(57)【要約】【課題】小型化が可能な構成を備えたサスペンション装置を提供する。【解決手段】サスペンション装置１０は、空気室４２を有し、固定部材９０により振動受け部側に固定される空気ばね部４０と、液室２４を構成するシリンダ２２を有し、シリンダ２２を介して振動発生部側に連結される振動緩衝部２０と、を備える。さらに、サスペンション装置１０は、固定部材９０に固定され、シリンダ２２内に挿入されたピストンロッド２６と、ピストンロッド２６に固定されるとともにシリンダ２２内に摺動自在に設けられ、液室２４を２つに仕切っているピストン２８と、空気ばね部４０と振動緩衝部２０との間に配置され、空気室４２と液室２４とを画成しているフリーピストン３０とを備える。【選択図】図２
2009127723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気室を有し、固定部材により振動受け部側に固定される空気ばね部と、
液室を構成するシリンダを有し、該シリンダを介して振動発生部側に連結される振動緩衝部と、
を備えたサスペンション装置であって、
前記固定部材に固定され、前記シリンダ内に挿入されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドに固定されるとともに前記シリンダ内に摺動自在に設けられ、前記液室を２つに仕切っているピストンと、
前記空気ばね部と前記振動緩衝部との間に配置され、前記空気室と前記液室とを画成しているフリーピストンとを備えたことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
振動受け部側に配置された上部筐体と、
振動発生部側に配置され、第１の筒部と、前記第１の筒部よりも径の小さい第２の筒部とを有する下部筐体と、
前記上部筐体と前記下部筐体とを連結する連結部材と、
を備え、
前記上部筐体、前記連結部材、および前記下部筐体の第１の筒部が空気室を構成し、
前記下部筐体の第２の筒部が前記シリンダを構成することを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
【請求項３】
前記フリーピストンは、前記下部筐体の第１の筒部の内周面に摺接する第１のフリーピストンと、前記下部筐体の第２の筒部の内周面に摺接する第２のフリーピストンと、前記第１のフリーピストンと前記第２のフリーピストンとを連結する筒状部材とからなることを特徴とする請求項２に記載のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サスペンション装置に関する。特にモノチューブ式ショックアブソーバと空気ばねとを一体的に構成したサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体と車軸との間に設けられ、路面から受ける振動を吸収するサスペンション装置に、空気ばねと、空気ばねの振動に対して減衰力を発生させるショックアブソーバとを同軸上に設けた、いわゆるアブソーバ同軸一体型エアサスペンション装置がある（たとえば、特許文献１参照）。また、このアブソーバ同軸一体型エアサスペンション装置には、ショックアブソーバにモノチューブ式ショックアブソーバを採用したものがある。
【特許文献１】特開２０００−１８６７３６号公報
【特許文献２】特開２００６−１４４９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年の車両には居住性の向上が求められている。車両における居住性の向上の一つに居住スペースの拡大が挙げられるが、居住スペースの拡大は、サスペンション装置の設置スペースの縮小によっても得ることができる。そのため、サスペンション装置の小型化の要請がある。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化が可能な構成を備えたサスペンション装置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、本発明のある態様のサスペンション装置は、空気室を有し、固定部材により振動受け部側に固定される空気ばね部と、液室を構成するシリンダを有し、該シリンダを介して振動発生部側に連結される振動緩衝部と、を備えたサスペンション装置であって、前記固定部材に固定され、前記シリンダ内に挿入されたピストンロッドと、前記ピストンロッドに固定されるとともに前記シリンダ内に摺動自在に設けられ、前記液室を２つに仕切っているピストンと、前記空気ばね部と前記振動緩衝部との間に配置され、前記空気室と前記液室とを画成しているフリーピストンとを備える。
