JP2020059444A - サスペンション装置及びサスペンションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】車高の調整を短時間で行うことができるサスペンション装置を提供する。【解決手段】サスペンション装置は、外筒に対してピストンロッドが進退可能に収容されたショックアブソーバーと、前記外筒の外周に固定され、車体との間隔によって車高が決まるスプリングシートと、前記ピストンロッドの外周を囲むように配置され、前記スプリングシートに支持されるコイルスプリングと、前記車体に固定される第１の磁石と、前記コイルスプリングに支持され、前記第１の磁石と反発するように対向配置される第２の磁石と、を備え、前記第１の磁石又は前記第２の磁石の少なくとも一方が磁力の変更が可能な電磁石である。【選択図】 図２

Description

本開示は、サスペンション装置及びサスペンションシステムに関する。

特許文献１には、車高調整装置が開示されている。かかる車高調整装置は、車体とバネ下部材との間に介挿されるスプリングを当該スプリングの一端側から伸縮させて車体の車高を調整する。車高調整装置は、車体又はバネ下部材に固定され、ステータを保持するステータ保持部材と、ステータ保持部材の外周に沿って回転可能に設けられ、スプリングの外径よりも大径のロータを保持する円筒形状のロータ保持部材と、ロータ保持部材の内周面とボールネジ機構を構成する外周面と前記スプリングと当接するスプリングシートとを有するロアーリングとを備える。

かかる車高調整装置によれば、スプリングの外径よりも大径にロータを構成し、ロータがステータの外周に沿って回転するアウターロータモータとすることでモータの回転径を大きくすることにより、１回転当たりの回転力を増加させ、モータを小型・薄型化することができ、バネ下重量をほとんど増加させることなく車高調整装置を車体に設けることができる、とされている。

特開２０１１−１４８３４０号公報

特許文献１が開示する車高調整装置では、ロータがステータの外周に沿って回転することで車高を調整するので、車高の調整を短時間で行うことができない。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、車高の調整を短時間で行うことができるサスペンション装置及びサスペンションシステムを提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るサスペンション装置は、外筒に対してピストンロッドが進退可能に収容されたショックアブソーバーと、前記外筒の外周に固定され、車体との間隔によって車高が決まるスプリングシートと、前記ピストンロッドの外周を囲むように配置され、前記スプリングシートに支持されるコイルスプリングと、前記車体側に固定される第１の磁石と、前記第１の磁石と反発するように前記第１の磁石と対向配置され、前記コイルスプリングに支持される第２の磁石と、を備え、前記第１の磁石又は前記第２の磁石の少なくとも一方が磁力の変更が可能な電磁石である。

上記（１）の構成によれば、車体側に固定される第１の磁石と、第１の磁石と反発するように第１の磁石と対向配置され、コイルスプリングに支持される第２の磁石の少なくとも一方が磁力の変更が可能な電磁石である。よって、電磁石の磁力を変更することによって、車体とスプリングシートの間隔が変更され、車高が変更されるので、車高の調整を短時間で行うことができる。

（２）本発明の少なくとも一実施形態に係るサスペンションシステムは、（１）に記載のサスペンション装置と、前記電磁石に流れる電流を制御することで、前記車体と前記スプリングシートの間隔を制御可能な車高制御装置と、を備える。

上記（２）の構成によれば、車高制御装置が電磁石に流れる電流を制御することで、車体とスプリングシートの間隔を制御可能であり、これにより、車高が調整されるので、車高の調整を短時間で行うことができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記車高制御装置に車高の切り替えを指示可能な手動スイッチをさらに備える。

上記（３）の構成によれば、手動スイッチによって車高制御装置に車高の切り替えを支持できる。よって、例えば、乗員の乗降時に車高を下げ、走行時に車高を上げる等の利便性を図ることができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、前記車高制御装置は、車両の走行を制御可能な走行制御装置から指示された車高に基づいて、前記車体と前記スプリングシートの間隔を制御可能である。

上記（４）の構成によれば、車高制御装置は、車両の走行を制御可能な走行制御装置から指示された車高に基づいて、車体とスプリングシートの間隔を制御することで、車高を走行制御装置が指示する車高に変更できる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）から（４）のいずれか一つの構成において、前記車高制御装置は、車両を自動運転制御する自動運転制御装置から指示された車高に基づいて、前記車体と前記スプリングシートの間隔を制御可能である。

上記（５）の構成によれば、車高制御装置は、車両を自動運転制御する自動運転制御装置から指示された車高に基づいて、車体とスプリングシートの間隔を制御することで、車高を自動運転制御装置が指示する車高に変更できる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、電磁石の磁力を変更することによって、車体とスプリングシートの間隔が変更され、車高が変更されるので、車高の調整を短時間で行うことができる。

