JP3991388B2 - 車両の車高調整装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリンダ装置のセルフポンピング作用によって車高上昇を行うようにした車両の車高調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
実際の車高が目標車高となるように車高調整を行う自動車等の車両の車高調整装置においては、基本的に、ばね上重量とばね下重量とのいずれか一方にシリンダ装置におけるシリンダが連結されると共に、ばね上重量とばね下重量との他方に該シリンダ装置のピストンロッドが連結される。そして、作動液をシリンダに供給することにより車高が上昇され、シリンダから作動液を排出することにより車高が低下される。
【０００３】
このような車高調整装置の中には、エンジンにより駆動されるポンプを別途用いることなく車高調整を行うために、セルフポンピング式と呼ばれるように、走行中に発生する車高変位によるシリンダ装置の伸縮を利用して、作動液給排のためのポンプ作用を得るようにしたものが提案されている。すなわち、特開平７−１７４１８１号公報に示すように、ピストンロッド内に摺動自在に嵌挿されたポンプロッドをシリンダと一体に設けて、当該ピストンロッド内にポンプ室を画成して、走行中のシリンダ装置の伸縮に起因してポンプ室が容積変化されるようにしてある。
【０００４】
また、ピストンロッドによって容積変化されるシリンダ内の高圧液室の他に、別途低圧貯蔵室つまりリザ−バを設けて、吸込弁を介して低圧貯蔵室からポンプ室へ作動液を吸引し、吸引したポンプ室内の作動液を吐出弁を介して高圧液室へと吐出させて車高上昇させるようにしてある。そして、所定の基準車高まで上昇した位置において、高圧液室と低圧貯蔵室とを連通させるレベリングポ−トを設けて、前記ポンプ作用による所定以上の車高上昇を規制するようになっている。つまり、上述の車高調整装置にあっては、レベリングポ−トによって定まる一定車高（目標車高）を得るものとなっている。
【０００５】
前記公報には、実際の車高がレベリングポ−トによって定まる基準車高（一定の目標車高）よりも高いときに、すみやかに車高を低下させるべく、高圧液室と低圧貯蔵室とを開閉弁つきの連通管を介して連通させることが開示されている。また、前記公報には、実際の車高がレベリングポ−トによって定まる基準車高（一定の目標車高）よりも低いときに、すみやかに車高を上昇させるべく、高圧源としての高圧アキュムレ−タから高圧室へと作動液を供給することも開示されている。
【０００６】
前記公報記載のものにおいて、高圧アキュムレ−タに対する蓄圧は、セルフポンピング作用を利用して行う、つまり高圧となったポンプ室の作動液を一方弁を会してアキュムレ−タに供給するようにしてある。そして、高圧アキュムレ−タの高圧を利用した車高上昇のときは、上記一方弁をバイパスしてアキュムレ−タから高圧液室へと作動液を供給することにより行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報のものにおいては、高圧アキュムレ−タに対する蓄圧の機会は、車高が基準車高よりも低い状態から基準車高になるまでの間に限定される。つまり、車高が基準車高よりも高くなったときは、レベリングポ−トによって高圧液室と低圧貯蔵室とが連通されてしまうために、高圧アキュムレ−タへの蓄圧が行えないことになる。このことは、例えば停車時に、荷物や乗員の乗り込みよって積載荷重が大きく増大したときに、高圧アキュムレ−タの圧力が不足していることに起因して、高圧アキュムレ−タを利用した車高上昇を十分に得ることができないという事態を発生させてしまうことになりかねない。
【０００８】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、シリンダ装置のピストンロッド内に設けたポンプ室のポンプ作用を利用して車高上昇を行うと共に、高圧アキュムレ−タを有するものを前提として、高圧アキュムレ−タに対する蓄圧の機会を増大させて、高圧アキュムレ−タを利用した車高上昇を十分に行えるようにした車両の車高調整装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、
