JP2008087589A - 車体支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車体支持装置及びこれに支持される被支持質量が構成する振動系の固有振動数が変化した場合でも、被支持質量への振動抑制効果を発揮すること。
【解決手段】この車体支持装置１は、シリンダ２内を往復運動するピストン３によって、シリンダ２内が第１気室４Ａと第２気室４Ｂとに仕切られる。第１気室４Ａ、第２気室４Ｂには気体が充填されている。ピストン３は、第１気室４Ａ、第２気室４Ｂに対して相対的に往復運動することにより、車体１００Ｂの振動を第１気室４Ａ、第２気室４Ｂへ入力する。第１気室４Ａと第２気室４Ｂとは、気体通路７で接続されており、気体通路７に設けられる気体通路開閉手段８が所定の周波数で開閉される。
【選択図】 図１−１

Description

本発明は、車体を支持するための装置に関するものである。

車両や鉄道車両の懸架装置（サスペンション）や、振動や衝撃を伝えたくない構造物は、緩衝機構を介して支持される。特許文献１には、ピストンでシリンダ内を２室に分割するとともに、前記ピストンに設けられる、前記２室を連通する通路に２枚の金属泊で構成される弁を介在させて、前記弁の自励振動数と同一振動数の入力はばね上に伝達しない空気ばねが開示されている。この空気ばねを車両の懸架装置が備える緩衝装置に用いる場合、車両のばね上の共振周波数と弁の自励振動数とを一致させることにより、共振増幅を回避できる。また、弁の自励振動数を、車両に伝達したくない入力の周波数とすることで、前記入力が車両に伝達されないようにすることができる。

米国特許第４６３５９０９号明細書

ところで、道路を走行する車両や鉄道車両の懸架装置（サスペンション装置）は、支持される質量の大きさが変化する場合がある。例えば、車両の懸架装置では乗員数や積載荷重によって支持される質量が変化する。その結果、振動系の固有振動数が変化してしまう。振動系の固有振動数が変化すると、共振増幅の抑制機能が低下する。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車体の荷重を支持しつつ、車体支持装置及びこれに支持される車体の質量が構成する振動系の固有振動数が変化した場合でも、車体に対する振動抑制効果を発揮できる車体支持装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、この発明に係る車体支持装置は、車両の車体と車輪との間に設けられて、前記車体を支持する車体支持装置であり、気体が充填される気室と、前記気室に対して相対的に往復運動することにより、前記車両からの振動又は前記車輪からの振動のうち少なくとも一方を前記気室へ入力する振動入力手段と、前記気室内の気体が通過する気体通路と、前記気体通路に取り付けられて、前記入力手段が前記気室に対して相対的に往復運動する際の周波数に応じた所定の周波数で前記気体通路を開閉する気体通路開閉手段と、を含むことを特徴とする。

この車体支持装置は、空気や窒素等の気体が充填される気室、及びこの気室に対して相対的に往復運動することによって振動を前記気室へ入力する入力手段を備え、この入力手段が前記気室に対して相対的に往復運動する際の周波数に応じた所定の周波数で、前記気室に接続される気体通路を開閉する。このような構成により、この車体支持装置は、前記所定の周波数に対するゲインが０で、それ以外の周波数におけるゲインがおよそ１．０の周波数フィルタとして機能する。すなわち、前記所定の周波数の振動は、車体支持装置によって遮断され、この車体支持装置によって支持される車体に対してはほとんど伝達されない。これによって、車体支持装置及びこれに支持される車体が構成する振動系の固有振動数が変化した場合であっても、固有振動数の変化に応じて、気室に接続される気体通路を開閉する周波数を変更することにより、静止荷重を支持しつつ、支持対象の車体に対する振動の抑制効果を発揮できる。

また、次の本発明に係る車体支持装置のように、前記車体支持装置において、前記気室に充填される気体の量を検出する気体量検出手段と、前記気体量検出手段により検出された前記気室に充填されている気体の量が所定の閾値以下になった場合には、前記気室へ気体を補給する気体供給手段と、を備えてもよい。

また、次の本発明に係る車体支持装置のように、前記車体支持装置において、前記気室は、第１気室と第２気室とで構成されるとともに、前記入力手段は前記第１気室と前記第２気室との間に配置され、かつ、前記気体通路は前記第１気室と前記第２気室とを接続するようにしてもよい。

また、次の本発明に係る車体支持装置のように、前記車体支持装置において、前記第２気室は、前記第１気室に対向配置されており、前記入力手段は、前記第１気室と前記第２気室とによって支持され、かつ前記第１気室と接触する前記入力手段の荷重支持面積は、前記第２気室と接触する前記入力手段の荷重支持面積よりも大きくしてもよい。

また、次の本発明に係る車体支持装置のように、前記車両に、前記車両のばね上又はばね下のうち少なくとも一方の振動を検出する振動検出手段を取り付け、前記振動検出手段を用いて振動のパワーが最大の周波数を見つけ出し、その周波数自身、又はその整数倍若しくは整数分の１倍した周波数で、前記気体通路を開閉するようにしてもよい。

また、次の本発明に係る車体支持装置のように、前記車体支持装置において、振動のパワーが最大の前記周波数のパワーを特定し、振動のパワーの大きさに応じて、前記気体通路開閉手段を開閉する際における開時間と閉時間との比を変更してもよい。

また、次の本発明に係る車体支持装置のように、前記車体支持装置において、前記振動検出手段を用いて、振動のパワーの大きい順に複数の周波数を見つけ出し、見つけ出した複数の周波数自身、又はその整数倍若しくは整数分の１倍した頻度で、前記気体通路開閉手段を開閉してもよい。

また、次の本発明に係る車体支持装置のように、前記車体支持装置において、見つけ出した複数の周波数に対して、振動のパワーの大きさに応じて、それぞれの周波数に対する前記気体通路開閉手段を開閉する際における開時間と閉時間との比を変更してもよい。

また、次の本発明に係る車体支持装置のように、前記車体支持装置において、前記入力手段を支持する弾性体をさらに備えるようにしてもよい。

以上説明したように、この発明に係る車体支持装置では、車体の荷重を支持しつつ、車体支持装置及びこれに支持される車体の質量が構成する振動系の固有振動数が変化した場合でも、車体に対する振動抑制効果を発揮できる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

本実施形態は、空気や窒素等の気体が充填されて荷重を支持するための気室に接続される気体通路を周期的に開閉して、前記気室内に充填された気体の一部を大気中、又は別の気室に解放することにより、前記気体通路を開閉する周波数と同じ周期の外力に対して、前記気室のばね剛性が低下する特性を利用する。これによって、振動系の固有振動数が変化した場合でも、被支持質量（車体の質量）に対する振動抑制効果を発揮させる点に特徴がある。ここで、「解放」とは、気室が単一である場合には、気室内の気体が気室外へ放出されることをいい、２気室である場合には、入力手段（例えばピストン）で区分けされた高圧側の気室の気体が低圧側の気室へ移動することをいう。

