JPH0361742A - サスペンション用油圧シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、姿勢制御手段を兼ねたアクティブサスペンシ
ョンシステムに採用して好適の油／ＩＥシリンダに関す
る。

（ｆ来の技術） 車輌の姿勢制御が牛体の静止荷重の変化に加えて車輌の
走行状況に応じて、アクティブに行われると、該車輌の
乗り心地が里に４善されると共に操縦安定性か向上する
。

それ故、近年では、車輌の姿勢制御は、該車輌の！ｇ架
系としてのアクティブサスペンションシステムで実行す
るのが効果的であると注目されている。

ところで、この種アクティブサスペンションシステムへ
の利用に最適な姿勢制御装置としては、従来から、例え
ば、第２図に示すような構造のものが提案されている。

即ち、この種姿勢制御装置は、サスペンション機構Ｉと
油圧給排機構■とからなり　油圧給排機構■での油圧制
御でサスペンション機構■が伸縮制御されるように形成
されｔいる。

そして、このサスペンション機構■は、車輌の四輪各部
において上端が車体Ｂ側に、下端が車輌Ａ側たるサスペ
ンションアームＡ、に夫々連結される油圧シリンダｌを
有している。

それ故、この油圧シリンダｌが伸縮制御されることで車
輌の四輪各部における車高が調整され、総体的に車輌の
姿勢が制御される。

因に、油圧シリンダｌには、車体Ｂ側からの荷重を支え
る懸架スプリング２が並設されており、更にその油圧回
路系には、該油圧シリンダｌの伸縮時に所定の減衰作用
をする絞り３と所定のガスばね効果を発揮するガスばね
４とが接続されている。

・方、このようなサスペンション機ａ１に接続される油
圧給排機構■としては、未だ確定的なものは提案されて
いないが、少なくとも制御弁１１と油圧源１２及びタン
ク１３とを有しており、制御弁ｌｌの選択された作動で
油圧源１２からの油圧を油圧シリンダｌに供給するか、
又は、油圧シリンダｌ内の油圧をタンクエコに解放する
他。

シリンダ油圧を保持する中立状態を採るような構成が採
られている。

即ち、車体Ｂに設置したセンサ５からの状況信号を受け
るコントローラＣは、これ等信号によりｙ４覚されたＥ
ｌ　ｍとする圧力と、Ｉ■：力センサ１４により検知さ
れる実際のシリンダ圧力とが、常に−・致するように作
動するフィードバックループ機構で構成されている。従
って、このフィードバック電流に基く制御型ｙｔｉを受
ける制御ブｊ１１は、これにより選択された前記動作で
、その時々の乍輌最適な状態になるようにシリンダ内圧
を：Ｉ４整する。

そして、この作動油の給排調整時に、前記ガスばね４と
絞り３とによるショックアブソーバ機能が発揮される。

次に、第３図に上記機能を発揮する油圧シリンダｌとガ
スばね４との構成例を示す、油圧シリンダｌ内にはピス
トン６がＷＪ動自在に配置してあり、これによってシリ
ンダ内を二つの容室ＶＡ、　Ｖ、に区分している。そし
て、このピストン６を先端に締結したピストンロッド７
の他方端は、シリンダ圧力に突出している。

更に、ピストン６には前記容室Ｖｓ、　Ｖａ間を連通ず
る孔８が開穿してあり、しかも、該ピストン６の通常の
移動速度域で容室Ｖ＾、ＶＢ間に作動油の移動か１して
も、これによる圧力損失が殆ど生じないように十分に大
きな通路面積を有し°Ｃいる。−・方、ピストンロッド
７の内部には貫通孔９か設けてあり、該孔９の外方端を
制御弁１１の給排側ボートにＦｌｉ統すると共に、内方
端を容室Ｖａｅ開目せしめである。

これに対して、ガスばね４はその内部をフリーピストン
１０によりガス室ｖＧと油室Ｖ。とに区分されており、
その内、油室Ｖ。が前記シリンダ容室ｖ、ｌと共通の前
記給排側ボートに接続されている。

