車輛懸掛裝置的製作方法

2023-06-02 10:48:01

專利名稱：車輛懸掛裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輛懸掛裝置，該裝置構造成包括所謂的電磁致動器。
背景技術：
作為車輛懸掛裝置，已經考慮過所謂的電磁懸掛裝置，該裝置構造成包括可稱為「懸掛缸」的電磁致動器。例如下列專利文獻中描述了這樣的懸掛裝置。這些專利文獻中描述的懸掛裝置，其電磁致動器包括車輪側單元(可以稱為「車輪側部件」)和車體側單元(可以稱為「車體側部件」)，其中車輪側單元連結到用於保持車輛輪子的車輪保持部分(例如懸掛下臂)，車體側單元連結到形成於車輛部分車體處的安裝部分(例如輪胎罩(tire housing)上部)。車輪側單元和車體側單元設置為可以與車輪保持部分和安裝部分間的相對運動相對應地彼此相對運動。電磁致動器還包括相對運動方向力產生機構，該機構通過電磁式電動機產生相對運動方向力，所述相對運動方向力是對車輪側單元與車體側單元的相對運動的推進力和阻力中的至少一項。在這樣構成的懸掛裝置中，可以通過控制電磁致動器來控制車體姿態和控制懸掛裝置產生的阻尼力。在下列專利文獻中描述的懸掛裝置中，車輪側單元與車體側單元之一由車輪保持部分或安裝部分通過液壓阻尼器來支撐，從而在高頻振動或急劇振動方面提高車輛的乘坐舒適性，其中高頻振動是從車輪傳遞來的，急劇振動是致動器不能跟隨或響應的。
JP-A-2001-180244[專利文獻2]JP-A-8-197931發明內容(A)發明概要
上述專利文獻中描述的電磁懸掛裝置中的液壓阻尼器只具有單一的功能。在這一點上，該懸掛裝置在改進車輛乘坐舒適性方面不能令人滿意。在上述專利文獻2描述的電磁懸掛裝置中，液壓阻尼器布置在作為車體側單元的電動機與安裝部分之間。因此，該裝置在減輕來自車輪的振動方面不能令人滿意。在上述專利文獻1描述的電磁懸掛裝置中，液壓阻尼器布置在電磁致動器與車輪保持部分之間。但是在該裝置中，在液壓阻尼器的殼體與從殼體延伸的活塞杆之間布置的密封部分是暴露的，即沒有被罩住，因此具有這樣的危險塵埃、泥土等經過密封部分進入殼體內部。因此，該裝置在可靠性方面不能令人滿意。儘管已經說明了傳統懸掛裝置存在的問題中一些示例，不過裝有電磁致動器和液壓阻尼器的傳統懸掛裝置還受到許多問題的不利影響。因此，裝置實用性還有很大的提高空間。本發明是考慮到上述情況而作出的。因此，本發明的一個目的是提供一種裝有電磁致動器和液壓阻尼器的車輛懸掛裝置，它可以保證較高實用性。
為了達到上述目的，根據本發明的一種車輛懸掛裝置的特徵在於包括(A)電磁致動器，包括(a)車輪側單元，連結到用於保持車輛輪子的車輪保持部分，(b)車體側單元，連結到形成於車輛部分車體處的安裝部分，並可以相應於車輪保持部分與安裝部分的相對運動而相對於車輪側單元運動，以及(c)相對運動方向力產生機構，包括電磁動力源並產生相對運動方向力，所述相對運動方向力是對車輪側單元與車體側單元的相對運動的推進力和阻力這二者中至少其一；(B)液壓阻尼器，包括(d)殼體，儲存有工作流體；(e)活塞將殼體的內部劃分成兩個流體室；(f)流阻施加機構，對伴隨活塞的運動的兩個流體室之間的工作流體流動施加阻力；和(g)活塞杆，具有連結到活塞的第一端和從殼體延伸的第二端，殼體連結到車輪保持部分，而活塞杆的第二端連結到電磁致動器和安裝部分這二者中至少其一，液壓阻尼器設置成對下列至少一項產生阻尼力車輪保持部分與安裝部分的相對運動；車輪保持部分與電磁致動器的相對運動；以及(C)大致圓筒形套管，布置成使其一端不能相對於車輪保持部分運動而其另一端可以相對於電磁致動器運動，並在套管中容納液壓阻尼器的活塞杆的至少從殼體延伸出的部分。
簡而言之，根據本發明的車輛懸掛裝置的特徵在於，液壓阻尼器布置在電磁致動器與車輪保持部分之間，並設置了套管來罩住液壓阻尼器的活塞杆與殼體之間的密封部分。在這種懸掛裝置中，液壓阻尼器布置在車輪保持部分與電磁致動器之間，可以有效地衰減從車輪經過電磁致動器傳遞給車體的振動。另外還可以有效地減輕振動向電磁致動器的傳遞。此外，由於套管，可以有效地防止塵埃、泥土等經過密封部分進入液壓阻尼器。根據本發明的懸掛裝置由於上述多種優點而確保了較高實用性。
(B)請求保護的發明形式下面將對認為可請求權利的發明(下文中在適當之處稱為「所請求的發明」)的各種形式進行詳細說明。為了更易於理解所請求的發明，所請求的發明的每種形式像權利要求書中一樣進行了編號，並且在合適之處從屬於其他形式。應當明白，本發明不限於下面將要說明的技術特徵或其任意組合，並應當結合下面對各種形式的說明以及所請求的發明的優選實施例來解釋。還應當明白，所請求的發明的下列形式中任意一種所包括的多個元件或特徵不一定要一起全部提供，給下列形式中任意一種增加一項或多個元件或者一個或多個特徵所得的任意形式、以及從下列形式中任意一種中刪除一個或多個元件或者一個或多個特徵所得的任意形式也可以認為是所請求的發明的一種形式。
下面所述的形式(1)並不是所請求的發明，而是列出了所請求的發明各種形式中共有組成元件的形式，即作為所請求的發明以此為基礎的形式。根據目的，將形式(1)與形式(2)-(29)中任意一項、任意兩項或更多項進行組合所得的任何形式都是所請求的發明的形式。對此，下列各種形式與權利要求之間的關係如下形式(1)與形式(14)、(15)、(16)、(26)和(28)的組合對應於權利要求1。權利要求1與形式(3)的組合對應於權利要求2。權利要求2與形式(4)的組合對應於權利要求3。權利要求3與形式(29)的組合對應於權利要求4。權利要求1-4中任意一項與形式(5)和(6)的組合對應於權利要求5。權利要求5與形式(7)的組合對應於權利要求6。權利要求1-6中任意一項與形式(2)的組合對應於權利要求7。權利要求1-7中任意一項與形式(17)的組合對應於權利要求8。權利要求8與形式(18)的組合對應於權利要求9。權利要求9與形式(27)的組合對應於權利要求10。權利要求1-7中任意一項與形式(19)的組合對應於權利要求11。權利要求1-7中任意一項與形式(20)的組合對應於權利要求12。權利要求12與形式(21)的組合對應於權利要求13。權利要求12或權利要求13與形式(22)的組合對應於權利要求14。權利要求14與形式(23)的組合對應於權利要求15。權利要求1-7中任意一項與形式(24)的組合對應於權利要求16。權利要求16與形式(25)的組合對應於權利要求17。
(1)一種車輛懸掛裝置，包括電磁致動器，包括(a)車輪側單元，連結到用於保持車輛輪子的車輪保持部分，(b)車體側單元，連結到形成於車輛部分車體處的安裝部分，並可以相應於車輪保持部分與安裝部分的相對運動而相對於車輪側單元運動，以及(c)相對運動方向力產生機構，包括電磁動力源並產生相對運動方向力，所述相對運動方向力是對車輪側單元與車體側單元的相對運動的推進力和阻力這二者中至少其一，以及液壓阻尼器，用於對下列至少一項產生阻尼力第一部分與第二部分的相對運動；和第一部分與電磁致動器的相對運動，其中第一部分是車輪保持部分與安裝部分這二者之一，第二部分是車輪保持部分與安裝部分這二者中另一個。
如上所述，形式(1)列出了對於多種所請求的發明共有的組成元件，其重要性在於所請求的發明以這種形式為基礎。優選地，根據形式(1)的懸掛裝置是獨立懸掛式，並可以包括各種類型的懸掛裝置，例如撐杆式(MacPherson式)、雙叉橫臂式、以及多連杆式。
