JP2005247108A - Suspension device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の車輪懸架装置に関する。 The present invention relates to an automobile wheel suspension system.
従来、本発明者等は、車高の調整が容易で、乗心地を向上させるために、コイルスプリングとエアスプリングを直列的に配置した懸架装置について種々の提案を行ってきた(例えば、下記の特許文献1、特許文献2参照)。さらに、本発明者等は、図6に示すように、コイルスプリング31とエアスプリング32及び機械的な高さ調整自在なアダプタ33を、直列的に配設して、車体34と車軸(連結アーム)35側との間に介装した懸架装置についても、特願2002−201343として、提案している。
従来の懸架装置は、図6に例示するように、車体34側の取付部34Aが平坦面状であれば、取付作業において、問題がなかった。即ち、例えばホンダ製のステップワゴン等では、上記取付部34Aは平坦面状(フラット)であったので、アダプタ33の上端をボルト36等によって取着することはできた。
As illustrated in FIG. 6, the conventional suspension device has no problem in the mounting operation if the
しかしながら、車種によっては、図5に示すように(元来の)コイルスプリング37の中に張り出した(突入した)突起部材38が、車体34側に形成されている場合がある。(なお、この突起部材38はバンプラバー39を下端に付設する役目をなしている。)
この図5に示した突起部材38が、懸架装置の取付部34Aに存在する場合、上述した図6のような従来の懸架装置───コイルスプリング31とエアスプリング32とアダプタ33を直列的に配置した懸架装置───を、装着できない。
However, depending on the vehicle model, as shown in FIG. 5, a protruding
When the projecting
あえて、図6に示した懸架装置、あるいは前記特許文献1,2の懸架装置を、装着せんとすれば、図5に例示の突起部材38を根元(上端)から切断して、さらに孔部を溶接等にて塞いでから取付けねばならなくなり、その切断作業及び取付(溶接)作業が極めて面倒で手間が掛かり、さらに、車体34の剛性が低下する等の弊害も生ずる。
If the suspension device shown in FIG. 6 or the suspension device of
そこで、本発明は、車体側にこのような突起部材が存在した車両に対して、車体側を切断したり、溶接したりすることなく、エアシリンダ(エアスプリング)とコイルスプリングとを直列的に備えていても、容易に装着可能な懸架装置を提供することを、目的とする。さらに、車高を容易に変化させることを可能として、高速走行安定性を確保し、他方、悪路(地道)走行時には十分な車高を確保する等が可能な懸架装置を提供することを他の目的としている。さらに、エアシリンダ型の密封空室部のシール耐久性に優れ、かつ、その加工が容易で製作しやすい構造のものを提供することを、別の目的とする。 Therefore, the present invention provides an air cylinder (air spring) and a coil spring connected in series to a vehicle having such a protruding member on the vehicle body side without cutting or welding the vehicle body side. An object of the present invention is to provide a suspension device that can be easily mounted even if it is provided. Furthermore, it is possible to easily change the vehicle height, to ensure a high-speed running stability, and to provide a suspension device that can secure a sufficient vehicle height when traveling on rough roads (land roads). The purpose is. It is another object of the present invention to provide a structure that is excellent in sealing durability of an air cylinder type sealed vacant space, that is easy to process and easy to manufacture.
そこで、本発明に係る懸架装置は、上方開口状の空間部を形成する有底筒形部材を備え、該有底筒形部材の上記空間部内にピストン部材を装着して、上記空間部内に於て、上記有底筒形部材の底壁部と上記ピストン部材との間に流体収納空室部を形成し、さらに、上記ピストン部材の上面側に直列的にコイルスプリングを配設したものである。
また、上記流体収納空室部内にエアを密封状に収納してエアシリンダを構成すると共に該エアを出し入れして車高を調整するように構成した。あるいは、上記流体収納空室部内にオイルを出し入れして車高を調整するように構成した。
そして、上記有底筒形部材の周壁部の内面が、上記ピストン部材よりも上方位置で露出するのを遮蔽する可撓性乃至弾性を有するダストカバー部材を付設した構造とする。
Therefore, the suspension device according to the present invention includes a bottomed cylindrical member that forms a space portion having an upper opening, and a piston member is mounted in the space portion of the bottomed cylindrical member so that the space portion has a space. In addition, a fluid storage cavity is formed between the bottom wall of the bottomed tubular member and the piston member, and a coil spring is further arranged in series on the upper surface side of the piston member. .
