JP2013082432A - 車両のサスペンション装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両のサスペンション装置Sは、前輪及び後輪の少なくとも一方の左右一対の車輪2において、左の車輪2Aと車体1との間に介在された左油圧シリンダ4と、右の車輪2Bと車体1との間に介在された右油圧シリンダ5と、左油圧シリンダ4の上シリンダ室4Uと右油圧シリンダ5の下シリンダ室5Lとを連通接続する第1油路6と、右油圧シリンダ5の上シリンダ室5Uと左油圧シリンダ4の下シリンダ室4Lとを連通接続する第2油路7と、第1油路6と第2油路7とに連通状態に夫々設けられたアキュムレータ9,10と、アキュムレータ用第1バルブ13bと、アキュムレータ用第1バルブ13bの負荷より大きな負荷を与えるアキュムレータ用第2バルブ13aとを備える。
【選択図】図1
Description
更には、車輪と車体との相対的な上下動(量や速度等)を検出して、それに伴う減衰機構のコントロールが必要となり、装置としての制御が繁雑になり易い問題点がある。
この構成によるスタビライザ機能によって、従来のスタビライザバーを省略することが可能となる。
この構成によれば、アブソーバー機能を持たせることが可能で、従来のアブソーバーを省略する、或いは小型化することが可能となり、前出のスタビライザ機能も有することにより、従来のスタビライザバーを省略することも合わせて車輪まわりの構造の簡単化を図ることができる。
また、車体がロールする場合には、一方の油圧シリンダの下シリンダ室と、これに連通する他方の油圧シリンダの上シリンダ室とが共に収縮して容積減少を起こすから、作動油が両シリンダ室から押し出されて一方のアキュムレータに移動する。本発明では、アキュムレータに作動油が進入する際に負荷を与えるアキュムレータ用第2バルブが設けられているので、このような作動油の移動時に、アキュムレータ用第2バルブと共にシリンダの各ポートに対応する差圧機構でも流動抵抗を発生させることができ、その結果、車体のロールに対する減衰効果をより強く発揮することができる。
以上の結果、複雑な機械機構や制御機構を設けなくても、受動的なシステムにて、車体のロール、バウンスに適した減衰力を発揮させることが可能で、走行安定性の確保と、良好な乗り心地の確保とを共に叶えることができる。
従って、例えば、油圧シリンダに作用する入力の速度が遅い時には、オリフィスが主となって減衰を図り、入力の速度が速い時には、オリフィスに加え減衰力バルブによって衝撃減衰を図ることが可能となる。これによって、車輪に作用する路面入力の大小に拘わらず適切な減衰を叶えることが可能となり、走行安定性と乗り心地の向上を両立させることができる。
また、差圧機構や負荷機構を構成する各バルブ等のパーツが露出したままになるのを防止し易くなり、部品耐久性の向上を図ることができる。
1−1.第1実施形態
図1は、本発明の「車両のサスペンション装置」の一例を組み込んだ車両を示すもので、一対の前輪(又は後輪)部分を示す模式図である。本車両のサスペンション装置Sは、前輪及び後輪の少なくとも一方の左右一対の車輪に適用することが可能である。
左の車輪2A、右の車輪2Bは、それぞれ回転軸芯Xa,Xb周りに回転自在な状態で、車体1に取り付けられている。
車体1への車輪2の取り付けは、左油圧シリンダ4、及び、右油圧シリンダ5を介して上下に移動可能な状態に取り付けられている。
具体的には、車輪2は、車体1の下端部1aから側方に延びた上下揺動自在なリンク部材3を介して車体1に取り付けられている。
また、左油圧シリンダ4、及び、右油圧シリンダ5は、その上端部は、車体1の支持部1bに取り付けられ、下端部は、リンク部材3の中間部3aに取り付けられ、車体1と車輪2との上下相対移動に対して伸縮して減衰を図れるように構成されている。
尚、アキュムレータ9,10はシステム圧を発生させ、シリンダ室4U、4L、5U、5Lからの作動油Rの流入、逆にシリンダ室4U、4L、5U、5Lへの作動油Rの供給を行う。又、車両のロール剛性を付与するために設けられている。アキュムレータ9,10の容器の中には気体が充填されており、作動油Rの体積により、その気体の体積が変化することで気体のバネとして作用する。すなわち、アキュムレータ9,10に作動油Rが流入すると、気体が圧縮され、気体のバネ力による反発力が作動油Rに付加され、車両のロール剛性(スタビライザ機能)を付与することが可能となる。
第3油路11、及び、第4油路12には、アキュムレータ9,10に作動油Rが進入する際に負荷を与える負荷機構13がそれぞれ設けてある。また、第3油路11と第4油路12とにわたっては、互いの油路どうしの作動油体積が増減し、差が生じることによる車両傾き等に対して作動油Rの移動を許容してバランスをとる連通機構14が設けられている。
