JP4577049B2

JP4577049B2 - 緩衝装置

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Publication number: JP4577049B2
Application number: JP2005065858A
Authority: JP
Inventors: 元佐藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: JP2006248326A

Description

本発明は、車両の懸架装置に用いる緩衝装置に関する。

乗用車やバス、トラック等の車両は、衝撃を吸収するためのスプリング、スプリングが伸縮する速度を減衰させるダンパーを含んで構成される緩衝装置を用いて、路面からの衝撃を吸収させて、乗り心地を確保する。一般にスプリングには、コイルスプリングや板ばね、あるいはトーションバー等が用いられるが、気体（一般には空気）の圧縮弾性を利用した空気ばねも用いられる。空気ばねは、気体の量を調整することで、車両の乗車人数や積載物の量が変化した場合でも、車両の車高を一定に保つことができる。空気ばねを利用した懸架装置として、例えば特許文献１には、空気ばねとコイルスプリングとを直列的に配置したものが開示されている。

特開２００３−１７３０号公報

ところで、特許文献１に開示されている技術では、上ケースの円弧部材と下ケースの円弧部材とが相互に噛み合うように嵌合して、上下に移動可能な円筒状の金属ケース内に空気ばねが装着される。そして、空気ばねの伸縮は、上ケースと下ケースとの上下方向の距離が変化することにより吸収する。かかる構造では、上ケースと下ケースとの摺動にともなう抵抗が大きい。また、特許文献１に開示された技術では、上ケースと下ケースとの軸方向に対して傾いた入力がある場合には、上ケースと下ケースとの円滑な動きが阻害される。このため、特許文献１に開示された技術においては、異音の発生や耐久性の低下を招くおそれがある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空気ばねがその伸縮方向に動作しているときの動作抵抗を低減できる緩衝装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る懸架装置は、車両に取り付けられて、懸架装置とともに用いられる緩衝装置であって、気室に閉じ込められた気体の圧縮弾性を利用し、かつ前記車両の取付側に配置される第１ばねと、前記第１ばねと直列に配置される第２ばねと、前記車両に取り付けられる車両側取付部材と、前記第１ばねと前記第２ばねとの間に介在すると共に前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に動けるように配置される中間支持体と、前記車両側取付部材と前記中間支持体との間に介在すると共に前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に対する前記中間支持体の動きを弾性変形によって受ける弾性支持体と、を含むことを特徴とする。

この発明に係る緩衝装置は、弾性支持体によって、第１ばねである空気ばねの伸縮方向及び前記空気ばねの伸縮方向に交差する方向に対する前記中間支持体の動きを弾性変形によって受ける。これによって、摺動部を極めて少なくして空気ばねの伸縮方向における寸法変化を許容することができるので、空気ばねがその伸縮方向に動作しているときの動作抵抗を低減して、異音の発生や耐久性の低下を抑制できる。

また、次の本発明に係る緩衝装置は、前記緩衝装置において、前記弾性支持体は、複数の球体であることを特徴とする。

また、次の本発明に係る緩衝装置は、車両に取り付けられて、懸架装置とともに用いられる緩衝装置であって、気室に閉じ込められた気体の圧縮弾性を利用し、かつ前記車両の取付側に配置される第１ばねと、前記第１ばねと直列に配置される第２ばねと、前記車両に取り付けられる環状の取付環と、前記第１ばねと前記第２ばねとの間に介在すると共に前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に動けるように配置される中間支持体と、前記中間支持体と前記取付環との間へ放射状に設けられる複数の引張棒と、前記取付環と前記中間支持体との間に介在すると共に、前記引張棒に、前記取付環の径方向外側へ向かう力を付与する弾性支持体と、を含んで構成されることを特徴とする。

この発明に係る緩衝装置は、引張棒を介して取付環の径方向外側へ向かう力を中間支持体に付与する弾性支持体によって、第１ばねである空気ばねの伸縮方向及び前記空気ばねの伸縮方向に交差する方向に対する前記中間支持体の動きを弾性変形によって受ける。これによって、摺動部を極めて少なくして空気ばねの伸縮方向における寸法変化を許容することができるので、空気ばねがその伸縮方向に動作しているときの動作抵抗を低減して、異音の発生や耐久性の低下を抑制できる。

