JPH09310731A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車高自動調整機能を有する油圧緩衝器におい
て、荷物を積載した直後、車両の走行開始前に充分な車
高確保できるようにする。 【解決手段】 シリンダ３に、ピストンロッド７を連結
したピストン６を嵌装する。ピストンロッド７内のポン
プチューブ12にポンプロッド15を嵌合してポンプ室16を
形成する。ピストンロッド７のストロークにともない、
ポンプチューブ12、ポンプロッド15、ポンプ室16、逆止
弁17，19からなるセルフポンピング機構によってオイル
タンク５とシリンダ３との間で油液を給排して、ピスト
ンロッド７の伸長長さを調整して車高調整を行う。同時
に蓄圧タンク24に圧力を蓄圧する。荷物の積載によって
車高が低下した場合には、切換弁27を切り換えて、蓄圧
タンク24に蓄圧された圧力をリザーバ４に供給して、走
行開始前に車高を上げることにより、ロードクリアラン
スを充分確保するとともに、懸架装置の底つきを防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両の
懸架装置に装着される自動車高調整機能を有する油圧緩
衝器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車等の車両においては、懸架
装置のばね上、ばね下間に油圧緩衝器を装着して、懸架
ばねの振動を減衰させることによって、乗り心地および
操縦安定性を向上させるようにしている。

【０００３】ところで、バン、ワゴン車等の比較的積載
重量の大きな車両においては、乗員の乗り降り、荷物の
積み降ろし等にともなう積載荷重の変化によって、車高
が大きく変化して乗り心地および操縦安定性が低下する
ことがある。このため、積載荷重の大小に関係なく自動
的に一定の車高を保つことができる懸架装置が望まれて
いる。

【０００４】そこで、従来、例えば特開昭６０−２６１
７１３号公報に記載されるように、高圧ガスが封入され
たオイルタンクおよびリザーバと、ピストンロッドの伸
縮によってオイルタンクの油液をシリンダ内へ供給する
ポンプ手段と、ピストンロッドの位置に応じてポンプ手
段およびシリンダ内の圧油をオイルタンクへリリーフす
るリリーフ手段とを備え、走行時の懸架装置の振動を利
用してポンプ手段を作動させてシリンダ内を適宜加圧し
てピストンロッドの伸長長さを一定に調整することによ
って、自動的に一定の車高を保つようにした、いわゆる
セルフポンピング式の油圧緩衝器が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のセルフポンピング式の油圧緩衝器では、次のような
問題がある。セルフポンピング式の油圧緩衝器を装着し
た車両が空車状態で走行した後は、小さな積載荷重に応
じてシリンダ内の油液の圧力が低くなっている。この状
態で、荷物を積載すると積載荷重が増加した分だけ車高
が低下する。そして、積載後の走行によってポンプ手段
が作動してオイルタンクからシリンダ内に圧油が供給さ
れて車高が徐々に上昇して所定の車高に調整される。こ
のとき、ポンピングが充分に行われていない走行開始時
には、車高が低い状態で走行することになるので、ロー
ドクリアランスが不足し、また、懸架装置が底つきしや
すい状態にあり、積載荷重が大きい場合や大きな路面の
凹凸を通過する場合に底つきを生じる虞がある。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、空車状態から荷物を積載した直後においても充
分な車高を確保することができる車高調整機能を有する
油圧緩衝器を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリ
ンダに摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピ
ストンに連結され他端が前記シリンダの外部に延出され
たピストンロッドと、前記シリンダに常に圧力が伝搬す
るように接続されたリザーバと、前記シリンダに接続さ
れたオイルタンクと、前記シリンダと前記オイルタンク
との間に設けられて前記ピストンロッドのストロークに
よって前記オイルタンクと前記シリンダとの間で油液を
給排して前記ピストンロッドの伸長長さを調整するセル
フポンピング機構とを備えた油圧緩衝器において、前記
シリンダに、蓄圧タンクおよび切換弁機構を有する蓄圧
機構を接続し、前記切換弁機構を切り換えることによっ
て、前記蓄圧タンクに圧力を蓄圧、または、該蓄圧タン
クに蓄圧された圧力を前記シリンダに供給できるように
したことを特徴とする。

