JP2528086Y2

JP2528086Y2 - 懸架機構用の流体制御装置

Info

Publication number: JP2528086Y2
Application number: JP1989104442U
Authority: JP
Inventors: 信哉江連; 宏二中村
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1989-09-06
Filing date: 1989-09-06
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2004-09-06
Also published as: JPH0343010U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、自動車等の車両の流体式サスペンションシ
ステムに使われる流体制御装置に関する。

［従来の技術］流体式懸架機構は、シリンダの内部に作動液を収容す
るとともに、この作動液に高圧ガスの圧力を作用させる
ことによって、シリンダに挿入されたロッドをシリンダ
から押出す方向に付勢するようにしている。従って、上
記ガスは車両の重量を支えるに足る高い圧力で封入され
る。この種の懸架機構は、シリンダ内の作動液の量を変
化させることによって懸架機構の軸方向長さ、すなわち
車高を変化させることができる。この明細書において
は、シリンダに対してロッドが軸方向に伸びて車高が上
がることを「上昇」と表現し、シリンダに対してロッド
が縮んで車高が下がることを「下降」と表現する。

このような車高調整機能を備えた流体式懸架機構にお
いて、例えば実開昭60−102114号公報に見られるよう
に、ポンプおよび弁を用いて所望量の油をシリンダに供
給したり、所望量の油をシリンダから排出するシステム
が開発されている。

［考案が解決しようとする課題］この種の用途に使われる電磁開閉弁は、高い精度と優
れた耐久性等が要求され、部品点数も多いため高価であ
る。しかしながら上記従来装置においては、各懸架機構
ごとに各々上昇用の電磁弁と下降用の電磁弁を使用して
いるため、１台の車両に少なくとも８個の車高調整用電
磁弁が必要である。従ってコストがかなり高くつく。

一方、特開昭59−6105号公報に見られるエアサスペン
ション用の制御装置のように、１つの電磁弁をエア供給
用とエア排出用に使用するとともに、エア供給源側に２
つの電磁弁を組合わせることによって、電磁弁が合計６
個ですむようにしたものも提案されている。ところが一
般のエアサスペンションの使用圧力は５〜8kg f/cm²程
度と小さいのに対し、本考案者らが開発を進めている流
体式懸架装置は内圧が50〜200kg f/cm²と格段に大き
く、タンクとの差圧が大きい。このため、エアサスペン
ション用の電磁弁を、本考案者が開発している流体圧式
懸架機構に使用すると、懸架機構を上昇させる時の速度
に比べて、懸架機構を下降させる時の速度が著しく速く
なってしまい。様々な問題が生じる。そうかといって、
電磁弁のボート等に絞りを設けてしまうと、下降時の速
度は抑制できるが、上昇時に過大な圧力損失を生じるた
め上昇速度が著しく遅くなってしまう。

また、各懸架機構ごとの電磁開閉弁をつなぐ共通液路
とタンクとの間の排出用流路に絞りを設けることによっ
て、下降時の速度のみを抑制することも可能である。し
かしながらこのようにすると、単位時間当りにタンクに
排出できる最大流量が制限されてしまうから、同時に下
降させる懸架機構の数が多くなるほど懸架機構１つ当り
の下降速度が減少してしまう。

従って本考案の目的は、従来に比べて少ない数の電磁
弁を用いていながらも下降速度を適正な値に抑制するこ
とができ、しかも下降させる懸架機構の数にかかわらず
一定の下降速度が保たれる流体制御装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］上記目的を果たすために本考案者が開発した流体制御
装置は、車両の各輪に設けられる流体式懸架機構とポン
プおよびタンクとの間に配置されて各懸架機構に作動液
を出し入れする流体制御装置であって、上記ポンプに接
続されるポンプポートと、タンクに接続されるタンクポ
ートと、上記各懸架機構ごとに設けられていて各懸架機
構の上昇時と下降時に開弁させられる電磁開閉弁を含む
制御弁ユニットと、上記ポンプポートと上記各制御弁ユ
ニットに接続される共通液路と、上記共通液路とタンク
ポート側の戻り液路との間に設けられていてポンプポー
トの圧力が所定値を越えた時にこのパイロット圧によっ
て上記共通液路とタンクポートの連通を断つ方向に作動
することによりポンプから吐出される作動液を懸架機構
に供給できるようにし上記パイロット圧が解消した状態
においては開弁して共通液路とタンクポートを互いに連
通させることにより懸架機構内部の作動液をタンクに排
出可能にするパイロット弁と、各懸架機構と上記共通液
路との間に設けられかつ作動液が共通液路から上記電磁
開閉弁を通って懸架機構に流れる際には実質的に流路断
面積が大きくかつ懸架機構から作動液を共通液路側に排
出する時に流路断面積が減少するようにした流量制御手
段とを具備している。