また、次の本発明に係る緩衝装置は、車両に取り付けられて、懸架装置とともに用いられる緩衝装置であって、気室に閉じ込められた気体の圧縮弾性を利用し、かつ前記車両の取付側に配置される第１ばねと、前記第１ばねと直列に配置される第２ばねと、前記第１ばねと前記第２ばねとの間に介在すると共に前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に動けるように配置される中間支持体と、前記車両と前記中間支持体との間に介在すると共に、前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に対する前記中間支持体の動きを弾性変形によって受けるダイヤフラムと、を含んで構成されることを特徴とする。

この発明に係る緩衝装置は、ダイヤフラムによって、第１ばねである空気ばねの伸縮方向及び前記空気ばねの伸縮方向に交差する方向に対する前記中間支持体の動きを弾性変形によって受ける。これによって、摺動部を極めて少なくして空気ばねの伸縮方向における寸法変化を許容することができるので、空気ばねがその伸縮方向に動作しているときの動作抵抗を低減して、異音の発生や耐久性の低下を抑制できる。

また、次の本発明に係る緩衝装置は、前記第２ばねの振動を減衰させる振動減衰手段は、前記中間支持体の前記第２ばね側に取り付けられることを特徴とする。

この発明に係る緩衝装置は、空気ばねがその伸縮方向に動作しているときの動作抵抗を低減できる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。本発明は、乗用車やトラック、バス等の車両に適用でき、特に質量が小さく、乗員数の変更等による車両全体の相対的な質量変化が大きい車両に好適である。また、以下においては、いわゆるストラット形式の懸架装置に本発明を適用した例を説明するが、本発明が適用可能な懸架装置の形式は、これに限られるものではない。

この実施例に係る懸架装置は、空気ばねと固体ばねとを直列に組み合わせるとともに、空気ばねの伸縮方向に対する寸法変化を弾性変形によって許容し、かつ、車両に取り付けられて、路面から車両に入力される横力を車両に伝達する取付装置を備えて構成される点に特徴がある。ここで、空気ばねの伸縮方向とは、空気ばねが路面からの衝撃を吸収するために変形したり、車高調整の際に変形したりする方向をいう。また、横力とは、緩衝装置の伸縮方向に対して略直交する方向に作用する力をいう。

図１は、この実施例に係る緩衝装置の構造を示す側面図である。図２は、この実施例に係る緩衝装置が備える取付装置を示す平面図である。図３は、この実施例に係る緩衝装置が備える取付装置の動き方を示す説明図である。この緩衝装置１０は、いわゆるストラット形式の懸架装置に用いられるもので、第１ばねである空気ばね１と固体ばねであるコイルスプリング（第２ばね）２とを、取付装置２０を介して直列に組み合わせて構成される。ここで、固体ばねとは、例えば金属やグラスファイバー等の弾性材料を用いたばねであり、気体の圧縮による反発力を利用する空気ばね以外のばねをいう。本発明に適用できる固体ばねとしては、例えば、コイルスプリングや板ばね、あるいはトーションバー等があげられる。

取付装置２０の中間支持体であるアッパーシート２１には、車両支持用コイルスプリング２の振動を減衰させるダンパー３のダンパーロッド３Ｌが取り付けられる。また、ダンパー３には、車両支持用コイルスプリング２を支えるロアーシート３Ｓが取り付けられている。車両支持用コイルスプリング２は、取付装置２０とロアーシート３Ｓとに挟持されて、路面からの衝撃を吸収、緩和する。取付装置２０への取付側とは反対側におけるダンパー３の端部には、ブラケット３Ｂが取り付けられており、ハブ３３を備えるナックル３２が固定される。

取付装置２０は、車両３０の緩衝装置取付部３１に、例えばボルトとナットとによって取り付けられる。取付装置２０が備えるアッパーシート２１と車両３０の緩衝装置取付部３１との間には、空気ばね１が備えられる。これによって、この実施例に係る緩衝装置１０は、空気ばね１と車両支持用コイルスプリング２とを、取付装置２０を介して直列に組み合わせられる。次に、取付装置２０について説明する。

図２に示すように、取付装置２０は、車両側取付部材である環状の取付環２２に、引張棒２３を介してアッパーシート２１が支持される構造である。取付環２２は、周方向に向かって複数の貫通孔２２ｈが設けられている。アッパーシート２１の周方向外側には、内面が略球形状に形成された支持穴２１ｈが複数設けられる。引張棒２３の一端（第１端）には略球状のストッパー２４が設けられており、ストッパー２３が支持穴２１ｈにはめ込まれることにより、ストッパー２４は支持穴２１ｈに回動可能に支持される。

