JP2000135909A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セルフレベリング式の油圧緩衝器において、
停車中においても車高調整を可能にする。 【解決手段】 シリンダ２にピストンロッド15を連結し
たピストン14を嵌装する。ピストンロッド15側に固定し
たポンプチューブ33に、シリンダ３側に固定したポンプ
ロッド35を嵌装してポンプ室37を形成する。ピストンロ
ッド15の伸縮によるポンプ室37の拡縮によって、オイル
タンク23のオイル室28からシリンダ３へ油液を供給し、
ポンプロッド35の溝およびオリフィス通路42によってシ
リンダ３からオイル室28へ油液を戻し、ピストンロッド
15の伸長長さを調整して車高を調整する。停車中には、
オイルポンプ45を作動させ、電磁式切換弁47を供給位置
(b)に切り換えて、オイルタンク23の加圧室32に作動液
を供給することにより、ガス室29を介してオイル室28を
加圧して、シリンダ３に油液を供給して車高を調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両の
懸架装置に装着される車高調整機能を有する油圧緩衝器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車等の車両においては、懸架
装置のばね上、ばね下間に油圧緩衝器を装着して、ばね
上およびばね下の振動を減衰させることによって、乗り
心地および操縦安定性を向上させるようにしている。

【０００３】ところで、バン、ワゴン車等の比較的積載
重量の大きな車両においては、乗員の乗り降り、荷物の
積み降ろし等にともなう積載荷重の変化によって、車高
が大きく変化して乗り心地および操縦安定性が低下する
ことがある。このため、積載荷重の大小に関係なく自動
的に一定の車高を保つことができる懸架装置が望まれて
いる。

【０００４】そこで、従来、例えば特開昭６０−２６１
７１３号公報に記載されているように、高圧ガスが封入
されたオイルタンクおよびリザーバと、ピストンロッド
の伸縮によってオイルタンクの油液をシリンダ内へ供給
するポンプ手段と、ピストンロッドの伸縮位置に応じて
ポンプ手段およびシリンダからオイルタンクへ圧油を戻
す戻し手段とを備え、走行時の懸架装置の振動を利用し
てポンプ手段および戻し手段を作動させてシリンダ内の
圧力を適宜加減してピストンロッドの伸長長さを一定に
調整することによって、自動的に一定の車高を保つよう
にした、いわゆるセルフレベリング式の油圧緩衝器が提
案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセルフレベリング式の油圧緩衝器では、次のような
問題があった。セルフレベリング式の油圧緩衝器を装着
した車両が空車状態で走行した後は、小さな積載荷重に
応じてシリンダ内の油液の圧力が低くなっている。この
状態で、荷物を積載すると積載荷重が増加した分だけ車
高が低下する。そして、積載後の走行によってポンプ手
段が作動してオイルタンクからシリンダ内に圧油が供給
されて車高が徐々に上昇して所定の車高に調整される。
この場合、ポンピングが充分に行われていない走行開始
時には、車高が低い状態で走行することになるので、ロ
ードクリアランスが不足し、懸架装置が底つきしやすい
状態にあるため、積載荷重が大きい場合や、大きな路面
の凹凸を通過する際に底つきを生じる虞がある。

【０００６】そこで、例えば特開平７−１７４１８１号
公報に参照されるように、上記セルフレベリング式の油
圧緩衝器において、ピストンロッドの伸縮によってポン
プ手段で加圧した油液をアキュムレータに蓄圧し、切換
弁によってアキュムレータの油液をシリンダへ供給する
ことにより、停車中においても車高調整を行うことがで
きる油圧緩衝器が提案されている。

【０００７】しかしながら、上記公報記載のものでは、
停車中に車高調整を行うためには、アキュムレータに充
分な圧力の油液が蓄圧されている必要があるため、長期
停車後等、アキュムレータに充分な圧力の油液が蓄圧さ
れていない場合には、車高調整を行うことができないと
いう問題がある。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、停車中においても、常時車高調整を行うことが
できるセルフレベリング式の油圧緩衝器を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、油液が封入されたシリンダ
と、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、
一端が該ピストンに連結され他端が前記シリンダの外部
へ延出されたピストンロッドと、油液を貯留するオイル
室と、前記ピストンロッドの伸縮によって該ピストンロ
ッドの伸長長さに応じて前記オイル室と前記シリンダと
の間で油液を給排して前記ピストンロッドの伸長長さを
調整するセルフレベリング機構とを備えた油圧緩衝器に
おいて、前記オイル室を加圧するガス室と、前記ガス室
を加圧する加圧室と、該加圧室に作動流体を給排する給
排手段とを設けたことを特徴とする。