［作用］懸架機構を上昇させる時、ポンプを作動させるととも
に、上昇させようとする懸架機構に対応した制御弁ユニ
ットの電磁開閉弁を開弁させる。ポンプから吐出される
作動液の圧力によってポンプポートのパイロット圧が所
定値に達すると、パイロット弁が共通液路とタンクポー
トの連通を断つ方向に作動する。従ってポンプポートか
ら導入れる作動液は、共通液路と所定の制御弁ユニット
を通って懸架機構に供給される。この時、制御弁ユニッ
トの流量制御手段は電磁開閉弁を流れる作動液の流通を
抑制しない状態にある。

懸架機構を下降させる時も上記電磁開閉弁が開弁させ
られるが、ポンプは作動されておらず所定のパイロット
圧に達していないため、パイロット弁は開弁して共通液
路とタンクポートを連通させている。また、制御弁ユニ
ットの流量制御手段は電磁開閉弁を流れる作動液の流通
を抑制する状態にある。従って所定の懸架機構から排出
された作動液は、流量制御手段によって流れが抑制され
た状態でパイロット弁とタンクポートを通ってタンクに
回収される。

［実施例］以下にこの考案の第１実施例について、第１図ないし
第５図を参照して説明する。

第１図に示された自動車のサスペンションシステム１
は、各車輪ごとに設けられる合計４つの流体式懸架機構
2a,2b,2c,2dと、１つのポンプユニット３と、上記各懸
架機構2a〜2dとポンプユニット３との間に設けられる流
体制御装置４とを備えて構成されている。

各懸架機構2a〜2dは、内部に作動液を収容したシリン
ダ７と、このシリンダ７に軸線方向に移動自在に挿入さ
れたロッド８と、このロッド８をシリンダ７から押出す
方向に付勢する高圧ガスが入れられたチャンバ９等を備
えて構成されている。チャンバ９内のガスの圧力は、各
懸架機構2a〜2dが分担する車両の荷重をガスの反発力だ
けで支持できるように高い圧力（例えば50〜150kg f/cm
²）である。上記高圧ガスはシリンダ７の内部に封入さ
れていてもよい。各懸架機構2a〜2dの上部に設けられた
一方の連結部10は、それぞれ車体側の部材（図示せず）
に連結される。懸架機構2a〜2dの下部に設けられた他方
の連結部11は、それぞれ車輪側の部材（図示せず）に連
結される。各シリンダ７には、ロッド８内の液路を介し
て作動液を流通させるための配管12が接続されている。

ポンプユニット３は、ポンプ15と、リリーフ弁16と、
脈動吸収用アキュムレータ17と、送液配管18と、戻り配
管19等を備えて構成されている。ポンプ15は、タンク20
に収容された作動液の一例としての油を所定圧力に高め
て送液配管18に送り出す機能をもっている。なお、懸架
機構2a〜2dとタンク20との間に、懸架機構2a〜2dの軸封
部などからリークする油をタンク20に導くドレン配管21
が設けられている。

流体制御装置４は、フィルタ25を備えたパイロット弁
ユニット26と、各懸架機構2a〜2dに対応して設けられた
４つの制御弁ユニット27を含んでいる。これらパイロッ
ト弁ユニット26と４つの制御弁ユニット27は、共通のバ
ルブブロック30に一体的に組付けられている。但しバル
ブブロック30は、各ユニット26,27ごとに独立させても
よい。この流体制御装置４は、ポンプユニット３の送液
配管18に接続されるポンプポート31と、戻り配管19に接
続されるタンクポート32と、各懸架機構2a〜2dの配管12
に接続されるシリンダポート33と、各制御弁ユニット27
とポンプポート31をつなぐ共通液路34と、後述するリリ
ーフ弁120の戻り液路35を有している。

パイロット弁ユニット26の一例を第２図に示す。バル
ブブロック30に設けられたフィルタ収容穴40に上記フィ
ルタ25が収容されている。このフィルタ25は、カップリ
ング41に収容された圧縮ばね42によって押圧されてい
る。44はＯリングである。ポンプポート31を構成するカ
ップリング41は、送液配管18に接続される。46は打込み
シートである。バルブブロック30に設けられたバルブ収
容穴50に、パイロット開閉弁51が収納されている。

