JPH03281418A - 油空圧サスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は車両の車体懸架装置に係り、車体と各車輪との
間に設けられ、外力に対抗してカを発生し、車体の動き
やタイヤ荷重を積極的にコントロールするアクティブサ
スペンションである油空圧サスペンションに関するもの
である。

［従来の技術〕 従来、第４図に示すようなアクティブサスペンション（
以下、従来例１と称す）が使用されている。このアクテ
ィブサスペンションはボート３１から制御用圧油を給排
し、アブソーバ３２内の油圧を変化させて支持力を制御
するものである。

ボート３１へは図示しない油圧ポンプでライン圧を維持
し、図示しない圧力制御バルブでアブソーバ３２内の油
圧を変化させる。該アブソーバ３２内にはロッド３５と
その下端にピストン３６が上下自在に内装され、該ピス
トン３６には上下に連通ずる孔３６ａが設けられている
０図において３３はベースバルブ、３４は気室３４ａに
Ｎ２ガスが封入され、フリーピストン３４ｂを内装した
アキュムレータで、ロッド３５が収縮する（ロッド３５
が下降する）際に気室３４ａのＮ２ガスが圧縮される。

上記構成のアクティブサスペンションは、シリンダ内圧
を調整するのに油圧ポンプで一度高圧化した後圧力制御
バルブで調！！（減圧）してボート３１からアブソーバ
３２内に圧油を送り込んでいるので油圧の減圧時のエネ
ルギー損失がさけられないという問題があった。

そこで、本願の発明者は上記減圧時のエネルギー損失を
なくすため第２図に示すようにアキュムレータガスを直
接圧縮する油空圧サスペンション（以下従来例２と称す
）を発明し、本願の出願人は同日付でこれを出願してい
る。

その構造は、図中左側に示すのがアブソーバシリンダ６
で、右側に示すのがガスバネ用のアキュムレータ２３１
．２３２である。

ピストンロッドｌの上端はインシュレータ等を介して車
体に固定され、車輪側はブラケット２４で固定される。

ピストンロッド１はロッドガイドメタル４とウェアリン
グ１ｏを介してアブソーバシリンダ６に支持され、上下
方向のみに摺動できるようになっている。そして、線側
室１０１　ａ、伸側室１０１ｂ及びアキュムレータ油室
１０２ａ。

１０２ｂにはアブソーバ油が満たされている。

線側室１０１ａと伸側室１０１ｂはピストン１００のピ
ストンシール９で画成され、前記線側室１０１ａはチュ
ーブｌｌａとオリフィス１２ａを介してアキュムレータ
油室１０２ａとつながっており、前記伸側室１０１ｂは
チューブ１１ｂとオリフィス１２ｂを介してアキュムレ
ータ油１０２ｂとつながっている。従って、静止状態、
即ち、チューブｌｌａとオリフィス１２ａ及びチューブ
１２ｂとオリフィス１２ｂに油が流れない状態では、線
側室１０１ａとアキュムレータ油室１０２ａの圧力は同
じであり、さらに伸側室１０１ｂとアキュムレータ油室
１０２ｂの圧力は同じである。

フリーピストン１３ａはシールリング１４ａによりアキ
ュムレータガス室１０３ａとアキュムレータ油室１０２
ａを隔て、さらに、フリーピストン１３ｂはシールリン
グ１４ｂによりアキュムレータガス室１０３ｂとアキュ
ムレータ油室１０３ｂを隔てている。

プレート１７ａ、１７ｂはアキュムレータシリンダ２３
ａに、プレート１７ｃ、１７ｄはアキュムレータシリン
ダ２３ｂにそれぞれ固定され、前記プレート１７ａ、１
７ｂ間にはコントロールピストンシャフト１８ａ、ギヤ
１９ａ、ギヤ２０ａが、前記プレート１７ｃ、１７ｄの
間にはコントロールピストンシャフト１８ｂ、ギヤ１９
ｂ、ギヤ２０ｂがそれぞれ支持されている。

