JPS63170114A - 油圧伸縮アクチュエータ - 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】 （技術分野） 本発明は、米国特許第３２７７８４０号に開示されであ
るような車輌用サスペンションへの利用に適した油圧伸
縮アクチュエータに関し、詳細には、その全長を短縮す
るために入れ組シリンダーチューブ形状を有する形式の
アクチュエータに関する。

（技術的背景） 車輌用サスペンションに用いられる複動式油圧伸縮アク
チュエータは、入れ子式に構成され、選択したロール角
度まで車輌を横向きに傾斜させて、車輌スピード及び道
路の湾曲度の広範囲に渡り安定した湾曲旋回を可能とす
る。かかるアクチュエータは、種々の車輌運行スピード
での、車輌の安定した旋回を維持するばかりでなく、あ
る適切な制御装置によっては、操舵指令に素早く瞬時に
応答して、車輌のロール角度を１つのロール角度より別
の角度に変更作り、車輌が直進走行、もしくは、停止す
る場合には、車輌を起立させる性能を具備している。

この種油圧伸縮アクチェエータとしては、例えば、上記
米国特許第３２７７８４０号に開示されたものが知られ
ているが、車輌用サスペンションとして利用するために
は、その設定空間が限られているため、より小型のもの
が望まれていた。

（発明の目的） 本発明の目的は、車輌の各車輪に関係して設定され、車
輌を動力を用いて傾けるといったサスペンシロン荷重お
よび偏位の制御をしたり、車輌の上下動を減衰するのに
用いられる新たに改良された小型の複動式油圧伸縮アク
チュエータを提供することである。

（発明の構成） 本発明に係る油圧伸縮アクチェエータは、ピストンロッ
ド手段が、往復運動をするピストンに連結され、その連
結部よりロッド案内を通して伸長して車輌支持構造体に
連結されるようになされており、また、珈咄曙−油圧流
体を一対の容積可変室の一方、もしくは、他方に供給し
てそれぞれの室を拡張し、もって、ピストンロッド手段
を、それぞれ、伸張、もしくは、引込みする、車輪アセ
ンブリーと車輌の支持構造体を連結するアクティプサス
ペンシッン装置用油圧伸縮アクチヱエータであって、同
心の内側および外側シリンダーチューブが、入れ組シリ
ンダーチューブアセンブリーを形成し、かつ、双方のシ
リンダー間にシリンダー状空所を規定し、ピストンが上
記シリンダー状空所内で往復運動するように取り付けら
れ、上記ピストンロッド案内が上記外側シリンダーチュ
ーブの上方端部に固着され、上記ピストンロッド手段が
上記ピストンに連結され、それより上記ロッド案内を通
して上方に伸長して車輌の支持構造体に連結され、上記
ピストンが、上記内側シリンダーチューブとの接触部を
密封接触するための環状内側シールと上記外側シリンダ
ーチューブとの接触部を密封接触するための環状外側シ
ールを具備することで第一の容積可変室が、上記ピスト
ンの上方に形成され、上記ピストンロッド手段が、上記
第一の容積可変室に連絡した油圧流路を具備し、上記制
御手段が加圧油圧流体を上記第一室に供給して同第一室
を拡張し、もって、上記アクチュエータを収縮するよう
になされており、上記ビストンロッド手段が、上記内側
シリンダーチューブに対して入れ子運動をするように取
り付けられ、かつ、上記ピストンと同内側シリンダーチ
ューブとの密封接触部によって第二の容積可変室が規定
され、上記制御手段が加圧流体を上記第二室に供給して
同第二室を拡張し、もって、上記アクチュエータを拡張
するようにしたことを特徴とする。

（発明の作用及び効果） 本発明に係るアクチュエータにおいては、上記第１及び
第２の油圧室に油圧を導入及び排出することにより当該
アクチュエータを伸長及び収縮することが出来るが、こ
れら第１及び第２の油圧室は入れ組シリンダーチューブ
アセンブリーを利用して上記の如く構成したので相互に
同心状に設定でき、・従来のものに比べて、その全長を
短くすることが出来る。更に、本発明に係るアクチュエ
ータは、上記の如き構成を有するから、当該アクチュエ
ータ内に、その全長を特別に長くすることなしに油圧室
とは別個の空気ばね室を形成することができる。従って
、静荷重を油圧部分で支持する必要がなく、大幅に動力
消費を削減することが出来る。また、油圧部分に損傷が
生じた場合でも、空気ばね部分が負荷の支持を行いサス
ペンション効果を奏することが出来、従って、当該車輌
を停止することなしに低速走行することを可能としてい
る。従って、そのためのコイルばねなどの他の機械的ば
ね手段を設ける必要がない。