減衰力バルブ8bの差圧と流量との関係は、図2に示すとおりである。
チェックバルブ8a、減衰力バルブ8bには、弁体に閉じ付勢力を与えるスプリング15が備えられており、このスプリング15の付勢力が大きいと、作動油Rの流動抵抗も大きくなり、逆に、付勢力が小さいと、作動油Rの流動抵抗も小さくなるように構成されていても良く、リーフ弁構造でもよい。但し、このチェックバルブ8aは、流入時は作動油Rが流入し易いようにする為に、高い流動抵抗には設定しない。
減衰力バルブ8bは、流量、差圧に応じて開弁量が変わり、相応した減衰力を発生させるため、例えば、板バネ等による弾性付勢力を流路閉弁方向に作用させるように構成されたものを採用することができる。
本実施形態では、差圧機構8は、シリンダ室4U,4L,5U,5Lから作動油Rが排出される際の流動抵抗が各シリンダ室4U,4L,5U,5Lに作動油Rが進入する際の流動抵抗よりも大きく設定されている。すなわち、チェックバルブ8aを介して作動油Rが各シリンダ室4U,4L,5U,5Lに進入する際の減衰力よりも、減衰力バルブ8bを介して作動油Rが各シリンダ室4U,4L,5U,5Lから排出される際の減衰力の方が大きく設定されている。
この図から見られるように、ピストン速度に対して所望する適切な減衰を得ることができる。
車輪2の動きとしては、図4に示すような、左油圧シリンダ4,右油圧シリンダ5が共に伸びる「伸びバウンス」と、図5に示すような、左油圧シリンダ4,右油圧シリンダ5が共に縮む「縮みバウンス」と、図6に示すような、左油圧シリンダ4,右油圧シリンダ5の一方が伸び他方が縮む「ロール」とについて説明する。
この時、一方の下シリンダ室4L(5L)と他方の上シリンダ室5U(4U)との間においては、伸び縮みの量の絶対値は等しいから、下シリンダ室4L(5L)から排出されるピストンロッドPrの容積分の作動油Rが、アキュムレータ10(9)からチェックバルブ13bを経由して上シリンダ室5U(4U)にスムーズに流れる。
以上の作動油Rの流れにおいては、主に、下シリンダ室4L,5Lに対応した差圧機構8を経由して作動油Rが排出されることで、減衰力が発生する。
また、この時、上シリンダ室4U,5Uに対応した差圧機構8は、シリンダ室の液圧を充分に確保するため、スムーズに作動油Rが流入するような特性にチェックバルブ8aが設定されている。
この時、一方の上シリンダ室4U(5U)と他方の下シリンダ室5L(4L)との間においては、伸び縮みの量の絶対値は等しいから、上シリンダ室4U(5U)に進入するピストンロッドPrの容積分の作動油Rが、負荷機構13を経由してアキュムレータ9(10)に流入する。
以上の作動油Rの流れにおいては、上シリンダ室4U,5Uに対応した差圧機構8を経由して作動油Rが排出されることで、減衰力が発生する。
尚、この時、負荷機構13を通過するロッド容積分の作動油Rの流量は小さく、負荷機構13により発生する減衰力は小さい。また、下シリンダ室4L,5Lに対応した差圧機構8は、シリンダ室の液圧を充分確保するため、スムーズに作動油Rが流入するような特性にチェックバルブ8aが設定されている。
左の車輪2A(旋回内輪)は、相対的にリバウンド方向に動き、作動油Rは、図6に示すように、下シリンダ室4Lから排出されて、対応する差圧機構8、及び、負荷機構13を経由して、アキュムレータ10に流入する。
右の車輪2B(旋回外輪)は、相対的にバウンド方向に動き、作動油Rは、図6に示すように、上シリンダ室5Uから排出されて、対応する差圧機構8、及び、負荷機構13を経由して、アキュムレータ10に流入する。
この時、左油圧シリンダ4の下シリンダ室4Lに対応した差圧機構8と、右油圧シリンダ5の上シリンダ室5Uに対応した差圧機構8と、アキュムレータ10に対応した負荷機構13とによって、大きな減衰効果を発揮できる。
また、左油圧シリンダ4の上シリンダ室4U、及び、右油圧シリンダ5の下シリンダ室5Lには、アキュムレータ9から作動油Rが供給されるが、それぞれに対応した差圧機構8は、シリンダ室4L,5Uの液圧を充分確保するため、スムーズに作動油Rが流入するように上シリンダ室4Uと下シリンダ室5Lのチェックバルブ8aは設定されている。
破線は、「伸びバウンス」、「縮みバウンス」を示し、実線は「ロール」を示しており、横軸がピストン速度であり、縦軸は減衰力を示している。
ピストン速度の変化に伴って、線形が屈曲しており、初期の急勾配のエリアは、差圧機構8のオリフィス8cによる減衰効果が現れている。緩やかな勾配のエリアは、各差圧機構8、負荷機構13による減衰効果が現れている。
