JP2909750B2 - 車高調整装置付き緩衝器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車輌における車体と車軸との間に配設し
て、車体振動の緩衝機能と車高の調整機能とを選択的に
発揮する車高調整装置付き緩衝器に関する。

〔従来の技術〕

車輌走行時など通常状態では、サスペンションにおけ
るショックアブソーバとして働き、停車時には、積荷作
業の便利を計るために車高を下げる高さ調整装置として
働くところの車高調整装置付き油圧緩衝器は、すでに提
案（例えば、実開昭61−182544号公報）されており、そ
の基本的な構成を第５図に示す。

かかる従来装置によれば、複筒式油圧シリンダ機構に
おいて、ピストン１により区分されたシリンダ２内の上
室Ａと下室Ｂとの間を、ピストンロッド５の伸縮に伴っ
て、作動油が移動するようになしてある。

即ち、該ロッド５の伸行程では、前記ピストン部に設
けた第１の通路中の逆止弁３が閉鎖弁として働いてお
り、従って、上室Ａの作動油は第２通路を形成するピス
トンロッド内の穴４を経て、該通路端に配置した伸側バ
ルブ６を通過する際に減衰力を発生しつつ、下室Ｂへと
流れ込む。そして、この時ピストンロッド５のシリンダ
２からの退出体積に相当する油量が、ベースバルブ７の
逆止弁８を押し開いて、前記シリンダ２とアウターシェ
ル９との間のリザーバー室Ｃから該シリンダ２内に補充
される。

他方、圧行程では、圧縮される側の下室Ｂの作動油
が、ピストン部の逆止弁10を押し開き抵抗なくこれを通
過して上室Ａへ流れ込む。そして、この時ピストンロッ
ド５のシリンダ内進入体積に相当する量の作動油が下室
Ｂよりベースバルブ６の圧側バルブ11を通ってリザーバ
ー室Ｃに流れ出て、このときに該圧側バルブ11による減
衰力が発生する。

このように、ピストンロッド５の伸圧動作に対して夫
々減衰力を発生するショックアブソーバ動作が行なはれ
る。

これに代って車輌停止時の車高調整動作は、先ず、そ
の内の車高降下がコントローラ（センサー信号等を演算
処理して指令信号を出力する電子回路装置）の指令によ
りポンプ12をモータ13で正転向きに駆動する動作で開始
される。

これにより、タンク14の貯溜油が逆止弁15を押し開き
ながら通過して該ポンプ12に吸い上げられ、オペレート
チェック弁16を有する管路R₁を経て、ピストンロッド５
の中空小孔17に送り込まれる。

この小孔17の先端（ピストン側）には、下端を固定さ
れた拡圧ばね18によって引き上げ向きに附勢された弁頭
19からなる切換弁が設けてあり、前記小孔17を通してポ
ンプ12の吐出圧を受けることによって該弁頭19が拡圧ば
ね18の作用力に抗して弁座20に押し付けられるので、該
切換弁はそれまで上室Ａと下室Ｂとを連通していた穴４
からなる第２通路を遮断すると同時に、前記小孔７と上
室Ａとの間に側孔21よりなる通路を形成する。

そして、前記吐出圧を受けて上昇する上室Ａの室圧
は、ピストン部の逆止弁３を閉じて、該上室Ａからピス
トン部を通って下室Ｂに至る作動油の流れを遮断する。

引き続くポンプ吐出油量は、前記側孔21を経て上室Ａ
に充填され、ピストン１を下方に押し下げる（車高降
下）ことになる。この時、車体22と車軸23間の懸架スプ
リング24はピストンロッド５を縮める力に抗するように
働く。そのために上室Ａの作動油はピストン１の下方移
動に比例して、その圧力が上昇する。

ポンプユニットには前記管路R₁に圧力検出器（PH）が
設けられており、上室Ａの圧力（ユニット吐出部の圧
力）が所望の値に達するとこれが信号を発生し、その信
号を受けてコントローラはポンプ12の正回転を止める指
令を発する。

ポンプ12が停止すると、同ユニット内のオペレートチ
ェック弁16による管路R₁の閉鎖のために、上室Ａの室圧
が懸架スプリング24の反力を受けて停止前の圧力に保持
される。従って、油圧シリンダ２とそのピストンロッド
５とは懸架スプリング24に抗して縮んだままの状態を保
持でき、車高は低い位置に固定される。

