JP2532004Y2 - 減衰力可変バルブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、自動車のハイドロニューマチックサスペン
ションに使用される減衰力可変バルブに係り、特に、バ
スやトラック等の大型自動車のサスペンションに利用し
て有効な減衰力可変バルブに関する。

〔従来に技術〕

近年、自動車のサスペンションにはハイドロニューマ
チックシステムが導入されて来ている。このサスペンシ
ョン装置においては、油圧シリンダ装置およびアキュー
ムレータが用いられ、アキュームレータ内の高圧ガスが
ガススプリングとして利用されるようになっており、油
圧シリンダ装置とアキュームレータとの間に減衰弁が配
設されたり、あるいは、減衰弁が油圧シリンダ装置内に
直接的に組み込まれている。

一般に、自動車のサスペンションの減衰力は乗り心地
の面からは可及的に低く設定する（サスペンションが柔
らかくなる。）ことが望ましい。しかし、減衰力の低い
状況下では大きな変化のある路面を走行すると、車体に
大きな揺れが発生する。すなわち、走行中、車体はロー
リングやピッチングを生ずるが、低い減衰力ではこのよ
うな揺れを減衰させる効果が少ない。

そこで、従来、実開昭62−15636号公報に記載されて
いるように、可変オリフィスとポペット弁とにより構成
されている減衰力発生バルブが油圧シリンダ装置に組み
込まれているハイドロニューマチックサスペンション装
置、が提案されている。

なお、この種のサスペンション装置を述べてある例と
しては、この他に、実開昭62−25346号公報、特開昭64
−78910号公報および実開平１−98708号公報がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

トラックやバス等のような車両では、荷物を積載した
時と、荷物が空の時とでは、ばね上荷重が大きく異なる
ので、荷積載時と荷空時のときでは、サスペンション特
性を変化させることが望ましい。すなわち、荷積載時は
減衰力が大きく、荷空時は減衰力を小さくするのが好ま
しい。

本考案は以上の事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、車両のばね上荷重の変動に対応した
減衰力を得ることができる荷重感応型の減衰力可変バル
ブを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る減衰力可変バルブは、車体（１）と車輪
（２）との間に介設されるシリンダ装置（５）にＡポー
トが、アキュームレータ（11）にＢポートがそれぞれ接
続され、ＡポートおよびＢポート相互間の作動油の流通
を制御することにより、サスペンションの減衰力を変更
調整するように構成されている減衰力可変バルブにおい
て、 前記ＡポートとＢポートとをそれぞれ連絡する第１通路
（16）、第２通路（17）、第３通路（18）および第４通
路（19）がＡポートとＢポートとの間に、互いに並列に
それぞれ接続されており、 前記第１通路（16）には前記シリンダ装置（５）の内
圧が設定値以下になった時にＢポートからＡポートへの
流通を許容する常時閉の第１メインバルブ（31）が介設
されており、 前記第２通路（17）には前記シリンダ装置（５）の内
圧が設定値以上になった時にＡポートからＢポートへの
流通を許容する常時閉の第２メインバルブ（41）が介設
されており、 前記第３通路（18）にはＢポート側からＡポート側へ
の流通のみを許容する第１逆止弁（32）および第１絞り
（46）がＡポート側から順にそれぞれ介設されており、 前記第４通路（19）にはＡポート側からＢポート側へ
の流通のみを許容する第２逆止弁（42）および第２絞り
（55）がＢポート側から順にそれぞれ介設されており、 前記第１メインバルブ（31）は前記第３通路（18）に
おける前記第１逆止弁（32）のＡポート側の作動油圧力
により作動される第１ピストン（49）に押圧されてその
開閉が制御されるように構成されており、 前記第２メインバルブ（41）は前記第４通路（19）に
おける前記第２逆止弁（42）のＢポート側の作動油圧力
により作動される第２ピストン（58）に押圧されてその
開閉が制御されるように構成されていることを特徴とす
る。

