JP2011516322A

JP2011516322A - 車両用複合サスペンションシステム

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Publication number: JP2011516322A
Application number: JP2011500967A
Authority: JP
Inventors: ヴァーノンジェフリーマリカン; ヴァーノンティーマリカン
Original assignee: ティーエルシーサスペンションズリミテッドライアビリティカンパニー
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2011-05-26
Also published as: US20090179398A1; EP2254761B1; WO2009117617A3; CA2718985A1; US7681898B2; CN102036841A; WO2009117617A2; EP2254761A2; KR20110021732A; EP2254761A4; BRPI0910230A2

Abstract

車両用複合サスペンションシステムは、車軸に対して車両のボディを支持する機械サスペンションシステムと、車軸に対して選択的にボディの支持を提供する空気サスペンションシステムとを含む。高負荷下では、空気サスペンションシステムを膨張させ、車軸に対してボディを支持する。高負荷下にないときは、機械サスペンションシステムによって提供される支持と干渉しないように、空気サスペンションシステムを非膨張状態にする。コントロールシステムが、空気サスペンションシステムを膨張させるために、空気サスペンションシステムに接続されたコンプレッサを制御する。コントロールシステムは、コントロールシステムは、空気サスペンションシステムを非膨張状態にするための、空気サスペンションシステムの真空源へのアクセスを制御する。

Description

本発明は、車両用のサスペンションシステムに関する。ここで使用される「車両」の用語は、乗用車、ＳＵＶ車、ピックアップトラック、商用トラック、バス、バン、ＲＶ車、キャンピングカー、農業用車両、並びに馬、ボート、車及び他の荷物を運ぶ、エンジンを備えないトレーラーを含むが、これらに限定されない。

車両の出現以来、十分な持ち上げ性能、車両の安定性、及び優れたハンドリングを提供することによって、乗員の快適さだけではなく、構造的一体性及び内容物の美観を維持するために、車両の乗り心地を向上させるための多数のサスペンションシステムが考案されてきた。例えば、１９００年代初期から使用されている、エンジンを備えた車両は、トレーラーのようなある種の、エンジンを備えていない車両で使用されているような、簡単な板バネリアサスペンションシステムを使用していた。実際には、限定されないが、ピックアップトラック、バン、ＳＵＶ、商用トラック、及びトレーラーを含むかなり多くの現代の車両が、簡単な板バネリアサスペンションシステムを使い続けている。なかには、コイルバネサスペンションを使用している車両もある。

簡単な板バネ又はコイルバネリアサスペンションシステムの他に、種々の車種の種々のサスペンションシステムでは、空気バネが長く使用されている。空気バネを採用した公知のサスペンションシステムでは、空気バネは、頂部と底部が車両の支持部材にしっかりと取り付けられている。これらのシステムは、典型的に、非常に高い気圧を必要とし、これは、空気バネを堅くし、従って空気サスペンションの乗り心地を固く（stiff）する。空気バネを採用したシステムは、重い荷物を運び、又は牽引する追加の利点を提供するが、乗り心地は一般的に固い（stiffer）。従って、空気バネシステムは、重い荷物を運ぶことはできるが、乗員の乗り心地を犠牲にし、これは、重い荷物を運んでいない間は正当化することはできない。

重い荷物を運んでいるときの、運搬能力及び安定性を向上させるために、種々の改造部品デバイスが開発された。一般的に、荷物を積んだときに、十分な持ち上げをもたらすのに足りる強さを有するサスペンションシステムは、荷物を載せていないときに乗り心地を固くする。荷物を載せていないときに干渉しないサスペンションシステムは、荷物を積んだときに十分な持ち上げを提供するのに強さが足りない。その上、殆どの車両では、二つ以上のサスペンションシステムのために十分なスペースがない。いくつかのシステムは、非常に簡単且つ容易に既存の車両に追加できるが、他のものは、標準の「original equipment manufacturer (OEM)」製品の著しい修正を必要とし、及び／又は複雑な装着を必要とする。

