JP2004359180A

JP2004359180A - 車高調整機能付ショックアブソーバ

Info

Publication number: JP2004359180A
Application number: JP2003162804A
Authority: JP
Inventors: Satoru Toyoda; 悟豊田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: JP4432372B2

Abstract

【課題】構造を簡単としつつ、容易に車高を調整することができる。
【解決手段】車高調整機能付ショックアブソーバは、車体側部材に連結されるダンパロッド２と、車輪側部材連結されるチューブ３と、チューブ３内に内装され、かつダンパロッド２が連結されたピストン５と、ダンパロッド２側とは反対側でピストン５により形成した区画室を区画することで、ピストン５側との反対側に容積室（圧力室）γを形成するフリーピストン６とを備えたショックアブソーバ本体１を備え、容積室γ内を加圧又は減圧し、ピストン５及びダンパロッド２の位置を調整することで、車高を設定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車高調整機能付ショックアブソーバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車高調整機能付きダンパが提案されている（例えば特許文献１）。
この車高調整機能付きダンパでは、ダンパ本体の外側にダンパロッドに連結される筒状のケースを上下動自在に設け、ダンパ本体と前記ケースとの間に気液変化する圧力媒体を封入した圧力室を形成し、圧力室に封入した圧力媒体を電気ヒータで過熱気化している。これにより、圧力媒体の蒸気圧によりダンパ本体を上昇させて、車高を上げている。
また、この車高調整機能付きダンパでは、前記ケースに圧力媒体を封入するインナーケースと、インナーケースの外側のアウターケースとで内外二重構造にして、インナーケースとアウターケースとの間に断熱空気層を形成している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０５３２６
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記車高調整機能付きダンパでは、圧力媒体を封入するために、ダンパ本体を収容するようなケースが必要になるので、全体として大きな構造になる。例えば、モノチューブ式ショックアブソーバと比較しても大きくなる。この場合、車載時のサスペンションレイアウトに制約がかかってしまう。
また、圧力媒体の加熱気化という方法を採っているので、外気温の影響を受けやすい。その対策のために、前記ケースをインナーケースとアウターケースとで構成し、そのインナーケースとアウターケースとの間に断熱空気層を形成している。これでは、全体重量が重くなる。
【０００５】
また、圧力媒体の加熱気化という方法を採っているので、圧力媒体の気化或いは液化といった相変化に時間がかかってしまう。これでは、車高調整機能としての応答性として問題がある。また、圧力媒体の温度調整のために、実際には、リザーバタンク、冷却水、冷却水用ポンプを設ける必要もあり、その管理が必要になる。これでは、結果的に車高調整が煩雑な手続が必要になる。
【０００６】
また、前記ケースは、圧力媒体の圧力漏れ防止するため、ダンパ本体の外側にはシールを介して取り付けられている。しかし、シールが増えることで、サスペンションの動きに対してフリクションが大きくなり、その結果、乗り心地に影響がでてしまう。また、シールをダンパ本体の外筒に設けるため、ダンパの加工精度が求められる。これにより、コストが増加する。また、シールによりケースを取り付けている以上、可動による磨耗で、圧力漏れが発生してしまうことは避けることができない。
