JPH09188117A

JPH09188117A - 車軸式懸架装置

Info

Publication number: JPH09188117A
Application number: JP397996A
Authority: JP
Inventors: Hideo Tachibana; 秀夫立花; Kenichi Ebisawa; 賢一海老澤; Okiaki Hayashida; 興明林田; Sotoku Sugawa; 聰徳須川
Original assignee: HENDORIKUSON ASIA KK; Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: HENDORIKUSON ASIA KK; Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量化や耐久性の向上等を図った車軸式懸架
装置を提供する。【解決手段】懸架装置は、シャシフレーム１に前後端
を支持されたリーフスプリング２０と、リーフスプリン
グ２０の中央上面に取り付けられたロワブラケット２１
と、シャシフレーム１とロワブラケット２１との間に介
装された前後一対のラバースプリング２２，２３とを主
要構成部材としている。車軸４は、リーフスプリング２
０とロワブラケット２１とに対して、前後一対のＵボル
ト５により固定される。前後のラバースプリング２２，
２３は同一品であり、シャシフレーム１に取り付けられ
た前後一対のアッパラバースプリングブラケット３０，
３１に各々の上端が固着されている。ラバースプリング
２２，２３は、複数個のゴム弾性体の間にそれぞれ拘束
板を介装させ、これらを加硫接着により一体化させたい
わゆる積層ゴムとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に用いら
れる車軸式懸架装置に係り、詳しくはその軽量化や耐久
性の向上等を図るための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】中大型トラック等の後輪懸架には、比較
的簡便な構成を採りながら、空車時と積車時との荷重変
化に対応できる、ヘルパ付平行リーフ型の車軸式懸架装
置が多く用いられている。ヘルパ付平行リーフ型の車軸
式懸架装置は、図１３に示したように、シャシフレーム
１に前後端を支持されたメインスプリング２と、メイン
スプリング２の上に重ねられたヘルパスプリング３とを
主要構成部材としており、両スプリング２，３に対して
車軸４がＵボルト５を用いて固定される。両スプリング
２，３は共に複数枚（図示例では、５枚ずつ）の長さの
異なるばね鋼製のリーフを重ねたもので、クリップバン
ド６，７により横ずれの防止が図られている。また、メ
インスプリング２は、その前端がフロントブラケット８
に直に支持される一方、後端はシャックルリンク９を介
してリヤブラケット１０に支持され、車軸４の上下動に
よるメインスプリング２の変位（前後長の変化）が吸収
される。更に、ヘルパスプリング３の直上部には前後に
ヘルパストッパ１１，１２が配置されており、車軸４の
上昇時（積車時）にこれらヘルパストッパ１１，１２の
下面にヘルパスプリング３の前後端が当接する。図中、
１３，１４はシャシフレーム１の内側に配設されたガセ
ットであり、シャシフレーム１と同様に鋼板から形成さ
れている。

【０００３】この懸架装置によれば、空車時において
は、図１３に示したように、比較的ばね常数の低いメイ
ンスプリング２のみが作動するため、路面の凹凸による
シャシフレーム１への衝撃が軽減されると共に乗り心地
も良好となる。また、積車時においては、図１４に示し
たように、メインスプリング２と共に比較的ばね常数の
高いヘルパスプリング３も作動するため、大荷重にも十
分に耐えられるようになる。更に、ヘルパ付に限らず、
平行リーフ型の車軸式懸架装置では、旋回時や加減速時
において車軸４に作用する前後力、横力やワインドアッ
プがメインスプリング２により負担されるため、独立懸
架装置では必須のコントロールリンク類（トレーリング
アームやラテラルロッド等）が不要となる。尚、図１５
には車軸４のストローク量Ｓと負担荷重Ｆとの関係を示
しており、この図からヘルパスプリング３が作動し始め
た時点でばね常数が急変することが判る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したヘ
ルパ付平行リーフ型の車軸式懸架装置にも、以下に述べ
るように種々の問題点があった。一つには、メインスプ
リング２とヘルパスプリング３との弾性変形領域により
全荷重を負担するため、これらを構成する個々のリーフ
スプリングが大型かつ厚肉のものとなり、装置全体の重
量が非常に大きくなることが挙げられる。これにより、
シャシフレーム側の取付部を強化（ガセット１３，１４
の板厚増大等）する必要も相俟って車重が増加すると共
に、ばね下重量も大きくなって操縦安定性が悪化する。
また、車軸４の上下動に伴い両スプリング２，３を構成
するリーフが互いに擦れ合うため、長期間に亘る使用に
より各リーフの接触面（特に、相手側の板端が接触する
部位）が徐々に磨耗し、耐久性を低下させる要因となっ
ていた。更に、両スプリング２，３を構成するリーフの
枚数が多いため、各リーフ間の摩擦（板間摩擦）によっ
て動的ばね常数が上昇し、乗り心地やシャシフレーム１
の耐久性等を低下させていた。

