JP2006194316A - 車両用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダイヤフラムの耐久性を維持しつつベアリング機構の耐久性を向上させる。
【解決手段】 アブソーバ１０は、シリンダ１１とピストンロッド１２のアブソーバ軸方向における相対移動によって減衰力を発生させる。空気ばね２０は、空気室Ｒを形成するピストン２１、チャンバー２２およびダイヤフラム２３等を備える。ピストン２１は、シリンダ１１の外周にベアリング機構３１およびベローズ３２を介して気密的に組み付けられて、シリンダ１１とアブソーバ軸方向にて一体的に移動する。チャンバー２２は、ピストンロッド１２の外周に配置されて、ピストンロッド１２とアブソーバ軸方向にて一体的に移動する。ダイヤフラム２３は、チャンバー２２とピストン２１間に組み付けられる。ベアリング機構３１は、ベローズ３２により密封された状態で、シリンダ１１のピストン２１に対するアブソーバ軸回りの相対回転を許容する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用サスペンション装置に係り、特に、ばねとして空気ばねを使用した車両用サスペンション装置に関する。

この種の車両用サスペンション装置の一つとして、シリンダとピストンロッドを備えて車体と車輪支持部材間に介装され前記シリンダと前記ピストンロッドのアブソーバ軸方向における相対移動によって減衰力を発生させるアブソーバと、このアブソーバの前記シリンダ外周に気密的に組み付けられて前記シリンダとアブソーバ軸方向にて一体的に移動可能なピストンと、前記アブソーバの前記ピストンロッド外周に配置されて前記ピストンロッドとアブソーバ軸方向にて一体的に移動可能なチャンバーと、このチャンバーと前記ピストン間に組み付けられて前記チャンバーおよび前記ピストンとにより空気室を形成するダイヤフラムとを備えたものがあり、例えば、下記特許文献１に示されている。
実公平７−１４６７７号公報

上記した特許文献１に示されている車両用サスペンション装置では、ピストン、チャンバー、ダイヤフラムなどで形成された空気室内の圧縮空気がばねとして機能することで、車体の上下方向位置が規定されるとともに路面からの衝撃が緩和される。また、アブソーバの減衰力により車体の振動が減衰される。

ところで、上記した特許文献１に示されている車両用サスペンション装置においては、アブソーバのシリンダが車輪支持部材に組み付けられ、ピストンがシリンダ外周に一体的に組み付けられている。また、チャンバーがアブソーバのピストンロッドとアブソーバ軸回りにて一体的に回転可能に組み付けられ、ピストンとチャンバー間にダイヤフラムが組み付けられている。そして、ピストンロッドがチャンバーとともにベアリング機構を介して車体に組み付けられて、ピストンロッドとチャンバーが車体に対して回転可能とされている。このため、車輪支持部材がアブソーバ軸回りに回転した場合には、車輪支持部材の回転に追従してシリンダおよびピストンがアブソーバ軸回りにて一体的に回転するとともに、ベアリング機構により車体に対して回転可能とされているピストンロッドおよびチャンバーがアブソーバ軸回りにて一体的に回転する。したがって、ピストンとチャンバー間にあるダイヤフラムは、ほとんど捩られなくてその耐久性が維持される。

しかし、この車両用サスペンション装置では、アブソーバによる減衰力がピストンロッドからベアリング機構すなわち、ダイヤフラムの捩りを抑制するための回転許容手段を介して車体に伝達されるとともに、シリンダを介して車輪支持部材に伝達される。また、空気室内の圧縮空気による上方へのばね力がベアリング機構を介して車体に伝達されるとともに、下方へのばね力がシリンダを介して車輪支持部材に伝達される。このため、ベアリング機構に作用する力が大きくなり、これに応じてベアリング機構が受ける負荷が大きくなってその耐久性が損なわれるおそれがある。

したがって、本発明では、上記した問題に対処するために、ダイヤフラムの耐久性を維持しつつ回転許容手段の耐久性を向上させることが可能な車両用サスペンション装置を提供することをその目的としている。

上記目的を達成するために、本発明においては、シリンダとピストンロッドを備えて車体と車輪支持部材間に介装され前記シリンダと前記ピストンロッドのアブソーバ軸方向における相対移動によって減衰力を発生させるアブソーバと、このアブソーバの前記シリンダ外周に気密的に組み付けられて前記シリンダとアブソーバ軸方向にて一体的に移動可能なピストンと、前記アブソーバの前記ピストンロッド外周に配置されて前記ピストンロッドとアブソーバ軸方向にて一体的に移動可能なチャンバーと、このチャンバーと前記ピストン間に組み付けられて前記チャンバーおよび前記ピストンとにより空気室を形成するダイヤフラムとを備えた車両用サスペンション装置において、前記アブソーバの前記シリンダ外周と前記ピストン内周間に、前記シリンダの前記ピストンに対するアブソーバ軸回りの相対回転を許容する回転許容手段が設けられていることに特徴がある。この場合において、前記回転許容手段はベアリング機構で構成され、前記ピストンは前記ベアリング機構を密封する密封手段を介して前記アブソーバの前記シリンダ外周に気密的に組み付けられていることも可能である。

