JP4816968B2 - 油圧緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置に装着される車高自動調整機構を備えた油圧緩衝器に関するものである。

一般に、自動車等の車両においては、懸架装置のばね上、ばね下間に油圧緩衝器を装着して、ばね上およびばね下の振動を減衰させることによって、乗り心地および操縦安定性を向上させるようにしている。ところが、バン、ワゴン車等の比較的積載重量の大きな車両においては、乗員の乗り降り、荷物の積み降ろし等にともなう積載荷重の変化によって、車高が大きく変化して乗り心地および操縦安定性が低下することがある。このため、積載荷重の大小に関係なく自動的に一定の車高を保つことができる懸架装置が望まれている。

そこで、例えば特許文献１に記載されているように、ピストンロッドの伸縮によってオイルタンクの油液をシリンダ内へ供給するポンプ手段と、ピストンロッドの伸縮位置に応じてポンプ手段及びシリンダからオイルタンクへ圧油を戻す戻し手段とを備え、走行時の懸架装置の振動を利用してポンプ手段及び戻し手段を作動させてシリンダ内の圧力を適宜加減してピストンロッドの伸長長さを一定に調整することによって、自動的に一定の標準車高を保つようにした、いわゆるセルフレベリング式の油圧緩衝器が提案されている。
特開平９−９６３３７号公報

上記特許文献１に記載されたセルフレベリング式の油圧緩衝器では、次のような問題がある。上記特許文献１に記載されたものでは、シリンダの外周部に設けられた環状のオイルタンクからポンプ手段に油液を供給するために、パイプ状の連通環がシリンダの上部からオイルタンクの底部付近まで延ばされている。このため、部品点数が多く、製造工程も煩雑なものとなっている。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、できるだけ、部品点数を少なくし、構造を簡素化したセルフレベリング式の油圧緩衝器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が該ピストンに連結されて他端が前記シリンダの下端部から外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの移動によって生じる油液の流動を制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構と、前記シリンダに接続され、油液及びガスが封入されたリザーバと、ガスと油液を貯留するオイルタンクと、前記ピストンロッドの伸縮によって前記シリンダと前記オイルタンクとの間で油液を授受して前記ピストンロッドの伸長長さを調整するセルフレベリング手段とを備えた油圧緩衝器において、
前記リザーバとオイルタンクは、前記シリンダの外周部の上下に配置されており、前記シリンダの外周部に、該シリンダの上部から前記リザーバ又はオイルタンクのうち下側に配置された方の液面の下方まで延ばされて前記シリンダとの間に環状油路を形成するセパレータチューブが設けられたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、セルフレベリング手段を有する油圧緩衝器において、セパレータチューブによって、シリンダとリザーバとを接続し又はセルフレベリング手段とオイルタンクとで油液を授受する環状油路を形成したので、部品点数を減少させ、構造を簡素化することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器１は、シリンダ２の外周にシリンダ２よりも僅かに大径の略円筒状のセパレータチューブ３が設けられ、セパレータチューブ３の外周に略有底円筒状の外筒４が設けられた三重筒構造を成している。セパレータチューブ３と外筒４との間には、一対の環状のリテーナ５、６が嵌合されて軸方向に固定されている。そして、外筒４の底部付近に嵌合されたリテーナ５によって外筒４の底部に底部室７が形成されている。また、外筒４の中間部に嵌合されたリテーナ６によってセパレータチューブ３と外筒４との間の環状の室が上部のリザーバ８と下部のオイルタンク９とに仕切られている。リザーバ８は、更に、リテーナ５、６にクランプされた可撓性のブラダ１０によって内周側の油室１１と外周側のガス室１２とに仕切られている。

シリンダ２には、外筒４の底部側の端部にベースボディ１３が嵌合され、ベースボディ１３によってシリンダ２の内部と底部室７とが区画されている。また、シリンダ２には、外筒４の開口部側の端部にインナキャップ１４が嵌合され、外筒４の開口部にはアウタキャップ１５が嵌合されており、アウタキャップ１５によってオイルタンク９が形成され、インナキャップ１４によってシリンダ２の内部とオイルタンク９とが区画されている。

シリンダ２内には、ピストン１６が摺動可能に嵌装されており、このピストン１６によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン１６には、中空のピストンロッド１７の一端が貫通されてナット１８によって連結されており、ピストンロッド１７の他端側は、インナキャップ１４及びアウタキャップ１５に気密的かつ摺動可能に挿通されて外部へ延出されている。そして、シリンダ２の内部及びリザーバ８の油室１１には油液が封入され、リザーバ８のガス室１２には高圧ガスが封入され、また、オイルタンク９には適当量の油液及び低圧ガスが封入されている。

