JP4236175B2 - Suspension device - Google Patents
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Description
本発明は、サスペンション装置に関するものである。 The present invention relates to a suspension device.
車両のアクスルをサイドレールに懸架するために用いられるサスペンションには、各種の形式を採用したものがあるが、それらのうちで複数枚のリーフスプリングを積層して成るリーフサスペンションは、構造が簡単でコストが安く済む上に強度が大きくて耐久性も高いという特徴を有しており、従来よりトラック等の車両に広く用いられている。 There are various types of suspensions that are used to suspend the vehicle axle on the side rails. Among them, the leaf suspension, which consists of multiple leaf springs, has a simple structure. It has the features of low cost, high strength and high durability, and has been widely used in vehicles such as trucks.
ただし、従来のリーフサスペンションにおいては、その乗心地が現状のエアサスペンションと比較して劣るものであることが否めず、リーフスプリングとエアスプリングとを併用することでコストを安価に抑えながら乗心地を向上し得るようにしたサスペンション装置の研究開発が進められている。 However, the conventional leaf suspension cannot be denied that its riding comfort is inferior to that of the current air suspension, and the combined use of leaf springs and air springs reduces riding costs while reducing costs. Research and development of suspension devices that can be improved is underway.
図3〜図5は従来におけるリーフスプリングとエアスプリングとを併用したサスペンション装置の一例を示すもので、図中1は車両前後方向に延びてシャシフレームの一部を成す左右一対のサイドレール、2は該サイドレール1に沿わせて車両前後方向に架設されたリーフスプリング、3は車幅方向に延在するアクスルを示し、該アクスル3はリーフスプリング2の長手方向中間部上面に対しUボルト4を介して結合されている。
3 to 5 show an example of a conventional suspension device using both a leaf spring and an air spring. In FIG. 3,
ここに図示している例では、前記リーフスプリング2の前半部分が二枚重ねの構造となっていて、その前端部が上向きに巻かれてアイ2aとして形成され、該アイ2aをサイドレール1側のフロントブラケット5に装備された水平ピン6に対し傾動自在に巻き掛けられてある(尚、図4中におけるリーフスプリング2の破断位置は説明の便宜上からIV−IV矢視より前方にずらした位置となっている)。
In the example shown here, the front half of the
他方、前記リーフスプリング2の後端部は、前端部側と同様に上向きに巻かれてアイ2bとして形成され、該アイ2bをサイドレール1側のリヤブラケット7に装備されたシャックル8の水平ピン9に対し傾動自在に巻き掛けられており、リーフスプリング2が弓状に撓むことによる前後方向の伸び縮みが前記シャックル8の揺動で吸収されるようになっている。
On the other hand, the rear end portion of the
また、リーフスプリング2によりUボルト4を介してアクスル3が担持されている箇所には、車幅方向内側に向けて延在するサポートビーム10も一緒にUボルト4で結合されており、このサポートビーム10における各サイドレール1よりも車幅方向内側に張り出した部分にエアスプリング11が着座されており、該各エアスプリング11の頂部が両サイドレール1間に架設したクロスメンバ12により固定されている。
In addition, a
即ち、このように各エアスプリング11を左右のサイドレール1の直下から車幅方向内側へシフトした位置にオフセットしたレイアウトを採用すると、前記各エアスプリング11をリーフスプリング2と干渉させずに十分な高さ(容量)を持たせて配置することが可能となる(図3参照)。
That is, when the layout in which each
尚、この種のエアスプリング11の車幅方向内側へのオフセット配置は、本出願人が知る限り国内での適用例が極めて少ないため、適当な先行技術文献を見つけられなかったが、本出願人は、リーフスプリングとエアスプリングとを併用したサスペンション装置に関連する先行技術として未公開の特願2002−263998号明細書や特願2003−164740号明細書等を既に出願している。
In addition, as far as the applicant of the present application knows, there are very few domestic examples of offset arrangement of the
しかしながら、先に図3〜図5で説明した従来のサスペンション装置においては、左右のサイドレール1よりも車幅方向内側に配置したエアスプリング11の頂部を固定するにあたり、コの字型断面を有する剛性の高いクロスメンバ12を採用して車両上下方向の大荷重を支えられるようにしていたため、このような剛性の高いクロスメンバ12は重量が大きなものとなって車両重量の増加を招いてしまう結果となり、しかも、コーナリング等で車体にローリングが発生したような場合に各サイドレール1に捻れが生じると、特に各サイドレール1とクロスメンバ12との接合部に高応力が生じて疲労強度が低下するという問題があった。
However, the conventional suspension apparatus described above with reference to FIGS. 3 to 5 has a U-shaped cross section for fixing the top of the
尚、各サイドレール1とクロスメンバ12との接合部の疲労強度を補強により高めることは、結果的に車両重量の更なる増加を招いてしまうことになるので、これ以上の重量増加を招くことのない対策が望まれている。
It should be noted that increasing the fatigue strength of the joint portion between each
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、各サイドレールとクロスメンバとの接合部における疲労強度を車両重量の増加を招くことなく向上することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve the fatigue strength at the joint portion between each side rail and the cross member without causing an increase in vehicle weight.
