JP2017222262A - 小型車両用サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】 積載時における緩衝器の底付き頻度を低減するとともに、空荷時に運転者にビジー感といった不快感を与えることがなく、車両の乗り心地を良好にできる小型車両用サスペンションを提供する。【解決手段】 小型車両用サスペンションは、小型車両Ｖの車体Ｂと後輪Ｗ２，Ｗ３との間に介装される緩衝器Ａ１，Ａ２と、小型車両Ｖに運搬対象を積載した状態で、緩衝器Ａ１，Ａ２が所定量縮むと圧縮されて前記車体を弾性支持する弾性部材８とを備えている。【選択図】 図２

Description

本発明は、小型車両用サスペンションに関する。

小型モビリティ、又はシティコミュータ等と称される小型車両は、新たな地域の手軽な足となり、省エネルギー化、観光振興、高齢者、子育て支援等に役立つことを期待されている。そして、このような小型車両用サスペンションも、一般的な自動車用サスペンションと同様に、路面凹凸による衝撃を吸収する懸架ばねと、懸架ばねの振動を減衰する緩衝器（ダンパ）とを備えている（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−１９３６５０号公報

しかし、上記小型車両は車両重量が軽いため空積差による車高変化が大きく、積載時に車高が大きく下がって緩衝器の底付き（緩衝器が限界まで縮むこと）頻度が高くなると、車両の乗り心地が悪化する。そうかといって、懸架ばねのばね定数を上げて積載時に車高が大きく下がるのを抑制したのでは、積載時の底付き頻度は低くなるものの、空荷時に運転者にビジー感といった不快感を与え、やはり車両の乗り心地を悪化させてしまう。

そこで、本発明は、積載時における緩衝器の底付き頻度を低減するとともに、空荷時に運転者にビジー感といった不快感を与えることがなく、車両の乗り心地を良好にできる小型車両用サスペンションの提供を目的とする。

上記課題を解決する請求項１に記載の小型車両用サスペンションは、小型車両に運搬対象を積載した状態で、シリンダとロッドとを有する緩衝器が所定量縮むと圧縮されて前記車体を弾性支持する弾性部材を備えている。このため、車体を弾性支持するばねのばね定数を上げることなく積載時の底付き頻度を低くできる。

請求項２に記載の小型車両用サスペンションでは、請求項１に記載の構成を備えるとともに、前記弾性部材が前記シリンダ外へ突出する前記ロッドの外周に設けられている。このため、弾性部材を緩衝器と一体化できるので、小型車両用サスペンションの組付性を良好にできる。

請求項３に記載の小型車両用サスペンションでは、請求項１又は２に記載の構成を備えるとともに、前記緩衝器は、前記ロッドの一端に連結されるとともに前記シリンダ内を二つの部屋に区画するピストンと、前記ロッド内にポンプ室を形成するポンプシリンダと、一端が前記シリンダに連結されるとともに他端が前記ポンプシリンダ内に挿入されるポンプロッドと、前記シリンダ内を加圧するガス室と、液溜室と、前記二つの部屋を連通する減衰通路と、前記ポンプ室と前記液溜室とを連通するとともに前記液溜室から前記ポンプ室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、一方の前記部屋と前記ポンプ室とを連通するとともに前記ポンプ室から一方の前記部屋へ向かう液体の流れのみを許容する吐出通路とを有し、前記ポンプロッドには、前記ポンプシリンダ内への前記ポンプロッドの進入量に応じて開閉されるとともに、前記進入量が所定量以上となった状態で開き、一方の前記部屋を前記液溜室へ連通するレベリングポートが形成されており、前記弾性部材は、少なくとも前記レベリングポートが開かれた状態で、自然長となっている。当該構成によっても緩衝器の底付きを抑制できるので、ばね定数を下げて車両の乗り心地を一層に良好にできるとともに、弾性部材にかかる負荷を軽減できる。

本発明の小型車両用サスペンションによれば、積載時における緩衝器の底付き頻度を低減するとともに、空荷時に運転者にビジー感といった不快感を与えることがなく、車両の乗り心地を良好にできる。

本発明の一実施の形態に係る小型車両用サスペンションの取付状態を簡略的に示した斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る小型車両用サスペンションの緩衝器を示した縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品を示す。

図１に示す本発明の一実施の形態に係る小型車両用サスペンションは、リヤサスペンションＳであり、小型モビリティ、又はシティコミュータ等と称される小型車両Ｖに利用されている。当該小型車両Ｖは、車両重量が５００ｋｇ以下であって非常に軽く、小型車両Ｖには、車体Ｂ前部に配置される運転席Ｄと、運転席Ｄの後方に配置されて同乗者又は荷物を載せるための積載スペースＬが設けられている。さらに、小型車両Ｖは、車体Ｂ前方であって車幅方向の中央に位置する一つの前輪Ｗ１と、車体Ｂ後方であって車幅方向の両端部に位置する二つの後輪Ｗ２，Ｗ３とを備えた三輪自動車である。そして、前輪Ｗ１が操舵輪、後輪Ｗ２，Ｗ３が駆動輪であり、後輪Ｗ２，Ｗ３を電動モータ（図示せず）で駆動する。

