JP3279127B2 - セルフポンピング式ショックアブソーバ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用セルフポンピ
ング式ショックアブソーバに関し、特に、本来の振動減
衰ないし振動吸収機能に加えてポンプ機能を有し、この
ポンプ機能によって車高を自動的に調整する、セルフポ
ンピング式ショックアブソーバに関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダと、シリンダ内に滑動可能に配
置される、減衰力発生機構を有するピストンと、ピスト
ンに一方の端部で結合され、他方の端部がシリンダから
外部へ突出するピストンロッドとからなり、振動吸収機
能を果たすショックアブソーバにポンプ機能を持たせ、
このポンプ機能によって車高を自動的に調整するセルフ
ポンピング式ショックアブソーバが提案されている（特
開昭59-159441 号公報）。

【０００３】前記セルフポンピング式ショックアブソー
バでは、ピストンロッドのピストンと結合される端部か
ら軸線方向へ伸びるくり抜き穴をピストンロッドに開け
ると共に、ポンプシリンダを前記くり抜き穴内に配置
し、前記ピストンロッドが突出する端部とは反対側の前
記シリンダの端部から伸びているポンプロッドを前記ポ
ンプシリンダに相対移動可能に挿入し、ポンプシリンダ
とポンプロッドとによってポンプ室を画定している。ポ
ンプロッドは軸線方向へ伸びる通路を有し、液体のリザ
ーバである低圧室が前記通路に連通している。前記低圧
室の他に高圧室が設けられ、この高圧室はピストンによ
って仕切られた２つの液室のうちの上方の液室を経て前
記ポンプ室に連通する。

【０００４】車高が下がったとき、ピストンロッドが伸
縮を繰り返すと、低圧室から通路を経てポンプ室に吸い
込まれた液体が弁の作用によってポンプ室から上方の液
室に押し出される。その結果、上方の液室内および高圧
室内の液体量が増え、これによってピストンが押し下げ
られてピストンロッドが伸長し、車高を調整する。所定
の車高に達すると、前記ポンプロッドに設けられた、前
記通路と前記上方の液室とを連通する制御通路が開き、
上方の液室内の液体が低圧室に逃げる。このようにし
て、所定の車高が維持される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記セルフポンピング
式ショックアブソーバでは、ピストンロッドが伸びると
き、ポンプ室内の圧力は低圧室の圧力に近い圧力となる
のに対し、ピストンロッドが縮むとき、ポンプ室内の圧
力は高圧室の圧力に近い圧力となる。したがって、ピス
トンロッドの伸び行程から縮み行程に移行する間に大き
な圧力変動が生じ、ショックアブソーバの軸力が変化す
る。前記圧力変動は、低圧室の圧力を高圧室の圧力に近
づけさせ、両者の圧力差を小さくすることによって少な
くすることができるが、圧力差を小さくすると、車高が
高くなって制御通路が上方の液室に連通したとき、液体
が制御通路を通って低圧室に流入する速度が極端に遅く
なり、車高を下げるのに時間がかかってしまう。

【０００６】本発明の目的は、ピストンロッドの伸び行
程から縮み行程に移行する間の圧力変動を少なくでき、
軸力変化を抑えることができる、セルフポンピング式シ
ョックアブソーバを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダと、
該シリンダ内に滑動可能に配置されてシリンダ内を常に
荷重を受ける第１の液室と第２の液室とに仕切る、減衰
力発生機構を有するピストンと、一方の端部で前記ピス
トンに結合され、他方の端部が前記シリンダから外部へ
突出するピストンロッドとを備え、該ピストンロッドの
伸縮によりポンプ機能を果たして車高を調整するセルフ
ポンピング式ショックアブソーバである。このショック
アブソーバは、前記シリンダの外部に設けられ、前記第
１の液室に連通する第１のリザーバ室と、前記シリンダ
の外部に設けられる第２のリザーバ室と、前記第１のリ
ザーバ室から前記第２のリザーバ室に液体を供給する、
第１のポンプ室を有する第１のポンプ手段と、車高が所
定車高以下のとき働いて前記第２のリザーバ室から前記
第１のリザーバ室に液体を供給する、前記第１のポンプ
室より大きな容量の第２のポンプ室を有する第２のポン
プ手段と、前記第２のポンプ室と前記第１のリザーバ室
及び前記第２のリザーバ室とを連通可能な通路であって
スリーブによって開閉される制御穴を有する通路とを備
える。前記制御穴は、車高が所定車高以下のとき開かれ
て前記第２のポンプ室と前記第１のリザーバ室及び前記
第２のリザーバ室とを連通し、車高が所定車高より高い
とき閉じられる。

