JP4740086B2 - サスペンション装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の姿勢変化を抑制するサスペンション装置に関する。

従来、車両の姿勢変化を抑制するサスペンション装置としては、車体と左右の車輪との間にそれぞれ油圧ダンパを介装し、各油圧ダンパは、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されシリンダ内をロッド側室とピストン側室とに区画するピストンと、ピストンに連結されたピストンロッドとを備えて構成され、一方の油圧ダンパのロッド側室と他方の油圧ダンパのピストン側室とを減衰弁を備えた第一流路で連通するとともに、一方の油圧ダンパのピストン側室と他方の油圧ダンパのロッド側室とを減衰弁を備えた第二流路で連通し、各流路の途中に減衰弁を介してアキュムレータをそれぞれ接続したものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

そして、このように構成されたサスペンション装置にあっては、各油圧ダンパが同位相で伸縮する場合には、ピストンロッドがシリンダ内から退出あるいはシリンダ内へ侵入する体積分の作動油がいずれか一方の油圧ダンパのシリンダ内で過不足となって各アキュムレータによって過不足となる作動油が補償される。対して、各油圧ダンパが逆位相で伸縮する場合には、シリンダ内から流出する作動油の量が同位相で伸縮する場合に比較して多くなって各アキュムレータによって吸収される作動油量も多くなる。

したがって、各油圧ダンパが逆位相で伸縮する場合には、各油圧ダンパが同位相で伸縮する場合に比較して、各アキュムレータ内の気室の容積変化が大きくなって各アキュムレータのバネ反力が大きくなるとともに、各減衰弁を通過する作動油の量も多くなって各油圧ダンパは大きな減衰力を発揮して車体のローリングを抑制する。他方、各油圧ダンパが同位相で伸縮する場合には、逆に、各油圧ダンパが発生する減衰力およびアキュムレータのバネ反力はともに小さくなることから、路面凹凸等によって車輪に入力される振動が車体側へ伝達することを抑制することが出来る。
特開平５−２１３０４０号公報（図１）

しかしながら、従来のサスペンション装置では、以下の弊害があると指摘される恐れがある。

従来のサスペンション装置では、各油圧ダンパを上記した第一流路および第二流路によって接続する必要があり、シリンダにおける第一流路および第二流路の接続口は、シリンダの側部に設けられている。そして、この接続口は、当然ピストン摺動部を避ける必要があるので、当必然的にシリンダの両端に設けられることになる。

したがって、たとえば、油圧ダンパのシリンダ内を油密に保つシール部材が摺接するピストンロッドの外周面を保護するためのカバーを設けたくとも、上記接続口がシリンダの端部に設けられるので第一流路あるいは第二流路が邪魔となって、上記カバーを設け難い事態となり、実用性にかけるところがある。

さらに、各アキュムレータは、対応する第一流路および第二流路に対して、直接的に接続されており、特に、ピストン側室から流出あるいはピストン側室へ流入する作動油量が大きくなるので、上記した第一流路および第二流路の内径を大きく設定しておく必要があり、その為、車両への搭載性の悪化が懸念される。

そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、実用性と車両への搭載性を向上することが可能なサスペンション装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明の課題解決手段は、車両の車体と車輪との間に介装されシリンダ内にピストンで区画される一方室と他方室とを備えた一対の流体圧ダンパと、一方の流体圧ダンパの一方室と他方の流体圧ダンパの他方室とを接続する第一流路と、一方の流体圧ダンパの他方室と他方の流体圧ダンパの一方室とを接続する第二流路と、第一流路に接続される第一アキュムレータと、第二流路に接続される第二アキュムレータとを備えたサスペンション装置において、各流体圧ダンパは、ピストンに連結される中空なピストンロッドと、シリンダの外周を覆う外筒とを備え、第一流路および第二流路は、流体圧ダンパのピストンロッド内を介して一方室へ連通されるとともに流体圧ダンパのシリンダと外筒との間の隙間を介して他方室へ連通され、第一アキュムレータは他方の流体圧ダンパの外筒の側方に連結されるとともにシリンダと外筒との間の隙間を介して第一流路に接続され、第二アキュムレータは一方の流体圧ダンパの外筒の側方に連結されるとともにシリンダと外筒との間の隙間を介して第二流路に接続され、各流体圧ダンパは、ピストンに設けられピストンロッド内と一方室とを連通するピストン通路と、ピストン通路の途中に設けた一方室からシリンダ外へ流出する流体の流れに抵抗を与える減衰弁と、シリンダの端部に設けた他方室とシリンダと外筒との間の隙間とを仕切る仕切部材と、当該仕切部材に設けた他方室からシリンダ外へ流出する流体の流れに抵抗を与える減衰弁とを備えてなる。

本発明のサスペンション装置によれば、シリンダのピストンロッド側の端部に第一流路および第二流路の接続部を設ける必要が無く、ピストンロッドの摺動部を保護するカバーを取り付ける事が出来、サスペンション装置の経年劣化を防止することが出来、サスペンション装置の実用性が向上する。

さらに、各アキュムレータは、対応する第一流路および第二流路に対して、直接的に接続されるのではなく、外筒とシリンダとの間の隙間を介して接続されるので、当該隙間と各アキュムレータ内とを連結する連結部の内径を大きく設定しておくことでピストン側室から流出あるいはピストン側室へ流入する作動油の流通を確保でき、第一流路および第二流路の内径を大きく設定する必要が無くなる。したがって、第一流路および第二流路の外径の大型化を阻止でき、その為、サスペンション装置の車両への搭載性が飛躍的に向上する。

以下、本発明のサスペンション装置を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態におけるサスペンション装置の断面図である。図２は、一実施の形態における流体圧ダンパのピストン部分の拡大縦断面図である。図３は、一実施の形態における流体圧ダンパのシリンダ端部の拡大縦断面図である。図４は、一実施の形態における第二アキュムレータの拡大縦断面図である。図５は、一実施の形態の一変形例における流体圧ダンパのピストン部分の拡大縦断面図である。