【０００５】このような不具合を解消するべく、リーフ
スプリングに代えてエアスプリング等を用いた懸架装置
も出現している。ところが、エアスプリング型の車軸式
懸架装置では、エアコンプレッサをはじめ、多数の制御
バルブや配管類等が必要となるため、部品点数の増大や
製造コストの上昇が避けられなかった。また、エアスプ
リング自体には位置決め機能が無いため、車軸式懸架装
置でありながら、独立懸架装置と同様にトレーリングア
ームやラテラルロッド等が必要となる。

【０００６】本発明は上記状況に鑑みなされたもので、
軽量化や耐久性の向上等を図った車軸式懸架装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１では、車両の車軸を車体に対して上下動自在に支持す
る車軸式懸架装置であって、前記車体にその前後端を支
持されたリーフスプリングと、前記車体と前記リーフス
プリングとの間に傾斜した状態で介装され、当該車体側
から印加される荷重を圧縮および剪断変形により負担す
るラバースプリングとを備えたものを提案する。

【０００８】また、本発明の請求項２では、請求項１の
車軸式懸架装置において、前記ラバースプリングが前後
一対設けられると共に、前方のラバースプリングが前傾
した状態に配置され、後方のラバースプリングが後傾し
た状態に配置されているものを提案する。また、本発明
の請求項３では、請求項１の車軸式懸架装置において、
前記ラバースプリングが前後一対設けられると共に、前
方のラバースプリングが後傾した状態に配置され、後方
のラバースプリングが前傾した状態に配置されているも
のを提案する。

【０００９】また、本発明の請求項４では、請求項１ま
たは２の車軸式懸架装置において、前記前後一対のラバ
ースプリングが連結部材により互いに連結されているも
のを提案する。また、本発明の請求項５では、請求項１
〜４の車軸式懸架装置において、前記ラバースプリング
が積層ゴムであるものを提案する。

【００１０】また、本発明の請求項６では、請求項５の
車軸式懸架装置において、前記積層ゴムが複数のゴム弾
性体とこれらゴム弾性体の間に介装された拘束板とから
なり、当該拘束板には圧縮応力の一部を左右方向の剪断
偶力に変換する傾斜面または曲面が形成されているもの
を提案する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態を詳細に説明する。尚、実施形態の説明にあた
っては、前述した従来装置と同一の部材に同一の符号を
付し、重複する説明を省略する。図１には本発明に係る
車軸式懸架装置を後車軸の懸架に適用した第１実施形態
を側面視により示し、図２には図１中のII−II断面視を
示してある。これらの図に示したように、第１実施形態
の懸架装置は、シャシフレーム１に前後端を支持された
リーフスプリング２０と、リーフスプリング２０の中央
上面に取り付けられたロワラバースプリングブラケット
（以下、ロワブラケットと略称する）２１と、シャシフ
レーム１とロワブラケット２１との間に傾斜した状態で
介装された前後一対のラバースプリング２２，２３とを
主要構成部材としている。車軸４は、リーフスプリング
２０とロワブラケット２１とに対して、前後一対のＵボ
ルト５により固定される。図中、２４はシャシフレーム
１の内側に略直立した状態で配置された油圧式のショッ
クアブソーバであり、シャシフレーム１側のアッパショ
ックアブソーバブラケット２５と車軸４側のロワショッ
クアブソーバブラケット２６とにより支持されている。

