JPH0321511A - ストラット型車輪懸架装置 - 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 本発明は自動車用のストラット型車輪懸架装置に関する
ものである． 従来の技術 自動車の車輪懸架装置として用いられるストラット型車
輪懸架装置は、下端を車輪を支持するハウジングに取付
けられた筒状のストラット本体と、該ストラット本体に
軸方向に伸縮可能なるよう嵌装され上端を車体側に弾性
材を介して取付けられたロッドと，上記ストラット本体
とロッド間に介装されたコイルスプリングとの組合せに
より構成され、車輪の上下動に伴うストラット本体とロ
ッドとの収縮動を上記コイルスプリングの弾性により緩
衡するようになっているが、上記のようなストラット型
懸架装置においては、ストラットの軸心線に対し車輪の
接地荷重の作用線とロアアームの両端取付部を結ぶ線と
の交点が偏位しているので，該接地荷重によりストラッ
トに曲げモーメントが生じストラット本体に対するロッ
ドの伸縮作動が滑らかに行われず、摺動部の摩耗増大，
寿命低下等の問題を生じる。

上記のような問題に対処するために従来は、コイルスプ
リングの中心線を例えばストラットの中心線に対し側外
方にオフセットさせるとか或はコイルスプリングの中心
線をストラット中心線に対し傾斜させる等の方策を取ら
れている（例えば実開昭５８−７６４０６号公報参照）
． 発明が解決しようとする課題 上記のようなコイルばねを用いたストラット型車輪懸架
装虐ではコイルスプリング中心線とストラット中心線と
の間のオフセット或は傾斜によりストラットに生じる曲
げモーメントの低減は可能となるが、オイル室と密閉さ
れた気体室とをダイヤフラムにて区画した気体ばね部の
該オイル室とオイルシリンダのオイル室とをオリフィス
を介して連通させ，該オイルシリンダの一端（例えばシ
リンダの底面部）を車輪を支持するハウジングに、他＃
Ａ（例えばピストンロッド）を車体側部材にそれぞれ結
合し、上下方向の荷重に対しオイルシリンダと気体ばね
部の各オイル室間を油がオリフィスを介して流通し適当
な減衰力を発生させると共に、ダイヤフラムを介して気
体室に密閉された気体の容積弾性によってばね作用を得
るようになっているストラット型ハイドロニューマチッ
クサスペンションでは車輪の接地荷重によりピストンロ
ッドとオイルシリンダとの間に発生する萌げモーメント
の低減は全く期待し得ない。

本発明はハイドロニューマチックサスペンションのみな
らずコイルばね或はエアチャンバ内に封入された空気の
圧縮弾性によってばね作用を得るようにしたストラット
型車輪懸架装置において車輪の接地荷重によりストラッ
トを構成するピストンロッドとオイルシリンダとの間に
発生する曲げモーメントを低減し得る機構を提供するこ
とを目的とするものである．課題を解決するための手段 本発明は、ストラット型車輪懸巣装置を、下部を車輪側
部材に取付けた筒部材と、該筒部材に摺動可能に嵌装さ
れたロッドと、該ロッドの上端に固着され車体内側方へ
延びるブラケットと、該ブラケットの車体内側方の上部
に上記ロッドと平行するよう固着されると共にその上部
をゴムマウントを介して車体側部材に取付けられたサブ
ロッドと、上記筒部材とロッドとの間に介装されたばね
作用を与える物体とから構威したことを特徴とするもの
である． 作　　　用 上記により，ばね作用を与える部材としてコイルばね，
空気ばね或は油空圧式ばね等を用いたあらゆる種類のス
