JP5587255B2 - 車両用サスペンション装置のスプリングユニット - Google Patents

Description

本発明は、コイルスプリングのスプリングレートを調節できる車両用サスペンション装置のスプリングユニットに関する。

車両用サスペンション装置は、車体側の部材と車輪側の部材との間に配置するショックアブソーバと、前記ショックアブソーバに外装される圧縮コイルスプリングとを有する。前記ショックアブソーバは、前記車体側に取り付けられる第１の部材と、前記車輪側に取り付けられる第２の部材とがその長さ方向に相対的に移動可能とする。また、圧縮コイルスプリングは、前記第１の部材に設けた第１のばねシートと、前記第２の部材に設けた第２のばねシートとの間に弾性力を有して配置されている。そして、圧縮コイルスプリングは、車体に加わる荷重を支え、且つ荷重の大きさに応じて撓むようになっている。

サスペンション装置における圧縮コイルスプリングのスプリングレートを調節可能とし、車両の走行性や乗り心地を任意にセッティングできるスプリングユニットが提案されている（特許文献１）。

このスプリンユニットは、アジャストパイプと、前記アジャストパイプに外装するコイルスプリングと、前記アジャストパイプに対して取り付け位置を変更可能とする螺旋状のアジャストシートにより構成し、アジャストシートを前記コイルスプリングの巻線間に嵌め込んでボルトによりアジャストパイプに固定する。アジャストシートとコイルスプリングの一端間の距離をコイルスプリングの有効長とすると、この有効長が短くなればコイルスプリングのスプリングレート（ばね剛性）が大きくなり、逆に有効長が長くなれば個売るスプリングのばねレートは小さくなる。

特開２００６−２１４４５３号公報

上記した従来のスプリングユニットは、コイルスプリングの巻線間に合致した形状とするためにアジャストシートを螺旋状に形成し、コイルスプリングの曲率に合わせると共に、円筒形状のアジャストパイプの外周面に合致した湾曲した形状に形成していたため、加工に手間を要し、コストアップを招いていた。

本発明の目的は、上述した従来のスプリングユニットを改善し、複雑な加工を要することがなく、またスプリングレートの変更調節作業を容易とする車両用サスペンション装置のスプリングユニットを提供しようとするものである。

本発明の課題を解決する車両用サスペンション装置のスプリングユニットの構成は、車体側の部材と車輪側の部材との間に配置され、前記車体に加わる荷重を支え、且つ荷重の大きさに応じて撓む車両用サスペンション装置のコイルスプリングと、筒状に形成され、前記コイルスプリングの内径部に挿通される筒体と、
前記コイルスプリングの巻線の一部と任意の位置で当接する当接部材を備えたスプリングレート調節機構と、を有し、前記スプリングレート調節機構は、前記筒体の周面に取り外し可能に取り付けられた支軸に対して前記当接部材を回転自在に取り付けたことを特徴とする。

本発明によれば、当接部材を回転自在としてコイルばねの巻線の傾斜に合わせて当接できるので、当接部材を螺旋状に形成するといった複雑な加工が不要となった。

また、１本の支軸に対して当接部材を取り外すだけで、取り付け位置を変更できるので、スプリングレート調節作業が容易となる。

本発明の実施形態を示す車両用サスペンション装置のスプリングユニットの斜視図。 図１の縦断面図で、ショックアブソーバに装着した状態を示す。 図１のＡ−Ａ矢視断面図。 図１に示すフローティングブッシュをコイルスプリングの巻線間に取り付けた状態を示す図。 第２の実施形態を示す他の形状のフローティングブッシュを示す斜視図。 図５のフローティングブッシュをコイルスプリングの巻線間に取り付けた状態を示す図。

本発明による車両用サスペンション装置のスプリングユニットを図面に示す実施形態を参照して以下に説明する。

第１の実施形態
図１は車両用サスペンション装置のスプリングユニットを示す斜視図、図２はショックアブソーバに図１のスプリングユニットを装着した状態を示す縦断面図である。

図１において、スプリングユニット１は、円筒状のアジャストパイプ３と、アジャストパイプ３に外装されるコイルスプリング５と、コイルスプリング５の巻線間に取り外し可能に嵌め込まれてアジャストパイプ３に取り付けられるスプリングレート調節機構７とにより構成している。

