JP6931714B2

JP6931714B2 - 懸架装置

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Publication number: JP6931714B2
Application number: JP2019556079A
Authority: JP
Inventors: 豊山崎; 大中村
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2021-09-08
Anticipated expiration: 2037-11-27
Also published as: WO2019102620A1; US20200284312A1; ES2921706T3; JPWO2019102620A1; EP3719344A4; EP3719344B1; EP3719344A1; US11199236B2

Description

本発明は、車両等の移動体に取り付けられる懸架装置に関する。

特許文献１に記載される油圧緩衝器は、シリンダおよびピストンロッドを含む。シリンダ内には、第１〜第３の油室および気体室が形成されている。第１〜第３の油室には作動油が充填され、気体室にはガスが充填されている。

ピストンロッドは主ピストンロッドおよび副ピストンロッドにより構成されている。主ピストンロッドの下端部に副ピストンロッドの上端部が連結される。ピストンは、主ピストンロッドと副ピストンロッドとの間に固定されており、第１の油室と第２の油室とを仕切っている。

シリンダの下端部には蓋部材が設けられている。蓋部材には、上方に延びるパイプが固定される。パイプに第２の支持部材およびフリーピストンが嵌合されている。第２の支持部材は、第２の油室と第３の油室とを仕切っており、フリーピストンは、第３の油室と気体室とを仕切っている。

外部から力が加えられていない自然状態では、ピストンに第１の油室側の受圧面積と第２の油室側の受圧面積との差分による力が働く。具体的には、第１の油室側の受圧面積が第２の油室側の受圧面積よりも大きいと、自然状態でピストンを下方に移動させる力が働く。それにより、自然状態で油圧緩衝器が収縮する。
特許第５９９７３９２号公報

油圧制御器は、シリンダからピストンロッドが所定量突出した状態で車両等の移動体に取り付けられる。上記のような自然状態で収縮する油圧緩衝器を移動体に取り付ける際には、例えば専用の治具を用いて、ピストンロッドをシリンダから引き出す必要がある。そのため、煩雑な作業が必要となり、作業者の負担が大きくなる。

本発明の目的は、煩雑な作業を要することなく移動体への取り付けが可能な懸架装置を提供することである。

（１）本発明の一局面に従う懸架装置は、一方向に延びる軸心を有するとともに第１の端部および第２の端部を有するシリンダと、シリンダの内部で軸心方向に移動可能に設けられる第１のピストンと、第１のピストンと第１の端部との間で軸心方向に延びるようにシリンダの内部に設けられる内筒と、第１のピストンに連結されるとともに内筒に挿入されるように軸心方向に延びる第１のロッドと、第１のピストンに連結されるとともに第２の端部を通ってシリンダの外部に突出するように軸心方向に延びる第２のロッドと、第１の端部を閉塞する閉塞部と、第２の端部を閉塞しつつ第２のロッドを軸心方向に移動可能に支持する第１の支持部と、内筒の外面とシリンダの内面との間の隙間を封止しつつ軸心方向に移動可能に設けられる第２のピストンとを備え、シリンダの内部で第１のピストンと第１の支持部との間に第１の液体室が形成され、シリンダの内部でかつ内筒の外部において第１のピストンと第２のピストンとの間に第２の液体室が形成され、第１のピストンに第１の液体室と第２の液体室とを連通させる液体通路が設けられるとともに第１および第２の液体室に液体が封入され、シリンダの内部でかつ内筒の外部において第２のピストンと閉塞部との間に第１の気体室が形成され、内筒の内部に気体が封入される第２の気体室が形成され、第１のロッドは第２の気体室に連通する第１の内部通路を有し、第２のロッドは第１の内部通路に連通する第２の内部通路を有し、閉塞部は、シリンダの内部に向けられた凹部を有し、内筒の端部を閉塞しつつ凹部に嵌合される嵌合部をさらに備え、閉塞部および嵌合部の少なくとも一方に第１の気体室に連通する気体通路が形成される。

この懸架装置においては、シリンダの内部に設けられた第１のピストンに第１および第２のロッドが連結される。第１のロッドはシリンダ内で内筒に挿入され、第２のロッドはシリンダの外部に突出する。懸架装置に軸心方向の力が加わると、第１および第２のロッドならびに第１のピストンが一体的に軸心方向に移動する。この場合、第１のピストンに設けられた液体通路を通して第１の液体室と第２の液体室との間で液体が流動する。液体の流動によって減衰力が生ずるので、緩衝効果が得られる。

内筒の内部には第２の気体室が形成される。第１のロッドには第２の気体室に連通する第１の内部通路が設けられ、第２のロッドには第１の内部通路に連通する第２の内部通路が設けられる。この場合、第２の内部通路および第１の内部通路を通して、第２の気体室に気体を導入するまたは第２の気体室から気体を抜き出すことができる。それにより、第２の気体室内の圧力を昇降させることができ、第１および第２のロッドを一体的に軸心方向に移動させることができる。したがって、シリンダからの第２のロッドの突出長さを容易に調整することができる。その結果、煩雑な作業を要することなく懸架装置を車両等の移動体に取り付けることができ、作業者の負担を軽減することができる。

また、閉塞部は、シリンダの内部に向けられた凹部を有し、懸架装置は、内筒の端部を閉塞しつつ凹部に嵌合される嵌合部をさらに備える。この場合、懸架装置の組み立て時に、内筒の位置決めが容易になる。

さらに、閉塞部および嵌合部の少なくとも一方に第１の気体室に連通する気体通路が形成される。この場合、気体通路を通して第１の気体室に容易に気体を導入することができる。

（２）懸架装置は、第１のピストンと第２のピストンとの間でシリンダに対して内筒を支持する第２の支持部をさらに備えてもよい。この場合、シリンダ内における内筒の位置ずれが防止される。それにより、内筒が第１および第２のロッドの移動の妨げとなることが防止される。

