(57)【要約】【課題】車両前後方向の衝撃力を吸収する機能を有するとともに、吸収した後の他の車載機器へのきめ細かい配慮を実現することができるサスペンション装置を提供すること。【解決手段】本発明によるサスペンション装置１は、車輪を回転自在に支持する支持手段と、支持手段をシャシを構成する車両前後方向部材９に対して揺動自在に連結する連結手段２と、連結手段２に接合されて車両前方に延びる第一捩り弾性手段５と、第一捩り弾性手段５の車両前方端部に接合されて車両後方に延びて車両前後方向部材９に接合される第二捩り弾性手段６とを備えるとともに、第二捩り弾性手段６が第一捩り弾性手段５を外包する形態を有して、第二捩り弾性手段６の車両前方端部とシャシの車両前方端部を構成する車幅方向部材１８とを結合する結合部材７を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2009248880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を回転自在に支持する支持手段と、前記支持手段をシャシを構成する車両前後方向部材に対して揺動自在に連結する連結手段と、前記連結手段に接合されて車両前方に延びる第一捩り弾性手段と、前記第一捩り弾性手段の車両前方端部に接合されて車両後方に延びて前記車両前後方向部材に接合される第二捩り弾性手段とを備えるとともに、前記第二捩り弾性手段が前記第一捩り弾性手段を外包する形態を有して、前記第二捩り弾性手段の車両前方端部と前記シャシの車両前方端部を構成する車幅方向部材とを結合する結合部材を備えることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
前記第二捩り弾性手段の所定箇所における車両前後方向の圧縮強度を、前記所定箇所以外の前記車両前後方向の圧縮強度よりも小さくす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。
【請求項３】
前記所定箇所における前記車両前後方向の圧縮強度を、前記第一捩り弾性手段の前記車両前後方向の圧縮強度よりも小さくすることを特徴とする請求項２に記載のサスペンション装置。
【請求項４】
前記結合部材の前記車両前後方向を中心とする捩り弾性を前記車両前後方向の圧縮剛性よりも小さくすることを特徴とする請求項３に記載のサスペンション装置。
【請求項５】
前記結合部材の前記第二捩り弾性手段との接合箇所を前記車両前後方向に複数設けることを特徴とする請求項４に記載のサスペンション装置。
【請求項６】
前記結合部材の前記車両前後方向に垂直な断面形状をコの字形状とすることを特徴とする請求項５に記載のサスペンション装置。
【請求項７】
前記連結手段が、前記車両前後方向部材に対して二箇所の連結点において連結され、前記第一捩り弾性手段の車両後方端部が、前記支持手段の車両後方側の連結点を構成する部分に接合されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のサスペンション装置。
【請求項８】
前記連結手段の車両前方側の連結点を構成する部分が前記車両前後方向を軸とする中空円筒部を有し、前記中空円筒部に前記第一捩り弾性手段が挿通されることを特徴とする請求項７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、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適なサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において適用されるサスペンション装置において、車輪を回転自在に支持するナックルが、アーム又はリンクを介してシャシ側に連結され、ナックル又はアーム又はリンクがショックアブソーバとスプリングを介してボデー側に連結されると共に、ステアリング機構を構成するタイロッドが、ナックルアームを介してナックル又はショックアブソーバのストラットアウタシェルに連結される構造が採用されている。
【０００３】
このようなサスペンション装置においては、サスペンション装置の上下方向寸法を小さくしてボデー側のショックアブソーバを連結する部分であるサスタワーの高さを低くして、車両のフードとサスタワーとの上下方向隙間を十分に確保することが、主に歩行者保護の要請の観点から好ましい。
【０００４】
このことを目的として、例えば特許文献１に記載されているように、渦巻き状のスプリングに換えて、トーションバースプリングを用いて、アーム又はリンクとシャシ側とが連結されている。これにより、車輪のバウンド及びリバウンドに伴い発生する、アーム又はリンクとシャシ側との相対変位に基づいて、トーションバースプリングに捩り弾性力を発生させて、この捩り弾性力により、路面の凹凸に対して車輪の接地性を確保している。
【０００５】
この特許文献１に記載されているサスペンション装置においては、アーム又はリンクとシャシ側との相対変位に基づいて、トーションバースプリングに捩り弾性力を発生するためには、トーションバースプリングを車両前後方向に延在させることが必要であることを利用して、このトーションバースプリングに車両前後方向の衝撃力を支持し吸収させることが提案されている。
【０００６】
このような特許文献１に記載のトーションバースプリングにおいては、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時に車両前後方向に作用する衝撃力がある閾値を超えた場合において、意図的に車両の車室内空間以外の部分、特にはフード及びフードの下側に位置するシャシとともに車両前後方向に圧縮されて潰れるすなわち圧潰させることにより衝撃力を吸収して、車室内空間を確保して車室内空間の乗員を保護することが要求される。
