(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124000
(43)【公開日】2024-09-12
(54)【発明の名称】車高調整機能付き緩衝器
(51)【国際特許分類】
F16F 9/32 20060101AFI20240905BHJP
F16F 9/46 20060101ALI20240905BHJP
F16F 9/56 20060101ALI20240905BHJP
B60G 17/044 20060101ALI20240905BHJP
B60G 17/015 20060101ALI20240905BHJP
B60G 15/06 20060101ALI20240905BHJP
【FI】
F16F9/32 H
F16F9/46
F16F9/56 A
B60G17/044
B60G17/015 A
B60G15/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023031867
(22)【出願日】2023-03-02
(71)【出願人】
【識別番号】000000929
【氏名又は名称】カヤバ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100122323
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 憲
(72)【発明者】
【氏名】粥川 憲雄
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 宏友
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 浩司
【テーマコード(参考)】
3D301
3J069
【Fターム(参考)】
3D301AA48
3D301AA69
3D301AA74
3D301DA33
3D301DA35
3D301DB36
3D301DB39
3D301DB40
3J069AA54
3J069CC09
3J069CC40
3J069EE35
(57)【要約】
【課題】車高の調整と減衰力の調整との双方を可能としつつ、小型であってリザーバの容積の確保とコストの低減とが可能な車高調整機能付き緩衝器を提供する。
【解決手段】
車高調整機能付き緩衝器SAは、シリンダ1と、伸側室R1と圧側室R2とに区画するピストン2と、ピストン2に連結されるピストンロッド3と、シリンダ1の中間部の外周に嵌合する仕切部材30と、シリンダ1の仕切部材30よりも上方を覆って環状通路Pを形成する中間筒4と、中間筒4の外周を覆ってタンクTを形成する上方筒5aと、シリンダ1の仕切部材30の下方を覆ってリザーバRを形成する下方筒5bと、仕切部材30に設けられるポンプ31と、仕切部材30に設けられる仕切内通路40と、環状通路Pと仕切内通路40とを含む減衰力調整通路VPを通過する液体の流れに抵抗を与える減衰力調整バルブ18とを備えて構成されている。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリンダと、
前記シリンダ内に軸方向へ移動可能に挿入されて前記シリンダ内を液体が充填される伸側室と圧側室とに区画するピストンと、
前記伸側室内に挿入されて前記シリンダに対して軸方向へ移動可能であって前記ピストンに連結されるピストンロッドと、
前記シリンダの中間部の外周に嵌合する仕切部材と、
前記シリンダの前記仕切部材よりも上方を覆って前記シリンダとの間に前記伸側室に連通される環状通路を形成する中間筒と、
前記中間筒の外周を覆って前記中間筒との間に液体を貯留するタンクを形成する上方筒と、
前記シリンダの前記仕切部材の下方を覆って前記シリンダとの間に前記圧側室に連通されるリザーバを形成する下方筒と、
前記仕切部材に設けられて前記リザーバを介して前記シリンダ内に液体を給排させるポンプと、
前記仕切部材に設けられて前記環状通路を前記リザーバに連通する仕切内通路と、
前記環状通路と前記仕切内通路とを含んで前記伸側室と前記リザーバとを連通する減衰力調整通路に設けられて前記減衰力調整通路を通過する液体の流れに抵抗を与える減衰力調整バルブとを備えた
ことを特徴とする車高調整機能付き緩衝器。
【請求項2】
前記リザーバ内に収容されて前記リザーバ内を気室と前記圧側室に連通される液室とに区画する弾性隔壁を備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の車高調整機能付き緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車高調整機能付き緩衝器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車高調整機能付き緩衝器は、たとえば、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されてシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、ピストンに連結されるピストンロッドと、シリンダ内に連通される高圧室と、作動油を貯留する低圧室と、低圧室から高圧室へ作動油を供給するポンプとを備えて構成されて車両における車体と車輪との間に介装されて使用される。
【0003】
このように構成された車高調整機能付き緩衝器では、ポンプを駆動して高圧室に作動油を供給して、シリンダ内を加圧することにより、ピストンロッドをシリンダ内から押し出す力を大きくして、車高を上昇させることができる(たとえば、特許文献1参照)。
【0004】
