懸架装置
【課題】車両の走行状態に応じたばね定数の変更を容易にすること。
【解決手段】この懸架装置１００は、第１及び第２緩衝装置１０1、１０2を備える。第１及び第２緩衝装置１０1、１０2は、気体が内部に閉じ込められる第１気室１1、１2及び第２気室２1、２2とを備え、第１気室１1、１2と第２気室２1、２2とは対向配置される。また、第１及び第２緩衝装置１０1、１０2は、第１気室１1、１2と第２気室２1、２2とに支持され、かつ第１気室１1、１2と接触する部分の荷重支持面積Ａ１は、第２気室２1、２2と接触する部分の荷重支持面積Ａ２よりも大きい第１及び第２荷重伝達部材３1、３2を備える。そして、第１緩衝装置１０1の第１気室１1と第２緩衝装置１０2の第２気室２2とは第１連通通路５1で接続されるとともに、第１緩衝装置１０1の第２気室２1と第２緩衝装置１０2の第１気室１2とは第２連通通路５2で接続される。
【解決手段】この懸架装置１００は、第１及び第２緩衝装置１０1、１０2を備える。第１及び第２緩衝装置１０1、１０2は、気体が内部に閉じ込められる第１気室１1、１2及び第２気室２1、２2とを備え、第１気室１1、１2と第２気室２1、２2とは対向配置される。また、第１及び第２緩衝装置１０1、１０2は、第１気室１1、１2と第２気室２1、２2とに支持され、かつ第１気室１1、１2と接触する部分の荷重支持面積Ａ１は、第２気室２1、２2と接触する部分の荷重支持面積Ａ２よりも大きい第１及び第２荷重伝達部材３1、３2を備える。そして、第１緩衝装置１０1の第１気室１1と第２緩衝装置１０2の第２気室２2とは第１連通通路５1で接続されるとともに、第１緩衝装置１０1の第２気室２1と第２緩衝装置１０2の第１気室１2とは第２連通通路５2で接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の懸架装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やバス、トラック等の車両は、懸架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。また、懸架装置は、車両の走行中において、いわゆるホイールアライメントの変化をできるだけ小さくして、車両の操縦安定性や走行安定性を確保する。車両の懸架装置は、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、及び車輪の上下方向への対する動きをガイドするアーム類を含んで構成される。
【０００３】
一般にスプリングとしては、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ことが多いが、気体（一般には空気）の圧縮による反発力を利用した空気ばねも用いられる（例えば特許文献１）。空気ばねは、気体の量（モル数や質量）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ても、車両の車高を一定に保つことができる能力を有する。また、空気圧や空気容積等を変化させることにより、ばね定数を変化させることができる。
【０００４】
【特許文献１】ＵＳＰ４２００２７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されている技術では、例えば、直線走行や旋回走行といった車両の走行状態に適した操縦安定性を得るために、車両の走行状態に応じて緩衝装置のばね定数を変更することが困難であった。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の走行状態に応じて、懸架装置が備える緩衝装置のばね定数を容易に変更できる懸架装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決して、目的を達成するために、本発明に係る懸架装置は、気体が内部に閉じ込められる第１気室と、気体が内部に閉じ込められるとともに、前記第１気室に対向配置される第２気室と、前記第１気室と前記第２気室とによって支持され、かつ前記第１気室と接触する部分の荷重支持面積は、前記第２気室と接触する部分の荷重支持面積よりも大きい荷重伝達部材と、を含んで構成されるとともに、車両の異なる位置に取り付けられて、車輪からの入力を緩和する複数の緩衝装置と、前記緩衝装置の第１気室と前記第２気室とを連通させる連通通路と、を含んで構成されることを特徴とする。
【０００７】
この懸架装置は、第１気室と第２気室とによって荷重伝達部材を支持するとともに、第１気室と前記第２気室とを連通させる連通通路を備える。これによって、例えば、連通通路を断続することによって、車両の走行状態に応じて緩衝装置のばね定数を容易に変更できる。
【０００８】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記連通通路は、一対の前記緩衝装置において、第１の前記緩衝装置の第１気室と、第２の前記緩衝装置の第２気室とを連通させる第１連通通路と、第１の前記緩衝装置の第２気室と、第２の前記緩衝装置の第２気室とを連通させる第２連通通路とを含んで構成されることを特徴とする。
【０００９】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記第１連通通路と前記第２連通通路との間に通路開閉手段、又は絞り弁手段のうち少なくとも一方を設けることを特徴とする。
【００１０】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記連通通路には、振動減衰手段が設けられることを特徴とする。
【００１１】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記第２気室は前記第１気室よりも鉛直方向下側に配置されており、また、前記荷重伝達部材は前記第１気室と前記第２気室に挟持され、さらに前記荷重伝達部材には、車輪からの入力を前記荷重伝達部材に伝える載荷部材が取り付けられることを特徴とする。
【００１２】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記第１気室及び前記第２気室は、筺体内に格納されるとともに、前記筺体に設けられる貫通孔に載荷部材が貫通することを特徴とする。
【００１３】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記緩衝装置の前記第１の気室内であって、前記緩衝装置の前記車両に対する取付側又は前記荷重伝達部材側の少なくとも一方にストッパ部材を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る懸架装置は、車両の走行状態に応じて、懸架装置が備える緩衝装置のばね定数を容易に変更できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、バス等の路面上を走行する車両や、鉄道車両のように軌道上を走行する車両の懸架装置に適用できるが、特に、乗用車やトラック、バス等の路面上を走行する車両に好適である。
【実施例】
【００１６】
この実施例に係る懸架装置は、対向配置される第１気室と第２気室とによって荷重伝達部材が支持されるとともに、荷重伝達部材と第１気室との荷重支持面積は、荷重伝達部材と第２気室との荷重支持面積よりも大きい緩衝装置と、この緩衝装置の第１気室と第２気室とを連通させる連通通路と、を備える点に特徴がある。
【００１７】
図１−１は、この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の構造を示す説明図である。この実施例に係る懸架装置１００は、いわゆるエアサスペンションであり、路面からの衝撃を吸収、緩和するための緩衝装置に空気ばねを利用する。この実施例に係る緩衝装置１０は、図１−１に示すように、内部に気体が閉じ込められる第１気室１と第２気室２とが対向配置されてケース（筺体）１１内に収められる。この実施例において、第１気室１は、緩衝装置１０の取付対象である車両２０側に配置される。このため、第２気室２は、第１気室１の鉛直方向の下方位置に配置されることになる。ここで、鉛直方向とは重力の作用方向をいい（図１−１中矢印Ｇ方向）、下方位置とは、対地高さの低い側をいう。また、この実施例において、第１気室１及び第２気室２内に閉じ込められる気体は空気であるが、前記気体は空気に限定されるものではない。
【００１８】
