JP6254687B2 - 高さ調整デバイスを備える自動車用のサスペンション・ストラット - Google Patents

Description

本発明は、地面からの車両のボディの高さを調整するためのすなわち地面からの車両のボディの高さを制御する形で変更するための車両高さ調整デバイス（ｖｅｈｉｃｌｅ ｈｅｉｇｈｔ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｄｅｖｉｃｅ）を装備する車両サスペンションのための、特にマクファーソン・サスペンション（ＭａｃＰｈｅｒｓｏｎ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）のための、ダンパ・ばねユニット（ｄａｍｐｅｒ ａｎｄ ｓｐｒｉｎｇ ｕｎｉｔ）に関する。

上で言及したタイプの高さ調整デバイスを車両サスペンション上で使用することは既知である。これらのデバイスは、車両がオフロードを走行するときは地面からの高さをより高く、車両がオンロードを特には高速で走行するときは地面からの高さをより低く車両ボディを位置決めすることを目的として、例えばいわゆるＳＵＶ（スポーツ・ユーティリティ・ビークル）上で使用される。これらのデバイスは一般には、急な傾斜によって境界が定められるエリアに入るか又はそのようなエリアから出るといったような例えば特別な操作時に車両ボディを地面から上昇させるのを可能にすることを目的として、さらには、雪道で、又は、地面からの高さを通常よりも高くすることが好まれるような任意の他の運転条件で車両を運転するのを可能にすることを目的として、高速での運転条件を向上させるために地面からの高さが通常は低くされているスポーツ・カー上でも使用される。

本出願人名義の特許文献１が、ばねの頂端部と車両ボディとの間の距離を制御する形で変更することを目的としてばねの頂端部と車両ボディとの間に挿置される、液圧リニア・アクチュエータ（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｌｉｎｅａｒ ａｃｔｕａｔｏｒ）として作られる地面からの車両の高さを調整するためのデバイスを備える、マクファーソン・サスペンションのためのダンパ・ばねユニットを開示している。より具体的には、デバイスが、車両ボディに結合されるシリンダと、トップ・スプリング・プレート（ｔｏｐ ｓｐｒｉｎｇ ｐｌａｔｅ）上に載置される、シリンダの長手方向軸線に沿って摺動可能であるピストンとを備える。

やはり本出願人の名義の特許文献２が、ダンパ・シリンダを基準として、すなわちホイールの軸を基準としてばねの底端部の線形位置を制御する形で変更することを目的としてダンパとばねとの間に挿置される、液圧リニア・アクチュエータとして作られる地面からの車両の高さを調整するためのデバイスを備える、マクファーソン・サスペンションのためのダンパ・ばねユニットを開示している。より具体的には、デバイスが、ダンパ・シリンダに結合されるシリンダと、ボトム・スプリング・プレート（ｂｏｔｔｏｍ ｓｐｒｉｎｇ ｐｌａｔｅ）上に載置される、シリンダの長手方向軸線に沿って摺動可能であるピストンとを備える。いわゆる、ダンパ・シリンダ（ホイール・キャリアに駆動可能に接続されるサスペンションの部分）とばねの底端部と間に挿置されるタイプである、このタイプの調整デバイスは、上で考察した他の既知の解決策と比較して、サスペンションの垂直方向のサイズを増大させないという利点を有するが、ダンパ・ばねユニットの底部領域での径方向のサイズが増大してその結果としてこの領域では利用可能となる空間が通常は非常に小さくなるという欠点も有する。

イタリア特許出願第ＴＯ２０１００６９５号明細書 国際特許第２０１２／１５６４１８号

本発明の目的は、特にユニットの底部領域において従来技術よりも小さいサイズを有する、地面からの車両の高さを調整するためのデバイスを備える車両サスペンションのための、特にマクファーソン・サスペンションのための、ダンパ・ばねユニットを提供することである。

この目的及び他の目的が、ダンパと、ばね部材と、地面からの車両のボディの高さを調整するための車両高さ調整デバイスとを備える、車両サスペンションのための、特にマクファーソン・サスペンションのための、ダンパ・ばねユニットにより本発明に従って完全に達成され、ここでは、ダンパが、ホイール・キャリアに強固に接続されるように適合される第１の要素と、第１の要素を基準としてダンパの長手方向軸線に沿って摺動可能である第２の要素とを有し、ばね部材がダンパと同軸に延在してその底部でボトム・スプリング・プレートに接触するように載置され、調整デバイスが、第１のダンパ要素を基準としてダンパの長手方向軸線に沿わせてボトム・スプリング・プレートの線形位置を、したがってさらにはばね部材の底端部の線形位置を制御する形で変更するために第１のダンパ要素とばね部材との間に挿置され、また調整デバイスが、第１のダンパ要素に対して強固に固定されるシリンダと、地面からの車両の最小高さに対応する底部側の動程の端の位置と地面からの車両の最大高さに対応する頂部側の動程の端の位置との間でダンパの長手方向軸線に沿ってボトム・スプリング・プレートと共に移動するようにボトム・スプリング・プレートに接続されるピストンと、を備える液圧リニア・アクチュエータとして作られ、調整デバイスのピストンが、少なくとも、その長手方向のサイズの最も大きい部分において、ばね部材内に配置される。

