(57)【要約】【課題】エアサスペンション装置において、伸び側へのストロークに対して、ばね力を大きくして、車体の姿勢変化を抑制する。【解決手段】アッパピストン４にダイヤフラム５を結合し、油圧緩衝器３を挿入する。油圧緩衝器３のシリンダ８をダイヤフラム５に結合し、ピストンロッド７をアッパピストン４に結合して、空気ばね２の内部に空気室６を形成する。シリンダ８に画成部材１４を取付け、画成部材１４の外筒１６をアッパピストン４の小径部１８に摺動可能に嵌合し、画成部材１４によって空気室６内を上部室６Ａと下部室６Ｂとに画成する。外筒１６に連通孔１７を設けて、上部室６Ａと下部室６Ｂとを互いに連通させる。エアサスペンション１２が伸び側へストロークすると、小径部１８によって、連通孔１７が閉じ、上部室６Ａと下部室６Ｂとが分割されるので、空気ばね２のばね定数が大きくなり、車体の姿勢変化を抑制することができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気ばねを用いたエアサスペンション装置において、当該エアサスペンション装置が伸び側にストロークしたとき、前記空気ばねの空気室が分割されて、前記空気ばねのばね定数が大きくなるようにしたことを特徴とするエアサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両等に用いられ、圧縮空気の反発力を利用したエアサスペンション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等のサスペンション装置において、懸架ばねとして空気ばねを使用し、空気ばねの空気室内に、ポンプおよび給排制御バルブ等によって圧縮空気を給排することにより、車高を調整できるようにしたエアサスペンション装置が知られている。エアサスペンション装置によれば、積載荷重に応じて空気ばねの空気室内の圧縮空気を給排して、ばね力を調整することにより、積載荷重の増減にかかわらず、常に一定の車高を維持することができる。
【０００３】
従来のエアサスペンション装置の一例について、図７を参照して簡単に説明する。図７に示すように、従来のエアサスペンション装置１は、空気ばね２と筒型の油圧緩衝器３とを組合わせたものであり、アッパピストン４に、ダイヤフラム５を介して油圧緩衝器３を挿入して内部に空気室６を形成し、油圧緩衝器３のピストンロッド７をアッパピストン４の底部に連結したものである。
【０００４】
油圧緩衝器３は、油液を封入したシリンダ８内に、ピストンロッド７が連結されたピストン９を摺動可能に嵌装し、ピストン９に、オリフィスおよびディスクバルブ等からなる減衰力発生機構１０，１１を設けたものである。
【０００５】
この構成により、空気室６内の圧縮空気の反発力によって車体を支持し、ばね上（車体側）、ばね下（車輪側）間の振動を油圧緩衝器３によって減衰する。そして、エアポンプ、アキュムレータ、給排制御弁、車高センサ、コントローラ等からなる圧縮空気給排手段（図示せず）によって、空気室６内の圧縮空気を給排することにより、車高を調整することができ、また、積載荷重に応じてばね力を調整して、常に一定に車高を維持することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエアサスペンション装置１では、次のような問題がある。空気ばね２は、その特性上、通常位置から伸び側へストロークする際、金属ばねに比してばね力が小さくなる。このため、車両の旋回時、加減速時等において、車体のローリング、ピッチング等の姿勢変化が起こりやすくなり、走行安定性および乗り心地の面で問題を生じる。特に、ＲＶ（レクリエーショナルビークル）等の車高が高い車両においては、重心位置が高いため、車体の姿勢変化が大きくなる傾向があるので、走行安定性の見地から車体の姿勢変化を抑制することが重要である。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、伸び側のストロークに対して、ばね力を大きくすることができ、車体の姿勢変化を抑制することができるエアサスペンション装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、空気ばねを用いたエアサスペンション装置において、当該エアサスペンション装置が伸び側にストロークしたとき、前記空気ばねの空気室が分割されて、前記空気ばねのばね定数が大きくなるようにしたことを特徴とする。
このように構成したことにより、伸び側にストロークしたとき、空気ばねの空気室が分割され、ばね定数が大きくなって大きなばね力が発生する。
なお、本明細書中の「空気」という用語は、空気のみを意味するものではなく、空気以外の気体を含み、広く気体一般を示す意味で用いている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、図７に示す従来例と同様の部分には、同一の符号を付す。
