JP3682940B2 - Vehicle height adjustment device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車等の車両における車体と車軸間に介装されて車体を懸架しながら車高を調整する車高調整装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、この種の車高調整装置にあっては、車高を検出するセンサ、パワ−ユニット、制御弁、左右の懸架装置、コントロ−ラとから構成されており、懸架装置は、図4に示すように、車体と車軸間に車体を懸架するに当たり、シリンダ40と懸架ばね41とからなり、懸架ばね41は、車軸側に設けたばね座47とシリンダ40のフランジ部40A間に配設される。シリンダ40にはシ−ル部材46を介して摺動自在にピストン43が嵌挿されており、シリンダ室44を画成している。シリンダ室44は、ピストン43に設けた通路45を介してパワ−ユニットに接続されている。車高を調整する場合、車高センサに基づいてコントロ−ラよりパワ−ユニットを作動して、懸架装置のシリンダ室44に高圧油を供給、あるいはシリンダ室44の圧油を排出し、ピストン43を伸縮して車高を調整するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記車高調整装置における懸架装置にあっては、懸架装置のシリンダで車体にかかる荷重をすべてシリンダで支えなければならず、このため、シリンダ室に供給する油圧は高圧にする必要があり、パワ−ユニットで高圧油を発生させるため、省エネ化という点で大変不利になる。さらに、配管、シ−ル、バルブ、ポンプ等も高圧に耐えるものでなければならず、高価になり、ト−タル的にコストを下げることができない。また、供給圧力を下げるため、シリンダ径を大きくすることが考えられるが、シリンダ径を大きくすると、取り付けスペ−スに制限があって取り付けられなくなり、またシリンダへの油の供給も大容量のパワ−ユニットを用意する必要もあり、さらに、パワ−ユニット、シリンダの重量も増大してしまい、容易にシリンダの径を大きくすることができないという問題があった。
【0004】
そこで、この発明は、懸架装置におけるシリンダの径を大きくすることなく、シリンダに油圧を供給するパワ−ユニットの供給圧力の低圧化が図れる車高調整装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、車体と車軸との間に配設されるシリンダとばね部材とを有する懸架装置と、上記シリンダに連通して作動油を給排する制御弁を設けたパワ−ユニットと、パワ−ユニットと制御弁をセンサに基づいて制御する制御手段とを備えて車高を調整するようにした車高調整装置において、前記懸架装置をシリンダと、シリンダ内に摺動自在に嵌挿したピストンと、シリンダの上端部とピストンの外端部にそれぞれに形成したフランジ部と、車軸側に設けたばね座と、上記ピストンのフランジ部と上記ばね座との間に介在した第1のばね部材と、上記第1のばね部材の内側に二重に配設しながら上記シリンダのフランジ部と上記ばね座との間に介在した第2のばね部材とで構成したことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
本発明の一実施の形態に係る車高調整装置は、図1,図2,図3に示すように、車体1と車軸2との間に配設されるシリンダ30とばね部材とを有する懸架装置4と、上記シリンダ30に連通して作動油を給排する制御弁を設けたパワ−ユニット3と、パワ−ユニット3と制御弁を車高センサ5に基づいて制御する制御手段たるコントローラ6とを備えて車高を調整するようにするものである。そして、前記懸架装置4をシリンダ30と、シリンダ30内に摺動自在に嵌挿したピストン33と、シリンダ33の上端部とピストンの外端部にそれぞれに形成したフランジ部30 A, 33 A と、車軸2側に設けたばね座37と、上記ピストン33のフランジ部33 A と上記ばね座37との間に介在したコイルばね31からなる第1のばね部材と、上記第1のばね部材の内側に二重に配設しながら上記シリンダ30のフランジ部30 A と上記ばね座37との間に介在したコイルばね32からなる第2のばね部材とで構成している。
以下、さらに詳しく説明する。
この実施の形態に関わるシステムの油圧回路は、図1に示すように、車体1と車軸2間に介装する左右の懸架装置4、パワ−ユニット3、ソレノイドバルブ7、車高センサ5、制御手段であるコントロ−ラ6とで構成されている。
【0009】
パワ−ユニット3は、モ−タ11で駆動されるポンプ12、チェック弁13、リリ−フ弁14、プレッシャスイッチ15、16、フィルタ17、タンク18とが組み込まれて、モ−タ11は、車高センサ5、プレッシャスイッチ15、16に基づいてコントロ−ラ5よりの信号で駆動されるようになっている。
【0010】
ポンプ12は、吐出側より分岐回路21中にフィルタ17、チェック弁を介してメイン回路20に接続されている。
【0011】
リリ−フ弁14は、メイン回路20の圧力を一定に保つようにメイン回路20とタンク18との間の分岐回路23中に設けられている。
【0012】
メイン回路20中には、回路中の圧力を検出するプレッシャスイッチ15、16が設けられ、コントロ−ラ5に接続されている。
【0013】
ソレノイドバルブ7は、チェック弁を内蔵した2ポ−ト2位置式バルブで、パワ−ユニット3におけるメイン回路20とタンク18との分岐回路22中に設けられ、メイン回路20とタンク18とをコントロ−ラ5からの信号によってポ−トa、bを切り換えて連通、遮断するようになっている。
【0014】
