JPH0438937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車や附随車等の車両に使われる
懸架装置に係り、特に、内部に作動流体が収容さ
れかつ減衰力を発生させるためのオリフイス部を
もつ車両用懸架装置に関する。

［従来の技術］ いわゆる油空圧サスペンシヨンと呼ばれる懸架
装置は、シリンダの内部に作動流体としての油
と、ガスとを収容したものであり、シヨツクアブ
ソーバとしての機能を発揮させるためにシリンダ
内にオリフイス部が設けられている。この種の懸
架装置は、シリンダとロツドとが相対的に軸方向
に移動することによつてオリフイス部に作動油が
流れ、油の粘性抵抗等により減衰力が生じるよう
になつている。

また、例えば実開昭58−15512号公報や特開昭
58−110314号公報に見られるように、シリンダ内
に供給する作動流体の量を変化させることによつ
て車高を調整できるようにした懸架装置も提案さ
れている。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述したようにシリンダの内部に作動流体が収
容された油圧緩衝機ないし油空圧懸架装置につい
て、耐久性等に関する検討を行つたところ、特に
低速重量車両に使われる懸架装置のシール類や摺
動部のブツシユ等が損傷する可能性のあることが
見出だされた。その原因を追及したところ次のよ
うなことがわかつた。

上記懸架装置は、走行中の路面の凹凸等からの
入力によつてシリンダとロツドが相対的に往復運
動を繰返すため、シリンダとロツドとの摺動部が
摩擦によつて発熱するだけでなく、油がオリフイ
ス部を通ることにより油自体の温度が上昇する。
通常の車両の場合には、懸架装置に生じた熱はシ
リンダ外壁からの自然放熱効果や、走行中の風に
よる強制空冷効果によつて冷やされるため、実用
上はほとんど問題にならない。

ところが、空気が流通しにくい箇所に懸架装置
が設置されている場合や、重量が大きくかつ低速
で走行する車両においては、発熱量に比べて放熱
効果が不足しがちなため、シリンダの表面温度が
130℃を超えることさえある。従つてこのような
高温が、懸架装置に使われているシール類やブツ
シユの溶融や摩耗をひきおこす可能性のあること
がわかつた。特に高荷重で使用される懸架装置に
は高いダンピング特性をもつオリフイスが使用さ
れており、高発熱を伴うため、放熱上の問題点が
より顕著にあらわれる。

また、本発明者らが開発した懸架装置のよう
に、シリンダの内部がベローズ等の筒状の仕切り
部材によつて気室と液室とに仕切られており、し
かもシリンダ内壁と液室との間に上記気室が存在
する場合には、液室内で高温となつた作動油の熱
がシリンダに伝わりにくく、放熱効果が不足しや
すい傾向のあることが認められた。

なお、車高調整機能をもつ懸架装置は、シリン
ダの外部からシリンダ内への油の注入と排出を行
なえるようになつているが、従来この種の懸架装
置は前述した先行技術（特開昭58−110314号）に
例示されるように、各シリンダに対してそれぞれ
１つの油管路を通じて油の出し入れを行うように
構成されている。このためシリンダ内に油を出し
入れすることができるが、シリンダの内部に油を
循環させることができず、従つてシリンダ内の油
を強制的に冷却することは不可能であつた。

また、実公昭53−15905号公報に見られるよう
に、シリンダの外部に冷却槽を設け、ロツドが軸
線方向に移動する時に生じる差圧を利用して、シ
リンダ内の油を冷却槽に導くようにした緩衝装置
も提案されている。しかしこの先行技術の場合に
は、ロツドが十分なストロークで動かないとシリ
ンダ内の油が冷却槽に流れ込まないため、低速重
量車両に用いたとするとシリンダの冷却が不十分
になる可能性が大である。

更に別の問題として、オリフイス部をもつ懸架
装置は、極寒冷地において作動油の粘度が著しく
上昇することによつて油がオリフイス部を流れな
くなつてしまつたり、減衰力が大きくなり過ぎる
ことによつて極端に硬い特性になるなどの問題点
もあつた。