懸架装置のばねを基準として２分される車両のばね上重量側と車両のばね下重量側との間に架設されたシリンダ装置のピストンロッド内に、該シリンダ装置の伸縮に応じて容積変化されるポンプ室が形成され、該ポンプ室のポンプ作用によって該ポンプ室に接続されたリザ−バから該シリンダ装置内の高圧液室へと作動液を吸引して車高上昇させると共に、高圧アキュムレータを利用して車高上昇を行えるようにした車高調整装置において、
前記ポンプ室からの吐出通路として、前記高圧液室へ作動液を供給するための第１吐出通路と、該第１吐出通路から分岐されて該第１吐出通路を前記高圧アキュムレ−タに接続する第２吐出通路とが設けられ、
前記第１吐出通路が、基準車高よりも高い車高のときに閉じられるように設定され、
前記第２吐出通路に、運転者の操作により切換操作される制御弁が設けられ、
前記制御弁は、常時は、前記第１吐出通路側から前記高圧アキュムレータへ向けての作動液の流れのみを許容し、運転者の切換操作に基づき車高を上昇させるときには、該高圧アキュムレータを該第１吐出通路に連通させて、該高圧アキュムレータに蓄圧されている作動液を該第１吐出通路を介して前記高圧液室に供給するように設定されている、ようにしてある。上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。
【００１０】
上記解決手法によれば、基準車高以下のときは、ポンプ室からの高圧の作動液は、第１吐出通路を介して高圧液室に供給されて車高上昇されると共に、第２吐出通路から高圧アキュムレ−タへも供給されて、当該高圧アキュムレ−タへ蓄圧される。基準車高よりも高い車高になったときは、第１吐出通路が閉じられるので、それ以上の車高上昇は規制される一方、ポンプ室からの高圧の作動液は第２吐出通路を介して高圧アキュムレ−タへ供給されて、当該高圧アキュムレ−タへの蓄圧が行われることになる。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１によれば、基準車高よりも高い車高となったときも高圧アキュムレ−タへの蓄圧が行われるので、高圧アキュムレ−タの圧力が不足してしまうという事態が防止あるいは低減されて、高圧アキュムレ−タを利用した車高上昇を十分に得る上で好ましいものとなる。
【００１２】
請求項２によれば、リリ−フ弁によって、高圧アキュムレ−タへの蓄圧圧力が異常に大きくなってしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
請求項３によれば、基準車高よりも高い車高となったときに第１吐出通路を閉とすることを、極めて簡単な構成でもって得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１において、１はシリンダ装置で、シリンダ２とピストンロッド３とを有する。シリンダ２は、内筒４と外筒５とを有する内外２重構造とされて、その両端開口は、ヘッドフランジ６、ボトムフランジ７によって閉塞されている。内筒４内には、ピストンロッド３のピストン部８が摺動自在に嵌挿され、ピストン部８と一体のロッド部９が、ヘッドフランジ６を液密に貫通してシリンダ外部へ延在されている。
【００１４】
シリンダ２は、ばね下重量（車輪側部材）に連結される一方、ピストンロッド３のロッド部９は、ばね上重量（車体側部材）に連結されている。これにより、車高変化されたとき、ピストンロッド３がシリンダ２に対して相対的に上下動されて、シリンダ装置１が伸縮される。なお、シリンダ２をばね上重量に連結する一方、ロッド部９をばね下重量に連結することもできる。
【００１５】
シリンダ２の内筒４内は作動液（作動オイル）で充満されている。内筒２内は、ピストン部８によって２室に画成されているが、ロッド部９の存在しない室が符合４ａで示され、ロッド部９が存在する室が符合４ｂで示される。また、内筒４と外筒５との間の空間が体積補償室１０とされて、この体積補償室１０内には、作動液とガス（通常は窒素ガス）が充填されている。シリンダ装置１の伸縮のとき、上記室４ａの体積変化は、室４ｂ内に出入りするロッド部９の体積分だけ当該室４ｂの体積変化よりも大きくなり、この体積変化の相違分が、後述するように、室４ａ内の作動液が体積補償室１０と出入りすることにより補償される。なお、室４ａ、４ｂ、１０が高圧液室となるものである。
【００１６】
外部からシリンダ２内に作動液が供給されたとき、シリンダ装置１が伸長されて車高が上昇され、シリンダ２から外部へ作動液が排出されたとき、シリンダ装置１が縮長されて車高が低下される（車高調整）。実施例では、左右前輪および左右後輪共に上述のようなシリンダ装置１が設けられて、各車輪毎に個々独立して車高調整が可能とされている。なお、積載荷重の変動が大きい例えば左右後輪のみに、シリンダ装置１を設けるようにすることもできる。