懸架装置4は、車体1と車軸2との間に配設され、車体1を懸架する、図2に示すように、シリンダ30と第1、第2のコイルばね31、32とからなり、シリンダ30には、ピストン33がシ−ル部材36を介して摺動自在に嵌挿されるとともに、シリンダ室34を画成している。尚、懸架装置4は、車体1と車軸2との間の他に、車軸1と図示しないサスペンションア−ムやリンクとの間にも配設される。
【0015】
シリンダ室34は、ピストン33に穿設した通路35を介して上記パワ−ユニット3のメイン回路20に連通されている。
【0016】
ピストン33のフランジ部33Aと車軸2側に設けたばね座37との間に第1のコイルばね31が、シリンダ30のフランジ部30Aと車軸2側に設けたばね座37との間に上記の第1のコイルばね31の内側にこれと同芯状(並列)にして二重に配設されながら第2のコイルばね32が介装してある。
【0017】
車高をアップする場合、車高センサ5に基づいて、コントロ−ラ6によりモ−タ11を駆動してポンプ12を回転させると、リリ−フ弁14でセットされた圧力でメイン回路20から通路35を介してシリンダの室34に圧油が供給されて、ピストン33が伸長して車高を上げる。
【0018】
また、車高をダウンする場合、同じく車高センサ5に基づいて、コントロ−ラ6によりソレノイドバルブ7をaポ−トからbポ−ト側に作動させて、メイン回路20をタンク18に連通させて、シリンダ室34内の圧力をメイン回路20を介してタンク18に逃がしてピストン33を収縮して車高を下げる。
【0019】
車高アップの時のメイン回路20の圧は、プレッシャスイッチ15で、車高ダウン時のメイン回路の圧は、プレッシャスイッチ16で検出し、所定圧力になると、それぞれの信号でモ−タ11とポンプ12を停止し、車高を一定の高さに調整した後は、チェック弁13、リリ−フ弁14、ソレノイドバルブ7(aポ−トに切り換わる)でメイン回路20が閉じられ、車高が一定の高さに保持される。
【0020】
ところで、図3に示す従来の上記懸架装置と図2に示す本実施例の懸架装置において、車体に掛かる荷重WがW+Δwに増大し、車高がΔxだけ変位した場合に、車高を元の位置に戻すためにシリンダに供給される油圧についてみてみる。
【0021】
従来の懸架装置にあっては、図5の(a)に示すように、作用する荷重W+Δw、ばね41のばね定数K、荷重Wの作用時のばねの撓みδ、車高の変位Δx、とすると、荷重とばねとの間には次のような関係が成り立ち、
W+Δw=K(δ+Δx)となり、
荷重の増加分は、
Δw=KΔxとなる。
【0022】
車高を元に戻すには、図5の(b)に示すように、受圧面積Aなるシリンダに圧力Pなる圧力をかけるとすると、荷重とシリンダとの間には次のような関係が成り立ち、
車高を元に戻す圧力Pは、
P=(W+Δw)/A となる。
【0023】
次に、本実施例の懸架装置にあっては、図3の(a)に示すように、作用する荷重W+Δw、ばね31、32のばね定数K1 、K2 、荷重Wの作用時のばね31、32のばね撓みδ1 、δ2 、車高の変位Δx、とすると、荷重とばねとの間には次のような関係が成り立ち、
荷重の増加分Δwは、
Δw=(K1 +K2 )Δx となる。
【0024】
これより 車高を元に戻すには、図3の(b)に示すように、受圧面積A1 なるシリンダに圧力P1 なる圧力をかけるとすると、荷重とシリンダ33に作用する力との間には次のような関係が成り立ち、
W+Δw=K1 (δ1 +Δx−Δx)+P1 A1 より
車高を元に戻す圧力P1 は、
P1 =(W+Δw−K1 δ1 )/A1 となる。
【0025】
そこで、上記PとP1 とから、両方の差をとると、
P−P1 =(W+Δw)/A−(W+Δw−K1 δ1 )/A1 となり、
ここで、 A=A1 とすると、
P−P1 =K1 δ1 /A となり、
K1 、δ1 、A、>0 であるから、
P−P1 >0となり、
車体に掛かる荷重WがW+Δwに増大し、車高がΔxだけ変位した場合に、車高を元の位置に戻すためにシリンダ室34に供給される油圧は、本実施例の懸架装置における圧力P1 が従来の上記懸架装置における圧力PよりK1 δ1 /Aだけ圧力が低くなる。
【0026】
コイルばねの2つのばね定数K1 、K2 の和を従来のばね定数Kと同じにすれば、従来の乗り心地と同様になって、ばねによる乗り心地の弊害はなくなる。
【0027】
このように、懸架装置において、車体1と車軸2間にあって車軸2側に設けたばね座37とピストン33のフランジ部33Aとの間に第1のコイルばね31と、車軸2側に設けたばね座37とシリンダ30のフランジ部30Aとの間に第2のコイルばね32とをそれぞれ介装するようにしたから、車体1に荷重変化があって、車高が変位しても、車体1にかかる荷重の変化量だけが車高を元の位置に戻す調整荷重となるために、シリンダ室34に供給する油の圧力を従来に比してK1 δ1 /Aだけ圧力を低くすることができ、従来のようにパワ−ユニットで高圧油を発生させる必要がなくなり、省エネ化という点で大変有利になる。
【0028】
さらに、圧力を低くできるため、配管、シ−ル、ソレノイドバルブ、ポンプ等も低圧に耐え得るものを使用でき、加工精度も高精度を必要とせず、安価となり、ト−タル的にコストダウンを図ることができる。
【0029】
また、第1、第2のコイルばね31、32を並列二重に配設したので、懸架装置の外形も大きくならず、コンパクトになる。
【0030】
さらに、コイルばねの2つのばね定数K1 、K2 の和を従来のばね定数Kと同じにしたので、従来と同様の乗り心地にすることができる。
【0031】
【発明の効果】