そして、このガスばね４の油の出入口を前記絞り３に形
成しであるが、その他、かかるオリフス制御ａ構に替わ
り、通常のショックアブソーバのように流路中に配置す
るバルブ機構を用いても良い、また、前記ガス室ｖａに
はｆめ所定の圧力のガスか封入されている。

そこで、Ｌ述の構成において、等価車体重猜をｗ８とし
、シリンダ発生力をＦ、、スプリング力をＦｌ　シリン
ダ内圧なＰとして、車体Ｂが静ＩＥ状態にあるときの前
記Ｆｐ、　Ｆ□及びＰの大々の偵をＰ、。、Ｆ、。及び
Ｐ。とすると、’ＩＩｅ＝　Ｆｍｏ　”　Ｆｅｎ　＝　
Ｆ＊ｏ＋＾ｒ”ｐ。

（（１１１７，Ａ、はピストンロット断面積）なる関係
がある。

そこで、車輌が走行中に旋回動したり、加減速動作する
と、これにより車体Ｂには慣性力が働いて車体姿勢が変
化しようとする。

このことは、見掛は上、先の等価１１体重鼠りか慣性力
による変化分Δｗ６たけ増減したことになる。従って、
各車輪の油圧シリンダ１における内圧Ｐについて、 Δ冒。＝Ａ、・ΔＰ。

なる関係が満たされるに必要なシリンダ内圧＆化分ΔＰ
８を加減調整すれば、各車輪における力が釣り合いの状
態に保たれたままで、このときの車体Ｂに姿勢変化か生
じないことになる。

即ち、旋回中の外輪側、加速時の後輪側及び減速時の前
輪側に対しては、変化分ΔＬだけ重穢が増加するので、
シリンダ内圧をその変化分ΔＰ、たけ増大させ、逆に、
旋回中の内輪側、加速時の前輪側及び減速時の後輪側に
は、シリンダ内圧が変化分ΔＰ、たけ減少するように、
前記制御弁１１による作動油の給排制御を行うことによ
って、車体姿勢を水平状態に保つことが出来る。

・方、直進定速走行時の車体Ｂには、前述のような慣性
力は作用しない、しかし、走行中の不整地路面入力によ
り車体Ｂが上下動すると。

このときの上下向きの速度に比例して等価車体重量Ｗｅ
が変化するので、前述の制御手段と同様な手段で、これ
に応じてシリンダ内圧をΔＰ２だけ変化させることによ
って、この車体の上下運動を抑制することが出来る。即
ち、Ａ、、・ΔＰ、が減衰力に相当することになる。

そこで、車輌が旋回中あるいは加減速中にその場所の路
面不整により車体Ｂに上下振動が発生しそうな場合でも
、各車輪のシリンダ内圧を前記変化分ΔＰＩだけ増減し
、更に変化分ΔＰまたけ増減することによって、姿勢制
御並びに振動抑制を計ることが可能である。

ところで、このような場合のシリンダ内圧の増減制ｗ動
作は、先にそのｌ！要を述べたが、更に具体的には、次
のようにして行われる。

今、シリンダ内圧を上昇させる場合には、コントローラ
Ｃにより制御弁１１への制御電流ｉを＋３１整して、該
弁ｌ！を給排側ボートと油圧源ボートとが連通ずるよう
に選択動作させて、ガスばね４の油室Ｖ。に作動油を送
り込む、これによって、フリーピストンｌＯがガス室ｖ
３を圧縮しながら第３図上右方向に移動してガス圧を高
め、かつ、油室ｖ０の圧力もこのガス圧と同じになる。

これと同時に、シリンダ内圧も上昇する。そして、この
シリンダ内圧を検知する圧力センサ１４の信号が目標と
する圧力と−・致すると、制御弁１１の電流ｉを再ｊｉ
！！シて、前記両ボート間の連通を断ち、その圧力状態
を維持する。