そこで、本発明は、前述の問題に鑑みてなされたものであり、構造を簡単としつつ、容易に車高を調整することができる車高調整機能付ショックアブソーバの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の問題を解決するために、本発明に係る車高調整機能付ショックアブソーバは、車体側部材又は車輪側部材のいずれか一方に連結されるロッドと、車体側部材又は車輪側部材のいずれか他方に連結されるチューブと、前記チューブ内に内装され、かつ前記ロッドが連結されたピストンと、該ピストンに対し、前記ロッドとは反対側で前記ピストンとチューブにより区画された圧力室を形成するモノチューブ式ショックアブソーバを備え、前記圧力室内を加圧又は減圧し、前記ピストン及びロッドの位置を調整することで、車高を設定する。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、モノチューブ式ショックアブソーバの構造を利用し、そのモノチューブ式ショックアブソーバの構造内に形成した圧力室内を加圧又は減圧するだけで、車高を設定することができる。これにより、構造を簡単としつつ、容易に車高を調整することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。第１の実施の形態は、本発明を適用した車高調整機能付ショックアブソーバである。
図１に示すように、車高調整機能付ショックアブソーバは、ショックアブソーバ本体１と、このショックアブソーバ本体１の容積室γに接続される加減圧用流路２１と、この加減圧用流路２１上に配置されている高圧アキュームレータ２３及び高圧ポンプ２４と、容積室γ内の圧力を調整するためのバルブ２５と、容積室γ内の圧力を検出する圧力センサ２６と、バルブ２５の開閉を制御するバルブコントローラ２７と、バルブコントローラ２７を制御して車両設定をする車高制御部２８とを備えている。
【００１０】
ショックアブソーバ本体１は、正立式のモノチューブ式ショックアブソーバと同様な構成をなしている。ショックアブソーバ本体１は、車体側部材に連結されて車体と一体に動くダンパロッド２と、車輪側部材に連結されて車輪と一体に動くチューブ３とを備えている。ダンパロッド２は、チューブ３の上端を閉塞するように設けたダンパロッドガイド４により進退動自在に支持されている。ダンパロッドガイド４は、ダンパロッド２の外周を支持するガイド部４ａと、該ロットガイド４においてダンパロッド２との摺動面をなすパッキン４ｂとを備えている。
【００１１】
ダンパロッド２の下端には、チューブ３内を摺動するピストン５が取り付けられている。このピストン５によりチューブ３内が上下室に区画されることになるが、このピストン５には、そのように区画した上下室を連通させる図示しないオリフィス孔が形成されている。また、チューブ３内に、そのピストン５の下方に、フリーピストン６が配置されている。
【００１２】
これにより、チューブ３内には、ピストン５の上方に該ピストン５による区画室であるピストン上室α、ピストン５の下方に該ピストン５による区画室であるピストン下室β、フリーピストン６のピストン下方に圧力室である容積室γがそれぞれ形成される。このピストン上室αとピストン下室βにはオイルが封入され、また、容積室γには加減圧用の作動流体が封入される。作動流体は例えば、ガス体や液体である。
【００１３】
また、チューブ３の外周には、ばね受け７が取り付けられており、さらに、ダンパロッド２の上端には、ばね受け板（或いはブラケット）８が取り付けられており、チューブ３のばね受け７とダンパロッド２のばね受け板８との間に、スプリング９を介設している。
さらに、チューブ３の下端には、車輪側部材をなすサスペンションアーム等に接続されるブッシュ１０が形成されている。
【００１４】
そして、チューブ３の下端部の側面に、前記容積室γに連通されるように、加減圧用流路２１が２箇所で連結されている。具体的には、チューブ３の側面部に取り付けた連結ソケット３１，３２を介して接続されている。この連結ソケット３１，３２により、加減圧用流路２１は、チューブ３に対して着脱自在とされる。加減圧用流路２１は例えば圧力ホースである。
【００１５】
ここで、加減圧用流路２１の両端がそれぞれ、そのようにチューブ３に連結される回路として構成されており、すなわち、加減圧用流路２１で容積室γに連通される一方の流路が加圧用流路をなし、加減圧用流路２１で容積室γに連通される他方の流路が減圧用流路をなしている。