他方、減衰力の調整を可能として、車両における乗心地を向上できる緩衝器としては、シリンダとシリンダを覆う外筒との間にシリンダの全長を覆う中間筒を設けて、シリンダと中間筒との間に伸側室とリザーバとを連通する減衰力調整通路を形成し、外筒の下端の外周から外方へ向けて突出するとともに内方が外筒内に連通されるソケットを設けて、当該ソケット内に前記減衰力調整通路の途中に設置されるソレノイドバルブを収容した緩衝器が提案されている。このように構成された緩衝器は、伸縮時にシリンダ内からリザーバへ排出される作動油の流れにソレノイドバルブで抵抗を与えるとともに、ソレノイドバルブが前記作動油の流れに与える抵抗を調整することによって減衰力を変更できる(たとえば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2000-127734号公報
【特許文献2】特開2015-137676号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述のように構成された車高調整機能付き緩衝器では、車高調整を行うとシリンダ内の内圧が変動して伸縮時に発生する減衰力が変動してしまうが、減衰力調整が可能であれば、車高を調整しても車両における乗心地を良好に維持できる。よって、特許文献1に開示された車高調整機能付き緩衝器に特許文献2に開示された緩衝器の減衰力調整通路とソレノイドバルブとを適用すれば、車高を調整しても車両における乗心地を良好に維持できる車高調整機能付き緩衝器を実現しうる。
【0007】
ところが、車高調整機能付き緩衝器では、車高調整行うため、モータを備えたポンプと、ポンプの駆動時に低圧室と高圧室とで作動油をやり取りするための油圧回路とを備えており、このような構成に加えて、減衰力調整通路を形成する中間筒とソレノイドバルブとを設置すると、リザーバの容積の確保のために外筒の外径が大型化するとともに、シリンダの外方にポンプとソレノイドバルブとが別々に設置されることになって、全体が大型化して車両の車体と車輪との間の狭い取り付けスペースへの設置が難しくなるとともに、コストも嵩んでしまう。
【0008】
そこで、本発明は、車高の調整と減衰力の調整との双方を可能としつつも小型であってリザーバの容積の確保とコストの低減を可能とする車高調整機能付き緩衝器の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段における車高調整機能付き緩衝器は、シリンダと、シリンダ内に軸方向へ移動可能に挿入されてシリンダ内を液体が充填される伸側室と圧側室とに区画するピストンと、伸側室内に挿入されてシリンダに対して軸方向へ移動可能であってピストンに連結されるピストンロッドと、シリンダの中間部の外周に嵌合する仕切部材としてのハウジングと、シリンダのハウジングよりも上方を覆ってシリンダとの間に伸側室に連通される環状通路を形成する中間筒と、中間筒の外周を覆って中間筒との間に液体を貯留するタンクを形成する上方筒と、シリンダのハウジングの下方を覆ってシリンダとの間に圧側室に連通されるリザーバを形成する下方筒と、ハウジングに設けられてリザーバを介してシリンダ内に液体を給排させるポンプと、ハウジングに設けられて環状通路をリザーバRに連通する仕切内通路と、環状通路と仕切内通路とを含んで伸側室とリザーバとを連通する減衰力調整通路に設けられて減衰力調整通路を通過する液体の流れに抵抗を与える減衰力調整バルブとを備えて構成されている。
【0010】
このように構成された車高調整機能付き緩衝器では、ポンプの停止時では緩衝器本体が伸縮する際に減衰力を発生して車両の車体の振動を抑制できるとともに減衰力を調整して車両における乗心地を向上できるだけでなく、ポンプを駆動して車高を調整できる。そして、車高調整機能付き緩衝器では、上方筒と下方筒とでなる外筒内をタンクとリザーバとに区画する仕切部材にポンプが設けられ、減衰力調整通路に減衰力調整バルブが設けられているので、シリンダに対してポンプと減衰力調整バルブとを緩衝器本体の中間部より上方に取付でき、さらに、中間筒がシリンダの仕切部材の上方のみを覆ってリザーバがシリンダと下方筒との間に配置されていないためリザーバの容積を大きく確保できる。
【0011】
また、車高調整機能付き緩衝器は、リザーバ内に収容されてリザーバ内を気室と圧側室に連通される液室とに区画する弾性隔壁を備えて構成されてもよい。このように構成された車高調整機能付き緩衝器によれば、リザーバが中間筒に対向せずリザーバの径方向の幅を広くできるから、弾性隔壁に設置によってリザーバ内を気室と液室と区画してもリザーバ内の容積を確保し易くなるとともに、リザーバ内の気体のシリンダ内への侵入を防止できる。
【発明の効果】
【0012】
本発明の車高調整機能付き緩衝器によれば、車高の調整と減衰力の調整との双方を可能としつつも小型であってリザーバの容積の確保とコストの低減とを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【
図1】一実施の形態の車高調整機能付き緩衝器の縦断面図である。
【
図2】一実施の形態の車高調整機能付き緩衝器の液圧回路図である。
【
図3】一実施の形態の車高調整機能付き緩衝器の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図に示した各実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における車高調整機能付き緩衝器SAは、
図1に示すように、シリンダ1と、シリンダ1内に軸方向へ移動可能に挿入されてシリンダ1内を液体が充填される伸側室R1と圧側室R2とに区画するピストン2と、伸側室R1内に挿入されてシリンダ1に対して軸方向へ移動可能であってピストン2に連結されるピストンロッド3と、シリンダ1の中間部の外周に嵌合する仕切部材としてのハウジング30と、シリンダ1のハウジング30よりも上方を覆ってシリンダ1との間に伸側室R1に連通される環状通路Pを形成する中間筒4と、中間筒4の外周を覆って中間筒4との間に液体を貯留するタンクTを形成する上方筒5aと、シリンダ1のハウジング30の下方を覆ってシリンダ1との間に圧側室R2に連通されるリザーバRを形成する下方筒5bと、ハウジング30に設けられてリザーバRを介してシリンダ1内に液体を給排させるポンプ31と、ハウジング30に設けられて環状通路PをリザーバRに連通する仕切内通路40と、環状通路Pと仕切内通路40とを含んで伸側室R1とリザーバRとを連通する減衰力調整通路VPに設けられて減衰力調整通路VPを通過する液体の流れに抵抗を与える減衰力調整バルブ18とを備えて構成されている。