【００１０】このように構成したことにより、車両の走
行中のピストンロッドの伸縮によってセルフレベリング
機構が作動してピストンロッドの伸長長さを一定に調整
する。また、給排手段によって加圧室に作動流体を供給
することにより、ガス室を圧縮してオイル室を加圧し、
オイル室内の油液をシリンダへ供給してピストンロッド
を伸長させる。

【００１１】請求項２の発明は、上記請求項１の構成に
おいて、前記給排手段は、前記加圧室に作動流体を供給
するオイルポンプと、前記加圧室から作動流体を排出す
る排出通路と、前記オイルポンプと前記排出通路とを前
記加圧室に選択的に連通させる切換弁とを備えているこ
とを特徴とする。

【００１２】このように構成したことにより、切換弁を
切り換えて、オイルポンプによって加圧室に作動流体を
供給し、また、加圧室の作動流体を排出通路によって排
出する。

【００１３】また、請求項３の発明は、上記請求項２の
構成において、オイルポンプはパワーステアリングポン
プであることを特徴とする。

【００１４】このように構成したことにより、パワース
テアリングポンプによって加圧室に作動流体を供給す
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１に示すように、本実施形態の油圧緩衝
器１は、シリンダを含む本体側が上部に、ロッド側が下
部となるように配置されるいわゆる倒立型の構造であっ
て、本体側は、略有底円筒状の外筒２内にシリンダ３が
挿入された二重筒構造となっている。外筒２およびシリ
ンダ３の下端部には、ガイドシール４およびオイルシー
ル５が装着されて、シリンダ３と外筒２との間に、環状
のリザーバ６が形成されている。

【００１７】外筒２の底部付近の側壁とシリンダ３との
間に略円筒状の隔壁部材７が嵌合されており、隔壁部材
７と外筒２との間に環状油路８が形成され、環状部材７
とシリンダ３との間に環状油路９が形成されている。リ
ザーバ６は、両端部がそれぞれ隔壁部材７およびガイド
シール４にクランプされたゴム等の可撓性材料からなる
略円筒状のブラダ10（可撓膜）によって、シリンダ３と
の間に形成されて環状油路９と連通するオイル室6aと、
外筒２との間に形成されて高圧ガスが封入されるガス室
6bとに区画されている。

【００１８】隔壁部材７内の上端部に嵌合されたベース
部材11によって、環状室８に連通する外筒２の底部室12
とシリンダ３の内部とが区画されている。シリンダ３の
内部は、シリンダ３の上端部付近の側壁に設けられたオ
リフィス油路13によって環状油路９に連通されている。

【００１９】シリンダ３内には、ピストン14が摺動可能
に嵌装されており、このピストン14によってシリンダ３
内がシリンダ上室3aとシリンダ下室3bとの２室に画成さ
れている。ピストン14には、中空のピストンロッド15の
一端がピストンボルト16を介してナット17によって連結
されており、ピストンロッド15の他端側は、外筒２およ
びシリンダ３の下端部に装着されたガイドシール４およ
びオイルシール５に挿通されて、シリンダ３の外部へ延
出されている。そして、シリンダ上下室3a，3bおよびリ
ザーバ６のオイル室6aには、油液が封入されている。

【００２０】ピストン14には、シリンダ上下3a，3b間を
連通させる油路18，19およびこれらの油路18，19を流れ
る油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィス
およびディスクバルブ等からなる減衰力発生機構20，21
が設けられている。

【００２１】外筒２の上端部付近の側壁には、オイルタ
ンク23が接続管24によって取付けられている。オイルタ
ンク23は、シリンダ部材25内に２つのフリーピストン2
6，27が摺動可能に嵌装されて、その内部が接続管24を
介して環状油路８に連通するオイル室28と、フリーピス
トン26，27間のガス室29と、外部接続口31に連通する加
圧室32との３室に画成されている。オイル室28には油液
が封入され、ガス室29にはガスが封入され、また、加圧
室32には後述する外部油圧装置44（給排手段）の作動液
（作動流体）が封入されている。

【００２２】中空のピストンロッド15の内部には、ポン
プチューブ33が挿入されて、ばね34によって固定されて
いる。シリンダ３内には、その軸心に沿って、管状のポ
ンプロッド35が設けられており、ポンプロッド35の基端
部は、ベース部材11に結合されてその内部の油路36が油
室12に連通され、先端側は、ポンプチューブ33内に摺動
可能に嵌合されて、ポンプチューブ33内にポンプ室37を
形成している。

