(57)【要約】【課題】リーフスプリングとエアスプリングとを併用した場合における操縦安定性を車両重量の増加を招くことなく向上する。【解決手段】二枚重ねにした薄板リーフスプリング１３と厚板リーフスプリング１４を介してアクスル３を車体側に懸架するサスペンション装置に関し、両リーフスプリング１３，１４をＵボルトによりアクスル３に締結し、薄板リーフスプリング１３を車両前後方向に延ばして前後端部をサイドレール１に枢着する一方、厚板リーフスプリング１４の前方部分を車両前方へ延ばし且つその前端部を薄板リーフスプリング１３の前端部と一緒に枢着し、厚板リーフスプリング１４の後方部分を車幅方向内側へ湾曲せしめ且つその後端部上面と車体側との間にエアスプリング１１を介装し、左右の厚板リーフスプリング１４の後端部同士をコンプライアンスビーム１５を介してリンク連結する。【選択図】図３
2006151143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二枚重ねにした薄板リーフスプリングと厚板リーフスプリングを介してアクスルを車体側に懸架するようにしたサスペンション装置であって、薄板リーフスプリングと厚板リーフスプリングとをＵボルトによりアクスルに締結し、薄板リーフスプリングを車両前後方向に延ばして前後端部をサイドレールに枢着する一方、厚板リーフスプリングのＵボルトによる締結箇所より前方部分を車両前方へ延ばし且つその前端部を薄板リーフスプリングの前端部と一緒に枢着し、厚板リーフスプリングのＵボルトによる締結箇所より後方部分を車幅方向内側へ湾曲せしめ且つその後端部上面と車体側との間にエアスプリングを介装し、左右の厚板リーフスプリングの後端部同士をコンプライアンスビームを介してリンク連結したことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
左右の厚板リーフスプリングの後端部に対しコンプライアンスビームが一点ボルト留めにより回動自在に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のアクスルをサイドレールに懸架するために用いられるサスペンションには、各種の形式を採用したものがあるが、それらのうちで複数枚のリーフスプリングを積層して成るリーフサスペンションは、構造が簡単でコストが安く済む上に強度が大きくて耐久性も高いという特徴を有しており、従来よりトラック等の車両に広く用いられている。
【０００３】
ただし、従来のリーフサスペンションにおいては、その乗心地が現状のエアサスペンションと比較して劣るものであることが否めず、リーフスプリングとエアスプリングとを併用することでコストを安価に抑えながら乗心地を向上し得るようにしたサスペンション装置の研究開発が進められている。
【０００４】
図６〜図８は従来におけるリーフスプリングとエアスプリングとを併用したサスペンション装置の一例を示すもので、図中１は車両前後方向に延びてシャシフレームの一部を成す左右一対のサイドレール、２は該サイドレール１に沿わせて車両前後方向に架設されたリーフスプリング、３は車幅方向に延在するアクスルを示し、該アクスル３はリーフスプリング２の長手方向中間部上面に対しＵボルト４を介して結合されている。
【０００５】
ここに図示している例では、前記リーフスプリング２の前半部分が二枚重ねの構造となっていて、その前端部が上向きに巻かれてアイ２ａとして形成され、該アイ２ａをサイドレール１側のフロントブラケット５に装備された水平ピン６に対し傾動自在に巻き掛けるようにしている。
【０００６】
他方、前記リーフスプリング２の後端部は、前端部側と同様に上向きに巻かれてアイ２ｂとして形成され、該アイ２ｂをサイドレール１側のリヤブラケット７に装備されたシャックル８の水平ピン９に対し傾動自在に巻き掛けるようにしており、リーフスプリング２が弓状に撓むことによる前後方向の伸び縮みが前記シャックル８の揺動で吸収されるようになっている。
【０００７】
