JP2021003956A

JP2021003956A - 懸架装置

Info

Publication number: JP2021003956A
Application number: JP2019117818A
Authority: JP
Inventors: 信次飯野; Shinji Iino; 佑介田中; Yusuke Tanaka; 洋介川井; Yosuke Kawai
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2039-06-25
Also published as: US20220212512A1; EP3992001A4; CN113811455B; WO2020261835A1; EP3992001A1; US11820185B2; JP7424762B2; CN113811455A

Abstract

【課題】車輪からの振動が車体に伝わるのを抑制することができる懸架装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る懸架装置は、帯状に延びる板ばねと、第１アームと、第２アームと、第１及び第２アームを回転自在に連結する連結部材と、を備える懸架装置であって、板ばねの一端を保持する第１保持部と、板ばねの他端を保持する第２保持部と、を有し、第１及び第２アームは、板ばねの一端及び他端とは異なる少なくとも一箇所で板ばねを支持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、懸架装置に関するものである。

従来、車両等に設けられ、路面の凹凸による振動が車輪を経て車体に伝わらないようにする緩衝機能を有し、車両の乗り心地や操縦の安定性などを向上させる懸架装置が知られている。懸架装置のうち、リーフスプリング式の懸架装置は、板ばねを用いて構成される（例えば、特許文献１を参照）。

板ばねは、車輪を支持するアームと、車体を支持するメンバーとに取り付けられる。具体的に、板ばねは、右側の車輪を支持する右アーム、左側の車輪を支持する左アーム、車体を支持するメンバーに取り付けられる。

特開平１１−２６３１０９号公報

しかしながら、従来の懸架装置は、板ばねがメンバーに取り付けられているため、この板ばねを伝達経路として車輪からの振動がメンバーを経由して車体に伝達される。振動が車体に伝達されると、乗り心地の品質や操縦の安定性が低下するおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車輪からの振動が車体に伝わるのを抑制することができる懸架装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る懸架装置は、帯状に延びる板ばねと、第１アームと、第２アームと、前記第１及び第２アームを回転自在に連結する連結部材と、を備える懸架装置であって、前記板ばねの一端を保持する第１保持部と、前記板ばねの他端を保持する第２保持部と、を有し、前記第１及び第２アームは、前記板ばねの一端及び他端とは異なる少なくとも一箇所で前記板ばねを支持することを特徴とする。

また、本発明に係る懸架装置は、上記の発明において、前記第１及び第２アームによる前記板ばねの支持位置は、前記第１アームと前記連結部材との第１の連結位置、及び、前記第２アームと前記連結部材との第２の連結位置の間に位置することを特徴とする。

また、本発明に係る懸架装置は、上記の発明において、前記第１保持部は、前記第１アームに設けられ、前記第２保持部は、前記第２アームに設けられる、ことを特徴とする。

また、本発明に係る懸架装置は、上記の発明において、前記板ばねは、繊維強化プラスチックからなる、ことを特徴とする。

本発明によれば、車輪からの振動が車体に伝わるのを抑制することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る懸架装置の構成を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線断面図である。図３は、本発明の一実施の形態に係る懸架装置の板ばねの湾曲態様の一例を示す図である。図４は、本発明の一実施の形態に係る懸架装置の板ばねの湾曲態様の一例を示す図である。図５は、本発明の実施の形態の変形例１に係る懸架装置の要部の構成を模式的に示す斜視図である。図６は、本発明の実施の形態の変形例２に係る懸架装置の構成を模式的に示す斜視図である。図７は、本発明の実施の形態の変形例３に係る懸架装置の構成を模式的に示す斜視図である。図８は、本発明の実施の形態の変形例４に係る懸架装置の構成を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態に係る懸架装置の構成を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線断面図である。懸架装置１は、例えば車両に設けられ、右側の車輪、左側の車輪、及び車体（ボディ）の間に介在して、車輪から伝わる振動が車体に伝達されることを抑制する。

懸架装置１は、右側の車輪を支持する右アーム１１と、左側の車輪を支持する左アーム１２と、車体を支持するメンバー１３と、車輪からの振動に応じて弾性変形する板ばね１４と、を備える。懸架装置１は、メンバー１３を経て車体に取り付けられ、路面の凹凸に応じて車輪から伝達される振動を吸収する。車輪は、ナックルやディスクロータ等を経てアームに支持される。なお、図１において、Ｘ方向は車体に取り付けられた際の車両の左右方向に相当し、Ｙ方向は車両の前後方向に相当し、Ｚ方向は車両の上下方向に相当する。