【００２３】ポンプ室37は、ポンプチューブ33の先端部
に設けられた逆止弁38およびポンプチューブ33とピスト
ンロッド15との間に形成された油路39を介してシリンダ
上室3aに連通されている。逆止弁38は、ポンプ室37から
油路39側への油液の流通のみを許容するものである。ま
た、ポンプ室37は、ポンプロッド35の先端部に設けられ
た逆止弁40、ポンプロッド35内の油路36、油室12、環状
油路８および接続管24を介してオイルタンク23のオイル
室28に連通されている。逆止弁40は、油路36からポンプ
室37への油液の流通のみを許容するものである。

【００２４】ポンプロッド35の側面部には、軸方向に沿
って延びる溝41および径方向のオリフィス通路42が設け
られており、ピストンロッド15の伸長長さが所定範囲に
達すると、ポンプ室37が溝41を介してシリンダ上下室3
a，3bに連通され、ピストンロッド15の伸長長さが所定
範囲を超えると、シリンダ上下室3a，3bがオリフィス通
路42を介してポンプロッド35の油路36に直接連通される
ようになっている。

【００２５】上記の構成において、ポンプチューブ33、
ポンプロッド35、ポンプ室37、逆止弁38，40、溝41およ
びオリフィス42は、ピストンロッド15の伸縮によってシ
リンダ３内に油液を給排してピストンロッド15の伸長長
さを調整するセルフレベリング機構を構成している。

【００２６】ベース部材11には、リザーバ６側すなわち
シリンダ上下室3a，3b側の油液の圧力が所定圧力に達し
たとき、開弁してこの油圧を油室12側すなわちオイルタ
ンク23側へリリーフするリリーフ弁43が設けられてい
る。

【００２７】オイルタンク23の外部接続口31には、外部
油圧装置44が接続されている。外部油圧装置44は、オイ
ルポンプ45および排出通路46を電磁式給排弁47（切換
弁）を介して外部接続口31に接続した構造であり、オイ
ルポンプ45と電磁式給排弁47との間に逆止弁48が設けら
れ、逆止弁48と電磁式給排弁47との間にアキュムレータ
49が接続されている。なお、図１中、符号はシステムリ
ザーバ50を示す。

【００２８】オイルポンプ45は、停車中において油圧を
発生させることができるものであり、例えば車両エンジ
ンによって駆動されるパワーステアリングポンプとする
ことができる。電磁式給排弁47は、３ポート２位置ソレ
ノイド切換弁であって、通常は、外部接続口31を排出通
路46側に連通させるとともにオイルポンプ45側から遮断
する排油位置(a) にあり、通電によって外部接続口31を
オイルポンプ45側に連通させるとともに排出通路46側か
ら遮断する給油位置(b) に切り換えられるようになって
いる。逆止弁48は、オイルポンプ45側から電磁式給排弁
47側への作動液の流通のみを許容するものである。

【００２９】そして、油圧緩衝器１は、外筒２の底部に
固定された取付部51を懸架装置（図示せず）の車体側に
連結し、ピストンロッド15の先端部に固定された取付け
部52を車体側に連結するようにして車両に装着される。

【００３０】以上のように構成した本実施形態の作用に
ついて次に説明する。

【００３１】先ず、油圧緩衝器１の減衰力発生機能につ
いて説明する。ピストンロッド15の伸縮にともなうピス
トン14の移動によって、シリンダ上下室3a，3b間で油液
が油路18，19を流通して、減衰力発生機構20，21によっ
て減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド15の伸
縮にともなうシリンダ２内への侵入、退出によるシリン
ダ上下室3a，3bの容積変化をリザーバ６のガス室6b内の
ガスの圧縮および膨張によって補償する。

【００３２】次に、油圧緩衝器１の車高自動調整機能に
ついて説明する。通常は、電磁式給排弁47を非通電状態
として排油位置(a) とし、オイルタンク23の加圧室32か
ら作動液を排出してフリーピストン27を後退させておく
（図１参照）。この状態では、通常、空車時において、
ピストンロッド15の伸長長さは、所定の標準範囲内にあ
る。このとき、ポンプ室37は、ポンプロッド35の溝41を
介してシリンダ上下室3a，3bに連通されているので、ピ
ストンロッド15が伸縮してもポンピング動作は行われ
ず、その車高が維持される。なお、この状態でオイルポ
ンプ45を作動させると、オイルポンプ45から吐出された
作動液は、アキュムレータ49に蓄圧される。