根據形式(1)的懸掛裝置中，「電磁致動器」可以稱為「懸掛缸」，並例如可以對應於非電磁式普通懸掛系統中的減震器等。電磁致動器的「車輪側單元」是與車輪保持部分(例如懸掛下臂或轉向節)一同工作的部分。「車體側單元」是與安裝部分一同工作的部分，該安裝部分是車輛的車體(例如，輪胎罩的上部)處形成的安裝部分。對車輪側單元和車體側單元的結構、功能等並無特別限制。在電磁致動器採用如下所述滾珠絲槓機構的情況下，車輪側單元和車體側單元可以構造成包括外螺紋部件和內螺紋部件中一個和另一個，或者也可以主要由外螺紋部件和內螺紋部件中的一個和另一個構成。由於車輪側單元和車體側單元可以彼此相對運動，所以車輪側單元和車體側單元可以設置成具有適當的導向功能用於對相對運動進行導向。更具體而言，車輪側單元和車體側單元可以構造成包括管和杆(或者插入管中的另一個管)中一個和另一個，從而使電磁致動器構造成伸縮式。雖然電磁致動器的「相對運動方向力產生機構」在結構方面並沒有具體限制，但是其可以構造包括將要說明的滾珠絲槓機構。作為「電磁動力源」，可以如下所述採用電磁式電動機等。
「電磁致動器」具有下列兩個主要功能。其中之一可以稱為被動功能，也就是作為減震器，對由於從路面等輸入的力造成的車輪保持部分與安裝部分彼此相向和相對運動產生阻尼力，即對振動的阻尼力。在電磁致動器實現這種功能時，相對運動方向力產生機構主要對車輪側單元與車體側單元的相對運動產生阻力。通過控制電磁動力源可以改變阻力的大小，從而根據需要調整阻尼力。電磁致動器的另一功能可以稱為主動功能，即主動調整車輪保持部分與安裝部分之間的距離以調整車輛高度、控制車輛姿態等。更具體而言，該功能是為了操作電磁致動器來改變車體姿態，以嘗試減小車輛在轉向、制動等時候的車體側傾量、縱傾量等。在電磁致動器實現這種功能時，相對運動方向力產生機構主要對車輪側單元與車體側單元的相對運動產生推進力。通過控制電磁動力源，可以根據需要調整車輛高度、車輛姿態等。在形式(1)中，可以採用既實現上述被動功能又實現上述主動功能的電磁致動器，也可以採用只實現被動功能和主動功能中之一的電磁致動器。
形式(1)中的「液壓阻尼器」可以主要用於對較高頻率的振動進行衰減。例如，考慮到電磁致動器的被動功能，即作為減震器的功能，電磁致動器能夠通過控制電磁動力源來衰減振動。但是，對高頻振動的響應難以提高。更具體而言，由於不高於5Hz的振動(例如縱傾振動和跳動振動)具有較低的振動頻率，所以可以通過控制電磁動力源來有效地吸收這些振動。但是，車輛在不平路面上行駛時從路面傳遞到車輪的振動(即所謂的不平路面振動)具有15Hz或更高的頻率。電磁致動器由於響應方面的關係而難以有效地吸收這種高頻振動。此外，車輛在連續凹凸的顛簸路面上行駛期間產生的振動和簧下質量共振具有10Hz左右的頻率。僅通過電磁致動器難以對這種較高頻率的振動進行充分處理。可以採用液壓阻尼器來確保吸收這種高頻或較高頻率振動。在此情況下，這樣的液壓阻尼器可以輔助電磁致動器。儘管液壓阻尼器的結構並無特別限制，不過如下文說明，液壓阻尼器可以構造成具有殼體、活塞等的阻尼器缸裝置。
液壓阻尼器到車輪保持部分、安裝部分和電磁致動器的連結結構並無特別限制。在根據形式(1)的懸掛裝置中，可以採用圖1所示的液壓阻尼器連結結構。在圖1中，具有車輪側單元Mw和車體側單元Mb的電磁致動器A與懸掛彈簧SS彼此並聯布置，電磁致動器A和懸掛彈簧SS各自設置成使車輪保持部分Pw和安裝部分Pb彼此連結。在圖1(a)所示結構中，布置了液壓阻尼器Ds使電磁致動器A的車輪側單元Mw與車輪保持部分Pw彼此連結。在圖1(a)的結構中，支撐彈簧Sb與液壓阻尼器Ds並聯布置。在圖1(b)的結構中，布置了液壓阻尼器Dp使車輪保持部分Pw與安裝部分Pb彼此連結。圖1(a)的結構中液壓阻尼器Ds是與電磁致動器A串聯布置的阻尼器，而圖1(b)的結構中液壓阻尼器Dp是與電磁致動器A並聯布置的阻尼器。另外，根據形式(1)的懸掛裝置不限於構造成包括單一液壓阻尼器的那種。如圖1(c)的結構所示，可以設有兩個阻尼器，即與電磁致動器A串聯布置的液壓阻尼器Ds和與電磁致動器A並聯布置的液壓阻尼器Dp。在圖1中，儘管設置了與電磁致動器A串聯布置的液壓阻尼器Ds使電磁致動器A的車輪側單元Mw與車輪保持部分Pw彼此連結，不過也可以設置液壓阻尼器Ds來使車體側單元Mb與安裝部分Pb彼此連結。圖1示出了與液壓阻尼器的連結有關的原理，但並不表示一個/多個液壓阻尼器的實際位置。這一個/多個液壓阻尼器可以布置在任何地方，只要採用了圖1所示的連結結構即可。
設置彼此功能不同的兩個液壓阻尼器可以使對高頻振動的阻尼特性變得適當。例如，圖1(c)的結構提供了這種優點，在該結構中，分別與電磁致動器A串聯和並聯布置的液壓阻尼器Ds、Dp的功能彼此不同。如上所述，與電磁致動器A串聯布置的液壓阻尼器Ds作為對頻率超過15Hz的高頻振動進行有效衰減的阻尼器，而與電磁致動器A並聯布置的液壓阻尼器Dp作為對頻率在10Hz左右的較高頻率振動進行有效衰減的阻尼器。
本說明書中使用的術語「連結」不僅表示直接連接，而且表示間接連接，在間接連接的情況下，多個元件通過置於它們之間的某個元件、部件、器件等彼此間接相連。例如，在將車輪側單元和車體側單元分別連結到車輪保持部分和安裝部分時，這些單元可以直接連結到車輪保持部分和安裝部分，或者也可以通過置於它們之間的液壓阻尼器間接連結到車輪保持部分和安裝部分。
(2)根據上述形式(1)的懸掛裝置，其中，電磁致動器的相對運動方向力產生機構包括外螺紋部分、內螺紋部分和電磁式電動機，外螺紋部分在車輪側單元與車體側單元這二者之一上以不能相對於其運動的方式設置；內螺紋部分在車輪側單元與車體側單元這二者中另一個上以不能相對於其運動的方式設置，並與外螺紋部分接合；電磁式電動機作為電磁動力源，用於向外螺紋部分和內螺紋部分施加相對旋轉力，並且其中，相對運動方向力產生機構設置為通過電動機施加的相對旋轉力來產生相對運動方向力。
簡而言之，形式(2)設計一種採用絲槓機構的電磁致動器。在採用絲槓機構構成電磁致動器(即相對運動方向力產生機構)的情況下，電磁致動器可以簡化。考慮到絲槓機構的摩擦等，優選地採用滾珠絲槓機構。各個外螺紋部分和內螺紋部分可以設在車輪側單元和車體側單元的任一者中。在車輪側單元和車體側單元不能分別相對於車輪保持部分和安裝部分旋轉的情況下，可以使外螺紋部分和內螺紋部分中任一者相對於設有上述外螺紋部分和內螺紋部分中任一者的車輪側單元和車體側單元中任一者轉動。在車輪側單元和車體側單元中任一者可以相對於車輪保持部分或安裝部分旋轉的情況下，可以使各個外螺紋部分和內螺紋部分各自不能相對於設有各個外螺紋部分和內螺紋部分的各個車輪側單元和車體側單元旋轉。在形式(2)中，儘管電磁式電動機設置成向外螺紋部分和內螺紋部分施加相對旋轉力，但是電磁式電動機也可以設置成向外螺紋部分或內螺紋部分施加旋轉力。在電磁式電動機設置成向設在車輪側單元中的外螺紋部分或內螺紋部分施加旋轉力的情況下，電磁式電動機可以布置在車輪側單元和車輪保持部分中至少其一上。相反，在電磁式電動機設置成向設在車體側單元中的外螺紋部分或內螺紋部分施加旋轉力的情況下，電磁式電動機可以布置在車體側單元和安裝部分中至少一者上。
(3)根據上述形式(1)或(2)的懸掛裝置，包括布置在車輪保持部分與安裝部分之間的懸掛彈簧。
形式(3)包括懸掛彈簧，例如普通懸掛裝置中設置的懸掛彈簧。通過電磁致動器產生的上述相對運動方向力，可以適當地維持一段距離，即車輪保持部分與安裝部分彼此分開的距離。但是，為此需要向電磁動力源連續供給電能，造成裝置不實用。在這個方面，形式(3)是實用的。
(4)根據上述形式(3)的懸掛裝置，其中，懸掛彈簧是螺旋彈簧，電磁致動器布置為穿過該螺旋彈簧。
形式(4)包括一種布置，例如其中電磁致動器布置在普通懸掛裝置中布置減震器的位置。根據形式(4)的懸掛裝置具有與廣泛使用的懸掛裝置類似的結構，確保了較高實用性。
(5)根據上述形式(1)-(4)中任意一項的懸掛裝置，其中液壓阻尼器布置在第一部分與電磁致動器之間。