本発明は、アクスルをエアスプリングを介して車体側に懸架するようにしたサスペンション装置において、左右のサイドレールよりも車幅方向内側にエアスプリングを配置し、該エアスプリングの頂部を両サイドレール間に架設したクロスメンバにより固定すると共に、該クロスメンバを板ばね材料により構成したことを特徴とするものである。 The present invention relates to a suspension device in which an axle is suspended on the vehicle body side via an air spring. An air spring is disposed on the inner side in the vehicle width direction with respect to the left and right side rails, and the top portion of the air spring is disposed between the side rails. The cross member is fixed by a cross member, and the cross member is made of a leaf spring material .
而して、このようにすれば、左右のサイドレールよりも車幅方向内側にエアスプリングを配置したことにより、各エアスプリングに十分な高さ(容量)を持たせて低ばね定数化(乗心地の改善)を図ることが可能となり、しかも、このようなエアスプリングの車幅方向内側へのオフセット配置を採用しても、エアスプリングの頂部を固定するためのクロスメンバを板ばね材料で構成しているので、各サイドレールに捻れが生じた場合にクロスメンバ側が柔軟に変形して該クロスメンバの接合部に高応力が生じ難くなる。 Thus, in this way, the air springs are arranged on the inner side in the vehicle width direction than the left and right side rails, so that each air spring has a sufficient height (capacity) and a low spring constant (multiplier). The cross member for fixing the top of the air spring is made of a leaf spring material even if such an offset arrangement of the air spring in the vehicle width direction is adopted. Therefore, when each side rail is twisted, the cross member side is flexibly deformed, and high stress is hardly generated at the joint portion of the cross member.
また、クロスメンバを板ばね材料で構成すれば、一般的な車両フレームに使用される材料と比較して数倍の降伏・疲労強度が得られるので、従来の如きコの字型断面で総面積の大きなクロスメンバとしなくても、総面積が小さくて済む平板状のクロスメンバで十分に車両上下方向の大荷重を支えることが可能となり、該クロスメンバの大幅な重量軽減を図ることが可能となる。 Also, if the cross member is made of leaf spring material , yield and fatigue strength several times that of the material used for general vehicle frames can be obtained. Even if it is not a large cross member, it is possible to sufficiently support a heavy load in the vertical direction of the vehicle with a flat cross member that requires a small total area, and it is possible to greatly reduce the weight of the cross member Become.
更に、本発明をより具体的に実施するに際しては、例えば、クロスメンバを成す板ばね材料に熱処理を施して靭性を付与したり、ショットピーニングを施したりすると良い。 Furthermore, when carrying out the present invention more specifically, for example, heat treatment may be applied to the leaf spring material forming the cross member to impart toughness or shot peening.
