JPS61500927A - 車両用懸架装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 車両用懸架装置 本発明は車両用懸架ダンパに関するものである。

ピストンが作動液を入れたシリンダ内を摺動し、このピストンはシリンダの外部 まで延長したピストンロッドに連結しであるようなダンパを含む車両用懸架装置 は知られている。ピストンロッドおよびシリンダは、車両のボデーまたはシャ７ と、車両のばねまたは車軸との間を連結する。ピストンがシリンダ内を動くとき に１作動液通路がピストンを通過する作動液の流れを制限することによって、減 衰作用がもたらされる。この種のダンパにおいては１通路の制御は弁によって行 なわれ、ピストンの両方向いずれ０運動にさいしても２ピストンを通過する流れ を調整するように、してあ秒、また中には油圧作動液と共に気体域を設けたも０ もちる。

しかしながら、この種のダンパでは、単純な構造で。

多様な操作条件のすべてにわたって制御された可変率減衰性を可能とするものは 得られない。

本発明の目的は、有効な可変率減衰性を可能とする車両用懸架装置のダンパの構 造を単純化することに６るロ　。

本発明によれば、所要の液面まで作動液を含んだシリンダと、シリンダに対し相 対的摺動運動をするように配設されたピストンと、ピストンに連結されかつシリ ンダの外部まで延長したピストンロッドと、ピストンを通過する作動液の流れを 可能としかつピストンの相対運動と反対方向て示差流動抵抗をもたらすような複 数個の作動液通路手段と、を備えたダンパ装置を含む車両用懸架装置において。

（ａ）　前記作動液通路は、（１）ピストンの相対運動に対して反対方向に示差 抵抗をもたらすべく弁で制御される作動液通路手段と、（２）両方向への作動液 の流通を可能にするが弁による制御は受けない別の作動液通路と。

を含み、前記別の通路を含む手段はピストンの相対運動に伴なって別の通路の断 面積が変化するようにダンパに沿って縦方向に延在し、かくて可変減衰特性をも たらすこと。

（ｂ）　圧縮性気体が、減衰特性を制御すべくピストンの相対運動中にピストン 前方のシリンダ内作動液に可変圧力を作用する圧力制御手段として働くようシリ ンダ内に装填しであること。

を特徴とする車両用懸架装置が得られる。

好適には、前記別の作動液通路は、ピストンとシリンダとの間の可変断面積をも った長いスロットであシ、かつこれに泊ってピストンが摺動するような構成にす るとよい。

圧縮性気体は、シリンダの一端にピストンを取囲むように位置した袋の中に充填 してもよい。また別法として圧縮性気体は、シリンダの一端に作動液と接触して 入れてあり、そして作動液と混合し１作動液中にキャビテーションを発生するよ うにしてもよい。

好適には、ダンパは、気体装填を可能にするよう気体空６間に連通する制御通路 を有する端部蓋を備えるようにするとよい。ひとつの実施態様として、端部蓋は 、気体充填用に頁通されそして自ら再密封することが可能なセルフクール蓋部材 を有するようにすることができる。

好適には、気体は、８〜２７パールまたは８〜２０バールの圧力にするとよい。

実施例として、ばね手段が１、シリンダ内に取付けてちりそして作動液の液面の 上昇に対応し作動液によって圧　・縮されるようにするとよい。

好適には、スロットは所要の減衰特性に適応するようスロットの長さ方向に涜っ て変化する断面積を有し、かつ作動液の通路を遮断すべく一端が閉じてちり、か くてダンパが完全に伸び切ったときにハイドロリンクストップを形成するように するとよい。また、スロットハ、ダンパが完全に圧′縮されたときに流体抵抗が 増大するような構造にする０もよい。

本発明は、ダンパ手段はばね手段と共に車両ボデーと車輪支持部との間に位置し 、そしてピストンは車両荷重に応じて７リンダ内の静止位置を占め、かくて作動 液通路手段の断面積変化によって、ダンパ手段は車両荷重に応じて自動的に調整 される可変減衰特性を備えるようになるような前記各種の懸架装置をも包含する ものでおる。