パイロット開閉弁51は、リークの少ないポペット型が
適しており、図示例では、スリーブ52と、このスリーブ
52の内側に収容されたスプール53およびポペット54と、
鋼球からなる弁体55と、バルブシート56と、ポペット54
を開弁方向に付勢する圧縮ばね57と、穴50の開口を塞ぐ
プラグ58等を備えて構成されている。59,60,61はＯリン
グである。スリーブ52に流通溝62が設けられている。ス
プール53に絞り部63が設けられている。バルブシート56
に設けられた弁孔64は、流通孔65を介してタンクポート
32に連通する。ポペット54に設けられた流通溝66は、流
通孔67を介して共通液路34に連通する。

制御弁ユニット27の一例を第３図に示す。バルブブロ
ック30に、フィルタ収容穴71と、２つのバルブ収容穴7
2,73と、一方のバルブ収容穴72に連なる共通液路34と、
他方のバルブ収容穴73とフィルタ収容穴71に連なる流通
孔75が設けられている。76,77は盲栓である。

フィルタ収容孔71に、フィルタ80が収容されている。
このフィルタ80は、カップリング81に収容された圧縮ば
ね82によって押圧されている。83はＯリングである。シ
リンダポート33を構成するカップリング81は、配管12を
介して所定の懸架機構2a〜2dに接続される。86は打込み
シートである。

一方のバルブ収容穴72に、流量制御手段としての一方
向絞り弁90が設けられている。この一方向絞り弁90は、
第４図および第５図に拡大して示したように、弁孔91を
有するバルブシート92と、オリフィスカラー93と、オリ
フィス94を有するチェックプレート95と、このチェック
プレート95を閉弁方向に付勢するチェックばね96と、Ｏ
リング97,98等を備えて構成されている。

一方向絞り弁90の図示上方に、ノンリークタイプのポ
ペット型電磁開閉弁101が設けられている。この電磁開
閉弁101は、バルブ収容穴72にねじ込まれたスリーブボ
トム102と、Ｏリング103と、ボビン104と、コイル105
と、固定子106と、補助コア107と、ナット108によって
固定されるコイルカバー109と、コイル105につながるリ
ード線110と、スリーブボトム102に固定されたスリーブ
111と、このスリーブ111に収容されたプランジャ112
と、このプランジャ112の端面に設けられた鋼球からな
る弁体113と、プランジャ112を閉弁方向に付勢する圧縮
ばね114などによって構成されている。弁体113は、常時
はばね114の弾力によって弁孔91を塞いでいる。弁孔91
とフィルタ80との間に流通孔116が設けられている。

他方のバルブ収容穴73に、リリーフ弁120が設けられ
ている。このリリーフ弁120は、弁孔121を有するバルブ
シート122と、鋼球からなる弁体123と、スプリングシー
ト124と、上記弁体123と閉弁方向に付勢する圧縮ばね12
5と、弁室126を有するプラグ127と、Ｏリング128,129等
を備えて構成されている。弁室126とタンクポート32と
の間は、戻り液路35によって連通させられている。

次に、上記構成の第１実施例の作用について説明す
る。

懸架機構2a〜2dを上昇させる場合、図示しないコント
ローラからの指令によってポンプ15が起動されるととも
に、上昇させようとする特定の懸架機構2a〜2dに対応し
た電磁開閉弁101が開弁させられる。ポンプ15によって
加圧された作動液が、ポンプポート31とフィルタ25を経
て、絞り部63を通過すると、圧力が数kg f/cm²程度上昇
する。このパイロット圧によって、パイロット開閉弁51
の弁体55がばね57の反力に抗して閉弁方向に作動するこ
とにより、共通液路34とタンクポート32の連通が断たれ
る。従ってポンプポート31から流入した作動液は共通液
路34を通って制御弁ユニット27の一方向絞り弁90に流入
する。

そしてこの場合には、第５図に示されるようにチェッ
クプレート95が液圧によって開弁するため、作動液は流
通が妨げられることなく開弁状態にある弁孔91を通り、
フィルタ80を通ってシリンダポート33に送られ、所望の
懸架機構2a〜2dに送り込まれる。従って、供給された液
量に応じて車高が上昇する。開閉弁101を閉じれば、車
高の上昇は停止する。上昇が終ると、ポンプ15が停止す
ることによって、絞り部63におけるパイロット圧が解消
されるため、パイロット開閉弁51が第１図の開弁状態に
戻ることにより、共通液路34とタンクポート32が互いに
連通状態になる。

