(57)【要約】【課題】  車体側に突起部材が存在していても、車体側を切断せずに、容易に装着できる懸架装置を提供することを目的とする。【解決手段】  コイルスプリング３とエアスプリング２とを直列的に配設する。エアスプリング２を貫通してパイプ状部材５を設ける。車体34側の突起部材38をパイプ状部材５内に収納する。【選択図】  図３
2005104436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルスプリング（３）とエアスプリング（２）とを直列的に配設し、上記エアスプリング（２）を貫通してパイプ状部材５を設けたことを特徴とする懸架装置。
【請求項２】
コイルスプリング（３）とエアスプリング（２）とを直列的に配設し、上記エアスプリング（２）を貫通すると共に上記コイルスプリング（３）の内部へ突入状として、パイプ状部材（５）を設け、さらに、車体（34）側に形成された突起部材（38）を上記パイプ状部材（５）内へ収納して上記パイプ状部材（５）の内空部（Ｂ）を上記突起部材（38）の収納空間としたことを特徴とする懸架装置。
【請求項３】
エアスプリング（２）が弾性膜（６）と該弾性膜（６）の上縁・下縁を保持する上盤（７）・下盤（８）を備え、かつ、該エアスプリング（２）の上記上盤（７）・下盤（８）には、上記パイプ状部材（５）が挿通される孔部（９）（10）を有し、さらに、該孔部（９）（10）の内周面には上記エアスプリング（２）の内部エアを密封するためのシール材（13）（14）が設けられ、上記下盤（８）の上記孔部（10）に上記パイプ状部材（５）が挿通されて上記下盤（８）は上記パイプ状部材（５）に対して上下摺動自在である請求項１又は２記載の懸架装置。
【請求項４】
上記エアスプリング（２）にエアを出し入れすることで車高を調整するように構成された請求項１，２又は３記載の懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車輪懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、本発明者等は、車高の調整が容易で、乗心地を向上させるために、コイルスプリングとエアスプリングを直列的に配設した懸架装置について種々の提案を行ってきた（例えば、下記の特許文献１、特許文献２参照）。さらに、本発明者等は、図５に示すように、コイルスプリング31とエアスプリング32及び機械的な高さ調整自在なアダプタ33を、直列的に配設して、車体34と車軸（連結アーム）35側との間に介装した懸架装置についても、特願2002−201343として、提案している。
【特許文献１】特開２００１−００１７３０
【特許文献２】特開２００１−１２１９３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の懸架装置は、図５に例示するように、車体34側の取付部34Ａが平坦面状であれば、取付作業において、問題がなかった。即ち、例えばホンダ製のステップワゴン等では、上記取付部34Ａは平坦面状（フラット）であったので、アダプタ33の上端をボルト36等によって取着することができた。
【０００４】
しかしながら、車種によっては、図２に示すように（元来の）コイルスプリング37の中に張り出した（突入した）突起部材38が、車体34側に形成されている場合がある。（なお、この突起部材38はバンプラバー39を下端に付設する役目をなしている。）
この図２に示した突起部材38が、懸架装置の取付部34Ａに存在する場合、上述した図５のような従来の懸架装置───コイルスプリング31とエアスプリング32とアダプタ33を直列的に配置した懸架装置───を、装着できない。
【０００５】
あえて、図５に示した懸架装置、あるいは前記特許文献１，２の懸架装置を、装着せんとすれば、図２に例示の突起部材38を根元（上端）から切断して、さらに孔部を溶接等にて塞いでから取付けねばならなくなり、その切断作業及び取付（溶接）作業が極めて面倒で手間が掛かり、さらに、車体34の剛性が低下する等の弊害も生ずる。
【０００６】