調整デバイスがばね部材内で完全に又はほぼ完全に受けられることから、調整デバイスが存在してもダンパ・ばねユニットのサイズが大幅に増大することはない。

添付図面を参照して単に非限定の例として与えられる以下の詳細な説明から本発明の別の特徴及び利点がより明確に得られる。

本発明による、地面からの車両の高さを調整するためのデバイスを有する、マクファーソン・車両・サスペンションのためのダンパ・ばねユニットを示す等角図である。 地面からの車両ボディの最小高さに対応する底部側の動程の端の位置にある図１のダンパ・ばねユニットを示す軸方向断面図である。 地面からの車両ボディの最大高さに対応する頂部側の動程の端の位置にある図１のダンパ・ばねユニットを示す軸方向断面図である。 地面からの車両ボディの最小高さに対応する底部側の動程の端の位置にある本発明の異なる実施例によるダンパ・ばねユニットを示す軸方向断面図である。 地面からの車両ボディの最大高さに対応する頂部側の動程の端の位置にある本発明の異なる実施例によるダンパ・ばねユニットを示す軸方向断面図である。

以下の説明及び特許請求の範囲では、「頂部」及び「底部」、並びに、「垂直方向」及び「水平方向」などの用語は、サスペンションを車両に設置した状態を参照することを意図される。さらに、「軸方向」及び「長手方向」という用語は、本明細書では、調整デバイスとして機能する液圧リニア・アクチュエータの長手方向軸線（調整デバイスがマクファーソン・サスペンションに設置された状態では、この軸はダンパの軸に一致する）の方向を示すのに使用され、対して、「径方向」及び「横方向」という用語は、その軸に対して垂直な平面内にある方向を示すのに使用される。

図１から３を参照すると、車両用のマクファーソン・サスペンションのためのダンパ・ばねユニットが全体として１０で示され、ダンパ１２と、ダンパ１２の周りに配置されるばね部材１４とをそれ自体は既知である形で備える。

ダンパ１２が、基本的には、ホイール担持ストラット（図示せず）に強固に接続されるように適合される第１のダンパ要素と、ダンパの長手方向軸線（ｚで示される）に沿って第１のダンパ要素を基準として摺動可能である第２のダンパ要素とを備える。好適には、上記第１及び第２のダンパ要素は、それぞれ、長手方向軸線ｚに沿って延在するシリンダ１６及び長手方向軸線ｚに沿って摺動するようにシリンダ１６内で摺動可能に受けられるピストン（図示せず）である。ロッド１８が平行移動するようにピストンに駆動可能に接続され、シリンダ１６と同軸に延在し、上部取付具２０によりその頂端部のところで車両ボディ（図示せず）に対して固着される。

好適には、ばね部材１４はコイルばねとして作られる。ばね部材１４は、その底部においてボトム・スプリング・プレート２２に接触するように及びその頂部においてトップ・スプリング・プレート２４に接触するように載置される。トップ・スプリング・プレート２４が垂直方向においてばね部材１４の頂端部と上部取付具２０との間に挿置される。

ダンパ・ばねユニット１０が、地面からの車両ボディの高さを調整するための車両高さ調整デバイス２６（以降、単純に「調整デバイス」と称す）をさらに備える。調整デバイス２６は液圧リニア・アクチュエータとして作られ、ダンパ１２の第１のダンパ要素（図１から３に示される実施例によるとシリンダ１６）とボトム・スプリング・プレート２２との間に挿置され、それにより長手方向軸線ｚに沿ってダンパ１２のシリンダ１６を基準としてばね部材１４の位置を調整することが可能となる。少なくとも長手方向軸線ｚの方向（垂直方向であるか、又は、いずれにしても、その主要な成分として垂直方向を含む方向）においてはばね部材１４が車両ボディに駆動可能に接続されさらにはダンパ１２のシリンダ１６がホイール・キャリア（ホイールの直径によって決定される地面からの固定の距離のところに配置される）に駆動可能に接続されることを理由として、長手方向軸線ｚに沿ってダンパ１２のシリンダ１６を基準としてばね部材１４の位置を調整することには地面からの車両ボディの高さを調整することが伴われる。