在形式(5)中，限制了液壓阻尼器的位置。應當注意，形式(5)並未限制液壓阻尼器到上述車輪保持部分、安裝部分和電磁致動器的連結結構。更具體而言，與電磁致動器並聯的上述液壓阻尼器可以布置在車輪保持部分或安裝部分與電磁致動器之間。通過這樣布置液壓阻尼器，可以使懸掛裝置相對簡化。
(6)根據上述形式(5)的懸掛裝置，其中，液壓阻尼器布置在作為第一部分的車輪保持部分與電磁致動器之間。
在形式(6)中，與將液壓阻尼器布置在安裝部分與電磁致動器之間的情況相比，液壓阻尼器布置在較靠近車輪的位置。因此，形式(6)提供了下述好處，即來自車輪的振動不容易傳遞到電磁致動器。在例如採用電磁式電動機作為電磁動力源的情況下，有效地衰減了要傳遞到電動機的振動。因此，形式(6)實現了具有高可靠性的懸掛裝置。
(7)根據上述形式(1)-(6)中任意一項的懸掛裝置，其中液壓阻尼器和電磁致動器彼此同軸地布置。
在像形式(7)中那樣電磁致動器與液壓阻尼器彼此同軸布置的情況下，可以使液壓阻尼器沿與軸向方向相交的方向的突出量儘可能小，從而可以使懸掛裝置的尺寸比較緊湊，其中所述軸向方向大致對應於將車輪保持部分與安裝部分相連的直線延伸的方向。
(8)根據上述形式(1)-(7)中任意一項的懸掛裝置，其中電磁致動器的電磁動力源設在車體側單元和安裝部分中至少一者中。
形式(8)使電磁動力源可以布置在離車輪較遠的位置。因此，通過對相對運動方向力產生機構、液壓阻尼器等進行適當布置，可以使從車輪向動力源傳遞的振動較小。在電磁動力源是電磁式電動機時，形式(8)特別有效。因此，可以較容易地以高效率減輕從車輪向電動機傳遞的振動，從而可以較容易地實現高可靠性的懸掛裝置。
(9)根據上述形式(1)-(8)中任意一項的懸掛裝置，其中，液壓阻尼器設置成對第一部分與電磁致動器的相對運動產生阻尼力。
在形式(9)中，電磁致動器與液壓阻尼器像例如圖1(a)所示結構那樣彼此串聯布置。形式(9)實現的懸掛裝置能夠如上所述有效地吸收從車輪向車體傳遞的高頻振動。這樣的懸掛裝置例如可以提高車輛的乘坐舒適性。
(10)根據上述形式(9)的懸掛裝置，包括布置在第一部分與電磁致動器之間的支撐彈簧，用於對第一部分與電磁致動器進行彼此相對支撐。
在形式(10)中，在液壓阻尼器與電磁致動器布置成彼此串聯的結構中，布置了與液壓阻尼器並聯的彈簧。更具體而言，形式(10)中包括了圖1(a)所示結構。由於支撐彈簧的作用，可以確保有效地吸收振動。形式(10)中採用的「支撐彈簧」可以具有任何結構。例如可以採用螺旋彈簧。在此情況下，螺旋彈簧可以布置成使得液壓阻尼器穿過螺旋彈簧，從而可以使懸掛裝置尺寸緊湊。
(11)根據權利要求1-10中任意一項的懸掛裝置，其中，液壓阻尼器設置成對第一部分與第二部分的相對運動產生阻尼力。
在形式(11)中，電磁致動器和液壓阻尼器例如像圖1(b)所示結構那樣彼此並聯布置。形式(11)實現了能夠對電磁致動器不能充分響應的較高頻率振動進行吸收的懸掛裝置。這樣的懸掛裝置例如可以提高車輛的乘坐舒適性。
(12)根據上述形式(1)-(11)中任意一項的懸掛裝置，其構造成包括第一液壓阻尼器和第二液壓阻尼器，二者各自都作為所述液壓阻尼器，其中第一液壓阻尼器用於對電磁致動器與第一部分的相對運動產生阻尼力，第二液壓阻尼器用於對第二部分與第一部分產生阻尼力。
在形式(12)中，像圖1(c)所示結構那樣設置了兩個液壓阻尼器，即與電磁致動器串聯布置的液壓阻尼器和與電磁致動器並聯布置的液壓阻尼器。根據形式(12)，其中設置了具有彼此不同的功能兩個液壓阻尼器，可以獲得不同的振動吸收特性。因此，形式(12)實現的懸掛裝置可以確保有效地吸收振動。
(13)根據上述形式(12)的懸掛裝置，其構造成包括一個第一液壓阻尼器和第二液壓阻尼器彼此一體製成的液壓阻尼器作為所述液壓阻尼器。
在形式(13)中，將上述兩個液壓阻尼器製成彼此一體，從而實現了尺寸緊湊的懸掛裝置。儘管並未特別限制兩個液壓阻尼器一體製成的具體結構，但是下文中會對在各個液壓阻尼器構造成阻尼缸裝置的情況下的一體結構進行討論。
(14)根據上述形式(1)-(13)的懸掛裝置，其中，液壓阻尼器包括殼體、活塞、流阻施加機構以及活塞杆，其中殼體儲存有工作流體；活塞將殼體的內部劃分成兩個流體室；流阻施加機構對伴隨活塞的運動的兩個流體室之間的工作流體流動施加阻力；活塞杆具有連結到活塞的第一端和從殼體延伸的第二端，其中，(A)殼體以及活塞杆第二端這二者之一連結到(B)(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者之一，並且其中，(C)殼體以及活塞杆第二端二者中另一者連結到(D)(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者中另一者。
在形式(14)中，將液壓阻尼器限定為液壓缸裝置。更具體而言，形式(14)包括了這樣的結構，在該結構中，液壓阻尼器具有與液壓減震器類似的結構。形式(14)中的「流阻施加機構」可以由設在限定了兩個流體室的活塞中的小孔、限制器或節流閥等構成。在形成緩衝室以吸收伴隨活塞運動的兩個流體室中工作流體儲存量改變的情況下，流阻施加機構可以由流體通道中設置的小孔、限制器或節流閥構成，所述流體通道位於緩衝室與兩個流體室中的至少一個流體室之間。儘管在形式(14)中液壓阻尼器布置在電磁致動器與車輪保持部分或安裝部分之間，但是也可以在殼體與活塞杆第二端之間採用各種連結結構。下面的形式中會說明與連結有關的具體結構。
(15)根據上述形式(14)的懸掛裝置，其中，(A)所述「殼體與活塞杆第二端這二者之一」連結到作為(B)所述「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者之一」的車輪保持部分，並且(C)「殼體以及活塞杆第二端二者中另一者」連結到作為(D)「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者中另一者」的電磁致動器和安裝部分中至少一者。
在形式(15)中，構造成液壓缸裝置的液壓阻尼器布置在車輪保持部分與電磁致動器之間。如上所述，形式(15)實現了具有簡化結構的懸掛裝置。另外，由於液壓阻尼器布置在靠近車輪的位置，所以來自車輪的振動不容易傳遞到電磁致動器。
(16)根據上述形式(14)或(15)的懸掛裝置，其中，作為(A)所述「殼體與活塞杆第二端這二者之一」的殼體連結到(B)所述「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者之一」，並且其中，作為(C)「殼體以及活塞杆第二端二者中另一者」的活塞杆第二端連結到(D)「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者中另一者」。
在形式(16)中，殼體連結到車輪保持部分與安裝部分二者之一，而活塞杆第二端連結到下述至少其一車輪保持部分和安裝部分中未與殼體連結的「另一者」；以及電磁致動器。
(17)根據上述形式(14)-(16)中任意一項的懸掛裝置，其中，(C)「殼體以及活塞杆第二端二者中另一者」連結到作為(D)「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者中另一者」的(E)「車輪側單元與車體側單元中與第一部分連結的一者」。
在形式(17)中，構造成阻尼缸裝置的液壓阻尼器與電磁致動器如上所述串聯布置。對於電磁致動器與液壓阻尼器彼此串聯形成的形式，形式(17)具有上述優點。
(18)根據上述形式(17)的懸掛裝置，包括布置在(E)所述「車輪側單元與車體側單元中與第一部分連結的一者」與第一部分之間的支撐彈簧，用於使(E)所述「車輪側單元與車體側單元中與第一部分連結的一者」與第一部分彼此相對支撐。
在形式(18)中，彈簧與上述形式中的液壓阻尼器並聯布置，其中電磁致動器與液壓阻尼器彼此串聯布置。形式(18)具有上述支撐彈簧方面的優點。
