(57)【要約】【課題】  サスペンション装置において、簡単な構造で必要に応じて微小ストロークに対して適切な減衰力を得る。【解決手段】  エアばね２と油圧緩衝器３とを組合せて、アッパピストン４にピストンロッド８を連結し、ロアピストン６に外筒７を連結する。ピストンロッド８の先端部に摩擦部材２６を取付ける。接続口１２からエア室１１に圧縮エアを給排して車高調整を行う。低中速走行時には、車高を上げて摩擦部材２６を外筒に嵌合させず、油液の流動のみによって減衰力を発生させる。高速走行時には、車高を下げて、摩擦部材２６を外筒７に嵌合させ、これらの間の摺動摩擦によって減衰力を発生させる。摩擦力によって減衰力を発生させるので、微小ストロークに対しても充分な減衰力を発生させることができ、車両の高速走行時における操縦安定性を高めることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端側が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた油圧緩衝器において、
前記シリンダ側に第１摩擦部材が設けられ、前記ピストンロッド側に第２摩擦部材が設けられ、前記ピストンロッドの所定伸長位置で、前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とが摺接して、前記ピストンロッドのストロークに摩擦力を付与することを特徴とする油圧緩衝器。
【請求項２】
前記第１摩擦部材は、前記シリンダ側の外周部であり、前記第２摩擦部材は、前記ピストンロッドに取付けられて前記外周部に嵌合する円筒状の摩擦部材であることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
【請求項３】
前記第１摩擦部材は、前記ピストンロッドに摺接するオイルシールであり、前記第２摩擦部材は、前記ピストンロッドに形成された大径部であることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
【請求項４】
前記大径部は、メッキ層によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の油圧緩衝器。
【請求項５】
請求項１乃至５のいずれかに記載の油圧緩衝器と、
前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とが摺接しない第１車高、及び、前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とが摺接する第２車高を選択可能な車高調整手段とを組合わせたことを特徴とするサスペンション装置。
【請求項６】
前記車高調整手段は、エア室への圧縮エアの給排によって車高調整を行うエアばねであることを特徴とする請求項５に記載のサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に装着される油圧緩衝器及びこれを用いたサスペンション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車等の車両のサスペンション装置においては、車体（ばね上）と車輪（ばね下）との間に、懸架ばねとともに油圧緩衝器が装着されている。油圧緩衝器は、一般的に、油液が封入されたシリンダと、シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端がピストンに連結され、他端がシリンダの外部へ延出されたピストンロッドとを備え、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをオリフィスおよびディスクバルブ等からなる減衰力発生機構によって制御して減衰力を発生させる。そして、油圧緩衝器によって、ばね上、ばね下間の振動を減衰させ、また、車体の姿勢変化を抑制することにより、車両の乗り心地をよくし、また、操縦安定性を高めることができる。
【０００３】
しかしながら、上記従来の油圧緩衝器では、次のような問題がある。油液の流動抵抗によって減衰力を発生させるため、減衰力が発生するまでに、ある程度、ピストンロッドがストロークする必要があるので、振幅の小さい微振動に対して充分な減衰力を得ることが困難である。このため、油圧緩衝器のストロークが小さい車両の高速直進走行時においては、油圧緩衝器の減衰力が不足しがちになり、ステアリングホイールに充分な手応えが得られず、また、車体のふらつきを効果的に抑えることができない。
【０００４】
そこで、特許文献１においては、ソレノイドアクチュエータによって摩擦子をピストンロッドに押圧することにより、必要に応じて微小ストロークに対する減衰力を増大させるようにした油圧緩衝器が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２３６５号公報