次に、これに対する上昇動作は、コントローラの指令
によるポンプ12の逆回転によって開始される。ポンプ12
の逆回転で、タンク14の作動油が逆止弁25を押し開いて
該ポンプ12に汲み上げられ、次いで、絞り26を経てタン
ク14に戻される環流路が形成される。この環流路中の前
記絞り26のために、同環流路の吐出口ａに圧力が生じ、
これがオペレートチェック弁16に作用してこれを開放
し、その結果、管路R₁が開放される。

これによって、懸架スプリング24の反力によって圧縮
向きに負荷された上室Ａの作動油はピストンロッド５の
小孔17を通り管路R₁を経てタンク14に戻る。この時、上
室Ａの室圧はピストンロッド５の伸び（即ち懸架スプリ
ング力の減少）と共に低下する。

前記切換弁の弁頭19は上室Ａの室圧によって弁座20に
押しつ続けられおり、弁頭19の表裏に働く圧力の合力が
拡圧ばね18の力より小さくなるまで該上室Ａの室圧が下
がると、該ばね18の圧縮力で同図中上方に移動するの
で、上室Ａと下室Ｂとが再び連通する。

そして、それ以後は、上室Ａの作動油が下室Ｂへの移
動するに伴って、上室Ａの室圧は急速に低下する。

この室圧がポンプユニットの圧力検出器（PL）で決め
られた圧力になると、コントローラの指令によりポンプ
12が停止する。また、ピストンロッド５は、懸架スプリ
ング24の反力が車体重量と釣り合つてこれを伸ばす力が
なくなる位置まで伸びて、その働きを止める。

この時、懸架スプリング24のたわみにより発生する力
に比べて、シリンダ２の内圧により発生する力が無視で
きるほど小さいので、この動作で、車高はもとの下降動
作の開始位置（上方位置）へ復帰する。

その他、R₁′は左右車輪の他方のシリンダ機構への圧
油送り用管路を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の従来装置において、車高上昇動作中
に切換弁の弁頭19が上方へ戻り始める時の上室Ａの圧力
（以下、切換弁復帰点圧と言う）は、下降開始前の圧力
よりも圧縮ばね18の反力分だけ高くなっており、そし
て、それ以後はこの状態が保たれる。従って、次の下降
時には、全開の残留油量のためにピストン１の下降に伴
うシリンダ２内からリザーバー室Ｃへ移動する油量が前
回時の量よりもその分だけ増すことになり、それ故に、
下降終了時のリザーバー室Ｃ（即ち、ガス室Ｄ及び下室
Ｂ）の圧力が、車高の下降と上昇動作を繰り返す度に加
算されて徐々に増大する。

そこで、これを防ぐために、リザーバー室Ｃに圧力開
始弁27を附設して、該室Ｃの内圧が設定圧に達すると該
弁27を開放してリザーバー室Ｃの作動油を戻り管路R₂で
前記タンク14に構成が必要である。

しかし、ここで附設される圧力開始弁27は、アウター
シェル９に取付けられなばならず、しかも、その取付け
位置がリザーバー室Ｃの油層に連通するシェル下部位置
であるので、フォーク本体の車体22への組付けに際し
て、車軸23側に当る前記シェル下部での該弁27が組付け
の支障とならないように、小嵩であることが要求され
る。更に、組付け状態で車軸23側に位置する該圧力開放
弁27は車軸23からの高周波振動入力に耐えて動作するだ
けの高信頼性のものが要求されるので、その結果、該圧
力開放弁27が高値となり、装置全体がコスト高となる嫌
いがあった。

そこで、本発明は、この種車高調整機能付き油圧緩衝
器における車高調整の反復により緩衝機構内に蓄積する
残留油量に基く機構内圧の過大上昇を防ぐ機能の信頼性
を高めると共に、コストの低減化を計り得る装置の開発
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

かかる目的は、本発明によれば、サスペンションにお
ける懸架スプリングに並置した油圧シリンダ機構への圧
油の注入又は排出による車高調整装置からなり、外部の
オイルポンプの正回転により油送管路を通してシリンダ
内に圧油を供給して車高を低くする車高調整装置を備え
た油圧緩衝機構において、前記油送管路とシリンダ容室
との間に、該シリンダ容室のピストンによって仕切られ
た上下室間を連通又はその上室と前記油送管路とを連通
するように切換る弁を設け、かつ、この弁にシリンダ容
室と連通する絞り通路を並設し、シリンダに対してピス
トンロッドが懸架スプリングの反力で伸びた車体上昇復
帰位置に達するまで前記油送管路ポンプの逆回転により
開路維持するように構成してなる車高調整装置付き緩衝
器によって達成される。