（３）第２のロッドは、シリンダの外部で開口する気体入出口を有し、第２の内部通路は、気体入出口を通して外部空間と連通し、懸架装置は、気体入出口に取り付けられるバルブをさらに備え、バルブは、第２の内部通路への気体の導入を可能としかつ第２の内部通路からの気体の流出を阻止するように構成されてもよい。この場合、バルブを通して第２の内部通路に気体を導入することにより、シリンダからの第２のロッドの突出長さを容易に調整することができる。また、バルブによって第２の内部通路からの気体の流出が阻止されるので、調整後の第２のロッドの突出長さを安定に維持することができる。

（４）軸心方向において第１の液体室から圧力を受ける第１のピストンの受圧面積は、軸心方向において第２の液体室から圧力を受ける第１のピストンの受圧面積よりも大きくてもよい。

この場合、外部から懸架装置に力が加わっていない状態では、軸心方向において第２の液体室から第１のピストンに加わる力が、軸心方向において第１の液体室から第１のピストンに加わる力よりも大きくなる。このような懸架装置が移動体に取り付けられることにより、移動体の旋回時に乗員に生じる浮遊感が低減され、乗り心地が良好となる。

一方、外部から懸架装置に力が加わっていない状態で第２のロッドの突出長さが小さくなるので、懸架装置を移動体に取り付ける際に、第２のロッドをシリンダから引き出す必要がある。本構成によれば、シリンダからの第２のロッドの突出長さを容易に調整することができるので、懸架装置の取付時における作業負担の増大が抑制される。

本発明によれば、煩雑な作業を要することなく懸架装置を車両等の移動体に取り付けることができる。

図１は本発明の実施の形態に係る懸架装置の全体構成を示す模式的断面図である。図２はシリンダ室の上部の拡大断面図である。図３はシリンダ室の中間部の拡大断面図である。図４はシリンダ室の下部の拡大断面図である。図５は嵌合部材の外観斜視図である。図６は上ロッドの上端部の拡大断面図である。図７は懸架装置の組み立てについて説明するための模式的断面図である。図８は懸架装置の組み立てについて説明するための模式的断面図である。図９は懸架装置の組み立てについて説明するための模式的断面図である。図１０はピストンロッドの突出長さの調整について説明するための模式図である。図１１は懸架装置を備えた車両について説明するための模式図である。

以下、本発明の実施の形態に係る懸架装置について図面を参照しながら説明する。

［１］全体構成
図１は、本発明の実施の形態に係る懸架装置の全体構成を示す模式的断面図である。図１の懸架装置１００は、車両等の移動体に取り付けられる。図１に示すように、懸架装置１００は、シリンダ１、ピストン２、内筒３、ピストンロッド４およびフリーピストン５を含む。

シリンダ１は一方向（本例では、上下方向）に延びる軸心ＣＬを有し、シリンダ１の内部にはシリンダ室１Ａが形成される。以下の説明において、軸心ＣＬと平行な方向を軸心方向と呼ぶ。また、軸心ＣＬを中心とする円に沿った方向を周方向と呼び、軸心ＣＬと直交する方向を径方向と呼ぶ。

ピストン２は、軸心方向に移動可能にシリンダ室１Ａに設けられる。内筒３は、ピストン２とシリンダ１の下端部１ａとの間で軸心方向に延びるようにシリンダ室１Ａに設けられる。内筒３の軸心は、シリンダ１の軸心ＣＬと一致する。シリンダ１の下端部１ａに閉塞部材１１が取り付けられる。閉塞部材１１の下面には、取付部１４が連結される。取付部１４は、Ｕ字状の断面を有し、閉塞部材１１から下方に突出するように設けられる。

ピストンロッド４はピストン２に連結されており、軸心方向に延びる。ピストンロッド４は、ピストン２から上方に延びる上ロッド４１およびピストン２から下方に延びる下ロッド４２を含む。下ロッド４２の少なくとも一部は、内筒３に挿入される。上ロッド４１は、シリンダ１の上端部１ｂを通してシリンダ１の外部に突出する。シリンダ１の上端部１ｂには、支持閉塞部１０が取り付けられる。支持閉塞部１０は、シリンダ１の上端部１ｂを閉塞するとともに、上ロッド４１を軸心方向に移動可能に支持する。上ロッド４１の上端部には、バルブカバーＶＣが取り付けられる。

フリーピストン５は、シリンダ１の内周面と内筒３の外周面との間の隙間を封止しつつ軸心方向に移動可能にシリンダ室１Ａに設けられる。ピストン２とフリーピストン５との間には、支持部材６が配置される。支持部材６は、シリンダ１に対して内筒３を支持する。

シリンダ室１Ａは、支持閉塞部１０、ピストン２、内筒３、フリーピストン５および閉塞部材１１によって液体室Ｌ１，Ｌ２および気体室Ｇ１，Ｇ２に区画される。具体的には、支持閉塞部１０とピストン２との間に液体室Ｌ１が形成され、内筒３の外部においてピストン２とフリーピストン５との間に液体室Ｌ２が形成され、内筒３の外部においてフリーピストン５と閉塞部材１１との間に気体室Ｇ１が形成される。また、内筒３の内部に気体室Ｇ２が形成される。液体室Ｌ１，Ｌ２には液体が封入され、気体室Ｇ１，Ｇ２には気体が封入される。本例において、液体室Ｌ１，Ｌ２に封入される液体はオイルである。気体室Ｇ１，Ｇ２に封入される気体は、例えば窒素である。

図１において一点鎖線で示されるように、取付部１４には連結部材１６が取り付けられ、ピストンロッド４には連結部材１７が取り付けられる。取付部１４は、連結部材１６を介して移動体の一部（例えば、後述のロアアーム２０３）に連結される。ピストンロッド４は、連結部材１７を介して、移動体の他の部分（例えば、後述の車体２０１）に連結される。また、シリンダ１の外周面上には、スプリング保持部材１５が取り付けられる。スプリング保持部材１５と連結部材１７との間には、コイルスプリング１８が圧縮された状態で取り付けられる。スプリング保持部材１５および連結部材１７は、コイルスプリング１８によって互いに離間する方向に付勢される。