第1の発明によれば、懸架装置において、車軸と車体間にあって車軸側に設けたばね座とピストンのフランジ部との間に第1のばね部材と、車軸側に設けたばね座とシリンダのフランジ部との間に第2のばね部材とをそれぞれ介装するようにしたので、車体に荷重変化があって、車高が変位しても、車体にかかる荷重の変化量だけが車高を元の位置に戻す調整荷重となるために、シリンダに供給する油の圧力を従来の単一のみのコイルばねを使用したものに比べて、K1 δ1 /A(第1のばね部材のばね定数 K1, 同じく荷重作用時の撓みをδ 1 、ピストンの重圧面積を A)だけ圧力が低くすることができ、従来のようにパワ−ユニットで高圧油を発生させる必要がなくなり、省エネ化という点で大変有利になる。さらに、配管、シ−ル、切換バルブ、ポンプ等も低圧に耐え得るものを使用でき、加工精度も高精度を必要とせず、安価となり、ト−タル的にコストダウンを図ることができる。
更に、第1、第2のばね部材を二重に配設したので、懸架装置の外形は大きくならず、コンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す車高調整装置の構成図である。
【図2】同じく第1図の車高調整装置に使用するシリンダの拡大断面図である。
【図3】同じくシリンダの作用を説明する説明図である。
【図4】従来のシリンダの拡大断面図である。
【図5】同じくシリンダの作用を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 車体
2 車軸
3 パワ−ユニット
4 懸架装置
5 車高センサ
6 コントロ−ラ
7 ソレノイドバルブ
11 モ−タ
12 ポンプ
13 チェック弁
14 リリ−フ弁
15、16 プレッシャスイッチ
17 フィルタ
18 タンク
20 メイン回路
21、22、23 分岐回路
30 シリンダ
30A フランジ部
31 第1のコイルばね
32 第2のコイルばね
33 ピストン
33A フランジ部
34 シリンダ室
35 通路
36 シ−ル
37 ばね座
40 シリンダ
40A フランジ
41 コイルばね
43 ピストン
44 シリンダ室
45 通路
46 シ−ル
47 ばね座
W 荷重
Δw 荷重の増加分
Δx 車高の変位
K、K1 、K2 ばね定数
δ、δ1 、δ2 ばねの撓み
P、P1 圧力
A、A1 受圧面積[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle height adjusting device that is interposed between a vehicle body and an axle of a vehicle such as an automobile and adjusts the vehicle height while suspending the vehicle body.
[0002]
[Prior art]
For example, this type of vehicle height adjusting device includes a sensor for detecting vehicle height, a power unit, a control valve, left and right suspension devices, and a controller. As shown, when the vehicle body is suspended between the vehicle body and the axle, the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the suspension device in the vehicle height adjusting device, all the load applied to the vehicle body must be supported by the cylinder by the cylinder of the suspension device. For this reason, the hydraulic pressure supplied to the cylinder chamber needs to be high. Because the power unit generates high-pressure oil, it is very disadvantageous in terms of energy saving. Furthermore, piping, seals, valves, pumps, etc. must be able to withstand high pressures, which makes them expensive and cannot reduce costs in a total way. In order to reduce the supply pressure, it is conceivable to increase the cylinder diameter. However, if the cylinder diameter is increased, there is a limit to the installation space and the cylinder cannot be installed. -It is necessary to prepare a unit, and furthermore, the weight of the power unit and the cylinder increases, and there is a problem that the diameter of the cylinder cannot be easily increased.