JPH08503184A - 乗車高さ変更可能な車両の懸架システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 乗車高さ変更可能な車両の懸架システムであって、そこではエネルギー入力は地面との衝突からなされる。このシステムは、伸縮自在なハイドロニューマチック式ストラットを含み、このストラットは、自由ピストンによってガス室から分離された液室からなり、そのストラットの外側の容器は、上記の両室の外側に保持されたバルブ装置を介して同上の両室の一方に連結されており、上記バルブ装置は、上記の容器とその容器が連結されているストラット室との間で一つの方向あるいは他の方向に流体を一方向へ流すよう選択的に操作可能であって、その流れの方向は、上記ガス室における圧力変動から生じる上記ストラットの伸縮を可能とするように選択されるもの。

Description

【発明の詳細な説明】 乗車高さ変更可能な車両の懸架システム 本発明は、車両用の高さ調節機構に関するものであり、特にハイドロニューマ チック式サスペンションに関係がある。 ハイドロニューマチック式懸架システムにおける典型的な装置は、ピストンを 含んでおり、そのピストンが、車輪へ連結されたり、キャタピラの軌道のような その他の地面係合部分へ連結されたりしている。上記ピストンは、液室内に伸び ており、その室から制動用絞り機構を経て第２室へ液体を強制的に押し入れる。 フローティング・ピストンあるいは可撓性膜が、上記の第２室を閉鎖ガス室から 分離させていて、その第２室へ流入する液体がガスを圧縮してサスペンションに 弾性を与える。別の装置では、ダッシュポットが、両液室間の前記の絞り通路に 取って代わっている。 そのようなシステムには種々の制限がある。取り組む１つの問題は、荷物を積 んだ際にガスの圧縮によって高さが変化することであり、そこで、前記の室内の ガス量を変化させることによって一定の高さを保つシステムが提案された。しか しながら、現存の提案システムは、ＵＳＰ４４０８７７３の明細書に記載されて いるように、圧縮ガス源とガス抜き手段とを必要とし、ガス室は閉鎖されていな いものであり、又は、連結弁を備えた２つの部分からなるガス室と油圧ポンプ装 置を必要とするものであって、これにより、上記の２つの室間のガスの移動を効 果的にして、バネを構成する、室の１部分におけるガス量を変えるものである。 この後者の装置は英国特許１６０２２９１の明細書に示されている。 これら２件の明細書は、シャーシの一定の高さを保持することに関する。他方 、荷重に関係なくシャーシの高さを調節することが必要な場合がある。例えば、 異なるタイプの地形を車両が走行できるようにしたり、車両の利用モードを変え たり、走行スピードに合わせたりする場合である。シャーシの高さを上げるなど の高さの調節は、車両の大部分を持ち上げるため、かなりのエネルギー入力を必 要とする。種々の‘能動的’懸架システムが 考案されており、それらのシステムでは、そのエネルギーが、油圧式や空圧式や 電気式のサーボ機構を介して供給される。 そのような能動的懸架システムでは、車両のエネルギー源に外部のエネルギー 源を取り入れているので、燃料効率が低くなり、余分な重量がかかったり、デザ インが複雑になる。 地面との衝突からや、車輪のパタパタによって懸架システム内に生じたかなり のエネルギーを利用する乗車高さ調節システムも提案されている。このエネルギ ーは、使用していない場合は、通常、例えば懸架システムの緩衝要素に熱として 放散される。しかし、この地面から生じたエネルギーを用いるシステムは、ハイ ドロニューマチック式システムの油圧部分に中心がおかれていて、やはりデザイ ンが複雑になるという問題がある。 英国特許１１２８０９２の明細書には次の装置が示されている。即ち、２つの 油圧室を分離するポート・ピストン内のバルブが、地面との衝突の結果として上 記ピストンが振動すると、１つの室からもう１つの室へと流体を流すようになっ ている。ポートが互い違いになるようにバルブを配置させると、荷重が増加した 際に生じるように、ピストンが所定の中心からずれた位置を中心に振動するとき に、室同士間に移動差を生じさせる。この移動差の結果、上記ピストンとシャー シの高さは所定の中心に復帰される。