JP2004338642A

JP2004338642A - 懸架装置

Info

Publication number: JP2004338642A
Application number: JP2003139706A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kawasaki; 裕章川崎
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】バンプストッパの撓み−荷重特性を容易に変更・調整できるようにする。
【解決手段】バンプストッパＢとしてエアスプリング７を用いる。緩衝装置４のピストンロッド６を包囲状として、エアスプリング７を設ける。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の懸架装置（サスペンション）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば一般的なストラット式懸架装置の場合、図５に示すような弾性体から成るバンプストッパ４１を緩衝装置（ショックアブソーバ）４２のロッド４３に外嵌状に取付けて、車体からの過大入力に対して、サスペンションのオーバーストロークによる車両各部の干渉を防止し、これを保護する役割を果たしている。（例えば、特許文献１参照）。さらに、過大入力時にも乗り心地を損なわないように、バンプストッパ４１に圧縮荷重が作用しはじめた際の撓みと荷重の関係は、図６に示すように、コイルスプリングの特性（実線４４）と滑らかに破線４５のように連続するのが望ましい。
【０００３】
さらに詳しくは、このように滑らかな連続の特性（破線４５）を示すように、バンプストッパ４１の材質は天然ゴムや発泡ウレタンが使用される。そして、図５に於て、ロッド４３の上端はアッパーマウント４６に連結され、このアッパーマウント４６に下方から接する上部バネ受け部材４７と、緩衝装置４２のシリンダチューブ４８に固着された下部バネ受け部材４９との間には、ロッド４３及びバンプストッパ４１を包囲状として、コイルスプリング（サスペンションスプリング）５０が介装されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２６２９２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の上述のような構造の懸架装置に於て、天然ゴムや発泡ウレタンで形成された上記バンプストッパ４１の形状・寸法・硬度等を変更すれば、図６中に破線４５にて示した特性（撓み−荷重特性）を変更することは可能である。
【０００６】
しかしながら、そのようなバンプストッパ４１の変更（変換）のためには、懸架装置全体を分解せねばならず、ドライバ等が好みに応じて容易に変えられるものではない。勿論、走行中に、上記撓み−荷重特性を変更・調整することは不可能であった。
【０００７】
また、アフター市場で懸架装置を交換した場合、その車種専用にバンプストッパ４１が設計されている訳ではないので、その懸架装置がその車種の荷重やバネ定数に適しているとはいえない。そして、それを適するように変更・調整することは、作業が極めて面倒であった。
【０００８】
要するに、従来の懸架装置のバンプストッパ４１の役割としては、過大入力時の各部の干渉を防ぐことのみであったといえる。
【０００９】
そこで、本発明の目的の一つは、バンプストッパの撓み−荷重特性を、コイルスプリングの撓み−荷重特性に滑らかに連繋されるようにして、車の優れた乗り心地を実現する点にある。また、他の目的は、バンプストッパの特性を、簡便に変更・調整可能とする点にある。例えば、車の走行中に、バンプストッパの特性を容易に変更・調整できるようにする点にある。別の目的は、アフター市場でサスペンション（懸架装置）を変更した場合に、その車種の荷重やバネ定数に適するように、簡単に調整できる懸架装置を提供する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係る懸架装置は、バンプストッパとしてエアスプリングを用いたものである。また、コイルスプリングと該コイルスプリング内を挿通するように配設された緩衝装置とを備え、該緩衝装置のピストンロッドを包囲状に付設したエアスプリングをもってバンプストッパを構成した。
