JP2009030690A - ショックアブソーバ及び車両用サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンションアームなどに切れ角規制用の突起物を設けることなく車輪の最大切れ角を制限することを可能とする。
【解決手段】
上記課題を解決するために、本発明のショックアブソーバ４は、ピストンロッド８に対しピストン１５側から当該ピストンロッド８の軸に沿って延びる案内穴８ａを形成し、ピストンロッド８の非延在方向の第２室でシリンダ７に連結する棒体１６を、ピストン１５を貫通すると共に上記案内穴８ａに挿入する。上記棒体１６と案内穴８ａとの径方向で対向する部分に、棒体１６又は案内穴８ａの一方から他方に向けて突出する凸部２０を設けると共に、棒体１６又は案内穴８ａの他方に対して上記凸部２０を軸方向に案内可能な溝状の空洞部２１を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車輪の最大切れ角を規制する機構に係り、切れ角の規制を実現するためのショックアブソーバ及び車両用サスペンション装置に関する。

車輪の最大切れ角を規制する切れ角規制構造としては、例えば特許文献１に記載されるようなステアリングナックルストッパ構造がある。特許文献１に記載される構造では、転舵時にサスペンションアームに設けた当接部のストッパ受面に対し、ナックルアームに取り付けたストッパボルトの頭部が当接することで、車輪の最大切れ角を規制する。また、上記ストッパ受面を、バウンド・リバウンド時においても常にストッパボルトに対し略直角の曲面（上下方向に沿った円弧形状）となるように設定している。
特開平６−２９８１１４号公報

上記従来例では、切れ角を規制するために、当接部やストッパボルトをサスペンションアームやナックルアームから突出させている。このため、フルバウンドやフルリバウンドのストローク時に転舵を行う場合も想定して、サスペンション部品から外方に突出するストッパボルト等の部品が、他の部品との干渉を回避するように種々のレイアウトの設計を行う必要がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、サスペンションアーム等に突起物を設けることなく車輪の最大切れ角を制限することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明のショックアブソーバは、ピストンロッドに対しピストン側から当該ピストンロッドの軸に沿って延びる案内穴を形成し、ピストンロッドの非延在方向の第２室でシリンダに連結する棒体を、ピストンを貫通すると共に上記案内穴に挿入する。上記棒体と案内穴との径方向で対向する部分に、棒体又は案内穴の一方から他方に向けて突出する凸部を設けると共に、棒体又は案内穴の他方に対して上記凸部を軸方向に案内可能な溝状の空洞部を形成する。

本発明では、ピストンロッドに対し、棒体が連結するシリンダが所定量だけ回転変位すると凸部が空洞部の面に当接する。これによって、シリンダに対するピストンロッドの回転変位量を規制する。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（構成）
本実施形態の車両用サスペンション装置は、図１に示すように、車輪１を支持するナックル２と、トランスバースリンク等を構成するサスペンションアーム３と、ショックアブソーバ４と、を備える。
上記サスペンションアーム３は例えばＡアームからなる。そのサスペンションアーム３の車輪１側は、ナックル２に対しボールジョイント等によって揺動可能に連結する。サスペンションアーム３の車体側は、ブッシュを介して不図示のサスペンションメンバ（車体側部材）に連結する。これによって、サスペンションアーム３は、ナックル２を上下揺動可能な状態で車体側に支持する。

ナックル２の下部には、車両前後方向後方に張り出すナックルアーム２ａを有する。そのナックルアーム２ａの先端部には、ボールジョイントによって、ステアリング装置のタイロッド５が連結する。
そのナックル２の上部には、ショックアブソーバ４の取付け部６を有する。その取付け部６にショックアブソーバ４のシリンダ７下部を取り付ける。そのショックアブソーバ４の姿勢は、軸を上下に向けた状態になっている。そして、上方にピストンロッド８が突出する。そのピストンロッド８の先端部は、上方の車体側部材９に取り付く。