懸架機構2a〜2dを下降させる場合も、図示しないコン
トロールからの指令によって下降させようとする懸架機
構2a〜2dに対応した電磁開閉弁101が開弁させられる。
各懸架機構2a〜2dには車両の重量がロッド８をシリンダ
７に押込む方向に作用しているため、電磁開閉弁101が
開弁されると、シリンダ７内の作動液がフィルタ80と電
磁開閉弁101および一方向絞り弁90を通って共通液路34
に流れ込む。

この下降時には、第４図に示されるように、チェック
プレート95が閉じる方向に液圧が作用するため、作動液
はオリフィス94のみを通る。このため作動液の流通が抑
制され、懸架機構2a〜2dは適正な速度で下降する。共通
液路34に流れ込んだ作動液は、開弁状態にあるパイロッ
ト弁51を経てタンクポート32を通り、タンク20に回収さ
れる。開閉弁101を閉じれば車高の下降は停止する。

何等かの原因によって懸架機構2a〜2dの圧力が異常に
上昇した時には、制御弁ユニット27のリリーフ弁120が
開弁することにより、作動液が戻り液路35とタンクポー
ト32を通ってタンク20に逃がされる。このため、シリン
ダ７やチャンバ９、配管12等を保護することができる。

次に本考案の第２の実施例について、第６図ないし第
７図を参照して説明する。

第６図に示された第２実施例のサスペンションシステ
ム140は、第１実施例と同様の流体式懸架機構2a〜2d
と、ポンプユニット３を備えている。また、懸架機構2a
〜2dとポンプユニット３との間に、流体制御装置４が設
けられている。この第２実施例において、第１実施例と
共通の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施例の流体制御装置４に使われている電磁開閉
弁141（第７図参照）は、流量制御手段の一例として、
デューティー制御弁システムによって弁体113の開弁度
を変化させるようにしている。この電磁開閉弁141はノ
ンリークタイプのポペット型高速応答開閉弁が適してい
る。また、デューティー制御に伴う脈動音等を吸収させ
るためにアキュムレータ142が設けられている。このア
キュムレータ142は共通液路34と電磁開閉弁141との間に
設けられている。デューティー制御は、単位時間当りの
弁体113の開弁度合いを図示しないコントローラによっ
て変化させることにより、懸架機構2a〜2dの下降時の作
動液の流通を抑制するようにしている。なお、周知の周
波数デューティー制御が用いられてもよい。

本実施例の弁体113は、シリンダポート33側の圧力が
所定値を越えた時にばね114の反力に抗して自動的に開
弁するような向きで設けられている。このため、何等か
の原因によって懸架機構2a〜2dの圧力が異常に上昇した
時には、この弁体113が開弁することによって作動液を
共通液路34に逃がすことができる。すなわちこの実施例
の電磁開閉弁141の弁体113は、第１実施例で述べたリリ
ーフ弁120に相当する機能をもっている。パイロット弁
ユニット26の構造と作用は前記実施例（第２図）のもの
と同様である。

このように構成された第２実施例において、所望の懸
架機構2a〜2dを上昇させる場合には第１実施例と同様に
ポンプ15が起動されるとともに、上昇させようとする特
定の懸架機構2a〜2dに対応した電磁開閉弁141が開弁さ
せられる。また、絞り部63におけるパイロット圧によっ
てパイロット開閉弁51が閉弁し、共通液路34とタンクポ
ート32の連通が断たれる。従ってポンプポート31から流
入した作動液は共通液路34を経て、開弁状態にある電磁
開閉弁141とフィルタ80を通り、シリンダポート33から
所定の懸架機構2a〜2dに送られる。

この車高上昇の場合には、電磁開閉弁141の弁体113は
開度が最大となるようにデューティー制御されるため、
作動液は流通が妨げられることなく懸架機構2a〜2dに送
り込まれる。開閉弁141を閉じると、車高の上昇は停止
する。上昇が終ると、ポンプ15が停止することによっ
て、パイロット圧が解消されるため、パイロット弁51が
第６図の開弁状態に戻ることにより、共通液路34とタン
クポート32が互いに連通状態になる。

懸架機構2a〜2dを下降させる場合も、各懸架機構2a〜
2dに対応した電磁開閉弁141が開弁させられる。電磁開
閉弁141が開弁すると、シリンダ７内の作動液が電磁開
閉弁141を通って共通液路34に流れ込む。この時は、弁
体113の開度が減少するようにデューティー制御される
ことによって、作動液の流通が抑制され、懸架機構2a〜
2dが適正な速度で下降する。共通液路34に流れ込んだ作
動液は、開弁状態にあるパイロット弁51とタンクポート
32を通ってタンク20に回収される。開閉弁141を閉じれ
ば車高の下降は停止する。

