JPH04129813A - 車両用懸架装置 - 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］ 本発明は、自動車等の車両のサスペンションシステムに
利用される車両用懸架装置に関する。

［従来の技術］ 従来の自動車用懸架装置に、懸架ばねとサスペンション
アームとを組合わせたものがあるが、近時、懸架装置の
コンパクト化を図るために、懸架ばねとサスペンション
アームを兼ねるばね兼用アームの開発も行われている。

この種のばね兼用アムは、その固定端を車体側の部材に
固定するとともに、自由端側にハブキャリア等の車軸側
の部材を設けるようにしている。この種のばね兼用アー
ムにＦＲＰ　（繊維強化プラスチック）を用いることが
検討されている。ＦＲＰ製のばね兼用アムは、鋼製ばね
に比べてヤング率が格段に小さく、従って撓みを大きく
とれることに加えて、きわめて軽量に構成できる。

しかしながらＦＲＰ製のアームは、繊維に沿う方向以外
の方向から加わる荷重、例えばねじれ荷重等に対して比
較的強度が低いという難点がある。

従って車両用懸架装置のように走行中に様々な方向から
大きな荷重が負荷されるものにおいては、ＦＲＰアーム
単体では強度的に問題が残る。

そこで本発明者らは、ＦＲＰ製のばね兼用アムにテンシ
ョンロッドあるいはコンプレッションロッド等の補強ロ
ッドを組合わせることにより、前後方向あるいは車幅方
向の入力に対して、大きな荷重に耐えるようにすること
を考えた。この補強ロッドは、一端側が車体に固定され
、他端側かばね兼用アームの車軸側端部に連結され、ば
ね兼用アームが上下方向に撓む際に、補強ロッドも一緒
に回動するようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らの研究によると、上述した懸架ばね兼用アー
ムが上下方向に撓む際に、補強ロッドの取付は位置いか
んによっては、ばね兼用アームの車軸側端部が描こうと
する回動軌跡と、補強ロッドの車軸側端部が描こうとす
る回動軌跡との間に大きなずれが生じ、ばね兼用アーム
にねじれ荷重が加わることなどにより、ばね兼用アーム
がスムーズに撓むことができなくなったり、耐久性に悪
影響が出るおそれがあることを見出だした。

従って本発明の目的は、片持ち式のＦＲＰ製アーム本体
を備えるばね兼用アームと、補強ロッドとを組合わせた
懸架装置において、ばね兼用アームが上下方向に撓む時
にＦＲＰ製アーム本体にねじれ荷重などの有害な負荷が
かかることを防１にできるような懸架装置を提供するこ
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の懸架装置は
、車体側に固定される車体側端部および車軸側の部材か
設けられる車軸側端部を有しかつ上下方向に撓むことが
できる片持ち式のＦＲＰ製アーム本体を備えた懸架ばね
兼用アームと、上記ばね兼用アームの車軸側端部に連結
される第１端および車体側に支持される第２端を有する
補強ロッドとを具備した懸架装置であって、上記補強ロ
ッドの第１端を、少なくともばね兼用アームの長手方向
と交差する方向の第１の軸線回りに回転自在に支持する
とともに、補強ロッドの第２端を、上記ばね兼用アーム
が上下方向に撓む際の上記車軸側端部の円弧状回動軌跡
の曲率中心を通って上記第１の軸線と平行な方向に延び
る第２の軸線上またはその近傍で回転自在に支持したこ
とを特徴とするものである。

［作用］ 上記ばね兼用アームが上下方向に撓む時、補強ロッドは
車体側に支持されている第２端が回動中心となって、ば
ね兼用アームと同じ方向に円弧状の軌跡を描いて回動す
る。本発明の懸架装置においては、ばね兼用アームが上
下方向に撓む際にばね兼用アームの車軸側端部が描こう
とする回動軌跡と、補強ロッドの第１端の回動軌跡とが
互いにほぼ一致することにより、ＦＲＰ製アーム本体に
ねじれ荷重がかからず、ばね兼用アームが円滑に撓むこ
とができる。

［実施例］ 以下に本発明の第１実施例について、第１図ないし第６
図を参照して説明する。

第１図に示された自動車用懸架装置１は、車体の左右に
それぞれ独立して設けられている。左右一対の懸架装置
１，１は互いに左右対称であって実質的な構成が互いに
同じであるから、以下に進行方向右側に位置する懸架装
置１を代表して説明する。第２図中の矢印Ｆがこの自動
車の前進方向である。

