JP4392221B2 - 懸架装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車輪懸架装置に関する。

従来、本発明者等は、車高の調整が容易で、乗心地を向上させるために、コイルスプリングとエアスプリングを直列的に配置した懸架装置について種々の提案を行ってきた（例えば、下記の特許文献１、特許文献２参照）。さらに、本発明者等は、図６に示すように、コイルスプリング31とエアスプリング32及び機械的な高さ調整自在なアダプタ33を、直列的に配設して、車体34と車軸（連結アーム）35側との間に介装した懸架装置についても、特願2002−201343として、提案している。
特開２００１−００１７３０号公報 特開２００１−１２１９３６号公報

従来の懸架装置は、図６に例示するように、車体34側の取付部34Ａが平坦面状であれば、取付作業において、問題がなかった。即ち、例えばホンダ製のステップワゴン等では、上記取付部34Ａは平坦面状（フラット）であったので、アダプタ33の上端をボルト36等によって取着することができた。

しかしながら、車種によっては、図４に示すように（元来の）コイルスプリング37の中に張り出した（突入した）突起部材38が、車体34側に形成されている場合がある。（なお、この突起部材38はバンプラバー39を下端に付設する役目をなしている。）
この図４に示した突起部材38が、懸架装置の取付部34Ａに存在する場合、上述した図６のような従来の懸架装置───コイルスプリング31とエアスプリング32とアダプタ33を直列的に配置した懸架装置───を、装着できない。

あえて、図６に示した懸架装置、あるいは前記特許文献１，２の懸架装置を、装着せんとすれば、図４に例示の突起部材38を根元（上端）から切断して、さらに孔部を溶接等にて塞いでから取付けねばならなくなり、その切断作業及び取付（溶接）作業が極めて面倒で手間が掛かり、さらに、車体34の剛性が低下する等の弊害も生ずる。

そこで、本発明は、車体側にこのような突起部材が存在した車両に対して、車体側を切断したり、溶接したりすることなく、エアシリンダ（エアスプリング）とコイルスプリングとを直列的に備えていても、容易に装着可能な懸架装置を提供することを、目的とする。さらに、車高を容易に変化させることを可能として、高速走行安定性を確保し、他方、悪路（地道）走行時には十分な車高を確保する等が可能な懸架装置を提供することを他の目的としている。

そこで、本発明は、車体側から垂下状に、突起部材が設けられた懸架装置取付部に装着される懸架装置であって、下方向に開口状の円筒形空間部を形成する、内筒部と外筒部と軸心直交方向の壁部とから成る中空筒形部材を、備え、該中空筒形部材の上記円筒形空間部内に円環状ピストンを装着して、上記円筒形空間部内に於て上記壁部と該ピストンの内面との間に流体収納空室部を形成し、さらに、車軸側に配設されたコイルスプリングの上部を上記円筒形空間部内に侵入させて、上記ピストンの下方外面に上記コイルスプリングの上端を接触させ、上記流体収納空室部と上記コイルスプリングを直列的に配設し、さらに、上記突起部材は上記中空筒形部材の上記内筒部に収納されるように構成したものである。
また、本発明は、車体側から垂下状に、突起部材が設けられた懸架装置取付部に装着される懸架装置であって、上方向に開口状の円筒形空間部を形成する、内筒部と外筒部と軸心直交方向の壁部とから成る中空筒形部材を、備え、該中空筒形部材の上記円筒形空間部内に円環状ピストンを装着して、上記円筒形空間部内に於て上記壁部と該ピストンの内面との間に流体収納空室部を形成し、さらに、車体側に配設されたコイルスプリングの下部を上記円筒形空間部内に侵入させて、上記ピストンの上方外面に上記コイルスプリングの下端を接触させ、上記流体収納空室部と上記コイルスプリングを直列的に配設し、さらに、上記突起部材はコイルスプリングに貫挿されると共に下半部が上記中空筒形部材の上記内筒部の内部へ突入状に収納されるように構成したものである。
また、上記流体収納空室部内にエアを密封する。さらに、上記流体収納空室部内にエアを密封状に収納してエアシリンダを構成すると共に該エアを出し入れして車高を調整するように構成したものである。
あるいは、上記流体収納空室部内にオイルを出し入れして車高を調整するように構成したものとする。
また、直列的に配設された上記ピストンとコイルスプリングとは独立して、緩衝装置が並設されている。