本発明の一実施形態に係るサスペンション装置を搭載した車両を概略的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るサスペンション装置を概略的に示す模式図である。 図２に示したサスペンション装置が車高を上げた状態を概略的に示す模式図である。 図２に示したサスペンション装置が車高を下げた状態を概略的に示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るサスペンションシステムの構成を概略的に示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１を搭載した車両を概略的に示す斜視図である。図１に示すように、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１が搭載される車両１００は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の電動車両であって、大容量かつ高電圧の駆動用バッテリ（図示せず）が搭載されている。本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１が搭載される車両１００は、例えば、フロントにはストラット式のサスペンション装置１Ｆが採用され、リヤにはマルチリンク式のサスペンション装置１Ｒが採用される。

図２は、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１を概略的に示す図である。図３Ａは、図２に示したサスペンション装置１が車高を上げた状態を概略的に示す図であり、図３Ｂは、図２に示したサスペンション装置１が車高を下げた状態を示す図である。

図２に示すように、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１は、ショックアブソーバー１１、スプリングシート１３、コイルスプリング１４、第１の磁石１５及び第２の磁石１６を備える。

ショックアブソーバー１１は、路面からの振動を減衰するためのものであり、ショックアブソーバー１１には、単筒式と複筒式とがあるが、いずれも外筒１１１に対してピストンロッド１１２が進退可能に収容されている。ショックアブソーバー１１は、例えば、上端が車体１０１にマウントされ、下端がハブキャリア又はロワーアームに固定される。本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１では、例えば、ピストンロッド１１２がアッパーマウント１７を介して車体１０１にマウント（支持）され、外筒１１１がハブキャリア（図示せず）又はロワーアーム（図示せず）に固定される。

スプリングシート１３は、外筒１１１の外周に固定され、車体１０１との間隔によって車高が決まるように構成された部材であり、外筒１１１の外周に固定される。本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１では、例えば、外筒１１１のピストンロッド１１２進退方向中程、すなわち、外筒１１１の長手方向中程に固定される。尚、スプリングシート１３は、外筒１１１と一体であってもよいが、外筒１１１と別体であってもよい。

コイルスプリング１４は、路面からの衝撃を緩和するためのものであり、ピストンロッド１１２の外周を囲むように配置され、スプリングシート１３に支持される。本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１では、外筒１１１のピストンロッド１１２の進退方向進出側（外筒１１１の上半部）とピストンロッド１１２の外周を囲むダストブーツ１８とを囲むように配置され、スプリングシート１３に支持される。

第１の磁石１５は、車体１０１に固定される。第１の磁石１５は、例えば、ピストンロッド１１２の外周を囲むように配置され、ピストンロッド１１２を車体１０１にマウントするアッパーマウント１７に固定される。本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１では、第１の磁石１５は、例えば、中心にダストブーツ１８が嵌挿される穴を有する円盤状であって、ピストンロッド１１２を車体１０１にマウントするアッパーマウント１７に固定される。

第２の磁石１６は、第１の磁石１５と反発するように第１の磁石１５と対向配置され、コイルスプリング１４に支持される。第２の磁石１６は、例えば、ピストンロッド１１２の外周を囲むように配置され、コイルスプリング１４に支持される。本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１では、第２の磁石１６は、例えば、中心にダストブーツ１８が嵌挿される穴を有する円盤状であって、第１の磁石１５と反発するように第１の磁石１５と対向配置され、コイルスプリング１４に支持される。

第１の磁石１５又は第２の磁石１６の少なくとも一方が磁力の変更が可能な電磁石である。本発明の実施形態に係るサスペンション装置１では、例えば、第１の磁石１５が電磁石である。このように第１の磁石１５を電磁石とするのは、第１の磁石１５は車体側に固定されるので、電磁石に電力を供給するためのハーネス１５１の配線が容易だからである（図３Ａ参照）。

また、本発明の実施形態に係るサスペンション装置１では、例えば、第２の磁石１６は永久磁石又は電磁石である。例えば、第２の電磁石を永久磁石とすれば、電磁石のように電力を供給するためのハーネス１６１の配線を不要にできる（図３Ｂ参照）。一方、第２の磁石１６を電磁石とすれば、第１の磁石１５（電磁石）と協働して第１の磁石１５と第２の磁石１６との間に作用する反発力の調整代を大きくすることができる。

上述したように、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１では、車体側に固定される第１の磁石１５と、第１の磁石１５と反発するように第１の磁石１５と対向配置され、コイルスプリング１４に支持される第２の磁石１６の少なくとも一方が磁力の変更が可能な電磁石である。よって、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、電磁石の磁力を変更することによって、車体１０１とスプリングシート１３の間隔が変更され、車高が変更されるので、車高の調整を短時間で行うことができる。

また、電磁石が故障すると、第１の磁石１５と第２の磁石１６とが密着することになるが、第２の磁石１６がコイルスプリング１４に支持された状態が継続されるので、コイルスプリング１４が路面からの衝撃を緩和するとともに、ショックアブソーバー１１が路面からの振動を減衰する。これにより、電磁石が故障しても、車両１００は走行を継続することができ、走行不能や事故に繋がる危険性を軽減できる。

また、本発明の一実施形態に係るサスペンション装置１は四輪で独立した制御が可能であるため、車両運動統合制御システムとリンクさせることで、運動性能の向上を図ることができる。