ピストン１６には、シリンダ上下２Ａ、２Ｂ間を連通させる伸び側及び縮み側油路１９、２０及びこれらの油路の油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィス及びディスクバルブ等からなる伸び側及び縮み側減衰力発生機構２１、２２（減衰力発生機構）が設けられている。シリンダ上室２Ａは、ベースボディ１３に設けられた油路２３及び外筒４の底部に形成された油路２４を介して底部室７に連通され、更に、底部室７はリテーナ５に形成された油路２５を介してリザーバ８の油室１１に連通されている。

ピストンロッド１７には、シリンダ２とオイルタンク９との間で油液を授受することによって車高調整行うためのセルフレベリング手段Ｓが内蔵されている。セルフレベリング手段Ｓについて次に説明する。

中空のピストンロッド１７の内部には、ポンプチューブ２６が挿入されて、ばね２７によって固定されている。シリンダ２内には、その軸心に沿って管状のポンプロッド２８が配置されており、ポンプロッド２８の基端部はベースボディ１３に連結され、先端部はポンプチューブ２６内に摺動可能に嵌合されてポンプチューブ２６内にポンプ室２９を形成している。ポンプロッド２８内の油路３０は、ベースボディ１３に設けられた油路３１及びシリンダ２とセパレータチューブ３との間に形成された環状油路３２を介してオイルタンク９に連通されている。セパレータチューブ３の先端部は、オイルタンク９内に貯留された油液の液面Ｌよりも充分下方へ延ばされて、環状油路３２内にオイルタンク９内のガスが混入しないようになっている。

ポンプ室２９は、ポンプロッド２８の先端部に設けられた逆止弁３３を介してポンプロッド２８内の油路３０に連通されており、逆止弁３３は油路３０からポンプ室２９への油液の流れのみを許容する。また、ポンプ室２９は、ポンプチューブ２６の端部に設けられた逆止弁３４を介して、中空のピストンロッド１７とポンプチューブ２６との間に形成された環状の油路３５に連通されており、更に、油路３５はシリンダ上室２Ａに連通している。逆止弁３４はポンプ室２９から油路３５への油液の流通のみを許容する。

ポンプロッド２８の側面部には、先端部から所定長さにわたって軸方向に沿って延びる溝３６が形成されており、通常は、ポンプ室２９が溝３６を介してシリンダ下室２Ａに連通され、ピストンロッド１７が所定位置まで短縮したとき、図１に示すようにポンプチューブ２６によって溝３６とシリンダ上室２Ａとの連通が遮断されるようになっている。また、ポンプロッド２８の側壁には、リリーフポート３７が穿設されており、リリーフポート３７は、通常は、ポンプチューブ２６によって閉鎖され、ピストンロッド１７が所定位置まで伸長したとき、ポンプチューブ２６から露出してシリンダ上室２Ａとポンプロッド２８内の油路３０とを連通させる。

次に、リザーバ８のブラダ１０の取付部の構造について更に詳細に説明する。
外筒４の底部は、円筒部の端部に取付けられたベースキャップ３８からなり、その内面が凹面状に形成されている。セパレータチューブ３の上端部には、ベースキャップ５の内面に沿って外側に凸状に形成された内側フランジ部３９が形成されている。また、シリンダ２の上端部に取付けられたベースボディ１３の先端部は、内側フランジ部３９の内面に沿って凸状に形成されている。そして、外筒４内にセパレータチューブ３が挿入され、セパレータチューブ３内に一端部にベースボディ１３が取付けられたシリンダ２が挿入され、更に、シリンダ２の他端部にインナキャップ１４が取付けられ、外筒４の開口部にアウタキャップ１５が取付けられ、シリンダ２及びベースボディ１３によってセパレータチューブ３の内側フランジ部３９をベースキャップ３８の内面に押圧した状態で、外筒４の開口部の縁部をかしめてアウタキャップ１５を固定することにより、これらの部材が一体的に固定されている。

このとき、外筒４とセパレータチューブ３とは、リテーナ５、６及びベースキャップ３８の凹面状の内面と凸状の内側フランジ部３９との係合によって同心上に位置決めされている。また、セパレータチューブ３とシリンダ２とは、内側フランジ部３９とベースボディ１３との係合及びインナキャップ１４とアウタキャップ１５との嵌合によって同心上に位置決めされている。

セパレータチューブ３の側壁には、上側のリテーナ５の下部に隣接する部位が外側に突出されて環状の突出部４０が形成されており、ベースキャップ３８の肩部と突出部４０との間でリテーナ５が軸方向に固定されている。また、リテーナ６は、セパレータチューブの外周部に溶接によって固定されている。ブラダ１０の両端部は、リテーナ５、６の外周溝４２、４３に嵌合されてリテーナ５、６と外筒４の内周面との間でクランプされている。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
油圧緩衝器１は、車両の懸架装置のばね上、ばね下間に装着され、ピストンロッド１７の伸縮に伴うシリンダ２内のピストン１６の摺動によってシリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間で伸び側及び縮み側油路１９、２０を通る油液の流れが発生し、この油液の流動を伸び側及び縮み側減衰力発生機構２１、２２によって制御することにより減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド１７の侵入、退出によるシリンダ２内の容積変化をリザーバ８のガス室１２のガスの圧縮及び膨張によって補償する。