【特許文献１】特開平１１−２４５６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述した特許文献１に記載のサスペンション装置のトーションバースプリングにおいては、車両前後方向に作用する荷重がある閾値を超えた場合に、トーションバースプリングの車両前後方向のどの部分を圧潰させるかを予め制御して、圧潰させた後のトーションバースプリングを、車輪を構成するタイヤや、ショックアブソーバ又は他の車載機器に干渉させないようにすることが困難であり、車両前後方向の衝撃力を吸収する機能を発揮した後の他の車載機器へのきめ細かい配慮が実現できていないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑み、車両前後方向の衝撃力を吸収する機能を有するとともに、吸収した後の他の車載機器へのきめ細かい配慮を実現することができるサスペンション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の問題を解決するため、本発明によるサスペンション装置は、
車輪を回転自在に支持する支持手段と、前記支持手段をシャシを構成する車両前後方向部材に対して揺動自在に連結する連結手段と、前記連結手段に接合されて車両前方に延びる第一捩り弾性手段と、前記第一捩り弾性手段の車両前方端部に接合されて車両後方に延びて前記車両前後方向部材に接合される第二捩り弾性手段とを備えるとともに、前記第二捩り弾性手段が前記第一捩り弾性手段を外包する形態を有して、前記第二捩り弾性手段の車両前方端部と前記シャシの車両前方端部を構成する車幅方向部材とを結合する結合部材を備えることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記サスペンション装置は、ダブルウィッシュボーン式、マルチリンク式、ストラット式、トレーリングアーム式のいずれであってもよく、例えばダブルウィッシュボーン式であれば、アッパーアーム及びロアアームのうち前記車輪と路面との接触面に近いロアアームが前記連結手段に該当する。なお、ロアアームはＡアーム、Ｔアーム、Ｌアームのいずれであっても良い。また、前記サスペンション装置が、ストラット式であればアームが前記連結手段に該当し、マルチリンク式であれば、前記車輪と路面との接触面に近い一又は複数のリンクが前記連結手段に該当する。
【００１１】
なお前記車輪とは、タイヤとホイールを組み合わせたものを指し、前記支持手段とは前記車輪を回転自在に支持するナックルを指す。また、前記第一捩り弾性手段は、トーションバースプリングに該当し、前記第二捩り弾性手段は円筒形状のリアクションスプリングに該当する。
【００１２】
また、前記サスペンション装置はフロント側であることが前提であるので、前記車両前後方向部材はいわゆるフロントサイドメンバが該当し、前記車幅方向部材は典型的にはラジエータサポートが該当する。さらに、前記車幅方向部材は前記第一捩り弾性手段及び前記第二捩り弾性手段の車両前方端部よりも車両前方に位置するため、前記結合部材は車両前後方向に延びるコネクティングプレートにより構成される。
【００１３】
ここで、前記サスペンション装置において、
前記第二捩り弾性手段の所定箇所における車両前後方向の圧縮強度を、前記所定箇所以外の前記車両前後方向の圧縮強度よりも小さくすることが好ましい。
【００１４】
これによれば、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時において、前記車幅方向部材から前記結合部材を介して前記第二捩り弾性手段に作用する車両前後方向の衝撃力がある閾値を超えた場合において、前記第二捩り弾性手段の車両前後方向の前記所定箇所において、意図的に圧潰させることができる。
【００１５】
さらに、前記サスペンション装置において、
前記所定箇所における前記車両前後方向の圧縮強度を、前記第一捩り弾性手段の前記車両前後方向の圧縮強度よりも小さくすることが好ましい。
【００１６】
これによれば、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時において、前記車幅方向部材から前記結合部材を介して前記第二捩り弾性手段に作用する車両前後方向の衝撃力がある閾値を超えた場合において、前記第二捩り弾性手段の前記所定箇所を、前記第一捩り弾性手段よりも先に圧潰させることができる。
【００１７】
これに伴って、先に圧潰されて変形された前記第二捩り弾性手段を前記第一捩り弾性手段に干渉させることにより、前記第一捩り弾性手段を屈曲させることができる。これにより、前記衝突がさらに進行した後、前記第一捩り弾性手段の車両前方端部と前記車幅方向部材との前記車両前後方向隙間がなくなって、前記第一捩り弾性手段に前記車幅方向部材から前記車両前後方向の衝撃力が直接的に伝達されて、前記衝撃力により前記第一捩り弾性手段が前記屈曲された位置においてより大きく屈曲されて、前記第一捩り弾性手段により前記衝撃力を吸収することができる。
【００１８】
つまり、前記車両前後方向の衝撃力により、まず前記第二捩り弾性手段を圧潰させ、次に前記第一捩り弾性手段を屈曲させることにより、前記衝撃力をより効果的に吸収して車室内空間を確保して乗員を保護することができる。このような構成のサスペンション装置において、前記第二捩り弾性手段の所定箇所と所定箇所における強度を適宜設定することにより、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時において、前記車幅方向部材から前記結合部材を介して前記第二捩り弾性手段に作用する車両前後方向の衝撃力がある閾値を超えた場合において、前記衝撃力に対するエネルギー吸収量及び変形モードを所望の値とすることができる。これにより前記車両前後方向部材のエネルギー吸収量と合わせて車両全体のエネルギー吸収量を高めることができる。
