JPH043329B2 - - Google Patents

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JPH043329B2
JPH043329B2 JP59260691A JP26069184A JPH043329B2 JP H043329 B2 JPH043329 B2 JP H043329B2 JP 59260691 A JP59260691 A JP 59260691A JP 26069184 A JP26069184 A JP 26069184A JP H043329 B2 JPH043329 B2 JP H043329B2
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air chamber
air
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diaphragm
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/06Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid
    • F16F9/08Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid where gas is in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/084Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid where gas is in a chamber with a flexible wall comprising a gas spring contained within a flexible wall, the wall not being in contact with the damping fluid, i.e. mounted externally on the damper cylinder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/0152Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
    • B60G17/0155Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit pneumatic unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
    • B60G17/04Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明はエアーサスペンシヨンに関し、特に、
空気ばねの空気室の体積を変えることにより、車
高を調整できる車両のエアーサスペンシヨンに関
する。
(従来技術) 車高調整可能なエアーサスペンシヨンは車体と
サスペンシヨンアームとの間に空気ばねを設け、
該空気ばねの空気室の体積を変えることにより、
たとえば車高を高、通常、低の位置にもたらすこ
とができる。
ところが、空気ばねのばね定数は体積の関数と
して与えられるので、車高調整の都度、空気ばね
のばね定数が自動的に変化する。その結果、たと
えば、自動車が悪路を走行しているとき車高を高
くすると、ばね定数が小さくなつていわゆるボト
ミングの原因となり、乗心地が悪くなるばかりで
なく、ばね定数が小さい状態ではばたつきが生
じ、接地性が悪くなつて操縦安定性が悪化する。
また、高速走行しているとき車高を低くすると、
ばね定数が大きくなつて乗心地が悪くなる。
特開昭59−75813号公報に開示されたエアーサ
スペンシヨンでは、空気室内に配置されるヘルパ
あるいはバウンドストツパを、空気室内に取り付
けたシリンダによつて移動可能に構成し、ヘルパ
位置センサの信号によりヘルパとシリンダとの間
の距離を一定に保つようにしている。このサスペ
ンシヨンによれば、車高を高くしてばね定数が小
さくなつたときのボトミングを防止できるが、ば
ね定数が大きくなつたときの対策は何等施されて
いない。
(発明が解決しようとする問題点) 前記のように、車高調整可能なエアーサスペン
シヨンでは、車高と空気ばねのばね定数とが同時
的に変化するため、走行状況に適した空気ばねの
ばね定数の状態をうることができない。
本発明の目的は、走行状況に応じて好ましいば
