JPS5851484B2 - 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配設さ
れ、車両の車高調整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する。

このような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が、本出願人は、先に、ば
ね上荷重が嵩んで車体が沈下した場合、車両の走行時の
上下振動によって、これ自体のポンプ作用により、伸長
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の概要を第
１図によって説明する。

同図は、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の蓄圧室ａのダイヤフラムｂ
によって隔成されたガス室Ｃ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図に示すようにピストンｄの
上端面が中空プランジャｅの段差面ｆと一致している。

このような状態で車両に荷物を積載し、あるいは乗員等
が乗車すると、そのときのばね上荷重に応じて中空ロッ
ドｇに対してシリンダｈが相対変位して車両は一旦沈下
し、中空ロッドｇのシリンダｈ内への侵入体積分だけ第
１の蓄圧室ａのガス室Ｃ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すると、この走行により生ずる上
下振動はシリンダｈと中空ロッドｇとの相対的な伸長と
収縮の往復運動を生起させる。

この時、ピストンｄに設けたオリフィスｉにより、第１
の作動流体室ｊと第２の作動流体室にとの間を相互に移
動する作動流体の置換流動ｌこ制限を加えることと、第
１の蓄圧室ａのガス室Ｃの圧縮、膨張作用により振動エ
ネルギを吸振減衰する。

ここで、車両の上下振動に伴うサスペンションの伸長行
程では、中空ロンドｇ内に形成されたポンプ室ｌ内が減
圧され、第２の蓄圧室ｍの作動流体室ｎから中空プラン
ジャｅ内の通路ｏ１その先端に設けた吸込弁ｐを介して
作動流体を吸引し、かつ、収縮行程では、ポンプ室ｌ内
の作動流体を加圧して、ピストンｄに設けた吐出弁ｇを
介して第１の作動流体室ｊに送り込み、このポンプ作用
を繰り返し行って、第１の作動流体室ｊに作動流体を累
積補給し、該第１の作動流体室ｊの内圧を上昇させる結
果、ピストンｄ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ｄ上地面が中空プ
ランジャｅの段差面ｆと一致すると、それ以上のピスト
ンｄの押出し作用に対しては、段差部ｌこ沿う流路ｒを
開いてポンプ室ｌと第１の作動流体室ｊ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、または乗員等が降車してば
ね上荷重が軽減されると、第１の蓄圧室ａ並びに第１の
作動流体室ｊの内圧とばね上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し、中空プ
ランジャｅは、ピストンｄから抜出す方向に相対移動す
る。

このとき、該プランジャｅに嵌装したスリーブＳは、セ
ットスプリングｔの弾性力により付勢されているので、
該プランジャｅと一体に移動するが、この移動過程で、
スリーブＳはその係止爪口がピストンｄ）こ保合して移
動が規制されてプランジャｅのみが移動し、この結果、
スリーブＳによって閉塞されていたプランジャｅの胴部
に設けたオリフィス■が開き、第１の作動流体室ｊとプ
ランジャｅ内に設けた通路０とを連絡し、該第４の作動
流体室ｊ内の作動流体は該通路０を通して第２の蓄圧室
ｍの作動流体室ｎに流入し、以って、第１の作動流体室
ｊの内圧が残余のばね上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−ｉするのである。

このように構成された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、所定のばね上荷重ｉこ対して
第］の作動流体室ｊ内の内圧を上昇させて車高を正規レ
ベルに調整した状態で、バウンド入力が加わると、第１
の作動流体室ｊ内の内圧は瞬間的に更に上昇するのであ
るが、これを緩慢にするため（こは、ガス室Ｃの容積を
大きくしなければならず、のって、サスペンション全体
が大型化するという欠点があった。

