(57)【要約】【課題】ショックアブソーバ別置きの車両用エアスプリング装置の実用性を向上させる。【解決手段】(a)車体側ケーシング６０と車輪側ケーシング６２との一方に取り付けられたロッド８０と、(b)それらの他方に取り付けられてそのロッド８０を摺動可能に保持するロッド保持筒８２とを有し、当該エアスプリング装置１０の伸縮動作の方向を規制する概して棒状の伸縮ガイド６６が、圧力室９０内に設けられたエアスプリング装置であって、車体側ケーシング６０が、本体部７０と突出部７２とを有し、伸縮ガイド６６の上端部を突出部７２の内部に配置し、かつ、当該エアスプリング装置１０を、車体側ケーシング６０の本体部７０においてサイドメンバ１１０に連結させる。伸縮ガイド６６を備えているにも拘わらず、それの一部を収容する突出部７２をサイドメンバ１１０への連結部より上方に突出させることで、搭載に必要な上下方向のスペースを比較的小さくできる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に連結される車体側ケーシングと、その車体側ケーシングと相対移動可能にサスペンションアームに連結される車輪側ケーシングと、それら車体側ケーシングと車輪側ケーシングとを気密に繋ぐダイヤフラムとを備え、車体と車輪との相対動作に応じて伸縮するとともに、車体側ケーシング，車輪側ケーシング，ダイヤフラムによって区画される圧力室内のエア圧によって車体と車輪とを弾性的に連結する車両用エアスプリング装置であって、
当該車両用エアスプリング装置が、
圧力室内に設けられ、(a)前記車体側ケーシングと車輪側ケーシングとの一方に取り付けられたロッドと、(b)車体側ケーシングと車輪側ケーシングとの他方に取り付けられてそのロッドを摺動可能に保持するロッド保持筒とを有し、当該車両用エアスプリング装置の伸縮動作に応じて伸縮しつつその伸縮動作の方向を規制する概して棒状の伸縮ガイドを備え、
前記車体側ケーシングが、本体部と、その本体部より細くその本体部から上方に突出する突出部とを有し、
前記伸縮ガイドの上端部が、前記突出部の内部に配置され、かつ、
当該車両用エアスプリング装置が前記車体側ケーシングの本体部において車体のサイドメンバに連結されるように構成された車両用エアスプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮エアの圧力によって車体と車輪とを弾性的に連結する車両用エアスプリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のサスペンション装置は、サスペンションスプリングとしてのエアスプリング装置と、車体と車輪との接近離間動作に対して減衰力を発生させるショックアブソーバとを含んで構成される。エアスプリング装置は、そのショックアブソーバと同軸的に配設されるものや、下記特許文献１に記載されているエアスプリング装置のように、ショックアブソーバとは別の位置に配設されるものがある。しかし、後者のようなショックアブソーバ別置きのエアスプリング装置を、車両に搭載するためには、当然、ある程度のスペースが必要となる。そして、上下方向のスペースを確保するために、従来から、車高が高くなったり、車室内の空間が狭くなったりするという問題がある。なお、そのショックアブソーバ別置きのエアスプリング装置は、一般的に、(A)車体の骨格をなす部材であるサイドメンバ等に連結される車体側ケーシングと、(B)車輪の動きを規制するためのサスペンションアーム等に連結される車輪側ケーシングと、(C)それら２つのケーシングを気密に繋ぐダイヤフラムとを備え、それらによって区画される圧力室内のエア圧によって、車体と車輪とを弾性的に連結するように構成される。
【０００３】
上述した問題に対処するために、特許文献１に記載されたエアスプリング装置は、車体側ケーシングの軸線の鉛直線からの傾斜を車輪側ケーシングの軸線の傾斜より大きくし、その大きく傾斜させた車体側ケーシングに、それの軸線より下方側にエアを給排するための導管を連結させることで、その導管を含めたエアスプリング装置の上下方向の寸法を低減するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７１３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、車輪が車体に対して接近離間動作する場合、それらは、上下方向だけでなく、車幅方向にも相対変位することになる。