【０００８】

【作用および効果】自動車の走行時、ピストンに設けら
れた減衰力発生機構によって減衰力が発生し、振動を吸
収する。車高が所定車高より高いとき、第１のポンプ手
段が第１のリザーバ室から第２のリザーバ室に向けて液
体を供給する。その結果、第１のリザーバ室および上方
の液室の液体量が減少し、車高が下がる。逆に車高が所
定車高以下であるとき、第１のポンプ手段が第１のリザ
ーバ室から第２のリザーバ室に向けて液体を供給し、同
時に、第２のポンプ手段が第２のリザーバ室から第１の
リザーバ室に向けて液体を供給する。このとき、第２の
ポンプ手段のポンプ室は、第１のポンプ手段のポンプ室
より大きな容量を有するため、結局、第１のリザーバ室
および上方の液室の液体量が増加し、車高が上がる。

【０００９】第１のリザーバ室から第２のリザーバ室に
向けて、また第２のリザーバ室から第１のリザーバ室に
向けて液体をポンプ手段によって強制的に供給するた
め、第１のリザーバ室と第２のリザーバ室との圧力差が
ゼロであっても、ポンプ機能を支障なく果たすことがで
きる。このように、第１および第２のリザーバ室の圧力
差がゼロであるか、または圧力差があっても小さくする
ことができるため、ポンプ手段に生ずる圧力変動が少な
くなり、軸力変化が少ない。これによって、乗り心地へ
の影響を実質的に除くことができる。また、圧力差を小
さく保ちうることから、漏れ等による効率低下を少なく
することができる。

【００１０】乗り心地に影響を及ぼすことなく、ポンプ
作用時の吐出量を多くすることが可能であるため、車高
調整に要する時間を短縮できる。

【００１１】

【実施例】セルフポンピング式ショックアブソーバは、
部分的に拡大した図１および全体を示す図２を参照する
に、シリンダ１０と、ピストン１２と、ピストンロッド
１４とを備え、減衰力吸収機能に加えてピストンロッド
１４の伸縮によりポンプ機能を果たして車高を調整す
る。

【００１２】シリンダ１０は、円筒状の部材によって形
成されており、その上方の端部は内方へ向けて湾曲され
ている。シリンダ１０の下方の端部はシールキャップ１
６に結合されている。

【００１３】ピストン１２は、シリンダ１０内に液密状
態で滑動可能に配置され、シリンダ１０内を上方の液室
１８と下方の液室２０とに仕切っている。ピストン１２
は、それ自体公知の減衰力発生機構、すなわち、後述の
ピストンロッド１４が伸びるときに減衰力を発生する通
路および弁２２と、ピストンロッド１４が縮むときに減
衰力を発生する通路および弁２４とを有する。

【００１４】ピストンロッド１４は一方の端部でピスト
ン１２に結合されている。ピストンロッド１４の他方の
端部は、シリンダ１０のシールキャップ１６を通って外
部へ突出している。ピストンロッド１４は、シールキャ
ップ１６に装着したＯリング２６によって液密に保持さ
れ、シールキャップ１６に対して相対移動可能である。
ピストンロッド１４は、ピストン１２に結合された端部
から軸線方向へ伸びる段付きのくり抜き穴２８を有す
る。

【００１５】ポンピング式ショックアブソーバは、さら
に、シリンダ１０の外部に設けられ、上方の液室１８に
連通する第１のリザーバ室３０と、シリンダ１０の外部
に設けられる第２のリザーバ室３２と、第１のポンプ手
段３４と、第２のポンプ手段３６とを備える。

【００１６】図示の実施例では、シリンダ３８がシリン
ダ１０と同軸にシリンダ１０の外側に配置されており、
シリンダ３８を利用して２つのリザーバ室３０、３２が
形成されている。シリンダ３８は、エンドキャップ３９
を一体に有する円筒状の部材からなる。後述するよう
に、弁支持部材４０をシリンダ１０の上方に配置し、さ
らに、仕切り４２とゴム製のダイアフラム４４とをシリ
ンダ１０に取り付けた後、シリンダ３８をシリンダ１０
に被せてエンドキャップ３９を弁支持部材４０に突き当
て、シリンダ３８の下方の端部にエンドキャップ４６を
かしめ付けし、シールキャップ４８を取り付けてシリン
ダ３８は、所定の取付け状態となり、シリンダ１０から
間隔をおいて保持されている。