【0015】
車高調整機能付き緩衝器SAは、図示しない車両における車体と車輪との間に介装され、車両走行中に入力される振動に応じて伸縮するとともに減衰力を発生して車体の振動を抑制する。
【0016】
以下、車高調整機能付き緩衝器SAの各部について詳細に説明する。シリンダ1は、上端の近傍に設けられた孔1aを備えており、上端にピストンロッド3が内周に挿通されてピストンロッド3を支持する環状のロッドガイド7が嵌合されるとともに、下端にバルブケース6が嵌合されている。また、シリンダ1の中間部の外周には、シリンダ1が挿通される孔30aを備えた仕切部材としてのハウジング30が嵌合されている。
【0017】
ロッドガイド7は、下端の外周の外径が二段に縮径されており、下端の最小の外径部分をシリンダ1の上端の開口に嵌合させ、次に小さな外形部分をシリンダ1のハウジング30よりも上方を覆う中間筒4の上端の開口に嵌合させている。
【0018】
中間筒4は、下端をハウジング30の上端から突出する環状凸部30bに嵌合させており、シリンダ1の上端に嵌合されたロッドガイド7とハウジング30とで挟持されてシリンダ1に固定されている。
【0019】
外筒5は、上方筒5aと下方筒5bとを備えている。上方筒5aの上端には、前述したロッドガイド7が取り付けられており、上方筒5aの上端がロッドガイド7によって閉塞されている。また、上方筒5aの下端は、ハウジング30の上端に溶接等によって固定的に連結されている。下方筒5bは、下端が図示しない車両への取り付けを可能とするブラケット13aを備えると供にバルブケース6の下端に当接するボトムキャップ13によって閉塞されており、上端がハウジング30の下端に連結されて、シリンダ1のハウジング30よりも下方を覆っている。
【0020】
よって、シリンダ1、ハウジング30およびバルブケース6は、外筒5の下端を閉塞するボトムキャップ13とロッドガイド7によって挟持されて外筒5内に不動に固定され、中間筒4もハウジング30とロッドガイド7によって挟持されて外筒5内で不動に固定される。
【0021】
このように、シリンダ1、中間筒4、ハウジング30および外筒5を組み付けると、シリンダ1のハウジング30よりも上方と中間筒4との間には環状通路Pが形成され、中間筒4と上方筒5aとの間の環状隙間で液体を貯留するタンクTが形成され、シリンダ1のハウジング30よりも下方と下方筒5bとの間の環状隙間でリザーバRが形成される。
【0022】
仕切部材としてのハウジング30は、車高調整機能付き緩衝器SA内にタンクTとリザーバRとを区画している。そして、タンクT内には、液体が充填される他に気体が充填されている。なお、タンクTに充填される気体は、窒素等の不活性ガスであること好ましいが、大気等とされてもよい。
【0023】
また、リザーバR内には弾性隔壁として筒状のブラダ14が収容されている。ブラダ14の上端とブラダ14の下端は、それぞれ環状の止め輪15,16と下方筒5bとの間で挟持されており、ブラダ14はリザーバRを気体が封入された気室RGと液体が充填される液室RLとに仕切っている。ブラダ14で仕切られた気室RG内には、圧縮された気体が封入されており、常時、リザーバR内を加圧している。弾性隔壁は、ブラダ14の他にもダイヤフラムとされてもよい。
【0024】
ピストン2は、シリンダ1内に摺動自在に挿入されてシリンダ1に対して軸方向となる
図1中上下方向に移動可能とされるとともに、シリンダ1内を液体が充填される伸側室R1と圧側室R2とに区画している。また、ピストン2には、伸側室R1と圧側室R2とを連通するピストン通路9aと、ピストン通路9aに設けられて圧側室R2から伸側室R1へ向かう液体の流れのみを許容するチェックバルブ9bとを備えた整流通路9が設けられている。
【0025】
ピストンロッド3は、伸側室R1を貫通しており、一端がピストン2に連結されてシリンダ1内に軸方向へ移動可能に挿入されており、他端側はロッドガイド7内を通じてシリンダ1外に突出している。なお、ピストンロッド3は、伸側室R1の軸方向の全長に亘って挿通されているが、圧側室R2には挿入されていない。ピストンロッド3の下端の一部が圧側室R2に挿入されていても構わないが、ピストンロッド3は、圧側室R2の軸方向の全長に亘って挿入されることはない。
【0026】
バルブケース6は、シリンダ1と中間筒4との下端に嵌合して、シリンダ1と中間筒4の下端を閉塞している。また、バルブケース6は、シリンダ1内の圧側室R2とリザーバRとの間を仕切っており、圧側室R2とリザーバRとを連通する通路17aと、リザーバRから圧側室R2へ向かう液体の流れのみを許容するチェックバルブ17bとを有する吸込通路17を備えている。このように、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、リザーバRにおける液室RLは、吸込通路17を介して圧側室R2に連通されている。
【0027】
また、シリンダ1と中間筒4との間の環状通路Pは、シリンダ1に設けられた孔1aを介してシリンダ1内の伸側室R1に連通されるとともに、ハウジング30に設けられた仕切内通路40を通じてリザーバRに連通される。よって、伸側室R1とリザーバRは、孔1a、シリンダ1と中間筒4との間の環状通路Pおよび仕切内通路40を介して連通されており、これら孔1a、環状通路Pおよび仕切内通路40によって減衰力調整通路VPが形成されている。なお、環状通路Pは、シリンダ1に孔1aを設ける代わりにロッドガイド7に通路を設けて伸側室R1に連通されてもよい。このように、減衰力調整通路VPは、孔1aの代わりにロッドガイド7に設けられた通路を含んで形成されてもよい。
【0028】
