JP3843303B2 - サスペンション装置 - Google Patents
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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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のサスペンション装置は、減衰作動をしながら車体を支えるだけでなく、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ることが多く、例えば特開平６−７２１２７号公報に開示されたものがある。
【０００３】
この公報の図１に相当する図５に示すサスペンション装置は、油圧シリンダ２内が絞り９の付加されたピストン６によって上部室７と下部室８とに画成され、かつ車輪側と車体側のうち一方にシリンダ２の本体が連結され、他方にピストン６が連結される車輪側と車体側の間に介装された油圧シリンダ２と、この油圧シリンダ２の上下室のうち一方に連通された油室１４を有し、この油室１４と高圧ガス室１３とがフリーピストン１２によって画成された調圧シリンダ１１ａからなる調圧装置３を備えている。
【０００４】
そして、４つの車輪のうち少なくとも左右の２つにそれぞれ油圧シリンダ２を装着するとともに、上記調圧装置３にはそれぞれの油圧シリンダ２の油圧管路１６，１７毎に調圧シリンダ１１ａを設け、各調圧シリンダ１１ａのフリーピストン１２，１２同士を互いに連動するよう一体的に構成し、前記油圧管路１６，１７同士を絞り４を介して連通したものである。左右一対の油圧シリンダ２，２が同一方向に伸縮するときには、調圧シリンダ１１ａの絞りを通過する作動油は少なく、それぞれの油圧シリンダ２，２のピストン６に付加された絞り９を作動油が通過することによって、油圧シリンダ２の作動が減衰される。
【０００５】
左右一対の油圧シリンダ２が逆の方向に伸縮すると、調圧シリンダ１１ａ側の絞り４に作動油が多く流れるようになるので、その際にはそれぞれの油圧シリンダ２のピストン６に付加された絞り９と、調圧シリンダ１１ａ側の絞り４とを作動油が通過することによって油圧シリンダ２の動作が減衰される。このため、左右一対の油圧シリンダ２の動作方向に違いが生じたときに調圧シリンダ１１ａ側の絞り４が減衰効果を発揮する。
【０００６】
従って、車体にピッチングやバウンシング等の前後の上下動が発生し、左右一対の油圧シリンダ２が同じ方向に伸縮する（同相）ときには、低い減衰効果が得られる。一方ローリング等の左右の揺動が発生し、左右一対の油圧シリンダ２が逆の方向に伸縮する（逆相）ときには、高い減衰効果が得られ、効果的に車体の振動を抑制することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記逆相時に減衰力を発生するのは、油圧シリンダ２，２同士を油圧管路１６，１７介して連通する絞り４である。この絞り４で発生する作動油の抵抗、すなわち絞り４の前後の圧力差（以下差圧と略称）は、ガス圧以上の差圧は発生しないため高圧ガス室のガス圧が上限となる。ガス圧を高くすると絞り４の前後の差圧は大きくすることができるが、油圧シリンダ２，２が同相で伸縮するときの反力変化（ピストンロッドの断面積×ガス圧の変化＝ガスばね定数）が大きくなり、乗心地が悪化する。そこで油圧シリンダ２のピストンロッド１０の断面積を大きくすれば、同じ差圧でも減衰力を高くすることができるが、この場合も同様に、油圧シリンダ２，２が同相で伸縮するときの反力変化が大きくなり、乗心地が悪化する。このように逆相時に加算される減衰力には乗心地面からの制約があり、同相時と逆相時の減衰力の差を十分に大きくできないと言う問題があった。
【０００８】
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、油圧シリンダの伸縮が同相の時と逆相の時とで、減衰力の差が大きい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】
本発明の第１の課題解決手段は、車体側と車軸側にそれぞれ連結されて車両の左右に配在される一対の油圧シリンダと、差動バルブとを備え、各油圧シリンダは、内部に摺動自在に収容され上部室と下部室とを画成するピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端側インロー部に穿設されたスプール孔に上下動自在に嵌合する切り替えスプールと、該切り替えスプールの上下に配置され切り替えスプールを上下から附勢して中立状態に保持する上部スプリングおよび下部スプリングと、ピストンロッドの下端側インロー部に装着される主減衰バルブと、ともにピストンロッドの下端側インロー部に装着され上記切り替えスプールを介し主減衰バルブを迂回して上部室と下部室とを連通する圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブとを有してなり、切り替えスプールは中立状態で伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介して上部室と下部室とを連通し、上方あるいは下方へ移動すると上部室と下部室との伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介しての連通を遮断するように設定され、主減衰バルブの開弁圧は圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブより高く設定され、差動バルブは、内部に摺動自在に収容されガス室と圧力室とを画成するフリーピストンと、中空ロッドに支持されるとともにフリーピストンの中空部に摺動自在に嵌合するピストンと、圧力室にピストンで区画した上室と下室と、該ピストンに設けられて上室と下室とを連通する絞りと、を有し、当該差動バルブの上室と一方の油圧シリンダの下部室とを油圧管路で連通するとともに差動バルブの下室と他方の油圧シリンダの下部室とを他の油圧管路で連通し、一方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させるとともに、下端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、他方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させるとともに、下端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、各油圧シリンダが同相に作動する際は、切り替えスプールを中立状態に保持し、各油圧シリンダが逆相又は一方のみ作動する際は、各油圧シリンダの切り替えスプールで伸側及び圧側サブ減衰バルブによる上部室と下部室との連通を遮断するようにした。
【００１０】
本発明の第２の課題解決手段は、車体側と車軸側にそれぞれ連結されて車両の左右に配在される一対の油圧シリンダと、差動バルブとを備え、各油圧シリンダは、内部に摺動自在に収容され上部室と下部室とを画成するピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端側インロー部に穿設されたスプール孔に上下動自在に嵌合する切り替えスプールと、該切り替えスプールの上下に配置され切り替えスプールを上下から附勢して中立状態に保持する上部スプリングおよび下部スプリングと、ピストンロッドの下端側インロー部に装着される主減衰バルブと、ともにピストンロッドの下端側インロー部に装着され上記切り替えスプールを介し主減衰バルブを迂回して上部室と下部室とを連通する圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブとを有してなり、切り替えスプールは中立状態で伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介して上部室と下部室とを連通し、上方あるいは下方へ移動すると上部室と下部室との伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介しての連通を遮断するように設定され、主減衰バルブの開弁圧は圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブより高く設定され、差動バルブは、内部に摺動自在に収容されガス室と圧力室とを画成するフリーピストンと、中空ロッドに支持されるとともにフリーピストンの中空部に摺動自在に嵌合するピストンと、圧力室にピストンで区画した上室と下室と、該ピストンに設けられて上室と下室とを連通する絞りと、を有し、当該差動バルブの上室と一方の油圧シリンダの下部室とを油圧管路で連通するとともに差動バルブの下室と他方の油圧シリンダの下部室とを他の油圧管路で連通し、一方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には上記差動バルブのガス室の圧力を作用させるとともに、下端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、他方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には上記差動バルブのガス室の圧力を作用させるとともに、下端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、各油圧シリンダが同相に作動する際は、切り替えスプールを中立状態に保持し、各油圧シリンダが逆相又は一方のみ作動する際は、各油圧シリンダの切り替えスプールで伸側及び圧側サブ減衰バルブによる上部室と下部室との連通を遮断するようにした。