従って、本発明の目的は、既存の車両の乗り心地、及び載荷能力を有し、容易に装着でき、車両に予め装着されたサスペンションシステムと干渉しないレトロフィットサスペンションシステムを提供することである。このシステムは、新しい車両に組み込むことで乗り心地、ハンドリング、及び載荷性能を向上させることもできる。本発明の他の目的は、車両の操作者が必要に応じて係合させ且つ分離させることができる、「オンデマンド」及び／又は「スタンバイ」サスペンションシステムを提供することである。

本発明は、これらのニーズを満たし、他の関連する利点を提供する。

本発明は、機械サスペンションシステムと空気サスペンションシステムを備える、車両用の複合サスペンションシステムに向けられる。機械サスペンションシステムは、車両のボディを車軸に連結する。空気サスペンションシステムは、膨張状態と非膨張状態とをとることができる。膨張状態では、空気サスペンションシステムは、車軸に対して車両のボディを支持する。非膨張状態では、空気サスペンションシステムは、車軸に対してボディを支持しない。

機械サスペンションシステムは、板バネサスペンション、コイルバネサスペンション、又はショックアブゾーバで構成される。好ましくは、空気サスペンションシステムは、ボディに支持され、又は車軸に隣接して支持される空気バネサスペンションで構成される。複合サスペンションシステムは、車軸に隣接し、且つボディが機械サスペンションシステムに取り付けられたときに、所定距離だけ離れてボディの下に取り付けられた支持ブラケットを備える。支持ブラケットの上側又はボディの下側に、膨張状態の空気サスペンションシステムを受け入れるための支持リング、バー又は他の構造を含んでいてもよい。

空気サスペンションシステムは、空気サスペンションシステムを膨張させ、又は非膨張にするためのコントロールシステムを備える。好ましくは、コントロールシステムは、空気サスペンションシステムに取り付けられた空気管と、空気管を空気コンプレッサに連結する第１ホースと、空気管を真空源又は負圧源に連結し、これらの間にバルブを有する第２ホースとを備える。

複合サスペンションシステムは、コンプレッサ及びバルブを制御するためのコントロールパネルをさらに備える。好ましくは、コントロールパネルは、車両のパッセンジャーコンパートメントに取り付けられる。コントロールシステムを使用することで、最適な圧力及びボディ高さが得られるまで空気コンプレッサを起動して空気サスペンションシステムを膨張させ、且つバルブを閉じる。逆に言えば、空気サスペンションシステムは、バルブを開けることで非膨張状態になる。空気サスペンションシステム又は空気バネを最低高さまで収縮させるために、通常車両のエンジンに備えられている真空源又は負圧源がコントロールシステムに導入される。これは、空気サスペンションが「スタンバイ」状態にあるときに、最大のクリアランスをもたらすことを可能にする。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の特性を例示的に示す添付図面に関連した以下のより詳細な説明から明らかになる。

添付図面は、本発明を例示する。

本発明による複合サスペンションシステムの好ましい実施形態を上から見た斜視図である。空気バネサスペンションのコントロールシステムの構成を示す模式的線図である。本発明による複合サスペンションシステムの好ましい実施形態の空気バネサスペンションの近接斜視図であり、空気バネサスペンションは、非膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの好ましい実施形態の空気バネサスペンションの近接斜視図であり、空気バネサスペンションは、膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの好ましい実施形態の空気バネサスペンションの背面図であり、空気バネサスペンションは、非膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの好ましい実施形態の空気バネサスペンションの背面図であり、空気バネサスペンションは、膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの変形の実施形態の背面図であり、空気バネサスペンションが非膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの変形の実施形態の背面図であり、空気バネサスペンションが膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの更なる変形の実施形態の上から見た斜視図である。本発明による複合サスペンションシステムの更なる変形の実施形態の側面図であり、空気バネサスペンションは非膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの更なる変形の実施形態の側面図であり、空気バネサスペンションは膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの更なる別の変形の実施形態の背面図であり、空気バネサスペンションは非膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの更なる別の変形の実施形態の背面図であり、空気バネサスペンションは膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの更なる別の変形の実施形態の背面図であり、空気バネサスペンションは非膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの更なる別の変形の実施形態の背面図であり、空気バネサスペンションは膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの更なる別の変形の実施形態の背面図であり、空気バネサスペンションは非膨張状態にある。本発明による複合サスペンションシステムの更なる別の変形の実施形態の背面図であり、空気バネサスペンションは膨張状態にある。