なお、ピストンロッド3の上端には、車両の車体への取り付けを可能とするエンドボルト3aが設けられるとともに、上端近傍の外周には環状の上方ばね受20が取り付けられている。さらに、上方筒5aの外周には、環状の下方ばね受21が取り付けられている。ピストンロッド3の上端に設けられた上方ばね受20と上方筒5aの外周に設けられた下方ばね受21との間には、ピストンロッド3の外周に配置されたコイルばねでなる懸架ばねSが介装されている。よって、車高調整機能付き緩衝器SAをピストンロッド3のエンドボルト3aとボトムキャップ13のブラケット13aを利用して車両の車体と車輪との間に介装すると、懸架ばねSにより車体が弾性支持される。
【0029】
減衰力調整バルブ18は、
図1および
図2に示すように、減衰力調整通路VPの一部を形成するハウジング30に設けられた仕切内通路40の途中に設置されている。減衰力調整バルブ18は、本実施の形態では、ハウジング30に設けられて仕切内通路40の途中に設置される弁体18aと、弁体18aを閉弁させる方向へ付勢するばね18bと、通電時にばね18bに対抗して弁体18aを開弁させる方向へ推力を発生可能なソレノイド18cと、上流側となる伸側室R1の圧力を弁体18aに対して開弁方向へ作用させるパイロット通路18dとを備えたソレノイドバルブとされている。減衰力調整バルブ18は、ソレノイド18cに供給する電流量の調整によって、開弁圧を高低調整でき、非通電時に開弁圧を最大として通過する液体の流れに与える抵抗を最大とし、ソレノイド18cに与える電流量を最大にすると開弁圧を最小として通過する液体に流れに与える抵抗を最小とし、電流量に応じて開弁圧を最大から最小まで調整できる。なお、減衰力調整バルブ18は、非通電時に開弁圧を最小として、ソレノイドに与える電流量を最大にすると開弁圧を最大とするソレノイドバルブであってもよい。なお、減衰力調整バルブ18は、減衰力調整通路VPに設けられればよいので、ハウジング30における仕切内通路40の他、環状通路Pやロッドガイド7に設けられてもよい。
【0030】
つづいて、ハウジング30は、液圧回路Cと、後述するポンプ31におけるポンプ本体31aと、減衰力調整バルブ18のソレノイド18c以外の部品とを内方しており、
図1に示すように、シリンダ1が挿入される孔30aと、上端であって孔30aの周囲から突出して中間筒4の下端内周に嵌合する環状凸部30bとを備えている。そして、ハウジング30は、シリンダ1の外周に嵌合されるとともに外筒5の上方筒5aと下方筒5bとに溶接等によって連結される。ハウジング30は、液圧回路Cの他に、ハウジング30の環状凸部30bの
図1中上端開口してハウジング30の下端に通じる仕切内通路40を備えており、シリンダ1の外周に嵌合されるとともに環状凸部30bを中間筒4の
図1中下端に嵌合して外筒5に固定されると、仕切内通路40をシリンダ1と中間筒4との間の環状通路Pに対向させる。このように、仕切内通路40は、シリンダ1と中間筒4との間の環状通路Pに連通されて、減衰力調整通路VPの一部を形成している。
【0031】
また、液圧回路Cは、ハウジング30内に設けられており、タンクTとリザーバRとを連通する供給通路32および排出通路33と、供給通路32に設けられて供給通路32をタンクTからリザーバRへ向かう液体の流れのみを許容する一方通行の通路に設定する一対のチェックバルブ34,35と、排出通路33に設けられたオペレートチェックバルブ36とを備えている。
【0032】
ポンプ31は、供給通路32の途中であって、チェックバルブ34とチェックバルブ35との間に設けられており、本実施の形態では、双方向へ吐出可能な双方向吐出型のポンプとされており、モータ31bの駆動によってポンプ本体31aが正転する場合と逆転する場合とで液体の吐出方向が入れ替わる。また、ポンプ31におけるモータ31bは、仕切部材としてのハウジング30の
図1中上端に取り付けられている。
【0033】
そして、ポンプ31は、モータ31bの動力によって正転すると、チェックバルブ34,35が開弁してタンクTから液体を吸い込んでリザーバRを介してシリンダ1内に液体を供給する。なお、ポンプ31は、たとえば、内接歯車ポンプや外接歯車ポンプといった双方向へ液体の吐出が可能なポンプとされればよい。また、チェックバルブ34,35は、ポンプ31の停止時には、高圧側となるリザーバRの圧力によって閉弁するため、供給通路32を通じてリザーバRからタンクTへ液体が排出されることはない。
【0034】
排出通路33には、前述したようにオペレートチェックバルブ36が設けられている。オペレートチェックバルブ36は、リザーバRから圧力を受けても開弁せず排出通路33を遮断するが、ポンプ31からパイロット通路37を通じてパイロット圧が作用すると開弁してリザーバRからタンクTへ向かう液体の流れを許容するようになる。パイロット通路37は、ポンプ31が逆転する際にポンプ本体31aが液体を吐出する吐出口とオペレートチェックバルブ36とを接続している。よって、ポンプ31を逆転させるとパイロット圧がオペレートチェックバルブ36に作用して、オペレートチェックバルブ36は、開弁してリザーバRからタンクTへ向かう液体の流れを許容する。
【0035】
また、液圧回路Cは、タンクTと供給通路32の途中であってリザーバ側のチェックバルブ35とポンプ31との間とを連通する逆転用通路38と、逆転用通路38に設けられてタンクTからポンプ31へ向かう液体の流れのみを許容するチェックバルブ39とを備えている。よって、ポンプ31を逆転させると、供給通路32におけるチェックバルブ34,35は閉弁したままとなるが、チェックバルブ39が開弁するため、ポンプ31はタンクTから液体を吸い込んで、パイロット通路37へ液体を吐出して、オペレートチェックバルブ36へパイロット圧を作用させ得る。
【0036】
なお、減衰力調整バルブ18のソレノイド18cは、仕切部材としてのハウジング30に対してモータ31bとは反対側の