また、本実施形態のサスペンション装置Sによれば、アブソーバー機能とスタビライザ機能を兼ねることができ、スタビライザバーを省略することも可能となって、車輪2まわりの構造の簡単化を図ることができる。
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。図7は、本実施形態のサスペンション装置Sを組み込んだ車体1を示すものである。上記第1実施形態のサスペンション装置Sでは差圧機構8を備えていたが、第2実施形態のサスペンション装置Sでは差圧機構8に代えてサスペンション機構50を備えている点で第1実施形態と異なる。以下では、主に異なる点について説明する。
車輪2の動きとしては、図8に示すような、左油圧シリンダ4,右油圧シリンダ5が共に伸びる「伸びバウンス」と、図9に示すような、左油圧シリンダ4,右油圧シリンダ5が共に縮む「縮みバウンス」と、図10に示すような、左油圧シリンダ4,右油圧シリンダ5の一方が伸び他方が縮む「ロール」と、図11に示すような、単輪入力による「縮みバウンス」と、図12に示すような、単輪入力による「伸びバウンス」とについて説明する。
この時、一方の下シリンダ室4L(5L)と他方の上シリンダ室5U(4U)との間においては、伸び縮みの量の絶対値は等しいから、下シリンダ室4L(5L)から排出されるピストンロッドPrの容積分の作動油Rが、アキュムレータ10(9)からチェックバルブ13bを経由して上シリンダ室5U(4U)にスムーズに流れる。
また、この時、サスペンション機構50の油圧ダンパー51も左右共に伸びようとする。このため、減衰力バルブVa2により減衰力が発生する。
この時、一方の上シリンダ室4U(5U)と他方の下シリンダ室5L(4L)との間においては、伸び縮みの量の絶対値は等しいから、上シリンダ室4U(5U)に進入するピストンロッドPrの容積分の作動油Rが、負荷機構13を経由してアキュムレータ9(10)に流入する。
尚、この時、負荷機構13を通過するロッド容積分の作動油Rの流量は小さく、負荷機構13により発生する減衰力は小さい。
また、この時、サスペンション機構50の油圧ダンパー51も左右共に縮もうとする。このため、減衰力バルブVa4により減衰力が発生する。
左の車輪2A(旋回外輪)は、相対的にバウンド方向に動き、作動油Rは、図10に示すように、上シリンダ室4Uから排出されて、負荷機構13を経由して、アキュムレータ9に流入する。
右の車輪2B(旋回内輪)は、相対的にリバウンド方向に動き、作動油Rは、図10に示すように、下シリンダ室5Lから排出されて、負荷機構13を経由して、アキュムレータ9に流入する。
この時、負荷機構13の減衰力バルブ13aによって、大きな減衰効果を発揮できる。
左の車輪2Aはバウンド方向に動き、この場合、図11に示すように、右の車輪2Bは殆どストロークしない。右油圧シリンダ5の下シリンダ室5Lには、コイルを押し縮める程の圧力が必要なため、左油圧シリンダ4の上シリンダ室4Uから排出された作動油Rは殆ど流れず、負荷機構13を経由して、アキュムレータ9に流入する。
この時、負荷機構13の減衰力バルブ13aによって、ストローク量、ストローク速度に応じた減衰力が発生する。
左の車輪2Aはリバウンド方向に動き、この場合、図12に示すように、右の車輪2Bは殆どストロークしない。右油圧シリンダ5の上シリンダ室5Uには車体1を持ち上げる程の圧力が必要なため、左油圧シリンダ4の下シリンダ室4Lから排出された作動油Rは殆ど流れず、負荷機構13を経由して、アキュムレータ10に流入する。
この時、負荷機構13の減衰力バルブ13aによって、ストローク量、ストローク速度に応じた減衰力が発生する。
次に、本発明に係る第3実施形態について説明する。図13は、本実施形態のサスペンション装置Sを組み込んだ車体1を示すものである。上記第1実施形態のサスペンション装置Sでは差圧機構8を備えているとして説明した。また、第2実施形態のサスペンション装置Sでは差圧機構8に代えてサスペンション機構50を備えているとして説明した。第3実施形態のサスペンション装置Sでは差圧機構8及びサスペンション機構50の双方を備えている点で上記第1実施形態及び第2実施形態と異なる。構成については、上記第1実施形態及び第2実施形態と同様であるので説明は省略する。
次に、左油圧シリンダ4及び右油圧シリンダ5に使用される油圧シリンダの構成について説明する。左油圧シリンダ4及び右油圧シリンダ5は同じものを使用することができる。よって、以下では、左油圧シリンダ4の例を挙げて説明する。左油圧シリンダ4の構成を模式的に示した断面図が図14に示される。