〔作用〕

自動車が正常姿勢で走行中、作動油はコントローラに
より制御された状態で、アキュームレータから減衰力可
変バルブを経てシリンダ装置に至る。この作用油によ
り、シリンダ装置において、シリンダ室の作用力が車体
の負荷と均合い、所定のサスペンション状態において車
高が保たれている。そして、走行中の路面状況に応じて
サスペンション装置は所定の緩衝作用を発揮することに
なるが、その場合、減衰力可変バルブは次のように作用
する。

（１）サスペンションの伸長作動。

車輪が路面の凹部を通過すると、シリンダ装置におけ
るピストンが下降するため、シリンダ室内の圧力は低下
する。このとき、減衰力可変バルブのＢポートに流入し
た作動油は減衰力可変バルブの第１絞りを通って第１逆
止弁を開弁し、第３通路を経てシリンダ室に流入する。
このとき、作動油が絞りにおいて絞られるため、差圧Δ
Ｐが生じ、減衰力が発生する。

そして、サスペンション速度（ピストンの下降速度）
がさらに増加すると、作動油の油量が増大するため、第
１メインバルブが開弁される。このとき、第１メインバ
ルブを閉状態にしている押圧力は車両のばね上荷重の大
きさにより変動し、その押圧力はばね上荷重が大きいと
大きく、ばね上荷重が小さいと小さくなる。この第１メ
インバルブの開弁により第１通路を経て、作動油がシリ
ンダ装置のシリンダ室に大量に送給される。このとき、
第１メインバルブはサスペンション速度の増加と共に開
弁度が拡がるので、第１メインバルブの開弁後における
圧力上昇は非常に緩慢になり、減衰力は緩慢に上昇する
ことになる。

以上により、車両のばね上荷重が大きい場合には減衰
力が大きく、ばね上荷重が小さい場合には減衰力が小さ
く、荷重の大きさに対応した減衰力が得られる。

（２）サスペンション短縮作動。

車輪が路面の凸部を通過すると、シリンダ装置におけ
るピストンが上昇するため、シリンダ室内の圧力は上昇
する。このとき、作動油は油路より減衰力可変バルブを
経てシリンダ室から流出する。このサスペンション短縮
作動の場合、減衰力可変バルブのＡポートに流入した作
動油は、減衰力可変バルブの第２絞りを通って第２逆止
弁を開弁し、第４通路を経てアキュームレータに流入す
る。

そして、サスペンション速度（ピストンの上昇速度）
がさらに増加すると、作動油の油量が増大するため、第
２メインバルブが開弁される。このとき、第２メインバ
ルブを閉状態にしている押圧力は車両のばね上荷重の大
きさにより変動し、その押圧力はばね上荷重が大きいと
大きく、ばね上荷重が小さいと小さくなる。この第２メ
インバルブの開弁により第２通路を経て、作動油がシリ
ンダ装置のシリンダ室から大量に排出される。そして、
サスペンション速度の増加と共に開弁度が拡がるので、
第２メインバルブの開弁後における圧力上昇は非常に緩
慢になり、減衰力は緩慢に上昇することになる。以上に
より、車両のばね上荷重が大きい場合には減衰力が大き
く、ばね上荷重が小さい場合には減衰力が小さく、荷重
の大きさに対応した減衰力が得られる。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例である減衰力可変バルブが
使用されているサスペンション装置を示す回路図、第２
図はその作用を説明するための線図、第３図はその減衰
力可変バルブを示す縦断面図、である。

本実施例において、本考案に係る減衰力可変バルブは
ハイドロニューマチックサスペンション装置に組み込ま
れている。このサスペンション装置４は油圧シリンダ装
置（以下、単にシリンダ装置という。）５を備えてお
り、このシリンダ装置５はトラックやバス等の大型車に
おける車体１に車輪２を懸架するように搭載されてい
る。すなわち、シリンダ装置５の本体６が車体１に回転
自在に軸支され、そのピストン８のロッド９が車輪２に
回転自在に軸支されている。本体６のシリンダ室７には
油路10がピストン８と反対側に接続されており、油路10
はアキュームレータ11を介して油圧源12に接続されてい
る。油路10には減衰力可変バルブ13がシリンダ装置５
と、アキュームレータ11との間に介設されている。

