JPH0625571B2 - 油圧緩衝装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車輌の車体姿勢制御が可能な油圧緩衝装置に
関し、更に詳しくは、アンチロール機能を発揮するとと
もに、ショックアブソーバとしての減衰機能も発揮し得
るようにした油圧緩衝装置に関する。

〔従来の技術〕

車輌の走行安定性を向上させるために、車体姿勢制御装
置が車輌に装備されることは周知であるとともに、従来
より、種々の車体姿勢制御装置が提案されている。そし
て、これら従来の車体姿勢制御装置は、車輌の急旋回時
に車輌の外側が大きく沈み込むロール現象を防止するた
めに、その沈み込み作用を受ける車高調整器に大きい反
力を生じさせることとして、アンチロール機能を発揮さ
せるものとして提案されている。

例えば、その一例として第３図に示すような車体の姿勢
制御装置の提案がある。そして、この提案に係る車体の
姿勢制御装置は、左右一対の車高調整器１，１を有する
と共に、各車高調整器１を構成するシリンダ1aにはピス
トン部1bによって区画形成された上方室Ａおよび下方室
Ｂを有し、かつ、一方の上方室Ａは他方の下方室Ｂと、
また、一方の下方室Ｂは他方の上方室Ａとそれぞれ所謂
タスキ状に通路Ｈ，Ｈを介して連通されているものであ
る。そして、各シリンダ1a内上端にはガス室Ｇを有し、
各車高調整器１はその上端を車体側に連結し、下端を車
輌側に連結しているものである。

これによって、例えば、左右の車高調整器１，１が同位
相で収縮する時は、各上方室Ａはピストンロッド1cの侵
入体積分だけガス室Ｇを圧縮することとなる。このと
き、ガス室Ｇはピストンロッド1cの侵入体積分だけ圧縮
されることとなるので、各ピストンロッド1cに発生する
反力は小さいものであり、車輌の通常走行時にあって、
その乗心地を悪化させることはない。

他方、左右の車高調整器１，１が逆位相で伸縮すると
き、すなわち、車輌が急旋回をする場合等のとき、例え
ば、図中右方の車高調整器１が収縮し左方の車高調整器
１が伸長するときは、右方の上方室Ａは自からの圧縮の
上に、左方の下方室Ｂからの油圧も受けることとなり、
このとき右方のガス室Ｇは極めて大きい圧力を受ける。
すなわち、極めて大きい反力を発生させることができ、
アンチロール機能を発揮し、車輌の走行安定性が得られ
ることとなる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の従来例によるときは、所謂タスキ
状に通路Ｈ，Ｈを形成しなければならないので、車輌へ
の装備にあって取付スペース上の制約を受け易くなる欠
点があると共に、この従来例の車体姿勢制御装置は、本
来的にはアンチロール機能を発揮させるためにだけの目
的で車輌に装備されることとなるので、車輌の乗心地良
化のためにショックアブソーバは別途車輌に装備されな
ければならず、部品点数が増加し、取付スペース上の制
約も受けるという不都合を生じさせる。そして、各車高
調整器１における上方室Ａと下方室Ｂとは、互いに独立
したものとし形成されるため、ピストン部1bにおける油
漏れや、シリンダ1a外部への油漏れがあると、上方室Ａ
および下方室Ｂ内における油量の変化あるいはガス室Ｇ
における容積変化が招来されることとなり、その結果、
反発力の特性が変化することとなる危惧がある。そして
さらに、車高調整器の温度が上昇すると、車高調整器内
の油が膨張してガス室を圧縮せしめわずかでもロール現
象すなわち逆位相を生じた時には、大きな反力が生じる
ようになると共に、同位相時でも大きい反力が発生し易
くなり、車輌の乗心地が悪化されたり、車高調整器の耐
久性が低下されたりする不都合もある。

