JP2010274847A - 体積補償アキュムレータ装置及びこれを用いたサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンション装置の液圧シリンダ間を連結する管路に接続する体積補償アキュムレータ装置において、微小なオリフィスを容易に加工できるようにする。
【解決手段】 本体２３の円筒部２２に、フィルタ３０、３６、支持部材３１、３５、オリフィスプレート３２、３４、スペーサ３３を嵌合し、円筒部２２の先端部３７をかしめて、これらを固定する。２つのオリフィスプレート３２、３４をスペーサ３３によって間隔をもって直列に配置することにより、オリフィス３９、４０の径を小さくすることなく、より小さなオリフィスと同等のオリフィス特性を得ることができ、オリフィス３９、４０の穴あけ加工を容易にすると共に、異物が詰まり難くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪と車体との間に介装された液圧シリンダ間を管路によって連結したサスペンション装置の管路に接続して作動液の体積補償を行なう体積補償アキュムレータ装置及びこれを用いたサスペンション装置に関するものである。

例えば特許文献１に記載されているように、自動車の前後、左右の車輪に装着された液圧シリンダ間を管路によって連結し、車体の姿勢変化等による液圧シリンダ間の作動液の流れをアキュムレータ及び減衰バルブによって制御することにより、車体の振動及び姿勢制御を行なうサスペンション装置が知られている。このサスペンション装置では、車両の積載荷重、温度等による作動液の体積変化を補償するため、管路に、流路面積の充分小さい体積補償オリフィスを介して体積補償用のアキュムレータを接続している。これにより、車体の姿勢変化及び振動等による過渡的な作動液の流れに対しては、体積補償オリフィスが大きな抵抗となり、体積補償アキュムレータへの作動液の流れを遮断し、積載荷重、温度等による管路内の定常的な作動液の体積変化に対しては、体積補償オリフィスが体積補償アキュムレータへの作動液の流れを許容して、作動液の体積補償を行なう。

特表２００６−５１９１２４号公報

体積補償オリフィスは、非常に微小な流路面積であることが要求されるため、必要な精度が得にくいという問題がある。

本発明は、容易に必要な精度を得ることができる体積補償オリフィスを備えた体積補償アキュムレータ装置及びこれを用いたサスペンション装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、車体と車輪との間に介装された少なくとも２つの液圧シリンダ間を管路によって連結したサスペンション装置の前記管路に接続して作動液の体積補償を行なう体積補償アキュムレータ装置について、
アキュムレータと、
一端側が前記アキュムレータに接続し、他端側が前記管路に接続する筒部を有する本体と、
前記筒部内に嵌合して固定され、軸方向に貫通する通路を有する第１及び第２支持部材と、
前記第１支持部材と前記第２支持部材との間で挟持されて、前記第１及び第２支持部材の通路に連通するオリフィスを有する板状のオリフィスプレートとを備えた構成としたことを特徴とする。

本発明によれば、容易に必要な精度を得ることができる体積補償オリフィスを備えた体積補償アキュムレータ及びこれを用いたサスペンション装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る体積補償アキュムレータに用いられる体積補償オリフィスの縦断面図である。 本発明の体積補償アキュムレータを適用することができる自動車のサスペンション装置の概略構成を示す回路図である。 図１に示す体積補償オリフィスの分解斜視図である。 図１に示す体積補償オリフィスの第１変形例の縦断面図である。 図１に示す体積補償オリフィスの第２変形例の縦断面図である。 図５に示す体積補償オリフィスのオリフィスプレートを拡大して示す縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る自動車のサスペンション装置の回路図を図２に示す。図２に示すように、サスペンション装置１は、前後左右の各車輪をサスペンションスプリングによって支持するサスペンション機構のバネ上（車体側）、バネ下（車輪側）間に介装した液圧シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを備えている（符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ液圧シリンダ２が配置された位置である右前輪、左前輪、右後輪、左後輪を表している）。液圧シリンダ２は、作動液が封入されたシリンダ３内にピストンロッド４が連結されたピストン５を摺動可能に挿入し、ピストンロッド４をシリンダ３の外部に延出した構造である。シリンダ３内がピストン５によって、底部側のシリンダ下室６と、ピストンロッド４側のシリンダ上室７とに仕切られている。液圧シリンダ２は、シリンダ３側がバネ下に連結され、ピストンロッド４がバネ上に連結されている。