本発明は、次のような著大な効果を奏する。
車体側に突起部材が存在している車種であっても、車体側を切断や溶接することなく、流体圧シリンダ（エアシリンダ）を具備した懸架装置を、装着することが可能となった。 また、高速走行時には車高をやや低目に設定して安定して走行することができ、悪路等を走行するときには車高を高目に設定する等のように、車高変更を容易に変更可能となる。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１に於て、本発明に係る自動車の車輪懸架装置の実施の一形態を示し、この懸架装置１は、コイルスプリング３と流体圧シリンダ２とを直列的に配設したものであり、自動車の車体34と車軸35の間に装着されている。
具体的には、上記流体圧シリンダ２は、下方向に開口状の円筒形空間部Ｃを有する中空筒形部材11と、円環状ピストン４を備えている。中空筒形部材11は、軸心Ｌと直交する方向───軸心直交方向───の壁部５と、内筒部６と外筒部７とから成り、この中空筒形部材11の上方（天井側）は上記壁部５にて閉じられると共に、下方へ開口している。

中空筒形部材11の円筒形空間部Ｃ内に上記円環状ピストン４が、上下方向往復動可能として、装着され、このピストン４の内面（上面）８と軸心直交方向の上記壁部５との間に、流体収納空室部Ｅが形成される。言い換えると、上記円筒形空間部Ｃ内に於て、軸心直交方向の壁部５と、ピストン４の内面８との間に、流体収納空室部Ｅを形成する。
そして、このピストン４の外面９にコイルスプリング３の上端を接触させて、コイルスプリング３とピストン４とを直列的に配設する。言い換えると、ピストン４の外面９側に直列的にコイルスプリング３を配設して、流体圧シリンダ２とコイルスプリング３を直列的に配設する。ここで、「直列的」とは、車体34側と車軸35の間の力の伝達が、一方のみを介して伝達されることが無く、必ず両者を介して伝達される配置を言うものと、定義する。

図１に於て、中空筒形部材11に継手10を介して流体配管12が接続される。上記流体収納空室部Ｅ内には好ましくはエアを密封することで、流体圧シリンダ２はエアシリンダ（エアスプリング）２Ａを構成することとなる。なお、流体収納空室部Ｅ内にエアを密封状に収納してエアシリンダ２Ａを構成してエアを出し入れ自在に、（図外の）切換弁類とエアタンク・コンプレッサ等と上記流体配管12を介して接続し、エアの出し入れによって、車高を調整するようにするのが望ましい。
また、流体収納空室部Ｅ内にオイルを出し入れ自在に、（図外の）切換弁類とポンプ等に上記流体配管12を介して接続し、オイルの出し入れによって車高を調整するように構成するも自由である。

そして、図１に示すように、直列的に配設された上述の流体圧シリンダ２（のピストン４）とコイルスプリング３とは、独立して、緩衝装置（ショックアブソーバ）13が配設（並設）されている。
20はアッパーマウントを示し、このアッパーマウント20に、流体圧シリンダ２の中空筒形部材11の壁部５が、下方から当接する。アッパーマウント20を貫通して、車体34から垂下状の突起部材38が存在しているが、この突起部材38を、中空筒形部材11の内筒部６へ収納している。なお、図例では、バンプラバー39が突起部材38の下端に付設され、コイルスプリング３の内部空間まで、このバンプラバー39が突入している。また、25はタイヤを示す。

