(57)【要約】【課題】車両用油圧緩衝器の車高調整装置からの熱逃げを最小限に抑えることで、車高調整の応答性を高めるとともに熱エネルギーの節減を図る。【解決手段】車両用の油圧緩衝器Ｄは、緩衝用オイル２４が充填されたシリンダ１１と、絞り２５を有するピストン１７と、ピストン１７と一体のピストンロッド１５と備え、ピストン１７の移動により絞り２５を通過する緩衝用オイル２４の粘性抵抗で減衰力を発生する。内部に車高調整用オイル２９を充填した圧力室２８を有するケーシング２６を油圧緩衝器Ｄに設け、代替フロンのような圧力媒体を電気ヒータで加熱して膨張させ、その圧力を圧力室２８に伝達して車高を増加させる圧力発生手段３１を油圧緩衝器Ｄから分離して設けることで、圧力発生手段３１の電気ヒータが発生する熱が油圧緩衝器Ｄ側に逃げるのを最小限に抑え、圧力媒体を速やかに加熱して車高調整の応答性を高めるとともに、熱エネルギーの節減を図ることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
緩衝用オイル（２４）が充填されたシリンダ（１１）と、シリンダ（１１）の内部に摺動自在に嵌合するピストン（１７）と、ピストン（１７）に固定されたピストンロッド（１５）と、ピストン（１７）に設けられた絞り（２５）とを備え、シリンダ（１１）に対するピストン（１７）の移動により絞り（２５）を通過する緩衝用オイル（２４）の粘性抵抗で減衰力を発生する車両用油圧緩衝器において、
一端がピストンロッド（１５）に固定されて他端がシリンダ（１１）の外周を液密に摺動し、その内部に車高調整用オイル（２９）が充填された第１圧力室（２８）を有するケーシング（２６）と、
ケーシング（２６）の外部に設けられて第１圧力室（２８）に連通する第２圧力室（３４）を有する外部シリンダ（３２）と、
外部シリンダ（３２）に摺動自在に嵌合するフリーピストン（３３）と、
外部シリンダ（３２）にフリーピストン（３３）を挟んで第２圧力室（３４）の反対側に設けられ、圧力媒体（３７）が充填された作動室（３５）と、
作動室（３５）内の圧力媒体（３７）を加熱して膨張させる加熱手段（４１）と、
フリーピストン（３３）の摺動位置を検知して加熱手段（４１）の作動を制御する検知手段（４３）と、
を備えたことを特徴とする、車両用油圧緩衝器における車高調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のサスペンション装置に使用される車両用油圧緩衝器に関し、特に車両の積載重量に応じて車高が変化するのを防止すべく、前記車両用油圧緩衝器に設けられる車高調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる車両用油圧緩衝器の車高調整装置は、例えば下記特許文献により公知である。
【０００３】
この車高調整装置は、油圧緩衝器のシリンダとピストンロッドとの間に圧力媒体を充填した圧力室を区画し、車両の積載重量の増加により油圧緩衝器が縮んで車高が減少したとき、電気ヒータで圧力媒体を加熱して圧力室を加圧することで、ピストンロッドをシリンダから押し出して車高を増加させるようになっている。
【０００４】
【特許文献】
特開２０００−１４２０６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、圧力媒体を充填した圧力室を油圧緩衝器のシリンダの下部に一体に設けているので、車高を増加させるべく電気ヒータで圧力媒体を加熱する際に、その熱が圧力室から油圧緩衝器の本体側に直接逃げてしまい、圧力媒体を速やかにに加熱するのが難しくなって車高調整の応答性が低下する問題がある。これを回避するには電気ヒータの容量を増加させれば良いが、そのようにすると電気ヒータの消費電力が増加してしまう問題がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両用油圧緩衝器の車高調整装置からの熱逃げを最小限に抑えることで、車高調整の応答性を高めるとともに熱エネルギーの節減を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、緩衝用オイルが充填されたシリンダと、シリンダの内部に摺動自在に嵌合するピストンと、ピストンに固定されたピストンロッドと、ピストンに設けられた絞りとを備え、シリンダに対するピストンの移動により絞りを通過する緩衝用オイルの粘性抵抗で減衰力を発生する車両用油圧緩衝器において、一端がピストンロッドに固定されて他端がシリンダの外周を液密に摺動し、その内部に車高調整用オイルが充填された第１圧力室を有するケーシングと、ケーシングの外部に設けられて第１圧力室に連通する第２圧力室を有する外部シリンダと、外部シリンダに摺動自在に嵌合するフリーピストンと、外部シリンダにフリーピストンを挟んで第２圧力室の反対側に設けられ、圧力媒体が充填された作動室と、作動室内の圧力媒体を加熱して膨張させる加熱手段と、フリーピストンの摺動位置を検知して０熱手段の作動を制御する検知手段とを備えたことを特徴とする、車両用油圧緩衝器における車高調整装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、外部シリンダに設けた作動室に充填した圧力媒体を加熱手段で加熱して膨張させることでフリーピストンを移動させ、そのフリーピストンが押し出す車高調整用オイルで油圧緩衝器を伸長させて車高調整を行うものにおいて、前記外部シリンダを油圧緩衝器のケーシングの外部に分離して設けたので、加熱手段が発生する熱が油圧緩衝器のケーシングを介して逃げるのを最小限に抑え、加熱手段の容量を特別に高めずとも、圧力媒体を速やかに加熱して車高調整の応答性を高めるとともに、熱エネルギーの節減を図ることができる。