そのため、上述した特許文献１に記載のエアスプリング装置のように、車体側ケーシングと車輪側ケーシングとがダイヤフラムのみで連結されている場合、車体と車輪との接近離間動作に伴って、車輪側ケーシングと車体側ケーシングとは、それらの軸線の各々のなす角を変化させつつ相対変位することになる。また、車体側ケーシングと車輪側ケーシングとは、弾性材製のダイヤフラムのみで連結されているため、車体と車輪との動作によっては、それら２つのケーシングの各々がそれらの各々の軸線に交差する方向に変位して、種々の方向へ相対変位する場合がある。つまり、従来のエアスプリング装置においては、ダイヤフラムの一部に大きな力が作用したり、エアスプリング装置の伸縮動作により作用する力の方向とは異なる方向の力が作用する虞がある。それに対処するために、例えば、ダイヤフラムに剛性の高いものを用い、その２つのケーシングの相対変位をダイヤフラムによって吸収する等の対処方法がとられていた。つまり、２つのケーシングがダイヤフラムのみで連結されている装置においては、ダイヤフラムの耐久性が問題となっている。
【０００６】
上記ダイヤフラムの耐久性という問題に対処するために、ロッドとそのロッドを摺動可能に保持するロッド保持筒とを有してエアスプリング装置の伸縮動作の方向を規制する伸縮ガイドを圧力室内に配設した構造のエアスプリング装置も存在する。しかしながら、そのような構造のエアスプリング装置は、その伸縮ガイドの存在により、車体側ケーシングと車輪側ケーシングとがダイヤフラムのみで連結されている構造の装置に比較して、上下方向に長くなってしまうという問題がある。具体的に言えば、伸縮ガイドは、実際のストロークの長さだけでなく、ロッドがこじれないように摺動可能に保持するための長さも必要となり、その伸縮ガイドを圧力室内に設けたエアスプリング装置自体も長くなってしまうのである。
【０００７】
つまり、上記伸縮ガイドを備えるエアスプリング装置は、車体側ケーシングと車輪側ケーシングとがダイヤフラムのみで連結されている構造の装置にも増して、先に述べた上下方向のスペースの確保が問題となるのである。したがって、その伸縮ガイドを備えるエアスプリング装置において、その問題に対処することにより、ショックアブソーバ別置きの車両用エアスプリング装置の実用性の向上が期待できる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い車両用エアスプリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用エアスプリング装置は、(A)車体に連結される車体側ケーシングと、(B)その車体側ケーシングと相対移動可能にサスペンションアームに連結される車輪側ケーシングと、(C)それら車体側ケーシングと車輪側ケーシングとを気密に繋ぐダイヤフラムとを備え、車体と車輪との相対動作に応じて伸縮するとともに、車体側ケーシング，車輪側ケーシング，ダイヤフラムによって区画される圧力室内のエア圧によって車体と車輪とを弾性的に連結する車両用エアスプリング装置であって、(a)車体側ケーシングと車輪側ケーシングとの一方に取り付けられたロッドと、(b)車体側ケーシングと車輪側ケーシングとの他方に取り付けられてそのロッドを摺動可能に保持するロッド保持筒とを有し、当該車両用エアスプリング装置の伸縮動作に応じて伸縮しつつその伸縮動作の方向を規制する概して棒状の伸縮ガイドが圧力室内に設けられ、車体側ケーシングが、本体部とその本体部より細くその本体部から上方に突出する突出部とを有し、伸縮ガイドの上端部が突出部の内部に配置され、かつ、当該車両用エアスプリング装置が、車体側ケーシングの本体部において車体のサイドメンバに連結されるように構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエアスプリング装置は、車体に対して自身の上端部では連結せず、伸縮ガイドの上端部を収容する部分を、車体に連結した箇所より上方に突出させ、上端部より下方において連結される。換言すれば、本発明のエアスプリング装置は、サスペンションスプリングとしての主体的な機能部の他に、伸縮動作の方向を規制するための補助的な機能部である伸縮ガイドを備えさせた装置を前提とし、主体的な機能部の長さは従来のままの長さとし、その主体的な機能部より長くなってしまう補助的な機能部の一部を、車体への連結箇所より上方の空いているスペースに突出させた状態で、配設されるのである。例えば、本発明のエアスプリング装置は、補助的な機能部の一部である車体側ケーシングの突出部がサイドメンバと車幅方向に並ぶように、配設することが可能とされているのである。