これとは逆に、シリンダ内圧を減少させる場合には、制
御ブ７１１の選択動作で前記給排側ボートとタンク側ボ
ートとを連通させて、ガスばね４の油室Ｖ。からの作動
油をタンク１３に排出することによって、ガス室Ｖ。が
膨張してガス圧が低下する。これに伴い、シリンダ内圧
も減少低下する。そして、前記圧力センサ１４の信号が
目標とする圧力と一致したときは、前述の動作と同様に
先の連通ボート間を断ち、そのときの圧力状態を維持す
る。

（発明が解決しようとする３Ｉ題） ところて、かかる構成よりなる機構では制御動作中に車
体に作用する慣性力が大きくて、これに対応しての重体
姿勢維持のための減圧（変化分ΔＰ、）を必要とした油
圧シリンダに、不整路面入力による重体のし方向への移
動を抑＋ｈするための減圧（ｆ化分ΔＰ２）が更に必要
な場合て、そのときの総合減圧用（ΔＰＩ＋ΔＰ２）が
静止時のシリンダ内圧Ｐ。の値よりも大きくなるとき、
実際に当該Ｐｏの値以上の減圧幅（ピストン移動の制約
）が取れないことから、このときの重体の上下振動に対
する抑制機能か十分に発揮されなくなる欠点があった。

そこて１本発明は、このような単動シリンダと懸架スプ
リングとの併用下にシリンダ内圧を制御するアクティブ
サスペンションにおいて、車体姿勢の安定確保のためサ
スペンションシリンダの内圧を制御限界付近まで減圧し
ている最中での路面入力による車体の上ｙ＊動に対する
十分な羽振効果を期待することの出来る油圧シリンダの
開発を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

しかして、かかる目的は、本発明によれば、中動シリン
ダとスプリングとの被設下にシリンダ内圧を制御するア
クティブサスペンションにおいて、前記単動シリンダの
ピストン部に伸側減衰力バルブとチェック弁とで規制さ
れるシリンダ容室間連通路を設ける一方、該連通路のバ
イパス路をピストンロッドに開穿し、かつ、該ロッドの
外周にスプリング力とシリンダ内圧との釣合下に支持さ
れて軸方向に摺動可能なフリーピストン体からなるシャ
ッターを設けて、前記シリンダの内圧が低下したとき、
該シャッターで前記バイパス路を閉じるように構成して
なるサスペンションｍＰＩｈｔｐシリンダによって達成
することか出来る。

（作　用） ピストンロッドに設けられたバイパス路は、車高調整が
通常の高さ位置にあるとき、開路しており、チエツク弁
と伸側減衰力バルブとで規制されるピストン連通孔に対
して、ピストンで仕切られたシリンダ上下容室間の作動
油の自由通路として機能する。

車体姿勢制御のために、シリンダ内圧を低下させてピス
トンロッドを上昇限界位置付近まで伸長した状態では、
この内圧低下によりスプリング力との釣合か崩れて、該
スプリング力でシャッタ一部材がピストンロッドに対し
相対的に降下する。これによって前記バイパス路が閉鎖
される。

バイパス路閉鎖以後のピストンロッド移ａｔなわち路面
からの入力振動等による車体の上下動に対しては、この
とき上下客室間の移動か前記チエツク弁及び伸側減衰力
バルブの規制な受ける。

しかして、これによる減衰力でピストンロッド伸び城で
の制振作用が発揮される。

（実施例） 以下に、本発明の好ましい実施例について添附図面を参
照して説明する。

第１Ｔ５４は本発明の一実施例を示す縦断側面図で、通
常のショックアブソーバと同様に、油圧シリンダｌに摺
嵌したピストン６によって、シリンダ内を容室ｖＡと容
室ｖＩＳとに区分する一方、該ピストン６には連通孔８
ａを通り容室ｖＢから容室Ｖ＾に向かう作動油の流れを
許すチエツク弁１５と、連通孔８ｂを通り容室ｖＡから
容室ｖＲに向かって流れる作動油に対して流路抵抗を与
える伸側減衰力バルブ１６とを配設しである。

