JPH06213268A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一のアクチュエータを用いながら車体にお
ける振動制御と姿勢制御とを可能にし、好ましい乗り心
地が得られるにして、車両への搭載に最適となる制振装
置を提供すること。 【構成】 一端が車体Ｂ側に連結され他端が車軸Ａ側に
連結される制御シリンダＣを制御回路Ｓによって伸縮制
御するように形成されてなる制振装置において、制御シ
リンダＣが車体側部材とされる外筒１０と、該外筒１０
内にその外周に連設されたピストン２１を介して摺動可
能に挿通される内筒２０と、該内筒２０内にその先端に
連設されたピストン３１を介して摺動可能に挿通され車
軸側部材とされるロッド３０と、を有してなると共に、
外筒１０内に内筒２０外周に連設のピストン２１によっ
て区画形成される圧力室Ｒ１が制御回路Ｓ中の圧力制御
弁４０に連通されてなり、かつ、内筒２０内にロッド３
０先端に連設のピストン３１によって区画形成されるピ
ストン側室Ｒ２が制御回路Ｓ中の流量制御弁５０に連通
されてなとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両に搭載されて車
両おける乗り心地を改善する制振装置の改良に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】近年、多くの車両が走行中に
おける乗り心地を改善するために制振装置を搭載する等
の方策を講じているが、この場合の該制振装置は、基本
的には、図４に示すように構成されている。

【０００３】即ち、図示例は鉄道車両であるが、車両を
構成する車体１は、台車２上で円弧を描くように揺動す
る振り子体３にエアサスペンション４を介して連繋され
てなるとし、かつ、上記振り子体３が台車２に対してシ
リンダ５で連繋されてなるとしている。

【０００４】尚、エアサスペンション４は、ダンパ４ａ
とガスばね４ｂとからなるとしている。

【０００５】それ故、該提案によれば、車体が上下動す
ることになる振動をエアサスペンション４で制御し、車
体がローリング等することになる姿勢をシリンダ５で制
御することで、車両における乗り心地を改善し得ること
になる。

【０００６】しかしながら、上記従来の提案にあって
は、所謂アクチュエータがエアサスペンション４及びシ
リンダ５の複数とされるので、所謂制御系統を含む機構
が複雑になる不具合がある。

【０００７】一方、上記の不具合を避けるために、図示
しないが、単一のアクチュエータ、例えば、シリンダで
制御しようとすると、該シリンダは圧力の制御で車体１
における振動を制御すると共に変位の制御で車体１にお
ける姿勢を制御することになり、両方の制御を同時にす
ることが不可能になって、結果として、効果的な制御を
実現できなくなる危惧がある。

【０００８】この発明は、このような現状を鑑みて創案
されたものであって、その目的とするところは、単一の
アクチュエータを用いながら車体における振動制御と姿
勢制御とを可能にし、好ましい乗り心地が得られるにし
て、車両への搭載に最適となる制振装置を提供すること
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、この発明の構成を、一端が車体側に連結され他
端が車軸側に連結される制御シリンダを制御回路によっ
て伸縮制御するように形成されてなる制振装置におい
て、制御シリンダが車体側部材とされる外筒と、該外筒
内にその外周に連設されたピストンを介して摺動可能に
挿通される内筒と、該内筒内にその先端に連設されたピ
ストンを介して摺動可能に挿通され車軸側部材とされる
ロッドと、を有してなると共に、外筒内に内筒外周に連
設のピストンによって区画形成される圧力室が制御回路
中の圧力制御弁に連通されてなり、かつ、内筒内にロッ
ド先端に連設のピストンによって区画形成されるピスト
ン側室が制御回路中の流量制御弁に連通されてなるとす
る。

【００１０】そして、圧力制御弁は、例えば、電磁比例
減圧弁からなり、流量制御弁は、例えば、サーボ弁また
は電磁比例方向流量制御弁からなり、それぞれが油圧源
及びタンクに連通されてなるとする。

