JP2011016475A - サスペンション装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フェール時にあっても減衰力の発揮をして乗り心地を損なうことがないサスペンション装置を提供することである。
【解決手段】上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段におけるサスペンション装置Ｓは、直動型のアクチュエータＡと当該アクチュエータＡに伸縮方向を共にして接続される第一流体圧ダンパＤ１とを備えたアクティブサスペンションユニットＵと、当該アクティブサスペンションユニットＵに並列される第二流体圧ダンパＤ２とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータに生じる電磁力で上記車体と車軸との相対移動を抑制するサスペンション装置の改良に関する。
この種サスペンション装置としては、螺子軸と螺子軸に回転自在に螺合されるボール螺子ナットとボール螺子ナットに連結されるモータとを備えたアクチュエータと、螺子軸にロッドを連結した流体圧ダンパとを備えて構成され、モータを車両の車体側へ流体圧ダンパのシリンダを車軸側へ連結して車体と車軸との間に介装されており、アクチュエータの推力で車体と車軸との相対移動をアクティブ制御するものがある（たとえば、特許文献１参照）。
また、このサスペンション装置の場合、減衰力発生源であるモータのトルクを直線方向に作用させるべき減衰力に変換するために、螺子軸とボール螺子ナットとで構成される運動変換機構を備えており、回転系の慣性質量が大きく、回転系のフリクションも相俟ってモータおよび運動変換機構が高周波振動入力時には伸縮動作しづらくなるので、上記した流体圧ダンパおよび一対のばねで該高周波振動を吸収するようにしている。
特開２００８−９５８００号公報
ところで、上記した従来のサスペンション装置にあっては、流体圧ダンパにモータを駆動源としたアクチュエータを直列に接続しているため、何らかの理由でモータがトルクを出力できなくなって、アクチュエータが何ら抵抗なく伸縮するようになると減衰力を発揮できなくなるため、このようなフェール時に車両における乗り心地が著しく悪くなってしまう可能性がある。
そこで、本発明は、上記の不具合を勘案して創案されたものであって、その目的とするところは、フェール時にあっても減衰力の発揮をして乗り心地を損なうことがないサスペンション装置を提供することである。
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段におけるサスペンション装置は、直動型のアクチュエータと当該アクチュエータに伸縮方向を共にして接続される第一流体圧ダンパとを備えたアクティブサスペンションユニットと、当該アクティブサスペンションユニットに並列される第二流体圧ダンパとを備えた。
本発明のサスペンション装置によれば、アクティブサスペンションユニットに第二流体圧ダンパを並列させているので、何らかの理由でアクチュエータが推力を出力できなくなって、アクチュエータが何ら抵抗なく伸縮するようになっても、第二流体圧ダンパが減衰力を発揮することで、フェール時にあっても車両における乗り心地が悪くなってしまうことがない。
本発明の一実施の形態におけるサスペンション装置を概念的に示す図である。 本発明の他の実施の形態におけるサスペンション装置を概念的に示す図である。 本発明の他の実施の形態の一変形例におけるサスペンション装置を概念的に示す図である。 本発明の他の実施の形態のサスペンション装置の具体的構成例における断面図である。
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１に示すように、サスペンション装置Ｓは、ばね下部材Ｗとばね上部材Ｂとの間に懸架ばねＣと並列に介装されており、基本的には、直動型のアクチュエータＡと当該アクチュエータＡに伸縮方向を共にして接続される第一流体圧ダンパＤ１とを備えたアクティブサスペンションユニットＵと、当該アクティブサスペンションユニットＵに並列される第二流体圧ダンパＤ２とを備えて構成されている。
アクチュエータＡは、伸縮作動する直動型のアクチュエータであって、たとえば、直動部材１と直動部材１の直線運動を回転部材２の回転運動に変換する運動変換機構Ｔと、回転部材２に連結されるモータＭとを備えて構成される。そして、このアクチュエータＡの場合、モータＭと回転部材２に対して直動部材１を相対的に直線方向へ往復運動させることで伸縮作動が可能とされており、直動部材１を一つの伸縮作動端とし、モータＭと回転部材２を一つの伸縮作動端としている。なお、伸縮作動端は、アクチュエータＡの伸縮作動時に相対移動する部位を指しており、アクチュエータＡの伸縮作動方向の両端のみを意味するものではない。また、運動変換機構Ｔは、具体的にたとえば、螺子軸と螺子ナットで構成される送り螺子機構や、ラックアンドピニオン、ウォームギア等の機構で構成されており、この場合、回転部材２の回転によって直動部材１を直線運動させる一方、直動部材１の直線運動を回転部材２の回転運動にも変換することができるようになっており、可逆的な運動変換が可能とされている。
さらに、このアクチュエータＡの場合、駆動源をモータＭとしているので、運動変換機構Ｔにおける回転部材２、すなわち、送り螺子機構を採用する場合には、螺子軸もしくは螺子ナットのいずれか回転する側の部材の回転運動がモータＭに伝達されるようになっており、モータＭに電気エネルギを与えて駆動する場合には、直動部材１を直線運動させること、すなわちアクチュエータとしての機能を発揮できる。
また、モータＭは、外部入力によって回転部材２側から強制的に回転運動が入力されると、ジェネレータとして機能するようになっており、誘導起電力により回転部材２の回転運動を抑制するトルクを発生するようになっていて、直動部材１の直線運動を抑制するように機能する。すなわち、この場合には、モータＭが外部入力される運動エネルギを回生して電気エネルギに変換することによって発生する回生トルクで上記直動部材１の直線運動を抑制する。
したがって、このアクチュエータＡは、モータＭに積極的にトルクを発生させることによって直動部材１に軸方向の推力を与えることができ、また、直動部材１が外力によって強制的に運動させられる場合には、モータＭが発生する回生トルクで上記運動を抑制することができる。
そして、このサスペンション装置Ｓにあっては、上記アクチュエータＡが発生する推力およびトルクでばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの相対移動を抑制することができると同時に、アクチュエータとしての機能を生かしてばね上部材Ｂ、具体的には、車両の車体の姿勢制御も同時に行うことができ、これにより、アクティブサスペンションとしての機能を発揮することができる。
なお、モータＭと運動変換機構Ｔの回転部材とは回転運動を伝達することが可能に連結されればよいので、モータＭと上記回転部材との間に減速機や、回転運動の伝達が可能なリンク、継手等を介装するとしてもよい。
また、モータＭとしては、上記した機能を実現するものであればよいので、種々の形式のものを使用可能であり、具体的にたとえば、直流、交流モータ、誘導モータ、同期モータ等を用いることができる。
なお、この実施の形態の場合、モータＭの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構Ｔが、送り螺子機構とされるなどして回転運動と直線運動を可逆的に変換するようになっているが、アクチュエータＡがアクチュエータとしてのみ機能すればよい場合には、回転運動を直線運動に変換するが直線運動を回転運動に変換しない非可逆的な運動変換を行うものであってもよく、また、この場合、モータＭも外力にてジェネレータとして機能することを要せず、単に、サスペンション装置Ｓがアクティブサスペンションとして機能する上では、このように構成されてもよい。