（実施−例） 以下、添付図面に示した実施例に基づき、本発明の詳細
な説明する。

第１図および第２図に示されているのは、車輌用複動式
アクティブサスペンシランユニッ＋−１０であり、マク
ファーソン弐サスペンションストラットとして公知の従
来のストラットに取って代わるものとして考案されたも
のである。サスペンションユニット１０は、外側シリン
ダーチューブ１２と内側シリンダーチューブ１４及びそ
れらチューブの下端部に連結されたペースキャップ１６
により形成された入れ組シリンダーチューブアセンブリ
ー（１ｎｖｏｌｕｔｅｄ　　ｃｙｌｉｎｄｅｒ　ｔｕｂ
ｅ　ａｓｓｅｍｂｌｙ）を利用している。第３図に示さ
れているように、かかるユニット１０は、車輌の車輪ア
センブリー１７に連結するようにされている。サスペン
シラン１０の上記の如き構成は、当該ユニットの長さを
短縮し、空間を最大限利用することができ、これらのユ
ニットは、従来のストラット形状のものに代えて容易に
使用でき、選択的に伸長させて車輌の向き傾斜を調整す
ることが可能となる。

各サスペンションユニット１０には、シリンダーチュー
ブアセンブリー１２．１４に対して相対的に往復運動す
るようにピストンアセンブリー１８が取り付けられ、か
つ、同心の内側および外側環状ピストンロッド２２．２
４が具備され、各々の下方端部でシリンダー状ピストン
２６に連結される。同心のピストンロッド２２．２４は
、双方の間に油路２７を規定し、かつ、シリンダー状の
ロンド案内２８を通して上方に伸長し、コネクターブロ
ック３０の内部に達している。ロンド案内は、外側ピス
トンロッド２４が、密封状態を維持したまま同案内部を
摺動できるようにするための環状シール３１を具備して
いる。

ナツト３２がピストンロッド２４の上方端部にネジ止め
されて、ピストンロッド２２．２４をコネクターブロッ
ク３０と車輌本体に固着させており、この車輌本体部分
は、コネクターブロック３０の下側面３５と外側ピスト
ンロッド２４の上側肩部３６とに挟持された従来の取り
付は用タワー３４の一部である。このように、車輌本体
は、サスペンションユニット１０のピストンにしっかり
と連結され、当該ピストンの動きに連れて動く。

ピストン２６は、外側および内側シリンダーチューブ１
２．１４間のシリンダー状の空所内を往復運動するよう
に取りつけられ、また、内側および外側０リング状のシ
ール４０．４２を具備しており、これにより、シリンダ
ー状の空所を油密かつ気密的に密封して、拡張、収縮自
在な上側室および下側室４４、４６を形成する。上側室
４４は、油室であり、同油室には、基本的には、第３図
に示されているように、制御袋Ｗ４８から加圧油が供給
されるが、同制御装置では、サスペンションユニット１
０の各々に別個のサーボ弁５０が組みこまれている。第
３図に概略示されているように、サーボ弁には加圧油が
、加圧ライン５６．５８を介してポンプ５２より供給さ
れる。サーボ弁５０より排出された流体は、ライン６２
により油だまりへ送くられる。概略図示しであるように
、ポンプ５２は、ライン６６、６８を介して、オイルク
ーラー６９を通して油をくみ上げる。

弁５０のスプールが下方向に移動した状態では、加圧油
は、加圧ライン５６より、流路５９によりネコフタ−ブ
ロック３０内の環状室７０に供給され、それより外側ピ
ストンロッド２４の上方端部の半径方向流路７２を介し
て供給される。加圧油が、上記の如く内側および外側ピ
ストンロッド２２．２４間の空所を満たすと、開口部７
４．７６を通して外側ピストンロッド２４とシリンダー
チューブ１２間の空所が圧縮油で満たされる。このよう
に、上側室４４が加圧油で満たされると、ピストン２６
に下方向の力が加わる。この圧力により十分な大きさの
力が加わると、上側室４４が拡張し、アクチュエータユ
ニットが収縮する。第１図に示された状態では、上側室
４４が最大に拡張し、アクチュエータユニットが収縮し
た状態にある。