そこで、本発明は、車体側にこのような突起部材が存在した車両に対して、車体側を切断したり、溶接したりすることなく、エアスプリングとコイルスプリングとを直列的に備えていても、容易に装着可能な懸架装置を提供することを、目的とする。さらに、車高を容易に変化させることを可能として、高速走行安定性を確保し、他方、悪路（地道）走行時には十分な車高を確保する等が可能な懸架装置を提供することを他の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明に係る懸架装置は、コイルスプリングとエアスプリングとを直列的に配設し、上記エアスプリングを貫通してパイプ状部材を設けた構成である。
また、コイルスプリングとエアスプリングとを直列的に配設し、上記エアスプリングを貫通すると共に上記コイルスプリングの内部へ突入状として、パイプ状部材を設け、さらに、車体側に形成された突起部材を上記パイプ状部材内へ収納して上記パイプ状部材の内空部を上記突起部材の収納空間とした。
また、エアスプリングが弾性膜と該弾性膜の上縁・下縁を保持する上盤・下盤を備え、かつ、該エアスプリングの上記上盤・下盤には、上記パイプ状部材が挿通される孔部を有し、さらに、該孔部の内周面には上記エアスプリングの内部エアを密封するためのシール材が設けられ、上記下盤の上記孔部に上記パイプ状部材が挿通されて上記下盤は上記パイプ状部材に対して上下摺動自在である。
そして、上記エアスプリングにエアを出し入れすることで車高を調整するように構成されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
車体側に突起部材が存在している車種であっても、車体側を切断や溶接することなく、エアスプリングを具備した懸架装置を、装着することが可能となった。
また、高速走行時には車高をやや低目に設定して安定して走行することができ、悪路等を走行するときには車高を高目に設定する等のように、車高変更を容易に変更可能となる。また、所望のバネ定数に変更（設定）することが容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１と図３に於て、本発明に係る自動車の車輪懸架装置の実施の一形態を示し、この懸架装置１は、コイルスプリング３とエアスプリング２とを直列的に配設したものであり、自動車の車体34と車軸35の間に装着されている。具体的には、下方にコイルスプリング３と、上方にエアスプリング２を、同一軸心上に積上げて組立てられた構造である。ここで、「直列的」とは、車体34側と車軸35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ような配置を言う。
そして、エアスプリング２を貫通してパイプ状部材（円筒部材）５が設けられている。
【００１０】
エアスプリング２は、弾性膜（可撓性膜）６と、この弾性膜（可撓性膜）６の上縁・下縁を保持する上盤７・下盤８を備えている。そして、上盤７と下盤８には、パイプ状部材５が挿通される孔部９，10を夫々有し、下盤８の孔部10の内周面に摺り軸受（ブッシュ）12が嵌着されて、この摺り軸受12を介して、パイプ状部材５が挿通されている。このようにして、下盤８はパイプ状部材５に対して上下摺動自在である。他方、上盤７の孔部９に対し、パイプ状部材５が挿通されているが、このパイプ状部材５に対して上盤７は上下に摺動（相対移動）しない。さらに、エアスプリング２の内部エアを密封するためのＯリング等のシール材13, 14が、上盤７・下盤８に夫々設けられる。
【００１１】
図例では、上盤７は、上盤本体７ａと、弾性膜６の上端縁をこの上盤本体７ａに固着する取付リング７ｂとから成り、さらに、上盤本体７ａは下面から下方へ突出状の円筒部15を有し、この円筒部15にて弾性膜６の上方開口端縁の内周面を保持している。また、上盤本体７ａには、エア給排孔16が形成され、配管継手17を介して、エア給排チューブ18と接続され、エアスプリング２の弾性膜６の内部へ、エアを供給し、又は、排出して、図１のようにエアスプリング２が上下方向に短縮した状態と、図３のように上下方向に伸長した状態に、調整可能であり、図３中の矢印Ａは、エア給排チューブ18を介してエアを供給する流れの方向を示している。このように、エアスプリング２にエアを出し入れすることで車高を調整できる。