(19)根據上述形式(14)-(16)中任意一項的懸掛裝置，其中，(C)「殼體以及活塞杆第二端二者中另一者」連結到作為(D)「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者中另一者」的下述至少其一第二部分；以及車輪側單元與車體側單元中連結到第二部分的另外一者。
在形式(19)中，構造作為阻尼缸裝置的液壓阻尼器如上所述與電磁致動器並聯布置。形式(19)具有與上述的電磁致動器和液壓阻尼器彼此並聯布置的形式有關的所述優點。
(20)根據上述形式(14)的懸掛裝置，其中，電磁致動器的車輪側單元和車體側單元構造成彼此不能相對轉動，其中，電磁致動器的相對運動方向力產生機構包括(c-1)杆，可旋轉地設在車體側單元中以構成車體側單元的至少一部分，並形成有外螺紋以作為外螺紋部分；(c-2)螺母，構成車輪側單元的至少一部分，並形成有內螺紋以作為與杆接合的內螺紋部分；以及(c-3)電磁式電動機，設在車體側單元和安裝部分這二者至少其一中，並作為電磁動力源用於向杆施加旋轉力，相對運動方向力產生機構設置為通過由電磁式電動機施加的旋轉力來產生相對運動方向力，其中，作為(A)所述「殼體以及活塞杆第二端這二者之一」的殼體連結到作為(B)所述「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者之一」的車輪保持部分，並且其中，作為(C)「殼體以及活塞杆第二端二者中另一者」的活塞杆第二端連結到作為(D)「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者中另一者」的杆。
在形式(20)中，電磁致動器採用了絲槓機構，並在車體側單元中設置了可旋轉的杆作為外螺紋部分。以此形式，部分地構成車體側單元的杆的前端連結到被構造作為阻尼缸裝置的液壓阻尼器的活塞杆第二端。以此形式，在將液壓阻尼器布置在車輪保持部分與安裝部分之一和電磁致動器之間時，以及將電磁致動器與液壓阻尼器布置成彼此同軸時，可以將液壓阻尼器和電磁致動器彼此並聯布置。在此情況下，可以實現具有簡化結構的懸掛裝置。
(21)根據上述形式(20)的懸掛裝置，包括杆-活塞相對旋轉容許機構，用於允許電磁致動器的杆與液壓阻尼器的活塞相對旋轉。
在上述形式中，杆與活塞杆的第二端彼此連結，杆可以旋轉。因此，例如在將杆與活塞杆的第二端彼此直接連結的情況下，活塞可以相對於殼體旋轉。活塞相對於殼體的旋轉可能是防止活塞在殼體中平滑運動的因素以及使液壓阻尼器耐用性惡化的因素。對於處理這種不利的因素，形式(21)特別有效。由於杆-活塞相對旋轉容許機構，實現了殼體與活塞不必相對旋轉的懸掛裝置。由此，例如，確保了活塞在殼體中平滑運動，並提高了液壓阻尼器的耐用性。「杆-活塞相對旋轉容許機構」的結構沒有具體限制，而是可以採用任何結構。在考慮到摩擦阻力等的情況下，採用如下所述包括軸承等的結構較好。
(22)根據上述形式(20)或(21)的懸掛裝置，其中，電磁致動器的杆與液壓阻尼器的活塞杆彼此製成一體。
在形式(22)中，彼此連結的杆與活塞杆的第二端一體製成。根據形式(22)，使液壓阻尼器的活塞杆和電磁致動器的杆作為一個元件，從而使懸掛裝置具有簡化結構。
(23)根據上述形式(22)的懸掛裝置，其中，活塞杆與活塞通過軸承彼此連結，該軸承作為杆-活塞相對旋轉容許機構，允許杆和活塞相對旋轉。
根據形式(23)，在活塞杆與杆一體製成的上述形式中，活塞和活塞杆通過介於其間的軸承彼此連結。通過用軸承作為杆-活塞相對旋轉容許機構，可以用簡單的結構實現懸掛裝置，該懸掛裝置中液壓阻尼器與活塞不必相對旋轉。
(24)根據上述形式(14)的懸掛裝置，其中，液壓阻尼器包括殼體、第一活塞和第二活塞、第一流阻施加機構和第二流阻施加機構、以及第一活塞杆和第二活塞杆，其中殼體具有兩個儲存工作流體的工作流體儲存部分；第一活塞和第二活塞各將兩個工作流體儲存部分中對應的那個劃分成兩個流體室；第一流阻施加機構和第二流阻施加機構各自對伴隨第一活塞和第二活塞中相應那個的運動的、兩個工作流體儲存部分中相應那個的兩個室之間的工作流體流動施加阻力；第一活塞杆和第二活塞杆各具有第一端和第二端，所述第一端連結到與第一活塞和第二活塞中相應的那個，所述第二端從殼體延伸，其中，作為(A)所述「殼體與活塞杆第二端這二者之一」的殼體連結到作為(B)所述「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者之一」的第一部分，同時作為(C)「殼體以及活塞杆第二端二者中另一者」的「第一活塞杆第二端與第二活塞杆第二端二者之一」連結到作為(D)「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者中另一者」的(E)「車輪側單元與車體側單元中連結到第一部分的一者」，並且其中，作為(C)「殼體以及活塞杆第二端二者中另一者」的「第一活塞杆第二端與第二活塞杆第二端二者中另一者」連結到下列至少其一第二部分；以及作為(D)「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者中另一者」的「車輪側單元與車體側單元中連結到第二部分的另一者」，並且其中，懸掛裝置構造成包括支撐彈簧，支撐彈簧布置在第一部分與(E)所述「車輪側單元與車體側單元中連結到第一部分的一者」之間，用於使第一部分與(E)所述「車輪側單元與車體側單元中連結到第一部分的一者」彼此相對支撐。
根據形式(24)，上述第一液壓阻尼器和第二液壓阻尼器通過將液壓阻尼器構造成阻尼缸裝置的形式，一體集成到一個阻尼缸裝置中。更具體而言，在形式(24)中，圖1(c)中示意性圖示的結構中與電磁致動器串聯布置的液壓阻尼器和與電磁致動器並聯布置的液壓阻尼器是由一個阻尼缸裝置構成的。形式(24)具有與上述形式(設有分別與電磁致動器串聯和並聯布置的兩個液壓阻尼器)有關的所述優點，以及與上述將這兩個液壓阻尼器製成一體的形式有關的所述優點。
(25)根據上述形式(24)的懸掛裝置，其中，液壓阻尼器構造成使得第一活塞和第二活塞沿兩個工作流體儲存部分彼此對準的方向布置，並使得第一活塞杆與第二活塞杆二者之一是中空的，以使第一活塞杆與第二活塞杆二者中另一個可以經其穿過。
形式(25)涉及一種具體結構，該結構通過將兩個液壓阻尼器構造為一個阻尼缸裝置而實現了將上述一個阻尼缸中作為第一液壓阻尼器的一部分與其作為第二液壓阻尼器的一部分彼此同軸布置。根據形式(25)，可以使具有彼此不同功能的液壓阻尼器緊湊。
(26)根據上述形式(14)-(25)中任意一項的懸掛裝置，構造成包括大致圓筒形套管，用於在其中容納液壓阻尼器的活塞杆的至少一部分，所述活塞杆的至少一部分是從殼體延伸出的部分。
在將液壓阻尼器構造成阻尼缸裝置的情況下，經常將密封件安裝到殼體與從殼體延伸的活塞杆部分之間的邊界，以防工作流體洩漏。由於這種懸掛裝置安裝在輪胎罩等中，所以懸掛裝置會處於有大量塵埃、泥土等粘附的環境下。因此存在塵埃、泥土等粘附到密封件並在某些情況下經過密封件進入殼體內部的可能性。形式(26)考慮到了這樣的可能性。根據形式(26)，由於上述套管，有效地防止了塵埃、泥土等粘附到密封部分。為了防止塵埃等經過套管與其他元件(例如液壓阻尼器的殼體、電磁致動器、車輪保持部分、安裝部分)之間的間隔或空隙進入，就希望在間隔中設置密封部件。在伴隨車輪保持部分與安裝部分的相對運動的、上述元件與套管彼此相對運動的情況下，密封部件優選地設置成允許這些元件與套管相對運動。此外，還存在由於車輪捲起的石子等撞擊到活塞杆上造成其損壞的可能性。考慮到這樣的可能性，套管優選地由金屬製成。
