JPS629451B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、自動車等の車両に用いられるサスペ
ンシヨンシステムに関する。 従来より、シヨツクアブソーバを組込んだ車両
用サスペンシヨンシステムが各種開発されてい
る。 しかしながら、従来のサスペンシヨンシステム
では、いずれの場合も、乗心地か操縦安定性かの
うちのいずれか一方を犠性にしなければならない
という問題点がある。 そこで、例えば実開昭55−114708号に示される
ように、シヨツクアブソーバのオリフイスを可変
にするとともに、同オリフイスの流通面積を変え
得る駆動装置を設け、車両の走行状況に応じてシ
ヨツクアブソーバの減衰力を切換えるように構成
されたサスペンシヨンシステムが知られている。 また、例えば特開昭53−26021号に示されるよ
うに、主流体ばね室の他に同主流体ばね室に開閉
弁を介して連通された副流体ばね室を設け、車両
の走行状況に応じて上記開閉弁を開または閉とす
ることにより、ばね定数を切換えるように構成さ
れたサスペンシヨンシステムも知られている。 ところで、サスペンシヨンの減衰力を高めれば
車体の変位速度が低減され、ばね定数を高めれば
車体の変位量が低減される効果を得られるから、
理想的には減衰力およびばね定数の両方を可変と
することがより有効な効果を発揮できる。 しかしながら、上述のいずれの従来技術におい
ても、減衰力およびばね定数の両方を切換え可能
なサスペンシヨンシステムは開示されておらず、
また減衰力およびばね定数の両方を切換可能にす
るための機構をコンパクトにまとめたサスペンシ
ヨンシステムもまだ開発されていないのが現状で
ある。 本発明は、上記に鑑み創案されたもので、車高
を一定に維持した状態において、車両の使用状況
に応じ、シヨツクアブソーバの減衰力や空気ばね
のばね定数を変えて、乗心地や操縦安定性を向上
できるようにした、車両用サスペンシヨンシステ
ムを提供することを目的とする。 このため、本発明は、シリンダ内に嵌挿された
ピストンと、同ピストンによつて仕切られるシリ
ンダ内の第１および第２チヤンバを連通すべく上
記ピストンに形成されたオリフイス通路と、上記
ピストンに連結されて上方へ延在するピストンロ
ツドと、同ピストンロツド内において同ピストン
ロツドの長手方向に延在し且つ同ピストンロツド
に対し相対的に変位可能なコントロールロツド
と、同コントロールロツドの下端に取付けられて
上記オリフイス通路の有効流通面積を変えうる制
御弁体とから成る減衰力切換式シヨツクアブソー
バを組込まれた車両用サスペンシヨンにおいて、
上記シヨツクアブソーバの上部に、上記ピストン
ロツドと同軸的に配設された主空気ばね室をそな
え、同主空気ばね室の直上において上記ピストン
ロツドと同軸的に副空気ばね室が設けられるとと
もに、上記の主空気ばね室と副空気ばね室との連
通および遮断を行なうべく上記のピストンロツド
とコントロールロツドとに穿設された通路を有す
る開閉弁が設けられ、上記の制御弁体と開閉弁と
を互いに連動させて複数の開閉モードに切換える
べく、上記コントロールロツドを複数の制御位置
に選択的に摺動させる駆動機構が設けられたこと
を特徴としている。 以下、図面により本発明の一実施例としての車
両用サスペンシヨンシステムについて説明する
と、第１図はその全体構成を示す断面図、第２図
ａ〜ｃにおける状態，，はそれぞれ第１図
の−矢視断面図、−矢視断面図、−
矢視断面図であり、第３〜５図の各ａ〜ｃは本発
明の変形例としての車両用サスペンシヨンシステ
ムを示すもので、第３〜５図ａ〜ｃにおける状態
，，はそれぞれ第１図の−矢視断面
図、−矢視断面図、−矢視断面図であ
る。 第１図に示すように、このサスペンシヨンシス
テムは、ストラツト型減衰力切換式シヨツクアブ
ソーバ４を組込んだものであり、このシヨツクア
ブソーバ４は、前車輪あるいは後車輪側に取付け
られたシリンダ１ａと、このシリンダ１ａ内にお
いて摺動自在に嵌挿されたピストン１９とをそな
えている。 また、このピストン１９には、相互に連通接続
されたオリフイス通路部分１９ａ，１９ｂ，１９
ｃから成るオリフイス通路１９ｄが形成されてお
り、このオリフイス通路１９ｄによつて、ピスト