【００１１】
本発明の第３の課題解決手段は、車体側と車軸側にそれぞれ連結されて車両の左右に配在される一対の油圧シリンダと、差動バルブとを備え、各油圧シリンダは、内部に摺動自在に収容され上部室と下部室とを画成するピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端側インロー部に穿設されたスプール孔に上下動自在に嵌合する切り替えスプールと、該切り替えスプールの上下に配置され切り替えスプールを上下から附勢して中立状態に保持する上部スプリングおよび下部スプリングと、ピストンロッドの下端側インロー部に装着される主減衰バルブと、ともにピストンロッドの下端側インロー部に装着され上記切り替えスプールを介し主減衰バルブを迂回して上部室と下部室とを連通する圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブとを有してなり、切り替えスプールは中立状態で伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介して上部室と下部室とを連通し、上方あるいは下方へ移動すると上部室と下部室との伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介しての連通を遮断するように設定され、主減衰バルブの開弁圧は圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブより高く設定され、差動バルブは、内部に摺動自在に収容されガス室と圧力室とを画成するフリーピストンと、中空ロッドに支持されるとともにフリーピストンの中空部に摺動自在に嵌合するピストンと、圧力室にピストンで区画した上室と下室と、該ピストンに設けられて上室と下室とを連通する絞りと、を有し、当該差動バルブの上室と一方の油圧シリンダの下部室とを油圧管路で連通するとともに差動バルブの下室と他方の油圧シリンダの下部室とを他の油圧管路で連通し、一方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には大気圧を作用させるとともに、下端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、他方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には大気圧を作用させるとともに、下端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、各油圧シリンダが同相に作動する際は、切り替えスプールを中立状態に保持し、各油圧シリンダが逆相又は一方のみ作動する際は、各油圧シリンダの切り替えスプールで伸側及び圧側サブ減衰バルブによる上部室と下部室との連通を遮断するようにした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るサスペンション装置を図１に示す第１実施形態について説明する。本発明の最大の特徴は、油圧シリンダ１００，２００のピストン部に差圧で作動する減衰力可変機構を設けることである。この実施形態においては、差動バルブ３００の内部に外周側にシール３０１Ａを装着したフリーピストン３０１を上下動自在に嵌合し、このフリーピストン３０１で、作動バルブ３００の内部に高圧のガス室３００Ｇと、作動油の充満した圧力室４００とを画成している。フリーピストン３０１はキャップ状に形成されるとともに、その内側の中空部には、ピストン３０２が上下移動可能に嵌合されており、このピストン３０２で上記圧力室４００を上室３００Ａと下室３００Ｂとに区画している。また、ピストン３０２には絞り３０２Ａが設けられている。さらに、ピストン３０２は、差動バルブ３００の底蓋に支持された中空ロッド３０３に連結されている。
【００１３】
油圧シリンダ１００，２００は、ともに内部に上下移動可能なピストン１０２で画成された上部室１００Ａ，２００Ａと下部室１００Ｂ，２００Ｂと、ピストン１０２を一端に 備えたピストンロッド１０１，２０１とを備えて構成されている。そして、一方の油圧シリンダ１００の下部室１００Ｂは、油圧管路１００Ｒにより差動バルブ３００の下室３００Ｂに連結され、他方の油圧シリンダ２００の下部室２００Ｂは、油圧管路２００Ｒにより差動バルブ３００の底蓋に支持された中空ロッド３０３の中空孔を介して上室３００Ａに連結されている。また、上室３００Ａと下室３００Ｂは、ピストン３０２に付加された絞り３０２Ａを介して連通している。
【００１４】
なお、差動バルブ３００の上室３００Ａと下室３００Ｂの受圧面積は、同一になるように、フリーピストン３０１の外径と上室３００Ａが形成される中空部の径とが設定されている。また、差動バルブ３００のガス室３００Ｇの容積は十分に大きく、油圧シリンダ１００，２００のピストンロッド１０１，２０１の伸縮によってガス圧が大きく変動しないように設定されている。
【００１５】
油圧シリンダ１００，２００のピストンロッド１０１，２０１の下端インロー部には、図２に示したピストン部の詳細図に示すように、圧側ディスク１０５の上面に撓み剛性の小さい圧側サブ減衰弁１０６を対向させて構成した開弁圧力の低い圧側サブ減衰バルブ１００Ｕと、ピストン１０２の上面及び下面に撓み剛性の大きい圧側減衰弁１０３及び伸側減衰弁１０４を対向させて構成した上部室１００Ａと下部室１００Ｂとを連通する開弁圧力の高い主減衰バルブ１００Ｖと、伸側ディスク１０７の下面に撓み剛性の小さい伸側サブ減衰弁１０８を対向させて構成した開弁圧力の低い伸側サブ減衰バルブ１００Ｗと、が順に積層状態で装着されている。
【００１６】
開弁圧力の高い主減衰バルブ１００Ｖは、上部室１００Ａと下部室１００Ｂの間を撓み剛性の大きい圧側減衰弁１０３及び伸側減衰弁１０４を介して直接連通し、開弁圧力の低いサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗは、上部室１００Ａと下部室１００Ｂの間を、ピストンロッド１０１，２０１の下端インロー部に穿設されたスプール孔１０１Ｂに摺動自在に嵌合した切り替えスプール１０９を介し、上記主減衰バルブ１００Ｖを迂回して連通し、圧側減衰弁１０３及び伸側減衰弁１０４に対して並列に設けられている。
【００１７】
切り替えスプール１０９の下端面１０９Ｃは、下部スプリング室１０１Ｃに下部スプリング１１１により上方に付勢されて摺動自在に嵌合するスペーサ１１２に当接し、切り替えスプール１０９の上端面１０９Ｄは、スプール孔１０１Ｂの上部に収容された上部スプリング１１０により下方に付勢されている。また、下部スプリング室１０１Ｃは、スプール孔１０１Ｂよりも大きく形成されている。このため下部スプリング１１１により上方に付勢されたスペーサ１１２の上方への移動は、下部スプリング室１０１Ｃの上端段部で規制されるので、切り替えスプール１０９は、通常状態においては図２（Ａ）に示す中立状態に保持され、上部室１００Ａ，２００Ａと下部室１００Ｂ，２００Ｂの間をサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｖを介して連通している。
【００１８】
一方の油圧シリンダ１００の切り替えスプール１０９の下端面１０９Ｃには、通孔１０１Ｄを介して下部室１００Ｂの圧力が作用している。また、油圧シリンダ１００の下部室１００Ｂと差動バルブ３００の下室３００Ｂとを連結する油圧管路１００Ｒの途中からはパイロット油圧管路２００Ｐが分岐しており、このパイロット油圧管路２００Ｐは、ピストンロッド２０１の内部通路を通って、スプール孔１０１Ｂに連通され、他方の油圧シリンダ２００の切り替えスプール１０９の上端面１０９Ｄに一方の油圧シリンダ１００の下部室１００Ｂの圧力を作用させている。
【００１９】