さらに、上記したところでは、アクチュエータＡがモータＭと運動変換機構Ｔとを備えているので、モータＭの出力するトルクを増幅して直動部材１の推力に変換することができ、大きな推力を発揮できる点で有利であるが、アクチュエータＡが運動変換機構を備えずに、固定子側にコイルを設けて可動子側に磁石を設け、固定子に対して可動子を直線方向へ往復運動させることで伸縮作動を呈するリニアモータとされてもよい。
つづいて、第一流体圧ダンパＤ１は、ダンパ本体４に対してロッド５が出入りする伸縮作動を呈すると所定の減衰力を発揮するようになっており、主としてアクティブサスペンションユニットＵに入力される高周波振動を吸収する目的で設けられている。
なお、第一流体圧ダンパＤ１は、周知であるので詳しく図示はしないが、ダンパ本体４がロッド５の先端に設けたピストンが摺動自在に挿入される筒状のシリンダを備えており、上記のシリンダ内にピストンで区画された二つの圧力室に作動流体を充填して構成されている。また、流体が液体である場合であって第一流体圧ダンパＤ１が片ロッド型に設定される場合には、ダンパ本体４にシリンダ内に出入りするロッド５の体積分の容積変化を補償するリザーバ或いは気室を備える。第一流体圧ダンパＤ１における作動流体は、作動油や水、水溶液といった液体の他、気体とされてもよい。
第一流体圧ダンパＤ１は、主として高周波振動を吸収する目的で、アクチュエータＡとばね下部材Ｗとの間に介装され、具体的には、一端がアクチュエータＡの一つの伸縮作動端である直動部材１に、他端がばね下部材Ｗに連結される。
第一流体圧ダンパＤ１とアクチュエータＡとの連結に際しては、第一流体圧ダンパＤ１のダンパ本体４もしくはロッド５の一方をアクチュエータＡの直動部材１に連結すればよく、他方、ばね下部材Ｗには、シリンダ３もしくはピストンロッド５の他方を連結すればよい。したがって、第一流体圧ダンパＤ１は、アクチュエータＡとばね下部材Ｗとの間にいわゆる正立に介装されても倒立に介装されてもよい。また、この実施の形態の場合、第一流体圧ダンパＤ１は、アクチュエータＡと伸縮方向を共にして直列に接続されるが、伸縮方向を共にして接続することには、第一流体圧ダンパＤ１の伸縮作動軸と、アクチュエータＡの伸縮作動軸とを一致させて接続する場合のみならず、これら軸同士を偏心させて接続することも含まれる。
なお、本書において連結の概念には、連結対象の部材同士を何ら他部材を介さずに直接的に連結すること以外にも、他部材を介在させて連結対象の部材同士を連結することも含まれる。
そして、上記第一流体圧ダンパＤ１は、慣性モーメントが大きく高周波振動の入力に対して伸縮しにくく振動を伝達しやすくなるアクチュエータＡに直列して連結されることで、比較的加速度が大きい振動等の高周波振動の入力に対して、この振動エネルギを吸収するようになっている。
また、第一流体圧ダンパＤ１のダンパ本体４内に摺動自在に挿入されてロッド５に連結される図示しないピストンを附勢して当該ピストン位置を所定の中立位置へ復帰させる附勢手段を設けておくとよく、そうすることで、第一流体圧ダンパＤ１が最伸長あるいは最収縮したままとなって高周波振動を吸収できなくなって車両における乗り心地を悪化させてしまう事態を防止することができる。なお、附勢手段は、たとえば、図１に示すように、ダンパ本体４に一対のばね８，９を直列させたものを上下から挟持するばね受け６，７を設けておき、ばね８とばね９でロッド５に設けたばねシート１０を挟持するようにしておけばよい。また、図示はしないが、シリンダ内の二つの圧力室のそれぞれにばねを収容しておきこれらばねでピストンを挟持するようにしてピストン位置を所定の中立位置に位置決めるようにしてもよい。
なお、中立位置とは、第一流体圧ダンパＤ１に負荷がかかっていない状態において、ピストンが位置決めされる位置であって、必ずしも第一流体圧ダンパＤ１のストローク中心やシリンダの中央とされずともよく、任意に設定することができる。
このように構成されたアクティブサスペンションユニットＵは、上述したように、モータＭが発生するトルクで回転部材２を回転駆動することによって直動部材１を図１中上下方向へ直線運動させることが可能であって、外力の入力に対して、モータＭに積極的にトルクを発生させることによって直動部材１に推力を与えることで直動部材１の直線運動を抑制することもできる。また、直動部材１が外力によって強制的に直線運動させられると回転部材２に連結されるモータＭのが回転駆動されて誘導起電力に起因するトルクを発生し、直動部材１の直線運動を抑制するように機能する。すなわち、モータＭは外力によって強制的に駆動される場合にはジェネレータとして機能して外力に抗する積極的にトルクを発生して直動部材１の直線運動を抑制することができる。
したがって、このアクティブサスペンションユニットＵにあっては、単に、直動部材１の直線運動を抑制する減衰力を発生するばかりではなく、アクチュエータとしても機能することから、このサスペンション装置Ｓが車両の車体と車軸との間に介装されて使用されると、車両の車体の姿勢制御も同時に行うことができ、これにより、アクティブサスペンションとして機能することができる。
なお、この実施の形態の場合、モータＭの回転運動を直線運動に変換する運動変換機構が、螺子軸１とボール螺子ナット２とで構成される送り螺子機構とされているため、回転運動と直線運動を可逆的に変換するようになっているが、アクチュエータＡがアクチュエータとしてのみ機能すればよい場合には、回転運動を直線運動に変換するが直線運動を回転運動に変換しない非可逆的な運動変換を行うものであってもよく、また、この場合、モータＭも外力にてジェネレータとして機能することを要せず、単に、サスペンション装置Ｓがアクティブサスペンションとして機能する上では、このように構成されてもよい。
また、このサスペンション装置Ｓにあっては、上記のように構成されたアクティブサスペンションユニットＵに第二流体圧ダンパＤ２を並列させており、第二流体圧ダンパＤ２は、車両のばね上部材Ｂとばね下部材Ｗとの間に介装されている。
第二流体圧ダンパＤ２は、ダンパ本体１１に対してロッド１２が出入りする伸縮作動を呈すると所定の減衰力を発揮するようになっており、構造については周知であるので詳しく図示はしないが、ダンパ本体１１がロッド１２の先端に設けたピストンが摺動自在に挿入される筒状のシリンダを備えており、上記のシリンダ内にピストンで区画された二つの圧力室に作動流体を充填して構成されている。また、流体が液体である場合であって第二流体圧ダンパＤ２が片ロッド型に設定される場合には、ダンパ本体１１にシリンダ内に出入りするロッド１２の体積分の容積変化を補償するリザーバ或いは気室を備える。第二流体圧ダンパＤ２における作動流体は、作動油や水、水溶液といった液体の他、気体とされてもよい。
このようにサスペンション装置Ｓは、アクティブサスペンションユニットＵに第二流体圧ダンパＤ２を並列させているので、何らかの理由でアクチュエータＡが推力を出力できなくなって、アクチュエータＡが何ら抵抗なく伸縮するようになっても、第二流体圧ダンパＤ２が減衰力を発揮することで、フェール時にあっても車両における乗り心地が悪くなってしまうことがない。
また、サスペンション装置Ｓでばね上部材Ｂの振動を抑制する際に、アクチュエータＡの推力発生方向と第二流体圧ダンパＤ２の減衰力発生方向が同一方向であるときには、アクチュエータＡの推力を従来のサスペンション装置に比較して小さくすることができ、エネルギ消費を減少させることができる。
