2の部位とを有し、ボルト通し孔の第1の部位の上下方向の寸法に比べて第2の部位の上下方向の寸法を大きくし、かつ、前記第1の部位の内径をd(mm)、前記第1の部位の軸線方向の距離をL1(mm)、前記ボルト通し孔の全長をL2(mm)、前記第2の部位の内径をD(mm)、前記ボルトの軸部の外径をd−1(mm)としたとき、D−d≧4,L2/d≦1.47,かつL1/L2を0.1から0.25の範囲とすることにより前記ボルトが前記ロッド本体の長手方向に沿う中立位置を境に上下方向に6.5°以上10°以下の範囲で傾くことを可能ならしめ、前記ボルトとナットを締付けることにより前記耳部の取付面と前記ブラケットの前記取付面とを面接触させたことを特徴とする。
【0014】
このサスペンション用ロッドを車体のフレームに組付ける場合、耳部のボルト通し孔とブラケットのボルト受け入れ孔とが真っ直ぐにならずに角度がついていても、ボルトが上下方向に傾くことができることにより、ブラケットのボルト受け入れ孔に挿入することが可能となる。
【0015】
そしてボルト通し孔の第1の部位と第2の部位の寸法関係を請求項1に記載したように設定することにより、6.5°以上のボルト傾き角が確保されるため、組付時にサスペンション装置がバンプ状態あるいはリバウンド状態にあっても、ボルトをブラケットのボルト通し孔に挿入できる角度まで傾けることができるようになる。
【0016】
請求項2に記載したサスペンション用ロッドのゴムブッシュ部も耳部にボルト通し孔が形成されており、このボルト通し孔の第1の部位にはボルトの挿入口に向って内径が広がる球面状またはすり鉢状のボルト受け面を形成しかつ前記第2の部位の内径を前記ボルトの軸部の外径よりも大きくすることによりボルトが前記ロッド本体の長手方向に沿う中立位置を境に上下方向に6.5°以上10°以下の範囲で傾くことを可能ならしめるとともに、ボルトには、前記ボルト受け面と対応する凸形状をなしてボルト受け面に面接触することの可能な傾斜部を設け、前記ボルトとナットを締付けることにより前記耳部の取付面と前記ブラケットの前記取付面とを面接触させている。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の第1の実施形態について図1から図7を参照して説明する。図6と図7に示すように、例えば大型トラック等に使用される車体10は、前後方向に延びる左右一対のフレーム11,12を備えている。フレーム11,12の下方に、車体10の幅方向(以下、車幅方向と言う)に沿うアクスル13が設けられている。アクスル13の両端に、車輪14,15が設けられている。
【0018】
アクスル13は、一方の車輪14側に位置するエアサスペンション装置20と他方の車輪15側に位置するエアサスペンション装置21とによって、フレーム11,12に支持されている。アクスル13の中央に、差動機の歯車箱22がある。左右のエアサスペンション装置20,21は、互いに左右対象形状である点を除いて実質的に同一の構成であるため、以下に一方のエアサスペンション装置20を代表して説明する。
【0019】
このエアサスペンション装置20は、図6等に示すようにフレーム11の真下に前後一対の空気ばね25,26を備えている。前側の空気ばね25の前方のフレーム11の下面には、下記トルクロッド40の取付相手部として機能するブラケット28が設けられている。アクスル13の下面側にも、トルクロッド40の取付相手部として機能するブラケット29が設けられている。これらのブラケット28,29は下方に延びている。
【0020】
前側の空気ばね25と後側の空気ばね26とにわたって、板ばねからなるサポートビーム30がかけ渡されている。サポートビーム30の前端部32は、前側の空気ばね25の下面に締結されている。サポートビーム30の後端部33は、後側の空気ばね26の下面に締結されている。サポートビーム30の長手方向中間部は、Uボルト等の固定用部材35によってアクスル13に締結されている。フレーム11とアクスル13との間に、ショックアブソーバ36が設けられている。左右のエアサスペンション装置20,21は、車体のロール剛性を高めるためのスタビライザ37によって互いに連結されている。
【0021】
