JP2019069710A - リーフサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗り心地の悪化を招くことなく耐久性を従来より向上し得るリーフサスペンション装置を提供する。【解決手段】複数枚のリーフスプリング２Ａ，２Ｂを積層し且つ夫々の長手方向の中間部を相互に固定したリーフサスペンション装置に関し、上から一段目のリーフスプリング２Ａについて中間部より前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に増やして前後非対称に形成し、二段目のリーフスプリング２Ｂについては中間部より後方部分の板厚を前方部分に対し相対的に減らしてリーフスプリング２Ａ，２Ｂ全体の前後のバネ定数が同等となるように構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、リーフサスペンション装置に関するものである。

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装置は、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。

図５は従来における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装置の一例を示すもので、図５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、２Ａ，２Ｂは該サイドレール１に沿わせて二枚重ねで車両前後方向に架設されたリーフスプリングを示し、該各リーフスプリング２Ａ，２Ｂには、その長手方向で等応力となるよう板厚が中間部で厚く且つ前後端部に向かうに従い薄くなるテーパー形状が付されており、夫々の長手方向の中間部がセンターボルト３により相互に固定され、該中間部の下面にＵボルト４を介しアクスル５が結合されるようになっている。

ここで、上から一段目のリーフスプリング２Ａの前端部は、上向きに巻かれてアイ２ｘとして形成され、該アイ２ｘをサイドレール１側のフロントブラケット６に装備された水平ピン７に対し傾動自在に巻き掛けられており、他方、前記一段目のリーフスプリング２Ａの後端部は、前端部側と同様に上向きに巻かれてアイ２ｙとして形成され、該アイ２ｙをサイドレール１側のリヤブラケット８に装備されたシャックル９の水平ピン１０に対し傾動自在に巻き掛けられていて、リーフスプリング２Ａ，２Ｂ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９の揺動で吸収されるようになっている。

尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。

特開２００３−２６７０１９号公報

しかしながら、前述した如き従来のリーフサスペンション装置においては、乗り心地を改善するべく低バネ定数化を進めていくと、駆動時や制動時にアクスル５に生じる軸回りの回転モーメントにより一段目のリーフスプリング２Ａに大きなワインドアップ変形が起こり易くなり、例えば、図５中に二点鎖線で示す如く、発進時に大きな駆動トルクがかかることで一段目のリーフスプリング２Ａの中間部より前方部分が上向きに湾曲し且つ中間部より後方部分が下向きに湾曲してしまうＳ字形の変形が起こり易くなるが、この際に上向きに湾曲する一段目のリーフスプリング２Ａの前方部分に局所応力が作用して早期折損を招く虞れがあった。

即ち、リーフスプリング２Ａ，２Ｂは元々全体が下向きに湾曲した弓形の初期状態を成すようになっており、定積状態で扁平に変形して水平状態に近づくように設定されているため、リーフスプリング２Ａ，２Ｂが初期状態とは反対の上向きに湾曲した状態となると、その前端部がサイドレール１側に拘束されている一段目のリーフスプリング２Ａにて上向きに湾曲した前方部分に大きな局所応力が作用し、この上向きに湾曲した前方部分で折損が起こる可能性が生じ、万一、一段目のリーフスプリング２Ａの前方部分に折損が起こってしまうと、アクスル５の位置決め機能が損なわれて走行不能となることも懸念される。

尚、二段目のリーフスプリング２Ｂは、一段目のリーフスプリング２Ａの下面に沿わされているだけで前後端部のサイドレール１側への拘束がないため、折損が起こるような局所応力が作用する心配はなく、アクスル５に生じる軸回りの回転モーメントは、主として一段目のリーフスプリング２Ａにより負担されるようになっている。

ただし、ここに図示している例の場合は、上から二段目のリーフスプリング２Ｂの前端部に水平ピン７を遠巻きに取り囲むアイ２ｘ’が形成されており、万一、一段目のリーフスプリング２Ａの前方部分が折損しても、二段目のリーフスプリング２Ｂの前端部のアイ２ｘ’が前記水平ピン７に引っ掛かってリーフスプリング２Ａ，２Ｂ全体が脱落してしまう事態が回避されるようにしてある。

また、図５中の二点鎖線の図示では、発進時に大きな駆動トルクがかかった場合について例示しているが、図５中に一点鎖線で示す如く、制動時にはアクスル５に生じる軸回りの回転モーメントが逆向きとなるため、リーフスプリング２Ａ，２Ｂの中間部より前方部分が下向きに湾曲し且つ中間部より後方部分が上向きに湾曲するＳ字形の変形が起こることになり、一段目のリーフスプリング２Ａの後方部分に折損が起こる虞れが生じる。