そこで本発明は、前記した事情に鑑み、取付スペースの
制約を受けずに車輌への装備にも都合よく、かつ部品点
数も少なく経済的であり、さらには、反発力特性の変化
を招来させることなく、ショックアブソーバとしての減
衰機能のみならず、アンチロール機能も発揮することが
でき車輌の乗心地ゃ操縦安定性を改良できる油圧緩衝装
置を新たに提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そしてこの目的達成のために本発明の構成は、シリンダ
内にピストン部を介してピストンロッドが移動自在に挿
入され、ピストン部はシリンダ内に上方室と下方室とを
区画し、ピストン部内には上方室から下方室へのみ油の
流れを許容する伸側バルブを設け、シリンダ外にはシリ
ンダに沿うリザーバ室と、上方室と下方室とを連通する
外側通路を設け、この外側通路の途中に下方室から上方
室へのみ油の流れを許容する逆止弁を設け、更に下方室
とリザーバ室との間にベースバルブ部を設け、上記ベー
スバルブ部は下方室とリザーバ室とを連通するメイン通
路と、メイン通路の途中に直列設けた圧力平衡型の開閉
バルブ及び減衰力発生用のバルブと、開閉バルブと減衰
力発生用のバルブとの間から分岐してメイン通路を上記
外側通路に連通させる分岐通路と、開閉バルブの背部に
設けた圧力供給手段とを備え、圧力供給手段が高圧のと
き開閉バルブは下方室からリザーバ室への油の流れを遮
断し、かつ圧力供給手段が低圧のとき下方室からリザー
バ室への油の流れを許容して減衰力発生用のバルブで圧
側減衰力を発生させることを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、第１図、第２図に図示した実施例に基づいて本発
明を説明する。

第１図に示すように、本発明に係る油圧緩衝装置は、シ
リンダ10内にピストン部20を介してピストンロッド21が
移動自在に挿入され、ピストン部20によって上方室Ａと
下方室Ｂとが区画され、シリンダ10外にシリンダ10に沿
うリザーバ室Ｃと外側通路ａとを有している。そして、
シリンダ10内の底部にはバルブハウジング36を設け、こ
のバルブハウジング36には上記下方室Ｂとリザーバ室Ｃ
との間を開閉するベースバルブ部30を有している。な
お、本装置は、上端が車輌の車体側に連結され下端が車
輌の車軸側に連通されるものである。

上記シリンダ10の外部には、アウターシェル11と中間パ
イプ15とが配設されており、上記シリンダ10とパイプ15
間に外側通路ａが形成され、アウターシェル11とパイプ
15との間がリザーバ室Ｃとされているものである。そし
て、シリンダ10とパイプ15とアウターシェル11の上端内
部には、ベアリング部材14が配設されている。外側通路
ａは、シリンダ10の上端部に穿設された通孔13およびこ
れに対向するように隣接するベアリング部材14に穿設さ
れた通路12を介して上方室Ａと連通し、また、上記ベア
リング部材14に穿設された通孔13の口端は、ベアリング
部材14側に配設された逆止弁16によって開閉されるもの
で、外側通路ａから上方室Ａ内への油の通過は許容する
が、上方室Ａから外側通路ａへの油の通路は遮断されて
いるものである。

上記ピストン部20は、ピストン本体23を介してシリンダ
10内に摺動自在に挿入されたピストンロッド21の下端イ
ンロー部に附設されているもので、そのシリンダ10内で
の上昇時に上方室Ａから下方室Ｂへのみ油の流れを許容
して伸側減衰力を発生する伸側バルブ22を有している。

すなわち、ピストンロッド21の下端インロー部にはピス
トン本体23が配設されており、当該ピストン本体23によ
ってシリンダ10内を上方室Ａと下方室Ｂとに区画し、か
つ、上記ピストン本体23の下方すなわち下方室Ｂ側に上
記伸側バルブ22を有しているものである。そして、上記
ピストンロッド21には、シリンダ10内の上方室Ａと下方
室Ｂとを連通し得るように穿設された通路21aが形成さ
れており、当該通路21aと連通するハウジング24内にス
プリング25によって附勢されて、上記通路21aと対向す
るボールバルブ26を配設して上記伸側バルブ22が形成さ
れてなるものである。

従ってピストン部20がシリンダ10内を上昇するとき、上
方室Ａと外側通路ａとは逆止弁16で閉塞されているの
で、上方室Ａ内の油は、ピストンロッド21の通路21aを
通過すると共に、ボールバルブ26をスプリング25の反発
力に打ち勝って押し下げることにより生じる間隙を介し
て、ハウジング24内に流出し、その通孔24aを介して下
方室Ｂ内に流出することになり、このとき所望の伸側減
衰力を発生することになる。なお、ピストン部20がシリ
ンダ10内を下降するときは、ボールバルブ26がピストン
ロッド21の通路21aを閉塞するので、当該ピストン部20
を介しての下方室Ｂから上方室Ａへの油の流れはない。

