JP2005053377A - サスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】 柔らかく、乗り心地が良好で、かつ、旋回時や発進減速時にはバネレートが高く、操縦安定性の高いサスペンションを提供する。
【解決手段】 車両の各車輪に設けられた油圧シリンダの各油室に左右連結管及び前後連結管を前後左右に連結させ、それぞれにアキュムレータを接続させるとともに、２つの固定したシリンダに、固定した２つの同調ピストンを挿入させた同調機構の各油室に、前後連結管をそれぞれ接続させ、他の側の油室相互をアキュムレータを接続させて連結した。
これにより、車両全体が上下動するときは同調機構で柔らかく作動し、旋回時等には左右の油圧シリンダの伸縮を抑制し、ローリングの発生を防止して高い操縦安定性を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、良好な乗り心地を実現し、かつローリングやピッチングの発生を抑制し高い操縦安定性を確保したサスペンションに関するものである。

車輌のサスペンションは、バネレートが低く、柔らかければ路面からの衝撃がサスペンションにより吸収され、乗り心地がよいとされるが、低いバネレートでは旋回時や発進減速時にローリングやピッチングが発生し、車体が安定せず、操縦安定性が低くなる。一方バネレートを高くし、硬くすると乗り心地が悪化するばかりでなく、追従性が悪化し、凹凸の多い路面では車輪の接地が失われて走行が困難になる。このような車輌の乗り心地の向上を図るとともに高い操縦安定性を得るという相反する事柄を解決するため各種の発明がなされている。

例えば、各車輪に油圧シリンダを設け、前輪同士及び後輪同士の油圧シリンダを連結し、それら各連結管にアキュムレータを接続させ、更に左右それぞれの前後輪同士の油圧シリンダを連結し、それら連結管にもアキュムレータをそれぞれ接続させて、バネレートを高くして旋回時のローリングや発進減速時のピッチングの発生を抑制しても路面への追従性が確保できるサスペンションについての発明が知られている。
特開平１０−１８１３３０号公報

しかしながら、上記発明のサスペンションでは、ローリングやピッチングの発生を抑制するために作動するアキュムレータはそれぞれ２つしかなく、これらローリングやピッチングの発生を抑制するには充分ではなかった。

また、対角線同士に配置された油圧シリンダを連結しアキュムレータを接続させ、荷重分配用のシリンダユニットを接続した発明では、サスペンション機構の構造が複雑となるという問題があった。

請求項１に記載の発明は、車両の各車輪に設けられ、前記車輪の上下動を支持する油圧シリンダにおいて、該油圧シリンダ内に挿入されたピストンにより区分された同じ側のシリンダ室を前輪同士および後輪同士でそれぞれ左右連結管により相互に連結し、該左右連結管に第一、第二アキュムレータをそれぞれ接続させ、かつ前記ピストンにより区分された他方の側のシリンダ室を右側及び左側のそれぞれの前後輪間で前後連結管により連結し、該前後連結管に第三、第四アキュムレータをそれぞれ接続させ、更に、２つのシリンダを固定し、かつ固定した２つの同調ピストンを前記２つのシリンダ内にそれぞれ挿入させた同調機構であって、前記２つのシリンダの一の側のシリンダで前記同調ピストンにより区分された一の同調シリンダ室に前後連結管の一方を接続させ、また他の側の前記シリンダで前記一の同調シリンダ室と同じ側の同調シリンダ室に他方の前後連結管を接続させ、更に双方のシリンダの前記一の同調シリンダ室と異なる側の同調シリンダ室相互を連結管により連結させるとともに該連結管に第五アキュムレータを接続してサスペンションを構成した。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のサスペンションにおいて、同調機構の一の側のシリンダの一の同調シリンダ室と、他の側のシリンダの前記一の同調シリンダ室と同じ側の同調シリンダ室に前記左右連結管をそれぞれ連結したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、車両の各車輪に設けられ、前記車輪の上下動を支持する油圧シリンダにおいて、該油圧シリンダ内に挿入されたピストンにより区分された同じ側のシリンダ室を前輪同士および後輪同士でそれぞれ左右連結管により相互に連結し、該左右連結管に第一、第二アキュムレータをそれぞれ接続させ、かつ前記ピストンにより区分された他方の側のシリンダ室を右側及び左側の前後輪間で前後連結管によりそれぞれ連結し、該前後連結管に第三、第四アキュムレータをそれぞれ接続させ、更に、２つのシリンダを固定し、かつ固定した２つの同調ピストンを前記２つのシリンダ内にそれぞれ挿入させた同調機構であって、該同調機構の一側のシリンダの一の同調シリンダ室に前記前後連結管の一方を接続させ、かつ他の同調シリンダ室に前記左右連結管の一方を接続させ、他の側のシリンダの前記一の同調シリンダ室と同じ側の同調シリンダ室に前記前後連結管の他方を接続させ、かつ前記他の同調シリンダ室に前記左右連結管の他方を接続させてサスペンションを構成した。