このため、従来における対策としては、折損の虞れがある一段目のリーフスプリング２Ａの板厚を増やしてワインドアップ変形を抑制する措置が採られているのが実情であるが、一段目のリーフスプリング２Ａの板厚を増やしてしまうと、リーフスプリング２Ａ，２Ｂ全体のバネ定数が上昇してしまうことになり、乗り心地の悪化を招いてしまうという問題があった。

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、乗り心地の悪化を招くことなく耐久性を向上し得るリーフサスペンション装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数枚のリーフスプリングを積層し且つ夫々の長手方向の中間部を相互に固定したリーフサスペンション装置であって、上から一段目のリーフスプリングについて中間部を挟んだ前方部分と後方部分のうち局所応力を低減したい側の板厚を相対的に増やして前後非対称に形成し、上から二段目以降のリーフスプリングについては一段目のリーフスプリングで板厚を相対的に増やした側の板厚を相対的に減らしてリーフスプリング全体の前後のバネ定数が同等となるように構成したことを特徴とするものである。

而して、このようにすれば、上から一段目のリーフスプリングにおける前方部分と後方部分のうち局所応力を低減したい側の板厚を相対的に増やして変形量を抑制し、これにより当該部分での応力値を低減することが可能となる一方、上から二段目以降のリーフスプリングにて一段目のリーフスプリングで板厚を相対的に増やした側の板厚を相対的に減らして変形量を増やすことで一段目のリーフスプリングにおける変形量の抑制分を調整し、リーフスプリング全体の前後のバネ定数を同等に保つことが可能となるので、リーフスプリング全体のバネ定数の上昇を抑えつつ局所的な早期折損を未然に回避することが可能となる。

また、本発明をより具体的に実施するにあたっては、一段目のリーフスプリングにおける前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に増やし、二段目以降のリーフスプリングにおける前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に減らしてリーフスプリング全体の前後のバネ定数が同等となるように構成するようにしたり、一段目のリーフスプリングにおける後方部分の板厚を前方部分に対し相対的に増やし、二段目以降のリーフスプリングにおける後方部分の板厚を前方部分に対し相対的に減らしてリーフスプリング全体の前後のバネ定数が同等となるように構成したりすることが可能である。

上記した本発明のリーフサスペンション装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、上から一段目のリーフスプリングにおける前方部分と後方部分のうち局所応力を低減したい側の板厚を相対的に増やして変形量を抑制しても、この一段目のリーフスプリングにおける変形量の抑制分を二段目以降のリーフスプリングにより調整し、リーフスプリング全体の前後のバネ定数を同等に保つことができるので、リーフスプリング全体のバネ定数の上昇を抑えつつ局所的な早期折損を未然に回避することができ、乗り心地の悪化を招くことなく耐久性を従来より向上することができる。

（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、一段目のリーフスプリングにおける前方部分の局所応力が問題となる場合に、該前方部分の局所的な早期折損を未然に回避することができ、発進時のワインドアップ変形が特に問題視されるような車両に対し効果的に適用することができる。

（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、一段目のリーフスプリングにおける後方部分の局所応力が問題となる場合に、該後方部分の局所的な早期折損を未然に回避することができ、制動時のワインドアップ変形が特に問題視されるような車両に対し効果的に適用することができる。

本発明を実施する形態の一例を示す定積状態の側面図である。 図１の例を発進時のワインドアップ変形の状態で示す側面図である。 本発明の別の形態例について示す定積状態の側面図である。 図３の例を制動時のワインドアップ変形の状態で示す側面図である。 従来例を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２は本発明のリーフサスペンション装置を実施する形態の一例を示すもので、図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、先に図５で説明した従来例と同様に、サイドレール１のアクスル５を挟んだ前後位置にフロントブラケット６とリヤブラケット８とを配設し、二枚のリーフスプリング２Ａ，２Ｂを積層し且つ夫々の長手方向の中間部をセンターボルト３により相互に固定し、上から一段目のリーフスプリング２Ａの前端部をフロントブラケット６に枢着し且つ後端部を前後に揺動自在なシャックル９を介してリヤブラケット８に枢着し、前記リーフスプリング２Ａ，２Ｂの中間部でＵボルト４を介し前記アクスル５を懸架するようにしているが、上から一段目のリーフスプリング２Ａについて中間部より前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に増やして前後非対称に形成し、二段目のリーフスプリング２Ｂについては中間部より後方部分の板厚を前方部分に対し相対的に減らしてリーフスプリング２Ａ，２Ｂ全体の前後のバネ定数が同等となるように構成したことを特徴としている。

