JP2006076469A

JP2006076469A - サスペンション装置

Info

Publication number: JP2006076469A
Application number: JP2004263537A
Authority: JP
Inventors: Mikihiko Honma; 幹彦本間
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-23
Also published as: US20060054439A1; CN1746041A; EP1634734B1; EP1634734A1; DE602005007816D1; US7273209B2; CN100486823C

Abstract

【課題】ショックアブソーバに２つのアキュムレータが接続されたサスペンション装置において脈動を発生し難くする。
【解決手段】ショックアブソーバ１０には、第１，第２の２つのアキュムレータ４２，４４が接続される。第１アキュムレータ４２は、共通通路６０，第１個別通路６２を介して接続され、第２アキュムレータ４４は、共通通路６０，第２個別通路６４を介して接続される。第２個別通路６４は第１個別通路６２より短くされる。それによって、第２個別通路６４に脈動が発生し難くなり、異音の発生を抑制し、ショックアブソーバへの影響を小さくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、懸架シリンダと、それに接続された少なくとも２つのアキュムレータを備えたサスペンション装置に関するものである。

特許文献１〜３には、車輪に対応して設けられた懸架シリンダと、その懸架シリンダに接続された２つのアキュムレータと、これら２つのアキュムレータの間に設けられた切換弁とを含むサスペンション装置が記載されている。
これらサスペンション装置において、切換弁が開状態と閉状態とに切り換えられることにより、懸架シリンダに連通させられるアキュムレータの個数が切り換えられて、ばね定数が大きい状態と小さい状態とに切り換えられる。
特開昭６３−１３０４１９号公報特開昭６３−７８８０６号公報特開昭６３−４９５１２号公報

本発明の課題は、懸架シリンダに接続された２つのアキュムレータを備えたサスペンション装置において、液通路に脈動が生じ難くすることである。

課題を解決するための手段および効果

本発明に係るサスペンション装置は、(a)車両の車輪に対応して、車輪側部材と車体側部材との間に設けられた懸架シリンダと、(b)その懸架シリンダに液通路を介して接続され、液通路の液圧が第１設定圧以上になった場合に、作動液の流入を許容する第１アキュムレータと、(c)前記液通路を前記懸架シリンダ側の第１部分と前記第１アキュムレータ側の第２部分とに分ける分割点に、その第２部分より短い接続通路を介して接続され、その液通路の液圧が、前記第１設定圧より高い第２設定圧以上になった場合に、作動液の流入を許容する第２アキュムレータとを含むものである。

本サスペンション装置においては、懸架シリンダに少なくとも２つのアキュムレータが並列に接続される。懸架シリンダに接続された少なくとも２つのアキュムレータのうちの一方の第１アキュムレータが液通路の液圧が第１設定圧以上になった場合に作動液の流入を許容するものであり、他方の第２アキュムレータが第１設定圧より高い第２設定圧以上になった場合に流入を許容するものである。
第２設定圧は第１設定圧より設定値以上高くされることが望ましいが、例えば、サスペンション装置の圧力が過大であると考えられる大きさとしたり、過大となることを回避し得る大きさとしたりすることができ、それらの場合には、第２アキュムレータはリリーフ機能を果たす。なお、懸架シリンダには、２つのアキュムレータが接続される場合、３つ以上のアキュムレータが接続される場合等があるが、３つ以上のアキュムレータが接続される場合には、それらのうちの２つが本発明の第１，第２のアキュムレータに対応する。

液通路の液圧（サスペンション装置のシステム圧と称することもできるため、以下、システム圧と称する）が第１設定圧以上で第２設定圧より低い間においては、懸架シリンダの作動に伴って第１アキュムレータとの間で作動液の授受が行われる。
システム圧が第２設定圧を越えると、第２アキュムレータにも作動液が供給される。それによってばね定数が小さくなり、懸架シリンダのストロークの変化量（懸架シリンダから流出させられる作動液の流量）が同じである場合のシステム圧の増加量が小さくなり、システム圧が過大になることを回避することができる。
システム圧が第２設定圧より低くなって、第２アキュムレータにおける作動液の流入・流出が阻止された場合において、第１アキュムレータから流出した作動液が、接続通路の液通路への接続点である分割点において懸架シリンダに向かって流れると、接続通路にキャビテーションが生じる。それにより、分割点における液圧変化に起因して、接続通路に脈動が生じる。脈動が生じると、異音が発生したり、懸架シリンダの作動に影響を及ぼしたりする。

