JP2015047978A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡素な構成のサスペンション装置を得る。
【解決手段】サスペンション装置１００では、シリンダ４は、車輪２に接続され、内部に上シリンダ室４Ｕと下シリンダ室４Ｌとが設けられる。ピストンロッド１６は、車体１に接続されるとともにピストン１７と接続され、上シリンダ室４Ｕおよび下シリンダ室４Ｌのいずれか一方と当該一方の室に入る作動油の出入口としての第一のポート５３とを接続した第一の油路１９が内部に設けられる。コイルスプリング２０は、車体１と車輪２との間に介在し、シリンダ４とピストンロッド１６との相対移動に追従して伸縮するとともに、上シリンダ室４Ｕおよび下シリンダ室４Ｌのいずれか他方と当該他方の室に入る作動油の出入口としての第二のポート５５とを接続した第二の油路２９が内部に設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、車体の上下動に応じて減衰力や剛性が変化するサスペンション装置に関する。

従来、車体と車輪との間に設けられ車体の重量を支えて衝撃を吸収するコイルスプリングと、車輪に接続されたシリンダと、車体に接続されシリンダの内部を移動するピストンならびにピストンロッドと、を有し、車体の上下動に応じて減衰力や剛性を変化させる車両用のサスペンション装置が知られている（特許文献１、図４，図６，図１６参照）。
このサスペンション装置では、一方のシリンダの上シリンダ室と他方のシリンダの下シリンダ室とを接続する第１油路と、一方のシリンダの下シリンダ室と他方のシリンダの上シリンダ室とを接続する第２油路とが設けられている。また、ピストンロッドでは、第１油路と第２油路とが二重に構成されている。

特開２０１３−８２４３２号公報

内部に第１油路と第２油路とが形成された二重管構造のピストンロッドを備えたサスペンション装置の課題の一つは、当該ピストンロッドの構成が複雑化しやすい点である。
すなわち、この種のサスペンション装置では、より簡素な構成で各シリンダ室用の油路を構成できれば、好ましい。

本発明のサスペンション装置は、例えば、内部に上シリンダ室と下シリンダ室とが設けられ、車体および車輪のうち一方に接続されたシリンダと、上記シリンダ内で移動可能に設けられ、上記上シリンダ室と上記下シリンダ室とを仕切るピストンと、上記車体および車輪のうち他方に接続されるとともに上記ピストンと接続され、上記上シリンダ室および上記下シリンダ室のいずれか一方と当該一方の室に入る作動油の出入口としての第一のポートとを接続した第一の油路が内部に設けられたピストンロッドと、車体と車輪との間に介在し、上記シリンダと上記ピストンロッドとの相対移動に追従して伸縮するとともに、上記上シリンダ室および上記下シリンダ室のいずれか他方と当該他方の室に入る作動油の出入口としての第二のポートとを接続した第二の油路が内部に設けられるとともに車体の重量を支えて衝撃を吸収するコイルスプリングと、を備える。本発明によれば、コイルスプリングに第二の油路が構成されている。よって、本発明によれば、一例としては、より簡素な構成を備えたサスペンション装置を得ることができる。

また、上記サスペンション装置では、例えば、上記第一のポートと上記第二のポートとが、上記ピストンロッドと直交する方向に重なって配置される。よって、本発明によれば、一例としては、サスペンション装置をピストンロッドの軸方向に小型化することができる。

また、上記サスペンション装置では、例えば、上記他方の室と上記コイルスプリングの一端部とを接続する第一のフレキシブルホース、および上記第二のポートと上記コイルスプリングの他端部とを接続する第二のフレキシブルホース、のうち少なくとも一方を備える。よって、本発明によれば、一例としては、シリンダの回転やコイルスプリングの変形等を、フレキシブルホースによって吸収することができる。

