JPH02286410A - ばね兼用ｆｒｐアームを備えた懸架装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ 本発明は、自動車等の車両のフロントサスペンションに
好適なばね兼用ＦＲＰアームを備えた懸架装置に関する
。

Ｃ従来の技術］ マクファーソンストラットあるいはダブルウィツシュボ
ーン形などに代表される車両用フロントサスペンション
は、リンク構造のアームによってハブキャリアを上下動
自在に支持するとともに、上記アームとは別に設けられ
た懸架ばねによってハブキャリアとアームを弾性的に支
えている。しかしながら最近では、自動車のＦＦ方式（
前機関・前輪駆動）化や四輪駆動化あるいはフロントノ
ーズの低い車が望まれること等に伴って、エンジンルー
ムの下まわりに懸架ばねの取付はスペースを充分に確保
することが難しい状況になってきている。

このような懸架ばねを無くすための対策として、上記ア
ームをばね鋼からなる板ばね状にすることによって、ア
ーム自体が上下方向に弾性的に撓むことができるように
することが考えられた。しかしながら鋼はｆｆ１ｆｆｉ
が大であるばかりでなく、ヤング率が大きく、得られる
撓みが小さ・いため、車輪が上下するのに必要なストロ
ークを確保するには格別の配慮が必要であり、片持ち梁
成のばね兼用アームにすることが実用上困難であった。

また、特許出願公表昭５８−５０１（ｉ２１ｉ号公報に
示されている先行技術のように、車幅方向に延在するＦ
ＲＰ　（繊維強化プラスチック）製のアームの両端部に
それぞれハブキャリア支持用のボールジヨイントを設け
、これら左右のボールジヨイントを介してハブキャリア
を揺動自在に支持するサスペンションも提案されている
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記先行技術においては、左右一対の車輪間にわたる長
尺なＦＲＰ製アームを用いており、このアームがエンジ
ンルームの下を横切ることになるため、車のレイアウト
等を設計する上で大きな制約を受ける。また、アームが
ＦＲＰ製、鋼製いずれの場合にも、従来のばね兼用片持
ちアームは車体の軸線と直交する方向（車体の左右両側
）に延在するいわゆる横置き形の板ばねであるため、ア
ームの固定端がエンジンルームのすぐ下にくる。

このため、エンジンルームのレイアウト等を設計する上
で大きな制約を受けるばかりでなく、アームの固定端を
車体に固定するためにサブフレームが必要となる。また
、エンジンルームの形状によっては上記アームの使用が
不可能である。

従って本発明の目的は、軽量で撓みを大きくとることの
できるＦＲＰ製アームの特質を活がして、構造が簡単で
コンパクトであるとともに、エンジンルーム等のレイア
ウトに格別な対策を講じなくても車体に装着することが
できるようなばね兼用ＦＲＰアームを備えた懸架装置を
提携することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために開発された本発明は、車体の左
右に互いに独立して設けられかつ上下方向に弾性的に撓
むことの可能な左右一対の片持ち梁形のばね兼用ＦＲＰ
アームを備えた懸架装置であって、ＦＲＰアームの各固
定端が固定手段によって車体側に固定されるとともに、
ＦＲＰアームの自由端側には車輪を保持するためのハブ
キャリアがボールジヨイントを介して揺動可能に設けら
れ、しかも上記ＦＲＰアームの自由端側を、固定端に対
して車体の前後方向に斜めに延出させることにより、平
面視において左右のＦＲＰアームが車輪との干渉を避け
て凸字形ないし逆ハ字形に配置されていることを特徴と
するものである。

［作　用コ 上記構成の懸架装置は、ばね兼用ＦＲＰアームがハブキ
ャリアを支持するための構造メンバとしての機能を果た
すとともに、懸架ばねとしての機能も兼ねる。すなわち
、車体の荷重は各ＦＲＰアームによって支持されるとと
もに、走行中における路面の凹凸等による上下方向の人
力に対しては、左右のＦＲＰアームが独立して弾性的に
撓むことによって、衝撃が吸収される。このＦＲＰアー
ムは操舵輪との干渉を避けるようにして平面視において
凸字形ないし逆ハ字形に斜め置きされており、アームの
自由端側にハブキャリアを介して車輪（タイヤ）が保持
されるとともに、アームの固定端側か斜め後方に延在し
て車体に固定される。