【００１７】仕切り４２は環状の部材であり、シリンダ
１０に圧入され、シリンダ３８とシリンダ１０との間の
間隔を上下に仕切っている。一方、ダイアフラム４４
は、全体に円筒状に、シリンダ３８の軸線方向の長さに
比べて長く形成されている。ダイアフラム４４の上方の
端部５０、中間部５１および下方の端部５２を厚肉にし
て、それぞれ弁支持部材４０、仕切り４２およびエンド
キャップ４６に嵌合すると共に、シリンダ３８からの圧
縮力を受け、ダイアフラム４４は軸線方向に間隔をおい
た３箇所で液密に保たれている。その結果、第１の空間
５４が弁支持部材４０と仕切り４２との間で、ダイアフ
ラム４４とシリンダ３８とによって画定され、第２の空
間５６が仕切り４２とエンドキャップ４６との間で、ダ
イアフラム４４とシリンダ３８とによって画定されてい
る。これら空間５４、５６内に空気、窒素ガスまたは不
活性ガスを封入し、これによって、第１のリザーバ室３
０が第１の空間５４の内方に、また第２のリザーバ室３
２が第２の空間５６の上方に形成されている。第１のリ
ザーバ室３０は、シリンダ１０の上方の湾曲した端部１
１と弁支持部材４０との間のすきまを経て上方の液室１
８に連通している。

【００１８】第１のリザーバ室３０は、第１の空間５４
に封入するガス圧力と実質的に等しい圧力に保たれ、ま
た第２のリザーバ室３２は、第２の空間５６に封入する
ガス圧力と実質的に等しい圧力に保たれる。本発明で
は、後述するようにポンプ手段によって強制的に液体を
供給するため、第１の空間５４の圧力と第２の空間５６
の圧力とを等しくすることができる他、両圧力間に差が
生ずるように圧力を設定することができる。後者の場
合、上方の液室１８に連通する第１のリザーバ室３０を
加圧する第１の空間５４の圧力が高圧となり、第２の空
間５６の圧力が低圧となるように定める。これは、第１
の液室１８が常に荷重を受けていることから、作動の安
定性を高め、圧力変動を避けるためである。第１の空間
５４の圧力は、たとえば980kPa(10kgf/cm²) 以上に定め
る。

【００１９】第１のポンプ手段３４は、第１のリザーバ
室３０から第２のリザーバ室３２に液体を供給するもの
で、第１のポンプ室６０と、ポンプ室６０内を滑動する
インナポンプロッド６２とを有する。

【００２０】図示の実施例では、ポンプ室６０は、ピス
トンロッド１４の段付きのくり抜き穴２８の下方にある
減径された穴部分によって形成されている。一方、イン
ナポンプロッド６２は、軸線方向へ貫通する通路６３を
有し、ポンプ室６０にわずかなすきまをおいて挿入され
ている。このわずかなすきまは、液体の漏れが実質的に
生じないが、インナポンプロッド６２とポンプ室６０と
の相対移動を可能にする大きさである。インナポンプロ
ッド６２は、上方の端部に取り付けられたマウントプレ
ート６６を有し、マウントプレート６６がゴムの取付け
座６８を介在して弁支持部材４０に取り付けられてい
る。弁支持部材４０には取付け座６８を挿入できる穴を
開けておき、取付け座６８を所定位置に配置した後、穴
をふたで閉じるようにする。後述の弁の配置も同様であ
るが、穴やふたを図示すると、図面が煩雑となるばかり
でなく、主要な構成が曖昧となるため、前記目的の穴や
ふたは省略してある。

【００２１】弁支持部材４０は中間室７０を有し、この
中間室７０には、インナポンプロッド６２の通路６３が
連通している。中間室７０から半径方向の外方へ伸びる
２つの通路７２、７４が弁支持部材４０に設けられてお
り、さらに、通路７２を第１のリザーバ室３０に連通す
る通路７３と、通路７４をパイプ７６および仕切りの穴
７７を介して第２のリザーバ室３２に連通する通路７５
とがシリンダ３８の軸線方向に開けられている。パイプ
７６の２つの端部は、弁支持部材４０および仕切り４２
にそれぞれ嵌合されている。

【００２２】第１の逆止め弁８０が通路７２内に配置さ
れ、第２の逆止め弁８２が通路７４内に配置されてい
る。逆止め弁８０は、弁板８４とコイルばね８５とから
なるもので、第１のリザーバ室３０から中間室７０に向
く液体の流れのみを許容する。一方、逆止め弁８２は同
様に弁板とコイルばねとからなるものであるが大きなば
ね定数を有し、中間室７０から第２のリザーバ室３２に
向く液体の流れのみを許容する。