ストッパー２４が設けられる引張棒２３の端部の反対側は、取付環２２に設けられる貫通孔２２ｈを貫通する。取付環２２の外側における貫通孔２２ｈの内面は、略球面状に形成される。貫通孔２２ｈを貫通した引張棒２３は、貫通孔２２ｈの外側からはめ込まれる球体２５を貫通する。そして、球体２５から突出した引張棒２３には、弾性支持体であるコイルスプリング２６がはめ込まれている。引張棒２３の第２端（第１端の反対側）には、抜け止め手段２７が取り付けられており、これによって、コイルスプリング２６及び引張棒２３の脱落を防止する。このような構成により、コイルスプリング２６は、引張棒２３に、取付環２２の径方向外側へ向かう力を付与する。また、引張棒２３は、球体２５により取付環２２に対して回動可能に支持される。なお、引張棒２３の本数は６本に限られず、緩衝装置１０や車両３０の仕様によって適宜変更できる。

このような構造により、取付装置２０のアッパーシート２１は、アッパーシート２１と取付環２２との間へ放射状に設けられる複数の引張棒２３を介して、取付環２２に支持される。これによって、取付装置２０のアッパーシート２１は、コイルスプリング２６の弾性変形によって、取付環２２の径方向、及び取付環２２の径方向（車両支持用コイルスプリング２の伸縮方向に略直交する方向）に対して略直交する方向に向かって動くことができる。

例えば、図３に示すように、空気ばね１の体積が大きくなって、その伸縮方向（矢印Ｚ方向）にアッパーシート２１を押すと、コイルスプリング２６が縮んでアッパーシート２１は、空気ばね１に押された方向（矢印Ｚ方向）に移動する。ここで、空気ばね１の伸縮方向（矢印Ｚ方向）に移動すると、緩衝装置１０（図１）の全長が変化する。したがって、この取付装置２０と空気ばね１とによって、車両３０の車高を調整することができる。

また、アッパーシート２１に、取付環２２の径方向（図３の矢印Ｙ方向）に向かう力が作用すると、その力の作用方向におけるコイルスプリング２６が伸び、前記力の作用方向反対側のコイルスプリング２６が縮むことにより、前記力の作用方向に向かってアッパーシート２１が移動する。例えば車両３０が旋回しているときに発生する力（横力）は、ハブ３３、ナックル３２、ダンパー３、ダンパーロッド３Ｌの順に伝達されるが、この横力は、取付装置２０を介して車両３０に伝達される。このように、取付装置２０は、緩衝装置１０の伸縮方向に対する空気ばね１の伸縮を許容するとともに、横力を取付対象である車両３０に伝達する機能を有する。次に、この実施例に係る緩衝装置１０の動きについて説明する。

図４−１〜図４−４は、この実施例に係る緩衝装置の動きを示す説明図である。図４−１は、緩衝装置１０に横力が作用していない平衡状態を示す。図４−２は、緩衝装置１０に図中のＹ方向へ横力Ｆｓが作用した状態を示す。このように、この実施例に係る緩衝装置１０では、横力Ｆｓを受けた場合に緩衝装置１０のアッパーシート２１が取付環２２の径方向へ横力Ｆｓの作用方向へ移動する。そして、横力Ｆｓの作用方向とは反対方向の引張棒２３が、前記横力Ｆｓを車両３０へ伝達するので、横力伝達機能のない空気ばね１が車両３０と緩衝装置１０との間に介在していても、確実に横力を伝達できる。

図４−３は、緩衝装置１０に曲げＭｓとリバウンドＤとが作用した状態を示し、図４−４は、緩衝装置１０に曲げＭｓと圧縮Ｕとが作用した状態を示す。このように、この実施例に係る緩衝装置１０は、緩衝装置１０のアッパーシート２１が取付環２２の径方向へ移動して、アッパーシート２１の移動方向とは反対方向の引張棒２３が曲げＭｓによって発生する力を車両３０へ伝達する。また、リバウンドＤ及び圧縮Ｕによって発生する力は、空気ばね１を介して車両３０に伝達される。