【００１９】
これとともに、前記第二捩り弾性手段を予め設定することが可能な前記所定箇所にて圧潰させて、前記第一捩り弾性手段についても前記所定箇所近傍において屈曲させることができるので、圧潰された後の前記第二捩り弾性手段及び屈曲された後の前記第一捩り弾性手段が、前記車輪を構成するタイヤや前記サスペンション装置を構成するショックアブソーバ、その他の車載機器に干渉することを、前記所定箇所を適宜予め設定することにより回避することができる。これにより、前記第二捩り弾性手段及び前記第一捩り弾性手段により前記衝撃力を吸収した後においても、他の車載機器へのきめ細かい配慮を実現することができる。
【００２０】
さらに、前記第一捩り弾性手段と前記第二捩り弾性手段をともに二本のトーションバースプリングとして、それらをギヤにより連結することにより構成することに比べて、前記第二捩り弾性手段を前記第一捩り弾性手段を外包する形態とすることにより、前記第二捩り弾性手段を前記第一捩り弾性手段より先に前記衝撃力により圧潰させることを、容易に実現することができる。
【００２１】
ここで、前記サスペンション装置において、
前記結合部材の前記車両前後方向を中心とする捩り弾性を前記車両前後方向の圧縮剛性よりも小さくすることが好ましい。
【００２２】
これによれば、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時において、前記結合部材の前記車両前後方向の圧縮剛性を高くすることができるので、前記車幅方向部材から前記結合部材を介して前記第二捩り弾性手段に車両前後方向の衝撃力をより効率的に伝達することができる。
【００２３】
これとともに、前記衝突初期においては前記第一捩り弾性手段の車両前方端部と前記車幅方向部材との前記車両前後方向隙間を確保して、前記第一捩り弾性手段には前記車両前後方向の衝撃力を伝達させないことにより、前記第二捩り弾性手段を前記第一捩り弾性手段よりも先に圧潰させることをより確実なものとすることができる。
【００２４】
さらに、前記結合部材の捩り弾性を小さくすることができるので、前記結合部材により前記第二捩り弾性手段の車両前方端部を前記車幅方向部材に結合することにより、前記連結手段が前記シャシに対して揺動することにより、前記第一捩り弾性手段及び前記第二捩り弾性手段が発生する捩り弾性力と前記揺動の関係、すなわちバネ定数に前記結合部材が影響を及ぼすことをなるべく回避することができる。
【００２５】
ここで、前記サスペンション装置において、
前記結合部材の前記第二捩り弾性手段との接合箇所を前記車両前後方向に複数設けることが好ましい。
【００２６】
これによれば、前記結合部材を前記第二捩り弾性手段に接合するにあたり、前記結合部材が前記第二捩り弾性手段の周方向の捩り変位を拘束してしまうことを極力回避することができるので、これによっても、前記連結手段が前記シャシに対して揺動することにより、前記第一捩り弾性手段及び前記第二捩り弾性手段が発生する捩り弾性力と前記揺動の関係、すなわちバネ定数に前記結合部材が影響を及ぼすことをなるべく回避することができる。
【００２７】
なお、前記サスペンション装置において、前記結合部材の前記車両前後方向を中心とする捩り弾性を前記車両前後方向の圧縮剛性よりも小さくする具体的手段としては、
前記結合部材の前記車両前後方向に垂直な断面形状をコの字形状とすることの他、前記結合部材を平板状として車幅方向中央に前記車両前後方向に延びるリブを設けてもよく、適宜な形状を選択することができる。
【００２８】
さらに、前記サスペンション装置を実現する具体的形態として、
前記連結手段が、前記車両前後方向部材に対して二箇所の連結点において連結され、前記第一捩り弾性手段の車両後方端部が、前記支持手段の車両後方側の連結点を構成する部分に接合されることとしてもよい。
【００２９】
また、この場合において、
前記連結手段の車両前方側の連結点を構成する部分が前記車両前後方向を軸とする中空円筒部を有し、前記中空円筒部に前記第一捩り弾性手段が挿通されることが好ましい。
【００３０】
これによれば、前記第一捩り弾性手段が車両前方に、前記連結手段に対して突出する長さを、前記連結手段における前記二箇所の連結点の間隔長だけ短くすることができるので、前記サスペンション装置の車両前後方向における寸法をなるべく小さなものとすることができる。これにより、前記第一捩り弾性手段を設けることにより、車両の車室内空間やエンジンコンパートメントスペースが制限を受けることを防止することができる。
【００３１】
さらに、前記二箇所の連結点を周知のブッシュにより構成した場合に、二箇所のブッシュの中心軸線を合致させて、前記連結手段の前記車両前後方向部材に対する揺動をよりスムーズなものとすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、車両前後方向の衝撃力を吸収する機能を有するとともに、吸収した後の他の車載機器へのきめ細かい配慮を実現することができるサスペンション装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００３４】
図１は、本発明に係るサスペンション装置の一実施形態を示す模式図である。
【００３５】
図１に示すように、本実施例のサスペンション装置１は、ダブルウィッシュボーン式であって、図示しないナックルと、図示しないショックアブソーバと、ロアアーム２と、ブッシュ３と、ブッシュ４と、トーションバースプリング５と、リアクションスプリング６と、コネクティングプレート７を備えて構成される。なお、図１中Ｆが車両前方を示し、Ｌが車幅方向外側すなわち車両左方を指す。
【００３６】