特に図２及び３を参照すると、好適には、調整デバイス２６が、長手方向軸線ｚの方向においてダンパ１２のシリンダ１６と共に平行移動するように駆動可能に接続されることを目的としてダンパ１２のシリンダ１６に結合されるシリンダ２８と、長手方向軸線ｚの方向においてボトム・スプリング・プレート２２と共に平行移動するように駆動可能に接続されることを目的としてボトム・スプリング・プレート２２に結合されるピストン３０とを備える。

図１から３に示される実施例によると、調整デバイス２６のシリンダ２８は環状シリンダとして作られ、ダンパ１２のシリンダ１６の頂端部分の周りに配置される。好適には、調整デバイス２６のシリンダ２８が、環状形状の圧力チャンバ３６を囲むように互いに同軸となるように配置される内側円筒形要素３２及び外側円筒形要素３４を備える。それ自体は既知である手法で、圧力チャンバ３６が、チューブ３８及び弁手段（図示せず）を介して、圧力下の流体の供給源又はタンク（いずれも図示せず）に対して選択的に接続可能である。好適には、内側円筒形要素３２が、長手方向軸線ｚの周りで共に回転するように駆動可能に接続されるようにダンパ１２のシリンダ１６に対して固定される。内側円筒形要素３２がその頂端部のところでダンパ１２のシリンダ１６を閉じるトップ・キャップ４０（好適には、内側円筒形要素３２自体と共に単一部片として形成される）を備え、このトップ・キャップ４０が貫通孔４２を有し、貫通孔４２を通ってダンパ１２のロッド１８が摺動する。調整デバイス２６のシリンダ２８の内側円筒形要素３２及び外側円筒形要素３４はそれ自体は既知であるタイプである個別の密閉部材４４及び４６を装備し、これらはピストン３０と協働して圧力チャンバ３６を密閉する。

調整デバイス２６のピストン３０は環状ピストンとして作られ、底部側の動程の端の位置（図２）と頂部側の動程の端の位置（図３）との間で摺動するように圧力チャンバ３６内で摺動可能となるように配置される。好適には、ピストン３０はその底端部にショルダ４８すなわち拡大される断面積を有する部分を有し、このショルダ４８は、底部側の動程の端の位置では、その底部において圧力チャンバ３６の底部に当接し、頂部側の動程の端の位置では、その頂部において、調整デバイス２６のシリンダ２８の内側円筒形要素３２によって形成されるショルダ５０に当接する。

ホイールを操縦するためのマクファーソン・サスペンション上で調整デバイス２６を使用する場合、調整デバイス２６のシリンダ２８を基準として、したがってさらにはダンパ１２のシリンダ１６を基準として長手方向軸線ｚの周りでピストン３０が回転するのを防止するために、回転防止手段がそれ自体は既知である手法で設けられる。

ピストン３０と同軸となるように配置されてピストン３０より大きい軸方向のサイズを有する逆さのカップ形状となるように好適には作られる接続部材５２が調整デバイス２６のピストン３０に関連付けられ、それによりピストン３０が接続部材５２の容積内に完全に収容されるようになる。接続部材５２はその一方側においてピストン３２に接続され、もう一方側でボトム・スプリング・プレート２２に接続され、その結果、これらの２つの構成要素が長手方向ｚに沿って互いに共に平行移動するように駆動可能に接続されることになる。調整デバイス２６のシリンダ２８の圧力チャンバ３６内に圧力下の流体を供給することにより、道路表面を基準として、ピストン３０がシリンダ２８から延び（上昇）、したがってその結果、接続部材５２を介してばね部材１４も上昇し、さらにはそれらと共に車両ボディも上昇する。反対に圧力チャンバ３６を解放すると、シリンダ２８を基準としてピストン３０が後退（降下）し、したがってその結果、ばね部材１４も下方に移動し、それらと共に車両ボディも下方に移動する。

図２及び３を見るとすぐに気づくことができるであろうが、特別な逆さのカップ形状の接続部材５２により、少なくとも、その長手方向のサイズの最も大きい部分において、調整デバイス２６のピストン３０がばね部材１４の容積内に収容されるようになる。これにより、ばね部材１４の外側で調整デバイス２６によって取られる空間を大幅に縮小させることが可能となり、その結果として、それに応じて、ダンパ・ばねユニットを設置することになるサスペンションの及び／又は車両の他の部材と干渉する問題を制限することが可能となる。

本発明による、地面からの車両の高さを調整するためのデバイスを備えるダンパ・ばねユニットの異なる実施例が図４及び５の断面図に示されており、ここでは、図２及び３の部品及び要素と同一であるか又はそれらに相当する部品及び要素には同じ参照符号が与えられる。図４及び５の実施例は図２及び３の実施例とほぼ同じであり、したがってこの実施例は本明細書では詳細には説明されないため、図２及び３の実施例の上記の説明を参照されたい。図２及び３の実施例との違いは、図４及び５の実施例が、ダンパ１２の緩衝装置５６のための当接面を形成するために調整デバイス２６のピストン３０上に設置されるキャップ５４を提供することである。こうすることにより、いわゆる緩衝状態において、つまり、ダンパが圧縮動程（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｔｒａｖｅｌ）の端に到達するとき、シリンダ２８ではなく調整デバイス２６のピストン３０に緩衝荷重（ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ ｌｏａｄ）が加えられ、これを介して、ダンパ１２のシリンダ１６に緩衝荷重が加えられる（対して、図２及び３の実施例では、このような場合、緩衝装置は調整デバイス２６のシリンダ２８のキャップ４０と共に動作する）。これ以外では、図２及び３の実施例に関連させて上で既に述べたことがこの異なる実施例にも適用される。