【０００９】
尚、実施例の電気ヒータ４１は本発明の加熱手段に対応し、実施例の車高スイッチ４３は本発明の検知手段に対応する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は車高調整装置を備えた油圧緩衝器の一部断面図、図２は圧力発生手段の縦断面図、図３は図２に対応する作用説明図、図４は作用を説明するタイムチャートである。
【００１２】
図１に示すように、自動車のサスペンション装置用の油圧緩衝器Ｄは、上端が閉塞して下端が開放する有底円筒状のシリンダ１１を備えており、その上端の取付部１１ａが図示せぬ車体にゴムブッシュジョイントを介して接続される。シリンダ１１の下端には、ロッドガイド１２がシール部材１３を介して嵌合してカシメにより固定される。ロッドガイド１２をシール部材１４を介して摺動自在に貫通するピストンロッド１５の上端に、シリンダ１１の内部をシール部材１６を介して摺動するピストン１７がナット１８で固定される。ピストン１７の上部には、シール部材１９を介してシリンダ１１の内部を摺動するフリーピストン２０が配置される。シリンダ１１から下方に突出するピストンロッド１５の下端の取付部１５ａが、図示せぬサスペンションアームにゴムブッシュジョイントを介して接続される。
【００１３】
フリーピストン２０の上面からシリンダ１１の上壁までの間には、圧縮ガスを充填した圧縮ガス室２１が区画される。またフリーピストン２０の下面からピストン１７の上面までの間には上部オイル室２２が区画されるとともに、ピストン１７の下面からロッドガイド１２の上面までの間には下部オイル室２３が区画され、これら上部オイル室２２および下部オイル室２３には緩衝用オイル２４が充填される。ピストン１７には前記緩衝用オイル２４が通過可能な絞り２５…が設けられる。
【００１４】
シリンダ１１の下端から突出するピストンロッド１５に、上面が開放した有底円筒状のケーシング２６の底壁が固定され、ケーシング２６の上端開口部はシール部材２７を介してシリンダ１１の外周面に摺動自在に嵌合する。シリンダ１１、ピストンロッド１５およびケーシング２６によって区画された第１圧力室２８に、車高調整用オイル２９が充填される。
【００１５】
ケーシング２６の側部に隣接して配置された圧力発生手段３１は上下両端が閉塞された外部シリンダ３２を備えており、その内部にシール部材４５を介して摺動自在に嵌合するフリーピストン３３の下部に第２圧力室３４が区画され、その上部に作動室３５が区画される。車高調整用オイル２９が充填された第２圧力室３４は比熱が小さいゴムやステンレスよりなる連通管３６で前記第１圧力室２８に連通しており、また作動室３５には加熱により容易に気化する代替フロンのような低沸点の圧力媒体３７が、液相および気相が共存する状態で充填される。
【００１６】
フリーピストン３３の下面は合成樹脂よりなる断熱材３８で被覆され、また作動室３５の周囲は断熱用の空気層３９を形成するための合成樹脂製の断熱カバー４０で覆われる。作動室３５には電気ヒータ４１が設けられており、その電気ヒータ４１の作動を制御する電子制御ユニット４２には、外部シリンダ３２に上壁に設けた磁気スイッチよりなる車高スイッチ４３が接続される。前記車高スイッチ４３を作動させるべく、フリーピストン３３の上面にマグネット４４が固定される。マグネット４４を備えたフリーピストン３３が外部シリンダ３２内を上下動するとき、車高スイッチ４３はマグネット４４が第１の所定距離まで接近すると閉成し、前記第１の所定距離よりも大きい第２の所定距離まで離間すると開成する。
【００１７】
次に、上記構成を備えた実施例の作用を説明する。
【００１８】
先ず、油圧緩衝器Ｄの緩衝機能について説明する。ピストンロッド１５がシリンダ１１から抜け出るリバウンド時には、ピストン１７の下動に伴って下部オイル室２３の緩衝用オイル２４がピストン１７の絞り２５…を通過して上部オイル室２２に流入し、その際に前記絞り２５…を通過する緩衝用オイル２４の粘性抵抗で減衰力が発生する。このとき、ロッドガイド１２を貫通して下部オイル室２３から下方に突出するピストンロッド１５の容積に応じて、フリーピストン２０が圧縮ガス室２１内のガスを膨張させながら下動して前記容積の減少分を吸収する。
【００１９】
またピストンロッド１５がシリンダ１１に押し込まれるバンプ時には、ピストン１７の上動に伴って上部オイル室２２の緩衝用オイル２４がピストン１７の絞り２５…を通過して下部オイル室２３に流入し、その際に前記絞り２５…を通過する緩衝用オイル２４の粘性抵抗で減衰力が発生する。このとき、ロッドガイド１２を貫通して下部オイル室２３内に侵入するピストンロッド１５の容積に応じて、フリーピストン２０が圧縮ガス室２１内のガスを圧縮しながら上動して前記容積の増加分を吸収する。