気体の圧力はダンパに期待される作動条件に適応するように選択できるし、ある いはダンパを車両の圧力源に連結できるので、気体の三カは走行中でも変化し、 ダンパの特性を変えることが可能でおる。気体の三カ変化は。

手動でも、自動的にもまたコンピュータによっても制御可能でちる。

本発明によればまた０作動液で働くピストンと７リンダとの組合せになる１個以 上のダンパを備えた車両用懸架装置の減衰方法であって、ピストンを作動液を含 むシリンダ内を動かすことと、ピストンの両面に圧力差を生せしめるべくピスト ンを通過する作動液の流れを制限することとを含み９作動液の流れの制限は反対 方向へのピストンの運動によってそれぞれ異なり、セしてダンパの作動中にピス トンの両側に発生する圧力差に限界を設けるように構成したシリンダ内の圧縮性 気体によってピストンの運動に対する抵抗を制御することを含み、かくてピスト ンの圧縮性気体と反対側の作動液内にキャビテーションの発生を許容し、そして 弁によって制御は受けないがピストンの相対運動につれて流体抵抗が変わるよう 以下１本発明を添付の図面を参照し、実施例によって説明する； 第１図は懸架ばねと車両のシャシ部材との間に入れ子式可変蘂ダンパを装着した 本発明に係る車両用懸架装置の部分概要図、第２図は袋に詰めた気体の圧線性媒 体と液体とを入れたシリンダを備えた第１図に示したダンパの拡大断面図、第３ 図は圧縮媒体として気体を用いるが袋を使用しない形式の第２図に示したダンパ の変形実施例を示す図面、第４図はシリンダの一端を大きくした別の実施例を示 す外観図、第５図は第４図に示した実施例１７）ｌ！ＩＴ面図、第６図は上記実 施例の変形例を示す部分断面図である。

第１図を参照し、シャシ部材２の一部に、板ばね４の両端が７ヤツクル６で取付 けである。ばね４の中央部で。

走行輪（図示省略）を取付けた車軸５を与える。７ヤシ２と車軸５との間に、入 れ子ダンパがはめてちる。入れ子ダンパは、ピストン（図示省略）に連結したピ ストンロッド８と、ピストンが滑動する密閉シリンダ１ｏとを備える。ピストン ロッドの上端に取付けたブラケット１２をシャシ部材に固定する。一方、シリン ダの下端に取付けたブラケット１４を、車軸５に固定する。図面には。

、７リンダ１０を車軸５に取付け、ピストンロッド８をシャシ部材２に取付けた ダンパを示してちるが、逆のダンパ、すなわちシリンダ１０をシャツ′部材２に 取付け、ピストンロッドをばね４に取付けることも可能である。車両が不整路面 を走行することに起因する車輪の運動によって、ばね４が撓む。その結果、ダン パのピストンとシリンダとの間の相対運動が起るが、これはピストンの片側から 他方へ流体がシリンダ内を移動する（後に詳述する）ことによって減衰する。

第２図に示したのは１作動液たとえばグリコールと水との混合液をシリンダ１０ 内に充填したダンパである。

シリンダ１０には、内壁に密着するライナ１６をはめ。

そして下端は、シ・リンダ１０に液密に取付けたキャップ１８で閉じる。キャッ プ１８には、車軸５に固定したブラケット１４にシリンダを装着する手段を設け る。

ピストンロッド８に連結したピストン２０を、シリンダ１０内に摺動可能に挿入 する。シリンダ１０外へ延びたピストンロッド８の端部を、シャシ部材２に固定 したブラケット１２に取付ける。

シリンダの上端に、キャップ２２をはめる。キャップ２２の中央本体部２４の周 囲に環状フランジ２６を設け。

シリンダ１０の上端に当接させる。本体部２４に、ビスリンダ１０内を延びピス トンロッド８を囲む管状部３０として形成する。開口２８内に、液密環状シール ３２を設け、ピストンロッド８がシリンダ１０を摺動するときに。

