JP4912935B2 - サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、サスペンション装置に関する。

従来、ダンプトラック等の大型走行車両に用いられるサスペンション装置として、シリンダの背室とボトム室とを外部流路を介して連通させた構造のものが知られている（特許文献１）。このサスペンション装置では、外部流路の途中に減衰力調節機構を設けてあり、この減衰力調節機構によって過大な減衰力が生じるのを防止し、車両の乗り心地の改善を図っている。

特開昭６３−２０３９３８号公報

しかしながら、減衰力調整機構をシリンダ外部の外部流路に設けると、シリンダの周囲の構造が大型化してしまい、車両の足回り設計に制限が生じやすい。特に、外部操作による減衰力切換機構を別途設けたい場合などには、構造がさらに複雑になり、より大型化する可能性があるため、改善が必要となる。

本発明の目的は、シリンダ回りの構造を簡素にでき、全体として小型化できるか、あるいは小型化できる分、他の機構を容易に組み込むことができるサスペンション装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係るサスペンション装置は、圧油が入り込むボトム室を有したシリンダと、シリンダに対して出没自在に設けられたロッドチューブと、ロッドチューブの端部に設けられて前記シリンダ内を摺動するピストンと、シリンダ内の前記ボトム室と当該シリンダおよび前記ロッドチューブ間に形成される背室とを連通させる一対の外部流路と、前記ピストンに設けられた減衰力調節機構とを備え、前記一対の外部流路のうちの一方の外部流路には、前記ロッドチューブの縮短時に前記ボトム室から前記背室への圧油の流れを許可するチェックバルブが設けられ、他方の外部流路には、前記ロッドチューブの伸長時に前記背室から前記ボトム室への圧油の流れを許可する別のチェックバルブが設けられ、前記一対の外部流路のそれぞれの途中には、外部操作によって減衰力を切り換える減衰力切換機構が設けられていることを特徴とする。

請求項２に係るサスペンション装置は、請求項１に記載のサスペンション装置において、前記減衰力調節機構は、前記ピストン内の圧油室と前記ボトム室とを連通させる複数の貫通孔と、これらの貫通孔のうちいずれかの貫通孔の前記圧油室側の開口部分を閉塞する閉塞手段と、残る貫通孔の前記ボトム室側の開口部分を閉塞する別の閉塞手段とで構成され、前記閉塞手段は、前記ピストンの摺動速度により受ける圧力に応じて前記貫通孔の開口面積を調整するように設けられていることを特徴とする。

請求項３に係るサスペンション装置は、請求項２に記載のサスペンション装置において、前記閉塞手段は板ばねであることを特徴とする。

以上において、請求項１の発明によれば、従来ではシリンダの外部に設けられていた減衰力調節機構がピストンに設けられ、シリンダ内に収容されるため、シリンダの周囲の構造を簡素化して全体的に小型化でき、サスペンション装置を搭載する車両の足回り等の設計の自由度が増したり、あるいは、従来の減衰力調節機構が設けられていた部分のスペースを利用して他の機構（例えば請求項２記載の減衰力切換機構）を設けたりすることが可能である。

また、外部操作による減衰力切換機構を設けるので、内部に収容された減衰力調整機構との組み合わせにより、良好な乗り心地を維持したまま、路面状況や様々な走行条件に応じたより幅のある減衰力調整を実現できる。

請求項２の発明によれば、圧油が通る貫通孔の開口面積を変化させることで減衰力を調整する構造であるから、構造が簡素であり、シリンダ内を摺動するピストンに確実に設けることができるうえ、信頼性も高い。

請求項３の発明によれば、閉塞手段として板ばねを採用するので、構造を一層簡素化できるとともに、板ばねのばね力に抗して作用する圧力に応じ、板ばねを所定量反らせることができ、設定した減衰力が得られるよう開口面積を確実に変化させることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るサスペンション装置１の全体を示す断面図である。
図１において、サスペンション装置１は、シリンダ２と、シリンダ２に対して突没自在に設けられたロッドチューブ３とを備えている。

シリンダ２は、ロッドチューブ３の伸長に従って容積が大きくなるボトム室２１を備えているとともに、シリンダ２の内周面とロッドチューブ３の外周面との間には、ロッドチューブ３の伸長に従って容積が小さくなる背室２２が形成されている。シリンダ２のボトム側（下部側）にはクレビス２３が一体に設けられており、クレビス２３内にはボトム室２１と連通したクレビス流路２４が形成されている。

クレビス流路２４の左右両側と背室２２とは、一対の外部流路２５（２５Ａ，２５Ｂ）で連通している。一方の外部流路２５Ａの途中には、クレビス流路２４から背室２２への圧油の流れを許すチェックバルブ２６（２６Ａ）が設けられ、他方の外部流路２５Ｂの途中には逆に、背室２２からクレビス流路２４への圧油の流れを許すチェックバルブ２６（２６Ｂ）が設けられている。

