JP6420681B2

JP6420681B2 - ストラット式サスペンション装置

Info

Publication number: JP6420681B2
Application number: JP2015021469A
Authority: JP
Inventors: 靖森田
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-02-05
Publication date: 2018-11-07
Anticipated expiration: 2035-02-05
Also published as: JP2016141386A

Description

本発明は、コイルスプリングとダンパストラットとを備えたストラット式サスペンション装置に関する。

周知のように、ストラット式サスペンション装置は、コイルスプリングとダンパストラットとを備えている。この種のストラット式サスペンション装置において、ダンパストラットのシリンダケースとピストンロッドにはスプリングシートが各々固設され、コイルスプリングは、これら一対のスプリングシートの間に介装されている(例えば、特許文献１参照）。

そして、このように保持されたコイルスプリングは、ダンパストラットに構造上生じる曲げモーメントを打ち消す作用を有している。

特開２００３−６３２２６号公報

ところで、ストラット式サスペンション装置におけるコイルスプリングは、一般に、端末に所定の加工誤差を有する。

しかしながら、このような加工誤差は、ダンパストラットに固定されたスプリングシートをコイルスプリングによって均等に押圧することを困難なものとする。具体的には、例えば、コイルスプリングの座巻の形状精度が低い場合、スプリングシートとの接触位置や、スプリングシートを押圧する際の荷重分布に個体差が生じる。

そして、このようにコイルスプリングがスプリングシートを偏った状態で押圧すると、コイルスプリング自体がダンパストラットに対して新たな曲げモーメントを発生させてしまう虞がある。このような曲げモーメントは、ダンパストラットのフリクションの増加や左右差の要因となり、ダンパストラットの安定した減衰性能を実現することが困難となる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、コイルスプリングの端末の加工精度が十分でない場合にも、ダンパストラットの安定した減衰性能を実現することができるストラット式サスペンション装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によるストラット式サスペンション装置は、車輪の上下動を車体に対して弾性的に受け止めるコイルスプリングと、シリンダケースと当該シリンダケースに対して進退自在なピストンロッドとを有し、前記コイルスプリングの内側空間に遊挿されて前記車体に伝達される車輪の上下動を減衰するダンパストラットと、前記シリンダケースと前記ピストンロッドに各々連結されるとともに前記コイルスプリングが押圧された状態で介装されている一対のスプリングシートと、前記シリンダケースと前記スプリングシートとの間、或いは、前記ピストンロッドと前記スプリングシートとの間の少なくとも何れか一方に介装され、前記スプリングシートを前記コイルスプリングの中心軸に対して傾動可能に支持する支持機構と、を備え、前記支持機構は、前記スプリングシートに接着固定されるブッシュを有し、前記ブッシュの弾性変形によって、前記スプリングシートの傾動を許容するものである。

本発明のストラット式サスペンション装置によれば、コイルスプリングの端末の加工精度が十分でない場合にも、ダンパストラットの安定した減衰性能を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係り、ストラット式サスペンション装置の要部断面図同上、ロアスプリングシートの平面図同上、ロアスプリングシートの支持構造を示す要部拡大断面図同上、（ａ）はコイルスプリングとスプリングシートとの関係を模式的に示す説明図であって（ｂ）はコイルスプリングとスプリングシートとの関係の比較例を模式的に示す説明図同上、ロアスプリングシートの支持構造の変形例を示す要部拡大断面図同上、ロアスプリングシートの支持構造の変形例を示す要部拡大断面図本発明の第２の実施形態に係り、ストラット式サスペンション装置の要部断面図

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の第１の実施形態に係り、図１はストラット式サスペンション装置の要部断面図、図２はロアスプリングシートの平面図、図３はロアスプリングシートの支持構造を示す要部拡大断面図、図４（ａ）はコイルスプリングとスプリングシートとの関係を模式的に示す説明図であって（ｂ）はコイルスプリングとスプリングシートとの関係の比較例を模式的に示す説明図、図５はロアスプリングシートの支持構造の変形例を示す要部拡大断面図、図６はロアスプリングシートの支持構造の変形例を示す要部拡大断面図である。

図１に示すように、本実施形態で採用するストラット式サスペンション装置（以下、「サスペンション装置」と称す）１は、例えば、四輪駆動車のフロントサスペンションに用いられる。なお、図１においては、右前輪側が例示されている。

このサスペンション装置１は、車体側のホイールエプロンに設けたサスペンション取付部２とストラット３とを有している。このストラット３は、車輪の上下動を車体に対して弾性的に受け止めるコイルスプリング４と、このコイルスプリング４の内側空間に遊挿されて車輪の上下動を減衰させるダンパストラット５と、を有している。