これにより、車体全体が４輪揃って上下動する場合には柔らかい、乗り心地のよいサスペンションとして作動し、旋回時や発進減速時にはばねレートの高い、操縦安定性の高い油圧シリンダとして作動してローリングやピッチングの発生を抑制する。

請求項１に記載のサスペンションは、車両全体が上下動するような場合は、同調機構が作動してバネレートが小さいアキュムレータの作動により柔らかい乗り心地を達成し、一方旋回時にローリングが発生しようとすると、同調機構が作動しないためバネレートの大きいアキュムレータのみが作動し、車両の左右に設けられた油圧シリンダがそれぞれ上下方向に異なる向きへ大きく伸縮することを阻止し、ローリングの発生を抑制して高い操縦安定性を確保する。また、かかる効果を簡易な構造で実現できる。

請求項２に記載の発明は、ローリングの発生の抑制に代えて、ピッチングの発生を抑制して、簡易な構造で良好な乗り心地と高い操縦安定性を確保することができる。

請求項３に記載の発明は、車輌の左右に設けられた油圧シリンダ間での互いに異なる方向への伸縮、及び車両の前後方向に設けられた油圧シリンダ間での互いに異なる方向への伸縮を抑制し、しかも全体は低いバネレートで衝撃吸収することができ、ローリングとピッチングの発生をともに防止し、簡易な構造で良好な乗り心地と高い操縦安定性を実現することができる。

本発明にかかるサスペンションの実施形態について説明する。

図１に示すように、車両２には前後左右それぞれに懸架機構により上下動自在に支持された車輪４が設けられ、各懸架機構にそれぞれ左前輪から時計周りに油圧シリンダＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが取り付けられている。尚、図では平面的に記載されているが、油圧シリンダＡ等は、シャーシ１００に対してほぼ垂直方向に作動する車輪４の上下動に追従し伸縮するよう、紙面を貫く方向に取り付けられている。また、車両２は、４輪に限るものではなく、後輪２軸の車両や、４輪以上の多輪の車両、更にはクローラを装着した車両等でもよい。更に、乗用でなく、運搬用その他の車両でもよい。

各油圧シリンダＡ等は基本的に構造が同一であり、油圧シリンダＡについて説明し、他の油圧シリンダの説明は省略する。油圧シリンダＡは、シリンダ１０内にピストン１２が摺動自在に設けてあり、ヘッド側に油室３が形成され、かつピストン１２に連結しているロッド１４とシリンダ１０との間も液密になっており、ロッド１４側に油室５が形成され、それぞれの油室３、５に作動油が充填されている。尚、油圧シリンダＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの構造は同一であるが、能力が全て同一である必要はなく、車両の重量分布や走行の好み等により適宜設定する。

前輪側左右２つの油圧シリンダＡとＢは、ロッド側の油室５が左右連結管としての前輪連結管２２により連結してあり、前輪連結管２２に第一アキュムレータ２３が接続されている。また後輪側左右２つの油圧シリンダＣとＤは、油室５が左右連結管としての後輪連結管２４により連結してあり、後輪連結管２４の途中に第二アキュムレータ２５が接続されている。

