【解決手段】サスペンション装置1は、リーフスプリングS及び緩衝器2を備えている。リーフスプリングSは車両VのボディB(ばね上部材)に対してばね下部材を所定方向に相対移動させる弾性力を付与する。緩衝器2は、第1拡縮部材10、第2拡縮部材20、中間部材30、及び減衰通路40を有している。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及び第2ガス室R1,R2を形成して拡縮自在である。第1及び第2拡縮部材10,20は、上端10A及び下端20BがボディBに接続される。中間部材30は、第1及び第2拡縮部材10,20を連結するとともにリーフスプリングSに接続される。減衰通路40は、第1及び第2ガス室R1,R2を連通し、流通する気体の流れに抵抗を付与する。第1及び第2拡縮部材10,20は、一方が拡張した場合に他方が収縮する。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明のサスペンション装置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、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。
【0011】
<実施形態1>
実施形態1のサスペンション装置1は、
図1及び
図2に示すように、車両Vに備えられる。サスペンション装置1は、車両Vのばね上部材としてのボディBに対して、ばね下部材としての車輪W等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1は、懸架ばねとしてのリーフスプリングSと、緩衝器2とを備えている。また、サスペンション装置1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1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Kに回動自在にそれぞれ接続されている。
【0012】
リーフスプリングS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。本実施形態のリーフスプリングSはガラス繊維強化プラスチック(GFRP)製である。リーフスプリングSは、車両Vの左右方向に延伸する形態で配置されている。リーフスプリングSは、対となる左右2つの車輪Wにつき1つが設けられている。リーフスプリングSは、中央部S1がボディBに接続され、左右の端部S2がサスペンションアーム4に支持されている。詳細には、
図1及び
図2に示すように、リーフスプリングSの中央部S1はブラケットB1によってボディBに固定されている。リーフスプリングSの端部S2は、ラバーブッシュGを介して、サスペンションアーム4の固定部4Aに固定されている。
【0013】
実施形態1に係る車両Vにおいて、リーフスプリングS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、リーフスプリングS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2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2は、ばね上部材であるボディBと、撓み変形することでボディBに対して部分的に相対移動するリーフスプリングSとの間に取り付けられる。
【0014】
図1及び
図2に示すように、緩衝器2は、第1拡縮部材10、第2拡縮部材20、中間部材30、及び減衰通路40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を形成して拡縮自在に設けられている。具体的には、第1拡縮部材10は、円筒形状をなすゴム製ローリングローブであり、軸方向に伸縮自在に設けられている。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、伸縮方向の一端である上端10AがボディBに接続される。第1拡縮部材10の伸縮方向の他端である下端10Bは、中間部材30に接続されている。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を形成して拡縮自在に設けられている。本実施形態において、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の円筒形状をなしたゴム製ローリングローブを採用している。第2拡縮部材20は、伸縮方向の一端である下端20Bが、車両Vに取り付けられた状態においてボディBに接続される。第2拡縮部材20の伸縮方向の他端である上端20Aは中間部材30に接続されている。
【0015】
中間部材30は、第1拡縮部材10と第2拡縮部材20との間に配置されている。上述のように、中間部材30には、第1拡縮部材10の下端10B及び第2拡縮部材20の上端20Aが接続されている。これにより、本実施形態の中間部材30は、第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20を伸縮方向に直列に連結している。また、中間部材30は、取付状態においてリーフスプリングSのボディB側の固定位置よりも車輪寄りの位置に接続される。本実施形態の場合、リーフスプリングSは、
図1及び
図2に示すように、中央部S1がブラケットB1によってボディBに固定され、端部S2がサスペンションアーム4の固定部4Aに固定されている。中間部材30は、ボディBに対して相対移動し得る部位であるリーフスプリングSの中央部S1から離間した部位に接続されている。具体的には、中間部材30は、ブラケットB2によって、リーフスプリングSの中央部S1から端部S2側に離間した部位に接続されている。
【0016】
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。本実施形態の場合、減衰通路40は、
図2に示すように、第1減衰通路41及び第2減衰通路42を有して構成されている。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とを具備して構成されている。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とを具備して構成されている。また、本実施形態において、第1減衰通路41と第2減衰通路42とは、流量制御弁41B,42Bの流量制御によって、気体の流通抵抗の大きさが異なる形態とされている。具体的には、第2減衰通路42の流通抵抗は第1減衰通路41の流通抵抗よりも大きく設定されている。また、本実施形態の場合、逆止弁41A,42A及び流量制御弁41B,42Bは、中間部材30と一体的に設けられている。
【0017】
本実施形態の緩衝器2は、リーフスプリングSの延伸方向に沿って移動自在に設けられている。詳細には、
図2に示すように、緩衝器2は、左右方向に延伸するリーフスプリングSに沿って、中間部材30のブラケットB2による固定位置を変更可能である。
【0018】
次に、実施形態1のサスペンション装置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2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。
【0019】
車両Vにおいて、路面からの入力等により車輪WがボディBに対して上方に相対移動した場合、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、これに伴って、サスペンションアーム3,4の先端側が上方に移動する。リーフスプリングSは、中央部S1がブラケットB1によってボディBに接続され、端部S2がサスペンションアーム4の固定部4Aに接続されていることから、その端部S2が中央部S1に対して上方に相対移動する形態で撓み変形する。