同様に、他の油圧シリンダ２００の下部室２００Ｂと差動バルブ３００の上室３００Ａとを連結する油圧管路２００Ｒの途中からはパイロット油圧管路１００Ｐが分岐しており、このパイロット油圧管路１００Ｐは、ピストンロッド１０１の内部通路を通って、スプ ール孔１０１Ｂに連通され、一方の油圧シリンダ１００の切り替えスプール１０９の上端面１０９Ｄに、他方の油圧シリンダ２００の下部室２００Ｂの圧力を作用させている。また、他方の油圧シリンダ２００の切り替えスプール１０９の下端面１０９Ｃには、通孔１０１Ｄを介して下部室２００Ｂの圧力が作用している。
【００２０】
つぎに、図３に示す第２実施形態においては、左右一対の油圧シリンダ１００，２００に内蔵された切り替えスプール１０９の上方に、他の油圧シリンダの下部室の圧力をパイロット圧として付加する替わりに、差動バルブ３００のガス室３００Ｇの圧力を直接導いている。
【００２１】
また、図４に示す第３実施形態においては、上記第１実施形態におけるパイロット油圧管路１００Ｐ，２００Ｐを省略しており、スプール孔１０１Ｂの上部に区画された上部スプリング室は、大気解放されている。また、油圧シリンダ１５０，２５０の切り替えスプール１０９の下部スプリング室１０１Ｃには、下部室１５０Ｂ，２５０Ｂの圧力が作用している。そして、切り替えスプール１０９は、上部スプリング室と下部スプリング室１０１Ｃに加わる圧力と上下一対の上部スプリング１１０，下部スプリング１１１の釣り合いによって、通常は図２（Ａ）の詳細図に示す中立位置に保持されている。
【００２２】
この第３実施形態においては、上部スプリング室は大気解放され、下部スプリング室１０１Ｃから加わる圧力に切り替えスプール１０９の受圧面積を乗じた力に相当する上部スプリング室の上部スプリング１１０の弾発力で釣り合わせるようにしている。またピストン部には主減衰バルブとサブ減衰バルブを配設しているが、サブ減衰バルブを省略し、ピストンロッドのインロー部に設けられた通孔１０１Ｆ，１０１Ｇ及び通孔１０１Ｈ，１０１Ｊを、切り替えスプール１０９により直接開閉してもよい。
【００２３】
つぎに、作動について説明する。図１に示す第１実施形態においては、左右一対の油圧シリンダ１００，２００が上下に動くときは、それぞれのピストンロッド１０１，２０１が油室に進入、退出する体積に相当する作動油が油圧管路１００Ｒ，２００Ｒを介して差動バルブ３００に出入りする。
【００２４】
図１に示す第１実施形態においては、左右一対の油圧シリンダ１００，２００が同相で動くときには、一方の油圧シリンダ１００から、差動バルブ３００の下室３００Ｂに進入，退出する油量と、他方の油圧シリンダ２００から上室３００Ａに進入，退出する油量は同じである。このときは、左右の油圧シリンダ１００，２００からの圧油によって、フリーピストン３０１はガス室３００Ｇの圧力に抗して、上下に移動するので、絞り３０２Ａに作動油の流れは生じない。従って油圧シリンダ１００，２００のピストンロッド１０１，２０１に内挿された切り替えスプール１０９の上下端面１０９Ｄ，１０９Ｃに作用する圧力に差はなく、切り替えスプールは図２（Ａ）の中立位置を保持する。
【００２５】
油圧シリンダ１００，２００が伸長する所謂伸長行程において、切り替えスプール１０９が図２（Ａ）に示す中立状態にあるときは、上部室１００Ａ，２００Ａの作動油がピストン１０２の伸側ポート１０２Ａ，下面開口窓１０２Ｃ，通孔１０２Ｅを経て、ピストンロッド１０１，２０１の通孔１０１Ｈ，切り替えスプール１０９の溝１０９Ａ，ピストンロッド１０１，２０１の通孔１０１Ｊを通り、伸側ディスク１０７の通孔１０７Ｂから下面開口窓１０７Ａに流入し、当該下面開口窓１０７Ａに対向して設けられた伸側サブ減衰弁１０８を押し開いて下部室１００Ｂ，２００Ｂに流出する。伸側サブ減衰弁１０８は主減衰バルブ１００Ｖの伸側減衰弁１０４よりも撓み剛性が小さく設定されているので、この際の通路抵抗により低い伸側減衰力を発生する。
【００２６】
同様に、油圧シリンダ１００，２００が収縮する所謂圧縮行程において、切り替えスプール１０９が図２（Ａ）に示す中立状態にあるときは、下部室１００Ｂ，２００Ｂの作動油がピストン１０２の圧側ポート１０２Ｂ，上面開口窓１０２Ｄ，通孔１０２Ｆを経て、ピストンロッド１０１，２０１の通孔１０１Ｇ，切り替えスプール１０９の溝１０９Ｂ，ピストンロッド１０１，２０１の通孔１０１Ｆを通り、圧側ディスク１０５の通孔１０５Ｂから上面開口窓１０５Ａに流入し、当該上面開口窓１０５Ａに対向して設けられた圧側サブ減衰弁１０６を押し開いて上部室１００Ａ，２００Ａに流出する。圧側サブ減衰弁１０６は主減衰バルブ１００Ｖの圧側減衰弁１０３よりも撓み剛性が小さく設定されているので、この際の通路抵抗により低い圧側減衰力を発生する。
【００２７】
このように、切り替えスプール１０９の中立位置に於いては、開弁圧力の高い主減衰バルブ１００Ｖと開弁圧力の低いサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗの双方とも通路が開かれている。作動油は開弁圧力の高い主減衰バルブ１００Ｖよりも通路抵抗が小さいサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを流れるため、伸側、圧側ともに低い減衰力になる。
【００２８】
各油圧シリンダ１００，２００が左右逆相で動くか、または一方の油圧シリンダのみ単独で動く時には、差動バルブ３００の上室３００Ａおよび下室３００Ｂに出入りする油量に差が生ずる。例えば、左右の油圧シリンダ１００，２００が全く逆相で動くときには、上室３００Ａと下室３００Ｂの受圧面積は同一に設定されているため、差動バルブ３００の下室３００Ｂには一方の油圧シリンダ１００から作動油が流入し、上室３００Ａからは他方の油圧シリンダ２００に同量の作動油が流出する。このとき下室３００Ｂは増圧する一方、上室３００Ａは減圧する。すなわち下室３００Ｂの増圧でフリーピストン３０１を上方に押し上げる力と、上室３００Ａの減圧でフリーピストン３０１を下方に引き下げる力が同一になるため、フリーピストン３０１は動かない。
【００２９】
上述した差動バルブの上室３００Ａ、下室３００Ｂ間の圧力差により、下室３００Ｂの作動油が絞り３０２Ａを通って上室３００Ａに流入し、減衰力を発生する。この際差動バルブ３００の下室３００Ｂの圧力が、一方の油圧シリンダ１００側の切り替えスプール１０９の下方の下部スプリング室１０１Ｃに働き、上室３００Ａの圧力がパイロット油圧管路１００Ｐを介して切り替えスプール１０９の上方の上部スプリング室１０１Ｂ室に加わる。この切り替えスプール１０９の上下端面１０９Ｄ，１０９Ｃに作用する圧力差によって、例えば、収縮側の油圧シリンダ１００の切り替えスプール１０９は、図２（Ｂ）に示すように図の上方に動いて、サブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを遮断し、伸長側の油圧シリンダ２００の切り替えスプール１０９は、図２（Ｃ）に示すように図の下方に動いて、同様にサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを遮断する。
【００３０】
このように切り替えスプール１０９が、図２（Ｂ）又は図２（Ｃ）に示すように、伸長側の油圧シリンダ２００のサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを遮断しているときは、上部室２００Ａの作動油は、ピストン１０２の伸側ポート１０２Ａを経て主減衰バルブ１００Ｖの下面開口窓１０２Ｃに流入し、当該下面開口窓１０２Ｃに対向して設けられた撓み剛性の大きい伸側減衰弁１０４を押し開いて下部室２００Ｂに流出し、この際の通路抵抗により高い伸側減衰力を発生する。
【００３１】
同様に切り替えスプール１０９が、図２（Ｂ）又は図２（Ｃ）に示すように、収縮側の油圧シリンダ１００のサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを遮断しているときは、上部室１００Ａの作動油は、ピストン１０２の圧側ポート１０２Ｂを経て主減衰バルブ１００Ｖの上面開口窓１０２Ｄに流入し、当該上面開口窓１０２Ｄに対向して設けられた撓み剛性の大きい圧側減衰弁１０３を押し開いて上部室１００Ａに還流し、この際の通路抵抗により高い圧側減衰力を発生する。
【００３２】
図３に示す第２実施形態は、切り替えスプール１０９の上方に他の油圧シリンダの下部室の圧力をパイロット圧として付加する替わりに、差動バルブ３００のガス室３００Ｇの圧力を付加する点を除けば、図１の第１実施形態と作用，効果は同じである。
【００３３】
