(57)【要約】【課題】オフロード走行において突起物を安定姿勢を保ちつつ容易に乗り越えることができる車両用の懸架装置を提供する。【解決手段】左前輪Ｌｆ  ・右前輪Ｒｆ  ・左後輪Ｌｒ  ・右後輪Ｒｒ  の各々に、エアスプリング２を有するサスペンション部材Ｓを、配設すると共に、左前輪Ｌｆ  と右後輪Ｒｒ  の上記エアスプリング２，２を相互に第１エア流路１１にて連通連結し、かつ、右前輪Ｒｆ  と左後輪Ｌｒ  の上記エアスプリング２，２を相互に第２エア流路１２にて連通連結した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左前輪（Ｌｆ  ）・右前輪（Ｒｆ  ）・左後輪（Ｌｒ  ）・右後輪（Ｒｒ  ）の各々に、エアスプリング（２）を有するサスペンション部材（Ｓ）を、配設すると共に、左前輪（Ｌｆ  ）と右後輪（Ｒｒ  ）の上記エアスプリング（２）（２）を相互に第１エア流路（１１）にて連通連結し、かつ、右前輪（Ｒｆ  ）と左後輪（Ｌｒ  ）の上記エアスプリング（２）（２）を相互に第２エア流路（１２）にて連通連結したことを特徴とする懸架装置。
【請求項２】
左前輪（Ｌｆ  ）・右前輪（Ｒｆ  ）・左後輪（Ｌｒ  ）・右後輪（Ｒｒ  ）の各々に配設されたサスペンション部材（Ｓ）が、緩衝装置（３）とコイルスプリング（４）とエアスプリング（２）を有し、該コイルスプリング（４）と該エアスプリング（２）とは直列的に配設され、さらに、左前輪（Ｌｆ  ）と右後輪（Ｒｒ  ）の上記エアスプリング（２）（２）を相互に第１エア流路（１１）にて連通連結し、かつ、右前輪（Ｒｆ  ）と左後輪（Ｌｒ  ）の上記エアスプリング（２）（２）を相互に第２エア流路（１２）にて連通連結したことを特徴とする懸架装置。
【請求項３】
左前輪（Ｌｆ  ）・右前輪（Ｒｆ  ）・左後輪（Ｌｒ  ）・右後輪（Ｒｒ  ）の各々に配設されたサスペンション部材（Ｓ）が、緩衝装置（３）とコイルスプリング（４）とエアスプリング（２）を有し、該コイルスプリング（４）と該エアスプリング（２）とは直列的に配設され、上記緩衝装置（３）のロッド（３ａ）が上記エアスプリング（２）を貫通して、該緩衝装置（３）が車体側（Ｂ）と車軸側（Ｃ）とを連結し、さらに、左前輪（Ｌｆ  ）と右後輪（Ｒｒ  ）の上記エアスプリング（２）（２）を相互に第１エア流路（１１）にて連通連結し、かつ、右前輪（Ｒｆ  ）と左後輪（Ｌｒ  ）の上記エアスプリング（２）（２）を相互に第２エア流路（１２）にて連通連結したことを特徴とする懸架装置。
【請求項４】
上記エアスプリング（２）にエアを充填するためのエア供給手段（５）、及び、該エア供給手段（５）からのエア供給と上記エアスプリング（２）からのエア排出を行って該エアスプリング（２）の内圧を増減するエアスプリング内圧調整手段（３４）を、車両に搭載した請求項１，２又は３記載の懸架装置。
【請求項５】
上記エアスプリング内圧調整手段（３４）が、上記エア供給手段（５）と上記第１エア流路（１１）とを連通連結する第１供給流路（５１）に介装された第１電磁弁（５６）と、上記エア供給手段（５）と上記第２エア流路（１２）とを連通連結する第２供給流路（５２）に介装された第２電磁弁（５７）と、上記第１電磁弁（５６）・第２電磁弁（５７）を切換えるために車内に設けられた操作スイッチ（５３）と、を具備している請求項４記載の懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の懸架装置に係り、特に車高調整可能な懸架装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にオフロードユースでは、自動車を山や谷に進行させている最中に４輪の内の１輪だけが（岩石等の）大きな突起物をゆっくりと乗り越える等の場面が多く想定される。このとき、例えば、左前輪が上記突起物を乗り越えるとすれば、左前輪のコイルスプリングは大きく短縮し、左前輪が持ち上がり、車両（車体）は右側下傾状に傾斜する。
