JPH035222A - 流体式車両用懸架装置 - 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］ 本発明は、ばね定数を切換えることの可能な流体式の車
両用懸架装置に関する。

［従来の技術］ ガスばね式の車両用懸架装置は、シリンダと、このシリ
ンダに挿入されたロッドと、圧縮ガスが封入された気室
等を備えて構成され、上記圧縮ガスの反発力を上記ロッ
ドの伸び方向に作用させることによって車両の荷重を支
えるようにしている。

この種の懸架装置のばね定数には次式によって求められ
る。

Ｋ−（ｋ−Ｐ−Ａ２）　／Ｖ Ｐ：ガス圧 Ａ２．ロッド断面積 ■＝ガス体積 に：ポリトロープ指数 上式から判るように、ばね定数にはガス体積Ｖすなわち
気室の容量に反比例する。すなわち、■が大きいほどば
ね定数Ｋが低くなるためソフトな乗り心地が得られる。

■が小さくなればばね定数Ｋが高くなるためハードな乗
り心地となるがカーブ等の走破性は良くなる。

このような流体式の懸架装置において、ばね定数Ｋを切
換えることができるようにしたものが提案されている。

例えば第７図に示された先行技術の懸架装置１は、互い
に独立した気室２．３を内蔵する複数のアキュムレータ
４．５を備えており、気室２．３に封入されたガスの圧
力がシリンダ機構６のロッド７を押出す方向に作用する
ように構成されているとともに、これらアキュムレータ
４゜５をつなぐ流通部にばね定数切換弁８が設けられて
いる。シリンダ機構６に接続されている適圧ユニット９
は、必要に応じて所望量の油をシリンダ機構６の内部に
供給したり排出することにより、ロッド７の突出量すな
わちシリンダ機構６の軸方向長さＨを調整することで車
高を調整可能としである。

上記先行技術の懸架装置１において、切換弁８が閉弁状
態にある時には、第１の気室２のガス体積のみがガスば
ねとして機能するため、ばね定数は高くなる。一方、切
換弁８が開弁状態にあれば、第１の気室２と第２の気室
３を１合わせたガス体積がガスばねとして共働するため
、ばね定数は低くなる。従って、ばね定数を「低−高」
に切換える時には切換弁８を閉弁させ、「高−低」に切
換える時には切換弁８を開弁させるといった制御が行な
われる。この明細書では、相対的にばね定数の高い状態
をハードモードと呼び、相対的にばね定数の低い状態を
ソフトモードと呼ぶ。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記懸架装置１において、ソフトモードから７１ドモー
ドに切換えた直後、すなわち切換弁８を閉じた直後には
、２つの気室２，３の圧力は互いに等しい。しかしなが
ら、その後に車両の荷重変化が生じたり、あるいは走行
状況が変化するなどしてシリンダ機構６に負荷される荷
重が変化すると、シリンダ機構６に連通している一方の
アキュムレータ４の気室２の圧力が変化するのに対し、
他方のアキュムレータ５は切換弁８によって遮断されて
いるためこのアキュムレータ５の圧力は元のままである
。このため、２つの気室２，３の圧力に差が生じる。こ
のような差圧が生じている時に、ハードモードからソフ
トモードに切換えるために切換弁８を全開させた場合、
双方の気室２゜３の圧力が均等になるような流体の流れ
がアキュムレータ４，５間に生じる。このため、ハード
モードからソフトモードに切換えた瞬間にシリンダ機構
６の軸方向長さＨが急に変化してしまい、車体が不安定
になったり、乗り心地に違和感を生じることが判った。

なお、上記切換弁８の代りに常開の絞り弁を設け、アキ
ュムレータ４．５間に常に流通抵抗を与えることによっ
て、差圧が急に解消されないようにすることも考えられ
た。しかしながら単なる絞り弁は常時開弁状態にあるた
め、静ばね定数を切換えることができない。従って、比
較的長時間を要する定常旋回時や、周波数の低いゆっく
りとしたローリングあるいはピッチング等に対しては、
実質的にばね定数を切換えることが不可能である。