移動体から懸架装置１００に軸心方向の力が加わることにより、シリンダ１に対してピストン２およびピストンロッド４が軸心方向に一体的に移動する。これにより、シリンダ１から上方に突出するピストンロッド４の長さ（以下、突出長さと呼ぶ。）が変化する。これにより、懸架装置１００が軸心方向に伸縮する。

［２］詳細構成
懸架装置１００の詳細な構成について説明する。図２は、シリンダ室１Ａの上部の拡大断面図である。図３は、シリンダ室１Ａの中間部の拡大断面図である。図４は、シリンダ室１Ａの下部の拡大断面図である。図５は、内筒３に取り付けられる嵌合部材の外観斜視図である。図６は、上ロッド４１の上端部の拡大断面図である。以下の説明において、懸架装置１００に軸心方向の力が加わっていない状態を無負荷状態と呼ぶ。

図２に示すように、支持閉塞部１０は、円環状の止め具２１、略円筒状の封止部材２２、円環状のオイルシール２３、円環状のワッシャ２４、および円環状の係止部材２５および蓋部２６を含む。

シリンダ１の上端部の開口に蓋部２６が取り付けられる。蓋部２６の中央部には貫通孔２６ａが形成されている。貫通孔２６ａを通して上ロッド４１が軸心方向に延びる。止め具２１は、蓋部２６の下面に当接しかつシリンダ１の内周面に当接するように設けられる。止め具２１の内周部に、例えばゴムからなる防塵部材２１ａが取り付けられる。防塵部材２１ａは、外部からシリンダ１内に塵埃等が侵入することを防ぐ。封止部材２２は、シリンダ１の内周面と当接するように止め具２１の下方に設けられる。封止部材２２の内周部に、オイルシール２３およびワッシャ２４が上下に配置される。オイルシール２３の内周部は、上ロッド４１の外周面と接触する。上ロッド４１は、オイルシール２３に対して摺動しつつ軸心方向に移動する。この場合、オイルシール２３によって封止部材２２の内周部と上ロッド４１の外周面との間の液密性が確保される。封止部材２２の下面およびワッシャ２４の下面と当接するように、係止部材２５が配置される。係止部材２５の下面には、複数の凸部２５ａが周方向に並ぶように設けられる。

シリンダ１の内周面上に固定リングｒ１，ｒ２が固定される。固定リングｒ１によって封止部材２２の上方への移動が規制され、固定リングｒ２によって係止部材２５の下方への移動が規制される。これにより、封止部材２２、オイルシール２３、ワッシャ２４および係止部材２５が一体的に保持される。

上ロッド４１の下端部には嵌合部４１ａが設けられる。嵌合部４１ａは、上下に並ぶ大径部４１１および小径部４１２を含む。大径部４１１の外径は、嵌合部４１ａより上方の上ロッド４１の部分の外径と等しく、小径部４１２の外径は、大径部４１１の外径よりも小さい。下ロッド４２の上端部には、嵌合孔４２ａが設けられる。嵌合孔４２ａは、上下に並ぶ大径部４２１および小径部４２２を含む。嵌合孔４２ａの大径部４２１の内径は、嵌合部４１ａの大径部４１１の外径と略等しく、嵌合孔４２ａの小径部４２２の内径は、嵌合部４１ａの小径部４１２の外径と略等しい。

嵌合部４１ａが嵌合孔４２ａに嵌合されることにより、上ロッド４１と下ロッド４２とが連結される。この場合、嵌合部４１ａの大径部４１１と小径部４１２との間の段差面が、嵌合孔４２ａの大径部４２１と小径部４２２との間の段差面に当接する。なお、嵌合部４１ａの外周面および嵌合孔４２ａの内周面に互いに対応するねじ山が形成され、それらのねじ山が互いに噛み合わされてもよい。

上ロッド４１には軸心方向に延びる内部通路ＩＰ１が形成され、下ロッド４２には軸心方向に延びる内部通路ＩＰ２が形成される。上ロッド４１と下ロッド４２とが連結された状態で、内部通路ＩＰ１と内部通路ＩＰ２とは互いに連通する。

ピストン２は、略円筒状のピストン本体３０、円環状のバルブプレート３１，３２、円環状の当接部材３３およびワッシャ３４を含む。ピストン本体３０には、複数の連通孔２Ａおよび複数の連通孔２Ｂが周方向に並ぶように設けられる。図２においては、１つの連通孔２Ａおよび１つの連通孔２Ｂのみが示される。各連通孔２Ａは、軸心方向に延びるとともにピストン本体３０の上面に沿って径方向外方に延びるように設けられる。各連通孔２Ｂは、軸心方向に延びるとともにピストン本体３０の下面に沿って径方向外方に延びるように設けられる。以下、ピストン本体３０の上面側における連通孔２Ａ，２Ｂの各々の開口を上端部開口と呼び、ピストン本体３０の下面側における連通孔２Ａ，２Ｂの各々の開口を下端部開口と呼ぶ。

ピストン本体３０の外周面上にピストンリング３０ａが取り付けられる。ピストンリング３０ａの外周面はシリンダ１の内周面と摺動可能に接触する。ピストンリング３０ａは滑り軸受けとして機能する。本例では、ピストン本体３０の外周面に微細な凹凸が形成され、その凹凸を覆うようにピストンリング３０ａが取り付けられる。この場合、ピストン本体３０とピストンリング３０ａとの間の摩擦力によってピストン本体３０からピストンリング３０ａが外れることが防止される。