当然、単に非限定の実例として説明及び例示したものに対して、本発明の原理を変えないままで、実施例及び構造的細部を大幅に修正することもできる。

Claims (5)

1. 長手方向軸線（ｚ）を有するダンパ（１２）と、前記ダンパ（１２）と同軸に延在しているばね部材（１４）と、前記ばね部材（１４）がその底部において載置されたボトム・スプリング・プレート（２２）と、地面からの車両の高さを調整するための車両高さ調整デバイス（２６）とを備える、車両サスペンションのためのダンパ・ばねユニット（１０）であって、
   前記ダンパ（１２）が、前記サスペンションのホイール・キャリアに強固に接続されるように適合されたダンパ・シリンダ（１６）と、前記ダンパ・シリンダ（１６）を基準として前記長手方向軸線（ｚ）に沿って摺動可能であるダンパ・ロッド（１８）とを有し、
   前記調整デバイス（２６）が、前記ダンパ・シリンダ（１６）を基準として前記長手方向軸線（ｚ）に沿って前記ボトム・スプリング・プレート（２２）の線形位置、従って前記ばね部材（１４）の底端部の線形位置を制御して変更するために、前記ダンパ・シリンダ（１６）と前記ばね部材（１４）との間に挿置され、
   また前記調整デバイス（２６）が、前記ダンパ・シリンダ（１６）に対して強固に固定されるシリンダ（２８）と、地面からの車両の最小高さに対応する底部側の動程の端の位置と地面からの車両の最大高さに対応する頂部側の動程の端の位置との間で前記ダンパ（１２）の前記長手方向軸線（ｚ）に沿って前記ボトム・スプリング・プレート（２２）と共に移動するように駆動可能に接続されるように前記ボトム・スプリング・プレート（２２）に接続されたピストン（３０）とを備える液圧リニア・アクチュエータ、として作られ、
   前記調整デバイス（２６）の前記ピストン（３０）が、前記長手方向軸線（ｚ）の方向において少なくとも部分的に前記ばね部材（１４）内に配置され、
   前記調整デバイス（２６）が、前記ダンパ・ロッド（１８）上に設置された前記ダンパ（１２）の緩衝装置（５６）のための当接面を提供するために、前記調整デバイス（２６）の前記ピストン（３０）上に設置されたキャップ（５４）をさらに備える、
   ダンパ・ばねユニット（１０）。
2. 前記調整デバイス（２６）の前記シリンダ（２８）が、前記ダンパ・シリンダ（１６）の頂端部分の周りに配置され、環状形状の圧力チャンバ（３６）を囲むように互いに同軸に配置された内側円筒形要素（３２）及び外側円筒形要素（３４）を備える環状シリンダとして作られ、前記調整デバイス（２６）の前記ピストン（３０）が、環状ピストンとして作られ、底部側の動程の端の位置と頂部側の動程の端の位置との間で前記圧力チャンバ（３６）内に摺動可能に配置されている、請求項１に記載のダンパ・ばねユニット。
3. 前記調整デバイス（２６）の前記シリンダ（２８）の前記内側円筒形要素（３２）が、前記長手方向軸線（ｚ）の周りで共に回転するように駆動可能に接続されるために、前記ダンパ・シリンダ（１６）に対して固定される、請求項２に記載のダンパ・ばねユニット。
4. 前記調整デバイス（２６）が、前記調整デバイス（２６）の前記ピストン（３０）と同軸に配置され、前記ピストン（３０）より大きい軸線方向のサイズを有する接続部材（５２）をさらに備え、それにより、前記ピストン（３０）が、前記接続部材（５２）の容積内に完全に配置され、前記接続部材（５２）が、一方側において前記ピストン（３０）に接続され、もう一方側で前記ボトム・スプリング・プレート（２２）に接続されて、前記ピストン（３０）及び前記ボトム・スプリング・プレート（２２）が前記長手方向（ｚ）に沿って互いに共に移動するように駆動可能に接続されている、請求項２又は請求項３に記載のダンパ・ばねユニット。
5. 前記調整デバイス（２６）の前記接続部材（５２）が、逆さのカップ形状を有する、請求項４に記載のダンパ・ばねユニット。

Images