特開 2024-39305 懸架システム

(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】P2024039305

(43)【公開日】2024-03-22

(54)【発明の名称】懸架システム

(51)【国際特許分類】

   B60G 17/02 20060101AFI20240314BHJP

   B60G 21/055 20060101ALI20240314BHJP

   B60G 11/08 20060101ALI20240314BHJP

【ＦＩ】

B60G17/02

B60G21/055

B60G11/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022143758

(22)【出願日】2022-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金澤 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 拓斗

(72)【発明者】

【氏名】飯野 信次

(72)【発明者】

【氏名】上津原 才司

【テーマコード（参考）】

3D301

【Ｆターム（参考）】

3D301AA04

3D301DA03

3D301DA66

3D301DA70

3D301DB47

3D301EA04

3D301EA14

3D301EA34

3D301EA43

3D301EB38

3D301EC01

(57)【要約】

【課題】部品点数の増大を抑制しつつ、ロール剛性を調整することができる懸架システムを提供すること。
【解決手段】本発明に係る懸架システムは、帯状に延びる板ばねと、板ばねの一端部を支持する第１アームと、板ばねの他端部を支持する第２アームと、第１および第２アームに接続するメンバーと、メンバーまたは車体構造に接続するとともに、板ばねの一部を把持し、該板ばねの形状を変化させる調整装置と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯状に延びる板ばねと、
前記板ばねの一端部を支持する第１アームと、
前記板ばねの他端部を支持する第２アームと、
前記第１および第２アームに接続するメンバーと、
前記メンバーまたは車体構造に接続するとともに、前記板ばねの一部を把持し、該板ばねの形状を変化させる調整装置と、
を備えることを特徴とする懸架システム。

【請求項2】

前記調整装置は、
回転中心を有し、前記板ばねの一部を把持する動作部材と、
前記回転中心のまわりに前記動作部材を回転させるアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータを制御する制御装置、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の懸架システム。

【請求項3】

前記動作部材は、前記メンバーと前記板ばねとの間に位置する、
ことを特徴とする請求項２に記載の懸架システム。

【請求項4】

前記動作部材と前記板ばねとの間には、弾性部材が設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の懸架システム。

【請求項5】

前記動作部材は、前記板ばねの長手方向の中央部に対して互いに反対側の二箇所を支持する、
ことを特徴とする請求項２に記載の懸架システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、懸架システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、車両等に設けられ、路面の凹凸による振動が車輪を経て車体に伝わらないようにする緩衝機能を有し、車両の乗り心地や操縦の安定性などを向上させる懸架システムが知られている。懸架システムのうち、リーフスプリング式の懸架システムは、板ばねを用いて構成される（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

板ばねは、車輪を支持するアームと、車体を支持するメンバーとに取り付けられる。具体的に、板ばねは、右側の車輪を支持する右アーム、左側の車輪を支持する左アーム、車体を支持するメンバーに取り付けられる。また、特許文献１では、左右一対のアクチュエータによって板ばねの形状を変化させることによりロール剛性を調整して、車高の調整や、車体の姿勢制御を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平４－１２１２１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のように複数のアクチュエータによってロール剛性を調整する技術では、部品点数が多く、構成が複雑になるという問題があった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数の増大を抑制しつつ、ロール剛性を調整することができる懸架システム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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る懸架システムは、帯状に延びる板ばねと、前記板ばねの一端部を支持する第１アームと、前記板ばねの他端部を支持する第２アームと、前記第１および第２アームに接続するメンバーと、前記メンバーまたは車体構造に接続するとともに、前記板ばねの一部を把持し、該板ばねの形状を変化させる調整装置と、を備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係る懸架システムは、上記の発明において、前記調整装置は、回転中心を有し、前記板ばねの一部を把持する動作部材と、前記回転中心のまわりに前記動作部材を回転させるアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータを制御する制御装置、をさらに備えることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る懸架システムは、上記の発明において、前記動作部材は、前記メンバーと前記板ばねとの間に位置する、ことを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る懸架システムは、上記の発明において、前記動作部材と前記板ばねとの間には、弾性部材が設けられる、ことを特徴とする。

【0011】

また、本発明に係る懸架システムは、上記の発明において、前記動作部材は、前記板ばねの長手方向の中央部に対して互いに反対側の二箇所を支持する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、部品点数の増大を抑制しつつ、ロール剛性を調整することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の一実施の形態に係る懸架システムの構成を模式的に示す図である。