図1中下方に取り付けられている。このように、ポンプ31におけるモータ31bと減衰力調整バルブ18におけるソレノイド18cとは、仕切部材としてのハウジング30を上下方向に挟んでそれぞれ反対側に取り付けられており、
図3に示すように、ハウジング30に対して互いに上下方向で重なる位置に配置されている。なお、モータ31bとソレノイド18cとが上下方向で重なる位置に配置されるとは、車高調整機能付き緩衝器SAを軸方向から見て、モータ31bの外周形状(外形)とソレノイド18cの外周形状(外形)とが互いに少なくとも一部が重なっていることを意味している。なお、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、車高調整機能付き緩衝器SAを軸方向から見て、モータ31bとソレノイド18cとがハウジング30に対して、シリンダ1の中心Coと、モータ31bの外形の中心Moとソレノイド18cの外形の中心Soとが一直線上に並ぶように配置されているので、ハウジング30に対するモータ31bとソレノイド18cの取付部位をシリンダ1から見て周方向で一箇所に集約でき、車高調整機能付き緩衝器SAの外形を最も小型にできる。
【0037】
つづいて、車高調整機能付き緩衝器SAの作動について説明する。まず、シリンダ1に対してピストン2が
図1中上方へ移動する車高調整機能付き緩衝器SAの伸長時の作動について説明する。シリンダ1に対してピストン2が上方へ移動すると、伸側室R1が圧縮されるため、液体が伸側室R1からリザーバRへ減衰力調整通路VPおよび減衰力調整バルブ18を介して移動する。液体が減衰力調整バルブ18を通過する際に抵抗が与えられるため、伸側室R1内の圧力が上昇する。車高調整機能付き緩衝器SAの伸長時には、ピストン2がシリンダ1内を上方へ移動して圧側室R2が拡大されるため、バルブケース6に設けたチェックバルブ17bが開弁してリザーバRから液体が吸込通路17を介して圧側室R2に供給される。このように、リザーバRは、シリンダ1内から退出するピストンロッド3の体積を補償している。そして、車高調整機能付き緩衝器SAの伸長時には、伸側室R1内の圧力が上昇する一方で圧側室R2内の圧力はリザーバR内の圧力と略等しくなり、伸側室R1と圧側室R2の圧力に差が生じて、車高調整機能付き緩衝器SAは、伸長を妨げる減衰力を発生する。また、減衰力調整バルブ18へ供給する電流量に応じて減衰力調整バルブ18が液体の流れに与える抵抗を調整できるので、車高調整機能付き緩衝器SAが発生する伸長を妨げる減衰力を高低調整し得る。
【0038】
他方、シリンダ1に対してピストン2が
図1中下方へ移動する車高調整機能付き緩衝器SAの収縮時では、圧側室R2が圧縮されるため、チェックバルブ9bが開弁して液体が圧側室R2から拡大する伸側室R1へ整流通路9を介して移動する。車高調整機能付き緩衝器SAの収縮時では、シリンダ1内にピストンロッド3が侵入するため、ピストンロッド3がシリンダ1内に侵入する体積分の液体がシリンダ1内で過剰となり、この過剰分の液体が伸側室R1からリザーバRへ減衰力調整通路VPおよび減衰力調整バルブ18を介して移動する。このように、リザーバRは、シリンダ1内へ侵入するピストンロッド3の体積を補償している。そして、減衰力調整バルブ18が液体の流れに抵抗を与えるため、シリンダ1内の圧力が上昇し、ピストン2の伸側室R1に面する受圧面積よりも圧側室R2に面する受圧面積がピストンロッド3の断面積分だけ大きいため、車高調整機能付き緩衝器SAは収縮を妨げる減衰力を発生する。また、減衰力調整バルブ18へ供給する電流量に応じて減衰力調整バルブ18が液体の流れに与える抵抗を調整できるので、車高調整機能付き緩衝器SAが発生する収縮を妨げる減衰力を高低調整し得る。
【0039】
つづいて、ポンプ31を駆動して車高調整機能付き緩衝器SAによる車高調整時の作動について説明する。まず、リザーバRは、前述した通り、ブラダ14内に封入された圧縮された気体によって加圧されており、吸込通路17および整流通路9を通じてリザーバR内の圧力がシリンダ1内に伝搬しており、車高調整機能付き緩衝器SAが静止した状態では、シリンダ1内の圧力はリザーバR内の圧力と略同じ圧力となっている。つまり、シリンダ1内もブラダ14内に封入された圧縮された気体によって常時加圧されている。
【0040】
圧側室R2内の圧力は、ピストン2を
図1中で押し上げる方向に作用しており、伸側室R1内の圧力は、ピストン2を
図1中で押し下げる方向に作用している。前述した通り、ピストン2の圧側室R2の圧力を受ける受圧面積は、ピストン2の伸側室R1の圧力を受ける受圧面積よりもピストンロッド3の断面積分だけ大きいことから、ピストン2は、常時、シリンダ1内の圧力にピストンロッド3の断面積を乗じた値の力によって
図1中上方へ向けて付勢されている。このピストン2を
図1中上方へ向けて付勢する力は、シリンダ1内の圧力に比例することから、ポンプ31を駆動してリザーバRを通じてシリンダ1内に液体を供給すればシリンダ1内の圧力を上昇させてピストン2を上方へ向けて付勢する力を増大させて車高調整機能付き緩衝器SAを伸長させ得る。
【0041】
ポンプ31は、モータ31bの駆動によって正転すると、チェックバルブ34,35が開弁して、供給通路32を通じてタンクTから液体を吸い込んでリザーバR内に液体を供給する。ポンプ31が供給した液体によってリザーバR内の圧力が上昇するため、チェックバルブ17bが開弁して吸込通路17を通じてリザーバRから圧側室R2にも液体が供給される。このように、ポンプ31は、正転駆動させられると、タンクT内の液体を吸い込んでシリンダ1内に供給できる。
【0042】