従って本発明の目的は、ばね定数を確実に切換えること
ができるとともに、ばね定数の切換え時における前記問
題点を解消できるような流体式の懸架装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために本発明者が開発した流体式懸架
装置は、互いに独立した気室を有する複数の蓄圧手段を
備えていてこれら蓄圧手段の気室に封入された圧縮ガス
の反発力を車両の荷重を支える力として利用する流体式
車両用懸架装置において、上記複数の蓄圧手段の間に、
これら各蓄圧手段相互の連通と遮断をなすことが可能な
ばね定数切換弁を設け、しかもこのばね定数切換弁を作
動させるためのモータは、この切換弁を開弁状態から閉
弁状態に移行する時の作動速度よりも閉弁状態から開弁
状態に移行する時の作動速度の方が遅くなるように制御
されることを特徴とするものである。

［作用］ 上記懸架装置において、ハードモードからソフトモード
に切換えるためにばね定数切換弁を開弁させる時、閉弁
時よりも長い時間をかけて開弁状態に至るように弁体が
動く。こうすることにより、「閉〜開」に至る間に一定
時間だけばね定数切換弁が絞られた状態になるため、切
換前に複数の蓄圧手段間に差圧が生じていたとしても、
モード切換時に差圧が急激に解消されるような事態を招
かずにすみ、車高が徐々に正常な状態に移行するように
なる。

［実施例］ 以下にこの発明の一実施例について、第１図ないし第６
図を参照して説明する。

第２図に示された流体式懸架装置１０は、第１の蓄圧手
段としてのシリンダ機構１１と、第２の蓄圧手段として
の副チャンバ１２とを備えている。

シリンダ機構１１は、シリンダ１５と、このシリンダ１
５の軸線方向に往復移動自在に挿入された中空のロッド
１６を有している。更に詳しくは、シリンダ１５は、図
示上側に位置する第１部材１５ａおよび図示下側に位置
する第２部材１５ｂと、これら両部材１５ａ、１５ｂの
内側に同心状に配置された内筒部材１７とを備えて構成
され、第１部材１５ａと第２部材１５ｂは互いに中間部
材１８によって連結されている。シリンダ１５の図示上
端側に軸封部２０が設けられている。シリンダ１５の下
端に連結用部材２１が取着されている。この連結用部材
２１は、車両のアクスル側の部材（図示せず）に連結さ
れる。

シリンダ１５の内部に、仕切り部材の一例としての金属
製ベローズ２５がシリンダ１５の軸線方向に伸縮自在に
設けられている。ベローズ２５の下端に設けられたベロ
ーズ蓋２６は、内筒部材１７の下端開口に対向している
。ベローズ２５の外面とシリンダ１５の内面との間は、
第１の気室２８として使われる。この気室２８の内部に
は、圧縮された窒素ガス等の不活性ガスが車両の荷重を
支えるに足る圧力で封入されている。気室２８に封入さ
れたガスの圧力はロッド１６をシリンダ１５から押出す
方向に作用する。従って、ガスの反発力は車体を支持す
るために利用される。

ベローズ２５の内側は第１の油室３１としｒ２われる。

この油室３１には油が満たされている。

ロッド１６の外周面と内筒部材１７との間に第２の油室
３２がある。また、ロッド１６の内部にロッド１６の軸
方向に沿う油路３３があり、この油路３３は、油圧ユニ
ット３５に接続されている。

ロッド１６の図示下端に流体制御機構４０が設けられて
いる。第３図に拡大して示すように、流体制御機構４０
は、ロッド１６の端に固定されたモータケースを兼ねる
略円筒状のハウジング４１と、このハウジング４１の内
側に回転自在に挿着されたロータリ式の弁体４２と、ハ
ウジング４１の軸部４１ａに取着されたピストン状のバ
ルブボディ４３と、このバルブボディ４３の上下両面に
設けられたプレート弁体４５．４６と、プレート押え４
７．４８およびリリーフばね４９，５０などを備えて構
成されている。

上記バルブボディ４３には、周知のプレート弁と同様に
、流通孔５１．５２が形成されている。

また、弁体４２に、ばね定数切換用の流通孔５５と、こ
の流通孔５５の下側に減衰力切換用の流通孔５６とが開
設されている。ハウジング４１には、上記ばね定数、切
換用の流通孔５５と対応した位置に、連通孔５７が設け
られているとともに、この連通孔５７の下側に互いに大
きさの異なる複数のオリフィス５８（一部のみ図示）が
設けられて、いる。このオリフィス５８は、第２浦室３
２に連通している。これら２種類の流通孔５５．５６は
、ハウジング４１の軸部４１ａを軸方向に貫通する油路
５９を経て、第１油室３１に連通している。

