JPS5828122B2 - 車両用ハイドロニユ−マチツクサスペンシヨン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車等の車両の車体と車軸との間に跨って配
設され、車両の車高調整とショックアブソーバ−作用を
つかさどるハイドロニューマチックサスペンションに関
スル。

ハイドロニューマチックサスペンションは従来から数多
く知られている。

そして、本出願人は先に車体に荷重がかかり、車体が沈
下した場合、車両の走行時振動によって自体のポンプ作
用により伸張して車高を自動的に元の状態に復帰させる
ようにしたハイドロニューマチックサスペンションを提
案している。

このハイドロニューマチックサスペンションは第１図に
示すように構成されている。

第１図に示す状態は車両の無負荷時における常態姿勢を
示すもので、この時の支持反力は第１蓄圧室１のダイヤ
フラム２によって隔成されたガス室３内のガス圧によっ
て生起される。

この釣合い位置においてはピストン４の上端面が中空プ
ランジャ５の段差面６と一致している。

このような状態で車両に荷物を積載したり、あるいは人
員が乗車すると、車重に応じて中空ロッド７に対してシ
リンダ８が相対変位して、サスペンションは一旦沈下し
、中空ロンドア力進入体積分だけ第１蓄圧室１のガス室
３の内圧が上昇して支持反力が増強される。

この状態で車両が走行し、この走行により生ずる振動は
シリンダ８と中空ロッド７との相対的な伸張と収縮の往
復運動を生起させる。

この時のピストン４に設けたオリフィス９により、第１
作動流体室１０と第２作動流体室１１との間を相互に移
動する作動流体の置換流動に制限を加えることと、第１
蓄圧室１のガス室３の圧縮、膨張作用により、振動エネ
ルギを吸収する。

ここで、サスペンションの振動に伴う伸張行程では中空
ロッド７内に形成されたポンプ室１２が減圧され、第２
蓄圧室１３の作動流体室１４から中空プランジャ５内の
通路１５、その先端の吸込弁１６を介して作動流体を吸
引し、かつ縮小行程でポンプ室１２内の加圧作動流体を
ピストン４に設けた吐出弁１７を介して第１作動流体室
１０（こ送り込み、このポンプ作用を繰り返し行って、
第１作動流体室１０に作動流体を累積補給し、該第１作
動流体室１０の内圧を上昇させる結果、ピストン４が押
出され、漸次車高復帰作用が行われるのである。

前述のサスペンション自体のポンプ作用により車高が正
規レベルに達し、図のようにピストン４上端面が中空プ
ランジャ５の段差面６と一致すると、それ以上のピスト
ン４の押出し作用に対しては段差部に沿う流路１８を開
いてポンプ室１２と第１作動流体室１０とを連絡する結
果、ポンプ作用が打消され正規レベルを維持するのであ
る。

次に車両から積荷を降し、または人員が降車して車重が
軽減されると、第１蓄圧室１並に第１作動流体室１０の
内圧と車両荷重とのバランスが崩れ、この結果サスペン
ションの過伸長をもたらす。

この時、中空プランジャ５はピストン４から抜出す方向
に相対移動し、これ（こ伴い、該プランジャ５に嵌装し
たスリーブ１９もセットスプリング２０の力により一体
に移動するが、この移動過程でスリーブ１９はその係止
爪２１がピストン４に係合して移動が規制されてプラン
ジャ５のみが移動し、この結果、スリーブ１９によって
閉塞されていたプランジャ５胴部のオリフィス２２が開
き、第１作動流体室１０とプランジャ５内の通路１５を
連絡し、該第１作動流体室１０内の作動流体は該通路１
５を通して第２蓄圧室１３の作動流体室１４に流入し、
以って、第１作動流体室１０の内圧が残余の車両荷重と
バランスするまで、車高レベルが低下し、この低下レベ
ルはほぼ前述の正規レベルに一致するのである。

このような従来のハイドロニューマチックサスペンショ
ンにあっては第２作動流体室１１がピストン４のオリフ
ィス９を介して第１作動流体室１０と連絡しており、該
第２作動流体室１１が第１作動流体室１０と全く同等の
高圧下にあるため、シリンダ８の中空ロンドア貫通部に
配したシール部材２３のシール機能が該第２作動流体室
１１の圧力上昇に対抗できず、シール不良を生起し易い
ものであり、更に第１第２作動流体室１０．１１が同圧
となるために車両調整時のピストン４上面の有効受圧面
積はピストン４下面の環状面積を差引いたものとなり、
それだけ車高調整に要する時間が長いいてしまうという
不具合があった。

