JPH0361743A - サスペンション用油圧シリンダ - 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、姿勢′：ｆＡｗ手段を兼ねたアクティブサス
ペンションシステムに採用して好適の油圧シリンダに関
する。

（従来の技術） 車輌の姿勢制御か重体の静正ｇＩ＠の変化に加えて車輌
の走行状況に応じて、アクティブに行われると、該車輌
の乗り心地が更に改みされると共に操縦安定性が向上す
る。

それ故、近年では、車輌の姿勢ＩｖＪ御は、該車輌の懸
架系としてのアクティブサスペンションシステムで実行
するのが効果的であると注目されている。

ところで、この種アクティブサスペンションシステムへ
の利用に最適な姿勢制御装置としては、従来から、例え
ば、第３１−ｍに示すような構造のものか提案されてお
る。即ち、この種姿勢制御装置は、サスペンション機構
■と油圧給排機構■とからなり、油圧給排機構■ての油
圧制御でサスペンション機構■が伸縮制御されるように
形成されている。

そして、このサスペンション機構Ｉは、車輌の四輪各部
において上端が車体Ｂ側に、下端が車輌Ａ側たるサスペ
ンションアームＡ、に夫々連結される油圧シリンダｌを
有している。

それ故、この油圧シリンダｌが伸縮制御されることで車
輌の四輪各部における車高が調整され、総体的に車輌の
姿勢が制御される。

因に、油圧シリンダｌには、車体Ｂ側からの荷重を支え
る懸架スプリング２が並設されており、更にその油圧回
路系には、該油圧シリンダｌの伸縮時に所定の減衰作用
をする絞り３と所定のガスばね効果を発揮するガスばね
４とが接続されている。

一方、このようなサスペンション機構■に接続される油
圧給排機構■としては、未だ確定的なものは提案されて
いないが、少なくとも制御ブ「１１と油圧源Ｉ２及びタ
ンク１３とを有しており、制御弁１１の選択された作動
で油圧源１２からの油圧を油圧シリンダｌに供給するか
、又は、油圧シリンダｌ内の油圧をタンク１３に解放す
る他、シリンダ油圧を保持する中立状態を採るような構
成か採られている。

即ち、車体Ｂに設置したセンサ５からの状況信号を受け
るコントローラＣは、これ等信号により演算された目標
とする圧力と、圧力センサ１４により検知されるｙ！際
のシリンダ圧力とが、常に−・致するように作動するフ
ィードバックループ機構でａ成されている。従って、こ
のフィードバック電流に基〈制御電流ｉを受ける制御ブ
ｊｌ＋は、これにより選択された前記動作で、その時々
の車輌最適な状態になるようにシリンダ内圧を、Ｗ整す
る。

そして、この作動油の給＃２整時に、前記ガスばね４と
絞り３とによるショックアブソーバａ能が発揮される。

次に、第４図に上記機能を発揮する油圧シリンダｌとガ
スばね４との構成例を示す、油圧シリンダｌ内にはピス
トン６が摺動自在に配置してあり、これによってシリン
ダ内を二つの容室ＶＡ、　ＶＢに区分している。そして
、このピストン６を先端に締結したピストンロット７の
他方端は、シリンダ外部に突出している。

史に、ピストン６には前記容室ＶＡ、　ＶＢ間を連通ず
る孔８か開穿してあり、しかも、該ピストン６の通常の
移動速度域で容室ＶＡ、　ＶａｒＩｒｉに作動油の移動
が生じても、これによる圧力損失が殆ど生しないように
１−分に大きな通路面積を有している。−・方、ピスト
ンロッド７の内部には貫通孔９が設けてあり、該孔９の
外方端を制御升目の給排側ボートに接続すると共に、内
方端を容室ｖＢに開口せしめである。

これに対して、ガスばね４はその内部をフリーピストン
１０によりガス室Ｖａと油室Ｖ。とに区分されており、
その内、油室Ｖｏが前記シリンダ容室ｖ日と共通の前記
給排側ボートに接続されている。