Further, the air is sealed in the fluid housing space to form an air cylinder, and the air is taken in and out to adjust the vehicle height. Alternatively, the vehicle height is adjusted by putting oil into and out of the fluid housing empty space.
And it is set as the structure which attached the dust cover member which has flexibility thru | or elasticity which shields that the inner surface of the surrounding wall part of the said bottomed cylindrical member is exposed in the upper position rather than the said piston member.
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
車体側に突起部材が存在している車種であっても、車体側を切断や溶接することなく、流体圧シリンダ(エアシリンダ)を具備した懸架装置を、装着することが可能となった。そして、突起部材が存在している車種に(上述のように)そのまま懸架装置を装着できるにかかわらず、その構造が簡易で、製作が比較的に安価かつ容易であって、流体圧シリンダから流体が外部漏洩する危険性を低減して、密封耐久性にも優れる。
また、高速走行時には車高をやや低目に設定して安定して走行することができ、悪路等を走行するときには車高を高目に設定する等のように、車高変更を容易に変更可能となる。
The present invention has the following remarkable effects.
Even in a vehicle type in which a protruding member exists on the vehicle body side, it is possible to mount a suspension device including a fluid pressure cylinder (air cylinder) without cutting or welding the vehicle body side. Even if the suspension device can be mounted as it is on the vehicle type in which the protruding member exists (as described above), the structure is simple, the manufacturing is relatively inexpensive and easy, and the fluid pressure cylinder Reduces the risk of leakage to the outside and has excellent sealing durability.
In addition, the vehicle height can be set to a slightly low level when driving at high speeds, and the vehicle height can be set to a high level when driving on rough roads. It can be changed.
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図1に於て、本発明に係る自動車の車輪懸架装置の実施の一形態を示し、この懸架装置1は、コイルスプリング3と流体圧シリンダ2とを直列的に配設したものであり、自動車の車体34と車軸35の間に装着されている。
具体的には、上記流体圧シリンダ2は、上方開口状の短円柱形空間部Cを形成する有底筒形部材11と、その空間部C内に装着された円盤(板)状ピストン部材4を備えている。この有底(円)筒形部材11は、軸心Lと直交する方向───軸心直交方向───の円形板状底壁部5と、円筒形の周壁部7とから成る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
FIG. 1 shows an embodiment of an automobile wheel suspension system according to the present invention. This suspension system 1 includes a
Specifically, the