対向配置される第１気室１と第２気室２とは、荷重伝達部材３を挟持する。荷重伝達部材３には、ケース１１に設けられる貫通孔１２を貫通した載荷部材４が取り付けられている。載荷部材４は、懸架装置１００を構成するアームや、タイヤ・ホイール組立体を揺動可能に支持するハブが取り付けられる。そして、路面から車両２０に伝達される力を、第１気室１及び第２気室２に伝達する。この力は、第１気室１及び第２気室２内の気体に伝達されて、前記気体が圧縮されることにより吸収、緩和される。これによって、車両２０に伝達される前記力が緩和される。
【００１９】
後述するように、この実施例において、同一の緩衝装置１０において第１気室１と第２気室２とを連通させたり、あるいは一対の異なる緩衝装置１０間において、それぞれの第１気室１と第２気室２とを連通させたりする。これによって、第１気室１内における気体の圧力Ｐ１と、第２気室２内における気体の圧力Ｐ２とは等しくなる。また、図１−１に示すように、第１気室１と荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1とが接触する部分の荷重支持面積Ａ１は、第２気室２と荷重伝達部材３の第２支持部ＣＰ2とが接触する部分の荷重支持面積Ａ２よりも大きい（Ａ１＞Ａ２）。すなわち、第１気室１が荷重伝達部材３から圧力を受ける受圧面積は、第２気室２が荷重伝達部材３から圧力を受ける受圧面積よりも大きい。これによって、第１気室１が荷重伝達部材３を押す力Ｆ１は、第２気室２が荷重伝達部材３を押す力Ｆ２よりも大きくなるので、緩衝装置１０によって前記載荷部材４から荷重伝達部材３へ伝わる荷重を支持することができる。なお、Ａ１：Ａ２は、２：１〜１０：１程度が適切である（以下同様）。
【００２０】
この緩衝装置１０は、対向配置される第１及び第２気室１、２に荷重伝達部材３が狭持される。そして、貫通孔１２に貫通した載荷部材４が荷重伝達部材３に取り付けられて、貫通孔１２内を載荷部材４が移動することで、緩衝装置１０が衝撃を吸収し、緩和する。従来の緩衝装置では、荷重の作用点がケースの外側にあったが、この実施例に係る緩衝装置１０では、載荷部材４からの荷重の作用点を緩衝装置１０のケース１１内に設定できる。その結果、緩衝装置１０の全長を従来よりも短く設計できる。これにより、懸架装置１００をコンパクトにすることができる。
【００２１】
また、図１−１に示すように、この緩衝装置１０は、緩衝装置１０の内部であって、車両取付側において荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1と対向する位置に、ストッパ部材１９が取り付けられている。ストッパ部材は、第１気室１の内側かつ緩衝装置１０の車両２０への取付側（すなわち、第１気室１の内側であって、重力の作用方向（図１−１中矢印Ｇ方向）とは反対方向側）に設けられる。
【００２２】
なお、ストッパ部材１９は、荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1側に設けてもよいし、第１支持部ＣＰ1側及び第１気室１の内側かつ緩衝装置１０の車両２０への取付側の両方に設けてもよい。すなわち、ストッパ部材１９は、緩衝装置１０のケース１１内であって、荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1と、車両２０との間に設けることができる。ストッパ部材１９は弾性材料で構成されており、荷重伝達部材３の動作方向（すなわち緩衝装置１０の動作方向）に向かって圧縮されたときに反発力を発生する。ストッパ部材１９は、例えば、ゴムや樹脂等の弾性材料を用いたり、つるまきばね、皿ばね等を用いることができる。
【００２３】
この緩衝装置１０は、万一第１気室１内の空気が抜けて、緩衝装置１０内の空気圧支持によるばね上質量の支持が不可能になっても、ストッパ部材１９により前記ばね上質量を支持することができる。これにより、気室から万一空気漏れが発生しても、ストッパ部材１９が荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1に直接接触して、車両２０の質量を支持できるので、少なくとも車両２０は低速で走行できる。その結果、気室から万一空気漏れが発生しても、低速走行により修理工場等へたどり着くことができる。なお、以下に説明する緩衝装置においても、ストッパ部材を備えているが、必ずしもストッパ部材を備える必要はない。
【００２４】
図１−２は、この実施例に係る懸架装置に適用可能な他の緩衝装置の構造を示す説明図である。この緩衝装置１０ａは、上記緩衝装置１０と同様の構成であるが、対向配置される第１気室１ａと第２気室２ａとを荷重伝達部材３ａが貫通する。そして、荷重伝達部材３ａの第１支持部ＣＰ1が、対向面ＯＰの反対側における第１気室１ａに接触する。また、荷重伝達部材３ａの第２支持部ＣＰ2が、対向面ＯＰの反対側における第２気室２ａに接触する。そして、第１支持部ＣＰ1と第１気室１ａとの接触部分における荷重支持面積Ａ１は、第２支持部ＣＰ2と第２気室２ａとの接触部分における荷重支持面積Ａ２よりも大きい。このような構成の緩衝装置１０ａであっても、この実施例に係る懸架装置１００に適用できる。次に、前記第１気室と前記第２気室とを接続する配管例について説明する。
【００２５】
図２は、この実施例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。図２に示す懸架装置１００は、一対の第１緩衝装置１０1と、第２緩衝装置１０2とを備えている。そして、第１緩衝装置１０1が車両２０の進行方向に向かって右側に、第２緩衝装置１０2が車両２０の進行方向に向かって左側に取り付けられる。このように、一対の第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とは、車両２０の異なる位置に取り付けられて、車輪２１からの入力を吸収し、緩和する。なお、この懸架装置１００では、車輪２１の動きを上下方向にガイドするために車両２０の右と左に取り付けられるアームが、載荷部材４1、４2としてそれぞれ第１及び第２荷重伝達部材３1、３2に固定され、接続される。
【００２６】
第１緩衝装置１０1の第１気室１1と、第２緩衝装置１０2の第２気室２2とは、第１連通通路５1で連通させられて、閉じた気体として一体化されている（第１系統Ｓ１）。また、第１緩衝装置１０1の第２気室２1と、第２緩衝装置１０2の第１気室１2とは、第２連通通路５2で連通させられて、閉じた気体として一体化されている（第２系統Ｓ２）。このように、異なる緩衝装置が有するそれぞれの第１気室とそれぞれの第２気室とを連通させる。
【００２７】
これによって、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作する場合は、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作する場合よりもばね定数が高くなる（この例では約２倍）。ここで、逆位相で動作する場合とは、例えば、第１緩衝装置１０1の第１荷重伝達部材３1が上昇側（車両２０への取付側、矢印Ｕ側）へ移動し、第２緩衝装置１０2の第２荷重伝達部材３2が下降側（車両２０への取付側とは反対側、矢印Ｄ側）へ移動する場合である。また、同位相で動作する場合とは、例えば、第１緩衝装置１０1の第１荷重伝達部材３1、及び第２緩衝装置１０2の第２荷重伝達部材３2が、ともに上昇側又は下降側へ移動する場合である。
【００２８】
例えば、第１緩衝装置１０1の第１荷重伝達部材３1が、第１緩衝装置１０1が備える第１気室１1の上昇側へ移動すると、第１緩衝装置１０1の第１気室１1は体積が減少し、第２気室２1は体積が増加する。第１緩衝装置１０1の第１気室１1は、第２緩衝装置１０2の第２気室２2と連通しているので、第１緩衝装置１０1の第１気室１1の体積減少によりここから押し出された気体は、第２緩衝装置１０2の第２気室２2へ移動しようとする。また、第１緩衝装置１０1の第２気室２1は、第２緩衝装置１０2の第１気室１2と連通しているので、第１緩衝装置１０1の第２気室２1の体積増加により、第２緩衝装置１０2の第１気室１2から気体が流入しようとする。
【００２９】
第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作する場合、第１緩衝装置１０1の第１荷重伝達部材３1が、第１緩衝装置１０1が備える第１気室１1の上昇側へ移動すると、第２緩衝装置１０2の第１荷重伝達部材３2は、第２緩衝装置１０2が備える第１気室１2の下降側へ移動する。これによって、第２緩衝装置１０2の第２気室２2の体積は減少するので、第１緩衝装置１０1の第１気室１1へ気体を押し出すことになる。また、第２緩衝装置１０2の第１気室１2の体積は増加するので、第１緩衝装置１０1の第２気室２1から気体を流出させることになる。