ここで、ナックルは図示しないタイヤ及びホイールを回転自在に支持するものであり、その下端部が、ボールジョイントＢ／Ｊを介してロアアーム２の車幅方向外側端部に連結される。
【００３７】
さらに、ロアアーム２は、車幅方向に延在して、車幅方向内側が二股状に分岐するように形成されるいわゆるＡアームにより構成される。加えて、ロアアーム２の車幅方向外側端部つまりはＡアームの頂点側がナックルの下端部に対してボールジョイントＢ／Ｊを介して連結される。
【００３８】
これに加えて、ロアアーム２の車幅方向内側つまりはＡアームの頂点の反対側の二箇所の連結点のうち、車両前方側の連結点が、ブッシュ３を介してサスペンションメンバ８に揺動自在に連結されるとともに、車両後方側の連結点が、ブッシュ４を介してサスペンションメンバ８に揺動自在に連結される。さらに、サスペンションメンバ８はフロントサイドメンバ９に接合されて、これにより、ナックルとフロントサイドメンバ９とがロアアーム２を介して連結される。
【００３９】
さらに、ロアアーム２の車両前方側の連結点においては、外円筒部２ａが形成されており、外円筒部２ａの内周側には内円筒部２ｂが同軸に配置されて、外円筒部２ａと内円筒部２ｂとの円環柱状の径方向隙間にはラバーゴム等の弾性部材が充填されてブッシュ３が構成され、内円筒部２ｂの内周面には雌ネジが形成されている。
【００４０】
サスペンションメンバ８に剛に結合されたロアアームブラケット１０に形成された車両前後方向を中心とする穴部１０ａの内周面には、内円筒部２ｂの雌ネジと同寸法の雌ネジが形成され、中空ボルトナット１１の雄ネジを車両前方から、穴部１０ａの雌ネジ及び内円筒部２ｂの雌ネジに螺合して、中空ボルトナット１１の車両後方側にナット１２を螺合することにより、ロアアーム２の内円筒部２ｂはロアアームブラケット１０に連結される。
【００４１】
さらに、ロアアーム２の車両後方側の連結点においては、外円筒部２ｃが形成されており、外円筒部２ｃの内周側には内円筒部２ｄが同軸に配置されて、外円筒部２ｃと内円筒部２ｄとの円環柱状の径方向隙間にはラバーゴム等の弾性部材が充填されてブッシュ４が構成され、内円筒部２ｄの内周面には雌ネジが形成されている。
【００４２】
サスペンションメンバ８に剛に結合されたロアアームブラケット１３には車両前後方向を中心とする穴部１３ａが形成され、内円筒部２ｂの雌ネジに螺合する雄ネジを有するブッシュボルト１４が、穴部１３ａの車両後方から挿通されて、内円筒部２ｄの雌ネジにブッシュボルト１４の雄ネジが螺合されることにより、ロアアーム２の内円筒部２ｄはロアアームブラケット１３に連結される。
【００４３】
なお、ロアアームブラケット１０の穴部１０ａと、ロアアームブラケット１３の穴部１３ａは同軸に配置され、これにより、ロアアーム２の外円筒部２ａと外円筒部２ｃとは同軸を中心にサスペンションメンバ８ひいてはフロントサイドメンバ９に対して揺動自在に連結される。
【００４４】
また、ロアアーム２の外円筒部２ｃの車両前方側端部には、車両後方側に開口する浅い有底円筒形状の留め金１５が嵌合されており、留め金１５の中心軸線近傍には雌側のセレーションが形成され、この雌側のセレーションに嵌合可能な雄側のセレーションをトーションバースプリング５の車両後方端部に形成し、トーションバースプリング５を中空ボルトナット１１の車両前方から挿通して、トーションバースプリング５の雄側のセレーションを留め金１５に嵌合することにより、ロアアーム２とトーションバースプリング５とが接合される。
【００４５】
リアクションスプリング６は、トーションバースプリング５を外包する形態をなして同軸に配置される有底円筒形状をなし、リアクションスプリング６の前方端部の有底部６ａには雌側のセレーションが形成され、この雌側のセレーションに嵌合可能な雄側のセレーションをトーションバースプリング５の車両前方端部に形成し、トーションバースプリング５の雄側のセレーションをリアクションスプリング６の前方端部の雌側のセレーションに嵌合することにより、リアクションスプリング６とトーションバースプリング５とが接合される。
【００４６】
さらに、リアクションスプリング６の車両後方側端部には径方向外側に突出する鍔部６ｂが形成されており、鍔部６ｂはロアアームブラケット１０の車両前方端面に当接されて、鍔部６ｂ及びロアアームブラケット１０の双方を貫通する周上等間隔に数カ所設けられた穴部にリアクションスプリングボルト１６を車両前方から挿通して、ナット１７をリアクションスプリングボルト１６の車両後方から螺合することにより、リアクションスプリング６の車両後方側端部の鍔部６ｂはロアアームブラケット１０に接合される。
【００４７】
さらに、ショックアブソーバは、そのロッドの上端部が図示しないアッパサポートを介して車体側に連結され、そのストラットアウタシェルの下端部がロアアーム２のナックル付近の上端面に連結されて、タイヤ及びホイールからナックルを介して伝達される路面からの振動によって、ナックルが振動し続けることをその減衰力により防止する減衰作用を有する。
【００４８】
これに加えて、トーションバースプリング５及びリアクションスプリング６は、タイヤ及びホイールのバウンドリバウンドに伴う、ロアアーム２の揺動により発生する捩り弾性力により、タイヤ及びホイールからナックルを介して車体側に伝達される振動を低減する緩衝作用を有するとともに、タイヤの路面に対する接触を確保する。
【００４９】
なお上述したところにおいて、タイヤ及びホイールは車輪に該当し、ナックルは車輪を回転自在に支持する支持手段を構成する。また、トーションバースプリング５は、第一捩り弾性手段に該当し、リアクションスプリング６は第二捩り弾性手段に該当する。さらに、コネクティングプレート７は結合部材を構成する。また、フロントサイドメンバ９は、シャシを構成する車両前後方向部材に該当し、ラジエータサポート１８は、シャシを構成する車幅方向部材に該当する。