トラット型車輪懸架装置において、筒部材中心線に対し
車輪の接地荷重の作用線とロアアームの両端取付部を結
ぶ線との交点が偏位しているため筒部材とロッドとから
構或されるストラット部に発生する■げモーメントを低
減させ、該筒部材とロッドとの間の滑らかな伸縮作動を
図ることができる． 実施例 以下本発明の実施例を附図を参照して説明する． 第１．２図において、ｌは下部を車輪５を回転可能に支
持する車輪支持部材４に取付けられたシリンダ，２は該
シリンダｌ内に摺動可能に嵌装されたピストン、３はピ
ストンロッド、６は該ピストンロッド３の上端に固着さ
れ車体内側方へ延びるマニホールドブロック、７は該マ
ニホールドブロック６の車体内側方の上端部近傍に固着
され上記ピストンロッド３と平行するサブロッドで、該
サブロッド７の七端はゴム等の弾性材よりなるストラッ
トマウント８を介して図示しない車体部材に取付けられ
ている。

ピストン２によって区画されるシリンダ１内の上下２室
内には油が充填されており、該上下２室はピストン２に
設けた減衰力を発生しない程度のオリフィス２ａによっ
て連通している。

又ピストンロッド３は内部中空に形威され、該中空部３
ａの一端はピストン２の開口部２ｂによってシリンダ１
内の下部室に連通し、他端はマニホールドブロック６の
連通路６ａおよび上記マニホールドブロック６に首振り
可能に取付けられたユニオンブロック９，ホース１０を
介して図示しない気体ばね部のオイル室に連通しており
、上記連通路を通過するオイルの出し入れにより上記シ
リンダ１，ピストン２およびピストンロッド３からなる
ストラットを神縮させ車高を変えることができる． ７ａはサブロッド７に設けられ上記マニホールドブロッ
ク６の連通路６ａに連通ずるオイル充填時のエア抜き用
のブリーダ通路でエア抜き作業終了時は図示しないキャ
ップをかぶせオイルの流出を防ぐようになっている． ｌ１はロアアームである． 先ずストラット軸をオフセットさせない場合を示す第３
図において、オイルシリンダｌとピストン２との間およ
びオイルシリンダｌのロッドガイドｌａとピストンロッ
ド３との間に生ずるフリクションの発生原因となる曲げ
モーメントを求める。

ロアアーム１１の車輪支持部材４との軸着点ＦＡおよび
車体側部材との軸着点Ｐａは共に上下方向に揺動可能な
ピン結合であるから軸着点Ｐａにおいてロアアーム１ｌ
に作用する力ｆａは点Ｐ＾と点Ｐａ　とを結ぶ直線方向
へのみしか発生し得ない． 従ってピストンロッド３が車体側部材との軸着点Ｐｓか
ら受ける力ｆＳの方向は、車輪反力Ｒの作用線と、軸着
点Ｐ＾とＰａ　とを結ぶ延長線との交点Ｐｏ　と上記軸
着点ＰＳを結ぶ直線上となり、路面反力Ｒを基準として
力の釣合いの三角形からロアアーム１１に作用する力ｆ
ａおよびピストンロッド３が受ける力ｆｓが求められる
． 又は軸着点ＦＡを中心とする車輪，車輪支持部材．スト
ラット系の回転モーメントＭ＾は，車輪５の接地点とロ
アアーム１１の車輪支持部材４との軸着点Ｐ＾との水平
距離をｌｒ　　，上記軸着点ＦＡ　と，軸着点ＰＳと交
点ＰＧ　を結ぶ直線との距離をｎｏ　とするとＭ＾＝Ｒ
ｌｒ　−ｆｓ　Ｊｉｏで表わされる．しかし力Ｒと力ｆ
ｓの合力は力ｆａであり、力ｆ１の作用線は交点Ｐ＾を
通る．従って、Ｍａ　＝Ｒｌｒ　−ｆｓ　ｆＬｏ　＝ｆ
１ＸＯ＝０一方軸着点Ｐ８でロアアーム１１を引っ張る
力ｆａの作用線も軸着点Ｐ＾を通っている．以上よりこ
のサスペンション系は上記力Ｒ，ｆｓ，ｆａによって安