【００１２】第１実施形態の場合、リーフスプリング２
０は、２枚のリーフ２７，２８を上下に重ねたもので、
前後一対のクリップバンド６により横ずれの防止が図ら
れている。また、リーフスプリング２０は、その前端が
フロントブラケット８に直に支持される一方、後端はシ
ャックルリンク９を介してリヤブラケット１０に支持さ
れている。そして、上方のリーフ２７には前後端に目玉
部２７ａ，２７ｂが形成される一方、下方のリーフ２８
はその前端が上方のリーフ２７の目玉部２７ａを覆う形
に形成されると共に後端が目玉部２７ｂの中心と略等し
い位置まで延設されている。

【００１３】一方、前後のラバースプリング２２，２３
は同一品であり、シャシフレーム１に取り付けられた前
後一対のアッパラバースプリングブラケット（以下、ア
ッパブラケットと略称する）３０，３１に各々の上端が
固着されている。アッパブラケット３０，３１はロワブ
ラケット２１に対して前後に略等距離で離間しているた
め、前方のラバースプリング２２が前傾し、後方のラバ
ースプリング２３が後傾している。尚、第１実施形態で
も、シャシフレーム１の内側にはガセット１３，１４が
配設されており、その車軸４寄りの端部がアッパブラケ
ット３０，３１の取付位置まで延設されているが、懸架
装置全体の軽量化に応じて素材はアルミ合金となってい
る。

【００１４】ラバースプリング２２，２３は、図３に示
したように、複数個（第１実施形態では、６個）のゴム
弾性体３２の間にそれぞれ拘束板３３を介装させ、これ
らを加硫接着により一体化させたいわゆる積層ゴムとな
っている。また、ラバースプリング２２，２３の上下端
面には取付プレート３４，３５が加硫接着されており、
これら取付プレート３４，３５には各４本のウエルドボ
ルト３６が植設されている。ゴム弾性体３２は、耐候性
に優れた合成ゴムを素材としており、一対の平行面が菱
形となった偏平な平行六面体に形成されている。また、
拘束板３３や取付プレート３４，３５は、鋼板を素材と
しており、プレス機による打ち抜き等により矩形に形成
されている。尚、ゴム弾性体３２は、圧縮変形しやすい
ように、その露出面が減肉されている。

【００１５】以下、第１実施形態の作用を述べる。第１
実施形態の懸架装置によれば、車軸４が上下動した場
合、ラバースプリング２２，２３は圧縮および剪断方向
に弾性変形し、リーフスプリング２０と伴に荷重を負担
する。この際、車軸４の上下動に伴ってリーフスプリン
グ２０を構成する上下のリーフ２７，２８は互いに擦れ
合うが、摩擦に関与するリーフの枚数が２枚であるた
め、その摩擦面積は前述した従来装置の数分の１とな
る。したがって、板間摩擦もごく小さくなって動的ばね
常数が低下し、乗り心地やシャシフレーム１の耐久性等
の向上を図ることができた。

【００１６】また、上下のリーフ２７，２８は、その長
さが略等しく設定されているため、一方の板端が他方の
接触面に当接することがなく、摩擦による磨耗もごく少
なく抑えることができた。そして、旋回時や加減速時に
車軸４に作用する横力やワインドアップについては、従
来装置ではメインスプリングの２枚のリーフのみで負担
していたため、第１実施形態でもトレーリングアームや
ラテラルロッド等を用いる必要はなかった。尚、第１実
施形態では、板間摩擦の減少によってリーフスプリング
２０自体の振動減衰力が低下した分をラバースプリング
２２，２３の粘弾性減衰力により補うが、車両の走行条
件によっては第１実施形態のように、ショックアブソー
バ２４を設けることにより、従来装置と同等以上に振動
減衰力を確保することもできる。更に、大重量のリーフ
スプリングの大部分を比較的軽量なラバースプリングリ
ンクに置き換えたため、装置の重量を大幅に軽減するこ
とができ、これにより、車重の軽減が図られることはも
とより、ばね下重量も小さくなって操縦安定性も向上さ
せることができた。