そして、圧側室R2内への液体の流入によってピストン2が上方へ押し上げられるので、容積が減少する伸側室R1から減衰力調整バルブ18が開弁して減衰力調整通路VPを介して伸側室R1からリザーバRへ液体が移動する。よって、ポンプ31を駆動してタンクTから液体をシリンダ1内に供給すると、リザーバR内およびシリンダ1内の圧力が略等しく上昇する。圧側室R2内の圧力の上昇によって、車高が所望する高さになった後、ポンプ31を停止させれば、チェックバルブ34,35が閉弁し、減衰力調整バルブ18も閉弁してリザーバRとシリンダ1内の液体量を維持できるので車高も維持される。ポンプ31を正転させてタンクTから液体を圧側室R2内に供給し車高調整機能付き緩衝器SAを伸長させて車高を上昇させる場合、シリンダ1に対するピストン2の上方側への移動によって容積が減少する伸側室R1から減衰力調整バルブ18を通じてリザーバRへ液体が移動するため、減衰力調整バルブ18の抵抗を最小にすると、ピストン2の上昇を妨げる力が最小となり、ポンプ31におけるエネルギ消費を低減できるとともに速やかに車高を上昇させることができる。
【0043】
前述とは逆に、リザーバRからタンクTへ液体を排出すれば、シリンダ1内の圧力が減少するので、ピストン2を上方へ向けて付勢する力を減少させて車高を下降させ得る。そこで、ポンプ31は、モータ31bの駆動によって逆転すると、チェックバルブ34,35を閉弁させる一方で、チェックバルブ39を開弁させる。よって、ポンプ31は、逆転すると逆転用通路38を通じてタンクTから十分な量の液体を吸い込んでパイロット通路37を通じて吐出圧をパイロット圧としてオペレートチェックバルブ36に作用させてオペレートチェックバルブ36を開弁させる。オペレートチェックバルブ36が開弁すると、排出通路33を介してリザーバRとタンクTとが連通されるので、リザーバR内から液体がタンクTへ移動する。
【0044】
リザーバRから液体がタンクTへ移動すると、リザーバR内の圧力が減少して、減衰力調整バルブ18が開弁して伸側室R1からリザーバRへ液体が移動し、さらに、伸側室R1内の液体の減少によってチェックバルブ9bが開弁して伸側室R1から圧側室R2に整流通路9を介して液体が移動する。よって、ポンプ31を逆転させてリザーバRからタンクTへ液体を排出させると、リザーバR内およびシリンダ1内の圧力が略等しく下降するので、ピストン2を上方へ向けて付勢する力が減少して車高が下降する。そして、車高が所望する高さになった後、モータ31bを停止すれば、オペレートチェックバルブ36へのパイロット圧が解消されてオペレートチェックバルブ36が閉弁して排出通路33を通じてのリザーバRとタンクTとの連通が断たれ、チェックバルブ34,35も閉弁状態を維持するのでリザーバRとシリンダ1内の液体量を維持でき車高も維持される。ポンプ31を逆転させてリザーバRから液体をタンクTへ排出して車高調整機能付き緩衝器SAを収縮させて車高を下降させる場合、シリンダ1に対するピストン2の下方側への移動によって伸側室R1から減衰力調整バルブ18を通じてリザーバRへ液体が移動するため、減衰力調整バルブ18の抵抗を最小にすると、ピストン2の下降を妨げる抵抗が最小となり、車高の急激な下降を緩和しつつも速やかに車高を下降させることができる。以上のように、車高調整機能付き緩衝器SAでは、ポンプ31の駆動によってシリンダ1内に液体を給排することによって、シリンダ1内の圧力を増減させて車高を調整できる。なお、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、ポンプ31は正転時にタンクTからリザーバRへ液体を吐出し、逆転時に排出通路33のオペレートチェックバルブ36にパイロット圧を作用させてオペレートチェックバルブ36を開弁させてリザーバRからタンクTへ液体を排出しているが、オペレートチェックバルブ36を廃止してポンプ31の逆転時にリザーバRから液体を吸い込んでタンクTへ排出できるように液圧回路Cを構成してもよい。
【0045】
なお、ハウジング30に設けられた液圧回路Cは、タンクTとリザーバRとを連通するリリーフ通路41と、リリーフ通路41に設けられてリザーバR内の圧力が過剰となると開弁するリリーフバルブ42とを備えており、車高調整機能付き緩衝器SAの収縮或いはポンプ31からリザーバRへの液体の供給により、リザーバR内の圧力が過大となる場合には、リリーフバルブ42が開弁してリリーフ通路41を介してリザーバRの液体をタンクTへ逃がして、リザーバR内の圧力が過大となるのを防止でき、車高調整機能付き緩衝器SA内からの液体の漏洩を防止できる。
【0046】
以上、車高調整機能付き緩衝器SAは、シリンダ1と、シリンダ1内に軸方向へ移動可能に挿入されてシリンダ1内を液体が充填される伸側室R1と圧側室R2とに区画するピストン2と、伸側室R1内に挿入されてシリンダ1に対して軸方向へ移動可能であってピストン2に連結されるピストンロッド3と、シリンダ1の中間部の外周に嵌合する仕切部材としてのハウジング30と、シリンダ1のハウジング30よりも上方を覆ってシリンダ1との間に伸側室R1に連通される環状通路Pを形成する中間筒4と、中間筒4の外周を覆って中間筒4との間に液体を貯留するタンクTを形成する上方筒5aと、シリンダ1のハウジング30の下方を覆ってシリンダ1との間に圧側室R2に連通されるリザーバRを形成する下方筒5bと、ハウジング30に設けられてリザーバRを介してシリンダ1内に液体を給排させるポンプ31と、ハウジング30に設けられて環状通路PをリザーバRに連通する仕切内通路40と、環状通路Pと仕切内通路40とを含んで伸側室R1とリザーバRとを連通する減衰力調整通路VP設けられて減衰力調整通路VPを通過する液体の流れに抵抗を与える減衰力調整バルブ18とを備えて構成されている。
【0047】
このように構成された車高調整機能付き緩衝器SAでは、ポンプ31の停止時では緩衝器本体Dが伸縮する際に減衰力を発生して車両の車体の振動を抑制できるとともに減衰力を調整して車両における乗心地を向上できるだけでなく、ポンプ31を正転させることによりタンクTからシリンダ1内に液体を供給して緩衝器本体Dを伸長させて車高を上昇させ得るとともに、ポンプ31を逆転させることによりオペレートチェックバルブ36を開弁させて排出通路33を介してシリンダ1内からタンクTへ液体を排出させることで緩衝器本体Dを収縮させて車高を下降させ得る。
