JPH0585372B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等のハイドロニユーマチツク
サスペンシヨンに関する。

［従来技術］ 第４図に示すように、自動車のサスペンシヨン
において、車輪を車体に懸架する各ストラツト体
１に、夫々液体室（hydraulic chamber）２，３
と気体室（pneumatic chamber）４，５とを有
する緩衝用の主及び副ガスばね体６，７を付設
し、走行中に車体のロール条件、加減速条件等に
応じて主ガスばね体６のみを使用するか、又は両
ガスばね体６，７を共通するかを切替バルブ８で
選択することにより、サスペンシヨンのばね定数
を硬、軟両様に変更できるようにしたものは知ら
れており（特開昭51−60320号参照）、この種のサ
スペンシヨンはハイドロニユーマチツクサスペン
シヨンと呼称されている。

ところが、上記従来のハイドロニユーマチツク
サスペンシヨンにおいては、主ガスばね体６のみ
を使用している時に、ストラツト体１に大幅な縮
み作用（バンプ）が生じた場合、ストラツト体１
内及び液体室２内の内圧が過度に上昇し、それに
よつてストラツト体１又は主ガスばね体６が破損
したり、それらのシール部から油漏れが生じるこ
とがある。

又、主ガスばね体６のみを使用している際に、
ストラツト体１に大幅な伸長作用（リバウンド）
が生じ、主ガスばね体６の液体室２のオイルが全
量持出されても、なお、ストラツト体１が伸びよ
うとすると、ストラツト体１内及び液体室２内が
負圧となつてキヤビテーシヨンが発生するが、こ
のキヤビテーシヨンもハイドロニユーマチツクサ
スペンシヨンの性能劣化及び耐久性低下の一因と
なつていた。

［発明の目的］ 本発明は、主及び副ガスばね体を備えたサスペ
ンシヨンの破損或いは油漏れ、キヤビテーシヨン
等を確実に防止できるようにすることを目的とし
ている。

［発明の構成］ このため、本発明は、車体と車輪との間に配置
され、シリンダ、ピストンロツド及びピストンを
有する伸縮自在なストラツト体と、液体室と気体
室とを備えてなり、液体室が上記ストラツト体の
シリンダと常時連通している主ガスばね体と、液
体室と気体室とを備えてなる副ガスばね体と、上
記主ガスばね体の液体室と副ガスばね体の液体室
とを連通する通路と、該通路に介設されて上記主
ガスばね体の液体室と副ガスばね体の液体室とを
連通及び遮断する切換バルブと、上記通路をバイ
パスして上記主ガスばね体の液体室と副ガスばね
体の液体室とを連通するバイパス通路と、該バイ
パス通路に介設されて上記主ガスばね体の液体室
と上記副ガスばね体の液体室とを差圧が設定範囲
外の時にのみ、その両者を連通させる差圧バルブ
とを備えたことを基本的な特徴としている。

なお、上記差圧バルブとして例えば、互いに逆
向きの液体流通のみを許す２個の一方向バルブを
並列に接続したものを使用することができる。

［発明の効果］ 従つて本発明によれば、主ガスばね体のみを使
用している際に、ストラツト体及び主ガスばね体
の液体室の内圧が過度に上昇又は下降した場合、
即ち、主、副両ガスばね体の両液体室の差圧が設
定値以上になつた場合に、副ガスばね体の液体室
が主ガスばね体の液体室に自動的に連通し、主ガ
スばね体及びストラツト体に圧力補償がなされる
ようになる。それにより、主ガスばね体又はスト
ラツト体の破損や油漏れ、キヤビテーシヨン等は
確実に防止され、ハイドロニユーマチツクサスペ
ンシヨンの信頼性、耐久性は大幅に向上する。

［実施例］ 次に図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。第１図は本発明によるハイドロニユーマチツ
クサスペンシヨンを採用した自動車の前部横断面
を模式的に表した図面であり、図中車体左側のフ
ロントホイール２０を内外から囲繞するホイール
エプロン２１とフロントフエンダー２２とは、車
体前後方向に伸びるフレーム２３に固定されてい
る。又ボンネツト２９はボデー（図示せず）に開
閉自在にヒンジ結合され、通常は適宜のロツク部
材によつて上記ボデーに係止されている。このボ
ンネツト２９と上記ホイールエプロン２１とはエ
ンジンルーム２４を画成する。