この加減圧用流路２１上には、バルブ２５と、高圧アキュームレータ２３及び高圧ポンプ２４とが配置されている。
【００１６】
高圧ポンプ２４は、高圧アキュームレータ２３とで容積室γ内を増圧するためのものである。ここで、高圧ポンプ２４や高圧アキュームレータ２３は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）やＶＤＣ（ビークルダイナミクスコントロール）で使用している圧力発生装置の一部である。すなわち、高圧ポンプ２４や高圧アキュームレータ２３は、車載の他のシステムでも使用する圧力源である。
【００１７】
バルブ２５は、前記加圧用流路及び減圧用流路を開閉自在にするように配置されている。このバルブ２５には、加減圧用流路２１の圧力、すなわち容積室γ内の圧力を検出するための圧力センサ２６が取り付けられている。このバルブ２５は、バルブコントローラ２７によりその開閉が制御されている。バルブコントローラ２７は、圧力センサ２６が検出した圧力に基づいて、前記容積室γ内が所定の圧力になるようにバルブ２５の開閉を制御している。
【００１８】
車高設定部２８は、そのバルブコントローラ２７により容積室γ内の圧力を制御して、所定の車高に設定する。具体的には、車高設定部２８は、車高を高く設定する場合には、バルブコントローラ２７によりバルブ２５の加圧用流路側を開くとともに、減圧用流路側を閉じることで、容積室γを増圧させる。また、車高設定部２８は、車高を低く設定する場合には、バルブコントローラ２７によりバルブ２５の減圧用通路側を開くとともに、加圧用通路側を閉じることで、容積室γを減圧させる。さらに、車高設定部２８は、そのように増圧又は減圧して所定の車高になった場合、バルブコントローラ２７によりバルブ２５の加圧用通路側及び減圧用通路側を閉じる。
【００１９】
以上のように、車高調整機能付ショックアブソーバを構成している。
次に動作について説明する。
前述したように、車高調整機能付ショックアブソーバは、車高を高く設定する場合には、バルブコントローラ２７によりバルブ２５の加圧用流路側を開くとともに、減圧用流路側を閉じることで、容積室γ内を増圧させている。また、車高調整機能付ショックアブソーバは、車高を低く設定する場合には、バルブコントローラ２７によりバルブ２５の減圧用流路側を開くとともに、加圧用流路側を閉じることで、容積室γ内を減圧させている。
【００２０】
ここで、図２中（Ａ）は、容積室γ内を増圧させた場合のショックアブソーバ本体１における動作を模式的に示し、図２中（Ｂ）は、容積室γ内を増圧させた場合のショックアブソーバ本体１における動作を模式的に示している。また、その動作の説明のために、ピストン５の上下面面積（受圧面面積）Ｓ５’，Ｓ５及びフリーピストン６の上下面面積（受圧面面積）Ｓ６を強調して示している。
【００２１】
図２中（Ａ）に示すように、バルブ２５により加圧用流路側を開くとともに、減圧用流路側を閉じて、容積室γ内を増圧させると、フリーピストン６は、チューブ３内を上昇し、それに伴いピストン５及びダンパロッド２も上昇する。これにより、車高が上がる。
また、図２中（Ｂ）に示すように、バルブ２５により加圧用流路側を閉じるとともに、減圧用流路側を開いて、容積室γ内を減圧させると、フリーピストン６は、チューブ３内を下降し、それに伴いピストン５及びダンパロッド２も下降する。これにより、車高が下がる。
【００２２】
例えば、容積室γ内を増圧又は減圧させても、最終的には、ピストン上室α、ピストン下室β及び容積室γそれぞれの圧力は最終的には互いに均衡した圧力で一定になる。例えば、このときの圧力をＰとした場合、下記（１）式が成り立つ。
Ｓ６・Ｐ＞Ｓ５・Ｐ＞Ｓ５’・Ｐ・・・（１）
この（１）式の関係は、ピストン５の受圧面面積Ｓ５’，Ｓ５とフリーピストン６の受圧面面積Ｓ６との関係が下記（２）式として成り立つことで得られる。
【００２３】
Ｓ６＞Ｓ５＞Ｓ５’ ・・・（２）
ここで、ピストン５において、上面受圧面面積Ｓ５’は、ダンパロッド２の断面積分だけ下面受圧面面積Ｓ５よりも小さい。また、ピストン５の下面受圧面面積Ｓ５は、オリフィス孔を設けている分だけフリーピストン６の受圧面面積Ｓ６よりも小さい。このようなことから、ピストン５の受圧面面積Ｓ５’，Ｓ５とフリーピストン６の受圧面面積Ｓ６との間で前記（２）式が成り立つ。