荷重（車体の質量）を支持する気室が単一である場合、この気室に充填された気体を外部に放出するための気体通路に設けられる気体通路開閉手段（例えば開閉弁）を備え、被支持質量（車体の質量）が振動する周波数に応じた所定の周波数で、前記気体通路開閉手段を開閉することにより、前記気室内の気体の一部を気室外へ解放する。

荷重を支持する気室が２個存在する場合、荷重を支持するために気体が充填される２個の気室と、前記２個の気室に対して相対的に往復運動することにより、振動を前記２個の気室へ入力する入力手段と、前記２個の気室を連通する気体通路と、前記気体通路に設けられる気体通路開閉手段（例えば開閉弁）を備える。そして、前記入力手段が前記２個の気室に対して相対的に往復運動する際の周波数に応じた所定の周波数で、前記気体通路開閉手段を開閉する。

図１−１は、本実施形態に係る車体支持装置の構成を示す説明図である。図１−１は、本実施形態に係る車体支持装置１を車両１００が備える懸架装置２０へ適用した例を示している。図１−２は、気体通路開閉手段の他の例を示す説明図である。図２―１〜図２−４は、本実施形態に係る車体支持装置の他の構成例を示す説明図である。本実施形態に係る車体支持装置１は、車両１００が備える懸架装置２０の緩衝装置、すなわち、ばね及び振動減衰手段（例えばダンパー）からなる構造体として機能する。なお、本実施形態において、車体支持装置１の支持対象構造物は、車両１００の車体１００Ｂである。

車体支持装置１は、シリンダ２と、シリンダ２の内部に設けられて往復運動するピストン３と、気体通路７と、気体通路７に設けられる気体通路開閉手段８とを含んで構成される。シリンダ２内には気室４が設けられており、気室４には所定の圧力に加圧した気体（本実施形態では空気）が充填される。なお、ポンプ等の圧力調整手段を気室４へ取り付けて気室４内に気体を充填し、車両１００の質量変化や走行条件の変化に応じて、気室４内に充填された気体の圧力を調整するようにしてもよい。

気室４は、ピストン３によって第１気室４Ａと第２気室４Ｂとに仕切られている。ここで、ピストン３は、気室４に対して相対的に往復運動することにより、気室４（第１気室４Ａ及び第２気室４Ｂ）へ、車体支持装置１の取付対象（本実施形態では車両１００の車体１００Ｂ及び懸架装置２０のロワーアーム２１Ｌ）の振動を入力する、入力手段としての機能を発揮する。なお、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとは、例えば、ゴム膜のような可撓性の材料によってそれぞれ別個に構成して、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとの間にピストン３を挟み込むようにしてもよい。

ピストン３にはピストンロッド５が取り付けられている。ピストンロッド５の一端部には、車体支持装置１の取付対象である懸架装置２０のロワーアーム２１Ｌに取り付けられるブラケット５Ｂが設けられる。ピストン３は、ピストンロッド５及びブラケット５Ｂを介して、懸架装置２０のロワーアーム２１Ｌに取り付けられる。そして、ピストン３は、ロワーアーム２１Ｌが図１の矢印Ｇ方向へ動作すると、ロワーアーム２１Ｌとともにシリンダ２内を往復運動する。

図１−１に示すように、車両１００の車体１００Ｂには、車体加速度センサ３０が取り付けられている。車体加速度センサ３０によって路面ＧＬに直交する方向における車体１００Ｂの加速度（車両１００のばね上の加速度）を求め、これに基づいてばね上の振動の周波数を求めることができる。また、懸架装置２０のロワーアーム２１Ｌには、懸架装置用加速度センサ３１が取り付けられている。懸架装置用加速度センサ３１によって、ロワーアーム２１Ｌの動作を検出することにより、路面ＧＬに直交する方向における車両１００のばね下の加速度を求め、これに基づいてばね下の振動の周波数を求めることができる。このように、車体加速度センサ３０、懸架装置用加速度センサ３１は、それぞれ振動検出手段として機能する。より具体的には、車体加速度センサ３０は、車両１００のばね上における振動を検出するばね上振動検出手段として機能し、懸架装置用加速度センサ３１は、車両１００のばね下における振動を検出するばね下振動検出手段として機能する。

また、懸架装置２０のロワーアーム２１Ｌには、ストロークセンサ３２が取り付けられている。ストロークセンサ３２によって、車両１００の車高を検出することができる。また、ストロークセンサ３２によって、車体支持装置１のストロークを知ることができる。これによって、乗員や積載量の変化により車両１００の車高が変化した場合には、気室４内や後述する気体ばね６内へ空気をさらに充填したり、あるいは空気ばね６等から空気を放出させたりして、車両１００の車高を一定に保持することができる。

図１−１に示すように、気室４に接続される気体通路７に、気室４に対する気体供給手段としての第１ポンプＰ１を接続してもよい。気体ばね６には、気体供給手段として、第２ポンプＰ２をするのが望ましい。また、この車体支持装置１は、気室４内の圧力を測定する気室用圧力センサ３３と、気体ばね６内の圧力を測定する気体ばね用圧力センサ３４を備えることができる。ストロークセンサ３２の検出値に基づいて気体ばね６の体積を求めることができるので、ストロークセンサ３２の検出値及び気体ばね用圧力センサ３４から得られる気体ばね６内の圧力に基づいて、気体ばね６内の空気量を知ることができる。このように、気室用圧力センサ３３、ストロークセンサ３２及び気体ばね用圧力センサ３４を用いて、気室４や気体ばね６に充填される気体の量を検出することができる。

検出された気室４内の気体量や気体ばね６内の気体量が、所定の閾値以下になった場合には、車体支持装置１が車体１００Ｂを所定の車高に維持できない。この場合には、第１ポンプＰ１や第２ポンプＰ２を用いて、気室４や気体ばね６内へ気体を補給する。これによって、車体支持装置１が車体１００Ｂの車高を保つ能力を維持して、安全に車両１００を走行させる。

シリンダ２からピストンロッド５が突出する部分には、封止部材として底板９が設けられる。ピストンロッド５は、底板９の貫通孔９Ｈを通って取り出される。貫通孔９Ｈには、シール９Ｓが設けられており、ピストンロッド５と貫通孔９Ｈとの隙間から漏れる第２気室４Ｂ内の気体の量を小さくする。