そして、本発明に係る車体左側フロントサスペ
ンシヨン２５（以下、単にサスペンシヨン２５と
呼ぶ）は、ホイールエプロン２１とフロントホイ
ール２０間に配置された伸縮自在のストラツト体
２８と、エンジンルーム２４の高温雰囲気内に配
置された主、副一対のガスばね体２６，２７と、
両ガスばね体２６，２７間に並列に介設される切
換バルブ７７及び差圧バルブ７８により基本的に
構成される。

すなわち、後に詳述するように、上記ストラツ
ト体２８のピストンロツド３０はホイールエプロ
ン２１に固定され、一方ストラツト体２８のシリ
ンダ３１は、断面円弧状のブラケツト３２を介し
て筒状ナツクル３３に接続されている。このナツ
クル３３は、タイヤホイール３４に固着されたデ
イスクホイール３５に回転自在に接続されると共
に、サスペンシヨンアーム３６を介して車体前後
方向のフレーム３７により上下動自在に支持され
ている。

次に、第２図に基づいて主及び副ガスばね体２
６，２７とストラツト体２８の構造を詳説する
と、主ガスばね体２６は、上下２つ割りの金属製
半球状ハウジング３８ａ，３９ａと、両ハウジン
グ３８ａ，３９ａ内を第１液体室４１ａと、窒素
ガス等が封入された気体室４２ａとに区画する湾
曲状弾性膜（ラバー等）４３ａとからなり、該弾
性膜４３ａは断面Ｌ字形の環状止め金具４９ａに
よつて両ハウジング３８ａ，３９ａに強固に固着
され、又両ハウジング３８ａ，３９ａ間には漏油
防止用のＯリング（図示せず）が挿入されてい
る。

一方、各符号のサフイツクス「ａ」を「ｂ」に
代えて示す如く、副ガスばね体２７も主ガスばね
体２６と同様に構成されており、但しこの副ガス
ばね体２７内の第２液体室の４１ｂ及び気体室４
２ｂの容積は、主ガスばね体２６の第１液体室４
１ａ及び気体室４２ａのそれより大きくなるよう
に設定してある。なお両ガスばね体２６，２７の
両下部ハウジング３９ａ，３９ｂには、それぞれ
作動用液体（ダンパーオイル等）の給排口４５
ａ，４５ｂが形成されている。

又、伸縮自在のストラツト体２８は、主として
ピストンロツド３０、シリンダ３１及びシリンダ
３１内のピストンロツド３０下部に嵌合した筒状
ピストン４６から成り、該ピストン４６（拡大図
参照）は、上下１対のワツシヤ６９，７０及び上
下１対の可撓ベロー６１，６２と共に、ピストン
ロツド３０下端部の雄ねじ部４７に螺合するロツ
クナツト４８によりロツド３０の段部７２に共締
めされ、このピストン４６はシリンダ３１内筒面
に摺接している。

ピストン４６は、シリンダ３１内を上方の第３
液体室５６と、下方の第４液体室５７とに区画
し、該第４液体室５７はピストンロツド３０内の
軸方向通路７３及び通路７４を介して主ガスばね
体２６内の第１液体室４１ａに連通している。

上記ピストン４６には、例えば１対の軸方向の
オリフイス通路５８，５９が穿設され、一方のオ
リフイス通路５８の上端開口のベロー６１は、第
４液体室５７から第３液体室５６側への液体流通
のみを許す一方向バルブとして、又、他方のオリ
フイス通路５９の下端開口のベロー６２は、第３
液体室５６から第４液体室５７側への液体流通の
みを許容する一方向バルブとして機能するように
なつている。従つて、前記フロントホイール２０
が上下動した場合、シリンダ３１とピストン４６
及びピストンロツド３０との相対変位は、いずれ
か一方のオリフイス通路５８もしくは５９による
絞り作用によつて緩衝され、ダンパー機能が得ら
れる。

一方、ピストンロツド３０上端部は、その小径
雄ねじ部５０に騾合したロツクナツト５１によつ
てラバーマウント５３に固定され、このラバーマ
ウント５３は前述の如くホイールエプロン２１の
下面に締着されている。

又、ピストンロツド３０は、シリンダ３１の内
外に、ロツド３０の軸方向移動量を規制するため
のストツパ６３，６４を有している。なお、６
５，６６は２種類のオイルシール、６７は断面Ｌ
字形の環状スペーサ、６８は環状キヤツプであ
る。

両ガスばね体２６，２７の第１，第２液体室４
１ａ，４１ｂ間には、１対の通路７５，７６が並
列に配設され、通路７５には図示の遮断位置（ば
ね定数アツプ位置）Ａと連通位置（ばね定数ダウ
ン位置）Ｂとの間で切換可能な電磁式切換バルブ
（ばね定数変更用バルブ）７７が、又通路７６に
は本発明による差圧バルブ７８が夫々介設されて
いる。

