WO2020241402A1 - 緩衝器 - Google Patents

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WO2020241402A1
WO2020241402A1 PCT/JP2020/019889 JP2020019889W WO2020241402A1 WO 2020241402 A1 WO2020241402 A1 WO 2020241402A1 JP 2020019889 W JP2020019889 W JP 2020019889W WO 2020241402 A1 WO2020241402 A1 WO 2020241402A1
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WO
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expansion
contraction member
gas chamber
gas
contraction
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/019889
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English (en)
French (fr)
Inventor
花井 誠
近藤 卓宏
隆久 望月
宏友 渡邊
Original Assignee
Kyb株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • B60G13/02Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally
    • B60G13/06Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally of fluid type
    • B60G13/10Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers dissipating energy, e.g. frictionally of fluid type pneumatic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G3/00Resilient suspensions for a single wheel
    • B60G3/18Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram
    • B60G3/20Resilient suspensions for a single wheel with two or more pivoted arms, e.g. parallelogram all arms being rigid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/04Buffer means for limiting movement of arms
    • 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
    • F16F9/02Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall

Definitions

  • the present invention relates to a shock absorber.
  • Patent Document 1 discloses a conventional shock absorber.
  • the shock absorber includes a pneumatic shock absorber body, an output shaft, a closed body, and a damping passage.
  • the main body of the pneumatic shock absorber is formed in a tubular shape having pressure chambers filled with gas at both ends.
  • Each pressure chamber is sealed by an elastic and stretchable airtight body.
  • each pressure chamber is communicated with a damping passage to provide resistance to the flow of gas flowing through the damping passage.
  • the size of each pressure chamber changes with the expansion and contraction of the closed body, and the gas can interact between the pressure chambers to generate a damping force.
  • Patent Document 2 discloses an air spring for a vehicle provided with two rolling robes forming a gas chamber inside.
  • this air spring two rolling lobes are connected vertically, and when a force in the vertical direction is applied, one rolling lobe contracts and the other expands.
  • the air spring has self-damping property. Specifically, in the equilibrium state of the air spring, the communication between the two gas chambers is cut off. When a vertical force is applied and the upper rolling lobe contracts (the lower side expands), compressed air is introduced into the upper gas chamber to increase the upper pressure. On the other hand, when the upper rolling lobe expands (the lower side contracts), the two gas chambers communicate with each other and the pressure in the upper gas chamber is released to the lower gas chamber.
  • the upper rolling lobe exerts a force in the direction in which the pressure in the gas chamber decreases and contracts
  • the lower rolling lobe exerts a force in the direction in which the pressure in the gas chamber increases and expands.
  • a pressure release valve is provided in the lower gas chamber, and the internal pressure is gradually released to the atmosphere. In this way, the air spring can self-damp and quickly return to the equilibrium state by positively applying a force that converges the expansion and contraction of each rolling lobe.
  • Patent Document 2 the two rolling lobes are formed in different sizes. In this case, even if the pressures in the two gas chambers are the same, the pressure receiving area is different, so that the force difference due to the pressure can be generated.
  • the magnitude of resistance at the time of expansion and contraction that is, the magnitude of damping force can be changed according to the direction of expansion and contraction.
  • expansion / contraction members when different size expansion / contraction members are used, it is necessary to manufacture the expansion / contraction member with an appropriate size in order to obtain the desired damping force. Further, in order to obtain damping forces of different sizes, expansion / contraction members having different sizes had to be manufactured separately.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and it is an object to be solved to provide a shock absorber capable of easily obtaining a damping force of a desired magnitude.
  • the shock absorber of the present invention is attached between a spring-loaded member of a vehicle and a spring-loaded member rotatably provided around a predetermined rotation axis with respect to the spring-loaded member.
  • the shock absorber includes a first scaling member, a second scaling member, and a damping passage.
  • the first expansion / contraction member is provided so as to be expandable / contractible by forming a first gas chamber filled with gas inside.
  • the second expansion / contraction member is provided so as to be expandable / contractible by forming a second gas chamber filled with gas inside.
  • the damping passage communicates with the first gas chamber and the second gas chamber, and imparts resistance to the flow of gas flowing between the first gas chamber and the second gas chamber.
  • the first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member are provided separately, and when the distance from the unsprung member to the unsprung member is different from the rotation axis in the mounted state and one of them is expanded. The other is contracted and is connected to the unsprung member and the unsprung member, respectively.
  • the unsprung member may have a suspension arm. Then, the first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member may be arranged side by side along the extension direction of the suspension arm in the mounted state.
  • the vertical and horizontal directions mean the vertical and horizontal directions in the vehicle to which the shock absorber is attached, and the vertical and horizontal directions appearing in FIGS. 1 to 4 are shown respectively.
  • the shock absorber 1 of the first embodiment is attached to the vehicle V as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the vehicle V includes a suspension device 2 that supports the wheels W so as to be relatively movable in the vertical direction with respect to the body B.
  • the suspension device 2 includes two suspension arms 3 and 4.
  • the suspension device 2 is a so-called double wishbone type in which these two suspension arms 3 and 4 are arranged one above the other.
  • the suspension arms 3 and 4 are rotatably supported by the body B.