そして、このガスばね４の油の出入口を前記絞り３に形
成しであるが、その他、かかるオリフス制御機構に替わ
り、通常のショックアブソーバのように流路Φに配置す
るバルブ機構を用いても良い、また、前記ガス室ｖ６に
は予め所定の正方のガスが封入されている。

そこで、上述の構成において、等価車体重湯をＷｔ、と
じ、シリンダ発生力をＦ□スブリンクカをＦｌ、シリン
ダ内圧をＰとして、車体Ｂか静ｌＬ状態にあるときの前
記Ｆｅ、　Ｆ、、及びＰの夫々の値をＦｅ、　、　Ｆ、
。及びＰ。とすると、Ｗ、＝Ｆ、、　＋Ｆｃ、　＝Ｆ、
、＋＾ｒ’Ｐ。

（但し、Ａ７はピストンロット断面積）なる関係がある
。

そこで、車輌が走行中に旋回動したり、加減速動作する
と、これにより車体Ｂには慣性力か働いて車体姿勢か変
化しようとする。

このことは、見掛は上、先の等鎖車体重ち：ｗｅが慣性
力による変化分Δｗまたけ増減したことになる。従って
、各車輪の油圧シリンダｌにおける内圧Ｐについて。

ΔＷ、＝Ａ、・ΔＰ。

なる関係が満たされるに必要なシリンダ内圧変化分ΔＰ
１を加減１４’！Ｊすれば、各車輪における力か釣り合
いの状態に保たれたままで、このときの車体Ｂに姿勢変
化が生じないことになる。

即ち、旋回中の外輪側、加速時の後輪側及び減速時の前
輪側に対しては、変化分Δｗｐだけ重Ｉ１１か増加する
ので、シリンダ内圧をその変化分ΔＰ１だけ増大させ、
逆に、旋回中の内輪側、加速時の前輪側及び減速時の後
輪側には、シリンダ内圧か変化分ΔＰ４たけ減少するよ
うに、前記制御弁１１による作動油の給排ａｌｌを行う
ことによって、車体姿勢を水平状態に保つことが出来る
。

一方、直進定速走行時の、車体Ｂには、前述のような慣
性力は作用しない、しかし、走行中の不整地路面入力に
より車体Ｂが上下動すると、このときの上下向きの速度
に比例して等鎖車体重１ｗｅが変化するので、前述の制
御手段と同様な１段で、これに応じてシリンダ内圧をΔ
Ｐ２だけ変化させることによって、この車体の上下運動
を抑制することが出来る。ｎｐち、Ａ１・ΔＰ２が減衰
力に相当することになる。

そこで、車輌が旋回中あるいは加減速中にそのｔ！Ａ屑
の路面不整により車体Ｂに上下振動か発生しそうな場合
でも、各車輪のシリンダ内圧を前記変化分ΔＰ１ｒ−け
増減し、更に変化分ΔＰ２だけ増減することによって、
姿勢制御並びに振動抑制を計ることが可能である。

ところで、このような場合のシリンダ内圧の増減制御動
作は、先にその概要を述べたが、更に具体的には、次の
ようにして行われる。

今、シリンダ内圧を上昇させる場合には、コントローラ
Ｃにより制御弁１１への制御電流ｉを３１！Ｌ、て、該
弁１１を給排側ボートと油圧源ボートとが連通ずるよう
に選択動作させて、ガスばね４の油室ＶＯに作動油を送
り込む、これによって、フリーピストンｌＯかガス室ｖ
３を圧縮しながら第４図上右方向に移動してガス圧を高
め、かつ、油室Ｖ。の圧力もこのガス圧と同じになる。

これと同時に、シリンダ内圧も上昇する。そして、この
シリンダ内圧を検知する圧力センサ１４の信号が目標と
する圧力と一致すると、制御弁口の電ｉｉを再調整して
、前記両ボート間の連通な断ち、その圧力状態な膳持す
る。