ン１９で仕切られる第１および第２チヤンバ１
ｂ，１ｃを連通できるようになつている。 さらに、ピストン１９には、ピストンロツド５
が連結されており、このピストンロツド５は、上
方へ延在し、第１チヤンバ１ｂを流体密に貫通し
て、更にピストンロツド上端部がベアリング６お
よびマウントゴム７を介してボデーフレーム９に
支持されている。この支持は、ボルト等で行なわ
れ、何箇所かで固定される。 なお、ピストンロツド５は、上下への動きはナ
ツト等によつて規制されているが、回転はベアリ
ング６によつて許容されている。 ところで、ピストンロツド５内には、コントロ
ールロツド１５が設けられており、このコントロ
ールロツド１５は、ピストンロツド５の長手方向
に延在し、且つ、ピストンロツド５に対し相対的
に回動できるように設けられている。 また、コントロールロツド１５の下端は、ピス
トン１９内のオリフイス通路１９ｄの一部を形成
するスペース内まで延在しており、このコントロ
ールロツド下端には、制御弁体としてのシヤツタ
１５ａが、取付けられており、このシヤツタ１５
ａには、第２図に示すように、連通路１５a′が形
成されていて、この連通路１５a′は、コントロー
ルロツド１５の回転により、オリフイス通路部分
１９ａ，１９ａと整合したり整合しなかつたりす
ることによつて、オリフイス通路部分１９ａを開
閉しうるようになつている。 さらに、コントロールロツド１５の上端は、ピ
ストンロツド５の上端よりも更に上方へ延在して
おり、このコントロールロツド上端には、駆動ギ
ヤ１４およびラツク１３ａを介して駆動機構とし
ての２ポジシヨン式ソレノイド機構１３が連結さ
れている。このソレノイド機構１３はオフ位置を
含め３段に切換わるもので、これによりコントロ
ールロツド１５を例えば０゜，60゜，120゜の位
置までデスクリートに適宜回転させて、このコン
トロールロツド１５を３つの制御位置に選択的に
回転させることができるようになつている。 なお、シヤツタ１５ａの連通路１５a′は、コン
トロールロツド１５が０゜の制御位置にあるとき
オリフイス通路部分１９ａと整合状態となり、コ
ントロールロツド１５が60゜，120゜の各制御位
置にあるときオリフイス通路部分１９ａと非整合
状態となるように位置決めされている。（第２図
ａ〜ｃの状態参照） したがつて、ソレノイド機構１３が駆動する
と、ラツク１３ａが駆動ギヤ１４を介してコント
ロールロツド１５が０゜から60゜を経て更に60゜
回転し、これに伴つてコントロールロツド下端の
シヤツタ１５ａも回転するため、オリフイス通路
部分１９ａを閉じたり開いたりすることができ
る。これによりオリフイス通路１９ｄの有効流通
面積を変えることができ、減衰力の切換（ハード
またはソフト）が可能となるのである。 このようにしてソレノイド機構１３やコントロ
ールロツド１５あるいはシヤツタ１５ａ等で、減
衰力切換機構Ｄが構成される。 したがつて、この減衰力切換式シヨツクアブソ
ーバ４は、車輪の上下動に応じボデー外側のシリ
ンダ１ａがピストンロツド５に対し上下動するこ
とにより、シヤツタ１５ａの位置に応じたダンピ
ング効果を発揮して、シヨツクを効果的に吸収で
きるようになつている。 なお、ソレノイド機構１３の制御は、図示しな
い加速度センサ等からの信号を受けて制御信号を
出力する制御手段によつて自動的に行なわれるよ
うになつている。 ところで、このシヨツクアブソーバ４の上部に
は、ピストンロツド５と同軸的に主空気ばね室２
が配設されている。 さらに、主空気ばね室２の直上において、ピス
トンロツド５と同軸的に副空気ばね室１０が配設
されている。 また、これらの空気ばね室２，１０は、コント
ロールロツド１５およびピストンロツド５にわた
つて穿設された連通路１１を介して相互に連通接
続されており、この連通路１１には開閉弁１２が
介装されている。 この開閉弁１２は、第１の弁部分１２ａと第２
の弁部分１２ｂとをそなえて構成されている。 第１の弁部分１２ａは、第２図ａ〜ｃの状態
に示すごとく、ピストンロツド５に穿設されて副
空気ばね室１０に連通する通路１８ａと、コント
ロールロツド１５に穿設されて連通路１１に連通
する幅広の通路１８ｂとが、コントロールロツド
１５の回転によつて、整合したり整合しなかつた