何等かの原因によって懸架機構2a〜2dの圧力が異常に
上昇した時には、電磁開閉弁141の弁体113がばね114の
反力に抗して自動的に開弁することによって作動液をタ
ンク20に逃がすため、シリンダ７やチャンバ９、配管12
等が保護される。

［考案の効果］本考案によれば、１台の車両の車高調整に必要な電磁
開閉弁の数を従来のほぼ半数に減らすことができ、バイ
ロット弁の数も１個ですむため、部品数が大幅に削減さ
れるとともに、構造が簡略化し、コスト的にも有利であ
る。そして車高を下げる時に下降速度が速くなり過ぎる
ことを回避できるとともに、上昇時と下降時とで適度な
速度で懸架機構を昇降駆動でき、かつ、同時に下降させ
る懸架機構の数にかかわらず一定の下降速度に保つこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す流体制御装置を備え
たサスペンションシステムの油圧系統図、第２図は第１
図に示されたサスペンションシステムにおけるパイロッ
ト弁ユニットの断面図、第３図は第１図に示されたサス
ペンションシステムにおける制御弁ユニットの断面図、
第４図と第５図はそれぞれ第３図に示された制御弁ユニ
ットにおける一方向絞り弁の互いに異なる作動状態を示
す拡大断面図、第６図は本考案の第２実施例を示す流体
制御装置を備えたサスペンションシステムの油圧系統
図、第７図は第６図に示されたサスペンションシステム
における制御弁ユニットの断面図である。１…サスペンションシステム、2a,2b,2c,2d…流体式懸
架機構、４…流体制御装置、７…シリンダ、８…ロッ
ド、12…配管、15…ポンプ、26…パイロット弁ユニッ
ト、27…制御弁ユニット、30…バルブブロック、31…ポ
ンプポート、32…タンクポート、33…シリンダポート、
34…共通液路、51…パイロット開閉弁、90…一方向絞り
弁（流量制御手段）、101…電磁開閉弁、120…リリーフ
弁、140…サスペンションシステム、141…リリーフ弁を
兼ねたデューティ制御式電磁開閉弁。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車両の各輪に設けられる流体式懸架機構
（2a〜2d）とポンプ（15）およびタンク（20）との間に
配置されて各懸架機構（2a〜2d）に作動液を出し入れす
る流体制御装置であって、上記ポンプ（15）に接続されるポンプポート（31）と、タンク（20）に接続されるタンクポート（32）と、上記各懸架機構（2a〜2d）ごとに設けられていて各懸架
機構（2a〜2d）の上昇時と下降時に開弁させられる電磁
開閉弁（101,141）を含む制御弁ユニット（27）と、上記ポンプポート（31）と上記各制御弁ユニット（27）
に接続される共通液路（34）と、上記共通液路（34）とタンクポート（32）側の戻り液路
（35）との間に設けられていてポンプポート（31）の圧
力が所定値を越えた時にこのパイロット圧によって上記
共通液路（34）とタンクポート（32）の連通を断つ方向
に作動することによりポンプ（15）から吐出される作動
液を懸架機構（2a〜2d）に供給できるようにし、上記パ
イロット圧が解消した状態においては開弁して共通液路
（34）とタンクポート（32）を互いに連通させることに
より懸架機構（2a〜2d）内部の作動液をタンク（20）に
排出可能にするパイロット弁（51）と、上記各懸架機構（2a〜2d）と上記共通液路（34）との間
に設けられかつ作動液が共通液路（34）から上記電磁開
閉弁（101,141）を通って懸架機構（2a〜2d）に流れる
際には実質的に流路断面積が大きく、かつ懸架機構（2a
〜2d）から作動液を共通液路（34）側に排出する時に流
路断面積が減少するようにした流量制御手段（90）と、を具備したことを特徴とする懸架機構用の流体制御装
置。
【請求項２】上記流量制御手段（90）は、上記懸架機構
（2a〜2d）に上記ポンプ（15）から作動液を供給する方
向にのみ開弁するチェック弁（95）と、このチェック弁
（95）と並列に設けられたオリフィスを備えた一方向絞
り弁である請求項１記載の流体制御装置。
【請求項３】上記流量制御手段（90）は、上記懸架機構
（2a〜2d）から作動液を排出する時に上記電磁開閉弁
（141）の開度を減少させるように作動するデューティ
ー制御弁システムである請求項１記載の流体制御装置。
【請求項４】上記制御弁ユニット（27）に、上記懸架機
構（2a〜2d）の圧力が許容値を越えた時に開弁するリリ
ーフ手段（120）が内蔵されている請求項１記載の流体
制御装置。