(57)【要約】硬さが可変制御可能なブッシング、ブッシングを使用した減衰の方法。
2005520995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンすなわちラムが内部に配置された室と、前記第１の室に連結された離れた室すなわち容器と、前記室を前記離れた室すなわち容器と連結する手段と、前記各室のうちの少なくとも一方の中の流動体と、一方の室から他方の室に前記流動体を送る手段と、前記第１の室内および前記離れた室すなわち容器内の圧力を制御する手段と、前記流動体を送ることを止めるまたは制限するための封止手段と、前記封止手段と通信するようにされた検知手段と、を備える、応答率可変のブッシング。
【請求項２】
少なくとも１本の車軸およびフレームを有する車両において、前記検知手段が前記車両の傾きを検知する手段で、前記車軸と前記フレームとの間に配置された、請求項１に記載のブッシング。
【請求項３】
前記検知手段が、加速度計、コンピューター、圧力センサー、および直線運動センサーからなる群から選ばれる、請求項１に記載のブッシング。
【請求項４】
前記流動体を送る手段がポンプである、請求項１に記載のブッシング。
【請求項５】
前記流動体を送る手段が弾性の室である、請求項１に記載のブッシング。
【請求項６】
前記室をその初期位置へと駆動するようにされたコイルばねをさらに備える、請求項１に記載のブッシング。
【請求項７】
動き制限または防止するブッシング機構であって、
（ａ）防止または減少されるべき前記動き検知する手段と、
（ｂ）前記動きを通知する手段と、
（ｃ）第１の室から第２の室への流動体の流れを制限または防止する手段と、
（ｄ）第２の室から第１の室へと流動体を戻す手段と、
を備えるブッシング機構。
【請求項８】
動きを制限または防止する方法であって、
（ａ）少なくとも２つの構造要素間に可圧縮室を配置することと、
（ｂ）前記室を圧縮して第２の室すなわち容器内に流動体を入れることと、
（ｃ）前記第２の室が、流動体を受け入れ、それ自体の、流動体を前記第１の室に戻す力を増加させることと、
を含む方法。
【請求項９】
少なくとも１つのブッシングを備えるサスペンション装置中での、前記少なくとも１つのブッシングの硬さを制御することにより前記車両の車軸に対する前記車両の車体の動きを制御する方法であり、前記制御が前記ブッシング内で作動する流動体の圧力を能動的に管理することにより成される、方法。
【請求項１０】
動きを制限または防止する方法であって、
（ａ）許容される最小または最大の動きの点を設定することと、
（ｂ）前記車両が前記最小または最大の動きの点に到達したときを検知することと、
（ｃ）ブッシング内の少なくとも１つの室との間の流動体の流れを防止または減少させることにより、前記動きにより発生する力に反対の力を作用させることと、を含む方法。
【請求項１１】
圧縮領域内に配置されたピストンすなわちラムを有する室と、該第１の室に連結され、前記第１の室すなわち容器から流動体を受け入れることができる離れた室すなわち容器と、前記第２の室が前記流動体を受け入れた後に圧力下で前記流動体を戻す手段と、電気的入力に応じて前記第１の室と前記第２の室との間の連通を封止するための手段と、前記封止手段に信号で伝えるための１つ以上のセンサーと、前記第１の室すなわち容器から前記第２の室への流動体の流れを命令に従ってふさぐまたは減少させることと、からなる応答率可変のブッシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００２年３月１８日付けで出願された米国仮出願第６０／３６５３８８号の利益を主張するものである。
【０００２】
この発明は、移動している車両の、特には、該移動している車両の旋回動作中の、傾きすなわちロールを制御するための方法および装置に関する。この方法および装置はまた、広く様々な他の応用においても使用できる。
【背景技術】
【０００３】
通常、車両は、運転者および乗客の乗り心地を和らげ、車両がコーナーを安全に通り抜けるのを助けるためのサスペンション装置を有している。このサスペンション装置の構成要素には以下のものが含まれうる。すなわち、変形して衝撃を吸収し、また以前のサイズに戻るタイヤ、衝撃を和らげるばね、車軸またはフレームまたは車軸組立体の一部としてのストラットの間に配置され、衝撃の影響を減衰させる緩衝装置、および上記構成要素の各接合部の間に置かれた、普通はゴムからなるブッシングである。