【０００６】
この態様によれば、空気室の空気圧によって液室の液圧を保つようにしているため、サスペンション装置の小型化が可能となる。
【０００７】
上記態様において、振動受け部側に配置された上部筐体と、振動発生部側に配置され、第１の筒部と、前記第１の筒部よりも径の小さい第２の筒部とを有する下部筐体と、前記上部筐体と前記下部筐体とを連結する連結部材と、を備え、前記上部筐体、前記連結部材、および前記下部筐体の第１の筒部が空気室を構成し、前記下部筐体の第２の筒部が前記シリンダを構成するようにしてもよい。この態様によれば、部品点数を削減することができ、サスペンション装置の軽量化、および製造コストの削減が可能となる。
【０００８】
前記フリーピストンは、前記下部筐体の第１の筒部の内周面に摺接する第１のフリーピストンと、前記下部筐体の第２の筒部の内周面に摺接する第２のフリーピストンと、前記第１のフリーピストンと前記第２のフリーピストンとを連結する筒状部材とからなるようにしてもよい。この態様によれば、空気室の空気圧によって液室の液圧を保つようにしているため、サスペンション装置の小型化が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小型化が可能な構成を備えたサスペンション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】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１１】
図１は、モノチューブ式ショックアブソーバと空気ばねとからなる一般的なサスペンション装置の概略断面図である。
【００１２】
図１に示すように、一般的なサスペンション装置１００は、ショックアブソーバ１２０と、空気ばね１４０とを備える。ショックアブソーバ１２０は、シリンダ１２２を有する。シリンダ１２２内には、シリンダ１２２内部を、上側の液室１３０と下側のガス室１３２とに画成するフリーピストン１２４が摺動自在に設けられている。液室１３０には作動液が充填され、ガス室１３２には高圧ガスが封入されている。また、シリンダ１２２内にはピストンロッド１２６が挿入され、ピストンロッド１２６にはピストン１２８が固定されている。ピストン１２８は、シリンダ１２２の液室１３０を上室１３０ａおよび下室１３０ｂの２つに仕切っている。ショックアブソーバ１２０のシリンダ１２２およびピストンロッド１２６の周囲には、空気ばね１４０の空気室１４２が配置されている。
【００１３】
本実施形態のサスペンション装置は、空気室を有し、固定部材により振動受け部側に固定される空気ばね部と、液室を構成するシリンダを有し、該シリンダを介して振動発生部側に連結される振動緩衝部とを備えている。また、本実施形態のサスペンション装置は、固定部材に固定され、シリンダ内に挿入されたピストンロッドと、ピストンロッドに固定されるとともにシリンダ内に摺動自在に設けられ、液室を２つに仕切っているピストンと、空気ばね部と振動緩衝部との間に配置され、空気室と液室とを画成しているフリーピストンとを備えている。図１に示すショックアブソーバ１２０の備えるガス室１３２の機能を、空気ばね部の空気室に持たせることにより、小型化が可能となる。
【００１４】
図２は、本実施形態のサスペンション装置の概略断面図である。
【００１５】
図２に示すように、本実施形態のサスペンション装置１０は、振動緩衝部２０と、空気ばね部４０とを備える。振動緩衝部２０はシリンダ２２を有し、シリンダ２２を介して、路面からの振動や衝撃を受ける振動発生部側、たとえば車軸（図示せず）に連結される。シリンダ２２内には作動液が充填され、液室２４が形成されている。
【００１６】
空気ばね部４０は、空気室４２を有し、振動発生部側からの振動が伝えられる振動受け部側、たとえば車体（図示せず）に、固定部材９０によって固定される。
【００１７】
固定部材９０には、ピストンロッド２６が固定されている。また、ピストンロッド２６は、シリンダ２２内に挿入されている。ピストンロッド２６には、ピストン２８が固定されている。ピストン２８は、シリンダ２２内に摺動自在に設けられ、液室２４を上部液室２４ａと下部液室２４ｂとに仕切っている。空気ばね部４０と振動緩衝部２０との間には、空気室４２と液室２４とを画成するフリーピストン３０が配置されている。