このエアサスペンション装置20,21を備えた車体10に入力する上下方向の荷重は空気ばね25,26を介してサポートビーム30によって支持される。車両走行中に路面の凹凸等によって車体10が上下方向に動くと、主に空気ばね25,26が上下方向の振動を吸収することにより、フレーム11,12側に振動が伝達することが抑制される。また、ショックアブソーバ36の減衰作用によって上下方向の振動の揺り返しが抑制される。
【0022】
フレーム11の真下に、ロア側トルクロッドとして機能するトルクロッド40が設けられている。このトルクロッド40は、フレーム11に沿って前後方向に延びている。トルクロッド40の後端側は、ゴムブッシュ部41を介してアクスル13側のブラケット29に連結されている。トルクロッド40の前端側はゴムブッシュ部42を介してフレーム11側のブラケット28に連結される。これら前後のゴムブッシュ部41,42の構成と作用は、互いに実質的に共通であるから、以下に一方のゴムブッシュ部41を代表して説明する。
【0023】
このゴムブッシュ部41は図1から図4に示すように構成されている。すなわちゴムブッシュ部41は、トルクロッド40のロッド本体45の端部に設けた外筒46と、外筒46の内側に加硫接着等によって固定されたゴム47と、ゴム47の内側に加硫接着等によって固定された金属製のボス部48とを有している。図4に示すようにボス部48の左右両側面にはブラケット29の取付面29aと対向する位置に耳部49が突設されている。耳部49には締結用のボルト50を挿通するためのボルト通し孔51が形成されている。ボルト通し孔51はロッド本体45に沿う方向に延びている。ブラケット29には、ボルト50を受け入れるためのボルト受け入れ孔52が形成されている。
【0024】
図3に示すように、耳部49のボルト通し孔51は、ボルト50の挿入手前側に位置する第1の部位51aと、ボルト50の挿入奥側に位置する第2の部位51bとを有し、第1の部位51aの上下方向の寸法dに比べて第2の部位51bの上下方向の寸法Dを大きくしている。このようにボルト通し孔51の第2の部位51bの孔径Dをボルト50の軸部50aの外径よりも十分大きくすることにより、ボルト50は中立位置Nを境に上下方向に角度±θに相当する角度まで傾くことができるようになる。この角度θは、締結前のブラケット29の取付面29aと耳部49の取付面49aとのなす角度α(図1に示す)よりも大きい値としている。
【0025】
具体的には、第1の部位51aの内径をd(mm)、第1の部位51aの軸線方向の距離をL1(mm)、第2の部位51bの内径をD(mm)、ボルト通し孔51の全長をL2(mm)、ボルトの軸部50aの外径をd−1(mm)とした場合に、前述の傾き角θ(6.5°以上)を得るために、D−d≧4,L2/d≦1.47,かつ、L1/L2を0.1から0.25までの範囲としている。L1/L2が0.1未満になると、第1の部位51aの肉厚が薄くなりすぎることにより、充分な締結面圧が得られない。L1/L2が0.25を越えると、サスペンション組付時に必要なボルト50の上下方向の傾き角θ(6.5°以上)を確保することができない。なお、第2の部位51bは上下方向に縦長の長孔であってもよい。
【0026】
この実施形態のサスペンション装置20,21をフレーム11に組付ける場合は、図13に示した従来例のフレーム120と同様に、フレーム11を上下さかさまに反転させる。そしてボルト50を耳部49のボルト通し孔51とブラケット29のボルト受け入れ孔52に挿入したのち、ボルト50にナット55を螺合させて締付けることによって、耳部49とブラケット29を互いに締結する。
【0027】
この組付作業において、ボルト50を受け入れ孔52に挿通する際に、図1に示すように両者の取付面29a,49aが平行とならず角度αがついていても、このボルト50は前述したように中立位置N(図3に示す)を境に、上下方向に6.5°以上の角度θ(θ>α)で傾くことができるから、ボルト50を受け入れ孔52に通すことができる。ボルト通し孔51の第1の部位51aの内径dはボルト50の軸部50aよりも僅かに(例えば1mm前後)大きい程度であり、しかも前述のL1/L2の値を0.1以上としているから、ボルト50とナット55の締結面圧が充分確保される。こうしてナット55が締付けられると、図5に示すように、耳部49の取付面49aがブラケット29の取付面29aと面接触する位置までボス部48が矢印r方向に回動するため、ゴム47は前記角度αに相当する角度だけねじられた状態で締結が完了する。このゴム47のねじれはサスペンション装置が中立位置になったときに解消される。