本発明による車両用サスペンション装置においては、回転許容手段がアブソーバのシリンダ外周とピストンの内周間に設けられており、シリンダのピストンに対するアブソーバ軸回りの相対回転が許容されるようになっている。このため、車輪支持部材がアブソーバ軸回りに回転した場合には、シリンダがピストンに対して回転して、ピストンはシリンダに追従して回転することはない。また、チャンバーは車体に組み付けられている。したがって、ピストンとチャンバー間にあるダイヤフラムは、ほとんど捩られなくてその耐久性が維持される。

ところで、この車両用サスペンション装置では、アブソーバによる減衰力がピストンロッドから回転許容手段を介さずに車体に伝達されるとともに、シリンダを介して車輪支持部材に伝達される。また、空気室内の圧縮空気による上方へのばね力は回転許容手段を介さずにチャンバーを介して車体に伝達されるとともに、下方へのばね力の大部分はシリンダを介して車輪支持部材に伝達されて、同ばね力の一部のみが回転許容手段からシリンダを介して車輪支持部材に伝達される。したがって、回転許容手段には、圧縮空気による下方へのばね力の一部のみが作用してアブソーバによる減衰力は作用しないため、回転許容手段に作用する力は上記した従来技術のベアリング機構に比して小さくなり、これに応じて回転許容手段が受ける負荷が軽減されてその耐久性を向上させることが可能である。

また、ピストンロッドがチャンバーとともにベアリング機構を介して車体に組み付けられている従来技術において、ベアリング機構が設けられていたスペースをチャンバーのためのスペースとして有効に利用して空気室の容積を大きくすることが可能である。これにより、空気室のサスペンションストロークに対する体積変化率が小さくなって空気室の圧力変化が小さくなるため、ダイヤフラムや密封手段の耐久性を向上させることが可能である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は本発明による車輪用サスペンション装置を示していて、このサスペンション装置は、車体４０と車輪支持部材としてのナックル５０間に介装されたアブソーバ１０と空気ばね２０とで構成されている。アブソーバ１０は、シリンダ１１およびピストンロッド１２を備えていて、シリンダ１１とピストンロッド１２のアブソーバ軸方向における相対移動によって減衰力を発生させるように構成されている。

シリンダ１１は、その下端にてブラケット１４を介してナックル５０に連結されていて、その中間部の外周には円筒状のプロテクタ１１ａが気密的に固着されている。ピストンロッド１２は、シリンダ１１にアブソーバ軸方向に進退可能に組み付けられていて、シリンダ１１から突出した上部にてアッパサポート１５およびインシュレータ１６を介して車体４０に取り付けられている。

空気ばね２０は、圧縮空気が封入される空気室Ｒを形成するピストン２１、チャンバー２２およびダイヤフラム２３と、ダイヤフラム２３を保護するとともにその径方向の変形を規制する外筒２４とを備えている。ピストン２１は、円筒状に形成されており、シリンダ１１のプロテクタ１１ａの外周にベアリング機構３１とベローズ３２を介して気密的に組み付けられていて、シリンダ１１とアブソーバ軸方向にて一体的に移動する。

チャンバー２２は、段付き円筒状に形成されており、アブソーバ１０におけるピストンロッド１２の外周に配置されていて、その上端部外周にてアッパサポート１５に気密的に固着されるとともに、その下端部外周にてダイヤフラム２３を介してピストン２１と気密的に組み付けられている。ダイヤフラム２３は、チャンバー２２とピストン２１間に組み付けられていて、その外周側端部にてかしめリング２６によりチャンバー２２の下端部外周に気密的に固着されるとともに、その内周側端部にてかしめリング２７によりピストン２１の上端部外周に気密的に固着されている。

外筒２４は、円筒状に形成されており、その上端部内周にてかしめリング２６によりダイヤフラム２３の連結されたチャンバー２２の下端部外周に組み付けられている。空気室Ｒは、所定の空気圧に維持されていて、チャンバー２２に接続された配管（図示省略）を介して空気圧源（図示省略）に連通可能とされており、空気室Ｒ内への圧縮空気の給排によって車高が調整されるようになっている。

ベアリング機構３１は、ラジアル型のものであり、内周にて円環状の凹部３１ａ１を有する内輪３１ａと、外周にて円環状の凹部３１ｂ１を有する外輪３１ｂと、内輪３１ａと外輪３１ｂを互いに軸回りに相対回転させるボール３１ｃを備えている。ベアリング機構３１は、回転許容手段としての役割を果たしている。

ベローズ３２は、撓み易い材料（例えば、クロロプレンゴム等）で形成されていて、その内周側端部にてかしめリング３３により内輪３１ａの凹部３１ａ１に気密的に固着されるとともに、その内周面にてプロテクタ１１ａの外周に気密的に圧接している。また、ベローズ３２は、その外周側端部にてかしめリング３４により外輪３１ｂの凹部３１ｂ１に気密的に固着されるとともに、その外周面にてピストン２１の内周に気密的に圧接している。かしめリング３３，３４は、プロテクタ１１ａの外周およびピストン２１の内周にそれぞれ固着されている。ベローズ３２およびかしめリング３３，３４は、密封手段としての役割を果たしている。

