JP3651726B2 - サスペンション装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、サスペンション装置に関し、特に、走行中の車両における車体振動の抑制を可能にするように設定されたサスペンション装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のサスペンション装置は、車両において単に車軸に対して車体を支えるものとして提案されるのではなく、減衰作用で言わば積極的に走行中の車両における車体振動の抑制を可能にするものとして提案されることが多い。
【０００３】
すなわち、この種のサスペンション装置にあっては、多くの場合に、車両の車体側と車軸側との間に配在された油圧緩衝器を有してなるが、この油圧緩衝器が内蔵の減衰バルブで発生される減衰力を高低変更させる構成に提案される。
【０００４】
そして、油圧緩衝器が内蔵の減衰バルブで発生される減衰力を高低変更するためには、減衰バルブ自体の構成を複雑にするのはもちろんであるが、車両における車体状況を検出する各種センサやこの各種センサからの信号で減衰バルブの作動を制御するコントローラなどの装備が必須になる。
【０００５】
その結果、この油圧緩衝器が内蔵の減衰バルブで発生される減衰力を高低変更させる構成の提案にあっては、サスペンション装置におけるコストの低廉化を期し得ず、大衆車への装備を困難にして、その汎用性の向上を期待できなくする危惧がある。
【０００６】
一方、たとえば、特開平８−１３２８４６号公報による提案にあっては、油圧緩衝器が内蔵の減衰バルブで発生される減衰力を高低変更させるのではなく、外部に配在されて油圧緩衝器に連通する外部減衰部の作動で、結果として、全体の減衰力を高低変更させるとしている。
【０００７】
しかしながら、この公報に開示の提案では、外部減衰部を構成するシリンダ体およびこのシリンダ体内に収装されるフリーピストンの構造が複雑になり、結果として、サスペンション装置をコスト高にして、高級車への装備はともかくとして、大衆車への装備を困難にし、同じく、その汎用性の向上を期待できなくしている。
【０００８】
この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、走行中の車両における上下動およびロールに対する車体振動の抑制を可能にするのはもちろんのこと、コストの低廉化を可能にしてその汎用性の向上を期待し得て、大衆車を含む車両への装備に最適となるサスペンション装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、この発明の構成を、基本的には、上端側が車体側に連結され下端側が車軸側に連結される一対の油圧緩衝器と、この一対の油圧緩衝器の各ピストン側油室がそれぞれの油通路を介して連通するロータリアクチュエータとを有してなるサスペンション装置において、ロータリアクチュエータがハウジング内に一対のベーンによって区画されて各油通路にそれぞれが連通する一対の作動油室と、この一対の作動油室と隔絶される一対の背後側室とを有すると共に、一対のベーンを連設させるロータシャフトに一対の作動油室間での作動油の往復時に減衰力を発生させる減衰バルブを有してなるとする。
【００１０】
そして、より具体的には、背後側室がガス室に設定されてなるとし、背後側室が油室に設定されると共に外部に配在のアキュムレータに連通されてなるとし、あるいは、背後側室が大気圧に維持されると共にロータシャフトにトーションバーが連設されてなるとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施の形態に基いてこの発明を詳細に説明するが、図１に示すように、この発明の一実施の形態によるサスペンション装置は、たとえば、図示しない車両の左右側に配在される一対の油圧緩衝器１，１と、この一対の油圧緩衝器１，１の各ピストン側油室１ａがそれぞれの油通路Ｌを介して連通するロータリアクチュエータ２とを有してなる。