【０００３】
この傾斜を低減して、車両を自動的に安定姿勢に保つのに好適かつ簡易な懸架装置は、従来知られていない。
あえて挙げるとすれば、車両の４輪の各々に配設した緩衝袋（エアスプリング）の全てを相互に連通連結した懸架装置（特許文献１参照）や、左右一対の車輪の油圧緩衝器を相互に油路にて連通した懸架装置（特許文献２参照）が、公知である。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−１２２０１９号公報
【特許文献２】
実公昭５０−３４４２６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に於ては、４個の全車輪をエア連通管で連通連結している構造であるので、オフロードユースとして前記場面で、車両の姿勢を安定に保つことはほとんど期待できない。この４個の全車輪をエア連通管で連通して、車両（車体）が受ける衝撃を１／４に緩和させるという別の目的を主として達成せんとする発明である、といえる。他方、上記特許文献２に於ては、前後方向の傾斜が大きくなる欠点がある。また、車両のカーブ路走行で油路を遮断して過度のローリングを防止するという別の目的を主として達成せんとする発明であり、オフロードユースとして前記場面で車両の姿勢を安定に保つことは同様に余り期待できない。
【０００６】
勿論、従来から、段差乗り越え時の底摺り防止のため、４輪各々のサスペンションを車高調整自在として、オフロード等で凹凸の著しい場所を走行する際に、車高を高くするものは公知であるが、凹凸の著しい場所で車両の姿勢を安定させることはできない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明に係る懸架装置は、左前輪・右前輪・左後輪・右後輪の各々に、エアスプリングを有するサスペンション部材を、配設すると共に、左前輪と右後輪の上記エアスプリングを相互に第１エア流路にて連通連結し、かつ、右前輪と左後輪の上記エアスプリングを相互に第２エア流路にて連通連結した。
【０００８】
また、左前輪・右前輪・左後輪・右後輪の各々に配設されたサスペンション部材が、緩衝装置とコイルスプリングとエアスプリングを有し、該コイルスプリングと該エアスプリングとは直列的に配設され、さらに、左前輪と右後輪の上記エアスプリングを相互に第１エア流路にて連通連結し、かつ、右前輪と左後輪Ｌｒ  の上記エアスプリングを相互に第２エア流路にて連通連結した。
【０００９】
また、左前輪・右前輪・左後輪・右後輪の各々に配設されたサスペンション部材が、緩衝装置とコイルスプリングとエアスプリングを有し、該コイルスプリングと該エアスプリングとは直列的に配設され、上記緩衝装置のロッドが上記エアスプリングを貫通して、該緩衝装置が車体側と車軸側とを連結し、さらに、左前輪と右後輪の上記エアスプリングを相互に第１エア流路にて連通連結し、かつ、右前輪と左後輪の上記エアスプリングを相互に第２エア流路にて連通連結した。
【００１０】