さらに、モータ２２ａはプレート１７ｂ上に固定され、
その軸にはギヤ２１ａが嵌合されており、モータ２２ｂ
はプレート１７ｄ上に固定され、その軸にはギヤ２１ｂ
が嵌合されている。

コントロールピストンシャフト１８ａにはギヤ部１８ｃ
とねじ部１８ｅが、またコントロールピストンシャフト
１８ｂにはギヤ部１８ｄとねじ部１８ｆが設けである。

ギヤ部１８ｃとギヤ１９ａ、ギヤ１９ａとギヤ２０ａ及
びギヤ２０ａとギヤ２１ａはそれぞれ噛合っており、ま
たギヤ部１８ｄとギヤ１９ｂ、ギヤ１９ｂとギヤ２０ｂ
及びギヤ２０ｂとギヤ２１ｂはそれぞれ噛合っている。

プレート１７ａのコントロールピストンシャフト１８ａ
の支持部にはねじが切ってあり、これがねじ部１８ｅと
噛合っている。またプレート１７ｂのコントロールピス
トンシャフト１８ａの支持部には特にねじ等は切ってな
く回転および上下摺動が可能なすべり軸受となっている
。

プレート１７ｃのコントロールピストンシャフト１８ｂ
の支持部には、ねじが切ってあり、これがねじ部１８ｆ
と噛合っている。またプレート１７ｄのコントロールピ
ストンシャフト１８ｂの支持部には特にねじ等は切って
なく回転及び上下摺動が可能なすべり軸受となっている
。

コントロールピストン１５ａにはコントロールピストン
シャフト１８ａが回転自在に取りつけられ、またコント
ロールピストン１５ｂにもコントロールピストンシャフ
ト１８ｂが回転自在に取りつけられている。

従ってモータ２２ａ及び２２ｂを回転させると、コント
ロールピストンシャフト１８ａ及び１８ｂがそれぞれ回
転する。

従ってコントロールピストンシャフト１８ａはプレート
１７ａ、１７ｂに対し相対的に上・下動し、これに伴い
コントロールピストン１５ａはアキュムレータシリンダ
２３ａ内を移動する。

また、コントロールピストンシャフト１８ｂもプレー）
１７ｃ、１７ｄに対し相対的に上下動し、これに伴いコ
ントロールピストン１５ｂもアキュムレータシリンダ２
３ｂ内を移動する。

前記構造の従来の油空圧サスペンションによる作動例を
４輪車両のロール制御を例に説明する。

ロール制御とは車両が旋回する際横Ｇを受けてロールし
ようとするのを抑える制御である。ロールが発生する原
因は、従来のバネで車体を支える車両では旋回して横Ｇ
がかかった時外輪側のサスバネが縮んで支持力を増し、
内輪側のサスバネが伸びて支持力を減らすことでしか横
Ｇとのバランスをとれないことである。従ってサスペン
ションの長さを基本的に変化させずにサスペンションの
支持力だけを変化させることを可能にすれば、ロールを
押えることができる。

横Ｇがかかり、ピストンロッドｌの支持力が外輪側でＦ
からＦ＋ΔＦに増す必要があるとする。

支持力を増すためには伸側室１０１ｂの圧力を上げ、縮
側室１０１ａの圧力さげれば良い。そこで、コントロー
ルピストン１５ａが図で下の方向に動くようにモータ２
２ａを回転させ同時にコントロールピストン１５ｂも下
の方向に動くようにモータ２２ｂを回転させると、アキ
ュムレータガス室１０３ａは容積が増して圧力が低下し
、アキュムレータガス室１０３ｂは容積が減って圧力が
増加する。このため、アキュムレータ油室１０２ａは圧
力が低下して、これに伴いアブソーバシリンダ６の縮側
室１０１ａの圧力も低下する。同時に伸側室１０１ｂの
圧力は増加する。この結果ピストンロッド１の支持力が
増加してロールが抑制される。