【００３０】
このように、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作すると、第１緩衝装置１０1の第１気室１1と第２緩衝装置１０2の第２気室２2との気体の移動、及び第１緩衝装置１０1の第２気室２1と第２緩衝装置１０2の第１気室１2との気体の移動が阻害される。その結果、この実施例に係る懸架装置１００では、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作すると、第１緩衝装置１０1及び第２緩衝装置１０2のばね定数が上昇する。
【００３１】
一方、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作すると、第１緩衝装置１０1の第１気室１1と第２緩衝装置１０2の第２気室２2との間における気体の移動、及び第１緩衝装置１０1の第２気室２1と第２緩衝装置１０2の第１気室１2との間における気体の移動が促進される。その結果、この実施例に係る懸架装置１００では、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作すると、第１緩衝装置１０1及び第２緩衝装置１０2のばね定数が低下し、乗り心地が改善される。
【００３２】
ここで、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作する場合は、車両２０が直進する場合に相当する。一方、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作する場合は、車両２０が旋回する場合に相当する。この実施例に係る懸架装置１００では、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作する場合にばね定数が高くなる。これによって、車両２０の直進時においては低いばね定数で乗り心地を確保しつつ、車両２０の旋回時においては高いばね定数によってロール剛性が向上するので、車両２０の旋回時における操縦安定性や走行性能を向上させることができる。このように、この懸架装置１００は、乗り心地と旋回時における操縦安定性等とを両立させることができる。
【００３３】
この実施例に係る懸架装置１００は、異なる緩衝装置が有するそれぞれの第１気室とそれぞれの第２気室とを連通させ、車両２０の旋回時においては、車体のロールに対する機械式のスタビライザーと同様に機能する。これによって、車体のロールに対する機械式のスタビライザーを備えなくとも、同様の効果を得ることができる。その結果、車体のロールに対する機械式のスタビライザーが不要になるので、軽量化に寄与する。また、気室間における空気の釣り合いによって、ロール剛性を上昇させるので、電気的な制御が不要になる。これによって信頼性が向上する。また、機械式のスタビライザーの場合、ロール剛性を向上させるためにねじり剛性の高いものを使用すると、片方の車輪が段差を通過する際に乗り心地が悪化したり、操縦安定性に影響が発生したりする。しかし、この実施例に係る懸架装置１００は、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作する場合はばね定数が低くなるので、乗り心地の悪化を抑制でき、また、操縦安定性への影響を低減できる。
【００３４】
なお、上記説明では、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とを、車両２０の左右に取り付けた例を説明したが、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とを車両２０の前後に取り付けて、第１緩衝装置１０1及び第２緩衝装置１０2が備える各気室を上記のように配管してもよい。この場合には、車両２０の乗り心地悪化を抑制しつつ、車両２０のピッチングを抑制することができる。また、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とは、車両２０の対角位置に配置して、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2との各気室を上記のように配管してもよい。
【００３５】
また、図２に示す懸架装置１００では、気体供給源６Ａ、６Ｂから第１、第２緩衝装置１０1、１０2へ気体を供給することにより、車両２０の車高を調整することができる。上記第１系統Ｓ１又は上記第２系統Ｓ２に対して別個に気体を供給すれば、左右、あるいは前後の車高を異ならせることもできる。気体供給源６Ａと第１緩衝装置１０1との間には、第１切替弁３０1が、気体供給源３０Ｂと第２緩衝装置１０2との間には、第２切替弁３０2が設けられる。そして、第１、第２切替弁３０1、３０2が備える遮断部３１1、３１2、連通部３２1、３２2及び排気部３３1、３３2を切り替えることにより、第１、第２緩衝装置１０1、１０2へ気体を供給したり、第１、第２緩衝装置１０1、１０2から気体を放出したりする。
【００３６】
さらに、図２に示すように、第１連通通路５1及び第２連通通路５2に、振動減衰手段として、オリフィス回路７Ａ、７Ｂを設けてもよい。なお、振動減衰手段としては、絞り弁等も使用できる。オリフィス回路７Ａ、７Ｂは、オリフィス７Ａｏ、７Ｂｏと、逆止弁７Ａｒ、７Ｂｒとを含んで構成される。これによって、第１気室１1、１2や第２気室２1、２2からの気体がオリフィス回路７Ａ、７Ｂを通過する際には抵抗を受けるので、第１気室１1、１2等の気体の振動を減衰させる効果（ダンピング効果）が得られる。その結果、懸架装置１００には、ダンピング効果を発揮する装置を別個に設ける必要はないので、構造の簡略化、軽量化、低コスト化に有利である。なお、振動減衰手段に加え、上記第１系統Ｓ１や上記第２系統Ｓ２に気体を供給したり、上記第１系統や上記第２系統から気体を排出したりする制御を併用してもよい。これによって、さらに高いダンピング効果を得ることができる。
【００３７】
（変形例１）
図３は、この実施例の第１変形例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とをすべて接続する配管例を示す説明図である。この懸架装置１００ａは、前記懸架装置１００と略同様の構成であるが、第１連通通路５1と第２連通通路５2との間に、通路開閉手段である開閉弁８を備える点が異なる。
【００３８】
この懸架装置１００ａにおいて、開閉弁８を閉じると、第１連通通路５1と第２連通通路５2との連通が遮断される。この場合、第１緩衝装置１０1の第１気室１1と、第２緩衝装置１０2の第２気室２2とは閉じた気体として一体化され、また、第１緩衝装置１０1の第２気室２1と、第２緩衝装置１０2の第１気室１2とは、閉じた気体として一体化されている。これによって、上記実施例に係る懸架装置１００と同様の作用、効果が得られる。
【００３９】
この懸架装置１００ａにおいて、開閉弁８を開くと、第１連通通路５1と第２連通通路５2とが連通される。これによって、第１緩衝装置１０1の第１気室１1及び第２気室２1、第２緩衝装置１０2の第１気室１2及び第２気室２2は、すべて連通することになる。すなわち、第１緩衝装置１０1及び第２緩衝装置１０2が備えるすべての気室が、閉じた気体として一体化される。
【００４０】
この場合には、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作するときにおける両者のばね定数は、開閉弁８を閉じたときと比較して低下する。これによって、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作するとき、すなわち、車両２０が直進しているときには、ばね定数を２段階に切り替えることができる。これによって、状況に応じて乗り心地を優先したり、走行性能を優先したりすることができる。また、車両２０が旋回しているときには、開閉弁８を閉じることにより、直進時と比較してロール剛性を向上させることができるので、車両２０の操縦安定性や走行性能を向上させることができる。
【００４１】
（変形例２）
