JPS5943324B2 - 自動車用懸架装置におけるコイルばね支持構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車用懸架装置におけるコイルばねの支
持装置に関する。

特に、車体構成部材と直接またはゴムシート等を介して
間接に当接するコイルばねの上端と前記車体構成部材と
は、前記コイルばねに加わる前後方向曲げ力をキャンセ
ルする方向に車体側あるいはコイルばね側にその直径方
向に並んで形成せる２個の山形の突起部を配設せしめ、
またパンパブラケットによりコイルばねの直径方向位置
を規制するとともに、該コイルばねの上端を前記車体構
成部材に対して線接触状に揺動可能に支持し、下端を車
軸あるいは該車軸を支持するリンク等に当接させて、車
体に対して車輪を弾性的に支持する圧縮コイルばね（以
下、単にコイルばねという）の上端支持構造に関する。

従来、前述のコイルばねは、その上端が車体構成部材に
対して直接またはコイルばねの上端を覆うリング状のゴ
ムシート等を介して間接に当接さへ しかも上端縁をそ
のほぼ全周にわたって車体構成部材に当接させて、該コ
イルばねに加わる軸方向の荷重（圧縮荷重）をその上端
縁のほぼ全周で受けるよう構成されていた。

ところが、懸架装置のコイルばねには、その軸方向の圧
縮荷重が加えられて軸方向の圧縮振動が発生するのみな
らず、自動車の走行による車輪からの衝撃、あるいは加
速・減速等における車輪のトルク変動によってコイルば
ねの軸方向と直交する方向の荷重、すなわちコイルばね
に対する曲げ荷重が加えられて、曲げ振動が発生する。

この曲げ振動が発生すると、コイルばねの曲げ変化によ
ってコイルばね上端と車体構成部材の当接部において、
車体構成部材に対する突き上げ力が発生して、車体構成
部材を加振し、自動車車体の振動おより車内騒音の原因
となるという問題があった。

前述の突き上げ力は、集中荷重として車体構成部材に対
して加えられるため（ξ車体構成部材とコイルばねとの
間にゴムシート等の緩衝材を介したとしても有効な色決
手段とはならなかった。

この発明は、前述のような問題を解消すべく案出された
もので、車体側と車輪側との間に設けたコイルばねによ
り車輪を車体に対して支持するようにした４リンク式自
動車用懸架装置において、車体構成部材と直接またはゴ
ムシート等を介して開設に当接するコイルばねの上端と
前記車体構成部材とは、前記コイルはねに加わる前後方
向曲げ力をキャンセルする方向に車体側あるいはコイル
はね側にその直径方向に並んで形成せる２個の山形の突
起部を配設せしめ、またパンパブラケットによりコイル
ばねの直径方向位置を規制するとともに、該コイルばね
の上端を前記車体構成部材に対して、線接触状に揺動可
能に支持する構成として、コイルばねの曲げ変形による
車体構成部材に対する突き上げ力を発生しにくくすると
ともに、コイルばねの曲げ振動における固有振動数を低
下することができ、自動車車体の振動ならびに車内騒音
の発生を減少あるいは抑止することを目的とするもので
ある。

以下、この発明を自車車の４リンク式リヤサスペンショ
ンに適用した実施例について、図面にもとづき詳細に説
明する。

第１図は、右側の後車輪部を示す一部欠截側面図、第２
図はその背面図で、この第１図および第２図において、
１はリヤアクスルハウジング′％ ２は該アクスルハウ
ジング１内に回転自在に支持された後車輪、３はロアコ
ントロールアーム、４はアッパコントロールアーム、５
はコイルハネ、６はショックアブソーバ、７はラテラル
コントロールロッド、８は車体構成部材、９は車輪であ
る。

前記ロアコントロールアーム３の前端は車体強度部材（
図示せず）に固着されたサポート１０に水平軸により軸
支され、後端は前記アクスルハウジング１に固着したロ
アブラケツＨａに水平軸により軸着されており、また前
記アッパコントロールアーム４の前端は車体強度部材１
１に水平軸により軸支され、後端は前記アクスルハウジ
ング１に固着したアツパブラケツ１−１ｂに同じく水平
軸により軸着されて、アクスルハウジング１が前記ロア
コントロールアーム３とアッパコントロールアーム４．
：！：により上下方向に揺動可能に支持される。