ＦＲＰ製のアームは鋼に比べると撓みを格段に大き（と
れるため、こうした懸架ばね兼用の片持ち梁成アーム構
造を実現できる。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例について、第１図ないし゛第７
図を参照して説明する。

第１図に概念的に示されるように、自動車の車体１の前
方にエンジンルーム２があり、エンジンルーム２の左右
両側に、操舵輪としての一対の前車輪３．３が位置して
いる。車輪３，３は図示しない周知のステアリングリン
ケージによって左右方向に転舵されるものであり、２点
鎖線で示されるように円弧状の軌跡をえかいて左右に旋
回できるようになっている。

各車輪３．３と車体１との間に、第２図に示されるよう
なマクファーソンストラットタイプの懸架装置４が設け
られている。各懸架装置４は、ＦＲＰ製の片持ち梁成懸
架ばね兼用ＦＲＰアーム１０を備えている。このＦＲＰ
アーム１０は、公知のＦＲＰ製ばね板と同様に、マトリ
ックス樹脂と、主に長手方向に沿う連続強化繊維とによ
って、自由状態でやや上に凸となるような弓形に湾曲し
た帯状に成形されている。

第１図に示されるように、左右のＦＲＰアーム１０．１
０はそれぞれ車体１の前後方向に斜めに延在しており、
車輪３．３との干渉を避けるように平面視において凸字
形ないし逆へ字状に開いた形で配置されている。各ＦＲ
Ｐアーム１０の基端側すなわち固定端１２は、固定手段
の一例としての金属製のブラケット１３によって、車輪
３゜３に対し車の進行方向後方の車体側部材１４に剛に
固定されている。

第３図および第４図に示されるように、平たいボックス
状をなすブラケット１３は、一端側（アーム１０が挿入
される側）に開口部１５を有している。しかもこのブラ
ケット１３は、その平面視において、開口部１５側の幅
Ｗ１が奥側の幅Ｗ２よりも狭くなるような奥広がりテー
パ状に形成されている。そしてフランジ状の取付は基部
１６をボルトあるいはリベット等の適宜の締結用部品１
７によって車体側の部材１４に剛に固定するようにして
いる。

ブラケット１３の内側においては、ＦＲＰアーム１０の
外周部の全周に、熱可塑性高分子材料からなる熱可塑系
弾性体１８が接着されている。更に、アーム１０の端面
とブラケット１３との間、およびアーム１０の両側面に
位置する熱可塑系弾性体１８とブラケット１３との間の
隙間を埋めるようにして、ゴム状弾性体１９が装填され
ている。

ゴム状弾性体１９は、例えばウレタンエラストマのよう
にゴム状弾性を有する高分子材料からなり、アーム１０
の端面とブラケット１３および熱可塑系弾性体１８とに
接する箇所がいずれも接着剤によって固定されている。

従ってアーム１０の固定端１２側は、第３図に２点鎖線
で示すように、ブラケット１３の開口部１５の人口コー
ナ部分Ｃを支点として、車体の前後方向にある程度の角
度範囲θ０で揺動することができる。

熱可塑系弾性体１８とゴム状弾性体１９は、ＦＲＰアー
ム１０の固定端１２の摩耗を防止するとともに、固定端
１２に加わる締付面圧を均等化するのにも役立つ。従っ
て、熱可塑系弾性体１８とゴム状弾性体１９はアーム１
０の硬度以下の硬さで、しかも適度な弾性および可撓性
を有し、繰返し荷重が加わっても「へたる」ことのない
ように、例えばエラストマを繊維で強化したものなどが
使われるとよい。

アーム１０の他端すなわち自由端２０側に、端部材２１
が取着されている。この端部材２１は、第５図および第
６図に示されるように構成されている。

端部材２１の主部をなすハウジング２２は、厚手の金属
板を下記形状に折曲げたものである。すなわちハウジン
グ２２は、その側面視（Ｔ１５図）において略く状に折
曲された第１支持壁２３を備えている。第１支持壁２３
の先端側はボールジヨイント取付部２４となっており、
このジヨイント取付部２４はアーム取付部２５に対して
角度θ１だけ上方に傾いている。ジヨイント取付部２４
にボールジヨイント２６が固定され、このボールジヨイ
ント２６によってハブキャリア２７が揺動自在に支持さ
れる。ハブキャリア２７に車軸とストラットダンパ２８
が設けられている。従ってボールジヨイント２６の中心
付近に荷重点がくる。