また、上記エアスプリングにエアを充填するためのエア供給手段、及び、該エア供給手段からのエア供給と上記エアスプリングからのエア排出を行って該エアスプリングの内圧を増減するエアスプリング内圧調整手段を、車両に搭載した。また、上記エアスプリング内圧調整手段が、上記エア供給手段と上記第１エア流路とを連通連結する第１供給流路に介装された第１電磁弁と、上記エア供給手段と上記第２エア流路とを連通連結する第２供給流路に介装された第２電磁弁と、上記第１電磁弁・第２電磁弁を切換えるために車内に設けられた操作スイッチと、を具備している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【００１２】
図１の概略構成説明図、及び、図２の簡略構成説明平面図に於て、Ｓはサスペンション部材であり、左前輪Ｌｆ  ・右前輪Ｒｆ  ・左後輪Ｌｒ  ・右後輪Ｒｒ  の各々に、配設される。即ち、４輪各々にサスペンション部材Ｓが配設され、車両（自動車）として４個のサスペンション部材Ｓを具備する。各サスペンション部材Ｓは、エアスプリング２を有する。
【００１３】
そして、左前輪Ｌｆ  のエアスプリング２と右後輪Ｒｒ  のエアスプリング２を相互に第１エア流路１１にて連通連結し、かつ、右前輪Ｒｆ  のエアスプリング２と左後輪Ｌｒ  のエアスプリング２を相互に第２エア流路１２にて連通連結する。第１・第２エア流路１１，１２は、夫々、可撓管（チューブ）や金属パイプ等をもって、構成される。
【００１４】
言い換えると、平面的に見て、長方形の４角の位置に配設された車輪１，１，１，１（Ｌｆ  ・Ｒｆ  ・Ｌｒ  ・Ｒｒ  ）の内で、対角位置の車輪１と車輪１のエアスプリング２，２を、第１エア流路１１・第２エア流路１２が各々斜めに連通連結している───対角に連通連結している。
【００１５】
図１と図３に於て、上記各サスペンション部材Ｓは、例えば、緩衝装置（ダンパー）３とコイルスプリング４とエアスプリング２を有し、さらに、コイルスプリング４とエアスプリング２とは直列的に配設され、上記緩衝装置（ダンパー）３のロッド３ａがエアスプリング２を貫通し、この緩衝装置３が車体側Ｂと車軸側Ｃとを連結している。
ここで、「直列的」とは、車体側Ｂと車軸側Ｃの間の力の伝達が、一方のみを介して伝達されることが無く、必ず両者を介して伝達される配置を言う。
【００１６】
図１，図３及び図４に於て、さらにサスペンション部材Ｓについて説明すると、緩衝装置３のストラット本体３ｂの下部は車軸側Ｃ───車軸自体又はリング若しくは取付具───に取付けられ、かつ、緩衝装置３のロッド３ａの上部は、一中心点Ｏ廻りに首振り可能でかつ軸心Ｌ廻りに回転自在な軸受機構Ｅを介して、車体側Ｂに連結される。このように、ストラットアッパーマウントに於て一中心点Ｏを支点に振れると共にスラスト荷重を受けて軸心Ｌ廻りに回転可能な軸受機構Ｅが用いられている。
【００１７】
この軸受機構Ｅとしては、防振ゴム部４１と、その軸心孔部に嵌着された回転軸受部４３とから、構成されている。さらに具体的には、車体側Ｂの取付板部７の取付孔部７ａを下方から閉じるように当接する板部材４１ａと、この板部材４１ａの下面に一体的に付設されたゴム材４１ｂで、防振ゴム部４１が、構成されている。防振ゴム部４１のゴム材４１ｂに、回転軸受部４３が嵌着され、スペーサ部材２６等を介して、ナット２７にて、ロッド３ａの上端と回転軸受部４３とは、連結される。コイルスプリング４は、緩衝装置（ダンパー）３の中間部位を包囲するように配設される。ストラット本体３ｂに外鍔状に突設された受け鍔部１４に、コイルスプリング４の下端が当接し、かつ、コイルスプリング４の上端は、エアスプリング２の下壁部材１５に当接している。前記エアスプリング２は、上壁部材１６と下壁部材１５と、両者間に介設された弾性膜１７とを、備えている。即ち、ビア樽型等の（ゴム製の）弾性膜１７の上開口部・下開口部を、各々、上壁部材１６・下壁部材１５にて、塞ぐように挟んで、組立てられている。
【００１８】