図１中、符号１０は、不図示のサスペンションスプリングの下端部を受けるスプリング受け部材であって、ショックアブソーバ４の外周側に不図示のサスペンションスプリングが配置される。ピストンロッド８の先端部を車体側部材に取り付けることを明確にするため、サスペンションスプリングを省略している。
また、図１中、符号１１はスタビライザを示す。そのスタビライザ１１の中央部側を、ブラケット１２を介してサスペンションメンバに回動可能に支持させる。スタビライザ１１の先端部を、上下に延びるコネクティングロッド１３を介してショックアブソーバ４のシリンダ７に取り付ける。

次に、上記ショックアブソーバ４の構造を説明する。
そのショックアブソーバ４は、図２に示すように、上下に軸を向けたシリンダ７、ピストン１５、ピストンロッド８、及び棒体１６を備える。
図２に示すシリンダ７は、内筒７ｂの外筒７ａとの２重構造となっている。
ピストン１５は、進退可能な状態でシリンダ７の内筒７ｂ内に位置する。そのピストン１５は、シリンダ７内を上室１７及び下室１８に区画する。そのピストン１５の中央部には、上下に貫通する貫通穴１５ａが開口している。

ピストンロッド８の下端部は、ピストン１５に連結する。そして、ピストンロッド８は、上室１７内を上方に延在し、シリンダ７の上方に延びている。そのピストンロッド８の中央部には、下端面に開口した中空部を有する。その中空部は、ピストンロッド８の下端面から軸方向に沿って上方に延在する案内穴８ａである。その案内穴８ａを、上記貫通穴１５ａと同軸に配置した状態で、上述のように、ピストンロッド８の下端部をピストン１５に連結する。

棒体１６をシリンダ７内に配置する。棒体１６の軸は、シリンダ７の軸と同軸となっている。その棒体１６の下端部を、シリンダ７の下端部に回動不能に取り付ける。そして、棒体１６は、上方に延びている。その棒体１６は、上記ピストン１５の貫通穴１５ａを貫通すると共に、ピストンロッド８の案内穴８ａに挿通される。これによって、ピストン１５がストロークすると、棒体１６は、相対的に案内穴８ａ内を軸方向に進退する。

更に、ピストン１５が上死点から下死点までストロークしても、上記案内穴８ａに位置する棒体１６部分に、凸部２０を設けている。図２では、棒体１６の上端部に凸部２０を形成している。その凸部２０は、棒体１６から径方向に突出する。また、案内穴８ａには、図３に示すように、上記凸部２０と径方向で対向可能な位置に、上下に延びる溝状の空洞部２１、すなわち横断面凹状の空洞部２１を有する。その空洞部２１は、上下に延びている。これによって、凸部２０は、空洞部２１に沿って上下に移動可能となっている。

その空洞部２１の側面２１ａと凸部２０との間には、円周方向に沿った方向に、所定の隙間を設けている。空洞部２１は、ショックアブソーバ４が中立位置の状態及び常用域の小さな上下ストロークの範囲で凸部２０と径方向で対向する中立空洞部領域Ｌ１と、上記常用域を超えてストロークしたときに上記凸部２０と径方向で対向する上側空洞部領域Ｌ２及び下側空洞部領域Ｌ３と、に区分出来る。

そして、中立空洞部領域Ｌ１での隙間を、相対的に大きく設定している。つまり、車輪１が許容できる最大まで転舵し、それに応じて棒体１６がピストンロッド８に対し相対回転変位しても、空洞部２１に凸部２０が当接しないだけの大きさに、中立空洞部領域Ｌ１での隙間を設定している。すなわち、その相対回転変位量よりも大きな角度だけ広くなるように、上記隙間を設定している。