りすることにより、弁の開閉制御をなすように構
成されていて、副空気ばね室１０と連通路１１と
の連通遮断を行なえるようになつている。 また、第２の弁部分１２ｂは、第２図ａ〜ｃの
状態に示すごとく、ピストンロツド５に穿設さ
れて主空気ばね室２に連通する通路１７ａと、コ
ントロールロツド１５に穿設されて連通路１１に
連通する幅広の通路１７ｂとが、同じくコントロ
ールロツド１５の回転によつて、整合したり整合
しなかつたりすることにより、弁開閉制御をなす
ように構成されていて、主空気ばね室２と連通路
１１との連通遮断を行なえるようになつている。 なお、弁部分１２ａと１２ｂとの開閉態様は、
全く同じである。すなわち第１の弁部分１２ａが
開のときは、第２の弁部分１２ｂも開であり、逆
に第１の弁部分１２ａが閉のときは、第２の弁部
分１２ｂも閉となる。 また、通路１７ｂ，１８ｂは幅広に形成されて
いるので、コントロールロツド１５が０゜，60゜
と回転しても、各弁部分１２ａ，１２ｂが依然と
して開となつており、コントロールロツド１５が
更に60゜回転して120゜の制御位置をとると閉と
なる。 したがつて、弁部分１２ａ，１２ｂが開モード
のときは、主空気ばね室２と副空気ばね室１０と
を連通状態にして、ばね定数を小さく（ソフト）
することができ、弁部分１２ａ，１２ｂが閉モー
ドのときは、主空気ばね室２と副空気ばね室１０
とを遮断状態にして、ばね定数を大きく（ハー
ド）にすることができるのである。 したがつて、コントロールロツド１５を回転さ
せることによつて開閉弁１２を開閉することがで
き、この開閉により、ばね室容量を変えることが
できる。このばね室容量の変化によつてサスペン
シヨンのばね定数を変えることができるのであ
る。 なお、開閉弁１２の開閉制御は、上記の加速度
センサ等からの信号を受けて開閉制御信号を出力
する制御手段によつて自動的に行なわれるように
なつている。 ところで、主空気ばね室２および開閉弁１２を
取り囲むように、コイルばね３がピストンロツド
５と同軸的に配設されており、このコイルばね３
は、その下端がシヨツクアブソーバ４付きのばね
受１６ａに支承されるとともに、その上端が副空
気ばね室１０内の下面に形成されたばね受１６ｂ
に支承されている。 なお、車高調整のための圧縮空気は、図示しな
いコンプレツサに接続された配管１および一部パ
イプ状のコントロールロツド１５の連通路１１を
介して供給されるようになつている。 したがつて、本サスペンシヨンを所定車高位置
にセツトするには、まず上記コンプレツサからの
圧縮空気を配管１を通じ各ばね室２，１０へ供給
することにより、車高調整を行なえばよい。 このとき、開閉弁１２は開にしておく。これに
より副空気ばね室１０内も主空気ばね室２内と同
じ圧力に調整される。 このようにして車高調整が終わると、配管１付
きの弁を閉じて、圧縮空気の供給を停止すればよ
い。 なお、図中の符号８は、悪路等においてシヨツ
クアブソーバ４のシリンダ部が相対的に上昇する
ことにより主空気ばね室２の壁面等を損傷するの
を防止するためのバンプストツパを示しており、
２０は主空気ばね室２の一部を形成するベローズ
を示す。 上述の構成により、コントロールロツド１５を
回転することによつて、制御弁体としてのシヤツ
タ１５ａおよび開閉弁１２を３段階の開閉モード
に切換えることができる。 すなわち第１段のモードでは、コントロールロ
ツド１５が回転せず、第２図ａに示すように、開
閉弁１２が開（各弁部分１２ａ，１２ｂがともに
開）となるので、ばね定数はソフトとなり、これ
と同時に制御弁体としてのシヤツタ１５ａがオリ
フイス通路部分１９ａを開くので、オリフイス通
路１９ｄの有効流通面積が大きくなつて、低減衰
状態（ソフト）とする。 また第２段のモードでは、コントロールロツド
１５が２ポジシヨン式ソレノイド機構１３によつ
て時計回りに60゜回転する。このとき第２図ｂに
示すように、開閉弁１２は依然として開となつて
おり、ばね定数はソフトな状態のままである。 これに対し、制御弁体としてのシヤツタ１５ａ
はオリフイス通路部分１９ａを閉じるので、オリ
フイス通路１９ｄの有効流通面積が小さくなつて
高減衰状態（ハード）になる。 すなわち、オリフイス通路部分１９ｂ，１９ｃ