なお、第二流体圧ダンパＤ２の発生減衰力を調整することができるようにしておけば、サスペンション装置Ｓでばね上部材Ｂの振動を抑制する際に、アクチュエータＡの推力発生方向と第二流体圧ダンパＤ２の減衰力発生方向が反対となる場合に、第二流体圧ダンパＤ２の減衰力を最小に調節することでアクチュエータＡの負担の増加を抑制することができる。
上記した第一流体圧ダンパＤ１と第二流体圧ダンパＤ２は、上記したところでは、それぞれ独立したダンパとして構成されているが、図２の他の実施の形態のサスペンション装置Ｓ１に示すように、一つのシリンダ２０を共有させて双方を一体化することができる。
第一流体圧ダンパＤ３と第二流体圧ダンパＤ４が一体化された流体圧ダンパＤＡは、一つのシリンダ２０と、ピストンロッド２２と中空ロッド２３の二つの出力軸を備えている。
具体的には、流体圧ダンパＤＡは、シリンダ２０と、シリンダ２０内に摺動自在に挿入されてシリンダ２０内に二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を画成するピストン２１と、一端がピストン２１に連結されるピストンロッド２２と、シリンダ２０内に移動自在に挿入されるとともに上記ピストンロッド２２の外周に移動自在に装着される中空ロッド２３と、圧力室Ｒ２に連通されるリザーバＲとを備えて構成されている。そして、この実施の形態の場合、シリンダ２０内には、流体として作動油や水、水溶液といった液体が充填され、リザーバＲ内には液体の他、気体が封入されている。
このうち、第一流体圧ダンパＤ３は、シリンダ２０と、シリンダ２０内に摺動自在に挿入されるピストン２１と、一端がピストン２１に連結されるピストンロッド２２とを備え、ピストンロッド２２の他端をアクチュエータＡの伸縮作動端の一方としての直動部材１に接続してある。
他方、第二流体圧ダンパＤ４は、上記シリンダ２０内に移動自在に挿入されるとともに上記ピストンロッド２２の外周に移動自在に装着される中空ロッド２３を備えており、中空ロッド２３の一端となる図２中上端をアクチュエータＡの伸縮作動端の他方としてのモータＭに接続してある。
より詳細に説明すると、シリンダ２０は、外筒２４内に収容され、外筒２４の図２中上端に嵌合される環状のロッドガイド２５と、外筒２４の図２中下端を閉塞するキャップ２６とで挟持され、外筒２４に固定されている。
このように外筒２４内にシリンダ２０が収容固定されると、シリンダ２０と外筒２４との間には環状隙間が設けられ、この環状隙間でリザーバＲが形成される。なお、リザーバＲは、シリンダ２０の外周を覆う外筒２４との間に形成される環状隙間で形成されているが、他所に設けるようにしてもよい。また、リザーバＲは、シリンダ２０内にピストンロッド２２および中空ロッド２３が出入りする際のシリンダ２０内の容積変化を補償するために設けられるが、流体圧ダンパＤＡの作動流体が気体である場合にはリザーバＲを廃止してもよい。
シリンダ２０の下端と上記キャップ２６との間には、仕切部材２７が介装されており、リザーバＲとシリンダ２０内とがこの仕切部材２７によって仕切られている。
また、シリンダ２０内にはピストン２１が摺動自在に挿入されてシリンダ２０内には二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２が形成されている。ピストン２１には、上記圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２とを連通する通路２１ａ，２１ｂが設けられており、該通路２１ａ，２１ｂの途中には、それぞれ減衰力発生要素２１ｃ，２１ｄが設けられている。そして、減衰力発生要素２１ｃは、圧力室Ｒ１から圧力室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容しており、通路２１ａを一方通行に設定するとともに通過する流体の流れに抵抗を与えるようになっている。また、減衰力発生要素２１ｄは、反対に圧力室Ｒ２から圧力室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容しており、通路２１ｂを一方通行に設定するとともに通過する流体の流れに抵抗を与えるようになっている。減衰力発生要素２１ｃ，２１ｄは、上記通路２１ａ，２１ｂを流体が通過する際に流体の流れに抵抗を与え、所定の圧力損失を生じさせるものであればよく、具体的にはたとえば、オリフィスやリーフバルブといった減衰バルブを採用することができる。
また、仕切部材２７には、リザーバＲと圧力室Ｒ２とを連通する通路２７ａ，２７ｂが設けられており、通路２７ａの途中には、リザーバＲから圧力室Ｒ２へ向かう流れのみを許容する逆止弁２７ｃが設けられ、通路２７ｂの途中には、圧力室Ｒ２からリザーバＲへ向かう流れのみを許容するとともに当該流れに抵抗を与える減衰力発生要素２７ｄが設けられている。
中空ロッド２３は、シリンダ２０の上端に設けられてシリンダ２０の図２中上端を封止する環状のロッドガイド２５の内周に筒状のブッシュ２８を介して軸支されて、図２中下端がシリンダ２０内に移動自在に挿入されている。中空ロッド２３の図２中上端は、アクチュエータＡの伸縮作動端の他方としてのモータＭと回転部材２とを保持する筒状のケース３１に一体化されている。この中空ロッド２３とケース３１は、これらを別々の部材として螺子締結、溶接その他の固定手段によって一体化するだけではなく、これらが一つの部品の部分に具現化するように一体化していてもよい。
当該ケース３１は、内周でモータＭを固定的に保持するとともに、回転部材２を回転自在に保持し、さらには、直動部材１を直線運動可能に内側に収容している。
また、中空ロッド２３は、図２中下端の内周に環状のシール部材２３ａとブッシュ２３ｂとを備えており、このシール部材２３ａをピストンロッド２２の外周に摺接させてピストンロッド２２の外周をシールするとともに、ブッシュ２３ｂを同様にピストンロッド２２の外周に摺接させてピストンロッド２２の軸方向へ摺動を許容しつつピストンロッド２２を径方向に位置決めている。
そして、圧力室Ｒ１内には、ピストン２１とロッドガイド２５との間に介装されるコイルばね３２が収容され、圧力室Ｒ２内には、ピストン２１と仕切部材２７との間にコイルばね３３が収容され、これらコイルばね３２，３３で附勢手段を構成し、ピストン２１を挟持して上下から附勢して、シリンダ２０に対してピストン２１を所定の中立位置へ位置決めしている。コイルばね３２，３３でなる附勢手段を設けることによって、第一流体圧ダンパＤ３が最伸長あるいは最収縮したままとなって高周波振動を吸収できなくなって車両における乗り心地を悪化させてしまう事態を防止することができる。また、この場合、附勢手段がシリンダ２０内に収容されているので、ピストンロッド２２が中空ロッド２３内に収容される流体圧ダンパＤＡに無理なく附勢手段を設けることができ、附勢手段を含めた流体圧ダンパＤＡを小型化できるという利点がある。
さらに、外筒２４の図２中上端内周とロッドガイド２５の外周との間には、筒状のシールケース２９の下端が介装されており、シールケース２９内には中空ロッド２３の外周に摺接する環状のシール３０が収容され、中空ロッド２３の外周が密にシールされている。
また、ピストンロッド２２は、図２中上端をアクチュエータＡの伸縮作動端の一方としての直動部材１の図２中下端に連結され、図２中下端には上述したピストン２１に連結されている。そして、ピストンロッド２２は、中空ロッド２３に対して軸方向となる図２中上下方向へ相対的に移動することができるようになっており、中空ロッド２３がピストン２１に当接していなければ、中空ロッド２３とピストンロッド２２は互いに独立してシリンダ２０に対して上下方向へ変位することができるようになっている。