従つて本発明の目的は、懸架装置が高温になる
ことによる様々な不具合を防止できるとともに、
寒冷地にあつても適切な減衰力を得ることができ
るような車両用懸架装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を果たすために開発された本発明は、
内部に作動流体が収容されるシリンダおよびこの
シリンダの軸方向に移動自在に挿入されたロツド
を含むシリンダ機構と、シリンダ機構の内部に設
けられ上記ロツドがシリンダに対して軸方向に移
動する際に作動流体が流れる箇所に配置されたオ
リフイス部と、上記シリンダの内部に設けられた
気室とを備えた車両用懸架装置において、上記ロ
ツドに、上記作動流体が収容されるシリンダ機構
内部の液室とシリンダ機構の外部とを連通させる
第１の流体通路を設けるとともに、この第１の流
体通路とはシリンダ機構内の別の位置に連通する
第２の流体通路を上記ロツドに設け、かつシリン
ダ機構の外部には、上記複数の流体通路に接続さ
れる少なくとも一対の配管と、一方の流体通路お
よび配管を通じてシリンダ機構の外部に取出され
た作動流体を昇圧して他方の配管および流体通路
を通じて再びシリンダ機構の内部に戻すポンプ
と、を含む閉回路の流体供給ユニツトを設け、更
にこの流体供給ユニツトに上記作動流体の温度を
調整可能な温度制御手段を設けたものである。な
お、上記流体通路は一対以上設けられていてもよ
い。

［作用］ 上記構成の懸架装置において作動流体を循環さ
せるには、流体供給ユニツトを作動させることに
よつて第１の流体通路を通じてシリンダ機構内に
作動流体を供給するとともに、第２の流体通路を
通じてシリンダ機構内の作動流体の一部を流体供
給ユニツト側に回収する。このように作動流体を
ポンプによつて強制的に循環させながら、温度制
御手段によつて作動流体を所定の温度に保つよう
にする。従つてロツドが実質的に停止した状態に
あつても、シリンダ機構内部の作動流体の循環に
伴つて温度制御が行われる。また、流体供給ユニ
ツトによつてシリンダ機構内の作動流体の量を調
整すれば、シリンダに対するロツドの伸びを変化
させることができるから、車高の調整も可能であ
る。

本発明において、上述した流体通路に接続され
る複数の配管はいずれもロツド側に引出され、ロ
ツドの外部で閉回路を構成しているので、各配管
やポンプおよび温度制御手段等からなる流体供給
ユニツトは全て同じ側（車体等）に集中配置でき
ることになる。このため、シリンダに対しロツド
が軸方向に所定のストローク範囲内で相対移動し
ても、上記配管等がシリンダ・ロツドの移動スト
ロークと干渉し合うことが回避される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例につき、第１図ないし
第３図を参照して説明する。

本実施例の懸架装置１は、シリンダ２と、この
シリンダ２に対し軸方向に相対移動自在に挿入さ
れた中空のロツド３を備えている。シリンダ２と
ロツド３はシリンダ機構４を構成する。上記シリ
ンダ２は、外筒５と、この外筒５の内側に同心状
に配置された内筒６と、端部材７などを備えて構
成されている。外筒５の下端には車輪側の部材に
連結するための連結部８が設けられているととも
に、ガス封入口９が設けられている。また、端部
材７には、軸受としてのブツシユ１１やオイルシ
ール１２、シール押え１３などが設けられてい
る。

シリンダ２の内側には、金属製のベローズ１５
が外筒５および内筒６と同心状に設けられてい
る。このベローズ１５は、シリンダ２の軸線方向
に伸縮自在であり、その自由端側には、内筒６の
開口端と接離自在なベローズキヤツプ１６が設け
られている。ベローズ１５の固定端側は、ベロー
ズ固定用部材１５ａによつてシリンダ２に固定さ
れる。ベローズ１５はシリンダ２の内部を液室１
７と低圧気室１８とに仕切つている。この気室１
８には、加圧された窒素ガス等の不活性ガスがガ
ス封入口９から封入される。液室１７には作動流
体として油が収容される。