このサスペンション装置１は、一対の流体圧ダンパＤ１，Ｄ２と、一方の流体圧ダンパＤ１の一方室たるロッド側室Ｒ１と他方の流体圧ダンパＤ２の他方室たるピストン側室Ｒ２とを接続する第一流路Ｌ１と、一方の流体圧ダンパＤ１の他方室たるピストン側室Ｒ２と他方の流体圧ダンパＤ２の一方室たるロッド側室Ｒ１とを接続する第二流路Ｌ２と、第一流路Ｌ１に接続される第一アキュムレータＡ１と、第二流路Ｌ２に接続される第二アキュムレータＡ２とを備えて構成されており、たとえば、四輪自動車の左前輪車軸と車体との間に流体圧ダンパＤ１を介装し、右前輪車軸と車体との間に流体圧ダンパＤ２を介装するようにして使用されるものである。

まず、流体圧ダンパＤ１は、図１に示すように、筒状のシリンダ２と、シリンダ２の外方を覆う外筒３と、シリンダ２内に摺動自在に挿入されシリンダ２内を一方室たるロッド側室Ｒ１と他方室たるピストン側室Ｒ２に区画するピストン４と、一端をピストン４に連結した中空なピストンロッド５と、シリンダ２および外筒３の図１中上端側を封止するとともにピストンロッド５を軸支するヘッド部材６と、外筒３の図１中下端を閉塞するロアキャップ７と、シリンダ２の下端開口部内に嵌合するとともにシリンダ２の下端とロアキャップ７と挟持される仕切部材８とを備えて構成され、シリンダ２内およびシリンダ２と外筒３との間の隙間９内には作動流体として、たとえば、作動油が油密状態とされて充満されている。

この流体圧ダンパＤ１の各部について詳細に説明すると、ピストン４は、図２に示すように、有底筒状に形成され、底部４ａの軸心部にピストンロッド５が挿通される挿通孔４ｂと、底部４ａに設けたピストン通路を成す伸側ポート４ｃおよび圧側ポート４ｄと、各伸側ポート４ｃの出口端を連通する窓４ｅの外周側に形成される環状の弁座４ｆと、各圧側ポート４ｄの出口端を連通する窓４ｇの外周側に形成される環状の弁座４ｈと、底部４ａの外周側から図２中下方へ突出する筒部４ｉと、底部４ａの外周に装着されてシリンダ２の内周に摺接する環帯状のピストンバンド４ｋとを備えて構成されている。

つづいて、ピストンロッド５は、筒状に形成されて内部が中空とされており、ピストンロッド５の先端部５ａの外径は、先端部５ａより図１中上方側の外径より小径に設定され、上方側と先端部５ａとの外径が異なる部分に段部５ｂが形成されている。そして、ピストン４の挿通孔４ｂ内にピストンロッド５の先端部５ａを挿通し、図２中下方からピストンナット１０をピストンロッドの先端部５ａの外周に形成の螺子部５ｃに螺着することによって、ピストンロッド５にピストン４を固定している。

このピストンナット１０は、筒状に形成されるとともに上記螺子部５ｃに螺着される本体１０ａと、本体１０ａの上下を貫通するポート１０ｂと、本体１０ａの外周に装着されてピストン４の筒部４ｉの内周に接してピストン４とピストンナット１０との間をシールする環状のシール１０ｃと、本体１０ａの図２中下端のポート１０ｂの開口部より外周側から垂下される筒状のソケット１０ｄと、ソケット１０ｄの内周に装着され互いに対向する一対の円盤１１，１２と、円盤１１，１２の間の隙間に収容される浸透流通部材１３とを備えて構成されている。

そして、このピストンナット１０は、ポート１０ｂを介してピストン４との間に形成される空間１４をピストンロッド５内に連通しており、この空間１４は上記したピストン通路を成す伸側ポート４ｃおよび圧側ポート４ｄによってロッド側室Ｒ１へ連通されているので、上記の構成により一方室たるロッド側室Ｒ１とピストンロッド５内とが連通されていることになる。

また、上記した円盤１１，１２には小孔１１ａ，１２ａが開口されており、これら小孔１１ａ，１２ａおよび浸透流通部材１３が収容される隙間で形成される連通路２０を介して他方室たるピストン側室Ｒ２とピストンロッド５内さらには一方室たるロッド側室Ｒ１とが連通され、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２との作動油の行き来は、連通路２０の途中に設けられた浸透流通部材１３を介して行われるようになっている。

この浸透流通部材１３は、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２のうち高圧側の室から低圧側の室に向かって浸透状態で作動油の通過が行われるようになっており、具体的には、多孔質体とされている。つまり、この浸透流通部材１３は、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２との圧力に差が生じると、高圧側の室から低圧側の室へ作動油を通過させるが、浸透状態で作動油を通過させることから、作動油の浸透流通部材１３を通過する量は圧力差が生じている時間に比例するようになっている。

すなわち、この浸透流通部材１３は、車両走行中に路面からの振動入力時や発進制動、旋回時に流体圧ダンパＤ１が伸縮するような場面において生じるロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２との圧力変動によっては、当該圧力変動の交番の間隔が短いことから、作動油を殆ど通過させないような効果をもたらし、浸透流通部材１３は周波数特性を備えていないものの、結果的には、流体圧ダンパＤ１の振動周波数が高い場合には、浸透流通部材１３は作動油を殆ど通過させないことになる。

他方、浸透流通部材１３は、たとえば、車両を長時間停車させるような状況等のようにロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２との圧力変動の交番が殆ど無い場合には、長時間をかけて非常にゆっくりと高圧側の室から低圧側の室へ作動油を通過させるようになり、結果的には、流体圧ダンパＤ１の振動周波数が極小さくなるような場合には、浸透流通部材１３は非常にゆっくりと高圧側の室から低圧側の室へ作動油を通過させることになる。