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたものでは、油圧緩衝器にソレノイドアクチュエータを組み込んでおり、また、ソレノイドアクチュエータを制御するためのコントローラを必要とするため、構造が複雑で製造コストが高くなるという問題を生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、簡単な構造で必要に応じて微小ストロークに対して適切な減衰力を得ることができる油圧緩衝器及びこれを用いたサスペンション装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端側が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた油圧緩衝器において、
前記シリンダ側に第１摩擦部材が設けられ、前記ピストンロッド側に第２摩擦部材が設けられ、前記ピストンロッドの所定伸長位置で、前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とが摺接して、前記ピストンロッドのストロークに摩擦力を付与することを特徴とする。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記第１摩擦部材は、前記シリンダ側の外周部であり、前記第２摩擦部材は、前記ピストンロッドに取付けられて前記外周部に嵌合する円筒状の摩擦部材であることを特徴とする。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記第１摩擦部材は、前記ピストンロッドに摺接するオイルシールであり、前記第２摩擦部材は、前記ピストンロッドに形成された大径部であることを特徴とする。
請求項４の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項３の構成において、前記大径部は、メッキ層によって形成されていることを特徴とする。
請求項５の発明に係るサスペンション装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の油圧緩衝器と、
前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とが摺接しない第１車高、及び、前記第１摩擦部材と前記第２摩擦部材とが摺接する第２車高を選択可能な車高調整手段とを組合わせたことを特徴とする。
請求項６の発明に係るサスペンション装置は、上記請求項５の構成において、前記車高調整手段は、エア室への圧縮エアの給排によって車高調整を行うエアばねであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明に係る油圧緩衝器によれば、ピストンロッドの所定伸長位置で、第１摩擦部材と第２摩擦部材との摺接によって生じる摩擦力によって減衰力を発生させることができる。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器によれば、ピストンロッドの所定伸長位置で、シリンダ側の外周部とピストンロッド側に取付けられた摩擦部材とが嵌合して摩擦力が発生する。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器によれば、ピストンロッドの所定伸長位置で、オイルシールとピストンロッドの大径部との摺接によって摩擦力が発生する。
請求項４の発明に係る油圧緩衝器によれば、メッキ層によってピストンロッドに大径部を形成することができる。
請求項５の発明に係るサスペンション装置によれば、車高調整手段によって、第２車高を選択したとき、第１摩擦部材と第２摩擦部材とが摺接し、その摩擦力によって減衰力を発生させることができ、車両の操縦安定性を高めることができる。
請求項６の発明に係るサスペンション装置によれば、圧縮エアの給排によって車高調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係るエアサスペンション装置１（サスペンション装置）は、エアばね２（車高調整手段）と筒型の油圧緩衝器３とを組合わせたものである。
【００１０】
エアばね２は、略有底円筒状のアッパピストン４の開口端に、略円筒状のダイヤフラム５の一端部が結合され、内側に折り返されたダイヤフラム５の他端部に、略有底筒状のロアピストン６の開口端が結合されている。そして、ロアピストン６の底部に、油圧緩衝器３の外筒７が気密的に挿入、結合され、また、ピストンロッド８の先端部がアッパピストン４の底部にラバーブッシュ９を介してナット１０によって結合されており、エアばね２の内部にエア室１１が形成されている。アッパピストン４の側面部には、後述するエア給排手段（図示せず）を接続するための接続口１２が取付けられている。