【0028】
なお、アクスル13の上方にアッパ側のトルクロッドとして機能するVロッド70が装着される。図示例のVロッド70は、左右方向に分かれた前端部がそれぞれゴムブッシュ部71,72を介してフレーム11,12のVロッドブラケット73,74に連結される。Vロッド70の後端部は、ゴムブッシュ部78を介してアクスル13側のセンターブラケット79に締結される。
【0029】
このVロッド70と前記トルクロッド40により、前後方向の入力荷重がフレーム11,12に支持される。Vロッド70のゴムブッシュ部71,72,78の構成と作用は前記ゴムブッシュ部41と実質的に共通であるから説明は省略する。
【0030】
図8に示す第2の実施形態のように、角形の中空の耳部49に形成されたボルト通し孔51に前記実施形態と同様の第1の部位51aと第2の部位51bを設け、第2の部位51bの上下方向の寸法Dを第1の部位51aの上下方向の寸法dよりも大きくすることにより、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0031】
図9と図10に示す第3の実施形態のゴムブッシュ部41のボルト通し孔51は、ボルト50の挿入手前側に位置する第1の部位51cと、ボルト50の挿入奥側に位置する第2の部位51dとを有し、第1の部位51cの上下方向の寸法は第2の部位51dの上下方向の寸法よりも大きく、しかも第1の部位51cにはボルト50の挿入口51eに向って内径が広がる球面状のボルト受け面90を形成することにより、ボルト50が中立位置Nを境に前記角度θまで傾くことができるようにしている。またボルト50には、ボルト受け面90と対応する凸形状をなしてボルト受け面90に面接触することの可能な球面状の傾斜部91を設けている。
【0032】
この第3の実施形態は、図10に示すようにボルト50の軸部50aを耳部49のボルト通し孔51とブラケット29のボルト受け入れ孔52に通し、ナット55をボルト50に螺合させて締付けることにより、球面状のボルト受け面90と傾斜部91とがなじみながら面接触するとともに、耳部49がブラケット29に締結される。この場合には、ボルト受け面90と傾斜部91とが互いに広い面積で面接触するため、ボルト50とナット55の締結による面圧が充分確保される。
【0033】
図11に示す第4の実施形態は、耳部49にすり鉢状のボルト受け面90を形成するとともに、ボルト50に円錐台形状の傾斜部91を形成し、締結時にボルト受け面90と傾斜部91とを面接触させるようにしている。それ以外の構成と作用は前記第3の実施形態と共通であるから説明は省略する。
【0034】
【発明の効果】
請求項1に記載した本発明のサスペンション用ロッドによれば、トルクロッド等のロッドを車体あるいはアクスル側のブラケット等の取付相手部に締結する際に、サスペンション装置を中立位置に保持しなくても、ボルトをボルト受け入れ孔に問題なく挿通することができるため、組付作業を能率良く行なうことができる。
【0035】
請求項1に記載したゴムブッシュ部であれば、ロッドの組付時にサスペンション装置がバンプ状態あるいはリバウンド状態にあっても、ボルトを挿入するのに必要な6.5°以上の傾き角を確保することができる。
【0036】
請求項2に記載したサスペンション用ロッドも、サスペンション装置を中立位置に保持しなくてもボルトをボルト受け入れ孔に問題なく挿通することができるとともに、ボルト通し孔の第1の部位に設けた球面状あるいはすり鉢状のボルト受け面とボルトの傾斜部とが広い面積で面接触するため、さらに充分な締結面圧が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態を示すサスペンション用ロッドのゴムブッシュ部をブラケットから切離した状態の側面図。
【図2】 図1に示されたロッドのゴムブッシュ部の斜視図。
【図3】 図1に示されたゴムブッシュ部の一部を断面で示す側面図。
【図4】 図3中のIV−IV線に沿うゴムブッシュ部の断面図。