また、上記エアスプリングの内部に、無圧時の荷重を受けるための弾性体を、設けた。また、上記バンプストッパとしての上記エアスプリングに、エアを給排気可能なように、給排気手段を該エアスプリングと連結した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
【００１２】
図１に示す実施の一形態に於て、１は車体、２は車輪（タイヤ）であって、本発明に係る懸架装置Ｓは、車体１と、車輪２と車体１の一部を連結するロアアームや車輪２側のステアリングナックル等の部材３との間に、介装される。
【００１３】
図２，図３と図４は夫々相違する状態を示した（図１の）要部拡大一部断面図であり、この図２，図３，図４及び図１に於て、懸架装置Ｓは、緩衝装置（ダンパー）４とコイルスプリング５とを備え、緩衝装置４はコイルスプリング５と同じ軸心Ｌ上に配設され、緩衝装置４のピストンロッド６がコイルスプリング５内を挿通するように配設されている。
【００１４】
緩衝装置４は（図示省略の）ピストンを内有したシリンダチューブ（ストラット本体）４ａと、このピストンに連結されたピストンロッド６とを備える。このピストンロッド６を包囲状として、エアスプリング７を付設し、このエアスプリング７をもって、バンプストッパＢを構成する。つまり、バンプストッパＢとしてエアスプリング７を用いている。
【００１５】
そして、８は、ゴムや発泡ウレタン等のプラスチック等から成る弾性体であり、ピストンロッド６に外嵌状に取付けられ、無圧時の荷重を受けるためのものであって、上記エアスプリング７───バンプストッパＢ───の内部に設けられている。
【００１６】
９はストラットマウント（アッパーマウント）であり、ピストンロッド６の上端がナット１０等で固着される防振ゴム部１１と、車体１に取付けるための取付ボルト１２を有する取付盤部１３と、凹状球面部１４を下方に開口状に形成する軸受部１５等から、成る。
【００１７】
１６は上方バネ受け部材であり、摺動部材１７を介して上記凹状軸受部１５に下方から対面する凸状球面部１８を上面に有すると共に、段付孔部１９を有し、この段付孔部１９にピストンロッド６の上端の段付部近傍が挿入されている。また、シール材２０が、このピストンロッド６と段付孔部１９の間に介装され、エアスプリング７内のエアの密封を行っている。
【００１８】
そして、この上方バネ受け部材１６は、全体が例えば円盤形状であって、外周縁下面に円環状凸条２１を垂設し、前記コイルスプリング５の上端に嵌め込んで受けている。また、前記段付孔部１９を有する近傍の肉厚ボス部２２の下端は下方へ突出状として、エアスプリング７の弾性膜７ａ上端を、取付リング２３、及び、このボス部２２の下方突出部等によって、挾持状乃至掴持状として、固着保持する。
【００１９】
２４は、コイルスプリング５の下端を受ける下方バネ受け部材である。図例では、緩衝装置４のシリンダチューブ４ａの外周面に取付けられている。
【００２０】
そして、２５は軸心孔を有する上下動自在な可動盤であり、この可動盤２５の軸心孔にピストンロッド６が摺動可能に挿通され、かつ、シール材２６が介装される。この可動盤２５は軸心孔近傍の肉厚ボス部２７を上方突状に有し、上記弾性膜７ａの下端を、取付リング２８とボス部２７等によって、挾持状乃至掴持状として、固着保持する。
【００２１】
このようにして、バンプストッパＢとしてのエアスプリング７は、弾性膜７ａと、上方バネ受け部材１６の軸心近傍下面の部分と、取付リング２３と、可動盤２５と、取付リング２８等をもって、構成する。
【００２２】
また、バンプストッパＢとしてのエアスプリング７に、エアを給排気可能なように、給排気手段２９を、エアスプリング７と配管３０と、上方バネ受け部材１６に貫設した通路孔３１等にて、連通・連結されている。
【００２３】
この通路孔３１は、上方バネ受け部位１６のボス部２２から、エアスプリング７の空室内へ開口して、連通している。勿論、上方バネ受け部材１６に限らず、エアスプリング７内へエアを給排気可能であれば、下方バネ受け部材２４や、その他の部位に、通路孔を形成し、又は、配管を連結しても、自由である（図示省略）。なお、給排気手段２９としては、車搭載のコンプレッサ、エアタンク、電磁弁等をもって、構成されている。その操作は、例えば、運転席付近のスイッチにて、電磁弁を開閉させることにより、加圧エアをエアスプリング７内へ、矢印Ｅのように供給し、あるいは、逆に、図２の矢印Ｇのように、排出する。また、コンプレッサの電源は、バッテリ等を用いる。