更に右前輪と右後輪の油圧シリンダＢとＣは、ヘッド側の油室３が前後連結管としての右連結管２６により連結してあり、右連結管２６に第三アキュムレータ２７が接続されている。左前輪と左後輪の油圧シリンダＡとＤは、油室３が前後連結管としての左連結管２８により連結してあり、左連結管２８に第四アキュムレータ２９が接続されている。

更に、右連結管２６が接続管６により同調機構３０の一の側のシリンダの油室３２に連結し、左連結管２８が接続管７により他の側のシリンダの油室３４に連結している。同調機構３０は、一体に固定された２つのシリンダ３３とシリンダ３３に挿入された２つのピストン３５を備え、ピストン３５同士も一体に固定され、２つのピストン３５が一体に作動する。そして、ロッド側の油室３７と３９とが第五アキュムレータ３６を接続させて連結してある。

第一アキュムレータ２３と第二アキュムレータ２５とは、車輌の重量分布等を考慮した上でほぼ同一の能力を有するように容量や内部ガス圧等が設定されており、能力としては比較的低く、すなわち少ない作動油の流入でガス圧が高くなる、つまりバネレートが高く、かつアキュムレータ内がすぐに飽和するようになっている。

第三アキュムレータ２７と第四アキュムレータ２９はほぼ等しい能力を有しており、第一または第二アキュムレータ２３等の容量より小さく、内部ガス圧は大きく設定されている。第五アキュムレータ３６は他のアキュムレータのいずれより容量が大きく設定されている。

次に、上記サスペンション１の作用について説明する。

まず、上下に凹凸がある路面を走行して車体全体が上下運動する場合、各油圧シリンダＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは若干の時間差があるが、ほぼ同一の動作をすると考えられる。すなわち、例えば路面の凸部により車両２が下から突き上げられた時は、各油圧シリンダの油室３内が縮小し、油室５内が拡張する。

縮小により油室３から流出した作動油は右連結管２６、左連結管２８を通り第三アキュムレータ２７、第四アキュムレータ２９に流入する。第三アキュムレータ２７と第四アキュムレータ２９は、ともに容量が小さく、また内部のガス圧も高いことから、作動油は同時に同調機構３０の油室３２と３４に流入する。

油室３２と３４に作動油が流入するので、ピストン３５は上昇する。すると油室３７と３９を縮小させて第五アキュムレータ３６に流入するが、第五アキュムレータ３６の容量が大きいことから、内部のガス圧があまり高まることはなく緩やかに、かつスムースにピストン３５を上昇させ、全油圧シリンダＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを同一方向にスムースに作動させる。また、この場合油室５が拡張するが、第一及び第二アキュムレータ２３、２５により適宜吸収され、衝撃を柔らかく吸収して、良好な乗り心地を実現する。

次に車両２が例えば右旋回した場合、車両２は遠心力により左側が沈み、逆に右側が浮き上がろうとする。すると、左前後輪の油圧シリンダＡとＤのヘッド側の油室３内が縮小し、油室３から左連結管２８を介して同調機構３０の油室３４に作動油を送出しようとし、一方右前後輪の油圧シリンダＢとＣのヘッド側の油室３内が拡張し、同調機構３０の油室３２から作動油を吸引しようとする。

同調機構３０の２本のピストン３５は一体に固定してあることから、油室３２と３４の相反する作用は許容されず、ピストン３５はほとんど移動することがなく、油室３の作動油は、容量の小さい第三アキュムレータ２７と第四アキュムレータ２９より吸引、吐出される以外は、あまり流動が生じない。

したがって、左右の油圧シリンダＡ〜Ｄは伸縮動作が小さく、シャーシ１００の姿勢を保持しローリングの発生が抑制される。このことは、左旋回時でも左右逆の現象が起きるだけで、ローリングの抑制は同様に発生する。また油室５では、油室５内の拡張と縮小が左右で発生することから、アキュムレータの容量等に関係なく、作動油は自由に流れ、ローリングの抑制には直接関与しない。

尚、前輪連結管２２などの左右連結管を油圧シリンダのヘッド側に、また右連結管２６などの前後連結管をロッド側に接続してもよい。また、接続管６及び７を同調機構３０のロッド側の油室３７及び３９にそれぞれ接続させ、アキュムレータ３６を油室３２及び３５に接続させてもよい。更に、油圧シリンダを並列に追加することで多輪の車両にも適用できる。