ね定数の状態にすることができるエアーサスペン
シヨンを提供することにある。
(問題を解決するための手段) 本発明に係るエアーサスペンシヨンは、シヨツ
クアブソーバと、該シヨツクアブソーバを囲む空
気室を有し、該空気室の体積を変えることにより
車高の調整が可能な空気ばねと、該空気ばねのば
ね定数を調整する制御装置とを含む。前記空気ば
ねは、ダイアフラムと、該ダイアフラムが接触す
る外周面の形状を車高調整のストロークの範囲内
で変えて形成され、かつ前記シヨツクアブソーバ
のシリンダに設けられたばね変更部材とを備え、
前記制御装置は、前記空気ばねのばね定数を変え
るべきとき車高を調整し、前記ダイアフラムを前
記ばね変更部材の外周面のうち走行状況に適う外
周面の部位にもたらす。
本発明に係るエアーサスペンシヨンはまた、シ
ヨツクアブソーバと、該シヨツクアブソーバを囲
む主空気室および該主空気室に連通され、または
該主空気室から遮断される副空気室を有し、前記
主空気室の体積を変えることにより車高の調整が
可能な空気ばねと、該空気ばねのばね定数を調整
する制御装置とを含む。前記空気ばねは、ダイア
フラムと、該ダイアフラムが接触する外周面の形
状を車高調整のストロークの範囲内で変えて形成
され、かつ前記シヨツクアブソーバのシリンダに
設けられたばね変更部材とを前記主空気室に関連
して備え、前記制御装置は、前記空気ばねのばね
定数を変えるべきとき、前記主空気室と前記副空
気室との連通もしくは遮断をすると共に車高を調
整し、または車高を調整し、前記ダイアフラムを
前記ばね変更部材の外周面のうち走行状況に適う
外周面の部位にもたらす。
(作用) ばね変更部材の外周面が上方から下方に向けて
末広となつた部位にダイアフラムが位置すると
き、車輪がバウンドすると、ダイアフラムの有効
径あるいは受圧面積が大きくなり、ばね定数は増
大する傾向となる。逆に、ばね変更部材の外周面
が上方から下方に向けて先細となつた部位にダイ
アフラムが位置するとき、車輪がバウンドする
と、ダイアフラムの受圧面積が小さくなり、ばね
定数は減少する傾向を呈する。
制御装置は、空気ばねのばね定数を変えるべき
とき車高を調整し、ダイアフラムを前記ばね変更
部材の外周面のうち走行状況に適う外周面の部位
にもたらす。
空気ばねが主空気室と副空気室とからなる場
合、制御装置は、ばね定数を大きく変える必要が
あるとき、主空気室と副空気室とを連通または遮
断すると共に車高を調整し、ばね定数を小さく変
えることにより走行状況に適うとき、車高を調整
し、ダイアフラムがばね変更部材の最適な外周面
に接触するようにする。
(実施例) エアーサスペンシヨン10は第1図に示すよう
に、空気ばね12を有する。空気ばね12は、車
体とサスペンシヨンアーム(図示せず)との間に
設置され、シヨツクアブソーバ14と相まつて車
輪に加わる振動を吸収するもので、シヨツクアブ
ソーバ14を取り囲んで設けられている。
空気ばね12はダイアフラム16と、ばね変更
部材18と、ハウジング20とを含む。ダイアフ
ラム16はゴムによつて円筒状に形成され、ほぼ
中央で折り曲げられている。ダイアフラム16の
内側の端部はばね変更部材18に嵌合され、その
外側の端部はハウジング20にリング22をかし
めて固定されている。ばね変更部材18はシヨツ
クアブソーバ14のシリンダ24に気密に溶接さ
れ、シリンダ24と共にエアーピストンを構成し
ている。ハウジング20はピストンロツド26ま
たは車体に気密に固定される。これにより、シヨ
ツクアブソーバ14を囲む空気室28が形成され
ている。
空気室28にホース30が接続されている。図
示しない空気源からホース30を経て空気室28
に圧縮空気が供給されると、空気室28は体積を
増大し、車高が上がる。またホース30に接続さ
れた切換弁を切り換えると、空気室28の圧縮空
気は大気に放出され、空気室28は体積を減少
し、車高が下がる。
ばね変更部材18は、ダイアフラム12が接触
する外周面の形状を車高調整のストロークの範囲
内で変えて形成される。第1図に示す実施例で
は、車高は、高Hと普通Nと低Lとを加え合わせ
たストロークの範囲で調整される。車高が高H、
普通Nおよび低Lのとき、ダイアフラム16が対
面することとなるばね変更部材の外周面32,3
3,34はそれぞれ真直ぐな円筒面、下方へ向け
て先細のテーパ面、真直ぐな円筒面となつてい
る。
その結果、車高がHまたはLにあるとき、ダイ
アフラム16は真直ぐな円筒面に接触しており、
車輪がバウンドすると、空気室28の体積の減少