【００２３】第２のポンプ手段３６は、車高が所定車高
以下のとき働いて第２のリザーバ室３２から第１のリザ
ーバ室３０に液体を供給するもので、第１のポンプ室６
０より大きな容量の第２のポンプ室９０と、ポンプ室９
０内を滑動するアウタポンプロッド９２とを有する。

【００２４】図示の実施例では、ポンプ室９０は、ピス
トンロッド１４の段付きのくり抜き穴２８の上方にある
拡径された穴部分によって形成されている。ポンプ室９
０は、ポンプ室６０の容量より大きな容量を有するが、
この容量とはポンプ室そのものの全体の体積ではなく、
ピストンロッド１４の単位長さ当りの伸縮によって吸い
込み、または排出する量である。一方、アウタポンプロ
ッド９２は底部を有する円筒部材で形成され、その底部
９３に開けた穴にインナポンプロッド６２を嵌入させて
いる。その結果、アウタポンプロッド９２とインナポン
プロッド６２との間の空間が通路９４となっている。ア
ウタポンプロッド９２は、ポンプ室９０の環状の調整部
１１６にわずかなすきまをおいて挿入可能である。この
わずかなすきまは、液体の漏れが実質的に生じないが、
アウタポンプロッド９２とポンプ室９０との相対移動が
可能な大きさである。

【００２５】弁支持部材４０は第２の中間室９６を有
し、この中間室９６にアウタポンプロッド９２の上方の
端部が圧入され、通路９４が第２の中間室９６に連通し
ている。中間室９６から半径方向の外方へ伸びる２つの
通路９８、１００が弁支持部材４０に設けられている。
通路９８は通路７３に連通し、通路１００は通路７５に
連通している。

【００２６】第３の逆止め弁１０２が通路９８内に配置
され、第４の逆止め弁１０４が通路１００内に配置され
ている。逆止め弁１０２は弁板とコイルばねとからなる
ものであるが大きなばね定数を有し、中間室９６から第
１のリザーバ室３０に向く液体の流れのみを許容する。
一方、逆止め弁１０４は同様に弁板とコイルばねとから
なるもので、第２のリザーバ室３２から中間室９６に向
く液体の流れのみを許容する。

【００２７】アウタポンプロッド９２の下方の端部に制
御穴１１０が開けられている。制御穴１１０は、コイル
ばね１１２によって偏倚されたスリーブ１１４によって
閉じられている。スリーブ１１４は、標準の所定車高の
とき、ピストンロッド１４のくり抜き穴２８の端にあっ
てポンプ室９０を上方の液室１８から仕切っている調整
部１１６によって押し上げられて制御穴１１０を開き、
通路９４が制御穴１１０を経て上方の液室１８に連通す
るように形成されている。したがって、車高が所定車高
以下になると、アウタポンプロッド９２がポンプ室９０
内に進入し、スリーブ１１４が上方へ押し上げられるた
め、通路９４は制御穴１１０を経てポンプ室９０に連通
する。

【００２８】セルフポンピング式ショックアブソーバ
は、それ自体公知のように、シリンダ３８から上方へ突
出するロッド１２０の上方の端部を車体に取り付け、ピ
スロンロッド１４の下方の端部をサスペンションアーム
に取り付けて使用するが、使用に先立ち、上方の液室１
８、下方の液室２０、第１のリザーバ室３０および第２
のリザーバ室３２に油その他の液体を充満しておく。

【００２９】自動車の走行時、バウンド状態になると、
ピストンロッド１４が縮み、ピストン１２に設けられた
減衰力発生機構２４によって減衰力が発生し、振動を吸
収する。また、リバウンド状態になると、ピストンロッ
ド１４が伸び、ピストン１２に設けられた減衰力発生機
構２２によって減衰力が発生し、振動を吸収する。

【００３０】車高が所定車高より高いとき、第１のポン
プ手段３４だけが作動する。ピストンロッド１４が伸び
ると、第１のポンプ手段３４のポンプ室６０が負圧とな
り、第１の逆止め弁８０が開くが第２の逆止め弁８２は
閉じている。その結果、第１のリザーバ室３０の液体が
通路７３、逆止め弁８０および通路７２を通って中間室
７０に至り、インナポンプロッド６２の通路６３を経て
ポンプ室６０に吸い込まれる。その後、ピストンロッド
１４が縮むと、ポンプ室６０の圧力が高くなり、その圧
力が逆止め弁８２に設定した圧力に達すると、逆止め弁
８２が開くが逆止め弁８０は閉じている。その結果、ポ
ンプ室６０の液体が通路６３から中間室７０に至り、通
路７４、逆止め弁８２および通路７５を経、さらにパイ
プ７６と穴７７とを経て第２のリザーバ室３２に供給さ
れる。前記操作をくり返すと、第１のリザーバ室３０お
よび上方の液室１８の液体量が次第に減少し、車高が下
がる。