即ち、図１及び図２に示している例では、発進時のワインドアップ変形（図２参照）が特に問題視される車両に適用した場合を示しており、例えば、未舗装の荒れた路面をハイパワーで走破するような目的の車両にあっては、発進時にアクスル５に生じる軸回りの回転モーメントと路面の凹凸による上下ストロークとが相まってワインドアップ変形が大きくなる懸念がある一方、制動時は路面摩擦が少ないためにワインドアップ変形が大きくならずに済むが、このような車両にあっては、発進時に一段目のリーフスプリング２Ａの中間部より前方部分に局所応力が作用して折損し易くなるので、アクスル５の位置決め機能が損なわれるような事態を確実に回避し得るよう一段目のリーフスプリング２Ａにおける前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に増やすようにしている。

ただし、単にリーフスプリング２Ａにおける前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に増やすだけでは全体のバネ定数が上昇して乗り心地が悪くなってしまうため、上から二段目のリーフスプリング２Ｂにて一段目のリーフスプリング２Ａで板厚を相対的に増やした側の板厚を相対的に減らして変形量を増やすことで一段目のリーフスプリング２Ａにおける変形量の抑制分を調整し、全体のバネ定数が前後で同等となるようにして従前通りの乗り心地を確保するようにしている。

而して、このようにすれば、上から一段目のリーフスプリング２Ａにおける前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に増やして変形量を抑制し、これにより当該部分での応力値を低減することが可能となる一方、上から二段目のリーフスプリング２Ｂにて中間部より後方部分の板厚を前方部分に対し相対的に減らして変形量を増やすことで一段目のリーフスプリング２Ａにおける変形量の抑制分を調整し、リーフスプリング２Ａ，２Ｂ全体の前後のバネ定数を同等に保つことが可能となるので、リーフスプリング２Ａ，２Ｂ全体のバネ定数の上昇を抑えつつ局所的な早期折損を未然に回避することが可能となる。

従って、上記形態例によれば、上から一段目のリーフスプリング２Ａにおける前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に増やして変形量を抑制しても、この一段目のリーフスプリング２Ａにおける変形量の抑制分を二段目以降のリーフスプリング２Ｂにより調整し、リーフスプリング２Ａ，２Ｂ全体の前後のバネ定数を同等に保つことができるので、リーフスプリング２Ａ，２Ｂ全体のバネ定数の上昇を抑えつつ局所的な早期折損を未然に回避することができ、乗り心地の悪化を招くことなく耐久性を従来より向上することができる。

また、以上は発進時のワインドアップ変形が特に問題視されるような車両に適用した場合について説明したものであるが、図３及び図４に示している例では、制動時のワインドアップ変形（図４参照）が特に問題視される車両に適用した場合を示しており、例えば、舗装された路面摩擦の高い道路を大きな積載荷重で高速走行するような目的の車両にあっては、制動時のワインドアップ変形が特に問題視されることになり、一段目のリーフスプリング２Ａの中間部より後方部分に局所応力が作用して折損し易くなるので、アクスル５の位置決め機能が損なわれるような事態を確実に回避し得るよう上から一段目のリーフスプリング２Ａにおける後方部分の板厚を前方部分に対し相対的に増やして前後非対称に形成し、二段目のリーフスプリング２Ｂについては中間部より後方部分の板厚を前方部分に対し相対的に減らしてリーフスプリング２Ａ，２Ｂ全体の前後のバネ定数が同等となるように構成すれば良い。

尚、本発明のリーフ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、図示例では二枚重ねのリーフスプリングについて説明しているが、三枚以上のリーフスプリングを積層した形式のものを対象としても良く、その場合には、上から二段目以降のリーフスプリングにて一段目のリーフスプリングで板厚を相対的に増やした側の板厚を相対的に減らして変形量を増やすことで一段目のリーフスプリングにおける変形量の抑制分を調整し、全体としてバネ定数が前後で同等となるようにすれば良いこと、その他、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。

２Ａ リーフスプリング
２Ｂ リーフスプリング

Claims (3)

1. 複数枚のリーフスプリングを積層し且つ夫々の長手方向の中間部を相互に固定したリーフサスペンション装置であって、上から一段目のリーフスプリングについて中間部を挟んだ前方部分と後方部分のうち局所応力を低減したい側の板厚を相対的に増やして前後非対称に形成し、上から二段目以降のリーフスプリングについては一段目のリーフスプリングで板厚を相対的に増やした側の板厚を相対的に減らしてリーフスプリング全体の前後のバネ定数が同等となるように構成したことを特徴とするリーフサスペンション装置。
2. 一段目のリーフスプリングにおける前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に増やし、二段目以降のリーフスプリングにおける前方部分の板厚を後方部分に対し相対的に減らしてリーフスプリング全体の前後のバネ定数が同等となるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のリーフサスペンション装置。
3. 一段目のリーフスプリングにおける後方部分の板厚を前方部分に対し相対的に増やし、二段目以降のリーフスプリングにおける後方部分の板厚を前方部分に対し相対的に減らしてリーフスプリング全体の前後のバネ定数が同等となるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のリーフサスペンション装置。

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