この図１と図４とを対比すれば明らかなように、本発明に係る懸架装置１では、流体圧シリンダ２（エアシリンダ２Ａ）は、内筒部６によって形成された軸心方向の内空室部Ｂを備えているので、改造前の（既設の）コイルスプリング37等を取外して簡単に本発明に係る懸架装置を取付け可能である。つまり、既設の突起部材38を根元（上方基端）から切断する等の面倒な作業を行わずに、図１に示すように、改造を容易に可能である。勿論、突起部材38を切断した後に、カバー材を施蓋するための従来の溶接作業も省略できる。

次に、図２に示す他の実施の形態に於ては、図１で既に説明した流体圧シリンダ２とコイルスプリング３を上下逆に配設した構造である。図１と同一の符号は同様の構成であるので説明を省略する。
但し、中空筒形部材11の円筒形空間部Ｃは上方向へ開口状として、上方からコイルスプリング３の下部が差込まれて、円環状ピストン４の外面９───上面───に、直接に接触する。また、軸心直交方向の壁部５は車軸35側の受け部材14に受持される。要するに、図２と図１とは天地逆に（対称形）に配設した場合を示す。
このとき、突起部材38は、コイルスプリング３に貫通状として軸心Ｌに沿って挿入され、その下半部が内筒部６の内部───内空室部Ｂ───へ突入状として収納される。

図３（Ａ）（Ｂ）は、図１又は図２に適用される円環状ピストン４の拡大断面図であり、図３（Ａ）に於て、ピストン４は、円環状ピストン本体15と、このピストン本体15の外周面に形成された凹周溝16に嵌着されたＯリング等の第１シール材21と、内周面に形成された凹周溝17, 18, 19に嵌着されたＯリング等の第２シール材22・摺り軸受23・ダストシールパッキン24等から構成される。しかも、図３（Ａ）の下方側が外面９である場合を示しているが、この外面９に取付突条環部26が形成され、コイルスプリング３を図１又は図３のように、外嵌状に取付けられ、位置決めされる。摺り軸受23は、内筒部６の外周面に摺動可能に接触する。また、上記ダストシールパッキン24は、外部から粉塵（ダスト）が浸入するのを防止する。

また、ピストン４としては、図３（Ｂ）に示すような形状構造としても良く、この図３（Ｂ）では、ピストン本体15の内周面に２本の凹周溝17, 17を形成して、Ｏリング等のシール材22, 22を、装着すると共に、外周面に、凹周溝18, 16を形成して、摺り軸受23，Ｏリング等のシール材21を嵌着している。つまり、摺り軸受23は、外筒部７の内面に摺動可能に接触している。コイルスプリング３の取付用の突条環部26を外面９に有するのは、図３（Ｂ）と同様である。

なお、図３（Ａ）（Ｂ）に於て、シール材21, 22としては、Ｕパッキンや角型パッキンであっても良く、凹周溝16, 17, 19の増減やダストシールパッキン24の増減等の設計変更は、自由である。また、摺り軸受23をピストン４の内周面側にも付設したり、又は、ピストン４の材質自身を摩擦抵抗の小さな摺り易い材質としたり、若しくは、ピストン４の外周面・内周面にコーティングする等も、自由である。

なお、上述の突起部材38の無い車種の場合には、参考例として示す図５（ｂ）と（ｃ）のように、内筒体６の内面から成る内空室部Ｂを活用して、別のコイルスプリング27を収納したり（参考図の図５（ｂ）参照）、ショックアブソーバ28を収納したりすること（参考図の図５（ｃ）参照）も、可能である。

図１又は図２に於て、流体として（圧縮性のある）エアを用いる場合、矢印Ｇ方向にエアを送って流体収納空室部Ｅ内に供給すると、車高を増大させることができる。逆に、矢印Ｇと逆方向へエアを排出すれば、車高を低下させることができる。

エアを用いる上述の場合、コイルスプリング３とエアシリンダ２Ａ（流体収納空室部Ｅ）とは直列的に配置されている。図示省略するが、エアシリンダ２Ａへの加圧エアの供給は、コンプレッサから、ドライヤ、エアタンク、電磁弁、レギュレーター等を介して行われ、運転席のスイッチにて、電磁弁を開閉させることで、又は機械式切換弁にて、エアシリンダ２Ａへの加圧エアの出し入れを行うようにする。また、コンプレッサの電源は、バッテリーより供給する。

