JPH0788131B2 - 車両用懸架装置 - Google Patents

車両用懸架装置

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JPH0788131B2
JPH0788131B2 JP61146238A JP14623886A JPH0788131B2 JP H0788131 B2 JPH0788131 B2 JP H0788131B2 JP 61146238 A JP61146238 A JP 61146238A JP 14623886 A JP14623886 A JP 14623886A JP H0788131 B2 JPH0788131 B2 JP H0788131B2
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    • F16F1/36Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車のサスペンションシステムに用いられ
る車両用懸架装置に関する。
〔従来の技術〕
車両用懸架装置には従来より様々な種類が知られてい
る。例えば縦置形の鋼製ばね板を使用した伝統的な懸架
装置は、ばね板の両端部に目玉部を設けるとともに、こ
れら目玉部を車体側に連結したものであって、ばね板の
長手方向中間部にアクスルハウジングが固定される。
また、独立懸架方式のサスペンションにおいては、例え
ばマックファーソンストラットやダブルウィッシュボー
ン型などに代表されるように、懸架用ばねに鋼製のコイ
ルばねを用いたものも多用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
乗り心地を良くするには、車輪の上下のストロークを大
きくすることが望まれる。しかしながら従来の鋼製ばね
板を用いた懸架装置は、上下方向の撓みを大きくするに
はばね板をかなり長くする必要がある。ところがばね板
の取付けスペースにはおのずと限界があるからばね板を
むやみに長くすることはできないし、また重量もかなり
重くなる。
一方、コイルばねを用いた懸架装置の上下のストローク
を大きくするにはコイルばねの高さが大となる。しかし
ながら車体フレームや懸架機構部のばね収容スペース等
には制約があるから、コイルばねを組込むことのできる
高さには当然限界がある。
これらの事情から、比較的狭いスペースにも収納可能な
懸架用ばねを有しかつ充分な撓みが得られるような懸架
装置の開発が望まれていた。
また、実開昭57−69705号公報に記載されているよう
に、コイルばね状に成形されたFRP製のトーションスプ
リングによってロアアームを付勢することも提案されて
いるが、このものはトーションスプリングがロアアーム
の回転軸とは別の位置に設けられているため、装置全体
がかさばるものとなっている。また、車両走行中のリバ
ウンド時のように車体が一時的に浮上がる挙動に対して
トーションスプリングが過度に撓むことを防ぐためにリ
バウンドストッパ等を別途に設ける必要があり、その分
だけ構造が複雑になる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、車体側の部材に設けられた水平方向に延びる
ピボット軸と、このピボット軸を中心に上下方向に揺動
自在に枢着された懸架用リンクと、ねじりコイルばね状
に成形されたFRP製の懸架用ばねとを備えた車両用懸架
装置であって、上記FRP製の懸架用ばねのコイル部を上
記ピボット軸の外周部に巻回するとともに、この懸架用
ばねを、車体荷重が負荷された状態においてコイル部の
内側がテンションサイドとなりかつコイル部の外側がコ
ンプレッションサイドとなるようにこのばねの一端の端
部を上記車体側の部材に係止しかつ他方の端部は上記リ
ンクを地面側に回動付勢するように上記リンクに連結し
たことを特徴とするものである。
上記リンクは、例えばアッパリンク(アッパアーム)あ
るいはロアリンク(ロアアーム)などである。上記FRP
製ばねは、ガラス繊維あるいは炭素繊維などの一方向連
続強化繊維を、主にばねの長手方向に埋設させてマトリ
ックス樹脂を硬化させたものである。
〔作用〕
上記構成の懸架装置において、車輪の上下動に伴ってリ
ンクが上下方向に揺動すると、この動きに伴って上記懸
架用ばねが撓む。このFRP製ばねは、コイル部がリンク
のピボット軸に巻かれており、かつ端部を車体側の部材
と上記リンクに沿うようにして配置できるから、スペー
ス的な制約の厳しい懸架機構部にも組込み可能である。
しかしながらこの種のばねは、車輪の上下ストロークを
確保する必要上、かなり大きな撓みが要求される。
ここで上記懸架用ばねを鋼製とした場合には、鋼の曲げ
弾性率と許容される歪の大きさとの関係から撓みを大き
くとることができず、実用に適さない。しかしガラス繊
維あるいは炭素繊維等の一方向連続強化繊維束をマトリ
ックス樹脂に埋設したFRP材では、曲げ弾性率と歪の大
きさの関係から、鋼に比較して約2倍の撓みがとれる。
