JPH063238B2

JPH063238B2 - ハイドロニユ−マチツク・サスペンシヨン装置

Info

Publication number: JPH063238B2
Application number: JP27062686A
Authority: JP
Inventors: 三徳樋口
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1986-11-12
Filing date: 1986-11-12
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS63125837A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、車両の懸架装置等に使用される車体の振動
を液体の流動と気体の弾性によって調整吸収するアクチ
ュエータを用いた液体及び気体懸架方式であるハイドロ
ニューマチック・サスペンション装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば、大型自動車、バス、トラック等において
は車高が高く乗降、荷積み、荷卸し等が困難であるた
め、近年、車高を調節できるようにし、乗降、荷積み、
荷卸し時等において車高を低くするニーリング装置を装
備し、乗降、荷積み、荷卸しを容易としたものが提供さ
れている。車両への乗降性を向上させるためのサスペン
ションのニーリング装置については、一般にエアサスペ
ンション車が主であった。また、エアサスペンションに
ついては、ばね定数を低く、乗心地性能の良好なもので
ある。一方、路線バスに関しては、乗降性の向上、乗心
地性能の向上のニーズは有るものの、重量、コスト等の
制限によってメカニカルサスペンション車が主である。

一般に、自動車の懸架装置等に使用される車高調整装置
におけるアクチュエータの基本的な構造としては、第８
図に示すようなアクチュエータ１４０が開示されてい
る。オイルを収容したシリンダ１４１にオイルを収容し
た筒体１４２を摺動自在に挿入し、この筒体１４２の先
端部にオリフィス１４３を有するピストン１４４を固定
し、更に、筒体１４２内には仕切ピストン１４５がガス
室１４８とオイル室１５０を密封した状態で摺動自在に
嵌合している。また、シリンダ１４１と筒体１４２との
間には隙間１４６が形成されている。仕切ピストン１４
５と筒体１４２とで形成されるガス室１４８には窒素ガ
ス等のガスが封入されている。シリンダ１４１と筒体１
４２とで形成されるオイル室１５０にはオイルが収容さ
れ、ピストン１４４、仕切ピストン１４５及び筒体１４
２によって形成されるオイル室１４９内にオリフィス１
４３を通じてオイルが流出入するように構成されてい
る。オイル室１５０は、管路１５１を通じて油圧源１５
４又はリザーブタンク１５８に連通している。オイル
は、油圧源１５４から安全弁１５５、電磁切換弁１５２
及び逆止弁１５６を介してオイル室１５０に供給され
る。また、オイル室１５０からのオイルは電磁切換弁１
５３を介してリザーブタンク１５８に排出される。な
お、図中、１４７は密封部材、１５７は他のアクチュエ
ータ（図示省略）に連通する管路である。

この構造のアクチュエータ１４０において、ガス室１４８内の窒素ガス体積をＶ、荷重をＷ、筒体の
直径をＤ、受圧面積をＡ（＝πＤ²／４）、窒素ガス圧
力をＰ（＝Ｗ／Ａ）、アクチュエータ変位をｘとする
と、アクチュエータ変位、体積及び圧力の関係は、Ｐ・Ｖ＝（Ｐ＋ΔＰ）・（Ｖ−Ａ・ｘ）である。

ばね定数ｋは次式で表される。

ｋ＝ｄＷ／ｄｘ＝Ａ（ｄＰ／ｄｘ）＝Ｐ・Ｖ・Ａ²／（Ｖ−Ａ・ｘ）² 変位ｘ＝０におけるばね定数は次式で表される。

ｋ＝ｐ・Ａ²／Ｖ＝Ｗ・Ａ／Ｖ減衰力については、シリンダ１４１に対して筒体１４２
が伸縮運動を行うことによって、ピストン１４４がシリ
ンダ１４１内を移動し、オリフィス１４３を通じてオイ
ルが流動することによって発生する。

また、従来、上記の基本的なアクチュエータ形式のもの
を用いて摺動抵抗の小さなシール部材を用いてロッド即
ち筒体の動きを円滑なものにする目的の車高調整装置が
提供されている。このようなものとして、例えば、特開
昭５９−１４５６１２号公報に記載されているものがあ
る。これについて第９図を参照して説明する。この車高
調整装置１６０は、オイルを収容したシリンダ１６１、
このシリンダ１６１に摺動自在に挿入され且つオリフィ
ス１６４を有するピストン１６２を備えたロッド１６
３、及びシリンダ１６１内にオイルを出入させる油圧ユ
ニット１６５から成る。また、シリンダ１６１とロッド
１６３との間の摺動部にシール部材１６６を介在させ、
しかもシリンダ１６１にはシール部材１６６の漏れ側に
前記摺動部の隙間１６７に連通するリークオイル取出口
１６８を設けている。更に、リークオイル取出口１６８
は送油管１６９を通じて油圧ユニット１６５のリザーブ
タンク１７０に接続している。

〔発明が解決しょうとする問題点〕

しかしながら、一般に、ニーリング装置は、エアサスペ
ンションを装着している観光バス等において採用されて
はいるが、コストや重量（装置重量）の制限によりメカ
ニカルサスペンションを装着する路線バス等に直ちに採
用できるものではない。仮に、路線バス等においてエア
サスペンションを採用し、前記ニーリング装置を装着し
たとしても路線バスにおいては乗降扉の配置、その数及
び乗降時の使用法が様々でこれらに対応するためにはエ
アタンク容量及びその数を増大させる必要があり、その
結果配置スペースを要し、更にコンプレッサ容量等の増
大を招き対応が困難であり、またニーリング作動を行う
ための時間も長時間を要するという問題がある。