また、前記コイルはね５の上端は詳しくは後述するよう
にそのコイルばね５に加わる前後方向曲げ力をキャンセ
ルする方向に揺動可能に形成されたゴム等の弾性材から
なるスプリングシート１２を介して前記車体構成部材８
に線接触状態に当接支持さへ下端は前記アクスルハウジ
ング１に固着したスプリング受は座１ｃにスプリングシ
ート１３を介して当接されて、前記アクスルハウジング
１の上下方向の揺動を弾性的に支持している。

さらに、前記ショックアブソーバ６は、上端が車体構成
部材８にゴムブツシュ１４．１４を介して揺動可能に支
持され、下端は前記アクスルハウジング１のロアブラケ
ット１ａに軸着されて、該アクスルハウジング１の上下
方向の揺動を減衰する作用をしている。

また、ラテラルコントロールロッド７は一端が前記アク
スルハウジング１のアツパブラケツＮｂに軸着され、他
端が車体（図示せず）に軸支されて、当該リヤサスペン
ションの自動車の横方向の剛性を確保している。

前記コイルばね５内には、一端につば部を有する截頭円
錐状のパンパブラケット１５がそのつば部を前記車体構
成部材８に固着されて、該コイルはね５の軸方向とほぼ
同一方向に突設され、その底面には円筒状の弾性体から
なるバンパ１６が突設されており、該バンパ１６の下端
が前記アクスルハウジング１のスプリング受は座１ｃに
衝接することにより、アクスルハウジング１の上方向へ
の揺動を規制している。

この発明は、前述のごとき４リンク式懸架装置における
コイルばねの上端と重体構成部材との支持構造に関し、
第３図および第４図は、従来のコイルばねの上端の支持
構造とこの発明の第１の実施例によるコイルはね上端の
支持構造とを対比して示した概略図である。

前述のようなコイルばねを使用した懸架装置においては
、自動車の走行時における路面からの衝撃、あるいは加
速・減速時におけるトルク変動によって生じるワインド
アップ現象によってコイルはねに対して曲げ荷重、特に
自動車の前後方向の曲げ荷重が加えられて、コイルはね
に、第３図および第４図において二点鎖線で示すように
（ただし、図面においては、コイルばねの一方の側への
変形のみを示している）、曲げ振動が発生する。

第３図に示した従来の支持構造においては、この曲げ振
動による曲げ変形が生ずると、コイルはね５の彎曲方向
の上端に上向きの力が発生し、第３図において矢印Ａで
示すように、スプリングシート１２を介して車体構成部
材８に突き上げ力が作用する。

この突き上げ力は、コイルはね５の曲げ振動によって、
第３図における左右上端に交互に作用して（矢印Ａ、Ａ
’）、車体を振動させるとともに、車内騒音を発生させ
る原因となる。

一方、第４図に示したこの発明の第１の実癩例は、第７
図および第８図に詳細に示すように、前記スプリングシ
ート１２の車体構成部材８に当接する上面に該スプリン
グシート１２の直径方向に並んだ２個の山形の突起１２
ａ 、１２ａを設けて、この突起１２ａ、１２ａを自動
車の左右方向に配設し、その頂部のみが車体構成部材８
に当接することにより、コイルバネ５の上端を自動車の
前後方向に線接触状に揺動可能に支持したもので、この
第１の実症例によれば、コイルはね５に曲げ振動が発生
した場合に、第４図において二点鎖線で示したように、
スプリングシート１２が突起１２ａ 、 １２ａの頂部
を中心にして線接触状に揺動し、コイルばね５の曲げ変
形による上向きの力が車体構成部材８に対する突き上げ
力として作用しなくなるため、車体に振動が伝わること
がなくなり、車内騒音を発生させる原因となることもな
い。

つぎに、この発明の効果について、第５図および第６図
に示した実験結果にもとづき説明すると、まず、第５図
は、エンジン回転２次周波数、すなわち直列４気筒４サ
イクルエンジンにおける爆発の周波数と車室内の音圧レ
ベルとの関係を示し、たグラフで、破線は第３図に示し
た従来のスプリングシート１２を使用した支持構造によ
る結果を示し、実線は第４図に示したこの発明の第１の
実施例によるスプリングシート１２を使用した支持構造
による結果を示している。

音圧レベルの測定は、自動車の運転者の耳の位置で、音
圧針のＡ特性を使用して行ない、自動車の全加速走行状
態で測定した。

第６図は、エンジン回転２次周波数とコイルばねの前後
方向の振動加速度レベルとの関係を示したグラフで、前
述のグラフと同様に、破線は従来の支持構造による結果
を示し、実線はこの発明の第１の実施例による支持構造
による結果を示している。