また、前記第１の作動流体室ｊ内の内圧は、車高を正規
レベルｔこ調整するために、ばね上荷重に対応して上昇
するから、仮に、過積載時であっても同様に車高調整す
る結果、運転者が過積載を看過して不安定走行を続ける
危険があると共に、第１の作動流体室ｊ内の内圧が過大
化し、ピストンｄに設けたオリフィスｉを介して連通ず
る第２の作動流体室ｋｌｊｌと設けられて、抜差動作す
る中空ロッドｇに対する封止を司どるシール部材Ｗへの
負担が増し、該シール部材Ｗの耐久性、延いてはサスペ
ンション全体の耐久性を損うという欠点があった。

本発明は、前記従来の欠点ｌこ鑑み、第１の作動流体室
内の圧力が所定値以上に上昇した場合に、該第１の作動
流体室内の作動流体を中空プランジャ内に設けた、第２
の蓄圧室に連通ずる通路にリリーフさせ、ばね上荷重、
即ち車載重量が規定値以上のとき車高調整を中止させる
ＩＪ ＩＪ−）弁を設けることにより、前記欠点を有利
に解決することのできる車両用ハイドロニューマチック
サスペンションを得ることを目的とする。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、本発明に係る車両用ハイドロニューマチック
サスペンションの一実施例を示す断面図である。

第２図に示す実施例において、１はシリンダで、このシ
リンダ１は、同心的に配した内筒２と外筒３とを備えて
いる。

４は前記シリンダ１の一端側から内筒２内に抜差可能に
挿入された中空ロッド５の挿入端に形成されたピストン
で、このピストン４は、その外周にシール部材６を装着
して前記内筒２内に液密的に摺動自在ｉこ嵌装され、前
記内筒２内部を、ピストン上面側の第１の作動流体室７
と、ピストン下面側の第２の作動流体室８とに完全に隔
成している。

９はシリンダ１土半部側の内筒２と外筒３との間に形成
された第１の蓄圧室で、この第１の蓄圧室９は、ダイヤ
フラム１０によって隔成されたガス室１１と、作動流体
室１２とからなっている。

１３は前記シリンダ１の下半部側の内筒２と外筒３との
間ｌこ形成された第２の蓄圧室で、この第２の蓄圧室１
３は、ダイヤフラム１４によって隔成されたガス室１５
と、作動流体室１６とからなっており、これら第１・第
２の蓄圧室９・′１３は、隔壁１７により完全に隔成さ
れている。

前記第１の蓄圧室９を構成する作動流体室１２は、後述
する中空プランジャ２０に形成された通路１８を介して
、前記第１の作動流体室７に連結し、また、第２の蓄圧
室１３を構成する作動流体室１６は、内筒２に形成され
た通孔１９を介して、第２の作動流体室８に連絡してい
る。

２０は前記シリンダ１の他端側から立設した中空プラン
ジャで、この中空プランジャ２０は、段差面２１を境に
小径部２２を有しており、この小径部２２は、前記ピス
トン４の中心部を貫通して中空ロッド５に形成されたポ
ンプ室２５内に延在されている。

２３は前記中空プランジャ２０の挿入端に装着した吸込
弁、２４はこの吸込弁２３と共に、中空ロッド５内をポ
ンプ室２５とすべく、ピストン４に設けた吐出弁である
。

前記中空プランジャ２０の内部には、通路２６が設けら
れており、該通路２６は、第２の蓄圧室１３を構成して
いる作動流体室１６に連絡している。

この状態において、前記ポンプ室２５は、該ポンプ室２
５内が減圧すると、吸込弁２３を開いて、第２の蓄圧室
１３内の作動流体を通路２６を介してポンプ室２５に吸
引し、また、ポンプ室２５の内圧が増大すると、ピスト
ン４の吐出弁２４を開いて、該ポンプ室２５内の作動流
体を第１の作動流体室７内に送給し、ここ（こポンプ作
用を行うものである。

２８は前記中空プランジャ２０の小径部２２に嵌装され
たスリーブで、このスリーブ２８は、セットスプリング
２９により、図示上方に弾発付勢され、段差面２１に衝
接している。