これとは選に、シリンダ内圧を減少させる場合には、制
御弁［１の選択動作で前記給排側ボートとタンク側ボー
トとを連通させて、ガスばね４の油室ｖｏからの作動油
をタンク１３に排出することによって、ガス室ｖａが膨
張してガス圧が低下する。これに伴い、シリンダ内圧も
減少低下する。そして、前記圧力センサ１４の信号が目
標とする圧力と一致したときは、前述の動作と同様に先
の連通ボート間を断ち、そのときの圧力状追を維持する
。

〔発明か解決しようとするａｌＭ） ところで、かかる構成よりなる機構では、制御動作中に
車体に作用する慣性力が大きくて。

これに対応しての車体姿勢維持のための減圧（変化分Δ
ｐ＋）を必要とした油圧シリンダに、不整路面入力によ
る車体の上方向への移動を抑止するための減圧（変化分
Δｐｇ）が更に必要な場合で、そのときの総合減圧分（
ΔＰ１＋ΔＰ２）か静止時のシリンダ内圧Ｐ０の偵より
も太きくなるとき、１隙に当該Ｐ。の値以上の減圧幅（
ピストン移動の制約）が取れないことから、このときの
車体の上下振動に対する抑制機能が十分に発揮されなく
なる欠点があった。

そこで、本発明は、このような単動シリンダと懸架スプ
リングとの併用下にシリンダ内圧を制御するアクティブ
サスペンションにおいて、車体姿勢の安定確保のためサ
スペンシコンシリンダの内圧を制御限界付近まで減圧し
ている最中での路面入力による車体の上下振動に対する
十分な制振効果を期待することの出来る油圧シリンダの
開発を目的とする。

（課題を解決するための手段） しかして、かかる目的は、本発明によれば、単動シリン
ダとスプリングとの並設下にシリンダ内圧を′￥Ａ御す
るアクティブサスペンションにおいて、前記単動シリン
ダのピストン部に伸側減衰力バルブとチェック弁とで規
制されるシリンダ容室間連通路を設ける一方、該連通路
のバイパス路をピストンロッドに開穿し、かつ、該バイ
パス路中にスプリング力とシリンダ内圧との釣合下に支
持されて軸方向に摺動可能なフリーピストン体からなる
シャッター部材を挿入して、前記シリンダの内圧か低下
したとき、該シャッターで前記バイパス路を閉じるよう
に構成してなるサスペンション用油Ｉ［シリンダによっ
て達成することが出来る。

〔作　用〕

ピストンロットに設けられたバイパス路は。

車高Ｊ整が通常の高さ位置にあるとき、開路しており、
チェック弁と伸側減衰力バルブとで規制されるピストン
連通孔に対して、ピストンで仕切られたシリンダ上下客
室間の作動油の自由通路として機能する。

牛体姿勢制御のために、シリンダ内圧を低下させてピス
トンロッドを上昇限界位置付近まで伸長した状態では、
この内圧低下によりスプリング力との釣合が崩れて、該
スプリング力でシャッター部材がピストンロッドに対し
て相対的に上昇する。これによって、前記バイパス路か
閉鎖される。

バイパス路閉鎖以後のピストンロッド移動即ち路面から
の入力振動等による車体の上下動に対しては、このとき
上下容室間の作動油の移動か前記チェック弁及び伸側減
衰力バルブの規制を受ける。

しかして、これによる減衰力でピストンロット伸び域で
の制振作用が発揮される。

（実施例） 以下に１本発明の好ましい実施例について添附図面を参
照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す縦断側面図て１通常の
ショックアブソーバと同様に、油止シリンダｌに摺嵌し
たピストン６によって、シリンダ内を容室ｖＡと容室ｖ
Ｂと（区分する一方、該ピストン６には連通孔８ａを通
り容室ｖｆｉから容室ｖＡに向かう作動油の流れを許す
チェック弁１５と、連通孔８ｂを通り容室ｖＡから容室
■６に向かって流れる作動油に対して流路抵抗を４える
伸側減衰力バルブ１６とを配設しである。