【００３３】積載荷重の増加等によって車高が低下し
て、ピストンロッド15の伸長長さが所定の標準範囲より
短くなると、シリンダ上下室3a，3bが溝41から遮断され
る。この状態では、走行中の懸架装置の振動によってピ
ストンロッド15が伸縮すると、伸び行程時には、ポンプ
ロッド35が後退してポンプ室37内が減圧され、逆止弁40
が開いて、オイルタンク23のオイル室28の油液が、接続
管24、環状油路８、油室12、ポンプロッド35の油室36を
通ってポンプ室37に導入される。縮み行程時には、ポン
プロッド35が前進してポンプ室37内の油液が加圧されて
逆止弁38を開き、油路39を通ってシリンダ上下室3a，3b
へ供給されて、ピストンロッド15を伸長させる。このよ
うにして、走行中の振動を利用してポンピング動作を繰
り返すことによって、ピストンロッド15を伸長させて車
高を上げる。そして、車高が所定の標準範囲に達する
と、溝41を介してシリンダ上下室3a，3bとポンプ室37と
が連通されて、ポンピング動作が解除される。

【００３４】また、積載荷重の減少等によって車高が上
昇して、ピストンロッド15の伸長長さが所定の標準範囲
を越えると、シリンダ上下室3a，3bがオリフィス通路42
を介してポンプロッド35の油路36に連通されるので、シ
リンダ上下室3a，3b内の油液が、オリフィス通路42、油
路36、油室12、環状油路８および接続管24を通ってオイ
ルタンク23のオイル室28に戻され、ガス室29のガスが圧
縮されて、リザーバ６のガス室6bのガスが膨張するとと
もに、ピストンロッド15が短縮して車高が下がる。そし
て、車高が下がってピストンロッド15の伸長長さが所定
の標準範囲まで短縮されると、オリフィス通路42がシリ
ンダ上下室3a，3bから遮断され、シリンダ上下室3a，3b
からオイルタンク23側への油液の戻し動作が解除され
て、その車高が維持される。

【００３５】このようにして、走行による振動を利用し
て、ポンピング動作および戻し動作を適宜繰り返すこと
により、ピストンロッド15の伸長長さを所定の標準範囲
に調整して、積載荷重にかかわらず車高を自動的に一定
に調整することができる。なお、ポンピング動作および
走行中の路面からの突上げ等によって、シリンダ３内の
油液の圧力が過度に上昇した場合には、リリーフ弁43が
開いてシリンダ３内の油液をオイルタンク23側へリリー
フすることによって、各部材の結合部およびシール部の
負担を軽減するとともに、車体への衝撃を緩衝すること
ができる。

【００３６】次に、停車中に車高調整を行う場合につい
て説明する。積載荷重の増加、車高調整後の長期停車に
よるオイルタンク23側への油液の漏れ等によって車高が
低下した場合、車両エンジンを作動させ、例えば運転者
が車室内のスイッチ（図示せず）を操作し、通電により
電磁式給排弁47を供給位置(b) に切り換える。これによ
り、アキュムレータ49に蓄圧された作動液またはオイル
ポンプ45の作動により吐出された作動液が接続口31から
オイルタンク23の加圧室32に供給されてフリーピストン
27を前進させてガス室29内のガスを加圧する。その結
果、図２に示すように、フリーピストン26が前進してオ
イル室28を圧縮し、オイル室28内の油液が接続管24、環
状油路８、油室12、ポンプロッド35の油室36を通ってポ
ンプ室37へ供給され、さらに、逆止弁38を開いて油路39
を通ってシリンダ上下室3a，3bへ供給されて、ピストン
ロッド15を伸長させて車高を上げる。

【００３７】ピストンロッド15の伸長長さが所定の標準
範囲に達して車高が標準車高に達したとき、通電を停止
して電磁式給排弁47を排出位置(a) に切り換え、加圧室
32内の作動液をシステムリザーバ50へ排出してフリーピ
ストン27を後退させる。これにより、ピストンロッド15
の伸長長さを所定の標準範囲に調整することができ、車
高を標準車高に調整することができる。このとき、ガス
室29内のガスが膨張してオイル室28および加圧室32の容
積変化を補償する。

【００３８】なお、上記のように、オイルポンプ45また
はアキュムレータ49から加圧室32に作動液を供給して車
高を上昇させている際、車高が標準車高を越えてピスト
ンロッド15の伸長長さが所定の標準範囲を超えた場合、
ポンプロッド35のオリフィス通路42がシリンダ上下室3
a，3bに連通するので、その後に加圧室32内の作動液を
排出してフリーピストン27を後退させることにより、シ
リンダ上下室3a，3bからオイル室28へ油液が戻されて、
ピストンロッド15の伸長長さが自動的に標準範囲内に調
整され、車高も標準車高に調整されることになる。これ
により、車高センサによって車高を検知しなくても車高
調整を行うことができる。

