JP4139309B2 - 自動車のブレーキ緩衝器と右左折バランス装置 - Google Patents
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Description
そこで上述の欠点に鑑み、ブレーキをかけた時と、右左折時の安全性と快適性を更に高めるべく、本発明の自動車のブレーキ緩衝器と右左折バランス装置を提供する。
該リカバースプリング110はブレーキをかけた後、その位置エネルギーを放出して該錘114が元の位置に戻るようにするが、リカバースプリングは気圧式のものとしてもよい。該緩衝スプリング12は、リカバースプリングが元の位置に戻る際の緩衝及び消音の効果を提供する。該緩衝スプリング112は弾力を具有するラバーなどで代用してもかまわない。またガイド軸108においては、該錘114の穿孔を通過し、該錘114が該ガイド軸108上で滑動できるようにしており、ブレーキをかけると、慣性の法則によって矢印方向116に向かって滑動する。
その質量をm、車のスピードをV1とすると、その運動量は
錘の運動量=mV1 ・・・(式1)
となる。
このとき自動車がブレーキをかけて減速すると、車両本体の速度はV2に下がり、つまりV2<V1となり、自動車本体の質量をMとすると、該自動車の運動量の変化は
運動量の変化=MV1−MV2=M(V1−V2)・・・(式2)
となるが、錘についても同様の運動量の変化が働く。
さらに、この時の運動量の変化は運転者及び乗員にも働くが、ブレーキの作用は摩擦力よるため当初は効きが弱く、最後に減速して低速となって停止するときにその作用を強めて急停止させ、運転者及び乗員に衝撃力を感じさせるように働く。
本願発明において、錘をスプリングを介してこれらの運動方向に沿って緩衝させると、錘に生じた慣性モーメントの変化はリカバースプリングを介して車体側に伝えられるために、車体に対する作用は固定された場合に比較してその分和らげられ、車体全体の慣性モーメントは小さくなるために、効果的にブレーキ作用が働く。
更に減速する過程で錘はリカバースプリングを圧し、更に減速すると逆にその反発力により跳ね返るため、慣性モーメントは錘を加えた分大きくなり、更にスプリングによる反発力による反作用を加えた力が車体に働くが、既に減速した状態にある車体はこれらの負荷の下でブレーキ作用が低下しても危険はなく、むしろ低速状態から停止する際のブレーキ作用によるショックが緩和される。
その反作用として自動車を前方に向けて押すが、既にブレーキ作用により減速している自動車の車輪にスリップを生じさせること無く、むしろブレーキ作用が過度に働くことを抑制して自動車の速度をさらに低下させ、停止させる。
該錘114の形状は、支持フレームの断面形状と一致したものとし、円形や楕円形、方形や長方形など、支持フレームの外形に合わせたものや設置位置の形状に合わせたもののであればよい。また該錘114の重量は重ければ重いほど効果に優れ、自動車の大きさによって決められるものとし、体積を小さくするべく鉛製が最も望ましいが、汚染を減少させるべくステンレスや鉄製としてもよい。該リカバースプリング110及び緩衝スプリングは弾性を具有するラバーによるもの、または気圧式のものとしてもよく、該錘114を元の位置に回復させるものであれば、これに限られるものではない。
運動量=mv3 ・・・(式3)
となる。
左の後輪と地面との摩擦力が充分に働く間は、外側に向かう速度はほぼゼロに抑制されるが、遠心力が過大となれば、タイヤの摩擦力が該遠心力より小さくなり、前輪が前方及び外側に向かって滑り出し、回転する半径を増加させ、外に向かって滑り出す運動量はft=MV4となる。fとは遠心力であり、tとは滑動する時間、Mとは自動車本体の質量を示し、V4は外へ向かってすべる平均速度であり、滑動の運動量はMV4となる。
ここで錘214が摩擦力は生じずに自由に左に向かって滑動すると、その速度V3は自動車が滑動する速度V4よりも大きく、従ってその慣性モーメントも大きいが、その作用は当初リカバースプリングの反発力の範囲でしか車体に作用しない。