右前輪の液圧シリンダ２Ａと左前輪の液圧シリンダ２Ｂとは、シリンダ下室６Ａとシリンダ上室７Ｂとが管路８によって互いに接続され、シリンダ上室７Ａとシリンダ下室６Ｂとが管路９によって互いに接続されている。また、右後輪の液圧シリンダ２Ｃと左後輪の液圧シリンダ２Ｄとは、シリンダ下室６Ｃとシリンダ上室７Ｄとが管路１０によって互い接続され、シリンダ上室７Ｃとシリンダ下室６Ｄとが管路１１によって互いに接続されている。そして、管路８と管路１０とが管路１２によって互いに接続され、管路１２には、減衰バルブ１３を介してアキュムレータ１４が接続されている。また、管路９と管路１１とが管路１５によって互いに接続され、管路１５には、減衰バルブ１６を介してアキュムレータ１７が接続されている。減衰バルブ１３、１６は、それぞれ、管路１２、１５とアキュムレータ１４、１７との間の作動液の流れを制御して減衰力を発生させるものである。

更に、管路１２と管路１５は、管路１８によって互いに接続されており、管路１８には、体積補償アキュムレータ装置４４が接続されている。体積補償アキュムレータ装置４４は、管路１８に直列に配置された２つの体積補償オリフィス１９ａ、１９ｂと、管路１８の体積補償オリフィス１９ａ、１９ｂ間に接続された体積補償アキュムレータ２０とを備えている。体積補償オリフィス１９ａ、１９ｂは、減衰バルブ１３、１６に比して、流通抵抗が充分大きくなるように、流路面積が非常に微小に設定されている。

次に、本発明の要部である体積補償オリフィス１９ａ、１９ｂの具体的な構造について、図１及び図３を参照して説明する。なお、体積補償オリフィス１９ａ、１９ｂは、同じ構造であるから、ここでは、体積補償オリフィス１９として説明する。

図１及び図３に示すように、体積補償オリフィス１９は、本体２１の一端側に有底円筒状の円筒部２２が形成され、他端側に、筒部としての円筒部２２と同心で円筒部２２よりもやや大径のネジ部２３が形成され、更に、ネジ部２３の端部に拡径されたフランジ状の頭部２４が形成されている。

円筒部２２内には、底部側の小径部２５ａ及び開口側の大径ボア２５ｂからなる段付ボア２５が形成されている。円筒部２２の基部側の外周部には、環状溝２６が形成され、小径ボア２５ａの側壁には、小径ボア２５ａと環状溝２６とを連通する複数の径方向通路２７が形成されている。円筒部２２の基部側の外周部には、環状溝２６を覆う円筒状のフィルタ２８が外嵌されている。円筒部２２の先端側の外周部には、環状溝であるシール溝２９が形成されている。なお、円筒部２２は、内周部は円形であることが、内部に設けられる部品の製造上望ましいが、外周部は円形に限られるものではなく、必要に応じて多角形であってもよい。

段付ボア２５の大径部２５ｂには、小径部２５ａ側から順に、円板状のフィルタ３０、第１支持部材である支持部材３１、オリフィスプレート３２、スペーサ３３、オリフィスプレート３４、第２支持部材である支持部材３５及びフィルタ３６が嵌合され、これらは、円筒部２２の薄肉の先端部３７を内側にかしめることによって固定されている。

フィルタ３０は、一端部が段付ボア２５の段部２５ｃに当接して位置決めされている。支持部材３１は、有底円筒状の部材で、開口側の端部をフィルタ３０に当接させて内側に室３１ａを形成し、これにより、フィルタ３０の有効面積を大きくしている。支持部材３１の底部の中心部には、通路３８が貫通している。

