特開 2023-179932 車両用懸架装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023179932

(43)【公開日】2023-12-20

(54)【発明の名称】車両用懸架装置

(51)【国際特許分類】

   B60G 11/107 20060101AFI20231213BHJP

   B60G 11/04 20060101ALI20231213BHJP

   F16F 1/18 20060101ALI20231213BHJP

   F16F 1/26 20060101ALI20231213BHJP

【ＦＩ】

B60G11/107

B60G11/04

F16F1/18 G

F16F1/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022092887

(22)【出願日】2022-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 佑介

(72)【発明者】

【氏名】飯野 信次

(72)【発明者】

【氏名】佐野 孝充

【テーマコード（参考）】

3D301

3J059

【Ｆターム（参考）】

3D301AA72

3D301AA76

3D301CA22

3D301DA04

3D301DA46

3D301DA47

3D301DB60

3J059BA11

3J059BB01

3J059BC02

3J059BC04

3J059BD03

3J059CA06

3J059CB12

3J059CB19

3J059DA03

3J059DA22

3J059GA02

(57)【要約】

【課題】板ばねと保持部材との間の摩擦による耐久性の低下、および、異音の発生を抑制することができる車両用懸架装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る車両用懸架装置は、板ばねと、板ばねの一端が係止される係止部材と、板ばねの他端を保持する保持部材と、を備える懸架装置であって、保持部材は、板ばねの他端を保持するとともに、当該板ばねの他端の変位に追従して回転自在なローラと、ローラと対向する押さえ部材と、を有し、ローラと押さえ部材との間に板ばねの他端が設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板ばねと、
前記板ばねの一端が係止される係止部材と、
前記板ばねの他端を保持する保持部材と、
を備える懸架装置であって、
前記保持部材は、
前記板ばねの他端を保持するとともに、当該板ばねの他端の変位に追従して回転自在なローラと、
前記ローラと対向する押さえ部材と、
を有し、
前記ローラと前記押さえ部材との間に前記板ばねの他端が設けられる、
ことを特徴とする車両用懸架装置。

【請求項2】

前記板ばねの他端は前記ローラおよび前記押さえ部材により挟まれて保持される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用懸架装置。

【請求項3】

前記ローラおよび前記押さえ部材を互いに近付く方向に付勢する付勢部材、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用懸架装置。

【請求項4】

前記押さえ部材は、前記板ばねの他端の変位に追従して回転自在なローラである、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用懸架装置。

【請求項5】

前記ローラの外周面には、少なくとも一つの凹部が形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用懸架装置。

【請求項6】

前記ローラおよび前記押さえ部材の少なくとも一方の外周面には、少なくとも一つの凹部が形成される、
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用懸架装置。

【請求項7】

前記ローラは、
軸部と、
前記軸部の外周に設けられ、該軸部に対して回転自在な回転部と、
を有し、
前記回転部は、弾性材料を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用懸架装置。

【請求項8】

前記ローラの軸方向の少なくとも一端側には、前記軸方向と交差する方向に突出する突起部が形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用懸架装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用の懸架装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

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）。

【0003】

特許文献１に記載の板ばねは、一端が車体に固定され、他端がスライドシートを介して摺動自在に保持されている。この板ばねは、長手方向の中央部において車軸等からの荷重が加わり、この荷重によって変形する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６１－１６９３０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のように、スライドシートによって板ばねの端部を保持する場合、スライドシートと板ばねとの間の摩擦による摩耗に起因した耐久性の低下や、摺動時の摩擦による異音が発生することがあった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、板ばねと保持部材との間の摩擦による耐久性の低下、および、異音の発生を抑制することができる車両用懸架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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用懸架装置は、板ばねと、前記板ばねの一端が係止される係止部材と、前記板ばねの他端を保持する保持部材と、を備える懸架装置であって、前記保持部材は、前記板ばねの他端を保持するとともに、当該板ばねの他端の変位に追従して回転自在なローラと、前記ローラと対向する押さえ部材とを有し、前記ローラと前記押さえ部材との間に前記板ばねの他端が設けられることを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係る車両用懸架装置は、上記発明において、板ばねはローラおよび押さえ部材により挟まれて保持されることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る車両用懸架装置は、上記発明において、ローラおよび押さえ部材を互いに近付く方向に付勢する付勢部材、をさらに備えることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る車両用懸架装置は、上記発明において、押さえ部材が板ばねの他端の変位に追従して回転自在なローラであることを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係る車両用懸架装置は、上記発明において、前記ローラの外周面には、少なくとも一つの凹部が形成される、ことを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係る車両用懸架装置は、上記発明において、前記ローラおよび前記押さえ部材の少なくとも一方の外周面には、少なくとも一つの凹部が形成される、ことを特徴とする。