また、常態にあって前記スリーブ２８によって覆われた
領域の小径部２２の略中央部には、前記通路２６に開口
するオリフィス３０を設けてあり、シリンダ１と中空ロ
ッド５との相対的な過度の伸長行程で、前記スリーブ２
８下端の係止爪３１がピストン４に係合して、該スリー
ブ２８の中空プランジャ２０との一体的移動が規制され
、その後、さらに、中空プランジャ２０のみが伸長移動
すると、前記オリフィス３０を開いて、第１の作動流体
室７と中空プランジャ２０内に設けた通路２６とを連絡
するようｌこしである。

３２はシリンダ１の中空ロン１５貫通部に配設したシー
ル部材である。

３５は前記通路１８と中空プランジャ２０内に設けた通
路２６とを連通ずる通路３６に設けたＩＪ ＩＪ−）弁
で、このＩＪ ＩＪ−フ弁３５は、前記第１の作動流体
室７および第１の蓄圧室９の作動流体室１２内の作動流
体の圧力が所定の圧力以上になると開弁し、この作動流
体室７，１２内の作動流体を通路３６及び中空プランジ
ャ２０内に設けた通路２６を介して、第２の蓄圧室１３
を構成している作動流体室１６へリリーフするものであ
る。

上記構成のハイドロニューマチックサスペンションは、
シリンダ１の上端に設けたアイ部材３３を車体側（図示
せず）に接続し、中空ロッド５の下端に設けたアイ部材
３４を車軸側（図示せず）に接続して、車体側との間に
配設されて車高調整を行うのである。

第２図は、丁度車両車高が正規レベルにある状態を示す
もので、この時の支持反力は、第１の蓄圧室９のガス室
１１内のガス圧によって生起されるものである。

この状態においては、ピストン４の上端面は中空プラン
ジャ２０の段差面２１と一致している。

かかる状態で車両に荷物が積載され、または乗員が乗車
してばね上荷重が嵩むと、この重量に応じてシリンダ１
と中空ロッド５とが相対的【こ縮少し、その結果、一旦
、サスペンションが沈下する。

この状態で車両が走行すると、この時の車両の上下振動
により、シリンダ１と中空ロッド５とが相対的に縮少、
伸長作動を繰り返し、第１作動流体室７に作動流体を累
積補給するポンプ作用が繰り返えされる。

即ち、サスペンションの伸長行程では、ポンプ室２５が
減圧して吸込弁２３を開き、該ポンプ室２５に、通路２
６を介して第２の蓄圧室１３内の作動流体を吸込み、圧
縮行程では、ポンプ室２５の内圧上昇により、ピストン
４に設けた吐出弁２４を開き、ポンプ室２５内の作動流
体を第１の作動流体室７に送り込む。

斯くして、走行時の上下振動により、前記ポンプ作用を
繰り返して第１の作動流体室７内ｌこ、該作動流体室７
の内圧がばね上荷重と釣合うまで作動流体を累積補給し
、前記従来例と同様に、車高を正規レベルに復帰させる
のである。

正規レベルｌこ復帰した後の走行時振動に伴うシリンダ
１と中空ロッド５との相対移動時は、伸長時に第１作動
流体室７内の作動流体が中空プランジャ２０の伸長によ
り、スリーブ２８とピストン４の貫通部との間に流路２
７が開底されるので、縮少時には吐出弁２４を開いてポ
ンプ室２５内の作動流体を第１の作動流体室７に送り出
すけれども、作動流体は第１の作動流体室７とポンプ室
２５との間で還流するだけで、ポンプ作用が打消される
から、所定の正規レベルに車高が維持されるのである。