によるばね定数の変化が生ずる。すなわち、ばね
定数はわずかに増大する。しかし、車高がNにあ
るとき、ダイアフラム16は先細のテーパ面に接
触しており、車輪がバウンドすると、ばね定数
は、一方では体積の減少によつて増大し、他方で
は受圧面積の減少によつて減少する。換言すれ
ば、車高がNにあるときのばね定数の変化する程
度は、その他の車高にあるときより小さくなる。
ばね変更部材18の外周面の形状は、車種や使
用目的を勘案して種種の形体をとり得る。第2図
はばね変更部材18の形状を変え、第1図に対向
して示した実施例である。このものでは、車高が
高H、普通Nおよび低Lに位置するとき、ダイア
フラム16が対面することとなるばね変更部材の
外周面36,37,38は、それぞれ下方へ向け
て末広のテーパ面、下方へ向けて先細のテーパ
面、下方へ向けて末広のテーパ面となつている。
そして、高Hのときのテーパ面と低Lのときのテ
ーパ面とは、テーパ角度が異なつている。
その結果、車高がHまたはLにあるとき、ダイ
アフラム16は末広のテーパ面に接触し、車輪が
バウンドすると、ばね定数は、一方では体積の減
少によつて増大し、他方では受圧面積の増加によ
つて増大する。しかも、車高がHにあるときと、
Lにあるときでは、テーパ角度が異なつているの
で、ばね定数の増加する程度は異なる。車高がN
にあるとき、ダイアフラム16は先細のテーパ面
に接触し、車輪がバウンドすると、ばね定数は、
一方では体積の減少によつて増大し、他方では受
圧面積の減少によつて減少する。
第3図に示すエアサスペンシヨン40では、空
気ばね42は、シヨツクアブソーバの上方部分を
囲むように形成された主空気室44と、該主空気
室44に連通されまたは主空気室から遮断される
副空気室46とを備える。
シヨツクアブソーバは、ピストンロツド27
に、ピストンの上下の液室を連通させる通路を有
し、この通路をコントロールロツドにより開閉可
能にした、いわゆる減衰力調整可能なタイプであ
ることが好ましい。コントロールロツドが通路を
開いた状態では、ピストンが移動すると、一方の
液室内の液体はピストンに本来設けられるポート
の外、ピストンロツドの通路を通つても流動する
ので、ポートを流動する液体量が少なくなり、シ
ヨツクアブソーバの減衰力は小さくなる。これに
対し、コントロールロツドが通路を閉じた状態で
は、液体はピストンロツドの通路を流動しないの
で、減衰力は大きくなる。
主空気室44は、ダイアフラム48とばね変更
部材50とハウジング52との共同で形成されて
いる。ダイアフラム48およびばね変更部材50
は、第1図に示したダイアフラム16およびばね
変更部材18とそれぞれ同じ構造である。
ハウジング52の天井部54は、内周縁部でサ
ポート58のサポート部材60に全周にわたつて
溶接され、天井部54の外周縁部から筒部55が
一体に下方へ伸びている。ハウジング52の天井
部54に、ボルト62が溶接によ気密に取り付け
られており、このボルト62を車体64に貫通さ
せ、ボルト62にナツト63をねじ込んで、ハウ
ジング52は車体64に結合されている。ハウジ
ング52の筒部55に仕切板64の外周縁部を溶
接し、仕切板64の内周縁部をサポート部材60
に溶接して副空気室46が画定されている。ハウ
ジング52の筒部56は筒部55に嵌合され、全
周にわたつて溶接されている。筒部56にダイア
フラム48が固定され、主空気室44が画定され
ている。主空気室44はホース45を経て圧力源
(第6図参照)に連なる。
サポート58は、剛性部材66と、ゴムで形成
されたブツシユ68と、前記サポート部材60と
を備える。剛性部材66は断面が円形となつた鉄
のような剛性の高い材料で形成されており、第4
図および第5図に示すように、ピストンロツド2
7を貫通させる孔70と弁体76を配置する孔7
2と、孔72から径方向へ開けられた3つの孔7
3,74,75とを有する。孔73と孔75との
口径は等しく、この口径は孔74のそれより大き
い。
ブツシユ68は、剛性部材66とサポート部材
60との間に介在され、径方向へ伸びる孔78,
79,80を有する。各孔は一方では内筒82の
対応する孔および環状溝を経て剛性部材66の孔
73,74,75にそれぞれ連通し、他方では外
筒84およびサポート部材60の対応する孔を経
て副空気室46に開口している。主空気室44と
副空気室46とは、サポート部材60の中央の孔
61、剛性部材66の孔73〜75、ブツシユ6
8の孔78〜80およびサポート部材60の孔等
を経て連通している。
ピストンロツド27を剛性部材66の孔70に