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a vehicle height adjusting device that can reduce the supply pressure of a power unit that supplies hydraulic pressure to a cylinder without increasing the diameter of the cylinder in the suspension device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the means of the present invention includes a suspension device having a cylinder and a spring member disposed between a vehicle body and an axle, and a control valve for supplying and discharging hydraulic oil in communication with the cylinder. And a control unit for controlling the power unit and the control valve based on a sensor to adjust the vehicle height, wherein the suspension device is a cylinder, A piston that is slidably inserted into the cylinder, a flange formed on each of the upper end of the cylinder and the outer end of the piston, a spring seat provided on the axle side, and a flange between the piston and the spring seat. The first spring member interposed between the first spring member and the second spring member interposed between the flange portion of the cylinder and the spring seat while being double disposed inside the first spring member. It is characterized by that.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, a vehicle height adjusting device according to an embodiment of the present invention is a suspension having a
This will be described in more detail below.
As shown in FIG. 1, the hydraulic circuit of the system according to this embodiment includes a left and right suspension device 4 interposed between a vehicle body 1 and an
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
In the
[0013]
The solenoid valve 7 is a two-port two-position valve with a built-in check valve, and is provided in the
[0014]
As shown in FIG. 2, the suspension device 4 is disposed between the vehicle body 1 and the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
When the vehicle height is increased, when the
[0018]
When the vehicle height is to be lowered, the solenoid valve 7 is operated from the a port to the b port side by the controller 6 based on the
[0019]
The pressure of the
[0020]
By the way, in the conventional suspension apparatus shown in FIG. 3 and the suspension apparatus of the present embodiment shown in FIG. 2, when the load W applied to the vehicle body increases to W + Δw and the vehicle height is displaced by Δx, Let's look at the hydraulic pressure supplied to the cylinder to return it to the position.