右アーム１１は、右側の車輪を支持する支持部１１ａと、支持部１１ａの車輪支持側と反対側に設けられ、メンバー１３に支持される被支持部１１ｂと、被支持部１１ｂの支持部１１ａ側と反対側に延び、板ばね１４の一部を把持する把持部１１ｃと、板ばね１４の一端を保持する保持部１１ｄとを有する。保持部１１ｄは、第１保持部に相当する。

左アーム１２は、左側の車輪を支持する支持部１２ａと、支持部１２ａの車輪支持側と反対側に設けられ、メンバー１３に支持される被支持部１２ｂと、被支持部１２ｂの支持部１２ａ側と反対側に延び、板ばね１４の一部を把持する把持部１２ｃと、板ばね１４の他端を保持する保持部１２ｄとを有する。保持部１２ｄは、第２保持部に相当する。

メンバー１３は、車体を支持し、車体と、右側車輪、右アーム１１、左側車輪及び左アーム１２との間に介在する。メンバー１３は、右アーム１１を支持するアーム支持部１３ａと、左アーム１２を支持するアーム支持部１３ｂと、Ｘ方向（車体の左右方向）に延び、右アーム１１及び左アーム１２に接続する本体部１３ｃとを有する。アーム支持部１３ａ、１３ｂは、本体部１３ｃが延びる方向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）に延びる。アーム支持部１３ａは、右アーム１１を、Ｙ方向に延びる回転軸Ｙ₁の周りに回転可能に支持する。アーム支持部１３ｂは、左アーム１２を、Ｙ方向に延びる回転軸Ｙ₂の周りに回転可能に支持する。メンバー１３は、右アーム１１及び左アーム１２を回転自在に連結する連結部材に相当する。なお、メンバー１３は、車体と一体化されたものであってもよい。メンバー１３が車体と一体化されている場合は、車体が右アーム１１及び左アーム１２と連結する連結部材の機能を担う。

板ばね１４は、帯状をなしてＸ方向に延びる。板ばね１４は、例えば、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics：ＦＲＰ）や、金属、樹脂を用いて形成される。板ばねは、一枚の板材からなるものであってもよいし、複数枚の板材を積層してなるものであってもよい。なお、板ばね１４の形状や弾性力等を設計するうえで、ＦＲＰは、金属や樹脂と比して、その設計の自由度が高い。

ここで、保持部１１ｄ、１２ｄは、それぞれ板ばね１４の端部を収容して保持する。本明細書では、部材の一部を収容して、部材面を取り囲み、この部材の垂直方向（ここではＺ方向）への動作、水平方向（ここではＹ方向）への動作、回転動作を拘束して保持することを面支持という。保持部１１ｄ、１２ｄは、面支持によって、板ばね１４の端部を保持する。なお、板ばね１４は、保持部１１ｄ、１２ｄに対し挿脱する方向に移動可能である。

また、把持部１１ｃには、板ばね１４を把持する面であって、互いに対向する二つの把持面に、それぞれ突起１１ｅが形成される。把持部１１ｃは、突起１１ｅによって板ばね１４を挟み込んで支持する。本明細書において、部材の一部を突起等によって点や線で支持することを点支持という。この点支持では、板ばね１４が、突起１２ｅを支点として回転しうる程度の面積で支持される。把持部１１ｃは、点支持によって板ばね１４を支持する。一方、上述した面支持では、板ばね１４は、アームから荷重が加わっても保持部１１ｄ、１２ｄによって回転できない状態となっている。

また、把持部１２ｃには、板ばね１４を把持する面であって、互いに対向する二つの把持面に、それぞれ突起１２ｅが形成される。把持部１２ｃは、突起１２ｅによって板ばね１４を点支持する。

把持部１１ｃ（突起１１ｅ）による板ばね１４の支持位置は、右アーム１１とメンバー１３との連結位置（回転軸Ｙ₁）よりも内側（右側車輪側と反対側）である。また、把持部１２ｃ（突起１２ｅ）による板ばね１４の支持位置は、左アーム１２とメンバー１３との連結位置（回転軸Ｙ₂）よりも内側（左側車輪側と反対側）である。把持部１１ｃによる板ばね１４の支持位置、及び把持部１２ｃによる板ばね１４の支持位置は、いずれも、回転軸Ｙ₁と回転軸Ｙ₂との間に位置している。