上記ベースバルブ部30は、前記ピストン部20がシリンダ
10内を下降する圧行程時に所望の圧側減衰力を発生し得
るように形成されているものである。

ベースバルブ部30は下方室Ｂとリザーバ室Ｃとを連通す
るメイン通路たる室59と環状溝47と通路45,46と、上記
メイン通路を外側通路ａに連通する分岐通路44と、メイ
ン通路の途中に直列に設けた圧力平衡型の開閉バルブた
るスプール孔42及び減衰力発生用のバルブたるリーフバ
ルブ49と開閉バルブの背部に設けた圧力供給手段とを備
えている。以下ベースバルブ30を詳しく説明する。

アウターシェル11の下端にボトム31が連結され、このボ
トム31上には切欠き40を形成したバルブハウジング36が
起立し、このバルブハウジング36の外周にシリンダ10と
パイプ15の下端が結合されている。

バルブハウジング36の中央にはスリーブ41が挿入保持さ
れ、スリーブ41の中央の中空部に圧力平衡型の開閉バル
ブたるスプール42が上下摺動自在に挿入されている。

バルブハウジングウ36とスリーブ41間には室43,44′が
区画され、室44′内には減衰力発生用のバルブＥが開閉
自在に配設されている。

バルブハウジング36には横方向の分岐通路44が穿たれ、
この通路44は室43をパイプ15の外側通路ａに通じさせて
いる。

スリーブ41の上部と下部にそれぞれ通路45,46を形成
し、一方の横方向通路45は前記室43をスリーブ41の内周
環状溝47に通じさせ、他方の縦方向通路46は下部空間48
と切欠き40を介してリザーバＣを室44′に通じさせてい
る。

圧側減衰力発生用のバルブＥはスリーブ41のフランジ41
a上面に起立するシート上のリーフバルブ49と、中央に
通孔50を形成したバルブ押え51と、バルブ押え51を下方
に附勢するスプリング52と、スプリング52を保持するス
プリング押え53とからなり、リーフバルブ49の外周には
バルブハウジング36の内周に切欠いた切欠き通路54が設
けられている。

スリーブ41の基部41bの上端にはシート部41cが内方に向
けて設けられ、基部41bの内径ｌ_１はシート部41cの内径
ｌ_２より大きく形成されている。

ボディ31の中央には圧力室54が形成され、この圧力室54
内にはフリーピストン55が上下摺動自在に挿入され、フ
リーピストン54の背部には通路56を介して空気圧、油圧
等の圧力が給排されるようになっている。圧力室54とフ
リーピストン55と通路56は圧力供給手段を構成してい
る。

スリーブ41の基部41bとスプール42との間の下部には密
封部材57が介装され、スリーブ41とスプール42と密封部
材57とで圧力室58が区画されている。スプール42の上側
には室59が設けられ、この室59は下方室Ｂに直接開口す
ると共にスプール42に穿った通孔60を介して室58に通じ
ている。この為スプール42は圧力平衡型のポペット型開
閉バルブを構成する。

スプール42はスリーブ41と密封部材57にガイドされて上
下動するようになっている。

バルブハウジング36の上端には多孔のスプリング押え61
が保持され、このバルブ押え61とスプール42の段部42a
間にはスプリング62が介装されて常時スプール42を下方
に押圧している。

フリーピストン55の背部圧力室54が低圧のときはスプリ
ング62に押されてスプール42とフリーピストン55は下降
し、この時スプール42の上端ポペット型の弁頭42bはス
リーブ41のシート部41cから離れ、逆にフリーピストン5
5の下部圧力室54に圧力が供給されるとフリーピストン5
5を介してスプール42がスプリング62に抗して押し上げ
られ、この時弁頭42bがシート部41cに当接する。