弁体４２は、ベアリング６１によって回転自在に支持さ
れている。この弁体４２は、弁体駆動用モータの一例と
してのステッピングモータ６２によって、減速機６３を
介して所定の角度ずつ回動させられる。そして第４図に
示される開弁ポジションにおいては、ばね定数切換用の
流通孔５５と連通孔５７とが互いに連通ずると同時に、
減衰力切換用の流通孔５６がオリフィス５８に連通ずる
ようになっている。また第５図に示されるように弁体４
２が閉弁ポジションに位置した時には、ばね定数切換用
の流通孔５５が遮断されると同時に、減衰力切換用の流
通孔５６が上記オリフィス５８よりも開口量の小さなオ
リフィス（図示せず）に連通ずるようになっている。第
６図は弁体４２が回転する途中の状態を示している。こ
れら弁体４２とハウジング４１は、ばね定数切換弁６４
を構成すると同時に、減衰力切換弁も構成する。

上記モータ６２は、図示しないコントローラのモータ駆
動回路から送出されるパルスによって回転が制御される
が、第１図に例示されるようにモードの切換えに応じて
弁体４２の作動速度を変化させるようになっている。す
なわち、弁体４２が開弁ポジションから閉弁ポジション
に切換わる時の作動速度は比較的早いが、閉弁ポジショ
ンから開弁ポジションに切換わる時の作動速度を遅くす
るように、パルス間隔が制御される。換言すると、「開
−閉」に要する時間ｔ１よりも「閉−開」に要する時間
（２の方が長くなるように、モータ６２の作動速度が電
気的に制御される。

モータ６２の周囲に、浦が流通できるような油路７０が
ある。この油路７０は、連通孔５７とロッド１６内の油
路３３とを互いに連通させている。

モータ６２に電力および駆動信号を供給するためのケー
ブル７１は、ロッド１６の内部を通って、ロッド１６の
外端から外部に引出されている。

ロッド１６の図示上端側にバンブラバー７２とダストカ
バー７３および副チヤンバ取付ベース７４等が設けられ
ているとともに、車体側に連結するために使われるマウ
ントインシュレータ７５が設けられている。副チヤンバ
取付ベース７４の一部分７４ａは図示水平方向に延びて
おり、この部分７４ａに副チャンバ１２が固定されてい
る。

副チャンバ１２は、密閉された円筒状の圧力容器８０と
、この圧力容器８０の内側に同心状に配置された内筒部
材８１とを備えて構成されている。

圧力容器８０の内部に金属製のベローズ８２が圧力容器
８０の軸線方向に伸縮自在に設けられている。圧力容器
８０の内部は、上記ベローズ８２によって第２の気室８
３と油室８４とに仕切られている。気室８３には、第１
気室２８と同様に圧縮された窒素等の不活性ガスが封入
されている。ベローズ８２の下端に設けられたベローズ
蓋８５は、内筒部材８１の下端開口に対向している。油
室８４は油路８６を介してロッド１６の内部の油路３３
と連通、している。

次に、上記構成の懸架装置１０の作用について説明する
。

ばね定数切換弁６４は一例として第１図のように制御さ
れる。すなわち、ソフトモードからハードモードに切換
える時には、短時間ｔ１で弁体４２を全閉にするが、ハ
ードモードからソフトモードに切換える際には、モータ
６２の作動速度を遅らせることにより、１．よりも長い
時間ｔ２をかけて徐々に弁体４２を開弁させる。ハード
モードからソフトモードに切換わる途中では、第６図に
示されるように流通孔５５が絞られた状態になるため、
大きな流通抵抗が生じる。従って、切換前のハードモー
ド時に気室２８，８３間に差圧が生じていても、切換時
に差圧が急激に解消されてしまうことが防止される。モ
してｔ２時間が経過する間に差圧が徐々に解消されて最
終的に正常車高に至るため、車高が急に変化するといっ
た不具合を生じるニーとなくスムーズにばね定数の切換
えがなされる。

車両の走行時等において、ロッド１６がシリンダ１５に
対して押込まれる方向に動くと、第１油室３１内の油の
一部がバルブボディ４３の流通孔５１を通って第２浦室
３２側に流れ込むことにより減衰力を生じると同時に、
第１気室２８が更に圧縮されるためベローズ２５が伸び
る。この時、弁体４２が第４図に示される開弁ポジショ
ンにあれば、ばね定数切換用の流通孔５５が連通孔５７
と連通するため、第１油室３１の油の一部が油路５９−
流通孔５５一連通孔５７−油路７０，３３゜８６＝副チ
ヤンバの油室８４へと流動し、第２気室８３の圧縮度が
高まりつつベローズ８２が伸長する。従って第４図の状
態では２つの気室２８゜８３がガスばねとして共働する
ためばね定数が下かり、ソフトモードとなる。