【0020】
また、リーフスプリングSは、ブラケットB1によってボディBに接続されている中央部S1の部位と、固定部4Aによってサスペンションアーム4に固定された部位との間の部位が、ブラケットB2によって緩衝器2の中間部材30に接続されている。このため、中間部材30は、リーフスプリングSの端部S2の上方への移動に伴って上方に移動する。すると、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40を流通する気体の流れが生じる。
【0021】
具体的には、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、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。
【0022】
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、リーフスプリングSは、端部S2が中央部S1に対して下方に相対移動する形態で撓み変形する。このため、中間部材30が下方に移動する。これに伴って、第1拡縮部材10が上下方向に伸長して第1ガス室R1の容積が増大するとともに、第2拡縮部材20が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40を流通する気体の流れが生じる。
【0023】
具体的には、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、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。
【0024】
また、サスペンション装置1は、緩衝器2をリーフスプリングSの延伸方向に沿って移動させることで、緩衝器2が発生する減衰力の大きさを変更可能である。具体的には、
図2に示すように、緩衝器2は、第1拡縮部材10の上端10A及び第2拡縮部材20の下端20BがボディBの当接面部A1,A2に当接している。第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20は、これらボディBの当接面部A1,A2と中間部材30との間で拡縮することでガス室R1,R2の容積を変化させる。中間部材30は、リーフスプリングSの撓み変位の大きさに応じて、ボディBの当接面部A1,A2の間を変位する。リーフスプリングSは、ボディB側の固定位置となるブラケットB1からより離れた位置、すなわち、より車輪Wに近い位置である端部S2寄りの位置において、撓み変位がより大きくなる。
【0025】
このため、緩衝器2をリーフスプリングSの延伸方向に沿って移動させてブラケットB2の固定位置を変更することで、車両VのボディBと車輪Wとの相対移動によってリーフスプリングSに撓み変位が生じた際の中間部材30の変位の大きさが変化し、第1拡縮部材10と第2拡縮部材20との容積の変化量の大きさが変化する。これにより、減衰通路40を流通する気体の流量が変化する。したがって、サスペンション装置1は、緩衝器2をリーフスプリングSの延伸方向に沿って移動させて中間部材30の変位の大きさを調整することで第1拡縮部材10及び第2拡縮部材20の拡縮量を調整し、所望の大きさの減衰力を発生させることができる。
【0026】
以上より、実施形態1のサスペンション装置1は、緩衝器2の2つの拡縮部材10,20の一端である第1拡縮部材10の上端10A及び第2拡縮部材20の下端20BがボディBに接続され、これら2つの拡縮部材10,20を連結する中間部材30がリーフスプリングSに接続される。このため、車両VのボディBと車輪Wとの間の相対移動によってリーフスプリングSに撓み変位が生じた際には、緩衝器2の2つの拡縮部材10,20の一方は拡張し、他方は収縮する。これにより、2つのガス室R1,R2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40を流通する気体の流れが生じる。気体は減衰通路40を流通する際に抵抗を付与される。緩衝器2は、この抵抗力を車両VのボディBと車輪Wとの相対移動を抑制する減衰力として作用させることができる。また、サスペンション装置1は、懸架ばねとしてのリーフスプリングSを緩衝器2の中間部材30に接続して一体としている。このため、懸架ばねと緩衝器とが別々に設けられた場合と比較して、簡易な構造で車両へ取り付けることができる。
【0027】
したがって、実施形態1のサスペンション装置1は、構造の簡素化を図ることができる。
【0028】
また、実施形態1のサスペンション装置1は、緩衝器2をリーフスプリングS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。
【0029】
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、サスペンション装置がダブルウィッシュボーン式である形態を例示したが、本発明に係るサスペンション装置の形式等は、リーフスプリングを備える限り限定されない。
(2)実施形態1では、リーフスプリングが車両の左右方向に延びる形態を例示したが、本発明に係るリーフスプリングは、前後方向等、車両の左右方向以外の方向に延びる形態のものであってもよい。また、リーフスプリングの材質もGFRPに限定されず、金属等の他の材質であってもよい。
(3)実施形態1では、リーフスプリングが下側のサスペンションアームに固定される形態を例示したが、これに限定されない。リーフスプリングは、サスペンションアームが複数ある場合、どのサスペンションアームに固定されていてもよい。また、リーフスプリングは、サスペンションアーム以外のばね下部材に固定される形態であってもよい。更に、リーフスプリングは、ラバーブッシュを介さずに、サスペンションアーム等のばね下部材に直接的に取り付けられていてもよい。
(4)実施形態1では、リーフスプリングの中央部がボディに接続され、端部がばね下部材としてのサスペンションアームに接続される形態を例示したが、本発明に係るリーフスプリングは、その端部がボディに接続され、中央部又は他方の端部がサスペンションアーム等のばね下部材に接続される形態であってもよい。
(5)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。
(6)実施形態1では、第1拡縮部材及び第2拡縮部材を、それぞれローリングローブ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、金属製のベローズ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拡縮部材の材質もゴムに限定されず、金属、樹脂等の他の材質を採用してもよい。
(7)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。
(8)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。
(9)実施形態1では、減衰通路を中間部材内に形成する形態を例示したが、本発明において、減衰通路は中間部材とは別に形成されていてもよい。
(10)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。
(11)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。