従って、ロッドチューブ３の縮短時には、ボトム室２１から背室２２への圧油が一方の外部流路２５Ａを通って移動することになり、ロッドチューブ３の伸長時には、背室２２からボトム室２１への圧油が他方の外部流路２５Ｂを通って移動する。

また、外部流路２５とクレビス流路２４との各接続部分には、外部からの操作によって減衰力を切り換える減衰力切換機構４０が設けられている。減衰力切換機構４０は、各流路２４，２５を連通させるブロック４１と、このブロック４１内に回転自在に挿入された操作レバー４２を備えている。ブロック４１内において、操作レバー４２の端部に設けられた凹部４３の周壁には、径寸法の異なる複数の連通孔４４…が絞りとして設けられており、操作レバー４２の回動位置に応じていずれかの連通孔４４を介して各流路２４，２５が連通する。

従って、クレビス流路２４および外部流路２５を大きな連通孔４４によって連通させた場合と、小さな連通孔４４によって連通させた場合とでは、連通孔４４を通過する圧油の流量が異なるため、減衰力に違いを生じさせることができる。なお、本実施形態の減衰力切換機構４０は、外部流路２５とクレビス流路２４との接続部分に設けられているが、このような場合でも外部流路２５の途中に設けられているといえるため、このような構成は、前述の請求項１の発明に含まれる。

ロッドチューブ３は、下端側に設けられたピストン３１と、内部を摺動するフリーピストン３２とを備えている。ロッドチューブ３の内部空間は、前記フリーピストン３２によって分割されており、その下部側は圧油室３３とされ、上部側は窒素ガス等が封入されたガス室３４となっている。また、前記ピストン３１を構成するヘッダプレート３５により、内部の圧油室３３とボトム室２１とが区画されている。

ヘッダプレート３５には、フリーピストン３２用のストッパ３６が固定されている。ヘッダプレート３５の両面側において、ストッパ３６とヘッダプレート３５との間、およびストッパ３６の固定用ナットとヘッダプレート３５との間にはそれぞれ、径寸法の異なる円盤状の板ばね（閉塞手段）３７が複数枚積層された状態で介装され、また、これらの板ばね３７を保持する環状の保持プレート３８が介装されている。

図２には、ヘッダプレート３５の平面図、一部断面の正面図、および底面図がそれぞれ示されている。ヘッダプレート３５には、中央のボルト挿入孔３５Ａの他、複数の貫通孔３５Ｂ，３５Ｃが穿設されている。貫通孔３５Ｂおよび貫通孔３５Ｃの数は同じであり、径寸法も同じである。これらの貫通孔３５Ｂ，３５Ｃは、圧油室３３およびボトム室２１間で圧油を移動させるのに用いられ、やはり絞りとして機能する。

ただし、貫通孔３５Ｂは、圧油室３３側では中央寄りの位置で開口し、ボトム室２１側では外周寄りの位置で開口している。すなわち、圧油室３３側からボトム室２１側に向かうに従って外周側に位置するように傾斜して穿設されている。これに対して貫通孔３５Ｃは、圧油室３３側では外周寄りの位置で開口し、ボトム室２１側では中央寄りの位置で開口している。すなわち、圧油室３３側からボトム室２１側に向かうに従って中央側に位置するように傾斜して穿設されている。

図３には、このようなヘッダプレート３５がピストン３１の一部としてロッドチューブ３に固定された状態が拡大して示されている。貫通孔３５Ｂの開口部分は、圧油室３３側においては積層された板ばね３７で塞がれるが、ボトム室２１側では塞がれることがない。反対に、貫通孔３５Ｃの開口部分は、圧油室３３側においては板ばね３７で塞がれることはないが、ボトム室２１側では塞がれる。

このような構成では、ロッドチューブ３の伸長時には、圧油室３３内の圧油が貫通孔３５Ｃのみを通ってボトム室２１側に流れ、ロッドチューブ３の縮短時には、ボトム室２１内の圧油が貫通孔３５Ｂのみを通って圧油室３３内に流れる。すなわち、板ばね３７は、チェックバルブ機能を有したピストンバルブであり、このような板ばね３７や、貫通孔３５Ｂ，３５Ｃを有したヘッダプレート３５を含み、本発明に係る減衰力調節機構５０が構成されている。

つまり、積層された板ばね３７は、貫通孔３５Ｂ，３５Ｃから離間するに従って径寸法の小さなものが積層されており、ピストン３１の摺動速度により受ける圧力に応じて反り量が変化し、貫通孔３５Ｂ，３５Ｃの開口面積を調整して減衰力を適切に調整するのである。なお、板ばね３７の保持プレート３８には、板ばね３７側に開口した凹部３８Ａが周方向に連続して設けられ、この凹部３８Ａよりも外周部分により、最大径を有した板ばね３７の反り量が規制され、また、凹部３８Ａによって残りの板ばね３７を保持プレート３８と干渉せずに反らせることが可能である。

以上のようなサスペンション装置１の動きを図４に基づいて説明する。
先ず、図４の（Ｂ）には、中間ストローク時の状態が示されている。この状態では、ピストン３１の位置が全ストローク中の略中間位置にあり、ロッドチューブ３内のフリーピストン３２も略中間位置にある。また、フリーピストン３２が中間位置にあることにより、圧油室３３内の圧油の一部はボトム室２１に移動している。