【００１２】
また、下盤８は、下盤本体８ａと、弾性膜６の下端縁をこの下盤本体８ａに固着する取付リング８ｂとから成り、さらに、下盤本体８ａは上面から上方へ突出状の円筒部19を有し、この円筒部19にて弾性膜６の下方開口端縁の内周面を保持しており、かつ、上記摺り軸受12はこの円筒部19の内面側に挾着されている。
20はアッパーマウントを示し、このアッパーマウント20と、上盤本体７ａの上面との間に、パイプ状部材５の上端に形成された外鍔部21が装着保持されている。
【００１３】
そして、図１と図２に示すように、パイプ状部材５は、エアスプリング２を上述のように貫通すると共に、コイルスプリング３の内部（上半側内部）へ、上方から下方に突入状として、十分な長さに、形成されている。さらに、車体34側に形成された突起部材38を、このパイプ状部材（円筒部材）５内へ収納して、パイプ状部材５の内空部Ｂを、車体34側の上記突起部材38の収納空間として（活用して）いる。なお、パイプ状部材５の下端には、バンプラバー39が付設される。また、25はタイヤを示す。
【００１４】
この図１・図３と、図２とを対比すれば明らかなように、本発明に係る懸架装置１では、パイプ状部材５を（軸心に沿って）備えているので、改造前の（既設の）コイルスプリング37等を取外せば、突起部材38を根元（上方基端）から切断する等の面倒な作業を行わずに、直ちに、図１・図２に示すように、懸架装置１を取付け可能である。勿論、突起部材38を切断した後に、カバー材を施蓋するための溶接作業も省略される。
【００１５】
また、突起部材38が無い車種の場合には、パイプ状部材５の内空部Ｂを活用して、図４（ｂ）のように、別のコイルスプリングを内装したり、また、図４（ｃ）のようにショックアブソーバ23を内装したり、その他、サスペンション特性を改善するための流体圧シリンダや各種センサ類を、このパイプ状部材５の内部に設けるも、好ましい（図示省略）。なお、図４（ａ）は既述の図１〜図３の場合の突起部材38の場合を、示している。
なお、エアスプリング２の形状や種類は、図示以外にも設計変更自由であり、また、エアスプリング２を２個以上積上げるも自由である。
【００１６】
なお、図１と図３では、緩衝装置24は、直列的に配設された前述のコイルスプリング３とエアスプリング２とは、独立して（並列的に）配設されている。図３中に矢印Ａにて示すように、エアスプリング２に圧縮空気（エア）を供給することで、図１から図３のように、エアスプリング２が伸長して車高を増加できる。逆に、エアを（矢印Ａと逆方向に流して）抜けば、車高を低下できる。また、図１で明らかなように、エアを完全に抜いた状態では、上盤本体７ａの円筒部15の下端と、下盤本体８ａの円筒部19の上端とが、相互に当接して、弾性膜６に外力（圧縮力）が作用しないようになっている。
【００１７】
図示省略したが、上述の圧縮空気（エア）は、車載バッテリを電源としたコンプレッサにより発生させ、コンプレッサから発生したその圧縮空気（エア）を一旦エアタンクに貯蔵し、メカニカルバルブやソレノイドバルブ等の弁類を介して、エアスプリング２へ図３の矢印Ａのように供給したり、逆に、（矢印Ａと反対方向に）排出させる。そして、これらの操作を、運転席のスイッチにて行うようにするのが望ましい。
【００１８】
エアスプリング２の発生力Ｆは、エアスプリング２の内圧Ｐと、エアスプリング２の受圧有効面積Ｓとの間に、次式の関係が成り立つ。
Ｆ＝Ｐ×Ｓ
従って、発生力Ｆは、空気の圧力（内圧Ｐ）に比例するので、数値化され易く、確実に所定の車高に変化できる。即ち、内圧Ｐを変化させることにより、車高上昇量を変化させることができる。
【００１９】
また、エアスプリング２への加圧エアの出し入れは、エアスプリング２のばね定数Ｋ1 を、様々に調整することであり、ばね定数Ｋ1 は、エアスプリング２の内圧Ｐと、エアスプリング２の受圧有効面積Ｓと、エアスプリング２の容積Ｖとに関連しており、車体34等の荷重の変化によらず、固有振動数をほぼ一定に保つことができ、乗心地を向上させ、さらに、確実に車高を所望値に調整できる。
【００２０】