上壁部材１６は、図例では、小径孔部１８と大径孔部１９から成る段付孔２０を軸心に有する円盤型であり、かつ、段付孔２０の大径孔部１９には、シール材２１が装着されている。また、上壁部材１６は、上記段付孔２０を有する円筒部２３と、この円筒部２３の上半部から突出状に連設されたフランジ部２４と、を備え、円筒部２３がフランジ部２４から下方へ突出している部位は、弾性膜１７内へ突入し、かつ、弾性膜１７の上方外面はフランジ部２４に当接する。
【００１９】
上壁部材１６には、エア流路孔２５が貫設されていて、前記第１エア流路１１又は第２エア流路１２がこのエア流路孔２５の開口端に接続されて、対角位置の一対のエアスプリング２，２の弾性膜１７の内部を相互に連通連結される。この上壁部材１６は、スペーサ部材２６を介して、回転軸受部４３に軸心方向の力を伝達するように、設けられている。このように、エアスプリング２の上壁部材１６はロッド３ａに固定される。下壁部材１５はロッド３ａに対して、その軸心Ｌに沿って往復動自在である。具体的にその下壁部材１５の構造を説明すると、ロッド３ａに往復動自在に摺接する偏心防止用ガイド部材３０、及び、シール材２９を嵌着した軸心孔３３を有する円盤型である。
【００２０】
また、下壁部材１５は、上記軸心孔３３を有する円筒部３６と、この円筒部３６の下端部から突出状に連設されたフランジ部３７と、を備えている。円筒部３６がフランジ部３７から上方へ突出している部位は、弾性膜１７内へ突入し、かつ、弾性膜１７の下方外面はフランジ部３７に当接する。円筒部３６の上端外周はやや小径となるように切欠形成され、上壁部材１６の円筒部２３に当接した状態に於て、エア流路孔２５の内方開口端２５ａが閉じることを防止している。また、外鍔状フランジ部３７の下面には、コイルスプリング４の上端を嵌着状に受ける円環状突条部３８が突出状に形成されている。このように、下壁部材１５はコイルスプリング４の弾発力を直接に受ける部材である。
【００２１】
この下壁部材１５の軸心は、ロッド３ａの軸心Ｌに対して、常時一致するように、ロッド３ａに往復動自在に摺動外嵌する前記偏心防止用ガイド部材３０が、機能（作用）する。言い換えると、エアスプリング２の軸心とロッド３ａの軸心Ｌとを、常に一致させるためのすべり軸受等の偏心防止用ガイド部材３０を、エアスプリング２に内設している。また、シール材（パッキン）２１，２９は、ロッド３ａに摺接して、エアスプリング２の内圧を密封する。
【００２２】
図３と図４に例示したサスペンション部材Ｓは、このように、車体側Ｂと車軸側Ｃとを、軸心Ｌに沿って配設した緩衝装置（ダンパー）３にて上下に連結し、かつ、エアスプリング２は、コイルスプリング４の上部に緩衝装置３のロッド３ａを包囲状に配設され、さらに、エアスプリング２の内部には、偏心防止用ガイド部材３０が内設され、ストラット軸（ダンパー３）に、曲げモーメントが働いても、ロッド３ａの軸心Ｌは、エアスプリング２の軸心に対して、偏心しない。また、図４に示すように、エアスプリング２に内圧が無いとき、エアスプリング２の内部で、上壁部材１６と下壁部材１５とが相互に当接し、車体荷重を受持ち、弾性膜１７に荷重が掛からない。
【００２３】
図１と図２にもどって説明すると、本発明に係る懸架装置に於て、上述したエアスプリング２，２，２，２にエアを充填するためのエア供給手段５が車両に搭載され、具体的にはこのエア供給手段５は、コンプレッサ６とエアタンク８と圧力スイッチ９とを具備している。
【００２４】
さらに、エア供給手段５は、上記圧力スイッチ９が所定下限圧力以下になるとコンプレッサ６のモータＭを駆動させるリレー等の電気制御器１０と、配線１３ａ，１３ｂ、及び、上記コンプレッサ６とエアタンク８を連通連結する配管３１等をも備えている場合を、図１に示す。また、リレー等の電気制御器１０は上記圧力スイッチ９が所定上限圧力以上になるとモータＭを停止させる。