ダンパストラット５は、シリンダケース５ａと、このシリンダケース５ａに進退自在に挿通支持されているピストンロッド５ｂと、を有している。このシリンダケース５ａの下端にはブラケット６が固設されており、このブラケット６が、車輪を固設するナックルハウジング（図示せず）に固設されている。また、ピストンロッド５ｂの上端は、ゴム等の弾性体を主体に構成されたストラットマウント８にベアリング９を介して支持されており、このストラットマウント８がサスペンション取付部２に固設されている。

ダンパストラット５に設けられているシリンダケース５ａの中途には、支持機構７を介してロアスプリングシート１０が傾動可能に支持されている。またピストンロッド５ｂの上部とベアリング９との間にはアッパスプリングシート１１が固設されている。また、これら一対のスプリングシート１０，１１間には、コイルスプリング４が押圧された状態にて介装されている。

ここで、ロアスプリングシート１０の中心部はダンパストラット５の中心軸Ｏ１からオフセットした位置に配置され、このオフセットした中心部に支持機構７が連結されることにより、ロアスプリングシート１０は、傾動可能に支持されている。そして、このようにロアスプリングシート１０がオフセットした状態で支持されることにより、コイルスプリング４の中心軸Ｏ２は、ダンパストラット５の中心軸Ｏ１に対して所定の角度を有して傾斜されている。なお、この中心軸Ｏ２の傾斜角は、ダンパストラット５に構造上生じる曲げモーメントを、コイルスプリング４によって打ち消すために有効な値に予め実験等から求めて設定されている。

また、シリンダケース５ａの上部は、略円筒で蛇腹状に形成された伸縮自在なダストカバー１２で覆われており、その下端がロアスプリングシート１０に着座されている。また、このダストカバー１２の上面がシリンダケース５ａの上端よりも上方に位置しており、このダストカバー１２の上面に、ヘルパスプリング１３が突設されている。このヘルパスプリング１３はピストンロッド５ｂに挿通されており、その上面がアッパスプリングシート１１にやや圧縮された状態で当接されている。このヘルパスプリング１３は、比較的厚い肉厚を有し、且つ蛇腹状の伸縮自在な形状を有している。

なお、これらダストカバー１２及びヘルパスプリング１３は、ウレタンゴム等の弾性体からなる一体形成品であり、ヘルパスプリング１３の肉厚及び形状は、コイルスプリング４を補助できる値に予め実験等から求めて設定されている。

次に、本実施形態におけるロアスプリングシート１０の支持構造について、具体的に説明する。図１，２に示すように、ロアスプリングシート１０は、略円盤形状をなす板厚な板金部材によって構成されている。このロアスプリングシート１０の中心部には、部分球面形状をなすブッシュ受部２１が上方に突出形成されている。また、ブッシュ受部２１の一側部には、ダンパストラット５のシリンダケース５ａを遊挿可能なストラット挿通孔２２が開口されている。

また、図１，３に示すように、ロアスプリングシート１０を支持する支持機構７は、シリンダケース５ａの外周面に溶接等によって固設されたブラケット２５と、このブラケット２５から延出されたアーム部２６と、このアーム部２６の延出端に形成されたジョイントボール２７と、ゴム等の弾性体を主体として構成され、ジョイントボール２７の表面に部分球面状をなして接着固定されたブッシュ２８と、を有して構成されている。

そして、ブッシュ２８の表面にブッシュ受部２１の内面が接着固定されることにより、ロアスプリングシート１０は、コイルスプリング４の中心軸Ｏ２に対して傾動可能な状態で支持されている。

このような実施形態によれば、ロアスプリングシート１０とシリンダケース５ａとの間に支持機構７を介装し、この支持機構７によって、ロアスプリングシート１０をコイルスプリング４の中心軸Ｏ２に対して傾動可能な状態にて支持することにより、コイルスプリング４の端末の加工精度が十分でない場合にも、ダンパストラット５の安定した減衰性能を実現することができる。

すなわち、ロアスプリングシート１０を傾動可能に支持することにより、例えば、図４（ａ）に示すように、当該ロアスプリングシート１０を、コイルスプリング４の各端末の形状に倣って傾動させることができる。これにより、コイルスプリング４の各端末の加工精度が十分でない場合にも、当該コイルスプリング４の各端末を、ロアスプリングシート１０及びアッパスプリングシート１１に対して片当たりさせることなく均等な荷重分布にて当接させることができる。従って、各スプリングシート１０，１１に偏った付勢力が入力されることに起因してダンパストラット５に新たな曲げモーメントが発生することを防止し、中心軸Ｏ２方向に略沿った方向のコイルスプリング４の付勢力により、ダンパストラット５に構造上生じる曲げモーメントを好適に打ち消すことができる。なお、図４（ｂ）は、比較例として、ロアスプリングシート１０及びアッパスプリングシート１１の何れもが、シリンダケース５ａ及びピストンロッド５ｂに対してリジットに固設されている場合の作用を示すものである。この場合、コイルスプリング４の端末の片当たり等に起因した曲げモーメントＭが、ロアスプリングシート１０及びアッパスプリングシート１１を介してダンパストラットに付与される。