本実施形態において、ブラケット５Ｂと底板９との間（すなわち、ブラケット５Ｂと第２気室４Ｂとの間）には、弾性体として、第３気室である気体ばね６が設けられる。車体支持装置１の第１気室４Ａと第２気室４Ｂとで構成される気体ばねの主要機能は、車体支持装置１に周波数選択性を持たせることである。この車体支持装置１は、気体ばね６内の圧力と、第１気室４Ａ内の圧力とによる荷重支持力から、第２気室４Ｂ内の圧力による力を差し引いた力で、車体１００Ｂの質量を支持している。なお、気体ばね６の代わりに、コイルスプリング、板ばね等の弾性体を用いて車体１００Ｂの荷重を支持してもよい。

なお、図２−１に示す車体支持装置１ａのように、車体支持装置１ａ自体には、気体ばね６（図１参照）を備えていなくても、車体支持装置１の取付対象である車体１００Ｂの質量を支持することができる。また、別の弾性体（例えばコイルばね）を用いると、図２−２に示す車体支持装置１ｂのように、気体供給手段であるポンプ１０によって気室４へリアルタイムに気体を供給することによって、気室４内の圧力を所定の大きさに維持できれば、別のばね装置を使用することなく気室４を単一とすることもできる。

なお、本実施形態に係る車体支持装置１、１ａ等は、車体支持装置１、１ａ等の内部であって、車体取付側においてピストン３と対向する位置に、ストッパ部材１９が取り付けられている。これによって、万一、気体ばね６や第１気室４Ａ等内部の空気が抜けて、これらの空気圧支持による車両１００のばね上質量の支持が不可能になっても、ストッパ部材１９により前記ばね上質量を支持することができる。これにより、気体ばね６や第１気室４Ａ等から万一空気漏れが発生しても、ストッパ部材１９がピストン３に直接接触して車体１００Ｂの質量を支持できるので、少なくとも車体１００Ｂを低速で走行することができる。その結果、気体ばね６や第１気室４Ａ等から万一空気漏れが発生しても、車両１００は、低速走行により修理工場等へたどり着くことができる。

車両１００の懸架装置２０を構成するロワーアーム２１Ｌは、第１の端部２１ＬＡが車体１００Ｂに取り付けられ、また、第２の端部２１ＬＢには車輪２４を取り付ける車輪用ブラケット２２が取り付けられる。車輪２４は、車軸２３を介して車輪用ブラケット２２に取り付けられる。ここで、車輪用ブラケット２２は、ロワーアーム２１Ｌと、アッパーアーム２１Ｕとによって車体１００Ｂに取り付けられる（アッパーアーム２１Ｕの車体取付部は省略）。

車体支持装置１と懸架装置２０のロワーアーム２１Ｌとは、車体支持装置１のピストンロッド５に取り付けられるブラケット５Ｂを介して連結される。車輪２４が路面ＧＬから受ける衝撃等により矢印Ｇ方向に動くと、ロワーアーム２１Ｌは第１の端部２１ＬＡを中心として揺動運動する。これによって、車体支持装置１のピストン３は、ロワーアーム２１Ｌとともにシリンダ２内を往復運動する。

ピストン３の往復運動により、第１気室４Ａ及び第２気室４Ｂの体積は変化する。例えば、ロワーアーム２１Ｌが上昇して、車体支持装置１の全長が短くなる際には、ピストン３も上昇する。この場合、第１気室４Ａの体積は減少し、第２気室４Ｂの体積は増加する。これによって、第１気室４Ａ及び第２気室４Ｂは、ピストン３の移動方向とは反対方向にピストン３を押し戻す力（反発力）を発生する。このように、車体支持装置１は気体ばねとして機能して、車輪２４が路面ＧＬから受ける衝撃を吸収したり、車体１００Ｂの質量を支持したりする。

本実施形態において、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとは、これらの内部に充填された気体が通過する気体通路７で接続されている。また、気体通路７には、気体通路開閉手段８を構成する開閉弁８Ｖが設けられている。すなわち、開閉弁８Ｖは、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとの間に設けられる。気体通路開閉手段８は、開閉弁８Ｖと、振動制御装置４０によって開閉弁８Ｖを開閉するアクチュエータ（例えば、ソレノイドやピエゾ素子のような圧電素子や超音波モータ等）８Ａとを含んで構成される。アクチュエータ８Ａによって開閉弁８Ｖが閉じられると、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとは遮断され、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとの間で気体の出入りはなくなる。一方、アクチュエータ８Ａによって開閉弁８Ｖが開くと、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとが連通し、気体通路７を介して、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとの間で気体が出入りできるようになる。

ここで、図１−２に示すように、気体通路開閉手段８ａを、ピストン３に設けた連通孔７ａに取り付けてもよい。この場合、連通孔７ａが気体通路になる。このように、気体通路開閉手段８ａをピストン３、又はピストンロッド５内へ組み込んで取り付けると、車体支持装置１の外部に気体通路開閉手段や気体通路を設ける必要はないので、車体支持装置１をコンパクトにすることができる。また、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとを接続する気体通路が車体支持装置１の外部に配置されないため、車両１００の走行中においては、気体通路が飛び石等の攻撃を受けることはないので、車体支持装置１の信頼性が向上する。

本実施形態に係る車体支持装置１は、ノッチフィルタのように機能することにより、ノッチ周波数の振動に対してばね剛性を小さくすることで、前記ノッチ周波数の振動が車体１００Ｂへ伝達することを抑制する。これによって、車両１００の振動系に発生する共振増幅を回避したり、車体１００Ｂへ伝達される不快な振動を抑制したりすることができる。このように、本実施形態に係る車体支持装置１は、車体１００Ｂへ伝達される振動を抑制させる効果がある。すなわち、本実施形態に係る車体支持装置１は、あたかも振動減衰装置のような作用を発揮する。

ここで、ノッチフィルタとは、特定の周波数の振動を除去し、その他の周波数帯域における振動は通す機能を有するフィルタである。本実施形態に係る車体支持装置１は、ノッチフィルタのように機能することにより、特定の周波数（あるいは複数の卓越周波数）で振動する振動の伝達を抑制する。すなわち、車輪２４（図１）と車体１００Ｂとの間において、特定の周波数（あるいは複数の卓越周波数）で振動する振動の伝達を抑制する。

ここで、ノッチ周波数とは、ノッチフィルタによって除去される振動の周波数のことである。例えば、ノッチ周波数を、車体１００Ｂ及び車体支持装置１を含む、車両１００の振動系の固有振動数とする。このような振動数の振動が車体１００Ｂへ入力されると、共振現象により車体１００Ｂの振動が増幅する（共振増幅）ため、このような振動は、車体１００Ｂへ伝達されないようにする必要がある。すなわち、前記固有振動数の振動は、車体１００Ｂへの伝達を抑制したい周波数の振動である。本実施形態に係る車体支持装置１のノッチ周波数を、前記固有振動数とすれば、前記固有振動数の振動が車体１００Ｂへ伝達されることを抑制できるので、共振増幅現象を抑制できる。