【００１２】
なお、図１にあって、油圧緩衝器１に介装されるあるいは油圧緩衝器１に並列して配在される懸架ばねの図示が省略されているが、各油圧緩衝器１は、懸架ばねによって伸長方向に附勢されていることもちろんである。
【００１３】
以下に少し説明すると、まず、油圧緩衝器１は、たとえば、車両の車軸（図示せず）側に連結されるシリンダ１１内にピストン側油室１ａと共にロッド側油室１ｂを区画形成するピストン１２を摺動可能に収装してなり、このピストン１２に車両の車体（図示せず）側に基端が連結されて先端側がシリンダ１１内に出没可能に挿通されるピストンロッド１３の先端が連設されている。
【００１４】
そして、シリンダ１１内のピストン側油室１ａは、ピストン１２に配在の減衰バルブ１４を介してロッド側油室１ｂに連通すると共に、外部に配在の油通路Ｌを介してロータリアクチュエータ２内に連通されている。
【００１５】
なお、ピストン側油室１ａは、図示する実施の形態では、シリンダ１１を貫通するようにして油通路Ｌに連通されているが、これに代えて、図示しないが、ピストン１２およびピストンロッド１３の軸芯部に開穿された透孔を介して油通路Ｌに連通されるとしても良い。
【００１６】
つぎに、ロータリアクチュエータ２は、基本的には、ハウジング２１内に一対のベーン２２，２３によって区画されて外部の各油通路Ｌにそれぞれが連通する一対の作動油室Ｒ１，Ｒ２と、この一対の作動油室Ｒ１，Ｒ２と隔絶される一対の背後側室Ｒ３，Ｒ４とを有すると共に、図示する実施の形態では、一対のベーン２２，２３を連設させるロータシャフト２４に一対の作動油室Ｒ１，Ｒ２間での作動油の往復時に所定の大きさの減衰力を発生させる減衰バルブ２５を有してなるとしている。
【００１７】
なお、各作動油室Ｒ１，Ｒ２は、図示の実施の形態では、ハウジング２１を貫通するようにして油通路Ｌに連通されているが、これに代えて、図示しないが、ハウジング２１の両端を閉塞する側板を貫通するようにして油通路Ｌに連通されるとしても良い。
【００１８】
各背後側室Ｒ３，Ｒ４は、図１の実施の形態では、ガス室に設定されており、したがって、その限りにおいて、このロータリアクチュエータ２は、言わばアキュムレータの態様に構成されていることになる。
【００１９】
したがって、図示しないが、各ベーン２２，２３の外周にはハウジング２１の内周に摺接するシール部材が介装されていて、いわゆるガス漏れを阻止していることもちろんである。
【００２０】
それゆえ、このロータリアクチュエータ２にあっては、各ベーン２２，２３が揺動するときに、各作動油室Ｒ１，Ｒ２に対して油通路Ｌを介しての作動油の給排が実現され、このとき、各背後側室Ｒ３，Ｒ４が膨縮される、すなわち、膨張あるいは圧縮される。
【００２１】
そして、このロータリアクチュエータ２にあっては、たとえば、一方側の作動油室Ｒ１に作動油が流入されると共に、他方側の作動油室Ｒ２から作動油が流出する際に、ベーン２２，２３が揺動されずして、作動油がロータシャフト２４に配在の減衰バルブ２５を通過することになり、このとき、この減衰バルブ２５で設定された減衰力が発生される。
【００２２】
ところで、背後側室Ｒ３，Ｒ４は、これがガス室に設定されるのに代えて、図２に示すように、油室に設定されるとしても良く、この場合には、背後側室Ｒ３，Ｒ４に外部に別途配在のアキュムレータＡが連通される。
【００２３】
ちなみに、アキュムレータＡは、詳しく図示しないが、内部にブラダで区画されるガス室と油室とを有してなり、このアキュムレータＡにおける油室が油室に設定された背後側室Ｒ３，Ｒ４に連通される。
【００２４】
この背後側室Ｒ３，Ｒ４を油室に設定して外部のアキュムレータＡに連通させる場合には、上記した各ベーン２２，２３の外周へのシール部材の介装を省略できると共に、背後側室Ｒ３，Ｒ４を直接ガス室に設定する場合に比較して、高いガス圧を利用できることになる点で有利となる。
【００２５】