【０００８】このように構成したことにより、車両の走
行時の振動によるピストンロッドのストロークによって
セルフポンピング機構が作動して、ピストンロッドの伸
長長さを調整して車高を一定に調整する。このとき、セ
ルフポンピング機構の作動によって蓄圧タンクに圧力を
蓄圧する。そして、空車状態から荷物を積載した場合に
は、切換弁機構を切り換えて、蓄圧タンクに蓄圧された
圧力をシリンダへ供給することによってピストンロッド
を伸長させて車高を高めることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１０】本発明の第１実施形態について、図１ない
し図４を参照して説明する。図１に示すように、油圧緩
衝器１は、油圧緩衝器本体２内に、シリンダ３と、シリ
ンダ３の周囲に配置された環状のリザーバ４と、シリン
ダ３の下方に配置されたオイルタンク５とが設けられて
いる。シリンダ３には、ピストン６が摺動可能に嵌装さ
れており、このピストン６によってシリンダ３内がシリ
ンダ上室3aとシリンダ下室3bとの２室に画成されてい
る。ピストン６には、中空のピストンロッド７の一端が
連結されており、ピストンロッド７の他端側はシリンダ
３の上端部に設けられたシール８に挿通されてシリンダ
３の外部に延出されている。

【００１１】そして、シリンダ上下室3a，3bには、油液
が封入されており、リザーバ４およびオイルタンク５に
は、油液およびガスが封入されている。なお、図中にお
いて、オイルタンク５内のオイル室を符号5aで示し、ガ
ス室を符号5bで示す。

【００１２】ピストン６には、シリンダ上下室3a，3b間
を連通させる油路９およびこの油路９を流れる油液の流
動を制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディ
スクバルブ等からなる減衰力発生機構10が設けられてい
る。また、シリンダ下室3bとリザーバ４とは、シリンダ
の下端部付近の側壁に設けられた連通路11によって常に
圧力が伝搬するように互いに連通されている。なお、連
通路11は、縮み側の減衰力をピストン部で発生させる等
の理由により、流通抵抗を有するようになっている。よ
って、シリンダ３内とリザーバ４内の圧力は、遅れをも
って伝搬する。

【００１３】ピストンロッド７の内部には、小径部12a
と大径部12b とを有する段付のポンプチューブ12が設け
られており、ポンプチューブ12の周囲に環状通路13が形
成されている。環状通路13は、ピストンロッド７の側壁
に設けられた油路14によってシリンダ上室3aに連通され
ている。

【００１４】シリンダ３内には、その中心軸に沿って管
状のポンプロッド15が設けられている。ポンプロッド15
は、その基端部がシリンダ３の底部に連結されており、
先端部がピストン６を貫通してピストンロッド７の内部
のポンプチューブ12の大径部12b に挿通されて小径部12
a 内に摺動可能に嵌合されている。そして、ポンプロッ
ド15の先端部によって小径部12a 内にポンプ室16が形成
されている。ポンプ室16は、ポンプロッド15の先端部に
設けられた逆止弁17を介してポンプロッド15内の通路18
によってオイルタンク５に連通されており、逆止弁17
は、オイルタンク５側からポンプ室16側への油液の流通
のみを許容している。また、ポンプ室16は、ピストンロ
ッド７の先端部に設けられてポンプ室16側から環状通路
13側への油液の流通のみを許容する逆止弁19を介して環
状通路13に連通されている。

【００１５】ポンプロッド15の側面部には、その軸方向
に沿って先端部から所定部位まで延びる溝20が形成され
ている。また、ポンプロッド15の側壁には、オリフィス
通路21が設けられている。オリフィス通路21は、溝20の
端部（図中の下端部）に対してポンプロッド15の先端部
よりの部位に配置されている。そして、ピストンロッド
７の伸長長さが第１所定長さに達すると、溝20がポンプ
チューブ12の大径部12b に連通して、ポンプ室16が溝20
および大径部12b を介してシリンダ下室3bに連通され、
さらに伸長して第２所定長さに達すると、オリフィス通
路21が大径部12b に連通して、ポンプロッド15の通路18
がオリフィス通路21および大径部12b を介してシリンダ
下室3bに連通されるようになっている。

【００１６】そして、ポンプチューブ12、ポンプロッド
15、ポンプ室16、逆止弁17，19、溝20およびオリフィス
通路21によって、ピストンロッド７のストロークによっ
て、オイルタンク５とシリンダ３との間で油液を給排し
てピストンロッド７の伸長長さを調整するセルフポンピ
ング機構が構成されている。

【００１７】また、油圧緩衝器本体２には、シリンダ３
内の油液の圧力が所定圧力に達したとき、開弁してシリ
ンダ下室3b内の圧油をオイルタンク５へ逃がすリリーフ
弁22が設けられている。

【００１８】リザーバ４には、蓄圧機構23が接続されて
いる。蓄圧機構23は、蓄圧タンク24と切換弁機構25と緩
衝機構26とからなり、蓄圧タンク24が切換弁機構25およ
び緩衝機構26を介して油圧緩衝器本体２のリザーバ４す
なわちシリンダ３に接続されている。