【0013】

また、本発明に係る車両用懸架装置は、上記発明において、前記ローラは、軸部と、前記軸部の外周に設けられ、該軸部に対して回転自在な回転部と、を有し、前記回転部は、弾性材料を含む、ことを特徴とする。

【0014】

また、本発明に係る車両用懸架装置は、上記発明において、前記ローラの軸方向の少なくとも一端側には、前記軸方向と交差する方向に突出する突起部が形成される、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、板ばねと保持部材との間の摩擦による耐久性の低下、および、異音の発生を抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の一実施の形態に係る懸架装置を含む車両の一部の構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明の一実施の形態に係る懸架装置の板ばねの構成を説明するための図である。

【図3】図３は、本発明の変形例１に係る懸架装置のローラの構成を示す図である。

【図4】図４は、本発明の変形例２に係る懸架装置のローラの構成を示す図である。

【図5】図５は、本発明の変形例３に係る懸架装置の把持部材の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、図面は模式的なものであって、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合があり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合がある。

【0018】

（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る懸架装置を含む車両の一部の構成を示す図である。図１に示す懸架装置１は、車両の車体に設けられ、車輪１０１を支持する車軸１００を支持する。なお、図１では、左側を車両の前方、右側を後方とする。懸架装置１は、板ばね２と、板ばね２の一端が係止される係止部材３と、板ばね２の他端を進退自在に保持する保持部材４とを備える。

【0019】

係止部材３および保持部材４は、フレーム１１０に取り付けられる。具体的には、係止部材３は、フレーム１１０に固着される前方取付部１２０に固着される。保持部材４は、フレーム１１０に固着される後方取付部１３０に固着される。前方取付部１２０および後方取付部１３０は、ねじ等の締結部材によってフレーム１１０に固定される。また、前方取付部１２０には、溶接等によって係止部材３が取り付けられる。また、後方取付部１３０には、溶接等によって保持部材４が取り付けられる。なお、係止部材３および保持部材４は、前方取付部１２０および後方取付部１３０に対してそれぞれ一体的に形成されてもよい。

【0020】

板ばね２の長手方向の中央、および座金１４０の中央には、挿通孔（図示略）が形成される。板ばね２および座金１４０は、各挿通孔に挿通されたセンタボルト１４０ａをナット１４０ｂに締結することによって固定されてなる板ばねアッセンブリを形成する。板ばねアッセンブリは、Ｕボルト１５０によってハウジング１６０に固定される。
ハウジング１６０は車軸１００に固定される。

【0021】

図２は、本発明の一実施の形態に係る懸架装置の板ばねの構成を説明するための図である。板ばね２は、帯状の部材の一端を湾曲させてなる本体部２０と、本体部２０の一端側に設けられる鉤状の第１端部２１と、本体部２０の他端側に設けられる第２端部２２とを有する。本体部２０は、長手方向の中央部において、当該本体部２０の下方に車軸１００が配置される。第１端部２１は、係止部材３に巻き付くことによって係止される。板ばね２は、金属材料（例えばばね鋼）、樹脂材料、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics：ＦＲＰ）を用いて形成される。

【0022】

保持部材４は、対をなす二つのローラ（第１ローラ４１および第２ローラ４２）からなる。
第１ローラ４１は、後方取付部１３０に接続する第１軸部４１ａと、第１軸部４１ａに対して回転自在な第１回転部４１ｂとを有する。第１回転部４１ｂは、第１軸部４１ａに対して、例えばベアリングを介して接続され、第１軸部４１ａの中心軸Ｎ₁のまわりに回転する。
第２ローラ４２は、後方取付部１３０に接続する第２軸部４２ａと、第２軸部４２ａに対して回転自在な第２回転部４２ｂとを有する。第２回転部４２ｂは、第２軸部４２ａに対して、例えばベアリングを介して接続され、第２軸部４２ａの中心軸Ｎ₂のまわりに回転する。
第１ローラ４１および第２ローラ４２の間の距離（隙間）は、板ばね２の厚さと同等である。このため、ローラ間に板ばね２が配置された状態では、第１ローラ４１および第２ローラ４２がそれぞれ板ばね２に接触して該板ばね２を把持する。なお、ここでいう同等は、製造上の誤差等を含む。
第１軸部４１ａおよび第２軸部４２ａは、例えば金属材料を用いて形成される。また、第１回転部４１ｂおよび第２回転部４２ｂは、例えば金属材料、樹脂材料、ゴム等を用いて形成される。回転部を、ゴムや軟性樹脂等の弾性材料を用いて形成することによって、ダンパ効果を得ることができる。さらに、第１軸部４１ａおよび第２軸部４２ａの間の距離を調整することで、ダンパ効果を調整することができる。
なお、第１ローラ４１および第２ローラ４２は、互いに対向し、その間に板ばね２の端部が設けられるローラおよび押さえ部材に相当する。