エアシリンダ２Ａの発生力Ｆは、エアシリンダ２Ａの内圧Ｐと、エアシリンダ２Ａの受圧有効面積Ｓとの間に、次式の関係が成り立つ。
Ｆ＝Ｐ×Ｓ
従って、発生力Ｆは、空気の圧力（内圧Ｐ）に比例するので、数値化され易く、確実に所定の車高に変化できる。

なお、本発明の他の実施の形態について説明すると、流体収納空室部Ｅ内に（図示省略の）車載油圧ポンプと油圧弁類に配管12等を介して、非圧縮性流体として、オイルを供給して、ピストン４を上昇・下降させて、車高を調整することも、容易に行い得る。運転中に運転席のスイッチやレバー等によって、電磁弁や手動切換弁を、開閉（切換）して、油圧ポンプからの加圧オイルを矢印Ｇ方向に供給して車高を増加し、逆に、流体収納空室部Ｅ内のオイルをタンクへリターンさせて、車高を下げることが（容易に）できる。

本発明は上述したように、車体34側から垂下状に、突起部材38が設けられた懸架装置取付部に装着される懸架装置であって、下方向に開口状の円筒形空間部Ｃを形成する、内筒部６と外筒部７と軸心直交方向の壁部５とから成る中空筒形部材11を、備え、該中空筒形部材11の上記円筒形空間部Ｃ内に円環状ピストン４を装着して、上記円筒形空間部Ｃ内に於て上記壁部５と該ピストン４の内面８との間に流体収納空室部Ｅを形成し、さらに、車軸35側に配設されたコイルスプリング３の上部を上記円筒形空間部Ｃ内に侵入させて、上記ピストン４の下方外面９に上記コイルスプリング３の上端を接触させ、上記流体収納空室部Ｅと上記コイルスプリング３を直列的に配設し、さらに、上記突起部材38は上記中空筒形部材11の上記内筒部６に収納されるように構成したので、元々の車体34側に突起部材38等の邪魔な部材が存在していても（そのまま残して）、容易に本発明の懸架装置１を装着可能となった。即ち、上記邪魔な部材を、中空筒形部材11の内筒部６の上下方向の貫通状内空室部Ｂに、収納できる。
また、車体34側から垂下状に、突起部材38が設けられた懸架装置取付部に装着される懸架装置であって、上方向に開口状の円筒形空間部Ｃを形成する、内筒部６と外筒部７と軸心直交方向の壁部５とから成る中空筒形部材11を、備え、該中空筒形部材11の上記円筒形空間部Ｃ内に円環状ピストン４を装着して、上記円筒形空間部Ｃ内に於て上記壁部５と該ピストン４の内面８との間に流体収納空室部Ｅを形成し、さらに、車体34側に配設されたコイルスプリング３の下部を上記円筒形空間部Ｃ内に侵入させて、上記ピストン４の上方外面９に上記コイルスプリング３の下端を接触させ、上記流体収納空室部Ｅと上記コイルスプリング３を直列的に配設し、さらに、上記突起部材38はコイルスプリング３に貫挿されると共に下半部が上記中空筒形部材11の上記内筒部６の内部へ突入状に収納されるように構成したので、車体34側の突起部材38等の邪魔な部材をそのまま残して、容易に本発明の懸架装置１を装着可能となった。

また、上記流体収納空室部Ｅ内にエアを密封すれば、圧縮弾性変形自在なエアシリンダ２Ａが形成され、車高調整が容易である。また、上記流体収納空室部Ｅ内にエアを密封状に収納してエアシリンダ２Ａを構成すると共に該エアを出し入れして車高を調整するように構成したので、例えば、高速走行時には、車高を下げて安定走行ができ、他方、悪路走行時には、車高を高くして車体底壁と岩石等との干渉を防ぐことができる。