減衰力可変バルブ13は、シリンダ装置５に連絡されて
いるポート（以下、Ａポートという。）と、アキューム
レータ11に連絡されているポート（以下、Ｂポートとい
う。）とをそれぞれ連絡する第１通路16、第２通路17、
第３通路18および第４通路19を備えている。第１バルブ
装置21はシリンダ装置５の内圧が設定値以下になった時
に、ＢポートからＡポートへの流通を制御するように構
成されている。第２バルブ装置22はシリンダ装置５の内
圧が設定値以上になった時に、ＡポートからＢポートへ
の流通を制御するように構成されている。

次に、減衰力可変バルブ13の具体的構造を説明する。

減衰力可変バルブ13は中空部24が開設されているボデ
ー23を備えており、ボデー23の一端閉塞壁にはＡポート
が、他端閉塞壁にはＢポートがそれぞれ中空部24に連通
するように開設されている。ボデー23の中空部24の中間
部分には仕切壁20が、中空部24を軸心と直角方向両側部
分に仕切るように介設されており、仕切壁20の一方の側
に第１弁室27が、他方の側に第２弁室35がそれぞれ構成
されている。第１弁室27と第２弁室35とはＡポート側お
よびＢポート側において互いに連通されており、それぞ
れＡポート、Ｂポートに接続されている。そして、第１
弁室27には第１バルブ装置21が、第２弁室35には第２バ
ルブ装置22が設けられている。

第１バルブ装置21について説明すると、仕切壁20とボ
デー23との間には第１バルブプレート26が第１弁室27内
をＡポート側とＢポート側とに仕切るように配されて固
定されている。この第１バルブプレート26のＡポート側
の中央部には、先端開放の円筒形状に形成された第１バ
ルブガイド25が軸心方向に突設されており、第１バルブ
プレート26における第１バルブガイド25の周囲には、弁
口28が同心円上に複数個配されて軸心方向に貫通するよ
うに開設されている。そして、第１バルブガイド25の外
周には底付円筒状に形成された第１メインバルブ31が軸
心方向に摺動自在に嵌着されており、この第１メインバ
ルブ31と対になる弁座29が弁口28を取り囲むように第１
バルブプレート26に突設されている。第１メインバルブ
31の底部には複数個の連通路30が同心円上に穿設されて
いる。

第１バルブガイド25内にはＢポート側からＡポート側
への流通のみを許容する第１逆止弁32が装着されてい
る。すなわち、逆止弁32はバルブガイド25内に軸心方向
に摺動可能に嵌合する円筒部33aと、この円筒部33aのバ
ルブプレート26側端部の開口を閉塞して突出された弁頭
部を備える弁部33bとを有し、弁部33b内面と第１メイン
バルブ31の底面間に装着されたスプリング34によって、
バルブプレート26側に付勢された弁部33bがバルブプレ
ート26に設けられた弁口45を閉塞するようになってい
る。この弁口45は、第１バルブプレート26の逆止弁32側
の端面から軸心方向に途中まで開設されており、バルブ
プレート26のＢポート側の端面から軸心方向に途中まで
開設された第１オリフィス46に連通されている。第１絞
りとしての第１オリフィス46は後記する２絞りとしての
第２オリフィス55に比べて絞り量の大きい小口径に設定
されている。逆止弁32の弁部33bには円筒部33a内へ貫通
する複数個の連通路47が開設されている。