懸架装置１は、車体を構成する部材２と車軸側の部材３
との間に設けられている。車軸側の部材３の一例は、後
述するハブキャリア１３等である。

この懸架装置１は、片持ち式の懸架ばね兼用アム５を備
えている。このばね兼用アーム５は、図示左側すなわち
固定端側に位置する車体側端部６と、図示右側すなわち
自由端側に位置する車軸側端部７とを有している。車体
側端部６は、適宜の固定手段によって車体側の部材２に
支持されている。

ばね兼用アーム５のアーム本体８は、公知のＦＲＰ製ば
ね板と同様に、マトリックス樹脂と、アーム本体８の主
に長手方向に沿う連続強化繊維とによって、自由状態で
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。図示例のアーム本体８は長手方向に等幅であり、し
かも車体側端部６から車軸側端部７に向かって厚みが漸
減するようなテーパリーフ状に成形されている。但しこ
のＦＲＰ製アーム本体８は、長手方向に幅が変化するよ
うな形状をなしていてもかまわないし、長手方向に等幅
・等厚であってもよい。アーム本体８は上下方向に弾性
的に撓むことができ、サスペンションアームとしての機
能と、懸架ばねとしての機能を兼用する。

ばね兼用アーム５の車軸側端部７に端部ユニット１０が
設けられている。端部ユニット１０は、アーム本体８に
固定されるベース金具１１を備えている。ベース金具１
１は、ボルトやナツトあるいは接着等の適宜の固定手段
によってアーム本体８に固定されている。ベース金具１
１にボールジヨイント１２が設けられており、ボールジ
ヨイント１２を介してハブキャリア１３か旋回可能に支
持されている。ハブキャリア１３に、タイヤ１４の回転
中心となる車軸１５が設けられている。

端部ユニット１０と車体側の部材２０との間に補強ロッ
ド２１が架は渡されている。本実施例の補強ロッド２１
は鋼製テンションロッドであり、この補強ロッド２１を
ばね兼用アーム５に組合わせることによって、前後方向
と左右方向の大荷重に耐えられるようになっている。補
強ロッド２１は、所定長さを有する主部２２と、この主
部２２の一端側に位置する第１端２３と、主部２２の他
端側に位置する第２端２４とを備えている。

この懸架装置１が自動車のフロント側に使われる場合、
操向用のハンドルをいっばいにきっても、タイヤ１４が
補強ロッド２１と干渉しないような配置としである。

補強ロッド２１の第１端２３は、端部ユニット１０に設
けられた車軸側枢着部３０を介して、ばね兼用アーム５
の車軸側端部７に連結される。第２端２４は、車体側枢
着部３１を介して、車体側の部材２０に支持される。第
２図に示されるように第１端２３と第２端２４は、それ
ぞれの軸線が互いに平行関係となるような形状に曲げら
れている。

車軸側枢着部３０の一例が第３図に示されている。この
枢着部３０は、ベース金具１１に固定される外筒３５と
、外筒３５の内側に設けられたゴムブツシュ３６と、ゴ
ムブツシュ３６の中心部を通る内筒３７と、ゴムブツシ
ュ３６の両端面側に位置するワッシャ３８．３９などを
備えて構成されている。そして内筒３７に補強ロッド２
１の第１端２３が第１の軸線４０の軸回りに回転自在に
挿入されている。第１の軸線４０は、外筒３５と内筒３
７の中心に位置し、しかもばね兼用アーム５の長手方向
と直交する方向（車体の前後方向）に延びている。

上記第１端２３に雄ねじ部４２が設けられており、この
雄ねじ部４２にナツト４３を螺合させることによって、
第１端２３がゴムブツシュ３６から抜けないようになっ
ている。ゴムブツシュ３６を用いたことにより、補強ロ
ッド２１の第１端２３とばね兼用アーム５の車軸側端部
７が、互いにゴムブツシュ３６が撓み得る範囲において
変位可能に連結され、微小振動が吸収されることにより
、乗り心地が良くなる。大荷重が入力された時には、ゴ
ムブツシュ３６が限度いっばいに潰れることにより、補
強ロッド２１に荷重が伝わる。

なお、第７図に示されるような楕円状の外筒４５とゴム
ブツシュ４６が採用されてもよいし、あるいは第８図に
示されるゴムブツシュ４８のように、内筒３７の前後両
側に中空部４９が設けられていてもよい。上記いずれの
ゴムブツシュ４６゜４８も、上下方向の撓みに比べて前
後方向の撓みを大きくとることができる。