一方、上側空洞部領域Ｌ２及び下側空洞部領域Ｌ３での隙間を相対的に小さく設定してある。予め設定した最大切れ角まで転舵し、それに応じて棒体１６がピストンロッド８に対し相対回転変位すると、空洞部２１に凸部２０が当接するように、上側空洞部領域Ｌ２及び下側空洞部領域Ｌ３での隙間を設定している。すなわち、最大切れ角に相当する上記相対回転変位量の角度の広さに、上記隙間を設定しておく。なお、取付け部等での撓み代があるので、上記隙間は若干狭く設定しておくことが好ましい。
ここで、ナックル２は車輪支持部材を構成する。上室１７は第１の室を構成する。下室１８は第２の室を構成する。棒体１６は、棒体１６又は空洞部２１の一方を構成する。空洞部２１は、棒体１６又は空洞部２１の他方を構成する。

（動作）
車輪１がバウンド・リバウンドすることで、シリンダ７内のピストン１５が上下にストロークする。ピストン１５の上下ストロークに合わせて、棒体１６の案内穴８ａへの挿入量が変化する。つまり、棒体１６は、ピストンロッド８の案内穴８ａ内を進退する。同時に、凸部２０は、空洞部２１内を軸方向に進退する。
また、ステアリングを操作することでタイロッド５が左右に進退して、車輪１を支持するナックル２が転舵する。すると、ナックル２に固定されているショックアブソーバ４のシリンダ７も上記転舵に応じて回動する。このとき、ピストンロッド８の上端部を車体側部材に固定している。このため、シリンダ７が回転すると、シリンダ７とピストンロッド８の間に相対回転変位が発生する。この結果、棒体１６とピストンロッド８との間に、上記転舵の転舵角に応じた相対回転変位が発生する。棒体１６とピストンロッド８との間の回転変位によって、凸部２０は、空洞部２１の一方の側面２１ａに近づき、当該凸部２０と空洞部２１との間の隙間が変化する。そして、凸部２０が空洞部２１の側面２１ａに当接すると、それ以上のピストンロッド８に対する棒体１６の回転変位が規制される。このように、空洞部２１と凸部２０とによって、ピストンロッド８に対するシリンダ７の回転変位を規制して、ナックル２の転舵角を規制する。

（効果）
（１）ナックルアーム２ａとサスペンションアーム３との対向部分に対してストッパ部材を設けることなく、最大切れ角を規制することが可能となる。これによって、サスペンションアーム３等から略水平方向に張り出すストッパ部材等の部品を設ける必要が無くなる。この結果、例えば、車輪１がフルバウンドストローク若しくはフルリバウンドストロークして転舵した際における、ストッパ部材とスタビライザ１１等の部品との干渉を考慮する必要が無くなる。つまり、その分だけレイアウトの自由度が向上して、ロールステアや回転半径縮小などの設定に繋がる。

（２）また、トーイン方向及びトーアウト方向の両方向の最大切れ角を共に規制することが出来る。
（３）また、空洞部２１と凸部２０との円周方向に沿った隙間は、軸方向に沿って自由に変化させるように容易に設定することが可能である。このため、バウンド・リバウンドのストローク量に応じて最大切れ角を比較的自由に設定することが可能となる。
（４）ここで、本実施形態の構造では、車両の常用領域のバウンド・リバウンドまでは切れ角を規制せず、所定ストローク以上のバウンド・リバウンド状態となると最大切れ角を規制することが出来る。

（変形例）
（１）上記実施形態では、凸部２０を棒体１６に設け、空洞部２１を案内穴８ａに設けた場合を例示した。図４に示すように、凸部２０を案内穴８ａ側に設け、上下に延びる溝状の空洞部２１を棒体１６に設けても良い。作用効果としては同様な作用効果を得る。
（２）上記実施形態では、ショックアブソーバ４のピストンロッド８が上方に延びる場合を例示している。天地を逆に配置して、ピストンロッド８を下方に延在する配置構成でもよい。この場合には、ピストンロッド８の下端部をナックル２に固定し、シリンダ７の上端部を車体側部材９に固定する。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な構成については同一の符号を付して説明する。
（構成）
本実施形態の構成は、上記第１実施形態と同様であるが、空洞部２１の形状を変えた。
図５は、第２実施形態の空洞部２１を示すための断面図である。なお、図３におけるＢ−Ｂ位置（中心軸よりも凸部２０側位置）での断面で空洞部２１の形状を示している。