次に、ボデー23はＡポート側の端部に設けられた肉厚
部に第１荷重感応室48を備えており、この第１荷重感応
室48には第１ピストン49が摺動自在に嵌挿されている。
第１ピストン49には第１ピストンロッド50が一体的に突
設されており、このピストンロッド50はボデー23を軸心
方向に摺動自在に貫通されて第１メインバルブ31の底面
側へ延設されている。そして、第１荷重感応室48のピス
トン49の頭部側はボデー23に開設された油路51によって
第１弁室27に連通されており、頭部と反対側はボデー23
に開設された大気路52によってボデー23の外面に取付け
られたエアーブリーザ53を介して大気に開放されてい
る。したがって、サスペンション作動時は、車両のばね
上荷重に対応した油圧によってピストン49が押圧され
て、ピストンロッド50によって第１メインバルブ31が弁
座29に押し付けられ、これにより、弁口28が閉塞された
状態になっている。この時の押圧力、すなわち、油圧は
車両のばね上荷重により異なるので、荷積載時は押圧力
が大きく、荷空時は押圧力が小さくなる。

以上のように構成されている第１バルブ装置21、第１
荷重感応室48、第１ピストン49、第１ピストンロッド5
0、第１油路51、第１大気路52および第１エアーブリー
ザ53と同じ構成のものが、これらと回転対称的に第２弁
室35側に設けられている。すなわち、第２バルブ装置22
（第２バルブプレート36、第２弁口37、第２バルブガイ
ド38、第２弁座39、第２メインバルブ41、第２逆止弁4
2、円筒部43a、弁部43b、スプリング44、連通路40、弁
口54、第２オリフィス55、連通路56）、並びに第２荷重
感応室57、第２ピストン58、第２ピストンロッド59、第
２油路60、第２大気路61、第２エアーブリーザ62が設け
られている。

次に作用を説明する。

自動車が正常姿勢で走行中、作動油はコントローラ
（図示せず）により制御された状態で、油圧源12→油路
10→アキュームレータ11→油路10→減衰力可変バルブ13
→油路10、を経てシリンダ装置５に至る。この作動油に
より、シリンダ装置５において、シリンダ室７の作用力
が車体１の負荷と均合い、所定のサスペンション状態に
おいて車高が保たれている。

そして、走行中の路面状況に応じてサスペンション装
置４は所定の緩衝作用を発揮することになるが、その場
合、減衰力可変バルブ13は次のように作用する。

（１）サスペンションの伸長作動。

第１図において、車輪２が路面３の凹部3aを通過する
と、シリンダ装置５におけるピストン８が下降するた
め、シリンダ室７内の圧力は低下する。このとき、作動
油は油路10より減衰力可変バルブ13を経てシリンダ室７
に流入する。

この場合、減衰力可変バルブ13のＢポートに流入した
作動油は、第３通路18、すなわち、第１弁室27のＢポー
ト側から第１オリフィス46、弁口45を通って逆止弁32を
開き、逆止弁32の弁部33bの連通路47、第１メインバル
ブ31の連通路30を通って、第１弁室27のＡポート側へ入
り、Ａポートを経てシリンダ室７に至る。そして、作動
油が第１オリフィス46において絞られるため、差圧ΔＰ
が生じ、所定の減衰力が発生する。

そして、サスペンション速度（ピストン８の下降速
度）がさらに増加すると、作動油の油量が増大するた
め、第１弁室27のＢポート側の圧力が増大し、遂に、第
１メインバルブ31が開弁される。この第１メインバルブ
31の開弁により第１通路16を経て、作動油がシリンダ装
置５のシリンダ室７に大量に送給される。

このとき、第１メインバルブ31は荷重感応室48に嵌装
されたピストン49の押圧力に抗して開弁する。この時の
ピストン49の押圧力は荷積載時は大きく、荷空時は小さ
い。そして、サスペンション速度の増加と共に第１メイ
ンバルブ31の開弁度が拡がるので、第１メインバルブ31
の開弁後における第１弁室27のＢポート側の圧力上昇は
非常に緩慢である。