  • the suspension arm 3 is rotatably supported around a rotation shaft C1 whose base end side extends in the front-rear direction of the vehicle V.
  • the suspension arm 4 is rotatably supported around a rotation shaft C2 whose base end side is set below the rotation shaft C1. Similar to the rotation shaft C1, the rotation shaft C2 is set to extend in the front-rear direction of the vehicle V.
  • Each tip side of the suspension arms 3 and 4 extends from the base end side in the left-right direction (left direction in FIG. 1) of the vehicle V and is rotatably connected to the knuckle K on the wheel W side. There is.
  • the suspension device 2 includes a suspension spring (not shown) attached between the body B and the wheel W.
  • the suspension spring applies an elastic force to the body B in the direction in which the wheel W moves relative to the lower side.
  • the body B supported by the suspension spring and various members fixedly arranged with respect to the body B are unsprung members, and the wheels W, knuckle K, and the like suspended from the suspension spring.
  • Various members such as suspension arms 3 and 4 arranged so as to be relatively movable with respect to the body B are unsprung members.
  • the shock absorber 1 imparts resistance to the relative movement of the upper spring member group and the unsprung member group in a state where the elastic force of the suspension spring is applied, thereby suppressing and dampening the relative movement.
  • the shock absorber 1 is attached between the body B, which is an upper spring member, and the suspension arm 4, which is an unsprung member.
  • the shock absorber 1 includes a first scaling member 10, a second scaling member 20, and a damping passage 30.
  • the first expansion / contraction member 10 forms a first gas chamber R1 in which a gas is filled.
  • the upper end 10A is connected to the body B and the lower end 10B is connected to the suspension arm 4.
  • the first expansion / contraction member 10 is provided so as to be expandable / contractible.
  • the first expansion / contraction member 10 is a metal bellows having a cylindrical shape, and is expandable and contractible in the axial direction. As shown in FIG.
  • the first expansion / contraction member 10 is attached to the vehicle V with its axial direction in the vertical direction. That is, in the first expansion / contraction member 10, one end in the axial direction as the upper end 10A is connected to the body B, and the other end in the axial direction as the lower end 10B is connected to the suspension arm 4.
  • the first expansion / contraction member 10 expands and contracts in the vertical direction with the relative movement of the body B and the wheel W in the vertical direction, so that the volume of the internal first gas chamber R1 changes.
  • the first expansion / contraction member 10 of the present embodiment is provided so as to be movable in the left-right direction.
  • the first expansion / contraction member 10 is provided so that the distance of the suspension arm 4 from the rotation shaft C2 can be changed. More specifically, as shown in FIG. 2, the body B is provided with a contact surface portion B1 to which the upper end 10A of the first expansion / contraction member 10 is in contact and connected, and the suspension arm 4 is provided with the first expansion / contraction member 10.
  • a seat portion 4A is provided so that the lower end 10B of the vehicle is in contact with the seat portion 10B.
  • the radial size of the first expansion / contraction member 10 is smaller than the size of the contact surface portion B1 and the seat portion 4A in the left-right direction.
  • the first expansion / contraction member 10 is movable to a desired position in the left-right direction within the size range of the contact surface portion B1 and the seat portion 4A.
  • the first expansion / contraction member 10 is arranged between the contact surface portion B1 and the seat portion 4A, and contracts when the wheel W moves upward relative to the body B to reduce the volume of the first gas chamber R1. (See FIG. 3), and when the wheel W moves relative downward, the wheel W is expanded to increase the volume of the first gas chamber R1 (see FIG. 4).
  • the second expansion / contraction member 20 forms a second gas chamber R2 in which a gas is filled.
  • the upper end 20A is connected to the suspension arm 4 and the lower end 20B is connected to the body B.
  • the second expansion / contraction member 20 is provided so as to be expandable / contractible.
  • the second expansion / contraction member 20 is a metal bellows formed having substantially the same structure and size as the first expansion / contraction member 10.
  • the second expansion / contraction member 20 is attached to the vehicle V with its axial direction in the vertical direction. That is, in the second expansion / contraction member 20, one end in the axial direction as the upper end 20A is connected to the suspension arm 4, and the other end in the axial direction as the lower end 20B is connected to the body B.
  • the volume of the internal second gas chamber R2 changes as the second expansion / contraction member 20 expands and contracts in the vertical direction as the body B and the wheel W move relative to each other in the vertical direction.
  • the second expansion / contraction member 20 is provided so as to contract when the first expansion / contraction member 10 expands and to expand when the first expansion / contraction member 10 contracts.
  • the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 are arranged so that when one expands, the other contracts, and when one contracts, the other expands.
  • the suspension arm 4 has a sub arm (sub arm) 4B.
  • the sub-arm 4B has an inverted L-shape that extends upward and the upper end portion extends toward the base end side (body B side) of the suspension arm 4.
  • the body B is provided with an extension portion B2 extending to the left along the extension direction of the suspension arm 4.
  • the extension portion B2 is located below the upper end portion of the sub arm 4B.
  • the second expansion / contraction member 20 is arranged between the sub-arm 4B and the extension portion B2, and expands when the wheel W moves upward relative to the body B to increase the volume of the second gas chamber R2. (See FIG. 3), when the wheel W moves relative downward, it contracts to reduce the volume of the second gas chamber R2 (see FIG. 4).
