JP2001503702A - 車両用車輪懸架装置のための衝撃緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両用車輪懸架装置内のアクティブ懸架／衝撃緩衝のために配列され、空気バネ（８）と組合っている衝撃緩衝器（６）から成る衝撃緩衝装置(２)。衝撃緩衝器（６）は空気バネ（８）に囲まれ、前記衝撃緩衝器と前記空気バネとの間の環状内部空間（１２）には、前記衝撃緩衝器を囲んでいるピストンとシリンダ装置（１０）が配列され、それは内側では衝撃緩衝器（６）に接続され、外側では空気バネ（８）に接続されている。ピストンとシリンダ装置（１０）のピストンは環状ピストンであり、それは、軸方向延長部（３２）を通じて、車両懸架装置に接合されているスタビライザへ結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 車両用車輪懸架装置のための衝撃緩衝装置 本発明は、車輪懸架適合部と組合せた衝撃緩衝器からなり、車両の車輪懸架装 置内においてアクティブ車輪懸架／衝撃緩衝のために配列される衝撃緩衝器配列 に関する。 自家用車のような車輪付き車両のために、良好な道路特性や良好な移動快適性 （快適な運転）を確実なものとするためや、特に粗い路面を移動する場合および 曲がった部分を運転するときに、車両には車輪懸架装置、衝撃緩衝器およびバネ から成る良好に機能するシステムが備わっていなければならない。バネは、それ が押し付けられたとき、保存エネルギを通じて弾性抵抗を与え、このエネルギは 衝撃緩衝器を使って少なくとも一部は減衰され、該衝撃緩衝器は車体と車輪懸架 装置との間の相対移動を制動し、バネエネルギを熱エネルギに変換する。 特に、車両の前方車輪の間には、しかし時には後方車輪の間にも、曲がった部 分を走行するときに車体の過剰な横揺れ（横方向に傾いている）を阻止する一般 にある種のスタビライザが配設されている。一般的な種類のスタビライザは、ら せん状バネ或は、ねじれ棒の形状をしたねじれバネであり、このねじれ棒は、車 体／シャシー／底板に回転可能に取り付けられ、車両の縦軸方向に対し横断して 延在する。前記ねじれ棒の端部はレバーアームによって車輪懸架装置に接続され 、車輪懸架装置の動きに追随する。スタビライザを通じ一緒に接続されている異 なった寸法を持つ車輪懸架装置の動きを利用して、該スタビライザは、カーブに おいて外向きにコーナーを運転中は車体の傾きに対し反対に作用し、軽い負荷の かかっている内側の車輪を路面に対し押しつける。それと同時に、より重い負荷 がかかっている外側の車輪はより固いバネ作用を得ることとなり、これらの作用 が一緒になって前記傾きを減少させ、それにより、向上した道路特性を得る方へ 導いてくれる。 アクティブバネを有する車輪懸架システムは、バネ機能と車輪の減衰機能の両 方を制限し得る。先行技術では、この種のシステムに関する複数の異なった建設 的な解答が知られている。これらのシステムにはセンサが含まれており、該シス テムは、例えば、垂直輪荷重、車輪の動きおよび加速をそれぞれ感知する。 センサからの信号は、一般に、電子制御ユニットへ伝達され、該電子制御ユニ ットは、バネ、衝撃緩衝器およびスタビライザのような車輪懸架システムの構成 部品の特性を制御し、それらに影響を及ぼす。 したがって、衝撃緩衝器と車輪懸架適合部を組合わせて、例えば、鉄製の囲ん でいる螺旋状バネ（螺旋形バネ）を有する油圧型衝撃緩衝器の形状の衝撃緩衝器 ／バネユニットを形成することは既に知られていることである。 スタビライザに対し別になっているピストンとシリンダ装置を組み込むことは 先行技術から知られており、少なくとも１つの車両パラメータに従って、車輪懸 架システム上でスタビライザの影響を制限するように配列されている。しかし、 この種の分離しているピストンとシリンダ装置は、その装着と稼動を可能とさせ るための空間が車両内に僅かしか必要としない、というわけではない。