【００１０】
そのため、本発明のエアスプリング装置は、伸縮ガイドを備えているにも拘わらず、車体側ケーシングの連結箇所と車輪側ケーシングの連結箇所との上下方向の間隔を大きくする必要がないため、車高が高くなってしまうことや室内空間が狭くなってしまうことを防止、あるいは、抑えることが可能である。つまり、本発明のエアスプリング装置は、伸縮ガイドによって伸縮ストロークを確保するとともに、伸縮動作の方向を規制することでダイヤフラムの耐久性を向上させ、さらに、搭載に必要な上下方向のスペースを比較的小さくできるという利点を有する。したがって、本発明の車両用エアスプリング装置は、実用性の高いものとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例である車両用エアスプリング装置を含んで構成されるサスペンション装置を車両後方から眺めた正面図である。
【図２】図１に示すサスペンション装置をフロアを取り除いた状態で上方から眺めた平面図である。
【図３】本発明の実施例である車両用エアスプリング装置の正面断面図（図２におけるＡ−Ａ断面）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、本発明の一実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【実施例】
【００１３】
図１および図２に、本発明の実施例である車両用エアスプリング装置１０を含んで構成されるサスペンションシステムを示す。本サスペンションシステムは、前後左右４つの車輪１２と車体１４との間に、それら４つの車輪１２の各々に対応して４つのサスペンション装置が設けられている。つまり、それらサスペンション装置の各々は、独立懸架式のものである。それら４つのサスペンション装置は略同様の構成であるため、説明の簡略化に配慮して、図１，図２を参照しつつ、右後輪のサスペンション装置を代表して説明する。図１は、その右後輪に対応するサスペンション装置を車両後方から眺めた正面図であり、図２は、それを車両上方から眺めた平面図である。
【００１４】
サスペンション装置は、マルチリンク式サスペンション装置であり、図２に示すように、サスペンションアームである第１アッパアーム２０，第２アッパアーム２２，第１ロアアーム２４，第２ロアアーム２６，トーコントロールアーム２８を備えている。５本のアーム２０，２２，２４，２６，２８のそれぞれの一端部は、車体に固定されて車幅方向に延びるサスペンションメンバ４０に回動可能に連結され、他端部は、車輪１２を回転可能に保持するアクスルキャリア４２に回動可能に連結されている。それら５本のアーム２０，２２，２４，２６，２８により、アクスルキャリア４２は、車体に対して略一定の軌跡を描くような上下動が可能とされている。
【００１５】
また、サスペンション装置は、車輪１２と車体１４とを弾性的に連結するサスペンションスプリングとしてのエアスプリング装置１０と、車輪１２と車体との接近離間動作に対して減衰力を発生させる液圧式のショックアブソーバ５０とを備えている。そのショックアブソーバ５０は、下端部が第２ロアアーム２６に連結され、上端部が図示を省略するタイヤハウスの上部に存在する車体のメンバに連結されている。また、エアスプリング装置１０は、ショックアブソーバ５０と別の位置に設けられている。詳しく言えば、ショックアブソーバ５０より車幅方向における中央側であって、室内のフロア５２の下側に配設されている。
【００１６】
上記エアスプリング装置１０について、図３に示すエアスプリング装置１０の断面図をも参照しつつ、詳しく説明する。エアスプリング装置１０は、車体１４に連結されるチャンバシェル６０と、車輪１２に連結されるエアピストン筒６２と、それらを接続するダイヤフラム６４と、チャンバシェル６０とエアピストン筒６２との相対動作の方向を規制するガイド機構６６とを含んで構成されている。
【００１７】