バルブプレート３１，３２は、ピストン本体３０の上面および下面にそれぞれ当接するように設けられる。無負荷状態では、バルブプレート３１が各連通孔２Ｂの上端部開口を閉塞し、バルブプレート３２が各連通孔２Ａの下端部開口を閉塞する。バルブプレート３１，３２は可撓性を有する。バルブプレート３１の外周部が上方に撓むことにより、連通孔２Ｂの上端部開口が開放される。また、バルブプレート３２の外周部が下方に撓むことにより、連通孔２Ａの下端部開口が開放される。

連通孔２Ａの上端部開口には、バルブプレート３１と当接するように規制部材Ｂ１が設けられる。連通孔２Ｂの下端部開口には、バルブプレート３２と当接するように規制部材Ｂ２が設けられる。規制部材Ｂ１の径方向外方において、連通孔２Ａの上端部開口の一部が液体室Ｌ１に向けて露出する。また、規制部材Ｂ２の径方向外方において、連通孔２Ｂの下端部開口の一部が液体室Ｌ２に向けて露出する。規制部材Ｂ１は、バルブプレート３１の下方への撓みを規制することにより、バルブプレート３１が連通孔２Ａの上端部開口を閉塞することを防止する。規制部材Ｂ２は、バルブプレート３２の上方への撓みを規制することにより、バルブプレート３２が連通孔２Ｂの下端部開口を閉塞することを防止する。

当接部材３３は、バルブプレート３１と隣り合うようにバルブプレート３１の上方に設けられる。ピストン２の上方への移動は、当接部材３３の上面に係止部材２５の凸部２５ａが当接することによって制止される。ワッシャ３４は、バルブプレート３２と隣り合うようにバルブプレート３２の下方に設けられる。

上ロッド４１の外周面上には固定リングｒ３が固定されている。固定リングｒ３によって上ロッド４１に対する当接部材３３の上方への移動が規制される。下ロッド４２の上端部は、ワッシャ３４の下面に当接する。これにより、上ロッド４１に対するワッシャ３４の下方への移動が規制される。当接部材３３の上方への移動およびワッシャ３４の下方への移動が規制されることにより、ピストン本体３０、バルブプレート３１，３２、当接部材３３およびワッシャ３４が上ロッド４１の外周面上に一体的に保持される。

図３に示すように、支持部材６は、略円筒形状を有し、シリンダ１の内周面に固定される。支持部材６の外周部には、軸心方向にそれぞれ延びる複数の液体通路６ａが周方向に並ぶように形成される。液体通路６ａを通して液体室Ｌ２内のオイルが流動する。支持部材６の内周部には、円環状のワッシャ３６および円環状のオイルシール３７が上下に配置される。支持部材６の下部の内周部には、Ｏリング３８が取り付けられる。Ｏリング３８と接触するように、支持部材６の下部に内筒３の上端部が嵌合される。内筒３が支持部材６によって支持されることにより、シリンダ１内における内筒３の位置ずれが防止される。それにより、内筒３がピストンロッド４の移動の妨げとなることが防止される。

オイルシール３７は下ロッド４２の外周部と接触する。下ロッド４２は、オイルシール３７に対して摺動しつつ軸心方向に移動する。オイルシール３７により、支持部材６の内周部と下ロッド４２の外周面との間の液密性が確保される。また、Ｏリング３８により、支持部材６の内周部と内筒３の外周面との間の液密性が確保される。オイルシール３７およびＯリング３８により、液体室Ｌ２内のオイルが内筒３内に流入することが防止される。

下ロッド４２の下端部で内部通路ＩＰ２は開口する。これにより、内部通路ＩＰ２と内筒３内の気体室Ｇ２とが互いに連通する。

フリーピストン５の内周部には、Ｏリング５１が取り付けられる。フリーピストン５の外周部には、Ｏリング５２およびピストンリング５３が取り付けられる。Ｏリング５１により、フリーピストン５の内周部と内筒３の外周面との間の液密性が確保され、Ｏリング５２により、フリーピストン５の外周部とシリンダ１の内周面との間の液密性が確保される。ピストンリング５３の外周面はシリンダ１の内周面と摺動可能に接触する。ピストンリング５３は、すべり軸受けとして機能する。

図４に示すように、内筒３の下端部には、嵌合部材１２が取り付けられる。嵌合部材１２は、上嵌合部１２Ａおよび下嵌合部１２Ｂを有する。上嵌合部１２Ａは、内筒３の下端部の開口に嵌合される。これにより、内筒３の下端部が閉塞される。上嵌合部１２Ａの外周部には、Ｏリング５４が取り付けられる。下嵌合部１２Ｂは、上嵌合部１２Ａの下端部から下方に突出するように設けられる。閉塞部材１１は、シリンダ１の内部に向けられた凹部１１ａを有する。下嵌合部１２Ｂは、閉塞部材１１の凹部１１ａに嵌合される。

閉塞部材１１の中心部には孔部１１ｂが設けられる。図５に示すように、下嵌合部１２Ｂの下面の中心部から外方に向かって直線状に延びるように気体導入溝１２１が形成される。図４においては、孔部１１ｂが塞がれているが、懸架装置１００の組み立て時には、孔部１１ｂは塞がれておらず、下嵌合部１２Ｂの気体導入溝１２１と連通する。

懸架装置１００の組み立て時には、嵌合部材１２の下嵌合部１２Ｂが閉塞部材１１の凹部１１ａに嵌合された状態で、孔部１１ｂおよび気体導入溝１２１を通して気体室Ｇ１に導入される。これにより、構成の複雑化および部品点数の増加を抑止しつつ気体室Ｇ１に気体を封入することができる。

気体室Ｇ１に導入される気体の量を調整することにより、気体室Ｇ１内の圧力を調整することができる。それにより、フリーピストン５の軸心方向の位置を調整することができる。気体室Ｇ１の圧力およびフリーピストン５の位置が調整された後、閉塞部材１１の孔部１１ｂに例えば樹脂が埋め込まれる。それにより、図４の例のように、孔部１１ｂが塞がれる。なお、孔部１１ｂおよび気体導入溝１２１を通して気体室Ｇ１に気体が導入される代わりに、例えばシリンダ１の側部に気体室Ｇ１に連通する気体導入口が設けられ、その気体導入口を通して気体室Ｇ１に気体が導入されてもよい。