[0021]
In the conventional suspension system, as shown in FIG. 5A, the applied load W + Δw, the spring constant K of the
W + Δw = K (δ + Δx)
The increase in load is
Δw = KΔx.
[0022]
In order to restore the vehicle height, as shown in FIG. 5B, if a pressure P is applied to a cylinder having a pressure receiving area A, the following relationship is established between the load and the cylinder. ,
The pressure P that returns the vehicle height is
P = (W + Δw) / A
[0023]
Next, in the suspension device of the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the acting load W + Δw, the spring constants K1, K2 of the
The increase Δw in load is
Δw = (K1 + K2) Δx
[0024]
In order to return the vehicle height to the original value, as shown in FIG. 3 (b), when a pressure P1 is applied to the cylinder having the pressure receiving area A1, the load and the force acting on the
W + Δw = K1 (δ1 + Δx−Δx) + P1 A pressure P1 for returning the vehicle height from A1 is:
P1 = (W + .DELTA.w-K1.delta.1) / A1.
[0025]
Therefore, taking the difference between P and P1,
P−P1 = (W + Δw) / A− (W + Δw−K1 δ1) / A1
Here, if A = A1,
P−P1 = K1 δ1 / A
Since K1, δ1, A,> 0,
P−P1> 0,
When the load W applied to the vehicle body increases to W + Δw and the vehicle height is displaced by Δx, the hydraulic pressure supplied to the
[0026]
If the sum of the two spring constants K1 and K2 of the coil spring is made the same as the conventional spring constant K, it becomes the same as the conventional riding comfort, and the adverse effect of the riding comfort by the spring is eliminated.
[0027]
Thus, in the suspension device, the
[0028]
Furthermore, since the pressure can be lowered, pipes, seals, solenoid valves, pumps, etc. that can withstand low pressure can be used, machining accuracy is not required, high cost is reduced, and total costs are reduced. Can be planned.
[0029]
In addition, since the first and second coil springs 31 and 32 are arranged in parallel and double, the external shape of the suspension device does not increase, and it becomes compact.
[0030]
Further, since the sum of the two spring constants K1 and K2 of the coil spring is made the same as the conventional spring constant K, it is possible to achieve a riding comfort similar to the conventional one.
[0031]
【The invention's effect】
According to the first invention, in the suspension device, the first spring member , the spring seat provided on the axle side and the flange portion of the cylinder between the spring seat provided on the axle side between the axle and the vehicle body and the flange portion of the piston. Since the second spring member is interposed between the vehicle body and the vehicle body, if there is a change in the load and the vehicle height is displaced, only the amount of change in the load applied to the vehicle body Since the adjustment load is returned to the position, the oil pressure supplied to the cylinder is K1 δ1 / A (same as the first spring member's spring constant K1, as compared to the conventional one using a single coil spring) The pressure can be lowered by δ 1 when the load is applied and the pressure area of the piston is A ), which eliminates the need to generate high-pressure oil in the power unit as in the past, which is very advantageous in terms of energy saving. Become. Further, pipes, seals, switching valves, pumps, and the like that can withstand low pressure can be used, the machining accuracy does not require high accuracy, the cost is reduced, and the total cost can be reduced.
Furthermore, since the first and second spring members are arranged in a double manner, the external shape of the suspension device is not increased, and it can be made compact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle height adjusting device showing an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a cylinder used in the vehicle height adjusting device of FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory view for explaining the operation of the cylinder.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a conventional cylinder.
FIG. 5 is an explanatory view for explaining the operation of the cylinder.
[Explanation of symbols]
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1996
- 1996-06-10 JP JP17059896A patent/JP3682940B2/en not_active Expired - Fee Related
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