オリフィスプレート３２、３４は、円板状の部材の中心部に、例えば直径０．１ｍｍ程度の微小のオリフィス３９、４０を貫通させたものであり、オリフィス３９、４０は、打抜き又は穴あけ等の公知の機械加工によって穿設することができる。ただし、直径が非常に小さいので、十分な精度を確保するためオリフィスプレート３２、３４の厚さは制限される。また、厚さが小さい（薄い）ほど加工は容易である。例えばオリフィス３９、４０の直径が０．１ｍｍ程度の場合、ＳＵＳ製のオリフィスプレート３２、３４の厚さは０．１ｍｍ程度とすることができる。
また、オリフィスプレート３２、３４は、図６に示すように、僅かに湾曲して球面状に形成されており、円筒部２２の先端部３７をかしめる際に、支持部材３１、スペーサ３３及び支持部材３５に押付けられて平坦になっており、これらに密着している。

スペーサ３３は、オリフィスプレート３２、３４よりも厚い円板状の部材で、中心部に２ｍｍ程度の通路４１が貫通している。支持部材３５は、有底円筒状の部材で、開口側の端部をフィルタ３６に当接させて内側に室３５ａを形成し、これにより、フィルタ３６の有効面積を大きくしている。支持部材３５の底部の中心部には、通路４１と同様の２ｍｍ程度の通路４２が貫通している。
本体部２１の頭部２４の中心部には、六角形、星形等の非円形の締付工具の先端部形状に合致する工具穴４３が形成されている。なお、工具穴４３を形成する代わりに、頭部２４の外側を締付工具の先端部形状に合致する形状としてもよい。

体積補償オリフィス１９は、円筒部２２のシール溝２９にＯリングを装着して、体積補償アキュムレータ２０のケースの取付穴に挿入し、頭部２４の工具穴４３に締付工具を挿入し、ネジ部２３を取付穴のネジ部にネジ込んで締付けることによって、体積補償アキュムレータ２０に取付けられる。そして、２つの体積補償オリフィス１９ａ、１９ｂが体積補償アキュムレータ２０に取付けられ、これらが一体化されて体積補償アキュムレータ装置４４（図２参照）を構成する。このとき、オリフィスプレート３２、３４のオリフィス３９、４０は、フィルタ３６を介して体積補償アキュムレータ２０に接続され、また、２つのフィルタ２８、３０を介して管路１８に接続される。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
サスペンション装置１は、各車輪のバネ上、バネ下の振動による液圧シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄのピストンロッド４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄのストロークに対して、減衰バルブ１３、１６を介してアキュムレータ１４、１７で授受する作動液の流れを減衰バルブ１３、１６で制御して減衰力を発生する。

例えば、左右の前輪の液圧シリンダ２Ａ、２Ｂのピストンロッド４Ａ、４Ｂが同時に短縮する（同相）場合、液圧シリンダ２Ａ、２Ｂでは、シリンダ下室６Ａ、６Ｂの作動液が加圧され、シリンダ上室７Ａ、７Ｂの作動液が減圧される。このとき、加圧されるシリンダ下室６Ａ、６Ｂから減圧されるシリンダ上室７Ａ、７Ｂへ、管路８、９を介して作動液が流れるので、ピストンロッド４Ａ、４Ｂがシリンダ上室７Ａ、７Ｂ内に侵入した分の少量の作動液が管路１２、１５を通り、減衰バルブ１３、１６を介してアキュムレータ１４、１７へ流れることになり、小さな減衰力が発生する。

また、左右の前輪の液圧シリンダ２Ａ、２Ｂのピストンロッド４Ａ、４Ｂが同時に伸長する場合（同相）、液圧シリンダ２Ａ、２Ｂでは、シリンダ上室７Ａ、７Ｂの作動液が加圧され、シリンダ下室６Ａ、６Ｂの作動液が減圧される。このとき、加圧されるシリンダ上室７Ａ、７Ｂから減圧されるシリンダ下室６Ａ、６Ｂへ、管路８、９を介して作動液が流れるので、ピストンロッド４Ａ、４Ｂがシリンダ上室７Ａ、７Ｂ内から退出した分だけ少量の作動液がアキュムレータ１４、１７から減衰バルブ１３、１６を介して管路１２、１５に流れることになり、小さな減衰力が発生する。