  • first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 are provided separately and are attached in a form in which the distances of the suspension arm 4 from the rotation shaft C2 are different.
  • first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 are arranged side by side in the extension direction of the suspension arm 4 in the mounted state. As shown in FIGS. 1 and 2, the first expansion / contraction member 10 is arranged at a position closer to the tip of the suspension arm 4 (closer to the wheel W), and the second expansion / contraction member 20 is closer to the base end (closer to the rotation shaft C2). ) Is placed.
  • the damping passage 30 communicates with the first gas chamber R1 and the second gas chamber R2, and imparts resistance to the flow of gas flowing between the first gas chamber R1 and the second gas chamber R2.
  • the damping passage 30 is configured to have a first damping passage 31 and a second damping passage 32.
  • the first damping passage 31 has a check valve 31A that allows the flow of gas from the first gas chamber R1 to the second gas chamber R2 and blocks the opposite flow, and a flow rate control that controls the flow rate of the flowing gas. It is configured to include a valve 31B.
  • the second damping passage 32 includes a check valve 32A that allows the flow of gas from the second gas chamber R2 to the first gas chamber R1 and blocks the opposite flow, and a flow rate control that controls the flow rate of the flowing gas. It is configured to include a valve 32B.
  • the check valves 31A and 32A and the flow control valves 31B and 32B form a valve portion 40 and are integrally provided on the second expansion / contraction member 20.
  • the valve portion 40 is attached to the lower end 20B of the second expansion / contraction member 20.
  • the lower end 20B of the second expansion / contraction member 20 is connected to the extension portion B2 of the body B via the valve portion 40.
  • the shock absorber 1 of the first embodiment In the vehicle V, when the wheels W do not move relative to the body B, the shock absorber 1 is in a state where the pressures of the first gas chamber R1 and the second gas chamber R2 are in equilibrium. In this state, no gas is flowing between the first gas chamber R1 and the second gas chamber R2, and no damping force is generated.
  • the first expansion / contraction member 10 moves in the vertical direction. It extends and the volume of the first gas chamber R1 increases.
  • the second expansion / contraction member 20 contracts in the vertical direction to reduce the volume of the second gas chamber R2.
  • the gas in the first gas chamber R1 expands and the pressure decreases, and the gas in the second gas chamber R2 is compressed and the pressure increases. That is, a pressure difference is generated between the first gas chamber R1 and the second gas chamber R2. This pressure difference creates a flow of gas flowing through the damping passage 30.
  • first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 are arranged side by side in the extension direction of the suspension arm 4. That is, the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 have different distances from the rotation shaft C2. Therefore, when the wheel W moves in the vertical direction, there is a difference in the amount of stroke for expansion and contraction. Specifically, the first expansion / contraction member 10 expands / contracts with a larger stroke amount than the second expansion / contraction member 20 with respect to the vertical movement of the wheel W. Therefore, when the wheel W moves upward, the first expansion / contraction member 10 having a larger stroke amount contracts, and the second expansion / contraction member 20 having a smaller stroke amount expands.
  • shock absorber 1 can freely change the difference in stroke amount from the second expansion / contraction member 20 by moving the first expansion / contraction member 10 along the extension direction of the suspension arm 4.
  • the body B and the unsprung member as the spring-up member of the vehicle V contract so that when one of the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 expands, the other contracts. It is attached between the suspension arm 4 and the suspension arm 4.
  • one of the gases filled in the two gas chambers of the first gas chamber R1 and the second gas chamber R2 expands and the other is compressed to generate a pressure difference, and the gas flowing through the damping passage 30 A flow occurs.
  • the gas is imparted resistance as it flows through the damping passage 30.
  • the shock absorber 1 acts on this resistance force as a damping force that suppresses the relative rotation of the body B as the unsprung member and the suspension arm 4 as the unsprung member.
  • the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 are arranged in a form in which the distances from the rotation shaft C2 of the suspension arm 4 are different. Therefore, the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 are in a form in which the magnitude of the force acting on the input due to the rotation of the suspension arm 4 as the unsprung member is different. Therefore, in the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 having the same size, the magnitude of the resistance force generated by the rotation direction (vertical movement direction) of the suspension arm 4 can be changed. Further, the magnitude of the resistance force can be freely set to a magnitude corresponding to the distance from the rotation shaft C2 on which the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 are arranged.
  • the shock absorber 1 of the first embodiment can easily obtain a damping force of a desired magnitude.
  • the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 are arranged side by side along the extension direction of the suspension arm 4 as an unsprung member in the mounted state. Therefore, the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 can be arranged in a space-efficient manner.
  • the shock absorber 1 of the first embodiment since the first expansion / contraction member 10 and the second expansion / contraction member 20 are provided separately, there is a case where the two expansion / contraction members are connected in the vertical direction and are integrally provided. In comparison, the size in the height direction in the mounted state can be suppressed.
  • the shock absorber 1 of the first embodiment since the first expansion / contraction member 10 is provided so as to be movable in the extension direction of the suspension arm 4, the magnitude of the resistance force can be easily adjusted. Thereby, the magnitude of the damping force can be easily adjusted.