【００５０】
さらに、リアクションスプリング６の車両前方端部はコネクティングプレート７により、ラジエータサポート１８に結合される。以下コネクティングプレート７の詳細な形態と、リアクションスプリング６に対する接合態様の詳細について図を用いて説明する。
【００５１】
図２は、図１に示した本発明に係わるサスペンション装置のＡＡ断面を示す模式断面図であり、図３は、図１に示した本発明に係わるサスペンション装置のＢＢ断面を示す模式断面図である。さらに、図４は、図１に示した本発明に係わるサスペンション装置のＣＣ断面を示す模式断面図である。
【００５２】
図２に示すように、コネクティングプレート７の車両前後方向に垂直な断面形状を上方に開口するコの字形状とする。これにより、コネクティングプレート７の車両前後方向を中心とする捩り弾性を車両前後方向の圧縮剛性よりも小さくしている。
【００５３】
さらに、図３及び図４に示すように、コネクティングプレート７のリアクションスプリング６との接合箇所を車両前後方向に複数ここでは二個設けて、それぞれの接合箇所において、コネクティングプレート７の上面を、リアクションスプリング６の下面に設けた平面部に当接させて、平面部に予め穿設した二個の穴部にコネクティングプレートボルト１９を挿通して、コネクティングプレートボルト１９に対してナット２０を螺合する。また、リアクションスプリング６の車両前方側部は、ラジエータサポート１８にラジエータサポートボルト２１により締結されて接合される。
【００５４】
さらに、図４に示すように、リアクションスプリング６の所定箇所における車両前後方向の圧縮強度を、所定箇所以外の車両前後方向の圧縮強度よりも小さくする。具体的には図４に示すように円筒形状のリアクションスプリング６の外周面に形状ここでは径方向寸法が急変する周方向に延びる溝状の急変形状部分２２を設ける。
【００５５】
さらに、急変形状部分２２における車両前後方向の圧縮強度を、トーションバースプリング５の車両前後方向の圧縮強度よりも小さくするように、トーションバースプリング５の外形寸法及び材質、リアクションスプリング６の外形寸法及び材質を適宜選択する。
【００５６】
なお、上述したサスペンション装置１のコネクティングプレート７とラジエータサポート１８と、サスペンションメンバ８及びフロントサイドメンバ９との相互位置関係について図を用いて説明する。図５は本発明に係わるサスペンション装置が適用される車両のシャシを含む構造を示す模式斜視図である。
【００５７】
図５に示すように、フロントサイドメンバ９は車両前後方向に車幅方向の中心に対して左右一対設けられており、フロントサイドメンバ９の車両前方端部にはフロントバンパーリインフォース２３が接合され、フロントサイドメンバ９のフロントバンパーリインフォース２３より車両後方に位置する部分において、ロの字状を有するラジエータサポート１８が接合されている。
【００５８】
ラジエータサポート１８の下辺部は、フロントサイドメンバ９よりも下方にオフセットして位置されており、ラジエータサポート１８の可変部の前方にはサブフロントバンパーリインフォース２４が接合されている。ここではサスペンション装置１及びそれを構成する個々の要素の図示は省略しているが、リアクションチューブ６とラジエータサポート１８の下辺部を結合するコネクティングプレート７は図５に示すように車両前後方向に延在されて設けられる。
【００５９】
フロントサイドメンバ９の車幅方向外側にはホイールハウス２５が形成され、ホイールハウス２５にはサスペンション装置１を構成するショックアブソーバが連結されるサスタワー２６が形成される。
【００６０】
以上述べた本実施例のサスペンション装置１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時において、ラジエータサポート１８からコネクティングプレート７を介してリアクションスプリング６に作用する車両前後方向の衝撃力がある閾値を超えた場合において、リアクションスプリング６の車両前後方向の所定箇所つまりは形状急変部２２において、意図的に圧潰させることができる。
【００６１】
これとともに、所定箇所すなわち形状急変部２２における車両前後方向の圧縮強度を、トーションバースプリング５の車両前後方向の圧縮強度よりも小さくすることにより、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時において、ラジエータサポート１８からコネクティングプレート７を介してリアクションスプリング６に作用する車両前後方向の衝撃力がある閾値を超えた場合において、リアクションスプリング６の形状急変部２２を、トーションバースプリング５よりも先に圧潰させることができる。
【００６２】
これらのことにより、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時の初期段階から終了段階にかけて、先に圧潰されて変形されたリアクションスプリング６をトーションバースプリング５に干渉させることができる。これにより、トーションバースプリング５をリアクションスプリング６の干渉力に基づいて屈曲させることができる。
【００６３】
これにより、衝突が初期段階から終了段階に向けてさらに進行した後、トーションバースプリング５の車両前方端部と、ラジエータサポート１８との、図４に示す車両前後方向隙間すなわちストロークＡがなくなって、トーションバースプリング５にラジエータサポート１８から車両前後方向の衝撃力が直接的に伝達されて、衝撃力によりトーションバースプリング５が屈曲された位置においてより大きく屈曲されて、この屈曲に要するエネルギーによりトーションバースプリング５が衝撃力を吸収することができる。
【００６４】
