JP2000337419A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セルフレベリング式の油圧緩衝器において、
車高調整時のシリンダ内の圧力の過度の上昇を防止す
る。 【解決手段】 油液を封入したシリンダ３に、ピストン
ロッド９を連結したピストンを嵌装する。シリンダ３を
収容した外筒２とピストンロッド９との間に空気ばね14
を設ける。ピストンロッド９の伸長長さに応じて、その
伸縮にともなうポンプ室24の拡縮によってリザーバ７か
ら空気ばね14の加圧室41に油液を供給し、調整ピストン
40を前進させて車高を上げ、また、リリーフポート30を
介して加圧室の油液をシリンダ下室3bへ戻し、調整ピス
トン40を後退させて車高を下げることにより、車高を一
定に調整する。セルフレベリング時に、加圧室41の圧力
がシリンダ３内へ直接伝達されないので、シリンダ３内
の圧力の過度の上昇を防止することができ、シール部の
負担を軽減することができる。

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油圧緩衝器
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、ばね下間に油圧緩衝器を装着して、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。
ところが、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、積載荷重の大小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。

【０００３】そこで、例えば特開平９−４２３５６号公
報に記載されているように、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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセルフレベリング式の油圧緩衝器では、次のような
問題があった。ポンプ手段のポンピングによってシリン
ダ内の油液を加圧して車高調整を行うため、車高調整時
にシリンダ内が高圧となってシリンダとピストンロッド
との間をシールするロッドシール等の負担が大きくなる
ことがあった。このため、油液が外部に漏れやすく、場
合によっては特殊なシール構造をとる必要があった。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、車高調整を可能とするとともに、車高調整時の
シリンダ内の圧力の過度の上昇を防止する油圧緩衝器を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明に係る油圧緩衝器は、油液が封入
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、前記ピ
ストンの移動によって生じる油液の流動を制御して減衰
力を発生させる減衰力発生機構と、前記ピストンロッド
と前記シリンダとの間に設けられた空気ばねと、該空気
ばねの空気室を加圧する調整ピストンと、該調整ピスト
ンを加圧する加圧室と、前記ピストンロッドの伸縮によ
って該ピストンロッドの伸長長さに応じて前記加圧室と
当該油圧緩衝器本体との間で油液を給排して前記ピスト
ンロッドの伸長長さを調整するセルフレベリング機構と
を備えたことを特徴とする。

【０００７】このように構成したことにより、ピストン
ロッドの伸縮によって、加圧室の油液を給排して調整ピ
ストンを移動させ、空気室の加圧を加減してピストンロ
ッドの伸長長さを調整する。

【０００８】また、請求項２の発明に係る油圧緩衝器
は、上記請求項１の構成において、前記調整ピストン
は、前記空気室側と前記加圧室側の受圧面積が異なる段
付ピストンであることを特徴とする。

【０００９】このように構成したことにより、前記調整
ピストンの空気室側と加圧室側の受圧面積比を変更する
ことによって、セルフレベリング機構の特性（レベリン
グ速度等）を変化させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１１】図１に示すように、本実施形態の油圧緩衝
器１は、有底円筒状の外筒２内にシリンダ３が挿入され
て、ベース部材４、ロッドガイド５およびシールプラグ
６によって固定された二重筒構造となっており、外筒２
とシリンダ３との間に環状のリザーバ７が形成されてい
る。シリンダ３内には、ピストン８が摺動可能に嵌装さ
れており、このピストン８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の２室に画成されている。
ピストン８には、中空のピストンロッド９の一端が略円
筒状のピストンボルト10を介してナット11によって連結
されており、ピストンロッド９の他端側は、ロッドガイ
ド５およびシールプラグ６に装着されたオイルシール12
に挿通されて、シリンダ３の外部へ延出されている。シ
リンダ２の下端付近の側壁には、シリンダ下室3bとリザ
ーバ７とを連通させるオリフィス通路13が設けられてい
る。シリンダ３内には、油液が封入され、リザーバ７内
には油液およびガスが封入されている。このような概略
構成を有する油圧緩衝器本体のピストンロッド９および
外筒２には、これらの間にばね力を作用させる空気ばね
14が取付けられている。

【００１２】ピストン８には、シリンダ上下室3a，3b間
を連通させる油路15，16およびこれらの油路を流れる油
液の流動を制御して減衰力を発生させるディスクバルブ
およびオリフィス等からなる減衰力発生機構17，18が設
けられている。

【００１３】中空のピストンロッド９の内部には、ポン
プチューブ19が挿入され、その下端部がピストンボルト
10にシール20を介して嵌合され、上端部に保持ばね21が
当接されて固定されており、ピストンロッド９とポンプ
チューブ19との間に環状の油路22が形成されている。シ
リンダ３内には、その軸心に沿って管状のポンプロッド
23が配置されており、ポンプロッド23の下端部はベース
部材４に結合され、上端側はポンプチューブ19に摺動可
能に嵌合されて、ポンプチューブ19内にポンプ室24を形
成している。ポンプ室24は、ポンプロッド23内の油路25
によってリザーバ７に連通されている。ポンプチューブ
19の上端部には、ポンプ室24から油路22への油液の流通
のみを許容する逆止弁26が設けられている。ポンプロッ
ド23の上端部には、ポンプロッド23の油路25からポンプ
室24への油液の流通のみを許容する逆止弁27が設けられ
ている。