このような状態から、ロッドチューブ３が縮短し、ピストン３１が最小ストローク側に移動すると、（Ａ）に示すように、ボトム室２１内の圧油の大部分は圧油室３３に入り込み、フリーピストン３２がトップ側に移動してガス室３４を圧縮し、残りの圧油は、容積が大きくなる背室２２へクレビス流路２４および外部流路２５Ａを通って流れる。そして、圧油はボトム室２１から圧油室３３に移動する際に、その流量が減衰力調節機構５０によって調整され、また、ボトム室２１から背室２２へ移動する圧油においては、一方の減衰力切換機構４０によって流量が調整され、これらの流量調整により縮短時の全体の減衰力が調整される。

また、（Ｂ）の状態から、ロッドチューブ３が伸長し、ピストン３１が最大ストローク側に移動すると、（Ｃ）に示すように、圧油室３３内の圧油がボトム室２１に移動すると同時に、容積が小さくなる背室２２内の圧油も外部流路２５Ｂおよびクレビス流路２４を通ってボトム室２１に戻る。そして、圧油は圧油室３３からボトム室２１に移動する際に、その流量が減衰力調節機構５０によって調整され、背室２２からボトム室２１へ移動する圧油においては、他方の減衰力切換機構４０によって流量が調整され、これらの流量調整により伸長時の全体の減衰力が調整される。

以上のような本実施形態によれば、従来ではシリンダ２の外部に設けられていた減衰力調節機構５０が、ボトム室２１とロッドチューブ３内の圧油室３３とを分離するピストン３１に設けられ、シリンダ２内に収容されているため、外部には減衰力調節機構５０に代えて減衰力切換機構４０を設けることができ、設置のためのスペースを増やさずに全体の減衰力調整に幅を持たせることができる。

なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

前記実施形態では、シリンダ２を下側に、ロッドチューブ３を上側に配置した場合を想定して説明したが、サスペンション装置をいずれの向きで配置するかは任意である。

前記実施形態では、本発明の閉塞手段として板ばね３７を用いていたが、貫通孔３５Ｂ，３５Ｃの開口部分に挿入される円錐形部材を押圧ばねで付勢した構造の閉塞手段を採用するなどしてもよい。このような閉塞手段でも、ピストンの摺動速度により押圧ばねのばね力に抗した圧力が作用すると、その圧力に応じて円錐形部材が開口部分から離間し、開口部分の開口面積を調整する。

本発明は、大型のダンプトラック等の走行車両に取り付けられるサスペンション装置として好適に利用できる。

本発明の一実施形態に係るサスペンション装置の全体を示す断面図。 サスペンション装置の構成部品の平面、一部断面、および底面を示す図。 サスペンション装置の要部を拡大して示す断面図。 サスペンション装置の動きを示す状態図。

符号の説明

１…サスペンション装置、２…シリンダ、３…ロッドチューブ、２１…ボトム室、２５，２５Ａ，２５Ｂ…外部流路、３１…ピストン、３３…圧油室、３５Ｂ，３５Ｃ…貫通孔、３７…閉塞手段である板ばね、４０…減衰力切換機構、５０…減衰力調節機構。

Claims (3)

1. サスペンション装置において、
   圧油が入り込むボトム室を有したシリンダと、
   シリンダに対して出没自在に設けられたロッドチューブと、
   ロッドチューブの端部に設けられて前記シリンダ内を摺動するピストンと、
   シリンダ内の前記ボトム室と当該シリンダおよび前記ロッドチューブ間に形成される背室とを連通させる一対の外部流路と、
   前記ピストンに設けられた減衰力調節機構とを備え、
   前記一対の外部流路のうちの一方の外部流路には、前記ロッドチューブの縮短時に前記ボトム室から前記背室への圧油の流れを許可するチェックバルブが設けられ、
   他方の外部流路には、前記ロッドチューブの伸長時に前記背室から前記ボトム室への圧油の流れを許可する別のチェックバルブが設けられ、
   前記一対の外部流路のそれぞれの途中には、外部操作によって減衰力を切り換える減衰力切換機構が設けられている
   ことを特徴とするサスペンション装置。
2. 請求項１に記載のサスペンション装置において、
   前記減衰力調節機構は、前記ピストン内の圧油室と前記ボトム室とを連通させる複数の貫通孔と、これらの貫通孔のうちいずれかの貫通孔の前記圧油室側の開口部分を閉塞する閉塞手段と、残る貫通孔の前記ボトム室側の開口部分を閉塞する別の閉塞手段とで構成され、
   前記閉塞手段は、前記ピストンの摺動速度により受ける圧力に応じて前記貫通孔の開口面積を調整するように設けられている
   ことを特徴とするサスペンション装置。
3. 請求項２に記載のサスペンション装置において、
   前記閉塞手段は板ばねである
   ことを特徴とするサスペンション装置。

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