またこのハイドロニューマチックサスペンションは車高
調整しかできないため、該サスペンションの外にショッ
クアブソーバ−を必要とし、コスト高となるとともに、
取付は場所もとるという欠点があった。

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、ピストンによ
って区画される第１．第２作動流体室を液密的に完全に
隔成するとともに、該第２作動流体室を第２蓄圧室に連
絡して該第２蓄圧室と共に低圧側となすことにより、中
空ロッド貫通部のシール性を向上させ、さらにピストン
上面の受圧面積を拡大して車高調整時間の短縮化とショ
ックアブソーバ−の機能を備えさせた車両用ハイドロニ
ューマチックサスペンションを得るにある。

以下、第２図に示す一実施例により本発明の詳細な説明
する。

第２図の実施例において、３１はシリンダで、このシリ
ンダ３１は同心的に配した内筒３２と、外筒３３とを備
えている。

３４は中空ロッド３５を有するピストンで、このピスト
ン３４はその外周にシール部材３６を装着して前記内筒
３２に液密的に摺動自在に嵌装され、該内筒３２内をピ
ストン上面側の第１作動流体室３７と、ピストン下面側
の第２作動流体室３８とに完全に隔成している。

３９はシリンダ３１上半部側の内筒３２と外筒３３との
間に形成された第１蓄圧室で、この第１蓄圧室３９はダ
イヤフラム４０によって隔成されたガス室４１と作動流
体室４２とからなっている。

４３はシリンダ３１の下半部側の内筒３２と外筒３３と
の間に形成された第２蓄圧室で、この第２蓄圧室４３も
ダイヤフラム４４によって隔成されたガス室４５と作動
流体室４６とからなっており、これら第１．第２蓄圧室
３９．４３は隔壁４７により完全に隔成されている。

前記第１蓄圧室３９の作動流体室４２は通路４８を介し
て第１作動流体室３７に連絡し、この通路４８に縮側減
糞力を発生する減衰弁６８を設けている。

また第２蓄圧室４３の作動流体室４６は通路４９を介し
て第２作動流体室３８に連絡し、この通路４９に伸側減
衰力を発生する減衰弁６９を設けている。

５０は前記シリンダ３１の上部端蓋中心に立設した中空
プランジャで、この中空プランジャ５０は段差面５１を
境（こ小径部５２を有し、ピストン３４の中心部を貫通
して小径部５２を中空ロッド３５内に延在させている。

５３は中空プランジャ５０の先端に装着した吸込弁、５
４は前記吸込弁５３と共に中空ロッド３５内をポンプ室
５５とすべくピストン３４に設けた吐出弁である。

前記中空プランジャ５０の内部通路５６は第２蓄圧室４
３の作動流体室４６に連絡し、ポンプ室５５が減圧する
と吸込弁５３を用いて第２蓄圧室４３内の作動流体を通
路５７を介してポンプ室５５に吸引し、またポンプ室５
５の内圧が増大するとピストン３４の吐出弁５４を開い
て、ポンプ室５５内の作動流体を第１作動流体室３７内
に送給し、ここにポンプ作用を行なうものである。

５８は前記中空プランジャ５０の小径部５２に嵌装され
たスリーブで、このスリーブ５８はセットスプリング５
９により常時段差面５１に衝接付勢されている。

このスリーブ５８に覆われた領域の小径部５２の略中央
部にはオリフィス６０が設けてあり、シリンダ３１と中
空ロッド３５との相対的な過度の伸張行程で、該スリー
ブ５８下端の係止爪６１がピストン３４に係合して、そ
の移動が規制され、中空プランジャ５０のみが伸張移動
すると前記オリフィス６０が開いて第１作動流体室３７
と中空プランジャ内通路５６とを連絡するようにしであ
る。