【0023】

板ばね２は、路面の凹凸等による車軸１００の振動に応じて、変形する（図２の破線参照）。また、第２端部２２は、第１ローラ４１および第２ローラ４２によって挟み込まれることによって、保持部材４に保持される。板ばね２の変形によって第２端部２２が保持部材４に対して変位した際、板ばね２の係止部材３と保持部材４との間の長さ、すなわち板ばね２の有効スパンが変化するため、板ばね２の荷重特性が変化する。また、この際、第１回転部４１ｂおよび第２回転部４２ｂが第２端部２２の変位に応じて回転することによって第２端部２２との間の摩擦の発生を抑制することができる。

【0024】

以上説明した本発明の実施の形態では、車軸１００の振動に応じて変形する板ばね２において、一端側が車体（ここではフレーム１１０）に係止され、他端側が第１ローラ４１および第２ローラ４２によって把持されるようにし、変形による他端側の端部の変位に応じて第１ローラ４１および第２ローラ４２が回転する。本実施の形態によれば、ローラの回転によって板ばね２と保持部材４との間の摩擦の発生が抑制され、板ばねと保持部材との間の摩擦による耐久性の低下、および、異音の発生を抑制することができる。

【0025】

ここで、スライドシートによって板ばねの端部を保持する場合、板ばね２が車軸よりも前方側で折損すると、板ばね２本体が後方側の端部接続部のまわりに回転して、車軸が車体側に近付くため、車高が大幅に低下してしまう。これに対し、本実施の形態のように、ローラによって板ばね２を挟み込む場合、板ばね２が前方側で折損しても、後方側では挟み込みによる反発力が発生するため、車高の大幅な低下を抑制することができる。

【0026】

また、本実施の形態によれば、ローラによって板ばね２を保持することによって、従来のような主ばねと副ばねを積層した板ばねと比して、簡易な構造で、板ばね２に非線形特性をもたせることができる。

【0027】

また、本実施の形態において、回転軸に対する回転部の厚さを均一にして、板ばねがローラから受ける抵抗を均一にし、防振性および耐久性を向上させることができる。

【0028】

（変形例１）
次に、本発明の実施の形態の変形例１について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の変形例１に係る懸架装置のローラの構成を示す図である。変形例１に係る懸架装置は、保持部材４の第１ローラ４１および第２ローラ４２に代えてローラ４３を備える。その他の構成要素は、実施の形態と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0029】

ローラ４３は、後方取付部１３０に接続する軸部４３ａと、軸部４３ａに対して回転自在な回転部４３ｂとを有する。回転部４３ｂは、軸部４３ａに対して、例えばベアリングを介して接続され、軸部４３ａの中心軸Ｎ₃のまわりに回転する。

【0030】

回転部４３ｂは、中空円柱状をなして軸部４３ａが挿通される本体部４３１と、本体部４３１の一端側に設けられ、該本体部４３１の外周面に対して突出する第１突起部４３２と、本体部４３１の他端側に設けられ、該本体部４３１の外周面に対して突出する第２突起部４３３とを有する。
第１突起部４３２および第２突起部４３３は、対をなす他のローラの突起部と干渉しない程度に突出する。なお、この突起部は、中心軸Ｎ₃方向と交差する方向に突出していればよい。
板ばね２の第２端部２２は、第１突起部４３２と第２突起部４３３との間を通過する。

【0031】

以上説明した本変形例１では、実施の形態と同様に、車軸１００の振動に応じて変形する板ばね２において、一端側が車体（ここではフレーム１１０）に係止され、他端側が二つのローラ４３によって把持されるようにし、変形による他端側の端部の変位に応じてローラ４３が回転する。本変形例１によれば、ローラ４３の回転によって板ばね２と保持部材４の間の摩擦の発生が抑制され、板ばねと保持部材との間の摩擦による耐久性の低下、および、異音の発生を抑制することができる。