本発明の第１実施形態について、図１、図２および図５を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係るエアサスペンション装置１２は、空気ばね２および筒型の油圧緩衝器３とを組合わせたものである。
【００１０】
空気ばね２は、略有底円筒状のアッパピストン４の開口端に、略円筒状のダイヤフラム５の一端部を結合し、内側に折り返されたダイヤフラム５の他端部に、油圧緩衝器３のシリンダ８を挿入、結合して、内部に空気室６を形成している。空気室６内には、圧縮空気が封入されている。
【００１１】
油圧緩衝器３は、油液が封入されたシリンダ８内にピストン９が摺動可能に嵌装されており、ピストン９によってシリンダ８内がシリンダ上下室８Ａ、８Ｂの２室に画成されている。ピストン９には、ピストンロッド７の一端が連結され、ピストンロッド７の他端側は、シリンダ８の上端部に装着されたロッドガイド（図示せず）およびオイルシール（図示せず）に挿通されて、シリンダ８の外部へ延出されている。シリンダ８の底部側には、フリーピストン１３が嵌装されて、シリンダ８の底部にガス室８Ｃが形成されており、ガス室８Ｃ内には高圧ガスが封入されている。
【００１２】
ピストン９には、シリンダ上下室８Ａ，８Ｂ間を連通させて、これら２室間の油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディスクバルブ等からなる減衰力発生機構１０，１１が設けられている。
【００１３】
油圧緩衝器３のシリンダ８の上端部には、円筒状の画成部材１４が取付けられている。画成部材１４は、内筒１５および外筒１６を有する二重筒構造であり、内筒１５がシリンダ８の上端部に気密的に結合され、外筒１６がアッパピストン４の開口側の小径部１８の内周面に摺動可能に嵌合されおり、画成部材１４によって空気室６がアッパピストン４の底部側の上部室６Ａとダイヤフラム５側の下部室６Ｂとに画成されている。
【００１４】
画成部材１４の外筒１６には、上部室６Ａと下部室６Ｂとを連通させる連通孔１７が設けられている。連通孔１７は、通常は、上部室６Ａ内に開口して上部室６Ａと下部室６Ｂとを連通させ、エアサスペンション装置１２が、図１に示す通常位置から、伸び側に所定長さＬを超えてストロークしたとき、アッパピストン４の小径部１８によって閉塞されるように配置されている（図２参照）。
【００１５】
エアサスペンション装置１２は、油圧緩衝器３のシリンダ６の下端部に設けられた取付部１９がサスペンション装置のばね下（車輪）側に連結され、アッパピストン４の底部およびピストンロッド７の先端部２０がばね上（車体）側に連結されて車両に装着される。また、空気ばね２には、空気室６内の圧縮空気を給排制御するための給排制御弁、アキュムレータ、ポンプ、車高センサおよびコントローラ等からなる給排手段（図示せず）が接続されている。
【００１６】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
エアサスペンション装置１２は、空気ばね２の空気室６内に封入された圧縮空気の反発力によって車体を支持し、また、ばね上、ばね下間の振動を油圧緩衝器３によって減衰する。なお、画成部材１４の外筒１６がアッパピストン４の小径部１８に常時嵌合してシリンダ８を案内するので、エアサスペンション装置１２の横方向の剛性を高めることができる。
【００１７】
油圧緩衝器３は、ピストンロッド７のストロークにともなうピストン９の移動によって生じるシリンダ上下室８Ａ、８Ｂ間の油液の流動を減衰力発生機構１０，１１によって制御して減衰力を発生させる。このとき、ピストンロッド７の侵入、退出によるシリンダ８内の容積変化をガス室８Ｃ内の高圧ガスの圧縮、膨張によって補償する。
【００１８】
そして、給排手段によって、空気ばね２の空気室６内に圧縮空気を給排することにより、車高を調整することができ、また、積載荷重に応じてばね力を調整して、常に一定の車高を維持することができる。
【００１９】
通常、車両の直進時には、エアサスペンション装置１２の振幅が小さく、伸び側のストロークは、所定長さＬに達しないので、上部室６Ａと下部室６Ｂとは連通孔１７によって互いに連通されている。この状態では、空気室６全体の圧縮空気の反発力によって、路面の凹凸による振動および路面の突起を乗越える際の衝撃を充分に吸収することができ、良好な乗り心地を得ることができる。
【００２０】