図６に示すように、上ロッド４１の上端部には、内部通路ＩＰ１に連通するように気体入出口４１ｂが設けられる。気体入出口４１ｂにバルブＶＡが取り付けられる。バルブＶＡは、筒状部６１、ロッド部６２および弁体６３を含む。筒状部６１は、軸心方向に延びる内部通路６１ａを有する。筒状部６１の外周面と気体入出口４１ｂの内周面とが気密に当接するように、筒状部６１が気体入出口４１ｂに嵌合される。ロッド部６２は、内部通路６１ａを通るように軸心方向に延びる。

ロッド部６２の下端部に弁体６３が設けられる。弁体６３の径は、内部通路６１ａの径よりも大きい。弁体６３が筒状部６１の下端部に押し当てられるように、ロッド部６２が図示しない付勢部材により上方に付勢される。弁体６３が筒状部６１の下端部に押し当てられることにより、内部通路６１ａの下端部の開口が気密に閉塞される。

ロッド部６２が下方に押圧されると、弁体６３が筒状部６１から離間し、内部通路６１ａの下端部の開口が開放される。この場合、筒状部６１の内部通路６１ａを通して、上ロッド４１の内部通路ＩＰ１に気体を導入すること、および上ロッド４１の内部通路ＩＰ１から気体を流出させることが可能となる。ロッド部６２の押圧が解除されると、弁体６３によって内部通路６１ａの下端部の開口が開放される。そのため、内部通路ＩＰ１からの気体の流出が阻止される。以下の説明において、バルブＶＡが開かれるとは、ロッド部６２が下方に押圧されることによって内部通路６１ａの下端部の開口が開放されることをいい、バルブＶＡが閉じられるとは、弁体６３によって内部通路６１ａの下端部の開口が閉塞されることをいう。

［３］懸架装置の組立
図７〜図９は、懸架装置１００の組み立てについて説明するための模式的断面図である。まず、図７に示すように、シリンダ１の下端部に閉塞部材１１が取り付けられるとともに、シリンダ１の上端部の開口を通して、シリンダ室１Ａに内筒３、嵌合部材１２、フリーピストン５、支持部材６、ピストン２およびピストンロッド４が配置される。

この場合、嵌合部材１２、フリーピストン５および支持部材６は、内筒３に取り付けられた状態でシリンダ室１Ａに挿入される。上記のように、嵌合部材１２の下嵌合部１２Ｂは、閉塞部材１１の凹部１１ａに嵌合される。これにより、シリンダ１内で内筒３を容易に位置決めすることができる。上ロッド４１、下ロッド４２およびピストン２は、互いに連結された状態で一体的にシリンダ室１Ａに挿入される。

次に、図８に示すように、シリンダ１の上端部の開口から液体室Ｌ１，Ｌ２にオイルが導入される。また、閉塞部材１１の孔部１１ｂ（図４）、嵌合部材１２の気体導入溝１２１（図５）を通して、気体室Ｇ１に気体が導入される。気体の導入後、閉塞部材１１の孔部１１ｂが塞がれる。

次に、図９に示すように、シリンダ１の上端部に、支持閉塞部１０が取り付けられる。また、閉塞部材１１に取付部１４が取り付けられ、シリンダ１の外周面にスプリング保持部材１５が取り付けられる。さらに、ピストンロッド４の上端部にバルブＶＡおよびバルブカバーＶＣが取り付けられる。これにより、図１の懸架装置１００が得られる。

［４］伸縮動作
図２〜図４を参照しながら懸架装置１００の伸縮動作について説明する。以下の説明では、ピストンロッド４がシリンダ１から引き抜かれるように懸架装置１００に加わる力を伸長方向の力と呼び、ピストンロッド４がシリンダ１に押し込まれるように懸架装置１００に加わる力を収縮方向の力と呼ぶ。

外部から懸架装置１００に伸長方向の力が加えられることにより、シリンダ１に対してピストン２およびピストンロッド４が一体的に上方に移動する。それにより、懸架装置１００が伸長する。この場合、液体室Ｌ１（図２）からピストン２の連通孔２Ａ（図２）を通してバルブプレート３２（図２）にオイル圧が伝わり、バルブプレート３２が下方に撓む。これにより、連通孔２Ａの下端部開口が開放され、液体室Ｌ１内のオイルの一部がピストン２の連通孔２Ａを通して液体室Ｌ２に流動する。

一方、外部から懸架装置１００に収縮方向の力が加えられることにより、シリンダ１に対してピストン２およびピストンロッド４が一体的に下方に移動する。それにより、懸架装置１００が収縮する。この場合、液体室Ｌ２（図２）からピストン２の連通孔２Ｂ（図２）を通してバルブプレート３１（図２）にオイル圧が伝わり、バルブプレート３１が上方に撓む。これにより、連通孔２Ｂの上端部開口が開放され、液体室Ｌ２内のオイルの一部がピストン２の連通孔２Ｂを通して液体室Ｌ１に流動する。

ピストン２の移動に伴うオイルの流動には抵抗（主にバルブプレート３１による抵抗）が働く。それにより、運動エネルギーが熱エネルギーに変換される。その結果、オイルの流動に対する抵抗が減衰力として作用する。

本例において、図２の液体室Ｌ１，Ｌ２内のオイルは、図３の気体室Ｇ１内の気体によって加圧されている。この場合、無負荷状態であっても液体室Ｌ１，Ｌ２内のオイル圧によってピストン２に軸心方向の反発力（以下、規定反力と呼ぶ。）が働く。規定反力の向きおよび大きさは、軸心方向において液体室Ｌ１から圧力を受けるピストン２の受圧面積（以下、上受圧面積と呼ぶ。）と、軸心方向において液体室Ｌ２から圧力を受けるピストン２の受圧面積（以下、下受圧面積と呼ぶ。）との差に依存する。

