(57)【要約】【課題】  車両懸架装置における異音の発生を低減し、且つシリンダ内部の水分を効果的に外部に放出する技術を提供する。【解決手段】  本発明の電磁サスペンション１０は、シリンダ３０の内外を連通する連通部５０を備える。連通部５０をシリンダ３０の下方に形成することで、連通部５０から放出する空気の音を乗員に聞こえにくくする。また、連通部５０をシリンダ３０の底部に形成することで、シリンダ３０内に発生した水分を外部に除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダ内部において車両のバネ上とバネ下間に減衰力を発生させる減衰力発生手段と、
前記シリンダ下方においてシリンダ内部と外部を連通する連通手段と、
を備えることを特徴とする車両懸架装置。
【請求項２】
前記連通手段は、前記シリンダの底部に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両懸架装置。
【請求項３】
前記連通手段は、逆止弁を有することを特徴とする請求項１または２に記載の車両懸架装置。
【請求項４】
前記逆止弁の開弁圧は、前記シリンダに設けられた封止部材から空気がシリンダ外部に抜ける圧力よりも低く設定されることを特徴とする請求項３に記載の車両懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両懸架装置に関し、特にモータによってアブソーバを制御する車両懸架装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両懸架技術として、モータとボールねじを備えて、シリンダ内部において減衰力を発生させる電磁式のサスペンション装置を提案するものがある（例えば、特許文献１参照。）。このサスペンション装置は、磁石とソレノイドの相対位置を検出してソレノイドへの通電制御を行うことで、車輪側部材と車体側部材との相対位置を制御する。特許文献１には、シリンダ周辺が気密的に構成されることが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−３３１８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電磁式の車両懸架装置におけるシリンダは、外部からダストや水分が浸入するのを防止するべく、ダストシールなどの封止部材により密閉される。シリンダ自身の上下動やシリンダ内の温度上昇によりシリンダ内圧力が上昇すると、シリンダ内の空気はダストシールから外部に放出される。ダストシールからの空気の放出音は、乗員にとって耳障りな異音として感じられる。また、シリンダ内の温度上昇によりシリンダ内空気と外気との間で温度差が生じると、シリンダの内部表面に水分が結露することがある。水分はシリンダ内面の錆や腐食の原因となるため、この水分を放置することは好ましくない。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両懸架装置における異音の発生の低減または防止や、シリンダ内の水分を効果的に除去する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、シリンダと、シリンダ内部において車両のバネ上とバネ下間に減衰力を発生させる減衰力発生手段と、シリンダ下方においてシリンダ内部と外部を連通する連通手段とを備える車両懸架装置を提供する。この態様の車両懸架装置によると、シリンダの内外を連通する連通手段により、シリンダ内の空気を外部に効果的に放出することができる。連通手段をシリンダ下方に設けることで、空気の放出音が車両の乗員に聞こえにくくなる。連通手段は、例えばシリンダに貫通孔を設けるなど比較的単純な構造で実現でき、簡易な製造工程により形成することができる。また、連通手段に消音構造をもたせることで、音自体の発生も抑制することが可能となる。
【０００６】
連通手段は、シリンダの底部に設けられることが好ましい。連通手段をシリンダ底部に設けることで、放出時の空気音が乗員に一層聞こえにくくなるとともに、シリンダ内部に発生する水分を除去することが可能となる。
【０００７】
連通手段は、逆止弁を有することが好ましい。逆止弁の構造を有することで、外部からシリンダ内部へのダストや水分の浸入を防止することができる。この逆止弁の開弁圧は、シリンダに設けられた封止部材から空気がシリンダ外部に抜ける圧力よりも低く設定される。これにより、シリンダ内の空気を連通手段から優先して外部に放出して、ダストシールなどの封止部材からの空気の放出を抑制し、空気の放出音を乗員に聞こえにくくすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、異音の発生や、シリンダの錆の発生を効果的に抑制する車両懸架装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の実施例に係る車両懸架装置の構成を示す。本実施例において、車両懸架装置は、電磁式のアブソーバとコイルスプリングを備えた電磁サスペンション１０として構成される。電磁サスペンション１０は、車両のバネ上とバネ下の間の減衰力をモータ２０を用いて発生するアブソーバ１２を備え、この電磁サスペンション１０を介して車体と車輪が接続される。なお、コイルスプリング２２により支えられる車体側の部材を「バネ上」と呼び、コイルスプリング２２により支えられていない車輪側の部材を「バネ下」と呼ぶ。電磁サスペンション１０は、車両に設けられる電子制御装置（以下、電子制御装置を「ＥＣＵ」と表記する）により制御される。