図４は、この実施例の第２変形例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。この懸架装置１００ｄは、同一の第１及び第２緩衝装置１０1、１０2において、各々の第１気室１1、１2と第２気室２1、２2とを連通通路５ｄ1、５ｄ2により連通させるとともに、この連通通路に通路開閉手段である開閉弁９1、９2を設ける点に特徴がある。開閉弁９1、９2の動作は、制御装置２３によって制御される。
【００４２】
上記構成により、開閉弁９1、９2を閉じて第１緩衝装置１０1の第１気室１1と第２気室２1との連通、及び第２緩衝装置１０2の第１気室１2と第２気室２2との連通を遮断すると、第１気室１1、１2と第２気室２1、２2とが連通している場合と比較して、ばね定数が２倍程度に上昇する。したがって、車両２０が直線走行しているときには、開閉弁９1、９2を開いておき、乗り心地を改善する。一方車両２０が旋回しているときには、少なくともカーブ外側に位置する緩衝装置に対応する開閉弁を閉じる。これにより、カーブ外側の緩衝装置はばね定数が上昇するので、懸架装置１００ｄのロール剛性が向上する。これによって、車両２０の操縦安定性や走行性能が向上する。次に、この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造について説明する。
【００４３】
図５〜図７は、この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造を示す説明図である。図５は、いわゆるスイングアクスル形式の懸架装置に対してこの実施例に係る緩衝装置を適用した場合の取り付け構造を示している。この形式の懸架装置においては、緩衝装置１０のケース１１に設けられる貫通孔１２に、スイングアクスルのハーフシャフト１３が貫通する。ハーフシャフト１３は、緩衝装置１０の荷重伝達部材３へ揺動可能に固定されており、ハーフシャフト１３から入力される力は、荷重伝達部材３によって第１気室１及び第２気室２へ伝達する。このように、スイングアクスル形式の懸架装置においては、ハーフシャフト１３が載荷部材となる。
【００４４】
スイングアクスル形式の懸架装置は、激しい旋回において、カーブ外側の車輪のキャンバ角度が大きくなって急激に車体を持ち上げる、いわゆるジャッキングと呼ばれる現象が発生する。この実施例に係る緩衝装置１０では、緩衝装置１０のケースに設けられる貫通孔１２にハーフシャフト１３が貫通するので、コーナー外側の車輪のキャンバ角度は、ある大きさ以上には増加しない。すなわち、キャンバ角度が増加すると、貫通孔の下端（車両２０への取付側とは反対側の端部）にハーフシャフト１３が当接してそれ以上は移動しないので、この位置でキャンバ角度の増加が停止する。これにより、この実施例に係る緩衝装置１０をスイングアクスル形式の懸架装置に適用した場合には、ジャッキングを防止して、走行安定性を確保できる。
【００４５】
図６は、いわゆるダブルウィッシュボーン形式の懸架装置に対してこの実施例に係る緩衝装置を適用した場合の取り付け構造を示している。この形式の懸架装置においては、緩衝装置１０のケース１１に設けられる貫通孔１２に、ダブルウィッシュボーンのアッパーアーム１４が貫通する。アッパーアーム１４は、緩衝装置１０の荷重伝達部材３に固定されており、アッパーアーム１４から入力される力は、荷重伝達部材３によって第１気室１及び第２気室２へ伝達する。このように、ダブルウィッシュボーン形式の懸架装置においては、アッパーアーム１４が載荷部材となる。この緩衝装置１０は、全長が短くできるので、懸架装置全体をコンパクトに設計できる。
【００４６】
図７は、いわゆるストラット形式の懸架装置に対してこの実施例に係る緩衝装置を適用した場合の取り付け構造を示している。この形式の懸架装置においては、緩衝装置１０のケース１１に設けられる貫通孔１２に、ハブ１５に剛結合された載荷部材４が貫通する。載荷部材４は、緩衝装置１０の荷重伝達部材３に固定されており、載荷部材４から入力される力は、荷重伝達部材３によって第１気室１及び第２気室２へ伝達する。なお、この例において、緩衝装置１０は、車両２０に対して剛結合されている。この緩衝装置１０は、全長がコンパクトなので、懸架装置全体をコンパクトにできる。
【００４７】
以上、この実施例及びその変形例に係る懸架装置は、第１気室と第２気室とによって荷重伝達部材を支持するとともに、第１気室と前記第２気室とを連通させる連通通路を備える。これによって、例えば、連通通路を断続することにより、車両の走行状態に応じて緩衝装置のばね定数を容易に変更できる。また、異なる緩衝装置が有するそれぞれの第１気室とそれぞれの第２気室とを連通させることにより、車両の直線走行時よりも旋回走行時の方が、緩衝装置のばね定数は自動的に大きくなるので、車両の走行状態に応じて緩衝装置のばね定数を容易に変更できる。その結果、直線走行や旋回走行といった車両の走行状態に適した操縦安定性、走行性能を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
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、車両の走行状態に応じてばね定数を変更することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１−１】この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の構造を示す説明図である。
【図１−２】この実施例に係る懸架装置に適用可能な他の緩衝装置の構造を示す説明図である。
【図２】この実施例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。
【図３】この実施例の第１変形例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。
【図４】この実施例の第２変形例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。
【図５】この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造を示す説明図である。
【図６】この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造を示す説明図である。
【図７】この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１、１ａ、１1、１2 第１気室
２、２ａ、２1、２2 第２気室
３、３ａ 荷重伝達部材
３1 第１荷重伝達部材
３2 第２荷重伝達部材
４ 載荷部材
５1 第１連通通路
５2 第２連通通路
５ｄ1 連通通路
７Ａ オリフィス回路
７Ａｏ オリフィス
７Ａｒ 逆止弁
８ 開閉弁
１０、１０ａ 緩衝装置
１０1 第１緩衝装置
１０2 第２緩衝装置
１１ ケース
１２ 貫通孔
１３ ハーフシャフト
１９ ストッパ部材
２０ 車両
２１ 車輪
１００、１００ａ、１００ｄ 懸架装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の懸架装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車やバス、トラック等の車両は、懸架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。また、懸架装置は、車両の走行中において、いわゆるホイールアライメントの変化をできるだけ小さくして、車両の操縦安定性や走行安定性を確保する。車両の懸架装置は、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、及び車輪の上下方向への対する動きをガイドするアーム類を含んで構成される。
【０００３】
一般にスプリングとしては、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ことが多いが、気体（一般には空気）の圧縮による反発力を利用した空気ばねも用いられる（例えば特許文献１）。空気ばねは、気体の量（モル数や質量）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ても、車両の車高を一定に保つことができる能力を有する。また、空気圧や空気容積等を変化させることにより、ばね定数を変化させることができる。
【０００４】