【００１７】
シリンダ１内の低部において、室４ａと体積補償室１０とを連通する連通路を含む減衰力発生機構１１が設けられている（減衰力発生のための作動液の流れがシリンダ２内においてのみ行われる）。また、ピストンロッド３のピストン部８には、室４ａと４ｂとを連通する連通路を含む減衰力発生機構１２が設けられている。減衰力発生機構１１と１２とは、一方がシリンダ装置１の少なくとも伸び側において減衰力を発生し、他方がシリンダ装置１の少なくとも縮み側において減衰力を発生するように設定されている。勿論、各減衰力発生機構１１、１２は、伸び側および縮み側の両方において減衰力を発生するように設定することもでき、どの減衰力発生機構でもって伸び側あるいは縮み側の減衰力を発生させるようにするかは、既知のシリンダ装置（シートクッションアブソ−バ）と同じように設定することができる。
【００１８】
ピストンロッド３には、その軸線方向に伸ばして、室４ａに開口するガイド孔２２が形成されている。これに対応して、シリンダ２のボトムフランジ７には、上記ガイド孔２２と同軸線上において、ポンプロッド２３が一体化されている。ポンプロッド２３は、ガイド孔２２内に摺動自在かつ液密に嵌合されており、これによりピストンロッド３内には、ポンプ室２４が画成される。車高変位に起因して、シリンダ２に対してピストンロッド３が相対変位されたとき、ポンプロッド２３もピストンロッド３に対して相対変位される結果、ポンプ室２４が容積変化されることになる。
【００１９】
ボトムフランジ７およびポンプロッド２３に渡って、ポンプ室２４にまで伸びる吸い込み通路２５が形成され、この吸い込み通路２５には、ポンプ室２４付近において、吸い込み弁２６が接続されている。この吸い込み弁２６は、一方弁からなって、吸い込み通路２５からポンプ室２４へ向けての流れのみを許容する。吸い込み通路２５のポンプ室２４とは反対側端は、シリンダ２の外部に開口する外部接続端２５ａとされている。
【００２０】
ピストンロッド３内には、ポンプ室２４と高圧液室としての室４ａを連通する第１吐出通路２７が形成され、この第１吐出通路２７には、ポンプ室２４付近において吐出弁２８が接続されている。吐出弁２８は、一方弁からなって、ポンプ室２４から室４ａに向けての流れのみを許容する。
【００２１】
第１吐出通路２７の先端部は、ピストン部８の側面において、先端開口部２７ａとして開口されている。この先端開口部２７ａに対応させて、内筒４の内面には、溝部５１が形成されている。溝部５１は、内筒４の低部から上方へ伸びるように、つまりシリンダ軸線方向に伸びていて、その上端位置は、内筒４の略中間位置とされている。すなわち、車高が基準車高以下のときは、先端開口部２７ａが溝部５１に連通されて、ポンプ室２４からの高圧の作動液が高圧液室としての内筒４内の室４ａに供給可能とされて、セルフポンピング作用による車高上昇が得られる状態とされる（第３図参照）。一方、基準車高よりも高い車高のときは、先端開口部２７ａが溝部５１よりも高い位置になって、当該溝部５１との連通が遮断された状態、つまり第１吐出通路２７が閉じられた状態とされて、セルフポンピング作用による車高上昇が規制された状態となる（基準車高での車高維持で、第４図参照）。
【００２２】
図１おいて、２１は、シリンダ装置１の外部に配設された低圧源としてのリザ−バである。このリザ−バ２１が、通路３１を介して、前記吸い込み通路２５（の外部接続端２５ａ）に接続されている。また、５５は高圧を蓄圧するための高圧アキュムレ−タである。この高圧アキュムレ−タ５５は、前記吐出弁２８の直下流において第１吐出通路２７から分岐されたピストンロッド内の通路５２に対して、外部配管からなる通路５３を介して接続されている。通路５３は、前記通路３１に接続されている。
【００２３】
前記通路５３のうち、高圧アキュムレ−タ５５よりも通路５２側において、電磁式の切換弁からなる制御弁５４が接続されている。この制御弁は、運転者によりマニュアル操作されるスイッチ（図示略）により切換操作されるもので、常時は、通路５２からアキュムレ−タ５５へ向けての流れのみを許容する一方弁５４ａの状態とされ、運転者の車高上昇指令となるマニュアルスイッチがＯＮ操作されたときに切換えられて、高圧アキュムレ−タ５５が通路５２へ連通される。この通路５２と、通路５３のうち高圧アキュムレ−タ５５へ至るまでの系路とが、第２吐出通路５３Ａを構成することになる。