図１は、第１実施形態にかかるサスペンション装置の一例を示す模式図である。 図２は、第１実施形態にかかるサスペンション装置の一例のシリンダユニットを示した拡大図である。 図３は、第１実施形態にかかるサスペンション装置の一例の制御バルブユニットを示した模式図である。 図４は、第２実施形態にかかるサスペンション装置の一例のシリンダユニットの一部を示した拡大図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。

＜第１実施形態＞
本実施形態では、図１に示されるように、サスペンション装置１００は、一対のシリンダユニット５，５と、制御バルブユニット１８と、を備える。シリンダユニット５は、例えば、車輪２が段差を乗り越えた際などに、リンク部材３と連動して伸縮（揺動）することで、段差からの衝撃を吸収し、当該衝撃が車体１に伝わるのを抑制する。制御バルブユニット１８は、シリンダユニット５（シリンダ４）の上シリンダ室４Ｕならびに下シリンダ室４Ｌ（図２参照）の油圧を調整することにより、シリンダ４とピストンロッド１６との間の伸縮を調整する。サスペンション装置１００は、前輪および後輪のうち少なくとも一方の左右一対の車輪２，２に適用することができる。

シリンダユニット５は、それぞれ、シリンダ４と、ピストンロッド１６と、ピストン１７（図２参照）と、コイルスプリング２０と、蓋部材３０（図２参照）と、キャップ部材４０と、ポートブロック５０と、一対の接続部６０，７０と、を有する。

車輪２は、リンク部材３によって車体１に対して相対移動可能（揺動可能）に支持されている。接続部６０は、シリンダユニット５のシリンダ４の軸方向一方側の端部（下端部）に設けられ、リンク部材３を支持している。接続部７０は、シリンダユニット５のピストンロッド１６の軸方向他方側の端部（上端部）に設けられ、車体１に支持されている。リンク部材３は、車体１に揺動可能に取り付けられている。

シリンダユニット５は、図２に示されるように、ピストンロッド１６と、ピストン１７と、蓋部材３０と、キャップ部材４０とを有している。ピストンロッド１６は、円筒状に構成されている。ピストン１７は、ピストンロッド１６の下端部１６ｄに固定され、シリンダ４内を摺動する。蓋部材３０は、ピストンロッド１６とシリンダ４の上端部４ｃとの間をシールする。キャップ部材４０は、シリンダ４の下端部４ｄに設けられている。シリンダ４内には、ピストン１７で区切られることで、上シリンダ室４Ｕと下シリンダ室４Ｌとが形成されている。シリンダ４は、外面４ａ（外周面、外側面、面）と、内面４ｂ（内周面、内側面、面）と、を有する。

ピストンロッド１６には、貫通孔８１と、貫通孔８２と、貫通孔８３とが設けられている。貫通孔８１は、軸方向に沿ってピストンロッド１６を貫通する。貫通孔８１の端部は、圧入等された部材８４，８５によって塞がれている。貫通孔８２は、貫通孔８１の上部と第一のポート５３とを連通する。貫通孔８３は、貫通孔８１の下部と上シリンダ室４Ｕとを連通する。ピストンロッド１６の内部には、油路１９（第一の油路）が形成されている。また、ピストンロッド１６の上端部１６ｃは、ポートブロック５０及びリテーナ２３を挟み込んで、接続部７０が固定（ねじ固定）され、ピストンロッド１６、ポートブロック５０およびリテーナ２３が一定化されている。すなわち、ピストンロッド１６は、接続部７０を介して車体１に取り付けられている（接続されている）。

ピストン１７は、円環状（リング状）に構成されている。ピストン１７は、基部８７と、シール部８８と、を有する。基部８７は、ナット８９によってピストンロッド１６の下端部１６ｄに固定されている。シール部８８は、基部８７の外周に設けられシリンダ４の内面４ｂと当接（摺接）し、上シリンダ室４Ｕと下シリンダ室４Ｌとの間をシールする。シール部８８は、例えば、エラストマや、合成樹脂材料、シリコン樹脂材料等で構成されうる。