ノッチ周波数の振動に対して車体支持装置１のばね剛性を小さくするためには、フーリエ級数の理論によって、前記ノッチ周波数（ピストン３が気室４に対して相対的に往復運動する際の周波数に応じた所定の周波数）だけでなく、その整数倍の高調波の周波数、あるいは整数分の１倍の周波数で気体通路開閉手段８を開閉すればよいことになる。これによって、本実施形態に係る車体支持装置１は、前記ノッチ周波数での伝達率が小さくなり、前記ノッチ周波数以外の振動は、前記ノッチ周波数に比べると大きい伝達率のまま荷重を支持することになる。これは、静止荷重（振動周波数が０に相当する）の支持には極めて重要な特性である。

次に、図２−３、図２−４に開示した車体支持装置を説明する。図２−３に示す車体支持装置１ｃは、内部に気体が閉じ込められる第１気室４Ａと第２気室４Ｂとが対向配置されて、これらがケース（筺体）１１内に収められる。本実施形態において、第１気室４Ａは、車体支持装置１ｃの取付対象である車両１００の車体１００Ｂ側に配置される。このため、第２気室４Ｂは、第１気室４Ａの鉛直方向の下方位置に配置されることになる。ここで、鉛直方向とは重力の作用方向をいい、下方位置とは対地高さの低い側をいう（図２−３中矢印Ｇ方向）。

対向配置される第１気室４Ａと第２気室４Ｂとは、振動入力手段である荷重伝達部材３Ａを挟持する。荷重伝達部材３Ａには、懸架装置２０（図１参照）を構成するロワーアーム２１Ｌが取り付けられている。ロワーアーム２１Ｌは、ケース１１に設けられる貫通孔１２を貫通している。荷重伝達部材３Ａは、ロワーアーム２１Ｌを介して路面から入力される力を、第１気室４Ａ及び第２気室４Ｂに伝達する。この力は、第１気室４Ａ及び第２気室４Ｂ内の気体に伝達されて、第１気室の気体が圧縮されることにより吸収、緩和される。これによって、車体１００Ｂに伝達される前記力が緩和支持される。このように、この車体支持装置１ｃは、荷重が負荷された場合、第１気室４Ａの体積変化と第２気室４Ｂの体積変化とは反対となる。すなわち、第１気室４Ａの体積が減少すると、第２気室の体積は増加する。

また、図２−３に示すように、第１気室４Ａと荷重伝達部材３Ａの第１支持部ＣＰ₁とが接触する部分の荷重支持面積Ｓ１は、第２気室４Ｂと荷重伝達部材３Ａの第２支持部ＣＰ₂とが接触する部分の荷重支持面積Ｓ２よりも大きい（Ｓ１＞Ｓ２）。ここで、Ｓ１：Ｓ２は、２：１〜１０：１程度が適切である（以下同様）。すなわち、第１気室４Ａが荷重伝達部材３Ａから圧力を受ける受圧面積は、第２気室４Ｂが荷重伝達部材３Ａから圧力を受ける受圧面積よりも大きい。

これによって、第１気室４Ａが荷重伝達部材３Ａを押す力Ｆ１は、第２気室４Ｂが荷重伝達部材３Ａを押す力Ｆ２よりも大きくなる。その結果、別に荷重支持用のばねや気体ばね等を使用しなくても、車体支持装置１ｃ単独で、前記ロワーアーム２１Ｌから荷重伝達部材３Ａへ伝わる荷重を支持することができる。同時に、この車体支持装置１ｃは、気体通路開閉手段８をノッチ周波数で開閉することにより、ノッチ周波数の振動が車体１００Ｂへ伝達されることを抑制できる。

この車体支持装置１ｃは、対向配置される第１気室４Ａ及び第２気室４Ｂに、荷重伝達部材３Ａが狭持される。そして、貫通孔１２に貫通したロワーアーム２１Ｌが荷重伝達部材３Ａに取り付けられて、貫通孔１２内をロワーアーム２１Ｌが移動することで、車体支持装置１ｃが衝撃を吸収し、緩和する。従来の緩衝装置では、荷重の作用点がケースの外側にあったが、本実施形態に係る車体支持装置１ｃでは、ロワーアーム２１Ｌからの荷重の作用点を車体支持装置１ｃのケース１１内に設定できる。その結果、車体支持装置１ｃの全長を従来よりも短く設計できる。これにより、懸架装置１００をコンパクトにすることができる。

また、図２−３に示すように、この車体支持装置１ｃには、車体支持装置１ｃの内部であって、車両取付側において荷重伝達部材３Ａの第１支持部ＣＰ₁と対向する位置に、ストッパ部材１９が取り付けられている。ストッパ部材１９は、第１気室４Ａの内側かつ車体支持装置１ｃの車体１００Ｂへの取付側（すなわち、第１気室４Ａの内側であって、重力の作用方向（図２−３中矢印Ｇ方向）とは反対方向側）に設けられる。

なお、ストッパ部材１９は、荷重伝達部材３Ａの第１支持部ＣＰ₁側に設けてもよいし、第１支持部ＣＰ₁側及び第１気室４Ａの内側かつ車体支持装置１ｃの車体１００Ｂへの取付側の両方に設けてもよい。すなわち、ストッパ部材１９は、車体支持装置１ｃのケース１１内であって、荷重伝達部材３Ａの第１支持部ＣＰ₁と、車体１００Ｂとの間に設けることができる。ストッパ部材１９は弾性材料で構成されており、荷重伝達部材３Ａの動作方向（すなわち車体支持装置１ｃの動作方向）に向かって圧縮されたときに反発力を発生する。ストッパ部材１９は、例えば、ゴムや樹脂等の弾性材料を用いたり、つるまきばね、皿ばね、気体ばね等を用たりすることができる。

この車体支持装置１ｃは、万一第１気室４Ａ内の空気が抜けて、車体支持装置１ｃ内の空気圧支持による車両１００のばね上質量の支持が不可能になっても、ストッパ部材１９により前記ばね上質量を支持することができる。これにより、第１気室４Ａ等から万一空気漏れが発生しても、ストッパ部材１９が荷重伝達部材３Ａの第１支持部ＣＰ₁に直接接触して、車体１００Ｂの質量を支持できるので、少なくとも車体１００Ｂは低速で走行できる。その結果、気室から万一空気漏れが発生しても、低速走行により修理工場等へたどり着くことができる。このように、車体支持装置１ｃを備える車両１００の信頼性を向上させるため、ストッパ１９を設けることが好ましい。