【０００４】
車両に突きつけられうる１つの課題は、路上の全ての突起すなわちゆがみは、吸収し、運転者および乗客への影響を避けることが望ましいということである。これらの突起すなわちゆがみは、普通、タイヤによって吸収される。圧力をかけられたゴムのタイヤは、小さなゆがみに遭遇すると、変形し、また回復することができる。しかし、同じ車両が旋回動作に入ると、タイヤは、上の車両の車体から圧力が加わるので、へこむ、すなわち変形する。タイヤがリムから高ければ高いほど、旋回動作中の変形は大きくなり、その結果、サスペンションの静止状態の硬さに関わらず、車両はより外側にロールする。
【０００５】
硬いサスペンションが、旋回動作中の車両のロールを制御する試みにおける第一の従来からの選択肢であった。しかし、上で説明したように、例えば、タイヤが５０マイル／時の旋回動作において３インチ変形すると、車両は、たとえ緩衝装置またはストラットが全くへこまなくとも、同じ３インチだけ外側にロールする。このロールを打ち消すために、特に設計されたタイヤ、いわゆる「ロープロファイル」タイヤを使用することができる。このタイヤは、リムからの高さが非常に小さい。したがって、旋回動作におけるタイヤの変形が非常に小さく、車両はずっと良い状態でコーナーを曲がる。しかし、車両が小さなゆがみに遭遇したときには、このタイヤは、普通のタイヤと同じくらいには変形せず、乗客および運転者は、最小の突起によっても、著しく揺らされうる。
【０００６】
たとえ硬いサスペンションおよびロープロファイル・タイヤを用いたとしても、やはり車両は、使用されているブッシングのために旋回動作中に外側へとロールしうる。従来からあるブッシングは、通常、ゴムからなり、サスペンションの各ユニットについて２つから３つのブッシングがあり得るもので、それぞれが１／２インチ以上の厚さである。ブッシングの存在は、サスペンションの硬さおよびタイヤのタイプのみならず、ブッシングの硬さ（デュロメーターの表示）にもよって、およそ１〜１．５インチの更なるロールを考慮に入れることができる。
【０００７】
参照により本明細書に援用する米国特許第５，９７６，６１６号、第５，９７１，１１５号、第５，５２９，１５３号、および第５，４３７，３５４号において、様々な傾き制御装置が記載されており、これらは、直線運転における車両の乗り心地に更なる柔らかさを与えるが、車両が旋回動作に入った時にはサスペンション装置の緩衝装置／ストラット／ばねの部分の硬さを増加させることができる。しかし、どの装置を用いても、たとえ緩衝装置が非常に硬くとも、やはり車両は、タイヤの変形およびブッシングの圧縮によって、旋回動作中にロールしうる。試験において、多目的スポーツ車のこれら２つの構成要素によるロールは、旋回動作において外側へおよそ２〜３インチに等しかった。
【０００８】
そのようなロールを補償するために、ある従来技術では、硬いゴムの内側にエアスペースを有するブッシングを製造する技術を用いることが述べられていた。このやり方では、ブッシングには圧縮される内部の気泡のような柔らかい構成要素と、圧縮に抗する外側のゴムのような硬い構成要素とが存在する。しかし、車両が旋回動作に入ると、ブッシングにより、空気の圧縮から非常に急速にロールが生じ、そしてそれから更にゴムの圧縮からロールが生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
可変圧縮性を有するブッシングや、必要に応じて圧縮を制御しまた変化させて、旋回する時の車両のロールに関係する影響を除去する手段に対するニーズがある。
【００１０】
この発明の主要な目的は、旋回動作における車両のロールに関係する課題の解決手段を提供することにあり、特に、小さいゆがみの影響を吸収することにある。
【００１１】
さらなる目的は、ロープロファイル・タイヤおよび硬いサスペンションが従来から用いられているスポーツ・カーの乗員に対するこれらの課題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、可変かつ制御可能な緩衝手段を提供する本発明のブッシングによって達成される。直線運転においては、ブッシングは大きなゆがみ、普通は２インチのゆがみを吸収することができ（車両の特性に応じて非常に大きくまたは非常に小さくなりうる）、それにより車両はその突起を吸収することができる。しかし、本発明のブッシングはまた、車両に、ブッシングによるロールなく旋回動作を完了させ、また他のサスペンション構成要素からのどのようなロールをも、能動的に補償するまたは防止するものである。
