(57)【要約】      （修正有）【課題】ハーシュショックの低減に有利な車両のサスペンション用のコイルバネユニットを提供する。【解決手段】車両のサスペンション用のコイルバネユニットＳであって、螺旋状のバネ線からなるコイルバネ本体５と、コイルバネ本体５の延在方向で隣り合うバネ線を跨ぐようにそれぞれ設けられると共に、コイルバネ本体５の周方向で互いに離間して配置され、弾性材料からなる一対のチャンバー部材８，９と、一対のチャンバー部材８，９の内部チャンバーを連通させる管部材１０，１１と、を備え、一対のチャンバー部材８，９の内部チャンバー及び管部材１０，１１の内部流路には粘性流体が封入されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のサスペンション用のコイルバネユニットであって、
螺旋状のバネ線からなるコイルバネ本体と、
前記コイルバネ本体の延在方向で隣り合う前記バネ線を跨ぐようにそれぞれ設けられると共に、前記コイルバネ本体の周方向で互いに離間して配置され、弾性材料からなる一対のチャンバー部材と、
前記一対のチャンバー部材の内部を連通させる管部材と、
を備え、
前記一対のチャンバー部材の内部及び前記管部材の内部には粘性流体が封入されている、コイルバネユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサスペンション用のコイルバネユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のサスペンション用のコイルバネに関する技術文献として、下記の特許文献１が知られている。特許文献１には、コイルバネの共振振動を抑制するための防振構造であって、コイルバネの中間部付近と車体側の固定部との間に緩衝器を配置する構造が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６―０５３８３３号公報
【特許文献２】実開平４―０２８２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両が路面の凹凸（例えば高架道路を構成する路面の継ぎ目等）を乗り越す場合等には、タイヤを介して瞬間的な衝撃が車体へ伝わるハーシュショックが生じる。このようなハーシュショックは、コイルバネの曲げ共振（サージング）により増加する場合がある。ハーシュショックの低減について、前述した特許文献１に記載の防振構造では十分に解決されておらず、未だ改善の余地がある。
【０００５】
このため、本技術分野では、ハーシュショックの低減に有利な車両のサスペンション用のコイルバネユニットを提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一側面は、車両のサスペンション用のコイルバネユニットであって、螺旋状のバネ線からなるコイルバネ本体と、コイルバネ本体の延在方向で隣り合うバネ線を跨ぐようにそれぞれ設けられると共に、コイルバネ本体の周方向で互いに離間して配置され、弾性材料からなる一対のチャンバー部材と、一対のチャンバー部材の内部を連通させる管部材と、を備え、一対のチャンバー部材の内部及び管部材の内部には粘性流体が封入されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一側面に係るコイルバネユニットによれば、車両のハーシュショック低減に有利である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係るコイルバネユニットの配置を説明するための図である。
【図２】第１の実施形態に係るコイルバネユニットを示す斜視図である。
【図３】図２の中心軸線Ｃに沿ったチャンバー部材の端面図である。
【図４】チャンバー部材及び管部材の横断面図である。
【図５】（ａ）コイルバネ本体が車両前方に曲がる場合を示す図である。（ｂ）図５（ａ）の場合における粘性流体の移動を説明するための図である。
【図６】（ａ）コイルバネ本体が車両後方に曲がる場合を示す図である。（ｂ）図６（ａ）の場合における粘性流体の移動を説明するための図である。
【図７】第２の実施形態に係るコイルバネユニットを示す斜視図である。
【図８】図７の中心軸線Ｃに沿ったチャンバー部材の端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、車両前後方向をＸ軸方向、車幅方向をＹ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向としてＸＹＺ直交座標系を示す。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１に示されるように、第１の実施形態に係るコイルバネユニットＳは、乗用車等の車両１に備えられ、車両１のサスペンションを構成する部材である。図１では、車両１の左前方のタイヤ２におけるサスペンションの構造を示している。このサスペンションは、ロアアーム３、ショックアブソーバ４、及びコイルバネユニットＳを含んで構成されている。