なお、背後側室Ｒ３，Ｒ４が直接ガス室に設定される図１に示す実施の形態では、外部にアキュムレータＡを配在させないから、このサスペンション装置全体のいわゆるコンパクト化を可能にする点で有利となる。
【００２６】
一方、このロータリアクチュエータ２にあっては、図３および図４に示す実施の形態のように、背後側室Ｒ３，Ｒ４が大気に開放されて大気圧に維持されると共に、減衰バルブ２５の図示を省略しているロータシャフト２４にトーションバーＴが連設されてなるとしても良い。
【００２７】
この実施の形態について、少し説明すると、ハウジング２１は、一対の軸受２６と共にシール部材２７の配在下にパッキンケース２８とエンドキャップ２９とからなるケーシング（符示せず）内に収容されている。
【００２８】
そして、各作動油室Ｒ１，Ｒ２が軸受２６に開穿された透孔２６ａおよびエンドキャップ２９に開穿された透孔（図示せず）を介して油通路Ｌに連通されており、各背後側室Ｒ３，Ｒ４が軸受２６に開穿された透孔２６ｂおよびエンドキャップ２９に開穿された透孔（図示せず）を介して大気中たる外部に連通されている。
【００２９】
ロータシャフト２４は、この実施の形態にあって、有底円筒状に形成されていて、外周にベーン２２，２３を連設させる一方で、いわゆる底部の中央部にトーションバーＴの一端を、また、エンドキャップ２９の中央部に形成された連結部２９ａにトーションバーＴの他端を、それぞれセレーション構造で連結させている。
【００３０】
なお、ハウジング２１に連設されるセパレートブロック部２１ａと軸受２６との間には、一対の位置決めピン３０が配在されており、図示しないが、特に、図３中で右側となる軸受２６とこれに隣設するエンドキャップ２９との間にも位置決め手段が施されている。
【００３１】
この実施の形態による場合には、たとえば、中立状態にある各ベーン２２，２３の揺動でロータシャフト２４が回動されるときに、回動側たるロータシャフト２４側と固定側たるエンドキャップ２９側との間でトーションバーＴが捩られることになり、したがって、トーションバーＴによるいわゆるばね作用に基づく中立状態への復帰モーメントが発生し、ロータシャフト２４を回動させる外力作用が解除されたときに当初の中立状態に復帰することになる。
【００３２】
それゆえ、この実施の形態による場合には、背後側室Ｒ３，Ｒ４を大気圧に維持してばね作用のためのアキュムレータＡの配在を省略できるから、その限りにおいて、このロータリアクチュエータ２におけるコンパクト化を可能にし得ると共に、ばね力を得るについて高圧ガスの利用を省略できるので、生産ラインの簡略化に寄与し、生産性の向上を図り得ることにもなる。
【００３３】
また、この実施の形態による場合には、トーションバーＴにおける反力を自由に設定できるから、このサスペンション装置を装備する車種に応じたばね作用を選択できることになる。
【００３４】
それ故、以上のように形成されたこの実施の形態、たとえば、図１に示す実施の形態によるサスペンション装置にあっては、左右側の油圧緩衝器１，１が車体の上下動で同相に、たとえば、図５に示すように、圧縮されるとき、各油圧緩衝器１において、各ピストン側油室１ａの作動油がそれぞれの減衰バルブ１４を介してそれぞれロッド側油室１ｂに流入する。
【００３５】
その一方で、ピストンロッド１３の侵入体積分に相当する作動油が各ピストン側油室１ａから各油通路Ｌを介してロータリアクチュエータ２内、すなわち、ハウジング２１内にベーン２２で区画される作動油室Ｒ１およびベーン２３で区画される作動油室Ｒ２にそれぞれ流入する。
【００３６】
このとき、ロータリアクチュエータ２においては、各ベーン２２，２３が各背後側室Ｒ３，Ｒ４におけるガス圧に抗するようにして同方向に揺動して、各作動油室Ｒ１，Ｒ２が共に膨張されるようになり、それゆえ、作動油が減衰バルブ２５を通過しない状態になる。
【００３７】
その結果、この各油圧緩衝器１における同相となる圧縮行程時には、各油圧緩衝器１における減衰バルブ１４による圧側の減衰作用とロータリアクチュエータ２によるガスばね効果が発現されることになる。