【００２４】
前記通路５３には、高圧アキュムレ−タ５５よりもリザ−バ２１側において、圧力応動式のリリ−フ弁５６が接続されている。このリリ−フ弁５６は、常時は閉弁されているが、高圧アキュムレ−タ５５の蓄圧圧力が所定圧力以上となると開弁されて、高圧アキュムレ−タ５５の圧力がリザ−バ２１へ開放される。このように、通路５３のうち、高圧アキュムレ−タ５５からリザ−バ２１側までの通路部分が、リリ−フ通路５３Ｂを構成する。
【００２５】
ここで、シリンダ２のボトムフランジ７には、高圧液室としての室４ａが所定以上高圧となったときに、室４ａを吸い込み通路２５つまり低圧のアキュムレ−タ２１へ開放するためのリリ−フ弁（安全弁）４１が配設されている。このリリ−フ弁４１は、図２に示すように、ボトムフランジ７に形成されて、室４ａと吸い込み通路２５とに連なる弁室４２と、弁室４２内に摺動自在に嵌挿されて、室４ａと吸い込み通路２５とを連通、遮断するスプ−ル式の弁体４３と、弁体４３を閉弁方向に付勢するスプリング４４と、スプリング４４とは反対側端において室４ａの圧力を弁体に作用させるパイロット通路４５とを有する。
【００２６】
弁体４３は、常時は、スプリング４４の付勢力によって閉弁位置、つまり室４ａと吸い込み通路２５とを遮断する位置となる。室４ａの圧力が所定以上上昇すると、つまり異常圧力付近にまで上昇すると、パイロット通路４５からの高圧がスプリング４４の付勢力に抗して弁体４３を図２中、右方へと変位させて、弁体４３が開弁位置つまり室４ａと吸い込み通路２５とを連通させる位置となり、これにより室４ａが所定以上高圧になるのが防止される。
【００２７】
以上のような構成において、車高が基準車高以下のとき（上下動する車高の中間車高が基準車高以下のとき）は、シリンダ装置の１の伸縮に応じて（縮長タイミングのときに）、先端開口部２７ａが溝部５１に連通される。この状態で、走行中に生じるシリンダ装置１の伸縮動よりポンプ室２４が容積変化する（セルフポンピング作用）。すなわち、伸長時にポンプ室２４にリザ−バ２１から作動液が吸引され、縮長時にポンプ室２４からの高圧の作動液が第１吐出通路２７、その先端開口部２７ａ、溝部５１を経て内筒４内に供給される。この繰り返しによって、車高が徐々に上昇されていく。このような車高上昇過程において、ポンプ室２４からの高圧の作動液は、通路５２、５３、制御弁５４（の一方弁５４ａ）を経て、高圧アキュムレ−タ５５に供給され、当該高圧アキュムレ−タ５５への蓄圧が行われる。
【００２８】
車高が基準車高よりも大きくなると、第１吐出通路２７ａは、その先端開口部２７ａが溝部５１とは非連通とされた閉じられた状態となり、セルフポンピング作用による車高上昇が規制される。この車高上昇が規制された状態においても、シリンダ装置１の伸縮動に応じてポンプ室２４が容積変化されるので、当該ポンプ室２４からの高圧の作動液は、第２吐出通路５２、５４を経て高圧アキュムレ−タ５に供給されて、当該高圧アキュムレ−タ５５に対する蓄圧が行われる。すなわち、高圧アキュムレ−タ５５への蓄圧の機会が増大されて、高圧アキュムレ−タ５５へ十分大きな圧力を蓄圧することが可能となる。
【００２９】
車両停車時に、積載荷重が増大されることにより車高が基準車高よりも大きく低下されたとき、運転者によるマニュアルスイッチのＯＮ操作によって制御弁５４が開弁されると、高圧アキュムレ−タ５に蓄圧されていた作動液が、通路５３、５２、２７、先端開口部２７ａを経て内筒４内に供給されて、車高がすみやかに上昇される。
【００３０】
以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。シリンダ装置１としては、外筒５を有しない形式のものであってもよい。この場合は、例えば室４ａ内に摺動自在に嵌挿されたフリ−ピストンを介して、当該室４ａ内に体積補償室１０が画成される。
【００３１】
高圧アキュムレ−タ５５から内筒４内つまり高圧液室への作動液供給を、通路２７を利用することなく、当該通路２７とは別途独立して設けた専用の通路を介して行うようにすることもできる。切換手段としての制御弁５４の代わりに、弁一方弁５４ａを固定式として、当該一方弁５４ａをバイパスするバイパス通路に開閉弁を接続して、この開閉弁の開閉に応じて、高圧アキュムレ−タ５５と高圧液室との連通（一方弁５４ａをバイパスする連通）、遮断（一方弁５４ａのみを介した連通）を行うようにしてもよい。上記一方弁５４ａのみを介した連通と、一方弁５４ａをバイパスした高圧アキュムレ−タ５５と高圧液室との連通との切換は、マニュアルスイッチの操作によって行う他、制御弁あるいは上記バイパス通路に設けた開閉弁を手動操作によって行うこともできる。また、マニュアルスイッチのＯＮ、ＯＦＦ信号および実際の車高を検出する車高検出手段からの信号が入力されるコントロ−ラを別途設けて、例えば車両停車中に、車高検出手段で検出される車高が基準車高よりも低いとき、特に所定以上基準車高よりも低いときに、高圧アキュムレ−タ５５の高圧を利用した車高上昇を自動的に得るようにすることもできる（コントロ−ラによる制御弁５４の自動制御）。