次に、前述のような状態から荷降し、または乗員の降車
により、ばね上荷重が軽減すると、第１の作動流体室７
の内圧とばね上荷重とのバランスが崩れて、シリンダ１
と中空ロッド５とは相対的に伸長するが、この伸長によ
って中空プランジャ２０と共に移動するスリーブ２８の
、係止爪３１がピストン４と係合して、その移動が規制
され、そのため、中空プランジャ２０のみが移動する。

この結果、中空プランジャ２０のオリフィス３０は、第
１の作動流体室７側に至ってスリーブ２８による閉塞が
解かれ、該第１の作動流体室７と中空プランジャ２０内
に設けた通路２６とが連絡し、該第１の作動流体室７内
の作動流体を、オリフィス３０及び通路２６を介して第
２の蓄圧室１３の作動流体室１６へ帰還させ、この作動
流体の帰還作用により、シリンダ１と中空ロッド５とは
相対的に漸次縮少し、正規の車高レベルに復帰するのは
第１図のサスペンションと同様である。

ここで、過積載等でばね上荷重が増加した状態であって
も、そのばね上荷重と釣合うまで、前記ポンプ作用が繰
返されて第１の作動流体室７内に作動流体を累積補給し
て、該作動流体室Ｔ内の内圧を上昇させようとするので
あるが、本実施例にあっては、第１の作動流体室７及び
第１の蓄圧室９の作動流体室１２内の内圧が所定値以上
Ｉこ上昇した場合、リリーフ弁３５を開弁じて、前記第
１の作動流体室７及び作動流体室１２内の作動流体を、
中空プランジャ２０内に設けた通路２６を介して第２の
蓄圧室１３の作動流体室１６内へＩＪ ＩＪ−フさせる
。

斯くして、車両の上下振動によるポンプ作用及び該ポン
プ作用に伴う車高調整作用を無効にして、前記作動流体
室７，１２内の圧力上昇を回避するのである。

また、本実施例によれば、第２の作動流体室８を、第１
の作動流体室７に対して液密的に完全ｌこ隔成すると共
に、第２の蓄圧室１３に連絡し、この第２の作動流体室
８を高圧側の第１の作動流体室１１こ対して低圧側とし
であるので、シリンダ１の中空ロッド５の貫通部に配設
したシール部材３２に作用する圧力負担が軽減され、よ
って該シール部材３２の耐久性を一段と向上させること
ができる。

さらに、ピストン４の下面側の第２の作動流体室８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４
の上面の有効受圧面積は、第１の作動流体室７側Ｉこ露
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してポンプ作用の効率を高め
ることができるので、車高調整に要する時間を短縮化で
きる。

次に、第３図および第４図に示す、本発明の別の実施例
ξζつきそれぞれ説明する。

なお、これらの実施例の説明に当って、前記第２図に示
す実施例と同一構成部分には、同一符号を付してその重
複する説明は省略する。

第３図に示す実施例において、前記第２図に示す実施例
と主に異なる点は、ピストン４に、第１の作動流体室７
と第２の作動流体室８とを連通ずる第１・第２の連通孔
３７，３８を設け、この第１の連通孔３７の第１の作動
流体室Ｔ側聞口部と第２の連通孔３８の第２の作動流体
室８側開口部とのそれぞれに、第１の作動流体室７と第
２の作動流体室８との間に作動流体の制限的流通を許容
して減衰力を生じせしめる減衰弁３９．４０を設けた点
と、第２の作動流体室８と第２の蓄圧室１３の作動流体
室１６とを隔成し、シール部材３２を設けた凹部４１と
第２の蓄圧室１３の作動流体室１６とを連通孔４２で連
絡した点である。

このように構成しても、前記第２図に示す実施例と同様
の効果が得られると共ｌこ、減衰弁３９，４０により、
この種のサスペンションｉこショックアブソーバ機能を
有利Ｉこ付加することができる。