図３及び図４は、本発明の一実施の形態に係る懸架装置の板ばねの湾曲態様の一例を示す図である。図３は、アームの変位によって板ばね１４が変形した状態を示す図である。また、図４は、図３とは逆の態様で湾曲した状態を示す図である。図３および図４に示すように、アームの変位によって板ばね１４が変形した場合であっても、メンバー１３はその変形の影響を受けていない。懸架装置１では、板ばね１４が変形しても、メンバー１３は変形しない。すなわち、懸架装置１において、アームから板ばね１４に振動が伝わった場合、板ばね１４がその振動を吸収するとともに、メンバー１３にはその振動が伝達されない。この際、右アーム１１及び左アーム１２は、メンバー１３によって回転可能に支持されており、変動による荷重が回転力に変換されるため、アームの振動がメンバー１３に伝達されることが抑制される。

以上説明した実施の形態では、右アーム１１及び左アーム１２によって板ばね１４を支持し、アームの変位によって伝わる振動を板ばね１４が吸収するとともに、板ばね１４の変形（変位）による振動がメンバー１３に直接伝わらないようにしたので、車輪からの振動が車体に伝わるのを抑制することができる。また、懸架装置１は、例えば車体が傾斜（ロール）して、一方の車輪が上方側（車体側）に、他方の車輪がその反対側（ここではＺ方向の反対側）に変位したときに、板ばね１４が変形したり、元の形状に戻ろうとしたりすることによって、車体の傾き（ロール角）を抑制する。

また、実施の形態では、板ばね１４をアームの配設領域内に配置しているため、板ばね１４の配設スペースを効率化することができる。

（実施の形態の変形例１）
図５は、本発明の実施の形態の変形例１に係る懸架装置の要部の構成を模式的に示す斜視図である。上述した実施の形態では、保持部１１ｄが面支持によって板ばね１４を保持する例を説明したが、本変形例１では、保持部が点支持によって板ばね１４を保持する。本変形例１では、右アームの保持部の構成以外は、上述した実施の形態の構成と同じである。以下、右アームの保持部１１ｆの構成について説明する。

保持部１１ｆは、板ばね１４の一端を保持する。保持部１１ｄは、板ばね１４の端部を収容して保持する。保持部１１ｆには、板ばね１４を収容する面であって、互いに対向する二つの面に、それぞれ突起１１ｇが形成される。保持部１１ｆは、点支持によって板ばね１４を支持する。

以上説明した変形例１のように、右アームの保持部１１ｆが板ばね１４を点支持する場合であっても、板ばね１４の変形（変位）によって振動がメンバー１３に伝わることはないため、車輪からの振動が車体に伝わるのを抑制することができる。

なお、左アームに設けられる保持部においても、板ばね１４を点支持する構成としてもよい。また、把持部１１ｃ、１２ｃにおいて、板ばね１４を面支持する構成としてもよい。点支持と面支持とでは、支持位置が同じでも板ばね１４のばね定数が変わる。板ばね１４のばね定数の調整として、支持態様を変えてもよい。また、面支持及び点支持のほか、板ばね１４の動きに沿って回転を許容するヒンジ支持する構成としてもよい。

（実施の形態の変形例２）
図６は、本発明の実施の形態の変形例２に係る懸架装置の構成を模式的に示す斜視図である。変形例２に係る懸架装置１Ａは、右側の車輪を支持する右アーム１１Ａと、左側の車輪を支持する左アーム１２Ａと、車体を支持するメンバー１３と、車輪からの振動に応じて弾性変形する板ばね１４と、板ばね１４を把持する把持部１５とを備える。メンバー１３及び板ばね１４は、実施の形態と同じ構成であるため、説明を省略する。

右アーム１１Ａは、右側の車輪を支持する支持部１１ａと、支持部１１ａの車輪支持側と反対側に設けられ、メンバー１３に支持される被支持部１１ｂと、板ばね１４の一端を保持する保持部１１ｄ（図２参照）と、被支持部１１ｂの支持部１１ａ側と反対側に延び、把持部１５に連なる連結部１１ｈとを有する。

左アーム１２Ａは、左側の車輪を支持する支持部１２ａと、支持部１２ａの車輪支持側と反対側に設けられ、メンバー１３に支持される被支持部１２ｂと、板ばね１４の他端を保持する保持部１２ｄ（図２参照）と、被支持部１２ｂの支持部１２ａ側と反対側に延び、把持部１５に連なる連結部１２ｆとを有する。

把持部１５は、円環状をなし、板ばね１４の長手方向の中央部を把持する。把持部１５による板ばね１４の支持位置は、右アーム１１Ａとメンバー１３との連結位置（回転軸Ｙ₁）と、左アーム１２Ａとメンバー１３との連結位置（回転軸Ｙ₂）との間に位置する。