【図2】図２は、本発明の一実施の形態に係る懸架システムの要部の構成を模式的に示す図である。

【図3】図３は、車体がロールした場合の状態を説明するための図である。

【図4】図４は、ロール剛性調整後の状態を説明するための図である。

【図5】図５は、制御装置によるアクチュエータの制御の流れを説明するフローチャートである。

【図6】図６は、本発明の変形例に係る懸架システムの要部の構成を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解し得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。

【0015】

（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る懸架システムの構成を模式的に示す図である。図２は、本発明の一実施の形態に係る懸架システムの要部の構成を模式的に示す図である。懸架システム１は、例えば車両に設けられ、右側の車輪１０１、左側の車輪１０２、及び車体（ボディ）の間に介在して、車輪から伝わる振動が車体に伝達されることを抑制する、所謂横置き板ばね式のサスペンションである。

【0016】

懸架システム１は、右側の車輪１０１を支持する右アーム１１と、左側の車輪１０２を支持する左アーム１２と、車体を支持するメンバー１３と、車輪１０１、１０２からの振動に応じて弾性変形する板ばね１４と、板ばね１４に対して荷重を加えることによってロール剛性を調整する調整装置１５とを備える。懸架システム１は、メンバー１３を経て車体に取り付けられ、路面の凹凸に応じて車輪から伝達される振動を吸収する。車輪は、ナックルやディスクロータ等を経てアームに支持される。なお、図１において、左右方向は車体に取り付けられた際の車両の左右方向であり、懸架システム１の長手方向に相当し、紙面と直交する方向は車両の前後方向に相当し、上下方向は車両の上下方向に相当する。

【0017】

右アーム１１は、板ばね１４の一端を把持するとともに、車輪１０１側と反対側の端部においてメンバー１３と接続する。右アーム１１は、リンク等によって板ばね１４を把持する。

【0018】

左アーム１２は、板ばね１４の他端を把持するとともに、車輪１０２側と反対側の端部においてメンバー１３と接続する。左アーム１２は、リンク等によって板ばね１４を把持する。

【0019】

メンバー１３は、車体を支持し、車体と、車輪１０１、１０２、右アーム１１および左アーム１２との間に介在する。メンバー１３は、右アーム１１および左アーム１２に接続する本体部１３１と、前後方向にそれぞれ方向に延びてアームを支持する第１支持部１３２および第２支持部１３３を有する。
本体部１３１は、左右方向（車体の左右方向）に延び、両端部が下方向に屈曲してなる。第１支持部１３２は、右アーム１１を、前後方向に延びる回転軸のまわりに回転可能に支持する。第２支持部１３３は、左アーム１２を、前後方向に延びる回転軸のまわりに回転可能に支持する。

【0020】

板ばね１４は、帯状をなして左右方向に延びる。板ばね１４は、例えば、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics：ＦＲＰ）や、金属、樹脂を用いて形成される。板ばねは、一枚の板材からなるものであってもよいし、複数枚の板材を積層してなるものであってもよい。なお、板ばね１４の形状や弾性力等を設計するうえで、ＦＲＰは、金属や樹脂と比して、その設計の自由度が高い。
ここで、動作部材１５１は、メンバー１３と板ばね１４との間に設けられており、メンバー１３と板ばね１４とが形成する空間内に収容されている。

【0021】

調整装置１５は、動作部材１５１と、回転軸１５２と、アクチュエータ１５３とを有する。
動作部材１５１は、板ばね１４を把持し、回転軸１５２のまわりに回転可能である。動作部材１５１には、板ばね１４が貫通している。動作部材１５１は、板ばね１４の長手方向において互いに異なる二つの箇所を把持する。本実施の形態において、動作部材１５１は、板ばね１４の長手方向の中央部に対して互いに反対側に位置する二箇所を支持する。なお、把持位置および把持箇所の数は、適宜設定が可能である。

【0022】

動作部材１５１と板ばね１４との間には、弾性部材１５４が設けられている。弾性部材１５４は、例えば動作部材１５１の内壁に固着され、動作部材１５１と板ばね１４との干渉を抑制する。