【００２０】
次に、圧力発生手段３１による車高調整機能について説明する。車両の積載重量が増加すると、油圧緩衝器Ｄのピストンロッド１５がシリンダ１１の内部に押し込まれるため、シリンダ１１の取付部１１ａとピストンロッド１５の取付部１５ａとの距離が短くなって車高が基準車高から減少する。減少した車高を基準車高に戻すには、圧力発生手段３１において発生した圧力で車高調整用オイル２９を第２圧力室３４から第１圧力室２８に供給し、シリンダ１１をピストンロッド１５に対して押し上げれば良い。
【００２１】
即ち、車両の積載重量の増加によりピストンロッド１５がシリンダ１１の内部に押し込まれると第１圧力室２８の容積が減少するため、第１圧力室２８内の車高調整用オイル２９が連通管３６を介して圧力発生手段３１の外部シリンダ３２の第２圧力室３４に流入し、フリーピストン３３を押し上げる。その結果、フリーピストン３３の上面に設けたマグネット４４が車高スイッチ４３に接近し、その距離が前記第１の所定距離に達すると車高スイッチ４３が閉成し、その信号を受けた電子制御ユニット４２が電気ヒータ４１に通電する。
【００２２】
電気ヒータ４１が通電により発熱すると、図３に示すように、作動室３５に充填された圧力媒体３７が気化して圧力が増加し、その圧力がフリーピストン３３を押し下げる。すると、第２圧力室３４内の車高調整用オイル２９が連通管３６を介してケーシング２６内の第１圧力室２８に流入し、第１圧力室２８の圧力が増加することでピストンロッド１５がシリンダ１１から引き出されて車高が増加する。そしてフリーピストン３３が下降してマグネット４４と車高スイッチ４３との距離が前記第２の所定距離まで広がると、電子制御ユニット４２が電気ヒータ４１への通電を停止する。このようにして、油圧緩衝器Ｄの伸縮に応じて電子制御ユニット４２が電気ヒータ４１をオン・オフ制御することにより、積載重量の増減に関わらずに車高を自動的に一定に保持することができる。
【００２３】
図４には上記作用がタイムチャートを用いて示される。
【００２４】
時刻ｔ１に車両に乗員が乗り込んで車高が基準車高から減少すると、車高スイッチ４３が閉成して電気ヒータ４１に通電され、加熱された圧力媒体３７の気化に応じて車高が次第に増加する。そして時刻ｔ２に車高が基準車高に復帰すると、車高スイッチ４３が開成して電気ヒータ４１への通電が停止される。このときの、第１、第２圧力室２８，３４の圧力は、乗員が乗り込む前の圧力に比べて、乗員の重量に対応する分だけ増加している。
【００２５】
以上のように、積載重量に関わらずに油圧緩衝器Ｄの長さを一定に保持するための圧力発生手段３１を油圧緩衝器Ｄの外部に分離して設けたので、圧力発生手段３１を油圧緩衝器Ｄの下部に一体に設けたものに比べて、圧力発生手段３１からの油圧緩衝器Ｄを介して逃げる熱量を大幅に減少させることが可能となり、電気ヒータ４１の容量を特別に大きくすることなく車高調整の応答性を高めることができ、併せて熱エネルギーの節減を図ることができる。
【００２６】
特に、圧力発生手段３１のフリーピストン３３の下面を断熱材３８で覆い、かつ作動室３５の周囲を空気層３９を介して断熱カバー４０で覆ったので、作動室３５からの熱逃げを最小限に抑えて車高調整の応答性を更に高めることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２８】
例えば、油圧緩衝器Ｄの構造は実施例のものに限定されず、他の任意の構造のものを採用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、外部シリンダに設けた作動室に充填した圧力媒体を加熱手段で加熱して膨張させることでフリーピストンを移動させ、そのフリーピストンが押し出す車高調整用オイルで油圧緩衝器を伸長させて車高調整を行うものにおいて、前記外部シリンダを油圧緩衝器のケーシングの外部に分離して設けたので、加熱手段が発生する熱が油圧緩衝器のケーシングを介して逃げるのを最小限に抑え、加熱手段の容量を特別に高めずとも、圧力媒体を速やかに加熱して車高調整の応答性を高めるとともに、熱エネルギーの節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車高調整装置を備えた油圧緩衝器の一部断面図
【図２】圧力発生手段の縦断面図
【図３】図２に対応する作用説明図
【図４】作用を説明するタイムチャート
【符号の説明】
１１        シリンダ
１５        ピストンロッド
１７        ピストン
２４        緩衝用オイル
２５        絞り
２６        ケーシング
２８        第１圧力室
２９        車高調整用オイル
３２        外部シリンダ
３３        フリーピストン
３４        第２圧力室
３５        作動室
３７        圧力媒体
４１        電気ヒータ（加熱手段）
４３        車高スイッチ（検知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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