【００１７】一方、積車時においては、リーフスプリン
グ２０が荷重を負担する割合は少なくなり、図４，図５
（図４中、Ｖ部拡大図）に示したように、ラバースプリ
ング２２，２３が大きく変形して荷重の多くを負担す
る。このとき、車軸４がストロークした量をＳとし、拘
束板３３に直交する軸線Ｌｆと鉛直線Ｌｇとのなす角度
をθとすると、ラバースプリング２２，２３の個々のゴ
ム弾性体３２は、拘束板３３と直交する方向に１／６・
Ｓ・cosθだけ圧縮変形し、拘束板３３と平行な方向に
１／６・Ｓ・sinθだけ剪断変形する。すなわち、第１
実施形態では、積層ゴムである両ラバースプリング２
２，２３は、従来装置のヘルパスプリングに較べて小型
でありながら、シャシフレーム１側から印加された大荷
重を圧縮および剪断の両変形により負担する。尚、第１
実施形態では剪断側の変形が圧縮側の変形より大きくな
るようにしたが、トラックの用途等に合わせて角度θを
変えれば、その変形比率を適宜設定できる。

【００１８】さて、周知のように、ゴム弾性体は変形初
期にはそのばね常数が小さく（すなわち、撓みやす
く）、変形が進むとばね常数が二次曲線的に増大する。
したがって、車軸４のストローク量Ｓに対する負担荷重
Ｆは、図６に実線で示したように、非線形的に増大す
る。そして、この図から判るように、空車時と積車時と
における荷重を破線で示した従来装置のものと同等のス
トロークで負担できる一方で、従来装置のようなばね常
数の急変を防止することができた。また、車軸４の前後
にラバースプリング２２，２３を取り付けるようにした
ため、ストローク時において車軸４に前後方向の偶力が
作用し、車軸４を安定させることができた。尚、図６に
は、リーフスプリング２０の負担荷重を二点鎖線により
示してある。

【００１９】図７には本発明に係る車軸式懸架装置を後
車軸の懸架に適用した第２実施形態を側面視により示し
てある。第２実施形態においても、懸架装置の主要構成
部材は、リーフスプリング２０と、ロワブラケット２１
と、前後ラバースプリング２２，２３とからなってい
る。ところが、第２実施形態の場合、前後ラバースプリ
ング２２，２３の取り付け状態が第１実施形態と異なっ
ている。すなわち、第２実施形態では、ロワブラケット
２１の端部が前後にオーバハングしてスプリング取付部
２１ａ，２１ｂを形成する一方、アッパブラケット３０
が逆三角形状の一体型となっている。そして、これらの
ブラケット２１，３０間に上下端を固着されることによ
り、第１実施形態とは逆に、前方のラバースプリング２
２が後傾し、後方のラバースプリング２３が前傾してい
る。第２実施形態では、アッパブラケット３０が車軸４
の直上部に位置しているため、ガセット１３，１４は従
来装置のものよりも短尺に形成される一方、フレーム１
にはアッパブラケット３０の取付部に補強用のスティフ
ナ３７が配置されている。

【００２０】以下、第２実施形態の作用を述べる。第２
実施形態においても、その懸架装置としての作用は、第
１実施形態と略同様である。すなわち、車軸４が上下動
した場合、ラバースプリング２２，２３は圧縮および剪
断方向に弾性変形し、リーフスプリング２０と伴に荷重
を負担する。また、リーフスプリング２０を構成するリ
ーフの枚数が２枚であるため、板間摩擦がごく小さくな
って動的ばね常数が低下し、乗り心地やシャシフレーム
１の耐久性等が向上した。更に、リーフスプリングの大
部分をラバースプリングリンクに置き換えたため、車重
の軽減が図られることはもとより、ばね下重量も小さく
なって操縦安定性も向上させることができた。そして、
第２実施形態ではアッパブラケット３０が一つであるた
め、第１実施形態に比べて装置の構成部品点数が減少す
ると共に、組付作業に要する工数を減少させることがで
きた。また、フレーム１側のスペースが第１実施形態に
比べて拡がるため、各種補器類等を取り付ける際等に
は、そのレイアウトが容易になった。