図２に、サスペンションの他の実施の形態を示す。

この例では、車輪４と、車輪４に組付けられた油圧シリンダＡ〜Ｄ、同調機構３０の構造等に、上記実施の形態と変更はなく、また、左右の前後輪を連結する前輪連結管２２、後輪連結管２４、また前後輪間を連結する右連結管２６、左連結管２８に変更はない。

一方、上記実施の形態とは各油圧シリンダＡ〜Ｄの配管が異なっており、また、それらに接続された第一〜第四アキュムレータ２３、２５、２７、２９は、車両の重量分布等を考慮した上で、ほぼ同一の大きさ、能力を有している。

更に右連結管２６に接続された接続管６は、同調機構３０の油室３７に接続し、左連結管２８に接続された接続管７は、油室３９に接続している。また、前輪連結管２２に接続された接続管８が、油室３４に接続し、後輪連結管２４に接続された接続管９が、油室３２に接続している。更に、同調機構３０の油室間を連結するように接続されたアキュムレータはない。その他の構成は、上記実施の形態におけるサスペンションとほぼ同一の構成である。

かかる構成のサスペンションでは、車体２全体が上下する運動に対しては、各油圧シリンダＡ〜Ｄが大きく作動して衝撃を吸収する。例えば路面の凹凸により下から突き上げられた場合は、各油圧シリンダＡ〜Ｄの油室３が縮小され、油室３から流出した作動油が第三及び第四アキュムレータ２７、２９に流入し、更に同調機構３０の油室３７と３９に作動油が流入する。一方油室５は拡張し、吸引する作動油は第一及び第二アキュムレータ２３、２５内の作動油を引き出し更に同調機構３０の油室３２と３４から吸引しようとする。するとこれら作動油の移動はともにピストン３５を押し下げる方向に付勢することから、スムースにピストン３５が作動し作動油が流動するので、柔らかく、しかも各油圧シリンダＡ〜Ｄが同期して衝撃を吸収する。また、車両が降下するような凹凸では、ピストン３５を上昇させるように作用し、油圧シリンダＡ等は下から突き上げられた場合と同様にスムースに、かつ同期して衝撃を吸収する。

一方車両２が右に旋回して上記実施形態と同様なローリングが発生しようとすると、シャーシ１００の右側に上向きの力が働き油室３内が拡張しようとして右連結管２６、接続管６を介して油室３７に作動油を吸引する力が作用する。また左側に下向きの力が働き油室３を縮小しようとして左連結管２８から接続管７を介して油室３９に作動油を圧送しようとする。これらの動きは、油室３７ではピストン３５を押し上げ、油室３９ではピストン３５を押し下げるように付勢することからピストン３５は移動せず、したがって第三アキュムレータ２７と第四アキュムレータ２９によって緩衝される以外は作動油が流動しないことから油圧シリンダＡ等に大きな伸縮動作は発生しない。また油室５では、左右の油圧シリンダの油室間で油室の拡張と縮小が起こることから、同調機構３０への作用はほとんど生じることがない。

このように油室３により油圧シリンダＡ〜Ｄに大きな伸縮が生じないことから、シャーシ１００の傾動が阻止され、ローリングの発生が防止されて高い操縦安定性が得られる。これは左旋回時でも同様な効果が得られる。

また減速し、車両４の前方が沈み込むピッチングが発生しようとすると、シャーシ１００の前方に下向きの力が生じ油圧シリンダＡとＢの油室５内が拡張され、前輪連結管２２、接続管８を通して作動油を油室３４から吸引しようする。一方シャーシ１００の後方が上昇されるため、油圧シリンダＣとＤの油室５内が縮小され、後輪連結管２４、接続管９を通して作動油が油室３２に流入しようとする。

この動きは、同調機構３０のピストン３５を一方で押し下げ、他方で押し上げるように付勢することからピストン３５は移動せず、したがって第一アキュムレータ２３と第二アキュムレータ２５による緩衝以外は作動油がほとんど油室５から流動しないことから油圧シリンダＡ等に大きな伸縮は発生しない。また油室３では、前後の油圧シリンダの油室間で油室の拡張と縮小が起こることから、同調機構３０への作用はほとんど生じることがない。

