JP2020011613A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気体ばねを有するサスペンション装置の車両への設置を容易にする。【解決手段】サスペンション装置は、気体ばねを有し、車体に車輪を懸架するサスペンション部と、サスペンション部に一体に設けられ、気体ばねの気体圧を調整する調整部と、を備える。このように、サスペンション装置は、サスペンション部と調整部とが一体に設けられているため、気体ばねを有するサスペンション装置の車両への設置が容易になる。【選択図】図１

Description

本発明は、サスペンション装置に関する。

例えば、特許文献１には、コンプレッサ、タンク、エアサスペンション、流入管路を含んで構成され、コンプレッサは、クランクケース、シリンダ、シリンダヘッド、ピストン、吐出弁、ピストン吸気弁、シリンダヘッド吸気弁、電動モータ等から構成され、ピストン吸気弁は、ピストンに設けられ、タンク内の圧縮空気を、流入管路を介して非圧縮室から圧縮室へと吸込み、シリンダヘッド吸気弁は、シリンダヘッドに位置して圧縮室に連通して設けられ、圧縮室内が所定圧以下に達したときに大気を吸込むエアサスペンション装置が記載されている。

特開２０１７−６５３６４号公報

ところで、従来は、空気などの気体ばねを有するサスペンション装置を車両に設ける場合、サスペンション装置に対して気体を供給する空圧ユニットを車両に設置し、その空圧ユニットから各々の各サスペンション装置に対して気体を供給する配管を車両に張り巡らす必要があった。このように、従来においては、気体ばねを有するサスペンション装置を設置する場合、その設置は非常に手間が掛かるものであった。

本発明は、気体ばねを有するサスペンション装置の車両への設置を容易にすることを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、気体ばねを有し、車体に車輪を懸架するサスペンション部と、前記サスペンション部に一体に設けられ、前記気体ばねの気体圧を調整する調整部と、を備えるサスペンション装置である。

本発明によれば、気体ばねを有するサスペンション装置の車両への設置が容易になる。

実施形態１のサスペンション装置の全体図である。 実施形態１のサスペンション部の断面図である。 サスペンション装置が取り付けられた車両の概要図である。 実施形態２のサスペンション装置の全体図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、実施形態２のダンパキャップの説明図である。 実施形態３のサスペンション装置の全体図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜実施形態１＞
［サスペンション装置１の構成・機能］
図１は、実施形態１のサスペンション装置１の全体図である。
図２は、実施形態１のサスペンション部２の断面図である。

図１に示すように、サスペンション装置１は、車体に車軸を懸架するサスペンション部２と、サスペンション部２に一体に設けられ、サスペンション部２の後述する空気ばねの空気圧を調整するばね調整部３（調整部の一例）と、を備える。

なお、以下の説明において、図１に示すシリンダ部５０の長手方向は、「軸方向」と称する。また、軸方向におけるシリンダ部５０の下側は、「一方側」と称し、シリンダ部５０の上側は、「他方側」と称する。
また、図１に示すシリンダ部５０の左右方向は、「半径方向」と称する。そして、半径方向において、軸側は、「半径方向内側」と称し、軸から離れる側は、「半径方向外側」と称する。

〔サスペンション部２〕
サスペンション部２は、車体と車輪との間で振動を吸収する空気ばね部４と、空気ばねの振動を減衰させる油圧緩衝装置５と、を有する。
空気ばね部４は、内側に空気を包含するベローズ４１と、後述するロッド部６０に接続するロッド接続部４２と、シリンダ部５０に接続するシリンダ接続部４３と、サスペンション部２の最圧縮時に後述するダンパキャップ５３とロッド接続部４２との間での衝撃を吸収するバンプラバー４４と、少なくともベローズ４１を覆うダストカバー４５（ばね覆い部の一例）とを有している。

ベローズ４１は、略円筒状に形成されている。また、ベローズ４１には、例えば弾性を有する合成樹脂などのゴム材料であって、膜状の材料を用いることができる。そして、ベローズ４１は、一端側がシリンダ接続部４３に保持され、他端側がロッド接続部４２に保持される。ベローズ４１は、シリンダ接続部４３およびロッド接続部４２にそれぞれ気密に接続している。そして、本実施形態では、ベローズ４１、シリンダ接続部４３およびロッド接続部４２によって、空気室４１Ｇが形成される。