なお、小型車両Ｖの構成は、上記の限りではなく、適宜変更できる。例えば、小型車両Ｖは、前輪二輪と後輪二輪を有する四輪自動車でもよく、運転席Ｄの横に助手席を有していてもよい。また、小型車両Ｖは、後輪操舵でも前輪駆動でもよく、駆動輪をエンジンで駆動するようにしてもよい。

つづいて、小型車両Ｖは、前輪Ｗ１を懸架するフロントサスペンション（図示せず）と、後輪Ｗ２，Ｗ３を懸架するリヤサスペンションＳとを備えている。前述のように、運転席Ｄが車体Ｂ前部に設けられ、その後方に設けた積載スペースＬに同乗者用の座席又は荷台が設けられるので、同乗者、荷物等の運搬対象を積載する積載時と、運搬対象の無い空荷時とでは、車体Ｂ後部の車高変化は大きくなるが、車体Ｂ前部の車高変化は比較的小さい。このため、小型車両Ｖでは、フロントサスペンションとして、公知の構成を採用できるので、ここでの詳細な説明を省略する。その一方、空積差による車高変化の大きい車体Ｂ後部に設けたリヤサスペンションＳは、本発明の一実施の形態に係る小型車両用サスペンションであり、左右の後輪Ｗ２，Ｗ３と車体Ｂとの間にそれぞれ介装される車高調整機能付きの緩衝器Ａ１，Ａ２を備える。

左右の緩衝器Ａ１，Ａ２は、共通の構成を備えており、図２に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に移動可能に挿入されるピストン２と、図２中下端がピストン２に連結されて上端がシリンダ１外へ延びる有底筒状のロッド３と、シリンダ１の図２中上端部に取り付けられてロッド３を摺動自在に軸支する環状のロッドガイド１０と、シリンダ１の外周に設けた外筒１１と、外筒１１の図２中上端部に取り付けられてシリンダ１及び外筒１１の図２中上端開口を塞ぐ環状のヘッド部材１２と、外筒１１の図２中下端開口を塞ぐボトムキャップ１３と、シリンダ１の図２中下端部に固定されるベース部材４と、ロッド３内にロッド３の軸方向に沿って設けられたポンプシリンダ５と、図２中下端がベース部材４に固定されて上端がポンプシリンダ５内に挿入される筒状のポンプロッド６と、シリンダ１と外筒１１との間にシリンダ１の外周に沿って設けられ、シリンダ１の図２中下端から軸方向の略中央まで延びる筒部材７と、筒部材７の軸方向の両端部外周にそれぞれ取り付けられた環状のジョイント７０，７１と、図２中上端がジョイント７０の外周に保持されるとともに下端がジョイント７１の外周に保持される筒状のブラダ７２とを備える。そして、緩衝器Ａ１，Ａ２において、シリンダ１及び外筒１１から外方へ突出するロッド３の外周に、環状の弾性部材８が設けられている。

ボトムキャップ１３は外筒１１に溶接固定されており、ロッドガイド１０及びベース部材４を装着したシリンダ１を外筒１１内に挿入し、外筒１１にヘッド部材１２を螺合すると、ヘッド部材１２とボトムキャップ１３との間にシリンダ１、ロッドガイド１０及びベース部材４が挟まれて固定される。そして、シリンダ１外へ突出するロッド３の図１中上端が車体Ｂに連結されるとともに、シリンダ１がボトムキャップ１３に設けたブラケット１４を介して後輪Ｗ２，Ｗ３の車軸に連結される。よって、路面凹凸による衝撃が後輪Ｗ２，Ｗ３に入力されると、ロッド３がシリンダ１に出入りして緩衝器Ａ１，Ａ２が伸縮する。

シリンダ１内は、ピストン２で二つの部屋に区画されており、ロッド３側の部屋である伸側室Ｒ１と、ピストン２側の部屋である圧側室Ｒ２には、それぞれ作動油等の液体が満たされている。ピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通する伸側通路２ａと圧側通路２ｂが形成されるとともに、ピストン２の図２中下側に伸側通路２ａの出口を開閉する伸側バルブ２０が積層され、ピストン２の図２中上側に圧側通路２ｂの出口を開閉する圧側バルブ２１が積層されている。

伸側バルブ２０と圧側バルブ２１は、ともにリーフバルブであり、その外周側の撓みが許容された状態で内周側をピストン２とともにロッド３の先端部にナット３０で固定されている。伸側通路２ａの入口は、常に伸側室Ｒ１と連通しており、伸側バルブ２０は、伸側室Ｒ１内の圧力を受けて撓むと伸側通路２ａを開放する。その一方、圧側通路２ｂの入口は、常に圧側室Ｒ２と連通しており、圧側バルブ２１は圧側室Ｒ２内の圧力を受けて撓むと圧側通路２ｂを開放する。

そして、伸側通路２ａを移動する液体の流れに伸側バルブ２０で抵抗を与えるとともに、圧側通路２ｂを移動する液体の流れに圧側バルブ２１で抵抗を与えるようになっている。つまり、伸側通路２ａと圧側通路２ｂが減衰通路として機能して、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の間を移動する液体の流れに抵抗を与える。緩衝器Ａ１，Ａ２では、減衰通路を移動する液体の流れに抵抗を与える減衰バルブが伸側バルブ２０及び圧側バルブ２１であり、これらが薄い環状板を積層したリーフバルブである。このため、緩衝器Ａ１，Ａ２が軸方向に嵩張らないが、減衰バルブはポペットバルブ、又はオリフィス等のリーフバルブ以外のバルブであってもよい。