この第２実施形態の空洞部２１を、図５に示すように、凸部２０と対向する側面視において、菱形形状に形成した場合の例である。すなわち、空洞部２１の円周方向に沿った幅について、図６のように、空車状態で凸部２０と対向する位置を一番広く設定する。更に、その空車状態位置から上下方向にフルバウンド状態及びリバウンド状態で凸部２０が対向する位置に向けて、上記空洞部２１の幅を連続的に狭くしていく。そして、フルバウンド状態及びリバウンド状態では、空洞部２１と凸部２０との隙間が無いか僅かな状態とする。図７に、フルバウンド状態のときの断面図を示す。リバウンド状態での断面図も同じである。

そして、上記空車状態位置を挟んだ所定の上下範囲では、車輪１が転舵しても凸部２０が空洞部２１の側面２１ａに当接しないだけ大きく隙間を設定しておく。この当接しない範囲が第１実施形態における中立空洞部領域Ｌ１となる。その中立空洞部領域Ｌ１の上下の位置が上側空洞部領域Ｌ２及び下側空洞部領域Ｌ３となる。
その他の構成は上記第１実施形態と同様である。

（効果）
（１）基本的な作用効果は上記第１実施形態と同じである。
（２）本実施形態では、バウンド・リバウンドに応じて連続的に最大切れ角を変化させることが出来る。
（３）空車状態では、切れ角を規制しないので、最小回転半径への影響を抑えることができる。
（４）また、フルバウンド及びフルリバウンド時には、最大切れ角を最小とすることができる。
（５）なお、図６のように、空洞部２１の軸方向の上端部及び下端部を、フルバウンド及びフルリバウンドで凸部２０が対向する位置に設定している。この構成は、凸部２０と空洞部２１の上下端部とによって、車輪１のフルバウンド量及びフルリバウンド量を規制することも可能となる。

（変形例）
上記前実施形態では、空洞部２１を左右及び上下に対称に形成する場合を例示している。もっとも、空洞部２１の形状は、図８〜図１１のように、左右及び上下に対称な形状に形成する必要はない。
（１）例えば左輪側に対して、空洞部２１の凸部２０と対向する方向からみた側面視で、図８の形状のように設定する場合を想定する。この場合、中立位置に対して凸部２０が上下に変位するほど、空洞部２１の右側側面との隙間が小さくなるように設定してある。一方、中立位置に対して凸部２０が上下に変位するほど、空洞部２１の右側側面との隙間は大きいままに設定する。この場合には、凸部２０が左側に相対変位することは規制されず、凸部２０が右側に相対変位する場合には、所定ストローク以上にバウンド・リバウンドする際に最大切れ角の規制が行われる。すなわち、トーアウト方向についてだけ最大切れ角の規制を行うことが出来る。

（２）図９の空洞部２１の形状は、図８の左右を逆にした場合の例である。この場合には、トーイン方向についてだけ最大切れ角の規制を行うことが出来る。
（３）図１０は、空洞部２１の上方だけ左右の幅を小さくした場合の例である。この場合には、所定ストローク以上にバウンドする場合にだけ最大切れ角を規制することが出来る。
（４）図１１は、空洞部２１の下方だけ左右の幅を小さくした場合の例である。この場合には、所定ストローク以上にリバウンドする場合にだけ最大切れ角を規制することが出来る。