すなわち、上記切換バルブ７７を遮断位置Ａに
セツトした場合は、主ガスばね体２６の第１液体
室４１ａのみがストラツト体２８の第４液体室５
７に連通し、ストラツト体２８の伸縮作用は高い
ばね定数でもつて緩衝され、一方、切換バルブ７
７を連通位置Ｂにセツトした場合は、両ガスばね
体２６，２７の第１及び第２液体室４１ａ，４１
ｂがストラツト体２８の第４液体室５７に連通
し、ストラツト体の伸縮作用はより低いばね定数
でもつて緩衝されるように構成されている。

又、上記差圧バルブ７８は、例えば互いに逆向
きの液体流通のみを許す１対の一方向バルブ８
１，８２を並列に接続して構成され、しかも各一
方向バルブ８１，８２は両液体室４１ａ，４１ｂ
間の差圧が設定範囲内の時は、順方向の液体流通
をも阻止すべく所定の背圧が与えられ、チエツク
機能を付与されている。従つて、切換バルブ７７
を遮断位置Ａにセツトした際、両液体室４１ａ，
４１ｂの差圧が設定範囲内の場合は、両液体室４
１ａ，４１ｂ間が完全に遮断され、一方、両液体
室４１ａ，４１ｂの差圧が設定範囲外となつた場
合は、差圧バルブ７８のいずれかの一方向バルブ
８１，８２が導通状態となつて両液体室４１ａ，
４１ｂが連通されるようになる。

前記エンジンルーム２４内には、オイルリザー
バ８２に連通する車高調整用のオイルポンプ８３
が備えられ、このオイルポンプ８３の吐出側は、
通路８６を介して前記ピストンロツド３０内の通
路７３に連通し、車高アツプ位置Ｃ、図示の中立
位置Ｅ及び車高ダウン位置Ｆの間で切換可能な電
磁式切換バルブ８４に連通している。

第１図において、車高制御手段（マイクロコン
ピユータ等）８５は、適宜の車高センサー（図示
せず）から入力される実際の車高の所定時間内に
おける平均値Ｓと、任意に設定された目標車高Ｐ
とを比較し、両者の間に偏差が存在する場合に
は、その偏差に応じて、車高アツプ信号Ｕ又は車
高ダウン信号Ｄを発信するように構成されてい
る。

すなわち、実際の車高（平均値）Ｓが目標車高
Ｐより低くなつた場合は、その差高分に相当する
所定時間の車高アツプ信号Ｕが発せられ、車高調
整用電磁式切換バルブ８４は所定時間だけ車高ア
ツプ位置Ｃに切換えられる。

それによつて、オイルリザーバ８２内のダンパ
ーオイルは、オイルポンプ８３により通路８６，
７４を介してストラツト体２８に圧送され、ピス
トンロツド３０内の通路７３（第２図）を介して
第４液体室５７に強制的に導入されて、前記差高
分だけ車高がアツプされる。

一方、実際の車高（平均値）Ｓが目標車高Ｐよ
り高い場合は、車高制御手段８５からその差高分
に相当する所定時間の車高ダウン信号Ｄが発せら
れ、切換バルブ８４は所定時間だけ車高ダウン位
置Ｆに切換えられる。

それにより、第２図の第４液体室５７内のダン
パーオイルの一部は、通路７３，８６及び８７を
介してオイルリザーバ８２に復流し、前記差高分
だけ車高ダウンする。

又、第１図のばね定数変更手段９０は、車体の
ロール条件Ｇ、車速条件Ｈ及び加減速条件Ｉ等に
応じて前記切替バルブ７７にばね定数アツプ信号
UU又はばね定数ダウン信号DDを発するように
構成されている。図示のばね定数アツプ位置Ａ
は、例えば、旋回走行時や加減速走行時等に好適
である。

一方、直線的な路上で定速走行を行なう時等の
通常走行時は、ばね定数変更手段９０からばね定
数ダウン信号DDが発信され、切換バルブ７７が
連通位置Ｂに切換えられてばね定数がダウンし、
よりソフトな乗心地が得られるようになる。な
お、図示しないが、車体右側のフロントサスペン
シヨンも同様に構成され、該右側フロントサスペ
ンシヨンの主及び副ガスばね体はエンジンルーム
２４内に設置されている。又、リヤサスペンシヨ
ンも略同様に構成され、該リヤサスペンシヨンの
主、副ガスばね体は車室或いはトランクルーム等
リヤーホイール近傍の高温の車体内部に設置され
る。