〔作用〕

即ち、外部の油圧ポンプから吐出してシリンダ機構に
注入される圧油は、ピストンによって仕切られたシリン
ダ内の上室に導かれる。

シリンダ上室への圧油導入によって、該上室の内圧が
上昇して、これによって、ピストンが押し下げられる
が、このピストン動作は、シリンダと並設した懸架スプ
リングのばね力に抗して行われる。

ピストンロッドの中空穴を利用して、油送管路とシリ
ンダとの間に配置した弁は、前記ポンプからの吐出油圧
で、シリンダ内の上室と下室との連通路を断ち、この中
空穴に接続された油送管路を通して先の吐出油を上室に
導く通路を開放する。

そして、この弁に並設した絞り通路は、前記上室と下
室との連通を断った弁状態でも流量を規制されながらも
下室と中空穴を介して前記油送管路との連通を保つよう
に機能する。

一方、油送管路は前記ポンプ動作で開放され、その停
止で閉鎖されるが、ポンプ正回転で作動油の貯留槽から
吐出油を送り出すのに対して逆回転で作動油を吐出させ
ることはないが、貯留槽への通路を開放した状態にあ
る。

そこで、下から前記絞り通路を通り油送管路を経て貯
留槽に戻る作動油の管路内圧が予定値に達した弁の作動
復帰点まで前記ポンプの逆回転を続けることで前記絞り
通路を通ってシリンダ側からタンク側に流れる作動油の
戻り路が確保され、該下室及びリザーバー室の室圧が所
定の設定圧に復帰する。

ポンプ作動停止で、弁が上下室間連通路を開放し、こ
の連通路におけるピストンバクブ並びにベースバルブに
規制された作動油の流れ状態での該油圧シリンダ機構に
おけるショックアブソーバ動作が行われる。

〔実施例〕

次に、本発明の図示の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を縦断して示す側面図で、
従来装置と同様な構造部には夫々同一の記号を符してあ
る他に、前記圧力開放弁27とその戻り管路R₂とが省略さ
れ、これに替って切換弁における弁頭19の外周と摺動通
路４の内周面との間に隙間30を設けると共に、第２図示
平面図の如き形状のスペーサー31を該弁頭19の裏面と固
定のばね受け筒32の下端との間に挟み込み、スペーサー
31の欠き落し溝31aを通して前記隙間30が上下に連通す
るようになしてある。更に、前記送り管路R₁とピストン
ロッド５の中空孔17との接続間に手動開閉弁33を附加し
てある。

そこで、かかる実施例からなるシリンダ機構の本体を
上下マウント34及び35によって車体22及び車軸23に夫々
取付ける。この取付け時に、通常、本体１がロッド圧縮
状態に置かれているので、シリンダ２の内圧が高く、内
部の作動油が外方に漏れる惧れがあるので、ポンプユニ
ットの管路R₁と接続するまで、手動開閉弁33を閉じてお
き、本体内の作動油が外部に漏れないようにして置く。

しかして、管路D₁をピストンロッド５の受け口36に接
続した後は、該手動開閉弁33をドライバー等の工具によ
り操作し、これを開放して、管路R₁とシリンダ２内との
連通路を確保する。

この状態で、ポンプユニットにおけるオイルポンプ10
の不作動時には、オペレートチェック弁16の閉成下に管
路R₁を通ってのシリンダ２内の作動油の戻りはなく、切
換弁の弁頭19が拡圧はね18の作用力に抗して上昇した位
置にあり、上室Ａと下室Ｂとが通孔４及び側孔21を通し
て連通している。

従って、この状態での加振入力によるピストンロッド
５とシリンダ２との相対移動に対して、このときの上下
室Ａ、Ｂ間及びリザーバー室Ｃへの作動油の流れによ
り、前述の従来装置と同様に伸圧減衰力が発生して、本
体は緩衝器として作動する。

そして、車輌停止時における車高調整機能による車体
下降動作は次のようにして行われる。

即ち、モーター13の駆動によるオイルポンプ12の正回
転で、従来装置と同様に管路R₁からタンク14の作動油が
吐出し、これが中空小孔17を通り、切換弁の拡圧ばね18
及び受け止め筒32の組込みスペースを経て、スペーサー
31の欠き落し溝31a及び隙間30を通り、上室Ａ及び下室
Ｂに流れる。