このように、この緩衝装置１０は、取付装置２０がある程度の曲げやねじりを許容することによって、様々な方向からの入力を許容できるので、車両３０の緩衝装置として有用である。また、様々な方向からの入力があった場合でも、取付装置２０の中間支持体であるアッパーシート２１が動いてある程度の曲げやねじりを許容することにより、緩衝装置１０に対して作用する無理な力を低減できる。その結果、衝撃吸収能や減衰能といった緩衝装置１０の性能を十分発揮させることができる。この実施例に係る緩衝装置１０は、特に、緩衝装置１０で横力や曲げを受ける形式の懸架装置（例えばストラット形式）に好ましい。

図５は、この実施例に係る緩衝装置の空気補給系の一例を示す説明図である。例えば、第１緩衝装置１０Ａの第１空気ばね１Ａと第２緩衝装置１０Ｂの第２空気ばね１Ｂとは、それぞれ第１配管４１Ａと第２配管４１Ｂとによって空気供給手段４０と接続される。第１配管４１Ａ及び第２配管４１Ｂには、第１及び第２空気ばね１Ａ、１Ｂに空気を供給するときに開けられる第１及び第２給気弁４３Ａ、４３Ｂが設けられる。空気供給手段４０としては、例えば、車載電源や車両３０の駆動源である内燃機関によって駆動されるコンプレッサがあげられるが、この他にも給油の際に空気タンクへ圧縮空気を補給する方法や、アクチュエータ付きの空気ばね等を用いることができる。

また、第１及び第２給気弁４３Ａ、４３Ｂと第１及び第２空気ばね１Ａ、１Ｂとの間には、第１及び第２空気ばね１Ａ、１Ｂから空気を排出するときに開けられる第１及び第２排気弁４４Ａ、４４Ｂが設けられる。車両３０の車高を高くしたいときには、第１及び第２給気弁４３Ａ、４３Ｂを開けて、第１及び第２空気ばね１Ａ、１Ｂに空気を供給する。反対に、車両３０の車高を高くしたいときには、第１及び第２排気弁４４Ａ、４４Ｂを開けて、第１及び第２空気ばね１Ａ、１Ｂから空気を排出する。このように、この実施例に係る緩衝装置１０は、車高調整機能を備える。

この緩衝装置１０が備える取付装置２０は、摺動部分が極めて少ないので、動作抵抗は極めて小さい。これによって、車高調整時において空気ばねの伸縮方向における寸法が変化した場合における動作が極めて滑らかになり、異音の発生や耐久性低下も抑制できる。また、この緩衝装置１０が備える取付装置２０は、摺動部分が極めて少ないので、横力を受けて作動するときの抵抗は極めて小さい。これによって、横力を受けている場合においても、動作が極めて滑らかになり、異音の発生や車両３０の突き上げ等を抑制でき、また耐久性低下も抑制できる。

いわゆる軽自動車のように、車両の質量が小さい車両は、一般に乗り心地が悪い。乗り心地は、緩衝装置を含む懸架装置全体の固有振動数に大きく影響を受ける。前記固有振動数は、緩衝装置に作用する荷重と緩衝装置のばね定数とで決まるが、質量の小さい車両では、乗り心地のよいばね定数を選択すると、乗員数が多くなったり積載量が大きくなったりすると車高が大幅に変化して、走行性能に影響を及ぼす。したがって、質量の小さい車両では、乗員数や積載量の変化が車高に与える影響を極力低減するため、高いばね定数を選択する必要があり、乗り心地は犠牲になる傾向が強かった。

上述したように、この緩衝装置１０は車高調整機能を備えるので、車両３０の乗員数が変化したり、車両３０の積載量が変化したりして、緩衝装置１０に作用する荷重に変化が発生した場合には、緩衝装置１０の車高調整機能により車両３０の車高を一定に保つことができる。これによって、乗り心地を確保するために車両支持用コイルスプリング２のばね定数を低くしても、緩衝装置１０に作用する荷重変化による車両支持用コイルスプリング２の伸縮を吸収できる。その結果、車両３０の乗り心地を確保しつつ、車高を一定に保って走行性能を維持することができる。特に、最小積載時における質量と最大積載時における質量との差が、車両の質量に対しておよそ１／５以上となるような車両に対して、この実施例に係る緩衝装置は好ましく適用できる。