【００３８】
また、図示しないが、上記したところと逆に、各油圧緩衝器１における同相の伸長行程時には、ロッド側油室１ｂからの作動油が減衰バルブ１４を介してピストン側油室１ａに流出すると共に、このピストン側油室１ａにおいて不足するピストンロッド１３の退出体積分に相当する量の作動油がロータリアクチュエータ２内の作動油室Ｒ１および作動油室Ｒ２から油通路Ｌを介して補充される。
【００３９】
このとき、ロータリアクチュエータ２内において、ガス室たる背後側室Ｒ３，Ｒ４の膨張で各ベーン２２，２３がハウジング２１で同方向に揺動し、各作動油室Ｒ１，Ｒ２が作動油を流出させるから、減衰バルブ２５が機能しない。
【００４０】
その結果、この各油圧緩衝器１における同相となる伸長行程時には、各油圧緩衝器１におけるそれぞれの減衰バルブ１４による伸側の減衰作用のみが発現される。
【００４１】
一方、左右側の油圧緩衝器１，１が車体のロールで逆相に伸縮するとき、たとえば、図６に示すように、図中で左側の油圧緩衝器１が伸長されるに対して、図中で右側の油圧緩衝器１が圧縮されるときには、以下のようになる。
【００４２】
すなわち、左側の油圧緩衝器１では、ピストンロッド１３の退出体積分に相当する量の作動油がロータリアクチュエータ２における作動油室Ｒ１から油通路Ｌを介してピストン側油室１ａに流入され、右側の油圧緩衝器１では、ピストンロッド１３の侵入体積分に相当する量の作動油がピストン側油室１ａからの油通路Ｌを介してロータリアクチュエータ２における作動油室Ｒ２に流出される。
【００４３】
このとき、左側の油圧緩衝器１においては、ロッド側油室１ｂからの作動油が減衰バルブ１４を介してピストン側油室１ａに流出することになり、右側の油圧緩衝器１においては、ピストン側油室１ａからの作動油が減衰バルブ１４を介してロッド側油室１ｂに流入し、それぞれの減衰バルブ１４による所定の圧側あるいは伸側の減衰作用が発現される。
【００４４】
また、このときに、ロータリアクチュエータ２においては、作動油室Ｒ１から作動油が流出するに対して、作動油室Ｒ２に作動油が流入することになり、その結果、ベーン２２，２３が揺動されずして、作動油が減衰バルブ２５を通過するようになる。
【００４５】
それゆえ、ロータリアクチュエータ２内においてベーン２２，２３が揺動されないから、背後側室Ｒ３，Ｒ４の膨縮が発現されずして、ガスばね効果が発揮されないが、作動油が減衰バルブ２５を通過することから、このとき、所定の減衰作用が発現される。
【００４６】
その結果、この各油圧緩衝器１における逆相となる伸縮行程時には、各油圧緩衝器１における各減衰バルブ１４による減衰作用とロータリアクチュエータ２における減衰バルブ２５による減衰作用が発現される。
【００４７】
したがって、前記した各油圧緩衝器１の同相の伸縮時における減衰力発生とこの逆相の伸縮時における減衰力発生とを比較すれば、逆相の伸縮時の方が高い減衰力の発生状況となり、車体のロールを抑制することが可能になり、また、同相の伸縮時にはエアばね効果を伴いながらの低い減衰力の発生状況となって、車体の上下動を抑制することが可能になる。
【００４８】
そして、車体のロールが抑制されることで、車両における操縦安定性が向上されると共に、エアばね効果を伴いながらの低い減衰力の発生で車両における乗り心地が改善されることになる。
【００４９】
前記したところは、一対の油圧緩衝器１が車両の左右側に配在されている場合を例にして説明したが、一対の油圧緩衝器１が車両の前後側に配在される場合には、ロールの抑制には難があるが、上下動の抑制には効果があるのはもちろんのこと、特に、ピッチングの抑制を効果的に実現できる。
【００５０】