【００１９】蓄圧タンク24は、内部がフリーピストンま
たはダイヤフラム等によって、油液を貯留するオイル室
24a とガスを封入したガス室24b とに画成されており、
ガス室24b 内のガスの圧縮、膨張によってオイル室24a
内の油液の圧力を蓄圧できるようになっている。

【００２０】切換弁機構25は、３ポート２位置電磁式切
換弁27と２つの逆止弁28，29とを組み合わせて構成され
ている。そして、通常は、切換弁27によってリザーバ４
と蓄圧タンク24とを一方の逆止弁28を介して連通させる
ことにより、リザーバ４側から蓄圧タンク24側への油液
の流通のみを許容し、また、ソレノイドへの通電によっ
て切換弁27を切り換えて、リザーバ４と蓄圧タンク24と
を他方の逆止弁29を介して連通させることにより、蓄圧
タンク24側からリザーバ４側への油液の流通のみを許容
するようになっている。切換弁27は、例えば車室内に設
けたスイッチ（図示せず）によって自由に切り換えられ
るようになっている。

【００２１】緩衝機構26は、蓄圧タンク24側からリザー
バ４側への油液の流通のみを許容する逆止弁30と、オリ
フィス31とを並列に配置したものである。そして、リザ
ーバ４側から蓄圧タンク24側への油液の流れに対して
は、オリフィス31によって抵抗を付与することによっ
て、蓄圧タンク24のガス圧による脈動の発生を抑制する
とともに、蓄圧タンク24側からリザーバ４側への油液の
流れに対しては、逆止弁30を開くことによって、流通が
円滑に行われるようになっている。

【００２２】以上のように構成した第１実施形態の作用
について次に説明する。

【００２３】油圧緩衝器１は、ピストンロッド７の伸縮
にともなうピストン６の移動によって、シリンダ上下室
3a，3b間で油液が油路９を流通して減衰力発生機構10に
よって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド７
の伸縮にともなうシリンダ３への侵入、退出によるシリ
ンダ上下室3a，3bの容積変化をリザーバ４内のガスの圧
縮、膨張によって補償する。

【００２４】次に、油圧緩衝器１の車高自動調整機能に
ついて説明する。図１に示すように、通常、蓄圧機構23
の蓄圧タンク24は、切換弁27によって逆止弁28を介して
リザーバ４に連通されている。また、初期状態では、オ
イルタンク５とリザーバ４（すなわちシリンダ３）と蓄
圧タンク24とは、同圧力になっており、空車時におい
て、ピストンロッド７の伸長長さは、所定の標準範囲内
（第１所定長さと第２所定長さの間）にある。この状態
では、ポンプロッド15の溝20がポンプチューブ12の大径
部12b と連通しており、ポンプ室16が溝20および大径部
12b を介してシリンダ下室3bに連通されているので、ピ
ストンロッド７が伸縮してもセルフポンピング機構によ
るポンピング動作は行われない。

【００２５】積載荷重の増加によって車高が低下して、
ピストンロッド７の伸長長さが第１所定長さよりも短く
なると、ポンプロッド15の溝20がポンプチューブ12の大
径部12b から遮断される。この状態では、走行時の振動
によってピストンロッド７が伸縮すると、伸び行程時に
は、ポンプロッド15の後退によってポンプ室16内が減圧
されて、逆止弁17が開いてオイルタンク５内の油液が通
路18を通してポンプ室16内に導入される。そして、縮み
行程時には、ポンプロッド15の前進によってポンプ室16
内が加圧されて、逆止弁19が開いてポンプ室16内の油液
が環状通路13および油路14を通してシリンダ上室3aに供
給され、さらに、シリンダ下室3bおよびリザーバ４に供
給されてリザーバ４内のガスを加圧してピストンロッド
７を伸長させる。このようにして、走行時の振動を利用
してセルフポンピング機構によるポンピング動作を繰り
返すことによってピストンロッド７を伸長させて車高を
上げる。そして、車高が標準車高に達して、ピストンロ
ッド７の伸長長さが第１所定長さに達すると、ポンプロ
ッド15の溝20がポンプチューブ12の大径部12b に連通し
てポンピング動作が解除される。

