JPH0534167B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はガススプリング式でしかもばね定数を
変化させることができるようにした車両用懸架装
置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

シリンダ内にガスと油を収容し、ガスによるば
ね機能と油による減衰機能とが得られるようにし
た車両用懸架装置は公知である。この種の懸架装
置において、ば１ね定数を変化できるようにした
ものが本発明者らによつて開発され、特願昭58−
42889号として既に出願済である。このものは、
シリンダとは別に補助タンクを設け、シリンダの
ガス室と補助タンクのガス室とをガス管で結ぶと
ともに、ガス管の途中に開閉切換弁を設けたもの
であつて、この開閉切換弁を制御することによつ
て、ガススプリングとして機能するガス容積を変
化させてばね定数を変化させるようにしている。

しかしながらこの場合、補助タンクを別途に必
要とするため装置全体が大掛りとなる。また、シ
ールの難かしいガス配管が必要となるためにガス
漏れ対策上不利な点がある。また、長いガス管を
用いると流路損失が大きくなるため周期の短かい
振動が補助タンク側に伝わりにくく、高周波振動
に対する乗心地に難があるなど、解決すべき問題
があつた。

〔発明の目的〕 本発明は上記事情にもとづきなされたものでそ
の目的とするところは、ばね定数を変化させるこ
とができる車両用懸架装置において、装置の小形
化、シール対策の容易化を図り、しかも高周波振
動に対しても有効な車両用懸架装置を得ることに
ある。

〔発明の概要〕

本発明の要旨とするところは、シリンダと、こ
のシリンダに内装されるピストン部およびオリフ
イス部を有するロツドと、を備えた車両用懸架装
置において、上記シリンダは外筒と内筒とからな
る２重構造とし、上記内筒の内側に、上記ロツド
をシリンダから押出す方向に付勢するガススプリ
ングとしての圧縮ガスが封入された内側ガス室
と、油が満たされた内側油室とを設けかつ当該内
側油室に上記ピストン部を配置するとともに、上
記外筒と内筒との間にも上記ロツドをシリンダか
ら押出す方向に付勢するガススプリングとしての
圧縮ガスが封入された外側ガス室を形成し、この
外側ガス室と上記内側ガス室とをガス通路によつ
て結びかつこのガス通路の開閉を行なう開閉切換
機構を設けたことにある。

上記構成の懸架装置によれば、内側ガス室と外
側ガス室とを連通させた状態においては双方のガ
ス容積がガススプリングとして働くためばね定数
が下がり、柔軟なクツシヨン性が得られる。また
ガス通路を遮断したときには内側ガス室のみがガ
ススプリングとして機能するためばね定数を高め
ることができる。

また本発明においては１つのシリンダに上記２
種類のガス室を設けたので、ガススプリングとし
て機能する２つのガス室とガス通路および開閉切
換機構などを一体的に設けてユニツト化すること
が可能となり、補助タンクやガス配管などを別途
に必要とせず装置のコンパクト化およびシール対
策上非常に有利である。従つてコストも低減す
る。また、内側ガス室と外側ガス室とが互いに近
い位置にあり、長尺なガス配管が不要となる。こ
のため流路損失が少なく、内側ガス室の高周波振
動に対して外側ガス室が容易に追従でき、乗心地
の向上につながる。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の第１実施例について第１図を参
照して説明する。図中１はシリンダであつて、こ
のシリンダ１には、ピストン部２およびオリフイ
ス部３を備えたロツド４が挿入されている。この
ロツド４はシリンダ１の下側から突出している。
また、ロツド４の下端部には車軸側に取付けるた
めの取付部５が設けられているとともに、シリン
ダ１の上端側には車体に取付けるための取付部６
が設けられ、いわゆる倒立形の懸架装置として使
用されるようになつている。

また、上記ロツド４は中空であり、その内部に
は放熱性を良くするために油が収容されている。
更にロツド４の内部には、後述するオリフイス可
動部材１４を駆動するための駆動機構７の一例と
してモータが収容され、配線８を通じて外部のモ
ータ制御器９によつて駆動制御されるようになつ
ている。また、ロツド４の下部側を覆うようにし
て略筒状のバンパラバー１０が支持板１１上に上
向きに取付けられている。

オリフイス部３は、ピストン部２に設けた周知
のプレート弁式のオリフイス１３…と、流路断面
積を変化させることの可能な回転式の可動部材１
４を備えた可変オリフイス１５とからなる。そし
て上記可動部材１４は、前記駆動機構７によつて
流路断面積が変化するように回転駆動され、減衰
力を任意に切換えられるようになつている。１６
はドライベアリング、１７はリバウンドストツパ
ラバーである。