【００２１】一方、図８には、第１実施形態の一部を変
形した、本発明の第３実施形態を示してある。この実施
形態では、前後ラバースプリング２２，２３が、連結部
材である鋼板製のコネクティングプレート３８を介し
て、互いに連結されている。コネクティングプレート３
８は、両ラバースプリング２２，２３の中間部に加硫接
着されており、図９に示したように、積車時には車軸４
の上昇に伴って上昇する。本実施形態では、このように
前後ラバースプリング２２，２３を連結したことによ
り、両ラバースプリング２２，２３の座屈強度が向上
し、車軸４に横力等が作用しても安定した作動を得られ
るようになった。

【００２２】また、図１０には、ラバースプリング単体
の変形実施形態を斜視により示してある。この変形実施
形態のラバースプリング２２，２３では、拘束板３９，
４０が左右方向に傾斜面を有する形状となっている。こ
れにより、ラバースプリング２２，２３に拘束板３９，
４０を介して圧縮応力ＦCが作用した場合、図１１（図
１０中のXI拡大部分矢視図）に示したように、圧縮応力
ＦCの一部が左右方向の剪断偶力ｆsｌ，ｆsｒに変換さ
れることになる。その結果、第３実施形態と同様に、ラ
バースプリング２２，２３の座屈強度が向上し、車軸４
に横力等が作用しても安定した作動を得られるようにな
った。尚、この変形実施形態では、拘束板３３が傾斜面
を有する形状としたが、図１２に示したように曲面を有
する形状にしても、略同様の効果が得られる。

【００２３】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明の態様はこの実施形態に限るものではない。例え
ば、上記実施形態は、独立したシャシフレームを備えた
トラックの後輪懸架装置に本発明を適用したものである
が、前車軸の懸架に適用してもよいし、モノコック構造
の乗用車等に本発明を適用してもよい。また、リーフス
プリングを構成するリーフの枚数も２枚に限るものでは
なく、１枚のみであってもよいし、３枚以上であっても
よい。また、ラバースプリングについては、６個以外の
ゴム弾性体から構成された積層ゴムを用いてもよいし、
単一のゴム弾性体からなるものを用いてもよい。その
他、各構成部材の形状をはじめ、その取付方法や取付角
度等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜
変更可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明の請求項１の車軸式懸架装置によ
れば、車両の車軸を車体に対して上下動自在に支持する
車軸式懸架装置であって、前記車体にその前後端を支持
されたリーフスプリングと、前記車体と前記リーフスプ
リングとの間に傾斜した状態で介装され、当該車体側か
ら印加される荷重を圧縮および剪断変形により負担する
ラバースプリングとを備えるようにしたため、従来装置
と同等の性能を持ちながら、装置重量を大幅に軽減させ
ることが可能となる。

【００２５】また、本発明の請求項２によれば、請求項
１の車軸式懸架装置において、前記ラバースプリングが
前後一対設けられると共に、前方のラバースプリングが
前傾した状態に配置され、後方のラバースプリングが後
傾した状態に配置されているものとしたため、個々のラ
バースプリングの小型化を図ることができると共に、ス
トローク時において車軸に前後方向の偶力が作用し、車
軸の姿勢が安定する。

【００２６】また、本発明の請求項３によれば、請求項
１の車軸式懸架装置において、前記ラバースプリングが
前後一対設けられると共に、前方のラバースプリングが
後傾した状態に配置され、後方のラバースプリングが前
傾した状態に配置されているものとしたため、個々のラ
バースプリングの小型化を図ることができると共に、ス
トローク時において車軸に前後方向の偶力が作用し、車
軸の姿勢が安定する。