本例において、上受圧面積は、シリンダ室１Ａの横断面の面積から、上ロッド４１の横断面の面積を減じた値に相当する。下受圧面積は、シリンダ室１Ａの横断面の面積から、下ロッド４２の横断面の面積を減じた値に相当する。ここで、横断面は、軸心ＣＬに垂直な断面を意味する。

上記のように、上ロッド４１の外径は、下ロッド４２の外径よりも小さい。そのため、ピストン２の上受圧面積は、ピストン２の下受圧面積よりも大きい。この場合、液体室Ｌ１からピストン２に加わる下方への力が、液体室Ｌ２からピストン２に加わる上方への力よりも大きい。そのため、ピストン２に規定反力として下方への力（収縮方向の力）が働く。これにより、無負荷状態において懸架装置１００は収縮する。

懸架装置１００を移動体に取り付ける際には、シリンダ１から突出するピストンロッド４の長さ（以下、突出長さと呼ぶ。）を所定の大きさに調整する必要がある。本実施の形態では、ピストンロッド４の内部通路ＩＰ１，ＩＰ２（図２）を通して内筒３内の気体室Ｇ２に気体を導入することにより、ピストンロッド４の突出長さを調整することができる。

図１０は、ピストンロッド４の突出長さの調整について説明するための模式図である。図１０に示すように、バルブカバーＶＣ（図６）が取り外されかつバルブＶＡが開かれた状態で、ピストンロッド４の内部通路ＩＰ１，ＩＰ２を通して、気体室Ｇ２に気体が導入される。

これにより、気体室Ｇ２の圧力が上昇し、下ロッド４２に上方への力が働く。その力によってピストン２およびピストンロッド４が一体的に上方に移動する。その結果、ピストンロッド４の突出長さを大きくことができる。ピストンロッド４の突出長さが必要以上に大きくなった場合には、気体室Ｇ２内の気体をピストンロッド４の内部通路ＩＰ１，ＩＰ２を通して外部に流出させる。この場合、気体室Ｇ２の圧力が低下するため、規定反力によってピストン２およびピストンロッド４が一体的に下方に移動する。それにより、ピストンロッド４の突出長さが小さくなる。このようにして、ピストンロッド４の突出長さを所望の大きさに調整することができる。その後、バルブＶＡが閉じられることにより、気体室Ｇ２内の気体が外部に流出することが阻止される。それにより、ピストンロッド４の突出長さを所望の大きさに安定に維持することができる。

懸架装置１００が移動体に取り付けられた後、バルブＶＡが開かれる。これにより、気体室Ｇ２内の気体がピストンロッド４の内部通路ＩＰ１，ＩＰ２を通して外部に流出する。この場合、気体室Ｇ２が常圧に戻るので、気体室Ｇ２の圧力がピストンロッド４の移動の妨げとなることが防止される。

［５］移動体
図１１は、懸架装置１００を備えた車両について説明するための模式図である。図１１の車両２００は、４輪自動車である。図１１には、後方から見た車両２００が模式的に示される。車両２００は、車体２０１、左右一対の車輪２０２（例えば前輪）および左右一対のロアアーム２０３（例えばフロントロアアーム）を含む。車体２０１は、車台および本体フレーム等を含む。左右のロアアーム２０３は、左右の車輪２０２にそれぞれ連結されており、車体２０１に対して左右の車輪２０２と一体的に動く。

車体２０１と左右のロアアーム２０３との間に左右一対の懸架装置１００がそれぞれ取り付けられる。具体的には、懸架装置１００のシリンダ１が、図１の取付部１４および連結部材１６を介して図１１のロアアーム２０３に連結され、懸架装置１００のピストンロッド４が図１の連結部材１７を介して車体２０１に連結される。車両２００の走行時には、各懸架装置１００が収縮する。例えば、車両２００が左に旋回するときに、車体２０１を右方に傾斜させる方向の遠心力が働く。この場合、左の懸架装置１００に伸長方向の力が働き、右の懸架装置１００に収縮方向の力が働く。また、車両２００が右に旋回するときに、車体２０１を左方に傾斜させる方向の遠心力が働く。この場合、右の懸架装置１００に伸長方向の力が働き、左の懸架装置１００に収縮方向の力が働く。

車両２００の旋回時には、車体２０１が傾斜することによって乗員に浮遊感が生じる。このような浮遊感は、乗員の乗り心地を低下させることがある。本例では、懸架装置１００に規定反力として収縮方向の力が働く。そのため、車両２００の旋回時における車体２０１の傾斜が抑制される。具体的には、車両２００が左に旋回するときに、左の懸架装置１００の伸長が規定反力によって抑制される。それにより、車体２０１の右方への傾斜が抑制される。また、車両２００が右に旋回するときに、右の懸架装置１００の伸長が規定反力によって抑制される。それにより、車体２０１の左方への傾斜が抑制される。その結果、車両２００の旋回時に乗員に生じる浮遊感が低減され、乗員の乗り心地が良好となる。

［６］効果
本実施の形態に係る懸架装置１００においては、上ロッド４１に設けられた内部通路ＩＰ１および下ロッド４２に設けられた内部通路ＩＰ２を通して、内筒３内の気体室Ｇ２に気体を導入するまたは気体室Ｇ２から気体を流出させることができる。それにより、気体室Ｇ２内の圧力を昇降させることができるため、ピストンロッド４を一体的に軸心方向に移動させることができる。したがって、ピストンロッド４の突出長さを容易に調整することができる。その結果、煩雑な作業を要することなく懸架装置を車両等の移動体に取り付けることができ、作業者の負担を軽減することができる。

［７］他の実施の形態
上記実施の形態では、上ロッド４１と下ロッド４２とが別体として設けられるが、上ロッド４１と下ロッド４２とが一体の部材として設けられてもよい。この場合、一体的に形成されたピストンロッド４に、気体室Ｇ２に連通する内部通路ＩＰ１，ＩＰ２が設けられる。