一方、左右の前輪の液圧シリンダ２Ａ、２Ｂの一方のピストンロッド４Ａが短縮し、他方のピストンロッド４Ｂが伸長する（逆相）場合、加圧されるシリンダ下室６Ａとシリンダ上室７Ｂとが管路８によって接続されているので、大量の作動液が管路１２から減衰バルブ１３を介してアキュムレータ１４へ流れる。また、減圧されるシリンダ上室７Ａとシリンダ下室６Ｂとが管路９によって接続されているので、大量の作動液がアキュムレータ１７から減衰弁１６を介して管路９へ流れる。これにより、前述の同相の場合よりも大きな減衰力が発生する。ピストンロッド４Ａが伸長し、ピストンロッド４Ｂが短縮する場合についても、同様に大量の作動液が減衰バルブ１３、１６を介してアキュムレータ１４、１７に授受されることにより、大きな減衰力が発生する。

なお、油圧シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄのストロークによる作動液の流れに対して、管路１２、１５間を接続する管路１８では、微小流路面積の体積補償オリフィス１９ａ、１９ｂの流通抵抗によって実質的に遮断されて、殆ど作動液の流れは生じない。

これにより、左右の前輪の液圧シリンダ２Ａ、２Ｂの同じ方向のストローク（同相）に対しては、減衰力が小さくなるので、バネ下の振動を充分に吸収することができ、異なる方向のストローク（逆相）に対しては、減衰力が大きくなるので、車体のローリングを抑えることができる。また、左右の後輪の液圧緩衝器２Ｃ、２Ｄについても、同様に、同じ方向のストローク（同相）に対しては、減衰力が小さくなり、バネ下の振動を充分に吸収し、異なる方向のストローク（逆相）に対しては、減衰力が大きくなり、旋回時の車体のローリングを抑える。

また、車両の乗員の乗降、荷物の積み降ろし、燃料の増減等による積載荷重の変化による定常的に液圧シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄのピストンロッド４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄの伸縮位置の変化及び温度による作動液の体積変化に対しては、体積補償オリフィス１９ａ、１９ｂを介して体積補償アキュムレータ２０との間で作動液を授受することにより、圧力の変動を吸収する。

体積補償オリフィス１９では、直列に配置された２つのオリフィス３９、４０及び３つのフィルタ２８、３０、３６を介して通路１８と体積補償アキュムレータ２０とを接続する。このとき、オリフィス３９、４０を直列に配置することにより、単一のオリフィスを用いた場合に比して、流路面積に対する流通抵抗を大きくすることができるので、オリフィスの直径を大きくすることができ、異物を詰まり難くすると共に、穴あけ加工を容易にすることができる。そして、オリフィス３９、４０を有するオリフィスプレート３２、３４をプレス加工によって容易に製造することができる。２つのフィルタ２８、３０がコンタミネーション等の異物が混入し易い液圧シリンダ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ側に配置されているので、微小なオリフィス３９、４０に異物が詰まり難くすることができ、また、体積補償アキュムレータ２０に異物が侵入しにくくすることができる。オリフィスプレート３２、３４を図６に示すような僅かに湾曲された略球面状としたことにより、その弾性によって組付状態において軸力が発生するので、フィルタ３０、支持部材３１、オリフィスプレート３２、スペーサ３３、オリフィスプレート３４、支持部材３５及びフィルタ３６の密着性を高めて漏れの発生を抑制することができる。

上記実施形態において、オリフィスプレート３２、３４及びスペーサ３３の数を増減することにより、オリフィスの特性（流通抵抗）を調整することができる。そして、これら数を増加することにより、オリフィスの直径を小さくすることなく、異物の詰まりを生じにくくしつつ、より小径のオリフィスと同等の特性を得ることができる。