第４図は車体側枢着部３１の一例を示している。

車体側枢着部３１において、補強ロッド２１の第２端２
４は、後述する第２の軸線５０の軸回りに回転自在に支
持されている。この実施例の場合、補強ロッド２１の第
２端２４は主部２２よりも小径に形成されており、この
第２端２４に雄ねじ部５５が設けられている。第２端２
４は一対のワッシャ５６．５７とゴムブツシュ５８．５
９の貫通孔６０に挿入され、ゴムブツシュ５８．５９間
に車体側の部材２０を挾んだ状態で、ナツト６１によっ
て固定されている。この場合も、ゴムブツシュ５８．５
９が撓み得る範囲で微小振動を吸収することができる。

なお、ばね兼用アーム５の車体側端部６と補強ロッド２
１の第２端２４との連結部分に、上述した車軸側枢着部
３０と同様の構造が採用されてもよいし、あるいはばね
兼用アーム５の車軸側端部７と補強ロッド２１の第１端
２３との連結部分に、車体側枢着部３１と同様の構造が
採用されてもよい。また、ボールジヨイントのように全
方向に回転できる継手構造が採用されてもかまわない。

第２の軸線５０は、第５図および第６図等に示されるよ
うに、ばね兼用アーム５が上下方向に撓む時の車軸側端
部７の回動軌跡７０の曲率中心７１を通り、かつ車体の
前後方向に延びている。

第２の軸線５０は、第１の軸線４０と平行関係にある。

曲率中心７１は、ばね兼用アーム５の見掛は上の回動中
心である。この中心７１の位置を求めるには、ばね兼用
アーム５の車軸側端部７に上下方向の荷重を負荷して車
軸側端部７の回動軌跡７０を求め、この回動軌跡７０の
少なくとも２か所における接線の法線（例えば、第５図
における線分ＰＩ、Ｐ２）の交点を求めればよい。

厳密に言うと、上記中心７１を求める際には、補強ロッ
ド２１の車軸側枢着部３０の回動軌跡７０′を求める方
が望ましい。しかし実際にはこの回動軌跡７０′から求
めた曲率中心と、前記回動軌跡７０から求めた曲率中心
７１との間のずれは無視できるほど小さいから、測定の
容易な車軸側端部７の回動軌跡７０から見掛は上の回動
中心７１を求めても、特に問題は生じない。

なお、ばね兼用アーム５のスパンの一例が４２０　ｍｍ
の場合、アーム５の固定端から見掛は上の回動中心７１
までの距離Ｓは９９ｉ＋ｍであった。

第５図において、アーム５の見掛は上の回動中心７１と
車軸側枢着部３０とを結ぶ線分をＭとすると、ばね兼用
アーム５が上下方向に撓む時に、上記線分Ｍと端部ユニ
ット１０のベース金具１１とがなす角度θは、ばね兼用
アーム５の撓みの大きさに応じて変化する。この図にお
いて、ばね兼用アーム５が中立位置よりも下側に撓んだ
時、θ１〉０であり、ばね兼用アーム５が中立位置より
も上側に撓んだ時、θ２く０となっている。このように
角度が変化するため、補強ロッド２１の第１端２３が、
端部ユニット１０のベース金具１１に対して第５図の紙
面に対して垂直な方向の軸（第１の軸線４０）の軸回り
に回転できないと、ＦＲＰ製アーム本体８に無理な力が
かかることになる。このような理由から、本実施例では
、補強ロッド２１の第１端２３を、第１の軸線４０の軸
回りに回転自在に支持することにより、補強ロッド２１
とばね兼用アーム５との連結部分に無理な力が加わらな
いようにした。

上記構成の懸架装置１は、ばね上型量にもとづく上下方
向の荷重がばね兼用アーム５によって弾性的に支持され
る。上下方向の入力によってＦＲＰ製アーム本体８が上
下方向に撓むと、補強ロッド２１はその第２端２４が回
動中心となって、第１端２３がばね兼用アーム５と同じ
方向に円弧状の軌跡を描いて回動する。この懸架装置１
においては、第６図に示されるように、ばね兼用アム５
が上下方向に撓む際にばね兼用アーム５の車軸側端部７
が描こうとする回動軌跡７０が、補強ロッド２１の第１
端２３が描こうとする回動軌跡とほぼ一致することによ
り、ＦＲＰ製アーム本体８にねじれ荷重がかからず、ば
ね兼用アーム５が円滑に撓むことができる。そして前後
方向および左右方向の大荷重に対しては、補強ロッド２
１が有効に働く。