６２はシリンダ３１の中空ロッド３５の貫通部に配設し
たシール部材である。

上記横取のハイドロニューマチックサスペンションはシ
リンダ３１上端に設けたアイ部材６５を車体側（図示せ
ず）に接続し、中空ロッド３５下端に設けたアイ部材６
６を車軸側（図示せず）（こ接続して、車体側と車軸側
との間に跨設されて車高調整を行うのである。

第２図の状態は丁度車高が正規レベルにある時を示すも
ので、この時の支持反力は第１蓄圧室３９のガス室４１
のガス圧によって生起されるもので、この状態において
、ピストン３４の上端面は中空プランジャ５０の段差面
５１と一致している。

このような状態で車両に荷物が積載され、または人員が
乗車して車重が嵩むと、この車重に応じてシリンダ３１
と中空ロッド３５とが相対的に縮少し、一旦サスペンシ
ョンが沈下まる。

その後、車両が走行し、この時の走行振動が作用するこ
とによりシリンダ３１と中空ロッド３５とが相対的に縮
少、伸長作動を繰り返す。

ここでサスペンションの伸張行程ではポンプ室５５が減
圧して吸込弁５３を開き、該ポンプ室５５に第２蓄圧室
４３内の作動流体を中空プランジャ内通路５６を介して
吸込み、圧縮行程ではポンプ室５５の内圧上昇によりピ
ストン３４の吐出弁５４を開きポンプ室５５内の作動流
体を第１作動流体室３７に送り込み、走行時、振動によ
り、前記ポンプ作用を繰り返して第１作動流体室３７内
に作動流体を累積補給し、車高を正規レベルに復帰させ
ることは第１図に示す従来のサスペンションと同様であ
る。

正規レベルに復帰した後の走行時振動に伴うシリンダ３
１と中空ロッド３５との相対移動時は伸張時に第１作動
流体室３７内の作動流体が中空プランジャ５０の伸張に
よりスリーブ５８とピストン３４貫通部との間に形成さ
れる流路６７を通過し、また縮小時には吐出弁５４を開
いてポンプ室５５内の作動流体を第１作動流体室３７に
送り出し、ここに第１作動流体室３７とポンプ室５５と
の間で作動流体の環流が行われるだけで、ポンプ作用が
打消され、これによって所定の正規レベルの車高を維持
する。

次に前述のような状態から荷降し、または人員の降車に
より車重が軽減すると、第１作動流体室３７の内圧と車
重とのバランスが崩れてシリンダ３１と中空ロッド３５
とは適度に伸張するが、この伸張過程でスリーブ５８が
中空プランジャ５０と共に移動して係止爪６１がピスト
ン３４と係合して、その移動が規制され、中空プランジ
ャ５０のみが移動する。

この結果、中空プランジャ５０のオリフィス６０は第１
作動流体室３７側に至ってスリーブ５８による閉塞が解
かれ、該第１作動流体室３７と中空プランジャ内通路５
６を連絡し、作動流体室４２内の作動流体をオリフィス
６０、通路５６を介して第２蓄圧室４３の作動流体室４
６へ復帰させ、この作動流体の帰還作用により漸次縮少
し、正規の車高レベルに復帰することは第１図に示す従
来のサスペンションと同様である。

なお、第２作動流体室３８を第１作動流体室３７と液密
的に完全に隅取すると共に第２作動流体室３８を第２蓄
圧室４３に連絡し、この第２作動流体室３８を高圧側の
第１作動流体室３７に対して低圧側としであるので、シ
リンダ３１の中空ロン１３５貫通部Ｉこ配設したシール
部材６２４こ作用する圧力負担が軽減される。

よって中空ロッド貫通部のシール性を一段と向上するこ
とができる。

またピストン３４下面側の第２作動流体室３８が低圧側
となっているので、車高調整時におけるピストン３４上
面の有効受圧面積は第１作動流体室３７側に露出してい
る全面積となり、実質的に車高調整作動に大きく影響す
る受圧面積を拡大することができる。

したがって、車高調整に要する時間を短縮することがで
きる。

次にショックアブソーバ−作用について説明する。

まず、シリンダ３１と中空ロッド３５とが相対的に縮少
すると、第１作動流体室３７内の作動流体は通路４８に
設けた減衰弁６８によって減衰されながら作動流体室４
２へ送り込まれるとともに、この時の減衰弁６９はチェ
ック弁として作用し、第２作動流体室３８内の抵抗が増
大するので、車体に伝わる衝撃を減少させることができ
る。