本発明は、既存のサスペンションシステムに対して優れた乗り心地及び載荷性能を提供する、車両用の複合サスペンションシステムに関する。より具体的には、図１−１７に全体的に示すように、本発明は、機械サスペンションシステムと、選択的に係合され又は切り離される空気サスペンションシステムとを備える複合サスペンションシステムに向けられる。

図１は、本発明の複合サスペンションシステム１０の好ましい実施形態を示す。この実施形態では、機械サスペンションシステム１４、この場合は板バネサスペンションを有する車軸１２を示す。機械サスペンションシステム１４は、今日使用されている既存の方法で車軸１２に固定されている。機械サスペンションシステム１４は、その端部が、車両のフレーム／ボディ１６に固定される。この方法で、機械サスペンションシステム１４は、従来の方法によりフレーム／ボディを支持する。

複合サスペンションシステム１０は、この場合は空気バネからなる空気サスペンションシステム１８を含む。空気バネ１８は、図１及び３−６に示すように、フレーム／ボディ１６の下側に取り付けられている。変形例として、空気バネ１８を、車軸１２の上に取り付けられた支持ブラケット２０の上面に取り付けてもよい。図１は、板バネ１４上にクランプ留めされ、又は板バネ１４の周りにクランプ留めされた支持ブラケット２０を示す。支持ブラケット２０は、車軸１２に対して固定され、動かないようになっていれば、どんな方法で取り付けられてもよい。このような取り付け方法の例が、本願に援用する米国特許第７５００６８８号明細書に説明されている。支持ブラケット１２を車軸１２に直接取り付けるのが望ましくないこともある。この場合、アダプタプレート（図示せず）が必要となる。さらに、支持ブラケット２０が車軸１２のユニバーサルジョイントのような車両の既存の構造に適合するように支持ブラケット２０の形状を修正、即ちオフセットさせる必要がある場合がある。このような修正は、当該技術の通常の技術の範囲内である。

図１、５及び６は、支持ブラケット２０上の支持リング２２を示す。支持リング２２は、以下でさらに説明するような膨張状態のときに、空気バネ１８の端を受け入れるものである。支持リング２２は、空気バネ１８が支持ブラケット２０に取り付けられ、膨張したときにフレーム／ボディ１６に向かって上向きに伸びる場合には、フレーム／ボディ１６の下側に取り付けられていてもよい。支持リング２２は、支持ブラケット２０又はフレーム／ボディ１６に対する空気バネ１８の安定性を増すための選択的な特徴である。図３及び４に示すように、支持リング２２を、支持ブラケット２０又はフレーム／ボディ１６から完全に排除してもよい。

空気バネ１８は、膨張状態と非膨張状態とをとることができる。図１、３、５及び７は、非膨張状態又はスタンバイ状態の空気バネ１８を示す。空気バネ１８が非膨張状態のとき、空気バネは、車軸１２に対してフレーム／ボディ１６を支持しない。換言すれば、空気バネ１８は、フレーム／ボディ１６及び支持ブラケット２０と接触しない。従って、非膨張状態のとき空気バネ１８は、ボディ１６を支持せず、板バネ１４だけが支持を行う。

空気バネ１８が膨張したとき、空気バネ１８は、車軸１２に対してフレーム／ボディ１６を支持する。空気バネ１８は、膨張状態にあるときに、フレーム／ボディ１６と支持ブラケット２０の両方に接触するのに十分な大きさである。この方法により、空気バネ１８は、板バネ１４によってもたらされる支持に加えて、フレーム／ボディ１６に支持をもたらす。空気バネ１８によってもたらされる追加の支持は、車両が、板バネサスペンション１４単独では重過ぎる重い荷物を運んでいるときに特に有用である。

