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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-192932(P2020-192932A)
(43)【公開日】2020年12月3日
(54)【発明の名称】緩衝器
(51)【国際特許分類】
   B60G 13/10 20060101AFI20201106BHJP
   F16F 9/04 20060101ALI20201106BHJP
   B60G 3/20 20060101ALN20201106BHJP
【FI】
   B60G13/10
   F16F9/04
   B60G3/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2019-100831(P2019-100831)
(22)【出願日】2019年5月30日
(71)【出願人】
【識別番号】000000929
【氏名又は名称】KYB株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000497
【氏名又は名称】特許業務法人グランダム特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】望月 隆久
【テーマコード(参考)】
3D301
3J069
【Fターム(参考)】
3D301AA01
3D301CA11
3D301DA32
3D301DA51
3J069AA09
3J069AA21
3J069DD47
3J069EE68
(57)【要約】
【課題】上下方向の嵩張りを抑えつつ、ばね上部材とばね下部材との相対回動を抑制する減衰力を得ることができる緩衝器を提供する。
【解決手段】緩衝器10は、ロアアーム3に接続され、第1弾性部材11及び第2弾性部材12を連通するとともに、第1弾性部材11と第2弾性部材12との間を流通する気体の流れに抵抗を付与する減衰通路40を備えている。緩衝器10は、ロアアーム3と車体Bとに連結され、ロアアーム3の回動軸A2周りの回動に応じて、第1弾性部材11を拡縮させるリンク部材50を備えている。第2弾性部材12は、リンク部材50による第1弾性部材11の拡張に応じて収縮し、リンク部材50による第1弾性部材11の収縮に応じて拡張する。第1弾性部材11及び第2弾性部材12は、上下方向と交差する方向に並設されている。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項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、拡縮自在に設けられた第1弾性部材と、
内部に気体が充填され、拡縮自在に設けられた第2弾性部材と、
前記ばね上部材又は前記ばね下部材に接続され、前記第1弾性部材及び前記第2弾性部材を連通するとともに、前記第1弾性部材と前記第2弾性部材との間を流通する気体の流れに抵抗を付与する減衰通路と、
前記ばね下部材と前記ばね上部材とに連結され、前記ばね下部材の前記回動軸周りの回動に応じて、前記第1弾性部材を拡縮させるリンク部材と、
を備えており、
前記第2弾性部材は、前記リンク部材による前記第1弾性部材の拡張に応じて収縮し、前記リンク部材による前記第1弾性部材の収縮に応じて拡張し、
前記第1弾性部材及び前記第2弾性部材は、上下方向と交差する方向に並設されていることを特徴とする緩衝器。
【請求項2】
前記第2弾性部材は、前記ばね下部材と前記ばね上部材とに挟まれ、前記ばね下部材の回動に応じて拡縮することを特徴とする請求項1記載の緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は緩衝器に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1の空圧緩衝器は、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、両端にそれぞれ端部側から開口して気体が充填される圧力室を備えた筒状である。出力軸は、各圧力室内にそれぞれ移動自在に挿通されている。密閉体は、各圧力室の開口部を密閉状態で閉塞し、出力軸の外周に固着して出力軸の軸方向の移動を許容する構成である。減衰通路は、各圧力室を連通し、圧力室間を交流する気体の流れに抵抗を与える構成である。
【0003】