振動加速度レベルの測定は、コイルばね５の彎曲の最も
大きい中央部で行ない、自動車の全加速走行状態で測定
した。

第６図に示すように、コイルばねの前後方向の振動（曲
げ振動）の加速度レベルは、従来の支持構造においては
、エンジン回転２次周波数の５５Ｈｚおよび１００Ｈｚ
付近においてピークが発生しているのに対して、この発
明による支持構造においては、５０Ｈｚおよび９５Ｈｚ
付近でピークが発生しており、コイルばねの曲げ振動の
固有振動数が低下していることを示している。

しかも、これらのピーク時における振動加速度レベルも
、それぞれ約７ｄＢおよび約３ｄＢ低下して、曲げ振動
の振動エネルギーが減少していることを示している。

これによって、第５図に示すように、車室内における音
圧レベルが、最大レベルにおいて、従来の支持構造に対
して、この発明による支持構造によれば約８ｄＢ低下し
ており、車内１騒音が著しく減少していることを示して
いる。

次に、この発明の他の実施例について説明する。

まず、第９図に示した第２の実施例は、スプリングシー
ト１２のコイルばね５の上端に当接する下面のＵ字状の
溝内に、前記第１の実施例と同様の山形の突起１２ｂ
、 １２ｂに直径方向に２個並べて設けたもので、この
溝内にコイルばね５の上端を嵌挿することにより、該コ
イルはね５の上端を線接触状に揺動可能に支持するよう
にしたものである。

また、第１０図に示した第３の実施例は、周縁に起立片
を有するリング状の金属板のこの起立片と反対側の面に
前述と同様の山形の突起１７ａ。

１７ａを形成したカバ一部材１７を前記スプリングシー
ト１２の上面に嵌合して、前記山形の突起１７ａ、１７
ａの頂部を車体構成部材８に当接させることにより、コ
イルばね５の上端を線接触状に揺動可能に支持したもの
である。

第１１図および第１２図は、コイルばね５の上端を支持
する車体構成部材８側に加工を施すことにより、コイル
はね５の上端を線接触状に揺動可能に支持するようにし
た第４の実施例および第５の実施例を示したもので、第
１１図に示した第４の実施例は、車体構成部材８にコイ
ルばね５の直径とほぼ等しい間隔をおいて、２個の山形
の突起８ａ、８ａを下方に向けて突出させるとともに、
前記パンパブラケット１５のつば部もこれに対応させて
下方に向けて突起１５ａ 、 １５ａを設けてなるもの
で、該パンパブラケット１５の突起１５ａ 、 １５ａ
の頂部に前記スプリングシート１２の上面が当接するこ
とにより、コイルばね５の上端を線接触状に揺動可能に
支持する。

また、第１２図に示した第５の実施例は、車体構成部材
８は従来の構造のままで、パンパブラケット１５のつば
部にのみ下方に向けて突出する山形の突起１５ａ、１５
ａを設けたものである。

さらに、第１３図ないし第１７図に示した第６および第
７の実施例は、コイルばね５の上端に加工を施すことに
より、このコイルばね５の上端を線接触状に揺動可能に
支持できるようにしたものである。

第１３図ないし第１５図に示した第６の実施例は、コイ
ルばね５の上端にこのばね素材の直径とほぼ等しいかそ
れよりもやや小さい内径を有する弾性材からなる２個の
円筒体１８．１８を、コイルばね５の軸中心に対して対
称位置にそれぞれはね素材に嵌着し、前述の第１ないし
第５の実施例における山形の突起１２ａ、１２ｂ、１５
ａ。

１７ａと同様な作用をこの２個の円筒体１８゜１８によ
ってなさしめるものである。

なお、この第６の実施例においては、従来の上部のスプ
リングシート１２を省略することもできる。

また、第１６図および第１７図に示した第７の実施例は
、コイルばね５のばね素材端末部を折曲げることにより
、コイルばね５の上端に上方に向けて突出する山形の突
起５ａ、５ａをコイルばね５の軸中心に対して対称の位
置に設けたもので、前述の第６の実施例における２個の
円筒体１８゜１８と同様の作用を２個の山形の突起５ａ
、５ａによってなさしめるものであり、上部のスプリン
グシート１２を省略することができることも同様である
。

これら第２ないし第７の実施例においても、コイルばね
５の上端を線接触状に揺動可能に支持することにより、
前述の第１の実施例と全く同様に、車体の振動および車
内騒音を低減することができる。