【発明の効果】
【００１３】
サスペンション装置の選択により、本発明のブッシングは、車両に組み込むことができ、またロールを減少あるいはなくし、旋回動作における車両の最高の制御を可能にすることができる。本発明のブッシングを有する車両は、旋回動作におけるブッシングの圧縮を減少またはなくし、著しくロールを軽減すると同時に、従来技術に勝る重要な改良点である、乗客の快適性のために小さいゆがみの突起を吸収する能力を有するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の可変応答制御ブッシングは、その好ましい実施形態を図１〜図３に示しており、以下のように動作する。緩衝装置は、車両が直線運転にあるとき、ピストンのように作用し、隆起に遭遇したときにブッシングを圧縮する。車体のフレームへの取付部との間の利用可能な余裕量によるが、緩衝装置組立体は、流動体がブッシングから第２の室内へと流れ出るために非常に小さな抵抗しか示さないブッシングを、上昇させる、すなわち圧縮することができる。流動体が第２の室内へと流れ込むにつれて、第２の室内で圧力は上昇し、その可能な行程の端に達したときに緩衝装置の移動を減速、停止させ、この力はそれから、ピストンをその静止位置に押し下げ、この圧力はその最小の静止する大きさにまで急速に低下する。
【００１５】
車両が旋回動作に入ったときには、ブッシングを硬くするようにセンサーが指示することができる。これらのセンサーは、ハンドルの回転、車両の傾きを検知するもの、または旋回を検知する他の手段とすることができる。この検知手段は、車両が旋回動作に入ったときにブッシングに信号で伝える。検知手段には、コンピューター入力もしくは加速度計、または機械的センサー、水銀スイッチ、あるいはブッシングの各室内の圧力を測定し、各ブッシングの間の圧力もしくは各室の間の圧力を比較することが含まれうる。検知手段からの信号は、可変応答ブッシングに電気的に送信することができ、その後、該ブッシングは、ほとんどまたは全く流動体が出て行かないように、第２の室への入り口を封止または制限する。このようにして、ブッシングの圧縮は、全く起こらないかまたは最小限に起こり、緩衝装置ユニットは、移動しないかまたは最小限に移動し、フレームに向けての車軸の移動を減少させるかまたはなくするものである。
【００１６】
可変応答ブッシングは、車両でブッシングの圧縮が起こるどのような場所においても使用しうるということが理解されるべきである。例えば、本発明のブッシングは、車両の、ストラット、アンチロール装置、またはスウェイバーに隣接して配置しうるものである。本発明のブッシングはまた、そのような特徴が要求されるのであれば、検知手段から与えられる以外の入力を受け取るようにすることもできる。そのような変形には、プログラミングおよび／またはブッシングに送られる信号の改変、およびその信号を送る装置の変更が伴われる。
【００１７】
図１に示すように、車両のフレームに取り付けることができるハウジング（ブッシング室）と、緩衝装置またはストラットの頂部に載りうるピストン組立体と、室を満たすことができる流動体と、流動体がそこへと出ていくことができる第２の室と、検知手段からの入力を受け取り、ブッシング室から流動体が流出するのを制限または防止するための、電磁弁等の封止手段と、を備えうる。この実施形態における第２の室は、その中の空気と作動液との間の分離手段を有する、従来からあるタイヤ、すなわち空気が充填されているゴム壁と同じ構成を有することができる。フロートのような分離手段の代わりに、本装置は、空気が適切な位置にまで昇り、第１の室内へと入らないようにしうる。空気の代わりに、第２の室は、適当な液体で満たすことができ、同様に働くであろう。
【００１８】
小さい突起すなわちゆがみに遭遇すると同時に、緩衝装置は上昇するであろう（この動きは、ロープロファイル・タイヤが用いられていれば、ハイプロファイル・タイヤが用いられた場合に比べて、より素早く起こるであろう）。緩衝装置のこの動きがピストンを上方へ移動させ、流動体は第１の室から出て第２の室へと流入し、第２の室では空気がこの力を受け、それによりブッシングの「ミニタイヤ」部品を変形させる。このゴムが膨張し、ゆがみを吸収した後、収縮し、力をそれらがもたらされたのと同じように伝え戻し、最終的にピストンを開始位置に押し戻す。
【００１９】