また、リーフスプリング２によりＵボルト４を介してアクスル３が担持されている箇所には、車幅方向内側に向けて延在するサポートビーム１０も一緒にＵボルト４で結合されており、このサポートビーム１０における各サイドレール１よりも車幅方向内側に張り出した部分にエアスプリング１１が着座されていると共に、該各エアスプリング１１の頂部が両サイドレール１間に並列に架設された平板状の一対のクロスメンバ１２に対しボルト締結等で固定されている。
【０００８】
これら各クロスメンバ１２は、リーフスプリング２と同様の板ばね材料（或いはその近似材料：靭性を有する合金鋼）により構成したものとなっており、各サイドレール１に捻れが生じた場合にクロスメンバ１２側が柔軟に変形して該クロスメンバ１２の接合部に高応力が生じ難くなるようにしてある。
【０００９】
そして、このように各エアスプリング１１を左右のサイドレール１の直下から車幅方向内側へシフトした位置にオフセットしたレイアウトを採用すると、前記各エアスプリング１１をリーフスプリング２と干渉させずに十分な高さ（容量）を持たせて配置することが可能となる（図６参照）。
【００１０】
尚、このようにエアスプリング１１を車幅方向内側へのオフセット配置したサスペンション装置は、本出願人が知る限り国内での適用例が極めて少ないため、適当な先行技術文献を見つけられなかったが、本出願人は、上述した図６〜図８のサスペンション装置を未公開の特願２００３−４３４４１５号明細書として既に出願している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、以上に述べた如きリーフスプリング２とエアスプリング１１とを併用した従来のサスペンション装置においては、リーフスプリング２を全長に亘り薄板として低ばね定数化を図ることで乗心地を向上する一方、その前半部分を厚板のハーフスパンリーフ２’との二枚重ねとして剛性を高め、制動時にアクスル３に生じる軸回りの回転モーメントを抑え込めるようにしているため、剛性の高い前方側よりも剛性の低い後方側でコーナリング（旋回）時等における横変位が大きくなり、この前後の横変位差により車両直進方向に対するアクスル３の向きが変化してアクスルステアを生じ易くなり、操縦安定性に悪影響を及ぼす虞れがあった。
【００１２】
例えば、この種のサスペンション装置を車両のリヤ側に適用した場合、コーナリング時に遠心力に対し逆向きに路面側から車輪の接地部へ横荷重（反力）が作用すると、アクスル３全体が上面視で反旋回側を向くように傾斜し、これによりフロント側で決めた舵取り方向への旋回半径を減少するようなオーバーステアが生じてしまっていた。
【００１３】
斯かるリーフスプリング２の横変位への対策としては、アクスル３とサイドレール１側との間を横向きのラテラルロッドにより連結して前記アクスル３の横方向変位を強固に拘束することが考えられるが、この種の高強度を要する拘束機構の追加装備は、車両の大幅な重量増加を招いてしまう結果となる。
【００１４】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、リーフスプリングとエアスプリングとを併用した場合における操縦安定性を車両重量の増加を招くことなく向上することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、二枚重ねにした薄板リーフスプリングと厚板リーフスプリングを介してアクスルを車体側に懸架するようにしたサスペンション装置であって、薄板リーフスプリングと厚板リーフスプリングとをＵボルトによりアクスルに締結し、薄板リーフスプリングを車両前後方向に延ばして前後端部をサイドレールに枢着する一方、厚板リーフスプリングのＵボルトによる締結箇所より前方部分を車両前方へ延ばし且つその前端部を薄板リーフスプリングの前端部と一緒に枢着し、厚板リーフスプリングのＵボルトによる締結箇所より後方部分を車幅方向内側へ湾曲せしめ且つその後端部上面と車体側との間にエアスプリングを介装し、左右の厚板リーフスプリングの後端部同士をコンプライアンスビームを介してリンク連結したことを特徴とするものである。