そのような配置は、地面との衝突エネルギ ーを利用して自動的に乗車高さを調節するが、車両が動いている間は乗車高さを 選択・変更できない。 本発明は、変更可能な乗車高さを提供することに向けられたものであるが、こ れはまた、エネルギー入力が地面との衝突からである場合、変動する荷重に対し 一定の高さを保持するのに（すなわち自動高さ調節に）用いられ、作用が簡単で 、信頼性があり、製造費が安くつくものである。 従って、本発明は、車両用のハイドロニューマチック式懸架システムを提供す るものであって、シャーシと、地面との係合部分とからなり、その地面係合部分 における地面との衝突からのエネルギーが、同上の地面係合部分に対してシャー シの高さを調節するのに利用され、衝突圧力およびリバウンド圧力を受けるとと もに第２室へのバルブ付き連結部を有する流体 室を備えた装置があって、そのバルブ付き連結部が上記の両室間での流体の流れ を可能とすることによって上記シャーシの高さを調節するものにおいて、上記の 第２室はシャーシを支持しない補助室であって、バルブは、衝突圧力下あるいは リバウンド圧力下において流体を流してシャーシを上げ下げするため、遠隔から 選択的に操作できることを特徴とするもの。 本発明は、また、伸縮自在のハイドロニューマチック式ストラットを提供する ものであって、このストラットは、自由ピストンによってガス室から分離された 液室を備え、上記ストラットの外側の容器は、上記の両室の外側に保持されたバ ルブ装置を介して同上の両室の一方に連結されており、上記バルブ装置は、上記 の容器とこの容器が連結されているストラット室との間で１つの方向あるいは他 の方向に流体を一方向へ流すように選択的に操作可能であって、その流れの方向 は、ガス室における圧力変動から生じるストラットの伸縮を可能にするように選 択されるもの。 本発明を添付図面を参照しながら記載する。 第１図は、本発明の好ましい実施例を組み込んだストラット・アセンブリーの 模式図で、衝突位置にあるストラットを示す。 第２図は、リバウンド位置にある第１図のストラットを示す模式図である。 第３図は、ストラットの移動に対するガス圧力のガスバネ特性を示す。 第１図は、車輪（図示略）あるいはその他の地面係合機構へ一端１を取り付け るのに適したタイプのハイドロニューマチック式ストラットを示す。そのストラ ットの他端２は、車両の荷重がストラットを介して車輪あるいはその他の地面係 合部分へ伝達されるように、車両のシャーシ（図示略）へ連結されるようになっ ている。 上記ストラットは、シリンダー状壁４と端部５とによって形成された油室３を 備える。このことは、第２図に、より明確に示されている。フローティング・ピ ストン６が油室３をガス室７から分離させている。そのフローティング・ピスト ン６は可撓性膜と換えてもよい。そのガス室は、シリンダー状壁８と端部９とに よって形成されており、このこともまた、第２ 図に、より明確に示されている。 ダンパー１０が、シリンダー状壁８の端部１１によって、前記の端部９から遠 く離れて保持されている。このダンパー１０は前記の油室内に配設され、シリン ダー状壁８の端部１１は、上記の油室３のシリンダー状壁４内に滑り嵌め込み式 になっている。この装置は変更してもよく、本質的には、ストラットは、相対的 に摺動する部分と、油圧および空圧室を区切るフローティング・ピストンあるい は可撓性膜とを備えた伸縮自在の装置からなるものであればよい。 第１図によれば、地面が衝突を与える際に生じる後退位置にストラットがある と、相対的動きによってダンパー１０と管８の端部１１とが油室に押し込まれる ことが分かる。（この動きは、ダンパへの油室のプッシングと記載した方がより 適切であろう。）油は、シリンダー状あるいは適当に孔をあけたダンパ１０を通 り、ガスシリンダ８の端部１１によって形成されているもっと狭いシリンダに入 って行き、同時にフローティング・ピストン６の動きによってガスを圧縮する。 この特殊な緩衝装置は、記載している本発明の作動上の観点から逸脱しなければ 変形してもよいし、ガス室の内部に設けてもよい。 接続部材１２が、主ガスシリンダ７をバルブアセンブリー１３を介して補助ガ スシリンダ１４へ連結している。