【0048】
そして、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、外筒5内をタンクTとリザーバRとに区画するハウジング(仕切部材)30にポンプ31が設けられ、リザーバRの容積に影響を与えない減衰力調整通路VPに減衰力調整バルブ18が設けられているので、緩衝器本体Dに対してポンプ31と減衰力調整バルブ18とを緩衝器本体Dの中間部よりも上方に取付でき、さらに、中間筒4がシリンダ1のハウジング(仕切部材)30の上方のみを覆ってリザーバRがシリンダ1と下方筒5bとの間に配置されていないためリザーバRの容積を大きく確保できる。よって、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAによれば、ポンプ31と減衰力調整バルブ18とを備えていても全体を小型化でき、下方筒5bの外径を大型化を回避できるとともに、中間筒4の全長を短くできるからコストも低減できる。
【0049】
以上より、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAによれば、車高の調整と減衰力の調整との双方を可能としつつも小型であってリザーバRの容積の確保とコストの低減が可能である。
【0050】
また、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、外筒5内をタンクTとリザーバRとに区画するハウジング(仕切部材)30にポンプ31と減衰力調整バルブ18とが設けられているので、緩衝器本体Dに対してポンプ31と減衰力調整バルブ18とを一箇所に集中して取付でき、製造が容易となってコストをより一層低減できる。
【0051】
また、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、ポンプ31を駆動してタンクTからリザーバR内へ液体を供給してリザーバRの気体の圧力が上昇して気体のばね定数が大きくなっても、或いは、排出通路33を通じてリザーバRからタンクTへ液体を排出してリザーバRの気体の圧力が下降して気体のばね定数が小さくなっても、減衰力調整バルブ18によって緩衝器本体Dが伸縮する際に通過する液体に与える抵抗を調整できるので、減衰係数を大小調整し得る。減衰比ζは、ζ=C/{2×(m・K)1/2}で求めることができるが、リザーバR内への液体の供給によってリザーバR内の気体のばね定数Kが大きくなっても、その分だけ、減衰力調整バルブ18が通過する液体の流れに与える抵抗を大きくして減衰係数を大きくでき、リザーバR内からタンクTへ液体を排出してリザーバR内の気体のばね定数Kが小さくなっても、その分だけ、減衰力調整バルブ18が通過する液体の流れに与える抵抗を小さくして減衰係数を小さくできるから、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAによれば、車高調整の前後で減衰比ζが変化するのを抑制できる。以上より、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAによれば、シリンダ1内の圧力を増減させることによって車高を調整しても、減衰比の変化を抑制できるので、車両における乗心地の悪化を抑制できる。
【0052】
さらに、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAは、リザーバR内に収容されてリザーバR内を気室RGと圧側室R2に連通される液室とに区画するブラダ(弾性隔壁)14を備えて構成されている。このように構成された本実施の形態における車高調整機能付き緩衝器SAによれば、リザーバRが中間筒4に対向せずリザーバRの径方向の幅を広くできるから、ブラダ(弾性隔壁)14に設置によってリザーバR内を気室RGと液室RLと区画してもリザーバR内の容積を確保し易くなるとともに、リザーバR内の気体のシリンダ1内への侵入を防止できる。
【0053】
さらに、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、ハウジング(仕切部材)30は、タンクTとリザーバRとを連通するとともにポンプ31が設けられる供給通路32と、タンクTとリザーバRとを連通する排出通路33と、排出通路33に設けられて開弁時にリザーバRからタンクTへ向かう液体の流れのみを許容するオペレートチェックバルブ36と、緩衝器本体Dの伸縮時に液体が通過するとともに減衰力調整バルブ18が設けられる減衰力調整通路VPとを有し、ポンプ31は、双方向吐出型のポンプであって、正転時にタンクTからリザーバRへ液体を供給し、逆転時にオペレートチェックバルブ36にパイロット圧を作用させてオペレートチェックバルブ36を開弁させる。
【0054】
このように構成された本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAによれば、ポンプ31および減衰力調整バルブ18を機能させるために必要な液圧回路Cと減衰力調整通路VPをハウジング(仕切部材)30に集約しているので、車高調整機能付き緩衝器SAをより一層小型化できる。また、このように構成された本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、ポンプ31と減衰力調整バルブ18とがシリンダ1の下端より上方のシリンダ1の中間部分に装着されるので、車両の走行中の飛び石や冠水路走行時の水しぶきからモータ31bとソレノイド18cとを保護できる。
【0055】
また、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、ポンプ31は、供給通路32に設けられるポンプ本体31aと、ポンプ本体31aを駆動するモータ31bとを有し、減衰力調整バルブ18は、減衰力調整通路VPに設けられる弁体18aと、弁体18aに推力を与えるソレノイド18cとを有し、モータ31bとソレノイド18cとは、ハウジング(仕切部材)30を上下方向で挟んでハウジング(仕切部材)30に取り付けられており、ハウジング(仕切部材)30に対して互いに上下方向で重なる位置に配置されている。