つづいて、シリンダ１と外筒１１との間の筒状の空間は、図２中上側のジョイント７０を境に上下に分割されており、ジョイント７０の図２中下側であって、筒部材７の外周側にできる空間がブラダ７２を境に内周側と外周側に分割されている。そして、ジョイント７０の図２中下側であって、筒部材７とブラダ７２との間には、液体が充填される液室Ｒ３が形成されている。その一方、ジョイント７０の図２中下側であって、ブラダ７２と外筒１１との間には、高圧の気体が封入されるガス室Ｇが形成されている。ブラダ７２は弾性を有していて伸縮するので、当該ブラダ７２の伸縮により液室Ｒ３とガス室Ｇの容積比を変えられるとともに、ガス室Ｇ内の圧力で液室Ｒ３を加圧できる。

また、図２中下側のジョイント７１の内周には、切欠７１ａが設けられており、ジョイント７１で液室Ｒ３内を区画しないように配慮されている。そして、液室Ｒ３は、ベース部材４のポート４ａを介して圧側室Ｒ２に連通し、ポート４ａは、圧側室Ｒ２と液室Ｒ３との間を移動する液体の双方向の流れを許容する。このため、ガス室Ｇ内の圧力がポート４ａを介してシリンダ１内に伝わって、シリンダ１内がガス室Ｇで加圧されるとともに、シリンダ１の圧力もガス室Ｇに伝わる。

つづいて、ジョイント７０の図２中上側の空間は、液溜室Ｒ４であり、液体が貯留されるとともに、その液面の上方に気体が封入されている。液溜室Ｒ４内は加圧されておらず、略大気圧である。そして、ジョイント７０には、リリーフバルブ７３が設けられており、このリリーフバルブ７３は、液室Ｒ３内の圧力が所定圧力以上になると開弁して液室Ｒ３内の液体を液溜室Ｒ４へ逃し、シリンダ１内の圧力が過剰になるのを防止する。

また、ポンプシリンダ５内に挿入されるポンプロッド６の図２中上端には吸込バルブ６０が設けられるとともに、ポンプシリンダ５の図２中上端には吐出バルブ５０が設けられており、ポンプシリンダ５の内側であって吸込バルブ６０と吐出バルブ５０との間に液体が充填されるポンプ室Ｒ５が形成されている。

ポンプ室Ｒ５は、ポンプシリンダ５とロッド３との間にできる筒状の隙間と、ナット３０とロッド３との間にできる隙間を介して圧側室Ｒ２に連通されている。そして、吐出バルブ５０は、上記隙間を通ってポンプ室Ｒ５から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容するチェックバルブである。このようにポンプ室Ｒ５と圧側室Ｒ２とを連通し、ポンプ室Ｒ５から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する通路を、以下、吐出通路５１とする。

また、前述のように、ポンプロッド６は筒状に形成されていて、ポンプ室Ｒ５は、ポンプロッド６の内部と、ベース部材４のポート４ｂと、シリンダ１と筒部材７との間にできる隙間とを介して液溜室Ｒ４に連通されている。そして、吸込バルブ６０は、上記ポート４ｂ、及びポンプロッド６の内部等を通って液溜室Ｒ４からポンプ室Ｒ５へ向かう液体の流れのみを許容するチェックバルブである。このように液溜室Ｒ４とポンプ室Ｒ５とを連通し、液溜室Ｒ４からポンプ室Ｒ５へ向かう液体の流れのみを許容する通路を、以下、吸込通路６１とする。

さらに、ポンプロッド６には、その外周にポンプロッド６の図２中上端から図２中下側へ向けて軸方向に延びる縦溝６ａが形成されるとともに、ポンプロッド６の側方に開口するレベリングポート６ｂが形成されている。このレベリングポート６ｂは、縦溝６ａの終端よりも図２中下方であって当該終端近傍に位置し、ポンプロッド６の内部に通じている。そして、ポンプロッド６において、縦溝６ａとレベリングポート６ｂが形成される部分を除いた部分の外周がポンプシリンダ５の内周に摺接する。

このため、縦溝６ａがポンプシリンダ５から露出し、ポンプシリンダ５外に臨むと、縦溝６ａによりポンプロッド６とポンプシリンダ５との間にできる隙間を介してポンプ室Ｒ５と圧側室Ｒ２が連通する。しかし、縦溝６ａの全てがポンプシリンダ５内に配置されると、ポンプロッド６とポンプシリンダ５との間を通って液体がポンプ室Ｒ５と圧側室Ｒ２との間を行き来できなくなる。また、レベリングポート６ｂは、吸込通路６１における吸込バルブ６０よりも液溜室Ｒ４側に接続されていて、レベリングポート６ｂの開口がポンプシリンダ５から露出し、ポンプシリンダ５外に臨むと、レベリングポート６ｂを介して圧側室Ｒ２と液溜室Ｒ４が連通する。しかし、レベリングポート６ｂの開口の全てがポンプシリンダ５内に配置されると、ポンプロッド６内と圧側室Ｒ２の連通が遮断される。