図２−４は、本実施形態に係る懸架装置に適用可能な他の緩衝装置の構造を示す説明図である。この車体支持装置１ｄは、上記車体支持装置１ｃと同様の構成であるが、対向配置される第１気室４Ａと第２気室４Ｂとを、振動入力手段である荷重伝達部材３Ｂが貫通する。そして、荷重伝達部材３Ｂの第１支持部ＣＰ₁が、対向面ＯＰの反対側における第１気室４Ａに接触する。また、荷重伝達部材３Ｂの第２支持部ＣＰ₂が、対向面ＯＰの反対側における第２気室４Ｂに接触する。第１支持部ＣＰ₁と第１気室４Ａとの接触部分における荷重支持面積Ｓ１は、第２支持部ＣＰ₂と第２気室４Ｂとの接触部分における荷重支持面積Ｓ２よりも大きい。そして、この車体支持装置１ｄは、荷重が負荷された場合、第１気室４Ａの体積変化と第２気室４Ｂの体積変化とは反対となる。上述した車体支持装置１、１ｃ等と同様に、この車体支持装置１ｄは、気体通路開閉手段８をノッチ周波数で開閉することにより、ノッチ周波数の振動が車体１００Ｂへ伝達されることを抑制できる。

図２−５は、本実施形態に係る懸架装置に適用可能な車体支持装置の構造を示す説明図である。この車体支持装置１ｅは、装置筐体２ｅの１の端部（上端部）が車体１００Ｂに連結され、車体１００Ｂとは反対方向（下方向）へ伸びるブラケット部材５ｅが、懸架装置のロワーアーム２１Ｌに連結される。この車体支持装置１ｅでは、第１気室４Ａ及び第２気室４Ｂが、それぞれ可撓部材９Ａ、９Ｂで仕切られて構成されるロール式の空気ばねで構成される。この車体支持装置１ｅでは、ブラケット部材５ｅと連結される第２気室４Ａのカバー（第２気室カバー）３ｅを振動入力手段として用いる。すなわち、ロワーアーム２１Ｌと車体１００Ｂとの間の相対的な振動は、ブラケット部材５ｅを介して第２気室４Ｂのカバー３ｅに入力される。このように、車体支持装置１ｅの第２気室カバー３ｅは、車体支持装置の気室に対する振動入力手段としての機能は、図１−１に示した車体支持装置１のピストン３や、図２−３に示した車体支持装置１ｃの荷重伝達部材３Ａ等と同様である。

図２−３に示す車体支持装置１ｃは、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとを、荷重伝達部材３Ａに対して対向する位置に配置して、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとが互いに押し合うことで、懸架装置を安定化する。一方、図２−５に示す車体支持装置１ｅは、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとで、懸架装置のロワーアーム２１Ｌに連結するブラケット部材５ｅと一体とした第２気室カバー３ｅを押し合うことで、図２−３に示す車体支持装置１ｃと同様の効果を得ている。ここで、この車体支持装置１ｅでは、ブラケット部材５ｅと第２気室カバー３ｅとが、振動入力手段となる。空間の利用効率からは、図２−３に示す車体支持装置１ｃよりも、図２−５に示す車体支持装置１ｅの方が有利である。また、図２−５に示す車体支持装置１ｅは、いわゆるストラット形の懸架装置にも適している。

車体支持装置１ｅは、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとが気体通路７で連結される。気体通路７には、気体通路開閉手段８が設けられる。そして、この車体支持装置１ｅでは、振動検出手段（例えば、車体加速度センサ３０や懸架装置用加速度センサ３１、図１−１参照）で検出した振動特性に応じた周波数で、気体通路開閉手段８を開閉することでノッチ周波数を作成し、これと同じ周波数を持つ振動成分の伝達を抑制する。すなわち、この車体支持装置１ｅは、刻々と変化する振動特性に追随することで、振動伝達を抑制する効果が劣化しにくいという利点がある。

図２−６は、本実施形態に係る懸架装置に適用可能な車体支持装置の構造を示す説明図である。この車体支持装置１ｆは、図２−５に示す車体支持装置１ｅと同様であるが、第１気室４Ａの内壁面が外筒２Ａの内壁面を利用して、また、第２気室の内壁面が、内筒３ｆの内壁面を利用して構成される。外筒底部１０には、内筒３が貫通する貫通孔１１が設けられる。

外筒２Ａと内筒３ｆとの間には、第１気室４Ａを構成する可撓部材９Ａが設けられ、また、内筒３ｆと外筒底部１０との間には、第２気室４Ｂを構成する可撓部材９Ｂが設けられる。なお、この車体支持装置１ｆにおいて、振動入力手段は、内筒３ｆ及びこれと連結されるブラケット５ｆで構成される。

この車体支持装置１ｆは、外筒２Ａの車体取付側に第１ストッパ部材１９Ａが設けられ、また、外筒底部１０には第２ストッパ部材１９ｂが設けられる。第１ストッパ部材１９Ａ及び第２ストッパ部材１９Ｂの中心部には、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとを接続する気体通路７が形成される。気体通路７には、気体通路開閉手段８が設けられる。そして、この車体支持装置１ｆでは、振動検出手段（例えば、車体加速度センサ３０や懸架装置用加速度センサ３１、図１−１参照）で検出した振動特性に応じた周波数で、気体通路開閉手段８を開閉することでノッチ周波数を作成し、これと同じ周波数を持つ振動成分の伝達を抑制する。すなわち、この車体支持装置１ｆは、刻々と変化する振動特性に追随することで、振動伝達を抑制する効果が劣化しにくいという利点がある。ここで、第１気室４Ａと第２気室４Ｂとが幾何学的に対向していなくても、力学的に対向する関係に対となった空気ばねに対して、本発明の原理を上記と同様に適用することができる。

図３は、本実施形態に係る車体支持装置を車両に配置した状態を示す概念図である。図３は、車両１００の４輪に、それぞれ図２−３に示す車体支持装置１ｃを配置した例を示している。車両１００の前進方向は、図３の矢印Ｌで示す方向である。この車両１００には、右側前輪、左側前輪、右側後輪、左側後輪の位置に、それぞれ車体支持装置１ｃ₁、１ｃ₂、１ｃ₃、１ｃ₄が配置される。それぞれの車体支持装置１ｃ₁、１ｃ₂、１ｃ₃、１ｃ₄は、気体通路７₁、７₂、７₃、７₄に設けられる気体通路開閉手段８₁、８₂、８₃、８₄を、振動制御装置４０によって所定周波数で開閉することによって、上述したように所定周波数の振動の伝達を抑制する。次に、本実施形態に係る車体支持装置１の振動制御装置４０について説明する。