貫通させて、ピストンロツド27に溶接されたリ
ング86に剛性部材66を当接し、ピストンロツ
ド27にナツト88をねじ込んでピストンロツド
27は剛性部材66に固定され、Oリングにより
気密とされている。
弁体76は、滑動部90と、減径部を経て上方
へ伸びる偏平部91とを一体に有し、滑動部90
に孔92が軸線方向へ、また孔94が直径方向へ
開けられている。この孔94は第5図に示した位
置にあるとき、剛性部材66の3つの孔73〜7
5のいずれとも連通しない。したがつて、この状
態では、主空気室44と副空気室46とは遮断さ
れている。弁体76を第5図の位置から時計方向
へ60°回転させると、孔94は剛性部材66の孔
73および孔75に連通し、主空気室44と副空
気室46とは完全に連通した状態となる。弁体7
6をさらに時計方向へ60°回転させると、孔94
は剛性部材66の孔74に連通し、主空気室44
と副空気室46とは絞りを介して連通することと
なる。
剛性部材66の孔72に弁体76を挿入し、シ
ール用のOリングを介在したカラー96を孔72
に圧入し、気密とした状態で弁体76は孔72内
に回転可能に配置されている。
アクチユエータ100はそれ自体公知の駆動機
と歯車列とからなり、歯車列から2つの出力軸1
02,104が、第3図に示すように、剛性部材
66に向けて突出されている。ブラケツト106
が剛性部材66とナツト88との間に挾持され、
ピストンロツドに固定されている。一方の出力軸
102に、ピストンロツド27内に回転可能に配
置されたコントロールロツド108の偏平部が、
他方の出力軸104に弁体76の偏平部がそれぞ
れ挿入され、コントロールロツド108と弁体7
6とは同一のアクチユエータ100によつて回転
される。
エアーサスペンシヨン10,40は制御装置に
よつて制御される。第6図に示す実施例では、4
つのエアーサスペンシヨン40A,40B,40
C,40Dが車両の前後、左右の4箇所に設置さ
れ、制御装置110によつて制御されている。
ハイトセンサ112その他のセンサ、すなわ
ち、車両の積載量を検知するための圧力センサ、
走行状況を判定するための、車速センサ、ブレー
キスイツチ、スロツトルポジシヨンセンサ、シフ
トパターンスイツチ、ドアスイツチ、上下加速度
センサ等からの信号が制御装置110に入力す
る。制御装置110はCPUあるいはコンピユー
タである。
制御装置110に、車高に対応するばね変更部
材50の外周面形状を記憶させておく。制御装置
110は、ばね変更部材50の形状と前記センサ
からの信号に基づき、走行状況に応じてエアーサ
スペンシヨンのばね定数を最適にするように調整
する。
たとえば、自動車が悪路を走行しているとき、
制御装置110は、一方では電動機114を駆動
して空気圧縮機116を作動させ、各エアーサス
ペンシヨンに関連して設けられたレベリングバル
ブ118を開き、他方では、各エアーサスペンシ
ヨンのアクチユエータ100を作動して主空気室
44と副空気室46とを遮断する。その結果、ド
ライヤ120を経て供給された圧縮空気が主空気
室44へ送り込まれ、主空気室内の圧力を上昇さ
せる。この圧力上昇により、車高は高くなる。こ
のとき、制御装置110は車高を単に高い位置に
上げるだけではなく、ばね変更部材50の外周面
のうち、ダイアフラム48が走行状況に適う部
位、いまの例では、車輪がバウンドするとき、ば
ね定数が増大することとなる部位に位置するよう
に高さを選定し、車高を調整する。その結果、空
気ばね42の主空気室44のみがばね作用に供さ
れていることと、ダイアフラム48がばね変更部
材の好ましい外周面に接触していることとのた
め、エアーサスペンシヨン40のばね定数は大き
い状態となり、ボトミングを抑え、乗心地や操縦
安定性を向上させる。
自動車が高速走行しているとき、制御装置11
0はアクチユエータ100を作動させて主空気室
44と副空気室46とを連通させると共に、切換
弁122を切り換えて主空気室44から圧縮空気
を大気に放出し、車高を下げる。このとき、ダイ
アフラム48が、車輪のバウンド時に、ばね定数
を減少ないし実質的に一定に保持することができ
る形状をしたばね変更部材50の外周面に接触す
るように、制御装置110は車高を調整する。こ
の結果、空気ばねの体積が大きくなつていること
と、ばね変更部材の外周面形状とにより、エアー
サスペンシヨン40のばね定数は小さい状態とな
り、乗心地を向上させる。
自動車が小さい凹凸のある路面を走行している
とき、制御装置110はエアーサスペンシヨン4
0のばね定数をわずかに大きな状態に保持する。