上記した実施形態の車両用サスペンション装置においては、ベアリング機構３１がシリンダ１１のプロテクタ１１ａの外周とピストン２１の内周間に設けられており、シリンダ１１のピストン２１に対するアブソーバ軸回りの相対回転が許容されるようになっている。このため、ナックル５０がアブソーバ軸回りに回転した場合には、シリンダ１１がピストン２１に対して回転して、ピストン２１はシリンダ１１に追従して回転することはない。また、チャンバー２２は、アッパサポート１５およびインシュレータ１６を介して車体４０に組み付けられている。したがって、ピストン２１とチャンバー２２間にあるダイヤフラム２３は、ほとんど捩られなくてその耐久性が維持される。

ところで、この実施形態の車両用サスペンション装置では、アブソーバ１０による減衰力がピストンロッド１２からベアリング機構３１を介さずに車体４０に伝達されるとともに、シリンダ１１を介してナックル５０に伝達される。また、空気室Ｒ内の圧縮空気による上方へのばね力はベアリング機構３１を介さずにチャンバー２２を介して車体４０に伝達されるとともに、下方へのばね力の大部分はシリンダ１１を介してナックル５０に伝達されて、同ばね力の一部すなわち、ダイヤフラム２３に作用する力の一部、ピストン２１に作用する力の全部、およびベローズ３２に作用する力の一部のみがベアリング機構３１における外輪３１ｂからボール３１ｃを介して内輪３１ａに伝達され、この内輪３１ａからプロテクタ１１ａおよびシリンダ１１を介してナックル５０に伝達される。

したがって、ベアリング機構３１には、圧縮空気による下方へのばね力の一部のみが作用してアブソーバ１０による減衰力は作用しないため、ベアリング機構３１に作用する力は、頭書に記載した従来技術のベアリング機構すなわち、アブソーバ１０による減衰力が作用し、圧縮空気による上方へのばね力の全部が作用するものに比して小さくなり、これに応じてベアリング機構３１が受ける負荷が軽減されてその耐久性を向上させることが可能である。

また、ピストンロッドおよびチャンバーがベアリング機構を介して車体に組み付けられていた頭書に記載した従来技術において、ベアリング機構が設けられていたスペースをチャンバー２２のためのスペースとして有効に利用して空気室Ｒの容積を大きくすることが可能である。これにより、空気室Ｒのサスペンションストロークに対する体積変化率が小さくなって空気室Ｒの圧力変化が小さくなるため、ダイヤフラム２３やベローズ３２の耐久性を向上させることが可能である。

上記した実施形態においては、密封手段としてベローズ３２を用いた場合について説明したが、ベローズ３２以外の密封手段を用いて実施することも可能である。

また、上記した実施形態においては、アブソーバ１０がシリンダ１１の下端部にてナックル５０に組み付けられ、ピストンロッド１２の上端部にて車体４０にアッパサポート１５等を介して組み付けられるように実施したが、これとは逆に、アブソーバがピストンロッドにてナックル等の車輪支持部材に組み付けられ、シリンダにて車体にアッパサポート等を介して組み付けられるように実施することも可能である。

本発明の一実施形態に係る車両用サスペンション装置の全体を示した部分破断正面図である。 図１に示した車両用サスペンション装置のうちベアリング機構の近傍部位を拡大して示した部分破断正面図である。

符号の説明

１０…アブソーバ、１１…シリンダ、１２…ピストンロッド、２０…空気ばね、２１…ピストン、２２…チャンバー、２３…ダイヤフラム、Ｒ…空気室、３１…ベアリング機構、３１ａ…内輪、３１ｂ…外輪、３１ｃ…ボール、３２…ベローズ（密封手段）、３３，３４…かしめリング（密封手段）、４０…車体、５０…ナックル（車輪支持部材）

Claims (2)

1. シリンダとピストンロッドを備えて車体と車輪支持部材間に介装され前記シリンダと前記ピストンロッドのアブソーバ軸方向における相対移動によって減衰力を発生させるアブソーバと、このアブソーバの前記シリンダ外周に気密的に組み付けられて前記シリンダとアブソーバ軸方向にて一体的に移動可能なピストンと、前記アブソーバの前記ピストンロッド外周に配置されて前記ピストンロッドとアブソーバ軸方向にて一体的に移動可能なチャンバーと、このチャンバーと前記ピストン間に組み付けられて前記チャンバーおよび前記ピストンとにより空気室を形成するダイヤフラムとを備えた車両用サスペンション装置において、
   前記アブソーバの前記シリンダ外周と前記ピストン内周間に、前記シリンダの前記ピストンに対するアブソーバ軸回りの相対回転を許容する回転許容手段が設けられていることを特徴とする車両用サスペンション装置。
2. 請求項１に記載した車両用サスペンション装置において、
   前記回転許容手段はベアリング機構で構成され、前記ピストンは前記ベアリング機構を密封する密封手段を介して前記アブソーバの前記シリンダ外周に気密的に組み付けられていることを特徴とする車両用サスペンション装置。
   

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