上記した本発明のサスペンション装置によれば、各サイドレールに捻れが生じたとしても、クロスメンバ側を柔軟に変形させることで接合部に高応力が生じないようにすることができ、しかも、総面積が小さくて済む平板状のクロスメンバで十分に車両上下方向の大荷重を支えることができてクロスメンバの大幅な重量軽減を図ることができるので、各サイドレールとクロスメンバとの接合部における疲労強度を車両重量の増加を招くことなく向上できるという優れた効果を奏し得る。 According to the suspension device of the present invention described above, even if the side rails are twisted, the cross member side can be flexibly deformed so that no high stress is generated in the joint portion. A flat cross member with a small area can sufficiently support a large load in the vertical direction of the vehicle and can greatly reduce the weight of the cross member. An excellent effect that the fatigue strength can be improved without increasing the vehicle weight can be obtained.
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1及び図2は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図3〜図5と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。 1 and 2 show an example of an embodiment for carrying out the present invention, and portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 3 to 5 represent the same items.
図1及び図2に示す如く、本形態例においては、前述した図3〜図5と略同様に左右のサイドレール1よりも車幅方向内側にエアスプリング11を配置し、該エアスプリング11の頂部を両サイドレール1間に架設したクロスメンバ13により固定したサスペンション装置となっているが、このクロスメンバ13については、リーフスプリング2と同様の板ばね材料により構成したものとしてある。
As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, an
この種の板ばね材料は、焼き入れや焼き戻し等の熱処理を施されて靭性を付与されたものとなっているが、これにショットピーニングを施して疲労強度を更に上げておくと良い。 This type of leaf spring material is subjected to heat treatment such as quenching and tempering to impart toughness, but it is preferable to further increase the fatigue strength by subjecting it to shot peening.
即ち、クロスメンバ13を成す板ばね材の表面にショット(小さな鋼球)を高速で打ちつけて残留応力を付与しておくと、クロスメンバ13の疲労強度が向上されることになる。
That is, if a residual stress is applied by hitting a shot (small steel ball) at a high speed on the surface of the leaf spring material forming the
そして、ここに図示している例では、平板状に形成された一対のクロスメンバ13を並列に両サイドレール1間に架設するようにしてあり、該各クロスメンバ13の下面にエアスプリング11の頂部がボルト締結等で固定されるようにしてある。
In the example shown here, a pair of
而して、このようにすれば、左右のサイドレール1よりも車幅方向内側にエアスプリング11を配置したことにより、各エアスプリング11に十分な高さ(容量)を持たせて低ばね定数化(乗心地の改善)を図ることが可能となり、しかも、このようなエアスプリング11の車幅方向内側へのオフセット配置を採用しても、エアスプリング11の頂部を固定するためのクロスメンバ13を板ばね材料で構成しているので、各サイドレール1に捻れが生じた場合にクロスメンバ13側が柔軟に変形して該クロスメンバ13の接合部に高応力が生じ難くなる。
Thus, by arranging the
また、クロスメンバ13を板ばね材料で構成すれば、一般的な車両フレームに使用される材料と比較して数倍の降伏・疲労強度が得られるので、従来の如きコの字型断面で総面積の大きなクロスメンバ12(図3〜図5参照)としなくても、総面積が小さくて済む平板状のクロスメンバ13で十分に車両上下方向の大荷重を支えることが可能となり、該クロスメンバ13の大幅な重量軽減を図ることが可能となる。
Further, if the
従って、上記形態例によれば、各サイドレール1に捻れが生じたとしても、クロスメンバ13側を柔軟に変形させることで接合部に高応力が生じないようにすることができ、しかも、総面積が小さくて済む平板状のクロスメンバ13で十分に車両上下方向の大荷重を支えることができてクロスメンバ13の大幅な重量軽減を図ることができるので、各サイドレール1とクロスメンバ13との接合部における疲労強度を車両重量の増加を招くことなく向上できる。
Therefore, according to the above embodiment, even if the
尚、本発明のサスペンション装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、リーフスプリング等の適宜に併用される付帯装備に関しては図示の構造に限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Incidentally, the suspension apparatus of the present invention, rather than be limited to the above embodiments, is not limited to the illustrated construction regarding supplementary equipment to be used in combination as appropriate, such as Li-safe spring, other gist of the present invention Of course, various changes can be made without departing from the scope of the invention.
1 サイドレール
3 アクスル
11 エアスプリング
13 クロスメンバ
1
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