  • the present invention is not limited to the first embodiment described by the above description and the drawings, and for example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
  • the shock absorber according to the present invention is a suspension arm rotatably supported by the body. Any vehicle provided with a suspension device having a suspension device can be attached without particular limitation on the type of suspension device.
  • the suspension arm rotatably provided around the rotation axis extending in the front-rear direction of the vehicle is illustrated, but the suspension arm is rotated around the rotation axis in the left-right direction, the diagonal direction, and the like. It may be movable.
  • first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member are provided with substantially the same configuration and size, but the configuration and size of the two expansion / contraction members may be different.
  • first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member are each made of metal bellows, but the first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member are other forms such as a rolling lobe. It may be a member of.
  • the materials of the first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member are not limited to metal, and other materials such as rubber and resin may be adopted.
  • the first expansion / contraction member is movably provided along the extension direction of the suspension arm
  • the second expansion / contraction member is movably provided along the extension direction of the suspension arm. It may be in the form of the suspension arm, or both expansion / contraction members may be provided so as to be movable along the extension direction of the suspension arm.
  • two damping passages, a first damping passage and a second damping passage are provided as the damping passages, but this is not essential in the present invention.
  • the damping passage for example, one damping that imparts resistance to the flow of gas flowing from the first gas chamber to the second gas chamber or the flow of gas flowing from the second gas chamber to the first gas chamber. It is also possible to provide only a passage and provide a passage that does not impart resistance to the flow of the other gas.
  • the valve member is not essential to provide the valve member in the present invention.
  • the valve member is not limited to the form in which it is provided integrally with the illustrated second expansion / contraction member, and may be provided integrally with the first expansion / contraction member. Further, the valve member may be provided separately from the first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member.
  • the arrangement position of the valve member is not particularly limited and can be arranged on the body of the vehicle, the suspension arm, or the like, but from the viewpoint of reducing the unsprung weight, the valve member is arranged on the body side (spring member side). Is preferable.