一方、シリンダ１は、外筒２０と内筒２１とか
らなる２重構造をなしている。そして内筒２１の
内側上部には高圧窒素ガスを収容する内側ガス室
２２が形成され、また内側ガス室２２の下側に内
側油室２３が形成されている。この内側油室２３
には前記ピストン部２が配置されている。

更に、外筒２０と内筒２１との間に外側ガス室
２５が形成されている。このガス室２５の下側に
はシール機能を有するフリーピストン２６を介し
て内側油室２７が設けられている。この外側油室
２７に連通する油口２８には油圧ユニツト２９が
接続されていて、外側油室２７に油を出し入れで
きるようになつている。３０は油圧源、３１は油
タンクを示している。

また、シリンダ１の上部壁３５には、上記内側
ガス室２２と外側ガス室２５に連通するガス通路
３６が形成されているとともに、このガス通路３
６の開閉を行なうための開閉切換機構３７が設け
られている。上記開閉切換機構３７は、一例とし
てプランジヤ形のソレノイド３８と、このソレノ
イドのプランジヤに設けた弁体３９と、リターン
スプリング４０などから構成されている。

なお、シリンダ１の下部壁４１には、上記ロツ
ド４と摺接する部位にドライベアリング４２と油
圧シール４３とが設けられている。更に前記バン
パラバー１０の上部外側を包囲するようにして第
２のバンパラバー４４が下向きに突設されてい
る。

上記構成の第１実施例装置は、シリンダ１に対
してロツド４が相対的に伸縮することによつて、
ばね機能と減衰機能を発揮することができる。す
なわち、ロツド４が縮む方向に移動したときに
は、ピストン部２が内側油室２３内をオリフイス
１３に油を通しつつ上昇することにより減衰力が
発生するとともに、内側ガス室２２内のガスが圧
縮されて圧力が高まり、ロツド４の反発力が大と
なる。一方、ロツド４が伸びる方向に移動すると
きには上記とは逆に内側ガス室２２が広がり、か
つピストン部２の移動によつて減衰力が発生す
る。

上記構成において弁体３９が開いていて内側ガ
ス室２２と外側ガス室２５とが連通状態にあれ
ば、双方のガス室２２，２５がガススプリングと
して機能するためばね定数が下がり、柔軟なサス
ペンシヨンとなつて良好な乗心地が得られる。

また、弁体３９を切換えてガス通路３６を遮断
した場合には、内側ガス室２２のみがガススプリ
ングとして機能するためばね定数が上がる。従つ
てカーブ走行時や急発進、急停止時などにおける
車体姿勢の安定化に役立つ。つまり車両の走行状
況あるいは路面状態などに応じてガス通路３６を
開閉させるとよい。この切換えは手動で行なつて
もよいが、センサ類を用いて走行状況、路面状態
などを検出し、ガス通路３６の開閉切換を実動的
に行なうようにしてもよい。

一方、油圧ユニツト２９を用いて外側油室２７
に油を出し入れすれば、油量の変化に伴なつてガ
ス室２５，２５の内圧または容積が変化し結果的
にロツド４の伸びを調整することができる。つま
り車高調整を行なうことができるものである。更
には、駆動機構７を動作させてオリフイスの可動
部材１４の回転位置を変え、流路断面積を変える
ことにより減衰力の調節を行なうこともできる。

上記構成の懸架装置によれば、１つのシリンダ
に２重筒状にガス室２２，２５を設け、外側ガス
室２５に補助タンクとしての機能をもたせるよう
にしたため、補助タンクを別途に設置するものに
比べてコンパクトに構成できる。また、シリンダ
１の一部にガス通路３６を形成さればよく、ガス
配管が不要となるためガスをシールする上できわ
めて有利となる。また、ガス通路３６が短かく、
流路損失が少ないため、高周波振動に対しても容
易に追従できることになり、乗心地が向上上す
る。

次に本発明の第２実施例につき、第２図を参照
して説明する。なお、基本的な構成と作用・効果
は上記第１実施例と共通であるから、共通の部位
に同一の符号を付して説明は省略する。

この第２実施例においては、内筒２１の内側に
上記内側ガス室２２と内側油室２３とを仕切るシ
ール機能をもつたフリーピストン５０を設け、か
つ内側油室２３には油通路５１を介して油圧ユニ
ツト２９を接続し、油を内側油室２３と外側油室
２７の双方に注入できるようになつている。な
お、上記油通路５１に逆止弁５２が設けられてい
る。