また、重ね板ばねを使用したメカニカルサスペンション
における車高調節装置については、車高を高くする際は
所望の高さとすることができるものの、車高を低くする
際には重ね板ばねの目玉に当接し、それ以上、重ね板ば
ねに対してアクチュエータが引込機能を有していないた
めに所望の高さまで低くすることに限界があり、車体の
ニーリング状態を十分に発揮できないという問題があ
る。

エアサスペンション車については、ばね定数を低くして
乗心地性能を良好にすることができるものの、反面、エ
アスプリングは方向性がないため、車両の左右前後の位
置規制、ロール制御等のために大剛性且つ大重量のラテ
ラルロッド、ラジアルロッド、スタビライザ等を必要す
る。従って、メカニカルサスペンション車に比較してエ
アサスペンション車はコスト、重量等が大幅にアップし
た。しかも、エアサスペンション車については、大剛性
のスタビライザ等を使用してもメカニカルサスペンショ
ン車と同等のロール剛性を得ることが困難であったの
で、路線バス等に関しての採用が難しかった。また、観
光バス等の乗心地性能をより重視してエアサスペンショ
ンを採用する場合にも従来のエアサスペンションはコン
プレッサ容量の増大及び車高が低い状態から通常車高へ
戻るまでに時間がかかるという問題があった。

また、第８図に示す基本的なアクチュエータについて
は、上記計算式で明らかであるが、第１０図において点
線Ｐで示すように、ばね特性として従来のアクチュエー
タも非線形が得られるものの、従来の構造にあっては、
非線形率のアップが困難であった。従って、例えば、乗
心地性能の確保のため、アクチュエータのばね定数を低
くした場合には、バッファクリアランス量を十分に必要
とし、それ故に車高が上がる等の問題が発生する。車高
制限を受けるトラック等においては、クッションラバー
の上方のフレームを曲げて製造し、それによってバッフ
ァストロークを出さなければならず、プレス型の製作費
等が嵩む結果となっている。また、プレス型の投資、製
作費、車高等に制限を受けてフレームを曲げて所定のバ
ッファストロークを出すことができない場合には、良路
及び悪路の双方の乗心地性能の向上を確保するという両
立が困難である。例えば、良路の乗心地性能の向上を確
保する場合には、ばね定数を低下するものであるが、ば
ね定数を低下させた場合には、悪路走行時にバッファス
トロークが増大し、底突き状態となり、入力増大を招
き、他の装置への強度耐久性に悪影響を及ぼす結果とな
る等の問題が生じる。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであ
り、車体の振動を液体の流動と気体の弾性によって調整
吸収するアクチュエータのばね特性に関して非線形率を
アップさせると共に、そのアクチュエータに引込機能を
有する油圧回路を設け、サスペンションに対するニーリ
ング作動においてその引込機能を働かせ、サスペンショ
ンのばね定数を低下させ、車両の乗心地性能を向上し、
底突き防止、コストの低減等を達成するハイドロニュー
マチック・サスペンション装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を解消し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。即ち、この出
願の第１番目の発明は、ガス室とオイル室とに仕切る仕
切ピストンを収容し且つオリフィスを有する筒体をシリ
ンダ内に挿入し、フリーピストンによって前記シリンダ
と前記ピストンとの間を縮オイル室と伸オイル室との仕
切り、更に前記フリーピストンの移動を制限するスプリ
ング及びストッパを設けたアクチュエータを有すること
を特徴とするハイドロニューマチック・サスペンション
装置に関し、更に具体的に詳述すると、前記スプリング
が前記フリーピストンと前記筒体の端部との間に配置さ
れ且つ前記フリーピストンを前記縮オイル室側へ付勢
し、前記ストッパが前記縮オイル室側及び前記伸オイル
室側に設けられ、また前記フリーピストンが前記ストッ
パに当接した状態では前記フリーピストンは前記筒値と
一体的に移動し、更に車両におけるサスペンションのフ
ロント側及び／又はリヤ側の左右に適用されることを特
徴とするハイドロニューマチック・サスペンション装置
に関する。

更に、この出願の第２番目の発明は、ガス室とオイル室
とに仕切る仕切ピストンを収容し且つオリフィスを有す
る筒体をシリンダ内に挿入し、フリーピストンによって
前記シリンダと前記ピストンとの間を縮オイル室と伸オ
イル室との仕切り、更に前記フリーピストンの移動を制
限するスプリング及びストッパを設けたアクチュエータ
を有し、更に前記縮オイル室にオイルを強制的に送込む
ことのできる回路を備えていることを特徴とするハイド
ロニューマチック・サスペンション装置に関し、更に具
体的に詳述すると、前記回路が第１電磁切換弁及び第１
チェック弁を介して前記縮オイル室と電動オイルポンプ
とを連通するライン、第２チェック弁又はリリーフ弁を
介して前記縮オイル室とリザーバタンクとを連通するラ
イン、並びに前記第１電磁切換弁、第２電磁切換弁及び
パイロットチェック弁を介して前記伸オイル室と前記電
動オイルポンプ又はリザーバタンクとを連通するライン
を有し、また引込作動及び復元作動が前記伸オイル室及
び前記縮オイル室の圧力を検知するプレッシャスイッチ
又は車体とアクスル間の距離を検知するレベルセンサー
等の信号に応答して制御され、車両におけるサスペンシ
ョンのフロント側及び／又はリヤ側の左右に適用される
ことを特徴とするハイドロニューマチック・サスペンシ
ョン装置に関する。