つまり、車両前後方向の衝撃力により、まずリアクションスプリング６を圧潰させ、次にトーションバースプリング５を屈曲させることにより、衝撃力をより効果的に吸収して車室内空間を確保して乗員を保護することができる。
【００６５】
このような構成のサスペンション装置１において、リアクションスプリング６の形状急変部２２と形状急変部２２における強度を適宜設定することにより、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時において、ラジエータサポート１８からコネクティングプレート７を介してリアクションチューブ６に作用する車両前後方向の衝撃力がある閾値を超えた場合において、衝撃力に対するエネルギー吸収量及び変形モードを所望の値とすることができる。
【００６６】
すなわち、フロントサイドメンバ９のエネルギー吸収量とリアクションチューブ６及びトーションバースプリング５のエネルギー吸収量とを合計した値が車両全体のエネルギー吸収量となるので、車両全体のエネルギー吸収量を高めることができる。
【００６７】
これとともに、リアクションスプリング６を予め設定することが可能な所定箇所つまりは形状急変部２２にて圧潰させて、トーションバースプリング５についてもリアクションスプリング６の形状急変部２２すなわち所定箇所近傍において屈曲させることができるので、圧潰された後のリアクションスプリング６及び屈曲された後のトーションバースプリング５が、車輪を構成するタイヤやサスペンション装置１を構成するショックアブソーバ、その他の車載機器に干渉することを回避することができる。
【００６８】
これにより、リアクションスプリング６及びトーションバースプリング５により衝撃力を吸収した後においても、他の車載機器へのリアクションスプリング６及びトーションバースプリング５が干渉することを防止して、他の車載機器へのきめ細かい配慮を実現することができる。
【００６９】
また、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時の初期段階から終了段階にかけて、トーションバースプリング５及びリアクションスプリング６の変形モードを所望する順序及び態様となるように、形状急変部２２を適宜変更することにより、変形モードの設計自由度を高めることができる。
【００７０】
さらに、フロントサイドメンバ９の車両前方にフロントバンパーリインフォース２３を、コネクティングプレート７の車両前方にサブフロントバンパーリインフォース２４をそれぞれ設けることにより、フロントバンパーリインフォース２３により主に衝突対象が建物や車両であった場合の衝撃力をフロントサイドメンバ９に伝達し、衝突対象が歩行者であった場合には衝撃力をサブフロントバンパーリインフォース２４に伝達して、歩行者が衝突対象であった場合に、歩行者の膝から下を適宜跳ね上げて、歩行者を保護する性能を高めることができる。
【００７１】
加えて、フロントバンパーリインフォース２３とサブフロントバンパーリインフォース２４を上下にオフセットさせて設けることにより、歩行者に接触する面積を大きくして、歩行者に与える衝撃を小さくすることができる。
【００７２】
さらに、このようなサスペンション装置１においては、コイルスプリングの使用を回避することができるので、サスペンション装置１の上下方向寸法を小さくしてボデー側のショックアブソーバを連結する部分であるサスタワー２６の高さを低くして、車両の図示しないフードとサスタワー２６との上下方向隙間を十分に確保することができ、歩行者保護性能を高めることができる。
【００７３】
また、通常のコイルスプリングは、通常は車両の右側と左側とにおいて、円柱状の鋼材を同一方向に巻回して構成される形態を有しており、車両の左右のサスペンション装置が同相でバウンド、リバウンドした場合、つまり、ノーズダイブやテールリフトによるものである場合には、コイルスプリングのバウンドリバウンドに伴う反力の車幅方向の分力は、左側と右側とでキャンセルできず車両流れの原因となるという問題が生じる。
【００７４】
このため、この問題を解消するためには、右側と左側とで巻回方向が逆のコイルスプリングを使用する必要が生じてコストアップを招く要因となっていたが、コイルスプリングを廃して、トーションバースプリング５及びリアクションスプリング６を用いることにより、このようなコストアップの問題を回避することができる。
【００７５】
さらに、コイルスプリングを廃することにより、サスタワー２６の大きさを小さくすることができ、通常サスタワーが構成されるホイールハウス２５において、サスタワー２６を設置することによる剛性低下を招くことをも防止することができる。
【００７６】
なお、リアクションスプリング６に換えて、第二捩り弾性手段を中実形状のものとして、第一捩り弾性手段と第二捩り弾性手段をともに二本のトーションバースプリングとして、それらをギヤにより連結することにより構成することも考えられるが、第二捩り弾性手段を第一捩り弾性手段を外包する円筒形状の形態とするリアクションスプリング６とすることにより、以下のような作用効果が得られる。
【００７７】
すなわち、第二捩り弾性手段を中実形状のトーションバースプリングとすると、中実形状のトーションバースプリングにおいては、図４に示したような形状急変部２２を設けようとすると、トーションバースプリングの軸線方向の一部の外径を小さくする必要があり、ロアアーム２の揺動に伴う捩り弾性力を、サスペンション装置１に求められるスペックに応じたものとするためには、外径を小さくした部分で必要な捩り弾性力を発生させる必要が生じる。
【００７８】
つまり、トーションバースプリングの形状急変部２２以外の外径を小さくしていない部分の外径を、スペック上必要な捩り弾性力よりも不必要に大きい外径とする必要が生じて、トーションバースプリングとしての外形寸法の増大と体積及び重量増加を招くため、設計上無駄が生じる。
【００７９】