第４図１こ示す実施例Ｉこおいて、前記第２図に示す実
施例と主に異なる点は、ピストン４に、オリフィス４３
を形成するとともに、第２の作動流体室８と第２の蓄圧
室１３の作動流体室１６とを隔成した点であり、このよ
うに構成しても、前記実施例と同様の作用効果を奏する
ことができる。

以上説明したように、本発明にあっては、第１の作動流
体室内の圧力が所定値以上に上昇した場合に、該第１の
作動流体室内の作動流体を、中空プランジャ内に設けた
、第２の蓄圧室ｌこ連通する通路にＩＪ １７−フさせ
、車載重量が規定値以上のとき、車両調整を中止させる
リリーフ弁を設けたことＩこより、過大なバウンド入力
が加わっても第１の作動流体室内の圧力が急激に過大に
上昇することがなく、従って、この急激な圧力上昇を避
けるために第１の蓄圧室のガス室の容積を大きくする必
要がないので、このサスペンションの小型化が図れる。

また、過積載の場合は車高調整しないので、運転者が車
両の所謂尻下り現象を速やかｌこ感知して積載重量を調
節することができ、過積載のまま不安定走行することが
速やかｌこ防止されると、ｔｌこ、中空ロッドｌこ対す
る封止を司どるシール部材への圧力負頬が軽減され、耐
久性を損うことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車両用ハイドロニューマチックサスペン
ションを示す断面図、第２図は本発明の一実施例を示す
断面図、第３図及び第４図はそれぞれ本発明の別の実施
例を示す断面図である。 １・・・シリンダ、２・・・内筒、３・・・外筒、４・
・・ピストン、５・・・中空ロッド、６・・・シール部
材、１・・・第１の作動流体室、８・・・第２の作動流
体室、９・・・第１の蓄圧室、１１・・・ガス室、１２
・・・作動流体室、１３・・・第２の蓄圧室、１５・・
・ガス室、１６・・・作動流体室、１８・・・通路、１
９・・・通孔、２０・・・中空プランジャ、２１・・・
段差面、２２・・・小径部、２３・・・吸込弁、２４・
・・吐出弁、２５・・・ポンプ室、２６・・・通路、２
８・・・スリーブ、２９・・・セットスプリング、３０
・・・オリフィス、３１・・・係止爪、３２・・・シー
ル部材、３５・・・ＩＪ ＩＪ−フ弁、３６・・・通路
、３７．３８・・・第１・第２の連通孔、３９．４０・
・・減衰弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内筒と外筒とを有するシリンダと、該シリンダの一
   端側から内筒内に摺動自在に嵌装される中空ロンドの挿
   入端ｌこ形成され、該内筒内部を第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
   筒との間に形成され、前記第１の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、前記第１の
   蓄圧室から隔離形成された第２の蓄圧室と、前記シリン
   ダの他端側から突設され、前記ピストンを貫通して中空
   ロンド内に形成されたポンプ室内部にまで延在された小
   径部を有する中空プランジャと、この小径部の先端に設
   けられ、前記第２の蓄圧室内の作動流体を、前記中空プ
   ランジャ内ｌこ設けた通路を介して前記ポンプ室内に吸
   込む吸込弁と、前記ピストンに設けられ、前記ポンプ室
   内の作動流体を、前記第１の作動流体室内に吐出させる
   吐出弁と、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、該
   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に設けた通路と第１の作動流体室と
   を連絡させるスリーブと、前記第１の作動流体室内の圧
   力が所定値以上になった場合ｌこは該第１の作動流体室
   内の作動流体を前記中空プランジャ内に設けた通路ヘリ
   リーフさせ、車載重量が規定値以上のとき車高調整を中
   止させるリリーフ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。 ２ 前記ピストンは、内筒に液密的に摺動自在に嵌装さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   車両用ハイドロニューマチックサスペンション。 ３ 前記第１の作動流体室と第２の作動流体室とは、そ
   れぞれ減衰弁を介して連通されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の車両用ハイドロニューマチ
   ックサスペンション。