それに対して、本発明に係るサスペンション装置において、第１アキュムレータは、懸架シリンダに液通路によって接続され、第２アキュムレータは、液通路を懸架シリンダ側の第１部分と第１アキュムレータ側の第２部分とに分割した点に、第２部分より短い接続通路によって接続される。懸架シリンダと第１アキュムレータとは、液通路の第１部分および第２部分で接続され、懸架シリンダと第２アキュムレータとは、液通路の第１部分および接続通路で接続される。液通路の第１部分は第１，第２のアキュムレータに共通の通路であり、液通路の第２部分は第１アキュムレータに専用の通路（以下、第１個別通路と称する）であり、接続通路は第２アキュムレータに専用の通路（以下、第２個別通路と称する）である。この場合において、第２個別通路が第１個別通路より短くされているため、第２個別通路の方が長い場合に比較して、第２個別通路（接続通路）における脈動が発生し難く、異音の発生を抑制することができる。また、懸架シリンダへの影響を小さくすることができる。

前述のように第１個別通路と第２個別通路とでは、第２個別通路の方が短いが、第１個別通路の長さＬ1に対する第２個別通路の長さＬ2の比率（Ｌ2／Ｌ1）は、１／２以下、１／３以下、あるいは、１／５以下、１／７以下とすることが望ましく、さらには、１／１０以下、１／２０以下、１／３０以下，１／５０以下とすることが望ましい。