且つこの運動量ft=mV4は該錘214が最も左側に至るとき、車体に吸収され、外側に向かう力f=mV4/tが生じる。こうして車体に生じたひねり力が自動車の右折を補助し、前輪が前方及び外側へと滑り出す作用が減少されて回転する半径を縮め、タイヤの磨耗を最小限に抑える。こうして運転手と車両のバランスと安全性を高め、傾斜角度を下げることで、乗員の快適さを提供する。また右折が終わると、該錘214が該左端板204´と左のリカバースプリング210によって阻まれると衝撃が緩み、運動量が熱エネルギーに変わり、このとき回転はすでに完了し、この衝撃は運転手と乗員にとって極くわずかなものとなり、該錘214が左側にて停止し、図4に示すようになる。図4に示すように、左の該リカバースプリング210は圧縮されて位置エネルギーを貯えるが、右側の該リカバースプリング212は元の位置にあり、該リカバースプリング210,212は該錘214と連接した状態とならない。右折が終わると、該リカバースプリング210は該錘214を元の位置に押し戻す(図3参照)。左折時には該錘214は右向きに滑動し、上述の図4とは反対の状態となる。
図5に示すように、本発明を自動車のボディー上のブレーキ緩衝器504,504´及び自動車右左折バランス装置505の実施例においては、ブレーキ緩衝器504は右の前輪502及び右の後輪503の間に設置され、縦向きで配列されているものとする。またもう一つのブレーキ緩衝器504´は左前輪502´と左後輪503´の間に設置され、同様に縦向きで配列されているものとする。該右左折バランス装置505においては自動車後方のトランク後部下方に、横向きで配列される(図5参照)。
102 支持フレーム
104 前端板
104´ 前端板
106 固定ボルトホール
108 ガイド軸
110 リカバースプリング
112 緩衝スプリング
114 錘
116 矢印方向
200 自動車右左折バランス装置
202 支持フレーム
204 右端板
204´ 左端板
206 固定構造
208 ガイド軸
210 リカバースプリング
212 リカバースプリング
214 錘
501 前バンパー
502 右前輪
502´ 左前輪
503 右後輪
503´ 左後輪
504 ブレーキ緩衝器
504´ ブレーキ緩衝器
505 自動車右左折バランス装置
Claims (7)
- ブレーキ緩衝器と右左折バランス装置からなり、
該ブレーキ緩衝器は、
中空筒状の支持フレーム内の軸方向にガイド軸及び該軸に沿って滑動可能に錘を配置し、さらに該錘を挟んで軸方向前方にリカバースプリング、後方に緩衝スプリングを設けると共に、該支持フレームの前後端に設けた前端板及び後端板により自動車車体の前後輪間の中間左右にそれぞれ縦方向に一対配置され
該左右折バランス装置は、
中空筒状の支持フレーム内に配置されたガイド軸に沿って錘を滑動可能に配置すると共に錘を挟んで両側にリカバースプリングを設けて、該錘を支持フレーム中央に位置させると共に、該支持フレーム両端に設けた左端板及び右端板により車体後方のトランク下に横方向に固定して配置され、
該ブレーキ緩衝器によりブレーキ作動時に該錘の運動量をリカバースプリングを介して緩衝させ、
また、左右折運動時に該錘に働く遠心力による運動量をリカバースプリングを介して緩衝させることを特徴とする自動車のブレーキ緩衝及び右左折バランス装置。 - 該緩衝スプリングは、弾性を具有するラバー材質からなることを特徴とする請求項1記載の自動車のブレーキ緩衝及び右左折バランス装置。
- 該リカバースプリングは、気圧式のものであることを特徴とする請求項1あるいは2記載の自動車のブレーキ緩衝及び右左折バランス装置。
- 該緩衝スプリングは、気圧式のものであることを特徴とする請求項1記載の自動車のブレーキ緩衝及び右左折バランス装置。
- 該錘は、鉛、鉄又はステンレスからなることを特徴とする請求項1記載の自動車のブレーキ緩衝及び右左折バランス装置。
- 該ブレーキ緩衝器は、縦方向で水平に配置されていることを特徴とする請求項1記載の自動車のブレーキ緩衝及び右左折バランス装置。
- 該ブレーキ緩衝器は、縦方向に前側を下げて下方に1度から4度傾斜させて配置されていることを特徴とする請求項1記載の自動車のブレーキ緩衝及び右左折バランス装置。
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