【００１１】また、制御回路中には圧力室に連通するガ
スばねが配在されてなり、さらには圧力制御弁と圧力室
を連通する油路中及び流量制御弁とピストン側室を連通
する油路中にはそれぞれシャットオフ弁が配設されてな
るとする。

【００１２】

【作用】それ故、圧力室において油圧変化がなくピスト
ン側室において油量変化がないときに、各室がそれぞれ
所謂ロック状態になり、外筒に対する内筒の摺動及び内
筒に対するロッドの摺動がそれぞれ阻止されて、該制御
シリンダの伸縮が阻止される。

【００１３】この状態から、ピストン側室に対する供給
油量のみが変更されると、ロッドに対する内筒の路面か
らの高さ位置が変更され、圧力室に対する油圧のみが変
更されると内筒に対する外筒の路面からの高さ位置が変
更される。

【００１４】そして、路面状況によってロッドが内筒内
を摺動することになるとき、ピストン側室への供給油量
を調整することで、ロッドの内筒に対する摺動を阻止し
得ることになる。

【００１５】また、圧力室における油圧を高低調整する
ことで、内筒を介しての路面振動に対する制御力を高低
調整し得ることになる。

【００１６】さらに、圧力室が制御回路中のガスばねに
連通されることで、内筒を介しての路面からのつき上げ
がガスばねで吸収される。

【００１７】尚、フェイルセーフ時には、シャットオフ
弁で圧力室の油圧を維持しながら、ピストン側室の油を
排出して車高低下を図り得る。

【００１８】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて説明する
が、この発明の一実施例に係る制振装置は、図１に示す
ように、制御シリンダＣと、該制御シリンダＣに接続さ
れる制御回路Ｓと、を有してなる。

【００１９】制御シリンダＣは、車両の四輪各部に配設
されて一端が車体Ｂ側に連結され他端が車軸Ａ側に連結
されるように形成されているもので、車体側部材とされ
る外筒１０と、該外筒１０内にその外周に連設されたピ
ストン２１を介して摺動可能に挿通される内筒２０と、
該内筒２０内にその先端に連設されたピストン３１を介
して摺動可能に挿通され車軸側部材とされるロッド３０
と、を有してなる。

【００２０】そして、外筒１０内に内筒２０に連設のピ
ストン２１によって区画形成される圧力室Ｒ１を有する
と共に、内筒２０内にロッド３０に連設のピストン３１
によって区画形成されるピストン側室Ｒ２を有してな
る。

【００２１】一方、制御回路Ｓは、圧力制御弁４０と、
流量制御弁５０と、ガスばね６０と、を有してなり、圧
力制御弁４０が圧力室Ｒ１に連通されて該圧力室Ｒ１に
おける油圧を制御し、流量制御弁５０がピストン側室Ｒ
２に連通されて該ピストン側室Ｒ２における油量を制御
し、ガスばね６０が圧力室Ｒ１に連通されて該圧力室Ｒ
１における油圧変動を吸収するとしている。

【００２２】尚、図示例では、圧力制御弁４０は、電磁
比例減圧弁からなり、また、流量制御弁５０は、電磁比
例方向流量制御弁からなるとするが、流量制御弁５０に
ついては、これがサーボ弁からなるとしても良い。

【００２３】ところで、制御シリンダＣは、具体的な一
例としては、図２に示すような構造に形成されている。

【００２４】即ち、外筒１０は、筒状体１１の上端をそ
の軸芯部に内筒２０を摺動可能に挿通させる軸封部材１
２によって高圧シール１２ａの配在下に封止されると共
に、筒状体１１の下端をその軸芯部に内筒２０を摺動可
能に挿通させる軸封部材１３によって低圧シール１３ａ
の配在下に封止されてなる。