特許請求可能な発明

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

以下の各項のうち、(1)項が請求項１に対応し、(2)項が請求項２に対応し、(4)項が請求項３に対応する。

(１)車両の車輪に対応して、車輪側部材と車体側部材との間に設けられた懸架シリンダと、
その懸架シリンダに液通路を介して接続され、液通路の液圧が第１設定圧以上になった場合に、作動液の流入を許容する第１アキュムレータと、
前記液通路を前記懸架シリンダ側の第１部分と前記第１アキュムレータ側の第２部分とに分ける分割点に、第２部分より短い接続通路を介して接続され、その液通路の液圧が、前記第１設定圧より高い第２設定圧以上になった場合に、作動液の流入を許容する第２アキュムレータと
を含むことを特徴とするサスペンション装置。
(２)前記第１アキュムレータおよび前記第２アキュムレータが、それぞれ、弾性体の弾性変形を伴って作動液を収容するものであり、前記第２アキュムレータの初期圧が前記第１アキュムレータの初期圧より高くされた(1)項に記載のサスペンション装置。
(３)前記第１，第２アキュムレータが、それぞれ、(a)ハウジングと、(b)そのハウジングの内部を仕切る仕切部材と、(c)その仕切部材の一方の側から弾性力を付与する弾性体と、(d)前記仕切部材の他方の側に設けられた前記作動液を収容する液圧室とを含む(1)項または(2)項に記載のサスペンション装置。
第１、第２のアキュムレータにおいて、仕切部材は、ベローズとしたり、ダイヤフラムとしたり、ブラダとしたり、ピストンとしたりすることができる。また、弾性体は、高圧ガスとすることができるが、仕切部材がピストンである場合には、スプリングとすることもできる。
弾性体が高圧ガスである場合には、高圧ガスの封入圧が高い場合は低い場合よりアキュムレータの初期圧（流入が許容される作動液の最低液圧であり、流入許容最低圧と称することができる）が高くなり、弾性体がスプリングである場合には、スプリングのセット荷重が高い場合は低い場合よりアキュムレータの初期圧が高くなる。
(４)前記液通路と前記第２アキュムレータとの間に、前記液通路の液圧が前記第２設定圧以上になると閉状態から開状態に切り換わる切換弁が設けられた(1)項に記載のサスペンション装置。
(５)前記切換弁が、前記液通路の液圧が第２設定圧以上になると閉状態から開状態に切り換わる電磁開閉弁である(4)項に記載のサスペンション装置。
(６)前記切換弁が、前後の差圧が前記第２設定圧以上になると閉状態から開状態に切り換わるリリーフ弁である(4)項に記載のサスペンション装置。
第２アキュムレータと液通路との間、すなわち、接続通路（第２個別通路）に、リリーフ弁や電磁開閉弁が設けられる。リリーフ弁や電磁開閉弁の閉状態において第２アキュムレータへの作動液の流入が阻止され、開状態において流入が許容される。このように、第２アキュムレータにおいて、作動液の流入の許容・阻止がリリーフ弁や電磁開閉弁の開閉によって決まる場合には、第２アキュムレータの初期圧の大きさは、流入許容最低圧より低い範囲において、問わない。例えば、第１アキュムレータの初期圧と同じ大きさにしたり、第１アキュムレータの初期圧より小さくしたりすることもできる。
(７)前記接続通路の長さが設定値以下である(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載のサスペンション装置。
接続通路の長さが短い場合は長い場合より脈動を抑制することができる。
設定値は、例えば、１０ｍｍ以下、２０ｍｍ以下、５０ｍｍ以下、１００ｍｍ以下、２００ｍｍ以下等とすることができる。
(８)前記第１，第２アキュムレータが、それぞれ、(a)ハウジングと、(b)そのハウジングの内部を仕切る仕切部材と、(c)その仕切部材の前記液通路側に設けられた液圧室と、(d)その仕切部材の前記液圧室とは反対側に設けられ、前記液圧室内の作動液を弾性的に保持するばね室とを含む第１、第２圧力吸収器である(1)項ないし(7)項のいずれか１つに記載のサスペンション装置。
前述のアキュムレータは圧力吸収器と称することができる。
(９)車両の車輪に対応して、車輪側部材と車体側部材との間に設けられた懸架シリンダと、
その懸架シリンダに液通路を介して互いに並列に接続された第１、第２の少なくとも２つのアキュムレータと
を含み、
前記第１アキュムレータが第２アキュムレータより長い液通路で接続されたことを特徴とするサスペンション装置。
本項に記載のサスペンション装置には、(1)項ないし(8)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
(１０)車両の車輪に対応して、車輪側部材と車体側部材との間に設けられた懸架シリンダと、
その懸架シリンダに液通路を介して接続され、液通路の液圧が第１設定圧以上になった場合に、作動液の流入を許容する第１アキュムレータと、
前記液通路の途中に接続され、その液通路の液圧が、前記第１設定圧より高い第２設定圧以上になった場合に、作動液の流入を許容する第２アキュムレータと
を含むことを特徴とするサスペンション装置。
本項に記載のサスペンション装置には、(1)項ないし(9)項のいずれかに記載の技術的特徴を採用することができる。
第２アキュムレータは第１アキュムレータより懸架シリンダに近い位置に設けられる。

以下、本発明の一実施例であるサスペンション装置について図面に基づいて詳細に説明する。サスペンション装置は、車両の前後左右の車輪に対応してそれぞれ設けられるが、それらを代表して、それらのうちの１輪（例えば、左前輪）について説明し、他の車輪についての説明を省略する。
図１において、１０は車両の車輪１２に対応して、車輪側部材１４と車体側部材１６との間に設けられた懸架シリンダとしてのショックアブソーバである。ショックアブソーバ１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０に摺動可能なピストン２２と、ピストンロッド２４とを含み、本実施例においては、ハウジング２０が車輪側部材１４に上下方向に相対移動不能に連結され、ピストンロッド２４が車体側部材１６に上下方向に相対移動不能に連結される。
ショックアブソーバ１０において、ハウジング２０の内部がピストン２２によって２つの液室３０，３２に仕切られ、ピストン２２には、２つの液室３０，３２を連通させる絞りを備えた連通路３４が設けられる。車輪側部材１４と車体側部材１６との間の上下方向の相対移動に伴って、ピストン２２がハウジング２０に対して上下方向に相対移動させられるが、このピストン２２の上下方向の移動速度に応じた大きさの減衰力が発生させられる。また、図示しない減衰特性制御アクチュエータにより、連通路の流路面積が制御され、減衰特性が制御される。