【００３１】車高が所定車高以下のとき、第１のポンプ
手段３４および第２のポンプ手段３６が作動する。この
ときの第１のポンプ手段３４の作動は、前述のとおりで
あり、液体が第１のリザーバ室３０から第２のリザーバ
室３２に供給される。一方、ピストンロッド１４が伸び
ると、第２のポンプ手段３６のポンプ室９０が負圧とな
り、第４の逆止め弁１０４が開くが第３の逆止め弁１０
２は閉じている。その結果、第２のリザーバ室３２の液
体が穴７７、パイプ７６、通路７５、逆止め弁１０４お
よび通路１００を通って第２の中間室９６に至り、通路
９４および制御穴１１０を経てポンプ室９０に吸い込ま
れる。その後、ピストンロッド１４が縮むと、ポンプ室
９０の圧力が高くなり、その圧力が逆止め弁１０２に設
定した圧力に達すると、逆止め弁１０２が開くが逆止め
弁１０４は閉じている。その結果、ポンプ室９０の液体
が制御穴１１０および通路９４から第２の中間室９６に
至り、通路９８、逆止め弁１０２および通路７３を経て
第１のリザーバ室３０に供給される。すなわち、車高が
所定車高以下であるとき、第１のポンプ手段３４によっ
て液体が第１のリザーバ室３０から第２のリザーバ室３
２に供給され、同時に、第２のポンプ手段３６によって
液体が第２のリザーバ室３２から第１のリザーバ室３０
に供給されるが、第２のポンプ手段３６のポンプ室９０
の容量が第１のポンプ手段３４のポンプ室６０の容量よ
り大きいため、前記操作をくり返すと、第１のリザーバ
室３０および上方の液室１８の液体量が次第に増加し、
車高が上がる。

【００３２】図示の実施例のように、弁支持部材４０に
全ての弁を配置するようにすれば、ピストンロッド１４
やインナポンプロッド６２、アウタポンプロッド９２の
構造を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセルフポンピング式ショックアブ
ソーバの実施例の要部を示す拡大断面図である。

【図２】図１に示したセルフポンピング式ショックアブ
ソーバの断面図である。

【符号の説明】

１０、３８ シリンダ １２ ピストン １４ ピストンロッド １８、２０ 液室 ２２、２４ 減衰力発生機構 ２８ くり抜き穴 ３０、３２ リザーバ室 ３４、３６ ポンプ手段 ６０、９０ ポンプ室 ６２ インナポンプロッド ９２ アウタポンプロッド １１０ 制御穴 １１４ スリーブ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、該シリンダ内に滑動可能に
   配置されてシリンダ内を常に荷重を受ける第１の液室と
   第２の液室とに仕切る、減衰力発生機構を有するピスト
   ンと、一方の端部で前記ピストンに結合され、他方の端
   部が前記シリンダから外部へ突出するピストンロッドと
   を備え、該ピストンロッドの伸縮によりポンプ機能を果
   たして車高を調整するセルフポンピング式ショックアブ
   ソーバであって、 前記シリンダの外部に設けられ、前記第１の液室に連通
   する第１のリザーバ室と、 前記シリンダの外部に設け
   られる第２のリザーバ室と、 前記第１のリザーバ室から前記第２のリザーバ室に液体
   を供給する、第１のポンプ室を有する第１のポンプ手段
   と、 車高が所定車高以下のとき働いて前記第２のリザーバ室
   から前記第１のリザーバ室に液体を供給する、前記第１
   のポンプ室より大きな容量の第２のポンプ室を有する第
   ２のポンプ手段と、前記第２のポンプ室と前記第１のリザーバ室及び前記第
   ２のリザーバ室とを連通可能な通路であってスリーブに
   よって開閉される制御穴を有する通路とを備え、 前記制御穴は、車高が所定車高以下のとき開かれて前記
   第２のポンプ室と前記第１のリザーバ室及び前記第２の
   リザーバ室とを連通し、車高が所定車高より高いとき閉
   じられる、 セルフポンピング式ショックアブソーバ。