ところが、本実施例のように第二捩り弾性手段を円筒形状のリアクションスプリング６とすれば、形状急変部２２は、円筒形状のリアクションスプリング６の外周面上に例えば径方向に延びる溝部とすればよく、円筒形状の材料に周方向に溝部を設けることによれば、中実形状のトーションバースプリングに形状急変部２２を設けることに比べて、形状急変部２２における捩り弾性力とそれ以外の部分の捩り弾性力とに極端に差が生じてしまうことを、防止することができる。
【００８０】
つまり、リアクションスプリング６の中心軸線に垂直な断面内の形状が、中心軸線から周方向において同じ距離だけ離隔した円環状であることに起因して、断面二次モーメントが形状急変部２２とそれ以外の部分とで相違する割合がもとより小さいことに加え、形状急変部２２の肉厚を調整する等の手段により相違する割合を適宜抑制することができるため、リアクションスプリング６の形状急変部２２以外の部分に必要以上の強度を持たせる必要を回避でき、トーションバースプリングとしての無駄な体積増加や重量増加を招き、設計上無駄が生じることを防止することができる。
【００８１】
さらに、円筒形状の材料に周方向の溝部を設けることは、一般に冷間圧延や熱間圧延等のプレス成形を用いれば容易に実現できるため、中実形状のトーションバースプリングに形状急変部２２を設けることに比べて、製造上においても構成しやすくなり、第一捩り弾性手段より先に前記衝撃力により圧潰させることを、より容易に実現することができる。
【００８２】
さらに、コネクティングプレート７の車両前後方向に垂直な断面形状をコの字形状とし、車両前後方向を中心とする捩り弾性を車両前後方向の圧縮剛性よりも小さくすることにより、車両の正面衝突時又はオフセット前面衝突時において、コネクティングプレート７の車両前後方向の圧縮剛性を高くすることができるので、ラジエータサポート１８からコネクティングプレート７を介してリアクションスプリング６に車両前後方向の衝撃力をより効率的に伝達することができる。
【００８３】
これとともに、衝突初期においてはトーションバースプリング５の車両前方端部とラジエータサポート１８との車両前後方向隙間すなわち図４に示すストロークＡを十分な間隔に確保して、トーションバースプリング５には車両前後方向の衝撃力を伝達させないことにより、リアクションスプリング６をトーションバースプリング５よりも先に圧潰させることをより確実なものとすることができる。
【００８４】
さらに、コネクティングプレート７の捩り弾性を小さくすることができるので、コネクティングプレート７によりリアクションスプリング６の車両前方端部を、ラジエータサポート１８に結合することにより、ロアアーム２がシャシを構成するフロントサイドメンバ９に対して揺動することにより、トーションバースプリング５及びリアクションスプリング６が発生する捩り弾性力と揺動の関係、すなわちバネ定数にコネクティングプレート７が影響を及ぼすことをなるべく回避することができる。
【００８５】
ここで、コネクティングプレート７をリアクションスプリング６に、コネクティングプレートボルト１９及びナット２０の螺合による接合箇所を車両前後方向に複数並列させて設けることにより、コネクティングプレート７をリアクションスプリング６に接合するにあたり、コネクティングプレート７がリアクションスプリング６の周方向の捩り変位を拘束してしまうことを極力回避することができる。
【００８６】
これによっても、ロアアーム２がシャシを構成するフロントサイドメンバ９に対して揺動することにより、トーションバースプリング５及びリアクションスプリング６が発生する捩り弾性力とロアアーム２のフロントサイドメンバ９に対する揺動の関係、すなわちバネ定数にコネクティングプレート７が影響を及ぼすことをなるべく回避することができる。
【００８７】
なお、前述したサスペンション装置１において、コネクティングプレート７の車両前後方向を中心とする捩り弾性を車両前後方向の圧縮剛性よりも小さくする具体的手段としては、車両前後方向に垂直な断面形状をコの字形状とすることの他、以下のような手段を用いることができる。つまり、コネクティングプレート７を平板状として車幅方向中央に車両前後方向に延びるビード状のリブを設けてもよく、コネクティングプレート７を構成する材料を車両前後方向の圧縮剛性が大きく、車両前後方向周りの捩り剛性が小さい異方性を有する材料として、単なる平板形状とする等、適宜な手段を選択することができる。
【００８８】
さらに、本実施例のサスペンション装置１においては、ロアアーム２が、フロントサイドメンバ９に対してサスペンションメンバ８を介して、二箇所の連結点つまりブッシュ３及びブッシュ４において連結され、トーションバースプリング５の車両後方端部が、ナックルの車両後方側の連結点を構成する部分つまり、図１に示す外円筒部２ｃに留め金１５を介して接合されることとしている。
【００８９】
これとともに、本実施例のサスペンション装置１においては、ロアアーム２の車両前方側の連結点を構成する部分が、前記車両前後方向を軸とする中空円筒部つまり図１に示す外円筒部２ａの内周側に位置する中空ボルトナット１１を有し、中空ボルトナット１１の構成する中空円筒部にトーションバースプリング５が挿通されている。
【００９０】
これらのことによれば、トーションバースプリング５が車両前方に、ロアアーム２に対して突出する長さを、ロアアーム２における二箇所の連結点の車両前後方向の間隔長、つまりは、ブッシュ３とブッシュ４の車両前後方向間隔だけ短くすることができるので、サスペンション装置１の車両前後方向における寸法をなるべく小さなものとすることができる。これにより、トーションバースプリング５を設けることにより、車両の車室内空間やエンジンコンパートメントスペースが制限を受けることを防止することができる。
【００９１】