後方車輪 近傍では、燃料タンクがよくこの種の装置への途中にあり、また前方車輪ではこ の装置はエンジン下に配置されなければならないため、このことがしばしば大き な問題になってしまう。 まったく一般的なことには、この種のピストンとシリンダ装置のための十分な 空間は今日製造されている小型車両では得られないし、それが自家用車の場合は 特に問題であることが付記されなければならない。したがって、本発明の主目的 は、車両、特に自家用車としての車両における車輪懸架装置のための小型衝撃緩 衝器配列を提供することにあり、この場合、バネ効果、衝撃緩衝および安定効果 は、建設的で、単一な一体化ユニットを利用し調和の取れた方法で提供されうる 。したがって、主原則は、前記ユニットが衝撃緩衝器周辺に作られ、該緩衝器に は車輪懸架装置の領域付近に空間が与えられなければならないことである。本発 明による衝撃緩衝器配列は、該衝撃緩衝器が後部車輪と同様前部車輪に室がある 程度に小型であるべきである。 更なる目的は、バネの動き、衝撃緩衝器の動きおよび傾きに対抗する動きが、 いわゆる共通した作用線に沿って同一方向に生じるように衝撃緩衝器配列が作ら れることである。 上記から明白なように、衝撃緩衝装置は、車両がカーブを運転通過の際、問題 となる車両の傾きに対しアクティブに反作用をすることが可能な効果的な手段で あって、空間を節約しうる方法における効果的な手段を提供し得るよう設計され るべきである。 現在までは、空気バネと組合わせた衝撃緩衝器は、主に後部車輪懸架装置で使 用されてきているが、建設的で一体化されたユニットの形成を通して作られる本 発明による衝撃緩衝器配列は、車輪の後部車輪懸架器と同様に前部車輪懸架器で も利用され得る。近年、空気緩衝器がより頻繁に利用されるようになってきてい るが、それというのは、他の緩衝器の中で、これらは柔らかな垂直懸架器を提供 すると同時に向上した移動快適性をも提供しうるからである。しかし、空気緩衝 器の短所は傾きをより生じ易くしてしまうことである。そのため、この空気緩衝 器はアクティブな傾き減少対策と組合わせて使用されるべきであり、それによっ て、コーナーを回る間の移動快適性と道路把持能力は格段に向上され得る。 要約するならば、本発明の目的とするところは、車両への実荷重と独立で、常 時同じ懸架特性を有する衝撃緩衝器配列を提供することであり、前記実荷重と独 立とは、換言すれば、問題となる車輪懸架器に影響を及ぼし、且つ該車輪懸架器 によって緩衝されるべき載荷力の大きさとは独立ということである。 上記目的とそれに関連する問題は、請求項１記載の特徴部分に記載されている 特徴を有する衝撃緩衝器配列についての発明によってそれぞれ達成、解決される 。 その結果、本発明による衝撃緩衝器配列を識別する主要なものというのは、車 輪懸架装置が、衝撃緩衝器自体を取囲んでいる１つの空気バネ（空気クッション 装置）であり、前記衝撃緩衝器と前記空気バネとの間の環状空間に環状ピストン とシリンダ装置が装着され、該環状ピストンとシリンダ装置は前記衝撃緩衝器を 囲み、内側では前記緩衝器に接続され、外側では前記空気バネに接続されている ことである。前記ピストンとシリンダ装置のピストンは、この場合、車輪懸架装 置に属するスタビライザに接続されている環状ピストンである。 本発明による衝撃緩衝器配列の重要な長所というのは、建設的に一体化された ユニットの形成を通じて、組み込み問題を効果的に回避できる点にあり、該組み 込み問題は、例えばスタビライザと協働している空気或は油圧動作シリンダを使 用してアクティブな衝撃緩衝を提供するための、今日まで既知で分離している余 分な部品の装着に伴って生じる。 更に、本発明による衝撃緩衝器配列の好ましい実施例は、請求項２から９に記 載の特徴を有している。 請求項２には、前記ピストンとシリンダ装置の外寸法を横断方向（すなわち、 その直径方向の測定）において可能な限り小さく保持するには、どのように該ピ ストンとシリンダ装置が、適切且つ建設的に設計されるべきかが特に記載されて いる。 前記空気バネの建設的な設計は、それぞれ請求項５と６記載の型であるのが適 切である。