また、浸透流通部材１３は、上記した特性を備えていればよいので、たとえば、小孔１１ａ，１２ａに連通される極小径のオリフィスを備えた円盤とされてもよい。

つづき、ピストン４の図２中上面には、圧側ポート４ｄを閉塞する切欠リーフバルブ３０、ノンリタンバルブ３１、間座３２、バルブストッパ３３が順に積層され、これらは共に環状とされて内方にはピストンロッド５の先端部５ａが挿入される。

さらに、ピストン４の図２中下面には、伸側ポート４ｃを閉塞する複数枚のリーフを積層してなるリーフバルブ３４、間座３５、およびバルブストッパ３６が順に積層され、これらも共に環状とされて内方にはピストンロッド５の先端部５ａが挿入される。

そして、上述のように、ピストン４を含む各部材をピストンロッド５の先端部５ａに組み付けておいて、図２中では最下方に配置されるピストンナット１０を先端部５ａの螺子部５ｃに螺着することによって、ピストン４を含む各部材がピストンロッド５の段部５ｂとピストンナット１０の上端とで挟持されピストンロッド５に固定される。

ここで、この流体圧ダンパＤ１が車両走行中に伸縮してロッド側室Ｒ１の容積が増減する場合、上述のように車両走行中の圧力変動に対しては連通路２０による作動油の行き来する量が極少量となることから、ロッド側室Ｒ１内で過不足となる作動油は、その殆どがピストンロッド５内を介して流出入することになる。そして、ロッド側室Ｒ１内の容積が減少する場合には、圧側ポート４ｄがノンリタンバルブ３１で閉塞されているので、作動油は、リーフバルブ３４を押し開いて伸側ポート４ｃを通過し、ピストンロッド５内を介してシリンダ２外へ排出されることになる。この作動油が伸側ポート４ｃを通過するときにリーフバルブ３４が当該作動油の流れに抵抗を与えることになり、一方室たるロッド側室Ｒ１からシリンダ２外へ流出する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁は、本実施の形態においては、リーフバルブ３４である。

他方、ロッド側室Ｒ１内の容積が増大する場合には、伸側ポート４ｃがリーフバルブ３４で閉塞されているので、作動油は、その殆どがシリンダ２外からピストンロッド５内を通過し、さらには、切欠リーフバルブ３０およびノンリタンバルブ３１を押し開いて圧側ポート４ｄを通過してロッド側室Ｒ１内に供給されることになる。

つづいて、仕切部材８は、図３に示すように、円盤状に形成される本体８ａと、本体８ａの外周側下端に設けられた鍔部８ｂと、本体８ａの図３中下端に設けた凹部８ｃと、本体８ａの軸芯部に設けられ後述のリーフバルブ４０およびノンリタンバルブ４１の内周を仕切部材８に固定するロッド４２が挿通される挿通孔８ｄと、本体８ａの図３中上面と凹部８ｃとを連通する伸側ポート８ｅと、圧側ポート８ｆと、圧側ポート８ｆの出口端となる窓８ｇの外周側に形成され凹部８ｃの底面よりリーフバルブ４０側に突出する環状の弁座８ｈとを備えて構成され、シリンダ２の内周に本体８ａを嵌合させ、シリンダ２とロアキャップ７とで鍔部８ｂが挟持されてシリンダ２に固定されている。

この仕切部材８は、このように、シリンダ２の下端に固定されることによってシリンダ２内のピストン側室Ｒ２とシリンダ２と外筒３との間の隙間９とを区画し、鍔部８ｂに設けた切欠８ｉによって凹部８ｃ内と隙間９との連通が確保され、ピストン側室Ｒ２と隙間９とは、仕切部材８に形成した上記各ポート８ｅ，８ｆを介して連通されている。

そして、仕切部材８の本体８ａの図３中下面には、リーフバルブ４０が積層され、このリーフバルブ４０は、環状に形成されたリーフを複数枚積層して構成されており、内周側がロッド４２に固定され、弁座８ｈに着座して圧側ポート８ｆを閉塞している。他方、仕切部材８の本体８ａの図３中上面には、ノンリタンバルブ４１が積層され、このノンリタンバルブ４１は、内周側がロッド４２に固定され、伸側ポート８ｅを閉塞している。

ここで、この流体圧ダンパＤ１が車両走行中に伸縮してピストン側室Ｒ２の容積が増減する場合、連通路２０による作動油の行き来が無いとすれば、ピストン側室Ｒ２内で過不足となる作動油は、シリンダ２と外筒３との間の隙間９を介して流出入することになる。そして、ピストン側室Ｒ２内の容積が減少する場合には、伸側ポート８ｅがノンリタンバルブ４１で閉塞されているので、作動油は、リーフバルブ４０を押し開いて圧側ポート８ｆを通過し、隙間９を介してシリンダ２外へ排出されることになる。この作動油が圧側ポート８ｆを通過するときにリーフバルブ４０が当該作動油の流れに抵抗を与えることになり、他方室たるピストン側室Ｒ２からシリンダ２外へ流出する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁は、本実施の形態においては、リーフバルブ４０である。

他方、ピストン側室Ｒ２内の容積が増大する場合には、圧側ポート８ｆがリーフバルブ４０で閉塞されているので、作動油は、シリンダ２外から隙間９を通過し、さらには、ノンリタンバルブ４１を押し開いて伸側ポート８ｅを通過してピストン側室Ｒ２内に供給されることになる。

以上のように流体圧ダンパＤ１は構成されており、対となる流体圧ダンパＤ２も同様の構成とされている。

そして、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２は、第一流路Ｌ１および第二流路Ｌ２で接続され、具体的には、第一流路Ｌ１は、一方の流体圧ダンパＤ１のピストンロッド５の上端の開口と、他方の流体圧ダンパＤ２の外筒３の下端に設けた開口３ａとを接続し、他方の第一流路Ｌ２は、一方の流体圧ダンパＤ１の外筒３の下端に設けた開口３ａと、他方の流体圧ダンパＤ２のピストンロッド５の上端の開口とを接続している。