この実施形態においては、差動バルブ３００のガス室３００Ｇの圧力が切り替えスプール１０９の上方には直接、また下方には差動バルブ３００のフリーピストン３０１を介して間接的に付加される。このため差動バルブ３００の絞り３０２Ａに差圧が発生しない限り、切り替えスプール１０９の上下端面１０９Ｄ，１０９Ｃに加わる差圧は、温度変化やピストンロッド１０１，２０１のストローク位置によってガス圧が変動した場合にも変化しない。従ってこの実施形態においては、差動バルブ３００のガスの圧力変化が大きくならないような設計（例えば、ガス室容積の増加，放熱フィンの付加等）は不要である。
【００３４】
図４に示す第３実施形態においては、切り替えスプール１０９の上方にパイロット圧が作用していないことを除けば、図１の第１実施形態と作用，効果は同じである。切り替えスプール１０９の下方に加わる油圧シリンダ１５０，２５０下部室の圧力だけで、切り替えスプール１０９の切り換え作用を行う。差動バルブ３００のガス室３００Ｇの容積は十分に大きく設定されているので、ピストンロッドの伸縮に伴うガス圧の変化はわずかである。
【００３５】
左右一対の油圧シリンダ１５０，２５０が例えば同相で収縮するときは、増圧した一方の油圧シリンダ１５０の圧力が差動バルブ３００の下室３００Ｂに加わり、同様に他方の油圧シリンダ２５０の圧力が差動バルブ３００の上室３００Ａに加わって、差動バルブ３００のフリーピストン３０１を押し上げる。このため油圧シリンダ１５０，２５０の下部室１５０Ｂ，２５０Ｂの圧力変化は少なく、それぞれの油圧シリンダに内蔵された切り替えスプール１０９を上下に動かすほどの力は発生しない。逆に逆相で動くときには、第１実施形態で説明したのと同様に絞り３０２Ａ前後に差圧が生ずるので、例えば収縮側油圧シリンダ１５０の下部室１５０Ｂは増圧する一方、伸長側油圧シリンダ２５０の下部室２５０Ｂは減圧する。
【００３６】
油圧シリンダの下部室に連通する切り替えスプール１０９下方の圧力が変化すると、中立位置を保持するバランスがくずれ、切り替えスプール１０９は油圧シリンダ１５０，２５０の伸び縮みに応じてそれぞれ下方又は上方に動き、図２（Ｂ）又は図２（Ｃ）に示すようにサブ減衰バルブを遮断する。従って作動油は主減衰バルブ１５０Ｖ，２５０Ｖだけを流れ、高い減衰力を発生する。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明においては、油圧シリンダのピストン部に減衰力可変機構を設け、差動バルブに内蔵されたピストンの絞りの前後で発生する差圧を利用して、ピストン部で発生する減衰力の切り換えを行っている。差動バルブの絞りは、左右一対の油圧シリンダが逆相に作動する時には、この部分でも減衰力を発生するとともに、発生する差圧をバイロット圧として利用しピストン部の減衰力を高く切り換え車体の横揺れを速やかに減衰する。また、ピストン上下室間（ピストンロッドに比べて断面積が大）の作動油の流れを利用して減衰力を発生するので、油圧シリンダが同相に動く時に比べ逆相に動く時に大きな減衰力を得られる。更に、乗心地の向上を狙って同相時の減衰力を低く設定しても、逆相時には高い減衰力に切り換えることができるので操縦安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサスペンション装置の構成図である。
【図２】（Ａ） 本発明の油圧シリンダに内蔵された切り替えスプール中立状態を示す断面図である。（Ｂ） 切り替えスプールの上方への移動に伴う遮断状態を示す断面図である。（Ｃ） 切り替えスプールの上方への移動に伴う遮断状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るサスペンション装置の構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るサスペンション装置の構成図である。
【図５】従来技術係わるサスペンション装置の構成図である。
【符号の説明】
１００，２００，１５０，２５０ 油圧シリンダ
１００Ａ，２００Ａ，１５０Ａ，２５０Ａ （油圧シリンダの）上部室
１００Ｂ，２００Ｂ，１５０Ｂ，２５０Ｂ （油圧シリンダの）下部室
１００Ｐ，２００Ｐ （パイロット）油圧管路
１００Ｒ，２００Ｒ 油圧管路
１００Ｕ 圧側サブ減衰バルブ
１００Ｖ 主減衰バルブ
１００Ｗ 伸側サブ減衰バルブ
１０１，２０１ ピストンロッド
１０１Ｂ スプール孔
１０１Ｃ 下部スプリング室
１０９ 切り替えスプール
１１０ 上部スプリング
１１１ 下部スプリング
１１２ スペーサ
３００ 差動バルブ
３０１ フリーピストン
３０２ ピストン
３０２Ａ 絞り
３０３ 中空ロッド
４００ 圧力室
【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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のサスペンション装置は、減衰作動をしながら車体を支えるだけでなく、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ることが多く、例えば特開平６−７２１２７号公報に開示されたものがある。
【０００３】
この公報の図１に相当する図５に示すサスペンション装置は、油圧シリンダ２内が絞り９の付加されたピストン６によって上部室７と下部室８とに画成され、かつ車輪側と車体側のうち一方にシリンダ２の本体が連結され、他方にピストン６が連結される車輪側と車体側の間に介装された油圧シリンダ２と、この油圧シリンダ２の上下室のうち一方に連通された油室１４を有し、この油室１４と高圧ガス室１３とがフリーピストン１２によって画成された調圧シリンダ１１ａからなる調圧装置３を備えている。
【０００４】
そして、４つの車輪のうち少なくとも左右の２つにそれぞれ油圧シリンダ２を装着するとともに、上記調圧装置３にはそれぞれの油圧シリンダ２の油圧管路１６，１７毎に調圧シリンダ１１ａを設け、各調圧シリンダ１１ａのフリーピストン１２，１２同士を互いに連動するよう一体的に構成し、前記油圧管路１６，１７同士を絞り４を介して連通したものである。左右一対の油圧シリンダ２，２が同一方向に伸縮するときには、調圧シリンダ１１ａの絞りを通過する作動油は少なく、それぞれの油圧シリンダ２，２のピストン６に付加された絞り９を作動油が通過することによって、油圧シリンダ２の作動が減衰される。
【０００５】
左右一対の油圧シリンダ２が逆の方向に伸縮すると、調圧シリンダ１１ａ側の絞り４に作動油が多く流れるようになるので、その際にはそれぞれの油圧シリンダ２のピストン６に付加された絞り９と、調圧シリンダ１１ａ側の絞り４とを作動油が通過することによって油圧シリンダ２の動作が減衰される。このため、左右一対の油圧シリンダ２の動作方向に違いが生じたときに調圧シリンダ１１ａ側の絞り４が減衰効果を発揮する。
【０００６】
従って、車体にピッチングやバウンシング等の前後の上下動が発生し、左右一対の油圧シリンダ２が同じ方向に伸縮する（同相）ときには、低い減衰効果が得られる。一方ローリング等の左右の揺動が発生し、左右一対の油圧シリンダ２が逆の方向に伸縮する（逆相）ときには、高い減衰効果が得られ、効果的に車体の振動を抑制することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記逆相時に減衰力を発生するのは、油圧シリンダ２，２同士を油圧管路１６，１７介して連通する絞り４である。この絞り４で発生する作動油の抵抗、すなわち絞り４の前後の圧力差（以下差圧と略称）は、ガス圧以上の差圧は発生しないため高圧ガス室のガス圧が上限となる。ガス圧を高くすると絞り４の前後の差圧は大きくすることができるが、油圧シリンダ２，２が同相で伸縮するときの反力変化（ピストンロッドの断面積×ガス圧の変化＝ガスばね定数）が大きくなり、乗心地が悪化する。そこで油圧シリンダ２のピストンロッド１０の断面積を大きくすれば、同じ差圧でも減衰力を高くすることができるが、この場合も同様に、油圧シリンダ２，２が同相で伸縮するときの反力変化が大きくなり、乗心地が悪化する。このように逆相時に加算される減衰力には乗心地面からの制約があり、同相時と逆相時の減衰力の差を十分に大きくできないと言う問題があった。
【０００８】
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、油圧シリンダの伸縮が同相の時と逆相の時とで、減衰力の差が大きい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】