また、車両の旋回時、加減速時には、旋回内側、加速時の前輪側および減速時の後輪側に装着されたエアサスペンション装置１２の伸び側へのストロークが所定長さＬを超え、図２に示すように、連通孔１７がアッパピストン４の小径部１８によって閉塞されて、空気室６が上部室６Ａと下部室６Ｂとに分割される。この状態では、エアサスペンション装置１２の伸び側へストロークに対して、上部室６Ａの容積は増大し、下部室６Ｂの容積は減少する。これにより、伸び側へのストロークに対する、空気室の容積変化の割合が増大して、ばね定数が大きくなる。その結果、伸び側のストロークに対して、大きなばね力を作用させることができ、車体の姿勢変化を抑制して、車両の走行安定性を高めることができる。
【００２１】
このとき、例えば図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、連通孔１７の形状を適当に設定することにより、伸び側のストロークに対するばね定数の変化を急激にしたり、緩やかにしたり、適宜設定することが可能である。
【００２２】
次に、本発明の第２実施形態について図３、図４および図６を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２３】
第２実施形態に係るエアサスペンション装置２１では、画成部材１４の外筒１６は、内筒１５よりも軸方向に短く、図３に示す通常位置において、外筒１６の先端がアッパピストン４の小径部１８から所定長さＬをもって離間されている。そして、エアサスペンション装置２１が、図３に示す通常位置にある場合には、画成部材１４の外筒１６とアッパピストン４の小径部１８との隙間２２によって、空気室６の上部室６Ａと下部室６Ｂとが互いに連通され、図４に示すように、通常位置から伸び側へ所定長さＬを超えてストロークしたとき、外筒１６がアッパピストン４の小径部１８に摺動可能に嵌合して、画成部材１４によって空気室６が上部室６Ａと下部室６Ｂとに分割されるようになっている。
【００２４】
このように構成したことにより、上記第１実施形態と同様、エアサスペンション装置２１の振幅が小さく、伸び側のストロークが所定長さＬに達しない場合には、上部室６Ａと下部室６Ｂとが隙間２２によって互いに連通されるので、空気室６全体の圧縮空気の反発力によって、振動および衝撃を充分に吸収することができ、良好な乗り心地を得ることができる。
【００２５】
また、エアサスペンション装置２１の伸び側へのストロークが所定長さＬを超えた場合には、図４に示すように、外筒１６が小径部１８に嵌合して、空気室６が上部室６Ａと下部室６Ｂとに分割されるので、ばね定数が大きくなり、ストロークに対して大きなばね力を作用させることができ、車体の姿勢変化を抑制して、車両の走行安定性を向上させることができる。
【００２６】
このとき、例えば図６（ａ），（ｂ）に示すように、画成部材１４の外筒１６の先端部に適当形状の切欠２３を設けることにより、伸び側のストロークに対するばね定数の変化を急激にしたり、緩やかにしたり、適宜設定することが可能である。
【００２７】
なお、上記第１および第２実施形態では、一例として空気ばねと油圧緩衝器とを一体に組合わせたものについて説明しているが、本発明は、これに限らず、空気ばねと油圧緩衝器を別体としたものについても、空気ばねのストロークに対して空気室を分割する画成部材を適宜設けることにより、同様に適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明に係るエアサスペンション装置によれば、伸び側にストロークしたとき、空気ばねの空気室が分割され、ばね定数が大きくなって大きなばね力が発生するので、車体の姿勢変化を抑えて走行安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエアサスペンション装置の通常位置にある状態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すエアサスペンション装置が伸び側にストロークした状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るエアサスペンション装置の通常位置にある状態を示す縦断面図である。
【図４】図３に示すエアサスペンション装置が伸び側にストロークした状態を示す縦断面図である。
【図５】図１に示すエアサスペンション装置の画成部材に設けられる連通孔の形状の例を示す図である。
【図６】図３に示すエアサスペンション装置の画成部材に設けることができる切欠形状の例を示す図である。
【図７】従来のエアサスペンション装置の縦断面図である。
【符号の説明】
２　　空気ばね
６　　空気室
１２，２１　　エアサスペンション装置
【図１】
2004036640.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004036640.tif 000007
【図６】
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【図７】
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