なお、前述の実施例は自動車の４リンク式リヤサスペン
ションに適用したものであるが、この発明はこれに限ら
れるものではなく、その他のコイルばねを使用した懸架
装置にも適用でき、また後車輪の懸架装置に限られるも
のでもなく、前車輪の懸架装置にも適用できる。

また、前述の実施例においては、コイルばねの上端を前
後方向に線接触状に揺動可能に支持した場合を示してい
るが、これは４リンク式リヤサスペンションにおいてコ
イルはねに加えられる曲げ荷重が主として前後方向に作
用してコイルばねに前後方向の曲げ振動が発生するため
であって、コイルばねに加えられる曲げ荷重の方向に応
じてコイルばねの揺動可能に支持する方向を変えること
ができる。

以上詳細に述べたとおり、この発明は、４リンク式自動
車用懸架装置におけるコイルばねの上端を車体構成部材
に対して線接触状に揺動可能に支持することにより、自
動車の走行による路面からの衝撃、あるいは加速・減速
時におけるトルク変動によって生じるワインドアップ現
象によりコイルばねに曲げ荷重が加わってコイルはねに
曲げ振動が発生した場合にも、車体構成部材に対する突
き上げ力を減少あるいはなくすことができ、車体の振動
ならびにそれに伴なう車内騒音を低減あるいは防止する
ことができるものである。

また、コイルばねの上端を線接触状に揺動可能に支持す
ることにより、コイルばねの曲げに対する固有振動数を
低下することができ、コイルばねの曲げ振動によって車
体に加えられる振動数を自動車の通常の走行速度におけ
るエンジン回転２次周波数減よりも小さくすることによ
り、コイルばねの曲げ振動による車体の振動への影響を
少なくすることができるとともに、車内騒音を防止する
ことができる。

さらに、この発明は前述の第１ないし第７の実施例に示
したように、きわめて簡単な構造でコイルばねの上端部
を線接触状に揺動可能に支持することができ、前記コイ
ルばねに加わる前後方向曲げ力をキャンセルすることが
できる大きな効果を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は４リンク式リヤサスペンションの右側の一部欠
截側面図、第２図はその背面図、第３図は従来のコイル
ばね支持構造を示す要部側断面図、第４図はこの発明の
第１の実施例による支持構造を示す第３図と同様の要部
側断面図、第５図および第６図は従来の支持構造とこの
発明の支持構造との実験結果を示したもので、第５図は
エンジン回転２次周波数と車室内の音圧レベルとの関係
を示すグラフ、第６図はエンジン回転２次周波数とコイ
ルばねの前後振動の振動加速度レベルとの関係を示すグ
ラフ、第７図および第８図はこの発明の第１の実施例に
おけるスプリングシート１２の側面図および正面図、第
９図ないし第１２図はそれぞれこの発明の第２ないし第
５の実施例を示す要部側断面図、第１３図ないし第１５
図はこの発明の第６の実施例を示したもので、第１３図
はコイルスプリング５の上面図、第１４図はコイルスプ
リング５の上端部の側面図、第１５図は第１４図におけ
るＸＶ−ＸＶ線に沿う矢視断面図、第１６図および第１
７図はこの発明の第７の実施例によるコイルスプリング
５の上端部の側面図および正面図である。 １・・・・・・リヤアクフルハウジング、２・・・・・
・車軸、３・・・・・・ロアコントロールアーム、４・
・・・・・アッパコントロールアーム、５・・・・・・
コイルばね、６・・・・・・ショックアブソーバ、７・
・・・・・ラテラルコントロールロッド、８・・・・・
・車体構成部材、９・・・・・・車輪、１２・・・・・
・スプリングシート、１７・・・・・・カバ一部材、１
８・・・・・・円筒体、５ａ、８ａ、１２ａ、１２ｂ。 １５ａ、１７ａ・・・・・・突起。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車体側と車輪側との間に設けたコイルばねにより車
   輪を車体に対して支持するようにした４リンク式自動車
   用懸架装置において、車体構成部材と直接またはゴムシ
   ート等を介して間接に当接するコイルばねの上端と前記
   車体構成部材とは、前記コイルばねに加わる前後方向曲
   げ力をキャンセルする方向に車体側あるいはコイルはね
   側にその直径方向に並んで形成する２個の山形の突起部
   を配設せしめ、また、パンパブラケットの突起部により
   コイルばねの直径方向位置に規制するとともに、該コイ
   ルばねの上端を前記車体構成部材に対して線接触状に揺
   動可能に支持したことを特徴とする自動車用懸架装置に
   おけるコイルばねの支持構造。