【００１１】
図２に示すように、油圧緩衝器３は、複筒式油圧緩衝器であって、シリンダ１３の外周部に外筒７（第１摩擦部材）が設けられ、シリンダ１３と外筒７との間にリザーバ１４が形成された二重筒構造となっている。シリンダ１３内には、ピストン１５が摺動可能に嵌装され、このピストン１５によってシリンダ１３内がシリンダ上室１３Ａとシリンダ下室１３Ｂとの２室に画成されている。ピストン１５には、ピストンロッド８の一端部がナット１６によって連結されており、ピストンロッド８の他端側は、シリンダ１３の上端部に装着されたロッドガイド（図示せず）及びオイルシール（後述）に挿通されて外部へ延出されている。シリンダ１３の下端部には、シリンダ下室１３Ｂとリザーバ１４とを区画するベースバルブ１１７が設けられており、シリンダ上下室１３Ａ、１３Ｂ内には、油液が封入され、リザーバ１４内には、油液およびガスが封入されている。
【００１２】
ピストン１５には、シリンダ上下室１３Ａ、１３Ｂ間を連通させる伸び側油路１８及び縮み側油路１９が設けられており、伸び側および縮み側油路１８、１９には、それぞれ、その油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディスクバルブからなる伸び側及び縮み側減衰力発生機構２０、２１（減衰力発生機構）が設けられている。また、ベースバルブ１７には、シリンダ下室１３Ｂとリザーバ１４とを連通させる伸び側油路２２及び縮み側油路２３が設けられている。伸び側油路２２には、リザーバ１４側からシリンダ下室１３Ｂ側への油液の流通のみを許容する逆止弁２４が設けられ、縮み側油路２３には、シリンダ下室１３Ｂ側からリザーバ１４側への油液の流通に抵抗を付与するオリフィスおよびディスクバルブからなる縮み側減衰力発生機構２５（減衰力発生機構）が設けられている。
【００１３】
これにより、ピストンロッド８の伸び行程時には、シリンダ１３内のピストン１５の摺動にともない、シリンダ上室１３Ａの油液がピストン１５の伸び側油路１８を通ってシリンダ下室１３Ｂへ流れ、伸び側減衰力発生機構２０によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド８がシリンダ１３から退出した分の油液がリザーバ１４からベースバルブ１７の逆止弁２４を開いてシリンダ下室１３Ｂへ流れ、リザーバ１４内のガスが膨張することによって、シリンダ１３内の容積変化を補償する。
【００１４】
縮み行程時には、シリンダ１３内のピストン１５の摺動にともない、シリンダ下室１３Ｂの油液がピストン１５の縮み側油路１９を通ってシリンダ上室１３Ａへ流れ、縮み側減衰力発生機構２１の流通抵抗によって減衰力が発生し、また、ピストンロッド８がシリンダ１３内へ侵入することによって、シリンダ下室１３Ｂの油液がベースバルブ１７の縮み側油路２３を通ってリザーバ１４へ流れ、縮み側減衰力発生機構２５の流通抵抗によって減衰力が発生し、これらの減衰力の合計が縮み行程時の減衰力となる。このとき、ピストンロッド８がシリンダ１３内に侵入した分だけリザーバ１４内のガスが圧縮されることによって、シリンダ１３内の容積変化を補償する。
【００１５】
エア室１１内において、アッパピストン４の底部、すなわち、ピストンロッド８の先端部には、有底円筒状の摩擦部材２６（第２摩擦手段）が取付けられている。摩擦部材２６は、油圧緩衝器３の外筒７が摺動可能に嵌合可能な内径を有しており、その底部にピストンロッド８の先端部が挿通されて、ピストンロッド８の段部８Ａとラバーブッシュ９との間で挟持されて固定されている。そして、エアばね２及び油圧緩衝器３が圧縮されて、ピストンロッド８が所定位置まで短縮されたとき、摩擦部材２６と外筒７とが嵌合して摺接するようになっている。摩擦部材２６の内周面と外筒７の外周面と摺動部は、摺動時に所定の摩擦力を発生するように調整されている。摩擦部材２６又は外筒７には、これらの嵌合時に、摩擦部材２６の内部のエアを逃す通路（図示せず）が設けられている。
【００１６】
エアサスペンション装置１は、油圧緩衝器３の外筒７の下端部に設けられた取付部２７が車両のサスペンション装置のばね下（車輪）に連結され、アッパピストン４の底部、すなわち、ピストンロッド８の先端部がばね上（車体）に連結される。また、エアばね２の接続口１２には、エア給排手段（図示せず）が接続される。エア給排手段は、給排制御弁、アキュムレータ、コンプレッサ、エアドライヤ、フィルタ、車高センサおよびコントローラ等を備え、エア室１１への圧縮エアの給排を制御することにより、エアばね２のばね力の調整、車高調整、車体の姿勢制等を行うことができる。