上記第１支持壁２３は、ゴム状弾性体からなるシート状
ライナ３０を介して、アーム１０の図示下面側に重合さ
れる。ライナ３０はアーム１０と第１支持壁２３とに接
着剤によって固定される。

第１支持壁２３の左右両側に立上がる一対の側壁３１．
３２は、アーム１０の側面に対向している。これら側壁
３１．３２の上端に連なる第２支持壁３３．３４は、互
いに対向するように内側を向けて折曲されている。なお
、第２支持壁３３゜３４が互いにつながったボックス状
をなしていてもよい。側壁３１．３２は、その側面視（
第５図）において、一端側（図示右側）の高さｈｌに比
べて他端側の高さｈ２が低くなるような角度θ２のテー
パ状をなしている。このため、第２支持壁３３．３４の
高さも図示右側から左側に向かって漸減する。

アーム１０の図示上面側に、ゴム状弾性体からなるシー
ト状ライナ４０を介して、鋼等からなる金属製座板４１
が重合されている。ライナ４０はアーム１０と座板４１
とに接着剤によって固定される。ライナ３０，４０は、
アーム１０の摩耗を防止するとともに、アーム１０に加
わる締付面圧を均等化するのにも役立つ。従って、ライ
ナ３０゜４０はアーム１０の硬度以下の硬さで、しかも
適度な弾性および可撓性を有し、繰返し荷重が加わって
も「へたる」ことのないように、例えばエラストマを繊
維で強化したものなどが使われるとよい。

座板４１と第２支持！３３．３４との間に介在されるく
さびばね４２は、熱処理された鋼のようにばね弾性を有
する強靭な材料からなり、側面視においてＵ状ないしＶ
状にやや開いた形状に折曲されている。（さびばね４２
の幅Ｗｏは、側壁３１．３２間の距離よりもやや狭い程
度とする。

くさびばね４２の自由状態における開き角度θ３は、側
壁３１．３２のテーパ角度θ２よりも大きい。くさびば
ね４２は、第２支持壁３３，３４と座板４１との間に図
示右側から打込まれる。

くさびばね４２を固定するための戻り止め手段５０とし
て使われるかしめ部５１．５２は、くさびばね４２が上
記所定の位置に打込まれたのちに側壁３１．３２の一部
を内方に凹ませたものであり、このかしめ部５１．５２
によって、くさびばね４２が抜ける方向に移動すること
を阻止している。

更に、アームｌＯの自由端２０例の板端近傍と座板４１
および第１支持壁２３に、それぞれ厚み方向に貫通する
孔５５が設けられている。この孔５５にボルト５６が挿
通され、ナツト５７をねじ込んで締付けることにより、
アーム１０の板端近傍と第１支持壁２３およびライナ３
０，４０と座板４１等が互いに厚み方向に拘束されるよ
うになっている。

上記構成の端部材２１の固定構造によれば、ＦＲＰアー
ム１０とハウジング２２とが、互いにくさびばね４２に
よって強固に圧着会固定されるとともに、ライナ３０．
４０が緩衝材として機能するため、アーム１０と端部材
２１とが互いに長手方向に擦れ合うような相対運動を生
じることがなくなる。従ってアーム１０の強化繊維が摩
擦によって切れてしまうなどの問題も生じない。

第７図に示されるように本実施例のアーム１０は、その
自由端２０側の部分に上向きの角度θ４をつけて成形さ
れている。このような仰角θ４をもたせるとともに、ハ
ウジング２２にも前記仰角θ１をつけることによって、
アーム１０に基準荷重が加わってその撓みが中立状態に
ある時にボールジヨイント２６の軸線がボールジヨイン
ト２６の揺れ角度の中立点付近にくるようにすることが
できる。但し、場合によっては第８図に示されるような
形状のアーム１０が採用されてもよい。

