JP2000219021A

JP2000219021A - 緩衝器

Info

Publication number: JP2000219021A
Application number: JP11021971A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Otsu; 真一大津
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】前後左右輪のブレーキバランスを調整するた
めの調整弁を適正に作動させて前後左右輪の制動力を良
好に調整できる緩衝器を提供する。【解決手段】ガス室6bの内圧を検出しＣＰＵ61に検出
信号Ｇとして入力する圧力センサ60を設け、ＣＰＵ61は
検出信号Ｇの値が大きい（積載荷重が増加した）場合、
調整信号Ｈをソレノイド７０に入力して空車時に比して
フロント側油圧Ａに対するリア側油圧Ｂ配分が大きくな
るようにロードセンシングバルブ64を作動させる。積載
荷重が重い場合、前輪用ブレーキ機構66のブレーキ力に
対する後輪用ブレーキ機構65のブレーキ力の割合は空車
時に比してより大きくなり、車重に応じた適正なブレー
キ効果が得られ操縦安定性及び乗り心地の向上が図れ
る。セルフレベリング式の油圧緩衝器とロードセンシン
グバルブの組み合せにより従来起こり得た、ロードセン
シングバルブ非作動による前後輪の制動力非調整を回避
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両の
懸架装置に装着される車高調整機能を有する緩衝器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車等の車両においては、懸架
装置のばね上、ばね下間に、油液等の作動液を用いた緩
衝器を装着して、ばね上およびばね下の振動を減衰させ
ることによって、乗り心地および操縦安定性を向上させ
るようにしている。

【０００３】ところで、バン、ワゴン車等の比較的積載
重量の大きな車両においては、乗員の乗り降り、荷物の
積み降ろし等にともなう積載荷重の変化によって、車高
が大きく変化して乗り心地および操縦安定性が低下する
ことがある。このため、積載荷重の軽重に関係なく自動
的に一定の車高を保つことができる懸架装置が望まれて
いる。

【０００４】そこで、従来、例えば特開昭６０−２６１
７１３号公報に記載されているように、高圧ガスが封入
されたオイルタンクおよびリザーバと、ピストンロッド
の伸縮によってオイルタンクの油液をシリンダ内へ供給
するポンプ手段と、ピストンロッドの伸縮位置に応じて
ポンプ手段およびシリンダからオイルタンクへ圧油を戻
す戻し手段とを備え、走行時の懸架装置の振動を利用し
てポンプ手段および戻し手段を作動させてシリンダ内の
圧力を適宜加減してピストンロッドの伸長長さを一定に
調整することによって、自動的に一定の車高を保つよう
にした、いわゆるセルフレベリング式の油圧緩衝器が提
案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両には、
前後左右輪のブレーキバランスを調整するためのロード
センシングプロポーショニングバルブ（以下、ロードセ
ンシングバルブ（調整弁）という。）を設け、車高の変
位に応じてロードセンシングバルブを作動させ前後左右
輪の制動力配分を調整するものがある。そして、当該車
両に前記セルフレベリング式の油圧緩衝器を搭載するこ
とが考えられる。しかしながら、この場合、セルフレベ
リング式の油圧緩衝器のセルフレベリング機能により、
積載荷重にかかわらず車高が所定範囲に納まるためロー
ドセンシングバルブが作動せず、前後左右輪でバランス
の良い適正な制動力が得られなくなってしまう。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、前後左右輪のブレーキバランスを調整するため
の調整弁を、車高及び積載荷重にかかわらず常に適正に
作動することにより前後左右輪の制動力を良好に調整で
きる緩衝器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、作動液が封入
されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装され
たピストンと、一端が該ピストンに連結され他端が前記
シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、作動液
を貯留するタンクと、前記ピストンロッドの伸縮によっ
て前記タンクと前記シリンダとの間で作動液を給排して
前記ピストンロッドの伸長長さを所定範囲に調整するセ
ルフレベリング機構とを備えた緩衝器において、前記シ
リンダの内圧を検出する圧力センサを設け、車両の前後
左右輪のブレーキバランスを調整するための調整弁を前
記圧力センサの検出信号に基づいて作動させることを特
徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。本実施の形態では、作動液とし
て油液を用いた油圧緩衝器を例にして説明する。なお、
作動液は、油液に限らず他の液体であってもよい。図１
及び図２に示すように、油圧緩衝器１は、シリンダを含
む本体側が上部に、ロッド側が下部となるように配置さ
れるいわゆる倒立型の構造であって、本体側は、略有底
円筒状の外筒２内にシリンダ３が挿入された二重筒構造
となっている。外筒２およびシリンダ３の下端部には、
ガイドシール４およびオイルシール５が装着されて、シ
リンダ３と外筒２との間に、環状のリザーバ６が形成さ
れている。