図４は、本発明の一実施形態に係るサスペンションシステム１０の構成を概略的に示すブロック図である。

図４に示すように、本発明の一実施形態に係るサスペンションシステム１０は、上述したサスペンション装置１と、車高制御装置２とを備える。車高制御装置２は、上述した電磁石に流れる電流を制御することで、車体１０１とスプリングシート１３の間隔を制御可能である。これにより、本発明の一実施形態に係るサスペンションシステム１０は、車高の調整が可能である。

上述した本発明の一実施形態に係るサスペンションシステム１０によれば、車高制御装置２が電磁石に流れる電流を制御することで、車体１０１とスプリングシート１３の間隔を制御可能であり、これにより、車高が調整されるので、車高の調整を短時間で行うことができる。

図４に示すように、本発明の一実施形態に係るサスペンションシステム１０は、更に、手動スイッチ２１を備える。手動スイッチ２１は、ユーザ（例えば、運転者）によって操作可能なスイッチであり、車高制御装置２に車高の切り替えを指示可能である。手動スイッチ２１は、例えば、車高制御装置２に車高を下げるように指示するためのスイッチであり、例えば、乗員の乗降時に操作される。したがって、本発明の一実施形態に係るサスペンションシステム１０では、乗員の乗降時に車高制御装置２に車高を下げるように指示できる。そして、車高制御装置２に車高を下げるように指示すると、車高制御装置２が電磁石に流れる電流を制御することで、車高を下げる。これにより、乗員の車両への乗降を容易にできる。

図４に示すように、本発明の一実施形態に係るサスペンションシステム１０では、車高制御装置２は、車両１００の走行を制御可能な走行制御装置３０から指示された車高に基づいて、車体１０１とスプリングシート１３の間隔を制御可能である。

上述した本発明の一実施形態に係るサスペンションシステム１０によれば、車高制御装置２は、車両１００の走行を制御可能な走行制御装置３０から指示された車高に基づいて、車体１０１とスプリングシート１３の間隔を制御することで、車高を走行制御装置３０が指示する車高に変更できる。これにより、車高制御装置２は、走行制御装置３０の指示（要求）にしたがって車高を変更できる。

図４に示すように、本発明の一実施形態に係るサスペンションシステム１０では、車高制御装置２は、車両１００を自動運転制御する自動運転制御装置４０から指示された車高に基づいて、シャチとスプリングシート１３の間隔を制御可能である。

上述した一実施形態に係るサスペンションシステム１０によれば、車高制御装置２は、車両１００を自動運転制御する自動運転制御装置４０から指示された車高に基づいて、車体１０１とスプリングシート１３の間隔を制御することで、車高を自動運転制御装置４０が指示する車高に変更できる。これにより、車高制御装置２は、自動運転制御装置４０の指示（要求）にしたがって車高を変更できる。したがって、例えば、車両１００の高速走行に際して自動運転制御装置４０が車高を下げることを指示すると、車高制御装置２は自動運転制御装置４０の指示にしたがって車高を下げる。また、車両１００の悪路走破に際して自動運転制御装置４０が車高を上げることを指示すると、車高制御装置２は自動運転制御装置４０の指示にしたがって車高を上げる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ サスペンション装置
１１ ショックアブソーバー
１１１ 外筒
１１２ ピストンロッド
１３ スプリングシート
１４ コイルスプリング
１５ 第１の磁石
１６ 第２の磁石
１７ アッパーマウント
１８ ダストブーツ
２ 車高制御装置
２１ 切り替えスイッチ
１０ サスペンションシステム
３０ 走行制御装置
４０ 自動運転制御装置
１００ 車両
１０１ 車体

Claims (5)

1. 外筒に対してピストンロッドが進退可能に収容されたショックアブソーバーと、
   前記外筒の外周に固定され、車体との間隔によって車高が決まるスプリングシートと、
   前記ピストンロッドの外周を囲むように配置され、前記スプリングシートに支持されるコイルスプリングと、
   前記車体側に固定される第１の磁石と、
   前記第１の磁石と反発するように前記第１の磁石と対向配置され、前記コイルスプリングに支持される第２の磁石と、
   を備え、
   前記第１の磁石又は前記第２の磁石の少なくとも一方が磁力の変更が可能な電磁石であることを特徴とするサスペンション装置。
2. 請求項１に記載のサスペンション装置と、
   前記電磁石に流れる電流を制御することで、前記車体と前記スプリングシートの間隔を制御可能な車高制御装置と、
   を備えることを特徴とするサスペンションシステム。
3. 前記車高制御装置に車高の切り替えを指示可能な手動スイッチをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のサスペンションシステム。
4. 前記車高制御装置は、車両の走行を制御可能な走行制御装置から指示された車高に基づいて、前記車体と前記スプリングシートの間隔を制御可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載のサスペンションシステム。
5. 前記車高制御装置は、車両を自動運転制御する自動運転制御装置から指示された車高に基づいて、前記車体と前記スプリングシートの間隔を制御可能であることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のサスペンションシステム。

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