〔作用〕

この発明によるハイドロニューマチック・サスペンショ
ン装置は、以上のように構成されており、次のように作
用する。即ち、このハイドロニューマチック・サスペン
ション装置は、ガス室とオイル室とに仕切る仕切ピスト
ンを密封状態を保ちつつ摺動自在に収容し且つ端部にオ
リフィスを有する筒体をシリンダ内に挿入し、密封状態
を保ちつつ摺動自在なフリーピストンによって前記シリ
ンダ内を縮オイル室と伸オイル室とに仕切り、更に前記
フリーピストンの移動を制限するスプリング及びストッ
パを前記伸オイル室に設けたので、前記フリーピストン
の前記伸オイル室側への移動が所定値以上になると、ば
ね特性について非線形率を急激にアップさせることがで
き、底突き防止、バッファクストローク等の問題を解消
し、乗心地性能を向上させることができる。

また、前記ガス室と前記オイル室とに仕切る前記仕切ピ
ストンを密封状態を保ちつつ摺動自在に収容し且つ端部
に前記オリフィスを有する前記筒体を前記シリンダ内に
挿入し、密封状態を保ちつつ摺動自在な前記フリーピス
トンによって前記シリンダ内を前記縮オイル室と前記伸
オイル室とに仕切り、更に前記縮オイル室にオイルを強
制的に送込むことのできる回路を備えているので、アク
チュエータのニーリング作動において強制的な引込機能
を働かせることができ、車両のサスペンションを強制的
に撓ませて通常よりも更に低い状態にまで車高を下げる
ことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明によるハイドロニュー
マチック・サスペンション装置の一実施例を詳述する。

第１図において、この発明によるハイドロニューマチッ
ク・サスペンション装置におけるアクチュエータが符号
１０によって全体的に示されている。このアクチュエー
タ１０は、シリンダ１及びシリンダ１内に挿入された筒
体２から成る。シリンダ１と筒体２とは、シリンダ１と
筒体２との間にオイル室を形成するようなサイズであ
り、シリンダ１の内径を符号Ａで示し、筒体２の内径を
符号Ｂで示す。また、シリンダ１の一端には取付部２０
が設けられ、筒体２の一端には取付部１９が設けられて
いる。筒体２には、ガス室８とオイル室９とに仕切る仕
切ピストン５が密封状態を保ちつつ摺動自在に収容され
ており、更に筒体２の他端部にオリフィス３を有するピ
ストン２６が固定されている。シリンダ１の他端部に
は、シリンダ１と筒体２との間を密封する密封部材１１
が取付けられている。筒体２とシリンダ１との間には、
環状のフリーピストン４が密封状態を保ちつつ摺動自在
に嵌合しており、シリンダ１内を縮オイル室７と伸オイ
ル室６とに区切っている。更に、フリーピストン４の伸
オイル室６側への移動を制限するため、スリーブ状のス
トッパ１３が伸オイル室６側に位置する筒体２に固定さ
れている。このストッパ１３は、シリンダ１に挿入され
た筒体２の端部に固定されたスリーブ２４から成り、フ
リーピストン４がスリーブ２４の上端部（図において）
に当接してフリーピストン４の動きが制限され、当接状
態でフリーピストン４は筒体２と一体的に移動するよう
になる。また、フリーピストン４を縮オイル室７側へ付
勢するため、バランス用スプリング１２がフリーピスト
ン４と筒体２の端部との間に配置されている。このスプ
リング１２のスプリングリテーナとして、スリーブ２４
がその機能を果たしている。即ち、スリーブ２４の一端
部がストッパ１３であり、その他端部がスプリングリテ
ーナ２５である。更に、縮オイル室７側にも、フリーピ
ストン４の移動を制限するストッパ１４が設けられてい
る。このストッパ１４は筒体２に形成された段部であ
る。このストッパ１４とフリーピストン４の上面（図に
おいて）との間の距離を、符号Ｌで示す。更に、縮オイ
ル室７は管路１５を通じてリザーブタンク１６に連通し
ている。この管路１５中には逆止弁１７とリリーフ弁１
８が並列に連結された油圧回路が設けられている。

第６図において、このアクチュエータ１０がメカニカル
サスペンション車の車両に取付けられた一例に示されて
いる。即ち、筒体２の一端部の取付部１９は、メカニカ
ルサスペンション即ち重ね板ばね２１の下端部に位置す
る板ばね２３に取付けられている。また、シリンダ１の
一端部の取付部２０は、車体フレーム２２に取付けられ
ている。図示していないが、筒体２の一端部が重ね板ば
ね２１が取付けられているアクスルケースに取付けられ
ても同様であり、また、シリンダ１と筒体２とが逆方向
に取付けられてもよいことは勿論である。アクチュエー
タ１０が車両に対して上記のように取付けられているの
で、アクチュエータ１０の引込機能によって、重ね板ば
ね２１は通常状態よりも更に撓んだ状態に縮められ、車
高を低くすることができる。