この空圧緩衝器は、車両の車体に空圧緩衝器本体を連結し、車体に対して車輪を上下方向へ移動可能に支持するアッパーアームとロアアームとにそれぞれ出力軸を連結している。そして、空圧緩衝器は、出力軸が空圧緩衝器本体に対して上下動することで、一方の圧力室の容積が減少するとともに他方の圧力室の容積が拡大する。これにより、空圧緩衝器は、減衰通路によって圧力室間を交流する気体の流れに抵抗を与えることで、出力軸の上下動を抑制する減衰力を生じさせる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2012−172817号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文獻1の空圧緩衝器は、上下方向を伸縮方向とするように、被制振対象である車体と、車輪との間に介装されている。すなわち、空圧緩衝器本体の軸方向が上下方向に沿う配置としつつ、各出力軸が上下方向に沿うようにそれぞれアッパーアーム及びロアアームに連結されている。このような空圧緩衝器を備える車両は、空圧緩衝器によって車室空間の下側で上下方向の嵩張りが生じてしまう。そのため、このような空圧緩衝器は、車室空間の広さの確保を妨げることになってしまう。
【0006】
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、上下方向の嵩張りを抑えつつ、ばね上部材とばね下部材との相対回動を抑制する減衰力を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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の緩衝器は、車両のばね上部材と、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弾性部材と、第2弾性部材と、減衰通路と、リンク部材と、を備えている。第1弾性部材は、内部に気体が充填され、拡縮自在に設けられている。第2弾性部材は、内部に気体が充填され、拡縮自在に設けられている。減衰通路は、ばね上部材又はばね下部材に接続され、第1弾性部材及び第2弾性部材を連通するとともに、第1弾性部材と第2弾性部材との間を流通する気体の流れに抵抗を付与する。リンク部材は、ばね下部材とばね上部材とに連結され、ばね下部材の回動軸周りの回動に応じて、第1弾性部材を拡縮させる。第2弾性部材は、リンク部材による第1弾性部材の拡張に応じて収縮し、リンク部材による第1弾性部材の収縮に応じて拡張する。第1弾性部材及び第2弾性部材は、上下方向と交差する方向に並設されている。
【0008】
この緩衝器は、リンク部材が、ばね下部材の回動に応じて第1弾性部材を拡縮させる構成である。第2弾性部材は、リンク部材による第1弾性部材の拡張に応じて収縮し、リンク部材による第1弾性部材の収縮に応じて拡張する。このため、2つのガス室は、内部に充填された気体がそれぞれ膨張及び圧縮されて圧力差が生じ、減衰通路を流通する気体の流れを生じさせる。減衰通路は、流通する気体の流れに抵抗を付与する。緩衝器は、この抵抗力をばね上部材とばね下部材との相対回動を抑制する減衰力として作用させることができる。
その上で、第1弾性部材及び第2弾性部材は、上下方向と交差する方向に並設されている。そのため、緩衝器は、第1弾性部材及び第2弾性部材が上下方向に並設されている構成に比べて、上下方向の嵩張りを抑えることができる。
【0009】
したがって、本発明の緩衝器は、上下方向の嵩張りを抑えつつ、ばね上部材とばね下部材との相対回動を抑制する減衰力を得ることができる。
【0010】
本発明に係る緩衝器において、第2弾性部材は、ばね下部材とばね上部材とに挟まれ、ばね下部材の回動に応じて拡縮し得る。この場合、ばね下部材が回動するときに、第2弾性部材を積極的に拡縮させることができる。そのため、ばね上部材とばね下部材との相対回動を抑制する減衰力を、所望の大きさに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】実施形態1に係る緩衝器を取り付けた車両の一部を模式的に示す図である。
図2図1の緩衝器及びその周辺を拡大して示す拡大図である。
図3図1の緩衝器において、車輪が基準位置よりも上方に移動した状態を説明する説明図である。
図4図1の緩衝器において、車輪が基準位置よりも下方に移動した状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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、上下方向及び左右方向は、緩衝器が取り付けられる車両における上下方向及び左右方向を意味しており、図1〜4にあらわれる向きを、そのまま上下方向、左右方向と定義する。
【0013】
<実施形態1>
実施形態1の緩衝器10は、図1,2に示すように、車両Vにおいて、車体Bと車輪Wとの間に取り付けられている。車両Vには、車体Bと車輪Wとの間に介在するように、サスペンション装置1が搭載されている。サスペンション装置1は、車輪Wを車体Bに対して上下方向へ移動可能に支持している。サスペンション装置1は、いわゆるダブルウィッシュボーン型であり、アッパアーム2と、ロアアーム3と、を備えている。アッパアーム2及びロアアーム3は、所定間隔をおいて平行となるように上下に並んで配置されている。サスペンション装置1は、車体Bと車輪Wとの間に設けられる懸架ばね(図示略)を備えている。懸架ばねは、車輪Wに対して車体Bを弾性支持する。
【0014】