すなわち、第一流路Ｌ１は、流体圧ダンパＤ１のピストンロッド５内と流体圧ダンパＤ２のシリンダ２と外筒３との間の隙間９を介して、一方の流体圧ダンパＤ１の一方室たるロッド側室Ｒ１と他方の流体圧ダンパＤ２の他方室たるピストン側室Ｒ２とを接続しており、他方の第二流路Ｌ２も流体圧ダンパＤ２のピストンロッド５内と流体圧ダンパＤ１のシリンダ２と外筒３との間の隙間９を介して、一方の流体圧ダンパＤ１の他方室たるピストン側室Ｒ２と他方の流体圧ダンパＤ２の一方室たるロッド側室Ｒ１とを接続している。

したがって、このサスペンション装置にあっても、従来のサスペンション装置と同様に、一対の流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを襷掛け接続している。

戻って、第二アキュムレータＡ２は、流体圧ダンパＤ１の外筒３に連結される中空なハウジング５０と、ハウジング５０内に摺動自在に挿入されて気室Ｇと流体室ｒとを区画するフリーピストン５１と、流体室ｒと上記隙間９との間を仕切る区画部材５２と、区画部材５２に設けられ流体室に流出入する流体の流れに抵抗を与える減衰弁５３とを備えている。

ハウジング５０は、図４に示すように、中空な本体５０ａと、本体５０ａの図４中下端側と外筒３の図４中下端に連結する中空な連結部５０ｂとを備え、連結部５０ｂ内を介して本体５０ａ内と流体圧ダンパＤ１の隙間９とが連通されている。なお、本体５０ａは、図中では加工を簡単とするため上下の二つの筒体で構成されているが、これらを一体として一つの筒体で構成されてよいことは勿論である。

そして、本体５０ａ内には、上述のように、フリーピストン５１が摺動自在に挿入されて、本体５０ａ内が気室Ｇと流体室ｒとに区画され、さらに、本体５０ａの下端側内部に固定される区画部材５２によって、流体室ｒと上記隙間９とが仕切られている。また、この区画部材５２は、流体室ｒと隙間９とを連通する供給ポート５２ａと排出ポート５２ｂとを備えており、供給ポート５２ａは区画部材５２の図４中上面に積層される環状のリーフバルブ５４によって閉塞され、他方の排出ポート５２ｂは区画部材５２の図４中下面に積層される環状のリーフバルブ５５によって閉塞されている。

したがって、隙間９から流体室ｒ内に作動油が供給される場合、作動油は、排出ポート５２ｂがリーフバルブ５５で閉塞されているので、リーフバルブ５４を押し開いて供給ポート５２ａを通過して流体室ｒ内に流入する。他方、流体室ｒから隙間９へ作動油が排出される場合、作動油は、供給ポート５２ａがリーフバルブ５４で閉塞されているので、リーフバルブ５５を押し開いて排出ポート５２ｂを通過して隙間９内に流出する。

この作動油が流体室ｒ内へ流入する場合には、リーフバルブ５４が当該作動油の流れに抵抗を与えることになり、流体室ｒから排出される場合には、リーフバルブ５５が当該作動油の流れに抵抗を与えることになり区画部材５２に設けられる減衰弁５３は、本実施の形態においては、リーフバルブ５４，５５である。

なお、フリーピストン５１は、図４中下端に凹部５１ａを備えており、フリーピストン５１の外周側の下面が区画部材５２の上端外周に当接しても、上記凹部５１ａ内にリーフバルブ５４およびリーフバルブ５４，５５を区画部材５２に固定しているロッド５６がフリーピストン５１に干渉することなく収容されるようになっている。フリーピストン５１がリーフバルブ５４やロッド５６に干渉して劣化してしまうような事態が防止されている。

以上のように、第二アキュムレータＡ２が構成されているが、他方の第一アキュムレータＡ１も上記した第二アキュムレータＡ２と同様の構成とされており、こちらの第一アキュムレータＡ１は流体圧ダンパＤ２の外筒３の側方に連結されている。

すなわち、各アキュムレータＡ１，Ａ２は、それぞれ、対応する第一流路Ｌ１および第二流路Ｌ２に対して、シリンダ２と外筒３との間の隙間９を介して接続されており、このように、各アキュムレータＡ１，Ａ２は、それぞれ、対応する第一流路Ｌ１および第二流路Ｌ２に対して間接的に接続するようにしてもよい。

以上のように、サスペンション装置は構成され、続いて、その作動について説明する。

まず、流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が同位相で伸縮する場合、つまり、シリンダ２に対するピストン４の変位の位相が各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２で同一となる場合について説明する。

各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が共に同速度で伸長する場合、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のロッド側室Ｒ１の容積が減少しピストン側室Ｒ２の容積が増大することになる。

そして、一方の流体圧ダンパＤ１におけるロッド側室Ｒ１から流出する作動油は、ピストン４に形成のピストン通路を成す伸側ポート４ｃと、ピストンナット１０のポート１０ｂと、ピストンロッド５内を通過し、第一流路Ｌ１を経由し、他方の流体圧ダンパＤ２のシリンダ２と外筒３との間の隙間９および仕切部材８の伸側ポート８ｅを通過し容積が増大する他方の流体圧ダンパＤ２のピストン側室Ｒ２へ流入する。

また、他方の流体圧ダンパＤ２におけるロッド側室Ｒ１から流出する作動油は、ピストン４に形成のピストン通路を成す伸側ポート４ｃと、ピストンナット１０のポート１０ｂと、ピストンロッド５内を通過し、第二流路Ｌ２を経由し、一方の流体圧ダンパＤ１のシリンダ２と外筒３との間の隙間９および仕切部材８の伸側ポート８ｅを通過し容積が増大する一方の流体圧ダンパＤ１のピストン側室Ｒ２へ流入する。