つづいて、シリンダ１外へ突出するロッド３の外周に設けた弾性部材８は、環状のエラストマであり、その図２中下端をヘッド部材１２で支持されている。そして、弾性部材８は、少なくともレベリングポート６ｂがポンプシリンダ５から露出した状態では、自然長となって、弾性変形しないように設定されている。

反対に、緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮してレベリングポート６ｂがポンプシリンダ５で塞がれるとともに、緩衝器Ａ１，Ａ２の収縮量が所定量に達すると、弾性部材８の図２中上端が車体Ｂに当接する。さらに、それ以上緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮すると、弾性部材８がヘッド部材１２と車体Ｂとで圧縮されて、当該圧縮に抗する弾性力を発揮する。このような状態では、弾性部材８の一端が車体Ｂで支持されるとともに、他端がヘッド部材１２、シリンダ１、及びボトムキャップ１３を介して後輪Ｗ２，Ｗ３の車軸で支持されて、弾性部材８が車体Ｂと後輪Ｗ２，Ｗ３との間に介装された状態となる。すると、弾性部材８で車体Ｂを弾性支持できるようになる。

また、弾性部材８で緩衝器Ａ１，Ａ２の最収縮時（底付き時）の衝撃を緩和するとともに、弾性部材８が最圧縮された状態では、それ以上緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮できなくなる。よって、弾性部材８は、緩衝器Ａ１，Ａ２の底付き時の衝撃を緩和するバンプクッションとして機能するとともに、緩衝器Ａ１，Ａ２の最収縮時のピストン位置を決めて、ピストン２がベース部材４に接触するのを防ぐ底付き規制部材としても機能する。

なお、弾性部材８は、車体Ｂに保持されて、緩衝器Ａ１，Ａ２が所定量収縮すると、弾性部材８の下端がヘッド部材１２に当接するようにしてもよく、弾性部材８が緩衝器Ａ１，Ａ２と横並びに設けられるとしてもよい。また、弾性部材８は、コイルばね、又は皿ばね等の金属製のばねであってもよい。

以下、本実施の形態に係る小型車両用サスペンションであるリヤサスペンションＳの作動について説明する。

ロッド３がシリンダ１から退出して緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長する場合、ピストン２がシリンダ１内を図２中上方へ移動して伸側室Ｒ１が圧縮されるとともに圧側室Ｒ２が拡大する。すると、圧縮される伸側室Ｒ１の液体は、伸側バルブ２０を押し開いて圧側室Ｒ２へ移動するとともに、シリンダ１から退出したロッド体積分の液体が液室Ｒ３からポート４ａを介して圧側室Ｒ２へ供給される。伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに対しては、伸側バルブ２０で抵抗が与えられるので、伸側室Ｒ１の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高くなり、当該差圧がピストン２に作用して緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長作動を妨げる減衰力を発揮する。

反対に、ロッド３がシリンダ１に進入して緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮する場合、ピストン２がシリンダ１内を図２中下方へ移動して圧側室Ｒ２が圧縮されるとともに伸側室Ｒ１が拡大する。圧縮される圧側室Ｒ２の液体は、圧側バルブ２１を押し開いて伸側室Ｒ１へ移動するとともに、シリンダ１に進入したロッド体積分の液体が圧側室Ｒ２からポート４ａを介して液室Ｒ３へ排出される。圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れに対しては、圧側バルブ２１で抵抗が与えられるので、圧側室Ｒ２の圧力が伸側室Ｒ１の圧力よりも高くなり、当該差圧がピストン２に作用して緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮作動を妨げる減衰力を発揮する。

また、緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長してシリンダ１から退出したロッド体積分の液体が液室Ｒ３から圧側室Ｒ２へ移動すると、液室Ｒ３内の液体の体積が減少するのでブラダ７２が縮径し、液室Ｒ３の容積を縮小するとともにガス室Ｇの容積を拡大する。反対に、緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮してシリンダ１に進入したロッド体積分の液体が圧側室Ｒ２から液室Ｒ３へ移動すると、液室Ｒ３内の液体の体積が増加するのでブラダ７２が拡径し、液室Ｒ３の容積を拡大するとともにガス室Ｇの容積を縮小する。つまり、液室Ｒ３とガス室Ｇとを有してリザーバが構成されており、このリザーバで緩衝器Ａ１，Ａ２の伸縮に伴うロッド出没体積分のシリンダ内容積変化を補償する。また、温度変化による液体の体積変化もリザーバで補償できる。

さらに、前述のようにガス室Ｇは、緩衝器Ａ１，Ａ２の伸縮に応じてその容積が変化するので、緩衝器Ａ１，Ａ２の圧縮量に応じた弾性力を発揮する気体ばねＰとして機能する。より詳しくは、ガス室Ｇ内の圧力は、ポート４ａを介してシリンダ１内へ伝わり、ピストン２を介してロッド３を押し上げる方向、即ち、緩衝器Ａ１，Ａ２を伸長させる方向に作用する。そして、緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮すると、ガス室Ｇの容積が縮小してガス室Ｇ内の気体が圧縮されるので、ガス室Ｇ内の圧力が上昇して圧縮に抗する気体の反発力が大きくなる。このように、気体ばねＰは、緩衝器Ａ１，Ａ２の収縮量に見合った弾性力を発揮し、車体Ｂを弾性支持する懸架ばねとして機能する。