  • the body of the vehicle is illustrated as the spring member, but the spring member according to the present invention is not limited to this.
  • the suspension arm is exemplified as the unsprung member, but the unsprung member according to the present invention is not limited to this.
  • a form in which the first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member expand and contract in a predetermined direction that is, a form in which the first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member are expanded and contracted in a predetermined direction is exemplified, but this is not essential.
  • At least one of the first expansion / contraction member and the second expansion / contraction member according to the present invention may be in a form of expansion / contraction without having a predetermined direction, such as a balloon.

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Abstract

緩衝器(1)は、車両(V)のボディ(B)(ばね上部材)と、このボディ(B)に対して回動軸(C2)周りに回動自在に設けられたサスペンションアーム(4)(ばね下部材)との間に取り付けられる。緩衝器(1)は、第1拡縮部材(10)、第2拡縮部材(20)、及び減衰通路(30)を備える。第1及び第2拡縮部材(10,20)は、内部に気体が充填される第1ガス室(R1)及び第2ガス室(R2)をそれぞれ形成して拡縮自在に設けられる。減衰通路(30)は、第1及び第2ガス室(R1,R2)を連通して第1及び第2ガス室(R1,R2)との間を流通する気体の流れに抵抗を付与する。第1拡縮部材(10)及び第2拡縮部材(20)は、別体に設けられているとともに、取付状態において、回動軸(C2)からの距離が異なる形態且つ一方が拡張した場合に他方が収縮する形態で、ボディ(B)及びサスペンションアーム(4)にそれぞれ接続される。

Description

緩衝器
 本発明は緩衝器に関する。
 特許文献1は従来の緩衝器を開示している。この緩衝器は、空圧緩衝器本体と、出力軸と、密閉体と、減衰通路とを備えている。空圧緩衝器本体は、気体が充填される圧力室を両端に備えた筒状に形成されている。各圧力室は弾性を有して伸縮自在に設けられた密閉体によって密閉されている。また、各圧力室は減衰通路によって連通されており、減衰通路を流通する気体の流れに抵抗を付与する。密閉体の伸縮に伴って各圧力室の大きさが変化し、気体が圧力室間を交流して減衰力を発生させることができる。
 また、特許文献2は、内部にガス室を形成する2つのローリングローブ(rolling lobe)を備えた車両用の空気ばねを開示している。この空気ばねでは、2つのローリングローブは上下に連結されており、上下方向の力が入力されると、一方のローリングローブは収縮し、他方は拡張するように構成されている。また、空気ばねは自己制振性を有している。具体的には、空気ばねは、平衡状態では2つのガス(gas)室の連通が遮断されている。上下方向の力が入力されて上側のローリングローブが収縮(下側が拡張)したときには、上側のガス室にコンプレッサエア(compressed air)が導入されて上側の圧力が高められる。一方、上側のローリングローブが拡張(下側が収縮)したときには2つのガス室が連通されて上側のガス室の圧力が下側のガス室に開放される。すると、上側のローリングローブはガス室の圧力が低下して収縮する方向に力を作用させ、下側のローリングローブはガス室の圧力が高められて拡張する方向に力を作用させる。また、下側のガス室には圧力開放弁が設けられており、内部の圧力が徐々に大気開放される。このように、空気ばねは、各ローリングローブの拡縮を収束させる力を積極的に作用させることで自己制振し、平衡状態に速やかに戻ることができる。
 特許文献2において、2つのローリングローブは異なる大きさで形成されている。この場合、2つのガス室内の圧力が同じ大きさであっても受圧面積に差が生じるので圧力による力の差を生じさせることができる。このような大きさの異なる2つの部材を特許文献1の緩衝器に適用すると、拡縮時の抵抗の大きさ、すなわち減衰力の大きさを拡縮の方向に応じて変化させることができる。
特開2012-172817号公報 米国特許第10,005,499号公報
 しかし、異なる大きさの拡縮部材を用いた場合、所望の減衰力を得るためには、適切な大きさで拡縮部材を製作する必要がある。また、異なる大きさの減衰力を得るためには大きさの異なる拡縮部材を別途製作しなければならなかった。
 本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、所望の大きさの減衰力を容易に得ることができる緩衝器を提供することを解決すべき課題としている。
 本発明の緩衝器は、車両のばね上部材と、このばね上部材に対して所定の回動軸周りに回動自在に設けられたばね下部材との間に取り付けられる。緩衝器は、第1拡縮部材、第2拡縮部材、及び減衰通路を備えている。第1拡縮部材は、内部に気体が充填される第1ガス室を形成して拡縮自在に設けられている。第2拡縮部材は、内部に気体が充填される第2ガス室を形成して拡縮自在に設けられている。減衰通路は、第1ガス室及び第2ガス室を連通するとともに、第1ガス室と第2ガス室との間を流通する気体の流れに抵抗を付与する。そして、第1拡縮部材及び第2拡縮部材は、別体に設けられているとともに、取付状態において、ばね上部材に対するばね下部材の回動軸からの距離が異なる形態且つ一方が拡張した場合に他方が収縮する形態で、ばね上部材及びばね下部材にそれぞれ接続される。