一方、中空ロツド３の図示上端３ａ側には、車
体側に連結するための連結部２０が設けられてい
るとともに、ラバーバンパ２１やダストカバー２
２、ガス封入口２３等が設けられている。ロツド
３の内部には、このロツド３と同心の内筒２５が
設けられている。そしてロツド３の内面壁と内筒
２５との間に金属製の第２のベローズ２６が設け
られている。このベローズ２６は、ロツド３と同
心でかつロツド３の軸線方向に伸縮自在であり、
ベローズ２６の自由端側にベローズキヤツプ２７
が設けられている。ベローズ２６の固定端側は、
ベローズ固定用部材２６ａによつてロツド３に固
定される。このベローズ２６は、中空ロツド３の
内部を液室２８と高圧気室２９とに仕切つてい
る。高圧気室２９には、前述した低圧気室１８の
ガスよりも高い圧力で、窒素ガス等の不活性ガス
が封入されている。

また、中空ロツド３の下端３ｂ側にオリフイス
部３１が設けられている。このオリフイス部３１
は、ブツシユ３２ａを備えたピストン３２と、弁
ボデイ３３と、回転位置に応じて流路断面積を変
化させることの可能な回転弁３４と、この回転弁
３４を所定の角度ずつ回転駆動させるアクチユエ
ータ３５の一例としてのステツピングモータ等を
備えて構成される。中空ロツド３内の液室２８と
シリンダ内の液室１７とは、オリフイス部３１を
介して互いに連通可能である。また、ピストン３
２の上側に位置する液室３６は、液路３７を介し
て液室１７に連通する。アクチユエータ３５の近
傍には油温を検出するための温度センサ３８が設
けられている。

中空ロツド３の周壁４０には、第３図に示され
るように、第１の流体通路４１と第２の流体通路
４２およびリード線挿通孔４３がロツド３の軸線
方向に沿つて互いに平行に設けられている。第１
の流体通路４１の下端側は液室１７に連通してい
る。この流体通路４１の上端側には接続ニツプル
４４を介して送液配管４５が接続される。

第２の流体通路４２の下端側は、流路４８を経
てベローズ２６と内筒２５との間の隙間に通じて
おり、更にこの隙間は内筒２５の上部の溝４９を
介して液室２８に連通している。第２の流体通路
４２の上端側には接続ニツプル５０を介して排液
配管５１が接続される。リード線挿通孔４３に
は、アクチユエータ３５や温度センサ３８のリー
ド線５３が挿通される。

そして送液配管４５と排液配管５１に流体供給
ユニツト５５が接続される。この流体供給ユニツ
ト５５は、電気弁５６，５７や可変オリフイス５
８、ポンプ５９およびタンク６０などを備えてい
るとともに、温度制御手段としての冷却機６１を
備えている。更に、寒冷地のように作動油の温度
が下がり過ぎる地域で使われる場合には、温度制
御手段の一例として加熱ヒータ６２が併用され
る。

電磁弁５６，５７はマイクロコンピユータなど
を利用したコントローラ６４からの指令によつて
開閉が制御される。コントローラ６４には、温度
センサ３８からの信号と、図示しない車高センサ
からの車高信号などが入力されるようになつてい
る。

次に、上記構成の懸架装置１の作用について説
明する。

シリンダ２に対してロツド３が押込まれる方向
に荷重が作用した場合、ロツド３の押込み量が少
ないうちは第２図に示されるように第１のベロー
ズ１５のみが伸長し、低圧気室１８のみが体積変
動を生じる。すなわち液室１７，２８の圧力が高
圧気室２９の内圧に打勝つまでは第１のベローズ
１５のみが伸縮し、第２のベローズ２６のベロー
ズキヤツプ２７は内筒２５の開口端に密接した状
態のままである。