本発明の第１の課題解決手段は、車体側と車軸側にそれぞれ連結されて車両の左右に配在される一対の油圧シリンダと、差動バルブとを備え、各油圧シリンダは、内部に摺動自在に収容され上部室と下部室とを画成するピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端側インロー部に穿設されたスプール孔に上下動自在に嵌合する切り替えスプールと、該切り替えスプールの上下に配置され切り替えスプールを上下から附勢して中立状態に保持する上部スプリングおよび下部スプリングと、ピストンロッドの下端側インロー部に装着される主減衰バルブと、ともにピストンロッドの下端側インロー部に装着され上記切り替えスプールを介し主減衰バルブを迂回して上部室と下部室とを連通する圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブとを有してなり、切り替えスプールは中立状態で伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介して上部室と下部室とを連通し、上方あるいは下方へ移動すると上部室と下部室との伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介しての連通を遮断するように設定され、主減衰バルブの開弁圧は圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブより高く設定され、差動バルブは、内部に摺動自在に収容されガス室と圧力室とを画成するフリーピストンと、中空ロッドに支持されるとともにフリーピストンの中空部に摺動自在に嵌合するピストンと、圧力室にピストンで区画した上室と下室と、該ピストンに設けられて上室と下室とを連通する絞りと、を有し、当該差動バルブの上室と一方の油圧シリンダの下部室とを油圧管路で連通するとともに差動バルブの下室と他方の油圧シリンダの下部室とを他の油圧管路で連通し、一方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させるとともに、下端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、他方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させるとともに、下端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、各油圧シリンダが同相に作動する際は、切り替えスプールを中立状態に保持し、各油圧シリンダが逆相又は一方のみ作動する際は、各油圧シリンダの切り替えスプールで伸側及び圧側サブ減衰バルブによる上部室と下部室との連通を遮断するようにした。
【００１０】
本発明の第２の課題解決手段は、車体側と車軸側にそれぞれ連結されて車両の左右に配在される一対の油圧シリンダと、差動バルブとを備え、各油圧シリンダは、内部に摺動自在に収容され上部室と下部室とを画成するピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端側インロー部に穿設されたスプール孔に上下動自在に嵌合する切り替えスプールと、該切り替えスプールの上下に配置され切り替えスプールを上下から附勢して中立状態に保持する上部スプリングおよび下部スプリングと、ピストンロッドの下端側インロー部に装着される主減衰バルブと、ともにピストンロッドの下端側インロー部に装着され上記切り替えスプールを介し主減衰バルブを迂回して上部室と下部室とを連通する圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブとを有してなり、切り替えスプールは中立状態で伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介して上部室と下部室とを連通し、上方あるいは下方へ移動すると上部室と下部室との伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介しての連通を遮断するように設定され、主減衰バルブの開弁圧は圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブより高く設定され、差動バルブは、内部に摺動自在に収容されガス室と圧力室とを画成するフリーピストンと、中空ロッドに支持されるとともにフリーピストンの中空部に摺動自在に嵌合するピストンと、圧力室にピストンで区画した上室と下室と、該ピストンに設けられて上室と下室とを連通する絞りと、を有し、当該差動バルブの上室と一方の油圧シリンダの下部室とを油圧管路で連通するとともに差動バルブの下室と他方の油圧シリンダの下部室とを他の油圧管路で連通し、一方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には上記差動バルブのガス室の圧力を作用させるとともに、下端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、他方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には上記差動バルブのガス室の圧力を作用させるとともに、下端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、各油圧シリンダが同相に作動する際は、切り替えスプールを中立状態に保持し、各油圧シリンダが逆相又は一方のみ作動する際は、各油圧シリンダの切り替えスプールで伸側及び圧側サブ減衰バルブによる上部室と下部室との連通を遮断するようにした。
【００１１】
本発明の第３の課題解決手段は、車体側と車軸側にそれぞれ連結されて車両の左右に配在される一対の油圧シリンダと、差動バルブとを備え、各油圧シリンダは、内部に摺動自在に収容され上部室と下部室とを画成するピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端側インロー部に穿設されたスプール孔に上下動自在に嵌合する切り替えスプールと、該切り替えスプールの上下に配置され切り替えスプールを上下から附勢して中立状態に保持する上部スプリングおよび下部スプリングと、ピストンロッドの下端側インロー部に装着される主減衰バルブと、ともにピストンロッドの下端側インロー部に装着され上記切り替えスプールを介し主減衰バルブを迂回して上部室と下部室とを連通する圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブとを有してなり、切り替えスプールは中立状態で伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介して上部室と下部室とを連通し、上方あるいは下方へ移動すると上部室と下部室との伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介しての連通を遮断するように設定され、主減衰バルブの開弁圧は圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブより高く設定され、差動バルブは、内部に摺動自在に収容されガス室と圧力室とを画成するフリーピストンと、中空ロッドに支持されるとともにフリーピストンの中空部に摺動自在に嵌合するピストンと、圧力室にピストンで区画した上室と下室と、該ピストンに設けられて上室と下室とを連通する絞りと、を有し、当該差動バルブの上室と一方の油圧シリンダの下部室とを油圧管路で連通するとともに差動バルブの下室と他方の油圧シリンダの下部室とを他の油圧管路で連通し、一方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には大気圧を作用させるとともに、下端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、他方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には大気圧を作用させるとともに、下端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、各油圧シリンダが同相に作動する際は、切り替えスプールを中立状態に保持し、各油圧シリンダが逆相又は一方のみ作動する際は、各油圧シリンダの切り替えスプールで伸側及び圧側サブ減衰バルブによる上部室と下部室との連通を遮断するようにした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るサスペンション装置を図１に示す第１実施形態について説明する。本発明の最大の特徴は、油圧シリンダ１００，２００のピストン部に差圧で作動する減衰力可変機構を設けることである。この実施形態においては、差動バルブ３００の内部に外周側にシール３０１Ａを装着したフリーピストン３０１を上下動自在に嵌合し、このフリーピストン３０１で、作動バルブ３００の内部に高圧のガス室３００Ｇと、作動油の充満した圧力室４００とを画成している。フリーピストン３０１はキャップ状に形成されるとともに、その内側の中空部には、ピストン３０２が上下移動可能に嵌合されており、このピストン３０２で上記圧力室４００を上室３００Ａと下室３００Ｂとに区画している。また、ピストン３０２には絞り３０２Ａが設けられている。さらに、ピストン３０２は、差動バルブ３００の底蓋に支持された中空ロッド３０３に連結されている。