アジャストパイプ３は、円筒状のパイプ本体３１と、パイプ本体３１の軸方向の下端に一体に形成された外方に延びるフランジ状のロワースプリングシート３２とにより構成されている。パイプ本体３１には、外装されるコイルスプリング５の巻線（５１−５４）間に合わせて複数の調節機構取り付け部３３が形成されている。なお、図１では、調節機構取り付け部３３を正面側に形成した状態を示しているが、背面側あるいは全周に渡って複数形成するようにしてもよい。

調節機構取り付け部３３は、ねじ孔部３４と、パイプ本体３１の表面で、ねじ孔部３４の周囲に後述するカラー７３の先端部が嵌まり込むカラー用座ぐり穴３５により構成している。

コイルスプリング５は、コイル端が開放したオープンエンド、あるいはコイル端が閉鎖したクローズドエンドのいずれでもよいが、本実施形態ではクローズドエンドとしている。

図２に示すように、本実施形態のサスペンション装置３０は、ショックアブソーバ２０とスプリングユニット１とにより構成する。ショックアブソーバは、車体側（不図示）にアッパーマウント２６を介して取り付けられる第１の部材であるピストンロッド２４と、ピストンロッド２４の先端部でアッパーマウント２６より下方位置に取り付けたアッパースプリングシート２５と、ピストンロッド２４が内装され、ピストンロッド２４と軸方向に沿って相対移動する第２の部材であるシリンダ２１と、シリンダ２１の外周面に形成したねじ部２３に螺合して軸方向の位置を調節可能なロワースプリングシートであるアジャストパイプ受けシート２２とを有する。シリンダ２１の下端部に車輪側が取り付けられる。

スプリングユニット１は、図２に示すように、例えばショックアブソーバ２０の外筒部であるシリンダ２１に外装され、アジャストパイプ受けシート２２にアジャストパイプ３のロワースプリングシート３２が当接し、スプリングユニット１の下端の位置決めが行われる。コイルスプリング５は、上端がアッパースプリングシート２５に当接し、下端がアジャストパイプ３のロワースプリングシート３２に当接し、ピストンロッド２４とシリンダ２１との間に弾性力を有して配置される。

本実施形態のスプリングレート調節機構７は、図３に示すように、中央部にカラー装入孔７２が貫通形成された直方体状の当接部材をなすフローティングブッシュ７１と、カラー装入孔７２に装入され、外方端にフランジ部７３ａが形成された円筒状のカラー７３と、カラー７３を貫通して調節機構取り付け部３３のねじ孔部３４に螺着する六角穴付きのボルト７４とにより構成している。カラー７３の先端は、調節機構取り付け部３３のカラー用座ぐり穴３５の底面に当接した状態でボルト７４により締結されている。そして、このカラー７３を支軸としてフローティングブッシュ７１がカラー７３の軸回りを回転自在としている。

ここで、コイルスプリング５の上端から下端の間で、コイルスプリング５の巻線間にスプリングレート調節機構７が取り付けられていない場合、アッパースプリングシート２５とロワースプリングシート３２との間（例えばピストンロッド２４とシリンダ２１とが最大に延びた状態）におけるコイルスプリング５の長さを最大有効長（Ｌmax）とすると、この最大有効長（Ｌmax）でのスプリングレート（ｋ）が最も低い（ｋmin）。

これに対し、スプリングレート調節機構７により、コイルスプリング５の巻線の任意の一点に対して下方への移動を制限すると、該一点とアッパースプリングシート２５との間の距離(Ｌn＜Ｌmax)に応じてスプリングレート（ｋn）が高くなる（ｋn＞ｋmin）。

本実施形態のスプリングレート調節機構７は、直方体状のフローティングブッシュ７１をコイルスプリング５の巻線（５１〜５４）に当接させることにより、コイルスプリング５の有効長を変更し、スプリングレートを調節する。フローティングブッシュ７１は、カラー７３の回りを回転自在であるため、フローティングブッシュ７１の直線面をなす上辺が螺旋状のコイルスプリング５の傾斜した巻線（５１〜５４）に合わせて部分的に全面にわたって面接触状態で当接する。