【００１１】
コイルバネユニットＳは、弾性変形によって走行路面の凹凸により生じる振動が車体に伝達されることを抑制するための機構である。コイルバネユニットＳについて、詳しくは後述する。
【００１２】
ロアアーム３は、車体に対してタイヤ２を位置決めする部材である。ロアアーム３は、例えば、車体を構成するサスペンションメンバー（図示せず）及びタイヤ２の車軸と接続している。なお、サスペンションに必ずロアアーム３を用いる必要はない。
【００１３】
ショックアブソーバ４は、車体に伝わる振動を減衰させる減衰機構として機能する部材である。ショックアブソーバ４は、例えば、ガスやオイル等が封入されたシリンダーと、シリンダーの内部に沿って往復動するピストンロッドと、を含んで構成されている。このようなショックアブソーバ４は、ガス等の抵抗によってピストンの往復動を熱変換することで振動を減衰させる。このショックアブソーバ４には、ショックアブソーバ４の上部に被さるようにコイルバネユニットＳが配置されている。なお、コイルバネユニットＳは、ショックアブソーバ４と離れて配置されていてもよい。
【００１４】
図２は、第１の実施形態に係るコイルバネユニットＳを示す斜視図である。図２に示されるように、コイルバネユニットＳは、コイルバネ本体５と、アッパーサポート６と、スプリングシート７と、チャンバー部材８，９と、管部材１０，１１とを有している。
【００１５】
コイルバネ本体５は、螺旋状のバネ線５ａからなる部材である。バネ線５ａとは、バネを構成する金属製の線部材であり、例えばステンレス等から形成されている。コイルバネ本体５は、中心軸線Ｃに沿って螺旋状に延びるように形成されている。なお、本実施形態では、説明を容易にするため、中心軸線Ｃの延在方向をＺ軸方向と一致させている。また、本実施形態では、コイルバネ本体５として、上端の巻き径と下端の巻き径とが異なるピッグテールタイプを採用している。コイルバネ本体５として、巻き径がほぼ一定のタイプを採用してもよい。
【００１６】
アッパーサポート６は、コイルバネ本体５の上端が固定される皿状の部材である。アッパーサポート６は、上端が車体に連結されており、車体の荷重をコイルバネ本体５へ伝えている。スプリングシート７は、ショックアブソーバ４の外周に沿って設けられ、コイルバネ本体５を下から支持するフランジ状の部材である。コイルバネ本体５の下端は、スプリングシート７の上面に固定されている。なお、アッパーサポート６及びスプリングシート７は必ずしも備える必要はない。
【００１７】
チャンバー部材８，９は、コイルバネ本体５に沿って配置され、同様の形状を有する一対の部材である。一対のチャンバー部材８，９は、ゴムその他の樹脂等の弾性材料から形成されている。一対のチャンバー部材８，９は、それぞれ内部チャンバー８ａ、９ａを有している。
【００１８】
一対のチャンバー部材８，９は、コイルバネ本体５の周方向（中心軸線Ｃ周りの方向）で互いに離間して配置されている。本実施形態では、一対のチャンバー部材８，９は、車両前後方向（Ｘ軸方向）で互いに対向するように配置されている。一対のチャンバー部材８，９は、中心軸線Ｃの延在方向（コイルバネ本体５の延在方向）から見て、それぞれ円弧状を成すように形成されている。なお、一対のチャンバー部材８，９は、車幅方向（Ｙ軸方向）、その他の方向で対向するように配置されていてもよい。
【００１９】
図３は、図２の中心軸線Ｃに沿ったチャンバー部材８，９の端面図である。図３においては、理解を容易にするため、一対のチャンバー部材８，９を接続する管部材１１の断面も図示している。図３に示されるように、チャンバー部材８，９は、例えば、鉛直断面の外形が縦長の楕円形を成すように形成されている。チャンバー部材８，９は、それぞれコイルバネ本体５の延在方向（中心軸線Ｃの延在方向）で隣り合うバネ線５ａを跨ぐように設けられている。
【００２０】
具体的に、チャンバー部材８の上部及び下部には、バネ線５ａが挿通される挿通孔８ｂ，８ｃが形成されており、これらの挿通孔８ｂ，８ｃを拡張しながらバネ線５ａが挿通されることで、弾性変形の収縮力によりチャンバー部材８がコイルバネ本体５に取り付けられている。図３において、チャンバー部材８の挿通孔８ｂ，８ｃに挿通されるバネ線５ａの間隔をＬ１として示す。チャンバー部材８では、挿通孔８ｂ，８ｃの間に内部チャンバー８ａが形成されている。
【００２１】
同様に、チャンバー部材９も挿通孔９ｂ，９ｃにバネ線５ａが挿通されることでコイルバネ本体５に取り付けられている。図３において、チャンバー部材９の挿通孔９ｂ，９ｃに挿通されるバネ線５ａの間隔をＬ２として示す。チャンバー部材９では、挿通孔９ｂ，９ｃの間に内部チャンバー９ａが形成されている。なお、チャンバー部材８，９の取り付け方法は、上述したものに限られない。チャンバー部材８，９は、コイルバネ本体５のバネ線５ａの間隔の変化が大きい場所（例えばコイルバネ本体５の延在方向における中央付近）に配置される。