このように油室５により油圧シリンダＡ〜Ｄに大きな伸縮が生じないことから、シャーシ１００の傾動が阻止され、ピッチングの発生が防止されて高い操縦安定性が得られる。これは発進時に車両前方が上がる場合でも、同様にしてピッチングを防止する効果が得られる。

尚各配管は、その接続している油室をすべて逆側の油室に接続する場合は、接続を異ならせることができ。それ以外の場合は、各油圧シリンダ、同調機構３０での油圧バランス、アキュムレータの能力等を考慮して接続を変更することができる。

本発明にかかるサスペンションを示した説明図である。 本発明にかかるサスペンションの他の例を示した説明図である。

符号の説明

１ サスペンション
２ 車両
３ 油室
４ 車輪
５ 油室
６、７ 接続管
１０ シリンダ
１２ ピストン
１４ ロッド
２２ 前輪連結管
２３ 第一アキュムレータ
２４ 後輪連結管
２５ 第二アキュムレータ
２６ 右連結管
２７ 第三アキュムレータ
２８ 左連結管
２９ 第四アキュムレータ
３０ 同調機構
３２ 油室
３３ シリンダ
３４ 油室
３５ ピストン
３６ 第五アキュムレータ
３７ 油室
３９ 油室
１００ シャーシ
Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 油圧シリンダ

Claims (3)

1. 車両の各車輪に設けられ、前記車輪の上下動を支持する油圧シリンダにおいて、該油圧シリンダ内に挿入されたピストンにより区分された同じ側のシリンダ室を前輪同士および後輪同士でそれぞれ左右連結管により相互に連結し、該左右連結管に第一、第二アキュムレータをそれぞれ接続させ、
   かつ前記ピストンにより区分された他方の側のシリンダ室を右側及び左側のそれぞれの前後輪間で前後連結管により連結し、該前後連結管に第三、第四アキュムレータをそれぞれ接続させ、
   更に、２つのシリンダを固定し、かつ固定した２つの同調ピストンを前記２つのシリンダ内にそれぞれ挿入させた同調機構であって、前記２つのシリンダの一の側のシリンダで前記同調ピストンにより区分された一の同調シリンダ室に前後連結管の一方を接続させ、また他の側の前記シリンダで前記一の同調シリンダ室と同じ側の同調シリンダ室に他方の前後連結管を接続させ、更に双方のシリンダの前記一の同調シリンダ室と異なる側の同調シリンダ室相互を連結管により連結させるとともに該連結管に第五アキュムレータを接続したことを特徴とするサスペンション。
2. 同調機構の一の側のシリンダの一の同調シリンダ室と他の側のシリンダの前記一の同調シリンダ室と同じ側の同調シリンダ室に前記左右連結管をそれぞれ連結したことを特徴とする請求項１に記載のサスペンション。
3. 車両の各車輪に設けられ、前記車輪の上下動を支持する油圧シリンダにおいて、該油圧シリンダ内に挿入されたピストンにより区分された同じ側のシリンダ室を前輪同士および後輪同士でそれぞれ左右連結管により相互に連結し、該左右連結管に第一、第二アキュムレータをそれぞれ接続させ、
   かつ前記ピストンにより区分された他方の側のシリンダ室を右側及び左側の前後輪間で前後連結管によりそれぞれ連結し、該前後連結管に第三、第四アキュムレータをそれぞれ接続させ、
   更に、２つのシリンダを固定し、かつ固定した２つの同調ピストンを前記２つのシリンダ内にそれぞれ挿入させた同調機構であって、該同調機構の一の側のシリンダの一の同調シリンダ室に前記前後連結管の一方を接続させ、かつ他の同調シリンダ室に前記左右連結管の一方を接続させ、他の側のシリンダの前記一の同調シリンダ室と同じ側の同調シリンダ室に前記前後連結管の他方を接続させ、かつ前記他の同調シリンダ室に前記左右連結管の他方を接続させたことを特徴とするサスペンション。

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