即ち、前記ピストン６をピストンロッド７のシリンダ内
側先端に締結する際に、ロフト先端段部と該ピストン６
との間にバルブスプリングストッパー１７を挟み込み、
該ストッパー！７の一側面とピストン６との間にノンリ
ターンスプリング１５ｂとノンリターンバルブ１５ａと
を介在させて、前記チェック弁Ｉ５を形成し、他方、ロ
フト先端に螺着するピストンナツト１８の内端面とピス
トン６との間にリーフバルブ１６ａの内縁を挟み込むと
共に、該ナツト１８の外周端面と該リーフバルブ１６ａ
との間にメインバルブスプリング１６ｃの介在下にメイ
ンバルブ＋６ｂを軸向きに移動可能に配在せしめて、前
記伸側減衰力バルブ１６を形成しである。

ピストンロッド７に設けた作動油給排用のｎ通孔９には
、ピストン上部のロット壁に開穿した横孔１９を連通せ
しめてあり、これ等貫通孔９及び横孔１９により前記容
室ｖＡと容室ｖＢとを連通ずるバイパス路が形成しであ
る。しかも、これ等は通孔９及び横孔１９はこれを通る
作動油の流れに対して殆ど抵抗を生じない程度に１＝分
な流路断面積を有している。

一方、前記ピストンナツト１８はピストンロット７の先
端から更に下方に延びた小径シリンタ部をイｆし、先端
キャップ２１で密封された空所ｖｃにフリーピストン部
２０ｂを有すシャッター部材２０か摺動〔１在に配在せ
しめてあり、その延長筒部２０ａを前記ｎ通孔９中に密
に摺嵌させて挿入し、前記キャップ２１と該シャッター
部材２０との間に介在させた拡圧スプリング２２の作用
力によって、前記延長０１２０ａの上端が前記横孔１９
の位置まで侵入する向きの作動性向を該部材２０に附午
しである。

そして、前記空所ｖｃはその内圧か組付は時の大気圧で
封止されており、ピストンナツト１８のフリーピストン
部２０ｂで区切られた今一つの空所ｖ０は、該ナツト１
８の周壁に開穿した小孔２３によって容室■７と連通し
、更に、前記シャッター部材２０の延長筒部２０ａにお
ける通し孔２４及びこれに連通し前記空所ｖ８に臨む小
孔２５を介して前配置通孔９と連通している。

その他、２６はロッドストッパを示す。

第２１５２１は本発明の他の実施例を示す縦断側面図で
、前記第１図示実施例におけるシャッター部材２０を、
前記延長筒部２０ａとフリーピストン部２０ｂとを二つ
に分割構成したもので、延長筒部２０ａか常にフリーピ
ストン部２０ｂと一体に動くように、延長ｔ！１部２０
ａの上端縁に配在した今一つの拡圧スプリング２７の作
用力によって、該延長筒部２０ａをフリーピストン部２
０ｂに弱く圧接せしめである。その他、当該実施例にお
いて前記第１図示の実施例と同様な機能構成部分には、
夫々共通の符号を符しである。

このような構成よりなる実施例じよれば、これを前述の
サスペンション機ａＩにおける油圧シリンダとして、こ
れに前記油圧給４ｊ檄構■を組付け、車体Ｂと車軸Ａと
の間に設置した実装下で、通常は容室ｖＩＩがある程度
の内圧を有している。

そこで、空所ＶＤの圧力は容室Ｖａの圧力と等しいので
、この空所ｖＩ、の圧力により拡圧スプリング２２が圧
縮され、シャッター部材２０が降下位置にある。従って
、この状態で、延長筒部２０ａの先端が横孔１９の位置
から退き、これにより開路した前記バイパス路を通じて
容室ｖＡと容室Ｖａとか連通し、この間の作動油の移動
か自由であるので、ピストン部配置のチェック弁１５及
び伸側減衰力バルブ１６が共に全く作用しない。