【0056】
このように構成された本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、モータ31bとソレノイド18cとがハウジング(仕切部材)の上方と下方とに分けて取り付けられているので、ハウジング(仕切部材)30の上方或いは下方の一方にモータ31bとソレノイド18cとの両方を取り付ける場合に比較して、ハウジング(仕切部材)30の車高調整機能付き緩衝器SAの軸方向から見た面積を小さくできる。また、このように構成された本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、モータ31bとソレノイド18cとがハウジング(仕切部材)の上方と下方とに分けて取り付けられているので、モータ31bとソレノイド18cとをハウジング(仕切部材)30の側面に取り付ける場合に比較して車高調整機能付き緩衝器SAを軸方向から見た径方向の大きさを小さくできる。よって、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAによれば、より一層小型化できる。なお、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、車高調整機能付き緩衝器SAを軸方向から見て、モータ31bとソレノイド18cとがハウジング30に対して、緩衝器本体Dの中心と、モータ31bの外形の中心とソレノイド18cの外形の中心とが一直線上に並ぶように配置されると、軸方向から見て車高調整機能付き緩衝器SAの外形を最も小型にできる。
【0057】
なお、モータ31bとソレノイド18cとがハウジング(仕切部材)30の上方或いは下方の一方にのみ設置されてもよい。この場合でも、モータ31bとソレノイド18cとの両方が1つのハウジング(仕切部材)30に設置されることによって車高調整機能付き緩衝器SAの小型化を達成できるので、本願発明の効果は失われず、モータ31bとソレノイド18cとがハウジング(仕切部材)30の上下のいずれか一方に配置されるため、モータ31bとソレノイド18cとの配線の取り回しが容易となる。なお、モータ31bとソレノイド18cとがハウジング(仕切部材)30の上方に配置されると、ハウジング30が盾となって車両走行中に路面側から飛来する石や水しぶきがモータ31bとソレノイド18cとに衝突する機会を減少させ得る。また、モータ31bとソレノイド18cのいずれか一方をハウジング(仕切部材)30の上方或いは下方の一方に設置し、モータ31bとソレノイド18cのいずれか他方をハウジング(仕切部材)30の側面に設置する構造の採用も可能である。
【0058】
そして、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAにおける緩衝器本体Dは、リザーバRから圧側室R2へ向かう液体の流れのみを許容する吸込通路17と、圧側室R2から伸側室R1へ向かう液体の流れのみを許容する整流通路9とを備え、減衰力調整通路VPは、伸側室R1とリザーバRとを連通している。このように構成された車高調整機能付き緩衝器SAによれば、緩衝器本体Dがユニフロー型に設定されて伸長しても収縮しても必ず液体がシリンダ1内から減衰力調整通路VPを通過してリザーバRへ排出されるようになるので、1つの減衰力調整バルブ18で伸長時と収縮時の両方の減衰力を調整できる。
【0059】
なお、前述した車高調整機能付き緩衝器SAでは、ピストン2には整流通路9のみが設けられて、バルブケース6には吸込通路17のみが設けられているが、ピストン2に伸側室R1から圧側室R2へ向かう液体の流れに抵抗を与える伸側減衰バルブを備えた伸側減衰通路を設けるとともに、バルブケース6に圧側室R2からリザーバRへ向かう液体の流れに抵抗を与える圧側減衰バルブを備えた圧側減衰通路を設けてもよい。
【0060】
さらに、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、シリンダ1に液体を給排して緩衝器本体Dを伸縮させている間は、減衰力調整バルブ18における液体の流れに与える抵抗を小さくする。このように構成された車高調整機能付き緩衝器SAによれば、シリンダ1内に液体を給排させている間は減衰力調整バルブ18の抵抗を小さくするので、シリンダ1内とリザーバRとにおいて液体が移動しやすくなり、ポンプ31のエネルギ消費を低減できるとともに緩衝器本体Dが速やかに伸縮できるようになる。
【0061】
さらに、本実施の形態の車高調整機能付き緩衝器SAでは、モータ31bがハウジング30に対して
図1中上方側となるピストンロッド側に装着されているので、モータ31bと路面との間にハウジング30が配置される格好となって、ハウジング30が盾となって車両走行中に路面側から飛来する石や水しぶきがモータ31bに衝突する機会を減少させ得る。よって、このように構成された車高調整機能付き緩衝器SAによれば、モータ31bの保護効果を向上させ得る。なお、モータ31bをハウジング(仕切部材)30の下方に取り付けて、ソレノイド18cをハウジング(仕切部材)30の上方に取り付けるようにしてもよい。
【0062】
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。
【符号の説明】
【0063】
1・・・シリンダ、2・・・ピストン、3・・・ピストンロッド、4・・・中間筒、5a・・・上方筒、5b・・・下方筒、14・・・ブラダ(弾性隔壁)、18・・・減衰力調整バルブ、30・・・ハウジング(仕切部材)、31・・・ポンプ、40・・・仕切内通路、P・・・環状通路、R・・・リザーバ、R1・・・伸側室、R2・・・圧側室、RG・・・気室、RL・・・液室、SA・・・車高調整機能付き緩衝器、T・・・タンク、VP・・・減衰力調整通路