【０００９】外筒２の底部付近の側壁とシリンダ３との
間に略円筒状の隔壁部材７が嵌合されており、隔壁部材
７と外筒２との間に環状油路８が形成され、隔壁部材７
とシリンダ３との間に環状油路９が形成されている。リ
ザーバ６は、両端部がそれぞれ隔壁部材７およびガイド
シール４にクランプされたゴム等の可撓性材料からなる
略円筒状のブラダ10（可撓膜）によって、シリンダ３と
の間に形成されて環状油路９と連通するオイル室6aと、
外筒２との間に形成されて高圧ガスが封入されるガス室
6bとに区画されている。

【００１０】隔壁部材７内の上端部に嵌合されたベース
部材11によって、環状室８に連通する外筒２の底部側
（図１上側）の油室12とシリンダ３の内部とが区画され
ている。シリンダ３の内部は、シリンダ３の上端部付近
の側壁に設けられた油路13によって環状油路９に連通さ
れている。

【００１１】シリンダ３内には、ピストン14が摺動可能
に嵌装されており、このピストン14によってシリンダ３
内がシリンダ上室3aとシリンダ下室3bとの２室に画成さ
れている。ピストン14には、中空のピストンロッド15の
一端がピストンボルト16を介してナット17によって連結
されており、ピストンロッド15の他端側は、外筒２およ
びシリンダ３の下端部に装着されたガイドシール４およ
びオイルシール５に挿通されて、シリンダ３の外部へ延
出されている。そして、シリンダ上下室3a，3bおよびリ
ザーバ６のオイル室6aには、油液が封入されている。

【００１２】ピストン14には、シリンダ上下室3a，3b間
を連通させる油路18，19およびこれらの油路18，19を流
れる油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィ
スおよびディスクバルブ等からなる減衰力発生機構20，
21が設けられている。

【００１３】外筒２の上端部付近の側壁には、オイルタ
ンク（タンク）23が接続管24によって取付けられてい
る。オイルタンク23は、そのシリンダ部材25内にフリー
ピストン26を摺動可能に嵌装しており、シリンダ部材25
の内部が接続管24を介して環状油路８に連通するオイル
室28とガス室29との２室に画成されている。オイル室28
には油液が封入され、ガス室29にはガスが封入されてい
る。

【００１４】中空のピストンロッド15の内部には、ポン
プチューブ33が挿入され、ばね34に付勢されて固定され
ている。ポンプチューブ33内には、その軸心に沿って、
管状のポンプロッド35が設けられている。ポンプロッド
35の基端部（図１上側）は、ベース部材11に結合されて
その内部の油路36が油室12に連通され、先端側（図１下
側）は、ポンプチューブ33内に摺動可能に嵌合されて、
ポンプチューブ33内にポンプ室37を形成している。

【００１５】ポンプ室37は、ポンプチューブ33の先端部
に設けられた逆止弁38およびポンプチューブ33とピスト
ンロッド15との間に形成された油路39及び油路39a を介
してシリンダ下室3bに連通されている。逆止弁38は、ポ
ンプ室37から油路39側への油液の流通のみを許容するも
のである。また、ポンプ室37は、ポンプロッド35の先端
部に設けられた逆止弁40、ポンプロッド35内の油路36、
油室12、環状油路８および接続管24を介してオイルタン
ク23のオイル室28に連通されている。逆止弁40は、油路
36からポンプ室37への油液の流通のみを許容するもので
ある。

【００１６】ポンプロッド35の側面部には、軸方向に沿
って延びる溝41および径方向のオリフィス通路42が設け
られており、ピストンロッド15の伸長長さが所定範囲に
達すると、ポンプ室37が溝41を介してシリンダ上下室3
a，3bに連通され、ピストンロッド15の伸長長さが所定
範囲を超えると、シリンダ上下室3a，3bがオリフィス通
路42を介してポンプロッド35の油路36に直接連通される
ようになっている。

【００１７】上記の構成において、ポンプチューブ33、
ポンプロッド35、ポンプ室37、逆止弁38，40、溝41およ
びオリフィス通路42は、ピストンロッド15の伸縮によっ
てシリンダ３内に油液を給排してピストンロッド15の伸
長長さを調整するセルフレベリング機構を構成してい
る。

【００１８】ベース部材11には、リザーバ６側すなわち
シリンダ上下室3a，3b側の油液の圧力が所定圧力に達し
たとき、開弁してこの油圧を油室12側すなわちオイルタ
ンク23側へリリーフするリリーフ弁43が設けられてい
る。