図４は、本実施形態に係る振動制御装置の構成を示す説明図である。振動制御装置４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）４０Ｐと、記憶部４０Ｍと、入力ポート４４と、出力ポート４５とを含んで構成される。

振動制御装置４０のＣＰＵ４０Ｐには、周波数設定部４１と、連通時間設定部４２と、弁制御部（気体通路開閉手段制御部）４３とが含まれる。これらが、本実施形態に係る振動制御を実行する部分となる。振動制御装置４０の周波数設定部４１と、連通時間設定部４２と、弁制御部４３とは、入力ポート４４及び出力ポート４５を介して接続される。これにより、振動制御装置４０に含まれる周波数設定部４１と、連通時間設定部４２と、弁制御部４３とは、相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。

また、ＣＰＵ４０Ｐと記憶部４０Ｍとは、入力ポート４４及び出力ポート４５を介して接続される。これによって、振動制御装置４０は、記憶部４０Ｍにデータを格納したり、記憶部４０Ｍに格納されているデータやコンピュータプログラム等を利用したりすることができる。

入力ポート４４には、車体加速度センサ３０やストロークセンサ３２その他の、車体支持装置１の制御に必要な情報を取得するセンサ類が接続されている。これにより、ＣＰＵ４０Ｐは、車体支持装置１の制御に必要な情報を取得することができる。出力ポート４５には、振動制御に必要な制御対象、すなわち、気体通路開閉手段８を構成する開閉弁８Ｖの開閉を制御するアクチュエータ８Ａが接続されている。このような構成により、前記センサ類からの出力信号に基づき、ＣＰＵ４０Ｐは、気体通路開閉手段８を構成する開閉弁８Ｖを、所定の周波数で開閉することができる。

記憶部４０Ｍには、本実施形態に係る振動制御の処理手順を含むコンピュータプログラムやデータ等が格納されている。ここで、記憶部４０Ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。

上記コンピュータプログラムは、既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、本実施形態に係る振動制御の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この振動制御装置４０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、周波数設定部４１、連通時間設定部４２及び弁制御部４３の機能を実現するものであってもよい。次に、本実施形態に係る車体支持装置１の制御を説明する。次の説明では、適宜図１〜図４を参照されたい。

図５は、本実施形態に用いるフーリエ解析を実行する際の機能ブロック図である。図６〜図９は、本実施形態に係る車体支持装置の制御例を説明するための図である。次の説明においては、実施形態に係る車体支持装置１の制御において、例えば、車体１００Ｂの振動成分のうち、卓越周波数の振動成分を抑制する例を説明する。この場合、周波数設定部４１は、車体１００Ｂへの伝達を遮断する振動の周波数（ノッチ周波数）を設定する。本実施形態において、周波数設定部４１は、車体加速度センサ３０から取得した車体１００Ｂの加速度（ばね上の加速度）に基づいて、車体１００Ｂの振動成分を取得する。取得した車体１００Ｂの振動は、例えば、図６に示すようになる。

車体支持装置１等を介して路面から車体１００Ｂに伝達される振動を抑制し、車両１００の乗員に快適な乗り心地を提供するためには、乗員に与える影響の大きい振動の伝達を抑制することが効果的である。乗員に与える影響の大小を判別する方法の一つに、パワースペクトルの大きさで判別する方法がある。パワーの大きな振動成分がその振動を支配していると考えられ、パワーの小さな振動成分はその振動に対して支配的ではないと考えられるからである。なお、伝達を抑制したい振動が既知（例えば、車両１００のばね上及び車体支持装置１を含めた系の固有振動数）の場合には、車体１００Ｂへの伝達を抑制したい振動を判別しなくてもよい。ここで、振動のパワーとは、入力振動を各周波数成分に分解したときの、各周波数が持つ強度（パワー）を指す。振動のパワーは、フーリエ展開したときのｓｉｎの係数とｃｏｓの係数とを各々２乗して加算することで求めることができる。

時事刻々の振動からパワーの大きなスペクトル、すなわち、その振動を大きく支配している振動成分を抽出するには、リアルタイムに振動解析を実行することが好ましい。ここで、「リアルタイムの振動解析」とは、狭義の意味での同時性を意味するのではなく、所定の時間幅で、取得した振動から複数の振動のデータ（振幅やパワー、あるいはエネルギのデータ）をサンプリングして、フーリエ解析を実行し、パワーの大きなスペクトルの振動成分を抽出する一連の作業を、所定の時間内に終了することを繰り返す作業をいう。

図５に示すように、車体加速度センサ３０（図１参照）からの振動信号は、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器５０によってアナログ信号からディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変換された振動信号は、バンドパスフィルタ５１へ取り込まれ、所定の周波数帯域に属する振動成分だけが通過する。

車両１００の乗員が不快と感じる振動が車体１００Ｂへ伝達されることを抑制するにあたっては、前記乗員が不快に感じる周波数やばね上、ばね下の共振周波数等、問題となる振動の周波数帯域は予め分かっている。この周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタ５１を用いて、車体１００Ｂへの伝達を抑制したい周波数を特定するための準備を行う。

バンドパスフィルタ５１を通過した周波数帯域の振動は、データバッファ５２へ一旦格納される。振動制御装置４０の周波数設定部４１が先行データの解析を終了した旨のトリガ信号をデータバッファ５２へ出力すると、データバッファ５２に格納された、前記周波数帯域の振動は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）解析部５３に送られてフーリエ解析される。図７は、図６に示す車体１００Ｂの振動をフーリエ解析した結果の例を示している。

ＦＦＴ解析部５３で時間領域から周波数領域へ変換された特定の周波数帯域の振動は、振動抑制装置４０の記憶部４０Ｍへ格納される。周波数設定部４１は、記憶部４０Ｍに格納されているフーリエ解析の結果、すなわちパワースペクトルから、伝達を抑制する周波数を決定する。本実施形態において、伝達を抑制する周波数は、振動のパワー（あるいは振幅、あるいはエネルギ）が所定の閾値ａｓを超える周波数であり、図７に示す例ではｆ₁である。

周波数設定部４１が、伝達を抑制する周波数を特定したら、後述するように、振動抑制装置４０は、車体１００Ｂへ伝達される特定の周波数を抑制するための処理を実行する。この処理の実行が終了したら、周波数設定部４１は、ＦＦＴ解析部５３に対して、データバッファ５２から次のデータを取得してフーリエ解析を実行するように指令を発信する。本実施形態では、上記処理を繰り返し実行し、乗員に与える影響の大きい振動の周波数を検出して、これの伝達を抑制するように構造体支持装置１等を制御する。

