JP2003146042A

JP2003146042A - 懸架装置

Info

Publication number: JP2003146042A
Application number: JP2001347837A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kawasaki; 裕章川崎
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2003-05-21
Anticipated expiration: 2021-11-13
Also published as: JP3999499B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ステアリングを切った状態でもエアスプリン
グを円滑に伸縮できる、特に車高調整式として用いられ
る懸架装置を提供することを目的とする。【解決手段】緩衝装置２と、コイルスプリング３と、
上板部材11と下板部材12と上下板部材11，12の間に介設
される弾性膜10を有するエアスプリング４とを、備え、
コイルスプリング３の上部に、エアスプリング４を、直
列的に配設し、緩衝装置２のロッド２ａが、上板部材11
の孔部11ａ及び下板部材12の孔部12ａを貫通して、緩衝
装置２が、車体６と車軸８を連結しており、エアスプリ
ング４の内圧を、ロッド２ａと摺接する両孔部11ａ，12
ａに内嵌されたパッキン９で密封し、両孔部11ａ，12ａ
の軸心Ｏに対してロッド２ａの軸心Ｌが偏心可能となる
ように両孔部11ａ，12ａとロッド２ａとの間に隙間Ｇを
設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車輪懸架
装置に係り、特に車高調整式の懸架装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、懸架装置（サスペンション）を
構成する緩衝装置のロッドの先端は、ピローボール若し
くはラバーブッシュで構成された軸受部を介して、車体
に取り付けられる。

【０００３】ピローボールで構成された軸受部は、懸架
装置と車体の接点部分の剛性を向上させ懸架装置の動き
をダイレクトに伝える効果があるため、レーシングカー
やスポーツタイプの乗用車で好んで使われることもある
が、ラバーブッシュの軸受部に比べて、乗り心地が悪い
ことや、金属音がするなどの理由でファミリーカーなど
のワゴンタイプの乗用車などではあまり使われない。ま
た、ラバーブッシュの軸受部に比べて、高価であること
も敬遠される理由である。

【０００４】一方、ラバーブッシュで構成された軸受部
は、ステアリングを切っても緩衝装置が回転したり大き
く振れたりしないダブルウィッシュボーン式サスペンシ
ョンでは特に工夫は必要ないが、車高調整式のストラッ
ト式サスペンションの場合、以下のような問題点が発生
する。

【０００５】ここで、従来の車高調整式懸架装置は、図
６に例示するように、緩衝装置42と、コイルスプリング
43と、上板部材45と下板部材46と上下板部材45，46の間
に介設される弾性膜47を有するエアスプリング44とを、
備え、コイルスプリング43の上部に、エアスプリング44
を、直列的に配設し、緩衝装置42のロッド42ａが、上板
部材45の孔部45ａ及び下板部材46の孔部46ａを貫通し、
エアスプリング44の内圧を、ロッド42ａと摺接する両孔
部45ａ，46ａに内嵌されたＯリング48で密封している。
そして、緩衝装置42のロッド42ａ先端は、防振ゴム（ラ
バーブッシュ）41を内装したストラットマウント40を介
して車体６に取り付けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
懸架装置では、ステアリングを切ると緩衝装置42は回転
しながらストラットマウント40を支点に左右に振れ、そ
の振れに伴いエアスプリング44も一緒に振れることがで
きれば問題はないが、エアスプリング44はスラストベア
リング49を介してストラットマウント40と当接している
ために左右に振れることができない。しかも、ロッド42
ａと両孔部45ａ，46ａとの隙間は、Ｏリング48の場合通
常0.05mm程度しかとれないので、その結果、ロッド42ａ
が両孔部45ａ，46ａに当接し、ロッド42ａに曲げ方向の
力が加わってしまう。さらに、その状態でエアスプリン
グ44に加圧エアを充填するとロッド42ａに対して下板部
材46が円滑に摺動することができないなどの不具合が発
生する。