図２は、空気サスペンションシステム１８の膨張及び非膨張を制御するコントロールシステムを示す。空気管２４が取り付けられた空気バネ１８を示す。空気管２４に取り付けられた第１ホース２６及び第２ホース２８を、模式的に示す。第１ホース２６は、空気管２４からコンプレッサ３０まで延びる。コンプレッサ３０は、空気バネ１８を膨張させるために使用する空気を提供する。コンプレッサ３０は、車両のパッセンジャーコンパートメント又は車両の外表面に取り付けられたコントロールパネル３２に接続される。コントロールパネル３２は、空気バネ１８を膨張させるか、又は非膨張状態にするかに応じてコンプレッサ３０の操作を制御する。ユーザが空気バネ１８内の気圧を制御できるように、気圧ゲージ３４が、コントロールパネル３２に含まれる。

第２ホース２８は、空気管２４から、真空又は負圧源３８に連結されたバルブ３６まで延びている。バルブ３６は、コントロールパネル３２に、操作可能に連結される。この方法により、コントロールパネル３２は、バルブ３６を開閉するときに制御することができる。コントロールパネル３２は、真空源３８が空気バネをしぼませるためにシステムから空気を吸い出すことが許可されたときに制御を行うように、真空源に、操作可能に連結される。

空気バネ１８を膨張させるために、コントロールパネル３２は、第１ホース２６と空気管２４を通して空気バネ１８に空気を圧送するコンプレッサ３０を起動する。同時に、コントロールパネルは、バルブ３６を閉じて、真空又は負圧源３８に接続された、空気管２４から第２ホース２８への空気の流れを妨げる。この構成では、コンプレッサ３０は、空気バネ１８が所望の圧力まで膨張されて所望の車体高さが得られるまで空気バネ１８に空気を圧送し、次いで、コントロールパネル３２は、コンプレッサ３０を切る。空気バネ１８は、バルブ３６を開いて空気バネを真空又は負圧源３８と流体連通させることで非膨張状態になる。真空又は負圧源３８は、開いたバルブ３６、第２ホース２８及び空気管２４を通じて空気バネ１８から空気を吸出し、空気バネ１８を最小高さに収縮させる。これは、空気サスペンションシステムが「スタンバイ」状態にあるときに最大のクリアランスをもたらす。真空又は負圧源３８は、エンジンの真空源のような、車両の既存の真空源を含む。変形として、真空源は、負圧を発生させて空気バネ１８から空気を吸い出すように設計され、車両に装着された追加のコンポーネントからなっていてもよい。空気管２４、第１ホース２６、第２ホース２８、空気コンプレッサ３０、バルブ３６、及び真空源３８は、空気サスペンションシステム１８用のコントロールシステム４０を構成する。

図９、１０、及び１１は、本発明の複合サスペンションシステム１０の変形の実施形態を示す。この実施形態における、先の好ましい実施形態からの違いは、支持ブラケット２０、及び支持ブラケット２０の車軸１２又は機械サスペンションシステム１４への連結の仕方である。この実施形態では、支持ブラケット２０は、車軸を横切って一つの機械サスペンションシステム１４から、車軸１２の他端にある、対の一方をなす機械サスペンションシステム１４まで延びていない。図９、１０、及び１１に示すように機械サスペンションシステム１４が角度を持って配置されたときに、オフセットブラケット４２が、支持ブラケット２０を本質的に水平状態で取り付けるのを可能にする。これらの図に示すように、オフセットブラケット４２は、支持ブラケット２０の一方の側が、他方の側よりも高くなるように取り付けられている。支持ブラケット２０は、オフセットブラケット４２の異なる位置での取り付けをもたらすための調整孔４３を備えている。この構成は、支持ブラケット２０の上に、図１１に示すように膨張したときに空気バネ１８を受け入れるため、又は他の図面に示すように空気バネ１８を取り付けるための本質的に水平な面をもたらすことを保証する。本質的に水平な面は、空気サスペンションシステム１８によってもたらされる、より顕著な安定性及び支持を保証する。

図１２−１５は、本発明の複合サスペンションシステム１０の追加の変形の実施形態を示す。最も重要な差異は、機械サスペンションシステム１４の構成である。これらの図面では、機械サスペンションシステム１４は、コイルスプリング及び／又はショックアブゾーバとして示される。これらのようなコイルスプリングは、以前から従来のサスペンションシステムで使われている。