【特許文献１】ＵＳＰ４２００２７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されている技術では、例えば、直線走行や旋回走行といった車両の走行状態に適した操縦安定性を得るために、車両の走行状態に応じて緩衝装置のばね定数を変更することが困難であった。そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両の走行状態に応じて、懸架装置が備える緩衝装置のばね定数を容易に変更できる懸架装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決して、目的を達成するために、本発明に係る懸架装置は、気体が内部に閉じ込められる第１気室と、気体が内部に閉じ込められるとともに、前記第１気室に対向配置される第２気室と、前記第１気室と前記第２気室とによって支持され、かつ前記第１気室と接触する部分の荷重支持面積は、前記第２気室と接触する部分の荷重支持面積よりも大きい荷重伝達部材と、を含んで構成されるとともに、車両の異なる位置に取り付けられて、車輪からの入力を緩和する複数の緩衝装置と、前記緩衝装置の第１気室と前記第２気室とを連通させる連通通路と、を含んで構成されることを特徴とする。
【０００７】
この懸架装置は、第１気室と第２気室とによって荷重伝達部材を支持するとともに、第１気室と前記第２気室とを連通させる連通通路を備える。これによって、例えば、連通通路を断続することによって、車両の走行状態に応じて緩衝装置のばね定数を容易に変更できる。
【０００８】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記連通通路は、一対の前記緩衝装置において、第１の前記緩衝装置の第１気室と、第２の前記緩衝装置の第２気室とを連通させる第１連通通路と、第１の前記緩衝装置の第２気室と、第２の前記緩衝装置の第２気室とを連通させる第２連通通路とを含んで構成されることを特徴とする。
【０００９】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記第１連通通路と前記第２連通通路との間に通路開閉手段、又は絞り弁手段のうち少なくとも一方を設けることを特徴とする。
【００１０】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記連通通路には、振動減衰手段が設けられることを特徴とする。
【００１１】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記第２気室は前記第１気室よりも鉛直方向下側に配置されており、また、前記荷重伝達部材は前記第１気室と前記第２気室に挟持され、さらに前記荷重伝達部材には、車輪からの入力を前記荷重伝達部材に伝える載荷部材が取り付けられることを特徴とする。
【００１２】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記第１気室及び前記第２気室は、筺体内に格納されるとともに、前記筺体に設けられる貫通孔に載荷部材が貫通することを特徴とする。
【００１３】
次の本発明に係る懸架装置は、前記懸架装置において、前記緩衝装置の前記第１の気室内であって、前記緩衝装置の前記車両に対する取付側又は前記荷重伝達部材側の少なくとも一方にストッパ部材を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る懸架装置は、車両の走行状態に応じて、懸架装置が備える緩衝装置のばね定数を容易に変更できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、バス等の路面上を走行する車両や、鉄道車両のように軌道上を走行する車両の懸架装置に適用できるが、特に、乗用車やトラック、バス等の路面上を走行する車両に好適である。
【実施例】
【００１６】
この実施例に係る懸架装置は、対向配置される第１気室と第２気室とによって荷重伝達部材が支持されるとともに、荷重伝達部材と第１気室との荷重支持面積は、荷重伝達部材と第２気室との荷重支持面積よりも大きい緩衝装置と、この緩衝装置の第１気室と第２気室とを連通させる連通通路と、を備える点に特徴がある。
【００１７】
図１−１は、この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の構造を示す説明図である。この実施例に係る懸架装置１００は、いわゆるエアサスペンションであり、路面からの衝撃を吸収、緩和するための緩衝装置に空気ばねを利用する。この実施例に係る緩衝装置１０は、図１−１に示すように、内部に気体が閉じ込められる第１気室１と第２気室２とが対向配置されてケース（筺体）１１内に収められる。この実施例において、第１気室１は、緩衝装置１０の取付対象である車両２０側に配置される。このため、第２気室２は、第１気室１の鉛直方向の下方位置に配置されることになる。ここで、鉛直方向とは重力の作用方向をいい（図１−１中矢印Ｇ方向）、下方位置とは、対地高さの低い側をいう。また、この実施例において、第１気室１及び第２気室２内に閉じ込められる気体は空気であるが、前記気体は空気に限定されるものではない。
【００１８】
対向配置される第１気室１と第２気室２とは、荷重伝達部材３を挟持する。荷重伝達部材３には、ケース１１に設けられる貫通孔１２を貫通した載荷部材４が取り付けられている。載荷部材４は、懸架装置１００を構成するアームや、タイヤ・ホイール組立体を揺動可能に支持するハブが取り付けられる。そして、路面から車両２０に伝達される力を、第１気室１及び第２気室２に伝達する。この力は、第１気室１及び第２気室２内の気体に伝達されて、前記気体が圧縮されることにより吸収、緩和される。これによって、車両２０に伝達される前記力が緩和される。
【００１９】
後述するように、この実施例において、同一の緩衝装置１０において第１気室１と第２気室２とを連通させたり、あるいは一対の異なる緩衝装置１０間において、それぞれの第１気室１と第２気室２とを連通させたりする。これによって、第１気室１内における気体の圧力Ｐ１と、第２気室２内における気体の圧力Ｐ２とは等しくなる。また、図１−１に示すように、第１気室１と荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1とが接触する部分の荷重支持面積Ａ１は、第２気室２と荷重伝達部材３の第２支持部ＣＰ2とが接触する部分の荷重支持面積Ａ２よりも大きい（Ａ１＞Ａ２）。すなわち、第１気室１が荷重伝達部材３から圧力を受ける受圧面積は、第２気室２が荷重伝達部材３から圧力を受ける受圧面積よりも大きい。これによって、第１気室１が荷重伝達部材３を押す力Ｆ１は、第２気室２が荷重伝達部材３を押す力Ｆ２よりも大きくなるので、緩衝装置１０によって前記載荷部材４から荷重伝達部材３へ伝わる荷重を支持することができる。なお、Ａ１：Ａ２は、２：１〜１０：１程度が適切である（以下同様）。
【００２０】
この緩衝装置１０は、対向配置される第１及び第２気室１、２に荷重伝達部材３が狭持される。そして、貫通孔１２に貫通した載荷部材４が荷重伝達部材３に取り付けられて、貫通孔１２内を載荷部材４が移動することで、緩衝装置１０が衝撃を吸収し、緩和する。従来の緩衝装置では、荷重の作用点がケースの外側にあったが、この実施例に係る緩衝装置１０では、載荷部材４からの荷重の作用点を緩衝装置１０のケース１１内に設定できる。その結果、緩衝装置１０の全長を従来よりも短く設計できる。これにより、懸架装置１００をコンパクトにすることができる。
【００２１】
また、図１−１に示すように、この緩衝装置１０は、緩衝装置１０の内部であって、車両取付側において荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1と対向する位置に、ストッパ部材１９が取り付けられている。ストッパ部材は、第１気室１の内側かつ緩衝装置１０の車両２０への取付側（すなわち、第１気室１の内側であって、重力の作用方向（図１−１中矢印Ｇ方向）とは反対方向側）に設けられる。
【００２２】
なお、ストッパ部材１９は、荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1側に設けてもよいし、第１支持部ＣＰ1側及び第１気室１の内側かつ緩衝装置１０の車両２０への取付側の両方に設けてもよい。すなわち、ストッパ部材１９は、緩衝装置１０のケース１１内であって、荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1と、車両２０との間に設けることができる。ストッパ部材１９は弾性材料で構成されており、荷重伝達部材３の動作方向（すなわち緩衝装置１０の動作方向）に向かって圧縮されたときに反発力を発生する。ストッパ部材１９は、例えば、ゴムや樹脂等の弾性材料を用いたり、つるまきばね、皿ばね等を用いることができる。