チャンバシェル６０は、本体部７０と、その本体部７０から上方に突出する突出部７２とを有しており、段付状に形成されている。また、ガイド機構６６は、ロッド８０と、そのロッド８０を保持するロッド保持筒８２とを有しており、ロッド保持筒８２は上端部に固定されたすべり軸受８４によってロッド８０を摺動可能に保持している。つまり、ガイド機構６６は、概して棒状のものであり、伸縮可能な構造とされている。そのロッド８０は、上記チャンバシェル６０の突出部７２の内側に固定されている。一方、ロッド保持筒８２には、それの外周の下端部に、上記エアピストン筒６２が固定されている。そして、ダイヤフラム６４は、一端部がチャンバシェル６０の下端部に固定され、他端部がエアピストン筒６２の上端部に固定されている。つまり、チャンバシェル６０，エアピストン筒６２，ガイド機構６６のロッド保持筒８２，ダイヤフラム６４によって、圧力室９０が区画形成されており、その圧力室９０に、圧縮エアが封入されている。
【００１８】
このような構造から、チャンバシェル６０が車体側ケーシングとして機能するとともに、エアピストン筒６２とガイド機構６６のロッド保持筒８２とによって車輪側ケーシングが形成されているのである。また、エアスプリング装置１０においては、ガイド機構６６によって、チャンバシェル６０とエアピストン筒６２との相対動作の方向が、ガイド機構６６の軸線方向に規制されるのであり、換言すれば、エアスプリング装置１０は、伸縮ガイドとして機能するガイド機構６６によって伸縮動作の方向が規制される構造となっているのである。ちなみに、ダイヤフラム６４は、その外周がカバーチューブ９２に覆われており、そのダイヤフラム６４の軸線方向に交差する方向へ膨らむような変形が妨げられようになっている。
【００１９】
そして、エアスプリング装置１０は、車輪側ケーシングを構成するガイド機構６６のロッド保持筒８２において、車輪１２に連結されるとともに、車体側ケーシングであるチャンバシェル６０において、車体１４の一部に連結される。つまり、エアスプリング装置１０は、圧縮エアの圧力によって、車輪１２と車体１４とを弾性的に連結するものとなっている。
【００２０】
次に、エアスプリング装置１０の車両への取付について詳しく説明する。まず、エアスプリング装置１０の下端部は、ロッド保持筒８２の下端部に固定されたブシュ１００を介して、第２ロアアーム２６に回動可能に取り付けられている。一方、エアスプリング装置１０の上端部は、チャンバシェル６０がそれの本体部７０において自身を車体１４の一部に連結させるための連結部としての取付ブラケット１０２を有しており、その取付ブラケット１０２において車体１４の一部に取り付けられている。その取付ブラケット１０２は、概して三角形状のもので、開口１０４を有しており、チャンバシェル６０は、その開口１０４から突出部７２が突出する状態で、本体部７０の上面において、車体１４の一部に固定されている。詳しく言えば、取付ブラケット１０２は、三角形状とされた自身の各頂点である３点において、車体１４の一部に固定されるのであり、それら３点の頂点のうちの２点が、閉断面形状で車体１４の骨格をなす部材であって、車両前後方向に延びて室内のフロア５２の車幅方向端部が固定されたサイドメンバ１１０に固定され、残りの１点が、車幅方向に延びるクロスメンバ１１２に固定される。したがって、エアスプリング装置１０は、このように車両に取り付けられることで、垂直な状態から傾斜し、チャンバシェル６０の突出部７２がサイドメンバ１１０と車幅方向において並設する状態で、配設されているのである。
【００２１】
ちなみに、本実施例のサスペンション装置は、エアスプリング装置１０に対してエア（空気）を流入・流出させるための装置、詳しく言えば、エアスプリング装置１０の圧力室９０に接続されて、その圧力室９０にエアを供給し、圧力室９０からエアを排出するエア給排装置（図示省略）を備えている。本サスペンション装置は、そのエア給排装置によって、エアスプリング装置１０の圧力室９０内のエア量を調整することが可能とされており、エア量の調整によって、エアスプリング装置１０のばね長を変更し、第２ロアアーム２６とメンバ１１０，１１２との間の距離を変化させることが可能とされている。
【００２２】
なお、従来のエアスプリング装置としては、前述したガイド機構６６を備えていないもの、つまり、車体側ケーシングと車輪側ケーシングとがダイヤフラムのみによって連結された構造のものとされるのが多い。通常、車体１４に対する車輪１２の動作は、上下方向だけでなく、車幅方向にも、ある程度の変位が生じる。つまり、そのような構造の従来のエアスプリング装置においては、車体１４と車輪１２との接近離間動作に伴って、車輪側ケーシングと車体側ケーシングとは、軸線方向だけでなくその軸線に交差する方向にも相対変位することになるのである。また、車体側ケーシングと車輪側ケーシングとが、ダイヤフラムのみで連結されている場合、車体１４と車輪１２との動作によっては、種々の方向へ相対変位してダイヤフラムがこじられる虞があり、ダイヤフラムの耐久性が問題となっていた。