空気室４１Ｇには、後述する空気経路部３３を介して、内部に空気が流入したり、外部へと空気が流出したりする。これに伴って、空気室４１Ｇの空気圧が変化する。

ロッド接続部４２は、略円盤状の部材である。そして、ロッド接続部４２は、ロッド部６０のロッド部材６１に接続している。すなわち、本実施形態１のロッド接続部４２は、ロッド部材６１と共に軸方向に移動する。

シリンダ接続部４３は、底円筒状に形成される。実施形態１のシリンダ接続部４３は、他方側に設けられる円盤部４３１と、円盤部４３１から一方側に向けて円筒状に立ち上がる円筒部４３２と、を有している。そして、シリンダ接続部４３は、後述するダンパキャップ５３の半径方向外側であって軸方向他方側に設けられ、ダンパキャップ５３を覆う。

円盤部４３１は、半径方向内側に、軸方向に貫通する貫通孔４３１Ｈを有している。貫通孔４３１Ｈには、後述するロッド部材６１が貫通して設けられる。なお、貫通孔４３１Ｈの内径は、ロッド部材６１の外径よりも大きく形成されている。
そして、円盤部４３１は、後述するダンパキャップ５３の円盤部５３１と気密に接合されている。

さらに、円盤部４３１は、軸方向に延びる連絡孔４３１Ｒを有している。連絡孔４３１Ｒは、他方側において空気室４１Ｇに連絡している。また、実施形態１において、連絡孔４３１Ｒには、後述する空気経路部３３が通される。

バンプラバー４４は、例えば弾性を有する合成樹脂などのゴム材料であって、塊上の材料を用いることができる。そして、バンプラバー４４は、衝撃を吸収するようになっている。また、実施形態１では、バンプラバー４４は、ロッド接続部４２により保持されている。

ダストカバー４５は、底円筒状に形成される。具体的には、ダストカバー４５は、他方側に設けられる円盤部４５１と、円盤部４５１から一方側に向けて円筒状に立ち上がる円筒部４５２と、を有している。
円盤部４５１は、半径方向内側にロッド部材６１が貫通する貫通孔４５１Ｈ（図２参照）を有している。また、円筒部４５２は、ベローズ４１の側面を覆う。そして、ダストカバー４５は、ベローズ４１を全体的に覆う。

油圧緩衝装置５は、オイルを収容するシリンダ部５０と、シリンダ部５０に対して相対移動するロッド部６０と、シリンダ部５０内にて移動するピストン部７０と、シリンダ部５０の一方側の端部に設けられるボトムピストン部８０と、を有する。

シリンダ部５０は、オイルを収容するシリンダ５１と、シリンダ５１の半径方向外側に設けられるダンパケース５２と、シリンダ５１の他方側の端部を覆うダンパキャップ５３（覆い部の一例）と、シリンダ５１の一方側の端部に設けられ車輪に接続する車輪側取付部５４と、を有する。

シリンダ５１は、円筒状に形成される。そして、シリンダ５１は、内側にてピストン部７０のピストンボディ７１が接触しながら軸方向に摺動する。
ダンパケース５２は、円筒状に形成される。そして、ダンパケース５２は、シリンダ５１との間においてオイルが溜まるリザーバ室Ｒを形成する。リザーバ室Ｒは、ロッド部６０のシリンダ部５０に対する相対移動に伴って、シリンダ５１（第１油室Ｙ１）内のオイルを吸収したり、シリンダ５１（第１油室Ｙ１）内にオイルを供給したりする。

ダンパキャップ５３は、底円筒状に形成される。具体的には、ダンパキャップ５３は、他方側に設けられる円盤部５３１と、円盤部５３１から一方側に向けて円筒状に立ち上がる円筒部５３２とを有している。
円盤部５３１は、半径方向内側にロッド部材６１が貫通する貫通孔５３１Ｈ（図２参照）を有している。円筒部５３２は、ダンパケース５２の他方側の少なくとも一部を覆う。
そして、ダンパキャップ５３は、シリンダ５１およびダンパケース５２の他方側の端部を覆う。また、ダンパキャップ５３は、バンプラバー４４が、シリンダ接続部４３を間に挟んで、シリンダ５１およびダンパケース５２の他方側の端部に衝突する際に、端部を保護する。

ロッド部６０は、軸方向に長く延びる棒状のロッド部材６１と、ロッド部材６１の他方側に設けられる車体側取付部６２と、を有している。
ロッド部材６１は、内側が空洞になっている中空状、内側に空洞を有さない中実状のいずれでも良い。そして、ロッド部材６１は、一方側にてピストン部７０に接続し、他方側にて車体側取付部６２を介して車体に接続する。