【００２７】また、本発明の請求項４によれば、請求項
１または２の車軸式懸架装置において、前記前後一対の
ラバースプリングが連結部材により互いに連結されてい
るものとしたため、両ラバースプリングの座屈強度が向
上し、車軸に横力等が作用しても安定した作動を得られ
るようになる。また、本発明の請求項５によれば、請求
項１〜４の車軸式懸架装置において、前記ラバースプリ
ングが積層ゴムであるものとしたため、体格を小さくし
ても圧縮応力や剪断応力が高まり、負担可能な荷重を増
大させることができる。

【００２８】また、本発明の請求項６によれば、請求項
５の車軸式懸架装置において、前記積層ゴムが複数のゴ
ム弾性体とこれらゴム弾性体の間に介装された拘束板と
からなり、当該拘束板には圧縮応力の一部を左右方向の
剪断偶力に変換する傾斜面または曲面が形成されている
ものとしたため、ラバースプリングの座屈強度が向上
し、車軸に横力等が作用しても安定した作動を得られる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示した空車時における
側面図である。

【図２】図１中のII−II断面図である。

【図３】ラバースプリング単品の斜視図である。

【図４】第１実施形態を示した積車時における側面図で
ある。

【図５】図４中のＶ部拡大図である。

【図６】第１実施形態での車軸のストローク量と負担荷
重との関係を示したグラフである。

【図７】本発明の第２実施形態を示した空車時における
側面図である。

【図８】本発明の第３実施形態を示した空車時における
要部側面図である。

【図９】本発明の第３実施形態を示した積車時における
要部側面図である。

【図１０】ラバースプリング単体の変形実施形態を示し
た斜視図である。

【図１１】図１０中のXI拡大部分矢視図である。

【図１２】ラバースプリング単体の変形実施形態を示し
た正面図である。

【図１３】従来装置を示した空車時における側面図であ
る。

【図１４】従来装置を示した積車時における側面図であ
る。

【図１５】従来装置での車軸のストローク量と負担荷重
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１シャシフレーム４車軸５Ｕボルト８フロントブラケット９シャックルリンク１０リヤブラケット１３，１４ガセット２０リーフスプリング２１ロワラバースプリングブラケット２２，２３ラバースプリング２４ショックアブソーバ２７，２８リーフ３０，３１アッパラバースプリングブラケット３２ゴム弾性体３３拘束板３８コネクティングプレート３９，４０拘束板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林田興明東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者須川聰徳東京都千代田区丸の内２丁目２番１号ヘンドリクソン・アジア株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の車軸を車体に対して上下動自在に
支持する車軸式懸架装置であって、前記車体にその前後端を支持されたリーフスプリング
と、前記車体と前記リーフスプリングとの間に傾斜した状態
で介装され、当該車体側から印加される荷重を圧縮およ
び剪断変形により負担するラバースプリングとを備えた
ことを特徴とする車軸式懸架装置。
【請求項２】前記ラバースプリングが前後一対設けら
れると共に、前方のラバースプリングが前傾した状態に
配置され、後方のラバースプリングが後傾した状態に配
置されていることを特徴とする、請求項１記載の車軸式
懸架装置。
【請求項３】前記ラバースプリングが前後一対設けら
れると共に、前方のラバースプリングが後傾した状態に
配置され、後方のラバースプリングが前傾した状態に配
置されていることを特徴とする、請求項１記載の車軸式
懸架装置。
【請求項４】前記前後一対のラバースプリングが連結
部材により互いに連結されていることを特徴とする、請
求項２または３記載の車軸式懸架装置。
【請求項５】前記ラバースプリングが積層ゴムである
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載
の車軸式懸架装置。
【請求項６】前記積層ゴムが複数のゴム弾性体とこれ
らゴム弾性体の間に介装された拘束板とからなり、当該
拘束板には圧縮応力の一部を左右方向の剪断偶力に変換
する傾斜面または曲面が形成されていることを特徴とす
る、請求項５記載の車軸式懸架装置。