【００１３】
油圧シリンダ１００，２００は、ともに内部に上下移動可能なピストン１０２で画成された上部室１００Ａ，２００Ａと下部室１００Ｂ，２００Ｂと、ピストン１０２を一端に 備えたピストンロッド１０１，２０１とを備えて構成されている。そして、一方の油圧シリンダ１００の下部室１００Ｂは、油圧管路１００Ｒにより差動バルブ３００の下室３００Ｂに連結され、他方の油圧シリンダ２００の下部室２００Ｂは、油圧管路２００Ｒにより差動バルブ３００の底蓋に支持された中空ロッド３０３の中空孔を介して上室３００Ａに連結されている。また、上室３００Ａと下室３００Ｂは、ピストン３０２に付加された絞り３０２Ａを介して連通している。
【００１４】
なお、差動バルブ３００の上室３００Ａと下室３００Ｂの受圧面積は、同一になるように、フリーピストン３０１の外径と上室３００Ａが形成される中空部の径とが設定されている。また、差動バルブ３００のガス室３００Ｇの容積は十分に大きく、油圧シリンダ１００，２００のピストンロッド１０１，２０１の伸縮によってガス圧が大きく変動しないように設定されている。
【００１５】
油圧シリンダ１００，２００のピストンロッド１０１，２０１の下端インロー部には、図２に示したピストン部の詳細図に示すように、圧側ディスク１０５の上面に撓み剛性の小さい圧側サブ減衰弁１０６を対向させて構成した開弁圧力の低い圧側サブ減衰バルブ１００Ｕと、ピストン１０２の上面及び下面に撓み剛性の大きい圧側減衰弁１０３及び伸側減衰弁１０４を対向させて構成した上部室１００Ａと下部室１００Ｂとを連通する開弁圧力の高い主減衰バルブ１００Ｖと、伸側ディスク１０７の下面に撓み剛性の小さい伸側サブ減衰弁１０８を対向させて構成した開弁圧力の低い伸側サブ減衰バルブ１００Ｗと、が順に積層状態で装着されている。
【００１６】
開弁圧力の高い主減衰バルブ１００Ｖは、上部室１００Ａと下部室１００Ｂの間を撓み剛性の大きい圧側減衰弁１０３及び伸側減衰弁１０４を介して直接連通し、開弁圧力の低いサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗは、上部室１００Ａと下部室１００Ｂの間を、ピストンロッド１０１，２０１の下端インロー部に穿設されたスプール孔１０１Ｂに摺動自在に嵌合した切り替えスプール１０９を介し、上記主減衰バルブ１００Ｖを迂回して連通し、圧側減衰弁１０３及び伸側減衰弁１０４に対して並列に設けられている。
【００１７】
切り替えスプール１０９の下端面１０９Ｃは、下部スプリング室１０１Ｃに下部スプリング１１１により上方に付勢されて摺動自在に嵌合するスペーサ１１２に当接し、切り替えスプール１０９の上端面１０９Ｄは、スプール孔１０１Ｂの上部に収容された上部スプリング１１０により下方に付勢されている。また、下部スプリング室１０１Ｃは、スプール孔１０１Ｂよりも大きく形成されている。このため下部スプリング１１１により上方に付勢されたスペーサ１１２の上方への移動は、下部スプリング室１０１Ｃの上端段部で規制されるので、切り替えスプール１０９は、通常状態においては図２（Ａ）に示す中立状態に保持され、上部室１００Ａ，２００Ａと下部室１００Ｂ，２００Ｂの間をサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｖを介して連通している。
【００１８】
一方の油圧シリンダ１００の切り替えスプール１０９の下端面１０９Ｃには、通孔１０１Ｄを介して下部室１００Ｂの圧力が作用している。また、油圧シリンダ１００の下部室１００Ｂと差動バルブ３００の下室３００Ｂとを連結する油圧管路１００Ｒの途中からはパイロット油圧管路２００Ｐが分岐しており、このパイロット油圧管路２００Ｐは、ピストンロッド２０１の内部通路を通って、スプール孔１０１Ｂに連通され、他方の油圧シリンダ２００の切り替えスプール１０９の上端面１０９Ｄに一方の油圧シリンダ１００の下部室１００Ｂの圧力を作用させている。
【００１９】
同様に、他の油圧シリンダ２００の下部室２００Ｂと差動バルブ３００の上室３００Ａとを連結する油圧管路２００Ｒの途中からはパイロット油圧管路１００Ｐが分岐しており、このパイロット油圧管路１００Ｐは、ピストンロッド１０１の内部通路を通って、スプ ール孔１０１Ｂに連通され、一方の油圧シリンダ１００の切り替えスプール１０９の上端面１０９Ｄに、他方の油圧シリンダ２００の下部室２００Ｂの圧力を作用させている。また、他方の油圧シリンダ２００の切り替えスプール１０９の下端面１０９Ｃには、通孔１０１Ｄを介して下部室２００Ｂの圧力が作用している。
【００２０】
つぎに、図３に示す第２実施形態においては、左右一対の油圧シリンダ１００，２００に内蔵された切り替えスプール１０９の上方に、他の油圧シリンダの下部室の圧力をパイロット圧として付加する替わりに、差動バルブ３００のガス室３００Ｇの圧力を直接導いている。
【００２１】
また、図４に示す第３実施形態においては、上記第１実施形態におけるパイロット油圧管路１００Ｐ，２００Ｐを省略しており、スプール孔１０１Ｂの上部に区画された上部スプリング室は、大気解放されている。また、油圧シリンダ１５０，２５０の切り替えスプール１０９の下部スプリング室１０１Ｃには、下部室１５０Ｂ，２５０Ｂの圧力が作用している。そして、切り替えスプール１０９は、上部スプリング室と下部スプリング室１０１Ｃに加わる圧力と上下一対の上部スプリング１１０，下部スプリング１１１の釣り合いによって、通常は図２（Ａ）の詳細図に示す中立位置に保持されている。
【００２２】
この第３実施形態においては、上部スプリング室は大気解放され、下部スプリング室１０１Ｃから加わる圧力に切り替えスプール１０９の受圧面積を乗じた力に相当する上部スプリング室の上部スプリング１１０の弾発力で釣り合わせるようにしている。またピストン部には主減衰バルブとサブ減衰バルブを配設しているが、サブ減衰バルブを省略し、ピストンロッドのインロー部に設けられた通孔１０１Ｆ，１０１Ｇ及び通孔１０１Ｈ，１０１Ｊを、切り替えスプール１０９により直接開閉してもよい。
【００２３】
つぎに、作動について説明する。図１に示す第１実施形態においては、左右一対の油圧シリンダ１００，２００が上下に動くときは、それぞれのピストンロッド１０１，２０１が油室に進入、退出する体積に相当する作動油が油圧管路１００Ｒ，２００Ｒを介して差動バルブ３００に出入りする。
【００２４】
図１に示す第１実施形態においては、左右一対の油圧シリンダ１００，２００が同相で動くときには、一方の油圧シリンダ１００から、差動バルブ３００の下室３００Ｂに進入，退出する油量と、他方の油圧シリンダ２００から上室３００Ａに進入，退出する油量は同じである。このときは、左右の油圧シリンダ１００，２００からの圧油によって、フリーピストン３０１はガス室３００Ｇの圧力に抗して、上下に移動するので、絞り３０２Ａに作動油の流れは生じない。従って油圧シリンダ１００，２００のピストンロッド１０１，２０１に内挿された切り替えスプール１０９の上下端面１０９Ｄ，１０９Ｃに作用する圧力に差はなく、切り替えスプールは図２（Ａ）の中立位置を保持する。
【００２５】
油圧シリンダ１００，２００が伸長する所謂伸長行程において、切り替えスプール１０９が図２（Ａ）に示す中立状態にあるときは、上部室１００Ａ，２００Ａの作動油がピストン１０２の伸側ポート１０２Ａ，下面開口窓１０２Ｃ，通孔１０２Ｅを経て、ピストンロッド１０１，２０１の通孔１０１Ｈ，切り替えスプール１０９の溝１０９Ａ，ピストンロッド１０１，２０１の通孔１０１Ｊを通り、伸側ディスク１０７の通孔１０７Ｂから下面開口窓１０７Ａに流入し、当該下面開口窓１０７Ａに対向して設けられた伸側サブ減衰弁１０８を押し開いて下部室１００Ｂ，２００Ｂに流出する。伸側サブ減衰弁１０８は主減衰バルブ１００Ｖの伸側減衰弁１０４よりも撓み剛性が小さく設定されているので、この際の通路抵抗により低い伸側減衰力を発生する。
【００２６】
同様に、油圧シリンダ１００，２００が収縮する所謂圧縮行程において、切り替えスプール１０９が図２（Ａ）に示す中立状態にあるときは、下部室１００Ｂ，２００Ｂの作動油がピストン１０２の圧側ポート１０２Ｂ，上面開口窓１０２Ｄ，通孔１０２Ｆを経て、ピストンロッド１０１，２０１の通孔１０１Ｇ，切り替えスプール１０９の溝１０９Ｂ，ピストンロッド１０１，２０１の通孔１０１Ｆを通り、圧側ディスク１０５の通孔１０５Ｂから上面開口窓１０５Ａに流入し、当該上面開口窓１０５Ａに対向して設けられた圧側サブ減衰弁１０６を押し開いて上部室１００Ａ，２００Ａに流出する。圧側サブ減衰弁１０６は主減衰バルブ１００Ｖの圧側減衰弁１０３よりも撓み剛性が小さく設定されているので、この際の通路抵抗により低い圧側減衰力を発生する。