【図5】 図1に示されたゴムブッシュ部をブラケットに締結した状態を一部断面で示す側面図。
【図6】 図1に示されたサスペンション用ロッドを備えた車両の一部の側面図。
【図7】 図6に示された車両の一部の底面図。
【図8】 本発明の第2の実施形態を示すロッドのゴムブッシュ部の一部を断面で示す側面図。
【図9】 本発明の第3の実施形態を示すロッドのゴムブッシュ部の一部を断面で示す側面図。
【図10】 図9に示されたゴムブッシュ部をブラケットに締結した状態を一部断面で示す側面図。
【図11】 本発明の第4の実施形態を示すロッドのゴムブッシュ部の一部を断面で示す側面図。
【図12】 従来のサスペンション用ロッドのゴムブッシュ部をブラケットから切離した状態の側面図。
【図13】 従来のサスペンション用ロッドをフレームに組付けるときの様子を示す側面図。
【図14】 図13に示されたサスペンション装置を中立位置まで上昇させた状態の側面図。
【符号の説明】
11,12…フレーム
13…アクスル
20,21…エアサスペンション装置
28,29…ブラケット(取付相手部)
40…トルクロッド
41,42…ゴムブッシュ部
45…ロッド本体
46…外筒
47…ゴム
48…ボス部
49…耳部
50…ボルト
51…ボルト通し孔
51a…第1の部位
51b…第2の部位
51c…第1の部位
51d…第2の部位
52…ボルト受け入れ孔
90…ボルト受け面
91…傾斜部
Claims (2)
- 端部に設けたゴムブッシュ部をボルトとナットによってフレームの下面のブラケットに締結するようにしたサスペンション用ロッドであって、
前記ゴムブッシュ部は、ロッド本体の端部に設けた外筒と、この外筒の内側に設けられかつ前記ブラケットの取付面と対向する位置に耳部が突設されたボス部と、
前記外筒とボス部との間に圧入されかつ前記外筒とボス部の双方に固定されたゴムとを具備し、
前記耳部には前記ボルトを前記ロッド本体に沿う方向に挿通するボルト通し孔が形成されており、
前記ボルト通し孔は、ボルトの挿入手前側に位置する第1の部位と、ボルトの挿入奥側に位置する第2の部位とを有し、
前記ボルト通し孔の第1の部位の上下方向の寸法に比べて前記第2の部位の上下方向の寸法を大きくし、かつ、前記第1の部位の内径をd(mm)、前記第1の部位の軸線方向の距離をL1(mm)、前記ボルト通し孔の全長をL2(mm)、前記第2の部位の内径をD(mm)、前記ボルトの軸部の外径をd−1(mm)としたとき、D−d≧4,L2/d≦1.47,かつL1/L2を0.1から0.25の範囲とすることにより前記ボルトが前記ロッド本体の長手方向に沿う中立位置を境に上下方向に6.5°以上10°以下の範囲で傾くことを可能ならしめ、前記ボルトとナットを締付けることにより前記耳部の取付面と前記ブラケットの前記取付面とを面接触させたことを特徴とするサスペンション用ロッド。 - 端部に設けたゴムブッシュ部をボルトとナットによってフレームの下面のブラケットに締結するようにしたサスペンション用ロッドであって、
前記ゴムブッシュ部は、ロッド本体の端部に設けた外筒と、この外筒の内側に設けられかつ前記ブラケットの取付面と対向する位置に耳部が突設されたボス部と、
前記外筒とボス部との間に圧入されかつ前記外筒とボス部の双方に固定されたゴムとを具備し、
前記耳部には前記ボルトを前記ロッド本体に沿う方向に挿通するボルト通し孔が形成されており、
前記ボルト通し孔は、ボルトの挿入手前側に位置する第1の部位と、ボルトの挿入奥側に位置する第2の部位とを有し、
前記ボルト通し孔の第1の部位にはボルトの挿入口に向って内径が広がる球面状またはすり鉢状のボルト受け面を形成しかつ前記第2の部位の内径を前記ボルトの軸部の外径よりも大きくすることにより前記ボルトが前記ロッド本体の長手方向に沿う中立位置を境に上下方向に6.5°以上10°以下の範囲で傾くことを可能ならしめるとともに、
前記ボルトには、前記ボルト受け面と対応する形状をなして前記ボルト受け面に面接触することの可能な傾斜部を設け、前記ボルトとナットを締付けることにより前記耳部の取付面と前記ブラケットの前記取付面とを面接触させたことを特徴とするサスペンション用ロッド。
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