【００１０】
アブソーバ１２は、モータ２０、ボールねじ２４、ボールねじナット２６、ロッド２８、シリンダ３０、軸受３４、３６、４６およびダストシール３８を備える。ボールねじナット２６は、シリンダ３０の底面から立設される立設部材４４により支持される。軸受４６はロッド２８内部においてボールねじ２４を回動可能に支持し、また軸受３４および３６は、シリンダ３０内部においてロッド２８を摺動可能に支持する。ダストシール３８は、外部からシリンダ３０内にダストや水分などの異物が入り込むのを防止する封止部材である。
【００１１】
電磁サスペンション１０は、第１取付部４０において車体側の構成に取り付けられ、また第２取付部４２において車輪側の構成に取り付けられる。コイルスプリング２２は、第１取付部４０近傍の車体面とスプリングシート４２の間に縮設され、予め所定の荷重を与えられる。
【００１２】
コイルスプリング２２は車両のバネ上部分の重量を支持し、また路面からの振動や衝撃が車輪を通して車体に伝わるのを抑制する。アブソーバ１２は、コイルスプリング２２による車体の上下振動を減衰させる。すなわちアブソーバ１２は、シリンダ３０の内部において車両のバネ上とバネ下間に減衰力を発生させる減衰力発生手段として機能する。アブソーバ１２は、モータ２０を用いて車両のバネ上とバネ下の間に減衰力を発生させ、制御応答性に優れている。
【００１３】
ボールねじ２４、ロッド２８およびシリンダ３０は同軸に配置されている。シリンダ３０には、雌ねじ部分を有するボールねじナット２６が内設される。ボールねじ２４は雄ねじ部分を有し、ボールねじナット２６に螺合した状態にある。モータ２０はボールねじ２４の一端を回動可能にセレーションで支持する。ＥＣＵによりモータ２０に駆動電流が与えられてモータ２０が駆動されると、ボールねじ２４がボールねじナット２６に対して相対回転し、その回転運動が直線運動に変換されることで、モータ２０に対してシリンダ３０が下方に押し下げられ、または上方に引き上げられる。なお、本実施例では、ロッド２８がシリンダ３０の内側に挿入される構造について説明するが、逆にシリンダ３０がロッド２８の内側に挿入される構造であってもよい。
【００１４】
車両が良路を走行している場合、ＥＣＵは電磁サスペンション１０のモータ２０に与える電流値を、例えば０Ａである基準電流値に設定する。路面に凹凸がある場合、ＥＣＵは、車体に設けられる加速度センサによる検出結果から、車体の上下方向の加速度を測定する。車輪が上下動する場合、ロッド２８とシリンダ３０との相対運動によりコイルスプリング２２が伸縮する。このとき、ボールねじ２４がボールねじナット２６に対して相対回転することにより、モータ２０が回転して発電機として作用し、このときに生じる抵抗力により減衰力が発生する。ＥＣＵは、コイルスプリング２２の伸縮を抑制する方向の電流、すなわちモータ２０内部で電磁誘導により生じた電流とは逆向きの電流をモータ２０に与える。ＥＣＵは、車体の上下方向の加速度等に応じてモータ２０に与える電流を設定し、減衰力を調整してもよい。
【００１５】
シリンダ３０は、ダストなどの浸入を防止するべく略気密構造を有しているため、シリンダ３０の上下動やシリンダ内部の温度上昇により、内部圧力が上昇する。この圧力上昇によりシリンダ内部の空気がダストシール３８から噴出すると、乗員が耳障りと感じる笛の音のような異音が発生することがある。本実施例の電磁サスペンション１０は、この異音の発生を低減または防止するために、シリンダ３０においてシリンダ内部とシリンダ外部を連通する連通部５０を備える。連通部５０は、シリンダ３０の内外を連通する貫通孔を有し、さらに貫通孔を通じて外部からダストや水分などの浸入を防ぐための逆止弁を有して構成されることが好ましい。連通部５０は、シリンダ内部の空気を外部に放出するための空気放出穴として作用し、またシリンダ３０の底部に溜まる水分を外部に排出するための水分排出穴としても作用する。逆止弁を設けた場合であっても、シリンダの内部圧力の上昇により、水分は連通部５０からスムーズに排出される。
【００１６】
連通部５０は、シリンダ３０の下方に形成されることが好ましい。空気の抜け穴をダストシール３８の取付位置よりも乗員から離れた位置に設けることで、連通部５０から空気が抜けるときの音を乗員が聞こえにくくする。さらに、連通部５０は、空気音を消音する構造をもって形成され、空気の放出音を発生させないことが好ましい。この消音構造は、例えば貫通孔の断面形状をある程度の大きさで形成することにより実現される。シリンダ３０の板厚が３〜５mm程度である場合、例えば貫通孔を直径１mm程度の断面形状をもつように形成することで、貫通孔から放出される空気の音を低減または消すことができる。このように貫通孔の断面形状は、貫通孔を設けるシリンダ３０の板厚に応じて定められてもよい。また空気がスムーズに流れるように、貫通孔は円筒状などの柱状に形成されることが好ましい。