この発明によるハイドロニューマチック・サスペンショ
ン装置のアクチュエータ１０は、以上のように構成され
ており、次のように作動する。

アクチュエータ１０において、バウンド方向の変位に対しては、フリーピストン４と縮
オイル室７におけるストッパ１４との間に距離Ｌの間隔
を有するように、シリンダ１、筒体２、フリーピストン
４、スプリング１２、ストッパ１３，１４が設定されて
いる。即ち、Ｌはフリーピストン４の設定位置である。

まず、シリンダ１内での筒体２の変位ｘが間隔Ｌと等し
いか又は小さい場合（ｘ≦Ｌ）には、第１０図に示すよ
うな従来のアクチュエータ１４０のばね定数ｋ₁（曲線
Ｐ）と同様のばね定数ｋ₁（曲線Ｑ）が得られる。曲線
Ｐと曲線Ｑとは重なった状態である。

変位：ｘ≦Ｌの場合ｋ₁＝Ｐ・Ｖ・Ｂ²／（Ｖ−Ｂｘ）² 次に、シリンダ１内での筒体２の変位ｘが間隔Ｌより大
きい場合（ｘ＞Ｌ）には、フリーピストン４が縮オイル
室７側に設けた筒体２のストッパ１４に当接して、フリ
ーピストン４は下方即ち伸オイル室６側へと押し下げら
れる。この場合にはばね定数ｋ₂（曲線Ｑ）が得られ
る。

変位：ｘ＞Ｌの場合ｋ₂＝Ｐ・Ｖ・Ａ²／（Ｖ−Ａｘ）² これらのばね定数ｋ₁，ｋ₂による荷重Ｗと変位ｘとの関
係を、第１０図に示す。但し、荷重Ｗ、受圧面積Ａ（又
はＢ）及び窒素ガス圧力Ｐの間には、次の関係がある。

Ｗ＝Ａ（又はＢ）・Ｐ次に、第２図（イ）、第２図（ロ）、第２図（ハ）及び
第２図（ニ）を参照して、アクチュエータ１０の作動を
詳述する。

第２図（イ）において、車体の大振幅時のアクチュエー
タ１０の状態が示されており、矢印で示す方向に荷重Ｗ
が掛かった時のアクチュエータ１０の伸び状態が示され
ている。縮オイル室７内のオイルは、矢印Ｇで示す方向
に移動し即ち管路１５のリリーフ弁１８を通ってリザー
ブタンク１６へ流出する。しかも、筒体２のオイル室９
のオイルは、矢印Ｈで示す方向に移動し即ちオリフィス
３を通って伸オイル室６へ流入する。また、アクチュエ
ータ１０における線Ｓは筒体２、及び線Ｚは仕切ピスト
ン５の設定基準位置である。そして、距離ａはシリンダ
１と筒体２との相対的な伸び即ちアクチュエータ１０の
伸びを示し、更に距離ｃは仕切ピストン５の移動距離を
示す。

第２図（ロ）において、車体の大振幅時のアクチュエー
タ１０の状態が示されており、矢印で示す方向に荷重Ｗ
が掛かった時のアクチュエータ１０の縮み状態が示され
ている。リザーブタンク１６のオイルは、矢印Ｉで示す
方向に移動し即ち管路１５の逆止弁１７を通って縮オイ
ル室７内へ流入即ち吸入される。しかも、伸オイル室６
のオイルは、矢印Ｊで示す方向に移動し即ちオリフィス
３を通って筒体２のオイル室９へ流入する。距離ｄはシ
リンダ１と筒体２との相対的な縮み即ちアクチュエータ
１０の縮みを示し、更に距離ｆは仕切ピストン５の移動
距離を示す。従って、車体の大振幅時には、フリーピス
トン４の移動によって伸オイル室６のオイル室９に流入
量が急増することにより、非線形ばね特性が向上する。

車両の走行時における小振幅が発生した場合、アクチュ
エータ１０の伸縮によって発生するオイルの流動につい
ては、第２図（ハ）及び第２図（ニ）に示すようにな
る。小振幅時には、シリンダ１内での筒体２の変位ｘが
間隔Ｌと等しいか又は小さい場合（ｘ≦Ｌ）であり、し
かもフリーピストン４は移動しない。オイルは伸オイル
室６と筒体２のオイル室９とをオリフィス３を通じて移
動するのみである。第２図（ハ）において、距離ｇはシ
リンダ１と筒体２との相対的な伸び即ちアクチュエータ
１０の伸びを示し、距離ｈは仕切ピストン５の移動距離
を示す。第２図（ニ）において、距離ｍはシリンダ１と
筒体２との相対的な縮み即ちアクチュエータ１０の縮み
を示し、距離ｌは仕切ピストン５の移動距離を示す。