また、緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長すると、ポンプシリンダ５からポンプロッド６が退出し、反対に緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮すると、ポンプシリンダ５内にポンプロッド６が進入する。そして、緩衝器Ａ１，Ａ２の収縮量が大きくなると、縦溝６ａによりポンプシリンダ５とポンプロッド６の間にできる隙間の図２中下側の開口と、レベリングポート６ｂの開口がポンプシリンダ５で塞がれる。

このように、緩衝器Ａ１，Ａ２の収縮量が大きい状態で緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長し、ポンプロッド６がポンプシリンダ５から退出してポンプ室Ｒ５が拡大すると、吸込バルブ６０が開き、液溜室Ｒ４の液体が吸込通路６１を通ってポンプ室Ｒ５へ移動する。続いて、当該緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮し、ポンプロッド６がポンプシリンダ５に進入してポンプ室Ｒ５を圧縮すると、吐出バルブ５０が開き、ポンプ室Ｒ５の液体が吐出通路５１を通って圧側室Ｒ２へ移動する。このような緩衝器Ａ１，Ａ２の伸縮動作に伴うポンピングにより液溜室Ｒ４からシリンダ１内へ液体が供給されると、ピストン位置が同じであっても液室Ｒ３内の液体が増えてガス室Ｇ内の圧力が高くなるので、緩衝器Ａ１，Ａ２のロッド反力（ロッド３がシリンダ１内へ押し込まれるのに抗する力）が増大する。

これに対して、緩衝器Ａ１，Ａ２の収縮量が小さく、レベリングポート６ｂの開口及び縦溝６ａがポンプシリンダ５から露出した状態では、レベリングポート６ｂを介して圧側室Ｒ２とポンプロッド６内が連通するとともに、縦溝６ａによりポンプロッド６とポンプシリンダ５との間にできる隙間を介して圧側室Ｒ２とポンプ室Ｒ５が連通する。このため、緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長しても吸込バルブ６０が開かず、液溜室Ｒ４からシリンダ１内への液体の供給が無くなる。また、レベリングポート６ｂが圧側室Ｒ２と連通した状態では、圧側室Ｒ２の液体がポンプロッド６内を通って液溜室Ｒ４へ流出するので、シリンダ１内及びガス室Ｇ内の圧力が低下して緩衝器Ａ１，Ａ２のロッド反力が低下する。

さらに、緩衝器Ａ１，Ａ２の収縮量が大きく、所定量以上になると、弾性部材８の図２中上端が車体Ｂに当接するので、収縮量が所定量以上の状態で緩衝器Ａ１，Ａ２が伸縮すると、弾性部材８が緩衝器Ａ１，Ａ２とともに伸縮する。しかし、緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長して収縮量が小さくなり、レベリングポート６ｂの開口がポンプシリンダ５外に露出した状態では、弾性部材８が自然長となった状態に維持される。

このような緩衝器Ａ１，Ａ２を備えるリヤサスペンションＳでは、同乗者又は荷物等の運搬対象を積載スペースＬに積載すると、緩衝器Ａ１，Ａ２が圧縮されて車体Ｂ後部の車高が下がる。しかし、縦溝６ａ及びレベリングポート６ｂがポンプシリンダ５内に完全に入るまで緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮した状態で小型車両Ｖが走行し、緩衝器Ａ１，Ａ２が伸縮すると、当該伸縮動作に伴うポンピングで液溜室Ｒ４の液体がシリンダ１内へ供給される。すると、緩衝器Ａ１，Ａ２のロッド反力大きくなるので、車体Ｂ後部の車高が上昇するとともに緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長する。そして、縦溝６ａ及びレベリングポート６ｂがポンプシリンダ５外に出るまで緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長すると、吸込バルブ６０が開かなくなり、液溜室Ｒ４からシリンダ１内への液体の供給（ポンピング）が停止する。よって、車高が所定位置まで復帰すると、車高の上昇が止まる。

また、同乗者又は荷物等の運搬対象を降ろすと、車高が上昇するとともに緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長するが、レベリングポート６ｂがポンプシリンダ５外に出るまで緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長すると、レベリングポート６ｂを介してシリンダ１内と液溜室Ｒ４が連通するので緩衝器Ａ１，Ａ２のロッド反力が低下する。すると、レベリングポート６ｂをポンプシリンダ５で塞ぐ位置まで緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮し、車高が下がる。つまり、リヤサスペンションＳを搭載する小型車両Ｖでは、運搬対象の有無によらず、車高を略一定に保つことができる。

さらに、運搬対象を積載した小型車両Ｖの走行初期では、緩衝器Ａ１，Ａ２のポンピング回数が少なく、緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮量の大きい状態で伸縮するが、緩衝器Ａ１，Ａ２の収縮量が所定量以上の状態では、弾性部材８の図２中上端が車体Ｂに当接する。よって、運搬対象を積載した小型車両Ｖの走行初期では、気体ばねＰと弾性部材８の両方で車体Ｂを弾性支持した状態となる。しかし、緩衝器Ａ１，Ａ２のポンピングにより車高が上昇して緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長すると、弾性部材８が車体Ｂから離れるので、リヤサスペンションＳは、気体ばねＰのみで車体Ｂを弾性支持した状態になる。