【００２４】
図２はエアスプリング７の内圧が低い場合を示し、緩衝装置４が短縮すると、シリンダチューブ４ａの上面が、エアスプリング７の可動盤２５に衝突し、衝撃を緩和する。この際（又は無圧状態で）、過大入力が作用すれば、内部の弾性体８が可動盤２５の上面に当接して、オーバーストロークによる車両各部の干渉を防ぎ、これを保護する。
【００２５】
図２から図３のように、矢印Ｅの如く、給排気手段２９によって加圧エアを供給すれば、可動盤２５は下降して（エアスプリング７が伸長して）、シリンダチューブ４ａの上面に当接して、内部の圧力Ｐが上昇し、コイルスプリング５とエアスプリングが並列に配置された合成バネとなり、バネ定数を高くすることができ、例えば、ワインディング道（オフロード）等での走行安定性を増すことができる。例えば、図６に於て、２点鎖線３３で示すような撓み−荷重特性となり、（本来の）コイルスプリング５によるバネ特性（実線４４）に、滑らかにプラス（連結）される。
【００２６】
さらに、加圧エアを供給すると、図４に示す如く、合成バネのバネ定数が一層大きくなって、エアスプリング７が伸長し、車高を上昇させることも可能となる。例えば、図６中の２点鎖線３４で示すような曲線となる。このようにして、エアロパーツやボディ（車体）の一部が路面や障害物に当たらないようにすることができる。
【００２７】
このように、エア給排気手段２９によって、ドライバは任意に、バンプストッパＢ───エアスプリング７───の内圧Ｐを増減・調整することで好みに応じた衝撃吸収特性を選択でき、また、走行状態・走行条件に応じたバネ定数をドライバが自由かつ容易に選択できる。
【００２８】
なお、コイルスプリング５のバネ定数をＳ_５、エアスプリング７のバネ定数をＳ_７とすれば、、図３や図４の状態下では、合成バネ定数は、（Ｓ_５＋Ｓ_７）となる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような著大な効果を奏する。
【００３０】
（請求項１，２によれば、）本来のコイルスプリング（撓み−荷重）特性に対しバンプストッパＢによる（撓み−荷重）特性が、極めて滑らかに連続し、自然な優れた乗り心地を実現する。また、従来のバンプストッパではその（撓み−荷重）特性を変更・調整するには、面倒な分解・組立作業を必要としたが、そのような作業を要さずに、（撓み−荷重）特性が変更・調整可能となった。さらに、サスペンションを変更した場合に、その車種の荷重やバネ定数に適するように、バンプストッパＢの（撓み−荷重）特性を容易に調整できる。
【００３１】
（請求項３によれば、）エアスプリング７の無圧時に車両各部の干渉を防止し、これを保護でき、しかも、エアスプリング７の内部のスペースを有効活用していて、容積の増加はない。
【００３２】
（請求項４によれば、）ドライバが好みに応じた衝撃吸収性を選択できる。さらに、内圧を高めて、バネ定数をアップし、走行状態に確実に、かつ、容易に、対応できて至便である。また、走行中に、路面状況等に対応することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す正面図である。
【図２】低圧（又は無圧）の状態を示す要部断面説明図である。
【図３】中間の圧力状態を示す要部断面説明図である。
【図４】高圧力状態を示す要部断面説明図である。
【図５】従来例を示す一部断面正面図である。
【図６】撓み−荷重の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
４緩衝装置
５コイルスプリング
６ピストンロッド
７エアスプリング
８弾性体
２９給排気手段
Ｂバンプストッパ

Claims

バンプストッパ（Ｂ）としてエアスプリング（７）を用いたことを特徴とする懸架装置。
コイルスプリング（５）と該コイルスプリング（５）内を挿通するように配設された緩衝装置（４）とを備え、該緩衝装置（４）のピストンロッド（６）を包囲状に付設したエアスプリング（７）をもってバンプストッパ（Ｂ）を構成したことを特徴とする懸架装置。
上記エアスプリング（７）の内部に、無圧時の荷重を受けるための弾性体（８）を、設けた請求項１又は２記載の懸架装置。
上記バンプストッパ（Ｂ）としての上記エアスプリング（７）に、エアを給排気可能なように、給排気手段（２９）を該エアスプリング（７）と連結した請求項１，２又は３記載の懸架装置。