【００２５】尚、外筒１０は、図示しないが、軸封部材
１２に直接あるいは間接に連設される適宜のブラケット
部材等を介して車両における車体Ｂ側に連結される。

【００２６】次に、内筒２０は、上記外筒１０に対して
所謂両ロッド構造を構成するように配在されるもので、
筒状体２２の上端が封止部材２３によって封止されると
共に、筒状体１１の下端がその軸芯部にロッド３０を摺
動可能に挿通させる軸封部材２４によって低圧シール２
４ａの配在下に封止されてなる。

【００２７】尚、ピストン２１の外周には、外筒１０、
即ち、筒状体１１の内周に摺接する高圧シール２１ａが
介装されている。

【００２８】それ故、外筒１０を構成する筒状体１１内
には、内筒２０の外周に連設のピストン２１によって、
上方の軸封部材１２との間に圧力室Ｒ１が区画形成さ
れ、下方の軸封部材１３との間に低圧室Ｒ３が区画形成
される。

【００２９】そして、圧力室Ｒ１は、上方の軸封部材１
２に開穿の透孔１２ｂを介して、制御回路Ｓ中の圧力制
御弁４０（及びガスばね６０）に連通され、低圧室Ｒ３
は、筒状体１１に開穿の透孔１１ａを介して、制御回路
Ｓ中のタンクＴに連通されている。

【００３０】尚、圧力室Ｒ１から上方の軸封部材１２側
に漏れる油は、外筒１０の外周に配設されたドレンパイ
プ１４を介して低圧室Ｒ３側に流出される。

【００３１】一方、ロッド３０は、上記内筒２０をシリ
ンダ体とするダンパ構造を構成するように配在されるも
ので、ロッド３０を構成するロッド体３２の図中上端と
なる先端に連設のピストン３１がその外周に高圧シール
３１ａを介装させてなる。

【００３２】それ故、内筒２０を構成する筒状体２２内
には、ロッド３０の先端に連設のピストン３１によっ
て、上方の封止部材２３との間にピストン側室Ｒ２が区
画形成され、下方の封止部材２４との間に低圧室Ｒ４が
区画形成される。

【００３３】そして、ピストン側室Ｒ２は、封止部材２
３中に配在の管路２３ａを介して、制御回路Ｓ中の流量
制御弁５０に連通され、低圧室Ｒ４は、軸封部材２４に
開穿のドレンポート２４ｂを介して、制御回路Ｓ中のタ
ンクＴに連通されている。

【００３４】尚、ロッド３０は、図示しないが、ロッド
体３２に連設される適宜のアイ部材等を介して車両にお
ける車軸Ａ側に連結される。

【００３５】また、図示例にあっては、外筒１０に対す
る内筒２０の変位量を検出するストロークセンサ１５が
配設されると共に、内筒２０に対するロッド３０の変位
量を検出するストロークセンサ２５が配設されている。

【００３６】そして、内筒２０を構成する筒状体２２の
外周面にストロークセンサ１５の検出用の浅いスリット
からなる表示２２ａが設けられ、ロッド３０を構成する
ロッド体３２の外周面にストロークセンサ２５の検出用
の浅いスリットからなる表示３２ａが設けられている。

【００３７】尚、上記各ストロークセンサ１５，２５の
作動、即ち、検知作業を確実なものにするため、外筒１
０と内筒２０の間には、図３に示すように、両者間の回
動を阻止するリンク機構Ｌが配在されている。

【００３８】上記ストロークセンサ１５が検出したとこ
ろは、コントローラ（図示せず）を介して、制御回路Ｓ
における圧力制御弁４０に入力され、ストロークセンサ
２５が検出したところは、コントローラを介して、制御
回路Ｓにおける流量制御弁５０に入力される。

【００３９】ところで、該制御回路Ｓにおける圧力制御
弁４０は、油圧源Ｐからの圧油を油路Ｌ１を介して制御
シリンダＣにおける圧力室Ｒ１に供給すると共に、圧力
室Ｒ１からの油をタンクＴに流出させる、即ち、圧力室
Ｒ１における油圧を高低制御するように設定されてい
る。