このように、リヤサスペンションＳでは、全ストローク範囲で車体Ｂを弾性支持する懸架ばねとしてシリンダ１内を加圧する気体ばねＰのみを利用し、これ以外の車体Ｂを弾性支持するのに特化した懸架ばね又はメインスプリングと称される金属製のコイルばね、及び気体ばねを備えていない。これを実現できるのは、車両重量が概ね７００〜９００ｋｇである一般的な軽自動車と比較しても、小型車両Ｖの車両重量は非常に軽く、車体Ｂを支える緩衝器一本当たりロッド反力を小さくできるためである。具体的には、車両重量が５００ｋｇ以下である場合には、リヤサスペンションＳの左右の緩衝器Ａ１，Ａ２の初期（最伸長時）のロッド反力を１０００Ｎ以下にでき、シリンダ１内を加圧する気体ばねＰの弾性力のみでも足りる。

なお、単に、車体を弾性支持する懸架ばねを気体ばねにしたのでは、車両の乗り心地を良好にできない。なぜなら、気体ばねのばね定数を運搬対象の無い空荷時に合わせて設定すると、運搬対象のある積載時に緩衝器の圧縮側のストローク余裕が不足して底付き頻度が高くなり、車両の乗り心地を悪化させるが、そうかといって、気体ばね内の気体の封入圧を高めてばね定数を大きくしたのでは、空荷時に運転者にビジー感といった不快感を与えて、やはり車両の乗り心地が悪化するためである。

これに対して、リヤサスペンションＳでは、緩衝器Ａ１，Ａ２の気体ばねＰの弾性力を空荷時に合わせて設定し、積載時に一旦車高が下がったとしても、小型車両Ｖの走行により緩衝器Ａ１，Ａ２が伸縮すると、当該伸縮動作によるポンピングでロッド反力が増大して車高が復帰し、緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長する。よって、気体ばねＰのばね定数を空荷時に合わせて最適に設定したとしても、積載時に緩衝器Ａ１，Ａ２の圧縮側のストローク余裕を確保でき、緩衝器Ａ１，Ａ２の底付き頻度が低減されるので、小型車両Ｖの乗り心地が良好になる。

また、積載時における小型車両Ｖの走行初期では、一時的に車高が下がるが、緩衝器Ａ１，Ａ２が所定量収縮すると、弾性部材８が機能して、緩衝器Ａ１，Ａ２の伸縮に伴い伸縮する。つまり、車高が下がった状態では、気体ばねＰと弾性部材８の両方で車体Ｂを弾性支持できるので、リヤサスペンションＳ全体としてのばね定数が高くなり、緩衝器Ａ１，Ａ２の底付きが抑制される。よって、積載時における小型車両Ｖの走行初期の乗り心地も向上する。さらに、小型車両Ｖの走行により車高が上がれば、弾性部材８が車体Ｂから離れるが、路面からの大きな突き上げ入力が作用した場合には弾性部材８が圧縮されて緩衝器Ａ１，Ａ２の最圧縮時の衝撃を緩和する。

このように、弾性部材８は、緩衝器Ａ１，Ａ２の最圧縮時の衝撃を緩和するバンプストッパとして機能するとともに、緩衝器Ａ１，Ａ２のポンピングによる車高復帰が間に合わないときに気体ばねＰを補助する補助ばねとしても機能する。つまり、弾性部材８を設けることによっても、懸架ばねである気体ばねＰのばね定数を大きくすることなく緩衝器Ａ１，Ａ２の底付きを抑制できるので、車両の乗り心地を一層向上できる。

また、弾性部材８は、少なくともレベリングポート６ｂがポンプシリンダ５外へ出た状態で車体Ｂから離れて機能しなくなる。そして、積載時における緩衝器Ａ１，Ａ２のポンピングが停止した後、及び空荷時等、車高が所定の高さになった状態で小型車両Ｖが通常のオンロードを走行する場合には、弾性部材８が車体Ｂに干渉しないようになっている。よって、車高が所定の高さになった状態で小型車両Ｖがオンロードを走行する場合、弾性部材８はバンプストッパとしてのみ機能して、緩衝器Ａ１，Ａ２の伸縮動作の妨げにならない。このため、補助ばねとして機能する弾性部材８を設けても、通常のオンロード走行時のばね定数が高くならないので、小型車両Ｖの乗り心地が良好に維持されるとともに、弾性部材８の作動頻度が減少するので、弾性部材８にかかる負荷が軽減される。

以下、本実施の形態に係る小型車両用サスペンションであるリヤサスペンションＳの作用効果について説明する。

本実施の形態において、小型車両Ｖは、三輪車であって、車両重量が５００ｋｇ以下であり、緩衝器Ａ１，Ａ２の最伸長時におけるロッド反力は、１０００Ｎ以下である。つまり、車両重量が５００ｋｇ以下の小型車両Ｖにおいて、三つの車輪と車体Ｂとの間にそれぞれ介装した計三本の緩衝器で車体重量を支えるとすると、上記構成によれば、各緩衝器のロッド反力を最適にできる。また、５００ｋｇ以下の小型車両Ｖが四輪車であって四本の緩衝器で車体重量を支える場合にも同様の効果を得られる。なお、小型車両Ｖの車両重量は、５００ｋｇ以下に限られず、それ以上でもよい。また、緩衝器のロッド反力は、緩衝器の数及び車両重量等に応じて適宜変更できる。