【００２３】
この緩衝装置１０は、万一第１気室１内の空気が抜けて、緩衝装置１０内の空気圧支持によるばね上質量の支持が不可能になっても、ストッパ部材１９により前記ばね上質量を支持することができる。これにより、気室から万一空気漏れが発生しても、ストッパ部材１９が荷重伝達部材３の第１支持部ＣＰ1に直接接触して、車両２０の質量を支持できるので、少なくとも車両２０は低速で走行できる。その結果、気室から万一空気漏れが発生しても、低速走行により修理工場等へたどり着くことができる。なお、以下に説明する緩衝装置においても、ストッパ部材を備えているが、必ずしもストッパ部材を備える必要はない。
【００２４】
図１−２は、この実施例に係る懸架装置に適用可能な他の緩衝装置の構造を示す説明図である。この緩衝装置１０ａは、上記緩衝装置１０と同様の構成であるが、対向配置される第１気室１ａと第２気室２ａとを荷重伝達部材３ａが貫通する。そして、荷重伝達部材３ａの第１支持部ＣＰ1が、対向面ＯＰの反対側における第１気室１ａに接触する。また、荷重伝達部材３ａの第２支持部ＣＰ2が、対向面ＯＰの反対側における第２気室２ａに接触する。そして、第１支持部ＣＰ1と第１気室１ａとの接触部分における荷重支持面積Ａ１は、第２支持部ＣＰ2と第２気室２ａとの接触部分における荷重支持面積Ａ２よりも大きい。このような構成の緩衝装置１０ａであっても、この実施例に係る懸架装置１００に適用できる。次に、前記第１気室と前記第２気室とを接続する配管例について説明する。
【００２５】
図２は、この実施例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。図２に示す懸架装置１００は、一対の第１緩衝装置１０1と、第２緩衝装置１０2とを備えている。そして、第１緩衝装置１０1が車両２０の進行方向に向かって右側に、第２緩衝装置１０2が車両２０の進行方向に向かって左側に取り付けられる。このように、一対の第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とは、車両２０の異なる位置に取り付けられて、車輪２１からの入力を吸収し、緩和する。なお、この懸架装置１００では、車輪２１の動きを上下方向にガイドするために車両２０の右と左に取り付けられるアームが、載荷部材４1、４2としてそれぞれ第１及び第２荷重伝達部材３1、３2に固定され、接続される。
【００２６】
第１緩衝装置１０1の第１気室１1と、第２緩衝装置１０2の第２気室２2とは、第１連通通路５1で連通させられて、閉じた気体として一体化されている（第１系統Ｓ１）。また、第１緩衝装置１０1の第２気室２1と、第２緩衝装置１０2の第１気室１2とは、第２連通通路５2で連通させられて、閉じた気体として一体化されている（第２系統Ｓ２）。このように、異なる緩衝装置が有するそれぞれの第１気室とそれぞれの第２気室とを連通させる。
【００２７】
これによって、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作する場合は、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作する場合よりもばね定数が高くなる（この例では約２倍）。ここで、逆位相で動作する場合とは、例えば、第１緩衝装置１０1の第１荷重伝達部材３1が上昇側（車両２０への取付側、矢印Ｕ側）へ移動し、第２緩衝装置１０2の第２荷重伝達部材３2が下降側（車両２０への取付側とは反対側、矢印Ｄ側）へ移動する場合である。また、同位相で動作する場合とは、例えば、第１緩衝装置１０1の第１荷重伝達部材３1、及び第２緩衝装置１０2の第２荷重伝達部材３2が、ともに上昇側又は下降側へ移動する場合である。
【００２８】
例えば、第１緩衝装置１０1の第１荷重伝達部材３1が、第１緩衝装置１０1が備える第１気室１1の上昇側へ移動すると、第１緩衝装置１０1の第１気室１1は体積が減少し、第２気室２1は体積が増加する。第１緩衝装置１０1の第１気室１1は、第２緩衝装置１０2の第２気室２2と連通しているので、第１緩衝装置１０1の第１気室１1の体積減少によりここから押し出された気体は、第２緩衝装置１０2の第２気室２2へ移動しようとする。また、第１緩衝装置１０1の第２気室２1は、第２緩衝装置１０2の第１気室１2と連通しているので、第１緩衝装置１０1の第２気室２1の体積増加により、第２緩衝装置１０2の第１気室１2から気体が流入しようとする。
【００２９】
第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作する場合、第１緩衝装置１０1の第１荷重伝達部材３1が、第１緩衝装置１０1が備える第１気室１1の上昇側へ移動すると、第２緩衝装置１０2の第１荷重伝達部材３2は、第２緩衝装置１０2が備える第１気室１2の下降側へ移動する。これによって、第２緩衝装置１０2の第２気室２2の体積は減少するので、第１緩衝装置１０1の第１気室１1へ気体を押し出すことになる。また、第２緩衝装置１０2の第１気室１2の体積は増加するので、第１緩衝装置１０1の第２気室２1から気体を流出させることになる。
【００３０】
このように、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作すると、第１緩衝装置１０1の第１気室１1と第２緩衝装置１０2の第２気室２2との気体の移動、及び第１緩衝装置１０1の第２気室２1と第２緩衝装置１０2の第１気室１2との気体の移動が阻害される。その結果、この実施例に係る懸架装置１００では、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作すると、第１緩衝装置１０1及び第２緩衝装置１０2のばね定数が上昇する。
【００３１】
一方、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作すると、第１緩衝装置１０1の第１気室１1と第２緩衝装置１０2の第２気室２2との間における気体の移動、及び第１緩衝装置１０1の第２気室２1と第２緩衝装置１０2の第１気室１2との間における気体の移動が促進される。その結果、この実施例に係る懸架装置１００では、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作すると、第１緩衝装置１０1及び第２緩衝装置１０2のばね定数が低下し、乗り心地が改善される。
【００３２】
ここで、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作する場合は、車両２０が直進する場合に相当する。一方、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作する場合は、車両２０が旋回する場合に相当する。この実施例に係る懸架装置１００では、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが逆位相で動作する場合にばね定数が高くなる。これによって、車両２０の直進時においては低いばね定数で乗り心地を確保しつつ、車両２０の旋回時においては高いばね定数によってロール剛性が向上するので、車両２０の旋回時における操縦安定性や走行性能を向上させることができる。このように、この懸架装置１００は、乗り心地と旋回時における操縦安定性等とを両立させることができる。
【００３３】
この実施例に係る懸架装置１００は、異なる緩衝装置が有するそれぞれの第１気室とそれぞれの第２気室とを連通させ、車両２０の旋回時においては、車体のロールに対する機械式のスタビライザーと同様に機能する。これによって、車体のロールに対する機械式のスタビライザーを備えなくとも、同様の効果を得ることができる。その結果、車体のロールに対する機械式のスタビライザーが不要になるので、軽量化に寄与する。また、気室間における空気の釣り合いによって、ロール剛性を上昇させるので、電気的な制御が不要になる。これによって信頼性が向上する。また、機械式のスタビライザーの場合、ロール剛性を向上させるためにねじり剛性の高いものを使用すると、片方の車輪が段差を通過する際に乗り心地が悪化したり、操縦安定性に影響が発生したりする。しかし、この実施例に係る懸架装置１００は、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作する場合はばね定数が低くなるので、乗り心地の悪化を抑制でき、また、操縦安定性への影響を低減できる。