 本発明に係る緩衝器において、ばね下部材はサスペンションアーム(suspension arm)を有し得る。そして、第1拡縮部材及び第2拡縮部材は、取付状態において、サスペンションアームの延伸方向に沿って並んで配置され得る。
実施形態1に係る緩衝器を取り付けた車両を模式的に示す図である。 図1の要部拡大図である。 実施形態1に係る緩衝器の作用を説明するための図であり、図2の状態よりも車輪が上方に移動した状態を示す。 実施形態1に係る緩衝器の作用を説明するための図であり、図2の状態よりも車輪が下方に移動した状態を示す。
 本発明の緩衝器を具体化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、上下、左右方向とは、緩衝器の取り付けられる車両における上下、左右方向を意味しており、図1~図4に表れる上下、左右方向をそれぞれ示すものとする。
<実施形態1>
 実施形態1の緩衝器1は、図1及び図2に示すように、車両Vに取り付けられる。車両Vは、ボディ(body)Bに対して車輪Wを上下方向に相対移動自在に支持するサスペンション装置2を備えている。サスペンション装置2は、2つのサスペンションアーム3,4を備えている。サスペンション装置2は、これら2つのサスペンションアーム3,4が上下に並んで配置されたいわゆるダブルウィッシュボーン(double wishbone)式である。各サスペンションアーム3,4は、ボディBに回動自在に支持されている。具体的には、サスペンションアーム3は、その基端側が車両Vの前後方向に延びる回動軸C1周りに回動自在に支持されている。サスペンションアーム4は、その基端側が回動軸C1の下方に設定された回動軸C2周りに回動自在に支持されている。回動軸C2は、回動軸C1と同様に、車両Vの前後方向に延びて設定されている。サスペンションアーム3,4の各先端側は、基端側から車両Vの左右方向(図1では、左方向)に延伸して車輪W側のナックル(knuckle)Kに回動自在にそれぞれ接続されている。
 サスペンション装置2は、ボディBと車輪Wとの間に取り付けられる図示しない懸架ばねを備えている。懸架ばねは、ボディBに対して車輪Wが下方に相対移動する方向の弾性力を付与する。このような車両Vにおいて、懸架ばねによって支持されるボディBと、このボディBに対して固定的に配置される各種部材等がばね上部材であり、懸架ばねに吊り下がる車輪W、ナックルK、サスペンションアーム3,4等、ボディBに対して相対移動可能に配置された各種部材がばね下部材である。緩衝器1は、懸架ばねの弾性力が作用した状態のばね上部材群とばね下部材群との相対移動に対して抵抗を付与することで、それらの相対移動を抑制して減衰させる。緩衝器1は、ばね上部材であるボディBと、ばね下部材であるサスペンションアーム4との間に取り付けられる。
 図1及び図2に示すように、緩衝器1は、第1拡縮部材10、第2拡縮部材20、及び減衰通路30を備えている。第1拡縮部材10は、内部に気体が充填される第1ガス室R1を形成している。第1拡縮部材10は、車両Vに取り付けられた状態において、上端10AがボディBに接続されるとともに、下端10Bがサスペンションアーム4に接続される。第1拡縮部材10は拡縮自在に設けられている。本実施形態の場合、第1拡縮部材10は円筒形状をなす金属製のベローズ(bellows)であり、軸方向に伸縮自在とされている。第1拡縮部材10は、図2に示すように、その軸方向を上下方向として車両Vに取り付けられる。すなわち、第1拡縮部材10は、上端10Aとしての軸方向の一端がボディBに接続され、下端10Bとしての軸方向の他端がサスペンションアーム4に接続される。第1拡縮部材10は、ボディBと車輪Wの上下方向の相対移動に伴って上下方向に伸縮することで、内部の第1ガス室R1の容積が変化する。
 本実施形態の第1拡縮部材10は、左右方向に移動自在に設けられている。換言すると、第1拡縮部材10は、サスペンションアーム4の回動軸C2からの距離を変更可能に設けられている。詳細には、図2に示すように、ボディBには、第1拡縮部材10の上端10Aが当接して接続される当接面部B1が設けられ、サスペンションアーム4には、第1拡縮部材10の下端10Bが当接して接続される座部4Aが設けられている。第1拡縮部材10の径方向の大きさは、これら当接面部B1及び座部4Aの左右方向の大きさよりも小さく設けられている。第1拡縮部材10は、これら当接面部B1及び座部4Aの大きさの範囲内で左右方向の所望の位置に移動可能とされている。第1拡縮部材10は、これら当接面部B1と座部4Aの間に配置され、ボディBに対して車輪Wが上方に相対移動した場合には収縮して第1ガス室R1の容積を減少させ(図3参照)、車輪Wが下方に相対移動した場合には拡張して第1ガス室R1の容積を増加させる(図4参照)。
 第2拡縮部材20は、内部に気体が充填される第2ガス室R2を形成している。第2拡縮部材20は、車両Vに取り付けられた状態において、上端20Aがサスペンションアーム4に接続されるとともに、下端20BがボディBに接続される。第2拡縮部材20は拡縮自在に設けられている。本実施形態の場合、第2拡縮部材20は第1拡縮部材10と略同等の構成及び大きさで形成された金属製のベローズである。
 第2拡縮部材20は、図2に示すように、その軸方向を上下方向として車両Vに取り付けられる。すなわち、第2拡縮部材20は、上端20Aとしての軸方向の一端がサスペンションアーム4に接続され、下端20Bとしての軸方向の他端がボディBに接続される。第2拡縮部材20は、ボディBと車輪Wの上下方向の相対移動に伴って上下方向に伸縮することで、内部の第2ガス室R2の容積が変化する。
 第2拡縮部材20は、第1拡縮部材10が拡張した際には収縮し、第1拡縮部材10が収縮した際には拡張するように設けられている。換言すると、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20は、一方が拡張すると他方が収縮し、一方が収縮すると他方が拡張する形態で配置されている。具体的には、サスペンションアーム4はサブアーム(sub arm)4Bを有している。サブアーム4Bは、図2に示すように、上方に延出するとともに、上端部がサスペンションアーム4の基端側(ボディB側)に延出する倒立L字状をなしている。ボディBには、サスペンションアーム4の延伸方向に沿って左方に延出した延出部B2が設けられている。延出部B2は、サブアーム4Bの上端部の下方に位置している。第2拡縮部材20は、これらサブアーム4Bと延出部B2の間に配置され、ボディBに対して車輪Wが上方に相対移動した場合には拡張して第2ガス室R2の容積を増加させ(図3参照)、車輪Wが下方に相対移動した場合には収縮して第2ガス室R2の容積を減少させる(図4参照)。