ピストンロッドを液封する。シール３２は１本体部２４のめねじ穴にねじこんだ ねじプラグ３４によって開口内に保持する。プラグ３４にはさらにくぼみを設け 、そこに別の環状７−ル３６を入れ、ピストンロッド８を液封する。キャップ２ ２は、゛環状部材３８で、シリンダ１０の上端に保持する。すなわち、環状部材 ３８の円筒ねじ部４０を、シリンダ１０のおねじ部にねじ込み、フランジ部４２ をキャップ２２のフランジ２６に密着させる。

シリンダ１０の内部に、ゴム材料で作った環状薄板の袋４４を入れる。ゴム材の 一方の端縁は、フランジ２６とシリンダ１０の上端とが当接する個所４６で、キ ャップ２２に対し固定されこれを密封する。また他方の端縁は１袋４４内の管状 延長部３ｏにはめたばねリング４８によって、キャップ２２の管状延長部３０の 内端に固定され密封する。かくて１袋４４とキャップ２２の管状部の周囲に、密 閉された環状の気体空間４５が形成される。

キャップ２２０本体部２４の内に、開口４９を設け、ばねで球を押す型式の逆上 弁を１袋４４で画成された空間に開くよりに取付ける。このようにして、所望の 圧力まで袋に気体を充填させることができるようにする。　゛ライナ１６に涜り て、縦方向スロット５１を設ける。

このスロットは、ダンパが伸びる程度に応じて可変減衰特性が得られるような形 状を作る。図示の実施例の場合は、破線で示したように１袋４４に接近したライ ナ１６の端部では、符号５２のように細くする。次に、短い距離で急に拡げ、最 大＠５３になるようにする。この点から。

スロット５１にテーバを付け、シリンダ１０の下端に近ＶＥスロッ）末Ｍｓｓに 至らしめる。このテーパ付１スロツトのため、ダンパには、車両荷重が大きいと きに、高い減衰性がもたらされる。この場合、車両荷重によるばねの撓みのため 、ピストンはシリンダの下端近くまで下つているので、シリンダ内の作動液は、 比較的低い流量でしか、スロッ）５１に涜ってピストン２ｏを通過できない。か くて、高い減衰性が得られることになる。車両荷重が小さいときは、ピストン２ ｏは、シリンダ１０’７）上端辺＜Ｋあり１作動液はより広いスロットを通って より速くピストン２０を通り抜けるので、低い減衰性が得られる。このスロット 形状は、所望の減衰特性に応じて用いられる種々の形状の中の単なる一例にすぎ ない。必要に応じて他の形状を採用することも可能であるロピストン８は、シリ ンダ１ｏの上昇運動（すなわち懸架装置の衝撃方向）よりも、シリンダ１ｏの下 降運動（すなわち懸架装置の反撥方向）に対してより大きな抵抗を示すような逆 上弁を構晟する。ここに、上昇・下降運動というのは、ピストンとシリンダのい ずれか一方または両方が実際に動くか否かに関せず、ピストンとシリレダとの間 の相対運動のことを指す。このような逆上弁は。

ピストン２０を貫通する複数個の穴５４．たとえば輪状に配した６個の穴５４を もって構成する。ピストン２゜る。スペーサ５８を介して、第ｉの板６ｏを、板 ５１から隔置し、板５６の撓み量を規制する。

車両が衝撃に会うと、ばね４が上方Ｋｆｉみ、シリンダ１０は上昇し、そしてピ ストン２ｏはシリンダの下端に近い位置を占める。このようなピストン２ｏとシ リンダ１０との間の相対運動の結果、シリンダ１０内のピストンの下方に６つだ 作動液は、シリンダ壁とピストン２゜側に流れる。ピストン２０に作用する液圧 によって、板５６は、ピストン２ｏの上面から離れ、この結果、ピストン２０の 下方にちった作動液は、さらに、ピストン２゜の穴５４を通って、ピストン２０ の上方に流れる。ダンパが圧縮されるにつれて、ピストンロッド８はさらにシリ ンダ１０内に入りこみ、かくてシリンダ１ｏ内の空間はますますピストンロッド ８によって占有されてくる。