【０００７】そこで、本発明は、ステアリングを切った
状態でもエアスプリングを円滑に伸縮できる、特に車高
調整式として用いられる懸架装置を提供することを目的
とする。また、本発明は、車の乗り心地を改善し、低価
格な、かつ、簡素な構造の懸架装置を提供することを、
他の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る懸架装置は、緩衝装置と、コイルス
プリングと、上板部材と下板部材と該上下板部材の間に
介設される弾性膜を有するエアスプリングとを、備え、
上記コイルスプリングの上部に、上記エアスプリング
を、直列的に配設し、上記緩衝装置のロッドが、上記上
板部材の孔部及び上記下板部材の孔部を貫通して、該緩
衝装置が、車体と車軸を連結しており、上記エアスプリ
ングの内圧を、上記ロッドと摺接する上記両孔部に内嵌
されたパッキンで密封し、該両孔部の軸心に対して上記
ロッドの軸心が偏心可能となるように該両孔部と該ロッ
ドとの間に隙間を設けたものである。

【０００９】また、エアスプリングにエアを出し入れす
ることで車高を調整するよう構成されたものである。ま
た、両孔部の内径を、ロッドの外径よりも、１mm〜５mm
大きく形成したものである。また、パッキンの形状を横
断面略Ｖ字状乃至略Ｕ字状としたものである。

【００１０】また、下板部材の中央部を上方突隆状に形
成して、該下板部材の孔部を上板部材の孔部に接近する
ように形成したものである。また、コイルスプリング
と、エアスプリングの下板部材との間に、スラストベア
リングを介設したものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基いて詳説する。

【００１２】図１は、本発明に係る自動車の車輪懸架装
置の実施の一形態を示したものであり、本懸架装置１
は、緩衝装置（ダンパー）２とコイルスプリング３とエ
アスプリング４とを備え、コイルスプリング３の上部に
直列的に、エアスプリング４を配設し、緩衝装置２のロ
ッド２ａが、エアスプリング４を貫通して、緩衝装置２
が、車体６と車軸８を連結しているものである。即ち、
本懸架装置１は、自動車５の車体６と車軸８との間に装
着されている。ここで、「直列的」とは、車体６側と車
軸８側の間の力の伝達が、一方のみを介して伝達される
ことが無く、必ず両者を介して伝達されるような配置を
言う。

【００１３】具体的に述べると、図１と図２に示すよう
に、緩衝装置２のストラット本体２ｂの下部は、車輪
７，７間に架け渡された車軸８に取り付けられ、かつ、
緩衝装置２のロッド２ａは、軸受部14を介して車体６に
連結される。

【００１４】軸受部（ストラットマウント）14は、車体
６に（ボルト等の）固着具にて離脱自在に固定される取
付板14ａと、取付板14ａに装着されてロッド２ａを保持
する防振ゴム（ラバーブッシュ）14ｂと、を備えてお
り、ロッド２ａがあらゆる方向に対して弾性支持される
ことにより、地面等からの衝撃・振動の伝達を緩和させ
ることができる。また、ステアリングを切ると緩衝装置
２は回転しながら振れるが、その振れを許容する働きも
ある。ここで、「振れ」とは、ロッド２ａが軸受部14を
支点として揺動すること、若しくは、ロッド２ａが平行
移動することをいう。

【００１５】コイルスプリング３は、緩衝装置２の中間
部を包囲するように配設され、コイルスプリング３の下
部は、緩衝装置２のストラット本体２ｂに当接乃至取り
付けられ、かつ、コイルスプリング３の上部は、エアス
プリング４の下部にスラストベアリング13を介して当接
乃至取り付けられている。

【００１６】エアスプリング４は、上板部材11と下板部
材12と上下板部材11，12の間に介設される弾性膜10とを
有している。即ち、ビア樽型乃至円筒型の（ゴム製）弾
性膜10の上・下開口部を、水平状の（金属製）上板部材
11と下板部材12にて、塞ぐように挾んでいる。