ここで、空気ばね１のばね定数をｋ１、車両支持用コイルスプリング２のばね定数をｋ２とする。この実施例に係る緩衝装置１０のように、空気ばね１と車両支持用コイルスプリング２とを直列に組み合わせた場合には、緩衝装置１０全体のばね定数ｋは、式（１）のようになる。
ｋ＝（ｋ１×ｋ２）／（ｋ１＋ｋ２）・・・（１）

これによって、空気ばね１と車両支持用コイルスプリング２とを直列に組み合わせた場合のばね定数は、車両支持用コイルスプリング２を単独で用いる場合と比較して小さくなる。このように、この実施例に係る緩衝装置１０は、ばね系全体を柔らかく設定できるので、さらに乗り心地を確保できる。

（第１変形例）
図６は、この実施例の第１変形例に係る緩衝装置を示す説明図である。図７は、この実施例の第１変形例に係る緩衝装置が備える取付装置を示す説明図である。この変形例に係る緩衝装置は、上記実施例に係る緩衝装置１０（図１参照）と略同様の構成であるが、取付装置の構成が異なる。他の構成は上記実施例と同様なので説明を省略する。

この変形例に係る緩衝装置１０'は、アッパーシート２１の外周部に取り付けたダイヤフラム（弾性支持体）２８を介して車両３０に取り付けられる。このダイヤフラム２８が、この緩衝装置１０'の取付装置となる。ダイヤフラム２８は、平面に対して垂直方向に撓みやすい、弾性を有する板状の部材である。この変形例において、ダイヤフラム２８は、円板状の金属板の一部に、蛇腹部２８ｓが形成される。すなわち、前記金属板の径方向（図７中のＲ方向）に連続する山部２８ｍと谷部２８ｖとが、前記金属板の径方向に向かって交互に形成される。

この蛇腹部２８ｓによって、ダイヤフラム２８が弾性変形して、空気ばね１の伸縮方向（頭の矢印Ｚ方向）に対する動きを許容できるので、空気ばね１の伸縮によって車両３０の車高を調整できる。また、緩衝装置１０から入力される横力は、ダイヤフラム２８が弾性変形することにより、緩衝装置１０のある程度の動きを許容しつつ車両３０に伝達される。これによって、この変形例に係る緩衝装置１０'は、上記実施例に係る緩衝装置１０と同様の作用、効果を奏する。なお、ダイヤフラムは、平面に対して垂直方向に撓みやすい、弾性を有する板状の部材であればよく、必ずしも図７に示すような蛇腹部２８ｓを備える必要はない。

（第２変形例）
図８−１は、この実施例の第２変形例に係る緩衝装置が備える取付装置を示す平面図である。図８−２、図８−３は、図８−１のＡ−Ａ断面図である。この変形例に係る緩衝装置は、上記実施例や上記第１変形例に係る緩衝装置と略同様の構成であるが、取付装置の構成が異なる。他の構成は上記実施例等と同様なので説明を省略する。

この緩衝装置１０ａが備える取付装置２０ａは、例えばゴムや樹脂等の弾性材料で作られた弾性支持体５０を介して、アッパーシート２１ａが取付環２２ａに支持される。なお、アッパーシート２１ａには、上記実施例で説明したように、ダンパー３のダンパーロッド３Ｌが取り付けられる。また、図８−１、図８−２に示すように、取付環２２ａは、車両３０に固定される。

弾性支持体５０は、内側環状体５１と、内側環状体５１の外径よりも内径の大きい外側環状体５３と、内側環状体５１と外側環状体５３との間に放射状に配置されて両者を結合する複数の連結体５２とで構成される。なお、この変形例において、内側環状体５１と外側環状体５３と連結体５２とは、一体で構成される。外側環状体５３は、取付環２２ａにはめ込まれ、これに固定される。また、アッパーシート２１ａは、内側環状体５１にはめ込まれ、これに固定される。

図８−２は、この変形例に係る緩衝装置１０ａが備える空気ばね１に荷重が作用していない状態である。このときの空気ばね１の伸縮方向（図８―２の矢印Ｚ方向）における長さをｌ₁とする。車両３０の車高を調整するため、空気ばね１に空気を充填して、空気ばね１の伸縮方向をける長さをｌ₂にする（ｌ₂＞ｌ₁）。すると、図８−３に示すように、弾性支持体５０の連結体５２が弾性変形によって撓んで、空気ばね１の伸縮方向（図８―３の矢印Ｚ方向）における長さの変化を許容する。これによって、この変形例に係る緩衝装置１０ａの伸縮方向における長さを変化させ、車両３０の車高を調整できる。また、緩衝装置１０ａに作用する横力は、弾性支持体５０が弾性変形することによって、緩衝装置１０ａのある程度の動きを許容しつつ車両３０へ伝達される。