【００２４】
このような関係から、圧力Ｐを車両中立時の車高の圧力よりも大きくなるように、容積室γ内を増圧することで、車高が上がり、また、圧力Ｐを車両中立時の車高の圧力よりも小さくなるように、容積室γを減圧することで、車高が下がる。
さらに、車高調整機能付ショックアブソーバは、所定の車高になったとき、バルブコントローラ２７によりバルブ２５の加圧用流路側及び減圧用流路側を閉じる。これにより、ショックアブソーバ本体１は、モノチューブ式ショックアブソーバとして機能するようになる。
【００２５】
次に効果を説明する。
前述したように、容積室γ内を加圧又は減圧し、ピストン５及びダンパロッド２の位置を調整することで、車高を設定している。すなわち、モノチューブ式ショックアブソーバの構造を利用し、そのモノチューブ式ショックアブソーバの構造内に形成した容積室γ内を加圧又は減圧するだけで、所定の車両に設定することができる。これにより、構造を簡単としつつ、容易に車高を調整することができる。このように、車高調整機能をモノチューブ式ショックアブソーバの構造を利用して実現しているので、該車高調整機能付ショックアブソーバの車載時のサスペンションレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００２６】
また、前述したように、バルブ２５を開閉させることで容積室γ内の加圧又は減圧を行い、所定の設定車高になった場合、バルブ２５を閉じている。これにより、ショックアブソーバ本体１を、モノチューブ式ショックアブソーバとして機能させている。すなわち、バルブ２５を閉じているだけで、ショックアブソーバ本体１を、モノチューブ式ショックアブソーバとして機能させることができる。よって、ショックアブソーバとして機能させる際には、他に何らエネルギーを必要としない。
【００２７】
また、車高調整機能の実現によって前述の特許文献１の技術のようにシール（パッキン）構造も増えることもない。これにより、シール構造が増えることで、サスペンションの動きに対してフリクションが大きくなり、乗り心地が悪くなってしまうようなこともない。
また、前述したように、高圧ポンプ２４や高圧アキュームレータ２３は、ＡＢＳやＶＤＣで使用する圧力発生装置の一部であり、すなわち車載の他のシステムで使用する圧力源であるので、これらの装置資源を有効利用して、車高調整機能付ショックアブソーバを実現することができる。また、ＡＢＳやＶＤＣでは、高圧ポンプ２４を車両挙動緊急時に作動させて高圧アキュームレータ２３に貯圧しているので、高圧ポンプ２４を常時作動させているわけでもない。このようなことから、他のシステムで常時使用されることのない装置の有効利用にもなる。
【００２８】
次に第２の実施の形態を説明する。
図３は、第２の実施の形態の車高調整機能付ショックアブソーバを示す。この第２の実施の形態では、図３に示すように、ショックアブソーバ本体１が、該ショックアブソーバ本体１において容積室γが上方に位置される、いわゆる倒立式として構成されている。
【００２９】
具体的には、ダンパロッド２の下端に、ばね受け板１１が取り付けられており、さらにばね受け板１１の下面にサスペンションアーム等に接続されるブッシュ１２が形成されている。また、容積室γが形成されているチューブ３の上端部に、車体側に取り付けられるブラケット１２を設けている。そして、ショックアブソーバ１において上方に位置されている容積室γに連通されるように、チューブ３の下端部の側面に、加減圧用流路２１が２箇所で、連結ソケット３１，３２を介して連結されている。
【００３０】
このように第２の実施の形態の車高調整機能付ショックアブソーバは構成されており、動作については、前述の第１の実施の形態の車高調整機能付ショックアブソーバと同様になる。