【0023】

回転軸１５２は、前後方向に延び、アクチュエータ１５３の駆動によって回転する。回転軸１５２には、動作部材１５１が固定される。このため、回転軸１５２の回転によって、動作部材１５１が回転する。本実施の形態において、動作部材１５１は、回転軸１５２を回転中心として回転する。すなわち、動作部材１５１は、回転軸１５２の中心軸に相当する回転中心を有する。

【0024】

アクチュエータ１５３は、回転軸１５２が接続されるとともに、制御装置２０と電気的に接続する。アクチュエータ１５３は、制御装置２０の制御のもと、回転軸１５２を回転させる。アクチュエータ１５３は、例えばモータ、油圧シリンダ、ボールねじ、油圧ベローズ、空圧装置、ベーンポンプ等を用いて構成される。

【0025】

アクチュエータ１５３を駆動させて回転軸１５２を回転させると、回転軸１５２に連動して動作部材１５１が回転する。動作部材１５１が回転すると、把持箇所から板ばね１４が変形させられる。この板ばね１４の形状の変化によって、懸架システム１の荷重のバランスが変化する。

【0026】

図３は、車体がロールした場合の状態を説明するための図である。図４は、ロール剛性調整後の状態を説明するための図である。
車体１０３がロールして車体１０３が傾くとき、車体１０３には、モーメント荷重が加わる（図３：矢印Ｙ_A参照）。このとき、調整装置１５では、アクチュエータ１５３を駆動して動作部材１５１を、車体１０３の回転方向と同じ方向（矢印Ｙ_B）に回転させる。動作部材１５１の回転によって、板ばね１４の荷重のバランスが変化してロール剛性が調整され、車体１０３のロールが低減される（図４参照）。

【0027】

制御装置２０は、調整装置１５のアクチュエータ１５３の動作を制御する。また、制御装置２０は、車両に設けられる各種センサ（ここでは車速センサ２１、ストロークセンサ２２、ジャイロセンサ２３および操舵角センサ２４）からの検出信号を受信する。
制御装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサや、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等のプロセッサや、各腫制御プログラムを記憶する揮発性メモリまたは不揮発性メモリ、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を用いて構成される。

【0028】

車速センサ２１は、車両の速度を示す信号値を出力する。

【0029】

ストロークセンサ２２は、サスペンションのストローク量を示す信号値を出力する。

【0030】

ジャイロセンサ２３は、車体の傾きを示す検出値を算出するための検出信号を出力する。ジャイロセンサ２３は、例えば、互いに直交する３つの軸と、各軸の角速度との６軸の慣性センサを用いて構成される。

【0031】

操舵角センサ２４は、車両のステアリングホイールの操舵角を示す信号値を出力する。

【0032】

続いて、ロール剛性の制御時における制御装置２０による処理の流れについて、図５を参照して説明する。図５は、制御装置によるアクチュエータの制御の流れを説明するフローチャートである。

【0033】

まず、制御装置２０は、車両の走行速度を取得する（ステップＳ１０１）。この際、制御装置２０は、車速センサ２１から信号値を取得することによって走行速度を取得する。

【0034】

制御装置２０は、取得した走行速度が、予め設定されている閾値より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０２）。閾値は、ステアリングホイールの操作が車体のロールに影響を及ぼし得る走行速度に基づいて設定される。制御装置２０は、走行速度が閾値以下であると判断した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０４に移行する。制御装置２０は、走行速度が閾値より大きいと判断した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に移行する。

【0035】

ステップＳ１０３において、制御装置２０は、ストロークセンサ２２およびジャイロセンサ２３がそれぞれ出力した出力値に基づいて、アクチュエータ１５３の動作目標値を算出する。制御装置２０は、動作目標値を算出後、ステップＳ１０５に移行する。
ここで、動作目標値は、アクチュエータ１５３が回転させる回転軸１５２の回転方向および回転量を示す値である。この際、回転方向は、例えば、値の正負によって区別される。

【0036】

また、ステップＳ１０４において、制御装置２０は、ストロークセンサ２２、ジャイロセンサ２３および操舵角センサ２４がそれぞれ出力した出力値に基づいて、アクチュエータ１５３の動作目標値を算出する。制御装置２０は、動作目標値を算出後、ステップＳ１０５に移行する。