ショックアブソーバ１０の２つの液室３０，３２のうちの一方の液室３２には、液通路４０を介して第１，第２の２つのアキュムレータ４２，４４が並列に接続される。
第１アキュムレータ４２，第２アキュムレータ４４は、それぞれ、ハウジング４８と、ハウジング４８の内部を２つに仕切る仕切部材５０とを含み、仕切部材５０の液通路側が液圧室５２とされ、反対側がガス室５４とされる。ガス室５４には弾性体としての高圧ガスが封入される。液圧室５２の圧力とガス室５４の圧力とは同じ大きさに保たれる。液圧室５２に作動液が供給されて液圧室５２の容積が大きくなると、ガス室５４の容積が小さくなり、ガス室５４の圧力が高くなり、液圧室５２の液圧が高くなる。また、ガス室５４に封入された高圧ガスの初期圧が高い場合は低い場合より、アキュムレータに流入が許容される作動液の最低液圧（流入許容最低圧であり、以下、初期圧と称する。）が高くなる。本実施例においては、第１アキュムレータ４２の初期圧が第１設定圧とされ、第２アキュムレータ４４の初期圧が第１設定圧より高い第２設定圧とされる。また、第１，第２アキュムレータ４２，４４は、例えば、仕切部材がブラダであるブラダ式のものとすることができる。

また、液通路４０は共通通路６０と、第１，第２のアキュムレータ４２，４４にそれぞれ対応する第１，第２の個別通路６２，６４とを含む。換言すれば、ショックアブソーバ１０と第１アキュムレータ４２とが共通通路６０および第１個別通路６２によって接続され、ショックアブソーバ１０と第２アキュムレータ４４とが共通通路６０および第２個別通路６４によって接続される。したがって、共通通路６０および第１個別通路６２が特許請求の範囲にいう液通路に対応し、共通通路６０が液通路の第１部分、第１個別通路６２が液通路の第２部分に対応する。また、共通通路６０の第２個別通路６４との接続点６６が分割点に対応し、第２個別通路６４が接続通路に対応する。
そして、第２個別通路６４が第１個別通路６２より短くされる。その結果、第１，第２アキュムレータ４２，４４では、第２アキュムレータ４４の方がショックアブソーバ１０に対してより上流側に接続されることになる。また、第１アキュムレータ４２より第２アキュムレータ４４の方がショックアブソーバ１０に対して短い液通路で接続されることになる。
なお、本実施例においては、第２個別通路６４の長さＬ2は、１００mm以下であり、第１個別通路６２の長さＬ1に対する比率（Ｌ２／Ｌ１）は１／２０である。

通常、車輪側部材１４と車体側部材１６との間に上下方向の力が加えられると、ショックアブソーバ１０において、液圧室３２の液圧が変化し、ピストン２２が上下方向に相対移動させられ、第１アキュムレータ４２との間で作動液の授受が行われる。第１アキュムレータ４２と第２アキュムレータ４４とでは、第１アキュムレータ４２の方が初期圧が低く、かつ、通常のショックアブソーバ１０における液圧の変化においては、液圧が第２アキュムレータ４４の初期圧である第２設定圧以下である。そのため、ショックアブソーバ１０と第１アキュムレータ４２との間で作動液の授受が行われるのである。
それに対して、積載荷重が大きい場合等車輪側部材１４と車体側部材１６との間に大きな上下方向の力が加えられ、液圧室３２の液圧が第２設定圧を越えると、作動液が第２アキュムレータ４４にも供給される。それによって、図２に示すように、ばね定数が小さくなり、ショックアブソーバ１０のストロークの減少量が同じ場合、すなわち、ショックアブソーバ１０の液圧室３２から流出させられる作動液の流量が同じ場合に、液通路４０の液圧の増加量が小さくなり、システム圧が過大になることを回避することができるのであり、ショックアブソーバ１０のフルストロークにおいて当該サスペンション装置の許容圧を越えないようにすることができる。それによって、配管等に過大な力が加わることを回避し得、耐久性を向上させることができる。第２設定圧の大きさは、そのことを考慮して決定される。

仮に、第２個別通路６４の方が第１個別通路６２より長い場合には、第２個別通路６４において発生する脈動により異音が発生し、ショックアブソーバ１０の作動に影響を及ぼすことがある。システム圧が第２設定圧より高い状態から低くなって、第２アキュムレータ４４における作動液の流入・流出が阻止された状態において、第１アキュムレータ４２から流出した作動液が、第２個別通路６４の共通通路６０への接続点である分割点６６においてショックアブソーバ１０に向かって流れると、第２個別通路６４にキャビテーションが生じる。それにより、分割点６６における液圧変化に起因して、第２個別通路６４に脈動が生じるのである。
それに対して、本実施例においては、第２個別通路６４が第１個別通路６２より短くされる。それによって、第２個別通路６４に脈動を生じ難くすることができ、異音を小さくすることができ、ショックアブソーバへの影響を小さくすることができる。