【0032】

また、変形例１によれば、第１突起部４３２および第２突起部４３３の間に板ばね２が通過しているため、板ばね２が中心軸Ｎ₃方向へ変位することを抑制できる。

【0033】

なお、変形例１において、一方のローラをローラ４３、他方のローラを第１ローラ４１または第２ローラ４２によって構成してもよい。

【0034】

また、変形例１において、ローラ４３の一端側のみに突起部を設けて、組をなすローラの突起部が互いに反対側に位置するように配置して、板ばね２の離脱を抑制するようにしてもよい。

【0035】

なお、変形例１において、突起部はローラ４３の中心軸Ｎ₃方向の端部に設けられているが、板ばね２をローラで把持しつつ、板ばね２の中心軸Ｎ₃方向への変位が抑制できる位置であれば、端部である必要はない。

【0036】

（変形例２）
次に、本発明の実施の形態の変形例２について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の変形例２に係る懸架装置のローラの構成を示す図である。変形例２に係る懸架装置は、保持部材４の第１ローラ４１および第２ローラ４２に代えてローラ４４を備える。その他の構成要素は、実施の形態と同じ構成であるため、説明を省略する。

【0037】

ローラ４４は、後方取付部１３０に接続する軸部４４ａと、軸部４４ａに対して回転自在な回転部４４ｂとを有する。回転部４４ｂは、軸部４４ａに対して、例えばベアリングを介して接続され、軸部４４ａの中心軸Ｎ₄のまわりに回転する。

【0038】

回転部４４ｂは、中空円柱状をなして軸部４４ａが挿通される本体部４４１と、本体部４４１の一端側に設けられ、該本体部４４１の外周面に対して突出する第１突起部４４２と、本体部４４１の他端側に設けられ、該本体部４４１の外周面に対して突出する第２突起部４４３とを有する。板ばね２の第２端部２２は、第１突起部４４２と第２突起部４４３との間を通過する。
第１突起部４４２および第２突起部４４３は、対をなす他のローラの突起部と干渉しない程度に突出する。なお、この突起部は、中心軸Ｎ₄方向と交差する方向に突出していればよい。

【0039】

本体部４４１は、外周面において、複数の凹部４４４が形成される。凹部４４４は、本体部４４１の周方向に延びて周回してなる。

【0040】

以上説明した本変形例２では、実施の形態と同様に、車軸１００の振動に応じて変形する板ばね２において、一端側が車体（ここではフレーム１１０）に係止され、他端側が二つのローラ４４によって把持されるようにし、変形による他端側の端部の変位に応じてローラ４４が回転する。本変形例２によれば、ローラ４４の回転によって板ばね２と保持部材４との間の摩擦の発生が抑制され、板ばねと保持部材との間の摩擦による耐久性の低下、および、異音の発生を抑制することができる。

【0041】

また、変形例２によれば、本体部４４１に凹部４４４が形成されているため、外部からローラ４４に異物が進入したり、板ばね２に付着した異物がローラ４４に付着したりした際に、凹部４４４に異物を収容することによって、板ばね２とローラ４４との接触状態を維持し、異物による板ばね２の損傷を抑制することができる。

【0042】

なお、変形例２において、一方のローラをローラ４４、他方のローラを第１ローラ４１、第２ローラ４２、ローラ４３によって構成してもよい。

【0043】

また、変形例２において、ローラ４４が突起部を有しない構成としてもよい。
また、変形例２では、周方向に延びる複数の凹部４４４の例について説明したが、これに限らず、例えば、一つの凹部４４４が形成される構成であってもよいし、軸Ｎ₄を軸として螺旋状に延びる凹部が形成される構成であってもよいし、穴形状をなす複数の凹部（例えばエンボス加工）が形成される構成であってもよい。
なお、図２に示す構成において、変形例２の構成を適用する場合、凹部は一方のローラのみに形成される構成であってもよいし、一方のローラおよび他方のローラの双方に形成される構成であってもよい。

【0044】

（変形例３）
次に、本発明の実施の形態の変形例３について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の変形例３に係る懸架装置のローラの構成を示す図である。変形例３に係る懸架装置は、保持部材４に代えて保持部材４Ａを備える。また、保持部材４Ａのローラ４１及びローラ４２は相対的に移動可能にフレーム１００に取り付けられる。その他の構成要素は、実施の形態と同じ構成であるため、説明を省略する。なお、同じ構成要素には、同一の符号が付してある。