さらに、ロアアーム２のサスペンションメンバ８に対する二箇所の連結点を周知のブッシュ３、ブッシュ４により構成した場合に、二箇所のブッシュ３及びブッシュ４の中心軸線を合致させて、ロアアーム２のフロントサイドメンバ９に対する揺動をよりスムーズなものとすることができる。
【００９２】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００９３】
例えば、上述した実施例では、ロアアーム２をいわゆるＡアームとしたが、ナックルを支持する剛性を確保することができればその他の形状のものとすることも可能であり、いわゆるＩリンクの組み合わせやＬアームとすることも可能である。
【００９４】
また、上述した実施例においては、サスペンション装置１をダブルウィッシュボーン式のものとしたが、サスペンション装置１の形式については特に限定されるものではなく、マルチリンク式、ストラット式、トレーリングアーム式のいずれであってもよい。いずれの方式のサスペンション装置であっても、ナックルと車体側とを連結するアーム又はリンクの車体側の連結点において、トーションバースプリング５を連結すればよい。
【００９５】
例えば図６に示すようにサスペンション装置１がマルチリンク式である場合において、連結手段に該当するＩアームが二本存在する場合には、車両前方に位置するＩアーム２Ａの外円筒部２Ａａの内周側に図１に示したものと同様の中空ボルトナット１１を螺合して、中空ボルトナット１１にトーションバースプリング５を挿通して、車両後方に位置するＩアーム２Ｂの外円筒部２Ｂｃに留め金１５を嵌合し、留め金１５にトーションバースプリング５をセレーションにより嵌合することにより、サスペンション装置１を構成する。
【００９６】
この場合においてはナックルとＩアーム２Ａを連結するボールジョイントＢ／Ｊ１と、ナックルとＩアーム２Ｂとを連結するボールジョイントＢ／Ｊ２の二つのボールジョイントが必要となる。
【００９７】
なお、本発明における連結手段をいわゆるダブルウィッシュボーン式のサスペンション装置のアッパーアームや、マルチリンク式のサスペンション装置のアッパ側のリンクとして、アッパーアームやアッパ側のリンクにトーションバースプリングを連結することも考えられる。
【００９８】
ところが、この場合においては、アッパーアームやアッパ側のリンクはロアアームより必然的に上方に位置するため、車両前後方向にトーションバースプリングを延在させた場合に、車両の車室内空間やエンジンコンパートメントスペースに与える制限が大きくなり、トーションバースプリングを用いるにあたっての有利点が少なくなる。
【００９９】
このため、上述した実施例において示したように、連結手段をロアアーム２とすることが車室内空間をなるべく大きく確保する上で好ましい。また、シャシを構成する要素を車両前方部においてアッパーアームに該当する位置に確保することは乗用車においては困難であることからも、実施例で示したように連結手段をロアアームとすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、車両の主にフロント側のサスペンション装置に適用されて好適なサスペンション装置に関するものであり、比較的簡易な構成と軽微な変更により、車両前後方向の衝撃力を吸収する機能を有するとともに、吸収した後の他の車載機器へのきめ細かい配慮を実現することができるので、通常の乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して安全性を高めることにおいて有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明に係るサスペンション装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係わるサスペンション装置の一実施形態を示す模式断面図である。
【図３】本発明に係わるサスペンション装置の一実施形態を示す模式断面図である。
【図４】本発明に係わるサスペンション装置の一実施形態を示す模式断面図である。
【図５】本発明に係わるサスペンション装置の一実施形態が適用されるシャシの構造を示す模式斜視図である。
【図６】本発明に係るサスペンション装置の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１      サスペンション装置
２      ロアアーム
２ａ    外円筒部
２ｂ    内円筒部
２ｃ    外円筒部
２ｄ    内円筒部
３      ブッシュ
４      ブッシュ
５      トーションバースプリング
６      リアクションスプリング
７      コネクティングプレート
８      サスペンションメンバ
９      フロントサイドメンバ
１０      ロアアームブラケット
１１      中空ボルトナット
１２      ナット
１３      ロアアームブラケット
１４      ブッシュボルト
１５      留め金
１６      リアクションスプリングボルト
１７      ナット
１８      ラジエータサポート
１９      コネクティングプレートボルト
２０      ナット
２１      ラジエータサポートボルト
２２      形状急変部
２３      フロントバンパーリインフォース
２４      サブフロントバンパーリインフォース
２５      ホイールハウス
２６      サスタワー
【図１】
2009248880.tif 000003
【図２】
2009248880.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009248880.tif 000006
【図６】
2009248880.tif 000007
【図５】
2009248880.tif 000008