そのバルブアセンブリー１３は、パイロットあ るいはソレノイドで作動する２つの遮断弁１５，１６と、２つの逆止弁１７，１ ８からなる。このバルブ装置は、例示であり、同じ効果を奏する他の物を使用し てもよい。補助ガスシリンダー及びバルブアセンブリーの両者は、ストラットの 頂部にフレーム固定してもよいし、その近くに取り付けてもよい。後者の場合に は、接続部材は可撓性ホースである。保護のために両者とも外側を覆ってもよい 。 制御ボックス２０は、遮断弁１５，１６に操作信号を与え、それ自体には、操 縦者あるいは運転手のコンソールに取り付けられている手動制御ユニット２１か らの、あるいは実際の乗車高さ・最大積載量および／または所定の乗車高さ条件 等の入力情報に基づく命令を変換するマイクロプロセ ッサ・ユニット２２からの情報が与えられる。車両上の各ストラット・ユニット は、通常、他のストラット・ユニットから独立するために、それ自信のバルブア センブリー及び補助ガスシリンダを有する。このことは、戦闘による損傷が全て の懸架システムの故障を引き起こさないようにするために、戦車には特に重要で ある。戦争用でない車両は、集中または独立のバルブ・ユニットを備えた集中補 助ガスシリンダを有してもよい。 ストラットが低い乗車高さに設定されている場合を考えると、この段階ではス トラットは、相対的に言って、相互にはまり込んでいて（第１図および第２図に 示されている衝突およびリバウンド位置間の中途である平均高さ位置の方により 近い）、主ガスシリンダ７の容積は静的に最小である。静的に最小とは最小の休 止姿勢を意味し、より低いあるいは小さい最小値は衝突時に生じる。この姿勢に おける補助ガスシリンダー１４内のガスの充填圧力は、地面との衝突によって車 輪が持ち上がる際に主ガスシリンダ７に生じる圧力であって油シリンダを介して シリンダ７の圧縮力として伝達される圧力とほぼ等しくなるように選択される。 第２図に示されている位置で生じるこの圧力は衝突圧力として知られている。 車両の乗車高さを高くする必要がある場合、バルブ１５を開くと共にバルブ１ ６を閉じて、補助ガスシリンダ１４から主シリンダ７への流れを可能にする。こ のバルブ・セッティングに切り換えると、補助ガスシリンダ内の圧力の方が大き いため、主ガスシリンダへのガスの初期流れが起こる。この初期流れは、圧力が 均等になるまで乗車高さの初期上昇を生じさせる。逆止弁１８は、衝突の際に補 助シリンダへガスが押し戻されるのを防ぎ、よって、本質的には、ガス弾性のた めの主シリンダの閉鎖特性を保持させる。 更に高さを高くする必要がなければ、バルブ１５は閉じられる。更に高くする 必要があれば、バルブ１５は開いた状態に保たれる。次いで、車両が移動して車 輪が凹凸の地面にかかると、車輪は上がってその後リバウンドする。そのリバウ ンドの際、ストラットは伸びてシリンダ７内のガスを更に膨張させ、これにより 、その圧力を最初の値以下に下げる。リバウン ドによって生じた主ガスシリンダ７内の圧力の低下は、その圧力を補助シリンダ １４のガス圧力以下にし、そこで更にガスが主シリンダに移動する。リバウンド 後に収縮すると、逆止弁１８が補助シリンダ１４への逆流を防ぐ。よって、所望 の高さが得られると共にバルブ１５が閉鎖されるまで、あるいは補助シリンダ１ ４内の圧力が主シリンダのリバウンド圧力と同じレベルになるまで落ちてそれ以 上の移動を防いで最大高さが得られるまで、リバウンド毎に高さが大きくなる。 第２図が、‘リバウンド’位置で完全に伸びきったストラットを示す。 乗車高さを低くしたい場合には、バルブ１５を閉じると共にバルブ１６を開け る。最大高さからの低下であれば、バルブ１５を開けた際に、補助シリンダ１４ 内の最初の圧力はリバウンド圧力であって、主シリンダ７の圧力よりも低く、こ れにより、ガスは主シリンダ７から補助シリンダ１４へ移動して、その圧力が均 等になるまで高さの初期低下が起こる。逆止弁１７は、補助シリンダから主シリ ンダへの逆方向にガスが流れるのを防止する。 さて、車両が移動すると、車輪が上がって主ガスシリンダ７を圧縮し、圧力が 衝突圧力まで上がる。これにより、所望の高さでバルブ７が閉じられるまで、又 は、最小乗車高さで補助シリンダが衝突圧に達するまで、ガスは衝突毎に補助シ リンダ１４内へ移動し続ける。