あるいは、上記流体収納空室部Ｅ内にオイルを出し入れして車高を調整するように構成したとすれば、従来の図４と同様の特性を保ちつつ、車高を確実かつ迅速に調整することが可能となる。また、直列的に配設された上記ピストン４とコイルスプリング３とは独立して、緩衝装置13が並設されているので、流体圧シリンダ２とコイルスプリング３の近傍をコンパクトにまとめて、車体34と車軸35の間に架装しやすいという利点がある。

本発明の実施の一形態を示す一部断面正面図である。 本発明の他の実施の形態を示す一部断面正面図である。 要部断面図である。 本発明に係る懸架装置を装着する前の状態を示した一部断面正面図である。 参考例の説明のための図である。 従来例を示す一部断面正面図である。

１ 懸架装置
２ 流体圧シリンダ
２Ａ エアシリンダ
３ コイルスプリング
４ 円環状ピストン
５ 壁部
６ 内筒部
７ 外筒部
８ 内面
９ 外面
11 中空筒形部材
13 緩衝装置
34 車体
35 車軸
38 突起部材
Ｃ 円筒形空間部
Ｅ 流体収納空室部
Ｌ 軸心

Claims (6)

1. 車体（34）側から垂下状に、突起部材（38）が設けられた懸架装置取付部に装着される懸架装置であって、下方向に開口状の円筒形空間部（Ｃ）を形成する、内筒部（６）と外筒部（７）と軸心直交方向の壁部（５）とから成る中空筒形部材（11）を、備え、該中空筒形部材（11）の上記円筒形空間部（Ｃ）内に円環状ピストン（４）を装着して、上記円筒形空間部（Ｃ）内に於て上記壁部（５）と該ピストン（４）の内面（８）との間に流体収納空室部（Ｅ）を形成し、さらに、車軸（35）側に配設されたコイルスプリング（３）の上部を上記円筒形空間部（Ｃ）内に侵入させて、上記ピストン（４）の下方外面（９）に上記コイルスプリング（３）の上端を接触させ、上記流体収納空室部（Ｅ）と上記コイルスプリング（３）を直列的に配設し、さらに、上記突起部材（38）は上記中空筒形部材（11）の上記内筒部（６）に収納されるように構成したことを特徴とする懸架装置。
2. 車体（34）側から垂下状に、突起部材（38）が設けられた懸架装置取付部に装着される懸架装置であって、上方向に開口状の円筒形空間部（Ｃ）を形成する、内筒部（６）と外筒部（７）と軸心直交方向の壁部（５）とから成る中空筒形部材（11）を、備え、該中空筒形部材（11）の上記円筒形空間部（Ｃ）内に円環状ピストン（４）を装着して、上記円筒形空間部（Ｃ）内に於て上記壁部（５）と該ピストン（４）の内面（８）との間に流体収納空室部（Ｅ）を形成し、さらに、車体（34）側に配設されたコイルスプリング（３）の下部を上記円筒形空間部（Ｃ）内に侵入させて、上記ピストン（４）の上方外面（９）に上記コイルスプリング（３）の下端を接触させ、上記流体収納空室部（Ｅ）と上記コイルスプリング（３）を直列的に配設し、さらに、上記突起部材（38）はコイルスプリング（３）に貫挿されると共に下半部が上記中空筒形部材（11）の上記内筒部（６）の内部へ突入状に収納されるように構成したことを特徴とする懸架装置。
3. 上記流体収納空室部（Ｅ）内にエアを密封した請求項１又は２記載の懸架装置。
4. 上記流体収納空室部（Ｅ）内にエアを密封状に収納してエアシリンダ（２Ａ）を構成すると共に該エアを出し入れして車高を調整するように構成した請求項１又は２記載の懸架装置。
5. 上記流体収納空室部（Ｅ）内にオイルを出し入れして車高を調整するように構成した請求項１又は２記載の懸架装置。
6. 直列的に配設された上記ピストン（４）とコイルスプリング（３）とは独立して、緩衝装置（13）が並設されている請求項１，２，３，４又は５記載の懸架装置。

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