また、コイルスプリング３とエアスプリング２を直列的に配置しているため、全体の直列合成のばね定数Ｋは、上述のエアスプリング２のばね定数Ｋ1 と、コイルスプリング３のばね定数Ｋ2 との間に、次式の関係が成り立つ。
Ｋ＝Ｋ1 ×Ｋ2 ／（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）
従って、直列合成のばね定数Ｋは、単独のばね定数Ｋ1 ，Ｋ2 より小さくなり、乗心地が一層向上したものとなる。なお、エアスプリング２のばね定数Ｋ1 は、空気の圧力（内圧Ｐ）によって、変化させることができるので、直列合成のばね定数Ｋを、所定の値に変化させることができる。
【００２１】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、図示（図１・図２）の懸架装置１を上下逆に取付けても良く、また、パイプ状部材５を伸縮調整自在な内外２重構造として、懸架装置全体の取付高さ調整自在に構成するも自由である。
【００２２】
本発明は以上述べたように、コイルスプリング３とエアスプリング２とを直列的に配設し、上記エアスプリング２を貫通してパイプ状部材５を設けた構成であるので、元々の車体34に突起部材38等の邪魔な部材が存在していても（それをそのままに残して、）容易に本発明の懸架装置を装着可能となった。あるいは、図４（ｂ）（ｃ）に示したようなコイルスプリング22やショックアブソーバ（緩衝装置）23やその他各種機構を、パイプ状部材５内に収納状として、取付できる等の設計の自由度も高まる。
【００２３】
また、本発明に係る懸架装置は、コイルスプリング３とエアスプリング２とを直列的に配設し、上記エアスプリング２を貫通すると共に上記コイルスプリング３の内部へ突入状として、パイプ状部材５を設け、さらに、車体34側に形成された突起部材38を上記パイプ状部材５内へ収納して上記パイプ状部材５の内空部Ｂを上記突起部材38の収納空間とした構成であるので、車体34側に存在している突起部材38を切断したり、切断後の孔部を施蓋するための溶接作業等が省略でき、かつ、車体34側の剛性が低下することも防止できて、好都合である。
【００２４】
また、本発明は、エアスプリング２が弾性膜６と該弾性膜６の上縁・下縁を保持する上盤７・下盤８を備え、かつ、該エアスプリング２の上記上盤７・下盤８には、上記パイプ状部材５が挿通される孔部９，10を有し、さらに、該孔部９，10の内周面には上記エアスプリング２の内部エアを密封するためのシール材13，14が設けられ、上記下盤８の上記孔部10に上記パイプ状部材５が挿通されて上記下盤８は上記パイプ状部材５に対して上下摺動自在である構成であるので、エアスプリング２の内部と外部の密封性を確保でき、かつ、エアスプリング２がスムースに伸縮できる。そして、上記エアスプリング２にエアを出し入れすることで車高を調整するように構成されたことによって、例えば、高速走行時には車高を下げて安定走行ができ、他方、悪路走行時には、車高を高くして車体底壁と岩石等との干渉を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の一形態を示す一部断面要部正面図である。
【図２】本発明に係る懸架装置を装着する前の状態の一例を示した一部断面要部正面図である。
【図３】エアスプリングに圧縮空気を供給している状態を示す一部断面要部正面図である。
【図４】要部の変形例を示す説明図である。
【図５】従来例を示す一部断面要部正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
２  エアスプリング
３  コイルスプリング
５  パイプ状部材
６  弾性膜（可撓性膜）
７  上盤
８  下盤
９  孔部
10  孔部
12  摺り軸受
13  シール材
14  シール材
34  車体
35  車軸
38  突起部材
39  バンプラバー
【図１】
2005104436.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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