この絞り通路を構成する狭い隙間30によって規制され
る圧油の流れで、弁頭19の表裏に圧力差が生じ、供給側
の高い圧力で該弁頭19が下端固定の拡圧ばね18の作用力
に抗して下向きに動いて弁座20と接圧する。これによっ
て、切換弁が上下室Ａ、Ｂ間の連通を断つと同時にオイ
ルポンプ12からの吐出油を上室Ａに導入するように流路
を切り換え、爾後、従来装置と同様に動作して、低い車
高状態に保持される。

次に、オイルポンプ10を逆回転しての車高上昇動作が
従来装置と同様にして行われる。

即ち、該ポンプ12の逆回転でォペレートチェック弁16
が開かれて、管路R₁とオイルタンク14との通路が連通す
る。一方、車高低下状態で保持されたシリンダ機構はそ
の上室Ａが懸架スプリングの反力によって高い室圧に保
たれているので、この高い室圧を受ける弁頭19が弁座20
に圧接した状態のままにあり、管路R₁と中空小孔17を介
して連通した上室Ａの作動油が前記タンク14に戻され
る。

この上室Ａからの作動油の退出に伴い、ピストンロッ
ド５が懸架スプリング24の作用力によって徐々に引き上
げられる。そして、この伸び動作の進行に連れて上室Ａ
の室圧並びに懸架スプリング24の反力が減少して行く。

一方、弁頭19には、この上室Ａの室圧と下室Ｂの室圧
との差圧に基く力が働いており、この力が拡圧ばね18の
作用力よりも小さくなると、該弁頭19が弁座20から離れ
て上方に移動する。

この切換弁復帰点動作で、爾後の上室Ａの作動油は下
室Ｂに向かって流れる。上室Ａからの作動油の流れを立
たれた管路R₁はその内圧が急激に低下するが、ポンプ12
が逆回転し続けている限りは、管路R₁からタンク14に向
かう流路が開かれている。

そして、先の車高下降制御時におけるシリンダ機構へ
のポンプユニットからの作動油の供給量に対して、この
上昇時にポンプユニットへ戻されるシリンダ機構からの
排出量は、従来装置と同様に前記切換弁復帰点に至った
ときに上室Ａに残る分だけ少なくなる。

従って、この残留油量のためにシリンダ２内の室圧が
一時的に高くなる。しかし、弁頭19の外周の隙間30及び
スペーサ31における欠き落し溝31aからなる狭い通路を
通ってシリンダ２内の作動油が管路R₁に徐々に流出する
ので、前記ポンプ12の逆回転により管路R₁が開放されて
いる間は、該作動油がタンク14に戻され、シリンダ機構
の内圧を下降動作の開始前、すなわち、通常車高野高さ
位置（1G位置）のための設定圧に向けて減圧することが
出来る。

そこで、切換弁復帰点以後もポンプ１に逆回転させて
管路R₁を開放し続けるために、次のいくつかの手段があ
る。

この第１の手段における作動チャートを第３図に示
す。即ち、車高降下位置での保持状態から、ポンプ12の
逆回転駆動による管路R₁の開放下では、上室Ａの室圧は
下がり続け、その時々の室圧が管路R₁に現われ、プレッ
シャースイッチ（PL）によって検知することが出来る。
そして、このプレッシャースイッチ（PL）はその構造上
作動設定圧を零（大気圧）にすることは出来ないが、実
用上きこれに可能な限り近く設定しておく。

しかして、管路R₁の内圧がその低下中にプレッシャー
スイッチ（PL）の設定圧に達すると、該スイッチ（PL）
は作動して検出信号を出力する。

そこで、仮りに、この検出信号の出力と同時に、モー
ター13によるポンプの逆回転駆動を中止すれば、オペレ
ートチェック弁16の閉成により管路R₁が閉じられてしま
うので、シリンダ機構内には大気圧に近い前記スイッチ
（PL）の設定圧に対応する残留油量の蓄積で、先の車高
降下とこの上昇復帰とを繰り返すごとに、シリンダ機構
の内圧が徐々に上昇することになる。

そこで、シリンダ機構の低下する内圧が切換弁復帰点
を過ぎ、さらにプレッシャースイッチ（PL）の設定圧を
過ぎても、ポンプ12の逆回転動作を所定の時間だけ維持
するように、前記切換弁復帰点若しくは設定圧を起点と
して、コントローラにおいて遅延回路を作動させて、所
定時間の経過後に停止信号を出力するようになしてあ
る。