以下に他の実施の形態を説明する。
ユニットYには、各ポートに対応した油路接続部16を設け、各油路をその油路接続部16に接続するだけで簡単に設置することができる。
このように、差圧機構8と負荷機構13とをユニット化することで、各バルブ等のパーツの暴露を防止して部品耐久性の向上を図れると共に、ユニットYの車体1への取付性を向上させることができ、且つ、省スペース化を叶えることが可能となる。
2 車輪
2A 左の車輪
2B 右の車輪
4 左油圧シリンダ
4U 上シリンダ室
4L 下シリンダ室
5 右油圧シリンダ
5U 上シリンダ室
5L 下シリンダ室
6 第1油路
7 第2油路
8 差圧機構
8a チェックバルブ
8b 減衰力バルブ
8c オリフィス
9 アキュムレータ
10 アキュムレータ
13 負荷機構
13a 減衰力バルブ(アキュムレータ用第2バルブ)
13b チェックバルブ(アキュムレータ用第1バルブ)
50 サスペンション機構
93 管(筒状部材)
101 固定部(下側の固定部)
102 固定部
110 ポート
111 ポート
170 上シリンダ室用油路
171 下シリンダ室用油路
R 作動油
S サスペンション装置(車両のサスペンション装置)
Claims (11)
- 前輪及び後輪の少なくとも一方の左右一対の車輪において、
左の車輪と車体との間に介在された左油圧シリンダと、
右の車輪と車体との間に介在された右油圧シリンダと、
前記左油圧シリンダの上シリンダ室と前記右油圧シリンダの下シリンダ室とを連通接続する第1油路と、
前記右油圧シリンダの上シリンダ室と前記左油圧シリンダの下シリンダ室とを連通接続する第2油路と、
前記第1油路と前記第2油路とに連通状態に夫々設けられたアキュムレータと、
夫々のアキュムレータから作動油を排出するように各アキュムレータに設けられたアキュムレータ用第1バルブと、
前記夫々のアキュムレータに進入する作動油の流量を調整して、前記アキュムレータ用第1バルブが作動油に与える負荷よりも大きな負荷を作動油に与えるように各アキュムレータに設けられたアキュムレータ用第2バルブと、
を備えてある車両のサスペンション装置。 - 前記各シリンダ室のポートに各別に対応させて設けられると共に、前記各ポート毎に作動油の入出圧力に差をつける差圧機構を備えてある請求項1に記載の車両のサスペンション装置。
- 前記差圧機構は、前記シリンダ室から作動油が排出される際の設定圧力が前記シリンダ室に作動油が進入する際の設定圧力よりも大きく設定されてある請求項2に記載の車両のサスペンション装置。
- 前記差圧機構に、オリフィスとチェックバルブと前記シリンダ室から作動油が排出される際に前記作動油に負荷を与えて減衰力を発生させる減衰力バルブとを備えてある請求項2又は3に記載の車両のサスペンション装置。
- 前記差圧機構と、前記アキュムレータ用第1バルブ及び前記アキュムレータ用第2バルブを有する負荷機構とをユニット化してある請求項2から4のいずれか一項に記載の車両のサスペンション装置。
- 前記アキュムレータ用第2バルブは、当該アキュムレータ用第2バルブが設けられたアキュムレータとは異なる側のアキュムレータに設けられたアキュムレータ用第1バルブが作動油に与える負荷よりも大きな負荷を与えるように構成されている請求項1から5のいずれか一項に記載の車両のサスペンション装置。
- さらに、前記車輪を懸架するサスペンション機構が備えられている請求項1から6のいずれか一項に記載の車両のサスペンション装置。
- 前記左油圧シリンダ及び前記右油圧シリンダの夫々は、前記上シリンダ室及び前記下シリンダ室の夫々から作動油を給排するポートを下側の固定部から離間した位置に配設してある請求項1から7のいずれか一項に記載の車両のサスペンション装置。
- 前記上シリンダ室の作動油の給排を行うポートと前記下シリンダ室の作動油の給排を行うポートとが、上側に設けられたロッドの固定部の側に配設されてある請求項1から8のいずれか一項に記載の車両のサスペンション装置。
- 前記上シリンダ室の作動油の給排を行う上シリンダ室用油路及び前記下シリンダ室の作動油の給排を行う下シリンダ室用油路が、前記ロッドの径方向内側に設けられている請求項9に記載の車両のサスペンション装置。
- 前記ロッドの径方向内側に同軸心上に筒状部材を有し、前記筒状部材の径方向内側に前記下シリンダ室用油路が形成され、前記ロッドの内周面と前記筒状部材の外周面との間に前記上シリンダ室用油路が形成される請求項10に記載の車両のサスペンション装置。
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