サーボ弁５０は、上側室４４に加圧油を供給するばかり
でな（、上方向に移動して、内側シリンダー状空所ブ１
４と内側ピストンロッド２２間に形成された内側室８０
に加圧油を供給することもできる。上側室４４の場合と
同様に、加圧油は、サーボ弁５０により、ライン７３を
介してコネクターブロック３０内の開口部７４に導かれ
るが、この開口部７４は、形状としては、環状室になっ
ている。加圧油は、外側ピストンロッドの首部の半径方
向流路７８を介して、内側室８０に供給される。内側室
８０内の圧力が所定圧を超えると、内側室８０内の圧力
が同室壁及び内側シリンダーチューブ１４の端部に作用
し、内側室は、所定の長さまで拡張する。

第２図には、内側室８０が最大限に拡張した状態が示さ
れているが、拡張室および収縮室での力のつり合いによ
って、第１図と第２図に示した状態間で、種々の状態を
実現することが可能である。

細長いロッド８１が、外側ピストンロッド２４の頂部に
固定され、内側ピストンロッド２２内に取り付けられ、
かつ、コイルばね８５により適所に保持されたコイル８
２の内部に伸長している。荷重センサーが、各ピストン
ロッドアセンブリ−の上方端部に取り付けられ、回路８
６に連結される。ロッド８１とコイル８２は協働して、
直線状の可変差動変圧器８３を形成し、同可変差動変圧
器が、偏位信号を発し、同信号が回路８６によってコン
ピュータ８４に伝達される。コンピュータ８４は、車輌
が運行されている間中、例えば、車輌荷重、車速、バン
ク角度、道路湾曲度、横方向加速および道路の起伏を知
らせる信号をｍｔａシて受信する。これらの信号がコン
ピュータで処理され、コンピュータが、サーボ弁５０に
制御信号を送くる。サーボ弁５０は、トルクモータ９０
により作動される。コンピュータ８４からの信号は、回
路９２．９４．９６．９８を介してトルクモータ９０に
送信されて、各アクチュエータが作動する。コンピュー
タに入って来る入力信号８６に基づいて、トルクモータ
がサーボ弁を調整し、それにより複動式アクチェエータ
が調整されて、旋回に際して車輌を傾けて、広範な運行
状況下で調整を行い、安定した旋回を可能とするととも
に、車輌が直進走行をする時、もしくは、静止する時に
は、車輌を起立させる。減衰は、スプールを調整するこ
とでサーボ弁を制限して得られる。これは種々のセンサ
ーおよび制御器中の種々の制御アルゴリズムにより可能
となるが、理論的に存在するその他のどんな制御モード
も可能である０本装置により、前後左右の傾斜の制御、
減衰およびばねレートの制御が統合可能となる。

以上説明してきた本発明の油圧アクチュエータの好適な
実施例では、ペースキャップ１６にネジ止め、もしくは
、その他の方法で固定された外側支持チューブ１００を
利用して、エアサスペンションも同様に提供される。こ
の外側支持チューブ１００は、ペースキャップ１６より
上方に伸長し、その末端は、ロッド案内２８への接続部
１０２となっており、同接続部は、内側に折り曲げられ
て、空気密封されている。上記支持チューブ１００は、
外側シリンダーチューブ１２と間隔を置いて設けられて
おり、その間には、シリンダー状空所１０４が形成され
、同シリンダー状空所は、シリンダーチューブ１４の下
方端部に設けられた半径方向流路１０６により下側室４
６に連絡する。サスペンシラン用の圧縮空気が、制御装
置１０８よりライン１１０を通して、シリンダー状空所
１０４および下側室４６へと供給される。

圧縮空気は、下側室４６内で作用して、サスベンジ式ン
ユニットにエアサスペンション力が提供される。この閉
じこめられた空気量は、油量とは別個のものであり、そ
の量も、摺動するピストンにより、空気ばねが生じる程
の量とされており、同空気ばねの大きさも、車輌に、は
ぼ適切な負荷およびばね定数をもたらす大きさにされて
いる。

この空気ばねにより、当該装置の油圧部分で車輌の静荷
重を支持する必要がなくなり、よって、動力消費が大幅
に軽減される。加えて、静荷重を支持するためにアクチ
ュエータもしくは、その他のサスペンシラン装置のまわ
りにコイルばねを設ける必要もなく、さらには、油圧機
構が損傷を受け、作動しなくなった場合には、立柱状す
ることなく、低速運転が可能となる。