【００１７】
次に、エアサスペンション装置１の車高調整について説明する。車両の積載荷重に応じてエア室１１への圧縮エアの給排を制御することにより、積載荷重にかかわらず、一定の車高を維持する。そして、車両の走行状態に応じて、低中速走行時には、通常は、摩擦部材２６と外筒７とが嵌合しない車高（第１車高）に調整し、高速走行時には、摩擦部材２６と外筒７とが嵌合する車高（第２車高）まで車高を下げる。
【００１８】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
エアサスペンション装置１は、エアばね２のエア室１１に封入された圧縮エアの反発力によって車体を支持し、ばね上、ばね下間の振動を油圧緩衝器３の減衰力によって減衰する。また、給排手段によって、エアばね２のエア室１１に圧縮エアを給排することにより、エアばね２のばね力の調整、車高調整及び車体の姿勢制御を行うことができる。
【００１９】
低中速走行時には、図１に示すように、通常、摩擦部材２６と外筒７とが嵌合しない車高（第１車高）に調整されるので、油圧緩衝器３の油液の流動による減衰力が発生する。高速走行時には、図３に示すように、摩擦部材２６と外筒７とが嵌合して摺動する車高（第２車高）に車高が低下するので、油圧緩衝器３の油液の流動による減衰力に加えて、摩擦部材２６と外筒７との摺動摩擦によって減衰力が発生する。
【００２０】
これにより、低中速走行時には、車高を上げて、ロードクリアランスを大きくすると共に、油圧緩衝器３の油液の流動による減衰力のみの小さい減衰力によって良好な乗り心地を得ることができる。また、高速走行時には、車高を下げて（所定伸長位置として）、重心位置の低下によって車両の姿勢変化を小さくすると共に、空気抵抗を軽減する。更に、油圧緩衝器３の油液の流動による減衰力に加えて、摩擦部材２６と外筒７との摺動摩擦による減衰力を発生させることによって、減衰力を高めることができ、操縦安定性を高めることができる。このとき、摩擦部材２６と外筒７との摺動摩擦による減衰力は、油液の流動によらずに発生するので、ピストンロッド８のストローク量にかかわらず、振幅の小さい微振動に対しても充分な減衰力を得ることができ、操縦安定性を効果的に高めることができる。
【００２１】
次に、本発明の第２実施形態について、図４乃至図１１を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２２】
図４乃至図７に示すように、第２実施形態に係るサスペンション装置２７では、上記第１実施形態の摩擦部材２６を設ける代りに、ピストンロッド８の先端側に大径部２８（第２摩擦部材）が形成されている。この大径部２８の長さ方向の位置が、本発明の所定伸長位置に該当する。
大径部２８の径は、シリンダ３とピストンロッド８との間をシールするオイルシール２９（第１摩擦部材）に摺接したとき、所定の摩擦力が生じるように設定されている。大径部２８の基端部（下端部）は、ピストンロッド８が徐々に拡径されて略テーパ状に形成されている。大径部２８は、通常は、シリンダ３の外部にあって、オイルシール２９には摺接せず（図４及び図６参照）、エアばね２及び油圧緩衝器３が圧縮されて、ピストンロッド８が所定位置まで短縮されたとき、オイルシール２９に摺接するように配置されている（図５及び図７参照）。
【００２３】
そして、エア室１１への圧縮エアの給排を制御して、走行状態に応じて、低中速走行時には、通常、ピストンロッド８の大径部２８がオイルシール２９に摺接しない車高（第１車高）に調整し、高速走行時には、大径部２８がオイルシールに２９に摺接する車高（第２車高）まで車高を下げるように車高調整が行われる。
【００２４】
このように構成したことにより、低中速走行時には、図４及び図６に示すように、通常、ピストンロッド８の大径部２８がオイルシール２９に摺接しない車高（第１車高）に調整されるので、油圧緩衝器３の油液の流動による減衰力が発生する。高速走行時には、図５及び図６に示すように、ピストンロッド８の大径部２８がオイルシール２９に摺接する車高（第２車高）まで車高が低下するので、油圧緩衝器３の油液の流動による減衰力に加えて、摩擦部材２６と外筒７との摺動摩擦によって減衰力が発生する。これにより、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
【００２５】
次に、大径部２８を有するピストンロッド８の製造方法について、図１０及び図１１を参照して説明する。大径部２８は、ピストンロッド８を機械加工することよって形成することができる。あるいは、図１０に示すように、ピストンロッド８の表面に均一なメッキ層３０を形成した後、メッキ層３０の表面の一部にメッキ層３１を形成し、メッキ層３１の厚みによって大径部２８を形成することができる。