即ち、前記ピストン６をピストンロッド７のシリンダ内
側先端に締結する際に、ロッド先端段部と該ピストン６
との間に後述するハウジング１７の、−・端を挟み込み
、該ハウジング１７の外側面とピストン６との間にノン
リターンスブリンク＋５ｂとノンリターンバルブｌｓａ
とを介在させて、前記チエツク弁１５を形成し、他方、
ロッド先端に螺着するピストンナツト１８の内端面とピ
ストン６との間にリーフバルブ＋６ａの内縁を挟み込む
と共に、該ナツト１８の外周端面と該リーフバルブ１６
ａとの間にメインバルブスプリング１６ｃの介在下にメ
インバルブ１６ｂを軸向きに移動可能に配在せしめて、
前記伸側減衰力バルブ１Ｇを形成しである。

ピストンロッド７に設けた作動油給＃用のｉ通孔９には
、ピストン上部のロット壁に開穿した横孔１９を連通せ
しめてあり、これ等ｉ通孔９及び横孔１９により前記容
室ｖＡと容室ｖＩＩとを連通ずるバイパス路か形成しで
ある。しかも、これ等ｉ通孔９及び横孔１９はこれを通
る作動油の流れに対して殆ど抵抗を生じない程度に十分
な流路断面積を有している。

・方、前記ハウジング１７はピストン−Ｅ方のロッド外
周を覆う円筒体からなり、該ハウジング１７の内周とピ
ストンロッド７の外周との間にはフリーピストン状のシ
ャッタ一部材２０が設けられ、該ハウジンクＩ７内を空
所ｖｃと空Ｉｎ。とに区分している。このシャッタ一部
材２０の延長両端外径は同一径に４１１戊されており、
その−刃端はハウジング！７の側壁内縁と密に摺接しな
がらシリンダ容室ｖＡに突出し、他方端は隔壁内縁との
摺接下にハウジング内空所Ｖアに突出している。

この空所ｖＥは小孔２１により前記容室ｖＡに連通して
いるので、該容室ｖＡの内圧が該シャッター部材２０に
及ぼす力は上下向きに釣合っている。

しかし、今一つの空所ｖｃは密封下に置かれ、その内部
正力は組付は時の大気圧（一定圧〉になっている、そし
て、該空所ｖｃ内には拡圧スプリング２２を配在させて
、シャッタ一部材２０を前記空所Ｖ。側に向けて附勢し
ている。また、先の空所Ｖ。は、前記部材２０のシャッ
ター孔２３．前記ロッド７の外周環状溝２４及びこれと
一致する小孔２５を介して、前記貫通孔９に連通してお
り、容室ｖ８の圧力か導かれるように構成しである。

そして、該シャッタ一部材２０の容室ｖＡに臨む側の延
長端は、前記横孔１９を覆い、該横孔１９の口縁環状溝
２６と当該端に開穿した今一つのシャッター孔２７とが
互いに−・致する該部材２０の占位状追でのみ、容室ｖ
８と貫通孔９との連通がなされて、前記バイパス路が開
路するようになしである。その他、２８はストッパーを
示す。

このような構成よりなる実施例によれば、これを前述の
サスペンション機構工における油圧シリンダとして、こ
れに前記油圧給排機構■を組付け、車体Ｂと車軸Ａとの
間に設置した実装下で、通常は容室ｖＢがある程度の内
圧を有している。

そこで、空所ｖＩｌの圧力は容室ｖａの圧力と等しいの
で、この空所ｖＩ、の圧力により拡圧スプリング２２が
圧縮され、シャッタ一部材２０が図示上昇位置にある。

従って、この状態で、シャッター孔２７と前記環状溝２
６との一致により開路した前記バイパス路を通じて容室
ｖＡと容室ｖ７とが連通し、この間の作動油の移動が自
由であるので、ピストン部配置のチエツク弁１５及び伸
側減衰力ハルフ１５か共に全く作用しない。

そこで、このときは、前述の第２Ｕ５４及び第３図示の
従来機構における動作と同様にして車高：Ａ！ｌｉが出
来る状態にある。

次に、走行中の車体姿勢＠御動作で、油圧シリンダｌの
容室Ｖ、の圧力が制御限界である大気圧（ｐｓ＝０）ま
で減圧されると、空所ｖ０の圧力も低下し、その結果、
シャッタ一部材２０が拡圧スプリング２２の作用によっ
て下端位ｎまで押し下げられる。