連結部１１ｈ、１２ｆは、把持部１５の互い異なる位置に連結する。右アーム１１Ａは、連結部１１ｈを経て把持部１５によって板ばね１４を把持する。左アーム１２Ａは、連結部１２ｆを経て把持部１５によって板ばね１４を把持する。右アーム１１Ａ及び左アーム１２Ａは、共通の把持部１５によって板ばねを支持している。変形例２において、把持部１５と右アーム１１及び左アーム１２との少なくとも一方の間にベアリング等を設けて、把持部１５に対して右アーム１１及び左アーム１２が独立して回動するようにしてもよい。

懸架装置１Ａにおいても、アームから板ばね１４に振動が伝わった場合、板ばね１４がその振動を吸収するとともに、メンバー１３にはその振動が伝達されない。

以上説明した変形例２では、右アーム１１Ａ及び左アーム１２Ａによって板ばね１４を支持し、アームの変位によって伝わる振動を板ばね１４が吸収するとともに、板ばね１４の変形（変位）による振動をメンバー１３に伝わらないようにしたので、車輪からの振動が車体に伝わるのを抑制することができる。

（実施の形態の変形例３）
図７は、本発明の実施の形態の変形例３に係る懸架装置の構成を模式的に示す斜視図である。上述した実施の形態及び変形例１、２では、アームが板ばねを保持する例を説明したが、本変形例３は、アーム１１、１２に接続するリンク１６、１７が板ばねを保持する。変形例３に係る懸架装置１Ｂは、右側の車輪を支持する右アーム１１と、左側の車輪を支持する左アーム１２と、車体を支持するメンバー１３と、車輪からの振動に応じて弾性変形する板ばね１４と、板ばね１４の一端を把持し、右アーム１１に接続される第１リンク１６と、板ばね１４の他端を把持し、左アーム１２に接続される第２リンク１７とを備える。本変形例３では、リンクの構成以外は、上述した実施の形態の構成と同じである。以下、第１リンク１６、第２リンク１７の構成について説明する。

第１リンク１６は、板ばね１４の一端を保持する保持部１６ａと、右アーム１１に接続する接続部１６ｂとを有する。保持部１６ａは、接続部１６ｂに、Ｙ方向と平行な軸のまわりに回転可能に支持される。保持部１６ａは、例えば、ピンやボールジョイントによって接続部１６ｂに支持される。接続部１６ｂは、右アーム１１に、Ｙ方向と平行な軸のまわりに回転可能に支持される。接続部１６ｂは、例えば、ピンやボールジョイントによって右アーム１１に支持される。保持部１６ａは、第１保持部に相当する。

第２リンク１７は、板ばね１４の他端を保持する保持部１７ａと、左アーム１２に接続する接続部１７ｂとを有する。保持部１７ａは、接続部１７ｂに、Ｙ方向と平行な軸のまわりに回転可能に支持される。保持部１７ａは、例えば、ピンやボールジョイントによって接続部１７ｂに支持される。接続部１７ｂは、左アーム１２に、Ｙ方向と平行な軸のまわりに回転可能に支持される。接続部１７ｂは、例えば、ピンやボールジョイントによって左アーム１２に支持される。保持部１７ａは、第２保持部に相当する。
図７では、第１リンク１６および第２リンク１７が面支持によってそれぞれ板ばね１４を支持しているが、点支持によって板ばね１４を支持してもよい。

以上説明した変形例３のように、各アームに接続するリンクが板ばね１４を保持する場合であっても、板ばね１４の変形（変位）によって振動がメンバー１３に伝わることはないため、車輪からの振動が車体に伝わるのを抑制することができる。

（実施の形態の変形例４）
図８は、本発明の実施の形態の変形例４に係る懸架装置の構成を模式的に示す斜視図である。本変形例４では、車輪とアームとの間に介在し、軸受を支持するナックルが、板ばねを保持する。変形例３に係る懸架装置１Ｂは、右側の車輪を支持する右アーム１１と、左側の車輪を支持する左アーム１２と、車体を支持するメンバー１３と、車輪からの振動に応じて弾性変形する板ばね１４と、板ばね１４の一端を把持し、右アーム１１に接続される第１ナックル１８と、板ばね１４の他端を把持し、左アーム１２に接続される第２ナックル１９とを備える。本変形例４では、ナックルの構成以外は、上述した実施の形態の構成と同じである。以下、第１ナックル１８、第２ナックル１９の構成について説明する。