そして、この有底筒形部材11の空間部C内に於て、底壁部5とピストン部材4との間に、流体収納空室部Eが形成される。つまり、空間部Cの下部側には、流体収納空室部Eが形成され、空間部Cの上部側は上方開口状の上半空間が残り、その上方開口状の上半空間に、コイルスプリング3の下半部位が挿入状となって、組立てられる。
即ち、ピストン部材4の下面8側に流体収納空室部Eが形成され、ピストン部材4の上面9側に上方開口状の上半空間が形成され、このピストン部材4の上面9側に、直列的にコイルスプリング3が配設される。
Then, in the space C of the bottomed
That is, the fluid housing empty space E is formed on the
6は、ダストカバー部材であり、有底筒形部材11の周壁部7の内面7aが、ピストン部材4よりも上方位置で外部へ露出するのを遮蔽(被覆)するものであって、弾性を有するゴム材や軟質プラスチック材とし、あるいは、可撓性を有するように蛇腹状のプラスチック材等とする。
コイルスプリング3の上端は車体34のアッパーマウント20にて受けられ(当接し)、下端はピストン部材4の上面9の最も深い面に当接している。コイルスプリング3の軸心は前述の軸心Lに一致する。そして、ピストン部材4の上面9側に直列的にコイルスプリング3を配設して、流体圧シリンダ2とコイルスプリング3を直列的に配設するが、本発明では、「直列的」とは、車体34側と車軸35の間の力の伝達が、一方のみを介して伝達されることが無く、必ず両者を介して伝達される配置を言うものと、定義する。
A
The upper end of the
図1に於て、有底筒形部材11に継手10を介して流体配管12が接続される。上記流体収納空室部E内には好ましくはエアを密封することで、流体圧シリンダ2はエアシリンダ(エアスプリング)2Aを構成することとなる。なお、流体収納空室部E内にエアを密封状に収納してエアシリンダ2Aを構成してエアを出し入れ自在に、(図外の)切換弁類とエアタンク・コンプレッサ等と上記流体配管12を介して接続し、エアの出し入れによって、車高を調整するようにするのが望ましい。
また、流体収納空室部E内にオイルを出し入れ自在に、(図外の)切換弁類とポンプ等に上記流体配管12を介して接続し、オイルの出し入れによって車高を調整するように構成するも自由である。
In FIG. 1, a
In addition, oil can be freely taken into and out of the fluid storage empty space E, and is connected to a switching valve (not shown) and a pump through the
そして、図1に示すように、直列的に配設された上述の流体圧シリンダ2(のピストン部材4)とコイルスプリング3とは、独立して緩衝装置(ショックアブソーバ)13が配設(並設)されている。車体34から垂下状の突起部材38が存在しているが、この突起部材38は、その軸心が上記軸心Lと一致して垂設され、コイルスプリング3及び空間部C内に突入し、収納されている。なお、ピストン部材4は、肉薄の下壁部4aと、その周縁から起立した円周壁部4bとを、有し、有底筒形部材11の周壁部7の内面7aとの摺接面圧を低減し、かつ、安定姿勢で上下摺動するよう───かじり等を生じないよう───円周壁部4bにて上下高さ寸法を確保している。従って、ピストン部材4には上方開口状の凹窪部14が形成され、この凹窪部14内へ、突起部材38の下端が突入している場合を、図1では、示している。なお、図例では、バンプラバー39が突起部材38の下端に付設され、このバンプラバー39がピストン部材4の凹窪部14内へ突入している。なお、20はアッパーマウントを示す。
As shown in FIG. 1, the above-described fluid pressure cylinder 2 (the piston member 4) and the
この図1と図5とを対比すれば明らかなように、本発明に係る懸架装置1では、流体圧シリンダ2内に、上方開口状空間を有しており、突起部材38が突入可能な構成であるので、改造前の(既設の)コイルスプリング37等を取外して簡単に本発明に係る懸架装置を取付け可能である。つまり、既設の突起部材38を根元(上方基端)から切断する等の面倒な作業を行わずに、図1に示すように、改造を容易に可能である。勿論、突起部材38を切断した後に、カバー材を施蓋するための従来の溶接作業も省略できる。
As apparent from comparison between FIG. 1 and FIG. 5, the suspension device 1 according to the present invention has an upper opening space in the