また、固定端１２から自由端２０に向って板厚が漸減す
るようなテーパリーフ形状にすることによりて、より短
いスパンで所定のばね定数が得られるようにしてもよい
。但し、長手方向に等幅・等厚のＦＲＰアームが採用さ
れてもよい。

！ｆ！９図にＦＲＰアーム１０の変形例が示されている
。このアーム１０は、車両の進行方向前側に臨む前縁側
の部位１０ａの板厚ｔ１を、後縁側の部位１０ｂの板厚
ｔ２よりも大きくしたテーパ状断面にすることにより、
前縁側の部位１０ａの強度を大きくしている。こうする
ことにより、路面から跳ね上げられた石や障害物等がア
ーム１０の前縁部に触れた時の耐衝撃性を高めることが
できる。このアーム１０の自由端２０側の部位は、前記
ハウジング２２を固定するために実質的に等厚ｔ３の平
坦な形状に成形されている。

あるいは第１Ｏ図に示されるように、前縁側の部位１０
ａを外径りの丸みをもつ脹らんだ断面形状とすることに
より、前縁側の部位１０ａの強度を高めるようにしても
よい。このアーム１０の自由端２０側の部位は、前記ハ
ウジング２２を固定するために実質的に等厚ｔ３の平坦
な形状に成形されている。

また第１１図に示された実施例のように、平面視におい
て円弧状に湾曲した形のＦＲＰアーム１−０を採用する
ことにより、車輪３．３とアーム１０．１０との干渉を
避けやすくしてもよい。この場合も、左右一対のアーム
１０．１０がおおむね凸字形ないし逆ハ字状に斜め置き
される。なお本発明における片持ち懸架ばね兼用ＦＲＰ
アームは、ダブルウィツシュボーンタイプのアームにも
適用可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、左右の車輪ごとに独立して設けられた
ＦＲＰアームが懸架用ばねとハブキャリア支持用アーム
としての機能を兼用するため、従来の懸架装置に使われ
ていた懸架ばねを廃止することが可能になり、懸架装置
のコンパクト化と構造の簡略化および軽量化が図れる。

また本発明のばね兼用ＦＲＰアームは、その固定端をエ
ンジンルームの後方等において車体側の部材に固定する
ことが可能となるため、エンジンルームのレイアウト等
に制約されることなく車体に装着できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示し、第１図
はばね兼用ＦＲＰアームを備えた車両の一部の概略平面
図、第２図は懸架装置の正面図、第３図は懸架装置にお
けるアームの固定端付近を一部断面で示す底面図、第４
図は第２図中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図はボ
ールジヨイント取付は部分の正面図、第６図はボールジ
ヨイント取付は部分の平面図、第７図はＦＲＰアームの
正面図、第８図はＦＲＰアームの変形例を示す正面図、
第９図と第１０図はそれぞれＦＲＰアームの他の変形例
を一部断面で示すそれぞれ斜視図、第１１図は本発明の
他の実施例を示す車両の一部の概略平面図である。 １・・・車体、２・・・エンジンルーム、３・・・車輪
、４・・・懸架装置、１０・・・ばね兼用ＦＲＰアーム
、１２・・・ばねの固定端、１４・・・車体側の部材、
２０・・・ばねの自由端。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第７図 １゜ 第８図 第５図 鴫ｎ １゜ 事件の表示 特願平１−１０８７９０号 ２゜ 発明の名称 ばね兼用ＦＲＰアームを備えた懸架装置３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　車体の左右に互いに独立して設けられかつ上下方向に
   弾性的に撓むことの可能な左右一対の片持ち梁形のばね
   兼用ＦＲＰアームを備えた懸架装置であって、上記ＦＲ
   Ｐアームの各固定端が固定手段によって車体側に固定さ
   れるとともに、ＦＲＰアームの自由端側には車輪を保持
   するためのハブキャリアがボールジョイントを介して揺
   動可能に設けられ、しかも上記ＦＲＰアームの自由端側
   を、固定端に対して車体の前後方向に斜めに延出させる
   ことにより、平面視において左右のＦＲＰアームが車輪
   との干渉を避けてハ字形ないし逆ハ字形に配置されてい
   ることを特徴とするばね兼用ＦＲＰアームを備えた懸架
   装置。