このように中空ロツド３が軸方向に往復運動を
すると、液室１７，３６内の油がオリフイス部３
１を通じて交互に流れることにより、オリフイス
抵抗によつてロツド３の動きが抑制されるととも
に、気室１８内のガスの反発力によつてばね作用
が発揮される。

シリンダ２に対するロツド３の押込み量が一定
の値を超えた時には、低圧気室１８の内圧が所定
圧を超えることにより、高圧気室２９内のガスが
圧縮されるようになるから、第１図に想像線で示
されるように第２のベローズ２６のベローズキヤ
ツプ２７が内筒２５の開口端から離れるとともに
このベローズ２６が伸びる。従つてこの場合に
は、２つの気室１８，２９が同時にガスばねとし
て働く。また、アクチユエータ３５を駆動して回
転弁３４の位置を変えると、オリフイス部３１の
開口量が切替わることにより減衰力を変化させる
ことができる。

更に、ポンプ５９を起動させるとともに流入側
の電磁弁５６を開弁させかつ排出側の電磁弁５７
を閉弁させれば、油が送液配管４５と第１の流体
通路４１を通じて液室１７内に補給されるため、
シリンダ２に対するロツド３の突出量を大きくす
ることができる。つまり車高を上げることができ
る。逆に、流入側の電磁弁５６を閉弁させかつ排
出側の電磁弁５７を開弁させることによりシリン
ダ２内の油の一部をタンク６０に回収すれば、車
高を下げることができる。このような車高調整
は、車高センサからの信号にもとづいてコントロ
ーラ６４によつて常に一定の高さが維持されるよ
うにプログラミングしておいてもよいし、あるい
は運転者の判断によつて手動スイツチでマニユア
ル操作するようにしてもよい。なお、電磁弁５
６，５７が共に閉弁されていれば車高は保持され
る。

上記構成の懸架装置１は、車両の走行中にシリ
ンダ２に対してロツド３が往復運動を繰返すこと
により、オリフイス部３１での発熱と、シリンダ
２とロツド３の摺動部での発熱によつて油温が上
昇する。この熱を排出するために、次の動作が行
われる。

温度センサ３８によつてシリンダ２内の油温が
所定値を超えたことが検出されると、コントロー
ラ６４からの指令によりポンプ５９が起動すると
ともに電磁弁５６，５７が開弁させられる。ポン
プ５９によつて昇圧された作動油は、電磁弁５６
と送液配管４５および流体通路４１を通つて液室
１７に送り込まれる。液室１７に送り込まれた作
動油は、オリフイス部３１を通ることによつてオ
リフイス部３１およびアクチユエータ３５等の熱
を吸収しながら、液室２８側に流入する。この液
室２８内の油は、ベローズ２６の内面と内筒２５
との隙間を流下したのち流路４８を通り、更に第
２の流体通路４２、排液配管５１、可変オリフイ
ス５８、電磁弁５７を経て冷却器６１に導入さ
れ、冷却されるとともにタンク６０に回収され
る。

また、寒冷地のように作動油の温度が下がり過
ぎる場合には、ヒータ６２に通電してタンク６０
内の作動油を加熱した状態で、上記と同様に作動
油を循環させることにより、作動油の粘度が高く
なり過ぎることを防止している。

上記のように電磁弁５６，５７が共に開弁され
た場合、一定の車高が維持されるように、図示し
ない車高センサからの車高信号がコントローラ６
４に入力されるとともに、コントローラ６４によ
つて可変オリフイス５８の開度が自動調整され
る。電磁弁５６，５７は、車両の走行モード時に
常時開弁させるようにしてもよいが、油温が所定
の範囲から外れたことを温度センサ３８が検知し
た時にのみ開弁させてもよい。