そして、ピストンロッド２２がシリンダ２０に対して変位せず、中空ロッド２３のみがシリンダ２０に対して下方へ移動する場合、中空ロッド２３のシリンダ２０内への侵入に伴って圧力室Ｒ１内の流体がピストン２１に設けた通路２１ａおよび仕切部材２７に設けた通路２７ｂを介してリザーバＲへ流出する。この流体の流れに減衰力発生要素２１ｃ，２７ｄで抵抗を与えるため、圧力室Ｒ１内の圧力が上昇し、中空ロッド２３は、中空ロッド２３の環状の下端を受圧面として圧力室Ｒ１内の圧力を受け、これによって中空ロッド２３の上記下方への移動が抑制される。
また、ピストンロッド２２がシリンダ２０に対して変位せず、中空ロッド２３のみがシリンダ２０に対して上方へ移動する場合、中空ロッド２３のシリンダ２０内からの退出に伴って、ピストン２１に設けた通路２１ｂおよび通路２７ａを介して流体がリザーバＲから容積が拡大する圧力室Ｒ１内へ供給されるようになる。圧力室Ｒ２は逆止弁２７ｃが開くので、リザーバＲと同圧に維持されるが、圧力室Ｒ１へ向かう流体の流れに減衰力発生要素２１ｄで抵抗を与えるため、圧力室Ｒ１内の圧力が減圧されて、これによって中空ロッド２３の上記上方への移動が抑制される。よって、流体圧ダンパＤＡは、シリンダ２０に対する中空ロッド２３の上下移動に対して、当該移動を抑制する減衰力を発揮する。
つづいて、中空ロッド２３がシリンダ２０に対して変位せず、ピストンロッド２２のみがシリンダ２０に対して下方へ移動する場合、ピストンロッド２２のシリンダ２０内への侵入に伴って圧縮される圧力室Ｒ２内の流体がピストン２１に設けた通路２１ｂを通じて圧力室Ｒ１へ移動するとともに、ピストンロッド２２のシリンダ２０内への侵入によってシリンダ２０内の容積が減少することに伴って圧力室Ｒ２から過剰となる流体が通路２７ｂを介してリザーバＲへ流出する。上記の流体の流れに減衰力発生要素２１ｄ，２７ｄで抵抗を与えるため、圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２の圧力に差が生じて、当該差圧がピストン２１に作用しピストンロッド２２の上記下方への移動が抑制される。
また、中空ロッド２３がシリンダ２０に対して変位せず、ピストンロッド２２のみがシリンダ２０に対して上方へ移動する場合、圧力室Ｒ１が圧縮されるので、圧力室Ｒ１から通路２１ａを通じて流体が圧力室Ｒ２へ移動するとともに、ピストンロッド２２のシリンダ２０内からの退出に伴って、シリンダ２０内で容積が拡大して流体が不足するため、不足分の流体が圧力室Ｒ２内へ通路２７ａを介しリザーバＲから供給されるようになる。圧力室Ｒ２は逆止弁２７ｃが開くので、リザーバＲと同圧に維持されるが、圧力室Ｒ２へ向かう流体の流れに減衰力発生要素２１ｃで抵抗を与えるため、圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２に差圧が生じて、当該差圧がピストン２１に作用しピストンロッド２２の上記上方への移動が抑制される。
すなわち、中空ロッド２３がシリンダ２０に対して変位せず、ピストンロッド２２のみがシリンダ２０に対して変位する場合、中空ロッド２３がシリンダ２０内の容積の増減に影響しないので、従来周知の単一の出力軸のみをもつ流体圧ダンパと同様の作動を呈することになり、シリンダ２０に対するピストンロッド２２の上下移動に対して、当該移動を抑制する減衰力を発揮する。
つまり、流体圧ダンパＤＡは、ピストンロッド２２と中空ロッド２３のシリンダ２０に対する変位に対して、これを抑制する減衰力を発生するようになっている。
また、ピストンロッド２２と中空ロッド２３が同期して、一緒に動作する場合には、ピストンロッド２２と中空ロッド２３とが相対移動しないので、従来周知の単一の出力軸のみをもつ流体圧ダンパと同様の作動を呈することになって、シリンダ２０に対するピストンロッド２２および中空ロッド２３の上下移動に対して、当該移動を抑制する減衰力を発揮する。
さらに、ピストンロッド２２と中空ロッド２３が逆位相で動作する場合は、ピストンロッド２２と中空ロッド２３のうち一方がシリンダ２０内に侵入する作動を呈するが、ピストンロッド２２と中空ロッド２３のうち他方がシリンダ２０内から退出する作動を呈するので、ピストンロッド２２と中空ロッド２３のシリンダ２０内へ進退する体積差分の流体がリザーバＲからシリンダ２０へ給排されることになるが、ピストンロッド２２と中空ロッド２３の移動をそれぞれ抑制する減衰力を発生することになる。
したがって、このように構成することで第一流体圧ダンパＤ３と第二流体圧ダンパＤ４とが流体圧ダンパＤＡに一体化され、第一流体圧ダンパＤ３の出力軸であるピストンロッド２２をアクチュエータＡの伸縮作動端の一方に接続し、第二流体圧ダンパＤ４の出力軸である中空ロッド２３をアクチュエータＡの伸縮作動端の他方に接続してあるので、この実施の形態のサスペンション装置Ｓ１にあっても、一実施の形態のサスペンション装置Ｓと同様に、アクチュエータＡと当該アクチュエータＡに伸縮方向を共にして接続される第一流体圧ダンパＤ３とを備えてアクティブサスペンションユニットＵ１を構成し、このアクティブサスペンションユニットＵ１に第二流体圧ダンパＤ４が並列される構成となっている。
したがって、他の実施の形態におけるサスペンション装置Ｓ１にあっても、アクティブサスペンションユニットＵ１に第二流体圧ダンパＤ４を並列させているので、何らかの理由でアクチュエータＡが推力を出力できなくなって、アクチュエータＡが何ら抵抗なく伸縮するようになっても、流体圧ダンパＤＡに一体化された第二流体圧ダンパＤ４が減衰力を発揮することで、フェール時にあっても車両における乗り心地が悪くなってしまうことがない。
また、第一流体圧ダンパＤ３と第二流体圧ダンパＤ４とがシリンダ２０を共有して流体圧ダンパＤＡに一体化されているので、第一流体圧ダンパと第二流体圧ダンパとが独立して設けられるサスペンション装置に比較して省スペースで使用流体量や部品点数も削減できる軽量であり、車両への搭載性が飛躍的に向上するとともに、製造コストも低減される。
そして、この実施の形態では、ピストンロッド２２が中空ロッド２３内に収容されるとともに、このピストンロッド２２に連結されるアクチュエータＡの伸縮作動端である直動部材１、回転部材２およびモータＭがケース３１内に収容され、このケース３１と中空ロッド２３とが一体化されているので、アクティブサスペンションユニットＵ１の駆動部分がケース３１と中空ロッド２３とで覆われ、外部からの干渉を受けることが無く保護される。また、ばね上部材Ｂを弾性支持する懸架ばねをエアばねとして、このサスペンション装置Ｓ１の外周を覆うようにエア室を形成して、サスペンション装置Ｓ１の外周にエア室の圧力が作用しても、ケース３１および中空ロッド２３内にはエア室の圧力が作用せず、モータＭへ高圧がしないので、エアばねを懸架バネとする場合にあっても、サスペンション装置Ｓ１の信頼性が向上し、また、密封の困難なモータＭ内を密封する必要も無くなる。
これに加えて、ケース３１に一体化される中空ロッド２３に横力が作用する場合に、当該横力はシリンダ２０、ピストン２１およびロッドガイド２５で分担してうける構造となっているので、アクチュエータＡへ横力が入力されてしまうことを防止できる。
さらに、リザーバＲ内の圧力、減衰力発生要素２１ｃ，２１ｄ，２７ｄの設定にもよるが、ピストンロッド２２がシリンダ２０内へ侵入する場合には、中空ロッド２３に図２中上昇させる方向の力が働き、また、ピストンロッド２２がシリンダ２０から退出する場合には、中空ロッド２３に図２中下降させる方向の力が働くように設定することもできる。そのように設定することで、車高を上昇させようとしてアクチュエータＡが伸長する方向の推力を発生し、ピストンロッド２２が下降する動作を呈する際に、中空ロッド２３に上昇方向の力が作用することになるので、車高を上昇させやすくなり、反対に、車高を下降させようとしてアクチュエータＡが収縮する方向の推力を発生し、ピストンロッド２２が上昇する動作を呈する際に、中空ロッド２３に下降方向の力が作用することになるので、車高を下降させやすくなる。