【００１７】
連通部５０は、シリンダ３０の下方において、特にシリンダ３０の底部に設けられることが好ましい。なおシリンダ３０の底部とは、シリンダ３０の底面付近の位置を意味し、シリンダ３０の底面だけでなく、シリンダ３０の底面と側面との境界部分も含む。貫通孔は下方に向けて形成される。これにより、空気を下向きに逃がすことができるため、仮に完全に消音できない場合であっても、空気音を聞こえにくくすることができる。さらに、シリンダ内外の温度差によりシリンダ３０内部で水分が結露し、その水分がシリンダ３０の底部に溜まった場合であっても、連通部５０をシリンダ３０の底部に設けることで、水分を外部に放出することができる。
【００１８】
逆止弁の開弁圧は、ダストシール３８から空気が外部に抜ける圧力よりも低くなるように設定される。これにより、空気をダストシール３８からではなく、連通部５０から優先して放出することができる。なお図１においては、１つの連通部５０のみが示されているが、連通部５０はシリンダ３０の底部の複数箇所に設けられてもよい。
【００１９】
図２は、シリンダ３０の底面に形成された複数の連通部５０を示す。連通部５０は、シリンダ底面の中心点から略均一な角度をもって配置されるのが好ましい。また、連通部５０は、シリンダ底面の縁部近傍の領域に形成されるのが好ましい。図示の例では、４つの連通部５０が、中心点から略９０度ずれた位置に設けられている。これにより、シリンダ３０の傾きにかかわらず、シリンダ３０内の水分を効果的に外部に排出することができる。なお連通部５０の数はいくつであってもよい。シリンダ３０が水平面に対して所定の角度で取り付けられる場合には、鉛直方向に最下方となる位置に連通部５０を設ければよい。なお連通部５０は、シリンダ３０の底面において、立設部材４４により画定される領域に設けられてもよい。
【００２０】
図３および図４は、連通部５０の構造例と、連通部５０を構成する部材を示す。図３（ａ）および図４（ａ）は、シリンダ３０の底面に設けた連通部５０を示し、図３（ａ）および図４（ａ）において、シリンダ３０底面の上側がシリンダ３０の内部を、下側がシリンダ３０の外部を示している。
【００２１】
図３は、ボール５４とスプリング５６とで逆止弁を構成した連通部５０の構造、および連通部５０を構成する部材を示す。シリンダ３０の底面に段状の開口部が形成され、この開口部に、ボールキャップ５３が上方から圧入されて固定される。図３（ａ）は、連通部５０の断面図を示し、図３（ｂ）は、シリンダ３０に形成された段状開口部５５を示し、図３（ｃ）は、貫通孔５２を有するボールキャップ５３を示す。段状開口部５５は、ボールキャップ５３を圧入するための第１開口部分と、スプリング５６を挿入するための第２開口部分と、外部への連通口となる第３開口部分とを有し、第１開口部分の断面は、第２開口部分の断面よりも大きく形成される。スプリング圧の下限値は、逆止弁としての作用を実現するように、重力に抗してボール５４が貫通孔５２を塞ぐ程度以上に設定される必要がある。また、既述のごとく、スプリング圧は、ダストシール３８から空気が外部に抜ける圧力よりも低くなるように設定される。すなわち、スプリング圧は、逆止弁として機能する圧力値を下限とし、且つダストシール３８から空気が外部に抜ける圧力値よりも低い範囲内で設定される。
【００２２】
図４は、ゴム弁５８で逆止弁を構成した連通部５０の構造、および連通部５０を構成する部材を示す。シリンダ３０の底面に段状の開口部が形成され、この開口部に、ゴム弁５８が下方から圧入されて固定される。図４（ａ）は、連通部５０の断面図を示し、図４（ｂ）は、シリンダ３０に形成された段状開口部５５を示し、図４（ｃ）は、ゴム弁５８の下面図を示す。段状開口部５５は、シリンダ３０内部からの連通口となる第１開口部分と、ゴム弁５８を圧入するための第２開口部分とを有する。ゴム弁５８は、段状開口部５５に取り付けられた状態で、重力に抗して第１開口部分を塞ぐ程度以上に上方に付勢される舌片５９を有する部品として構成される。舌片５９の付勢力も、図３に示した連通部５０におけるスプリング力と同様に、ダストシール３８から空気が外部に抜ける圧力よりも低くなるように設定される。
【００２３】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例に係る車両懸架装置の構成を示す図である。
【図２】シリンダの底面に形成された複数の連通部を示す図である。
【図３】連通部の構造の一例を示す図である。
【図４】連通部の構造の別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０・・・電磁サスペンション、１２・・・アブソーバ、３０・・・シリンダ、３８・・・ダストシール、５０・・・連通部、５２・・・貫通孔、５４・・・ボール、５６・・・スプリング、５８・・・ゴム弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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