【００１４】図２に拡大して示すように、ポンプチュー
ブ19の下端部付近の側壁には、ポンプチューブ19とピス
トンロッド９との間の油路22に連通するレベリングポー
ト28が設けられ、さらにシール20の下方に、ピストンボ
ルト10とポンプロッド23との間に形成された油路29を介
してシリンダ下室3bに連通するリリーフポート30が設け
られている。ポンプロッド23は、その上端部から軸方向
の所定部位までが小径部31となっており、ポンプチュー
ブ19とポンプロッド23との軸方向の相対位置によって、
小径部31とレベリングポート28およびリリーフポート30
とが重なるようになっている。

【００１５】ポンプチューブ19、ポンプロッド23、ポン
プ室24、逆止弁26，27、レベリングポート28、リリーフ
ポート30およびポンプロッド23の小径部31によって、ピ
ストンロッド９の伸長長さを調整するためのセルフレベ
リング機構を構成している。

【００１６】空気ばね14は、ピストンロッド９に連結さ
れたアッパキャニスタ32と外筒２に連結されたロワキャ
ニスタ33とをロワキャニスタ33側を内側に折返した円筒
状のラバーチューブ34によって気密的に結合させて、そ
の内部に空気室35を形成した構造となっている。アッパ
キャニスタ32は、底部側の小径ボア36と開口部側の大径
ボア37を形成する段付の有底円筒状に形成され、その底
部にピストンロッド９の先端部が挿通されて溶接等の固
定手段によって気密的に固定されている。アッパキャニ
スタ32には、その小径ボア36および大径ボア37にそれぞ
れ摺動可能に嵌合する小径部38および大径部39を有する
段付の調整ピストン40が嵌装されており、その大径部39
によって空気室35が画成され、小径部38によって小径ボ
ア36内に加圧室41が形成されている。加圧室41は、ピス
トンロッド９の側壁に設けられた油路42によって環状の
油路22に連通されており、油液が封入されている。調整
ピストン40の背面側に形成された室43は、アッパキャニ
スタ32に設けられたベント通路44によって大気に開放さ
れている。ロワキャニスタ33には、外筒２の上端部が挿
通されて溶接等の固定手段によって気密的に固定されて
いる。空気室35には、圧縮空気が封入されている。

【００１７】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。

【００１８】油圧緩衝器１は、車両のサスペンション装
置のばね上、ばね下間に装着され、空気ばね14の空気室
35に封入された圧縮空気によって車体を支持し、車体と
車輪との上下動に対してピストンロッド９を伸縮させて
減衰力を作用させる。なお、サスペンション装置には、
空気ばね14の他にばね要素を設けることもでき、これを
油圧緩衝器１と併用するようにしてもよい。

【００１９】油圧緩衝器１は、ピストンロッド９の伸縮
にともなうピストン８の移動によって、シリンダ上下室
3a，3b間で油液が油路15，16を流通して、減衰力発生機
構17，18によって減衰力が発生する。このとき、ピスト
ンロッド９の伸縮にともなうシリンダ３内への侵入、退
出によるシリンダ上下室3a，3bの容積変化をオリフィス
通路13を介してリザーバ７内のガスの圧縮および膨張に
よって補償する。

【００２０】次に、油圧緩衝器１の車高自動調整機能に
ついて説明する。通常、空車時において、車体の重量に
よる荷重と空気ばね14の空気室35の圧縮空気の圧力（お
よびサスペンション装置の他のばね要素）によるばね力
が釣合った状態で、ピストンロッド９の伸長長さは所定
の標準範囲内にある。この状態では、図２（Ｂ）に示す
ように、ポンプロッド23の小径部31がポンプチューブ19
のレベリングポート28と重なって、ポンプ室24がポンプ
チューブ19とピストンロッド９との間の油路22に常時連
通されるので、ピストンロッド９が伸縮してポンプチュ
ーブ19とポンプロッド23とが相対移動しポンプ室24が拡
縮しても、ポンピング動作は行われず、その車高が維持
される。

【００２１】積載荷重の増加等によって車高が低下し
て、ピストンロッド９の伸長長さが所定の標準範囲より
短くなると、図２（Ａ）に示すように、レベリングポー
ト28がポンプロッド23の側壁によって閉鎖されてポンプ
室24が油路22から遮断される。この状態では、走行中の
サスペンション装置の振動によってピストンロッド９が
伸縮すると、伸び行程時には、ポンプロッド23が後退し
てポンプ室24内が減圧され、逆止弁27が開いて、リザー
バ７の油液が油路25を通ってポンプ室24に導入される。
縮み行程時には、ポンプロッド23が前進してポンプ室24
内の油液が加圧されて、逆止弁26を開いて、油路22およ
び油路42を通って空気ばね14の加圧室41へ供給され、調
整ピストン40を前進（図１中において下降）させて大径
部39によって空気室35内の空気を加圧しながらピストン
ロッド９を伸長させる。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９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、小径部31およびレベリ
ングポート28によってポンプ室24と油路22とが連通され
て、ポンピング動作が解除される。