したがって、このように第一流体圧ダンパＤ３と第二流体圧ダンパＤ４とを流体圧ダンパＤＡに一体化することで、アクチュエータＡによる車高調整に対しては、これを抑制するように働く第一流体圧ダンパＤ３に対して、第一流体圧ダンパＤ３に抗して第二流体圧ダンパＤ４に車高調整を助勢するように働くようにすることができ、第一流体圧ダンパＤ３で高周波振動を吸収しつつアクチュエータＡの駆動ロスを小さくすることができる。よって、このサスペンション装置Ｓ１にあっては、車両における乗り心地を確保しつつもアクチュエータＡの消費エネルギを削減できる。
なお、第一流体圧ダンパＤ５と第二流体圧ダンパＤ６の一体化に際して、流体圧ダンパＤＡ１を、図３に示す他の実施の形態の一変形例におけるサスペンション装置Ｓ２のように、シリンダ４０と、シリンダ４０内に移動自在に挿入される中空ロッド４３と、中空ロッド４３内に移動自在に挿入されるロッド４２と、シリンダ４０内に摺動自在に挿入されてシリンダ４０内を二つの圧力室Ｒ３，Ｒ４に区画するとともに中空ロッド４３の外周に装着される環状ピストン４１と、シリンダ４０を覆う外筒４４と、シリンダ４０と外筒４４との間に形成されて圧力室Ｒ４に連通されるリザーバＲとで構成してある。
そして、第一流体圧ダンパＤ５は、シリンダ４０と、ロッド４２とを備えて、ロッド４２の図３中上端がアクチュエータＡの伸縮作動端の一方に接続されてなり、第二流体圧ダンパＤ６は、上記中空ロッド４３と、中空ロッド４３の外周に装着される環状ピストン４１とを備えて、中空ロッドの図３中上端をアクチュエータＡの伸縮作動端の他方となるモータＭにケース３１を介して連結している。
また、環状ピストン４１には、圧力室Ｒ３，Ｒ４を連通する通路４１ａ，４１ｂが設けられ、通路４１ａには圧力室Ｒ３から圧力室Ｒ４へ向かう流体の流れのみを許容する減衰力発生要素４１ｃが設けられ、通路４１ｂには圧力室Ｒ４から圧力室Ｒ３辺向かう流体の流れのみを許容する減衰力発生要素４１ｄが設けられている。
リザーバＲと圧力室Ｒ４との間には仕切部材４５が設けられており、仕切部材４５には、リザーバＲと圧力室Ｒ４とを連通する通路４５ａ，４５ｂが設けられており、通路４５ａの途中には、リザーバＲから圧力室Ｒ４へ向かう流れのみを許容する逆止弁４５ｃが設けられ、通路４５ｂの途中には、圧力室Ｒ４からリザーバＲへ向かう流れのみを許容するとともに当該流れに抵抗を与える減衰力発生要素４５ｄが設けられている。
また、中空ロッド４３は、シリンダ４０の図３中上端を閉塞する環状のロッドガイド４６に軸支され、中空ロッド４３は、内部に挿通されるロッド４２の外周に摺接してシールする環状のシール部材４３ａとブッシュ４３ｂとを下端内周に備えており、このシール部材４３ａをピストンロッド４２の外周に摺接させてピストンロッド４２の外周をシールするとともに、ブッシュ４３ｂを同様にピストンロッド４２の外周に摺接させてピストンロッド４２の軸方向への摺動を許容しつつピストンロッド４２を径方向に位置決めている。
このように流体圧ダンパＤＡ１が構成されても、流体圧ダンパＤＡ同様、ロッド４２と中空ロッド４３のシリンダ４０に対する移動を抑制する減衰力を発揮することができ、第一流体圧ダンパＤ５がアクチュエータＡに直列され、第二流体圧ダンパＤ６が並列されることになるので、サスペンション装置Ｓ２は、上記のサスペンション装置Ｓ１と同様の作用効果を奏することができる。
また、この場合、第二流体圧ダンパＤ６における環状ピストン４１がシリンダ４０内に収容されるコイルばね４７，４８によって上下から挟持されて附勢されており、シリンダ４０に対して環状ピストン４１を所定の中立位置へ位置決めしている。このように環状ピストン４１をコイルばね４７，４８でなる附勢手段によって附勢することで、第二流体圧ダンパＤ６が最伸長あるいは最収縮したままとなって振動を吸収できなくなって車両における乗り心地を悪化させてしまう事態を防止することができる。また、コイルばね４７，４８をシリンダ４０内に収容するようにしており、流体圧ダンパＤＡ１に無理なく附勢手段を設けることができ、附勢手段を含めた流体圧ダンパＤＡ１を小型化できるという利点があるが、附勢手段の構成は上記コイルばね４７，４８に限られるものではない。
つづいて、上記他の実施の形態のサスペンション装置の構成をより具体化したサスペンション装置Ｓ３について説明する。このサスペンション装置Ｓ３は、図４に示すように、アクチュエータＡと、第一流体圧ダンパと第二流体圧ダンパが一体化された二軸型の流体圧ダンパＤＡとを備えて構成されている。
アクチュエータＡは、直動部材としての螺子軸５０と螺子軸５０に回転自在に螺合される回転部材としてのボール螺子ナット５１とを備えた送り螺子機構とされる運動変換機構と、ボール螺子ナット５１に連結されるモータＭとを備えて構成されている。なお、モータＭを螺子軸に連結し、螺子軸に螺合されるボール螺子ナットを回り止めして直線運動させるようにしてもよい。そして、このアクチュエータＡは、螺子軸５０を伸縮作動端の一方とし、モータＭおよびボール螺子ナット５１を伸縮作動端の他端として、モータＭの回転駆動によって、螺子軸５０がモータＭおよびボール螺子ナット５１に対して相対的に軸方向の直線運動して伸縮する。
また、この場合、モータＭは、筒状のケース５２内に収容されて、これに固定されており、回転部材としてのボール螺子ナット５１もまたケース５２内に収容されるとともに、ケース５２内に装着されたボールベアリング５３を介してケース５２に回転自在に保持されている。なお、モータＭは、図示しないステータを収容保持するケース９０を備えているが、ケース５２をモータＭのケースとして利用し、ケース５２でステータを直接保持してもよい。
また、ケース５２は、後述する流体圧ダンパの中空ロッド６３と一体とされており、単一の筒の図４中上端を大径に成形してケース５２とし、下方側の小径部位を中空ロッド６３としている。
また、このサスペンション装置Ｓ３は、この実施の形態の場合、アクチュエータＡのケース５２の外周に連結される環状のエアチャンバ５４と、後述の流体圧ダンパＤＡの外筒６４の外周に設けたエアピストン５５と、エアチャンバ５４とエアピストン５５とに架け渡される筒状のダイヤフラム５６とで画成されるエア室Ｇによって懸架ばねとして機能するエアばねＡＳを外周側に備えている。
そして、このサスペンション装置Ｓ３は、この場合、アクチュエータＡのケース５２をマウント５７にて車両の車体へ連結し、流体圧ダンパＤＡの外筒６４の図４中下端を車両の車軸へ連結することで、車両の車体と車軸との間に介装されるようになっている。すなわち、このサスペンション装置Ｓ３にあっては、図示しない車両の車体と車軸との間に介装するにあたり、アクチュエータＡを車体へ流体圧ダンパＤＡを車軸へと連結するようにして介装されるようになっている。
アクチュエータＡは、詳しくは、モータＭと、モータＭのロータ９１に連結されるボール螺子ナット５１とボール螺子ナット５１に螺合する螺子軸５０とを備えて構成されており、ボール螺子ナット５１の回転運動を螺子軸５０の直線運動に変換することが可能であり、また、螺子軸５０の直線運動をボール螺子ナット５１の回転運動に変換することも可能とされている。
螺子軸５０は、円筒状に形成され、その外周に螺旋状の螺子溝５０ａが形成されるとともに、軸線に沿って、すなわち、螺子軸５０の直線運動方向に沿って、直線状の縦溝５０ｂが四条形成されている。そして、この螺子軸５０は、ケース５２と中空ロッド６３内に挿通され、中空ロッド６３の螺子軸５０に対向する内周には、四条の縦溝６３ａが形成されている。
他方、ボール螺子ナット５１は、周知であるので詳細には図示しないが、たとえば、筒状本体の内周に設けた螺子軸５０の螺子溝に対向する螺旋状の通路と、筒状本体内に設けられ上記通路の両端を連通する循環路と、該通路および循環路に収容されるとともに螺子溝５０ａを走行する複数のボールと、各ボール間に介装されるスペーサとを備えて構成され、各ボールは、上記ループ状に形成された通路と循環路を循環することができるようになっている。