伝達を抑制する周波数を特定したら、周波数設定部４１は、伝達を抑制する周波数又はその整数倍の周波数を、気体通路開閉手段８の開閉周波数ｆｏとして設定する。図８に、開弁指令パルスの一例を示す。図８に示すように開弁指令パルスの周期はｔａであり、特定した伝達を抑制する周波数で開閉する場合は、ｆｏ＝ｆ₁＝（１／ｔａ）である。また、連通時間設定部４２は、車体支持装置１の支持荷重に基づいて、開弁指令パルスの幅ｔｂを設定する（図８参照）。開弁指令パルスの幅ｔｂは、開閉弁８Ｖの開弁時間であり、気体通路７の連通時間を示す（以下開弁時間という）。開弁時間ｔｂは、伝達を抑制する周波数で振動する振動のパワーの大きさに応じて変更することが好ましい。例えば、伝達を抑制する周波数で振動する振動のパワーが大きくなるに従って、開弁時間ｔｂを大きくする。これによって、伝達を抑制する周波数におけるゲインを０に近くすることができるので、より確実に、ノッチ周波数の伝達を抑制できる。また、例えば、開弁時間ｔｂは、車体支持装置１の支持荷重が大きくなるにしたがって小さくしてもよい。

弁制御部４３は、周波数設定部４１が設定した開閉周波数ｆｏで、かつ連通時間設定部４２が設定した開弁時間ｔｂを開弁指令パルス幅として、気体通路開閉手段８のアクチュエータ８Ａへ、開弁指令パルスを出力する。これによって、図９に示すように、車体支持装置１は、伝達を抑制する周波数ｆ₁におけるゲインが０で、それ以外の周波数におけるゲインがおよそ１．０の周波数フィルタとして機能する。すなわち、伝達を抑制する周波数ｆ₁の振動は、車体支持装置１によって遮断され、車体１００Ｂに対してはほとんど伝達されない。これによって、車体１００Ｂへ伝達される周波数ｆ₁の振動を抑制できる。伝達を抑制する周波数ｆ₁を、車体支持装置１で支持される車体１００Ｂの共振周波数に設定すれば、共振増幅を回避することができる。

図１０〜図１３は、本実施形態に係る車体支持装置における他の制御例を説明するための図である。次の説明においては、実施形態に係る車体支持装置１の制御において、例えば、車体１００Ｂの振動成分のうち、複数（この例では２）の卓越周波数の振動成分を抑制する例を説明する。この場合、周波数設定部４１は、車体１００Ｂへの伝達を遮断する振動の周波数（伝達を抑制する周波数）を設定する。周波数設定部４１は、車体１００Ｂの振動成分をフーリエ解析した結果が保存された記憶部４０Ｍを利用する。図１０に、フーリエ解析の結果を示す。本実施形態において、伝達を抑制する周波数は、振動のパワー（あるいは振幅、あるいはエネルギ）が所定の閾値ａｓを超える周波数であり、図１０に示す例ではｆ₁、ｆ₂である。

伝達を抑制する周波数を特定したら、周波数設定部４１は、気体通路開閉手段８の開弁指令パルスを設定する。図１１には、開弁指令パルスの一例を示しており、上段が伝達を抑制する周波数ｆ₁に対する開弁指令パルスであり、下段が伝達を抑制する周波数ｆ₂に対する開弁指令パルスである。図１１に示すように、また、伝達を抑制する周波数ｆ₁に対する開弁指令パルスの周期はｔ₁であり、ｆ₁＝（１／ｔ₁）である。伝達を抑制する周波数ｆ₂に対する開弁指令パルスの周期はｔ₂であり、ｆ₂＝（１／ｔ₂）である。

伝達を抑制する周波数が複数ある場合に、複数の前記周波数の振動成分を扱うときには、図１２に示すように、周波数設定部４１は、ノッチ周波数ｆ₁に対する開弁指令パルスと、周波数ｆ₁に対する開弁指令パルスとを重ね合わせたものを、開弁指令パルス列とする。ここで、図１２の実線が伝達を抑制する周波数ｆ₁に対する開弁指令パルスであり、一点鎖線が伝達を抑制する周波数ｆ₂に対する開弁指令パルスである。

弁制御部４３は、周波数設定部４１が設定した開閉指令パルス列で、かつ連通時間設定部４２が設定した開弁時間ｔｂ（図８参照）を開弁指令パルス幅として、気体通路開閉手段８のアクチュエータ８Ａへ、開弁指令パルスを出力する。これによって、図１３に示すように、車体支持装置１は、伝達を抑制する周波数、すなわちノッチ周波数ｆ₁、ｆ₂におけるゲインが０で、それ以外の周波数におけるゲインが１．０の周波数フィルタとして機能する。すなわち、ノッチ周波数ｆ₁、ｆ₂の振動は、車体支持装置１によって遮断され、車体１００Ｂに対してはほとんど伝達されない。これによって、車体１００Ｂへ伝達される周波数ｆ₁、ｆ₂の振動を抑制できる。

複数のノッチ周波数のうち一つを車両１００の振動系の共振周波数に設定すれば、共振増幅を回避することができる。また、ばねと油圧ダンパーとで構成される緩衝装置では、周波数が高い領域における振動遮断特性が劣化するという問題があるが、本実施形態に係る車体支持装置１では、ノッチ周波数を複数設定することで、複数の振動を同時に遮断することができる。これによって、広い周波数帯域において、車体１００Ｂに伝達される振動を抑制することができる。

上述した説明では、車体支持装置１等によって車両１００のばね上における振動を抑制する例を説明したが、本実施形態に係る車体支持装置１等は、車両１００のバネ下における振動に対しても同様に適用できる。この場合、車体加速度センサ３０によって車体１００Ｂの振動（すなわち車両１００のばね上の振動）を検出する代わりに、懸架装置用加速度センサ３１によって車両１００のばね下の振動を検出する。そして、検出した前記ばね下の振動に基づいて決定されたノッチ周波数で、気体通路開閉手段８を開閉する。これによって、乗り心地に影響を与える周波数で振動するばね下の振動が、車体１００Ｂへ伝達されることを抑制できるので、車両１００の乗り心地を改善できる。また、路面ＧＬに対する車輪２４の追従性を悪化させるばね下の周波数をノッチ周波数とすることにより、路面に対する車輪の追従性悪化を抑制することができる。

また、上述した例では、振動検出手段によって検出した車両１００のばね上、あるいはばね下の振動に基づいて、伝達を抑制する振動の周波数を決定していたが、伝達を抑制する振動の周波数を一定値としてもよい。例えば、伝達を抑制する振動の周波数として、車両１００の振動系の固有振動数を選択し、常にこの固有振動数に対応する周波数で、気体通路開閉手段８を開閉してもよい。これによって、気体通路開閉手段８の制御が容易になる。また、この場合、車両の乗員や積載量の変化によって、前記固有振動数も変化するが、振動検出手段によって前記固有振動数の変化を検出して、その結果に応じて伝達を抑制する振動の周波数を変更してもよい。