【００３４】
なお、上記説明では、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とを、車両２０の左右に取り付けた例を説明したが、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とを車両２０の前後に取り付けて、第１緩衝装置１０1及び第２緩衝装置１０2が備える各気室を上記のように配管してもよい。この場合には、車両２０の乗り心地悪化を抑制しつつ、車両２０のピッチングを抑制することができる。また、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とは、車両２０の対角位置に配置して、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2との各気室を上記のように配管してもよい。
【００３５】
また、図２に示す懸架装置１００では、気体供給源６Ａ、６Ｂから第１、第２緩衝装置１０1、１０2へ気体を供給することにより、車両２０の車高を調整することができる。上記第１系統Ｓ１又は上記第２系統Ｓ２に対して別個に気体を供給すれば、左右、あるいは前後の車高を異ならせることもできる。気体供給源６Ａと第１緩衝装置１０1との間には、第１切替弁３０1が、気体供給源３０Ｂと第２緩衝装置１０2との間には、第２切替弁３０2が設けられる。そして、第１、第２切替弁３０1、３０2が備える遮断部３１1、３１2、連通部３２1、３２2及び排気部３３1、３３2を切り替えることにより、第１、第２緩衝装置１０1、１０2へ気体を供給したり、第１、第２緩衝装置１０1、１０2から気体を放出したりする。
【００３６】
さらに、図２に示すように、第１連通通路５1及び第２連通通路５2に、振動減衰手段として、オリフィス回路７Ａ、７Ｂを設けてもよい。なお、振動減衰手段としては、絞り弁等も使用できる。オリフィス回路７Ａ、７Ｂは、オリフィス７Ａｏ、７Ｂｏと、逆止弁７Ａｒ、７Ｂｒとを含んで構成される。これによって、第１気室１1、１2や第２気室２1、２2からの気体がオリフィス回路７Ａ、７Ｂを通過する際には抵抗を受けるので、第１気室１1、１2等の気体の振動を減衰させる効果（ダンピング効果）が得られる。その結果、懸架装置１００には、ダンピング効果を発揮する装置を別個に設ける必要はないので、構造の簡略化、軽量化、低コスト化に有利である。なお、振動減衰手段に加え、上記第１系統Ｓ１や上記第２系統Ｓ２に気体を供給したり、上記第１系統や上記第２系統から気体を排出したりする制御を併用してもよい。これによって、さらに高いダンピング効果を得ることができる。
【００３７】
（変形例１）
図３は、この実施例の第１変形例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とをすべて接続する配管例を示す説明図である。この懸架装置１００ａは、前記懸架装置１００と略同様の構成であるが、第１連通通路５1と第２連通通路５2との間に、通路開閉手段である開閉弁８を備える点が異なる。
【００３８】
この懸架装置１００ａにおいて、開閉弁８を閉じると、第１連通通路５1と第２連通通路５2との連通が遮断される。この場合、第１緩衝装置１０1の第１気室１1と、第２緩衝装置１０2の第２気室２2とは閉じた気体として一体化され、また、第１緩衝装置１０1の第２気室２1と、第２緩衝装置１０2の第１気室１2とは、閉じた気体として一体化されている。これによって、上記実施例に係る懸架装置１００と同様の作用、効果が得られる。
【００３９】
この懸架装置１００ａにおいて、開閉弁８を開くと、第１連通通路５1と第２連通通路５2とが連通される。これによって、第１緩衝装置１０1の第１気室１1及び第２気室２1、第２緩衝装置１０2の第１気室１2及び第２気室２2は、すべて連通することになる。すなわち、第１緩衝装置１０1及び第２緩衝装置１０2が備えるすべての気室が、閉じた気体として一体化される。
【００４０】
この場合には、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作するときにおける両者のばね定数は、開閉弁８を閉じたときと比較して低下する。これによって、第１緩衝装置１０1と第２緩衝装置１０2とが同位相で動作するとき、すなわち、車両２０が直進しているときには、ばね定数を２段階に切り替えることができる。これによって、状況に応じて乗り心地を優先したり、走行性能を優先したりすることができる。また、車両２０が旋回しているときには、開閉弁８を閉じることにより、直進時と比較してロール剛性を向上させることができるので、車両２０の操縦安定性や走行性能を向上させることができる。
【００４１】
（変形例２）
図４は、この実施例の第２変形例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。この懸架装置１００ｄは、同一の第１及び第２緩衝装置１０1、１０2において、各々の第１気室１1、１2と第２気室２1、２2とを連通通路５ｄ1、５ｄ2により連通させるとともに、この連通通路に通路開閉手段である開閉弁９1、９2を設ける点に特徴がある。開閉弁９1、９2の動作は、制御装置２３によって制御される。
【００４２】
上記構成により、開閉弁９1、９2を閉じて第１緩衝装置１０1の第１気室１1と第２気室２1との連通、及び第２緩衝装置１０2の第１気室１2と第２気室２2との連通を遮断すると、第１気室１1、１2と第２気室２1、２2とが連通している場合と比較して、ばね定数が２倍程度に上昇する。したがって、車両２０が直線走行しているときには、開閉弁９1、９2を開いておき、乗り心地を改善する。一方車両２０が旋回しているときには、少なくともカーブ外側に位置する緩衝装置に対応する開閉弁を閉じる。これにより、カーブ外側の緩衝装置はばね定数が上昇するので、懸架装置１００ｄのロール剛性が向上する。これによって、車両２０の操縦安定性や走行性能が向上する。次に、この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造について説明する。
【００４３】
図５〜図７は、この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造を示す説明図である。図５は、いわゆるスイングアクスル形式の懸架装置に対してこの実施例に係る緩衝装置を適用した場合の取り付け構造を示している。この形式の懸架装置においては、緩衝装置１０のケース１１に設けられる貫通孔１２に、スイングアクスルのハーフシャフト１３が貫通する。ハーフシャフト１３は、緩衝装置１０の荷重伝達部材３へ揺動可能に固定されており、ハーフシャフト１３から入力される力は、荷重伝達部材３によって第１気室１及び第２気室２へ伝達する。このように、スイングアクスル形式の懸架装置においては、ハーフシャフト１３が載荷部材となる。
【００４４】
スイングアクスル形式の懸架装置は、激しい旋回において、カーブ外側の車輪のキャンバ角度が大きくなって急激に車体を持ち上げる、いわゆるジャッキングと呼ばれる現象が発生する。この実施例に係る緩衝装置１０では、緩衝装置１０のケースに設けられる貫通孔１２にハーフシャフト１３が貫通するので、コーナー外側の車輪のキャンバ角度は、ある大きさ以上には増加しない。すなわち、キャンバ角度が増加すると、貫通孔の下端（車両２０への取付側とは反対側の端部）にハーフシャフト１３が当接してそれ以上は移動しないので、この位置でキャンバ角度の増加が停止する。これにより、この実施例に係る緩衝装置１０をスイングアクスル形式の懸架装置に適用した場合には、ジャッキングを防止して、走行安定性を確保できる。
【００４５】
図６は、いわゆるダブルウィッシュボーン形式の懸架装置に対してこの実施例に係る緩衝装置を適用した場合の取り付け構造を示している。この形式の懸架装置においては、緩衝装置１０のケース１１に設けられる貫通孔１２に、ダブルウィッシュボーンのアッパーアーム１４が貫通する。アッパーアーム１４は、緩衝装置１０の荷重伝達部材３に固定されており、アッパーアーム１４から入力される力は、荷重伝達部材３によって第１気室１及び第２気室２へ伝達する。このように、ダブルウィッシュボーン形式の懸架装置においては、アッパーアーム１４が載荷部材となる。この緩衝装置１０は、全長が短くできるので、懸架装置全体をコンパクトに設計できる。
【００４６】