【００２６】このとき、ポンピング動作によってリザー
バ４に供給された圧油は、さらに、蓄圧機構23のオリフ
ィス31、切換弁27および逆止弁28を介して蓄圧タンク24
にも供給されて、逆止弁28によって蓄圧タンク24内に貯
えられて蓄圧される。ここで、走行時の振動を利用して
ポンピング動作を行うので、瞬間的に積載荷重よりも高
い圧力を得ることができ、この圧力を逆止弁28によって
蓄圧するので、蓄圧タンク24には積載荷重に対して充分
高い圧力を蓄圧することができる。また、オリフィス31
を介して蓄圧タンク24に圧油を供給することにより、蓄
圧タンク24のガス圧による脈動の発生を抑制することが
できる。

【００２７】一方、積載荷重の減少によって車高が上昇
して、ピストンロッド７の伸長長さが第２所定長さに達
すると、ポンプロッド15のオリフィス通路21がポンプチ
ューブ12の大径部12b に連通されるので、シリンダ下室
3b内の圧油が大径部12b 、オリフィス通路21および通路
18を通ってオイルタンク５に戻されてピストンロッド７
が短縮して車高が下がる。車高が標準車高まで下がって
ピストンロッド７が第２所定長さまで短縮されると、オ
リフィス通路21がポンプチューブ12の小径部12a によっ
て閉鎖されてシリンダ下室3bからオイルタンク５への圧
油の戻し動作が解除される。

【００２８】このようにして、走行時の振動を利用し
て、ポンピング動作および戻し動作を繰り返して、ピス
トンロッド７の伸長長さを第１所定長さと第２所定長さ
にとの間に調整することにより、積載荷重にかかわらず
車高を一定に調整することができる。また、ポンピング
動作によって、蓄圧機構23の蓄圧タンク24に圧油を蓄圧
することができる。ピストンロッド７の伸長長さが調整
され、蓄圧タンク24に圧油が蓄圧された状態を図２に示
す。

【００２９】ポンピング動作または走行時の路面からの
突き上げ等によって、シリンダ３内の圧力が過度に上昇
した場合には、リリーフ弁22が開いてシリンダ３内の圧
油をオイルタンク５へ逃がすことによって、油圧緩衝器
１のシール部および各部材の接合部の負担を軽減すると
ともに、車体への衝撃を緩和する。

【００３０】図３に示すように、空車時に車高調整され
た状態の車両に荷物を積載して車高が下がった場合、図
４に示すように、車室内のスイッチをオンにして、ソレ
ノイドに通電して切換弁27を切り換えて、蓄圧タンク24
を逆止弁29を介してリザーバ４に連通させると、蓄圧タ
ンク24に蓄圧された高圧の油液が逆止弁29、切換弁27お
よび逆止弁30を通ってリザーバ４へ供給され、リザーバ
４内のガスを加圧してピストンロッドを伸長させる。ピ
ストンロッドが第１所定位置まで伸長して車高が標準車
高に達したとき、スイッチをオフにして切換弁27を切り
換えて蓄圧タンク24からリザーバ４への圧油の供給を停
止する。このようにして、荷物を積載した直後、走行開
始前に車高を標準車高まで上昇させることができ、ロー
ドクリアランスを充分に確保することができ、また、懸
架装置の底つきを防止することができる。そして、その
後の走行時の振動によってポンピングを行って、再び蓄
圧タンク24に圧油を蓄圧する。

【００３１】なお、積載荷重が大きく、蓄圧タンク24に
蓄圧された圧油によっては、車高を標準車高まで高める
ことができない場合でも、走行開始前にある程度車高を
高めておくことによって、必要なロードクリアランスお
よび懸架装置のストロークを得ることができ、その後、
走行によるポンピングによって車高を標準車高に調整す
ることができる。

【００３２】次に、本発明の第２実施形態について図５
を参照して説明する。なお、第２実施形態は、上記第１
実施形態に対して、蓄圧機構の切換弁機構が異なる以外
は概して同様の構成であるから、第１実施形態のものと
同様の部分には同一の番号を付して異なる部分について
のみ詳細に説明する。

【００３３】図５に示すように、第２実施形態に係る油
圧緩衝器32では、蓄圧機構23には、上記第１実施形態の
切換弁機構の代わりに開閉弁33が設けられている。開閉
弁33は、パイロット形電磁開閉弁であり、リザーバ４側
の圧力が蓄圧タンク24側の圧力よりも高い場合に開弁し
てこれらの間を連通させ、低い場合には閉弁してこれら
の間を遮断するようになっている。また、リザーバ４側
および蓄圧タンク24側の圧力にかかわらず、ソレノイド
への通電によって開弁させることができるようになって
いる。開閉弁33のソレノイドは、例えば車室内に設けた
スイッチによって操作できるようになっている。