図2は、図1に適用される(円盤状の)ピストン部材4の拡大断面図を示し、また、図3は図1の要部拡大図であるが、この図2と図3に於て、ピストン部材4及びダストカバー部材6等につき、さらに具体的に説明する。下壁部4aは強度的に許容される限り肉厚を薄く形成して、(凹窪部14を深く設定して、)突起部材38が十分深く(下方へ)突入可能とする。凹窪部14は下方小径部14aと上方大径部14bとから成り、そのために、円筒壁部4bは上下方向中間位置に段付面部15を形成して、円筒壁部4bの下半部は肉厚大とし、上半部は肉厚小に設定する。
2 is an enlarged cross-sectional view of the (disc-shaped)
コイルスプリング3の下端を、この下方小径部14aの内周面と、下壁部4aの上面との隅部16にて受けるように、コイルスプリング3の下端を下方小径部14aに嵌装する。また、17は、ダストカバー部材6の下端縁を上方大径部14bに固着するための固着リングである。固着リング17は、例えば閉環状又は1箇所切り目のある環状として、圧入することで、この固着リング17と、ピストン部材4の上方大径部14bの内周面との間に、ダストカバー部材6の下端縁を挾着する。なお、予め接着や溶着等でダストカバー部材6の下端縁を、固着リング17に一体状として連結しておいて、その固着リング17を、ネジや圧入等でピストン部材4に、固定するも自由である。
The lower end of the
そして、ダストカバー部材6の上端縁は、2個のネジ付きリング18, 19にて、有底筒形部材11の上方内周端縁11aに固着(保持)されており、ピストン部材4の上下摺動位置にかかわらず、常に周壁面7の内面7aは、外部へ露出せず、遮蔽されている。つまり、上方内周端縁11aに雌ネジ部21を形成し、その雌ネジ部21に順次螺合するネジ付きリング18, 19にてダストカバー部材6の上端縁を挾着して保持して、後述のピストン部材4のシール類(パッキン類)や摺動部材への粉塵・異物───ダスト───の侵入・接触を、防止している。なお、下方のネジ付きリング18はピストンストッパの役目を兼ねる。
なお、ダストカバー部材6の上端縁の固着構造としては、図示の具体例以外に、例えば、下端縁の固着リング17と同様の構造を適用するも、好ましく、あるいは、予め、接着や溶着等でダストカバー部材6の上端縁に、一体状に連結したリングを、ネジや圧入等で、ピストン部材4の上端縁に、固定するも、自由である(図示省略)。
The upper end edge of the
As the fixing structure of the upper end edge of the
次に、ピストン部材4の外周面には、図例では、3本の凹周溝22, 23, 24が形成され、上方の凹周溝22には、ゴム又はプラスチック製のダストシール(ダストスクレーパ)25、下方の凹周溝24にはUパッキンや角形パッキンやOリング等のシール材27が嵌着され、かつ、中間位置の(上下幅の大きい)凹周溝23には摺動部材(摺り軸受)26が嵌着される。この摺動部材26は、低摩擦かつ耐摩耗性の材質から成り、例えばフェレール樹脂製のウェアリング等を挙げることができ、周壁部7の内面7aに摺動自在に接触する。なお、凹周溝22, 24とシール材の増減は自由であり、また、摺動部材26を省略して、ピストン部材4自体、又は、その外周面のみを、摩擦抵抗が小さく摺り易い材質とするも、自由である(図示省略)。
Next, in the illustrated example, three concave
上述したように、本発明では、車体34側に(邪魔な)突起部材38が存在する場合にも、容易に取付可能な懸架装置であるが、仮にこのような突起部材38の無い車種の場合には、ピストン部材4の上面9側の空間部Cを活用し、(コイスルプリング3内に、)別の小径コイルスプリングを収納したり、ショックアブソーバを収納(内装)したり、その他、サスペンション特性を改善するために、別の流体圧シリンダや各種センサ類を、収納(内装)するも好ましい(図示省略)。
As described above, according to the present invention, the suspension device can be easily attached even when the (obstructive) protruding
図1〜図3に於て、流体として(圧縮性のある)エアを用いる場合、矢印G方向にエアを送って流体収納空室部E内に供給すると、車高を増大させることができる。逆に、矢印Gと逆方向へエアを排出すれば、車高を低下させることができる。 1 to 3, when air (compressible) is used as a fluid, the vehicle height can be increased by supplying the air in the direction of arrow G and supplying it into the fluid housing empty space E. Conversely, if air is discharged in the direction opposite to arrow G, the vehicle height can be reduced.