ここで、第２図中、直線ｏ−ａは伸長作動時の第１オ
リフィス46によるサスペンション特性を示しており、減
衰力の急激上昇状態が示されている。また、直線ａ−ｂ
は第１メインバルブ31の前記作動によるサスペンション
特性を示しており、減衰力の緩慢上昇状態が示されてい
る。

なお、第２図中、折れ線ｏ−ａ−ｂは荷積載時のサス
ペンション特性を示し、折れ線ｏ−ａ′−ｂ′は、荷空
時のサスペンション特性を示している。

（２）サスペンション短縮作動。

ところで、サスペンションの短縮作動時と伸長作動時
とでは減衰力を変えることが、次のような理由により要
求される。

まず、路面３の凹部3aを通過する際は、ピストンロッ
ド９が伸び側に移動しにくくすることにより、突き上げ
による悪影響を回避することが望まれる。すなわち、減
衰力は大きい方がよい。

他方、走行中に路面３の凸部3bに乗り上げる時にはピ
ストンロッド９が速やかに縮み側に移動することによ
り、衝撃を効果的に吸収することが望まれる。すなわ
ち、減衰力は小さい方がよい。つまり、サスペンション
の短縮作動時は、その作動油の流通量が伸長作動時より
も多くなるように制御することが望ましい。

そこで、本実施例においては、第２オリフィス55の口
径を第１オリフィス46の口径よりも大きくして、絞り量
を小さくすることにより、サスペンションの短縮作動時
における流通量が、前記（１）の伸長作動時よりも多く
なるように制御される。

第１図において、車輪２が路面３の凸部3bを通過する
と、シリンダ装置５におけるピストン８が上昇するた
め、シリンダ室７内の圧力は上昇する。このとき、作動
油は油路10より減衰力可変バルブ13を経てシリンダ室７
から流出する。このサスペンション短縮作動の場合、減
衰力可変バルブ13のＡポートに流入した作動油は、第４
通路19を経てアキュームレータ11に至る。

すなわち、第４通路19においては、作動油は、第２弁
室35のＡポート側から第２オリフィス55、弁口54を通っ
て逆止弁42を開き、逆止弁42の弁部43bの連通路56、第
２メインバルブ41の連通路40を通って、第２弁室35のＢ
ポート側へ入り、Ｂポートを経てアキュームレータ11に
至る。そして、作動油が第２オリフィス55において絞ら
れるため、差圧ΔＰが生じ、減衰力が発生する。このと
き、第２オリフィス55の口径が大きく設定されているた
め、流通量が多くなり、減衰量は小さく抑制される。

そして、サスペンション速度（ピストン８の上昇速
度）がさらに増加すると、作動油の油量が増大するた
め、第２弁室35のＡポート側の圧力が増大し、遂に、第
２メインバルブ41が開弁される。この第２メインバルブ
41の開弁により第２通路17を経て、作動油がシリンダ装
置５のシリンダ室７から大量に排出される。

このとき、第２メインバルブ41は第２荷重感応室57の
ピストン58の押圧力に抗して開弁する。この時のピスト
ン58の押圧力は荷積載時は大きく、荷空時は小さい。そ
して、サスペンション速度の増加と共に第２メインバル
ブ41の開弁度が拡がるので、第２メインバルブ41の開弁
後における第２弁室35のＡポート側の圧力上昇は非常に
緩慢である。

ここで、第２図中、直線ｏ−ｃは、サスペンション短
縮作動時の第２オリフィス55によるサスペンション特性
を示しており、減衰力の急激上昇状態が示されている。
また、直線ｃ−ｄは、第２メインバルブ41の前記作動に
よるサスペンション特性を示しており、減衰力の緩慢上
昇状態が示されている。