【００３４】この構成により、ピストンロッド７の伸縮
によるポンピング動作によって、リザーバ４側の圧力が
蓄圧タンク24側よりも高圧となったとき、開閉弁33が開
いて蓄圧タンクに圧油が供給され、低圧となったときは
開閉弁33が閉じて蓄圧タンク24内の圧油を保持すること
により、上記第１実施形態と同様に、蓄圧タンク24内に
高圧の油液を蓄圧することができる。

【００３５】そして、空車時に車高調整された状態の車
両に荷物を積載して車高が下がった場合、車室内のスイ
ッチを操作して開閉弁33を開くと、蓄圧タンク24に蓄圧
された高圧の油液がリザーバ４へ供給されて、リザーバ
４内のガスが加圧されてピストンロッド７が伸長する。
ピストンロッド７が第１所定位置まで伸長して車高が標
準車高に達したとき、スイッチを操作して蓄圧タンク24
側の圧力によって開閉弁を閉じてリザーバ４への圧油の
供給を停止する。このようにして、上記第１実施形態と
同様に、走行開始前に車高を標準車高まで上昇させるこ
とができ、ロードクリアランスを充分に確保することが
でき、また、懸架装置の底つきを防止することができ
る。

【００３６】なお、本発明の油圧緩衝器の蓄圧機構に用
いられる切換弁機構は、上記第１および第２実施形態に
示すもののほか、ポンピング動作時に蓄圧タンクに圧油
を供給して蓄圧することができ、また、スイッチ等の操
作によって任意に蓄圧タンクに蓄圧された圧油をリザー
バ側へ供給することができるものであれば、他の形式の
ものを用いることもできる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の油圧緩衝
器は、セルフポンピング機構を備えた油圧緩衝器のシリ
ンダに、蓄圧タンクおよび切換弁機構を有する蓄圧機構
を接続したことにより、車両の走行時の振動によるピス
トンロッドのストロークによってセルフポンピング機構
が作動して、ピストンロッドの伸長長さを調整して車高
を一定に調整することができる。このとき、セルフポン
ピング機構の作動によって蓄圧タンクに圧力が蓄圧され
る。そして、空車状態から荷物を積載して車高が低下し
た場合には、切換弁機構を切り換えて、蓄圧タンクに蓄
圧された圧力をシリンダへ供給することによってピスト
ンロッドを伸長させて車高を高めることができる。その
結果、荷物を積載した直後、走行開始前に車高を上昇さ
せることができるので、ロードクリアランスを充分に確
保することができ、また、懸架装置の底つきを防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の油圧緩衝器の初期状態
を示す概略図である。

【図２】図１の装置において、ピストンロッドの伸長長
さが調整され、蓄圧タンクに圧力が蓄圧された状態を示
す概略図である。

【図３】図１の装置において、荷物の積載によってピス
トンロッドが短縮した状態を示す概略図である。

【図４】図１の装置において、切換弁機構を切り換え
て、蓄圧タンクに蓄圧された圧力をシリンダに供給して
ピストンロッドを伸長させた状態を示す概略図である。

【図５】本発明の第２実施形態の油圧緩衝器を示す概略
図である。

【符号の説明】

１ 油圧緩衝器 ３ シリンダ ４ リザーバ ５ オイルタンク ６ ピストン ７ ピストンロッド 12 ポンプチューブ12（セルフポンピング機構） 15 ポンプロッド15（セルフポンピング機構） 16 ポンプ室16（セルフポンピング機構） 17,19 逆止弁17，19（セルフポンピング機構） 20 溝（セルフポンピング機構） 21 オリフィス通路（セルフポンピング機構） 23 蓄圧機構 24 蓄圧タンク 25 切換弁機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油液が封入されたシリンダと、該シリン
   ダに摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピス
   トンに連結され他端が前記シリンダの外部に延出された
   ピストンロッドと、前記シリンダに常に圧力が伝搬する
   ように接続されたリザーバと、前記シリンダに接続され
   たオイルタンクと、前記シリンダと前記オイルタンクと
   の間に設けられて前記ピストンロッドのストロークによ
   って前記オイルタンクと前記シリンダとの間で油液を給
   排して前記ピストンロッドの伸長長さを調整するセルフ
   ポンピング機構とを備えた油圧緩衝器において、 前記シリンダに、蓄圧タンクおよび切換弁機構を有する
   蓄圧機構を接続し、前記切換弁機構を切り換えることに
   よって、前記蓄圧タンクに圧力を蓄圧、または、該蓄圧
   タンクに蓄圧された圧力を前記シリンダに供給できるよ
   うにしたことを特徴とする油圧緩衝器。