【００１９】また、外筒２におけるリザーバ６のガス室
6bに臨む部分には圧力センサ60が嵌挿されており、ガス
室6bの内圧を検出し検出信号Ｇとして後述するＣＰＵ61
に入力する。リザーバ６のオイル室6aは上述したように
環状油路９及び油路13を介してシリンダ３の内部（シリ
ンダ上室3a）に連通しており、シリンダ３の内圧に応じ
てブラダ10を介してガス室6bの内圧が変化することにな
る。そして、圧力センサ60はガス室6bの内圧を検出しひ
いてはシリンダ３の内圧を検出するものになっている。

【００２０】圧力センサ60の検出信号Ｇの値は、車両へ
の積載荷重により変化するものであり、例えば積載荷重
が重い場合には、シリンダ上下室3a，3bの圧力、ひいて
はリザーバ６のガス室6bの内圧は大きくなり、この検出
信号Ｇの値は大きくなる。

【００２１】そして、油圧緩衝器１は、外筒２の底部に
固定された取付部51を懸架装置（図示せず）の車体側に
連結し、ピストンロッド15の先端部に固定された取付け
部52を右側後輪の車軸側に連結して車両に装着されてい
る。油圧緩衝器１に取り付けられた圧力センサ60にはＣ
ＰＵ61が接続されている。車両には、図１に示す油圧緩
衝器１と同様の構成の油圧緩衝器が左側後輪に対応して
設けられており、当該油圧緩衝器の圧力センサ（図示省
略）もＣＰＵ61に接続されている。ＣＰＵ61は圧力セン
サ60の検出信号Ｇ及び左側後輪側の油圧緩衝器の圧力セ
ンサの検出信号Ｇの平均値が所定の大きさ以上である場
合、調整信号Ｈを発生する。

【００２２】一方、ブレーキペダル62にはブレーキペダ
ル62の作動に応じた大きさの液圧を発生するマスタシリ
ンダ63を介してロードセンシングバルブ（調整弁）64が
接続されている。ロードセンシングバルブ64は、先端側
に後輪用ブレーキ機構65及び前輪用ブレーキ機構66がそ
れぞれ接続されたリア用配管67及びフロント用配管68に
連通する流路（図示省略）を有するバルブ本体69と、バ
ルブ本体69の流路に変位可能に設けられた可動体（図示
省略）と、ＣＰＵ61からの調整信号Ｈにより作動して可
動体を変位させるソレノイド70とからなり、ソレノイド
70の作動による可動体の変位によりリア用配管67及びフ
ロント用配管68への供給油圧の配分を調整するようにし
ている。

【００２３】そして、ＣＰＵ61から調整信号Ｈが出力さ
れていない場合にはソレノイド70は作動せず、ロードセ
ンシングバルブ64は図３の符号Ｄで示すブレーキ液圧特
性（以下、空車時ブレーキ液圧特性という）を発揮する
ように機能する。また、ＣＰＵ61から調整信号Ｈが出力
された場合にはソレノイド70は作動し、ロードセンシン
グバルブ64は図３の符号Ｅで示すブレーキ液圧特性（以
下、積載時ブレーキ液圧特性という）を発揮するように
機能する。

【００２４】ここで、図３は横軸をフロント用配管68へ
の供給油圧（フロント側油圧）Ａ、縦軸をリア用配管67
への供給油圧（リア側油圧）Ｂとした特性図である。そ
して、空車時ブレーキ液圧特性Ｄは、フロント側油圧Ａ
に対してリア側油圧Ｂが略同等の値を示す空車時第１特
性部Ｄ₁ と、フロント側油圧Ａへの液圧が所定値（以
下、第１所定値という。）Ｍ以上のときの特性でリア側
油圧Ｂの増加割合に比してフロント側油圧Ａの増加割合
が大きくなる空車時第２特性部Ｄ₂ とからなっている。
積載時ブレーキ液圧特性Ｅは、フロント側油圧Ａに対し
てリア側油圧Ｂが略同等の値を示す積載時第１特性部Ｅ
₁ と、フロント側油圧Ａへの液圧が所定値〔以下、第２
所定値Ｎという。（第１所定値Ｍ）＜（第２所定値
Ｎ）〕以上のときの特性でリア側油圧Ｂの増加割合に比
してフロント側油圧Ａの増加割合が大きくなる積載時第
２特性部Ｅ₂ とからなっている。