上記実施の形態では、上ロッド４１の気体入出口４１ｂにバルブＶＡが取り付けられるが、バルブＶＡの代わりに他の部材が用いられてもよい。例えば、内部通路ＩＰ１を気密に閉塞する閉塞部材が気体入出口４１ｂに着脱自在に取り付けられてもよい。懸架装置１００が移動体に取り付けられる際には、閉塞部材が取り外され、内部通路ＩＰ１，ＩＰ２を通して気体室Ｇ２に気体が導入される。ピストンロッド４の突出長さが調整された後、閉塞部材がピストンロッド４に取り付けられる。これにより、ピストンロッド４の突出長さが維持される。懸架装置１００が移動体に取り付けられた後、再び閉塞部材が取り外されることにより、気体室Ｇ２が常圧に戻される。

あるいは、バルブＶＡおよび他の部材のいずれも用いられることなく、内部通路ＩＰ１が開放されていてもよい。その場合、内部通路ＩＰ１，ＩＰ２を通して気体室Ｇ２に気体が導入されつつ、懸架装置１００が移動体に取り付けられる。これにより、ピストンロッド４の突出長さを調整しながら懸架装置１００を移動体に取り付けることができる。懸架装置１００が移動体に取り付けられた後、気体室Ｇ２への気体の導入が停止されることにより、気体室Ｇ２が常圧に戻される。また、気体入出口４１ｂが、上ロッド４１の上端部ではなく、シリンダ１の外部に位置する上ロッド４１の他の部分（例えば側部）に設けられてもよい。

上記実施の形態では、ピストン２の上受圧面積が下受圧面積よりも大きくなるように各部材が構成されるが、上受圧面積が下受圧面積よりも小さくなるように各部材が構成されてもよい。

上記実施の形態では、シリンダ１の軸心ＣＬが上下方向に延びかつピストンロッド４がシリンダ１の上方に突出するが、懸架装置１００の向きはこれに限定されない。例えば、ピストンロッド４がシリンダ１の下方に突出するように懸架装置１００の向きが変更されてもよい。その場合、シリンダ１が例えば図１１の車体２０１に連結され、ピストンロッド４が例えば図１１のロアアーム２０３に連結される。あるいは、シリンダ１の軸心ＣＬが上下方向に対して傾斜する、またはシリンダ１の軸心ＣＬが横方向に延びるように、懸架装置１００の向きが変更されてもよい。

上記実施の形態に係る懸架装置１００は、図１１の例のような四輪車に限らず、自動三輪車、自動二輪車またはＡＴＶ（All Terrain Vehicle）等の他の車両に用いられてもよい。船、スノーモービル、モーターボートおよび歩行ロボット等の他の移動体に懸架装置１００が用いられてもよい。

［８］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記の実施の形態においては、シリンダ１がシリンダの例であり、下端部１ａが第１の端部の例であり、上端部１ｂが第２の端部の例であり、ピストン２が第１のピストンの例であり、内筒３が内筒の例であり、下ロッド４２が第１のロッドの例であり、上ロッド４１が第２のロッドの例であり、閉塞部材１１が閉塞部の例であり、支持閉塞部１０が第１の支持部の例であり、フリーピストン５が第２のピストンの例であり、液体室Ｌ１が第１の液体室の例であり、液体室Ｌ２が第２の液体室の例であり、気体室Ｇ１が第１の気体室の例であり、気体室Ｇ２が第２の気体室の例であり、内部通路ＩＰ２が第１の内部通路の例であり、内部通路ＩＰ１が第２の内部通路の例である。また、凹部１１ａが凹部の例であり、嵌合部材１２が嵌合部の例であり、孔部１１ｂおよび気体導入溝１２１が気体通路の例であり、支持部材６が第２の支持部の例であり、気体入出口４１ｂが気体入出口の例であり、バルブＶＡがバルブの例である。