また、支持機構７はブッシュ２８を介してロアスプリングシート１０とシリンダケース５ａとを弾性的に連結する構成であるため、このブッシュ２８を、ロアスプリングシート１０とシリンダケース５ａとの相対回転を弾性的に規制するためのインシュレータとしても機能させることができる。

ここで、支持機構７は、ロアスプリングシート１０の傾動のみを許容し、コイルスプリング４の中心軸Ｏ２に対して軸直角な方向へのスライド等を制限することが好ましい。そこで、例えば、図５に示すように、中間層に金属製の剛性体層２８ｂが介装された複数の弾性体層２８ａからなる多層構造によってブッシュ２８を構成し、ブッシュ２８のスライド方向の剛性を、傾動方向の剛性よりも相対的に高くすることも可能である。

さらに、例えば、図６に示すように、剛性体層２８ｂを介装した場合等においても好適な傾動動作を実現するため、ブッシュ２８の中央部付近に空洞部（すぐり）２７ｃを形成し、傾動方向の剛性をスライド方向の剛性よりも相対的に低くすることも可能である。

次に、図７は本発明の第２の実施形態に係り、図７はストラット式サスペンション装置の要部断面図である。なお、本実施形態はアッパスプリングシートを傾動可能に支持した点が、上述の第１の実施形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態のアッパスプリングシート１１には、ピストンロッド５ｂの先端側が遊挿されている。

また、ピストンロッド５ｂに固設されたベアリング９と、アッパスプリングシート１１との間には、支持機構３０が介装され、この支持機構３０を介して、アッパスプリングシート１１はベアリング９に傾動自在に支持されている。

具体的に説明すると、支持機構３０は、例えば、図７に示すように、ベアリング９を介してストラットマウント８に回動自在に連結された椀状をなすブッシュ取付部３１と、ゴム等の弾性体を主体として構成され、ブッシュ取付部３１の内部に接着固定されたブッシュ３２と、を有して構成されている。さらに、ブッシュ３２には、剛性を調整するための空洞部３２ａが設けられている。

このように構成された支持機構３０のブッシュ３２には、アッパスプリングシート１１の上面側が接着固定され、これにより、アッパスプリングシート１１は、コイルスプリング４の中心軸Ｏ２に対して傾動可能な状態で支持されている。

このような実施形態によれば、上述の第１の実施形態と略同様の作用、効果を奏することができる。

なお、本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。例えば、上述の各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよいことは勿論である。

１ … サスペンション装置
２ … サスペンション取付部
３ … ストラット
４ … コイルスプリング
５ … ダンパストラット
５ａ … シリンダケース
５ｂ … ピストンロッド
６ … ブラケット
７ … 支持機構
８ … ストラットマウント
９ … ベアリング
１０ … ロアスプリングシート（スプリングシート）
１１ … アッパスプリングシート（スプリングシート）
１２ … ダストカバー
１３ … ヘルパスプリング
２１ … ブッシュ受部
２２ … ストラット挿通孔
２５ … ブラケット
２６ … アーム部
２７ … ジョイントボール
２８ … ブッシュ
２８ａ … 弾性体層
２８ｂ … 剛性体層
２８ｃ … 空洞部
３０ … 支持機構
３１ … ブッシュ取付部
３２ … ブッシュ
３２ａ … 空洞部

Claims

車輪の上下動を車体に対して弾性的に受け止めるコイルスプリングと、
シリンダケースと当該シリンダケースに対して進退自在なピストンロッドとを有し、前記コイルスプリングの内側空間に遊挿されて前記車体に伝達される車輪の上下動を減衰するダンパストラットと、
前記シリンダケースと前記ピストンロッドに各々連結されるとともに前記コイルスプリングが押圧された状態で介装されている一対のスプリングシートと、
前記シリンダケースと前記スプリングシートとの間、或いは、前記ピストンロッドと前記スプリングシートとの間の少なくとも何れか一方に介装され、前記スプリングシートを前記コイルスプリングの中心軸に対して傾動可能に支持する支持機構と、を備え、
前記支持機構は、前記スプリングシートに接着固定されるブッシュを有し、
前記ブッシュの弾性変形によって、前記スプリングシートの傾動を許容することを特徴とするストラット式サスペンション装置。
前記ブッシュは、中間層に剛性体層が介装された複数の弾性体層からなる多層構造によって構成され、前記剛性体層によって、前記スプリングシートのスライド方向の剛性が、前記傾動方向の剛性よりも相対的に高くなるよう設定されていることを特徴とする請求項１に記載のストラット式サスペンション装置。
前記ブッシュは、内部に空洞部を有し、前記空洞部によって、前記スプリングシートの前記傾動方向の剛性が、スライド方向の剛性よりも相対的に低くなるよう設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のストラット式サスペンション装置。