蓋部材３０は、円環状（リング状）に構成され、リング状のシール部材３１〜３３により、シリンダ４の上端部４ｃとピストンロッド１６との間をシールする。

キャップ部材４０は、基部４１と、円柱状の突出部４２と、を有する。突出部４２は、シリンダ４の下端部４ｄに挿入（圧入、嵌合）されるとともに、溶接や溶着等によってシリンダ４に固定される。これにより、キャップ部材４０は、シリンダ４の下端部４ｄ側を塞ぐ。また、キャップ部材４０には、シリンダ４の径方向にシリンダ４から外れた位置で上方向（軸方向）に開口する開口部４６と、当該開口部４６とシリンダ４の内側（下シリンダ室４Ｌ）とを連通する開口部４５（連通孔）とが設けられている。

ポートブロック５０は、略直方体状または略円柱状に構成された基部５１を有する。基部５１には、軸方向に沿って当該基部５１を貫通した開口部５２（貫通孔）が設けられている。開口部５２には、ピストンロッド１６の上端部１６ｃが挿入（圧入、嵌合）され、ポートブロック５０がピストンロッド１６および接続部７０に接続（固定）されている。また、基部５１には、第一のポート５３や、第二のポート５５等が設けられている。第一のポート５３は、開口部５４（連通孔）を介して油路１９と連通されている。第一のポート５３は、上シリンダ室４Ｕ（一方の室）に入る作動油の吸入口であるとともに排出口である（出入口である）。また、ポートブロック５０には、第二のポート５５と連通し、コイルスプリング２０の接続部２５を挿入する開口部５６やシール部材（図示されず）が設けられている。本実施形態では、第一のポート５３と第二のポート５５とが、ピストンロッド１６と直交する方向に重なって配置されている。

コイルスプリング２０は、図２に示されるように、内部に開口部２１（貫通孔）が設けられた中空状に構成されている。すなわち、コイルスプリング２０は、外面２０ａ（外周面、外側面、面）と、内面２０ｂ（内周面、内側面、面）と、を有する。また、コイルスプリング２０は、螺旋状かつ管状の伸縮部２２と、伸縮部２２の下端部２２ａ（端部）に設けられた直管状の接続部２４と、伸縮部２２の上端部２２ｂ（端部）に設けられた直管状の接続部２５と、を有する。伸縮部２２の軸方向上側は、上側のリテーナ２３ａ（保持機構）に保持されている。伸縮部２２の軸方向下側は、下側のリテーナ２３ｂ（保持機構）に保持されている。なお、リテーナ２３ａ，２３ｂには、ピストンロッド１６や、シリンダ４、接続部２４等を挿入（挿通）させる開口部２３ｃが設けられている。また、下側のリテーナ２３ｂは、シリンダ４に、溶接や溶着等によって固定されている。コイルスプリング２０は、接続部２５（の上端部）がポートブロック５０の開口部５６に挿入（接続）され、接続部２４（の下端部）がキャップ部材４０の開口部４６に挿入（接続）される。コイルスプリング２０は、例えば、ばね鋼鋼材（ＳＵＰ材）やチタン合金等で構成されることができ、例えば、日本発条株式会社製の中空コイルばねを用いることができる。ここで、本実施形態では、コイルスプリング２０の開口部２１（中空部、貫通孔）を、油路２９（第二の油路）として構成している。すなわち、第二のポート５５は、コイルスプリング２０に設けられた油路２９を介して下シリンダ室４Ｌ（他方の室）と接続（連通）される。第二のポート５５は、下シリンダ室４Ｌに入る作動油の吸入口であるとともに排出口である（出入口である）。このように、車体１側の接続部７０と車輪２側の接続部６０との間には、リテーナ２３ａ，２３ｂを介して、弾性的に伸縮する伸縮部２２が介在する。よって、伸縮部２２が車体１と車輪２との間で弾性的に車体１の重量を支え、衝撃を吸収することができる。