アッパアーム2及びロアアーム3は、それぞれ基端側が車体Bに設けられた回動軸A1,A2を中心として回動自在に、車体Bに支持されている。回動軸A1,A2は、前後方向に延びている。アッパアーム2及びロアアーム3は、それぞれ先端側が車輪W側のナックルKに回動自在に接続されている。
【0015】
本実施形態1において、車体Bは、「ばね上部材」の一例に相当する。車輪W、ナックルK、アッパアーム2、及びロアアーム3は、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」の一例に相当する。
【0016】
緩衝器10は、図1,2に示すように、第1弾性部材11と、第2弾性部材12と、バルブ部30と、リンク部材50と、を備えている。第1弾性部材11は、例えば円筒形状をなす金属製のベローズとして構成されている。第1弾性部材11には、図2に示すように、内部に気体が充填される第1ガス室R1が形成されている。第1弾性部材11は、車両Vに取り付けられた状態において、軸方向の左端11Aが後述するリンク部材50に接続され、軸方向の右端11Bが後述するバルブ部30に接続されている。第1弾性部材11は、車体Bと車輪Wの上下方向の相対移動に伴い、後述するリンク部材50を介して、上下方向と交差する方向(左右方向)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。
【0017】
第2弾性部材12は、例えば、略円筒形状をなしたゴム製のローリングローブとして構成されている。第2弾性部材12は、図2に示すように、内部に気体が充填される第2ガス室R2が形成され、拡縮自在に設けられている。第2弾性部材12は、車両Vに取り付けられた状態において、左端12Aが後述するバルブ部30に接続されている。第2弾性部材12は、下端12Bがロアアーム3の当接面部23に当接し、上端12Cが車体Bに設けられた回動当接部材20に当接している。当接面部23は、ロアアーム3の上端に一体的に形成された板状部分である。回動当接部材20は、車体Bに設けられた回動軸A3を中心として、回動自在に設けられている。回動当接部材20は、車体Bに回動自在に取り付けられる取付部21と、取付部21と一体的に形成された平板状の当接部22と、を備えている。第2弾性部材12の上端12Cは、回動当接部材20の当接部22に面接触している。第2弾性部材12は、当接面部23と回動当接部材20とを介して、ロアアーム3と車体Bとによって挟まれている。
【0018】
第1弾性部材11及び第2弾性部材12は、図1,2に示すように、取付状態において、上下方向と交差する方向(ロアアーム3の延伸方向)に並設されている。第1弾性部材11は、ロアアーム3の先端寄り(車輪W寄り)の位置に配置され、第2弾性部材12は、基端寄り(回動軸A2寄り)の位置に配置される。
【0019】
バルブ部30は、図1,2に示すように、第1弾性部材11と第2弾性部材12との間に配置され、ロアアーム3の所定部位(延伸方向の略中央位置)に固定されている。バルブ部30には、図2に示すように、第1弾性部材11の右端11B、及び第2弾性部材12の左端12Aが接続されている。これにより、バルブ部30は、第1弾性部材11及び第2弾性部材12を、上下方向と交差する方向(ロアアーム3の延伸方向)に直列に連結している。
【0020】
バルブ部30は、図2に示すように、減衰通路40を備えている。減衰通路40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。減衰通路40は、第1減衰通路41と、第2減衰通路42と、を有している。第1減衰通路41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41Aと、流通する気体の流量を制御する流量制御弁41Bと、を具備している。第2減衰通路42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42Aと、流通する気体の流量を制御する流量制御弁42Bと、を具備している。
【0021】
リンク部材50は、図1,2に示すように、ロアアーム3と車体Bとに連結され、ロアアーム3の回動軸A2周りの回動に応じて、第1弾性部材11を拡縮させる機構である。リンク部材50は、第1リンク51と、第2リンク52と、第3リンク53と、を備えている。第1リンク51、第2リンク52、及び第3リンク53は、アーム状に形成されている。第1リンク51の一端(図1,2では上端)は、車体Bに形成された延出部B1の先端に、回動自在に連結されている。延出部B1は、車体Bにおける車輪W側(回動当接部材20が取り付けられる部位よりも車輪W側)において、下方に延出している。第1リンク51と延出部B1との連結部は、延出部B1に対する第1リンク51の回動軸A4となっている。第1リンク51の他端(図1,2では下端)は、第2リンク52及び第3リンク53に、回動自在に連結されている。
【0022】