【００２７】
このように、切り替えスプール１０９の中立位置に於いては、開弁圧力の高い主減衰バルブ１００Ｖと開弁圧力の低いサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗの双方とも通路が開かれている。作動油は開弁圧力の高い主減衰バルブ１００Ｖよりも通路抵抗が小さいサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを流れるため、伸側、圧側ともに低い減衰力になる。
【００２８】
各油圧シリンダ１００，２００が左右逆相で動くか、または一方の油圧シリンダのみ単独で動く時には、差動バルブ３００の上室３００Ａおよび下室３００Ｂに出入りする油量に差が生ずる。例えば、左右の油圧シリンダ１００，２００が全く逆相で動くときには、上室３００Ａと下室３００Ｂの受圧面積は同一に設定されているため、差動バルブ３００の下室３００Ｂには一方の油圧シリンダ１００から作動油が流入し、上室３００Ａからは他方の油圧シリンダ２００に同量の作動油が流出する。このとき下室３００Ｂは増圧する一方、上室３００Ａは減圧する。すなわち下室３００Ｂの増圧でフリーピストン３０１を上方に押し上げる力と、上室３００Ａの減圧でフリーピストン３０１を下方に引き下げる力が同一になるため、フリーピストン３０１は動かない。
【００２９】
上述した差動バルブの上室３００Ａ、下室３００Ｂ間の圧力差により、下室３００Ｂの作動油が絞り３０２Ａを通って上室３００Ａに流入し、減衰力を発生する。この際差動バルブ３００の下室３００Ｂの圧力が、一方の油圧シリンダ１００側の切り替えスプール１０９の下方の下部スプリング室１０１Ｃに働き、上室３００Ａの圧力がパイロット油圧管路１００Ｐを介して切り替えスプール１０９の上方の上部スプリング室１０１Ｂ室に加わる。この切り替えスプール１０９の上下端面１０９Ｄ，１０９Ｃに作用する圧力差によって、例えば、収縮側の油圧シリンダ１００の切り替えスプール１０９は、図２（Ｂ）に示すように図の上方に動いて、サブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを遮断し、伸長側の油圧シリンダ２００の切り替えスプール１０９は、図２（Ｃ）に示すように図の下方に動いて、同様にサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを遮断する。
【００３０】
このように切り替えスプール１０９が、図２（Ｂ）又は図２（Ｃ）に示すように、伸長側の油圧シリンダ２００のサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを遮断しているときは、上部室２００Ａの作動油は、ピストン１０２の伸側ポート１０２Ａを経て主減衰バルブ１００Ｖの下面開口窓１０２Ｃに流入し、当該下面開口窓１０２Ｃに対向して設けられた撓み剛性の大きい伸側減衰弁１０４を押し開いて下部室２００Ｂに流出し、この際の通路抵抗により高い伸側減衰力を発生する。
【００３１】
同様に切り替えスプール１０９が、図２（Ｂ）又は図２（Ｃ）に示すように、収縮側の油圧シリンダ１００のサブ減衰バルブ１００Ｕ，１００Ｗを遮断しているときは、上部室１００Ａの作動油は、ピストン１０２の圧側ポート１０２Ｂを経て主減衰バルブ１００Ｖの上面開口窓１０２Ｄに流入し、当該上面開口窓１０２Ｄに対向して設けられた撓み剛性の大きい圧側減衰弁１０３を押し開いて上部室１００Ａに還流し、この際の通路抵抗により高い圧側減衰力を発生する。
【００３２】
図３に示す第２実施形態は、切り替えスプール１０９の上方に他の油圧シリンダの下部室の圧力をパイロット圧として付加する替わりに、差動バルブ３００のガス室３００Ｇの圧力を付加する点を除けば、図１の第１実施形態と作用，効果は同じである。
【００３３】
この実施形態においては、差動バルブ３００のガス室３００Ｇの圧力が切り替えスプール１０９の上方には直接、また下方には差動バルブ３００のフリーピストン３０１を介して間接的に付加される。このため差動バルブ３００の絞り３０２Ａに差圧が発生しない限り、切り替えスプール１０９の上下端面１０９Ｄ，１０９Ｃに加わる差圧は、温度変化やピストンロッド１０１，２０１のストローク位置によってガス圧が変動した場合にも変化しない。従ってこの実施形態においては、差動バルブ３００のガスの圧力変化が大きくならないような設計（例えば、ガス室容積の増加，放熱フィンの付加等）は不要である。
【００３４】
図４に示す第３実施形態においては、切り替えスプール１０９の上方にパイロット圧が作用していないことを除けば、図１の第１実施形態と作用，効果は同じである。切り替えスプール１０９の下方に加わる油圧シリンダ１５０，２５０下部室の圧力だけで、切り替えスプール１０９の切り換え作用を行う。差動バルブ３００のガス室３００Ｇの容積は十分に大きく設定されているので、ピストンロッドの伸縮に伴うガス圧の変化はわずかである。
【００３５】
左右一対の油圧シリンダ１５０，２５０が例えば同相で収縮するときは、増圧した一方の油圧シリンダ１５０の圧力が差動バルブ３００の下室３００Ｂに加わり、同様に他方の油圧シリンダ２５０の圧力が差動バルブ３００の上室３００Ａに加わって、差動バルブ３００のフリーピストン３０１を押し上げる。このため油圧シリンダ１５０，２５０の下部室１５０Ｂ，２５０Ｂの圧力変化は少なく、それぞれの油圧シリンダに内蔵された切り替えスプール１０９を上下に動かすほどの力は発生しない。逆に逆相で動くときには、第１実施形態で説明したのと同様に絞り３０２Ａ前後に差圧が生ずるので、例えば収縮側油圧シリンダ１５０の下部室１５０Ｂは増圧する一方、伸長側油圧シリンダ２５０の下部室２５０Ｂは減圧する。
【００３６】
油圧シリンダの下部室に連通する切り替えスプール１０９下方の圧力が変化すると、中立位置を保持するバランスがくずれ、切り替えスプール１０９は油圧シリンダ１５０，２５０の伸び縮みに応じてそれぞれ下方又は上方に動き、図２（Ｂ）又は図２（Ｃ）に示すようにサブ減衰バルブを遮断する。従って作動油は主減衰バルブ１５０Ｖ，２５０Ｖだけを流れ、高い減衰力を発生する。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明においては、油圧シリンダのピストン部に減衰力可変機構を設け、差動バルブに内蔵されたピストンの絞りの前後で発生する差圧を利用して、ピストン部で発生する減衰力の切り換えを行っている。差動バルブの絞りは、左右一対の油圧シリンダが逆相に作動する時には、この部分でも減衰力を発生するとともに、発生する差圧をバイロット圧として利用しピストン部の減衰力を高く切り換え車体の横揺れを速やかに減衰する。また、ピストン上下室間（ピストンロッドに比べて断面積が大）の作動油の流れを利用して減衰力を発生するので、油圧シリンダが同相に動く時に比べ逆相に動く時に大きな減衰力を得られる。更に、乗心地の向上を狙って同相時の減衰力を低く設定しても、逆相時には高い減衰力に切り換えることができるので操縦安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサスペンション装置の構成図である。
【図２】（Ａ） 本発明の油圧シリンダに内蔵された切り替えスプール中立状態を示す断面図である。（Ｂ） 切り替えスプールの上方への移動に伴う遮断状態を示す断面図である。（Ｃ） 切り替えスプールの上方への移動に伴う遮断状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るサスペンション装置の構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るサスペンション装置の構成図である。
【図５】従来技術係わるサスペンション装置の構成図である。
【符号の説明】
１００，２００，１５０，２５０ 油圧シリンダ
１００Ａ，２００Ａ，１５０Ａ，２５０Ａ （油圧シリンダの）上部室
１００Ｂ，２００Ｂ，１５０Ｂ，２５０Ｂ （油圧シリンダの）下部室
１００Ｐ，２００Ｐ （パイロット）油圧管路
１００Ｒ，２００Ｒ 油圧管路
１００Ｕ 圧側サブ減衰バルブ
１００Ｖ 主減衰バルブ
１００Ｗ 伸側サブ減衰バルブ
１０１，２０１ ピストンロッド
１０１Ｂ スプール孔
１０１Ｃ 下部スプリング室
１０９ 切り替えスプール
１１０ 上部スプリング
１１１ 下部スプリング
１１２ スペーサ
３００ 差動バルブ
３０１ フリーピストン
３０２ ピストン
３０２Ａ 絞り
３０３ 中空ロッド
４００ 圧力室
Claims (4)
- 車体側と車軸側にそれぞれ連結されて車両の左右に配在される一対の油圧シリンダと、差動バルブとを備え、