定している． 次に力ｆ５，ｆａを求める． 交点Ｐｏ　と軸着点Ｐ＾を結ぶ直線と水平線とのなす角
をα，上記交点Ｐｏ　と軸着点Ｐｓを結ぶ直線と垂直線
とのなす角をβとすると力の釣合い条件から， Ｒ＝ｆｓｃｏｓβ−ｆａ　ｓｉｎ　ａ　　−−−−−−
−−−（１）ｆ５ｓ：ｎβ＝　ｆ　ａ　ｃｏｓ　ａ　　
　　＝（２）が威立する．これから力ｆ　（Ｓ）．（ａ
）を求めると， となる． 軸着点Ｐｓにおいてピストンロッド３に作用する力ｆｓ
はピストンロッド３の軸方向の力ｆｓ＾とピストンロッ
ド３の軸に対して垂直方向の力ｆＳＰに分けることがで
きる． 力ｆＳＰによるロッドガイド部Ｐａｕにおけるピストン
ロッド３の曲げモーメントは、軸着点ＰＳ　　とロッド
ガイドＰＢＵ間の距離をｎとするとｆｓｐＸｎとなる．
この曲げモーメントに抗してピストンロッド３を支持す
るためロッドガイド部Ｐｏｕおよびシリンダｌとピスト
ン２との当接部ＰＢＬにはそれぞれ第４図の矢印で示さ
れる方向の反力ｆＢＬｌ＊ｆＢＬが発生する．上記当接
部ＰＢＬとロッドガイド部Ｐｅｕ間の距離をｍ、軸着点
Ｐｓ　と交点Ｐｏを鮎ぶ直線と７ピストンロッド３軸と
のなす角を６とすると、ｆＳｐ＝　ｆｓ　ｓｉｎ　ｅで
あるから曲げモーメントのとなる．これらの反力ｆａｕ
，ｆｏ（によってピストンロッド３がオイルシリンダ１
内に出入し、ストラットが伸縮するときロッドガイド部
Ｆ’ｏｕおよびピストン２のオイルシリンダｌへの当接
部ｐｅｔにはそれぞれμｆＢＵおよびＪｉｆ［］Ｌの摺
動抵抗が発生する（但し、川は摩擦係数である）． 次にサブ自ツド７のストラット軸３よりＪｌｓだけ車体
内側方にオフセットさせた場合に，ロッドガイド部ＰＢ
ｕおよびオイルシリンダ１とピストン２とめ当接部ＰＢ
Ｌに発生する反力ｆＢＬｌおよびｆｓｃに与える影響を
考察する．本発明装置のレイアウトおよび各所に働く力
を示す第１図において、軸着点ＰＳで、サブロッド７の
軸方向の力ｆＳ＾によってピストンロッド３には曲げモ
ーメントＭ＝ｆＳ＾●ＵＳが発生し、この結果ロッドガ
イド部ＰＢＵおよびオイルシリンダ１とピストン２との
当接部ｐａｔにはｆ・＝　ｆ；ａ二ら−で表わされる大
きさを有しア一 それぞれ第５図の矢印で示される方向の反力ｆＭが加わ
ることになる， 一方ｆｓＰによる影響はストラット軸をオフセットさせ
ないときの（５）式，（６）式と同じである． 上記ロッドガイド部Ｐａｌおよび当接部Ｐｏｔにおける
摺動抵抗はピストンロッド３に垂直な力の大きさに摩操
係数ルをかけることにより求められ、又該ロッドガイド
部ＰＢＵおよび当接部］Ｐｅｔにおける反力は、第４図
と第５図に示される反力を重畳することにより求められ
る．従ってロッドガイド部Ｐｏｕおよび当接部Ｐｅｔに
おける摺動抵抗は ｛ｌ　ｆｅｕ−ｆＭｌ　＋ｌ　ｆＭ−ｆｅｔｌ｝　ｕ−
で表わされるから、該摺動抵抗を最小にするには｛ｌ　
ｆｅｕ−ｆＨ　　ｌ　＋　Ｉ　ｆＭ−ｆｅｔｌ｝を最小
にする反力ｆＭを生じさせる曲げモーメントＭを発生さ
せればよい． サブロッド７の軸をストラット軸３に対しオフセットし
たときのロッドガイド部Ｐ８Ｕおよび当接部Ｔ’ｅｔに
生ずる反力ｆＨを横軸に，オフセットしないときにロッ
ドガイド部Ｐａｕおよび当接部ＰＢＬに生ずる反力ｆｅ
ｕおよびｆＢＬを縦軸に取った第６図においてＩｆａυ
−ｆｓ　　ＩおよびｌｆＨ　−ｆｅしｌはそれぞれ１点
鎖線および２点鎖線で表わされるから ｛Ｉ　ｆｏｕ−ｆＭ　　ｌ　＋　ｌ　ｆＭ−ｆｏＬｌ｝