前記ピストンとシリンダ装置は、請求項８記載の型の油圧装置である のが適切である。 本発明は、以下で、添付図面に示されている実施例を参照にしながらより詳し く説明される。 図１は、本発明による衝撃緩衝器配列の部分縦断面図を示している。 図２は、請求項１記載の衝撃緩衝装置に構成されている固定用ナットを有する 前記衝撃緩衝器の側面と直径断面図を示している。 図３は、本発明によるピストンとシリンダ装置配列の外側シリンダ壁の軸方向 縦断面図を示している。 図４は、本発明によるピストンとシリンダ装置配列と一緒の１装着工程の軸方 向縦断面図を示している。 図５は、本発明によるピストンとシリンダ装置と一緒の装着最終工程の軸方向 縦断面図を示している。 図６は、取囲んでいる空気バネの装着以前であって、衝撃緩衝器の外側で固定 された装着位置におけるピストンとシリンダ装置の側面と軸方向縦断面図を示し ている。 図７は、図６の鎖線A-Aに沿った拡大断面図を示している。 図１は本発明による衝撃緩衝装置２を示している。この衝撃緩衝装置は、車両 の車輪懸架器におけるアクティブ懸架／衝撃緩衝のために配列されており、該装 置の図は車輪ハウス４の一部を示すのみである。前記衝撃緩衝装置は、車輪ハウ ス４と車輪（不図示）の車輪支持部（不図示）との間に装着されることとし、前 記車輪の懸架器は車輪ハウス４内に備え付けられている。衝撃緩衝装置２は、い わゆる、最も内側に油圧型入れ子式衝撃緩衝器６、該衝撃緩衝器を囲む空気バネ ８、および衝撃緩衝器６と空気バネ８との間の環状空間１２内に配列され、前記 衝撃緩衝器を囲むピストンとシリンダ装置１０の３つの主要な構成部から成って いる。上記油圧型入れ子式衝撃緩衝器６は、動作シリンダ１４と該シリンダから 軸方向に突出しているピストンロッド１６とから成っており、該ピストンロッド の終端部１８は、ゴムクッションのような弾性回復手段（不図示）を通じて車輪 ハウス４の内部で車体に固定されている。その下端部には、動作シリンダ１４に 通常の取り付け装置２０が配設されており、それを使って、前記衝撃緩衝器は車 輪支持部（不図示）に固定されている。衝撃緩衝器６はまたその下部に荷重感知 appd弁２２（空気圧比例減衰弁）を有する。 環状ピストンとシリンダ装置１０の内側は、環状支持フランジ２４を通じて衝 撃緩衝器６のシリンダハウス１４に接続されており、該環状ピストンとシリンダ 装置１０の外側は、巻き膜として形成されている空気バネ８の弾性下部２８の環 状端部２６へ接続されている。更に、前記ピストンとシリンダ装置１０はその下 端から軸方向前後に変位可能な環状ピストン３０からなり、図では、その下端に 軸方向延長部３２が突出していて、該軸方向延長部の下端にはスタビライザ（不 図示）のためのブラケット状取り付け具３４が固定されている。 前記ピストンとシリンダ装置１０は、一方では、内側管状シリンダ壁３６と、 他方では、前記内側シリンダ壁３６と同軸で、該壁から放射方向の位置に配列さ れる管状外側シリンダ壁３８とから成っている。上端にピストンリング４０を具 備する環状ピストン３０は、前記内側シリンダ壁３６とそれを囲む外側シリンダ 壁３８との間の環状シリンダ空間４２内で軸方向に変位可能である。前記内側シ リンダ壁３６の内側にある環状支持フランジ２４はこのシリンダ壁と一体で造ら れる。支持フランジ２４は、衝撃緩衝器６のシリンダハウス１４の外側に堅固に 取り付けられている環状カラー手段４３と接触しており、該環状カラー手段４３ は一緒にねじ込まれている２つの取り付け用ナット４４と４６から成っている。 図示のシリンダ壁３６と３８の上端は、該シリンダ壁３６と３８の各端部がクリ ンピングされている円周端に沿って、環状シリンダヘッド或は頂部カバー４８を 通じて互いに密閉状態で接続されている。環状圧力密閉部５０、５２と５４は、 環状ピストン３０の内側と、外側シリンダ壁３８の内側と、環状支持フランジ２ ４の内側とにある円周方向の溝内に配列されている。圧力密閉部５２用の円周方 向溝は、外側シリンダ壁３８の内側にある環状カラー手段５６の内向き表面内に 形成されている。