【００２２】
図２及び図３に示されるように、管部材１０，１１は、チャンバー部材８の内部チャンバー８ａとチャンバー部材９の内部チャンバー９ａとを連通するパイプ状の部材である。管部材１０，１１は、コイルバネ本体５と干渉しないようにコイルバネ本体５の外周に沿って湾曲しており、両端がチャンバー部材８，９と接続している。なお、管部材１０，１１の二本を設ける必要はなく、管部材は一本であってもよく、三本以上であってもよい。
【００２３】
ここで、図４は、チャンバー部材８，９及び管部材１０，１１の横断面図である。図４に示されるように、チャンバー部材８，９の内部チャンバー８ａ、９ａ及び管部材１０，１１の内部流路１１ａ，１２ａは、一つの環状流路を形成する。この環状流路には、粘性流体Ｒが封入されている。すなわち、内部チャンバー８ａ、９ａ及び内部流路１１ａ，１２ａには、粘性流体Ｒが封入されている。
【００２４】
粘性流体Ｒとは、コイルバネ本体５の運動エネルギーを熱変換するための抵抗として用いられる流体である。粘性流体Ｒの種類は、特に限定されず、周知のダンパーにおいて利用される種々の液体（例えばオイル）やガスを用いることができる。
【００２５】
このように構成されたコイルバネユニットＳは、車両１が走行路面の凹凸を乗り越す場合等に瞬間的に生じるハーシュショックが車体に伝達されることを効果的に抑制することができる。すなわち、本発明者は、車両１が走行路面の凹凸を乗り越す場合等に生じるハーシュショックは、コイルバネユニットＳのアッパーサポート６前後から車体への入力荷重の影響が大きいことを見出し、このアッパーサポート６前後の入力荷重はコイルバネユニットＳの曲げ共振（サージング）により増加する場合があるとの知見を得た。この知見に基づいて、コイルバネユニットＳのサージングを抑制することにより、車体に伝わるハーシュショックを低減することができる。
【００２６】
ここで、図５（ａ）は、コイルバネ本体５が車両前方に曲がる場合を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の場合における粘性流体Ｒの移動を説明するための図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、コイルバネ本体５が車両前方に湾曲するように矢印Ｍ１に沿って変形した場合、チャンバー部材８におけるバネ線５ａの間隔Ｌ１が広がることで内部チャンバー８ａの体積が増加する。一方で、チャンバー部材９におけるバネ線５ａの間隔Ｌ２が狭まり、内部チャンバー９ａの体積が減少する。
【００２７】
このように、コイルバネユニットＳは、コイルバネ本体５の曲げ変形により内部チャンバー８ａの体積が増加して内部チャンバー９ａの体積が減少することで、図５（ｂ）に示す矢印の方向に粘性流体Ｒが移動する。この移動により、コイルバネ本体５の変形エネルギーの一部が粘性流体Ｒの粘性抵抗によって熱変換されることで減衰力が生じ、コイルバネ本体５のサージングを抑制することができる。
【００２８】
同様に、図６（ａ）は、コイルバネ本体５が車両後方に曲がる場合を示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の場合における粘性流体Ｒの移動を説明するための図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるように、コイルバネユニットＳの中腹が車両後方に湾曲するよう矢印Ｍ２に沿って変形した場合、チャンバー部材８におけるバネ線５ａの間隔Ｌ１が狭まることで、内部チャンバー８ａの体積が減少する。一方で、チャンバー部材９におけるバネ線５ａの間隔Ｌ２が拡がり、内部チャンバー９ａの体積が増大する。これにより、図６（ｂ）の矢印に示す方向に粘性流体Ｒが移動して、コイルバネ本体５の変形エネルギーの一部が熱変換されることで減衰力が生じ、コイルバネ本体５のサージングを抑制することができる。
【００２９】
以上説明したコイルバネユニットＳによれば、粘性流体Ｒの移動によってコイルバネ本体５のサージングを抑制することができるので、サージングによるアッパーサポート６の前後から車体への入力荷重を抑えることができ、車体に伝わるハーシュショック低減に有利である。更に、このようなコイルバネ本体５のサージングの抑制は、ハーシュショックの低減だけではなく、ロードノイズ等の現象の抑制にも有効であり、車両の乗り心地向上に大きく寄与する。
【００３０】
［第２の実施形態］