【００１６】
而して、このようにすれば、各厚板リーフスプリングの前端部の枢着点と、コンプライアンスビームの両端部の連結点とを台形状に結ぶ仮想のリンク機構が構成されることになり、コーナリング時に遠心力に対し逆向きに路面側から車輪の接地部へ横荷重（反力）が作用した際に、反旋回側の厚板リーフスプリングの後端部が前端部を基点として車幅方向内側へ横変位する一方、旋回側の厚板リーフスプリングの後端部は前端部を基点として車幅方向外側へ横変位することになる。
【００１７】
この際、反旋回側の厚板リーフスプリングの後端部は車幅方向内側へ向かうにつれ車両前方側へ変位するのに対し、旋回側の厚板リーフスプリングの後端部は車幅方向外側へ向かうにつれ車両後方側へ変位するので、各厚板リーフスプリングの後端部同士を連結するコンプライアンスビームは、反旋回側の端部が車両前方へ先行し且つ旋回側の端部が車両後方へ後退した傾斜姿勢となる。
【００１８】
そして、このようにコンプライアンスビームが傾斜すると、反旋回側の厚板リーフスプリングが相対的に深い内向角で横変位し且つ旋回側の厚板リーフスプリングが相対的に浅い外向角で横変位して左右の厚板リーフスプリングに横変位の偏向差が生じるので、前述したコンプライアンスビームの傾斜原理と同様にして、相対的に深い内向角を成す反旋回側の厚板リーフスプリングに支持されたアクスルの支持点の方が旋回側の支持点よりも車両前方へ変位することになり、これによりアクスル全体が上面視で旋回側に向く方向へ傾斜する傾向を生じる。
【００１９】
この結果、前後の横変位差によりアクスル全体が上面視で反旋回側を向く方向へ傾斜しようとする傾向が打ち消され、コーナリング時におけるアクスルステアの発生が大幅に抑制されて操縦安定性が向上されることになる。
【００２０】
尚、左右の厚板リーフスプリングに生じた横変位の偏向差によりアクスルが傾斜するにあたっては、左右の厚板リーフスプリングにおける前後方向の撓み量の違いによりアクスルの傾斜が許容されるようになっていることと、各厚板リーフスプリングとアクスルとをＵボルトで束ねて締結したことで微小な相対回動が許容されるようになっていることが大きく寄与している。
【００２１】
また、左右の厚板リーフスプリングの後端部同士をコンプライアンスビームを介してリンク連結するにあたっては、左右の厚板リーフスプリングの後端部に対しコンプライアンスビームを一点ボルト留めにより回動自在に連結すれば良い。
【発明の効果】
【００２２】
上記した本発明のサスペンション装置によれば、ラテラルロッド等の拘束機構を追加装備してアクスルの横方向変位を強固に拘束しなくても、コーナリング時におけるアクスルステアの発生を大幅に抑制することができるので、リーフスプリングとエアスプリングとを併用した場合における操縦安定性を車両重量の増加を招くことなく向上できるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
図１〜図５は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図６〜図８と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、本発明と直接関連しないショックアブソーバや左右のサイドレール１間を連結するクロスメンバ等の図示、並びに、各図で要部を図示する上で邪魔になる部材の図示については、説明の便宜を図る観点から適宜に省略して図示しないようにしてある。
【００２５】
図１〜図３に示す如く、本形態例においては、全長に亘り薄板として低ばね定数化を図った薄板リーフスプリング１３がサイドレール１の直下に車両前後方向に向けて架設されており、その前端部が下向きに巻かれてアイ１３ａとして形成され、該アイ２ａをサイドレール１側のフロントブラケット５に装備された水平ピン６に対し傾動自在に巻き掛けるようにしている。
【００２６】