しかし、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２において、ロッド側室Ｒ１で減少する容積よりピストン側室Ｒ２で増大する容積の方が、ピストンロッド５がシリンダ２から退出する体積分だけ大きくなるので、ピストン側室Ｒ２内で作動油が不足する。

したがって、この不足する体積分の作動油は、流体圧ダンパＤ１にあっては第二アキュムレータＡ２の流体室ｒから、流体圧ダンパＤ２にあっては第一アキュムレータＡ１の流体室ｒから補充される。

逆に、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が共に同速度で圧縮される場合、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のロッド側室Ｒ１の容積が増大しピストン側室Ｒ２の容積が減少することになる。

そして、一方の流体圧ダンパＤ１におけるピストン側室Ｒ２から流出する作動油は、仕切部材８の圧側ポート８ｆと、シリンダ２と外筒３との間の隙間９を通過し、第二流路Ｌ２を経由し、他方の流体圧ダンパＤ２のピストンロッド５内、ピストンナット１０のポート１０ｂおよびピストン４に形成のピストン通路を成す圧側ポート４ｄを通過し容積が増大する他方の流体圧ダンパＤ２のロッド側室Ｒ１へ流入する。

また、他方の流体圧ダンパＤ２におけるピストン側室Ｒ２から流出する作動油は、仕切部材８の圧側ポート８ｆと、シリンダ２と外筒３との間の隙間９を通過し、第一流路Ｌ１を経由し、一方の流体圧ダンパＤ１のピストンロッド５内、ピストンナット１０のポート１０ｂおよびピストン４に形成のピストン通路を成す圧側ポート４ｄを通過し容積が増大する一方の流体圧ダンパＤ１のロッド側室Ｒ１へ流入する。

しかし、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２において、ロッド側室Ｒ１で増大する容積よりピストン側室Ｒ２で減少する容積の方が、ピストンロッド５がシリンダ２へ進入する体積分だけ大きくなるので、ピストン側室Ｒ２内で作動油が過剰となる。

したがって、この過剰となる体積分の作動油は、流体圧ダンパＤ１にあっては第二アキュムレータＡ２の流体室ｒへ、流体圧ダンパＤ２にあっては第一アキュムレータＡ１の流体室ｒへ流入する。

今、流体圧ダンパＤ１が静止状態で釣り合っている状態を基準とし、ピストンロッド５の外周縁で切り取った面積Ａｒ、各アキュムレータＡ１，Ａ２の体積弾性係数Ｋｇ（簡単のために線形とする）、ピストン４の断面積Ａｐ、ロッド側室Ｒ１内の圧力Ｐｒ、ピストン側室Ｒ２内の圧力Ｐｐ、第一アキュムレータＡ１内の圧力Ｐｇ１、第二アキュムレータＡ２内の圧力Ｐｇ２、ピストン変位量Ｓ、流体圧ダンパＤ１の静的反力Ｆｓ（圧縮側反力を正とする）とすると、以下の（１）式から（４）式までの関係から、

流体圧ダンパＤ１の静的反力Ｆｓは、以下の（５）式で表すことが出来る。

そして、（５）式を整理すると、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が同位相で伸縮する場合の流体圧ダンパＤ１のバネ定数Ｋは、（６）式に示すとおりとなる。

なお、他方の流体圧ダンパＤ２も一方の流体圧ダンパＤ１と構造および動作が同じとなるので流体圧ダンパＤ２のバネ定数Ｋも同様となる。

また、一方室たるロッド側室Ｒ１からシリンダ２外へ流出する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁としてのリーフバルブ３４の通過作動油量に対する圧力変化の度合いを表す係数をＣｒ、他方室たるピストン側室Ｒ２からシリンダ２外へ流出する作動油の流れに抵抗を与える減衰弁としてのリーフバルブ４０の通過作動油量に対する圧力変化の度合いを表す係数をＣｃ、第一アキュムレータＡ１，Ａ２の減衰弁５３の通過作動油量に対する圧力変化の度合いを表す係数をＣａ、ピストン速度をＶｐ、流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力をＦｄとすると、伸長行程では、

以上の（７）、（８）式の関係から、流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力をＦｄは、（９）式に示すとおりとなる。

また、圧縮行程では、

以上の（１０）、（１１）式の関係から、流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力をＦｄは、（１２）式に示すとおりとなる。

つづいて、流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が逆位相で伸縮する場合、つまり、シリンダ２に対するピストン４の変位の位相が各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２で全く逆となる場合について説明する。

一方の流体圧ダンパＤ１が伸長し、他方の流体圧ダンパＤ２が一方の流体圧ダンパＤ１と同速度で逆に圧縮される場合、一方の流体圧ダンパＤ１のロッド側室Ｒ１の容積が減少しピストン側室Ｒ２の容積が増大することになり、他方の流体圧ダンパＤ２のロッド側室Ｒ１の容積が増大しピストン側室Ｒ２の容積が減少することになる。

この場合、第一流路Ｌ１で接続されている一方の流体圧ダンパＤ１におけるロッド側室Ｒ１および他方の流体圧ダンパＤ２におけるピストン側室Ｒ２の容積が共に減少することから、一方の流体圧ダンパＤ１におけるロッド側室Ｒ１および他方の流体圧ダンパＤ２におけるピストン側室Ｒ２から流出する作動油は、第一アキュムレータＡ１の流体室ｒ内に流入する。

また、第二流路Ｌ２で接続されている一方の流体圧ダンパＤ１におけるピストン側室Ｒ２および他方の流体圧ダンパＤ２におけるロッド側室Ｒ１の容積が共に増大することから、一方の流体圧ダンパＤ１におけるピストン側室Ｒ２および他方の流体圧ダンパＤ２におけるロッド側室Ｒ１へ流入する作動油は、第二アキュムレータＡ２の流体室ｒから補充される。この第一アキュムレータＡ１へ流入する作動油量と第二アキュムレータＡ２から流出する作動油量は、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が同位相で伸縮する場合に比較して多くなる。