【００１７】エアスプリング４は、緩衝装置２のロッド
２ａの一部を包囲するように配設され、コイルスプリン
グ３と、エアスプリング４の下板部材12との間に、スラ
ストベアリング13を介設しており、ステアリングを切っ
たときに、ストラット本体２ｂ及びコイルスプリング３
が回転しても、エアスプリング４は回転しないようにな
っている。

【００１８】また、スラストベアリング13は径方向に若
干の余裕代をもって介設されており、ステアリングを切
ったときの緩衝装置２及びコイルスプリング３の振れ
が、エアスプリング４へ伝達することを防止している。

【００１９】エアスプリング４の上板部材11は、（ゴム
・発泡ウレタン等の）環状の弾性体16を介して、軸受部
14の取付板14ａに当接しており、エアスプリング４が安
定した姿勢で車体６を支持することができ、かつ、地面
等から車体６への衝撃・振動を緩和することができる。

【００２０】そして、緩衝装置２のロッド２ａは、上板
部材11の孔部11ａ及び下板部材12の孔部12ａを貫通し
て、エアスプリング４の内圧を、ロッド２ａと摺接する
両孔部11ａ，12ａの夫々に内嵌された（環状の）パッキ
ン９，９で密封している。即ち、上板部材11に貫設され
たエア出入口15よりエアスプリング４に（加圧）エアを
出し入れすることで、エアスプリング４が伸縮して、車
高を調整するように構成されている。

【００２１】図２、図３及び図４に示すように、両孔部
11ａ，12ａの軸心Ｏに対してロッド２ａの軸心Ｌが偏心
可能となるように両孔部11ａ，12ａとロッド２ａとの間
に隙間Ｇを設けている。言い換えると、両孔部11ａ，12
ａは、ステアリングを切ったとき等のロッド２ａの最大
の振れ幅を許容できる大きさに形成されている。ここ
で、「偏心」とは、ロッド２ａの軸心Ｌが、両孔部11
ａ，12ａの軸心Ｏに対して、揺動（図４（ロ）参照）乃
至平行移動（図４（イ）の状態から軸心Ｌと軸心Ｏが平
行を保ったままで離れるように移動）した状態をいう。

【００２２】両孔部11ａ，12ａの内径Ｄを、ロッド２ａ
の外径ｄよりも、１mm〜５mm大きく形成しており、（言
い換えると、隙間Ｇを 0.5mm〜 2.5mmに設定してお
り、）ロッド２ａの偏心を確実に許容できる。即ち、１
mm未満では、ロッド２ａの軸心Ｌの偏心を許容できず、
ロッド２ａと孔部12ａが当ってスムーズな下板部材12の
作動が妨げられる。他方、５mmを越えると、孔部11ａ，
12ａが無駄に大きくなり、パッキン９にてエアスプリン
グ４の内圧を確実に密封することができない。

【００２３】パッキン９は、横断面略Ｖ字状乃至略Ｕ字
状に形成され、パッキン９の溝がエアスプリング４内の
内圧を受け得るように、両孔部11ａ，12ａに形成された
凹周溝に夫々装着されている。即ち、図３と図４に示す
ように、パッキン９の自由状態での張り代Ｍを、十分に
大きくすることができる形状とする。

【００２４】このように構成することで、図４（イ）に
示すように、孔部12ａの軸心Ｏに対してロッド２ａの軸
心Ｌが略一致した状態から、ステアリングを切った際等
に、図４（ロ）に示すように、孔部12ａの軸心Ｏに対し
てロッド２ａの軸心Ｌが偏心するが、ロッド２ａは孔部
12ａに当接（干渉）せず、しかも、パッキン９のシール
リップはロッド２ａに密着したままである。なお、図４
には下板部材12側を示したが、上板部材11側のロッド２
ａの偏心量（偏心幅）は、下板部材12側のロッド２ａの
偏心量に比べて、同等乃至小さくなるため、当然に、ロ
ッド２ａの偏心を許容でき、かつ、エアスプリング４の
密封状態を保持できる。