この取付装置２０ａは、ゴム等の弾性材料で作られた複数の連結体５２によって空気ばね１の伸縮方向における長さの変化を吸収する。そして、アッパーシート２１ａと取付環２２ａとの間にスポーク状に張り巡らされた複数の連結体５２を介して、車両支持用コイルスプリング２の伸縮方向に略直交する方向に対する動きをある程度許容しつつ、横力を車両に伝達する。このような構成によって、横力による取付装置２０ａの変形を小さくできる。なお、弾性支持体５０は、少なくとも連結体５２が弾性材料で構成されていればよい。また、連結体５２の本数は８本に限定されるものではなく、緩衝装置１０ａや車両３０の仕様によって適宜変更できる。また、この取付装置２０ａは、摺動部分がほとんど存在しないので、横力を受けている場合の動作抵抗は極めて小さい。これによって、取付装置２０ａの動作が極めて滑らかになり、異音の発生や車両３０の突き上げ等を抑制でき、また耐久性低下も抑制できる。

（第３変形例）
図９は、この実施例の第３変形例に係る緩衝装置が備える取付装置を示す平面図である。この変形例に係る緩衝装置が備える取付装置２０ｂは、上記実施例の第２変形例に係る緩衝装置１０ａが備える取付装置２０ａの連結体５２を、ゴムや樹脂等の弾性材料で作られた弾性部材（弾性支持体）２６ｂに置き換えた構成である。すなわち、アッパーシート２１ｂは、弾性部材２６ｂを介して取付環２２ｂに支持される。なお、取付環２２ｂは車両に取り付けられ、アッパーシート２１ｂには、ダンパー３のダンパーロッド３Ｌ（図１）が取り付けられる。かかる構成によって、この変形例に係る緩衝装置は、上記第２変形例に係る緩衝装置と同様の作用、効果を奏する。

（第４変形例）
図１０−１は、この実施例の第４変形例に係る緩衝装置を示す断面図である。図１０−２は、図１０−１のＢ−Ｂ断面図である。この変形例に係る緩衝装置は、上記実施例やその変形例に係る緩衝装置と略同様の構成であるが、取付装置２０ｃは球体を介して、アッパーシートを取付体に支持する点が異なる。他の構成は、上記実施例等と同様である。

図１０に示すように、この緩衝装置１０ａが備える取付装置２０ａは、車両側取付部材２２ｃ内に、弾性球体２６ｃを介して中間支持体２１ｃが支持される。中間支持体２１ｃは、上記実施例に係る緩衝装置１０が備えるアッパーシート２１（図１）に相当する。車両側取付部材２２ｃは、中空の円筒形状であり、内部には空気ばね１、弾性球体２６ｃ、仕切り板４及び補助ばね５が内部に格納される。

車両側取付部材２２ｃの車両取付側と反対側には孔２２ｃｈが設けられている。そして、中間支持体２１ｃの軸部２１ｃｓがこの孔２２ｃｈを貫通する。車両側取付部材２２ｃの内部には、空気ばね１が設けられる。空気ばね１は、中間支持体２１ｃの車両取付側における端部と接する。中間支持体２１ｃの車両取付側とは反対側における端部には、ダンパー３のダンパーロッド３Ｌが取り付けられ、また、車両支持用コイルスプリング２が係止される。

図１０−１、図１０−２に示すように、中間支持体２１ｃの軸部２１ｃｓと、車両側取付部材２２ｃの内壁２２ｃｉｗとの間には、弾性支持体である弾性球体２６ｃが設けられる。この弾性球体２６ｃは、中間支持体２１ｃの軸部２１ｃｓと車両側取付部材２２ｃの内壁２２ｃｉｗとに接している。この変形例において、弾性球体２６ｃは、ゴムや樹脂等の弾性材料で作られており、硬度は、緩衝装置１０ｃや車両３０の仕様に応じて適宜設定する。また、弾性球体２６ｃは、例えば、金属球を弾性材料で被覆したものを用いてもよい。この変形例において、弾性球体２６ｃの個数は３個であるが、弾性球体２６ｃの個数はこれに限定されるものではなく、緩衝装置１０ｃや車両３０の仕様に応じて適宜設定する。