また、上記実施形態において、オリフィスプレート３２、３４の間のスペーサ３３を段付ボア２５の大径部２５ｂに、締り嵌めとして圧入することにより、オリフィスプレート３２、３４間の漏れを防止して、オリフィス特性を安定化することができる。あるいは、この代わりに、図４に示すように、スペーサ３３と大径部２５ｂとの間をＯリング４５によってシールすることによっても同様の作用効果を得ることができる。なお、図４において、図１のものに対して、同様の部分には同一の符号が付してある。

次に、体積補償オリフィス１９の変形例について図５を参照して説明する。なお、以下の説明において、図１に示すものに対して、同様の部分には、同じ符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図５に示す変形例では、スペーサ３３が省略され、オリフィスプレート３２、３４は、互いに凹面どうしを対向させて配置することにより、オリフィス３９、４０間に間隔を設けるようにしている。これにより、スペーサ３３を省略しつつ、オリフィス３９、４０の中心位置の精度を緩和することができ、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、体積補償アキュムレータ装置４４は、上記実施形態のサスペンション装置１のほか、車体と車輪との間に介装された少なくとも２つの液圧シリンダ間を管路によって連結したサスペンション装置であれば、他の回路構成のサスペンション装置であっても、その管路に接続して作動液の体積補償を行うことができる。

１ サスペンション装置、２ 油圧シリンダ、１９ 体積補償アキュムレータ装置、２１ 本体、２２ 円筒部、３１ 支持部材（第１支持部材）、３２、３４ オリフィスプレート、３５ 支持部材（第２支持部材）、３８、４２ 通路、３９、４０ オリフィス、

Claims (6)

1. 車体と車輪との間に介装された少なくとも２つの液圧シリンダ間を管路によって連結したサスペンション装置の前記管路に接続して作動液の体積補償を行なう体積補償アキュムレータ装置であって、
   アキュムレータと、
   一端側が前記アキュムレータに接続し、他端側が前記管路に接続する筒部を有する本体と、
   前記筒部内に嵌合して固定され、軸方向に貫通する通路を有する第１及び第２支持部材と、
   前記第１支持部材と前記第２支持部材との間で挟持されて、前記第１及び第２支持部材の通路に連通するオリフィスを有する板状のオリフィスプレートとを備えていることを特徴とする体積補償アキュムレータ装置。
2. 前記オリフィスの流路面積は、前記液圧シリンダのストロークよって生じる前記管路内の作動液の流れを遮断するために、充分小さいことを特徴とする請求項１に記載の体積補償アキュムレータ装置。
3. 前記オリフィスプレートが複数設けられ、該オリフィスプレート間に、そのオリフィスに連通する通路を有するスペーサが介装されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の体積補償アキュムレータ装置。
4. 前記第１支持部材と、前記第２支持部材との間には、２枚の前記オリフィスプレートが挟持され、これらのオリフィスプレートのオリフィス間に間隔が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の体積補償アキュムレータ装置。
5. 前記オリフィスプレートは、略球面状に湾曲しており、その凹面どうしを対向させて配置されていることを特徴とする請求項４に記載の体積補償アキュムレータ装置。
6. 車体と車輪との間に介装された少なくとも２つの液圧シリンダ間を管路によって連結し、該管路に、作動液の体積補償を行なう体積補償アキュムレータ装置を接続したサスペンション装置であって、
   前記体積補償アキュムレータ装置は、
   アキュムレータと、
   一端側が前記アキュムレータに接続し、他端側が前記管路に接続する筒部を有する本体と、
   前記筒部内に嵌合して固定され、軸方向に貫通する通路を有する第１及び第２支持部材と、
   前記第１支持部材と前記第２支持部材との間で挟持されて、前記第１及び第２支持部材の通路に連通するオリフィスを有する板状のオリフィスプレートとを備えていることを特徴とするサスペンション装置。

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