衝突後および衝突同士間のリバウンドの際にはバ ルブ１７が主ガスシリンダ７への逆流を防止する。 上記の記載は、変更可能な乗車高さに関するものである。もっと基本的には、 本発明を、圧力変動を利用するストラットの有効長さあるいは有効容積の作動と して記載してもよい。荷重を増やすと乗車高さが低下し、所定のレベルまで高さ を大きくするためのバルブセッティングは、可変荷重下で所定の高さを維持する ために用いられることが分かる。 補助室内（よってストラット内）の圧力のモニターは、所定荷重に対する高さ の読み値を提供するために用いられる。これは、車両内の三方弁および制御ユニ ットを備えた圧力変換器を用いて達成できる。 第３図は、典型的なストラット設計の最大および最小荷重に対する非常に特徴 的な曲線を図示する。 同様のメカニズムをハイドロニューマチック式システムの油圧側に用いてもよ い。この場合はホース・ラインが、（主シリンダである）油シリンダ３から延び 、補助シリンダがフローティング・ピストンを備えた油シリンダで構成されてお り、このフローティング・ピストンは、容積および圧力調節をなす閉鎖ガス室か ら油シリンダを分離している。シャーシを下げるためには、衝突時、油は前記し たものと同様のバルブ装置を介して補助シリンダへ移動し、補助室のガス部分は 、衝突圧力に到達するまで収縮する。これとは反対に、リバウンドの際に、高さ を上げるため、流体がシリンダ３へ移動し、補助シリンダのガス部分はリバウン ド圧力に到達するまで膨張する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両用ハイドロニューマチック式懸架システムであって、シャーシと、地面 と係合する部分とからなり、その地面係合部分と地面との衝突からのエネルギー は、上記の地面係合部分に対する上記シャーシの高さを調節するのに用いられ、 衝突圧力およびリバウンド圧力を受けると共に第２室へのバルブ付き連結部を有 する流体室を備えた装置があって、そのバルブ付き連結部が上記の両室間での流 体の流れを可能とすることによって上記シャーシの高さを調節するものにおいて 、上記の第２室は、上記シャーシを支持しない補助室であり、上記バルブは、衝 突圧力あるいはリバウンド圧力下において流体を流して上記シャーシを上げ下げ するため、遠隔から選択的に操作できることを特徴とするもの。 ２．特許請求の範囲第１項の懸架システムであって、前記の流体室がハイドロニ ューマチック式システムの空圧室であり、前記の補助室が補助ガス室であるもの 。 ３．特許請求の範囲第１項の懸架システムであって、前記の流体室がハイドロニ ューマチック式システムの油圧室であり、前記の補助室が、ガス・油圧組み合わ せ室からなるもの。 ４．伸縮自在のハイドロニューマチック式ストラットであって、自由ピストンに よってガス室から分離された液室からなり、上記ストラットの外側の容器は、上 記の両室の外側に保持されたバルブ装置を介して同上の両室の一方に連結されて おり、上記バルブ装置は、上記の容器とこの容器が連結されているストラット室 との間で一つの方向あるいは他の方向に流体を一方向へ流すように、選択的に操 作可能であって、その流れの方向は、ガス室における圧力変動から生じるストラ ットの伸縮を可能にするよう選択されるもの。 ５．上記の先行する特許請求の範囲のいずれかの懸架システムであって、前記の バルブ連結部が一対の一方弁からなり、これらの弁を通る通過は遠隔操作される もの。 ６．特許請求の範囲第５項の懸架システムであって、上記の一方弁を通る通過に 対する遠隔操作が、遠方から操作できる一対の遮断弁からなるもの。 ７．前記の先行する特許請求の範囲のいずれかの懸架システムであって、各地面 との係合部材には各々補助室が設けられているもの。 ８．前記の先行する特許請求の範囲のいずれかの懸架システムであって、前記の 補助室が車体の外側に取り付けられているもの。 ９．前記の先行する特許請求の範囲のいずれかの懸架システムであって、前記の 補助室の最大圧力が衝突圧力であるもの。 10．前記の先行する特許請求の範囲のいずれかの懸架システムであって、前記の 補助室の最小圧力がリバウンド圧力であるもの。 11．添付図面に関し前記すると共にそこに図示された懸架システム。