【００２５】そして、積載荷重が軽い（すなわち検出信
号Ｇの値が小さい）場合にはＣＰＵ61は調整信号Ｈを出
力せず、これによりソレノイド70は作動されず、図３の
空車時ブレーキ液圧特性Ｄが発揮される。また、積載荷
重が重い（すなわち検出信号Ｇの値が大きい）場合に
は、ＣＰＵ61は大きい値の調整信号Ｈを出力し、これに
よりソレノイド70が作動されて、図３の積載時ブレーキ
液圧特性Ｅが発揮される。

【００２６】上述したように構成した油圧緩衝器１で
は、ピストンロッド15の伸縮にともなうピストン14の移
動によって、シリンダ上下室3a，3b間で油液が油路18，
19を流通して、減衰力発生機構20，21によって減衰力が
発生する。このとき、ピストンロッド15の伸縮にともな
うシリンダ２内への侵入、退出によるシリンダ上下室3
a，3bの容積変化をリザーバ６のガス室6b内のガスの圧
縮および膨張によって補償する。

【００２７】また、通常、空車時において、ピストンロ
ッド15の伸長長さは、所定の標準範囲内にされている。
そして、車両に荷物などが積載されて荷重が増加すると
車高が低下し、この車高低下によりピストンロッド15の
伸長長さが所定の標準範囲より短くなると、シリンダ上
下室3a，3bが溝41から遮断される。この状態では、走行
中の懸架装置の振動によってピストンロッド15が伸縮す
ると、伸び行程時には、ポンプロッド35が後退してポン
プ室37内が減圧され、逆止弁40が開いて、オイルタンク
23のオイル室28の油液が、接続管24、環状油路８、油室
12、ポンプロッド35の油室36を通ってポンプ室37に導入
される。縮み行程時には、ポンプロッド35が前進してポ
ンプ室37内の油液が加圧されて逆止弁38を開き、油路39
及び油路39a を通ってシリンダ下室3bへ供給されて、シ
リンダ上下室3a，3bの圧力が上昇してピストンロッド15
を伸長させる。

【００２８】このようにして、走行中の振動を利用して
ポンピング動作を繰り返すことによって、ピストンロッ
ド15を伸長させて車高を上げる。そして、車高が所定の
標準範囲に達すると、溝41を介してシリンダ上下室3a，
3bとポンプ室37とが連通されて、ポンピング動作が解除
される。そして、このように積載荷重が増加した場合
は、空車時に比べてシリンダ上下室3a，3bの圧力、ひい
てはガス室6bの内圧は大きくなり、圧力センサ60が検出
する検出信号Ｇの値は大きくなる。そして、ＣＰＵ61は
調整信号Ｈを出力し、これによりソレノイド70が作動さ
れて、図３の積載時ブレーキ液圧特性Ｅが発揮される。
そして、積載荷重が重くなると、図３の空車時ブレーキ
液圧特性Ｄから積載時ブレーキ液圧特性Ｅに変化し、空
車時に比してフロント側油圧Ａに対するリア側油圧Ｂ配
分が大きくなるように後輪用ブレーキ機構65及び前輪用
ブレーキ機構66に対する油圧配分が変化する。このた
め、積載荷重が重くなった場合には、前輪用ブレーキ機
構66が発生するブレーキ力に対する後輪用ブレーキ機構
65が発生するブレーキ力の割合は、空車時に比してより
大きくなり、車重に応じた適正なブレーキ効果を得るこ
とができるようになる。

【００２９】また、積載荷重の減少等によって車高が上
昇して、ピストンロッド15の伸長長さが所定の標準範囲
を越えると、シリンダ上下室3a，3bがオリフィス通路42
を介してポンプロッド35の油路36に連通されるので、シ
リンダ上下室3a，3b内の油液が、オリフィス通路42、油
路36、油室12、環状油路８および接続管24を通ってオイ
ルタンク23のオイル室28に戻されてガス室29のガスが圧
縮され、かつ、油路８を介してオイル室6aの油液がオイ
ル室28に戻されてリザーバ６のガス室6bのガスが膨張す
るとともに、ピストンロッド15が短縮して車高が下が
る。そして、車高が下がってピストンロッド15の伸長長
さが所定の標準範囲まで短縮されると、オリフィス通路
42がシリンダ上下室3a，3bから遮断され、シリンダ上下
室3a，3bからオイルタンク23側への油液の戻し動作が解
除されて、その車高が維持される。そして、このように
積載荷重が減少した場合、シリンダ上下室3a，3bの圧
力、ひいてはガス室6bの内圧は小さくなり、圧力センサ
60が検出する検出信号Ｇの値は小さくなる。そして、Ｃ
ＰＵ61は調整信号Ｈを出力せず、これによりソレノイド
70が作動せず、図３の空車時ブレーキ液圧特性Ｄが発揮
される。そして、積載荷重が軽くなると、図３の積載時
ブレーキ液圧特性Ｅから空車時ブレーキ液圧特性Ｄに変
化し、積載荷重が重いときに比してフロント側油圧Ａに
対するリア側油圧Ｂ配分が小さくなる。このため、積載
荷重が軽い状態に応じた適正なブレーキ効果を得ること
ができる。