第３図に示すこの発明によるハイドロニューマチック・
サスペンション装置５０は、第１図を参照して説明した
上記アクチュエータ１０に、後述の回路を取付けたもの
である。同一部材には同一符号を付し、それらの構造に
ついての説明を省略する。第３図において、縮オイル室
７に管路３０，３１が連結され、伸オイル室６に管路３
２が連結されている。オイルポンプ４０は、管路４３及
び管路３０を通り且つそれらの管路に組込まれた安全弁
４１、電磁切換弁３７及びチェック弁３６を介してアク
チュエータ１０の縮オイル室７に連通している。また、
オイルポンプ４０は、管路４３及び管路３２を通り且つ
それらの管路に組込まれた安全弁４１、電磁切換弁３
７、電磁切換弁３８及びパイロットチェック弁３５を介
してアクチュエータ１０の伸オイル室６に連通してい
る。更に、縮オイル室７に連結されている管路３１は、
チェック弁３３とリリーフ弁３４とが並列に組込まれた
回路を通じてリザーブタンク３９に連通している。管路
３０には、パイロットチェック弁３５を開放するための
管路４４が分岐している。

以下、上記ハイドロニューマチック・サスペンション装
置５０の作動について、第４図（イ）、第４図（ロ）、
第４図（ハ）、第４図（ニ）、第４図（ホ）及び第４図
（ヘ）を参照して説明する。

まず、第４図（イ）は、車両の通常走行における小振幅
時のアクチュエータ１０の伸び状態である作動を示して
いる。この状態は第２図（ハ）で説明したものと同一作
動状態である。従って、同一符号を付し、同一作動につ
いての説明を省略する。アクチュエータ１０の伸オイル
室６及び伸オイル室７は、パイロットチェック弁３５及
びチェック弁３３，３６によって密封されているため、
筒体２の伸び変位時には、フリーピストン４は不動であ
る。従って、筒体２の伸出しによる伸オイル室６の容量
の変化に対しては、筒体２内のオイルがピストン２６の
オリフィス３を通って伸オイル室６へ矢印Ｈのように流
出する。筒体２内のオイルがオリフィス３を通って伸オ
イル室６へ流出することによって、仕切ピストン５は図
の上方へ移動する。この時、オイルのオリフィス通過に
よって減衰力を発生する。また、ガス室８の内圧の減少
によって、マイナスのばね力が発生する。

第４図（ロ）は、車両の通常走行における小振幅時のア
クチュエータ１０の縮み状態である作動を示している。
この状態は第２図（ニ）で説明したものと同一作動状態
である。従って、同一符号を付し、同一作動についての
説明を省略する。伸び状態時と同様に縮み状態時もフリ
ーピストン４は不動である。縮み時において、伸オイル
室６のオイルは、矢印Ｒで示すように、ピストン２６の
オリフィス３を通って筒体２のオイル室９に流入する。
オイルの筒体２への流入によって仕切ピストン５が図の
下方へ移動してガス室８の内圧が上昇する。ガス室８の
内圧上昇によって、プラスのばね力が発生する。また、
オイルのオリフィス通過によって減衰力が発生する。

第４図（ハ）は、車両の通常走行における大振幅時のア
クチュエータ１０の伸び状態である作動状態を示してい
る。この状態は第２図（イ）で説明したものと同一作動
状態である。従って、同一符号を付し、同一作動につい
ての説明を省略する。大振幅の伸び時には、筒体２が伸
び状態になり、フリーピストン４が伸オイル室６内のス
トッパ１３に当接し、筒体２と共にフリーピストン４が
図の下方に押し下げられる。この時、縮オイル室７のオ
イルは、矢印Ｊで示すように、リリーフ弁３４を通じて
リザーブタンク３９へ排出される。また、伸オイル室６
においては、フリーピストン４の下方移動した分だけ容
量のオイルが筒体２のオイル室９からオリフィス３を通
って伸オイル室６へ流入する。オイルの流動容量につい
ては、小振幅時には筒体２の変位量分であるのに対し
て、フリーピストン４の移動量分が更に加わってオイル
がオリフィス３を流動することによって減衰力が発生す
る。従って、筒体２内の仕切ピストン５の移動量の増加
となり、マイナスのばね力は大幅に増加する。

第４図（ニ）は、車両の通常走行における大振幅時のア
クチュエータ１０の縮み状態である作動状態を示してい
る。この状態は第２図（ロ）で説明したものと同一作動
状態である。従って、同一符号を付し、同一作動につい
ての説明を省略する。大振幅の縮み時には、フリーピス
トン４が縮オイル室７内のストッパ１４に当接して、フ
リーピストン４が図の上方へ押し上げられる。縮オイル
室７はフリーピストン４の移動によってオイルが不足す
るので、矢印Ｎで示すように、リザーブタンク３９から
チェック弁３３を通じてオイルが吸い上げられる。伸オ
イル室６は筒体２及びフリーピストン４の移動によって
容量減少分のオイルがピストン２６のオリフィス３を通
じて筒体２のオイル室９に流入する。それ故に、仕切ピ
ストン５が図の下方へ移動して筒体２内のガス室８の内
圧を高める。即ち、オイルの流動容量については、小振
幅時には筒体２の変位量分であるのに対して、フリーピ
ストン４の移動量分が更に加わってオイルがオリフィス
３を流動することによって減衰力が発生する。従って、
筒体２内の仕切ピストン５の移動量の増加となり、プラ
スのばね力は大幅に増加する。