(27)根據上述形式(26)的懸掛裝置，其中，(C)「殼體以及活塞杆第二端二者中另一者」連結到作為(D)「(i)電磁致動器和第二部分這二者中至少其一以及(ii)第一部分這二者中另一者」的(E)所述「車輪側單元與車體側單元中連結到第一部分的一者」，並且其中，懸掛裝置構造成包括布置在第一部分與(E)所述「車輪側單元與車體側單元中與第一部分連結的一者」之間的支撐彈簧，用於使第一部分與(E)所述「車輪側單元與車體側單元中與第一部分連結的一者」彼此相對支撐，並且其中，套管構造成容納支撐彈簧。
在電磁致動器與液壓阻尼器彼此串聯布置時，在某些情況下將上述支撐彈簧與液壓阻尼器並聯布置。在支撐彈簧是螺旋彈簧的情況下，與作為懸掛裝置中主要結構元件的懸掛彈簧相比，由於支撐彈簧的安裝空間等受到限制，支撐彈簧經常需要由直徑較小的金屬絲製成。如上所述，由於懸掛裝置安裝在輪胎罩等中，所以有支撐彈簧受到車輪捲起的石子等撞擊而損壞的可能性。形式(27)考慮到了這種可能性。根據形式(27)，通過套管有效地防止了支撐彈簧受到損壞。在支撐彈簧是螺旋彈簧、液壓阻尼器布置在該螺旋彈簧中這樣的結構中，形式(27)特別有效。
(28)根據上述形式(26)或(27)的懸掛裝置，其中，套管布置成使其一端相對於第一部分不可動，而其另一端可以相對於電磁致動器運動。
形式(28)包括將套管固定到車輪保持部分或安裝部分的結構，以及在將液壓阻尼器殼體連結到不能相對其運動的車輪保持部分或安裝部分時將套管固定到液壓阻尼器殼體的結構。通過這樣的結構可以穩固地布置套管。
(29)根據上述形式(28)的懸掛裝置，構造成包括作為懸掛彈簧的螺旋彈簧，所述彈簧布置在車輪保持部分與安裝部分之間，且電磁致動器穿過螺旋彈簧，其中，套管包括彈簧支撐部分(160)，該部分形成於其外周邊部分，用於對螺旋彈簧中連結到第一部分的一端進行支撐。
在形式(29)中，套管作為用於支撐懸掛彈簧的支撐部件。形式(29)在例如套管由金屬製成時很有效。形式(29)不必額外設置支撐懸掛彈簧所用的支撐部件，從而實現了結構簡單的懸掛裝置。


圖1是圖示了可以在根據本發明的車輛懸掛裝置中採用的液壓阻尼器連結結構的示意圖；圖2是示出根據第一實施例的車輛懸掛裝置的正面剖視圖；圖3是將圖2中阻尼器缸放大示出的正面剖視圖；圖4是示出根據第二實施例的車輛懸掛裝置的正面剖視圖；圖5是將圖4中液壓阻尼器放大示出的正面剖視圖；圖6是示出根據第三實施例的車輛懸掛裝置的正面剖視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖對本發明的一些實施例進行詳細說明。但是應當明白，本發明不限於下列實施例，而是可以通過多種改動和變更來實施，例如在「請求保護的發明形式」部分中說明的、本領域技術人員可以想到的那些形式。
1.第一實施例圖2示出了根據本發明一種實施例的車輛懸掛裝置10。懸掛裝置10是獨立懸掛式，並且右前輪、左前輪、右後輪和左後輪各自都設有該懸掛裝置10。每個懸掛裝置10布置在懸掛下臂(下文中在適當之處簡稱為「下臂」)12與安裝部分14之間，所述懸掛下臂12是用於保持相應車輪的車輪保持部件並作為第一部分，所述安裝部分14形成於車輛的部分車體處(例如輪胎罩上部)並作為第二部分。這種懸掛裝置10構造成包括下述元件作為電磁致動器的致動器缸16、作為液壓阻尼器的阻尼器缸18以及作為懸掛彈簧的螺旋彈簧20。懸掛裝置10設置成使得由彈簧20的伸縮產生的車體振動被致動器缸16和阻尼器缸18衰減。致動器缸16不僅具有被動作用，即作為減震器對振動產生阻尼力，而且具有主動作用，即為了調節車輛高度、控制車輛姿態等目的而對下臂12與安裝部分14之間的距離進行主動調節。
致動器缸16構造成包括外管30和內管32，內管32配裝到外管30中，從外管30的上端向上突出。如下文中將要詳細說明的，外管30的下端通過阻尼器缸18連結到下臂12，而內管32的上端連結到安裝部分14的下側。外管30具有形成於其內壁表面上沿其軸向延伸的成對導引槽34。形成於內管32下端處的成對的鍵36配裝到外管30的導引槽34中，從而將外管30和內管32設置成不能彼此相對旋轉但可以相對軸向運動。在外管30的上端處，設有密封件38以防來自外部的塵埃、泥土等進入。
致動器缸16構造成包括中空杆40(下文中在適當之處稱為「杆40」)、螺母42和電磁式電動機44(下文中在適當之處稱為「電動機44」)，所述中空杆40上形成有外螺紋，所述螺母42保持軸承滾珠並與杆40接合。電動機44固定容納在電動機殼體46中。電動機殼體46的凸緣部分固定到安裝部分14的上表面，從而使電動機44固定到安裝部分14。內管32的上端也固定到電動機殼體46的凸緣部分。通過這樣的結構，內管32固定到安裝部分14。電動機軸48是電動機44的旋轉軸，它是中空的軸並一體連接到杆40的上端。即，杆40就像電動機軸48被延長了一樣布置在內管32中，杆40設置成可以由電動機44帶動旋轉。螺母42固定到支撐管50的上端，支撐管50固定到外管30的內底面以從其豎直延伸。在這樣的狀態下，螺母42與杆40處於接合狀態。
如上所述，致動器缸16如下設置車輪側單元60構造成包括外管30、螺母42和支撐管50，而車體側單元62構造成包括內管32、杆40、電動機44和電動機殼體46。車輪側單元60通過阻尼器缸18連結到懸掛下臂12，車體側單元62連結到安裝部分14。杆40和螺母42彼此協作構成滾珠絲槓機構，並分別作為設在車體側單元62中的外螺紋部分和設在車輪側單元60中的內螺紋部分。
在這樣構造的致動器缸16中，在車體部分與車輪彼此相互運動時，杆40和螺母42可以隨著電動機軸48的旋轉一起，在杆40相對於螺母42旋轉的同時沿軸向彼此相互運動。即，隨著車體部分與車輪彼此相向和相背運動，車輪側單元60和車體側單元62可以彼此相對運動。通過操作電動機44向杆40施加轉矩，可以將相對轉矩施加到螺母42以及形成於杆40上的外螺紋。通過使相對轉矩有適當的方向和大小，可以在下述方向上產生抵抗相對運動的適當阻力，所述方向是車輪側單元60和車體側單元62沿該方向的相對運動被禁止的方向。這個阻力相當於對車體部分與車輪的相對運動的阻尼力。儘管可能認為致動器缸16的阻尼力產生功能是被動的，但是也可以如上所述對致動器缸16進行主動操作。即，通過使電動機44旋轉主動地使車輪側單元60與車體側單元62彼此相對運動，致動器缸16可以表現出穩定車輛姿態的功能和調整車輛高度的功能。在此情況下，通過對電動機44進行控制，可以產生對車輪側單元60與車體側單元62的相對運動的推進力。因此，致動器缸16裝有用於產生相對運動方向力的相對運動方向力產生機構，所述相對運動方向力是對車輪側單元60與車體側單元62的相對運動的阻力和推進力中的至少一項。相對運動方向力產生機構構造成包括杆40的外螺紋部分、作為內螺紋部分的螺母42以及作為電磁動力源的電動機44。
下面將參考圖3對阻尼器缸18進行說明。阻尼器缸18布置在致動器缸16與下臂12之間，並構造成包括殼體70、第一活塞72和第二活塞74、以及第一活塞杆76和第二活塞杆78，其中殼體70連結到下臂12並儲存有工作流體，第一活塞72和第二活塞74以具有流體密封性並可滑動的方式配裝在殼體70內部，第一活塞杆76和第二活塞杆78各具有下端(作為第一端)和上端(作為第二端)，所述下端連結到第一活塞72和第二活塞74中相應的一個，所述上端從殼體70向上延伸。殼體70內部被分隔壁80劃分成兩個工作流體儲存部分，即第一工作流體儲存部分82和第二工作流體儲存部分84，它們在上下方向上彼此對準。第一活塞72和第二活塞74分別配裝在第一和第二工作流體儲存部分82、84中。第一工作流體儲存部分82被劃分為下部室86和上部室88，而第二工作流體儲存部分84被劃分為下部室90和上部室92。