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
［９］参考形態
（１）本参考形態に従う懸架装置は、一方向に延びる軸心を有するとともに第１の端部および第２の端部を有するシリンダと、シリンダの内部で軸心方向に移動可能に設けられる第１のピストンと、第１のピストンと第１の端部との間で軸心方向に延びるようにシリンダの内部に設けられる内筒と、第１のピストンに連結されるとともに内筒に挿入されるように軸心方向に延びる第１のロッドと、第１のピストンに連結されるとともに第２の端部を通ってシリンダの外部に突出するように軸心方向に延びる第２のロッドと、第１の端部を閉塞する閉塞部と、第２の端部を閉塞しつつ第２のロッドを軸心方向に移動可能に支持する第１の支持部と、内筒の外面とシリンダの内面との間の隙間を封止しつつ軸心方向に移動可能に設けられる第２のピストンとを備え、シリンダの内部で第１のピストンと第１の支持部との間に第１の液体室が形成され、シリンダの内部でかつ内筒の外部において第１のピストンと第２のピストンとの間に第２の液体室が形成され、第１のピストンに第１の液体室と第２の液体室とを連通させる液体通路が設けられるとともに第１および第２の液体室に液体が封入され、シリンダの内部でかつ内筒の外部において第２のピストンと閉塞部との間に第１の気体室が形成され、内筒の内部に気体が封入される第２の気体室が形成され、第１のロッドは第２の気体室に連通する第１の内部通路を有し、第２のロッドは第１の内部通路に連通する第２の内部通路を有する。
この懸架装置においては、シリンダの内部に設けられた第１のピストンに第１および第２のロッドが連結される。第１のロッドはシリンダ内で内筒に挿入され、第２のロッドはシリンダの外部に突出する。懸架装置に軸心方向の力が加わると、第１および第２のロッドならびに第１のピストンが一体的に軸心方向に移動する。この場合、第１のピストンに設けられた液体通路を通して第１の液体室と第２の液体室との間で液体が流動する。液体の流動によって減衰力が生ずるので、緩衝効果が得られる。
内筒の内部には第２の気体室が形成される。第１のロッドには第２の気体室に連通する第１の内部通路が設けられ、第２のロッドには第１の内部通路に連通する第２の内部通路が設けられる。この場合、第２の内部通路および第１の内部通路を通して、第２の気体室に気体を導入するまたは第２の気体室から気体を抜き出すことができる。それにより、第２の気体室内の圧力を昇降させることができ、第１および第２のロッドを一体的に軸心方向に移動させることができる。したがって、シリンダからの第２のロッドの突出長さを容易に調整することができる。その結果、煩雑な作業を要することなく懸架装置を車両等の移動体に取り付けることができ、作業者の負担を軽減することができる。
（２）閉塞部は、シリンダの内部に向けられた凹部を有し、懸架装置は、内筒の端部を閉塞しつつ凹部に嵌合される嵌合部をさらに備えてもよい。この場合、懸架装置の組み立て時に、内筒の位置決めが容易になる。
（３）閉塞部および嵌合部の少なくとも一方に第１の気体室に連通する気体通路が形成されてもよい。この場合、気体通路を通して第１の気体室に容易に気体を導入することができる。
（４）懸架装置は、第１のピストンと第２のピストンとの間でシリンダに対して内筒を支持する第２の支持部をさらに備えてもよい。この場合、シリンダ内における内筒の位置ずれが防止される。それにより、内筒が第１および第２のロッドの移動の妨げとなることが防止される。
（５）第２のロッドは、シリンダの外部で開口する気体入出口を有し、第２の内部通路は、気体入出口を通して外部空間と連通し、懸架装置は、気体入出口に取り付けられるバルブをさらに備え、バルブは、第２の内部通路への気体の導入を可能としかつ第２の内部通路からの気体の流出を阻止するように構成されてもよい。この場合、バルブを通して第２の内部通路に気体を導入することにより、シリンダからの第２のロッドの突出長さを容易に調整することができる。また、バルブによって第２の内部通路からの気体の流出が阻止されるので、調整後の第２のロッドの突出長さを安定に維持することができる。
（６）軸心方向において第１の液体室から圧力を受ける第１のピストンの受圧面積は、軸心方向において第２の液体室から圧力を受ける第１のピストンの受圧面積よりも大きくてもよい。
この場合、外部から懸架装置に力が加わっていない状態では、軸心方向において第２の液体室から第１のピストンに加わる力が、軸心方向において第１の液体室から第１のピストンに加わる力よりも大きくなる。このような懸架装置が移動体に取り付けられることにより、移動体の旋回時に乗員に生じる浮遊感が低減され、乗り心地が良好となる。
一方、外部から懸架装置に力が加わっていない状態で第２のロッドの突出長さが小さくなるので、懸架装置を移動体に取り付ける際に、第２のロッドをシリンダから引き出す必要がある。本構成によれば、シリンダからの第２のロッドの突出長さを容易に調整することができるので、懸架装置の取付時における作業負担の増大が抑制される。

Claims

一方向に延びる軸心を有するとともに第１の端部および第２の端部を有するシリンダと、
前記シリンダの内部で軸心方向に移動可能に設けられる第１のピストンと、
前記第１のピストンと前記第１の端部との間で前記軸心方向に延びるように前記シリンダの内部に設けられる内筒と、
前記第１のピストンに連結されるとともに前記内筒に挿入されるように前記軸心方向に延びる第１のロッドと、
前記第１のピストンに連結されるとともに前記第２の端部を通って前記シリンダの外部に突出するように前記軸心方向に延びる第２のロッドと、
前記第１の端部を閉塞する閉塞部と、
前記第２の端部を閉塞しつつ前記第２のロッドを前記軸心方向に移動可能に支持する第１の支持部と、
前記内筒の外面と前記シリンダの内面との間の隙間を封止しつつ前記軸心方向に移動可能に設けられる第２のピストンとを備え、
前記シリンダの内部で前記第１のピストンと前記第１の支持部との間に第１の液体室が形成され、
前記シリンダの内部でかつ前記内筒の外部において前記第１のピストンと前記第２のピストンとの間に第２の液体室が形成され、
前記第１のピストンに前記第１の液体室と前記第２の液体室とを連通させる液体通路が設けられるとともに前記第１および第２の液体室に液体が封入され、
前記シリンダの内部でかつ前記内筒の外部において前記第２のピストンと前記閉塞部との間に第１の気体室が形成され、
前記内筒の内部に気体が封入される第２の気体室が形成され、
前記第１のロッドは前記第２の気体室に連通する第１の内部通路を有し、
前記第２のロッドは前記第１の内部通路に連通する第２の内部通路を有し、
前記閉塞部は、前記シリンダの内部に向けられた凹部を有し、
前記内筒の端部を閉塞しつつ前記凹部に嵌合される嵌合部をさらに備え、
前記閉塞部および前記嵌合部の少なくとも一方に前記第１の気体室に連通する気体通路が形成される、懸架装置。
前記第１のピストンと前記第２のピストンとの間で前記シリンダに対して前記内筒を支持する第２の支持部をさらに備える、請求項１記載の懸架装置。
前記第２のロッドは、前記シリンダの外部で開口する気体入出口を有し、
前記第２の内部通路は、前記気体入出口を通して外部空間と連通し、
前記気体入出口に取り付けられるバルブをさらに備え、
前記バルブは、前記第２の内部通路への気体の導入を可能としかつ前記第２の内部通路からの気体の流出を阻止するように構成される、請求項１または２に記載の懸架装置。
前記軸心方向において前記第１の液体室から圧力を受ける前記第１のピストンの受圧面積は、前記軸心方向において前記第２の液体室から圧力を受ける前記第１のピストンの受圧面積よりも大きい、請求項１〜３のいずれか一項に記載の懸架装置。