また、第２図中、折れ線ｏ−ｃ−ｄは荷積載時のサス
ペンション特性を示し、折れ線ｏ−ｃ′−ｄ′は、荷空
時のサスペンション特性を示している。

なお、本考案は前記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能
であることはいうまでもない。

例えば、固定絞りとしては、オリフィスに限らず、チ
ョーク等を使用することができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の減衰力可変バルブによ
れば、車両のばね上荷重の変動に対応した減衰力を得る
ことができるので、例えば、トラックやバス等の車両に
適用して、適切なサスペンション特性を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である減衰力可変バルブが使
用されているサスペンション装置を示す回路図、第２図
はその作用を説明するための線図、第３図はその減衰力
可変バルブを示す縦断面図、である。 １…車体、２…車輪、３…路面、3a…凹部、3b…凸部、
４…サスペンション装置、５…油圧シリンダ装置、６…
本体、７…シリンダ室、８…ピストン、９…ロッド、10
…油路、11…アキュームレータ、12…油圧源、13…減衰
力可変バルブ、16〜19…第１〜第４通路、20…仕切壁、
21…第１バルブ装置、22…第２バルブ装置、23…ボデ
ー、24…中空部、25…第１バルブガイド、26…第１バル
ブプレート、27…第１弁室、28…第１弁口、29…第１弁
座、30…連通路、31…第１メインバルブ、32…第１逆止
弁、33a…円筒部、33b…弁部、34…スプリング、35…第
２弁室、36…第２バルブプレート、37…第２弁口、38…
第２バルブガイド、39…第２弁座、40…連通路、41…第
２メインバルブ、42…第２逆止弁、43a…円筒部、43b…
弁部、44…スプリング、45…弁口、46…第１オリフィス
（第１絞り）、47…連通路、48…第１荷重感応室、49…
第１ピストン、50…第１ピストンロッド、51…第１油
路、52…第１大気路、53…第１エアーブリーザ、54…弁
口、55…第２オリフィス（第２絞り）、56…連通路、57
…第２荷重感応室、58…第２ピストン、59…第２ピスト
ンロッド、60…第２油路、61…第２大気路、62…第２エ
アーブレーザ。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】車体（１）と車輪（２）との間に介設され
   るシリンダ装置（５）にＡポートが、アキュームレータ
   （11）にＢポートがそれぞれ接続され、Ａポートおよび
   Ｂポート相互間の作動油の流通を制御することにより、
   サスペンションの減衰力を変更調整するように構成され
   ている減衰力可変バルブにおいて、 前記ＡポートとＢポートとをそれぞれ連絡する第１通路
   （16）、第２通路（17）、第３通路（18）および第４通
   路（19）がＡポートとＢポートとの間に、互いに並列に
   それぞれ接続されており、 前記第１通路（16）には前記シリンダ装置（５）の内圧
   が設定値以下になった時にＢポートからＡポートへの流
   通を許容する常時閉の第１メインバルブ（31）が介設さ
   れており、 前記第２通路（17）には前記シリンダ装置（５）の内圧
   が設定値以上になった時にＡポートからＢポートへの流
   通を許容する常時閉の第２メインバルブ（41）が介設さ
   れており、 前記第３通路（18）にはＢポート側からＡポート側への
   流通のみを許容する第１逆止弁（32）および第１絞り
   （46）がＡポート側から順にそれぞれ介設されており、 前記第４通路（19）にはＡポート側からＢポート側への
   流通のみを許容する第２逆止弁（42）および第２絞り
   （55）がＢポート側から順にそれぞれ介設されており、 前記第１メインバルブ（31）は前記第３通路（18）にお
   ける前記第１逆止弁（32）のＡポート側の作動油圧力に
   より作動される第１ピストン（49）に押圧されてその開
   閉が制御されるように構成されており、 前記第２メインバルブ（41）は前記第４通路（19）にお
   ける前記第２逆止弁（42）のＢポート側の作動油圧力に
   より作動される第２ピストン（58）に押圧されてその開
   閉が制御されるように構成されていることを特徴とする
   減衰力可変バルブ。