【００２５】さらに、図２に示すように、下板部材12の
中央部を上方突隆状に形成して、下板部材12の孔部12ａ
を上板部材11の孔部11ａに接近するように形成してい
る。即ち、軸受部14から下板部材12の孔部12ａ（及びパ
ッキン９）までの距離を極力近くするように形成するこ
とで、ロッド２ａが軸受部14を支点に振れたときに、ロ
ッド２ａの振れ幅（偏心量）を少しでも小さくすること
ができ、孔部12ａの内径Ｄを極力小さくして、隙間Ｇを
減少し、パッキン９の隙間Ｇからのハミ出しを防止す
る。

【００２６】次に、本懸架装置１にて車高を調整する方
法を説明すると、エアスプリング４の内圧が無いとき
は、上板部材11の中央下部が、下板部材12の中央上部に
載置された（ゴム・発泡ウレタン等の）弾性体17に当接
して、車体６等の荷重を、エアスプリング４の弾性膜10
にかけず、弾性体17にて受け持つようにしている。

【００２７】そして、エアスプリング４のエア出入口15
から、エアを供給すると、エアスプリング４内に加圧空
気が充填され、エアスプリング４は鉛直方向に弾発付勢
力を発生し、車体６等の荷重と釣り合う高さまで伸び、
車体６と車軸８（図１参照）の間隔を広げ、車高をアッ
プすることができる。なお、車高の最大上昇量は、下板
部材12の中央下部とロッド２ａに外嵌されたストッパー
18との間の距離にて決定される。

【００２８】なお、図示省略するが、エアスプリング４
のエア出入口15への加圧エアの供給は、コンプレッサか
らエアタンク、電磁弁、及び、配管等を介して行われ、
運転席のスイッチにて、電磁弁を開閉させることで、エ
アスプリング４への加圧エアの出し入れを行うようにす
る。また、コンプレッサの電源は、バッテリーより供給
する。

【００２９】次に、ステップワゴンのフロントに（図２
の）本懸架装置を取り付けた実施例と、ステップワゴン
のフロントに（図６の）懸架装置を取り付けた従来例
と、を比べると、従来例では、ステアリングを切った状
態で、エアスプリング44内にエアを出し入れし車高の上
げ下げを行ったところ、エアスプリング44がスムーズに
鉛直方向に伸長しなかった。また、試験後分解してみる
と下板部材46及びロッド42ａに傷がついていた。これに
対して、本発明の実施例では、ステアリングを切った状
態でも、エアスプリング４がスムーズに鉛直方向に伸長
することができ、試験後分解しても下板部材12及びロッ
ド２ａともに全く傷がついていなかった。

【００３０】なお、図５にパッキン９の他の実施の形態
を示し、図３と比較すると、パッキン９の大気（低圧）
側内面に小リップ部19が付設されている点が相違する。
即ち、小リップ部19は、ロッド２ａの上下摺動の際にロ
ッド２ａに付着するゴミを取り除く役目と、パッキン９
を安定した姿勢でロッド２ａに接触させる役目と、を担
う。

【００３１】なお、本発明は、上述の実施の形態に限定
されず、例えば、パッキン９、上板部材11、下板部材12
等の形状等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変
更可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以下に記載するような著大な
効果を奏する。

【００３３】（請求項１によれば、）ステアリングを切
った状態でも、緩衝装置２のロッド２ａが両孔部11ａ，
12ａに当接（干渉）しないため、エアスプリング４を円
滑に伸縮できる。特に、ロッド２ａと車体６とを連結す
る軸受部14がラバーブッシュタイプの場合に、エアスプ
リング４を適用できるようになり、乗り心地や低価格を
重視する被験者の使用選択の幅を広げることができる。

【００３４】また、コイルスプリング３とエアスプリン
グ４を直列的に配置しているため、全体のばね定数が小
さくなり、一層、地面等からの衝撃を和らげ、乗り心地
を向上させる。また、エアスプリング４の内圧や受圧有
効面積を変えることで、全体のばね定数を変化させ、様
々な乗り心地を楽しむことができる。