ピストン部７０は、第１油室Ｙ１と第２油室Ｙ２との間のオイルの流路を形成する複数のピストン油路７２を有するピストンボディ７１を有する。また、ピストン部７０は、ピストン油路７２の一方側にてピストン油路７２を開閉する第１ピストンバルブ７３と、ピストン油路７２の他方側にてピストン油路７２を開閉する第２ピストンバルブ７４とを有する。そして、ピストン部７０は、シリンダ５１内のオイルを第１油室Ｙ１と第２油室Ｙ２とに区画する。

ボトムピストン部８０は、バルブシート８１と、バルブシート８１の一方側に設けられるボトムバルブ８２と、バルブシート８１の他方側に設けられるチェックバルブ８３と、軸方向に設けられる固定部材８４と、を有する。そして、ボトムピストン部８０は、第１油室Ｙ１とリザーバ室Ｒとを区分する。

〔ばね調整部３〕
ばね調整部３は、空気を圧縮するコンプレッサ３１と、コンプレッサ３１の駆動源である駆動部３２と、コンプレッサ３１が圧縮した空気を空気室４１Ｇに供給する経路である空気経路部３３（経路部の一例）と、空気経路部３３とコンプレッサ３１との間に設けられる補機３４と、を有する。そして、本実施形態において、コンプレッサ３１、駆動部３２および補機３４は、一体に構成されている。さらに、コンプレッサ３１、駆動部３２および補機３４が一体化されたばね調整部３は、車両の車体ではなく、サスペンション部２に直接設置されている。

さらに、実施形態１のばね調整部３は、シリンダ部５０のダンパケース５２に固定されている。従って、ばね調整部３は、シリンダ部５０がロッド部６０に対して相対的に移動した際には、シリンダ部５０と共に一体に移動する。

コンプレッサ３１は、本実施形態では外部から空気を吸入し、吸入した空気を圧縮して補機３４に送る。
駆動部３２は、後述するＥＣＵ１１０に接続する信号線および電力線に接続している。そして、駆動部３２は、コンプレッサ３１を駆動したり、補機３４の電磁弁（不図示）の動作を制御したりする。

空気経路部３３は、本実施形態では、ばね調整部３と空気室４１Ｇとの間の空気の経路を形成する。具体的には、空気経路部３３は、一方が補機３４に接続し、他方がシリンダ接続部４３に接続している。そして、実施形態１の空気経路部３３は、ばね調整部３と空気ばね部４（空気室４１Ｇ）との間で空気が流れる経路を形成するとともに、ばね調整部３から空気ばね部４までの全長がシリンダ部５０に保持されている。

補機３４は、コンプレッサ３１が圧縮した空気が空気室４１Ｇに対して円滑に流入したり、空気室４１Ｇの空気が円滑に流出したりするように各種の制御を行う。本実施形態の補機３４は、コンプレッサ３１と空気室４１Ｇとの間を流れる空気に含まれる異物を捕捉するフィルタ（不図示）を有している。また、本実施形態の補機３４は、空気室４１Ｇの圧力を調整する電磁弁（不図示）を搭載している。補機３４は、電磁弁を制御することで、空気室４１Ｇ内に空気が流入するようにしたり、空気室４１Ｇ内の空気を流出させたりする。

そして、ばね調整部３は、駆動部３２によってコンプレッサ３１を動作させ、空気室４１Ｇに圧縮した空気を供給することで、空気室４１Ｇの空気圧を高める。これによって、サスペンション装置１のばねレートが高くなるとともに、サスペンション装置１が搭載される車両の車高が高くなる。
一方、ばね調整部３は、補機３４に接続した図示しない電磁弁を調整し、空気室４１Ｇの空気を排出することで、空気室４１Ｇの空気圧を低くする。これによって、サスペンション装置１のばねレートが低くなるとともに、サスペンション装置１が搭載される車両の車高が低くなる。

図３は、サスペンション装置１が取り付けられた車両の概要図である。
以上のようにして構成されるサスペンション装置１は、図３に示すように、自動車１００における４つのタイヤに対してそれぞれ設けられる。また、４つの各サスペンション装置１は、自動車のＥＣＵ１１０に各々接続し、運転者が希望する乗り心地や車高に応じて空気ばねの空気圧の調整が行われる。

なお、本実施形態のサスペンション装置１は、従来のサスペンション装置１とは異なり、電力および信号を伝達する電気回路１２０だけがＥＣＵ１１０から各サスペンション装置１につながっている。つまり、本実施形態においては、４つの全てのサスペンション装置１に対して車体に張り巡らされるホースなどの空気配管が設けられていない。