 また、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20は、別体に設けられているとともに、サスペンションアーム4の回動軸C2からの距離が異なる形態で取り付けられる。本実施形態の場合、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20は、取付状態において、サスペンションアーム4の延伸方向に並んで配置される。図1及び図2に示すように、第1拡縮部材10は、サスペンションアーム4の先端寄り(車輪W寄り)の位置に配置され、第2拡縮部材20は、基端寄り(回動軸C2寄り)の位置に配置される。
 減衰通路30は、第1ガス室R1及び第2ガス室R2を連通するとともに、第1ガス室R1と第2ガス室R2との間を流通する気体の流れに抵抗を付与する。本実施形態の場合、減衰通路30は、図2に示すように、第1減衰通路31及び第2減衰通路32を有して構成されている。第1減衰通路31は、第1ガス室R1から第2ガス室R2への気体の流れを許容してその反対の流れを阻止する逆止弁31Aと、流通する気体の流量を制御する流量制御弁31Bとを具備して構成されている。第2減衰通路32は、第2ガス室R2から第1ガス室R1への気体の流れを許容してその反対の流れを阻止する逆止弁32Aと、流通する気体の流量を制御する流量制御弁32Bとを具備して構成されている。
 本実施形態の場合、逆止弁31A,32A及び流量制御弁31B,32Bは、バルブ(valve)部40を構成して第2拡縮部材20に一体的に設けられている。具体的には、図2に示すように、バルブ部40は、第2拡縮部材20の下端20Bに取り付けられている。換言すると、第2拡縮部材20の下端20Bは、バルブ部40を介してボディBの延出部B2に接続されている、といえる。
 次に、実施形態1の緩衝器1の作用について説明する。
 車両Vにおいて、ボディBに対して車輪Wの相対移動が生じていない状態では、緩衝器1は第1ガス室R1及び第2ガス室R2の圧力が平衡した状態となっている。この状態では、第1ガス室R1と第2ガス室R2との間で気体は流通しておらず、減衰力は発生しない。
 車両Vにおいて、ボディBに対して車輪Wが上方に相対移動し、これに伴ってサスペンションアーム4が上方に移動した場合、例えば、図2に示す状態から図3に示す状態になった場合には、第1拡縮部材10が上下方向に収縮して第1ガス室R1の容積が減少する。一方、第2拡縮部材20は、上下方向に伸長して第2ガス室R2の容積が増大する。これにより、第1ガス室R1内の気体は圧縮されて圧力が上昇するとともに第2ガス室R2内の気体は膨張して圧力が低下する。すなわち、第1ガス室R1と第2ガス室R2との間で圧力差が生じる。この圧力差によって、減衰通路30を流通する気体の流れが生じる。具体的には、第1減衰通路31を通過して第1ガス室R1から第2ガス室R2へ流通する。一方、第2減衰通路32は、逆止弁32Aが閉塞するので気体の流通は生じない。これにより、第1減衰通路31の流量制御弁31Bによる減衰力が生じ、ボディBに対する車輪Wの上方への相対移動が抑制される。
 一方、車両Vにおいて、ボディBに対して車輪Wが下方に相対移動した場合、例えば、図2に示す状態から図4に示す状態になった場合には、第1拡縮部材10が上下方向に伸長して第1ガス室R1の容積が増大する。一方、第2拡縮部材20は、上下方向に収縮して第2ガス室R2の容積が減少する。これにより、第1ガス室R1内の気体は膨張して圧力が低下するとともに第2ガス室R2内の気体は圧縮されて圧力は上昇する。すなわち、第1ガス室R1と第2ガス室R2との間で圧力差が生じる。この圧力差によって、減衰通路30を流通する気体の流れが生じる。具体的には、第2減衰通路32を通過して第2ガス室R2から第1ガス室R1へ流通する。一方、第1減衰通路31は、逆止弁31Aが閉塞するので気体の流通は生じない。これにより、第2減衰通路32の流量制御弁32Bによる減衰力が生じ、ボディBに対する車輪Wの下方への相対移動が抑制される。
 また、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20は、サスペンションアーム4の延伸方向に並んで配置されている。すなわち、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20は、回動軸C2からの距離が異なっている。このため、車輪Wの上下方向の移動時には、それぞれの伸縮のストローク(stroke)量に差が生じる。具体的には、車輪Wの上下動に対して、第1拡縮部材10のほうが第2拡縮部材20よりもより大きなストローク量で伸縮する。このため、車輪Wが上方に移動した場合には、よりストローク量の大きな第1拡縮部材10が収縮し、これに比してストローク量の小さい第2拡縮部材20が伸長する。その結果、緩衝器1は、車輪Wが上方に移動した場合には、2つのガス室R1,R2内の気体が圧縮されて圧力が上昇し、車輪Wの上方への移動をより抑制する。一方、車輪Wが下方に移動した場合には、よりストローク量の大きな第1拡縮部材10が伸長し、これに比してストローク量の小さい第2拡縮部材20が収縮する。その結果、緩衝器1は、車輪Wが下方に移動した場合には、2つのガス室R1,R2内の気体が膨張して圧力が降下し、車輪Wの上方への移動の場合と比較して、下方への移動の抑制効果が小さくなる。
 また、緩衝器1は、第1拡縮部材10をサスペンションアーム4の延伸方向に沿って移動させることで、第2拡縮部材20とのストローク量の差を自在に変更することができる。
 以上より、実施形態1の緩衝器1によると、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20の一方が拡張すると他方が収縮するように、車両Vのばね上部材としてのボディBとばね下部材としてのサスペンションアーム4との間に取り付けられる。これにより、第1ガス室R1及び第2ガス室R2の2つのガス室の内部に充填された気体の一方が膨張して他方が圧縮されて圧力差が生じ、減衰通路30を流通する気体の流れが生じる。気体は減衰通路30を流通する際に抵抗を付与される。緩衝器1は、この抵抗力をばね上部材としてのボディBと、ばね下部材としてのサスペンションアーム4と、の相対回動を抑制する減衰力として作用させる。また、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20は、サスペンションアーム4の回動軸C2からの距離が異なる形態で配置される。このため、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20は、ばね下部材としてのサスペンションアーム4の回動による入力に対して、作用する力の大きさが異なる形態となる。このため、同じ大きさの第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20において、サスペンションアーム4の回動方向(上下の移動方向)によって発生する抵抗力の大きさを変化させることができる。また、抵抗力の大きさは、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20を配置する回動軸C2からの距離に応じた大きさに自在に設定することができる。