【００３５】（請求項２によれば、）エアを出し入れす
るだけで、車高の調整が容易となり、さらに、全体のば
ね定数を変化させ、様々な乗り心地を楽しむことができ
る。具体的に述べると、車両の見栄えや走行性能を重視
する場合、通常はエアスプリング４に加圧エアを充填せ
ずに車高が低い状態で走行し、段差等がある場合にエア
スプリング４に加圧エアを充填して車高を上昇させて段
差を乗り越えるようにする。また、例えば、雪国で使用
する場合、エアスプリング４に加圧エアを充填していな
いときの車高を標準的な車高に設定しておき、冬場など
わだちが目立つようになると、エアスプリング４に加圧
エアを充填して、通常よりも車高を高くして走行するな
どの利用も可能である。

【００３６】（請求項３によれば、）緩衝装置２のロッ
ド２ａが両孔部11ａ，12ａに当接（干渉）するのを防止
すると共に、パッキン９のハミ出し等を防いで寿命を延
ばし、エアスプリング４内の密封性を確保することがで
きる。（請求項４によれば、）ロッド２ａの軸心Ｌが偏心──
─平行移動や揺動による偏心───しても、確実にロッ
ド２ａに密着して、密封性を保持することができる。

【００３７】（請求項５によれば、）ロッド２ａの軸心
Ｌの偏心幅を小さく設定でき、両孔部11ａ，12ａとロッ
ド２ａとの隙間Ｇを減少でき、パッキン９の密封性を確
保できる。（請求項６によれば、）ステアリングを切ったときに生
じる緩衝装置２及びコイルスプリング３の回転に伴うエ
アスプリング４の回転運動（弾性膜10の捩れ等の変形）
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す取付説明図であ
る。

【図２】要部拡大断面図である。

【図３】要部構成説明図である。

【図４】要部作用説明図である。

【図５】パッキンの他の実施の形態を示す横断面図であ
る。

【図６】従来例を示す要部拡大断面図である。

【符号の説明】

２緩衝装置２ａロッド３コイルスプリング４エアスプリング６車体８車軸９パッキン 10 弾性膜 11 上板部材 11ａ孔部 12 下板部材 12ａ孔部 13 スラストベアリングＯ軸心Ｌ軸心Ｄ内径ｄ外径Ｇ隙間

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｊ 15/32 Ｆ１６Ｆ 9/32 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】緩衝装置２と、コイルスプリング３と、
上板部材11と下板部材12と該上下板部材11，12の間に介
設される弾性膜10を有するエアスプリング４とを、備
え、上記コイルスプリング３の上部に、上記エアスプリ
ング４を、直列的に配設し、上記緩衝装置２のロッド２
ａが、上記上板部材11の孔部11ａ及び上記下板部材12の
孔部12ａを貫通して、該緩衝装置２が、車体６と車軸８
を連結しており、上記エアスプリング４の内圧を、上記
ロッド２ａと摺接する上記両孔部11ａ，12ａに内嵌され
たパッキン９で密封し、該両孔部11ａ，12ａの軸心Ｏに
対して上記ロッド２ａの軸心Ｌが偏心可能となるように
該両孔部11ａ，12ａと該ロッド２ａとの間に隙間Ｇを設
けたことを特徴とする懸架装置。
【請求項２】エアスプリング４にエアを出し入れする
ことで車高を調整するよう構成された請求項１記載の懸
架装置。
【請求項３】両孔部11ａ，12ａの内径Ｄを、ロッド２
ａの外径ｄよりも、１mm〜５mm大きく形成した請求項１
又は２記載の懸架装置。
【請求項４】パッキン９の形状を横断面略Ｖ字状乃至
略Ｕ字状とした請求項１、２又は３記載の懸架装置。
【請求項５】下板部材12の中央部を上方突隆状に形成
して、該下板部材12の孔部12ａを上板部材11の孔部11ａ
に接近するように形成した請求項１、２、３又は４記載
の懸架装置。
【請求項６】コイルスプリング３と、エアスプリング
４の下板部材12との間に、スラストベアリング13を介設
した請求項１、２、３、４又は５記載の懸架装置。