【００１８】
具体的には、本実施形態のサスペンション装置１０は、上部筐体６０と、下部筐体６２と、連結部材６４とを備える。上部筐体６０は、振動受け部側に配置される。また、下部筐体６２は、振動発生部側に配置され、第１の筒部６２ａと、第１の筒部６２ａよりも径の小さい第２の筒部６２ｂとを有する。連結部材６４は、上部筐体６０と下部筐体６２とを連結している。連結部材６４はたとえばゴムなどの可撓性材料からなり、上部筐体６０と下部筐体６２との相対的な移動にともなって変形し、上部筐体６０と下部筐体６２との連結状態を保つ。このような構成において、上部筐体６０、連結部材６４、および下部筐体６２の第１の筒部６２ａが空気室４２を構成し、下部筐体６２の第２の筒部６２ｂがシリンダ２２を構成している。
【００１９】
図３は、フリーピストン３０の概略断面図である。図３に示すように、フリーピストン３０は、下部筐体６２の第１の筒部６２ａの内周面に摺接する第１のフリーピストン３２と、下部筐体６２の第２の筒部６２ｂの内周面に摺接する第２のフリーピストン３４と、第１のフリーピストン３２と第２のフリーピストン３４とを連結する筒状部材３６とからなる。第１のフリーピストン３２および第２のフリーピストン３４にはそれぞれ、液室２４内の作動液がシリンダ２２外部へ漏れるのを防止するためのオイルシール３３、３５が設けられている。オイルシール３３、３５は、ゴムなどの可撓性材料で形成される。
【００２０】
フリーピストン３０は、空気ばね部４０と振動緩衝部２０との間に配置され、空気室４２と液室２４とを画成している。また、空気室４２の一部を構成し、空気室４２内の圧力を受ける、第１のフリーピストン３２の受圧面の面積は、液室２４の一部を構成し、液室２４内の圧力を受ける、第２のフリーピストン３４の受圧面の面積よりも大きくなっている。これにより、空気ばねとして適正な値に調整された空気室４２内の圧力を増幅させて、液室２４内の圧力をショックアブソーバとして適正な値に保っている。本実施形態においては、液室２４内の圧力を空気室４２内の圧力の約４倍としている。
【００２１】
続いて、本実施形態のサスペンション装置１０の動作について説明する。
【００２２】
サスペンション装置１０は、車体と車軸との間に設けられ、車軸側に連結された下部筐体６２は、路面に接するタイヤ（図示せず）の動きに追従して動く。一方、車体側に固定された上部筐体６０は、塑性変形する連結部材６４を介して下部筐体６２に連結され、また上部筐体６０と下部筐体６２との間には空気室４２が介在している。そのため、路面から下部筐体６２にまで伝達された振動は、空気室４２内の空気の弾性によって吸収され、下部筐体６２から上部筐体６０に伝わる振動は減少する。
【００２３】
また、下部筐体６２がタイヤの動きに追従して動くと、固定部材９０に固定されたピストンロッド２６が下部筐体６２に対して相対的に移動する。これによりピストン２８が下部筐体６２の第２の筒部６２ｂ、すなわちシリンダ２２内を摺動する。ピストン２８がシリンダ２２内を摺動すると、液室２４内の作動液がピストン２８に設けられたオリフィス（図示せず）を通過して、上部液室２４ａと下部液室２４ｂとの間を移動する。このときの流動抵抗により減衰力が発生し、振動が減衰する。本実施形態では、上述のように、２つの受圧面の大きさを異ならせたフリーピストン３０によって、液室２４内の圧力が高く保たれているため、作動液がオリフィスを通過する際に生じうる気泡の発生が抑えられる。
【００２４】
ピストンロッド２６のシリンダ２２内への進入、あるいはシリンダ２２内からの退出にともなって、液室２４内の液圧が変動し、液室２４の液圧と空気室４２の空気圧との間に差圧が生じる。フリーピストン３０は、液室２４の液圧と空気室４２の空気圧との間の差圧に応じて、液室２４と空気室４２との圧力のバランスがとれる位置までシリンダ２２内を摺動する。このように、本実施形態では、空気室４２の空気圧によって液室２４の液圧を保つようにしている。すなわち、図１に示すショックアブソーバ１２０に備えられているガス室１３２の機能を、空気ばね部４０の空気室４２に持たせている。
【００２５】