【００４０】尚、上記油路Ｌ１中には、ガスばね６０，
シャットオフ弁７０及び圧力センサ８０が配設されてお
り、ガスばね６０は、減衰弁６０ａを有して、所謂パッ
シブなダンパの性能を発揮するように構成されている。

【００４１】それ故、該圧力制御弁４０によれば、圧力
室Ｒ１を高い油圧に制御して制御力を大きくし、また、
圧力室Ｒ１を低い油圧に制御して制御力を小さくして、
路面からの振動を適正に制御し得ることになる。

【００４２】そして、上記のときに、路面突起の乗り越
え等で大きい振幅の振動が入力される場合には、ガスば
ね６０が該振動を吸収することになる。

【００４３】尚、シャットオフ弁７０は、ソレノイド７
１によって切り換えられる連通ポジション７２と、スプ
リング７３によって切り換えられる遮断ポジション７４
と、を有してなり、通常はソレノイド７１が励磁されて
連通ポジション７２におかれ、電気系統の故障等のフェ
イルセーフ時に遮断ポジション７４に切り換えられて油
路Ｌ１中の油圧を確保し、制御シリンダＣをパッシブな
ダンパに維持するように設定されている。

【００４４】一方、流量制御弁５０は、遮断ポジション
５１と、ソレノイド５２によって切り換えられる供給ポ
ジション５３と、スプリング５４によって切り換えられ
る排出ポジション５５と、を有してなり、油路Ｌ２を介
して制御シリンダＣにおけるピストン側室Ｒ２に対して
油を給排する。

【００４５】即ち、該流量制御弁５０は、供給ポジショ
ン５３にあるときに油圧源Ｐからの油を制御シリンダＣ
におけるピストン側室Ｒ２に供給し、排出ポジション５
５にあるときにピストン側室Ｒ２からの油をタンクＴに
流出させるように設定されている。

【００４６】それ故、該流量制御弁５０によれば、これ
が供給ポジション５３に切り換えらる場合には、油圧源
Ｐからの油が制御シリンダＣにおけるピストン側室Ｒ２
に供給されると共に、これが排出ポジション５５に切り
換えらる場合には、制御シリンダＣにおけるピストン側
室Ｒ２からの油がタンクＴに流出されることになり、制
御シリンダＣを伸縮作動させることが可能になる。

【００４７】従って、車両の四輪各部に配設されている
それぞれの制御シリンダＣが適宜に伸縮作動されること
で、車両の四輪各部における車高調整が可能になり、結
果として、車両姿勢が制御されることになる。

【００４８】ところで、上記油路Ｌ２中には、シャット
オフ弁９０が絞り９０ａの配在下に配設されており、該
シャットオフ弁９０は、ソレノイド９１によって切り換
えられる遮断ポジション９２と、スプリング９３によっ
て切り換えられる排出ポジション９４と、を有してな
り、通常はソレノイド９１が励磁されて遮断ポジション
９２におかれ、電気系統の故障等のフェイルセーフ時に
排出ポジション９４に切り換えられるように設定されて
いる。

【００４９】それ故、該シャットオフ弁９０によれば、
これが排出ポジション９４に切り換えられると、制御シ
リンダＣにおける圧力室Ｒ１の油が油路Ｌ２を介してタ
ンクＴに流出され、該制御シリンダＣが最収縮状態にお
かれることになって、車両における車高が下げられ、車
両の走行安定性が確保される。

【００５０】それ故、以上のように形成された制振装置
によれば、例えば、走行中の車両がウネリ路面を走行す
ることで車体Ｂに上下動が招来されるような事態になる
と、ストロークセンサ１５が検知したところがコントロ
ーラを介して圧力制御弁４０に入力され、該圧力制御弁
４０よって制御シリンダＣの圧力室Ｒ１における油圧を
高低制御されることになり、上記車体Ｂの振動を抑える
時の制御力を高低調整し得ることになる。