のみが連通し、有効流通面積が小さくなるのであ
る。 さらに第３段のモードでは、コントロールロツ
ド１５が２ポジシヨン式ソレノイド機構１３によ
つて時計回りに更に60゜回つて合計120゜回転
し、これにより第２図ｃに示すように、開閉弁１
２が閉（各弁部分１２ａ，１２ｂがともに閉）と
なつて、ばね定数はハードとなる。このとき制御
弁体としてのシヤツタ１５ａは依然としてオリフ
イス通路部分１９ａを閉じているので、オリフイ
ス通路１９ｄの有効流通面積は小のままであり、
高減衰状態（ハード）が維持されている。 このように、本システムでは、ばね定数や減衰
力を車両の使用状況に応じて複数のモードに切換
えることができるので、乗心地や操縦安定性の一
層の向上をはかることができる。 なお、第３〜５図の各ａ〜ｃに示すように、本
考案の変形例においては、開閉弁１２および制御
弁体としてのシヤツタ１５ａの各弁構造を変更す
ることによつて、さらにきめの細かい制御が可能
となる。 第３図ａ〜ｃに示す変形例においては、制御弁
体としてのシヤツタ１５ａが、２ポジシヨン式ソ
レノイド機構１３によるコントロールロツド１５
の０゜，60゜の回転状態で開、それ以外で閉とな
り、そして、開閉弁１２は、コントロールロツド
１５の０゜回転状態で有効流通面積を大、それ以
外で小とするように構成されている。 第４図ａ〜ｃに示す変形例においては、制御弁
体としてのシヤツタ１５ａが、コントロールロツ
ド１５の０゜回転状態で有効流通面積を大（ソフ
ト）とし、60゜回転状態で有効流通面積を中（ミ
デイウム）とし、120゜回転状態で有効流通面積
を小（ハード）とするよう構成されている。 第５図ａ〜ｃに示す変形例においては、上述の
２つの変形例の組合わせとなつている。 以上、本発明の実施例およびその変形例におい
て、各モードにおけるばね定数および減衰力は次
表のようになる。

【表】

【表】 また、開閉弁１２および制御弁体を、ピストン
ロツド５に対しコントロールロツド１５が長手方
向に摺動することにより、３段階あるいはそれ以
上にその弁の開閉を切換えられるように構成して
もよい。 この場合、コントロールロツド１５は、長手方
向に駆動するソレノイド機構によつて上下に摺動
され、開閉弁１２およびオリフイス通路１９ｄは
この上下動に伴つて、その弁およびオリフイスの
状態を変化せしめられるのである。 さらに、コントロールロツド１５の摺動方向を
回転方向および長手方向の組合わせとして、各弁
の開閉を行なつてもよい。 このようにして、本サスペンシヨンシステムで
は、車両の使用状況（通常の走行状態や急ブレー
キ、急カーブでの走行状態あるいは悪路での走行
状態等）に応じて、減衰力とばね定数とを的確に
しかも自動的に切換制御することが可能となるた
め、使用の状況に応じて、乗心地をよくしたり、
操縦安定性をよくしたりできる。 なお、減衰力とばね定数との切換制御を手動ス
イツチからの信号で行なうことももちろん可能で
ある。 また、コントロールロツド１５をピストンロツ
ド５に対して相対的に変位させることにより、減
衰力およびばね定数の両方を切換えることができ
るので、１つのアクチユエータ（ソレノイド機構
１３）でコントロールロツド１５の位置を制御す
ることにより減衰力およびばね定数の両方を複数
のモードに切換えることができ、また、コントロ
ールロツド１５を手動式に構成した場合でも、同
コントロールロツド１５のみの位置を操作するだ
けで減衰力およびばね定数の両方を複数のモード
に切換えることができるという効果を奏する。 また、圧縮空気供給量を変えて、車高を調整す
ることもできる。 さらに、主空気ばね室２と副空気ばね室１０と
を、シヨツクアブソーバ４の上部に重ねるように
して設けられるとともに、主空気ばね室２と副空
気ばね室１０との連通を制御する開閉弁１２がピ
ストンロツド５内に組込まれることが行なわれて
いるので、サスペンシヨンユニツトを全体として
極めてコンパクトに構成できるほか、コイルばね
３の上端を副空気ばね室１０の下面に形成された
ばね受１６ｂで支承することが行なわれるので、
部品の共通化をはかつて更にコンパクトな組込み
を実現できる。 しかも、本発明の装置を車両の前輪に用いる場
合において、前輪の操舵によるコイルばね３およ
