JP2016528093A - 動的に調節可能なサスペンション装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は概してサスペンションシステム(懸架装置、suspension)に関し、より詳細には動的に調節可能なサスペンション装置に関する。
道路を走行する車両(特に自動車)は、1つの基本的な要件を満たさなければならない。すなわち、最良の取り扱い性で搭乗者(passenger)に快適な乗り心地を提供することである。快適な乗り心地は衝撃を吸収するために車両に提供されている懸架システムにほぼ依存する。概してサスペンションシステムは、ダンパー(減衰器)を備えたコイルスプリング(coil spring、コイルばね)の様々な配置(arrange、機構)を含んでいる。全ての懸架のコイルスプリングは地上を走行する車両のタイプに基づいて選択される。平坦ではない道路上を走行するように設計されているオフロード車両においては、コイルスプリングの剛性(k)は高く、一方、道路面が平坦である主要道路の条件においてはコイルスプリングの剛性(k)は低い。言い換えると、オフロード車両のために設計されたサスペンションは頑丈でなければならず、道路を走行する車両のサスペンションは滑らかな乗り心地を与えるものでなければならない。
本発明は、少なくとも1つのバネ定数(spring rate,ばね特性)を有する1以上のスプリング(バネ)を含んだ動的に調節可能な車両サスペンション装置を提供する。これら1以上のスププリングは予め設定された形態に配置されている。このサスペンションはさらに動的に調節可能なダンパーを含んでいる。この動的に調節可能なダンパーは、この動的に調節可能なダンパーの開口径を変えてリアルタイムで減衰係数を動的に変えるように、この動的に調節可能なダンパーに結合された回転可能なノブ(knob、取っ手)と、この動的に調節可能なサスペンション装置が活用されているときにリアルタイムで減衰係数を調節するようにそのノブを回転させる手段と、リアルタイムで、それら1以上のスプリングの完全延出状態(fully elongatd state)と完全圧縮状態(fully compressed state)との間でスプリングの1以上の位置を特定することで、それら1以上のスプリングの圧縮状態を特定する手段とを含んでいる。この減衰係数は、それら1以上のスプリングの圧縮性に対応するものであり、それら1以上のスプリングおよび動的に調節可能なダンパーは協調的に(in tandem、縦列で)機能して最良のサスペンション機能を提供し、それら1以上のスプリングと動的に調節可能なダンパーの両方は、全ての時点において臨界的(critically、決定的)に減衰される。
本発明は、限定されないが、たとえば様々な車両タイプ、ロボット、およびショックアブソーバシステムあるいは地面からの隔離を必要とする作業台並びに機械類のようなものに導入される(deploy)複数のコイルスプリングと動的に調節可能なダンパーとを有する動的に調節可能なサスペンション装置を開示する。複数のコイルスプリングと動的に調節可能なダンパーとは連動して機能し、リアルタイムで最良のサスペンションを提供する。類似または異なるバネ定数を有する複数のコイルスプリングが所定の形態にて配置され、動的に調節可能な減衰係数と共に非線形のバネ定数(variable spring rate)を提供し、最良化されたサスペンションと快適性を車両の搭乗者に提供する。最も重要な点は、限定されないが、道路状況、地表面の状態、車両の状態、および車両の荷重などの要因に応じて、車両の走行中にサスペンション装置がリアルタイムで自動的に調節されることである。あるいは、ドライバーが車両の走行中にリアルタイムでサスペンション装置を調節でき、サスペンション装置によって提供される快適性の程度の要求に合わせることができる。動的に調節可能なサスペンション装置は、限定されないが、オフロード状況および主要道路事情のような様々なタイプの道路表面状態において様々なサスペンションの快適性を提供するように調節が可能である。コイルスプリングの組み合わせは、変化に富んだ道路形態での衝撃を吸収するように様々な剛性を提供し、あらゆるタイプの地形においてスムーズな乗り心地を提供する。
バネ剛性−20N/mm−K
自由(弛緩)長−350mm
たわみの最大値−175mm−x
力の最大値(最大作用力)−3500N=Kx
保存エネルギーの最大値−306250Nmm=1/2Kx2
バネ剛性−17、20および35N/mm−K1、K2およびK3
自由長−それぞれ100、150および100mm
たわみの最大値−それぞれ50、75および50mm−x1、x2およびx3
力の最大値−4100N=K1x1+K2x2+K3x3
保存エネルギーの最大値−121250Nmm=1/2(K1x1 2+K2x2 2+K3x3 2)
x=従来のスプリングの変形(mm)
x1=スプリング100の変形(mm)
x2=スプリング200の変形(mm)
x3=スプリング300の変形(mm)
K=従来スプリングの剛性(N/mm)(20N/mm)
K1=スプリング100の剛性(N/mm)(17N/mm)
K2=スプリング200の剛性(N/mm)(20N/mm)
K3=スプリング300の剛性(N/mm)(30N/mm)
全てのたわみの最大値(maximum deflection)に対して、50%の自由長が考察された。
Claims (14)