【００５１】そして、走行中の車両が急旋回することで
車体Ｂがローリングしたり、急制動によるノーズダイブ
や急発進によるスクォートで車体Ｂのフロント側やリヤ
側が沈み込んだりする場合には、ストロークセンサ２５
が検知したところがコントローラを介して流量制御弁５
０に入力され、該流量制御弁５０によって制御シリンダ
Ｃのピストン側室Ｒ２における油量が制御されることに
なり、上記車体Ｂの変化を抑えることが可能になる。

【００５２】また、走行中の車両が路面突起を乗り越え
ると、車体Ｂを突き上げるような振動が招来されること
になるが、このとき、圧力室Ｒ１における急激な圧力変
化がガスばね６０で吸収されることになり、車体Ｂに上
記突き上げるような振動が招来されなくなる。

【００５３】一方、所謂電気系統の故障等による異常発
生時には、シャットオフ弁７０及び流量制御弁５０が自
動的に遮断ポジション７４，５１に切り換えられて制御
シリンダＣの伸縮を原則的に阻止する状態になると共
に、このときには、シャットオフ弁９０が自動的に排出
ポジション９４に切り換えられる。

【００５４】その結果、制御シリンダＣにおけるピスト
ン側室Ｒ２における油がシャットオフ弁９０を介してタ
ンクＴに流出されることになり、従って、制御シリンダ
Ｃにおいて内筒２０内にロッド３０が大きく侵入される
ことになり、制御シリンダＣが最圧縮状態になる。

【００５５】その結果、車両における車体Ｂは、その重
心が下げられることになり、安定下走行状態を得られる
ことになって、そのまま走行を継続し得ることになる。

【００５６】そして、このとき、圧力室Ｒ１はガスばね
６０に連通されているので、走行中の車両における通常
の上下振動が吸収される。

【００５７】前記したところは、この発明に係る制振装
置が車両における制振用とされる場合を例に説明した
が、この発明の構成からすれば、車両用としてだけでな
く、建物用等、他の対象物の制振用としても利用可能で
あること勿論である。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、単一
のアクチュエータたる制御シリンダを圧力制御弁と流量
制御弁とで伸縮制御するように構成したから、複数のア
クチュエータを制御する場合に比較して、制御系の構成
が簡単になるのは勿論、部材点数の削減が可能になっ
て、製品コストの低廉化を可能にすると共に車両への搭
載性を向上させる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る制振装置を回路で示す図であ
る。

【図２】この発明に係る制振装置に利用される制御シリ
ンダの一実施例を一部切り欠いて示す断面図である。

【図３】同部分立面図である。

【図４】従来例としての制振装置の利用状態を示す概略
図である。

【符号の説明】

Ａ 車軸 Ｂ 車体 Ｃ 制御シリンダ Ｓ 制御回路 Ｒ１ 圧力室 Ｒ２ ピストン側室 １０ 外筒 ２０ 内筒 ２１ ピストン ３０ ロッド ３１ ピストン ４０ 圧力制御弁 ５０ 流量制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が車体側に連結され他端が車軸側に
   連結される制御シリンダを制御回路によって伸縮制御す
   るように形成されてなる制振装置において、制御シリン
   ダが車体側部材とされる外筒と、該外筒内にその外周に
   連設されたピストンを介して摺動可能に挿通される内筒
   と、該内筒内にその先端に連設されたピストンを介して
   摺動可能に挿通され車軸側部材とされるロッドと、を有
   してなると共に、外筒内に内筒外周に連設のピストンに
   よって区画形成される圧力室が制御回路中の圧力制御弁
   に連通されてなり、かつ、内筒内にロッド先端に連設の
   ピストンによって区画形成されるピストン側室が制御回
   路中の流量制御弁に連通されてなることを特徴とする制
   振装置