ピストン２０の上方の作動液圧の増加を補償すべく１袋４４はピストン２０の上 方の作動液で圧Ｊｌれる。車両が障碍物を乗り越えると、はね４の撓みが下方に 戻り。

シリンダ１０は下降し、そしてピストン８はシリンダ１０の上端に近い位置に復 帰し１作動液はスロット５２を経てピストンの下方に戻る。しかしながら、板５ ６は、この運動中、ピストン８の上方すなわち進行方向の作動液の圧力によって 、ピストン２０の上面に押し付けられて　−−いるので、板がピストン２０の穴 ５４を塞ぎ、ピストン２０の上方の作動液が穴５４を通り抜けるのを妨げる。

このようにして、ダンパが縮むときよりも、伸びるときに、より大きな抵抗が生 じる。ダンパの伸張段階で、ぢし袋４４に入れた気体等による圧縮可能域が存在 しないと、ピストン２０の上方の作動液はスロット５１を経て十分な流速でピス トンを通過できないから、ピストンの上方の圧力の異常な上昇が避けられないと いう事態が生じる。この結果、ダンパの伸張行程に対する抵抗が、好ましからざ る急激な増大を呈することになる。これを補償すへく、ピストンの上方の作動液 が袋４４を圧縮すると、液圧したが２てダンパ伸張に対する抵抗は１袋４４に形 成された圧力まで制限されると左になる。ピストン上方の作動液が袋４４を圧縮 するにつれて、ピストン２０の下方の作動液中には、空洞すなわちキャビテーシ ョンが発生する。

別法として、弁５０を使用する代りに、ゴム製袋の外ｆ４壁に達する貫通穴を本 体部２４におけ６袋には、半加硫ゴムのセミシール層を設けてもよい。袋に気体 を充填するには、注射針などを穴に挿入し１袋を穿孔する。袋内の気体が所望の 圧力に達するまで、注射針を通して気体を袋に入れる。終ったら、穴から針を引 抜く。ゴムのセルフクール層によって袋は再び封止される。

第３図に示したのは別の実施例で、大体において第２図の実施例に似ているが、 ただこの場合は袋４４を省略してちる。対応する部品には同様な参照符号を付け である。シールリング４３で、キャップ２２をシリンダ１０に対して密封する。

気体室４５をシリンダ１０の内部で作動液の上方に設ける。第３図の符号４７で 示したのは。

車両が静止した平衡状態にあるときの作動液の液面である。作動液中におｒては 、気体はシリンダ内の作動液と混合し、空洞、キャビテーションあるいはまた懸 濁液を形成する。第３図に示した実施例は％第２図を参照して前に述べたと同様 に作用する。

第４図は、直径の大きい端部９を有するシリンダを備えたダンパの伸張状態を示 す外形図である。第４図には。

伸びたピストンロッド８を囲む保護／ニラウド６５も示しである。ダンパ装置の 両端には、固定リング６６および６７を設ける。内部構造は、第５図に示したと おりで。

前に述べた部品に対応する部品には、同じ参照符号を付けである。袋４４を、７ リンダ１ｏの拡大端部９内に取付ける。キャップ２２のゴム裂セルフシールプラ グ６９を通して９袋４４内の空間４５に気体を充填する。ピストン２０は、完全 に伸びきった状態で示しである。ライナ１６のスロット５１は、最大唱５３の個 所が、リング６６の付いた下端からシリンダに清って約％のところにくるように しである。スロット５１は、最大幅５３のところから、ライナ１６の反対端の方 へ向って一様なテーパを付けてちる。

容易に理解できるように１袋４４等の中に圧縮性気体を入れることによって、温 度変化に対する補償が行なわれる。ダンパの作動温度が変化するのにともなって 、液体と気体の両方が膨張し１袋から作動液に作用する圧力が変化する。したが って減衰特性が変ってくる。同様に。