即ち、フリーピストン55に対する圧力室54の作用圧力が
スプリング62のセット荷重に打ち勝っとスプール42の弁
頭42bがシート部41cに当って通路を閉じ、逆に圧力室54
の作用圧力よりスプリング62のセット荷重が大きい時は
弁頭42bが離れて通路を開く。

ところで、下方室Ｂと室59は室58と同圧である。即ち、
下方室Ｂの圧力Ｐによりスプール42を下方に押圧する力
F₁は、 F₁＝ｌ_２×ｌ_２×π×Ｐ となり、 室58によりスプール42を上方に押圧する力F₂は、弁頭42
bの内径をｌ_３としたとき、 F₂＝｛（ｌ_１×ｌ_１）−（ｌ_３×ｌ_３）｝×π×Ｐ と
なり、 ここで、 ｌ_２×ｌ_２×π ＝｛（ｌ_１×ｌ_１）−（ｌ_３×ｌ_３）｝×π となるように予め設定されている。

次に作動について述べる。

先ず、車輌が通常走行している時に一般的な緩衝機能を
もたせたショックアブソーバとして使用する場合につい
て述べる。

この場合は、圧力室54の圧を通路56より抜き、大気圧も
しくは１〜２kgf/cm²の低圧としておく。この時フリー
ピストン55の押上力はスプリング62のセット荷重よりも
小さい為にスプール42はスプリング62により下方に押し
下げられ、弁頭42bがシート部41cから離れ、その間に隙
間を形成させ、この隙間は室59を環状溝47に通じさせ
る。この為隙間を介して油の自由流れを許容する。

この状態で、ピストンロッド21がピストン部20を介して
伸長すると、上方油Ａが圧縮され、逆止弁16が通路12を
遮断することから、排出油は通路21aを介してボール弁2
6に作用する。ボール弁26はこの圧油でスプリング25に
抗して開き、圧油は通孔24aを介して下方室Ｂに流出
し、この時伸側減衰力が発生する。一方、下方室Ｂはピ
ストンロッド21の突出体積分の油量が不足するから、負
圧となるが、リザーバ室Ｃの油が、切欠き40−室48−通
孔46−室44′よりスプリング52に抗してリーフバルブ49
を押し上げ、更に切欠き54−室44′−スプリング押え53
の通孔−室43−通孔45−環状溝47−シート部41cと弁頭4
2b間の隙間−室59を介して下方油Ｂにすい込まれて油を
充満する。

次にピストンロッド21がピストン部20を介して下降する
圧縮作動時には、上方室Ａが拡大し、下方室Ｂが収縮す
る。この時ボール弁26はスプリング25で押し上げられ、
下方室Ｂの油圧が作用することから通孔21aの口端を遮
断し、この為上方室Ａには下方室Ｂの油が室59−シート
部41cと弁頭42b間の隙間−環状溝47−通孔45−室43−通
路44−外側通路ａ−通路13−通路12より逆止弁16を押し
開いて作動油が流入する。一方下方室Ｂは圧縮されると
共にピストンロッド21の侵入体積分の油量をリザーバ室
に排出するが、この油は室59−シート部41cと弁油42b間
の隙間−環状溝47−通孔45−室43−スプリング押え53の
孔−室44′−バルブ押え51の通孔50を介してリーフバル
フ49に作用し、リーフバルブ49の内側は下方に撓んで開
口する。従ってリーフバルブ49の撓みによる開口部から
作動油が室44′の下方に流出し、この時圧側減衰力が発
生する。室44′に排出された油は更に通路46−室48−切
欠き40を介してリザーバ室Ｃに戻される。

この際ベースバルブ部30にて発生する抵抗圧力が上方室
Ａと下方室Ｂに作用し、両室の面積差であるピストンロ
ッド面積に対する推力として発生する。尚、外側通路ａ
を経由して上方室Ａへ流入する油はベースバルブ部30の
抵抗圧を受けるので、外側通路ａが小さく、かつ逆止弁
16におけるスプリングは大きくてもよく、外側通路ａ、
逆止弁16の影響は上方室Ａの内圧を下記の如く小さくす
る為発生減衰力を大きくさせることができる。

尚、上方室Ａの断面積をA_a、下方室Ｂの断面積をA_b、ベ
ースバルブ部30の抵抗圧を△P₁、外側通路ａから逆止弁
16までの抵抗圧△P₂とする時、圧側減衰力F₃は、 F₃＝A_b×△P₁−A_a×（△P₁−P₂）となる。