そして、一対の油圧緩衝器１が車両の対角線位置に配在される場合には、上下動，ロールおよびピッチングの全ての動きの抑制を可能にする。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、この発明にあっては、ロータリアクチュエータにおいて、ハウジングが単筒体で形成される場合には、このハウジングの形成が容易になるのはもちろんのこと、このハウジングを有するロータリアクチュエータの形成も容易になり、部品としてのロータリアクチュエータの製作にいわゆる手間と時間を要せずして、生産性を向上させることが可能になり、サスペンション装置全体のコストの低廉化を可能にする。
【００５２】
そして、この発明にあっては、ロータリアクチュエータにおいて、ハウジング内にベーンによって区画され作動油室と隔絶される背後側室がガス室に設定される場合には、このロータリアクチュエータ自体がアキュムレータを構成することになり、サスペンション装置全体のコンパクト化を可能にする。
【００５３】
また、この発明にあっては、ロータリアクチュエータにおいて、ハウジング内に区画される背後側室が油室に設定されて外部のアキュムレータに連通される場合には、背後側室を直接ガス室に設定する場合に比較して、高圧ガスの利用が可能になり、高いロール抑制効果を期待できることになる。
【００５４】
さらに、この発明にあっては、背後側室が大気圧に維持されると共にロータシャフトにトーションバーが連設されてなるとする場合には、ハウジング内に区画される背後側室を大気圧に維持してばね作用のためのアキュムレータの配在を省略できから、その限りにおいて、ロータリアクチュエータにおけるコンパクト化を可能にし得ることになり、また、トーションバーにおける反力を自由に設定することによって、このサスペンション装置を装備する車種に応じたばね作用を選択できることになる。
【００５５】
その結果、この発明によれば、車両における上下動およびロールさらにはピッチングに対する車体振動の抑制を可能にして操縦安定性を向上させると共に乗り心地を改善するのはもちろんのこと、コストの低廉化を可能にしてその汎用性の向上を期待し得て、大衆車を含む多種多様の車両への装備に最適となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態によるサスペンション装置を示す概略図である。
【図２】他の実施の形態によるロータリアクチュエータを装備したサスペンション装置を図１と同様に示す図である。
【図３】他の実施の形態によるロータリアクチュエータを示す断面図である。
【図４】図３中のＸ−Ｘ線で示すロータリアクチュエータの断面図である。
【図５】図１のサスペンション装置において各油圧緩衝器が同相に圧縮された場合の作動状態を図１と同様に示す図である。
【図６】図１のサスペンション装置において各油圧緩衝器が逆相に伸縮された場合の作動状態を図１と同様に示す図である。
【符号の説明】
１ 油圧緩衝器
１ａ ピストン側室
２ ロータリアクチュエータ
２１ ハウジング
２２，２３ ベーン
２４ ロータシャフト
２５ 減衰バルブ
Ａ アキュムレータ
Ｌ 油通路
Ｒ１，Ｒ２ 作動油室
Ｒ３，Ｒ４ 背後側室
Ｔ トーションバー

Claims (4)

1. 上端側が車体側に連結され下端側が車軸側に連結される一対の油圧緩衝器と、この一対の油圧緩衝器の各ピストン側油室がそれぞれの油通路を介して連通するロータリアクチュエータとを有してなるサスペンション装置において、ロータリアクチュエータがハウジング内に一対のベーンによって区画されて各油通路にそれぞれが連通する一対の作動油室と、この一対の作動油室と隔絶される一対の背後側室とを有すると共に、一対のベーンを連設させるロータシャフトに一対の作動油室間での作動油の往復時に減衰力を発生させる減衰バルブを有してなるサスペンション装置
2. 背後側室がガス室に設定されてなる請求項１のサスペンション装置
3. 背後側室が油室に設定されると共に外部に配在のアキュムレータに連通されてなる請求項１のサスペンション装置
4. 背後側室が大気圧に維持されると共にロータシャフトにトーションバーが連設されてなる請求項１のサスペンション装置

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