他の差異は、支持ブラケット２０の構成である。コイルバネ１４が車軸１２に取り付けられている方法を検討すると、板バネの使用時に許容されていたよりも車軸の中央に近い位置で、支持ブラケット２０を車軸１２に取り付ける必要がある。他の点では、支持ブラケット２０の構成は、先の実施形態と本質的に同じである。図１２及び１４に示すように、空気サスペンションシステム又は空気バネ１８は、フレーム／ボディ１６の下側又は支持ブラケット２０の上側の何れかに取り付けられる。いずれの場合にも、図１３及び１５に示すように、空気バネ１８が膨張したとき、空気バネは、フレーム／ボディ１６及び支持ブラケット２０の両方に接触する。

図１４及び１５は、本発明の複合サスペンションシステム１０の他のバリエーションを示す。複合サスペンションシステム１０の追加の支持をもたらすゴムパッド４４を含んでいてもよい。ゴムパッド４４は、空気バネ１８を膨張させる前に、車両フレーム／ボディ１６に加えられる荷重によってコイルバネ１４が完全に圧縮されないように構成されている。ゴムパッド４４は、荷重下にあるときに、支持ブラケット２０又はフレーム／ボディ１６の下の他の面に接触する。ゴムパッド４４は、複合サスペンションシステムの操作に必須のものではなく、省略するこができる。

図１６及び１７は、本発明の複合サスペンションシステム１０の更なるバリエーションを示す。この実施形態では、支持ブラケット２０は、独立した２つの支持ブラケット４６を備えている。独立した各支持ブラケット４６は、車軸１２の上に取り付けられており、空気サスペンションシステム１８の各々の空気バネ１８を独立して支持するように構成されている。図１６は、非膨張状態の空気サスペンションシステム１８を示す。図１７は、膨張状態の空気サスペンションシステム１８を示す。図示されないが、空気サスペンションシステム１８は、ボディ１６の下側に取り付けられており、膨張したときに独立した支持ブラケット４６に向けて下向きに伸びるようになっている。

いくつかの実施形態を、例示の目的で詳細に説明したが、本発明の趣旨を逸脱せずに種々の修正を行うことができる。従って、本発明は、添付した特許請求の範囲を除くものに限定されるものではない。