そこで、このときは、前述の第３図及び第４図示の従来
機構における動作と同様にして車高調整が出来る状態に
ある。

次に、走行中の車体姿勢制御動作で、油Ｉ［シリンダｌ
の容室ｖ！ｌの圧力か制御限界である大気圧（ｐａ”　
ｏ　）まで減圧されると、空所ｖ０の圧力も低下し、そ
の結果、シャッター部材２０か拡圧スプリング２２の作
用によってｔｊＳ１図示の状態位置まで押しＥげられる
。

このシャッター部材２０の移動で、延長筒部２０ａの先
端が横孔１９と一致しこれを塞ぐので。

バイパス路が閉じられ、これによる容室ｖＡ、ｖＢ間の
連通が断たれる。

この状態のとき、路面入力による車体振動で重体Ｂか浮
き上がる向き、即ちシリンダ１が伸長向きに作動すると
、ｆＥ＆＆される容室ｖＡの作動油かピストン部の伸側
減衰力バルブ１６で規制されながら連通孔８ｂを通って
容室ｖＢに向かって流れ、このときの流路抵抗により容
室間に差圧が生じ、受動的にＭｉｆ力か発生するので、
車体振動に対する制振作用が発揮される。

逆に、ｆｆｉ記振動で油圧シリンダ１が圧縮向きに作動
する場合には、油圧給排制Ｗ槻構■による制御作用で容
室ｖｌＩの圧力を上昇させるので、シャッター部材２０
はその上昇圧を空所ｖ０に受けて拡圧スプリング２２の
作用力に抗して下方に移動し、延長筒部２０ａ先端の横
孔１９位置からの退避ｆのバイパス路開路により容室間
連通がなされる。なお、このときに、容室ｖ８の圧力上
昇がわずかで、前記バイパス路の開路が不完全な状態で
あっても、容室ｖ６の作動油はチェック弁１５を通って
容室■、に流れるので、常に両容室ｖＡ。

ｖ６が等圧となり、前記制御による車体振動の抑制効果
を得ることか出来る。

そして、　：Ｊ４２１ｆｆｉ示の実施例によれば、二つ
に分割して構成したシャッター部材２０は、その加工が
より容易である他、その作動並びに機能は前記第１図示
実施例と略同様である。

（発明の効果） このように、本発明油圧シリンダによれば、＃Ｉ動フシ
リンダスプリングとの並設下にシリンダ内圧を制御する
アクティブサスペンションにおいて、前記単動シリンダ
のピストン部に伸側減衰力バルブとチェック弁とで規制
されるシリンダ客室間連通路を設ける−・方、該連通路
のバイパス路をピストンロットに開穿し、かつ、該バイ
パス路中にスプリング力とシリンダ内圧との釣合下に支
持されて軸方向に摺動可能なフリーピストン体からなる
シャッター部材を挿入して、前記シリンダの内圧が低下
したとき、該シャッターで前記バイパス路を閉しるよう
に構成したので、シリンダ容室の圧力か低下した状態下
においても、外部入力振動に対して受動的に減衰力を発
生させることか出来て、サスペンションシリンダが車高
制御限界まで減圧された状態においても、車体の上下振
動に対して十分な制振効果を得ることか出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明油圧シリンダの一実施例を示す縦断側面
図、第２図は本発明油圧シリンダの他の実施例を示す縦
断側面図、第３図は従来のアクティブサスペンションシ
ステムの一例を示す構成図、第４図は上記システムにお
ける油圧シリンダとガスばねとの一例を示す縦断側面図
である。 （符号の説明）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単動シリンダとスプリングとの並設下にシリンダ内圧を
   制御するアクティブサスペンションにおいて、前記単動
   シリンダのピストン部に伸側減衰力バルブとチェック弁
   とで規制されるシリンダ容室間連通路を設ける一方、該
   連通路のバイパス路をピストンロッドに開穿し、かつ、
   該バイパス路中にスプリング力とシリンダ内圧との釣合
   下に支持されて軸方向に摺動可能なフリーピストン体か
   らなるシャッター部材を挿入して、前記シリンダの内圧
   が低下したとき、該シャッターで前記バイパス路を閉じ
   るように構成してなることを特徴とするサスペンション
   用油圧シリンダ