制御バルブユニット１８は、図３に示されるように、差圧機構８や、アキュムレータ９，１０、負荷機構１３、連通機構１４等を有する。一方（図１の左側）のシリンダ４の下シリンダ室４Ｌ（図２参照）と、他方（図１の右側）のシリンダ４の上シリンダ室４Ｕ（図２参照）とは、油路６を介して接続（連通）されている。また、一方（図１の左側）のシリンダ４の上シリンダ室４Ｕと、他方（図１の右側）のシリンダ４の下シリンダ室４Ｌとは、油路７を介して接続（連通）されている。差圧機構８は、各シリンダ４のシリンダ室４Ｕ，４Ｌに対応して、油路６および油路７にそれぞれ二つずつ設けられている。差圧機構８および負荷機構１３は、チェックバルブ８ａ，１３ｂと、減衰力バルブ８ｂ，１３ａと、オリフィス８ｃ，１３ｃと、を有する。また、チェックバルブ８ａ，１３ｂおよび減衰力バルブ８ｂ，１３ａには、各弁体に閉じ方向の付勢力を与えるスプリング１５が設けられている。油路６とアキュムレータ９とは、一方の負荷機構１３が設けられた油路１１を介して接続（連通）されている。また、油路７とアキュムレータ１０とは、他方の負荷機構１３が設けられた油路１２を介して接続（連通）されている。連通機構１４は、油路１１と油路１２との間に設けられている。制御バルブユニット１８は、車輪２のバウンド時や、車輪２のリバウンド時、車輪２のロール時等に、それぞれに対応して差圧機構８や、アキュムレータ９，１０、負荷機構１３等が移動する作動油に抵抗を与えることで、減衰力を発生させるように構成することができる。なお、油路６，７，１１，１２は、配管３８（図１参照）や、ブロック、ホース等の内部に、開口部（穴や、スリット等）として設けられる。なお、図３に例示される制御バルブユニット１８の構成は、あくまで一例であって、本実施形態のシリンダユニット５は、他の構成の油圧回路や、サスペンション装置にも適用することができる。

以上のように、本実施形態では、一例として、ピストンロッド１６の内部に油路１９（第一の油路）が設けられ、コイルスプリング２０の内部に油路２９（第二の油路）が設けられている。よって、本実施形態によれば、一例としては、油路２９（第二の油路）が設けられたコイルスプリング２０とは別の部品（配管、チューブ等）を有した構成や、ピストンロッド１６の内部に二つの油路１９，２９が設けられた構成と比べて、シリンダユニット５ひいてはサスペンション装置１００の構成が簡素化されやすい。よって、一例としては、シリンダユニット５ひいてはサスペンション装置１００を製造する手間や費用が低減されやすい。また、従来の構成に比べて、ピストンロッド１６がより細く構成されやすく、シリンダユニット５ひいてはサスペンション装置１００がより小型に構成されやすい。ひいては、より小さいばね下荷重のサスペンション装置１００が得られやすく、車両特性や乗り心地が向上されやすい。また、本実施形態では、コイルスプリング２０に油路２９を構成したため、コイルスプリング２０の内部の作動油の圧力が高まると、コイルスプリング２０の剛性や強度が高まりやすい。よって、一例としては、コイルスプリング２０自体によって減衰力が得られやすい場合がある。

また、本実施形態では、一例として、上シリンダ室４Ｕに繋がる第一のポート５３と、下シリンダ室４Ｌに繋がる第二のポート５５とが、ピストンロッド１６と直交する方向に重なって配置されている。よって、本実施形態によれば、一例としては、サスペンション装置１００がピストンロッド１６の軸方向に小型化されやすい。よって、一例としては、サスペンション装置１００の車体１への搭載スペースがより狭くなりやすい。また、一例としては、ピストンロッド１６とシリンダ４との相対移動（軸方向への往復動）のストロークがより長くなりやすい。