は実線示となる． 従ってｆ８υ≦ｆＭ≦ｆＢＬのとき摺動抵抗は最小値（
ｆｅυ−ｆａＬ）ｇとなるから、ストラット軸をオフセ
ットしないときの摺動抵抗（ｆａｕ＋ｆａｉ）　ｇに比
べて大幅な低減を図ることができる． 上記においてストラット軸をオフセットさせたことによ
って発生する反力ｆＮはストラット軸３とサブロッド軸
７の軸間距離ｉｓを適宜選ぶことによって可能である． 向上記実施例では油空圧式のサスペンション装置に適用
した例を述べたが油空圧式のアクティブサスペンション
装置にも適用し得ることば言うまでもなく、又コイルば
ね或はエアチャンバを用いたストラット式懸架装置にも
適用し得ることは勿論である． 発明の効果 本発明によれば、ストラット型車輪懸架装置を、下部を
車輪側部材に取付けた筒部材と、該筒部材に摺動可能に
嵌装されたロッドと，該ロー２ドの上端に固着され車体
内側方へ延びるブラケットと、該ブラケットの車体内側
方の上部に上記ロッドと平行するよう固着されると共に
その上部をゴムマウントを介して車体側部材に取付けら
れたザブロッドと、上記筒部材とロッドとの間に介装さ
れたばね作用を与える物体とから構成したことにより、
ばね作用を与える部材としてコイルばね，空気ばね或は
油空式ばねを用いたあらゆる種類のストラット型車輪懸
架装置において、筒部材中心線に対し車輪の接地荷重の
作用線とロアアームの両端取付部を結ぶ線との交点が偏
位しているため筒部材とロッドとから構成されるストラ
ット部に発生する曲げモーメントを低減させ、該筒部材
とロッドとの間の滑らかな伸縮作動を図ることができる
もので、構造が簡単なることと相俟って実用上多大なる
効果をもたらし得るものである．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す正面図、第２図は第１図
の要部断面図、第３図はサブロッドを設けない場合の各
部に働〈荷重及び反力の状況を示す説明図、第４図はサ
ブロッドを設けないときの曲げモーメント図、第５図は
サブロッドを設けたときの曲げモーメン１・図、第６図
はサブロッドによる反力ｆＭがオイルシリンダとピスト
ン或はピストンロッドとの間に発生する反力ｆＢＵ或は
ｆＢＬに与える影響を示す説明図である． １・・・シリンダ、２・・・ピストン，３・・・ピスト
ンロッド、４・・・車輪支持部材、５・・・車輪、６・
・・マニホールドブロック、７・・・サブロッド、８・
・・ストラットマウント，９・・・ユニオンブロック、
ｌＯ・・・ホース、１ｌ・・・ロアアーム．第２１ＸＪ 第３図 享４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、下部を車輪側部材に取付けた筒部材と、該筒部
   材に摺動可能に嵌装されたロッドと、 該ロッドの上端に固着され車体内側方へ延びるブラケッ
   トと、該ブラケットの車体内側方の上部に上記ロッドと
   平行するよう固着されると共にその上部をゴムマウント
   を介して車体側部材に取付けられたサブロッドと、上記
   筒部材とロッドとの間に介装されたばね作用を与える物
   体とから構成したことを特徴とするストラット型車輪懸
   架装置。
2. （２）、ばね作用を与える物体は、空気ばねの空気又は
   油空圧式ばねのオイル等の流体であり、ロッドおよびブ
   ラケットには該流体の流通路が設けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のストラット型車
   輪懸架装置。