従って、従来例１に示すようなアクティブサスペンショ
ンに比べ従来例２に示すような油空圧サスペンションは
消費エネルギーが少ない、即ち第５図に示すように従来
例１のアクティブサスペンションは一度ｐｈまで高めた
油圧を調圧バルブで下げてアキュムレータガス圧を調整
するので、ｐｈｘ△Ｖ、（即ちＳ４　＋Ｓ、）のエネル
ギを消費してもアキュムレータガスに与えられるエネル
ギはＳｓだけであり８４分は無駄に消費されるのに対し
、従来例２ではアキュムレータガス室を直接コントロー
ルピストンで縮小するので消費エネルギはＳｓだけで済
み従来例１に対し３４分だけ消費エネルギが低減できる
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、アキエムレータのコントロールピストン
を別々に駆動するので、■コントロールピストン駆動用
モータ及びギヤセットが２セツト必要でシステムが複雑
化、大型化しコストアップする。■コントロールピスト
ンを動かす際に応答性を確保しようとすると大きな駆動
力が必要で、モータの大型化、消費電力の増大が避けら
れない等の問題があった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、ア
ブソーバシリンダが縮側室と伸側室に区切られ、それぞ
れに独立したアキュムレータを持ち、かつ縮側室と伸側
室に連通したアキュムレータは、前記縮側室と伸側室内
に配設されたコントロールピストンにかかる力が互に伝
達されるように一つの連結部材で連結されている油空圧
サスペンションを提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の油空圧サスペンションは車両の各車輪と車体と
の間に介装され、ピストンロッドを有するピストンで、
伸側室と縮側室とが画成されたアブソーバシリンダと、
該アブソーバシリンダの伸側室及び縮側室にアキュムレ
ータ油室が遣通し、フリーピストンで前記油室とアキュ
ムレータガス室とが画成された上下のアキュムレータと
、該上下のアキュムレータのそれぞれのアキュムレータ
ガス室内に装着され、前記上下のアキュムレータの軸方
向に摺動自在で、かつ外周がシールされた上下のコント
ロールピストンと、該上下のコントロールピストンを互
に連結し、該上下のコントロールピストンに作用する力
が互に伝達されるよう構成された連結部材と、該連結部
材を軸方向に移動させる駆動装置とより成ることを特徴
とする。

［作　用］ 線側室用のコントロールピストンと伸側室用のコントロ
ールピストンとが一つの連結部材で連結されているので
、連結部材にかかる力は、例えば、線側室の油圧を小さ
くする場合は、（伸側室用アキュムレータガス圧）×（
伸側室用アキュムレータのコントロールピストン受圧面
積）−（線側室用アキュムレータガス圧）Ｘ（線側室用
アキュムレータのコントロールピストン受圧面積）とな
る。

［実施例〕 以下添付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す油空圧サスペンション
の縦断面図、アブソーバシリンダ６の構造及び線側室１
０１ａ及び伸側室１０１ｂとそれぞれ連通するチューブ
１１ａ、オリフィス１２ａ及びチューブｌｌｂ、オリフ
ィス１２ｂの構造は従来例２と同じである。

さらに、前記オリフィス１２ａに連なってアキュムレー
タ油室１０２ａ、フリーピストン１３ａ及びコントロー
ルピストン１．５　ａが配設されている構造と、前記オ
リフィス１２ｂに連なってアキュムレータ油室１０２ｂ
、フリーピストン１３ｂ及びコントロールピストン１５
ｂが配設されている構造も従来例２と同一である。

本願発明が前記従来例２と相違するのは、従来例２のコ
ントロールピストン１５ａ及び１５ｂは、それぞれ別個
に駆動されたモータ２２ａ及び２２ｂから別箇のギヤ（
モータ２２ａ側はギヤ２１ａ、２０ａ、１９ａ、１８ｃ
で、モータ２２ｂ側はギヤ２１ｂ、２０ｂ、２９ｂ。