第１ナックル１８は、板ばね１４の一端を保持する保持部１８ａと、軸受を支持し、右アーム１１に接続する接続部１８ｂとを有する。保持部１８ａは、接続部１８ｂに、Ｙ方向と平行な軸のまわりに回転可能に支持される。保持部１８ａは、例えば、ピンやボールジョイントによって接続部１８ｂに支持される。接続部１８ｂは、右アーム１１に、Ｙ方向と平行な軸のまわりに回転可能に支持される。接続部１８ｂは、例えば、ピンやボールジョイントによって右アーム１１に支持される。保持部１８ａは、第１保持部に相当する。

第２ナックル１９は、板ばね１４の他端を保持する保持部１９ａと、軸受を支持し、左アーム１２に接続する接続部１９ｂとを有する。保持部１９ａは、接続部１９ｂに、Ｙ方向と平行な軸のまわりに回転可能に支持される。保持部１９ａは、例えば、ピンやボールジョイントによって接続部１９ｂに支持される。接続部１９ｂは、左アーム１２に、Ｙ方向と平行な軸のまわりに回転可能に支持される。接続部１９ｂは、例えば、ピンやボールジョイントによって左アーム１２に支持される。保持部１９ａは、第２保持部に相当する。
図８では、第１ナックル１８および第２ナックル１９が面支持によってそれぞれ板ばね１４を支持しているが、点支持によって板ばね１４を支持してもよい。

以上説明した変形例４のように、各アームに接続するナックルが板ばね１４を保持する場合であっても、板ばね１４の変形（変位）によって振動がメンバー１３に伝わることはないため、車輪からの振動が車体に伝わるのを抑制することができる。

変形例３、４のように、アームとは別体であり、車体と車輪との間に設けられて両者の接続に関連する部材が、板ばねを保持する構成としてもよい。また、変形例３、４において、右アーム及び左アームによる板ばね１４の支持位置は、変形例２の位置としてもよい。

ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

なお、上述した実施の形態及び変形例において、アームにおける板ばねと接触する部分にゴム等の緩衝部材を配設し、該緩衝部材を介して板ばねを支持するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態及び変形例では、右アームとメンバーとの連結位置と、左アームとメンバーとの連結位置との間において板ばねを把持する例を説明したが、Ｚ方向からみて連結位置と重複する位置で板ばねを支持してもよいし、連結位置よりも車輪側（外側）で板ばねを支持する構成としてもよい。

また、上述した実施の形態及び変形例において、アクチュエータ等によって把持部による板ばね１４の把持位置を移動可能な構成としてもよい。

また、上述した実施の形態及び変形例において、５箇所以上の複数の箇所において板ばねを支持する構成としてもよい。

また、上述した実施の形態及び変形例に係る懸架装置は、コイルばねを用いた懸架装置等の他の懸架装置と組み合わせて車両に設けてもよい。

以上説明したように、本発明に係る懸架装置は、車輪からの振動が車体に伝わるのを抑制するのに好適である。

１、１Ａ〜１Ｃ懸架装置
１１、１１Ａ右アーム
１１ａ、１２ａ支持部
１１ｂ、１２ｂ被支持部
１１ｃ、１２ｃ、１５把持部
１１ｄ、１１ｆ、１２ｄ保持部
１１ｅ、１１ｇ、１２ｅ突起
１２、１２Ａ左アーム
１３メンバー
１３ａ、１３ｂアーム支持部
１３ｃ本体部
１４板ばね
１５把持部
１６第１リンク
１７第２リンク
１８第１ナックル
１９第２ナックル

Claims

帯状に延びる板ばねと、
第１アームと、
第２アームと、
前記第１及び第２アームを回転自在に連結する連結部材と、
を備える懸架装置であって、
前記板ばねの一端を保持する第１保持部と、
前記板ばねの他端を保持する第２保持部と、
を有し、
前記第１及び第２アームは、前記板ばねの一端及び他端とは異なる少なくとも一箇所で前記板ばねを支持する、
ことを特徴とする懸架装置。
前記第１及び第２アームによる前記板ばねの支持位置は、前記第１アームと前記連結部材との第１の連結位置、及び、前記第２アームと前記連結部材との第２の連結位置の間に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の懸架装置。
前記第１保持部は、前記第１アームに設けられ、
前記第２保持部は、前記第２アームに設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の懸架装置。
前記板ばねは、繊維強化プラスチックからなる、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の懸架装置。