更に、シリンダ１の下部壁４１には、ロツド４
との摺接部に第１のシール５３と第２のシール５
４，５５が設けられている。第１のシール５３は
内側油室２３側に位置しており、この第１のシー
ル５３は油を僅かに流通できるようにしてある。
そして、第１のシール５３と第２のシール５４と
の間のドレン通路５６を介してドレン配管５７が
接続されている。このドレン配管５７は開閉弁６
０を経由してタンク６１に導びかれている。

上記構成の第２実施例は、油圧ユニツト２９か
らの油を内側油室２３と外側油室２７の双方に流
入させることができ、車高を調整できる。なお、
内側油室２３に流入した油は、開閉弁６０を切換
えることによつてドレン配管５７を経由してタン
ク６１に回収することができる。

第３図は本発明の第３実施例を示すものであ
り、この場合外筒２０と内筒２１との間にガス室
２５のみを設けているが、その他の点は第２実施
例と同一である。すなわち油圧ユニツト２９は、
油通路５１を経由して内側油室２３のみに油を出
し入れするように構成されている。このような第
３実施例においても、第１、第２実施例と同様に
車高の調整、減衰力の調整、そしてばね定数の切
換えを行なうことができる。

第４図ないし第６図は本発明の第４実施例を示
している。このものにおいては、オリフイスの流
路断面積を変化させるために棒状の可動部材７０
を採用し、この可動部材７０をシリンダ１の上部
に設けた駆動機構７１によつて回動させるように
している点で、第１実施例のものと相違してい
る。更に詳しくは、上記可動部材７０は第６図に
例示したように一側を削り取つた流通部７２を有
していて、ガイドチユーブ７３内に回転自在に挿
通されている。またガイドチユーブ７３には孔７
４が設けられており、この孔７４と上記流通部７
２とが正対向したとき流路断面積が最大となるよ
うになつている。上記駆動機構７１はロータリソ
レノイドが適しているが、その他の公知の駆動手
段を採用してもよい。なお本実施例においては、
ガイドチユーブ７３によつて弁体３９の上下動も
案内するようにしている。

更に、第７図ないし第９図は本発明の第５実施
例を示している。この実施例においては、車軸ピ
ン８０を備えた支持筒８１に、シリンダ１の下部
側とロツド４を収容するとともに、支持筒８１に
対して当該シリンダ１の外周面を軸線方向および
軸回り方向に摺動自在となしている。８２，８３
はドライベアリング、８４はベローズ状のダスト
カバーを示している。また、ロツド４の下端部は
バンパラバー８５を介して、上下および横方向に
移動自在に支持されている。８６は抜け止め用の
部材である。

更にこの第５実施例においては、オリフイスの
流路断面積を変化させるために管状の可動部材９
０を採用し、この可動部材９０をシリンダ上部の
駆動機構７１によつて回動させるようにしてい
る。更に詳しくは、上記可動部材９０は第９図に
例示したように一側を削り取つた流通部９１を有
していて、ガイドチユーブ７３内に回転自在に挿
通している。そしてガイドチユーブ７３には孔７
４が設けられており、この孔７４と上記流通部９
１が正対向したとき流路断面積が最大となるよう
になつている。

また上記可動部材９０の中心部にはその軸線方
向に油通路９２が形成されていて、油圧ユニツト
２９からの油を回転継手９３を経由して内側油室
２３内に出し入れできるようになつている。

上記構成の第５実施例によれば、支持筒８１に
対してシリンダ１が回転可能でかつ伸縮自在であ
るから、例えば自動車のフロントサスペンシヨン
のストラツトのように伸縮だけでなく回転も行な
う必要のある場合に有効である。しかも前記第１
ないし第４実施例と同様に、ばね定数の切換えと
車高調整、および減衰力の調節を行なうことも勿
論できる。

第１０図は本発明の第６実施例を示している。
この実施例においてオリフイスの流路断面積を変
化させるための可動部材１４は、第１実施例のも
のと同様に、ロツド４に収めたモータ等の駆動機
構７によつて回動させるようにしている。更にこ
の第６実施例においては、外筒２０と内筒２１と
の間の隙間、すなわち外側ガス室２５にドレン管
１００と送油管１０１を挿通させている。このド
レン管１００は、第２実施例（第２図参照）で述
べたものと同様の構成のドレン通路５６に接続さ
れ、開閉弁６０を介してドレンを回収できるよう
になつている。また、上記送油管１０１の一端は
内側油室２３に接続され、また他端側は油圧ユニ
ツト２９に接続されていて、内側油室２３に油を
出し入れし、車高の調整を行なえるようになつて
いる。