【００３０】上述したように、走行による振動を利用し
て、ポンピング動作および戻し動作を適宜繰り返すこと
により、ピストンロッド15の伸長長さを所定の標準範囲
に調整して、積載荷重にかかわらず車高を自動的に一定
に調整することができる。なお、ポンピング動作および
走行中の路面からの突上げ等によって、シリンダ３内の
油液の圧力が過度に上昇した場合には、リリーフ弁43が
開いてシリンダ３内の油液をオイルタンク23側へリリー
フすることによって、各部材の結合部およびシール部の
負担を軽減するとともに、車体への衝撃を緩衝すること
ができる。

【００３１】また、上述したようにセルフレベリング機
能を発揮する一方、積載荷重が増加した場合にもロード
センシングバルブ64は適正に作動されるので、荷物の積
載にかかわらず前後輪の制動力を良好に調整することが
できる。すなわち、セルフレベリング機構を備えた緩衝
器と車高の変位に応じて作動するロードセンシングバル
ブとの組み合わせにより構成される従来技術により起こ
り得た、ロードセンシングバルブが作動しないことに伴
う前後輪の制動力非調整を回避することができる。そし
て、上述したように前後輪の制動力を良好に調整するこ
とができるので、操縦安定性及び乗り心地の向上を図る
ことができる。

【００３２】本実施の形態では、圧力センサ60がリザー
バ６のガス室6bの内圧を検出する場合を例にしたが、こ
れに代えてリザーバ６のオイル室6aの内圧を検出するよ
うに構成してもよいし、シリンダ室３の内圧を検出する
ように構成してもよい。また、本実施の形態では、フロ
ント側油圧Ａ及びリア側油圧Ｂ配分を調整する場合を例
にしたが、左車輪用ブレーキ機構及び右車輪用ブレーキ
機構を備え、左車輪用ブレーキ機構に対する油圧及び右
車輪用ブレーキ機構に対する油圧配分を調整するように
構成してもよい。さらに、左右前後輪に対応する車輪用
ブレーキ機構を設けると共に各車輪に対応して圧力セン
サを設け、各車輪用ブレーキ機構に対する油圧配分を調
整するように構成してもよい。また、本実施の形態では
ＣＰＵ61が圧力センサ60の検出信号Ｇ及び左側後輪側の
油圧緩衝器の圧力センサの検出信号Ｇの平均値を求める
ようにした場合を例にしたが、これに代えて、いずれか
一方のみの検出信号Ｇを用いて油圧配分を調整するよう
に構成してもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、積載荷重の変化
に応じてシリンダの内圧が変化し、シリンダの内圧が変
化した場合に調整弁を作動させて車両の前後左右輪のブ
レーキバランスを調整することが可能になるので、車重
変化に応じて前後左右輪に適正なブレーキ力を作用させ
ることができる。このため、操縦安定性及び乗り心地の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を模式的に示す図であ
る。

【図２】図１の油圧緩衝器を示す縦断面図である。

【図３】図１のロードセンシングバルブにより得られる
油圧特性を示す図である。

【符号の説明】

１油圧緩衝器（緩衝器）３シリンダ 14 ピストン 15 ピストンロッド 33 ポンプチューブ（セルフレベリング機構） 35 ポンプロッド（セルフレベリング機構） 37 ポンプ室（セルフレベリング機構） 38,40 逆止弁（セルフレベリング機構） 41 溝（セルフレベリング機構） 42 オリフィス（セルフレベリング機構） 60 圧力センサ 64 ロードセンシングバルブ（調整弁） 65 後輪用ブレーキ機構 66 前輪用ブレーキ機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作動液が封入されたシリンダと、該シリ
ンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が該ピ
ストンに連結され他端が前記シリンダの外部へ延出され
たピストンロッドと、作動液を貯留するタンクと、前記
ピストンロッドの伸縮によって前記タンクと前記シリン
ダとの間で作動液を給排して前記ピストンロッドの伸長
長さを所定範囲に調整するセルフレベリング機構とを備
えた緩衝器において、前記シリンダの内圧を検出する圧力センサを設け、車両
の前後左右輪のブレーキバランスを調整するための調整
弁を前記圧力センサの検出信号に基づいて作動させるこ
とを特徴とする緩衝器。