他方、前記薄板リーフスプリング１３の後端部は、前端部側と同様に上向きに巻かれてアイ１３ｂとして形成され、該アイ１３ｂをサイドレール１側のリヤブラケット７に装備されたシャックル８の水平ピン９に対し傾動自在に巻き掛けるようにしており、薄板リーフスプリング１３が弓状に撓むことによる前後方向の伸び縮みが前記シャックル８の揺動で吸収されるようになっている。
【００２７】
そして、この薄板リーフスプリング１３の前半部分の下側には、制動時におけるアクスル３の軸回りの回転モーメントを抑え込み得るよう板厚にして剛性を高めた厚板リーフスプリング１４が重ねられており、この厚板リーフスプリング１４と薄板リーフスプリング１３とがＵボルト４によりアクスル３に一緒に締結されている。
【００２８】
ここで、厚板リーフスプリング１４の前端部は上向きに巻かれてアイ１４ａとして形成され、該アイ２ａが薄板リーフスプリング１３の前端部のアイ１３ａと一緒にフロントブラケット５の水平ピン６に対し傾動自在に巻き掛けられている。
【００２９】
更に、厚板リーフスプリング１４の締結箇所より後方部分は車幅方向内側へ湾曲しており、その各サイドレール１よりも車幅方向内側に張り出した後端部上面にエアスプリング１１が着座されていると共に、該各エアスプリング１１の頂部が両サイドレール１間に並列に架設された平板状の一対のクロスメンバ１２に対しボルト締結等で固定されている。
【００３０】
また、左右の厚板リーフスプリング１４の後端部に対し、車幅方向に延びる平板状のコンプライアンスビーム１５がボルト１６による一点ボルト留めにより回動自在に連結されており、これによって、左右の厚板リーフスプリング１４の後端部同士がコンプライアンスビーム１５を介してリンク連結されるようにしてある。
【００３１】
このようにすれば、図４に模式的に示すように、各厚板リーフスプリング１４の前端部の枢着点ＰR1，ＰL1と、コンプライアンスビーム１５の両端部の連結点ＰR2，ＰL2とを台形状に結ぶ仮想のリンク機構（図４中の実線部を参照）が構成されることになり、例えば、右方向へのコーナリング時に遠心力に対し逆向きに路面側から車輪の接地部へ横荷重（反力）が作用した場合、図５に示す如く、反旋回側の厚板リーフスプリング１４における後端部の連結点ＰL2が前端部の枢着点ＰL1を基点として車幅方向内側へ横変位する一方、旋回側の厚板リーフスプリング１４における後端部の連結点ＰR2は前端部の枢着点ＰR1を基点として車幅方向外側へ横変位することになる。
【００３２】
この際、反旋回側の厚板リーフスプリング１４における後端部の連結点ＰL2は車幅方向内側へ向かうにつれ車両前方側へ変位するのに対し、旋回側の厚板リーフスプリング１４における後端部の連結点ＰR2は車幅方向外側へ向かうにつれ車両後方側へ変位するので、各厚板リーフスプリング１４の後端部同士を前記連結点ＰR2，ＰL2を介して連結しているコンプライアンスビーム１５は、反旋回側の端部が車両前方へ先行し且つ旋回側の端部が車両後方へ後退した傾斜姿勢となる。
【００３３】
そして、このようにコンプライアンスビーム１５が傾斜すると、反旋回側の厚板リーフスプリング１４が相対的に深い内向角（車両前後方向に対する車幅方向内側へ向かう傾斜角度）で横変位し且つ旋回側の厚板リーフスプリング１４が相対的に浅い外向角（車両前後方向に対する車幅方向外側へ向かう傾斜角度）で横変位して左右の厚板リーフスプリング１４に横変位の偏向差が生じるので、前述したコンプライアンスビーム１５の傾斜原理と同様にして、アクスル３全体が上面視で旋回側に向く方向へ傾斜する傾向を生じることになる。
【００３４】
即ち、相対的に深い内向角を成す反旋回側の厚板リーフスプリング１４に支持されたアクスル３の支持点の方が旋回側の支持点よりも車両前方へ変位することになるので、アクスル３全体が上面視で旋回側に向く方向へ傾斜する傾向を生じ、前後の横変位差によりアクスル３全体が上面視で反旋回側を向く方向へ傾斜しようとする傾向が打ち消され、コーナリング時におけるアクスルステアの発生が大幅に抑制されて操縦安定性が向上されることになる。
【００３５】