（５）また、図１２のように、空洞部２１の側面２１ａにおける、少なくとも凸部２０と円周方向で対向する側面に対してゴム２２の加硫接着を行って、空洞部２１の側面２１ａに弾性体を固定しても良い。この場合には、凸部２０が空洞部２１に当接する際の異音や振動発生を低減することが可能となる。
なお、凸部２０側に弾性体を設けても良い。
（６）また、弾性体を固定する代わりに、若しくは弾性体を固定すると共に、空洞部２１内にグリースなどの潤滑油を収容しておいても良い。潤滑油の緩衝作用によって、凸部２０が空洞部２１に当接する際の異音や振動発生を低減することが可能となる。
また、この潤滑油は、案内穴８ａに対する棒体１６の進退時の摺動抵抗を小さくする効果もある。

本発明に基づく実施形態に係る車両用サスペンション装置を説明する斜視図である。 本発明に基づく第１実施形態に係るショックアブソーバを示す断面図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明に基づく第１実施形態の変形例を説明する断面図である。 本発明に基づく第２実施形態に係るショックアブソーバを示す断面図である。 空洞部の構成を説明する模式図である。 図６におけるＣ−Ｃ断面図である。 空洞部の形状の変形例を示す模式図である。 空洞部の形状の変形例を示す模式図である。 空洞部の形状の変形例を示す模式図である。 空洞部の形状の変形例を示す模式図である。 空洞部の形状の変形例を示す模式図である。

符号の説明

１ 車輪
２ ナックル（車輪支持部材）
２ａ ナックルアーム
３ サスペンションアーム
４ ショックアブソーバ
７ シリンダ
８ ピストンロッド
８ａ 案内穴
９ 車体側部材
１５ ピストン
１５ａ 貫通穴
１６ 棒体
１７ 上室（第１の室）
１８ 下室（第２の室）
２０ 凸部
２１ 空洞部
２１ａ 側面
２２ ゴム（弾性体）

Claims (8)

1. シリンダと、シリンダ内を第１室と第２室の二つの室に分けるピストンと、ピストンに連結して第１室側に延びるピストンロッドと、を備えるショックアブソーバにおいて、
   上記ピストンロッドに形成されてピストン側から当該ピストンロッドの軸に沿って延びる案内穴と、
   上記第２室側でシリンダに連結すると共にピストンロッド側に延びて上記ピストンを貫通すると共に上記案内穴に挿入され当該案内穴に沿って進退可能な棒体と、を備え、
   上記棒体と案内穴との径方向で対向する部分において、棒体又は案内穴の一方から他方に向けて突出する凸部と、棒体又は案内穴の他方に形成されて上記凸部を軸方向に案内可能な溝状の空洞部と、を設けることを特徴とするショックアブソーバ。
2. 上記空洞部の面と凸部との周方向に沿った隙間は、所定の中立位置での隙間に対し、所定量だけ伸展又は圧縮した位置での隙間の方が狭いことを特徴とする請求項１に記載したショックアブソーバ。
3. 上記空洞部の面と凸部との周方向に沿った隙間は、左右両側で隙間の大きさが異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したショックアブソーバ。
4. 上記凸部と空洞部との少なくとも接触可能な部分において、上記凸部と空洞部の面の少なくとも一方の表面に弾性体を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載したショックアブソーバ。
5. 上記空洞部内に潤滑油を収容することを特徴する請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載したショックアブソーバ。
6. 車輪を支持する車輪支持部材と、上下に延在して車輪支持部材と車体側部材とを連結するショックアブソーバとを備える車両用サスペンション装置であって、
   上記ショックアブソーバは、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載したショックアブソーバであることを特徴とする車両用サスペンション装置。
7. 車輪の転舵に応じて上記棒体とピストンロッドとの間に回動変位が発生し、上記空洞部の面と凸部とが当接することで車輪の最大切れ角を規制することを特徴とする請求項６に記載した車両用サスペンション装置。
8. 上記空洞部の面と凸部との周方向に沿った隙間は、車輪のバウンド及びリバウンドが予め設定した所定ストローク内のときの隙間よりも、当該所定ストロークよりも大きなバウンド若しくはリバウンド状態のときの隙間の方が小さいことを特徴とする請求項７に記載した車両用サスペンション装置。

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