従って、このようにすれば、プレッシャースイッチ
（PL）の設定圧がある程度高い値であっても、前記遅延
時間をシリンダ内圧が十分に低下するに必要な時間に設
定すれば、該シリンダ機構における残留油量の発生をな
くすることが出来る。更に、切換弁復帰点を敢えてプレ
ッシャースイッチ（PL）の設定圧以上に決める必要がな
いので、この切換弁の設計の自由度を上げることが出来
るなどの副次的効果をも発揮する。

そして、この場合のプレッシャースイッチ（PL）に替
えて検出圧力に応じた強さの出力信号を発生する圧力セ
ンサーを用いて、該センサーの信号出力が予め規定した
値になった時点を起点として、前記遅延時間を決定する
ようになしても良い。

第４図はポンプ逆回転保持の他の手段を示す作動チャ
ートである。かかる車高上昇動作においては、コントロ
ーラからの指令によりポンプ12が逆回転を始め、上室Ａ
及び管路R₁の内圧が低下するに伴い、車高は上昇する。
そして、この上昇は、懸架スプリング24の反力によって
もたらされている限り、ある時間の経過後には、車体荷
重と前記反力とが釣り合う車高上昇位置（1G点）へ復帰
し、同時にシリンダ内圧も大気圧となる。

そこで、ポンプ12が逆回転を開始する時点から前述の
シリンダ内圧が大気圧になるに十分な経過時間をポンプ
作動時間として設定したコントローラ制御によっても、
意図するポンプ逆回転動作の保持が可能である。

そして、この場合にはプレッシャースイッチ（PL）及
びこれに替わるセンサー等を必要とせず、更に、切換弁
の復帰点設定の自由度も確保出来る。

〔発明の効果〕

このような、本発明緩衝器の構成によれば、車高の昇
降制御動作でシリンダ機構内に残留油糧が生じても、こ
れを蓄積させることなくて、該機構内及びリザーバー室
の圧力を一定値に調定することが出来、しかも、これを
圧力開放弁並びにその戻り管路を省略して行うことが出
来るので、コストの低減並びに信頼性の向上を計ること
ができる。

そして、ポンプ逆時点動作を時間制御により切換弁作
動後の所定時間だけ持続させるようになしたので、一回
の上昇動作で仮りに残留油量が生じたとしても、次回の
上昇動作時は全回の残留油量によってシリンダ内圧が上
がった分だけ、前記持続する所定時間におけるシリンダ
機構から排出油量が増えるので、この残留油量の積み重
ねを防いで、シリンダ機構の内圧を少なくとも設定値に
極く近い値に常に保つことが出来る。

そして、この持続時間制御によって、切換弁復帰点の
圧力設定を比較的自由に選定することが出来るので、該
弁の設計の自由度を広げ得る副次的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明緩衝器の一実施例を縦断して示す側面
図、第２図は上記実施例における要部構造部品の平面
図、第３図及び第４図は本発明緩衝器における作動時間
制御手段の一例を夫々示すタイムチャート図、第５図は
従来の車高調整装置付き緩衝器の一例を示す縦断側面図
である。 （符号の説明） １…ピストン、２…シリンダ ４…通路、５…ピストンリング 12…オイルポンプ、14…タンク 16…オペレートチェック弁 17…中空小孔、18…拡圧ばね 19…弁頭、20…弁座 24…懸架スプリング、30…隙間 31…スペーサー、31a…欠き落し溝

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サスペンションにおける懸架スプリングに
   並置した油圧シリンダ機構への圧油の注入又は排出によ
   る車高調整装置からなり、外部のオイルポンプの正回転
   により油送管路を通してシリンダ内に圧油を供給して車
   高を低くする車高調整装置を備えた油圧緩衝機構におい
   て、前記油送管路とシリンダ容室との間に、該シリンダ
   容室のピストンによって仕切られた上下室間を連通又は
   その上室と前記油送管路とを連通するように切換る弁を
   設け、かつ、この弁にシリンダ容室と連通する絞り通路
   を並設し、シリンダに対してピストンロッドが懸架スプ
   リングの反力で伸びた車体上昇復帰位置に達するまで前
   記油送管路をポンプの逆回転により開路維持するように
   構成してなることを特徴とする車高調整装置付き緩衝
   器。