つづき、ボール螺子ナット５１の回転駆動によって螺子軸５０を直線運動させるため、螺子軸５０の回り止め機構が必要となるが、本実施の形態にあっては、螺子軸５０の外周に設けた縦溝５０ｂと、ケース５２に一体化された中空ロッド６３の内周に軸方向に沿って設けた四条の縦溝６３ａと、これら縦溝５０ｂ，６３ａを走行するボール５８ａを備えたベアリング５８とを備えて当該回り止め機構を構成している。
そして、中空ロッド６３と螺子軸５０との間には、ボールケージ型のベアリング５８が介装されており、このベアリング５８は、軸方向となる図４中上下方向に四列を成して並べて配置されて螺子軸５０側の縦溝５０ａとこれに対向する中空ロッド６３側の縦溝６３ａの双方を走行する複数のボール５８ａと、ボール５８ａを転動自在に保持する筒状のケージ５８ｂとを備えて構成されている。
このベアリング５８は、アクチュエータＡが伸縮して中空ロッド６３と螺子軸５０が軸方向の相対移動を呈すると、ボール５８ａが転動して螺子軸５０と中空ロッド６３との間で軸方向となる上下方向に移動する。具体的には、ベアリング５８は、中空ロッド６３と螺子軸５０の相対移動距離の二分の一の距離を移動することになるが、螺子軸５０のストローク範囲では必ず螺子軸５０に対向してボール５８ａが螺子軸５０の縦溝５０ａから脱落することが無いようになっている。
そして、中空ロッド６３に対して螺子軸５０が図４中上下方向にストロークする際には、両縦溝５０ａ，６３ａの双方を走行するボール５８ａが転動するので、螺子軸５０の上記ストロークに殆ど抵抗を与えることなくこれを許容する。
これに対して、螺子軸５０にトルクが作用して中空ロッド６３に対して回転しようとする際には、両縦溝５０ａ，６３ａ内の双方にボール５８ａが入り込んでいるため、螺子軸５０は中空ロッド６３に一体化されたケース５２に対して回り止めされ、回転部材としてのボール螺子ナット５１の回転に対して共に周方向へ回転してしまうことなく、モータＭの駆動によって螺子軸５０は直線運動をできるようになっている。
具体的には、流体圧ダンパＤＡは、シリンダ６０と、シリンダ６０内に摺動自在に挿入されてシリンダ６０内に二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を画成するピストン６１と、一端がピストン６１に連結されるピストンロッド６２と、シリンダ６０内に移動自在に挿入されるとともに上記ピストンロッド６２の外周に移動自在に装着される中空ロッド６３と、圧力室Ｒ６に連通されるリザーバＲとを備えて構成されている。そして、この実施の形態の場合、シリンダ６０内には、流体として作動油や水、水溶液といった液体が充填され、リザーバＲ内には液体の他、気体が封入されている。
このうち、第一流体圧ダンパＤ３は、シリンダ６０と、シリンダ６０内に摺動自在に挿入されるピストン６１と、一端がピストン６１に連結されるピストンロッド６２とを備え、ピストンロッド６２の他端をアクチュエータＡの伸縮作動端の一方としての螺子軸５０の図４中下端に接続してある。
他方、第二流体圧ダンパＤ４は、上記シリンダ６０内に移動自在に挿入されるとともに上記ピストンロッド６２の外周に移動自在に装着される中空ロッド６３を備えており、中空ロッド６３がこれに一体とされるケース５２を介してアクチュエータＡの伸縮作動端の他方としてのモータＭに接続されている。
より詳細に説明すると、シリンダ６０の上端には、環状のばね受け７０が嵌合され、シリンダ６０の下端には、シリンダ６０とリザーバＲとを仕切る仕切部材６７と環状のばね受け７１が嵌合されている。そして、シリンダ６０は、ばね受け７０，７１および仕切部材６７とともに外筒６４内に収容され、外筒６４の図４中上端に固定される環状のシールケース６５と、外筒６４の図４中下端を閉塞するキャップ６６とで挟持され、外筒６４に固定される。
このように外筒６４内にシリンダ６０が収容固定されると、シリンダ６０と外筒６４との間には環状隙間が設けられ、この環状隙間でリザーバＲが形成される。なお、リザーバＲは、シリンダ６０の外周を覆う外筒６４との間に形成される環状隙間で形成されているが、他所に設けるようにしてもよい。また、リザーバＲは、シリンダ６０内にピストンロッド６２および中空ロッド６３が出入りする際のシリンダ６０内の容積変化を補償するために設けられるが、流体圧ダンパＤＡの作動流体が気体である場合にはリザーバＲを廃止してもよい。
また、シールケース６５は、有頂筒状のケース本体６５ａと、ケース本体６５ａの端部外周に設けたフランジ６５ｂとを備え、フランジ６５ｂの外周が外筒６４に固定されている。また、ケース本体６５ａの頂部には、中空ロッド６３の挿通を許容するロッド挿通孔６５ｃが設けられており、ケース本体６５ａ内には、環状であって中空ロッド６３を摺動自在に軸支するロッドガイド６８が嵌合されている。このロッドガイド６８は、内周に中空ロッド６３の外周に摺接する筒状のブッシュ６９を備え、シリンダ６０の上端に嵌合するばね受け７０と、シールケース６５とで挟持されて、シールケース６５のケース本体６５ａに嵌合された状態で固定される。
また、ピストン６１は、環状のディスク６１ａと、ディスク６１ａの外周から立ち上がる筒部６１ｂと、筒部６１ｂの外周に設けたフランジ状のばね受け部６１ｃと、ばね受け部６１ｃの外周から立ち上がってシリンダ６０の内周に摺接する摺接部６１ｄとを備えて構成されている。当該ピストン６１は、ディスク６１ａの内周にピストンロッド６２の図４中下端を挿通してピストンロッド６２に組付けられ、ピストンナット７２で固定される。このピストン６１をシリンダ６０内に挿入することにより、シリンダ６０内が仕切られて二つの圧力室Ｒ１，Ｒ２が形成される。
さらに、ピストン６１のディスク６１ａには、上記圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２とを連通する通路６１ｅ，６１ｆが設けられている。通路６１ｅは、ディスク６１ａの下端に積層されるリーフバルブ７３によって開閉され、圧力室Ｒ１から圧力室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行とされるとともに、通路６１ｅを通過する流体の流れにリーフバルブ７３で抵抗を与えるようになっている。通路６１ｆは、ディスク６１ａの上端に積層されるリーフバルブ７４によって開閉され、圧力室Ｒ１から圧力室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する一方通行とされるとともに、通路６１ｆを通過する流体の流れにリーフバルブ７４で抵抗を与えるようになっている。
また、ピストン６１のばね受け部６１ｃとばね受け７０との間、およびばね受け部６１ｃとばね受け７１との間には、それぞれ、附勢手段としてのコイルばね７５，７６が介装されており、これらコイルばね７５，７６によってピストン６１が上下の双方から挟持されて附勢され、ピストン６１はシリンダ６０に対してコイルばね７５，７６の附勢力がバランスする所定の中立位置に位置決めされる。これらコイルばね７５，７６は、ピストン６１がシリンダ６０に対して変位すると、その附勢力でピストン６１を上記中立位置へ復帰させる。なお、中立位置は、必ずしもシリンダ６０の中央に設定されずともよい。
転じて、仕切部材６７は、シリンダ６０とキャップ６６とで挟持されてシリンダ６０に固定され、リザーバＲと圧力室Ｒ２とを仕切っている。また、仕切部材６７は、リザーバＲと圧力室Ｒ２とを連通する通路６７ａ，６７ｂを備えている。通路６７ａは、仕切部材６７の上端に積層されるチェックバルブ７７によって開閉されるようになっており、このチェックバルブ７７によってリザーバＲから圧力室Ｒ２へ向かう流れのみを許容するようになっている。また、通路６７ｂは、