Claims

車両用の複合サスペンションシステムであって、
車両のボディを車軸に連結する機械サスペンションシステムと、
膨張状態と非膨張状態の間で移動可能な空気サスペンションシステムとを備え、
空気サスペンションシステムは、ボディと車軸の間に延び、且つ膨張状態においてボディに対して車軸を支持し、非膨張状態のときに、ボディに対して車軸を支持せず、ボディ及び車軸の一方から切り離される、複合サスペンションシステム。
空気サスペンションシステムは、空気バネサスペンションで構成される、請求項１に記載の複合サスペンションシステム。
機械サスペンションシステムは、板バネサスペンション、コイルバネサスペンション、又はショックアブゾーバで構成される、請求項１に記載の複合サスペンションシステム。
空気サスペンションシステムは、ボディに支持され、又は車軸に隣接して支持される、請求項１に記載の複合サスペンションシステム。
車軸に隣接し、且つボディが機械サスペンションシステムに取り付けられたときに、所定距離だけ離れてボディの下に取り付けられた支持ブラケットを備える、請求項１に記載の複合サスペンションシステム。
支持ブラケットの上側又はボディの下側の何れかに、膨張したときに空気サスペンションシステムを受け入れる支持リングを備える、請求項５に記載の複合サスペンションシステム。
空気サスペンションシステムを膨張させ又は非膨張状態にするためのコントロールシステムをさらに備える、請求項１に記載の複合サスペンションシステム。
コントロールシステムは、空気サスペンションシステムに取り付けられた空気管と、空気管を空気コンプレッサに連結する第１ホースと、空気管を真空源又は負圧源に連結し、これらの間にバルブを有する第２ホースとを備える、請求項７に記載の複合サスペンションシステム。
コンプレッサ及びバルブを制御するためのコントロールパネルをさらに備える、請求項８に記載の複合サスペンションシステム。
空気サスペンションシステムは、空気コンプレッサを起動し、バルブを閉じることによって膨張し、空気コンプレッサを切り、バルブを開けることによって非膨張状態になる、請求項８に記載の複合サスペンションシステム。
真空源又は負圧源は、車両エンジンの真空源で構成される、請求項８に記載の複合サスペンションシステム。
車両用の複合サスペンションシステムであって、
車両のボディを車軸に連結する機械サスペンションシステムと、
ボディによって、又は車軸に隣接して、の一方によって支持され、且つ膨張状態と非膨張状態との間で移動可能な空気バネサスペンションシステムとを備え、
空気バネサスペンションシステムは、膨張したときに、ボディと車軸の間で延び、且つ車軸に対してボディを支持し、非膨張状態のときに車軸に対してボディを支持しない、複合サスペンションシステム。
機械サスペンションシステムは、板バネサスペンション、コイルバネサスペンション、又はショックアブゾーバで構成される、請求項１２に記載の複合サスペンションシステム。
車軸に隣接し、且つボディが機械サスペンションシステムに取り付けられたときに、所定距離だけ離れてボディの下に取り付けられた支持ブラケットを備える、請求項１２に記載の複合サスペンションシステム。
支持ブラケットの上側又はボディの下側の何れかに、膨張したときに空気サスペンションシステムを受け入れる支持リングを備える、請求項１４に記載の複合サスペンションシステム。
空気サスペンションシステムを膨張させ又は非膨張状態にするためのコントロールシステムをさらに備える、請求項１２に記載の複合サスペンションシステム。
コントロールシステムは、空気サスペンションシステムに取り付けられた空気管と、空気管を空気コンプレッサに連結する第１ホースと、空気管を真空源又は負圧源に連結し、これらの間にバルブを有する第２ホースとを備える、請求項１６に記載の複合サスペンションシステム。
コンプレッサ及びバルブを制御するためのコントロールパネルをさらに備える、請求項１７に記載の複合サスペンションシステム。
空気バネサスペンションシステムは、空気コンプレッサを起動し、バルブを閉じることによって膨張し、空気コンプレッサを切り、バルブを開けることによって非膨張状態になる、請求項１７に記載の複合サスペンションシステム。
真空源又は負圧源は、車両エンジンの真空源で構成される、請求項１７に記載の複合サスペンションシステム。
車両用の複合サスペンションシステムであって、
車両のボディを車軸に連結する、板バネ、コイルバネ、又はショックアブゾーバサスペンションシステムと、
車軸に隣接し、且つボディが板バネサスペンションシステム又はコイルバネサスペンションシステムに取り付けられたときに、所定距離だけ離れてボディの下に取り付けられた支持ブラケットと、
ボディによって支持され、又は車軸に隣接して支持され、膨張状態と非膨張状態の間で移動可能な空気バネサスペンションシステムを備え、該空気バネサスペンションシステムは、膨張したときにボディを車軸に対して支持し、非膨張状態のときにボディを車軸に対して支持しない、複合サスペンションシステム。
支持ブラケットの上側又はボディの下側の何れかに、膨張したときに空気サスペンションシステムを受け入れる支持リングを備える、請求項２１に記載の複合サスペンションシステム。
空気サスペンションシステムを膨張させ又は非膨張状態にするためのコントロールシステムをさらに備える、請求項２１に記載の複合サスペンションシステム。
コントロールシステムは、空気サスペンションシステムに取り付けられた空気管と、空気管を空気コンプレッサに連結する第１ホースと、空気管を真空源又は負圧源に連結し、これらの間にバルブを有する第２ホースとを備える、請求項２３に記載の複合サスペンションシステム。
コンプレッサ及びバルブを制御するためのコントロールパネルをさらに備える、請求項２４に記載の複合サスペンションシステム。
空気バネサスペンションシステムは、空気コンプレッサを起動し、バルブを閉じることによって膨張し、空気コンプレッサを切り、バルブを開けることによって非膨張状態になる、請求項２４に記載の複合サスペンションシステム。
真空源又は負圧源は、車両エンジンの真空源で構成される、請求項２４に記載の複合サスペンションシステム。