他方、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の伸縮が逆となると、第一流路Ｌ１に接続されている第一アキュムレータＡ１に作動油が流入し、第二流路Ｌ２に接続されている第二アキュムレータＡ２から作動油が流出することになる。

今、流体圧ダンパＤ１が静止状態で釣り合っている状態を基準とし、ピストンロッド５の外周縁で切り取った面積Ａｒ、各アキュムレータＡ１，Ａ２の体積弾性係数Ｋｇ（簡単のために線形とする）、ピストン４の断面積Ａｐ、ロッド側室Ｒ１内の圧力Ｐｒ、ピストン側室Ｒ２内の圧力Ｐｐ、第一アキュムレータＡ１内の圧力Ｐｇ１、第二アキュムレータＡ２内の圧力Ｐｇ２、ピストン変位量Ｓ、流体圧ダンパＤ１の静的反力Ｆｓ（圧縮側反力を正とする）とすると、各流体圧ダンパＤ１,Ｄ２が逆位相で伸縮する場合、以下の（１３）式から（１６）式までの関係から、

流体圧ダンパＤ１の静的反力Ｆｓは、以下の（１７）式で表すことが出来る。

そして、（１７）式を整理すると、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が逆位相で伸縮する場合の流体圧ダンパＤ１のバネ定数Ｋは、（１８）式に示すとおりとなる。

したがって、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が逆位相で伸縮する場合の流体圧ダンパＤ１のバネ定数Ｋは、この（１８）式および上述の（６）式から、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が同位相で伸縮する場合の流体圧ダンパＤ１のバネ定数Ｋに比較して、（２Ａｐ−Ａｒ）^２／Ａｒ^２倍の大きな値となることが理解できよう。

また、流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力をＦｄとすると、伸長行程では、

以上の（１９）、（２０）式の関係から、流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力をＦｄは、（２１）式に示すとおりとなる。

また、圧縮行程では、

以上の（２２）、（２３）式の関係から、流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力をＦｄは、（２４）式に示すとおりとなる。

したがって、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が逆位相で伸縮する場合の発生減衰力Ｆｄは、各アキュムレータＡ１，Ａ２の減衰弁５３で発生する減衰力が各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が同位相で伸縮する場合の（２Ａｐ−Ａｒ）^２／Ａｒ^２倍となり、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が同位相で伸縮する場合の発生減衰力Ｆｄに比較して大きな値となる。

なお、上記の説明では、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が同位相および逆移動で伸縮し、かつ、ピストン速度が同じ状況について説明しているが、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力Ｆｄおよびバネ定数Ｋは、各アキュムレータＡ１，Ａ２に供給・排出される作動油量に依存して変化し、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の一方の実が伸縮したり、これら各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が位相をずらして伸縮したりするような場合には、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２は各アキュムレータＡ１，Ａ２に供給・排出される作動油量に応じて、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が同位相で伸縮する場合と各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が逆位相で伸縮する場合の中間の発生減衰力Ｆｄおよびバネ定数Ｋを呈することなる。

上述したところから理解できるように、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が同位相で伸縮する場合における各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のバネ定数Ｋおよび発生減衰力Ｆｄは、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が逆位相で伸縮する場合における各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のバネ定数Ｋおよび発生減衰力Ｆｄに比較して小さくなり、それゆえ、車両旋回時の車体のローリングに対しては各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力Ｆｄを高めて当該車体のローリング速度を低減するとともに、バネ定数Ｋを高めて車体のローリングの度合い（傾斜量）を低減することができ、優れた操縦安定性を得ることが可能となる。なお、車体と前後輪の二箇所に流体圧ダンパＤ１，Ｄ２を配置する場合には、スクォートやピッチングを抑制することが出来、また、車体の右前輪と左後輪あるいは左前輪と右後輪の二箇所に流体圧ダンパＤ１，Ｄ２を配置する場合には、車体のローリングに加えてスクォートやピッチングを抑制することが出来る。

対して、車体全体が沈み込んだり浮き上がったりするような姿勢変化を示す場合には、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力Ｆｄおよびバネ定数Ｋは小さくなるので、車輪に入力される振動を車体へ伝達しにくくなり、車体への振動絶縁性を高めることができ、車両における乗心地が向上する。

また、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が伸縮する場合に、ピストン４の外周に装着されるピストンバンド４ｋのシリンダ２に摺接する摺動面に油膜が形成されるが、この油膜の膜厚は、摺動速度やその他の要因によって変化する。したがって、従来のサスペンション装置では、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２が伸縮を長期間に渡って繰り返すと、ピストン４の外周に装着されるピストンバンド４ｋとシリンダ２との間を作動油が行き来するが、ロッド側室Ｒ１からピストン側室Ｒ２へ移動する作動油量とピストン側室Ｒ２からロッド側室Ｒ１へ移動する作動油量との収支が釣り合わず、各アキュムレータＡ１，Ａ２のハウジング５０に対するフリーピストン５１の位置が夫々で大きく異なるような事態が生じる虞がある。各アキュムレータＡ１，Ａ２のハウジング５０に対するフリーピストン５１の位置が夫々で大きく異なるような事態が生じると、サスペンション装置は車体のローリングの方向に対して異なる減衰力とバネ反力を呈するようになるなど、サスペンション装置の適切な作動を保証できなくなる不具合を発生するようになるが、本実施の形態におけるサスペンション装置１にあっては、連通路２０の途中に浸透流通部材１３が設けられているので、車両を長時間停車して懸架バネによって車体が支持されて釣り合っているような状況となると、この浸透流通部材１３を介してロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２との間を長時間かけて非常にゆっくりと作動油が行き来するようになるので、最終的にはロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の圧力がバランスするようになる。したがって、このロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の圧力をバランスさせる作用によって、各アキュムレータＡ１，Ａ２のハウジング５０に対するフリーピストン５１の位置が略同じ位置となるように矯正され、すなわち、各アキュムレータＡ１，Ａ２内の圧力が略同じとなるように矯正され、サスペンション装置１が車体のロールの方向に対して異なる減衰力とバネ反力を呈するような事態がなく、常にサスペンション装置１の適切な作動を保証することができ、長期間に渡り適切な作動を実現することができる。