び副空気ばね室１０の回転に伴い、配管１が回転
可能であり、構造の簡素化にも寄与しうるのであ
る。 さらに、ばね定数および減衰力を制御できるの
で、長波形路通過時などは、初期に乗心地向上の
ため、低ばね定数、かつ低減衰力とし、走行の途
中において低ばね定数かつ高減衰力に切換え、車
体姿勢の変動をおさえることができる。また、高
速走行時等においては、高ばね定数、かつ高減衰
力として操縦安定性を向上させる等の制御が可能
となるのである。 以上詳述したように、本発明の車両用サスペン
シヨンシステムによれば、駆動機構によりシヨツ
クアブソーバの減衰力と空気ばねのばね定数とを
適宜変えることができるので、状況に応じて、乗
心地を向上させたり、操縦安定性を向上させたり
することができ、これにより快適さと安全性とが
兼ねそなえられるようになる利点がある。 また、コントロールロツドをピストンロツドに
対して相対的に変位させることにより、減衰力お
よびばね定数の両方を複数のモードに切換えるこ
とができるので、１つの駆動機構でもつて減衰力
およびばね定数の両方を複数のモードに切換える
ことができるという効果を奏する。 さらに、主空気ばね室と副空気ばね室との連通
を制御する弁機構が、ピストンロツドおよび同ピ
ストンロツド内に組込まれたコントロールロツド
により構成されているので、装置全体をシヨツク
アブソーバを中心に極めてコンパクトに組込むこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としての車両用サスペン
シヨンシステムを示すもので、第１図はその全体
構成を示す断面図、第２図ａ〜ｃにおける状態
，，はそれぞれ第１図の−矢視断面
図、−矢視断面図、−矢視断面図であ
り、第３〜５図の各ａ〜ｃは本発明の変形例とし
ての車両用サスペンシヨンシステムを示すもの
で、第３〜５図ａ〜ｃにおける状態，，は
それぞれ第１図の−矢視断面図、−矢視
断面図、−矢視断面図である。 １……配管、１ａ……シリンダ、１ｂ……第１
チヤンバ、１ｃ……第２チヤンバ、２……主空気
ばね室、３……コイルばね、４……シヨツクアブ
ソーバ、５……ピストンロツド、６……ベアリン
グ、７……マウントゴム、８……バンプストツ
パ、９……ボデーフレーム、１０……副空気ばね
室、１１……連通路、１２……開閉弁、１２ａ，
１２ｂ……弁部分、１３……駆動機構としての２
ポジシヨン式ソレノイド機構、１３ａ……ラツ
ク、１４……駆動ギヤ、１５……コントロールロ
ツド、１５ａ……制御弁体としてのシヤツタ、１
６ａ，１６ｂ……ばね受、１７ａ，１７ｂ，１８
ａ，１８ｂ……通路、１９……ピストン、１９
ａ，１９ｂ，１９ｃ……オリフイス通路部分、１
９ｄ……オリフイス通路、２０……ベローズ、Ｄ
……減衰力切換機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダ内に嵌挿されたピストンと、同ピス
   トンによつて仕切られるシリンダ内の第１および
   第２チヤンバを連通すべく上記ピストンに形成さ
   れたオリフイス通路と、上記ピストンに連結され
   て上方へ延在するピストンロツドと、同ピストン
   ロツド内において同ピストンロツドの長手方向に
   延在し且つ同ピストンロツドに対し相対的に変位
   可能なコントロールロツドと、同コントロールロ
   ツドの下端に取付けられて上記オリフイス通路の
   有効流通面積を変えうる制御弁体とから成る減衰
   力切換式シヨツクアブソーバを組込まれた車両用
   サスペンシヨンにおいて、上記シヨツクアブソー
   バの上部に、上記ピストンロツドと同軸的に配設
   された主空気ばね室をそなえ、同主空気ばね室の
   直上において上記ピストンロツドと同軸的に副空
   気ばね室が設けられるとともに、上記の主空気ば
   ね室と副空気ばね室との連通および遮断を行なう
   べく上記のピストンロツドとコントロールロツド
   とに穿設された通路を有する開閉弁が設けられ、
   上記の制御弁体と開閉弁とを互いに連動させて複
   数の開閉モードに切換えるべく、上記コントロー
   ルロツドを複数の制御位置に選択的に摺動させる
   駆動機構が設けられたことを特徴とする、車両用
   サスペンシヨンシステム。