第４図（ヘ）は、車両停止時に、車高を下げる場合が示
されている。この場合には、アクチュエータ１０の引込
機能によって、メカニカルサスペンション即ち重ね板ば
ねを常態よりも更に撓ませて車高を下げる場合である。
車高を下げるため引込・復元切換作動スイッチ４７（第
７図参照）をオンにした場合に、電磁切換弁３７，３８
がオン状態になり、電動オイルポンプ４０が作動し、ま
た、筒体２の引込量は適宜なセンサーによって規制さ
れ、前記センサーの信号によって電気回路をオフにし
て、引込作動は終了するような電気回路が構成されてい
るシステムに、上記のアクチュエータ１０を適用した場
合について説明する。引込・復元切換作動スイッチ４７
をオンにより電磁切換弁３７，３８がオン状態になって
図の位置に切換えられる。オイルポンプ４０より供給さ
れたオイルは、矢印Ｍで示すように、電磁切換弁３７及
びチェック弁３６を通ってアクチュエータ１０の縮オイ
ル室７へ供給されると共に、オイルは管路４４と通って
パイロットチェック弁３５に対して開放圧を加え、パイ
ロットチェック弁３５を開放する。パイロットチェック
弁３５の開放によって、アクチュエータ１０の伸オイル
室６は、矢印Ｅで示すように、パイロットチェック弁３
５及び電磁切換弁３８を通って大気圧状態になっている
リザーブタンク３９へ連通する。従って、伸オイル室６
のオイルはリザーブタンク３９に流出すると共に、仕切
ピストン５はガスの圧力によって筒体２の上端部のピス
トン２６へ移動して当接状態になる。更に、オイルが縮
オイル室７に供給されると、フリーピストン４が上昇
し、次いで、スプリング１２を圧縮し、フリーピストン
４は縮オイル室７側のストッパ１３に当接する。更に続
いてオイルが縮オイル室７に供給されると、筒体２とフ
リーピストン４とは一体となって上昇する。従って、シ
リンダ１内へ筒体２を引込むような引込力が発生する。
引込作動の終了は、リリーフ弁３４の設定圧よりも若干
低い値に設定されたセンサーの信号によって電気回路の
電源を遮断するように構成されている。このセンサーに
ついては、例えば、オイル圧に応答するプレッシャスイ
ッチ、又はリリーフ弁３４のセット圧力よりも若干低く
なるような引込反力を発生するような位置でオフするス
トロークセンサーでよい。

第４図（ホ）は、車両停止時に、車高を上げて元の位置
に戻す復元作動の場合即ちリフト時が示されている。こ
のリフト時については、更に第５図（イ）、第５図
（ロ）及び第５図（ハ）を参照して説明する。この場合
には、アクチュエータ１０の復元機能によって、メカニ
カルサスペンション即ち重ね板ばねを常態に復元させる
場合である。車高を復元させるため引込・復元切換作動
スイッチ４７（第７図参照）を復元状態に切換えた場合
に、電磁切換弁３７はオン状態になり、電磁切換弁３８
がオフ状態になり、電動オイルポンプ４０が作動するよ
うに電気回路が構成されている。勿論、筒体２のリフト
量は適宜なセンサーによって規制され、前記センサーの
信号によって電気回路をオフにして、リフト作動は終了
するような電気回路が構成されている。オイルポンプ４
０より供給されたオイルは、矢印Ｆで示すように、一方
は電磁切換弁３７及びチェック弁３６を通ってアクチュ
エータ１０の縮オイル室７へ流入すると共に、他方は電
磁切換弁３７、電磁切換弁３８及びパイロットチェック
弁３５を通ってアクチュエータ１０の伸オイル室６へ流
入する。それによりアクチュエータ１０の縮オイル室７
と伸オイル室６との双方に同圧力が掛かるようになる。
アクチュエータ１０を上記の引込作動によって引込んだ
状態では、引込反力即ちメカニカルサスペンションの重
ね板ばねが復元しようとする力があるため、リフト即ち
復元作動のスタート時には、第５図（イ）で示すよう
に、引込反力が無くなるまではフリーピストン４と伸オ
イル室６側のストッパ１３とが当接した状態で筒体２は
シリンダ１から伸出し、またパイロットチェック弁３５
の開弁圧は引込み反力による縮オイル室７の内圧とな
り、仕切ピストン５は引込反力が無くなるまではガス室
８の内圧とバランスする位置になっている。次いで、第
５図（ロ）で示すように、引込反力が無くなる即ち零に
なる付近よりスプリング１２の反力によってフリーピス
トン４は伸オイル室６側のストッパ１３から離れるよう
になる。バランス用のスプリング１２については、フリ
ーピストン４の摺動抵抗と定常状態の小振幅ストローク
を見込んだ位置となるように調整されている。引き続き
オイルポンプ４０が作動してオイルがアクチュエータ１
０に供給されると、第５図（ハ）に示すように、オイル
がピストン２６のオリフィス３から筒体２内に流入する
ようになり、仕切ピストン５が下がり始める。オイルが
筒体２内に流入することによって、ガス室８内の圧力が
上昇し、設定圧力相当のリフト力を発生し、プレッシャ
スイッチ等のセンサーによって設定圧力を検知し、前記
センサーの信号に応答して電気回路の電源がオフされ、
復元作動は終了する。