材料力学上、一定幅,一定長さの板に一定荷重を負荷し
た場合の許容される最大撓み量は、 に比例する。Eは曲げ弾性率、εは繰返し使用に耐えら
れる歪である。換言すると、曲げの繰返しに耐えること
のできるFRPの撓みの大きさは鋼に比べて充分大きいか
ら、上述したねじりコイル状ばねのように、リンクと車
体側の部材に連結され、曲げが作用する懸架用ばねにお
いて実用に充分な撓みが得られる。
しかも本発明におけるFRP製ばねは、車体荷重が負荷さ
れた状態においてコイル部が巻き戻る方向にねじられ、
コイル部の内面側がテンションサイドとなるため、引っ
張りに強いFRP材の特質を活かすことができ、耐久性を
高める上で有効である。また、リバウンド時のように逆
方向の変位に対してはコイル部が巻締め方向にねじられ
ることによってコイル径が小さくなる方向に撓む。この
コイル部はピボット軸に巻回されており、コイル径が小
さくなることによってピボット軸の外周面に拘束させる
ことが可能である。
〔実施例〕
第1図に示された車両用懸架装置において、車体側の部
材1(一部のみ図示)の上下2箇所にピボット軸2,3が
設けられている。車体側の部材1は、車体フレームある
いはサブフレーム等である。
そして車体側の部材1に懸架用のリンク機構5が設けら
れている。すなわち、上側のピボット軸2にはアッパリ
ンク6が、また下側のピボット軸3にはロアリンク7が
それぞれ上下方向に揺動自在に枢着されている。上記ピ
ボット軸2は、第2図に例示されるように、一対の支承
部1a,1b間にわたって設けられるシャフト2aと、このシ
ャフト2aの外側に被せられた筒状体2b等からなる。シャ
フト2aはナット8によって固定される。
上記リンク6,7は、周知のダブルウィシュボーン型のも
のと同様に車幅方向に突出し、各リンク6,7の先端部に
ナックル9が取付けられる。ナックル9には車輪10が回
転自在に支持される。なお、ロアリンク7と車体側の部
材1との間には図示しないショックアブソーバが設けら
れる。また、車体側の部材1の図示右側にも同様の懸架
用リンク機構が設けられる。
そして上記リンク機構5に、ねじりコイルばね状のFRP
製の懸架用ばね11が使用されている。このFRP製ばね11
は、主に長手方向に連続する周知のガラス繊維または炭
素繊維等の一方向強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸
後、所定の形状に成形・硬化させたものであり、コイル
部12と、両端側の腕部13,14とを有する。腕部13,14は実
質的に直線状か、または僅かに湾曲している。また、コ
イル部12と腕部13,14の断面形状は、第4図に示される
ように四角形(厚さt,幅b)である。本実施例のように
材料の断面形状が長方形ないし正方形のFRP製ばね11
は、円形断面のものに比較して蓄積できるエネルギーが
大きいため小形化でき、かつ製造も容易である。
そして上記ばね11のコイル部12にピボット軸2が挿通さ
れている。すなわち本実施例の場合には、筒状体2bの外
側にコイル部12が巻かれている。コイル部12の内径は筒
状体2bの外径よりも大きく、従ってコイル部12は筒状体
2bに対して回転可能である。筒状体2bは、FRP製ばね11
の摩耗を防ぐ上では合成樹脂製が望ましい。筒状体2bが
金属の場合には、筒状体2bとFRP製ばね11との間に合成
樹脂製のライナー(図示せず)を介在させることによっ
て、摩耗対策としてもよい。
また、一方の腕部13は連結部材16によって車体側の部材
1に連結され、他方の腕部14は連結部材17によってアッ
パリンク6の端部に連結される。従って、リンク6,7が
上方に回動変位すると、ばね11は巻き戻る方向にねじら
れ、その反発力によってリンク6,7すなわちナックル9
と車輪10が下向き、つまり地面側に付勢される。従って
この実施例では、荷重が作用した状態においてコイル部
12の内側がテンションサイド(引っ張り面側)となり、
コイル部12の外側がコンプレッションサイド(圧縮面
側)となるため、耐久性を高める上で好ましい。
コイル部12のような曲がり部においては、一般に曲率半
径が小さければ小さいほど、湾曲内側の歪が湾曲外側の
歪に比べて大きなものとなる。FRP材はその性質上、強
化繊維の引っ張り方向すなわちテンションサイドの強度
の方が圧縮方向すなわちコンプレッションサイドの強度
よりも高い。このため圧縮に弱いFRP材を用いる場合に
は、主に曲げの内側がテンションサイドとなるように使
う方が強度上有利である。
前述したように、一定幅,一定長さの材料に一定荷重を
負荷した場合、繰返し使用可能な最大撓み量は に比例する。ここで、従来のばね鋼と本発明者らが開発
したガラス繊維強化合成樹脂(GFRP)および炭素繊維強
化合成樹脂(CFRP)のテストピースを比較した実験結果
を次表1に示す。
表1より、GFRPの はばね鋼の2.4倍、CFRPはばね鋼の1.6倍であり、同一荷
重ではGFRPが最も大きな変形の繰返しに耐えることがで
きる。