第一活塞杆76是中空活塞杆，第二活塞杆78穿過第一活塞杆76插入，並從殼體70延伸。第一活塞杆76的上端固定連結到外管30的下端。第二活塞杆78穿過杆40和電動機44(具體而言，是穿過電動機軸48)並連結到構成車體側單元62一部分的電動機殼體46上部。內凸緣100的內周部分與第一活塞杆76的外周部分通過密封件102保持為彼此滑動接觸，從而防止工作流體洩漏，其中所述內凸緣100形成於殼體70上部。第二活塞杆78和分隔壁80通過密封件104保持為彼此滑動接觸，而第二活塞杆78和第一活塞杆76通過密封件106保持為彼此滑動接觸。由此來維持各工作流體室的流體密封性。
更具體而言，阻尼器缸18具有與雙管式減震器類似的結構。殼體70由外筒部件110和內筒部件112構成，外筒部件110與內筒部件112之間形成有緩衝室114。第一活塞72和第二活塞74以具有流體密封性和可滑動的方式配裝在內筒部件112中。阻尼器缸18裝有流阻施加機構，用於對下部室86與上部室88之間的流體流動以及下部室90與上部室92之間的流體流動施加阻力，所述兩種流體流動分別伴隨第一活塞72的運動和第二活塞74的運動。
第一活塞72具有多個連通通道122(圖3中示出了其中兩個)以及盤狀閥124，其中這些連通通道122用於使下部室86與上部室88之間連通，盤狀閥124由彈性材料形成並與第一活塞72的下表面接觸。閥124可以將連通通道122在下部室86這邊的開口關閉。第一活塞72還包括多個連通通道126(圖3中示出了其中兩個)以及盤狀閥128，其中這些連通通道126的位置與連通通道122的位置在徑向上分開，盤狀閥128由彈性材料形成並與第一活塞72的上表面接觸。閥128可以將連通通道126在上部室88這邊的開口關閉。各個連通通道126位於各個連通通道122徑向外側以及閥124外側的位置。因此，連通通道126與下部室86保持連通。連通通道122在上部室88這邊的開口由於閥128中形成的開口130而開啟，從而使連通通道122與上部室88保持連通。分隔壁80形成有流體通道132，上部室86與緩衝室114經過所述流體通道132彼此連通，從而可以吸收下部室86和上部室88中工作流體儲存量的改變。儘管未示出，不過每個流體通道132中形成有小孔，阻力通過所述小孔施加到經其流動的工作流體。
根據上述結構，例如，在第一活塞72在殼體70中向上運動的情況下，上部室88中的部分工作流體經過連通通道122流入下部室86，而緩衝室114中的部分工作流體經過流體通道132流入下部室86。此時，因工作流體使閥124偏轉而使工作流體流入下部室86，且工作流體經過流體通道132的小孔，這兩個原因使得第一活塞72的向上運動受到阻力。因此，通過阻力對第一活塞72的向上運動產生阻尼力。另一方面，在第一活塞72在殼體70中向下運動的情況下，下部室86中的部分工作流體經過連通通道126流入上部室88，同時經過流體通道132流入緩衝室114。此時，由於工作流體使閥128偏轉而使工作流體流入上部室88，且工作流體通過流體通道132的小孔，這兩個原因使得第一活塞72的向下運動受到阻力。因此，通過阻力對第一活塞72的向下運動產生阻尼力。換句話說，第一流阻施加機構134構造成包括連通通道122及126、閥124及128、流體通道132、流體通道132中形成的小孔等，並且用於對伴隨第一活塞72運動的上部室88與下部室86之間的流體流動施加阻力。注意，第一活塞72通過第一活塞杆76連結到致動器缸16的車輪側單元60。在這個方面，本實施例的懸掛裝置10中，第一液壓阻尼器構造成包括殼體70、第一活塞72、第一活塞杆76、第一流阻施加機構134等，並且用於對致動器缸16與懸掛下臂12的相對運動產生阻尼力。
對第二活塞74的運動產生阻尼力的機構類似於上述與第一活塞72有關的機構，下面將對其進行簡單說明。第二活塞74具有與第一活塞72中的設置類似的連通通道和閥。在第二活塞74在殼體70中運動的情況下，由於這些連通通道和閥的作用，對上部室92與下部室90之間工作流體流動造成了阻力。第二工作流體儲存部分84的下部室90與緩衝室114保持連通，用於吸收下部室90和上部室92中工作流體儲存量的改變。下部室90與緩衝室114之間設置有基座閥部件142，該部件中形成有與第一活塞72中的設置類似的連通通道和閥，從而對伴隨第二活塞74的運動的下部室90與緩衝室114之間的流體流動造成阻力。這些阻力作為對第二活塞74運動的阻力，從而通過這種阻力產生對運動的阻尼力。即，第二流阻施加機構144構造成包括形成於第二活塞74和基座閥部件142中的連通通道、閥等，並且用於對伴隨第二活塞74的運動的上部室92與下部室90之間的工作流體流動施加阻力。第二活塞74由第二活塞杆78連結到車體側單元62，車體側單元62連結到安裝部分14。因此，可以認為第二活塞74直接連結到安裝部分14。在這個方面，本實施例的懸掛裝置10中，第二液壓阻尼器構造成包括殼體70、第二活塞74、第二活塞杆78、第二流阻施加機構144等，並且用於對安裝部分14與懸掛下臂12的相對運動產生阻尼力。
如圖1(c)的結構所示，本懸掛裝置10中如此構造的阻尼器缸18包括兩個液壓阻尼器，即第一液壓阻尼器Ds和第二液壓阻尼器Dp，其中第一液壓阻尼器Ds與作為電磁致動器的致動器缸16串聯設置，第二液壓阻尼器Dp與致動器缸16並聯設置。第一、第二液壓阻尼器被製成彼此一體。由於阻尼器缸18布置在致動器缸16與懸掛下臂12之間，所以不僅可以有效地減輕從車輪到車體的振動傳遞，還可以減輕向致動器缸16的振動傳遞。在這種懸掛裝置10中，阻尼器缸18和致動器缸16布置成彼此同軸。
根據這種示例性實施例的懸掛裝置10設有圓筒形套管150。具體而言，套管150的下端固定到阻尼器缸18的殼體70的外周邊部分。套管150被設置來覆蓋阻尼器缸18的上部和致動器缸16的下部。套管150的內壁表面上部通過兩個襯套152、154與致動器缸16的外管30接觸，從而使得套管150與致動器缸16可以彼此相對運動，其中所述兩個襯套152、154安裝到套管150的內壁表面上部。此外，螺旋彈簧156布置在套管150的底壁與外管30的下端之間，以對套管150和外管30進行彼此相對支撐。螺旋彈簧150作為與圖1(c)所示第一液壓阻尼器並聯布置的支撐彈簧Sb。注意，螺旋彈簧156具有比作為懸掛彈簧的螺旋彈簧20更大的彈簧常數。
如此構造的套管150被設置成容納第一活塞杆76、密封件102和螺旋彈簧156，其中第一活塞杆76從阻尼器缸18的殼體70延伸，密封件102安裝到殼體70的上端。因此，這種懸掛裝置10能夠有效地防止塵埃等進入阻尼器缸18，並防止車輪捲起的石子等撞擊到第一活塞杆76、螺旋彈簧156等。為此，密封件158安裝到套管150的上端以防塵埃等進入。
套管150的外周邊部分設有環形下部保持器160。作為懸掛彈簧的螺旋彈簧20由下部保持器160和環形上部保持器162支撐並被夾在它們之間，其中環形上部保持器162設在安裝部分14的下表面上。即，下部保持器160作為彈簧支撐部分，用於對連結到下臂12的螺旋彈簧20的下端進行支撐。
下面將說明根據本實施例的懸掛裝置10的振動衰減功能。致動器缸16設置為通過對電動機44進行控制而衰減振動，並能夠有效地吸收頻率不高於5Hz的較低頻率振動，例如縱傾振動和跳動振動。但是，由於控制響應的關係，致動器缸16不能有效地吸收頻率高於15Hz的振動，例如車輛在不平路面上行駛期間從路面傳來的振動。此外，致動器缸16不能充分吸收頻率在10Hz左右的較高頻率振動，例如車輛在連續凹凸的顛簸路面上行駛期間產生的振動和簧下質量共振。在本實施例中，不能由致動器缸16充分衰減的振動可以由作為液壓阻尼器的阻尼器缸18衰減。如上所述，阻尼器缸18設置為使得與致動器缸16分別串聯和並聯布置的兩個液壓阻尼器彼此製成一體。與致動器缸16串聯布置的第一液壓阻尼器設置為對頻率超過15Hz的高頻振動進行處理，而第二液壓阻尼器設置為對頻率在10Hz左右的較高頻率振動進行處理。因此，這種懸掛裝置10對於具有較寬頻率範圍的各種振動都可以確保有效的衰減效果，使得這種懸掛系統10具有適當的阻尼特性。