また、本実施の形態において、緩衝器Ａ１，Ａ２は、シリンダ１と、シリンダ１内を軸方向に移動するロッド３と、ロッド３の図２中下端（一端）に連結されるとともにシリンダ１内を伸側室（部屋）Ｒ１と圧側室（部屋）Ｒ２に区画するピストン２と、ロッド３内にポンプ室Ｒ５を形成するポンプシリンダ５と、図２中下端（一端）がシリンダ１に連結されるとともに上端（他端）がポンプシリンダ５内に挿入されるポンプロッド６と、シリンダ１内を加圧するガス室Ｇと、液溜室Ｒ４と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側通路（伸側の減衰通路）２ａ及び圧側通路（圧側の減衰通路）２ｂと、ポンプ室Ｒ５と液溜室Ｒ４とを連通するとともに液溜室Ｒ４からポンプ室Ｒ５へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路６１と、圧側室（一方の部屋）Ｒ２とポンプ室Ｒ５とを連通するとともにポンプ室Ｒ５から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容する吐出通路５１とを有する。さらに、ポンプロッド６には、ポンプシリンダ５内へのポンプロッド６の進入量に応じて開閉されるとともに、当該進入量が所定量以上となった状態で開き、圧側室Ｒ２を液溜室Ｒ４へ連通するレベリングポート６ｂが形成されている。そして、弾性部材８は、少なくともレベリングポート６ｂが開かれた状態で、自然長となっている。

上記構成によれば、緩衝器Ａ１，Ａ２の伸縮動作に伴うポンピングにより液溜室Ｒ４からシリンダ１内へ液体を供給すると、ガス室Ｇ内の圧力が高まってロッド反力が増大する。このため、積載時に車高が低くなったとしても、走行により緩衝器Ａ１，Ａ２が繰り返し伸縮することで車高を上昇させ、車高を復帰させられる。さらに、空荷時に車高が上昇するとともに緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長し、ポンプシリンダ５内へのポンプロッド６の進入量が減少すると、レベリングポート６ｂが開いてシリンダ１内が液溜室Ｒ４に連通する。すると、シリンダ１内及びガス室Ｇ内の圧力が低下して、レベリングポート６ｂを閉じるまで緩衝器Ａ１，Ａ２が収縮するとともに車高が下がる。

このような車高調整機能を有する緩衝器Ａ１，Ａ２をリヤサスペンションＳに利用すると、空積差による車高の変化を抑制できる。さらに、上記構成によっても、懸架ばねである気体ばねＰのばね定数を大きくせずに、緩衝器Ａ１，Ａ２の底付きを抑制できるので、車両の乗り心地を一層良好にできる。加えて、上記構成によれば、レベリングポート６ｂが開いた状態で弾性部材８が自然長、即ち、最伸長状態となっている。つまり、レベリングポート６ｂが開くまで緩衝器Ａ１，Ａ２が伸長し、小型車両Ｖの車高が所定の高さになると、弾性部材８が緩衝器Ａ１，Ａ２の底付き時の衝撃を緩和するバンプストッパとして機能する。よって、弾性部材８にかかる負荷を軽減できる。

なお、弾性部材８が自然長となる緩衝器Ａ１，Ａ２の収縮量は、適宜変更できる。また、緩衝器Ａ１，Ａ２は車高調整機能を有していなくてもよく、車高調整機能付きの緩衝器Ａ１，Ａ２の構成も適宜変更できる。例えば、緩衝器Ａ１，Ａ２では、液溜室Ｒ４を圧側室Ｒ２に連通させているが伸側室Ｒ１に連通させたり、液室Ｒ３に連通させたりしてもよい。また、ガス室Ｇは液室Ｒ３を介して圧側室Ｒ２を加圧するが、伸側室Ｒ１を加圧するようにしてもよく、ガス室Ｇを仕切るブラダ又はフリーピストンが圧側室Ｒ２又は伸側室Ｒ１と接するとしてもよい。また、緩衝器Ａ１，Ａ２では、シリンダ１と外筒１１との間に液溜室Ｒ４とガス室Ｇが形成されており、シリンダ１と外筒１１とを有して液体や気体を貯留するタンクが構成されている。しかし、タンクをシリンダ１と横並びに設けて別置き型にしてもよい。さらに、タンク内は、ブラダ７２を保持するジョイント７０で仕切られており、ジョイント７０の図２中上側に液溜室Ｒ４が形成され、下側にガス室Ｇと液室Ｒ３を有するリザーバが形成されている。しかし、液溜室Ｒ４とリザーバとを区画する仕切部材はジョイント７０に限られず、適宜変更できる。そして、これらの変更は、小型車両Ｖの車両重量、及び緩衝器Ａ１，Ａ２のロッド反力によらず可能である。

また、本実施の形態において、リヤサスペンションＳは、左右一対の緩衝器Ａ１，Ａ２を備えており、その両方が車高調整機能を有しているが、何れか一方の緩衝器のみが車高調整機能を有するとしてもよく、車高調整機能付きの一本の緩衝器のみを備えるとしてもよい。このように、リヤサスペンションＳの備える緩衝器の数は、サスペンション形式、車両重量、ロッド反力等に応じて適宜変更できる。また、本実施の形態に係る小型車両用サスペンションはリヤサスペンションＳであるが、フロントサスペンションであってもよい。そして、これらの変更は、小型車両Ｖの車両重量、緩衝器Ａ１，Ａ２のロッド反力、及び緩衝器Ａ１，Ａ２の構成によらず可能である。