図７は、いわゆるストラット形式の懸架装置に対してこの実施例に係る緩衝装置を適用した場合の取り付け構造を示している。この形式の懸架装置においては、緩衝装置１０のケース１１に設けられる貫通孔１２に、ハブ１５に剛結合された載荷部材４が貫通する。載荷部材４は、緩衝装置１０の荷重伝達部材３に固定されており、載荷部材４から入力される力は、荷重伝達部材３によって第１気室１及び第２気室２へ伝達する。なお、この例において、緩衝装置１０は、車両２０に対して剛結合されている。この緩衝装置１０は、全長がコンパクトなので、懸架装置全体をコンパクトにできる。
【００４７】
以上、この実施例及びその変形例に係る懸架装置は、第１気室と第２気室とによって荷重伝達部材を支持するとともに、第１気室と前記第２気室とを連通させる連通通路を備える。これによって、例えば、連通通路を断続することにより、車両の走行状態に応じて緩衝装置のばね定数を容易に変更できる。また、異なる緩衝装置が有するそれぞれの第１気室とそれぞれの第２気室とを連通させることにより、車両の直線走行時よりも旋回走行時の方が、緩衝装置のばね定数は自動的に大きくなるので、車両の走行状態に応じて緩衝装置のばね定数を容易に変更できる。その結果、直線走行や旋回走行といった車両の走行状態に適した操縦安定性、走行性能を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
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、車両の走行状態に応じてばね定数を変更することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１−１】この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の構造を示す説明図である。
【図１−２】この実施例に係る懸架装置に適用可能な他の緩衝装置の構造を示す説明図である。
【図２】この実施例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。
【図３】この実施例の第１変形例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。
【図４】この実施例の第２変形例に係る緩衝装置が備える第１気室と第２気室とを接続する配管例を示す説明図である。
【図５】この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造を示す説明図である。
【図６】この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造を示す説明図である。
【図７】この実施例に係る懸架装置が備える緩衝装置の取り付け構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１、１ａ、１1、１2 第１気室
２、２ａ、２1、２2 第２気室
３、３ａ 荷重伝達部材
３1 第１荷重伝達部材
３2 第２荷重伝達部材
４ 載荷部材
５1 第１連通通路
５2 第２連通通路
５ｄ1 連通通路
７Ａ オリフィス回路
７Ａｏ オリフィス
７Ａｒ 逆止弁
８ 開閉弁
１０、１０ａ 緩衝装置
１０1 第１緩衝装置
１０2 第２緩衝装置
１１ ケース
１２ 貫通孔
１３ ハーフシャフト
１９ ストッパ部材
２０ 車両
２１ 車輪
１００、１００ａ、１００ｄ 懸架装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が内部に閉じ込められる第１気室と、
気体が内部に閉じ込められるとともに、前記第１気室に対向配置される第２気室と、
前記第１気室と前記第２気室とによって支持され、かつ前記第１気室と接触する部分の荷重支持面積は、前記第２気室と接触する部分の荷重支持面積よりも大きい荷重伝達部材と、
を含んで構成されるとともに、車両の異なる位置に取り付けられて、車輪からの入力を緩和する複数の緩衝装置と、
前記緩衝装置の第１気室と前記第２気室とを連通させる連通通路と、
を含んで構成されることを特徴とする懸架装置。
【請求項２】
前記連通通路は、一対の前記緩衝装置において、第１の前記緩衝装置の第１気室と、第２の前記緩衝装置の第２気室とを連通させる第１連通通路と、
第１の前記緩衝装置の第２気室と、第２の前記緩衝装置の第２気室とを連通させる第２連通通路とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の懸架装置。
【請求項３】
前記第１連通通路と前記第２連通通路との間に通路開閉手段、又は絞り弁手段のうち少なくとも一方を設けることを特徴とする請求項２に記載の懸架装置。
【請求項４】
前記連通通路には、振動減衰手段が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の懸架装置。
【請求項５】
前記第２気室は前記第１気室よりも鉛直方向下側に配置されており、また、前記荷重伝達部材は前記第１気室と前記第２気室に挟持され、さらに前記荷重伝達部材には、車輪からの入力を前記荷重伝達部材に伝える載荷部材が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項に記載の懸架装置。
【請求項６】
前記第１気室及び前記第２気室は、筺体内に格納されるとともに、
前記筺体に設けられる貫通孔に載荷部材が貫通することを特徴とする請求項５に記載の懸架装置。
【請求項７】
前記緩衝装置の前記第１の気室内であって、前記緩衝装置の前記車両に対する取付側又は前記荷重伝達部材側の少なくとも一方にストッパ部材を設けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の懸架装置。
【請求項１】
気体が内部に閉じ込められる第１気室と、
気体が内部に閉じ込められるとともに、前記第１気室に対向配置される第２気室と、
前記第１気室と前記第２気室とによって支持され、かつ前記第１気室と接触する部分の荷重支持面積は、前記第２気室と接触する部分の荷重支持面積よりも大きい荷重伝達部材と、
を含んで構成されるとともに、車両の異なる位置に取り付けられて、車輪からの入力を緩和する複数の緩衝装置と、
前記緩衝装置の第１気室と前記第２気室とを連通させる連通通路と、
を含んで構成されることを特徴とする懸架装置。
【請求項２】
前記連通通路は、一対の前記緩衝装置において、第１の前記緩衝装置の第１気室と、第２の前記緩衝装置の第２気室とを連通させる第１連通通路と、
第１の前記緩衝装置の第２気室と、第２の前記緩衝装置の第２気室とを連通させる第２連通通路とを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の懸架装置。
【請求項３】
前記第１連通通路と前記第２連通通路との間に通路開閉手段、又は絞り弁手段のうち少なくとも一方を設けることを特徴とする請求項２に記載の懸架装置。
【請求項４】
前記連通通路には、振動減衰手段が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の懸架装置。
【請求項５】
前記第２気室は前記第１気室よりも鉛直方向下側に配置されており、また、前記荷重伝達部材は前記第１気室と前記第２気室に挟持され、さらに前記荷重伝達部材には、車輪からの入力を前記荷重伝達部材に伝える載荷部材が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項に記載の懸架装置。
【請求項６】
前記第１気室及び前記第２気室は、筺体内に格納されるとともに、
前記筺体に設けられる貫通孔に載荷部材が貫通することを特徴とする請求項５に記載の懸架装置。
【請求項７】
前記緩衝装置の前記第１の気室内であって、前記緩衝装置の前記車両に対する取付側又は前記荷重伝達部材側の少なくとも一方にストッパ部材を設けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の懸架装置。
【図１−１】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２８１９８２（Ｐ２００６−２８１９８２Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０４７７５（Ｐ２００５−１０４７７５）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
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