第７図は、上記のハイドロニューマチック・サスペンシ
ョン装置５０がバスに適用された場合の回路図が示され
ている。油圧回路については、上記の油圧回路と同様で
あるので、同一部材には同一符号を付してそれらの構成
についての説明を省略する。図において、左側がフロン
ト側の左右に取付けられたハイドロニューマチック・サ
スペンション装置におけるアクチュエータ１０が示され
ており、右側がリヤ側の左右に取付けられたハイドロニ
ューマチック・サスペンション装置におけるアクチュエ
ータ１０が示されている。アクチュエータ１０の引込作
動又は復元作動は、引込・復元切換作動スイッチ４７を
作動者が切換えることによって行われる。パーキングス
イッチ４８が引込・復元切換作動スイッチ４７に直列に
接続されている。パーキングスイッチ４８は、車両の走
行時に引込・復元切換作動スイッチ４７が誤ってオンさ
れた場合にもアクチュエータ１０が作動することがない
ように設けられている。それぞれのアクチュエータ１０
の伸オイル室６に連通した管路５２には、フロント用の
プレッシャスイッチ６１及びリヤ用のプレッシャスイッ
チ６２が取付けられている。また、それぞれのアクチュ
エータ１０の縮オイル室７に連通した管路５３には、フ
ロント用のプレッシャスイッチ６３及びリヤ用のプレッ
シャスイッチ６４が取付けられている。パーキングスイ
ッチ４８及び引込・復元切換作動スイッチ４７が組込ま
れたラインの一端は各々のプレッシャスイッチ６１，６
２，６３，６４の一方の端子に連結している。また、各
々の引込作動用のプレッシャスイッチ６３，６４の他方
の端子はダイオード４５を介して電動オイルポンプ４０
の作動リレー４６及び電磁切換弁３７及び電磁切換弁３
８の端子に連結されている。各々の復元作動用のプレッ
シャスイッチ６１，６２の他方の端子はダイオード４５
を介して電動オイルポンプ４０の作動リレー４６、電磁
切換弁３７の端子に連結されている。電源４９は、電動
オイルポンプ４０の作動リレー４６における作動スイッ
チ５４を介して、電動オイルポンプ４０の作動モータ５
１に接続されている。このように電気回路が構成されて
いるので、引込・復元切換作動スイッチ４７がアクチュ
エータ１０の引込作動側（図ではスイッチ部材が上方へ
押し上げられた状態）がオンされると、第４図（ホ）を
参照して説明したように、電磁切換弁３７及び電磁切換
弁３８はオン状態になる。また、引込・復元切換作動ス
イッチ４７がアクチュエータ１０の復元作動側（図では
スイッチ部材が下方へ押し下げられた状態）がオンされ
ると、第４図（ヘ）を参照して説明したように、電磁切
換弁３７はオン状態になり、電磁切換弁３８はオフ状態
のままである。この状態に電気回路がなることによっ
て、各々のプレッシャスイッチ６１，６２，６３，６４
の設定圧力によって信号が発生せられ、電動オイルポン
プ４０の作動リレー４６が働いて、電動オイルポンプ４
０が作動又は非作動状態になる。電動オイルポンプ４０
が作動されることによってアクチュエータ１０にオイル
が供給され、上記の作動態様が達成される。