環状ピストン３０の外側と接触している前記カラー手段５６は 、前記シリンダ空間４２内の軸方向移動に対する環状ピストン３０のピストンリ ング４０のための端部係止を形成している。 参照番号８で一般的に示された空気バネは、堅剛な圧力保持ハウジング５８の 部分と、該ハウジング５８の下側の環状端部６０に密閉状態で接続された巻き膜 型の弾性空気ベロー６２の部分とから成っている。空気ベロー６２は上端部６４ を有し、該上端部は、円周方向ストラップ６６を使用して圧カハウジング５８の 下側端部６０の外側へ密閉状態で接続されている。空気ベロー６２は、更に、Ｕ 形断面の内側端部６８を有し、該内側端部は、内側部分２６を通じてピストンと シリンダ装置１０の外側に密閉状態で接続されている。この端部６８は、車輪ハ ウス４に関してバネ移動にある前記ピストンバネとシリンダ装置に追随する。釣 鐘形上部７０とそれに溶接された環状端部６０とから構成されている堅固な圧力 保持ハウジング５８は、リングフランジ７２を使い、車輪ハウジング４内に固定 された衝撃緩衝器６のピストンロッド１６に固定されている。 空気ベロー部分６８の固定点とスタビライザに面したその端部７４との間の軸 方向領域或は断面上で、円周方向に、外方向に凹な巻上げ表面７６が外側シリン ダ壁３８の外側に設けられていて、該巻上げ表面７６は、巻き膜として形成され ている空気ベロー６２の下部弾性膜壁部２８のための支持表面を形成している。 ピストンとシリンダ装置１０は、制限されたアクティブスタビライザ減衰のた めのシステムの一部であり、特殊弁を使って適切に制御される油圧流体を有した 油圧装置である。ピストンリング４０の軸方向対向側にあるシリンダ空間４２内 の圧縮された油圧流体は、その圧力を１つの油圧ポンプから受けており、該油圧 ポンプは、車両ステアリング配列のサーボ制御システムの一部としてのポンプで あることが適切である。 約言するなら、衝撃緩衝装置２は建設的で一体化されたユニットを形成し、該 ユニットでは、空気バネ８、衝撃緩衝器６および安定したピストンとシリンダ装 置１０が非常に空間を節約した方法により一体化されることが強調されるべきで ある。したがって、下請け会社は一体化された完全なユニットとして前記衝撃緩 衝装置を製造でき、それを問題となっている車両への装着の準備が完全に整って いる車両製造会社へ供給できるため、車両製造会社にとって非常に有利となる。 図２は、締め付け用ナット４４と４６が、衝撃緩衝器６のシリンダハウジング １４の外側で、どのように適用されるかを示している。内側のナット４４は、シ リンダハウジング１４へ堅固に取り付けられている外側に溝切りされた管状ケー ス７８の外側にねじ込まれる。その後、外側のナット４６は、図６でより詳細に 示す通り、ピストンとシリンダ装置１０のための１つの位置固定カラー手段を形 成するナット４４の外側で軸方向にねじ込まれる。 図３は、管状外側シリンダ壁３８には、内側シリンダライナーケーシング８０ が設けられていて、該ケーシングは終端部７４の領域において溶接８２を使って 前記シリンダ壁に取り付けられていることを示している。 図４は、ピストンリング４０が、どのように環状ピストン３０の上部終端部に 配置され且つ固定用スクリュー８４を使って取り付けられるかを示している。 図５は、内側シリンダ壁３６と外側シリンダ壁３８の端部８６と８８が、管状 シリンダヘッド或は頂部カバー４８の内端と外端のそれぞれにどのようにクリン ピングされるかを示している。 最後に、図６は、衝撃緩衝器６の外側に装着されているピストンとシリンダ装 置１０が、内側ナット４４上に固くねじ込まれている外側ナット４６を通して、 どのように意図した位置に固定されるかを示している。