図７は、第２の実施形態に係るコイルバネユニットＳ２を示す斜視図である。図８は、図７の中心軸線Ｃに沿ったチャンバー部材２１，２２の端面図である。図８においても、理解を容易にするため、管部材２４，２６，２８の断面図を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３１】
図７及び図８に示す第２の実施形態に係るコイルバネユニットＳ２は、第１の実施形態に係るコイルバネユニットＳと比べて、チャンバー部材２１，２２の構成及び６本の管部材２３〜２８を備える点が異なっている。
【００３２】
第２の実施形態に係るコイルバネユニットＳ２のチャンバー部材２１，２２は、第１の実施形態に係るチャンバー部材８，９をコイルバネ本体５の延在方向で三つ合わせたような構造を有している。
【００３３】
具体的に、チャンバー部材２１，２２は、コイルバネ本体５の延在方向で並ぶ４本のバネ線５ａを跨ぐように配置されている。チャンバー部材２１は、バネ線５ａが挿通される４つの挿通孔２１ｄ〜２１ｇを有しており、これらの挿通孔２１ｄ〜２１ｇにバネ線５ａが通されることで、チャンバー部材２１がコイルバネ本体５に取り付けられる。４つの挿通孔２１ｄ〜２１ｇの間に、３つの内部チャンバー２１ａ〜２１ｃがそれぞれ形成されている。
【００３４】
同様に、チャンバー部材２２は、４つの挿通孔２２ｄ〜２２ｇにバネ線５ａが通されることでコイルバネ本体５に取り付けられる。４つの挿通孔２２ｄ〜２２ｇの間に、３つの内部チャンバー２２ａ〜２２ｃがそれぞれ形成されている。
【００３５】
チャンバー部材２１，２２は、コイルバネ本体５の周方向で離間して設けられ、その間に管部材２３〜２８が設けられている。管部材２３，２４は、チャンバー部材２１の内部チャンバー２１ａ及びチャンバー部材２２の内部チャンバー２２ａを連通させる部材である。内部チャンバー２１ａ，２２ａ及び管部材２３，２４の内部流路２３ａ，２４ａは独立した一つの環状流路を形成している。
【００３６】
管部材２５，２６は、チャンバー部材２１の内部チャンバー２１ｂ及びチャンバー部材２２の内部チャンバー２２ｂを連通させる部材である。内部チャンバー２１ｂ，２２ｂ及び管部材２５，２６の内部流路２５ａ，２６ａも独立した一つの環状流路を形成している。同様に、管部材２７，２８は、チャンバー部材２１の内部チャンバー２１ｃ及びチャンバー部材２２の内部チャンバー２２ｃを連通させる部材である。内部チャンバー２１ｃ，２２ｃ及び管部材２７，２８の内部流路２７ａ，２８ａも独立した一つの環状流路を形成している。これらの環状流路には、それぞれ粘性流体Ｒが封入されている。
【００３７】
このように構成されたコイルバネユニットＳ２においても、コイルバネ本体５の曲げ変形によって内部チャンバー２１ａ〜２１ｃ及び内部チャンバー２２ａ〜２２ｃが体積変化することで粘性流体Ｒが移動して、コイルバネ本体５の変形エネルギーの一部が熱変換されることで減衰力が生じ、コイルバネ本体５のサージングを抑制することができる。従って、コイルバネユニットＳ２は、粘性流体Ｒの移動によってコイルバネ本体５のサージングを抑制することができるので、サージングによるアッパーサポート６の前後から車体への入力荷重を抑えることができ、車体に伝わるハーシュショック低減に有利である。しかも、コイルバネユニットＳ２は、第１の実施形態と比べて、多数の内部チャンバー２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃを有し、それぞれが独立した流路を形成しているので、より大きな減衰力を発生させることができ、ハーシュショックやロードノイズの低減に効果的である。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、コイルバネユニットは車両前方のサスペンションだけではなく、車両後方のサスペンションに対しても適用可能である。また、一つのコイルバネ本体に対して、車両前後方向で対向する一対のチャンバー部材と車幅方向で対向する一対のチャンバー部材を設け、それぞれを管部材で接続する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…車両  ２…タイヤ  ３…ロアアーム  ４…ショックアブソーバ  ５…コイルバネ本体  ５ａ…バネ線  ６…アッパーサポート  ７…スプリングシート  ８，９，２１，２２…チャンバー部材  ８ａ，９ａ，２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃ…内部チャンバー  ８ｂ，８ｃ，９ｂ，９ｃ，２１ｄ〜２１ｇ，２２ｄ〜２２ｇ…挿通孔  １０，１１，２３〜２８…管部材  １０ａ，１１ａ，２３ａ−２８ａ…内部流路  Ｃ…中心軸線  Ｒ…粘性流体  Ｓ，Ｓ２…コイルバネユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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