なお、補強ロッド２１の第２端２４を車体側の部材２０
に取付ける位置は、実用上問題のない大きさのねじれ荷
重が生じる程度であれば、第２の軸線５０から多少ずれ
た位置であってもよい。

第９図および第１０図は本発明の第２実施例を示すもの
であり、この実施例のばね兼用アーム７５は、前後方向
の入力に対する強度を高めるために、前後一対のＦＲＰ
製アーム本体７６．７７を平面視において略Ｖ状に配置
している。そしてこれらアーム本体７６．７７の間に補
強ロッド８０を設けることにより、補強ロッド８ｏが主
に車幅方向（左右方向）の大荷重を受けるようになって
いる。アーム本体７６．７７の車体側端部７６ａ、７７
ａは、それぞれ車体側の部材２に固定される。この場合
も、前述した第１実施例と同様に、ばね兼用アーム７５
が上下方向に撓む際の車軸側端部７５ａの見掛は上の回
動中心７１を求め、この中心７１を通る第２の軸線５０
を求める。

アーム本体７６．７７の車軸側端部７６ｂ。

７７ｂは、互いに端部ユニット８１のベース金具８２に
よって一体的に連結されている。ベース金具８２に設け
られた車軸側枢着部８５において、補強ロッド８０の第
１端８６が第１の軸線４ｏの軸回りに回転自在に連結さ
れる。ベース金具８２には、ボールジヨイント１２が設
けられている。

また、補強ロッド８ｏの第２端８７は、第２の軸線５０
上において、図示しない車体側枢着部によって、第２の
軸線５０の軸回りに回転自在に支持される。

［発明の効果］ 本発明によれば、ＦＲＰ製のアーム本体を備えた片持ち
式のばね兼用アームが補強ロッドと一緒に上下方向に撓
む際に、アーム本体にねじり荷重等が加わるようなこと
がなくなり、ばね兼用アムが円滑に撓むことができると
ともに、ＦＲＰ製アーム本体の耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は懸架装置の背面図、第２図は懸架装置の底面図、第
３図は補強ロッドの車軸側枢着部を一部断面で示す底面
図、第４図は補強ロッドの車体側枢着部の断面図、第５
図はばね兼用アームが撓んだ時の軌跡とアームの見掛は
上の回動中心を示す図、第６図はばね兼用アームの回動
軌跡と補強ロッドの取付位置との関係を示す概略図、第
７図と第８図はそれぞれゴムブツシュの変形例を示す断
面図、第９図は本発明の第２実施例を示す懸架装置の正
面図、第１０図は第９図に示された懸架装置の平面図で
ある。 １・・・懸架装置、２・・・車体側の部材、５・・・ば
ね兼用アーム、６・・・車体側端部、７・・・車軸側端
部、８・・・ＦＲＰ製アーム本体、２０・・・車体側の
部材、２１・・・補強ロッド、２３・・・第１端、２４
・・・第２端、３０・・・車軸側枢着部、３１・・・車
軸側枢着部、４０・・・第１の軸線、５０・・・第２の
軸線、７０・・・回動軌跡、７１・・・見掛は上の回動
中心、７５・・・ばね兼用アーム、７６．７７・・・Ｆ
ＲＰ製アーム本体、８０・・・補強ロッド、８６・・・
第１端、８７・・・第２端。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車体側に固定される車体側端部および車軸側の部材が設
   けられる車軸側端部を有しかつ上下方向に撓むことがで
   きる片持ち式のＦＲＰ製アーム本体を備えた懸架ばね兼
   用アームと、上記ばね兼用アームの車軸側端部に連結さ
   れる第１端および車体側に支持される第２端を有する補
   強ロッドとを具備した懸架装置であって、 上記補強ロッドの第１端を、少なくとも上記ばね兼用ア
   ームの長手方向と交差する方向の第１の軸線回りに回転
   自在に支持するとともに、上記補強ロッドの第２端を、
   上記ばね兼用アームが上下方向に撓む際の上記車軸側端
   部の円弧状回動軌跡の曲率中心を通って上記第１の軸線
   と平行な方向に延びる第２の軸線上またはその近傍で回
   転自在に支持したことを特徴とする車両用懸架装置。