１８ｄである）を経てコントロールピストンシャフト１
８ａ及びコントロールピストンシャフト１８ｂにより別
個に駆動されているが、本願発明のコントロールピスト
ン１５ａ及び１５ｂは共通ノモータ２２と共通のギ−？
２１，２０，１９゜１８ａを経て共通のコントロールピ
ストンシャフト１８により同時に駆動される点である。

従って、本願発明の一実施例は線側室１０１　ａ、伸側
室１０１ｂに連通ずるアキュムレータを一体化した複合
型アキュムレータを具備するものである。

即ち、プレート１７ａ、１７ｂはアキュムレータシリン
ダ２３に固定され、この間にコントロールピストンシャ
フト１８．ギヤ１９．ギヤ２ｏが支持されている。モー
タ２２はプレート１７ｂ上に固定され、前記モータ２２
の軸にはギヤ２１が嵌合されている。前記コントロール
ピストンシャフト１８にはギヤ部１８ａとねじ部１８ｂ
が設けである。ギヤ部１８ａとギヤ１９．ギヤ１９とギ
ヤ２０．ギヤ２０とギヤ２１はそれぞれ噛合している。

プレート１７ａのコントロールピストンシャフト１８の
支持部にはねじが切ってあり、これがコントロールピス
トンシャフト１８ｂと噛合している。またプレート１７
ｂのコントロールピストンシャフト１８の支持部には特
にねじ等は切ってなく、回転及び上下摺動が可能な滑り
軸受となっている。コントロールピストン１５ａ、１５
ｂはどちらもコントロールピストンシャフト１８に回転
自在に取り付けられている。

従って、モータ２２を回転させると、この回転がギヤ２
１．ギヤ２０．ギヤ１９と伝わり、コントロールピスト
ンシャフト１８が回転してプレート１７ａ、１７ｂに対
し相対的に上・下動し、これに伴いコントロールピスト
ン１５ａ、１５ｂがアキュムレータシリンダ２３内を上
下に摺動する。

モータ２２．ギヤ２１．ギヤ２０．ギヤ１９゜ギヤ部１
８ａで連結部材１８を軸方向に上下動し、駆動装置を形
成する。

次に本発明の油空圧サスペンションの作動例を４輪車両
のロール制御を例に説明する。

横Ｇがかかりピストンロッド１の支持力が外輪側ではＦ
からＦ＋ΔＦに増す必要があるとする。

支持力を増すには縮側室１０１ａの圧力を下げ、伸側室
１０１ｂの圧力を上げれば良い、ここで似にモータ２２
を右回転させるとコントロールピストン１５ａ、１５ｂ
が上に移動するようにねじ部１８ｂのねじが切られてい
るとする。モータ２２を左回転させるとコントロールピ
ストン１５ａ、１５ｂは図において下方に移動し、アキ
ュムレータガス室１０３ａは容積が増して圧力が低下し
、アキュムレータガス室１０３ｂは容積が減って圧力が
増加する。このため、アキュムレータ油室１０２ａは圧
力が低下し、これに伴いアブソーバシリンダ６の縮側室
１０１ａは圧力も低下し、また同様にしてアブソーバシ
リンダ６の伸側室１０１ｂの圧力は増加する。この結果
ピストンロッドｌの支持力が増加してロールが抑制され
る。

この際コントロールピストン駆動に必要な消費エネルギ
が従来例２よりも低下する。その原理を第３図により以
下に説明する。

説明を簡単にするため、従来例２の油空圧サスペンショ
ン、本発明の油空圧サスペンション共に上下のコントロ
ールピストン（従来例２では１５ａと１５ｂ１本発明で
も１５ａ、１５ｂ）の受圧面積は等しいものとし、制御
動作開始前にコントロールピストン１５ａ、１５ｂが受
けるガス圧は共にＰＯとする・ ピストンロッド１の支持加重を増す制御をするために、
アキュムレータガス室１０３ａの容積をＶｏ−ｍＶｏｚ
に、アキュムレータガス室１０３ｂ容積をｖｏ−Ｖｏｌ
に変化させると、従来例２ではアキュムレータガス室１
０３ｂの縮小に第３図に示す（ｓ＋　＋Ｓ２　）の面積
分のエネルギが必要であり、アキュムレータガス室１０
３ａのガス拡大のためガスが持っていた５ｓ（Ｓｓ＝Ｓ
２）の面積分のエネルギは無駄に大気中に放出される。