【００２２】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９の伸長長さが所定の標準範囲
を越えると、図２（Ｃ）に示すように、ポンプロッド23
の小径部31によってレベリングポート28とリリーフポー
ト30とが連通される。これにより、空気ばね14の加圧室
41内の油液が、油路42、油路22、レベリングポート28、
リリーフポート30および油路29を介してシリンダ下室3b
へ戻され、調整ピストン40が後退し、ピストンロッド９
が短縮して車高が下がる。このとき、リザーバ７のガス
の圧力すなわちシリンダ３内の油液の圧力が上昇する
が、調整ピストン40の小径部38の受圧面積がピストンロ
ッド９の受圧面積に対して充分大きいので、ピストンロ
ッド９が短縮されることになる。そして、車高が下がっ
てピストンロッド９の伸長長さが所定の標準範囲まで短
縮されると、リリーフポート30がポンプロッド23の側壁
によって遮断されて、加圧室41からリザーバ７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。

【００２３】このようにして、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９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。このとき、空気ばね14の加圧
室41内の圧力は、ポンプチューブ19の逆止弁26、ピスト
ンボルト10とポンプチューブ19との間のシール20および
ポンプチューブ19とポンプロッド23との摺動部に作用し
て、シリンダ上下室3a，3bに直接作用しないので、ピス
トンロッド９のシール12等のシール部への負担を軽減す
ることができ、高圧による油液の漏れを防止することが
できる。調整ピストン40の小径部38と大径部39の受圧面
積比を変更することにより、各部に作用する圧力および
セルフレベリング機構のポンピング特性等（レベリング
速度等）を容易に調整することができる。また、空気ば
ねの空気室に油圧緩衝器本体を挿通させたことにより、
小型化を図ることができ、スペース効率およびサスペン
ション装置への取付性を向上させることができる。

【００２４】次に、上記実施形態のセルフレベリング機
構の変形例について図３を参照して説明する。なお、以
下の説明では、上記実施形態のものと同様の部分には同
一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明す
る。図３に示す変形例では、ポンプチューブ19のリリー
フポートを省略して、ポンプロッド23の小径部31がピス
トンボルト10と直接重なることにより、レベリングポー
ト28がピストンボルト10とポンプロッド23との間の油路
29を介してシリンダ下室3bに連通されるようになってい
る。この構成により、上記実施形態と同様の作用、効果
を奏することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
係る油圧緩衝器によれば、ピストンロッドの伸縮によっ
て、加圧室の油液を給排して調整ピストンを移動させ、
空気ばねの空気室の加圧を加減してピストンロッドの伸
長長さを調整することにより、車高を一定に調整するこ
とができる。このとき、セルフレベリング機構の作動時
に、加圧室の圧力がシリンダ内に直接作用しないので、
シリンダ内の圧力が過度に上昇することがなく、各部の
シールの負担を軽減することができる。

【００２６】また、請求項２の発明に係る油圧緩衝器に
よれば、調整ピストンを段付ピストンとしたので、調整
ピストンの空気室側と加圧室側の受圧面積比を変更する
ことによって、セルフレベリング機構の特性（レベリン
グ速度等）を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る油圧緩衝器の縦断面
図である。

【図２】図１の装置のピストンロッドの伸長長さに対す
るポンプチューブとポンプロッドとの位置関係を示すセ
ルフレベリング機構の要部の拡大図である。

【図３】図１の装置の変形例において、ピストンロッド
の伸長長さに対するポンプチューブとポンプロッドとの
位置関係を示すセルフレベリング機構の要部の拡大図で
ある。

【符号の説明】

１ 油圧緩衝器 ３ シリンダ ８ ピストン ９ ピストンロッド 14 空気ばね 17,18 減衰力発生機構 19 ポンプチューブ（セルフレベリング機構） 23 ポンプロッド（セルフレベリング機構） 26,27 逆止弁（セルフレベリング機構） 28 レベリングポート（セルフレベリング機構） 30 リリーフポート（セルフレベリング機構） 31 小径部（セルフレベリング機構） 35 空気室 40 調整ピストン 41 加圧室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油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、前記ピストンの移動によって生じる
   油液の流動を制御して減衰力を発生させる減衰力発生機
   構と、前記ピストンロッドと前記シリンダとの間に設け
   られた空気ばねと、該空気ばねの空気室を加圧する調整
   ピストンと、該調整ピストンを加圧する加圧室と、前記
   ピストンロッドの伸縮によって該ピストンロッドの伸長
   長さに応じて前記加圧室と当該油圧緩衝器本体との間で
   油液を給排して前記ピストンロッドの伸長長さを調整す
   るセルフレベリング機構とを備えたことを特徴とする油
   圧緩衝器。
2. 【請求項２】 前記調整ピストンは、前記空気室側と前
   記加圧室側の受圧面積が異なる段付ピストンであること
   を特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。