エアを用いる上述の場合、コイルスプリング3とエアシリンダ2A(流体収納空室部E)とは直列的に配置されている。図示省略するが、エアシリンダ2Aへの加圧エアの供給は、コンプレッサから、ドライヤ、エアタンク、電磁弁、レギュレーター等を介して行われ、運転席のスイッチにて、電磁弁を開閉させることで、又は機械式切換弁にて、エアシリンダ2Aへの加圧エアの出し入れを行うようにする。また、コンプレッサの電源は、バッテリーより供給する。
In the above-described case using air, the
エアシリンダ2Aの発生力Fは、エアシリンダ2Aの内圧Pと、エアシリンダ2Aの受圧有効面積Sとの間に、次式の関係が成り立つ。
F=P×S
従って、発生力Fは、空気の圧力(内圧P)に比例するので、数値化され易く、確実に所定の車高に変化できる。
The generated force F of the
F = P × S
Therefore, since the generated force F is proportional to the air pressure (internal pressure P), it can be easily converted into a numerical value and reliably changed to a predetermined vehicle height.
次に、本発明の他の実施の形態について説明すると、流体収納空室部E内に(図示省略の)車載油圧ポンプと油圧弁類に配管12等を介して、非圧縮性流体として、オイルを供給して、ピストン部材4を上昇・下降させて、車高を調整することも、容易に行い得る。運転中に運転席のスイッチやレバー等によって、電磁弁や手動切換弁を、開閉(切換)して、油圧ポンプからの加圧オイルを矢印G方向に供給して車高を増加し、逆に、流体収納空室部E内のオイルをタンクへリターンさせて、車高を下げることが(容易に)できる。
Next, another embodiment of the present invention will be described. An oil as an incompressible fluid is provided in an in-vehicle hydraulic pump and a hydraulic valve (not shown) through a
ところで、図4に於て、本発明者が既に(特願2003−364510として)提案した懸架装置を示す要部断面図であり、この図4に示す比較例では、上下一方向に開口状の円筒形空間部C′を形成する、内筒部46と外筒部47と軸心直交方向の壁部45とから成る中空筒形部材41を、備え、該中空筒形部材41の上記円筒形空間部C′内に円環状ピストン44を装着して、上記円筒形空間部C′内に於て上記壁部45と該ピストン44の内面48との間に流体収納空室部E′を形成し、さらに、上記ピストン44の外面49側に直列的にコイルスプリング43を配設した構成である。この図4の比較例でも、元々の車体34側に突起部材38等の邪魔な部材が存在していても(そのまま残して)、容易に装着できる構造である。即ち、突起部材38を、内筒部46の内部に形成された内空間部B内へ、突入することで、懸架装置と突起部材38との干渉を避けて、懸架装置を、装着できる。この点で、本発明と共通の作用・効果が奏せられる。
Incidentally, in FIG. 4, the present inventor has already proposed (as Japanese Patent Application No. 2003-364510) a cross-sectional view showing a main part, and in the comparative example shown in FIG. A hollow
しかし、この比較例の構造では、密封箇所が内周側シール部51及び外周側シール部52の(合計)2箇所を要する。従って、図1〜図3で述べた本願発明と比較すれば、以下のような問題点が残されている。(イ)シールパッキンやダストシール等の部品が2倍必要となり、コストアップする。(ロ)流体の外部漏洩の危険性が2倍となる。(ハ)シールパッキン等の摺動面に相当する、内筒部46外面と外筒部47内面を、ホーニング仕上げ等の精密加工せねばならないので加工が極めて難しく、製造が容易でない。(ニ)ダストシール等の負荷を低減するために図1のようなダストカバー部材6を付設することが困難な構造である。
However, in the structure of this comparative example, two (total) sealing locations are required, that is, the inner peripheral side seal portion 51 and the outer peripheral
これに対し、本願発明では、(図1〜図3からも明らかなように、)密封箇所が半減でき、シール材27・ダストシール25の必要数が半分となりコストダウンを図ることが可能であり、流体の外部漏洩の危険性も低減でき、さらに、ホーニング加工等の精密加工箇所も減少でき、かつ、その加工も容易である、という著大な効果が発揮される。さらに、比較例では付設が難しかったダストカバー部材6を付設可能であるので、使用環境の劣悪な懸架装置に於て、異物(粉塵等)がダストシール等のある密封部位に侵入するのを防止できる。