なお、本実施形態では、ピストンロッド１６の油路１９が、上シリンダ室４Ｕと第一のポート５３とを接続し、コイルスプリング２０の油路２９が、下シリンダ室４Ｌと第二のポート５５とを接続したが、それらが逆の構成であってもよい。すなわち、ピストンロッド１６の油路１９が、下シリンダ室４Ｌと第一のポート５３とを接続し、コイルスプリング２０の油路２９が、上シリンダ室４Ｕと第二のポート５５とを接続した構成であってもよい。

＜第２実施形態＞
図４に示される実施形態にかかるサスペンション装置は、上記実施形態のサスペンション装置１００と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

ただし、本実施形態では、一例として、図４に示されるように、下シリンダ室４Ｌ（他方の室、図２参照）と、コイルスプリング２０の接続部２４（一端部）との間に、フレキシブルホース８０（第一のフレキシブルホース）が設けられている。具体的には、フレキシブルホース８０の一方側（上端側）の端部にコイルスプリング２０の接続部２４が接続（連結）され、他方側（下端側）の端部がキャップ部材４０の開口部４６（図２参照）に挿入（圧入、接続、連結）されている。フレキシブルホース８０は、例えば、ＳＵＳ（ステンレス鋼）や金属材料等によって構成されうる。

よって、本実施形態によれば、一例としては、シリンダ４の軸方向への移動（ピストンロッド１６に対する相対移動）に伴うシリンダ４の回転や、コイルスプリング２０の変形（ねじれ）等が、フレキシブルホース８０によって吸収されやすい。よって、一例としては、シリンダ４やコイルスプリング２０が、ピストンロッド１６に対して、より安定的に動作しやすい。

なお、本実施形態では、一例として、下シリンダ室４Ｌ（他方の室）とコイルスプリング２０の接続部２４（一端部）との間にフレキシブルホース８０（第一のフレキシブルホース）を設けたが、第二のポート５５とコイルスプリング２０の接続部２５（他端部）との間にフレキシブルホース（第二のフレキシブルホース、図示されず）を設けてもよいし、それら両方のフレキシブルホース８０を設けてもよい。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、各構成要素のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１…車体、２…車輪、３…リンク部材、４…シリンダ、４Ｕ…上シリンダ室、４Ｌ…下シリンダ室、５…シリンダユニット、１６…ピストンロッド、１７…ピストン、１９…（第一の）油路、２０…コイルスプリング、２４…接続部（一端部）、２５…接続部（他端部）、２９…（第二の）油路、３０…蓋部材、４０…キャップ部材、５０…ポートブロック、５３…（第一の）ポート、５５…（第二の）ポート、６０…接続部、７０…接続部、８０…フレキシブルホース、１００…サスペンション装置。

Claims (3)

1. 内部に上シリンダ室と下シリンダ室とが設けられ、車体および車輪のうち一方に接続されたシリンダと、
   前記シリンダ内で移動可能に設けられ、前記上シリンダ室と前記下シリンダ室とを仕切るピストンと、
   前記車体および車輪のうち他方に接続されるとともに前記ピストンと接続され、前記上シリンダ室および前記下シリンダ室のいずれか一方と当該一方の室に入る作動油の出入口としての第一のポートとを接続した第一の油路が内部に設けられたピストンロッドと、
   車体と車輪との間に介在し、前記シリンダと前記ピストンロッドとの相対移動に追従して伸縮するとともに、前記上シリンダ室および前記下シリンダ室のいずれか他方と当該他方の室に入る作動油の出入口としての第二のポートとを接続した第二の油路が内部に設けられるとともに車体の重量を支えて衝撃を吸収するコイルスプリングと、
   を備えた、サスペンション装置。
2. 前記第一のポートと前記第二のポートとが、前記ピストンロッドと直交する方向に重なって配置された、請求項１に記載のサスペンション装置。
3. 前記他方の室と前記コイルスプリングの一端部とを接続する第一のフレキシブルホース、および前記第二のポートと前記コイルスプリングの他端部とを接続する第二のフレキシブルホース、のうち少なくとも一方を備えた、請求項１または２に記載のサスペンション装置。

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