なお、本実施の形態にあっては、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のそれぞれに浸透流通部材１３を設けているが、いずれか一方のみの流体圧ダンパＤ１（Ｄ２）にのみ連通路２０を設けて浸透流通部材１３を設けるようにしてもよいし、また、第一流路Ｌ１と第二流路Ｌ２とのを直接的に接続するように連通路を設けて流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを連通し、この連通路の途中に浸透流通部材を設けるようにしてもよい。なお、本実施の形態にあっては、連通路２０を流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のピストン部分に設けているので、外部に浸透流通部材を設けるスペースを確保する必要がなく、また、浸透流通部材が外部から干渉を受けてしまう虞が無いので、車両搭載性の点および信頼性の点で有利となる。
そして、本実施の形態におけるサスペンション装置１にあっては、第一流路Ｌ１および第二流路Ｌ２が流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のピストンロッド５内を介して一方室たるロッド側室Ｒ１へ連通されるとともに流体圧ダンパＤ１，Ｄ２のシリンダ２と外筒３との間を介して他方室たるピストン側室Ｒ２へ連通され、さらに、第一アキュムレータＡ１は他方の流体圧ダンパＤ２の外筒３の側方に連結されるとともにシリンダ２と外筒３との間を介して第一流路Ｌ１に接続され、第二アキュムレータＡ２は一方の流体圧ダンパＤ１の外筒３の側方に連結されるとともにシリンダ２と外筒３との間を介して第二流路Ｌ２に接続されるようになっているので、シリンダ２のピストンロッド５側の端部に第一流路Ｌ１および第二流路Ｌ２の接続部を設ける必要が無く、ピストンロッド５の摺動部を保護するカバーを取り付ける事が出来、サスペンション装置１の経年劣化を防止することが出来る。つまり、サスペンション装置１の実用性が向上する。

さらに、各アキュムレータＡ１，Ａ２は、対応する第一流路Ｌ１および第二流路Ｌ２に対して、直接的に接続されるのではなく、外筒３とシリンダ２との間の隙間９を介して接続されるので、当該隙間９と各アキュムレータＡ１，Ａ２内とを連結する連結部５０ｂの内径を大きく設定しておくことでピストン側室Ｒ２から流出あるいはピストン側室Ｒ２へ流入する作動油の流通を確保でき、第一流路Ｌ１および第二流路Ｌ２の内径を大きく設定する必要が無くなる。したがって、第一流路Ｌ１および第二流路Ｌ２の外径の大型化を阻止でき、その為、サスペンション装置１の車両への搭載性が飛躍的に向上する。

また、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２は、ピストン４のピストン通路の途中に設けた減衰弁となるリーフバルブ３４と、当該仕切部材８に設けた減衰弁となるリーフバルブ４０とを備えているので、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の伸縮時の減衰力は各アキュムレータＡ１，Ａ２内の圧力の制約を受ける事がなくなる。そして、流体圧ダンパＤ１，Ｄ２は、一般的には、圧縮時より伸長時の減衰力を大きくするように設定されるが、本実施の形態におけるサスペンション装置１にあっては、伸縮時の減衰力が上記各アキュムレータＡ１，Ａ２内の圧力の制約を受けることが無いので、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２の発生減衰力を車両に好ましい設定とすることができる。

さらに、また、各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２は、ピストン４のピストン通路の途中に設けた減衰弁となるリーフバルブ３４と、当該仕切部材８に設けた減衰弁となるリーフバルブ４０とを備えているので、第一流路Ｌ１および第二流路Ｌ２の途中に減衰弁を設ける必要が無いので、車両への搭載性がより一層向上することになる。

つづいて、一実施の形態におけるサスペンション装置の一変形例について説明する。この一変形例では、図５に示すように、ピストン部分の構造が上記した一実施の形態における各流体圧ダンパＤ１，Ｄ２と異なるのみである。

以下、この異なる部分について詳細に説明し、一実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付するのみとして詳しい説明を省略することとする。

この一変形例におけるピストンは、ピストンロッド５の先端部５ａに組み付けられる環状仕切６０と、ピストンロッド５の先端部５ａの螺子部５ｃに螺着されて環状仕切６０をピストンロッド５に固定するナット６１とを備えて構成されている。

詳細には、環状仕切６０は、環状に形成され、ピストン通路を成す伸側ポート６０ａおよび圧側ポート６０ｂと、外周に装着されてシリンダ２の内周に摺接する環帯状のピストンバンド６０ｃとを備えて構成され、伸側ポート６０ａの出口端は環状仕切６０の図５中下端に積層されるリーフバルブ６２で閉塞され、他方の圧側ポート６０ｂの出口端は環状仕切６０の図５中上端に積層されるノンリタンバルブ６３で閉塞されている。

このナット６１は、筒状に形成されるとともに上記螺子部５ｃに螺着される本体６１ａと、本体６１ａの上下を貫通するポート６１ｂと、本体６１ａの外周に装着されてシリンダ２の内周に摺接する環状のシール６１ｃと、本体６１ａの図５中下端のポート６１ｂの開口部より外周側から垂下される筒状のソケット６１ｄと、ソケット６１ｄの内周に装着され互いに対向する一対の円盤１１，１２と、円盤１１，１２の間の隙間に収容される浸透流通部材１３とを備えて構成されている。