FRP製ばね11の形状モデルを第3図に示す。次表2は、
上記ばね11につき、GFRP製とCFRP製のものをばね鋼製の
ものと比較した結果である。弾性率Eと歪εは表1の値
とした。また、最大負荷はトルクで140Kg-mとした。ば
ねの展開長は約700mmで一定である。撓みδは、ピボッ
ト軸2の回転中心から350mmの位置の変位量である。板
幅bは実用性を考慮して30mmと20mmの2種類を検討し
た。
上述した形状・寸法のFRP製ばね11を第1図に示される
懸架装置に使用した場合、実用上は150mm以上の最大撓
みδmaxが望まれる。表2から判るように、GFRPとCFRP
製のばねがこの条件を満たすが、鋼製ばねでは撓みが不
足する。本発明者らの研究によると、上記ばね11で実車
に搭載可能な撓みを得るには の材料を用いることが必要である。このような値は鋼製
では不可能であるが、FRPを採用することによって実現
できる。
なお第5図および第6図に示されるように、一対のFRP
製ばね11,11′を組合わせてもよい。この場合、各ばね1
1,11′は互いに巻き方向を逆にしてある。そして一方の
端部11a,11a′を車体側の部材1に固定されたストッパ2
0,20′に係止させることにより、ばね11,11′が回転し
ないようにしてある。他方の端部11b,11b′は、連結部
材17によってリンク6側に連結される。
また本発明は、ダブルウィッシュボーン形以外のリンク
を用いた懸架装置にも適用できる。また、ばね11の断面
形状は矩形以外に円形,長円形,卵形断面なども採用で
きる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、スペース的な制約の厳しい懸架機構部
に組込み可能な懸架用ばねを用いていながらも充分な上
下ストロークが得られ、コイル部の内面側がテンション
サイドとなるため耐久性の上で好ましく、かつ懸架用リ
ンクのピボット軸にコイル部を巻回したので、装置全体
のコンパクト化を図る上で有効であり、リバウンド時等
の逆方向の変位に対してはコイル部をピボット軸に巻締
める方向に撓ませることが可能であるため、リバンウン
ドストッパとしての機能を兼用させることもできる。し
かも懸架用ばねがFRP製であることと相まって、懸架機
構部のコンパクト化と軽量化を図る上で大きな効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す懸架装置の一部分を一
部断面で示す略正面図、第2図は第1図に示された懸架
装置の一部の平面図、第3図はFRP製ばねの一例を示す
斜視図、第4図は第3図に示されたばねのIV−IV線に沿
う断面図である。第5図は本発明の他の実施例を示す懸
架装置の一部の平面図、第6図は第5図に示された懸架
装置の一部の斜視図である。 1……車体側の部材、2,3……ピボット軸、6,7……リン
ク、10……車輪、11……FRP製ばね、11a,11b……ばねの
端部、12……コイル部、13,14……腕部(ばねの端
部)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車体側の部材に設けられた水平方向に延び
    るピボット軸と、このピボット軸を中心に上下方向に揺
    動自在に枢着された懸架用リンクと、ねじりコイルばね
    状に成形されたFRP製の懸架用ばねとを備えた車両用懸
    架装置であって、 上記FRP製の懸架用ばねのコイル部を上記ピボット軸の
    外周部に巻回するとともに、この懸架用ばねを、車体荷
    重が負荷された状態においてコイル部の内側がテンショ
    ンサイドとなりかつコイル部の外側がコンプレッション
    サイドとなるようにこのばねの一方の端部を上記車体側
    の部材に係止しかつ他方の端部は上記リンクを地面側に
    回動付勢するように上記リンクに連結したことを特徴と
    する車両用懸架装置。
JP61146238A 1986-06-24 1986-06-24 車両用懸架装置 Expired - Lifetime JPH0788131B2 (ja)

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JPS632715A JPS632715A (ja) 1988-01-07
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11590029B2 (en) 2012-05-23 2023-02-28 Smith & Nephew Plc Apparatuses and methods for negative pressure wound therapy

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5769705U (ja) * 1980-10-15 1982-04-27

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