以上のように、実施形態１のサスペンション装置１では、サスペンション部２にばね調整部３が一体に設けられている。これによって、実施形態１のサスペンション装置１は、サスペンション部２に対してばね調整部３が別体に構成されている場合と比較して、車両へのサスペンション装置１の設置が容易になる。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２のサスペンション装置１について説明する。なお、実施形態２において、実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図４は、実施形態２のサスペンション装置１の全体図である。
図５は、実施形態２のダンパキャップ９３の説明図である。なお、図５（Ａ）はダンパキャップ９３の縦断面図を示し、図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示すＶｂ−Ｖｂ断面線に対応する位置でダンパキャップ９３を切断した場合のダンパキャップ９３の横断面図である。また、図５（Ａ）には、説明の便宜上、ダンパキャップ９３に固定されるばね調整部３を併せて図示している。

図４に示すように、実施形態２のサスペンション装置１は、ダンパキャップ９３が、実施形態１のダンパキャップ５３と異なっている。
そして、実施形態２のサスペンション装置１では、ばね調整部３は、ダンパキャップ９３の一方側の端部に固定されている。すなわち、実施形態２のダンパキャップ９３は、ばね調整部３を保持する。従って、ばね調整部３は、シリンダ部５０がロッド部６０に対して相対的に移動した際には、シリンダ部５０と共に一体に移動する。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、ダンパキャップ９３は、底円筒状に形成される。具体的には、ダンパキャップ９３は、他方側に設けられる円盤部９３１と、円盤部９３１から一方側に向けて円筒状に立ち上がる円筒部９３２と、ばね調整部３と空気ばね部４との間の空気の経路を形成する空気経路部９３３と、を有している。

円盤部９３１は、半径方向内側に、軸方向に貫通する貫通孔９３１Ｈを有している。そして、円盤部９３１は、シリンダ５１の他方側に設けられるとともに、ロッド部材６１が貫通して設けられる。
図４に示すように、実施形態２のダンパキャップ９３の円筒部９３２は、実施形態１のダンパキャップ５３の円筒部５３２よりも軸方向における長さが長くなっている。そして、円筒部９３２は、ダンパケース５２の他方側の少なくとも一部を覆う。また、円筒部９３２の長さは、特に限定されるものでないが、実施形態２では、シリンダ部５０およびロッド部６０が最も圧縮した状態で、ダストカバー４５が、ばね調整部３と干渉しない位置にばね調整部３を配置可能な長さに設定されている。

図５（Ａ）に示すように、空気経路部９３３は、実施形態２では、円筒部９３２において軸方向に延びて形成されている。また、図５（Ｂ）に示すように、空気経路部９３３は、円筒部９３２の内部に開口として形成されている。
空気経路部９３３は、一方側にてばね調整部３の補機３４に連絡し、他方側にてシリンダ接続部４３の連絡孔４３１Ｒに連絡している。そして、空気経路部９３３（経路部の一例）は、ばね調整部３と空気ばね部４との間で空気が流れる経路を形成する。

以上のように、実施形態２のサスペンション装置１では、サスペンション部２にばね調整部３が一体に設けられている。これによって、実施形態２のサスペンション装置１は、サスペンション部２に対してばね調整部３が別体に構成されている場合と比較して、車両へのサスペンション装置１の設置が容易になる。
また、実施形態２のサスペンション装置１では、ダンパキャップ９３とばね調整部３とが一体に構成されている。そのため、例えばダンパキャップ９３をシリンダ部５０に組み付けることで、ばね調整部３をサスペンション部２に取り付けることができる。

なお、実施形態１や実施形態２のサスペンション装置１において、ダンパキャップ５３やダンパキャップ９３にばね調整部３を固定することに限定されない。
ばね調整部３は、サスペンション装置１において、シリンダ部５０側に設けられ、シリンダ部５０と共に移動すれば良く、例えばシリンダ５１に保持される他の部材にばね調整部３を固定することで、サスペンション部２にばね調整部３を一体に設けても良い。

＜実施形態３＞
次に、実施形態３のサスペンション装置１について説明する。
図６は、実施形態３のサスペンション装置１の全体図である。
なお、実施形態３において、他の実施形態と同様な構成については、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

実施形態３のサスペンション装置１は、ばね調整部３が設けられる箇所が実施形態１とは異なる。
図６に示すように、実施形態３のサスペンション装置１では、ばね調整部３は、ダストカバー４５（ばね覆い部の一例）に固定されている。すなわち、実施形態３では、ダストカバー４５が、ばね調整部３を保持している。