2.第二實施例圖4示出了根據第二實施例的車輛懸掛裝置180。除了液壓阻尼器之外，第二實施例的懸掛裝置180在結構上與所示第一實施例的懸掛裝置10基本相同。因此，在對第二實施例的說明中，使用與第一實施例的裝置中所用標號相同的標號來標記相應的元件，其說明也將簡化或省略。
這種示例性實施例的懸掛裝置180主要由致動器缸182構成，致動器缸182的結構與第一實施例的致動器缸16類似。換句話說，致動器缸182設置為使得車輪側單元188構造成包括內管184、螺母42和支撐管186，而車體側單元194構造成包括杆192、電動機44和電動機殼體46，其中杆192上形成有外螺紋。在本實施例中，外管184直接連接到懸掛下臂12，從而使車輪側單元188連結到懸掛下臂12。與第一實施例中所示一樣，杆192和螺母42彼此協作構成滾珠絲槓機構，並分別作為設在車體側單元188中的外螺紋部分和設在車輪側單元194中的內螺紋部分。與所示第一實施例中的致動器缸16一樣，第二實施例中的致動器缸182裝有用於產生相對運動方向力的相對運動方向力產生機構，所述相對運動方向力是對車輪側單元188與車體側單元194的相對運動的阻力和推進力中至少一項。相對運動方向力產生機構構造成包括杆192、螺母42和作為電磁動力源的電動機44。在本實施例中，與第一實施例中的杆92和電動機軸48不同，杆192和電動機軸48不是中空的。
再參考圖5，下面將對支撐管186以及插入其中的杆192進行說明。在本實施例中，活塞200連結到杆192的前端。活塞200以具有流體密封性並可滑動的方式配裝到支撐管186中，支撐管186中儲存有工作流體。支撐管186內部被活塞200劃分成兩個流體室，即下部室202和上部室204。密封件206安裝到螺母42的上端用於防止工作流體洩漏。
支撐管186是雙管式，由外筒部件210和內筒部件212構成，緩衝室214形成與這兩個筒部件之間。上述活塞200以具有流體密封性並可滑動的方式配裝在內筒部件212中。活塞200通過軸承216連結到杆192。活塞200與軸承216之間形成有流體室218，流體室218經過多個流體通道220(圖5中示出了其中兩個)與上部室204連通。各個流體通道220位於軸承216的徑向外側並與其分開。活塞200具有連通通道222、224(圖5中示出了其中兩個)和閥226、228，它們與第一實施例的活塞中形成的相應部件類似。由於連通通道222、224和閥226、228的作用，當活塞200在支撐管186中運動時，流體室218與下部室202之間的工作流體流動受到阻力。通過與第一實施例中的基座閥部件142類似的基座閥部件230，使下部室202與緩衝室214保持連通，從而對伴隨活塞200運動的下部室202與緩衝室214之間的工作流體流動造成阻力。這些阻力作為阻力作用到活塞200的運動上，從而通過該阻力對該運動產生阻尼力。換句話說，流阻施加機構232構造成包括形成於活塞200和基座閥部件230中的連通通道和閥，並且用於對伴隨活塞200的運動的上部室204與下部室202之間的工作流體流動施加阻力。
杆192將活塞200連結到與安裝部分14連結的車體側單元194，並且不僅作為構成致動器缸182中部分車體側單元194的杆，而且作為將活塞200連結到車體側單元194的活塞杆。換句話說，在這種懸掛裝置180中，液壓阻尼器240構造成包括支撐管186(用作殼體)、活塞200、杆192和流阻施加機構232，並且用於對安裝部分14與懸掛下臂12的相對運動產生阻尼力。儘管液壓阻尼器240與致動器缸182同軸地布置在致動器缸182的下部，但是液壓阻尼器對應於圖1(b)所示的阻尼器，即與電磁致動器並聯布置的阻尼器。可以認為液壓阻尼器240布置在致動器缸182與懸掛下臂12之間。
如上所述，在這種懸掛裝置180中，當致動器缸182的車輪側單元188與車體側單元194彼此相對運動時，由於滾珠絲槓機構的作用，杆192和支撐管186在圍繞杆192的軸線相對旋轉的同時沿杆192的軸向彼此相對運動。但是，軸承216使活塞200可以圍繞杆192的軸線相對於杆192旋轉。因此，即使杆192和支撐管186彼此相對旋轉，連結到杆192的活塞200也不會相對於支撐管186旋轉。換句話說，這種懸掛裝置180的液壓阻尼器240裝有杆-活塞相對旋轉容許機構，用於使致動器缸182的杆192與液壓阻尼器240的活塞200可以相對旋轉。該機構確保了支撐管186與活塞200可以平穩的滑動。因此，有效地防止了活塞200磨損，從而提高了液壓阻尼器240的耐用性。
在根據本實施例的懸掛裝置180中，可以認為車輪側單元188構造成包括螺母42和支撐管186，即外管184不是車輪側單元188的組成元件。在此情況下，外管184容納作為液壓阻尼器240殼體的支撐管186、從殼體延伸作為活塞杆的杆192以及安裝到支撐管186上端的密封件206。即，外管184作為套管，不能相對於懸掛下臂12運動，但可以相對於構成致動器缸182的車體側單元194的內管190運動。下部保持器160安裝到外管184的外周邊部分，並且作為彈簧支撐部分，用於對連結到下臂12的螺旋彈簧20下端進行支撐。
下面將對根據本實施例的懸掛裝置180的振動衰減功能進行說明。致動器缸182能夠有效地吸收頻率不高於5Hz的較低頻率振動。但是，致動器缸182不能充分吸收頻率在10Hz左右的較高頻率振動。在本實施例中，不能由致動器缸182充分衰減的振動可以由液壓阻尼器240衰減，因此液壓阻尼器240通過對10Hz左右的較高頻率振動進行衰減而輔助致動器缸182。
3.第三實施例圖6示出了根據第三實施例的車輛懸掛裝置250。除了液壓阻尼器之外，第三實施例的懸掛裝置250在結構上與所示第一實施例的懸掛裝置10基本相同。因此，在對第三實施例的說明中，使用與第一實施例的裝置中所用標號相同的標號來標記相應的元件，其說明也將簡化或省略。
根據本實施例的懸掛裝置250構造成包括作為電磁致動器的致動器缸252、作為液壓阻尼器的阻尼器缸254、以及作為懸掛彈簧的螺旋彈簧20。儘管致動器缸252與第一實施例中的致動器缸16類似，但是與第一實施例中不同，本實施例中的杆40以及電動機44的電動機軸48不是中空的。
與第一實施例中的阻尼器缸18一樣，阻尼器缸254布置在致動器缸252與下臂12之間。阻尼器缸254構造成包括殼體260、活塞262和活塞杆264，其中殼體260連結到下臂12並儲存工作流體，活塞262以具有流體密封性並可滑動的方式配裝在殼體260中，活塞杆264具有下端(作為第一端)和上端(作為第二端)，活塞262連結到所述下端，所述上端從殼體260向上延伸。殼體260內部由活塞262劃分成兩個流體室，即下部室266和上部室268。與第一實施例中的殼體70一樣，殼體260是雙管式，其中形成有未示出的緩衝室。
活塞262具有連通通道和閥，它們與第一實施例的活塞中相應的元件相似。由於連通通道和閥的作用，當活塞262在殼體260中運動時，兩個流體室266、268之間的工作流體流動受到阻力。下部室266與緩衝室由基座閥部件270保持連通，所述基座閥部件270中形成有連通通道和閥，它們與第一實施例的基座閥部件中形成的相應部件類似，從而對伴隨活塞262運動的下部室266與緩衝室之間的工作流體流動造成阻力。這些阻力作為對活塞262運動的阻力，從而由這種阻力對該運動產生阻尼力。即，阻尼器缸254裝有流阻施加機構，用於對伴隨活塞260運動的上部室268與下部室266之間的工作流體流動施加阻力。流阻施加機構構造成包括形成於活塞262和基座閥部件270中的連通通道和閥。