本実施形態に係る車体支持装置１を車両の懸架装置に適用した例を説明したが、本実施形態に係る車体支持装置１の適用対象はこれに限られるものではなく、ノッチ周波数の振動の伝達を抑制する必要がある車両全般に対して適用できる。例えば、自転車、二輪車、トラック、バス等を含む車両一般の懸架装置類、列車や機関車等の鉄道車両、あるいは鉄道車両に用いられるヨーダンパー等、二輪車のステアリングダンパー、航空機の脚に用いる緩衝装置に、本実施形態に係る車体支持装置１は適用できる。

以上、本実施形態では、空気や窒素等の気体が充填される気室、及びこの気室に対して相対的に往復運動することによって振動を前記気室へ入力する入力手段を備え、この入力手段が前記気室に対して相対的に往復運動する際の周波数に応じて設定される、伝達を抑制する周波数で、前記気室に接続される気体通路を開閉する。このような構成により、前記伝達を抑制する周波数の振動は、車体支持装置によって遮断され、この車体支持装置によって支持される構造物に対してはほとんど伝達されない。これによって、車体支持装置及びこれに支持される被支持質量が構成する振動系の固有振動数が変化した場合には、振動特性の変化に応じて、気室に接続される気体通路を開閉する周波数を変更することにより、静止荷重を支持しつつ、被支持質量に対する振動の抑制効果を発揮できる。また、伝達を抑制する周波数を車両のばね下の振動に基づいて設定すれば、例えば、路面ＧＬに対する車輪２４の追従性悪化を抑制することができる。

以上のように、本発明に係る車体支持装置は、車体を支持することに有用であり、特に、支持対象の車体に対して伝達したくない周波数の振動の伝達を抑制することに適している。

本実施形態に係る車体支持装置の構成を示す説明図である。 気体通路開閉手段の他の例を示す説明図である。 本実施形態に係る車体支持装置の他の構成例を示す説明図である。 本実施形態に係る車体支持装置の他の構成例を示す説明図である。 本実施形態に係る車体支持装置の他の構成例を示す説明図である。 本実施形態に係る車体支持装置の他の構成例を示す説明図である。 本実施形態に係る懸架装置に適用可能な車体支持装置の構造を示す説明図である。 本実施形態に係る懸架装置に適用可能な車体支持装置の構造を示す説明図である。 本実施形態に係る車体支持装置を車両に配置した状態を示す概念図である。 本実施形態に係る振動制御装置の構成を示す説明図である。 本実施形態に用いるフーリエ解析を実行する際の機能ブロック図である。 本実施形態に係る車体支持装置の制御例を説明するための図である。 本実施形態に係る車体支持装置の制御例を説明するための図である。 本実施形態に係る車体支持装置の制御例を説明するための図である。 本実施形態に係る車体支持装置の制御例を説明するための図である。 本実施形態に係る車体支持装置における他の制御例を説明するための図である。 本実施形態に係る車体支持装置における他の制御例を説明するための図である。 本実施形態に係る車体支持装置における他の制御例を説明するための図である。 本実施形態に係る車体支持装置における他の制御例を説明するための図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 車体支持装置
２ シリンダ
３ ピストン
３Ａ、３Ｂ 荷重伝達部材
４ 気室
４Ａ 第１気室
４Ｂ 第２気室
５ ピストンロッド
７ 気体通路
８ 気体通路開閉手段
８Ａ アクチュエータ
８Ｖ 開閉弁
２０ 懸架装置
２１Ｌ ロワーアーム
２１Ｕ アッパーアーム
２４ 車輪
３０ 車体加速度センサ
３１ 懸架装置用加速度センサ
３２ ストロークセンサ
４０ 振動制御装置
４０Ｍ 記憶部
４０Ｐ ＣＰＵ
４１ 周波数設定部
４２ 連通時間設定部
４３ 弁制御部
４４ 入力ポート
４５ 出力ポート
１００ 車両
１００Ｂ 車体

Claims (9)

1. 車両の車体と車輪との間に設けられて、前記車体を支持する車体支持装置であり、
   気体が充填される気室と、
   前記気室に対して相対的に往復運動することにより、前記車体からの振動又は前記車輪からの振動のうち少なくとも一方を前記気室へ入力する振動入力手段と、
   前記気室内の気体が通過する気体通路と、
   前記気体通路に取り付けられて、前記入力手段が前記気室に対して相対的に往復運動する際の周波数に応じた所定の周波数で前記気体通路を開閉する気体通路開閉手段と、
   を含むことを特徴とする車体支持装置。
2. 前記気室に充填される気体の量を検出する気体量検出手段と、
   前記気体量検出手段により検出された前記気室に充填されている気体の量が所定の閾値以下になった場合には、前記気室へ気体を補給する気体供給手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の車体支持装置。
3. 前記気室は、第１気室と第２気室とで構成されるとともに、前記入力手段は前記第１気室と前記第２気室との間に配置され、かつ、前記気体通路は前記第１気室と前記第２気室とを接続することを特徴とする請求項１又は２に記載の車体支持装置。
4. 前記第２気室は、前記第１気室に対向配置されており、
   前記入力手段は、前記第１気室と前記第２気室とによって支持され、かつ前記第１気室と接触する前記入力手段の荷重支持面積は、前記第２気室と接触する前記入力手段の荷重支持面積よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の車体支持装置。
5. 前記車両に、前記車両のばね上又はばね下のうち少なくとも一方の振動を検出する振動検出手段を取り付け、
   前記振動検出手段を用いて振動のパワーが最大の周波数を見つけ出し、その周波数自身、又はその整数倍若しくは整数分の１倍した周波数で、前記気体通路を開閉することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体支持装置。
6. 振動のパワーが最大の前記周波数のパワーを特定し、振動のパワーの大きさに応じて、前記気体通路開閉手段を開閉する際における開時間と閉時間との比を変更することを特徴とする請求項５に記載の車体支持装置。
7. 前記振動検出手段を用いて、振動のパワーの大きい順に複数の周波数を見つけ出し、見つけ出した複数の周波数自身、又はその整数倍若しくは整数分の１倍した頻度で、前記気体通路開閉手段を開閉することを特徴とする請求項５に記載の車体支持装置。
8. 見つけ出した複数の周波数に対して、振動のパワーの大きさに応じて、それぞれの周波数に対する前記気体通路開閉手段を開閉する際における開時間と閉時間との比を変更することを特徴とする請求項７に記載の車体支持装置。
9. 前記入力手段を支持する弾性体をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の車体支持装置。

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