圧縮性気体は、可変率ダンパを採用した場合に、Ｘ両荷重に対する付加的な補償 能力を与える。第２図で説明した構成で、テーパ付きスロットのために、車両荷 重に逼した可変減衰性がもたらされる。ピストンは０通常、車両荷重に左右され てスロットの種々の幅のところに位置するので、ピストンを通り抜ける作動液の 流れに対して種々異なった抵抗を示す。しかしながら、シリンダ内のピストンの 位置が種々変化すると、シリンダ内でピストンロッドの占める容積が変Ｆ）、こ の結果袋４４の圧縮度カ変ッテくル。このことは１反対に、ピストンの上下面に 作用する圧力差に対する袋４４の制限効果を変えることになるので、可Ｒ率ダン パの使用時に、変動車両荷重に対してより一様な滅頁特性をもたせるのに使うこ とができる◇このように１袋４４を用いることにより、テーパ付きスロットによ る可変率ダンパがもたらされ１作動状態の変化に対応した有効性を保つことが可 能でちる。

スロット５１の形状は、言うまでもなく減衰特性によって決められるのであるが 、この減衰特性は車両荷重よりもむしろ衝撃行程および反撥行程中の種々の圧縮 または伸張の程度によって定まってくる。

スロット５１の断面積を可変にしたことは、ダンパがロリツクストップとして作 用させるのに特に適している。

第２図に示したように、スロットの上端の細い部分５２は、車両が道路の穴を通 り越す場合のように、ダンパがさらに伸びようとするとき１強い流体抵抗をもた らす。

スロット５１の上端を閉じることによって、さらに伸びようとするのに非常に強 い流体抵抗を示し、あたかもハイドロリックストップとして作用する。このため には。

ダンパに何ら付加的な要素を加える必要はなく、またダンパの長さを延長する必 要もない。

ダンパの圧縮時においては１通路５４を通る液流のために、衝撃行程にさいし、 ハイドロリンクストップとして作用するスロット５１の閉基を避ける傾向が生じ る。

しかしながら第６図に示した別の構造は、圧縮行程の終りで流体抵抗を増大させ るのに利用できる。この構造でｔｒｉ、ヒストン２０に設けた逆止弁７ｏが、ピ ストンの側面の環状溝７２に通じる複数個の通路７１を制御する。

溝７２はスロット５１に連通ずる。衝撃行程の終りで。

ピストンは破線で示したように、スロット５１の閉鎖端５５に達する。この状態 で、溝７２に入ってくる作動液は＠端に減り、この結果それ以上のダンパの圧縮 に対する流体抵抗が非常に大きくなる。

不発明は１以上の説明に限定されるものではない。袋を充填するのに、玉弁や注 射針を用いる代りに、他の手段を利用することも可能である。

気体入り袋を用いる代りに、圧縮可能手段として働く他の圧縮性媒体をシリンダ 内に入れてもよい。この空間に、りる巻ばねや渦巻ばねのようなばねを、１個ま たは複ａｍ、入れることもできる。また、ダイヤプラムを協働させてもよい。； らに、別法として、独立気泡フオーム材を、圧縮可能手段として付加してもよい 。

気体空間４５は、７リンダ内の比較的圧縮性のない作動液によって圧縮されるの で、気体が圧縮される程度に応じて作動液に圧力を及ぼすことになるという利点 がある。また、気体は、ピストンを介して維持される圧力差の程度を制限する手 段として働く。ピストンの相対運動によって、ピストンの気体空間４５と反対側 の作動液内ｔてキャビテーションを発生させる。気体は、減衰特性に影響を及ぼ す。この圧力は、ダンパを平衡条件にセットした状態で気体空間４５内部の圧力 を適当に調整することによって加減できる。

ｇ２および５図に示した実施例の場合１袋４４の内部の圧力は、ピストン２０が 静止しかつ作動液が平衡状態にらるとき、８〜２０パールの間にちるのが好運で ある。

袋は、その圧力が８〜１５パールのとき、特によく作動する。第３図のように０ 袋４４を使わない場合は、気体空間４５の気体圧をより高く、たとえば８〜２７ パールにするとよく、特に２０バールが適当でちる。