活塞杆264的上端固定連結到外管30的下端。這種懸掛裝置250中的阻尼器缸254是液壓阻尼器，它對致動器缸252與下臂12的相對運動產生阻尼力。即，阻尼器缸254對應於圖1(a)所示的阻尼器，即與電磁致動器串聯布置的阻尼器。
下面將對根據本實施例的懸掛裝置250的振動衰減功能進行說明。致動器缸252能夠有效地吸收頻率不高於5Hz的較低頻率振動。但是，致動器缸252不能充分吸收頻率高於15Hz的高頻振動。在本實施例中，不能由致動器缸252有效衰減的振動可以由阻尼器缸254衰減，從而可以有效地吸收頻率高於15Hz的高頻振動。
與第一實施例的懸掛裝置中一樣，根據本實施例的懸掛裝置250中設置有套管150。套管150覆蓋了活塞杆264從殼體260延伸的部分以及支撐彈簧156。套管150的結構和功能與第一實施例中所述的類似，此處將其說明略去。
權利要求
1.一種車輛懸掛裝置，包括電磁致動器，包括(a)車輪側單元，連結到用於保持所述車輛輪子的車輪保持部分，(b)車體側單元，連結到形成於所述車輛部分車體處的安裝部分，並可以相應於所述車輪保持部分與所述安裝部分的相對運動而相對於所述車輪側單元運動，以及(c)相對運動方向力產生機構，包括電磁動力源並產生相對運動方向力，所述相對運動方向力是對所述車輪側單元與所述車體側單元的相對運動的推進力和阻力這二者中至少其一；液壓阻尼器，包括殼體、活塞、流阻施加機構以及活塞杆，所述殼體儲存有工作流體；所述活塞將所述殼體的內部劃分成兩個流體室；所述流阻施加機構對伴隨所述活塞的運動的所述兩個流體室之間的工作流體流動施加阻力；所述活塞杆具有連結到所述活塞的第一端和從所述殼體延伸的第二端，所述殼體連結到所述車輪保持部分，而所述活塞杆的所述第二端連結到所述電磁致動器和所述安裝部分這二者中至少其一，所述液壓阻尼器設置成對下列至少一項產生阻尼力所述車輪保持部分與所述安裝部分的相對運動；所述車輪保持部分與所述電磁致動器的相對運動；以及大致圓筒形套管，布置成使其一端不能相對於所述車輪保持部分運動，而其另一端可以相對於所述電磁致動器運動，並在所述套管中容納所述液壓阻尼器的所述活塞杆的至少一部分，所述活塞杆的至少一部分是從所述殼體延伸出的部分。
2.根據權利要求1所述的懸掛裝置，包括布置在所述車輪保持部分與所述安裝部分之間的懸掛彈簧。
3.根據權利要求2所述的懸掛裝置，其中，所述懸掛彈簧是螺旋彈簧，所述電磁致動器布置為穿過所述螺旋彈簧。
4.根據權利要求3所述的懸掛裝置，其中，所述套管包括形成於其外周邊部分的彈簧支撐部分，以用於對連結到所述車輪保持部分的所述螺旋彈簧一端進行支撐。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的懸掛裝置，其中，所述液壓阻尼器布置在所述車輪保持部分與所述電磁致動器之間。
6.根據權利要求5所述的懸掛裝置，其中，所述液壓阻尼器和所述電磁致動器布置為彼此同軸。
7.根據權利要求1-6中任意一項所述的懸掛裝置，其中，所述電磁致動器的所述相對運動方向力產生機構包括外螺紋部分、內螺紋部分和電磁式電動機，所述外螺紋部分在所述車輪側單元與所述車體側單元這二者之一上以不能相對於其運動的方式設置；所述內螺紋部分在所述車輪側單元與所述車體側單元這二者中另一個上以不能相對於其運動的方式設置，並與所述外螺紋部分接合；所述電磁式電動機作為所述電磁動力源，用於向所述外螺紋部分和所述內螺紋部分施加相對旋轉力，並且其中，所述相對運動方向力產生機構設置為通過所述電動機施加的所述相對旋轉力來產生所述相對運動方向力。
8.根據權利要求1-7中任意一項所述的懸掛裝置，其中，所述活塞杆的所述第二端連結到所述車輪側單元。
9.根據權利要求8所述的懸掛裝置，包括布置在所述車輪側單元與所述車輪保持部分之間的支撐彈簧，用於將所述車輪側單元和所述車輪保持部分彼此相對支撐。
10.根據權利要求9所述的懸掛裝置，其中，所述套管設置為容納所述支撐彈簧。
11.根據權利要求1-7中任意一項所述的懸掛裝置，其中，所述活塞杆的所述第二端連結到所述車體側單元與所述安裝部分中至少其一上。
12.根據權利要求1-7中任意一項所述的懸掛裝置，其中，所述電磁致動器的所述車輪側單元和所述車體側單元設置為不能彼此相對旋轉，其中，所述電磁致動器的所述相對運動方向力產生機構包括(c-1)杆，可旋轉地設在所述車體側單元中以構成所述車體側單元的至少一部分，並形成有外螺紋以作為外螺紋部分；(c-2)螺母，構成所述車輪側單元的至少一部分，並形成有內螺紋以作為與所述杆接合的內螺紋部分；(c-3)電磁式電動機，設在所述車體側單元和所述安裝部分這二者至少其一中，並作為所述電磁動力源用於向所述杆施加旋轉力，所述相對運動方向力產生機構設置為通過由所述電磁式電動機施加的所述旋轉力來產生所述相對運動方向力，並且其中，所述液壓阻尼器中所述活塞杆的所述第二端連結到所述杆。
13.根據權利要求12所述的懸掛裝置，包括杆一活塞相對旋轉容許機構，用於使所述電磁致動器的所述杆與所述液壓阻尼器的所述活塞可以相對旋轉。
14.根據權利要求12或13所述的懸掛裝置，其中，所述電磁致動器的所述杆和所述液壓阻尼器的所述活塞杆彼此一體。
15.根據權利要求14所述的懸掛裝置，其中，所述液壓阻尼器的所述活塞杆和所述活塞通過軸承彼此連結，所述軸承作為所述杆一活塞相對旋轉容許機構用於使所述杆和所述活塞可以相對旋轉。
16.根據權利要求7所述的懸掛裝置，其中，所述液壓阻尼器包括殼體、第一活塞和第二活塞、第一流阻施加機構和第二流阻施加機構、以及第一活塞杆和第二活塞杆，其中所述殼體具有兩個儲存工作流體的工作流體儲存部分；所述第一活塞和所述第二活塞各將所述兩個工作流體儲存部分中相應的工作流體儲存部分劃分成兩個流體室；所述第一流阻施加機構和所述第二流阻施加機構各自對伴隨所述第一活塞和所述第二活塞中相應活塞運動的、所述兩個工作流體儲存部分中相應工作流體儲存部分的兩個室之間的工作流體流動施加阻力；所述第一活塞杆和所述第二活塞杆各具有第一端和第二端，所述第一端連結到所述第一活塞和所述第二活塞中相應的活塞，所述第二端從所述殼體延伸，其中，所述第一活塞杆的所述第二端和所述第二活塞杆的所述第二端這二者之一連結到所述電磁致動器的所述車輪側單元，其中，所述第一活塞杆的所述第二端和所述第二活塞杆的所述第二端這二者中另一個連結到所述電磁致動器的所述車體側單元與所述安裝部分這二者中至少其一，並且其中，所述懸掛裝置構造成包括支撐彈簧，所述支撐彈簧布置在所述車輪側單元與所述車輪保持部分之間，用於將所述車輪側單元和所述車輪保持部分彼此相對支撐。
17.根據權利要求16所述的懸掛裝置，其中，所述液壓阻尼器構造成使得所述第一活塞和所述第二活塞沿所述兩個工作流體儲存部分彼此對準的方向布置，並使得所述第一活塞杆與所述第二活塞杆二者之一是中空的，以使所述第一活塞杆與所述第二活塞杆二者中另一個可以經其穿過。
全文摘要
本發明的一個目的是為了提高車輛懸掛裝置的實用性，該懸掛裝置具有電磁致動器和液壓阻尼器。液壓阻尼器(18)布置在電磁致動器(16)與車輪保持部分(12)之間，液壓阻尼器具有套管(150)用於容納設在活塞杆(76)與殼體(70)之間的密封件(102)。這種懸掛裝置的優點在於，不僅可以有效地減輕振動從車輪通過電磁致動器向車體的傳遞，還可以減輕振動向電磁致動器的傳遞。這是通過例如將液壓阻尼器布置在車輪保持部分與電磁致動器之間實現的。此外，由於套管的存在，這種懸掛裝置的優點還在於可以有效地防止塵埃等通過密封件進入液壓阻尼器。
文檔編號B60G15/06GK101065259SQ20058004036
公開日2007年10月31日 申請日期2005年11月10日 優先權日2004年11月24日
發明者井上博文, 近藤卓宏 申請人:豐田自動車株式會社, 萱場工業株式會社