より具体的に述べると、この種のサスペンション装置を車両のリヤ側に適用した場合、左右の厚板リーフスプリング１４の後端部同士がコンプライアンスビーム１５によりリンク連結されていなければ、コーナリング時にアクスル３全体が上面視で反旋回側を向くように傾斜し、これによりフロント側で決めた舵取り方向への旋回半径を減少するようなオーバーステアが生じてしまうが、本形態例に示す如く、左右の厚板リーフスプリング１４の後端部同士がコンプライアンスビーム１５によりリンク連結されていれば、コーナリング時にアクスル３全体が上面視で旋回側を向くように傾斜し、これによりフロント側で決めた舵取り方向への旋回半径を増加するようなアンダーステアが生じるので、このアンダーステアにより前記オーバーステアが打ち消されることになる。
【００３６】
これを図４及び図５にモデル化して説明すると、枢着点ＰR1，ＰL1と連結点ＰR2，ＰL2とを台形状に結ぶ仮想のリンク機構では、図４の状態から図５の状態へ横変位すると、枢着点ＰL1と連結点ＰL2とを結ぶリンクＡが相対的に大きな内向角を持つのに対し、枢着点ＰR1と連結点ＰR2とを結ぶリンクＢは相対的に小さな内向角を持つことになるが、この際、図４でリンクＡ，Ｂとアクスル３の中心線とが交差する位置に仮想の支持点ＰR3，ＰL3を想定すると、これらの支持点ＰR3，ＰL3は、図５のように横変位が生じた場合に、前述したコンプライアンスビーム１５の場合と同様に、反旋回側の支持点ＰL3が車両前方へ先行し且つ旋回側の支持点ＰR3が車両後方へ後退する結果、アクスル３全体が上面視で旋回側に向く方向へ傾斜することになる。
【００３７】
ここで、実際のアクスル３の支持点は左右の厚板リーフスプリング１４上に配置されるわけであるが、アクスル３全体が上面視で旋回側に向く方向へ傾斜する原理は図４及び図５にモデル化したものと実質的に同様である。
【００３８】
ただし、左右の厚板リーフスプリング１４に生じた横変位の偏向差によりアクスル３が傾斜するにあたっては、左右の厚板リーフスプリング１４における前後方向の撓み量の違いによりアクスル３の傾斜が許容されるようになっていることと、各厚板リーフスプリング１４とアクスル３とをＵボルトで束ねて締結したことで微小な相対回動が許容されるようになっていることが大きく寄与している。
【００３９】
従って、上記形態例によれば、ラテラルロッド等の拘束機構を追加装備してアクスル３の横方向変位を強固に拘束しなくても、コーナリング時におけるアクスルステアの発生を大幅に抑制することができるので、リーフスプリングとエアスプリングとを併用した場合における操縦安定性を車両重量の増加を招くことなく向上することができる。
【００４０】
尚、本発明のサスペンション装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ方向の矢視図である。
【図４】図３の仮想のリンク機構について説明する模式図である。
【図５】図４の仮想のリンク機構が横変位した状態を示す模式図である。
【図６】従来例を示す側面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向の矢視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向の矢視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  サイドレール
３  アクスル
４  Ｕボルト
１１  エアスプリング
１２  クロスメンバ
１３  薄板リーフスプリング
１４  厚板リーフスプリング
１５  コンプライアンスビーム
１６  ボルト
【図１】
2006151143.tif 000003
【図２】
2006151143.tif 000004
【図３】
2006151143.tif 000005
【図４】
2006151143.tif 000006
【図５】
2006151143.tif 000007
【図６】
2006151143.tif 000008
【図７】
2006151143.tif 000009
【図８】
2006151143.tif 000010