第2リンク52の一端(図1,2では下端)は、ロアアーム3の所定部位(バルブ部30とナックルKとの間の部位)に、回動自在に連結されている。第2リンク52とロアアーム3との連結部は、ロアアーム3に対する第2リンク52の回動軸A5となっている。第2リンク52の他端(図1,2では上端)は、第1リンク51の他端、及び第3リンク53の一端に、回動自在に連結されている。
【0023】
第3リンク53の一端(図1,2では左端)は、図2に示すように、第1リンク51の他端、及び第2リンク52の他端に、回動自在に連結されている。第3リンク53の他端(図2では右端)は、第1弾性部材11の左端11Aに接続されている。第3リンク53の一端と、第1リンク51の他端と、第2リンク52の他端との連結部は、各リンクの回動軸A6となっている。
【0024】
ロアアーム3が回動軸A2周りに回動すると、回動軸A5と回動軸A4との距離が変化する。これにより、第1リンク51と第2リンク52とによってなす角度が変化し、回動軸A6の位置が左右方向に変化する。そのため、第3リンク53が左右方向に移動することになり、ロアアーム3の回転運動が第3リンク53の左右方向の直線運動に変換される。
【0025】
次に、実施形態1の緩衝器10の作用について説明する。
図2に示す緩衝器10は、車輪Wが車体Bに対して所定の基準位置(上下方向に移動してない位置)にあり、第1ガス室R1と第2ガス室R2と間で圧力差が生じてない平衡状態を示している。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、減衰力は発生していない。
【0026】
図3に示すように、車輪Wが車体Bに対して基準位置から上方に移動した場合、ロアアーム3は、回動軸A2周りに上方に向かって回動する。すると、回動軸A5が回動軸A4に近づき、第1リンク51と第2リンク52とによってなす角度が平衡状態よりも小さくなり、回動軸A6の位置が左方向に移動する。これにより、第3リンク53が左方向に移動し、ロアアーム3の回転運動が第3リンク53の左方向への直線運動に変換される。第3リンク53が左方向に移動すると、第1弾性部材11が左右方向に伸長して、第1ガス室R1の容積が増大する。第1ガス室R1は、内部の気体が膨張して圧力が低下する。
【0027】
第1ガス室R1内の圧力が低下すると、第1ガス室R1と第2ガス室R2との間で圧力差が生じて、減衰通路40を介して第2ガス室R2から第1ガス室R1へ流通する気体の流れが生じる。ここで、第2弾性部材12が当接面部23と回動当接部材20とによって挟まれているため、ロアアーム3が回動軸A2周りに上方に向かって回動すると、当接面部23と回動当接部材20との間隔が平衡状態よりも狭くなる。そのため、第2弾性部材12の収縮を促し、減衰通路40を介して第2ガス室R2から第1ガス室R1へ流通する気体の流れを積極的に生じさせる。気体は、第2減衰通路42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41は、逆止弁41A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42の流量制御弁42Bによる減衰力が生じ、車体Bに対する車輪Wの上方への相対移動が抑制される。
【0028】
一方で、図4に示すように、車輪Wが車体Bに対して基準位置から下方に移動した場合、ロアアーム3は、回動軸A2周りに下方に向かって回動する。すると、回動軸A5が回動軸A4から遠ざかり、第1リンク51と第2リンク52とによってなす角度が平衡状態よりも大きくなり、回動軸A6の位置が右方向に移動する。これにより、第3リンク53が右方向に移動し、ロアアーム3の回転運動が第3リンク53の右方向への直線運動に変換される。第3リンク53が右方向に移動すると、第1弾性部材11が左右方向に収縮して、第1ガス室R1の容積が減少する。第1ガス室R1は、内部の気体が収縮して圧力が増大する。
【0029】
第1ガス室R1内の圧力が増大すると、第1ガス室R1と第2ガス室R2との間で圧力差が生じて、減衰通路40を介して第1ガス室R1から第2ガス室R2へ流通する気体の流れが生じる。具体的には、気体が第1減衰通路41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42は、逆止弁42A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41の流量制御弁41Bによる減衰力が生じ、車体Bに対する車輪Wの下方への相対移動が抑制される。
【0030】
緩衝器10は、リンク部材50の構成を変更することで、車体Bに対する車輪Wの相対移動を抑制する減衰力の大きさを調整することができる。例えば、第1リンク51、第2リンク52、及び第3リンク53の延伸方向の長さを変更することで、第1弾性部材の拡縮の程度を変更することができ、緩衝器10によって生じさせる減衰力の大きさを調整することができる。
【0031】