上述のように、本発明は、切換バルブ７７をば
ね定数アツプ位置Ａにセツトして主ガスばね体２
６のみで緩衝を行なつている際に、ストラツト体
２８に大幅な伸縮作用が生じて第４及び第１液体
室５７，４１ａの内圧が過度に上昇又は下降した
場合、換言すれば第１、第２液体室４１ａ，４１
ｂ間の差圧が設定範囲外になつた場合に、差圧バ
ルブ７８が直ちに両液体室４１ａ，４１ｂを連通
させて圧力補強を行なう構成となつているため、
主ガスばね体２６又はストラツト体２８が破損し
たり、これらの部材で油漏れやキヤビテーシヨン
が発生するようなことはなくなる。なお、図示の
如く、副ガスばね体２７の容積を主ガスばね体２
６のそれより大きくすると、高ばね定数時及び低
ばね定時数において、夫々好適なばね定数を得る
ことができる。

第３図は、ストラツト体２８の伸縮の度合と、
シリンダ３０の内圧との関係を表わしており、図
中横軸の正領域はストラツト体２８が基準位置よ
り縮められた場合に対応し、一方横軸の負領域は
ストラツト体２８が基準位置より伸長された場合
に対応している。

同図中に、主ガスばね体２６のみを緩衝部材と
して使用する場合のばね特性を実線で示す如く、
本発明においては、ストラツト体２８が大幅に縮
められてシリンダ内圧に一定値P₁を越える場合
にシリンダ内圧が急激に上昇したり（従来のばね
特性を示す一点鎖線ｃ参照）、ストラツト体２８
が大幅に伸長されてシリンダ内圧が一定値P₂以
下となる時にシリンダ内圧が急激に下降する（一
点鎖線ｄ参照）ような欠点は解消されている。な
お同図中点線は主及び副ガスばね体２６，２７の
両方を緩衝部材として使用する場合のばね特性で
ある。

本発明を実施するに当り、ダンパーオイルに代
わる作動用液体として適宜の不凍液等を使用する
こともできる。更に又、パワーステアリング用の
オイルポンプをストラツト体２８における車高調
整に兼用し、パワーステアリング用オイルをスト
ラツト体２８の作動用液体として使用することも
可能である。又、副ガスばね体２７を２個以上設
け、主ガスばね体２６と各主ガスばね体２６間
に、夫々ばね定数変更用の切換バルブ７７と差圧
バルブ７８を介設する構成としても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるハイドロニユーマチツク
サスペンシヨンを採用した自動車の前部横断面を
模式的に表した図面、第２図はハイドロニユーマ
チツクサスペンシヨンの断面図、第３図はストラ
ツトの伸縮度とシリンダ圧内の関係を表わすグラ
フ、第４図は従来例の原理図である。 ２６……主ガスばね体、２８……副ガスばね
体、２８……ストラツト体、３０……ピストンロ
ツド、３１……シリンダ、４１ａ，４１ｂ，５７
……液体室、４２ａ，４２ｂ……気体室、４６…
…ピストン、７３，７４……第１通路、７６……
第２通路、７８……差圧バルブ、８１，８２……
一方向バルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車体と車輪との間に配置され、シリンダ、ピ
   ストンロツド及びピストンを有する伸縮自在なス
   トラツト体と、液体室と気体室とを備えてなり、
   液体室が上記ストラツト体のシリンダと常時連通
   している主ガスばね体と、液体室と気体室とを備
   えてなる副ガスばね体と、上記主ガスばね体の液
   体室と副ガスばね体の液体室とを連通する通路
   と、該通路に介設されて上記主ガスばね体の液体
   室と副ガスばね体の液体室とを連通及び遮断する
   切換バルブと、上記通路をバイパスして上記主ガ
   スばね体の液体室と副ガスばね体の液体室とを連
   通するバイパス通路と、該バイパス通路に介設さ
   れて上記主ガスばね体の液体室と上記副ガスばね
   体の液体室とを差圧が設定範囲外の時にのみ、そ
   の両者を連通させる差圧バルブとを備えたことを
   特徴とするハイドロニユーマチツクサスペンシヨ
   ン。 ２ 上記差圧バルブは、互いに逆向きの液体流通
   のみを許す２個の一方向バルブを並列に接続して
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のハイドロニユーマチツクサスペンシヨン。