次にシリンダ３１と中空ロッド３５とが相対的に伸張す
ると、第２作動流体室３８内の作動流体は通路４９に設
けた減衰弁６９によって減衰されながら作動流体室４６
へ送り込まれるとともに、この時の減衰弁６８はチェッ
ク弁として作用し、第１作動流体室３７内の抵抗が増大
するので、車体に伝わる衝撃を減少することができる。

以上の説明から明らかなように本発明にあっては自体の
ポンプ作用によって車高復帰作用を行うハイドロニュー
マチックサスペンションにおいて、シリンダと中空ロッ
ドとの嵌装部のシール構造を複雑にすることなく、シー
ル性を向上して長期に亘って優れた車高調整機能を行わ
せることができ、しかも車高調整作動の要めとなるピス
トンの有効受圧面積を拡大して作動時間を短縮できる。

さらに第１作動流体室と第１蓄圧室の作動流体室とを連
絡する通路と、第２作動流体室と第２蓄圧室の作動流体
室とを連絡する通路とにそれぞれ減衰弁を設けたので、
これらの減衰弁の作用によってショックアブソーバ−作
用を行なわすことができる。

したがって、従来のように車高調整用サスペンションと
ショックアブソーバ−とを設けなくても、１本で、両方
の機能をするので、取付は場所を取らず、取付けも容易
でかつ安価にできるという優れた利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一実施例を示す断面図、第２図は本発明
の一実施例を示す断面図である。 ３１・・・・・・シリンダ、３２・・・・・・内筒、３
３・・・・・・外筒、３４・・・・・・ピストン、３５
・・・・・・中空ロッド、３６・・・・・・シール部材
、３７・・・・・・第１作動流体室、３８・・・・・・
第２作動流体室、３９・・・・・・第１蓄圧室、４０・
・・・・・ダイヤフラム、４１・・・・・・ガス室、４
２・・・・・・作動流体室、４３・・・・・・第２蓄圧
室、４４・・・・・・ダイヤフラム、４５・・・・・・
ガス室、４６・・・・・・作動流体室、４８・・・・・
・通路、５０・・・・・・中空プランジャ、５１・・・
・・・段差面、５２・・・・・・小径部、５３・・・・
・・吸込弁、５４・・・・・・吐出弁、５５・・・・・
・ポンプ室、５６・・・・・・内部通路、５８・・・・
・・スリーブ、５９・・・・・・セットスプリング、６
０・・・・・・オリフィス、６１・・・・・・係止爪、
６２・・・・・・シール部材、６８，６９・・・・・・
減衰弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内筒と外筒とを有するシリンダと、中空ロッドの先
   端に形成され、前記内筒に液密的に摺動自在に嵌装され
   て該内筒を第１の作動流体室と第２の作動流体室とに隔
   成するピストンと、前記内筒と外筒との間（こ形成され
   、第１作動流体室に連絡する第１の蓄圧室と、前記内筒
   と外筒との間に形成され、第２作動流体室に連絡する第
   ２の蓄圧室と、前記シリンダ端部に設けられ、前記ピス
   トンを貫通して中空ロッド内に延在する小径部を有する
   中空プランジャと、この中空プランジャの先端に装着さ
   れた吸込弁、前記ピストンに装着された吐出弁とによっ
   て前記中空ロッド内に形成され、該吐出弁を介して第１
   作動流体室に連絡すると共に吸込弁並に中空プランジャ
   内通路を介して前記第２蓄圧室に連絡するポンプ室と、
   このポンプ室内に延在する前記中空プランジャの小径部
   に嵌合されて該中空プランジャの胴部に形成したオリフ
   ィスを常閉し、ピストンとシリンダとの相対的な過度伸
   張移動の際ピストンと係合して移動が規制され該オリフ
   ィスを開いて中空プランジャ内通路と第１作動流体室と
   を連絡させるスリーブと、前記第１作動流体室と第１の
   蓄圧室とを連絡する通路に設けた減衰弁と、前記第２作
   動流体室と第２の蓄圧室とを連絡する通路に設けた減衰
   弁とを具備してなる車両用ハイドロニューマチックサス
   ペンション。