３２は車載バッテリであり、電気制御器１０を介して、コンプレッサ６のモータＭに配線１３ｃ，１３ｂにて接続される。
【００２５】
また、上述のエア供給手段５からのエア供給と、上記エアスプリング２からのエア排出を、選択的に行って、エアスプリング２の内圧を増減するエアスプリング内圧調整手段３４が、車両に搭載されている。
【００２６】
図１に於て、このエアスプリング内圧調整手段３４は、エア供給手段５のエアタンク８と第１エア流路１１とを連通連結する第１供給流路５１に介装された第１電磁弁５６と、エア供給手段５のエアタンク８と第２エア流路１２とを連通連結する第２供給流路５２に介装された第２電磁弁５７と、車内に設けられた操作スイッチ５３とを、備えている。この操作スイッチ５３は、第１電磁弁５６と第２電磁弁５７を切換えるためのものであり、各ソレノイド５６ａ，５６ｂ；５７ａ，５７ｂと配線５４，５５にて接続されている。
【００２７】
図１では、１個の操作スイッチ５３にて第１・第２電磁弁５６，５７を同時にＯＮ・ＯＦＦする場合を示す。これ以外、２個の操作スイッチ５３，５３を設けて、連動的にＯＮ・ＯＦＦ作動するようにしてもよい（図示省略）。
【００２８】
上述のような構成の懸架装置を用いた車両（自動車）を、オフロードにて使用するには、まず、図１に示した操作スイッチ５３を上方へ切換えてＯＮし、上方のソレノイド５６ａ，５７ａを通電（ＯＮ）し、エアタンク８内の圧縮エアを、全てのエアスプリング２…に供給し、車高を十分に高く保つ。次に、操作スイッチ５３をＯＦＦして、第１・第２電磁弁５６，５７を中立位置とし、第１エア流路１１とエアタンク８を遮断し、かつ、第２エア流路１２とエアタンク８を遮断し、対角位置の左前輪Ｌｆ  と右後輪Ｒｒ  を同じ圧力となるように連通状態に保ち、かつ、右前輪Ｒｆ  と左後輪Ｌｒ  を同じ圧力となるように連通状態に保つ。
【００２９】
図３に、岩石等の大きな突起物（突隆物）３９を示し、例えば、左前輪Ｌｆ  がこの突起物３９に乗り上げるとする。乗り上げ前に実線で示した車体２２Ａは、従来では、破線で示すように大きく傾斜した車体２２Ｃとなるのに対し、本発明の懸架装置を備えた車体２２Ｂは、２点鎖線で示した車体２２Ｂのように、その傾斜角度は減少する。
【００３０】
即ち、図２に斜線で示した左前輪Ｌｆ  が突隆物３９に乗り上げると、エアスプリング２は短縮し、その内部のエアは、第１エア流路１１を介して、対角位置の右後輪Ｒｒ  を伸長させることで、車体２２Ｂの傾斜角度は減少する。この際に、車体２２Ｂが、大きく後方下傾となることもなく、車体２２Ｂの姿勢は、（従来の車体２２Ｃよりも）安定し、突起物（突隆物）３９を乗り越えることができる。
【００３１】
他の車輪１が突起物３９に乗り上げた場合についても同様に、対角側の他の車輪１が伸びることにより、車両の姿勢が安定する。凹凸が多いオフロードでは、高い車高が望ましいが、その後、高速道路等のオンロード走行となった場合は、操作スイッチ５３を図１の下方へ切換えて、下方のソレノイド５６ｂ，５７ｂに通電し、エアスプリング２のエアを一部排出して圧力を低下させ、車高を低くして、高速安定性を高めることができる。
【００３２】
例えば、高速走行時には、エアスプリング２のエア圧力を０．０  ＭＰａとし、オフロードでは、必要に応じた高さとなるように、例えば最大１．０  ＭＰａまで増圧する。
操作スイッチ５３が車内（運転席近傍）にあれば、車両から降りずに、スムースに、オフロードとオンロードとを切換できる。
【００３３】