すなわち、フローティングブッシュ７１は、当接するコイルスプリング５の巻線部分に合わせて自由に回転するので、フローティングブッシュ７１の上辺をコイルスプリング５の巻線部分の傾斜に合わせた傾斜面に形成する必要がなく、簡単な加工で済む。また、フローティングブッシュ７１をコイルスプリング５の巻線の上下の間に配置する際（図２では巻線５２と巻線５３との間に配置している）、フローティングブッシュ７１を容易に取り付けることができる。

本実施形態では、図４に示すように、コイルスプリング５に圧縮方向への荷重が加わっていない無負荷状態（例えば車体をジャッキアップした状態）において、コイルスプリング５の巻線の間隔に対しフローティングブッシュ７１の高さを低く形成し、フローティングブッシュ７１の上面および下面と、コイルスプリングの巻線との間に隙間を設けている。車輪を地面に降ろして車体の重量をコイルスプリンが支えると、コイルスプリング５がたわみ、フローティングブッシュ７１の上面にコイルスプリング５の巻線５３が破線で示すように当接する。その際、コイルスプリング５の巻線５３は撓む（撓み角をδで示す）が、フローティングブッシュ７１は回転自在であるため、巻線５３との面接触状態を維持しながら巻線５３の撓みに追従して矢印方向に回転する。

フローティングブッシュ７１はカラー７３を回転軸として回転するため、フローティングブッシュ７１のボルト７４が緩み難いという効果が得られます。

また、フローティングブッシュ７１は、上面がコイルスプリング５の巻線５３に面接触状態で接触するので、コイルスプリング５に加わる荷重を大きな面積のバルブシートをなすフローティングブッシュ７１の上面で支持できる。このため、コイルスプリング５の巻線部の途中の部分で安定に支持することができる。

なお、本実施形態では、一本のボルト７４により支軸をなすカラー７３をパイプ本体にねじ込み式に締結しているので、フローティングブッシュ７１の取り付け位置の変更作業が容易である。

第２の実施形態
図５は他のフローティングブッシュの構成を示している。本第２の実施形態によるフローティングブッシュ８１は、中央にカラー装入孔８２を形成した円板状のローラとし、第１の実施形態と同様にカラーを支軸として回転自在としている。

本実施形態では、図６に示すように、フローティングブッシュ８１の外周面にコイルスプリング５の巻線が線接触状態で接触する。円板状のフローティングブッシュ８１は回転自在であるため、コイルスプリング５の巻線が撓む際に、フローティングブッシュ８１の外周面に対して摺動力が発生しても、フローティングブッシュ８１が回転してこれを吸収し、摺動摩擦等により異音の発生等を抑制することができる。

なお、上記した第１の実施形態において、アジャストパイプ３はショックアブソーバ２０のロワースプリングシート２２上に載せているが、この場合アジャストパイプ３のロワースプリングシート３２を設けずに、ショックアブソーバ２０のロワースプリングシート２２にコイルスプリング５の下端を直接当接させるようにしても良い。ショックアブソーバ２０のロワースプリングシート２２を上下方向に移動させることにより、車両の車高を調節することができる。

１：スプリングユニット、
３：アジャストパイプ、３１：パイプ本体、３２：ロワースプリングシート、
５：コイルスプリング、５１〜５４：巻線
７：スプリングレート調節機構、７１：フローティングブッシュ、７２：カラー装入孔、７３：カラー、７４：ボルト
２０：ショックアブソーバ
３０：サスペンション装置

Claims (4)

1. 車体側の部材と車輪側の部材との間に配置され、前記車体に加わる荷重を支え、且つ荷重の大きさに応じて撓む車両用サスペンション装置のコイルスプリングと、
   筒状に形成され、前記コイルスプリングの内径部に挿通される筒体と、
   前記コイルスプリングの巻線の一部と任意の位置で当接する当接部材を備えたスプリングレート調節機構と、を有し、
   前記スプリングレート調節機構は、前記筒体の周面に取り外し可能に取り付けられた支軸に対して前記当接部材を回転自在に取り付けたことを特徴とする車両用サスペンション装置のスプリングユニット。
2. 前記当接部材は直方体形状としたことを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンション装置のスプリングユニット。
3. 前記筒体は、一端に前記コイルスプリングの一端が当接するスプリングシートが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用サスペンション装置のスプリングユニット。
4. 前記支軸は、ボルトにより前記筒体の外周面に固定したカラーであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用サスペンション装置のスプリングユニット。
   
   
   
   
   

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