一方、第５図に示される閉弁ポジションまで弁体４２が
回転させられていると、ばね定数切換用の流通孔５５が
遮断されるため、第１気室２８のみがガスばねとして機
能するようになる。このためばね定数は高くなり、ハー
ドモードになる。

ロッド１６がシリンダ１５に対して伸び方向に移動する
時には、第２油室３２内の油の一部がバルブボディ４３
の流通孔５２を通って第１油室３１側に流入するととも
に、ロッド１６が伸びた分だけ気室２８の体積が増加す
るためベローズ２５が伸びる。この時も、弁体４２が第
４図に示される開弁ポジションすなわちソフトモードに
あれば、２つの気室２８，８３のガス体積がガスばねと
して有効に働く。また第５図に示される閉弁ポジション
すなわちハードモードにあれば、第１気室２８のみがガ
スばねとして機能する。

ハードモードは、悪路走行時や急カーブあるいは急制動
時等において車体の姿勢を安定化させるのに役立つ。ソ
フトモードは、良路における直進走行時等において乗り
心地を良くするのに役立つ。

上述した路面状況や車体の状態は、図示しないセンサに
よって検出して前記モータ６２を自動制御してもよいし
、あるいは手動スイッチによる操作でモータ６２への指
令信号を送出するようにしてもよい。

弁体４２を駆動するためのモータ６２は、必ずしもステ
ッピングモータに限ることはない。例えばＤＣモータに
よって弁体４２を回転させることもできる。ＤＣモータ
の場合には、モータに供給する駆動電圧を制御すること
などによって弁体４２の作動速度を変化させる。また、
ロークリ式の弁体４２の代りに、弁体の軸線方向に直線
的に往復動するスプール弁が採用されてもよい。また、
副チャンバ１２を２つ以上連設することにより、ばね定
数を３段階以上に切換えることができるようにしてもよ
い。更には、シリンダ機構１１の内部に油室のみを設け
、気室は複数の副チャンバに内蔵させるようにしてもよ
い。

［発明の効果］ 本発明によれば、流体式懸架装置の静ばね定数を少なく
とも２段階に切換えることができるとともに、ばね定数
を切換える際に車高が急に変化することを防上できる。

このため、走行状況に応じた最適なばね定数を選択する
ことで走行安定性を更に改善できるとともに、ばね定数
の切換時に乗り心地に違和感を伴なわないようにするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示し、第１図
はばね定数切換弁の作動状態を示す図、第２図は懸架装
置の縦断面図、第３図はばね定数切換弁が設けられてい
る部分の拡大断面図、第４図は第３図中のＩＶ−ＩＶ線
に沿う断面図、第５図は閉弁状態を示す断面図、第６図
は弁が切換わる途中の状態を示す図、第７図は従来の懸
架装置を示す油圧系統図である。 １０・・・懸架装置、１１・・・シリンダ機構（蓄圧手
段）　１２・・・副チャンバ（蓄圧手段）　２８・・・
第１の気室、４２・・・弁体、５５・・・ばね定数切換
用の流通孔、６２・・・モータ、６４・・・ばね定数切
換弁、８３・・・第２の気室。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに独立した気室を有する複数の蓄圧手段を備
   えていてこれら蓄圧手段の気室に封入された圧縮ガスの
   反発力を車両の荷重を支える力として利用する流体式車
   両用懸架装置において、上記複数の蓄圧手段の間に、こ
   れら各蓄圧手段相互の連通と遮断をなすことが可能なば
   ね定数切換弁を設け、しかもこのばね定数切換弁を作動
   させるためのモータは、この切換弁を開弁状態から閉弁
   状態に移行する時の作動速度よりも閉弁状態から開弁状
   態に移行する時の作動速度の方が遅くなるように制御さ
   れることを特徴とする流体式車両用懸架装置。
2. （２）上記ばね定数切換弁はロータリ式の弁体を備えて
   おり、この弁体を駆動するモータはステッピングモータ
   であり、このモータに送出される駆動パルスのパルス間
   隔を変化させることによって上記ばね定数切換弁の作動
   速度を可変とした請求項１記載の流体式車両用懸架装置
   。