このシャッタ一部材２０の移動で、シャッター孔Ｚ７が
環状溝２６の位置から離れるので、バイパス路が閉じら
れ、これによる容室ＶＡ、　Ｖ、間の連通が断たれる。

この状態のとき、路面入力によるＩｔｔ体振動で車体Ｂ
が浮き上がる向き、即ちシリンダｌが伸長向きに作動す
ると、圧縮される容室ｖＡの作動油がピストン部の伸側
減衰力バルブ１６で規制されながら連通孔８ｂを通って
容室ｖａに向かって流れ、このときの流路抵抗により容
室間に差圧が生じ、受動的に減衰力か発生するので、車
体振動に対する制振作用が発揮される。

逆に、前記振動で油圧シリンダ１が圧縮向きに作動する
場合には、油圧給排制ｍｌ！＆構■による制御作用て容
室ｖ６の圧力を上昇させるので、シャッタ一部材ＺＯは
その上昇圧を空所ｖ０に受けて拡圧スプリング２２の作
用力に抗して上方に移動し、シャッター孔２７と環状溝
２６との一致下のバイパス路開路により容室間連通がな
される。

なお、このときに、容室ｖＢの圧力上昇かわずかて、前
記バイパス路の開路が不完全な状態であっても、容室ｖ
８の作動油はチエツク弁１５を通って容室ｖＡに流れる
ので、常に両容室ＶＡ、　Ｖ、か等圧となり、前記制御
による車体振動の抑制効果を得ることが出来る。

（発１刃の効果） このように、本発明油圧シリンダによれば、中旬シリン
ダとスプリングとの並設下にシリンダ内圧をｒｔＡ御す
るアクティブサスペンションにおいて、前記中動シリン
ダのピストン部に伸側減衰力バルブとチエツク弁とで規
制されるシリンダ容室間連通路を設ける一方、該連通路
のバイパス路をピストンロッドに開穿し、かつ、訣ロッ
ドの外周にスプリング力とシリンダ内圧との釣合下に支
持されて軸方向にＷ！動可能なフリーピストン体からな
るシャッターを設けて、前記シリンダ内圧が低下したと
き、該シャッターで前記バイパス路を閉じるように構成
したので、シリンダ客室の圧力が低下した状態下におい
ても、外部人力振動に対して受動的に減衰力を発生させ
ることが出来て、サスペンションシリンダがｔ高制御限
界まで減圧された状態においても、車体の１−下振動に
対して十分な制振効果を得ることか出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明油圧シリンダの一実施例を示す縦断側面
図、第２図は従来のアクティブサスペンションシステム
の一例を示す構成図、第３図は上記システムにおける油
圧シリンダとガスばねとの一例を示す縦断側面図である
。 （符号の説明） ｉ−・・シリンダ　　　２・・・懸架スプリング４・・
・ガスばね　　　６・・・ピストン７・・・ピストンロ
ッド８・・・連通孔９・・・貫通孔　　　　１１・・・
制御弁１５・・・チエツク弁　　１６−・・伸側減衰力
バルブ１７・・・ハウジング　　１９・・・横孔２０・
・・シャッタ一部材２２・・・拡圧スプリング２３、２
７・・・シャッター孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単動シリンダとスプリングとの並設下にシリンダ内圧を
   制御するアクティブサスペンションにおいて、前記単動
   シリンダのピストン部に伸側減衰力バルブとチェック弁
   とで規制されるシリンダ容室間連通路を設ける一方、該
   連通路のバイパス路をピストンロッドに開穿し、かつ、
   該ロッドの外周にスプリング力とシリンダ内圧との釣合
   下に支持されて軸方向に摺動可能なフリーピストン体か
   らなるシャッターを設けて、前記シリンダの内圧が低下
   したとき、該シャッターで前記バイパス路を閉じるよう
   に構成してなることを特徴とするサスペンション用油圧
   シリンダ