【００２３】
それに対して、本エアスプリング装置１０は、車体１４と車輪１２との接近離間動作に伴って伸縮する際、換言すれば、チャンバシェル６０とエアピストン筒６２とが相対動作する際、ガイド機構６６によって伸縮動作の方向が規制されるため、ダイヤフラム６４がこじられることはない。ちなみに、上述したように、車体１４に対する車輪１２の車幅方向の変位に対しては、エアスプリング装置１０が、第２ロアアーム２６に対して回動するようになっている。また、ダイヤフラム６４は、前述したカバーチューブ９２によって、軸線方向に交差する方向へ変形することもない。したがって、本エアスプリング装置１０においては、ダイヤフラム６４は、上述した従来のエアスプリング装置に用いられるダイヤフラムに比較して、耐久性が比較的低いもの、具体的には厚みの薄いもの等を用いることが可能であり、ダイヤフラムの耐久性が問題となることがないのである。
【００２４】
また、本エアスプリング装置１０は、ガイド機構６６を備えているため、上下方向の寸法が比較的長いものとなっている。しかし、本エアスプリング装置１０は、その長さの原因となるガイド機構６６の上端部を、エアスプリング装置１０の車体１４への取付箇所であるサイドメンバ１１０およびクロスメンバ１１２の下面より上方に突出させることで、先に述べた車体側ケーシングと車輪側ケーシングとがダイヤフラムのみによって連結された構造のエアスプリング装置における、第２ロアアーム２６とメンバ１１０，１１２との間隔と同じ間隔で、配設されているのである。そのため、本エアスプリング装置１０は、エアスプリング装置の上端部において車体１４へ取り付けた場合に生じる問題である、車高が高くなってししまうことや、室内の空間が狭くなってしまうことを、回避することが可能とされているのである。
【変形例】
【００２５】
なお、本実施例のエアスプリング装置１０は、車体側ケーシングであるチャンバシェル６０の突出部７２が、サイドメンバ１１０と車幅方向に並び、かつ、フロア５２の下に位置する状態で、配設されていたが、タイヤハウス側にスペースがあれば、突出部７２をタイヤハウス側に突出させた状態で配設されてもよい。また、サイドメンバ１１０に開口を設け、突出部７２をその開口から突出させてサイドメンバ１１０の内部に収容した状態で、配設されてもよい。
【００２６】
また、本実施例のエアスプリング装置１０において、伸縮ガイドとしてのガイド機構６６は、ロッド８０が、それの上端部において、チャンバシェル６０の突出部７２内部に固定され、ロッド保持筒８２が、ロアアーム２６に連結されて車輪側ケーシングを構成するものとされていた。それに対し、ロッド８０を車輪側ケーシングに連結し、ロッド保持筒８２を車体側ケーシングに連結してもよい。具体的には、ロッド８０をそれの下端部においてロアアーム２６に固定されたエアピストン筒６２に固定し、ロッド保持筒８２をそれの上端部がチャンバシェル６０から上方に突出する状態で固定し、ロッド保持筒８２の上方部が車体側ケーシングの突出部として機能するように構成することも可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１０：車両用エアスプリング装置    １２：車輪    １４：車体    ２０：第１アッパアーム    ２２：第２アッパアーム    ２４：第１ロアアーム    ２６：第２ロアアーム    ２８：トーコントロールアーム    ５０：ショックアブソーバ    ５２：フロア    ６０：チャンバシェル（車体側ケーシング）    ６２：エアピストン筒    （車輪側ケーシング）    ６４：ダイヤフラム    ６６：ガイド機構（伸縮ガイド）    ７０：本体部    ７２：突出部    ８０：ロッド    ８２：ロッド保持筒（車輪側ケーシング）    ９０：圧力室    １０２：取付ブラケット    １１０：サイドメンバ    １１２：クロスメンバ
【図１】
2010184545.tif 000003
【図２】
2010184545.tif 000004
【図３】
2010184545.tif 000005