【００３９】このようにして、停車中においても車高を
標準車高まで上昇させることができるので、常にロード
クリアランスを充分に確保することができ、懸架装置の
底つきをを防止して、乗り心地および操縦安定性を向上
させることができる。

【００４０】なお、上記実施形態では、アキュムレータ
49を設けて、必要な圧力の作動液を常時蓄圧することに
より、停車中においてオイルポンプ45を作動させなくて
も車高調整を可能にしているが、アキュムレータ49を省
略し、電磁式給排弁47の供給位置(b) への切換に連動さ
せてオイルポンプ45を作動させて、オイルポンプ45から
吐出した作動液を加圧室32へ直接供給するようにしても
よい。また、オイルタンク23の油室28とガス室29と加圧
室32とは、２つのフリーピストン26，27によって画成さ
れているが、ダイヤフラム、ブラダ等の他の画成手段に
よって画成することもできる。このように、画成手段に
よって油圧緩衝器内のオイルとポンプ側のオイルとが混
ざらないので、あらゆる圧力発生源を用いることができ
る。そして、オイルポンプ45としてパワーステアリング
ポンプを利用しているが、同様に、他の車載のオイルポ
ンプを用いることもできる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明
は、セルフレベリング機構を備えた油圧緩衝器におい
て、オイル室を加圧するガス室と、ガス室を加圧する加
圧室と、加圧室に作動流体を給排する給排手段とを設け
たことにより、車両の走行中においては、ピストンロッ
ドの伸縮によってセルフレベリング機構が作動してピス
トンロッドの伸長長さを調整することができ、また、停
車中においても、給排手段によって加圧室に作動流体を
供給することにより、オイル室内の油液をシリンダへ供
給することができ、ピストンロッドを伸長させて車高を
調整することができる。

【００４２】請求項２の発明に係る油圧緩衝器は、上記
請求項１の構成において、給排手段が、加圧室に作動流
体を供給するオイルポンプと、加圧室から作動流体を排
出する排出通路と、オイルポンプと排出通路とを加圧室
に選択的に連通させる切換弁とを備えているので、切換
弁を切り換えて、オイルポンプによって加圧室に作動流
体を供給し、また、加圧室の作動流体を排出通路によっ
て排出することができる。

【００４３】また、請求項３に係る油圧緩衝器は、上記
請求項２の構成において、オイルポンプをパワーステア
リングポンプとしたことにより、パワーステアリングポ
ンプによって加圧室に作動流体を供給することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の油圧緩衝器の縦断面図で
ある。

【図２】図１の装置において、オイルタンクの加圧室に
作動液を供給した状態を示すオイルタンクの縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 油圧緩衝器 ３ シリンダ 14 ピストン 15 ピストンロッド 28 オイル室 29 ガス室 32 加圧室 33 ポンプチューブ（セルフレベリング機構） 35 ポンプロッド（セルフレベリング機構） 37 ポンプ室（セルフレベリング機構） 38,40 逆止弁（セルフレベリング機構） 41 溝（セルフレベリング機構） 42 オリフィス（セルフレベリング機構） 44 外部油圧装置（給排手段） 45 オイルポンプ 46 排出通路 47 電磁式給排弁（切換弁）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油液が封入されたシリンダと、該シリン
   ダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が該ピス
   トンに連結され他端が前記シリンダの外部へ延出された
   ピストンロッドと、油液を貯留するオイル室と、前記ピ
   ストンロッドの伸縮によって該ピストンロッドの伸長長
   さに応じて前記オイル室と前記シリンダとの間で油液を
   給排して前記ピストンロッドの伸長長さを調整するセル
   フレベリング機構とを備えた油圧緩衝器において、 前記オイル室を加圧するガス室と、前記ガス室を加圧す
   る加圧室と、該加圧室に作動流体を作動液給排する給排
   手段とを設けたことを特徴とする油圧緩衝器。
2. 【請求項２】 前記給排手段は、前記加圧室に作動流体
   を供給するオイルポンプと、前記加圧室から作動流体を
   排出する排出通路と、前記オイルポンプと前記排出通路
   とを前記加圧室に選択的に連通させる切換弁とを備えて
   いることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
3. 【請求項３】 前記オイルポンプは、パワーステアリン
   グポンプであることを特徴とする請求項２に記載の油圧
   緩衝器。