上記実施例によれば、作動流体としての油がオ
リフイス部３１を通つて循環させられるので、特
に高温になりやすいオリフイス部３１を効果的に
冷却することができる。また、オリフイス部３１
の近傍に設けられているアクチユエータ３５を同
時に冷却できるため、アクチユエータ３５が高温
にさらされることによつて不具合を生じることも
防止できる。

なお本発明は、減衰力の切替え機能をもたない
（アクチユエータ３５をもたない）懸架装置にも
同様に適用できる。また、寒冷地以外で使用され
る車両の場合には、ヒータ６２を省略してもよ
い。

［発明の効果］ 上述したように本発明によれば、懸架装置内に
発生する熱をシリンダに対するロツドの動きにか
かわらず強制的に除去することができる。このた
め、例えば低速重量車両用の懸架装置のように高
減衰力が必要でかつロツドの動きが鈍くしかも自
然放熱効果が充分に得られないものであつても、
シール類や摺動部ブツシユの損傷ないし材質の劣
化、あるいはシリンダ内アクチユエータの不具合
の発生等を防止できる。特に、シリンダの内部に
気室が設けられていてシリンダ壁からの自然放熱
がなされにくいものにあつても、十分な放熱効果
が得られる。また、温度制御手段としてヒータを
用いた場合には、極寒地であつても適切な減衰力
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は懸架
装置の縦断面図、第２図はロツドが移動した状態
を示す断面図、第３図はロツドの横断面図であ
る。 １……懸架装置、２……シリンダ、３……ロツ
ド、４……シリンダ機構、１７……液室、３１…
…オリフイス部、４１……第１の流体通路、４２
……第２の流体通路、５５……流体供給ユニツ
ト、６１……冷却器（温度制御手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内部に作動流体が収容されるシリンダ２およ
   びこのシリンダ２の軸方向に移動自在に挿入され
   たロツド３を含むシリンダ機構４と、このシリン
   ダ機構４の内部に設けられ上記ロツド３がシリン
   ダ２に対して軸方向に移動する際に作動流体が流
   れる箇所に配置されたオリフイス部３１と、上記
   シリンダ２の内部に設けられた気室１８とを備え
   た車両用懸架装置において、 上記シリンダ機構４のロツド３に、上記作動流
   体が収容されるシリンダ機構内部の液室１７とシ
   リンダ機構の外部とを連通させる第１の流体通路
   ４１を設けるとともに、この第１の流体通路４１
   とはシリンダ機構内の別の位置に連通する第２の
   流体通路４２を上記ロツド３に設け、かつシリン
   ダ機構４の外部には、上記複数の流体通路４１，
   ４２に接続される少なくとも一対の配管４５，５
   １と、一方の流体通路４１および配管４５を通じ
   てシリンダ機構４の外部に取出された作動流体を
   昇圧して他方の配管５１および流体通路４２を通
   じて再びシリンダ機構４の内部に戻すポンプ５９
   と、を含む閉回路の流体供給ユニツト５５を設
   け、更にこの流体供給ユニツト５５に上記作動流
   体の温度を調整可能な温度制御手段を設けたこと
   を特徴とする車両用懸架装置。 ２ 上記第１の流体通路４１と第２の流体通路４
   ２は、作動流体が上記オリフイス部３１を通つて
   上記液室１７とシリンダ機構４の外部との間を循
   環できるように設けられていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の車両用懸架装置。 ３ 上記温度制御手段は作動流体の温度を下げる
   ための冷却器６１を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の車両用懸架装置。 ４ 上記温度制御手段は作動流体の温度を上げる
   ためのヒータ６２を含むことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の車両用懸架装置。 ５ 上記シリンダ機構４の内部に作動流体の温度
   を検出する温度センサ３８が設けられており、作
   動流体の温度が所定の温度範囲から外れた状態の
   時にのみ上記流体供給ユニツト５５が動作させら
   れて作動流体が循環することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の車両用懸架装置。