【００２６】
メッキ層３０及びメッキ層３１のメッキ方法について、図１１を参照して説明する。図１１（Ａ）に示すように、メッキ槽内において、ピストンロッド８の周囲に円筒状の電極３２を配置して、ピストンロッド８と電極３２との間に所定の電荷を付与することにより、ピストンロッド８の表面に均一なメッキ層３０を形成する。その後、図１１（Ｂ）に示すように、ピストンロッド８の表面の一部を円筒状の絶縁体３３によってマスキングしてメッキを行うことにより、ピストンロッド８の表面のマスキングされていない部分にメッキ層３１を形成する。このようにして、ピストンロッド８の表面に２層のメッキ層３０、３１を形成することができ、大径部２８を形成することができる。このほか、ピストンロッド８の表面に形成した均一のメッキ層の一部を残して研磨処理することによって、大径部２８を形成することもできる。
【００２７】
次に、上記第２実施形態の変形例について、図８及び図９を参照して説明する。なお、上記第２実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００２８】
図８に示すように、本実施形態では、大径部３４は、ピストンロッド８の中間部に形成されており、ピストンロッド８が所定伸長位置となり、大径部３４がオイルシール２９に摺接し、その後、更にピストンロッド８が所定伸長位置以上に短縮したとき、大径部３４がシリンダ１３内に完全に侵入して、オイルシール２９に摺接しなくなるようになっている。
なお、本発明の所定伸長位置としての大径部３４を設ける位置を変えることにより、摩擦力を増大させる位置を任意に設計することができる。
【００２９】
このように構成したことにより、高速走行時においても、ピストンロッド８のストロークが大きい場合には、大径部３４がオイルシール２９に摺接しなくなり、大径部３４とオイルシール２９との摩擦による減衰力を解消することにより、過度の減衰力の増大を防止することができる。
【００３０】
なお、上記第１及び第２実施形態では、本発明をエアサスペンション装置に適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、車高調整可能な他のサスペンション装置にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサスペンション装置において、ピストンロッドが伸長された状態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すサスペンション装置において、ピストンロッドが短縮された状態を示す縦断面図である。
【図３】図１に示すサスペンション装置の油圧緩衝器の縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るサスペンション装置において、ピストンロッドが伸長された状態を示す縦断面図である。
【図５】図４に示すサスペンション装置において、ピストンロッドが短縮された状態を示す縦断面図である。
【図６】図４の状態において、油圧緩衝器のオイルシール部を拡大して示す縦断面図である。
【図７】図５の状態において、油圧緩衝器のオイルシール部を拡大して示す縦断面図である。
【図８】図４に示すサスペンション装置の変形例において、ピストンロッドの大径部と摺接するオイルシール部を拡大して示す縦断面図である。
【図９】図４に示すオイルシール部において、ピストンロッドが更に短縮された状態を示す縦断面図である。
【図１０】図４に示すサスペンション装置において、メッキ層によって大径部が形成されたピストンロッドを示す一部縦断面図である。
【図１１】図１０に示すピストンロッドのメッキ方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  エアサスペンション装置（サスペンション装置）、２  エアばね（車高調整手段）、３  油圧緩衝器、７  外筒（第１摩擦部材）、８  ピストンロッド、１１  エア室、１３  シリンダ、１５  ピストン、２０伸び側減衰力発生機構（減衰力発生機構）、２１  縮み側減衰力発生機構（減衰力発生機構）、２５  縮み側減衰力発生機構（減衰力発生機構）、２６  摩擦部材（第２摩擦部材）、２８  大径部（第２摩擦部材）、２９  オイルシール、３１  メッキ層、３４  大径部（第２摩擦部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006207771.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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