- 動的に調節可能なサスペンション装置であって、
予め設定された形態に配置されている少なくとも一つのバネ定数を有する一以上のスプリングと、
動的に調節可能なダンパーと、
を備えており、当該調節可能なダンパーは、
前記調節可能なダンパーに結合された回転ノブであって、前記動的に調節可能なダンパーの開口部の径を変更してリアルタイムで動的に減衰係数を変更するために前記ダンパーに結合された回転ノブと、
前記動的に調節可能なサスペンション装置の使用時に、リアルタイムで減衰係数を調節するように前記回転ノブを回転させる手段と、
リアルタイムで完全延出位置と完全圧縮位置の間の一以上の位置を特定することで前記一以上のスプリングの圧縮を特定する手段と、
を備えており、
前記減衰係数は、前記一以上のスプリングの圧縮に対応しており、よって、前記一以上のスプリングと前記動的に調節可能なダンパーとは協調して機能して最良のサスペンション状態を提供し、
前記一以上のスプリングと前記動的に調節可能なダンパーの両方は、全ての時点において臨界的に減衰されることを特徴とする動的に調節可能なサスペンション装置。 - 前記動的に調節可能なサスペンション装置は、車両に導入され、その減衰係数はリアルタイムで調節され、前記一以上のスプリングと前記動的に調節可能なダンパーとは、前記車両の走行中に全ての時点で臨界的に減衰されることを特徴とする請求項1記載の動的に調節可能なサスペンション装置。
- 前記一以上のスプリングの異なるバネ定数は、コイル径および線径の少なくとも一方を異ならせることによって達成されることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション装置。
- 前記予め設定された形態は、直列の前記一以上のスプリングの配置を含んでおり、異なるバネ定数を有するスプリングが結合されることで単体のスプリングが形成されており、最良のサスペンション状態を提供するために動的に調節される減衰係数と共に可変なバネ定数を提供していることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション装置。
- 前記予め設定された形態は、異なるバネ定数を有する並列の前記一以上のスプリングの配置を含んでおり、最良のサスペンション状態を提供するために、動的に調節される減衰係数と共に相対的に小さいバネ定数を有するスプリングが相対的に大きなバネ定数を有する一以上の他のスプリングに先立って圧縮されることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション装置。
- 前記予め設定された形態は、最良のサスペンション状態を提供するために、動的に調節される減衰係数との組み合わせを有する直列及び/又は並列の一以上のスプリングの配置を含んでいることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション装置。
- 前記予め設定された形態は、最良のサスペンション状態を提供するために、動的に調節される減衰係数と共に可変のバネ定数を提供する可変の線径を有する単体のスプリングの配置を含んでいることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション装置。
- 前記回転ノブを回転させる手段が、モータまたはショックアブソーバの動作を使用する少なくとも一つの機械的連結であることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション装置。
- 圧縮を特定する前記手段が、前記サスペンション装置の最上部と底部にそれぞれ取り付けられた超音波送信機とレシーバのセットであることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション装置。
- 圧縮を特定する前記手段が、距離センサであることを特徴とする請求項1記載の車両用サスペンション装置。
- 車両の走行中に、地形、有効搭載量、および車両のタイプのうちの一つに合わせて前記動的に調節可能なサスペンション装置のサスペンション機能を調節するためのユーザーインターフェースをさらに備えていることを特徴とする請求項1記載の動的に調節可能なサスペンション装置。
- 前記ユーザーインターフェースが手動操作インターフェースであり、車両の走行中に前記サスペンション装置を調節するための一以上の回転ノブ、スイッチ、およびボタンのうちの少なくとも一つを備えていることを特徴とする請求項11記載の動的に調節可能なサスペンション装置。
- 前記ユーザーインターフェースがデジタルインターフェースであり、車両のタイプ、道路のタイプ、地形、車両の使用年数、サスペンションの使用年数、および車両の有効搭載量のうちの少なくとも一つに関連するデータをユーザに入力させるタッチスクリーンを備えたディスプレイを備えていることを特徴とする請求項11記載の動的に調節可能なサスペンション装置。
- 前記デジタルインターフェースは、車両のタイプ、道路のタイプ、地形、車両の使用年数、サスペンションの使用年数、および車両の有効搭載量のうちの少なくとも1つに関連する予め設定された状態をユーザに選択させることを特徴とする請求項13記載の動的に調節可能なサスペンション装置。
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