弾性球体２６ｃと車両側取付部材２２ｃの孔２２ｃｈ側との間には、中抜き円板形状の仕切り板４と、補助ばね５とが設けられている。仕切り板４は、球体と補助ばね５との間に設けられる。中間支持体２１ｃは、緩衝装置１０ｃの伸縮や空気ばね１の伸縮にともなって、前記伸縮方向に動く。これによって、補助ばね５によって仕切り板４を弾性球体２６ｃ側に押し付けるようにすることで、弾性球体２６ｃの遊びを低減する。また、空気ばね１の寸法がその伸縮方向に変化した場合には、弾性球体２６ｃの弾性変形とともに、その変化を吸収する。なお、補助ばね５を使用せず、弾性球体２６ｃのみの変形によって伸縮方向のおける空気ばね１の変形を吸収するように構成してもよい。

車両３０の車高を調整するため、空気ばね１の寸法がその伸縮方向に変化した場合、中間支持体２１ｃは、空気ばね１の寸法変化とともに移動する。この空気ばね１の伸縮方向における寸法変化は、弾性球体２６ｃの弾性変形及び補助ばね５の弾性変形によって許容される。これによって、空気ばね１の伸縮方向（図１０−１の矢印Ｚ方向）における長さを変化させ、車両３０の車高を調整できる。また、緩衝装置１０ｃに作用する横力は、弾性球体２６ｃが弾性変形することにより、緩衝装置１０ｃの動きが程度許容されながら、中間支持体２１ｃ、弾性球体２６ｃ、車両側取付部材２２ｃの順に伝達される。

この取付装置２０ｃは、弾性球体２６ｃ及び補助ばね５が弾性変形することによって空気ばね１の伸縮方向における長さの変化を吸収する。そして緩衝装置１０ｃに入力される横力は、弾性球体２６ｃが弾性変形することにより緩衝装置１０ｃの動きをある程度許容しながら、車両３０に伝達される。このように、弾性球体２６ｃを用いることによって、横力による取付装置２０ｃの変形を小さくできる。また、この取付装置２０ｃが空気ばね１の伸縮方向に動作する場合には、弾性球体２６ｃの転がりにより動作抵抗を小さくできる。これによって、横力を受けている場合の動作抵抗を小さくできるので、取付装置２０ｃの動作が極めて滑らかになり、異音の発生や車両３０の突き上げ等を抑制でき、また耐久性低下も抑制できる。

以上、この実施例及び変形例に係る緩衝装置は、空気ばねと固体ばねとを組み合わせるとともに、車両の乗員数変化等によって緩衝装置の荷重が変化した場合には、空気ばねによって車高を調整する。また、この実施例及び変形例に係る緩衝装置は、伸縮方向に変形することによって空気ばねの伸縮を許容するとともに、横力を取付対象に伝達する取付装置によって車両に取り付けられる。このように、この緩衝装置を車両に取り付ける取付装置は摺動部が極めて少ないので、空気ばねがその伸縮方向に動作しているときの動作抵抗を低減できる。

また、この実施例及び変形例に係る緩衝装置は、上記構成によって、乗り心地を考慮して固体ばねのばね定数を低く設定しても、空気ばねによって車両の車高を一定に保つことができる。その結果、簡易な構成で、乗り心地を確保しつつ、車高を一定に保つことができる。特に、この実施例及び変形例に係る緩衝装置は、車両の質量が小さく、乗員数変化等により、車両全体で見た場合における相対的な質量変化が大きい車両に対して好適である。

また、この実施例及び変形例に係る緩衝装置は、万一空気ばねの荷重支持能力が極めて低下した場合であっても、取付装置が伸縮方向に変形して荷重を支持する。これによって、安全性が向上する。また、空気ばねと固体ばねとを組み合わせるので、空気ばねによって高周波の振動を遮断して、乗り心地をさらに向上させることができる。