次に車体のアンチロール機能を持たせた時の作動につい
て述べる。

通路56より圧力室54に例えば、４〜８kgf/cm²の圧を供
給するとスプール42がフリーピストン55を介し、且つス
プリング62に抗して押し上げられ、これにより弁頭42b
がシート部41cに当り室59と環状溝47間を遮断し、油の
流通を阻止する。この為ピストン部20が下降しょうとし
ても、下方室Ｂの油はボール弁26とスプール42で上下両
方共流れが遮断されており、同じく伸長しょうとして
も、上方室Ａの油は逆止弁16で遮断され、下方室Ｂはス
プール42で閉じられているから油の流れが発生せず、油
圧緩衝器はロックされて変位せず、これにより、荷物の
積みおろし、傾斜地での停車における車体傾斜、旋回時
の車体の傾斜があっても、ロックされた油圧緩衝器が突
張っており、車体の傾斜を防止する。

通常車輌の前後方向を軸として、左右がアンバランスの
負荷を受けても、大きい負荷の方で充分な支持をすれば
傾斜することはない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、次の効果がある。

車輌の通常走行時には単なるショックアブソーバとし
て機能するだけでなく、アンチロール等のように車体姿
勢制御としても機能するので、油圧緩衝器と姿勢制御機
器を別々に設ける必要がなく、車輌への装備に際して、
コスト低減が可能になると共に、取付作業が簡素化され
ることが可能となる。

四輪の各輪に独立して配設することができるので、車
輌の装備にあって、スペース上の制約を受ける危惧がな
くなる利点がある。

リザーバ室がシリンダの外側に設けられているからリ
ザーバ室容積を大きく設定できるので、温度変化や油量
変化による反発力特性変化が招来されることもなく、車
輌の乗心地を悪化させたり、車輌の走行安定性が阻害さ
れることとなる危惧もない。

車輌の停止時における積荷の変化により車輌が片側に
のみ傾斜してしまうような事態を予め防止することもで
きる利点がある。

開閉弁が圧力平衡型であるからロック圧力の影響を受
けることがなく、圧力供給手段からの外部入力を小さく
できる。

圧側のロック力は下方室の液圧力とシリンダ断面積を
乗じたもので、大きなロック力が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例に係る油圧緩衝装置の
縦断正面図と部分拡大断面図、第３図は従来の車体姿勢
制御装置の略示正面図である。 10…シリンダ、16…逆止弁、20…ピストン部、21…ピス
トンロッド、22…伸側バルブ、30…ベースバルブ部、42
…開閉バルブたるスプール、44…分岐通路、55…フリー
ピストン、56…圧力給排通路、Ａ…上方室、Ｂ…下方
室、Ｃ…リザーバ室、Ｅ…減衰力発生用のバルブ、ａ…
外側通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭47−46306（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭48−18941（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内にピストン部を介してピストン
   ロッドが移動自在に挿入され、ピストン部はシリンダ内
   に上方室と下方室とを区画し、ピストン部内には上方室
   から下方室へのみ油の流れを許容する伸側バルブを設
   け、シリンダ外にはシリンダに沿うリザーバ室と、上方
   室と下方室とを連通する外側通路を設け、この外側通路
   の途中に下方室から上方室へのみ油の流れを許容する逆
   止弁を設け、更に下方室とリザーバ室との間にベースバ
   ルブ部を設け、上記ベースバルブ部は下方室とリザーバ
   室とを連通するメイン通路と、メイン通路の途中に直列
   設けた圧力平衡型の開閉バルブ及び減衰力発生用のバル
   ブと、開閉バルブと減衰力発生用のバルブとの間から分
   岐してメイン通路を上記外側通路に連通させる分岐通路
   と、開閉バルブの背部に設けた圧力供給手段とを備え、
   圧力供給手段が高圧のとき開閉バルブは下方室からリザ
   ーバ室への油の流れを遮断し、かつ圧力供給手段が低圧
   のとき下方室からリザーバ室への油の流れを許容して減
   衰力発生用のバルブで圧側減衰力を発生させることを特
   徴とする油圧緩衝装置。