【0037】

ステップＳ１０５において、制御装置２０は、動作目標値にしたがってアクチュエータ１５３を駆動させ、回転軸１５２を回転させる。この回転軸１５２の回転によって、動作部材１５１が回転し、ロール剛性が調整される。

【0038】

以上説明した本発明の実施の形態では、アクチュエータ１５３の駆動によって回転する回転軸１５２が、板ばね１４を把持する動作部材１５１を回転させ、ロール剛性の調整を行う。この際、一つの動作部材１５１が、板ばね１４の複数箇所を把持し、回転によって板ばね１４の形状を変化させる。本実施の形態によれば、部品点数の増大を抑制しつつ、ロール剛性を調整することができる。

【0039】

また、本実施の形態によれば、動作部材１５１をメンバー１３内に収容しているため、動作部材１５１の配設による車両の大型化を抑制することができる。

【0040】

また、実施の形態において、動作部材１５１が、板ばね１４に対し、二箇所で把持する例について説明したが、板ばね１４に対する把持位置や、把持箇所数は適宜設定することが可能である。

【0041】

（変形例）
次に、本実施の形態の変形例について、図６を参照して説明する。図６は、本発明の変形例に係る懸架システムの要部の構成を模式的に示す図である。変形例は、上述した実施の形態に係る調整装置１５に代えて調整装置１５Ａを備える。その他の構成要素については実施の形態と同じであるため、説明を省略する。

【0042】

調整装置１５Ａは、動作部材１５１と、回転軸１５２と、アクチュエータ１５５とを有する。なお、動作部材１５１は、板ばね１４を把持し、回転軸１５２のまわりに回転可能である。動作部材１５１には、板ばね１４が貫通している。動作部材１５１は、板ばね１４の長手方向において互いに異なる二つの箇所を把持する。なお、把持位置および把持箇所の数は、適宜設定が可能である。また、動作部材１５１には、中空部において弾性部材１５４が設けられている。

【0043】

アクチュエータ１５５は、制御装置２０（図１参照）と電気的に接続する。また、アクチュエータ１５５は、動作部材１５１に当接する制御軸１５５ａと、駆動部とを有する。アクチュエータ１５５は、制御装置２０の制御のもと、制御軸１５５ａを進退させて動作部材１５１に当接させ、動作部材１５１を回転軸１５２のまわりに回転させる。アクチュエータ１５５の駆動部には、例えばモータ、油圧シリンダ、ボールねじ、油圧ベローズ、空圧装置等が用いられる。

【0044】

アクチュエータ１５５を駆動させて回転軸１５２を回転させると、回転軸１５２に連動して動作部材１５１が回転する。動作部材１５１が回転すると、把持箇所から板ばね１４が引っ張られて形状が変化する。この板ばね１４の形状の変化によって、懸架システムの荷重のバランスが変化する。

【0045】

以上説明した変形例では、アクチュエータ１５５の駆動によって板ばね１４を把持する動作部材１５１を回転させ、ロール剛性の調整を行うため、実施の形態と同様に、部品点数の増大を抑制しつつ、ロール剛性を調整することができる。

【0046】

ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。

【0047】

なお、実施の形態および変形例において、弾性部材１５４を有しない構成としてもよい。この際、板ばね１４の位置ずれ抑制や、板ばね１４と動作部材１５１との干渉による損傷抑制の観点から、弾性部材１５４を有する構成が好ましい。

【0048】

また、実施の形態および変形例では、調整装置１５、１５Ａがメンバー１３に接続している例について説明したが、調整装置１５、１５Ａが、メンバー１３以外の車体構造に接続するものであってもよい。

【0049】

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

【0050】

以上説明したように、本発明に係る懸架システムは、部品点数の増大を抑制しつつ、ロール剛性を調整するのに好適である。

【符号の説明】

【0051】

１ 懸架システム
１１ 右アーム
１２ 左アーム
１３ メンバー
１４ 板ばね
１５、１５Ａ 調整装置
２０ 制御装置
２１ 車速センサ
２２ ストロークセンサ
２３ ジャイロセンサ
２４ 操舵角センサ
１０１、１０２ 車輪
１０３ 車体
１３１ 本体部
１３２ 第１支持部
１３３ 第２支持部
１５１ 動作部材
１５２ 回転軸
１５３、１５５ アクチュエータ
１５４ 弾性部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】