車両が旋回動作に入るのが検知されると、（封止手段のこの実施形態においては）入力が電磁弁に閉じるように命令し、第１の室から流動体が流出するのを防止する。これが、緩衝装置組立体の車軸またはフレームに向けてのどのような動きをも防止し、すなわち、ブッシングによる車軸とフレームとの間の距離の短縮はない。どのような更なる移動も、緩衝装置／ストラット組立体の特性によるものである。
【００２０】
第２実施形態には、ハウジング内のピストンの頂部に載りうるコイルばねが含まれる。その機能は、ブッシングが開始すなわち中立位置へと戻るのを促進することにある。第２の室は、したがって、流動体の移動のための液だめとなる。
【００２１】
第３実施形態においては、第２の室は、窒素のような加圧ガスを、該ガスから流動体を分離するフロートの上部に含んでいる。窒素の圧力は、圧縮によりゆがみを吸収させるよう可変的に調節しうるものであり、そしてブッシングは、窒素の膨張により中立位置へと戻されるであろう。窒素または他のガスの圧力は、異なる運転条件を補償するように能動的に変化させうる。
【００２２】
様々な更なる実施形態を、封止手段のために用いることができる。これらには、車両のパワーステアリング機構に見られるような、ポンプにより調節された加圧流動体が含まれうる。加圧パワーステアリング・流動体は第２の室に取り付けることができる。この入り組んだ実施形態においては、ブッシングおよびパワーステアリングのポンプによって得られる圧力にもよるが、パワーステアリングの液だめに逆流すること、またそれを越えて逆流することを防止するための封止手段が、おそらくさらに必要とされるであろう。第１の室および第２の室内の圧力センサーを用い、更なる入力をも加えうるコンピューターへと中継することができる。ポンプからの流入もまた利用しうる。この情報はその後、パワーステアリング・ポンプから加えられる圧力の大きさを調節する圧力逃がし弁に、中継して戻されうる。このタイプの装置はそれから、流動体を第１の室に戻す（ブッシングをその最大寸法に戻す）ことにより、車体とフレームとの間の距離を伸ばす圧力を必要な時に封止手段に与え、突起に遭遇したときにこの距離を押し縮めさせる圧力を減少させることもできる。このタイプの装置は、硬さの広い変動範囲と、ブッシングの応答率とを考慮に入れている。
【００２３】
必要に応じて、従来の緩衝装置において使用されているような弁もまた、封止手段として、またはその一部として組み込みうる。
【００２４】
検知手段は、車両が旋回動作に入ったこと、車軸の方への車体の移動およびその逆、横方向の加速度を測定する様々なタイプの加速度計、米国特許第５，９７６，６１６号、第５，９７１，１１５号、第５，５２９，１５３号、および第５，４３７，３５４号に記載されているような他の傾き検知手段を含みうるものである。更なる検知機構には、ある所定の位置を通過するハンドルの回転そのものも含まれうる。
【００２５】
図４においては、本発明のブッシングの一実施形態を、本発明の過程の概略図を用いて示している。図４においては、２つの筋書きを示している。第１の筋書きでは、本発明のブッシングを備えたサスペンションを有する車両が旋回動作に入る。車両が旋回動作で傾いていることを傾きセンサーが検知すると、それはＣＰＵと通信し、該ＣＰＵは弁３を閉じることを指示し、第１の室から第２の室へと流動体が流れ込むのを防ぎ、それによりロールを軽減する。第２の筋書きでは、車両が突起に遭遇し、流動体が室１から室２へと移動するときに、圧力センサーがこれを示し、ＣＰＵと通信し、該ＣＰＵはポンプおよびセンサーＣからの入力を用いて圧力を調節する。それからＣＰＵは弁４および５を開き、圧力を下げ、そして弁４および５を閉じて圧力を上昇させる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】緩衝装置を有するサスペンションに組み込まれた本発明のブッシングの一実施形態の断面図であり、緩衝装置、ならびに中立位置にあるブッシングおよび圧縮位置にあるブッシングを示している。
【図２】本発明のブッシングの代替実施形態の断面図である。
【図３】図２のブッシングの断面図であり、車両のサスペンション装置の部分を示している。
【図４】本発明の過程の概略図である。
【図１】
2005520995.tif 000003
【図２】
2005520995.tif 000004
【図３】
2005520995.tif 000005
【図４】
2005520995.tif 000006
【国際調査報告】
2005520995.tif 000007