なお、上記実施例においては、第２設定圧が、サスペンション装置の許容圧に基づいて決まる大きさとされていたが、それに限らない。第２設定圧の大きさは、第１設定圧より高ければ、限定しない。
また、図３に示すように、第２アキュムレータ４４に対応して、第２個別通路６４にリリーフ弁１００を設けることができる。リリーフ弁１００は、前後の差圧が第２設定圧を越えると閉状態から開状態に切り換わるものであり、液通路４０の液圧が第２設定圧を越えると第２アキュムレータ４４への作動液の流入が許容される。それによって、上記実施例における場合と同様の効果を得ることができる。

さらに、リリーフ弁の代わりに電磁開閉弁１０２を設けることもできる。本実施例においては、液通路４０に圧力センサ１１０が設けられる。そして、コンピュータを主体とするサスペンションＥＣＵ１１２には、圧力センサ１１０，電磁開閉弁１０２のソレノイド等が接続され、圧力センサ１１０による検出値が第２設定圧を越えると電磁開閉弁１０２のソレノイドに電流が供給され、電磁開閉弁１０２が閉状態から開状態に切り換えられる。それによって、作動液が第２アキュムレータ４４にも供給され、システム圧が過大になることを回避することができる等上記実施例における場合と同様の効果を得ることができる。
また、第２個別通路６４にリリーフ弁１００や電磁開閉弁１０２を設けた場合には、第２アキュムレータ４４の初期圧を第１アキュムレータ４２の初期圧より大きくすることは不可欠ではない。第２アキュムレータ４４の初期圧を第１アキュムレータ４２の初期圧と同じ大きさとしたり、第１アキュムレータ４２の初期圧より小さくしたりすることもできる。
さらに、アキュムレータ４２，４４としては、ブラダ式のものに限らず、ベローズ式、ダイヤフラム式、ピストン式のものとすることができる。アキュムレータ４２，４４は、互いに異なる型のものとすることもできる。また、アキュムレータ４２，４４のばね定数の大小は問わない。
さらに、上記各実施例においては、ショックアブソーバが懸架シリンダとして使用されたが、車輪側部材１４と車体側部材１６との間の上下方向の相対移動量に応じた弾性力を発生させる弾性力発生装置を使用することもできる。

その他、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題、課題解決手段および効果〕に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。

本発明の一実施例であるサスペンション装置の一部を概念的に示す図である。上記サスペンション装置におけるショックアブソーバの入力とシステム圧との関係を示す図である。本発明の別の一実施例であるサスペンション装置の一部を概念的に示す図である。本発明のさらに別の一実施例であるサスペンション装置の一部を概念的に示す図である。

符号の説明

１０：ショックアブソーバ４２，４４：アキュムレータ５２：液圧室５４：ガス室６２，６４：個別通路１００：リリーフ弁１０２：電磁開閉弁

Claims

車両の車輪に対応して、車輪側部材と車体側部材との間に設けられた懸架シリンダと、
その懸架シリンダに液通路を介して接続され、液通路の液圧が第１設定圧以上になった場合に、作動液の流入を許容する第１アキュムレータと、
前記液通路を前記懸架シリンダ側の第１部分と前記第１アキュムレータ側の第２部分とに分ける分割点に、その第２部分より短い接続通路を介して接続され、その液通路の液圧が、前記第１設定圧より高い第２設定圧以上になった場合に、作動液の流入を許容する第２アキュムレータと
を含むことを特徴とするサスペンション装置。
前記第１アキュムレータおよび前記第２アキュムレータが、それぞれ、弾性体の弾性変形を伴って作動液を収容するものであり、前記第２アキュムレータの初期圧が前記第１アキュムレータの初期圧より高くされた請求項１に記載のサスペンション装置。
前記液通路と前記第２アキュムレータとの間に、前記液通路の液圧が前記第２設定圧以上になると閉状態から開状態に切り換わる切換弁が設けられた請求項１に記載のサスペンション装置。