以上説明してきた油圧伸縮アクチュエータの実施例では
、車輌の走行装置および路面に応じて車輌本体を位置決
めするための高圧アクチュエータが形成されている。室
４４が加圧されると、当該ユニットが収縮し、一方、室
８０が加圧されると、同ユニットが拡張する。これによ
り、車輌の四すみが、必要に応じて高さ調節されるのが
可能となり、また、入れ組シリンダーチューブ構造によ
り、同心の別個の油圧室が設けられて、当該ユニットの
全長が、好ましく短縮されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の油圧アクチュエータの好適な実施例
の縦断面図であり、その収縮した状態を示しており、 第２図は、第１図と同様、本発明の油圧アクチュエータ
の好適な実施例の縦断面図であり、その伸長した状態を
示しており、 第３図は、本発明の油圧アクチュエータを組み込んだサ
スペンション機構用の側御機構の一部の線図である。 １０・−油圧伸縮アクチェエータ １２・・・内側シリンダーチューブ １４−外側シリンダ−チューブ ２２、２．ｔ−一・−ピストンロッド案内２６−　ピス
トン　　　　　　２７・−油圧流路２８・・−ピストン
ロッド案内　３４・−支持構造体４０−・・環状内側シ
ール　　　４２−・−環状外側シール４４・−第１の容
積可変室　　５０・−制御手段８０・・−第２の容積可
変室 （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ピストンロッド手段が、往復運動をするピストンに
   連結され、その連結部よりロッド案内を通して伸長して
   車輌支持構造体に連結されるようになされており、また
   、油圧流体を一対の容積可変室の一方、もしくは、他方
   に供給してそれぞれの室を拡張し、もって、ピストンロ
   ッド手段を、それぞれ、伸張、もしくは、引込みする制
   御手段が設けられてる、車輪アセンブリーと車輌の支持
   構造体を連結するアクティブサスペンション装置用油圧
   伸縮アクチュエータにおいて、同心の内側および外側シ
   リンダーチューブ（１４、１２）が、入れ組シリンダー
   チューブアセンブリーを形成し、かつ、双方のシリンダ
   ー間にシリンダー状空所を規定し、ピストン（２６）が
   上記シリンダー状空所内で往復運動するように取り付け
   られ、上記ピストンロッド案内（２８）が上記外側シリ
   ンダーチューブ（１２）の上方端部に固着され、上記ピ
   ストンが、上記内側シリンダーチューブとの接触部を密
   封接触するための環状内側シール（４０）と上記外側シ
   リンダーチューブとの接触部を密封接触するための環状
   外側シール（４２）を具備することで第一の容積可変室
   （４４）が、上記ピストンの上方に形成され、上記ピス
   トンロッド手段が、上記第一の容積可変室に連絡した油
   圧流路（２７）を具備し、上記制御手段（５０）が加圧
   油圧流体を上記第一室に供給して同第一室を拡張し、も
   って、上記アクチュエータを収縮するようになされてお
   り、上記ピストンロッド手段が、上記内側シリンダーチ
   ューブに対して入れ子運動をするように取り付けられ、
   かつ、上記ピストンと同内側シリンダーチューブとの密
   封接触部によって第二の容積可変室（８０）が規定され
   、上記制御手段が加圧流体を上記第二室に供給して同第
   二室を拡張し、もって、上記アクチュエータを拡張する
   ようにしたことを特徴とする油圧伸縮アクチュエータ。 ２、外側支持チューブ（１００）が上記外側シリンダー
   チューブ（１２）のまわりに伸張し、同シリンダーチュ
   ーブを密封して、双方間に空気室（１０４）を形成し、
   車輌重量を支持するために所定の空気圧で圧縮空気を上
   記空気室に供給する手段が設けられ、また、当該アクチ
   ュエータを可変サスペンションばね装置として作用させ
   るために空気圧を変更する手段が設けられることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の油圧伸縮アクチュエ
   ータ。 ３、上記ピストンロッド手段が、半径方向に間隔を置い
   て設けられ、かつ、双方とも上記ピストン（２６）に連
   結されている内側および外側ピストンロッド（２２、２
   ４）より成り、上記油圧流路（２７）が上記内側および
   外側ピストンロッド間に規定され、および、同内側およ
   び外側ピストンロッドが、上記内側シリンダーチューブ
   （１４）上を入れ子運動をするように取りつけられるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項、もしくは、第２
   項記載の油圧伸縮アクチュエータ。