この場合、環状ピストン ３０はシリンダ空間４２の最上位にある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両用の車輪懸架装置内のアクティ緩衝装ブ懸架／衝撃緩衝のために配列さ れ、車輪懸架適合部（８）と組合せた衝撃緩衝器（６）から成る衝撃緩衝装 置（２）において、前記衝撃緩衝装置が衝撃緩衝器（６）を取囲んでいる空 気バネ（８）から形成されることと、前記衝撃緩衝器と前記空気バネとの間 の環状空間（１２）には、前記衝撃緩衝器を囲んでいるピストンとシリンダ 装置（１０）が配列されており、該装置（１０）が、一方では、衝撃緩衝器 （６）に接続されていて、他方では、空気バネ（８）に接続されており、前 記ピストンとシリンダ装置のピストンが、前記車輪懸架装置に接合されてい るスタビライザに接続される環状ピストン（３０）であることとを特徴とす る衝撃緩衝装置(２)。 ２．前記ピストンとシリンダ装置（１０）が、衝撃緩衝器（６）に対し密閉して いる環状支持（２４）が内側に配設され且つ前記衝撃緩衝器の外側に堅固に 取り付けられた環状係止手段（４３）に固定されている内側管状シリンダ壁 （３６）の部分と、前記内側管状シリンダ壁と同軸且つ該壁から放射方向に 配列され、車両シャシー（４）に面した端部で、前記内側管状シリンダ壁（ ３６）に隣接する端部に密閉状態で結合（４８）されている外側管状シリン ダ壁（３８）の部分とから成ることと、前記シリンダ壁（３６,３８）間の 空間（４２）内で変位可能な環状ピストン（３０）が前記車両シャシーに面 した端部でピストンリング（４０）が配設されている管状ピストンであるこ ととを特徴とする請求項１記載の装置。 ３．圧力密閉部（５０,５２）が、一方では、内側シリンダ壁（３６）の外側と 環状ピストン（３０）の内側との間に配列され、他方では、外側シリンダ壁 （３８）の内側と前記環状ピストンの外側との間に配列されることを特徴と する請求項２記載の装置。 ４．外側シリンダ壁（３８）には、環状カラー手段（５６）が内側に配設され、 該環状カラー手段は前記環状ピストンの外側に向かって密閉し、該環状ピス トンのピストンリング（４０）のための端部係止を形成することを特徴とす る請求項３記載の装置。 ５．空気バネ（８）が、衝撃緩衝器（６）に属するピストンロッド（１６）に取 り付けられ、車両に固定される車両シャシーに面した終端部を有する堅剛な 圧力保持ハウジング（５８）の部分と、車両シャシーから離れて面する前記 ハウジング（５８）の終端部（６０）へ密閉状態で接続されている巻き膜型 の弾性空気ベロー（６２）であって、ピストンとシリンダ装置（１０）の外 側へ密閉状態で接続され且つ前記車両シャシー（４）に関する軸方向移動で は前記ピストンと前記シリンダ装置に追従する端部（６８）を有する前記弾 性空気ベロー（６２）の部分とから成ることを特徴とする請求項１から４の 中のいずれか１つに記載の装置。 ６．ピストンとシリンダ装置（１０）に接続されている空気ベロー（６２）の端 部（６８）が外側シリンダ壁（３８）の外側に固定され、前記外側シリンダ 壁（３８）には、その外側に、直径断面に沿って見た場合、円周方向且つ外 方向に凹の巻上げ表面（７６）が、巻き膜として形成される弾性空気ベロー （６２）の膜壁（２８）のために、前記ベロー端部（６８）の固定点とスタ ビライザに面したその終端部（７４）との間の軸方向断面上に与えられるこ とを特徴とする請求項２から４の中のいずれか１つと組合せた請求項５記載 の装置。 ７．衝撃緩衝器（６）が車両（４）に取り付けられたピストンロッド（１６）を 有する入れ子式衝撃緩衝器であることを特徴とする請求項１から６の中のい ずれか１つに記載の装置。 ８．ピストンとシリンダ装置（１０）は、制限されるアクティブ横揺れ減衰のた めのシステムの一部であって、油圧装置からなり、該油圧装置の油圧流体の 流れは既存の弁を使って制御され、前記油圧流体はその圧力を油圧ポンプか ら受け、該油圧ポンプは、好ましくは車両のステアリング装置に属するサー ボ制御システム内に構成されるポンプであることを特徴とする請求項１から ７のいずれか１つに記載の装置。 ９．車輪懸架適合部(８)、衝撃緩衝器(６)、および安定するピストンとシリンダ 装置（１０）が建設的な一体化ユニットに統合される衝撃緩衝装置（２） であることを特徴とする請求項１から８の中のいずれか１つに記載の装置。