次に、油圧緩衝器１の車高調整機能について説明する。
通常、空車時において、ピストンロッド１７の伸長長さは、所定の標準範囲内にある。この状態では、ポンプ室２９は、ポンプロッド２８の溝３６によってシリンダ上室２Ａに連通されているので、ピストンロッド１７が伸縮してもポンピング動作は行われず、その車高が維持される。

積載荷重の増加等によって車高が低下して、ピストンロッド１７の伸長長さが所定の標準範囲より短くなると、ポンプチューブ２６によって溝３６がシリンダ上室２Ａから遮断される。この状態では、走行中にピストンロッド１７が伸縮すると、伸び行程時には、ポンプロッド２８が後退してポンプ室２９が拡大、減圧され、逆止弁３３が開いて、オイルタンク９の油液が環状油路３２、油路３１、油路３０を通ってポンプ室２９に導入される。縮み行程時には、ポンプロッド２８が前進してポンプ室２９が縮小、加圧されて逆止弁３４が開き、ポンプ室２９から油液が油路３５を通ってシリンダ上室２Ａに供給されてピストンロッド１７を伸長させる。このようにして、走行中のピストンロッド１７の伸縮によってポンピング動作を繰り返すことにより、ピストンロッド１７を伸長させて車高を上げる。そして、車高が所定の標準範囲に達すると、上述のように溝３６によってポンプ室２９がシリンダ上室２Ａに連通されてポンピング動作が解除される。

また、積載荷重の減少等によって車高が上昇して、ピストンロッド１７の伸長長さが所定の標準範囲を超えると、ポンプロッド２８のリリーフポート３７がポンプチューブ２６から露出して、リリーフポート３７によってシリンダ上室２Ａと油路３０が連通される。これにより、シリンダ上室２Ａの油液がオイルタンク９に戻されて、ピストンロッド１７が短縮して車高が下がる。そして、車高が下がってピストンロッド１７の伸長長さが所定の標準範囲まで短縮されると、リリーフポート３７がポンプチューブ２６によって遮断されて、その車高が維持される。

このようにして、走行時のピストンロッド１７の伸縮を利用して、ポンピング動作及び戻し動作を適宜繰り返すことにより、ピストンロッド１７の伸長長さを所定の標準範囲に調整して、積載荷重にかかわらず車高を自動的に一定に調整することができる。

リザーバ８及びオイルタンク９の内周壁を形成するセパレータチューブ３をオイルタンク９の下部まで延ばし、このセパレータチューブ３とシリンダ２との間に、ポンプロッド２８とオイルタンク９とで油液を授受ための環状油路３２を形成したことにより、上記特許文献１に記載されたもののように、オイルタンクの内壁と、オイルタンク、ポンプロッド間で油液を授受するための管路とを別体とした場合に比して、部品点数を少なくし、構造を簡素化することができる。

なお、上記実施形態では、シリンダ２の外周上部にリザーバ８を配置し、下部にオイルタンク９を配置しているが、上部にオイルタンク９を配置し、下部にリザーバ８を配置する構造としてもよい。この場合、ベースボディ１３の油路２３をシリンダ上室２Ａと環状油路３２とを接続するように構成し、ベースボディ１３の油路３１をポンプロッド２８内の油路３０と外筒４の底部に形成された油路２４とを連通するように構成する。これにより、その他の構造を変えることなく上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器の縦断面図である。

符号の説明

１ 油圧緩衝器、２ シリンダ、３ セパレータチューブ、８ リザーバ、９ オイルタンク、１６ ピストン、１７ ピストンロッド、２１ 伸び側減衰力発生機構（減衰力発生機構）、２２ 縮み側減衰力発生機構（減衰力発生機構）、３２ 環状油路、Ｌ 液面、Ｓ セルフレベリング手段

Claims (1)

1. 油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が該ピストンに連結されて他端が前記シリンダの下端部から外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの移動によって生じる油液の流動を制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構と、前記シリンダに接続され、油液及びガスが封入されたリザーバと、ガスと油液を貯留するオイルタンクと、前記ピストンロッドの伸縮によって前記シリンダと前記オイルタンクとの間で油液を授受して前記ピストンロッドの伸長長さを調整するセルフレベリング手段とを備えた油圧緩衝器において、
   前記リザーバとオイルタンクは、前記シリンダの外周部の上下に配置されており、前記シリンダの外周部に、該シリンダの上部から前記リザーバ又はオイルタンクのうち下側に配置された方の液面の下方まで延ばされて前記シリンダとの間に環状油路を形成するセパレータチューブが設けられたことを特徴とする油圧緩衝器。

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