【００３２】
制御弁５４等の各部材は、その機能の上位概念表現に手段の名称を付して表現することができる。さらに本発明は、制御方法として表現することも可能である。本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として記載されたものに対応するものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたシリンダ装置の一例を示す断面図。
【図２】図１に示される圧力応動型のリリ−フ弁の一例を示す断面図。
【図３】第１吐出通路の先端開口部が、高圧液室に連通された状態を示す要部拡大断面図。
【図４】第１吐出通路の先端開口部が、高圧液室と遮断された状態を示す要部拡大断面図。
【符号の説明】
１：シリンダ装置
２：シリンダ
３：ピストンロッド
４ａ：室（高圧液室）
４ｂ：室（高圧液室）
１０：体積補償室（高圧液室）
２１：リザ−バ
２２：ガイド孔（ポンプ室構成用）
２３：ポンプロッド（ポンプ室構成用）
２４：ポンプ室
２５：吸い込み通路
２６：吸い込み弁
２７：吐出通路（第１吐出通路）
２８：吐出弁
５１：溝部
５２：通路（第２吐出通路）
５３（５３Ａ）：通路（第２吐出通路）
５３（５３Ｂ）：通路（リリ−フ通路）
５４：制御弁
５４ａ：一方弁
５５：高圧アキュムレ−タ
５６：リリ−フ弁

Claims (3)

1. 懸架装置のばねを基準として２分される車両のばね上重量側と車両のばね下重量側との間に架設されたシリンダ装置のピストンロッド内に、該シリンダ装置の伸縮に応じて容積変化されるポンプ室が形成され、該ポンプ室のポンプ作用によって該ポンプ室に接続されたリザ−バから該シリンダ装置内の高圧液室へと作動液を吸引して車高上昇させると共に、高圧アキュムレータを利用して車高上昇を行えるようにした車高調整装置において、
   前記ポンプ室からの吐出通路として、前記高圧液室へ作動液を供給するための第１吐出通路と、該第１吐出通路から分岐されて該第１吐出通路を前記高圧アキュムレ−タに接続する第２吐出通路とが設けられ、
   前記第１吐出通路が、基準車高よりも高い車高のときに閉じられるように設定され、
   前記第２吐出通路に、運転者の操作により切換操作される制御弁が設けられ、
   前記制御弁は、常時は、前記第１吐出通路側から前記高圧アキュムレータへ向けての作動液の流れのみを許容し、運転者の切換操作に基づき車高を上昇させるときには、該高圧アキュムレータを該第１吐出通路に連通させて、該高圧アキュムレータに蓄圧されている作動液を該第１吐出通路を介して前記高圧液室に供給するように設定されている、
   ことを特徴とする車両の車高調整装置。
2. 請求項１において、
   前記高圧アキュムレ−タが前記リザ−バに対してリリーフ弁を介して接続され、
   前記リリ−フ弁が、前記高圧アキュムレ−タが所定圧以上の高圧となったときに、該高圧アキュムレ−タを前記リザ−バに対して連通させるように設定されている、
   ことを特徴とする車両の車高調整装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記ポンプ室が、前記ピストンロッドに形成されたガイド孔に対して、前記シリンダ装置のシリンダに一体のポンプロッドを摺動自在に嵌合することにより構成され、
   前記第１吐出通路が、前記ピストンロッドのピストン部側面に開口された先端開口部を有し、
   前記高圧液室を画成するシリンダの内面に、シリンダ軸線方向に伸びると共に基準車高以下のときにのみ前記先端開口部と連通される溝部が形成されて、基準車高よりも高い車高になったときに該先端開口部が該溝部と非連通状態とされることにより前記第１吐出通路が閉とされる、
   ことを特徴とする車両の車高調整装置。

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