On the other hand, in the present invention (as is clear from FIGS. 1 to 3), the sealing location can be halved, and the required number of sealing
なお、本発明に於けるダストカバー部材6について追加説明すれば、図1〜図3に示すように、流体圧シリンダ2の周壁面7の内面を、外部へ露出することを遮蔽(被覆)することができるので、密封部位(シール部位)に、使用環境の劣悪な車両下面側にて、各種異物が付着・侵入すること、有効に防止できる。特に、ダストシール25等に掛る負荷を低減できる。ダストカバー部材6としては、例えば、ゴム製で伸縮するものが望ましいが、その他、樹脂製で蛇腹状に伸縮するもの等、ピストン部材4が上下往復動したときにその動きに追随して、伸縮し、常時、周壁面7の内面を覆っている(遮蔽している)ものが好ましい。
In addition, if it demonstrates additionally about the
本発明は上述したように、上方開口状の空間部Cを形成する有底筒形部材11を備え、該有底筒形部材11の上記空間部C内にピストン部材4を装着して、上記空間部C内に於て、上記有底筒形部材11の底壁部5と上記ピストン部材4との間に流体収納空室部Eを形成し、さらに、上記ピストン部材4の上面9側に直列的にコイルスプリング3を配設した構成であるので、元々の車体34側に突起部材38等の邪魔な部材が存在していても、そのまま残して、容易に本発明の懸架装置1を、装着可能となった。即ち、上記の邪魔な部材を、上方開口状空間部Cの内、ピストン部材4よりも上方の空間に、上方から突入状態で収納できる。
As described above, the present invention includes the bottomed
また、上記流体収納空室部E内にエアを密封すれば、圧縮弾性変形自在なエアシリンダ2Aが形成され、車高調整が容易である。また、上記流体収納空室部E内にエアを密封状に収納してエアシリンダ2Aを構成すると共に該エアを出し入れして車高を調整するように構成したので、例えば、高速走行時には、車高を下げて安定走行ができ、他方、悪路走行時には、車高を高くして車体底壁と岩石等との干渉を防ぐことができる。
Further, if air is sealed in the fluid housing empty space E, an
あるいは、上記流体収納空室部E内にオイルを出し入れして車高を調整するように構成したとすれば、従来の図5と同様の特性を保ちつつ、車高を確実かつ迅速に調整することが可能となる。また、図1のように、直列的に配設された上記ピストン部材4とコイルスプリング3とは独立して、緩衝装置13が並設すれば、流体圧シリンダ2とコイルスプリング3の近傍をコンパクトにまとめて、車体34と車軸35の間に架装しやすいという利点がある。
Alternatively, if the vehicle height is adjusted by putting oil into and out of the fluid storage vacant space E, the vehicle height can be adjusted reliably and quickly while maintaining the same characteristics as in FIG. It becomes possible. Further, as shown in FIG. 1, if the
また、上記有底筒形部材11の周壁部7の内面7aが、上記ピストン部材4よりも上方位置で露出するのを遮蔽する可撓性乃至弾性を有するダストカバー部材6を付設した構成とすれば、ダストシール25に掛る負荷を低減できて、寿命が延び、又は、簡易な構造・安価なダストシールに代替可能となり、しかも、粉塵・汚れ・汚泥等が掛る車両下面側に於て、流体圧シルンダ2の外部漏洩を防ぎ、安全性を高め得る。
Also, the
1 懸架装置
2 流体圧シリンダ
2A エアシリンダ
3 コイルスプリング
4 円環状ピストン部材
5 底壁部
6 ダストカバー部材
7 周壁部
7a 内面
9 外面
11 有底筒形部材
13 緩衝装置
38 突起部材
C 空間部
E 流体収納空室部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
11 Bottomed cylindrical member
13 Shock absorber
38 Protruding member C Space E Fluid storage vacancy
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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ITTO20100695A1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-14 | Sistemi Sospensioni Spa | SUSPENSION FOR VEHICLE INCLUDING AN ADJUSTMENT DEVICE FOR THE HEIGHT OF THE GROUND VEHICLE BODY |
-
2004
- 2004-03-03 JP JP2004059208A patent/JP2005247108A/en active Pending
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