 したがって、実施形態1の緩衝器1は、所望の大きさの減衰力を容易に得ることができる。
 また、実施形態1の緩衝器1において、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20は、取付状態において、ばね下部材としてのサスペンションアーム4の延伸方向に沿って並んで配置されている。このため、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20を空間効率よく配置することができる。
 また、実施形態1の緩衝器1は、第1拡縮部材10と第2拡縮部材20とを別体に設けたので、2つの拡縮部材が上下方向に連結されて一体に設けられている場合と比較して、取付状態における高さ方向の大きさを抑えることができる。
 また、実施形態1の緩衝器1は、第1拡縮部材10をサスペンションアーム4の延伸方向に移動可能に設けたので、抵抗力の大きさを容易に調整することができる。これにより、減衰力の大きさを容易に調整することができる。
 本発明は、上記記述及び図面によって説明した実施形態1に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施形態1では、緩衝器がダブルウィッシュボーン式のサスペンション装置を備えた車両に取り付けられる形態を例示したが、本発明に係る緩衝器は、ボディに回動自在に支持されるサスペンションアームを有するサスペンション装置を備えた車両であれば、サスペンション装置の形式を特に限定することなく取り付けることができる。
(2)実施形態1では、車両の前後方向に延びる形態の回動軸周りに回動自在に設けられた形態のサスペンションアームを例示したが、左右方向、斜め方向等の回動軸周りに回動自在であってもよい。
(3)実施形態1では、第1拡縮部材及び第2拡縮部材を略同様の構成及び大きさで設けた形態を例示したが、2つの拡縮部材の構成や大きさは異なっていてもよい。
(4)実施形態1では、第1拡縮部材及び第2拡縮部材を、それぞれ金属製のベローズとした形態を例示したが、第1拡縮部材及び第2拡縮部材は、ローリングローブ等の他の形態の部材であってもよい。また、第1拡縮部材及び第2拡縮部材の材質も金属に限定されず、ゴム(rubber)、樹脂等の他の材質を採用してもよい。
(5)実施形態1では、第1拡縮部材がサスペンションアームの延伸方向に沿って移動自在に設けられた形態を例示したが、第2拡縮部材がサスペンションアームの延伸方向に沿って移動自在に設けられた形態であってもよいし、両方の拡縮部材がサスペンションアームの延伸方向に沿って移動自在に設けられた形態であってもよい。
(6)実施形態1では、減衰通路として、第1減衰通路及び第2減衰通路の2つの減衰通路を設ける形態を例示したが、本発明においてこれは必須ではない。減衰通路を設ける形態としては、例えば、第1ガス室から第2ガス室に流通する気体の流れ、又は第2ガス室から第1ガス室に流通する気体の流れに抵抗を付与する1つの減衰通路のみを設け、他方の気体の流れには抵抗を付与しない通路を設ける形態としてもよい。
(7)実施形態1では、バルブ部材を設ける形態を例示したが、本発明において、バルブ部材を設けることは必須ではない。バルブ部材を設ける場合には、例示した第2拡縮部材と一体に設ける形態に限定されず、第1拡縮部材と一体に設けてもよい。また、バルブ部材は、第1拡縮部材及び第2拡縮部材とは別体に設けてもよい。この場合、バルブ部材の配置位置は特に限定されず、例えば、車両のボディやサスペンションアーム等に配置することができるが、ばね下重量低減の観点から、ボディ側(ばね上部材側)に配置することが好ましい。
(8)実施形態1では、ばね上部材として車両のボディを例示したが、本発明に係るばね上部材はこれに限定されない。
(9)実施形態1では、ばね下部材としてサスペンションアームを例示したが、本発明に係るばね下部材はこれに限定されない。
(10)実施形態1では、第1拡縮部材及び第2拡縮部材が所定の方向性をもって拡縮する形態、すなわち、所定方向に伸縮自在に設けられた形態を例示したが、これは必須ではない。本発明に係る第1拡縮部材及び第2拡縮部材の少なくとも一方は、風船等のように、所定の方向性を有することなく拡縮する形態であってもよい。
 1…緩衝器、2…サスペンション装置、3,4…サスペンションアーム(ばね下部材)、4A…座部、4B…サブアーム、10…第1拡縮部材、10A…第1拡縮部材の上端、10B…第1拡縮部材の下端、20…第2拡縮部材、20A…第2拡縮部材の上端、20B…第2拡縮部材の下端、30…減衰通路、31…第1減衰通路、31A,32A…逆止弁、31B,32B…流量制御弁、32…第2減衰通路、40…バルブ部、B…ボディ(ばね上部材)、B1…当接面部、B2…延出部、C1,C2…回動軸、K…ナックル、R1…第1ガス室、R2…第2ガス室、V…車両、W…車輪

Claims (2)

  1.  車両のばね上部材と、前記ばね上部材に対して所定の回動軸周りに回動自在に設けられたばね下部材との間に取り付けられる緩衝器であって、
     内部に気体が充填される第1ガス室を形成して拡縮自在に設けられた第1拡縮部材と、
     内部に気体が充填される第2ガス室を形成して拡縮自在に設けられた第2拡縮部材と、
     前記第1ガス室及び前記第2ガス室を連通するとともに、前記第1ガス室と前記第2ガス室との間を流通する前記気体の流れに抵抗を付与する減衰通路と、
    を備えており、
     前記第1拡縮部材及び前記第2拡縮部材は、別体に設けられているとともに、取付状態において、前記回動軸からの距離が異なる形態且つ一方が拡張した場合に他方が収縮する形態で、前記ばね上部材及び前記ばね下部材にそれぞれ接続されることを特徴とする緩衝器。
  2.  前記ばね下部材はサスペンションアームを有し、
     前記第1拡縮部材及び前記第2拡縮部材は、取付状態において前記サスペンションアームの延伸方向に沿って並んで配置されることを特徴とする請求項1記載の緩衝器。
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