〔発明の効果〕 前記したように本発明によれば、ばね定数を変
えることのできるガス封入式の懸架装置におい
て、ガススプリングとして機能する２種類のガス
室を１本のシリンダに内蔵したので、これらガス
室とガス通路および開閉切換機構などを一体的に
設けてユニツト化することが可能となり、補助タ
ンクやガス配管などを別途に必要としないから、
装置の小形化が図れるとともにガスのシール対策
が容易となるなどの効果がある。

また、内側ガス室と外側ガス室とが互いに近い
位置にあり、長尺なガス配管が不要となるため、
流路損失が少なく、従つて内側ガス室の高周波振
動などに対しても外側ガス室が容易に追従でき、
ばね定数を下げた時の乗り心地が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はそれぞれ本発明の第１な
いし第４実施例を示す断面図、第５図は第４図中
のオリフイス部分の拡大図、第６図は第５図中の
−線に沿う断面図である。第７図は本発明の
第５実施例を示す断面図、第８図は第７図中のオ
リフイス部分の拡大図、第９図は第８図中の−
線に沿う断面図、第１０図は本発明の第６実施
例を示す断面図である。 １…シリンダ、２…ピストン部、３…オリフイ
ス部、４…ロツド、２０…外筒、２１…内筒、２
２…内側ガス室、２３…内側油室、２５…外側ガ
ス室、２７…外側油室、３６…ガス通路、３７…
開閉切換機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダと、このシリンダに内装されるピス
   トン部およびオリフイス部を有するロツドと、を
   備えた車両用懸架装置において、 上記シリンダは、外筒と内筒とからなる２重構
   造とし、 上記内筒の内側に、上記ロツドをシリンダから
   押出す方向に付勢するガススプリングとしての圧
   縮ガスが封入された内側ガス室と、油が満たされ
   た内側油室とを設けかつ当該内側油室に上記ピス
   トン部を配置するとともに、 上記外筒と内筒との間にも上記ロツドをシリン
   ダから押出す方向に付勢するガススプリングとし
   ての圧縮ガスが封入された外側ガス室を設け、 上記内側ガス室と外側ガス室とをガス通路によ
   つて結ぶとともにこのガス通路の開閉を行なう開
   閉切換機構を設けたことを特徴とする車両用懸架
   装置。 ２ 上記外筒と内筒との間に、フリーピストンに
   よつて上記外側ガス室と仕切られた外側油室を設
   け、この外側油室に油を出し入れする油圧ユニツ
   トを接続してなる特許請求の範囲第１項記載の車
   両用懸架装置。 ３ 上記内筒の内側に、上記内側ガス室と内側油
   室とを仕切るフリーピストンを設け、かつこの内
   側油室に油圧ユニツトを接続してなる特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の車両用懸架装置。 ４ 上記オリフイス部はその流路断面積を変化さ
   せうる可動部材を備えて構成され、この可動部材
   は上記シリンダまたはロツドに設けた駆動機構に
   よつて制御されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載した
   車両用懸架装置。 ５ 上記シリンダのロツドとの摺動部位に、軸線
   方向に互いに離間させて第１のシールと第２のシ
   ールを設け、上記内側油室側に位置する第１のシ
   ールは油を僅かに流通可能となし、かつこれら第
   １のシールと第２のシールとの間にドレン配管を
   接続してなる特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれか１項に記載した車両用懸架装置。 ６ 車軸ピンを備えた支持筒に上記シリンダの下
   部側とロツドとを収容するとともに、この支持筒
   に対して当該シリンダの外周面を摺動自在とな
   し、かつ上記シリンダの中心部を軸線方向に貫通
   する送油管を通じて油を上記内側油室に出し入れ
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第５項のいずれか１項に記載した車両用懸架装
   置。 ７ 車軸ピンを備えた支持筒に上記シリンダの下
   部側とロツドとを収容するとともに、この支持筒
   に対して当該シリンダの外周面を摺動自在とな
   し、かつ内筒と外筒との間の〓間に前記ドレン管
   を挿通させてシリンダ外部に導びくとともに、同
   じく内筒と外筒との間の〓間に油圧ユニツトの送
   油管を挿通させ、この送油管を前記内側油室につ
   ないだことを特徴とする特許請求の範囲第５項記
   載の車両用懸架装置。