以上、本実施形態のサスペンション装置１０では、振動緩衝部２０の液室２４と空気ばね部４０の空気室４２との間にフリーピストン３０を設けている。そして、一般的なサスペンション装置１００のショックアブソーバ１２０に備えられているガス室１３２の機能を空気ばね部４０の空気室４２に持たせている。これにより、ガス室１３２を省略することができるため、サスペンション装置の小型化を図ることができる。また、サスペンション装置の構成を簡素化することができる。
【００２６】
また、振動緩衝部２０のシリンダ２２と、空気ばね部４０の下部筐体６２とを一体化している。そのため、部品点数を削減することができ、サスペンション装置の軽量化、および製造コストの削減が可能となる。また、一般的なサスペンション装置１００では、通常、空気ばね１４０の筐体をシリンダ１２２へ溶接する際に、熱によるシリンダ１２２の変形を防止するために、金属板などを介して両者を溶接している。しかしながら、本実施形態ではシリンダ２２と下部筐体６２とを一体化しているため、当該金属板も不要となる。よって、さらなる部品点数の削減、サスペンション装置の軽量化、製造コストの削減が可能となる。
【００２７】
さらに、一般的なサスペンション装置１００では、ショックアブソーバ１２０の液室１３０の大部分が外気に露出しておらず、減衰力が発生した際に生じた熱により液室１３０内の作動液の温度が上昇しやすかった。作動液の温度が上昇すると、オイルシールが硬化して亀裂が生じ、そこからシリンダ１２２外部に作動液が漏れてしまうおそれがあった。また、作動液の温度上昇により、ガス室１３２内のガスが膨張して液室１３０の液圧が上昇し、その結果、オイルシールが変形あるいはバーストして、シリンダ１２２外部に作動液が漏れてしまうおそれがあった。しかしながら、本実施形態では、振動緩衝部２０の振動発生部側に一般的構成におけるガス室１３２を設けておらず、図１と図２との比較からも分かるように、液室２４を下方配置している。よって、振動緩衝部２０の液室２４のほとんど全て、あるいはその大部分が外気に露出している。すなわち液室２４の放熱面積が大きくなっている。そのため、液室２４内の作動液の温度上昇を抑えることができ、これにより、作動液のシリンダ２２外部への漏れを防ぐことができる。また、作動液の温度上昇が抑えられることで空気室４２の気圧上昇が小さくなるため、空気室４２の気圧をより理想値に近い値に設定することができ、これにより路面の変化などに対する応答性も向上する。
【００２８】
また、一般的なショックアブソーバ１２０のガス室１３２に比べて、本実施形態の空気室４２の容積は大きいため、液室２４内の作動液の温度上昇による空気室４２内の空気の膨張は小さくなる。そのため、液室２４の液圧上昇を抑えることができ、作動液のシリンダ２２外部への漏れを防ぐことができる。また、通常、摺動時にピストン２８にかかる圧力が大きいほど、ピストン２８を含む振動緩衝部２０の耐久性は低下する。本実施形態では、上述のように空気室４２内の圧力の過上昇を抑えることができるため、液室２４の液圧上昇を抑えることができ、これにより振動緩衝部２０の耐久性を向上させることができる。
【００２９】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能であり、同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一般的なサスペンション装置の概略断面図である。
【図２】実施形態のサスペンション装置の概略断面図である。
【図３】フリーピストンの概略断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  サスペンション装置、  ２０  振動緩衝部、  ２２  シリンダ、  ２４  液室、  ２４ａ  上部液室、  ２４ｂ  下部液室、  ２６  ピストンロッド、  ２８  ピストン、  ３０  フリーピストン、  ３２  第１のフリーピストン、  ３３、３５  オイルシール、  ３４  第２のフリーピストン、  ３６  筒状部材、  ４０  空気ばね部、  ４２  空気室、  ６０  上部筐体、  ６２  下部筐体、  ６２ａ  第１の筒部、  ６２ｂ  第２の筒部、  ６４  連結部材、  ９０  固定部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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