仕切部材６７の下端に積層されるリーフバルブ７８によって開閉され、圧力室Ｒ２からリザーバＲへ向かう流体の流れのみを許容する一方通行とされるとともに、通路６７ｂを通過する流体の流れにリーフバルブ７８で抵抗を与えるようになっている。
中空ロッド６３は、ロッドガイド６８の内周に筒状のブッシュ６９を介して軸支されて、図４中下端がシリンダ６０内に移動自在に挿入されている。中空ロッド６３の図４中上端は、上述のように、アクチュエータＡの伸縮作動端の他方としてのモータＭと回転部材２とを保持する筒状のケース５２に一体化されている。さらに、上記シールケース６５のケース本体６５ａに収容される環状のシール部材７９で中空ロッド６３の外周が密にシールされている。
ピストンロッド６２は、中空ロッド６３内に挿通され、図４中上端をアクチュエータＡの伸縮作動端の一方としての螺子軸５０の図４中下端に連結され、図４中下端には上述したピストン６１が連結されている。中空ロッド６３は、図４中下端に環状のシール部材８２を保持する筒状のシールケース８１が螺着されており、このシール部材８２はピストンロッド６２の外周に摺接してピストンロッド６２の外周をシールしている。また、シールケース８１の下端内周には、ピストンロッド６２の外周に摺接するブッシュ８７が設けてあり、ピストンロッド６２の軸方向へ摺動を許容しつつピストンロッド６２を中空ロッド６３に対して径方向に位置決めている。
このようにピストンロッド６２は、中空ロッド６３に対して軸方向となる図４中上下方向へ相対的に移動することができるようになっている。そして、ピストンロッド６２の外周に設けた環状のクッション８０が中空ロッド６３の下端に当接すると、ピストンロッド６２の中空ロッド６３に対する図４中上方への移動が規制される。
なお、中空ロッド６３の図４中下端に取付けられるシールケース８１は、外周にフランジ８１ａを備えていて、フランジ８１ａの図４中上端には中空ロッド６３の外周に装着される環状のクッション８３が着座されていて、クッション８３がばね受け７０の内周に当接すると、中空ロッド６３のシリンダ６０に対する図４中上方への移動が規制され、このクッション８３によってサスペンション装置Ｓ３の全体の最伸長時の衝撃が緩和される。
また、ケース５２と中空ロッド６３との接続部に形成される段部に着座するとともに中空ロッド６３の外周に装着される環状のクッション８４が設けてあり、中空ロッド６３が図４中下方へ移動してシリンダ６０内へ侵入していくと、最終的にクッション８４がシールケース６５の図４中上方に取付けられたクッション受け８９に当接して、それ以上の中空ロッド６３のシリンダ６０内への侵入が規制され、サスペンション装置Ｓ３の全体の最収縮時の衝撃が緩和される。
つまり、クッション８３，８４は、第二流体圧ダンパＤ４の伸長と収縮の規制を行っており、第二流体圧ダンパＤ４がアクチュエータＡと第一流体圧ダンパＤ３とで成るアクティブサスペンションユニットＵ１に並列されるので、これらクッション８３，８４は、サスペンション装置Ｓ３の伸長と収縮の規制をも行うことになる。
さらに、シリンダ６０の内周に嵌合するとともにばね受け７０の下端に着座する環状のクッション８５が設けられており、このクッション８５は、ピストン６１の摺動部６１ｄの上端と衝合すると、ピストン６１のシリンダ６０に対する図４中上方への移動を規制する。また、ばね受け７１の上端には環状のクッション８６が取付けられており、このクッション８６は、ピストン６１のディスク６１ａの下端と衝合すると、ピストン６１のシリンダ６０に対する図４中下方への移動を規制する。すなわち、クッション８５，８６は、シリンダ６０に対してピストン６２のストローク範囲を規定しており、第一流体圧ダンパＤ３の伸長と収縮の規制し、最伸長時と最収縮時の衝撃を緩和するようになっている。
このように構成された流体圧ダンパＤＡは、他の実施の形態の流体圧ダンパを具体化したものであるので、上記の他の実施の形態の流体圧ダンパと同様の作用効果を奏することになる。
また、このように流体圧ダンパＤＡを構成することで、ケース５２に一体化される中空パイプ６３とピストンロッド６２がシリンダ６０に対して径方向に位置決めされるので、アクチュエータＡと流体圧ダンパＤＡの調芯が容易である。
これに加えて、ケース３１に一体化される中空ロッド６３に横力が作用する場合に、当該横力はシリンダ６０、ピストン６１およびロッドガイド６５で分担してうける構造となっているので、アクチュエータＡへ横力が入力されてしまうことを防止できる。それゆえ、螺子軸５０、ボール螺子ナット５１およびベアリング５８を横力から保護することができ、サスペンション装置Ｓ３の円滑な伸縮が長期にわたって保証されて信頼性が向上する。
つづいて、アクチュエータＡのケース５２の外周には、環状のエアチャンバ５４が連結されている。エアチャンバ５４は、ケース５２の外径より大径に設定される筒部５４ａと、筒部５４ａの上端をケース５２へ連結する環状の頂部５４ｂとを備えて構成されている。
さらに、流体圧ダンパＤＡの外筒６４の外周には、エアチャンバ５４の筒部５４ａより小径な筒状のエアピストン５５が連結されており、エアチャンバ５４の筒部５４ａの下端と、エアピストン５５の中間外周との間には筒状で可撓性を備えたダイヤフラム５６が架け渡されている。
このように、エアチャンバ５４、エアピストン５５およびダイヤフラム５６によって、アクチュエータＡと流体圧ダンパＤＡの外周にエアばねＡＳにおけるエア室Ｇが形成されている。このエア室Ｇ内には、気体を給排することができるようになっており、エア室Ｇ内の気圧を調節することで車両の車高とばね定数を調整でき、エアばねＡＳは懸架ばねとして機能するようになっている。なお、この実施の形態の場合、懸架ばねをエアばねＡＳとしているが、懸架ばねをコイルばねとしてもよいことは当然である。
そして、上述したように本実施の形態のサスペンション装置Ｓ３にあっては、ケース５２と中空ロッド６３が一体化されており、アクティブサスペンションユニットＵ１の駆動部分がケース３１と中空ロッド２３とで覆われ、外部からの干渉を受けることが無く保護されるとともに、外周にエアばねＡＳを設けてもケース５２および中空ロッド６３内にはエア室の圧力が作用せず、モータＭへ高圧がしないので、エアばねを懸架バネとする場合にあっても、サスペンション装置Ｓ１の信頼性が向上し、また、密封の困難なモータＭ内を密封する必要も無い。
このように構成されたサスペンション装置Ｓ３は、他の実施の形態のサスペンション装置Ｓ１をより具体的な構成としたものであり、アクティブサスペンションユニットＵ１に第二流体圧ダンパＤ４を並列させているので、何らかの理由でアクチュエータＡが推力を出力できなくなって、アクチュエータＡが何ら抵抗なく伸縮するようになっても、流体圧ダンパＤＡに一体化された第二流体圧ダンパＤ４が減衰力を発揮することで、フェール時にあっても車両における乗り心地が悪くなってしまうことがない。
また、第一流体圧ダンパＤ３と第二流体圧ダンパＤ４とがシリンダ６０を共有して流体圧ダンパＤＡに一体化されているので、第一流体圧ダンパと第二流体圧ダンパとが独立して設けられるサスペンション装置に比較して省スペースで使用流体量や部品点数も削減できる軽量であり、車両への搭載性が飛躍的に向上するとともに、製造コストも低減される。