以上より、実施形態1の緩衝器10によると、リンク部材50が、ロアアーム3の回動に応じて第1弾性部材11を拡縮させる構成である。第2弾性部材12は、リンク部材50による第1弾性部材11の拡張に応じて収縮し、リンク部材50による第1弾性部材11の収縮に応じて拡張する。このため、2つのガス室(第1ガス室R1及び第2ガス室R2)は、内部に充填された気体がそれぞれ膨張及び圧縮されて圧力差が生じ、減衰通路40を流通する気体の流れを生じさせる。減衰通路40は、流通する気体の流れに抵抗を付与する。緩衝器10は、この抵抗力を車体Bとロアアーム3との相対回動を抑制する減衰力として作用させることができる。
その上で、第1弾性部材11及び第2弾性部材12は、上下方向と交差する方向(ロアアーム3の延伸方向)に並設されている。そのため、緩衝器10は、第1弾性部材11及び第2弾性部材12が上下方向に並設されている構成に比べて、上下方向の嵩張りを抑えることができる。
【0032】
したがって、実施形態1の緩衝器10は、上下方向の嵩張りを抑えつつ、ロアアーム3と車体Bとの相対回動を抑制する減衰力を得ることができる。
【0033】
また、実施形態1の緩衝器10は、第2弾性部材12が、ロアアーム3と車体Bとに挟まれ、ロアアーム3の回動に応じて拡縮する。これにより、ロアアーム3が回動するときに、第2弾性部材12を積極的に拡縮させることができる。そのため、車体Bとロアアーム3との相対回動を抑制する減衰力を、所望の大きさに高めることができる。
【0034】
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、第1弾性部材11及び第2弾性部材12が、取付状態において、ロアアーム3の延伸方向に並設されていたが、上下方向と交差する方向であればその他の配置であってもよい。例えば、第1弾性部材11及び第2弾性部材12は、ロアアーム3の延伸方向と交差する方向(図1,2において紙面に直交する方向等)に並設されていてもよい。
(2)実施形態1では、第1弾性部材11が、ベローズとして構成されていたが、ローリングローブ等の他の形態の部材であってもよい。第1弾性部材11の材質は、金属製であったが、ゴム、樹脂等のその他の材質であってもよい。また、第2弾性部材12が、ローリングローブとして構成されていたが、ベローズ等の他の形態の部材であってもよい。また、第2弾性部材12の材質は、ゴム製であったが、金属、樹脂等のその他の材質であってもよい。
(3)実施形態1では、第2弾性部材12がロアアーム3と車体Bとに挟まれており、第1弾性部材11の伸長時に第2弾性部材12を積極的に収縮させる構成であった。しかしながら、リンク部材50と同様のリンク部材を用いて、第2弾性部材12を拡縮させてもよい。このような構成の緩衝器は、例えば、トラックのシャーシと荷台との間に設けられ、シャーシの上下方向への移動において、減衰力を生じさせるサスペンション装置として利用することができる。
(4)実施形態1では、第2弾性部材12が、ロアアーム3と車体Bとに挟まれる構成であったが、このような構成を設けなくてもよい。
(5)実施形態1では、バルブ部30が、ロアアーム3に固定されていたが、車体Bに固定されていてもよい。
(6)実施形態1では、減衰通路40が、第1減衰通路41と、第2減衰通路42と、を有していたが、1つの減衰通路によって構成されていてもよい。減衰通路は、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し、他方の気体の流れには抵抗を付与しない構成である。
(7)実施形態1では、リンク部材50が、ロアアーム3と車体Bとに連結していたが、アッパアーム2と車体Bとに連結する構成であってもよい。
(8)実施形態1では、リンク部材50が、3つのアーム状のリンクによって構成されていたが、ロアアーム3の回動に応じて第1弾性部材11を拡縮させる機構であれば、その他の機構であってもよい。
(9)実施形態1では、アッパアーム2及びロアアーム3は、それぞれ車両の前後方向に延びる形態の回動軸A1,A2周りに回動自在に設けられていたが、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。
(10)実施形態1では、サスペンション装置1が、いわゆるダブルウィッシュボーン型である例を示したが、リンク部材50が連結するサスペンションアームが車体Bに対して回動自在に設けられる構成であれば、その他の構成であってもよい。
【符号の説明】
【0035】
1…サスペンション装置、2…アッパアーム、3…ロアアーム(ばね下部材)、10…緩衝器、11…第1弾性部材、11A…左端、11B…右端、12…第2弾性部材、12A…左端、12B…下端、12C…上端、20…回動当接部材、21…取付部、22…当接部、23…当接面部、30…バルブ部、40…減衰通路、41…第1減衰通路、41A…逆止弁、41B…流量制御弁、42…第2減衰通路、42A…逆止弁、42B…流量制御弁、50…リンク部材、51…第1リンク、52…第2リンク、53…第3リンク、A1〜A6…回動軸、B…車体(ばね上部材)、B1…延出部、K…ナックル、R1…第1ガス室、R2…第2ガス室、V…車両、W…車輪
図1
図2
図3
図4