〔発明の効果〕

この発明によるハイドロニューマチック・サスペンショ
ン装置は、以上のような構成であるから、次のような効
果を奏するものである。即ち、ガス室とオイル室とに仕
切る仕切ピストンを収容し且つオリフィスを有する筒体
をシリンダ内に挿入し、フリーピストンによって前記シ
リンダと前記ピストンとの間を縮オイル室と伸オイル室
とに仕切り、更に前記フリーピストンの移動を制限する
スプリング及びストッパを設けたアクチュエータを有す
るので、前記フリーピストンの前記伸オイル室側への移
動が所定値以上になると、前記アクチュエータのばね特
性について非線形率を急激にアップさせることができ、
底突き防止、バッファクストローク等の問題を解消し、
乗心地性能を向上させることができる。また、前記アク
チュエータにおいて前記縮オイル室にオイルを強制的に
送込むことのできる油圧回路を備えたので、前記アクチ
ュエータが強制的な引込機能即ちニーリング機能を有す
ることができ、特に、メカニカルサスペンション車に対
して通常よりも更に低い状態にまで車高を下げることが
できる。勿論、エアサスペンション車についても同様に
エア圧を下げることなく即ちエアスプリングからエアを
抜くことなく通常よりも更に低い状態にまで車高を下げ
ることができる。また、前記アクチュエータの引込作動
又は復元作動をプレッシャスイッチの検知によって行う
ようにしたため、特に傾斜地等で復元操作を行っても前
記アクチュエータ内の油圧は所定圧に保されて復元で
き、前記サスペンションのばね定数が変化することはな
く乗り心地を悪化させることがないという優れた効果を
奏するものである。更に、メカニカルサスペンション車
に採用し、乗降性の向上を求められる路線バス等に対し
安価で軽量なニーリング装置即ち引込作動を備えたニー
リング装置を提供することができ、しかもエアサスペン
ションを採用する車両の従来のニーリング装置のように
コンプレッサの容量の増大、作動回数の増大により耐久
性が悪化するという問題もない。そして、前輪及び後輪
の各々に設けられる前記アクチュエータを前記プレッシ
ャスイッチにより引込・復元制御を行うために制御機構
が簡単であり、従来のメカニカルサスペンション車であ
るショックアブソーバの部分に簡単に取付けることがで
き、装置そのものは軽量な構造に作ることができ、しか
もロール性能については重ね板ばねを併用しているため
横方向の剛性を確保することができ、その部品の点数も
少なくコストダウンすることができる等、種々の効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるハイドロニューマチック・サス
ペンション装置のアクチュエータを示す断面図、第２図
（イ）、第２図（ロ）、第２図（ハ）及び第２図（ニ）
は第１図のアクチュエータの作動状態を示す概略断面
図、第３図はこの発明によるハイドロニューマチック・
サスペンション装置を示す断面図、第４図（イ）、第４
図（ロ）、第４図（ハ）、第４図（ニ）、第４図（ホ）
及び第４図（ヘ）は第３図のハイドロニューマチック・
サスペンション装置の作動状態を示す概略断面図、第５
図（イ）、第５図（ロ）及び第５図（ハ）は第４図
（ホ）の作動状態を詳細に示す断面図、第６図はこの発
明によるハイドロニューマチック・サスペンション装置
のアクチュエータの適用例を示す概略図、第７図はこの
発明によるハイドロニューマチック・サスペンション装
置の電気回路及び油圧回路を示す回路図、第８図は従来
のハイドロニューマチック・サスペンションのアクチュ
エータを示す断面図、第９図は従来の車高調整装置のア
クチュエータを示す断面図、並びに第１０図はアクチュ
エータのばね特性を示すグラフである。１……シリンダ、２……筒体、３……オリフィス、４…
…フリーピストン、５……仕切ピストン、６……伸オイ
ル室、７……縮オイル室、８……ガス室、９……オイル
室、１０……アクチュエータ、１２……スプリング、１
３，１４……ストッパ、１９，２０……取付部、２４…
…スリーブ、２５……スプリングリテーナ、２６……ピ
ストン、３３，３６…チェック弁、３５……パイロット
チェック弁、３７，３８……電磁切換弁、３９……リザ
ーブタンク、４０……電動オイルポンプ、４５……ダイ
オード、４６……作動リレー、４７……引込・復元切換
作動スイッチ、４８……パーキングスイッチ、４９……
電源、５０……ハイドロニューマチック・サスペンショ
ン装置、５１……作動モータ、６１，６２，６３，６４
……プレッシャスイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス室とオイル室とに仕切る仕切ピストン
を収容し且つオリフィスを有する筒体をシリンダ内に挿
入し、フリーピストンによって前記シリンダと前記筒体
との間を縮オイル室と伸オイル室とに仕切り、更に前記
フリーピストンの移動を制限するスプリング及びストッ
パを設けたアクチュエータを有することを特徴とするハ
イドロニューマチック・サスペンション装置。
【請求項２】前記スプリングは前記フリーピストンを前
記縮オイル室側へ付勢することを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載のハイドロニューマチック・サスペン
ション装置。
【請求項３】前記ストッパは前記縮オイル室側及び前記
伸オイル室側に設けられていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載のハイドロニューマチック・サス
ペンション装置。
【請求項４】前記スプリングは前記フリーピストンと前
記筒体の端部との間に配置されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のハイドロニューマチック
・サスペンション装置。
【請求項５】前記フリーピストンが前記ストッパに当接
した状態では前記フリーピストンは前記筒体と一体的に
移動することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のハイドロニューマチック・サスペンション装置。
【請求項６】車両におけるサスペンションのフロント側
及び／又はリヤ側の左右に適用されることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載のハイドロニューマチック
・サスペンション装置。
【請求項７】ガス室とオイル室とに仕切る仕切ピストン
を収容し且つオリフィスを有する筒体をシリンダ内に挿
入し、フリーピストンによって前記シリンダと前記筒体
との間を縮オイル室と伸オイル室とに仕切り、更に前記
フリーピストンの移動を制限するスプリング及びストッ
パを設けたアクチュエータを有し、更に少なくとも前記
縮オイル室にオイルを強制的に送込むことのできる回路
を備えていることを特徴とするハイドロニューマチック
・サスペンション装置。
【請求項８】前記回路は第１電磁切換弁及び第１チェッ
ク弁を介して前記縮オイル室と電動オイルポンプとを連
通するライン、第２チェック弁又はリリーフ弁を介して
前記縮オイル室とリザーバタンクとを連通するライン、
並びに前記第１電磁切換弁、第２電磁切換弁及びパイロ
ットチェック弁を介して前記伸オイル室と前記電動オイ
ルポンプ又はリザーバタンクとを連通するラインを有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載のハイ
ドロニューマチック・サスペンション装置。
【請求項９】引込作動及び復元作動は前記伸オイル室及
び前記縮オイル室の圧力を検知するプレッシャスイッチ
等のセンサーの信号に応答して制御されることを特徴と
する特許請求の範囲第７項に記載のハイドロニューマチ
ック・サスペンション装置。
【請求項１０】車両におけるサスペンションのフロント
側及び／又はリヤ側の左右に適用されることを特徴とす
る特許請求の範囲第７項に記載のハイドロニューマチッ
ク・サスペンション装置。