各油圧シリンダは、内部に摺動自在に収容され上部室と下部室とを画成するピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端側インロー部に穿設されたスプール孔に上下動自在に嵌合する切り替えスプールと、該切り替えスプールの上下に配置され切り替えスプールを上下から附勢して中立状態に保持する上部スプリングおよび下部スプリングと、ピストンロッドの下端側インロー部に装着される主減衰バルブと、ともにピストンロッドの下端側インロー部に装着され上記切り替えスプールを介し主減衰バルブを迂回して上部室と下部室とを連通する圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブとを有してなり、
切り替えスプールは中立状態で伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介して上部室と下部室とを連通し、上方あるいは下方へ移動すると上部室と下部室との伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介しての連通を遮断するように設定され、
主減衰バルブの開弁圧は圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブより高く設定され、
差動バルブは、内部に摺動自在に収容されガス室と圧力室とを画成するフリーピストンと、中空ロッドに支持されるとともにフリーピストンの中空部に摺動自在に嵌合するピストンと、圧力室にピストンで区画した上室と下室と、該ピストンに設けられて上室と下室とを連通する絞りと、を有し、
当該差動バルブの上室と一方の油圧シリンダの下部室とを油圧管路で連通するとともに差動バルブの下室と他方の油圧シリンダの下部室とを他の油圧管路で連通し、
一方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させるとともに、下端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、
他方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させるとともに、下端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、
各油圧シリンダが同相に作動する際は、切り替えスプールを中立状態に保持し、
各油圧シリンダが逆相又は一方のみ作動する際は、各油圧シリンダの切り替えスプールで伸側及び圧側サブ減衰バルブによる上部室と下部室との連通を遮断する
ことを特徴とするサスペンション装置。 - 車体側と車軸側にそれぞれ連結されて車両の左右に配在される一対の油圧シリンダと、差動バルブとを備え、
各油圧シリンダは、内部に摺動自在に収容され上部室と下部室とを画成するピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端側インロー部に穿設されたスプール孔に上下動自在に嵌合する切り替えスプールと、該切り替えスプールの上下に配置され切り替えスプールを上下から附勢して中立状態に保持する上部スプリングおよび下部スプリングと、ピストンロッドの下端側インロー部に装着される主減衰バルブと、ともにピストンロッドの下端側インロー部に装着され上記切り替えスプールを介し主減衰バルブを迂回して上部室と下部室とを連通する圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブとを有してなり、
切り替えスプールは中立状態で伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介して上部室と下部室とを連通し、上方あるいは下方へ移動すると上部室と下部室との伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介しての連通を遮断するように設定され、
主減衰バルブの開弁圧は圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブより高く設定され、
差動バルブは、内部に摺動自在に収容されガス室と圧力室とを画成するフリーピストンと、中空ロッドに支持されるとともにフリーピストンの中空部に摺動自在に嵌合するピストンと、圧力室にピストンで区画した上室と下室と、該ピストンに設けられて上室と下室とを連通する絞りと、を有し、
当該差動バルブの上室と一方の油圧シリンダの下部室とを油圧管路で連通するとともに差動バルブの下室と他方の油圧シリンダの下部室とを他の油圧管路で連通し、
一方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には上記差動バルブのガス室の圧力を作用させるとともに、下端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、
他方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には上記差動バルブのガス室の圧力を作用させるとともに、下端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、
各油圧シリンダが同相に作動する際は、切り替えスプールを中立状態に保持し、
各油圧シリンダが逆相又は一方のみ作動する際は、各油圧シリンダの切り替えスプールで伸側及び圧側サブ減衰バルブによる上部室と下部室との連通を遮断する
ことを特徴とするサスペンション装置。 - 車体側と車軸側にそれぞれ連結されて車両の左右に配在される一対の油圧シリンダと、差動バルブとを備え、
各油圧シリンダは、内部に摺動自在に収容され上部室と下部室とを画成するピストンと、一端がピストンに連結されるピストンロッドと、前記ピストンロッドの下端側インロー部に穿設されたスプール孔に上下動自在に嵌合する切り替えスプールと、該切り替えスプールの上下に配置され切り替えスプールを上下から附勢して中立状態に保持する上部スプリングおよび下部スプリングと、ピストンロッドの下端側インロー部に装着される主減衰バルブと、ともにピストンロッドの下端側インロー部に装着され上記切り替えスプールを介し主減衰バルブを迂回して上部室と下部室とを連通する圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブとを有してなり、
切り替えスプールは中立状態で伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介して上部室と下部室とを連通し、上方あるいは下方へ移動すると上部室と下部室との伸側サブ減衰バルブおよび圧側サブ減衰バルブを介しての連通を遮断するように設定され、
主減衰バルブの開弁圧は圧側サブ減衰バルブおよび伸側サブ減衰バルブより高く設定され、
差動バルブは、内部に摺動自在に収容されガス室と圧力室とを画成するフリーピストンと、中空ロッドに支持されるとともにフリーピストンの中空部に摺動自在に嵌合するピストンと、圧力室にピストンで区画した上室と下室と、該ピストンに設けられて上室と下室とを連通する絞りと、を有し、
当該差動バルブの上室と一方の油圧シリンダの下部室とを油圧管路で連通するとともに差動バルブの下室と他方の油圧シリンダの下部室とを他の油圧管路で連通し、
一方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には大気圧を作用させるとともに、下端面には一方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、
他方の油圧シリンダの切り替えスプールの上端面には大気圧を作用させるとともに、下端面には他方の油圧シリンダの下部室の圧力を作用させ、
各油圧シリンダが同相に作動する際は、切り替えスプールを中立状態に保持し、
各油圧シリンダが逆相又は一方のみ作動する際は、各油圧シリンダの切り替えスプールで伸側及び圧側サブ減衰バルブによる上部室と下部室との連通を遮断する
ことを特徴とするサスペンション装置。 - ピストンロッドの下端側インロー部にスプール孔よりも大きく形成され下部スプリングを収容する下部スプリング室を設け、
該下部スプリング室に移動自在に収容されて下部スプリングにより上方に付勢されるとともに切り替えスプールの下端面に当接するスペーサを設け、
上記下部スプリング室の上端段部にスペーサを当接することにより、切り替えスプールを中立状態に保持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のサスペンション装置。
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