そのため、車高とこの車高においてダイアフラム
48が接触しているばね変更部材の形状とからば
ね定数の状態を判定し、車高をそのまま維持する
とか、わずかに上下させるとかの決定をして、車
高を調整し、ばね定数を好ましい状態とする。
自動車がスポーツタイプのものであるとき、弁
体76の孔94を剛性部材66の絞り通路74に
対向させると共に車高を調整して、ダイアフラム
48をばね変更部材の好ましい形状の部位にもた
らすことにより、スポーツ車に最も適したばね定
数の状態とすることができる。
(発明の効果) 制御装置によつて車高を調整し、ダイアフラム
をばね変更部材の外周面の走行に適した形状の部
位に接触させることにより、走行状況に適うばね
定数の状態をもたらすことができる。その結果、
たとえば、車両が悪路を走行しているときのボト
ミングや、接地性が悪くなるような事態の発生を
抑えることができ、乗心地と操縦安定性とを向上
できる。
ばね変更部材の外周面形状を車種や使用目的に
応じて変えることにより、それぞれに適したばね
特性をうることができる。
制御装置によつて車高を調整し、ダイアフラム
を好ましい形状をしたばね変更部材の外周面に接
触させることと、空気ばねの主空気室と副空気室
とを連通または遮断することとの組合せによれ
ば、ばね定数の選択範囲が大幅に広がる。これに
より、走行状況に適うばね特性をうることが一層
容易となる。
実施態様のように、シヨツクアブソーバの減衰
力をも調整する場合、ばね定数と共に、シヨツク
アブソーバの減衰力を調整し、総合的に乗心地や
操縦安定性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明に係るエアーサス
ペンシヨンの断面図で、第1図は左半分を、第2
図は右半分を示し、第3図はエアーサスペンシヨ
ンの別の実施例の断面図、第4図は第3図のエア
ーサスペンシヨンのサポート部分の拡大断面図、
第5図は第4図の5−5線に沿つて切断した断面
図、第6図はエアーサスペンシヨンと制御装置と
を示す説明図である。 10:エアーサスペンシヨン、12,42:空
気ばね、16,48:ダイアフラム、18,5
0:ばね変更部材、44:主空気室、46:副空
気室、100:アクチユエータ、110:制御装
置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シヨツクアブソーバと、該シヨツクアブソー
    バを囲む空気室を有し、該空気室の体積を変える
    ことにより車高の調整が可能な空気ばねと、該空
    気ばねのばね定数を調整する制御装置とを含み、
    前記空気ばねは、ダイアフラムと、該ダイアフラ
    ムが接触する外周面の形状を車高調整のストロー
    クの範囲内で変えて形成され、かつ前記シヨツク
    アブソーバのシリンダに設けられたばね変更部材
    とを備え、前記制御装置は、前記空気ばねのばね
    定数を変えるべきとき車高を調整し、前記ダイア
    フラムを前記ばね変更部材の外周面のうち走行状
    況に適う外周面の部位にもたらす、エアーサスペ
    ンシヨン。 2 シヨツクアブソーバと、該シヨツクアブソー
    バを囲む主空気室および該主空気室に連通され、
    または該主空気室から遮断される副空気室を有
    し、前記主空気室の体積を変えることにより車高
    の調整が可能な空気ばねと、該空気ばねのばね定
    数を調整する制御装置とを含み、前記空気ばね
    は、ダイアフラムと、該ダイアフラムが接触する
    外周面の形状を車高調整のストロークの範囲内で
    変えて形成され、かつ前記シヨツクアブソーバの
    シリンダに設けられたばね変更部材とを前記主空
    気室に関連して備え、前記制御装置は、前記空気
    ばねのばね定数を変えるべきとき、前記主空気室
    と前記副空気室との連通もしくは遮断をすると共
    に車高を調整し、または車高を調整し、前記ダイ
    アフラムを前記ばね変更部材の外周面のうち走行
    状況に適う外周面の部位にもたらす、エアーサス
    ペンシヨン。 3 前記シヨツクアブソーバは減衰力の調整が可
    能である、特許請求の範囲第2項に記載のエアー
    サスペンシヨン。
JP59260691A 1984-12-12 1984-12-12 エア−サスペンシヨン Granted JPS61139505A (ja)

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