さらに、リザーバＲ内の圧力、リーフバルブ７３,７４,７８およびチェックバルブ７７の設定にもよるが、ピストンロッド６２がシリンダ６０内へ侵入する場合には、中空ロッド６３に図４中上昇させる方向の力が働き、また、ピストンロッド６２がシリンダ６０から退出する場合には、中空ロッド６３に図４中下降させる方向の力が働くように設定することもできる。そのように設定することで、車高を上昇させようとしてアクチュエータＡが伸長する方向の推力を発生し、ピストンロッド６２が下降する動作を呈する際に、中空ロッド６３に上昇方向の力が作用することになるので、車高を上昇させやすくなり、反対に、車高を下降させようとしてアクチュエータＡが収縮する方向の推力を発生し、ピストンロッド２２が上昇する動作を呈する際に、中空ロッド６３に下降方向の力が作用することになるので、車高を下降させやすくなる。したがって、このように第一流体圧ダンパＤ３と第二流体圧ダンパＤ４とを流体圧ダンパＤＡに一体化することで、アクチュエータＡによる車高調整に対しては、これを抑制するように働く第一流体圧ダンパＤ３に対して、第一流体圧ダンパＤ３に抗して第二流体圧ダンパＤ４に車高調整を助勢するように働くようにすることができ、第一流体圧ダンパＤ３で高周波振動を吸収しつつアクチュエータＡの駆動ロスを小さくすることができる。よって、このサスペンション装置Ｓ１にあっては、車両における乗り心地を確保しつつもアクチュエータＡの消費エネルギを削減できる。
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
本発明は車両のサスペンション装置に利用可能である。
１ 直動部材
２ 回転部材
４，１１ ダンパ本体
５，１２ ロッド
６，７ ばね受け
８，９ 附勢手段としてのばね
１０ ばねシート
２０，４０，６０ シリンダ
２１，４１，６１ ピストン
２１ａ，２１ｂ，２７ａ，２７ｂ，４１ａ，４１ｂ，４５ａ，４５ｂ，６１ｅ，６１ｆ，６７ａ，６７ｂ 通路
２１ｃ，２１ｄ，２７ｄ，４１ｃ，４５ｄ 減衰力発生要素
２２，４２，６２ ピストンロッド
２３，４３，６３ 中空ロッド
２３ａ，４３ａ，７９，８２ シール部材
２３ｂ，４３ａ，８７ ブッシュ
２４，４４，６４ 外筒
２５，４６，６８ ロッドガイド
２６，６６ キャップ
２７，４５，６７ 仕切部材
２７ｃ，４５ｃ 逆止弁
２８，６９，８７ ブッシュ
２９，６５，８１ シールケース
３０ シール
３１，５２ ケース
３２，３３，４７，４８，７５，７６ 附勢手段としてのコイルばね
５０ 直動部材としての螺子軸
５０ａ 螺子溝
５０ｂ，６３ａ 縦溝
５１ 回転部材としてのボール螺子ナット
５３ ボールベアリング
５４ エアチャンバ
５４ａ 筒部
５４ｂ 頂部
５５ エアピストン
５６ ダイヤフラム
５７ マウント
５８ ベアリング
５８ａ ボール
５８ｂ ケージ
６１ａ ディスク
６１ｂ 筒部
６１ｃ ばね受け部
６１ｄ 摺接部
６５ａ ケース本体
６５ｂ フランジ
６５ｃ ロッド挿通孔
７０，７１ ばね受け
７３，７４，７８ リーフバルブ
７７ チェックバルブ
８０，８３，８４，８５，８６ クッション
８１ａ フランジ
８９ クッション受け
９０ モータのケース
９１ ロータ
Ａ アクチュエータ
ＡＳ エアばね
Ｂ ばね上部材
Ｃ 懸架ばね
Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５ 第一流体圧ダンパ
Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６ 第二流体圧ダンパ
ＤＡ，ＤＡ１ 流体圧ダンパ
Ｇ エア室
Ｍ モータ
Ｒ リザーバ
Ｒ１，Ｒ２ 圧力室
Ｓ，Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３ サスペンション装置
Ｔ 運動変換機構
Ｕ，Ｕ１ アクティブサスペンションユニット
Ｗ ばね下部材

Claims (12)

  1. 直動型のアクチュエータと当該アクチュエータに伸縮方向を共にして接続される第一流体圧ダンパとを備えたアクティブサスペンションユニットと、当該アクティブサスペンションユニットに並列される第二流体圧ダンパとを備えたサスペンション装置。
  2. アクチュエータは、駆動源にモータを備え、外部入力に対して電力回生による減衰力を発生可能であることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
  3. アクチュエータは、直動部材と直動部材の直線運動を回転部材の回転運動に変換する運動変換機構と、回転部材に連結されるモータとを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のサスペンション装置。
  4. 第一流体圧ダンパは、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドとを備え、ピストンロッドの他端をアクチュエータの伸縮作動端の一方に接続してなり、第二流体圧ダンパは、一端がアクチュエータの伸縮作動端の他方に接続され他端が上記シリンダ内に移動自在に挿入されるとともに上記ピストンロッドの外周に移動自在に装着される中空ロッドを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のサスペンション装置。
  5. 第一流体圧ダンパは、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入される中空ロッド内に移動自在に挿入されるロッドとを備え、ロッドの他端をアクチュエータの伸縮作動端の一方に接続してなり、第二流体圧ダンパは、上記中空ロッドと、シリンダ内に摺動自在に挿入されて中空ロッドの外周に装着される環状ピストンとを備え、中空ロッドの一端をアクチュエータの伸縮作動端の他方に接続してなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のサスペンション装置。
  6. 第一流体圧ダンパは、シリンダに対してピストンを所定位置に位置決める附勢手段を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のサスペンション装置。
  7. 第二流体圧ダンパは、シリンダに対して環状ピストンを所定位置に位置決める附勢手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載のサスペンション装置。
  8. 運動変換機構が、モータに連結される螺子ナットと、第一流体圧ダンパにおけるピストンロッド或いはロッドに連結されるとともに上記螺子ナットに回転自在に螺合される螺子軸であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のサスペンション装置。
  9. アクチュエータがモータを保持するとともに螺子ナットを回転自在に保持する筒状のケースを備え、中空ロッドとケースが一体化されることを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載のサスペンション装置。
  10. 中空ロッド内に螺子軸が挿通されると共に、中空ロッドに対して螺子軸の回り止めする回転止機構を備えたことを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載のサスペンション装置。
  11. 回転止機構は、当該螺子軸の外周に軸方向に沿って設けられた螺子軸側溝と、中空ロッドの内周に軸方向に沿って設けられて螺子軸側溝に対向するロッド側溝と、螺子軸側溝とこれに対向するロッド側溝の双方を走行する複数のボールと、ボールを転動自在に保持するケージとを備えたことを特徴とする請求項１０に記載のサスペンション装置。
  12. アクチュエータのケースに連結される筒状のエアチャンバと、上記シリンダの外周に連結される筒状のエアピストンと、エアチャンバとエアピストンに架け渡される筒状のダイヤフラムとを備えたエアバネを設けたことを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のサスペンション装置。
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