しかるに、本発明の油空圧サスペンションではアキュム
レータガス室１０３ａのコントロールピストン１５ａに
かかる圧力がコントロールピストンシャフト１８を経て
アキュムレータガス室１０３ｂのコントロールピストン
１５ｂに伝わるので、アキュムレータガス室１０３ｂの
縮小にアキュムレータガス室１０３ａのガスのエネルギ
Ｓｓ　　（Ｓｓ　＝Ｓｘ　）が再利用され、消費エネル
ギがＳｌで済む。

従って、本願発明の油空圧サスペンションは従来例２の
油空圧サスペンションに比べＳ２の消費エネルギ低下が
なされる。

本実施例ではコントロールピストンの受圧面積が等しく
、制御動作開始前のコントロールピストンの受けるガス
圧も等しい場合について述べたが、これ等は相違しても
良いし、また第１図の本実施例では、アキュムレータが
上下に各１個配設された場合について述べたが、上下に
それぞれ複数配設しても良い。

［発明の効果］ 以上詳細に説明した本発明の油空圧サスペンションによ
れば下記のような効果を奏する。

■コントロールピストンの駆動用のモータ、ギヤセット
が従来は２セツト必要であったが、本発明では１セツト
で済み、コストダウン及び小型化が計れる。

■コントロールピストンの駆動力が小さくて済むので、
モータの小型化、消費エネルギの低減が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す油空圧サスペンション
の縦断面図、第２図は従来例２を示す油空圧サスペンシ
ョンの縦断面図、第３図は従来例２と本願発明の、アキ
ュムレータガス室容積Ｖに対するアキュムレータガス圧
Ｐの関係を示すグラフ、第４図は従来例１を示すアクテ
ィブサスペンションの縦断面図、第５図は従来例１と従
来例２の、アキュムレータガス室容積に対する油圧及び
アキュムレータガス圧の関係を示すグラフである。 １・・・ピストンロンド、１００・・・ピストン、１０
１ｂ・・・線側室、１０１ｂ−・・伸側室、６・・・ア
ブソーバシリンダ、 １０２ａ、１０２ｂ・・・アキュムレータ油室、１３ａ
、１３ｂ＝フリーピストン、 １０３ａ、１０３ｂ−・・アキュムレータガス室、１５
ａ、１５ｂ−コントロールピストン、１８・・・コント
ロールピストンシャフト、１８ａ・・・ギヤ部、１８ｂ
・・・ねじ部、１９．２０．２１・・・ギヤ、２２・・
・モータ、２３・・・アキュムレータシリンダ。 （＝Ｖｏ　−ａｖ） （−Ｖｏ＋ΔＶ） アキュムし一りガス宣）シＪＦ看Ｖ− （Ｖｏ　−ΔＶｏ）　　Ｖ。 ７キユムレータ刀パス電岩４責−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の各車輪と車体との間に介装され、ピストン
   ロッドを有するピストンで、伸側室と縮側室とが画成さ
   れたアブソーバシリンダと、 該アブソーバシリンダの伸側室及び縮側室にアキュムレ
   ータ油室が連通し、フリーピストンで前記油室とアキュ
   ムレータガス室とが画成された上下のアキュムレータと
   、 該上下のアキュムレータのそれぞれのアキュムレータガ
   ス室内に装着され、前記上下のアキュムレータの軸方向
   に摺動自在で、かつ外周がシールされた上下のコントロ
   ールピストンと、 該上下のコントロールピストンを互に連結し、該上下の
   コントロールピストンに作用する力が互に伝達されるよ
   う構成された連結部材と、 該連結部材を軸方向に移動させる駆動装置とより成るこ
   とを特徴とする油空圧サスペンション。