また、路面から緩衝装置へは伸縮方向のみならず伸縮方向に交差する方向への入力が存在することがある。この実施例及びその変形例に係る緩衝装置では、第１ばねの伸縮方向に対して交差する方向に対する動きをある程度許容しつつ規制する。これによって、様々な方向からの入力があった場合でも、取付装置の中間支持体が動いてある程度の曲げやねじりを許容することにより、緩衝装置に対して作用する無理な力を低減できる。その結果、衝撃吸収能や減衰能といった緩衝装置の性能を十分発揮させることができる。

以上のように、本発明に係る懸架装置は、車両の懸架装置に有用であり、特に、空気ばねがその伸縮方向に動作しているときの動作抵抗を低減することに適している。

この実施例に係る緩衝装置の構造を示す側面図である。この実施例に係る緩衝装置が備える取付装置を示す平面図である。この実施例に係る緩衝装置が備える取付装置の動き方を示す説明図である。この実施例に係る緩衝装置が備える取付装置の動き方を示す説明図である。この実施例に係る緩衝装置が備える取付装置の動き方を示す説明図である。この実施例に係る緩衝装置が備える取付装置の動き方を示す説明図である。この実施例に係る緩衝装置が備える取付装置の動き方を示す説明図である。この実施例に係る緩衝装置の空気補給系の一例を示す説明図である。この実施例の第１変形例に係る緩衝装置を示す説明図である。この実施例の第１変形例に係る緩衝装置が備える取付装置を示す説明図である。この実施例の第２変形例に係る緩衝装置が備える取付装置を示す平面図である。図８−１のＡ−Ａ断面図である。図８−１のＡ−Ａ断面図である。この実施例の第３変形例に係る緩衝装置が備える取付装置を示す平面図である。この実施例の第４変形例に係る緩衝装置を示す断面図である。図１０−１のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１空気ばね
２車両支持用コイルスプリング
３ダンパー
１０、１０ａ、１０ｃ緩衝装置
１０Ａ第１緩衝装置
１０Ｂ第２緩衝装置
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ取付装置
２１、２１ａ、２１ｂアッパーシート
２１ｃ中間支持体
２２、２２ａ取付環
２２ｃ車両側取付部材
２３引張棒
２６コイルスプリング
２６ｂ弾性部材
２６ｃ弾性球体
２８ダイヤフラム
３０車両
４０空気供給手段
５０弾性支持体

Claims

車両に取り付けられて、懸架装置とともに用いられる緩衝装置であって、
気室に閉じ込められた気体の圧縮弾性を利用し、かつ前記車両の取付側に配置される第１ばねと、
前記第１ばねと直列に配置される第２ばねと、
前記車両に取り付けられる車両側取付部材と、
前記第１ばねと前記第２ばねとの間に介在すると共に前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に動けるように配置される中間支持体と、
前記車両側取付部材と前記中間支持体との間に介在すると共に前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に対する前記中間支持体の動きを弾性変形によって受ける弾性支持体と、
を含むことを特徴とする緩衝装置。
前記弾性支持体は、複数の球体であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
車両に取り付けられて、懸架装置とともに用いられる緩衝装置であって、
気室に閉じ込められた気体の圧縮弾性を利用し、かつ前記車両の取付側に配置される第１ばねと、
前記第１ばねと直列に配置される第２ばねと、
前記車両に取り付けられる環状の取付環と、
前記第１ばねと前記第２ばねとの間に介在すると共に前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に動けるように配置される中間支持体と、
前記中間支持体と前記取付環との間へ放射状に設けられる複数の引張棒と、
前記取付環と前記中間支持体との間に介在すると共に、前記引張棒に、前記取付環の径方向外側へ向かう力を付与する弾性支持体と、
を含んで構成されることを特徴とする緩衝装置。
車両に取り付けられて、懸架装置とともに用いられる緩衝装置であって、
気室に閉じ込められた気体の圧縮弾性を利用し、かつ前記車両の取付側に配置される第１ばねと、
前記第１ばねと直列に配置される第２ばねと、
前記第１ばねと前記第２ばねとの間に介在すると共に前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に動けるように配置される中間支持体と、
前記車両と前記中間支持体との間に介在すると共に、前記第１ばねの伸縮方向及び前記第１ばねの伸縮方向に交差する方向に対する前記中間支持体の動きを弾性変形によって受けるダイヤフラムと、
を含んで構成されることを特徴とする緩衝装置。
前記第２ばねの振動を減衰させる振動減衰手段は、前記中間支持体の前記第２ばね側に取り付けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の緩衝装置。