すなわち、第２の実施の形態の車高調整機能付ショックアブソーバは、車高を高く設定する場合には、バルブコントローラ２７によりバルブ２５の加圧用流路側を開くとともに、減圧用流路側を閉じることで、容積室γ内を増圧させている。また、車高調整機能付ショックアブソーバは、車高を低く設定する場合には、バルブコントローラ２７によりバルブ２５の減圧用流路側を開くとともに、加圧用流路側を閉じることで、容積室γを減圧させている。このように、容積室γ内を増圧することで、車高を上げ、また、容積室γ内を減圧することで、車高が下げている。さらに、所定の車高になったとき、バルブコントローラ２７によりバルブ２５の加圧用流路側及び減圧用流路側を閉じる。これにより、ショックアブソーバ本体１は、モノチューブ式ショックアブソーバとして機能させている。
【００３１】
図４及び図５は、第２の実施の形態の車高調整機能付ショックアブソーバを備えた車両構成を示す。図４は前輪側の構成であり、図５は後輪側の構成である。
図４及び図５中、４１はエンジン及びミッションであり、４２は前輪であり、５１は後輪であり、４３，５３はサスペンション構造のロアリンクであり、４４、５４はサスペンション構造のアッパリンクであり、４５，５５はサスペンション構造のアクスルであり、５６は、サスペンション構造のサスペンションメンバである。
【００３２】
この図４及び図５に示すように、一般のサスペンション構造及びその周辺構造を維持して、モノチューブ式ショックアブソーバと同様に、ショックアブソーバ本体１を倒立させて車両に組み込むことができる。
次に効果を説明する。
例えば、前述の第１の実施の形態の場合のように、ショックアブソーバ本体１が正立配置の場合、容積室γが下になり、これに伴い加減圧用流路２１も下部に配置される。
【００３３】
しかし、その下部位置には、ブレーキラインや車速センサライン等もあり、加減圧用流路２１がそれらと干渉してしまう恐れがある。また、ロアリンクへの取り付け点側に、ショックアブソーバ本体の重量のある部分が付くので車両のバネ下荷重の増加を招いてしまう。第２の実施の形態では、倒立式として、容積室γを上にすることで、加減圧用流路２１を上部に配置している。これにより、加減圧用流路２１がブレーキラインや車速センサライン等と干渉してしまうことを防止し、さらに、車両のバネ下荷重の増加を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の車高調整機能付ショックアブソーバの構成を示す図である。
【図２】前記車高調整機能付ショックアブソーバの動作を説明するために使用した図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の車高調整機能付ショックアブソーバの構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の車高調整機能付ショックアブソーバを備えた車両の前輪側の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の車高調整機能付ショックアブソーバを備えた車両の後輪側の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ショックアブソーバ本体１
２ダンパロッド
３チューブ
４ダンパロッドガイド
５ピストン
６フリーピストン
９スプリング
２１加減圧用流路
２３高圧アキュームレータ
２４高圧ポンプ
２５バルブ
２６圧力センサ
２７バルブコントローラ
２８車高制御部
３１，３２連結ソケット

Claims

車体側部材又は車輪側部材のいずれか一方に連結されるロッドと、車体側部材又は車輪側部材のいずれか他方に連結されるチューブと、前記チューブ内に内装され、かつ前記ロッドが連結されたピストンと、該ピストンに対し、前記ロッドとは反対側で前記ピストンとチューブにより区画された圧力室を形成するモノチューブ式ショックアブソーバを備え、
前記圧力室内を加圧又は減圧し、前記ピストン及びロッドの位置を調整することで、車高を設定することを特徴とする車高調整機能付ショックアブソーバ。
前記圧力室と圧力源との間の流路に設けたバルブを開閉させることで当該圧力室の加圧又は減圧を行い、所定の設定車高になった場合、前記バルブを閉じることを特徴とする請求項１記載の車高調整機能付ショックアブソーバ。
車載の他のシステムで使用する圧力源を用いて、前記圧力室を加圧又は減圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の車高調整機能付ショックアブソーバ。