【0045】

保持部材４Ａは、二つのローラ（第１ローラ４１および第２ローラ４２）と、二つのローラの軸方向の一端側の端部同士を接続する第１ばね部材４５と、二つのローラの軸方向の他端側の端部同士を接続する第２ばね部材４６とを備える。
第１ばね部材４５は、第１軸部４１ａの軸Ｎ₁（図２参照）方向の一端側と第２軸部４２ａの軸Ｎ₂（図２参照）方向の一端側とを伸縮自在に接続する。
第２ばね部材４６は、第１軸部４１ａの軸Ｎ₁方向の他端側と第２軸部４２ａの軸Ｎ₂方向の他端側とを伸縮自在に接続する。

【0046】

本変形例３では、第１ローラ４１および第２ローラ４２が、付勢部材であるばね部材によって互いに近付く方向に付勢される。例えば、ばね部材に重力以外の荷重が加わっていない自然状態とした場合のローラ間の距離（隙間）は、板ばね２の厚さと同等以下となる。このため、ローラ間に板ばね２が配置された状態では、第１ローラ４１および第２ローラ４２がそれぞれ板ばね２に接触して該板ばね２を把持する。

【0047】

以上説明した本変形例３では、実施の形態と同様に、車軸１００の振動に応じて変形する板ばね２において、一端側が車体（ここではフレーム１１０）に係止され、他端側が第１ローラ４１および第２ローラ４２によって把持されるようにし、変形による他端側の端部の変位に応じてローラが回転する。本変形例３によれば、各ローラの回転によって板ばね２と保持部材４Ａとの間の摩擦の発生が抑制され、板ばねと保持部材との間の摩擦による耐久性の低下、および、異音の発生を抑制することができる。

【0048】

また、変形例３によれば、ばね部材によって板ばね２の変位に追従してローラ間の距離を変化させるため、板ばね２がローラから過度に荷重を受けることが抑制され、板ばねのスムースな変形挙動が阻害されるのを防止する。

【0049】

なお、変形例３において、ローラの間隔を調整する部材としてばね部材を用いる例について説明したが、これに限らず、例えばアクチュエータによってローラ間の間隔を電気的に制御する構成としてもよい。

【0050】

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。上述した実施の形態および変形例では、Ｕボルト１５０を介して車軸１００と板ばね２とを接続する構成について説明したが、Ｕボルトを有しない、例えば車軸１００と板ばね２とが直接接続する構成としてもよい。また、上述した実施の形態および変形例では、板ばね２を車軸１００よりも上側に配置する構成としたが、板ばね２を車軸１００よりも下側に配置する構成としてもよい。

【0051】

また、実施の形態において、後方取付部１３０に第１ローラ４１および第２ローラ４２を支持する回転テーブルを設け、第１ローラ４１および第２ローラ４２が、回転テーブルの回転軸のまわりに回転（公転）する構成としてもよい。

【0052】

また、実施の形態において、係止部材３に代えて保持部材４を設け、板ばね２の両端をローラで把持する構成としてもよい。

【0053】

また、実施の形態において、一方のローラを、非回転の保持部材（押さえ部材に相当）としてもよい。例えば、第２ローラ４２に代えて保持部材とし、第１ローラ４１と押さえ部材とによって板ばね２を保持する。この際、保持部材は、板ばね２が接触する側の表面を曲面としてもよいし、板ばね２と接触する側の表面に凹部を形成してもよい。

【0054】

また、実施の形態において、第１ローラ４１および第２ローラ４２をシャックルで支持する構成としてもよい。

【0055】

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。

【0056】

以上説明したように、本発明に係る車両用懸架装置は、板ばねと保持部材との間の摩擦による耐久性の低下、および、異音の発生を抑制するのに好適である。

【符号の説明】

【0057】

１ 懸架装置
２ 板ばね
３ 係止部材
４、４Ａ 保持部材
４１ 第１ローラ
４２ 第２ローラ
４３、４４ ローラ
４１ａ 第１軸部
４１ｂ 第１回転部
４２ａ 第２軸部
４２ｂ 第２回転部
４３ａ、４４ａ 軸部
４３ｂ、４４ｂ 回転部
４５ 第１ばね部材
４６ 第２ばね部材
１００ 車軸
１０１ 車輪
１１０ フレーム
１２０ 前方取付部
１３０ 後方取付部
１４０ 座金
１５０ Ｕボルト
１６０ ハウジング
４３１、４４１ 本体部
４３２、４４２ 第１突起部
４３３、４４３ 第２突起部
４４４ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】