また、実施形態３のばね調整部３は、空気経路部３５を有している。空気経路部３５は、補機３４と空気室４１Ｇとを接続する。実施形態３では、空気経路部３５は、ダストカバー４５、ベローズ４１およびロッド接続部４２をそれぞれ貫通して設けられる。そして、空気経路部３３は、ばね調整部３と空気ばね部４との間において空気が流れる経路を形成する。

以上のように、実施形態３のサスペンション装置１では、サスペンション部２にばね調整部３が一体に設けられている。これによって、実施形態３のサスペンション装置１は、サスペンション部２に対してばね調整部３が別体に構成されている場合と比較して、車両へのサスペンション装置１の設置が容易になる。

また、実施形態３のサスペンション装置１では、ダストカバー４５とばね調整部３とが一体に構成されている。そのため、例えばダストカバー４５を組み付けることで、ばね調整部３をサスペンション部２に取り付けることができる。

なお、実施形態３において、サスペンション装置１においてダストカバー４５を設けることは必須ではない。ばね調整部３は、サスペンション装置１において、ロッド部６０側に設けられ、ロッド部６０と共に移動すれば良い。例えば、ダストカバー４５が設けられないサスペンション装置１においては、例えばロッド部材６１に保持される他の部材にばね調整部３を固定することで、サスペンション部２にばね調整部３を一体に設けても良い。

なお、実施形態１〜実施形態３において、ピストン部７０およびボトムピストン部８０は、上記の実施形態で示した構造に限らず、減衰機構としての機能を満たすのであれば、他の形状・構成でも良い。
また、シリンダ１１の内部に設けられたピストン部７０の減衰機能を、シリンダ１１の外部に設けても良い。さらにまた、実施形態１〜実施形態３のサスペンション装置１は、シリンダ１１およびダンパケース１２のそれぞれ筒形状にて構成された所謂二重管構造に限定されず、シリンダ１１とダンパケース１２との間に円筒状であってオイルの流路を形成する筒体を備えた所謂三重管構造であっても良い。

１…サスペンション装置、２…サスペンション部、３…ばね調整部、４…空気ばね部、５…油圧緩衝装置、３１…コンプレッサ、４１…ベローズ、４５…ダストカバー、５０…シリンダ部、５１…シリンダ、５３…ダンパキャップ、６０…ロッド部、６１…ロッド部材、９３…ダンパキャップ

Claims (9)

1. 気体ばねを有し、車体に車輪を懸架するサスペンション部と、
   前記サスペンション部に一体に設けられ、前記気体ばねの気体圧を調整する調整部と、
   を備えるサスペンション装置。
2. 前記サスペンション部は、液体を収容するシリンダ部と、一端側に前記シリンダ部の内部にて移動するピストンが設けられ前記シリンダ部に対して相対移動するロッド部と、を有し、
   前記調整部は、前記シリンダ部側に設けられて前記シリンダ部と共に移動する請求項１のサスペンション装置。
3. 前記調整部は、前記シリンダ部に固定されている請求項２に記載のサスペンション装置。
4. 前記調整部と前記気体ばねとの間で気体が流れる経路を形成するとともに、前記調整部から前記気体ばねまで前記シリンダ部に保持されている経路部を有している請求項３に記載のサスペンション装置。
5. 前記シリンダ部における前記ロッド部側の端部にて前記シリンダ部の少なくとも一部を覆う覆い部を有し、
   前記調整部は、前記覆い部に固定されている請求項２に記載のサスペンション装置。
6. 前記覆い部は、前記調整部と前記気体ばねとの間で気体が流れる経路を形成する経路部を有している請求項５に記載のサスペンション装置。
7. 前記サスペンション部は、液体を収容するシリンダ部と、一端側に前記シリンダ部の内部にて移動するピストンが設けられ前記シリンダ部に対して相対移動するロッド部と、を有し、
   前記調整部は、前記ロッド部側に設けられて前記ロッド部と共に移動する請求項１のサスペンション装置。
8. 前記サスペンション部は、前記気体ばねを覆うばね覆い部を有し、
   前記調整部は、前記ばね覆い部に固定される請求項７に記載のサスペンション装置。
9. 前記調整部は、気体を圧縮するコンプレッサおよび前記コンプレッサを駆動する駆動部が一体に設けられている請求項１乃至８のいずれか１項に記載のサスペンション装置。