なお、本発明は上述の図示の実施の形態以外にも設計変更自由であって、例えば、操作スイッチ５３，５３を独立操作可能に２個配設し、オフロードで突起物３９に乗り上げた車輪１とその対角位置の車輪１以外の残りの対角関係の２個の車輪１，１の内圧を、上昇させるように切換えれば、一層、車体の傾斜を安定させ得る場合があり、そのような切換えを上記２個の独立操作自在な操作スイッチ５３，５３にて行なう構成とするも、自由である。また、サスペンション部材Ｓとしては、エアスプリング２を有すればよいので、コイルスプリング４及び／又は緩衝装置３が、エアスプリング２と並列等に配置された構成であっても良い。また、エアスプリング２及びその内部の形状・構造も、図４のもの以外とするも自由である。
【００３４】
図１に示した実施の形態では、オフロードでは既に述べたようにエアスプリング２への加圧エアを十分に充填して（内圧を上昇させ）、凹凸の多い場所を走破できると共に、高速道路等のオンロードではエアスプリング２の内圧を低下させて、走行安定性を確保できる。また、車両（自動車）の見栄えや走行性能を重視するユーザーの場合、エアスプリング２に加圧エアを充填せず、車高が低い状態で走行し、段差等がある場合に、エアスプリング２に加圧エアを充填して車高を上昇させて、段差等を乗り越える等の使用方法をとることもできる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような著大な効果を奏する。
【００３６】
（請求項１，２，３によれば、）１輪が突起物（突隆物）３９を乗り越える際に、その車輪１が短縮すると同時に対角位置の車輪１が伸長することで、左右及び前後への傾斜が減少して、安定姿勢を保持でき、オフロード用車両に有効である。しかも、簡素な構造で実用化も容易であるという利点を有する。また、オフロードとオンロード等の走行路の状況に対応して、車高の増減も同時に容易に行ない得る。
【００３７】
（請求項２，３によれば）コイルスプリング４とエアスプリング２を直列的に配置したため、全体のばね定数を小さくでき、地面等からの衝撃を和らげて乗り心地を向上でき、オンロード用にも好ましい。また、エアスプリング２の内圧を変えることで、ばね定数を変化させて、様々な好みの乗り心地を楽しみ得る。
【００３８】
（請求項４，５によれば）凹凸の著しいオフロード走行時には、車高を高くして凹凸を乗り越えていくことができる。他方、高速道路等のオンロード走行時には、車高を低くして走行安定性を高めて安全走行できる。車内において、車高の調整を容易に行なうことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す概略構成説明図である。
【図２】構成説明用の簡略平面図である。
【図３】作用説明を兼ねた要部正面図である。
【図４】要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１  車輪
２  エアスプリング
３  緩衝装置（ダンパー）
３ａ  ロッド
４  コイルスプリング
５  エア供給手段
１１  第１エア流路
１２  第２エア流路
３４  エアスプリング内圧調整手段
５１  第１供給流路
５２  第２供給流路
５３  操作スイッチ
５６  第１電磁弁
５７  第２電磁弁
Ｂ  車体側
Ｃ  車軸側
Ｓ  サスペンション部材
Ｌｆ    左前輪
Ｒｆ    右前輪
Ｌｒ    左後輪
Ｒｒ    右後輪
【図１】
2004314840.tif 000003
【図２】
2004314840.tif 000004
【図３】
2004314840.tif 000005
【図４】
2004314840.tif 000006