また、本実施の形態において、弾性部材８は、シリンダ１外へ突出するロッド３の外周に設けられている。このため、弾性部材８と緩衝器Ａ１，Ａ２とを一体化し、一体的に取り扱うことができるので、リヤサスペンションＳの小型車両Ｖへの組付性を良好にできる。さらに、弾性部材８と緩衝器Ａ１，Ａ２の取付スペースをコンパクトにできるので、取付スペースの確保が容易である。なお、弾性部材８の配置は、上記の限りではなく、適宜変更できる。例えば、弾性部材８と緩衝器Ａ１，Ａ２とを別置きにしてもよい。そして、当該変更は、小型車両Ｖの車両重量、緩衝器Ａ１，Ａ２のロッド反力、及び緩衝器Ａ１，Ａ２の構成によらず可能である。

また、本実施の形態において、リヤサスペンションＳは、小型車両Ｖに運搬対象を積載した状態（積載時）で、緩衝器Ａ１，Ａ２が所定量縮むと圧縮されて車体Ｂを弾性支持する弾性部材８を備えている。このため、運搬対象を積載することにより車高が低くなり、収縮量が所定量以上となった状態で緩衝器Ａ１，Ａ２が伸縮する場合、弾性部材８と気体ばねＰが並列に接続されて弾性力を発揮するので、ばね定数が大きくなって緩衝器Ａ１，Ａ２の底付きを抑制できる。また、車高が所定の高さになって緩衝器Ａ１，Ａ２の収縮量が所定量未満になると、弾性部材８が圧縮されずに弾性力を発揮しないので、空荷時のばね定数を下げられる。つまり、上記構成によれば、懸架ばねとして機能するばね（気体ばねＰ）のばね定数を大きくせずに、緩衝器Ａ１，Ａ２の底付きを抑制できる。よって、積載時における緩衝器Ａ１，Ａ２の底付き頻度を低減するとともに、空荷時に運転者にビジー感といった不快感を与えることがなく、小型車両Ｖの乗り心地を良好にできる。

さらに、小型車両Ｖの車両重量は軽く、前述のように車体を弾性支持するばねのばね定数を小さくできるので、シリンダ１内を加圧するガス室Ｇを気体ばねＰとして機能させ、当該気体ばねＰのみでも車体Ｂを弾性支持できる。よって、気体ばねＰの他に車体Ｂを弾性支持するのに特化した懸架ばね（常に車体Ｂを弾性支持するばね）を設けなくてもよく、このような懸架ばねを廃止したり、削減したり、ばね定数を小さくしたりできる。よって、リヤサスペンションＳの構成を簡易にするとともに、軽量化が可能になる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。

Ａ１，Ａ２・・・緩衝器、Ｂ・・・車体、Ｇ・・・ガス室、Ｒ１・・・伸側室（部屋）、Ｒ２・・・圧側室（部屋）、Ｒ４・・・液溜室、Ｒ５・・・ポンプ室、Ｓ・・・リヤサスペンション（小型車両用サスペンション）、Ｖ・・・小型車両、Ｗ２，Ｗ３・・・後輪（車輪）、１・・・シリンダ、２・・・ピストン、２ａ・・・伸側通路（減衰通路）、２ｂ・・・圧側通路（減衰通路）、３・・・ロッド、５・・・ポンプシリンダ、６・・・ポンプロッド、６ｂ・・・レベリングポート、８・・・弾性部材、５１・・・吐出通路、６１・・・吸込通路

Claims (3)

1. 小型車両の車体と車輪との間に介装されて、シリンダと、前記シリンダ内を軸方向に移動するロッドとを有する緩衝器と、
   前記小型車両に運搬対象を積載した状態で、前記緩衝器が所定量縮むと圧縮されて前記車体を弾性支持する弾性部材とを備えている
   ことを特徴とする小型車両用サスペンション。
2. 前記弾性部材は、前記シリンダ外へ突出する前記ロッドの外周に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の小型車両用サスペンション。
3. 前記緩衝器は、前記ロッドの一端に連結されるとともに前記シリンダ内を二つの部屋に区画するピストンと、前記ロッド内にポンプ室を形成するポンプシリンダと、一端が前記シリンダに連結されるとともに他端が前記ポンプシリンダ内に挿入されるポンプロッドと、前記シリンダ内を加圧するガス室と、液溜室と、前記二つの部屋を連通する減衰通路と、前記ポンプ室と前記液溜室とを連通するとともに前記液溜室から前記ポンプ室へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路と、一方の前記部屋と前記ポンプ室とを連通するとともに前記ポンプ室から一方の前記部屋へ向かう液体の流れのみを許容する吐出通路とを有し、
   前記ポンプロッドには、前記ポンプシリンダ内への前記ポンプロッドの進入量に応じて開閉されるとともに、前記進入量が所定量以上となった状態で開き、一方の前記部屋を前記液溜室へ連通するレベリングポートが形成されており、
   前記弾性部材は、少なくとも前記レベリングポートが開かれた状態で、自然長となっている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の小型車両用サスペンション。
   

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