そして、このナット６１は、ポート６１ｂを介して環状仕切６０との間に形成される空間６５をピストンロッド５内に連通しており、この空間６５はピストン通路を成す伸側ポート６０ａ、圧側ポート６０ｂおよびポート６１ｂによってロッド側室Ｒ１へ連通されているので、上記の構成により一方室たるロッド側室Ｒ１とピストンロッド５内とが連通されていることになり、また、環状仕切６０およびナット６１は共にシリンダ２内に摺動自在に挿入され、協働してシリンダ２内にロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２とを区画するピストンとして機能する。

このようにピストンには、複数の部材を組み合わせてピストンとして機能するピストン組立体も含まれる。

そして、この一変形例のサスペンション装置にあっては、一実施の形態のサスペンション装置のようにピストン４に筒部４ｉを設け、この筒部４ｉ内にピストンナット１０を挿入するような構成を採りづらい状況、具体的には、シリンダ２の内径が小さい場合でも、環状仕切６０のみならずナット６１をもシリンダ２に摺接させることによって、無理なくピストンロッド５内を介して一方室たるロッド側室Ｒ１を第一流路Ｌ１あるいは第二流路Ｌ２に接続することが出来るのである。

さらに、この一変形例のサスペンション装置にあっては、上記したピストン部分の構造上の利点がある他は、その作動は上記一実施の形態のサスペンション装置１と同様であり、上記利点に加えて上記一実施の形態のサスペンション装置１と同様の作用効果を奏することが可能である。

また、各実施の形態において、減衰弁を全てリーフバルブで構成してあるが、リーフバルブ以外にもサスペンション装置１における流体圧ダンパＤ１，Ｄ２に減衰力を発生させることができ得る減衰弁を採用することが可能である。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

一実施の形態におけるサスペンション装置の断面図である。 一実施の形態における流体圧ダンパのピストン部分の拡大縦断面図である。 一実施の形態における流体圧ダンパのシリンダ端部の拡大縦断面図である。 一実施の形態における第二アキュムレータの拡大縦断面図である。 一実施の形態の一変形例における流体圧ダンパのピストン部分の拡大縦断面図である。

符号の説明

１ サスペンション装置
２ シリンダ
３ 外筒
４ ピストン
４ａ 底部
４ｂ，８ｄ 挿通孔
４ｃ，８ｅ，６０ａ 伸側ポート
４ｄ，８ｆ，６０ｂ 圧側ポート
４ｅ，４ｇ，８ｇ 窓
４ｆ，４ｈ，８ｈ 弁座
４ｉ 筒部
４ｋ，６０ｃ ピストンバンド
５ ピストンロッド
５ａ 先端部
５ｂ 段部
５ｃ 螺子部
６ ヘッド部材
７ ロアキャップ
８ 仕切部材
８ａ 仕切部材の本体
８ｂ 鍔部
８ｃ 凹部
８ｉ 切欠
９ 隙間
１０ ピストンナット
１０ａ ピストンナットの本体
１０ｂ，６１ｂ ポート
１０ｃ，６１ｃ シール
１０ｄ，６１ｄ ソケット
１１，１２ 円盤
１１ａ，１２ａ 小孔
１３ 浸透流通部材
１４，６５ 空間
２０ 連通孔
３０ 切欠リーフバルブ
３１，４１，６３ ノンリタンバルブ
３２，３５ 間座
３３，３６ バルブストッパ
３４，４０，５４，５５，６２ リーフバルブ
４２ ロッド
５０ ハウジング
５０ａ ハウジングの本体
５０ｂ 連結部
５１ フリーピストン
５２ 区画部材
５３ 減衰弁
５２ａ 供給ポート
５２ｂ 排出ポート
６０ 環状仕切
６１ ナット
６１ａ ナットの本体
Ａ１ 第一アキュムレータ
Ａ２ 第二アキュムレータ
Ｄ１，Ｄ２ 流体圧ダンパ
Ｇ 気室
Ｌ１ 第一流路
Ｌ２ 第二流路
ｒ 流体室
Ｒ１ 一方室たるロッド側室
Ｒ２ 他方室たるピストン側室

Claims (2)

1. 車両の車体と車輪との間に介装されシリンダ内にピストンで区画される一方室と他方室とを備えた一対の流体圧ダンパと、一方の流体圧ダンパの一方室と他方の流体圧ダンパの他方室とを接続する第一流路と、一方の流体圧ダンパの他方室と他方の流体圧ダンパの一方室とを接続する第二流路と、第一流路に接続される第一アキュムレータと、第二流路に接続される第二アキュムレータとを備えたサスペンション装置において、各流体圧ダンパは、ピストンに連結される中空なピストンロッドと、シリンダの外周を覆う外筒とを備え、第一流路および第二流路は、流体圧ダンパのピストンロッド内を介して一方室へ連通されるとともに流体圧ダンパのシリンダと外筒との間の隙間を介して他方室へ連通され、第一アキュムレータは他方の流体圧ダンパの外筒の側方に連結されるとともにシリンダと外筒との間の隙間を介して第一流路に接続され、第二アキュムレータは一方の流体圧ダンパの外筒の側方に連結されるとともにシリンダと外筒との間の隙間を介して第二流路に接続され、各流体圧ダンパは、ピストンに設けられピストンロッド内と一方室とを連通するピストン通路と、ピストン通路の途中に設けた一方室からシリンダ外へ流出する流体の流れに抵抗を与える減衰弁と、シリンダの端部に設けた他方室とシリンダと外筒との間の隙間とを仕切る仕切部材と、当該仕切部材に設けた他方室からシリンダ外へ流出する流体の流れに抵抗を与える減衰弁とを備えたことを特徴とするサスペンション装置。
2. 各アキュムレータは、流体圧ダンパの外筒に連結される中空なハウジングと、ハウジング内に摺動自在に挿入されて気室と流体室とを区画するフリーピストンと、流体室と上記隙間との間を仕切る区画部材と、区画部材に設けられ流体室に流出入する流体の流れに抵抗を与える減衰弁とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。

Images