前述した各実施例は、鉄道車両から航空機に至る種々の車両用懸架装置に利用で きる。また、これら懸架装置は、車輪用でも、支持スキッド用でもよい。

手続補正書彷式） 昭和６０年９月を日　国

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．所要の液面まで作動液を含んだシリンダと、シリンダに対し相対的摺動運動 をするように配設されたピストンと、ピストンに連結されかつシリンダの外部ま で延長したピストンロツドと、ピストンを通過する作動液の流れを可能としかつ ピストンの相対運動と反対方向に示差流動抵抗をもたらすような複数個の作動液 通路手段と、を備えたダンパ装置を含む車両用懸架装置において、（ａ）前記作 動液通路は、（１）ピストンの相対運動に対して反対方向に示差抵抗をもたらす ぺく弁で制御される作動液通路手段（５４、５６）と、（２）両方向への作動液 の流通を可能にするが弁による制御は受けない別の作動液通路（５１）と、を含 み、前記別の通路を含む手段（５１）はピストンの相対運動に伴なつて別の通路 の断面積が変化するようにダンパに沿つて縦方向に延在し、かくて可変率減衰作 用をもたらすこと、（ｂ）圧縮性気体（４５）が、減衰特性を制御すべくピスト ンの相対運動中にピストン前方のシリンダ内作動液に可変圧力を作用する圧力制 御手段として働くようシリンダ内に装填してあること、 を特徴とする車両用懸架装置。
2. ２．前記別の作動液通路は、ピストンとシリンダとの間の可変断面積をもつた長 いスロツト（５１）であり、かつこれに沿つてピストンが摺動することを特徴と する請求の範囲第１項に記載の懸架装置。
3. ３．圧縮性気体は、シリンダの一端にピストンを取囲むように位置した袋（４４ ）の中に充填してあることを特徴とする請求の範囲の第２項に記載の懸架装置。
4. ４．圧縮性気体は、シリンダの一端に作動液と接触して入れてあり、そして作動 液と混合し、作動液中にキヤビテーシヨンを発生するようにしてあることを特徴 とする請求の範囲の第１または２項に記載の懸架装置。
5. ５．ダンパは、気体装填を可能にするよう気体空間（４５）に連通する制御通路 （４９、６９）を有する端部蓋（２２）を備えていることを特徴とする請求の範 囲の第１〜４項のいずれかに記載の懸架装置。
6. ６．端部蓋（２２）の通路（４９）は、気体充填用に貫通されそして自ら再密封 することが可能なセルフシール蓋部材（６９）を有することを特徴とする請求の 範囲の第５項に記載の懸架装置。
7. ７．気体は、８〜２７パールまたは８〜２０パールの圧力であることを特徴とす る請求の範囲の第１〜６項のいずれかに記載の懸架装置。
8. ８．ばね手段が、シリンダ内に取付けてありそして作動液の液面の上昇に対応し 作動液によつて圧縮されるようにしてあることを特徴とする請求の範囲の第１〜 ７項のいずれかに記載の懸架装置。
9. ９．スロツト（５１）は所要の減衰特性に適応するようスロツトの長さ方向に沿 つて変化する断面積を有し、かつ作動液の通路を遮断すべく一端（５２）が閉じ てあり、かくてダンパが完全に伸び切つたときにハイドロリツクストツプを形成 するようにしてあることを特徴とする請求の範囲の第２項に記載の懸架装置。
10. １０．ダンパ手段はばね手段（４）と共に車両ポデー（２）と車輪支持部（５） との間に位置し、そしてピストンは車両荷重に応じてシリンダ内の静止位置を占 め、かくて作動液通路手段の断面積変化によつて、ダンパ手段は車両荷重に応じ て自動的に調整される可変減衰特性を備えるようになることを特徴とする請求の 範囲の前記各項のいずれかに記載の懸架装置。