-
TECHNISCHER BEREICH
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federungsvorrichtung, die vorzugsweise zur Dämpfung einer Schwingung z.B. eines zweirädrigen oder vierrädrigen Kraftfahrzeugs verwendet wird.
-
STAND DER TECHNIK
-
Allgemeinen ist bekannt, dass ein Fahrzeug, wie z.B. ein vierrädriges Automobil, mit einer Federungsvorrichtung mit Hydraulikzylindern ausgestattet ist, die zwischen der linken und rechten Radseite und einer Fahrzeugkarosserieseite vorgesehen ist und eingerichtet ist, dass diese z.B. eine vertikale Schwingung und eine seitliche Wankschwingung (Wanken) absorbiert, die während der Fahrt des Fahrzeugs erzeugt werden. Ein Beispiel für eine solche Federungsvorrichtung ist eine Federungsvorrichtung vom Ausgleichstyp, bei der Querleitungen verlegt sind, um die jeweiligen oberen Kammern und unteren Kammern der linken und rechten Hydraulikzylinder miteinander zu verbinden, mit dem Ziel, sowohl die Fahrfähigkeit des Fahrzeugs auf einer schlecht beschaffenen Straße als auch die Handhabung und die Stabilität des Fahrzeugs auf einer gut beschaffenen Straße zu erreichen (siehe z.B. PTLs 1 und 2).
-
ZITIERLISTE
-
PATENTLITERATUR
-
- [PTL 1] Japanisches Patent Nr. 4674882
- [PTL 2] Offenlegung Japanischer Patentanmeldung Nr. 2015-120364
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG TECHNISCHES PROBLEM
-
Die Federungsvorrichtung gemäß der konventionellen Technik hat jedoch, wie die in der oben beschriebenen Patentliteratur, PTL 1 und 2, diskutierten Beispiele, ein solches Problem, dass der Fahrkomfort am Fahrzeug nicht unbedingt verbessert werden kann, z.B. wenn das Fahrzeug auf einer schlecht beschaffenen Straße geradeaus fährt, obwohl eine hohe Wanksteifigkeit erreicht werden kann, z.B. wenn am linken und rechten Rad gegenphasige Eingänge erzeugt werden. Auf der anderen Seite wirft das Hinzufügen eines elektronischen Steuerungssystems wie in PTL 2 das Problem auf, dass hohe Kosten für das System erforderlich sind und auch zur Verkomplizierung des Systems führt.
-
LÖSUNG DES PROBLEMS
-
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Federungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Wanksteifigkeit zu erreichen, die einem Fahrzustand eines Fahrzeugs entspricht und sowohl Handhabung/Stabilität als auch Fahrkomfort gewährleistet.
-
Um das oben beschriebenen Ziel zu erreichen, umfasst eine Konfiguration gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Paar Hydraulikzylinder, die zwischen linken und rechten Rädern und einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, oder ein Paar Hydraulikzylinder, die zwischen Vorder- und Hinterrädern und einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, wobei das Innere jedes der Zylinder durch einen Kolben in eine obere Kammer und eine untere Kammer geteilt ist, wobei eine erste Verbindungsleitung das Paar Hydraulikzylinder untereinander kreuzweise derart verbindet, dass die obere Kammer eines der Hydraulikzylinder mit der unteren Kammer des anderen der Hydraulikzylinder in Verbindung steht, eine zweite Verbindungsleitung, die das Paar Hydraulikzylinder untereinander kreuzweise derart verbindet, dass die obere Kammer des anderen der Hydraulikzylinder mit der unteren Kammer des einen der Hydraulikzylinder in Verbindung steht,
und eine Ventilvorrichtung, die zwischen der oberen Kammer und der unteren Kammer jedes der Hydraulikzylinder vorgesehen ist und eingerichtet ist, eine Verbindung zwischen der oberen Kammer und der unteren Kammer herzustellen und zu blockieren, oder die zwischen der ersten Verbindungsleitung und der zweiten Verbindungsleitung vorgesehen ist und eingerichtet ist, eine Verbindung zwischen der ersten Verbindungsleitung und der zweiten Verbindungsleitung herzustellen und zu blockieren. Die Ventilvorrichtung umfasst einen ersten Durchgang, der eingerichtet ist, dass Hydraulikflüssigkeit aufgrund einer Bewegung des Kolbens darin strömen kann, und einen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus umfassend ein Dämpfungsventil und eine Gegendruckkammer. Das Dämpfungsventil ist in dem ersten Durchgang angeordnet und eingerichtet, eine Dämpfungskraft zu erzeugen, indem dieses eine Strömung der Hydraulikflüssigkeit, die aufgrund einer Gleitbewegung des Kolbens erzeugt wird, einschränkt. Die Gegendruckkammer ist eingerichtet, einen Innendruck in Ventilschließrichtung auf dieses Dämpfungsventil auszuüben. Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus umfasst einen Gegendruckkammereinlassdurchgang, der eingerichtet ist, Hydraulikflüssigkeit vom ersten Durchgang in die Gegendruckkammer einzuleiten. Das Dämpfungsventil umfasst ein erstes Ventil, das eingerichtet ist, eine Öffnung des ersten Durchgangs zu öffnen und zu schließen und gegen den Kolben stößt, sowie einen Gegendruckkammereinstellmechanismus, der eingerichtet ist, den Innendruck in der Gegendruckkammer einzustellen. Der Gegendruckkammereinstellmechanismus umfasst ein zylindrisches Gehäuseelement und einen freien Kolben. Das zylindrische Gehäuseelement ist so angeordnet, dass wenigstens ein Teil eines zweiten Durchgangs darin ausgebildet ist. Der freie Kolben ist in dem Gehäuseelement angeordnet und teilt ein Inneres des Gehäuseelements in zwei Kammern. Eine der beiden Kammern ist in Verbindung mit der Gegendruckkammer und der freie Kolben blockiert wenigstens eine Strömung in Richtung einer Seite im zweiten Durchgang.
-
Gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Federungsvorrichtung sowohl die Handhabung/Stabilität als auch den Fahrkomfort erreichen.
-
Figurenliste
-
- In 1 stellt die Gesamtkonfiguration einer Federungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform dar.
- 2 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die den spezifischen Aufbau einer Ventilvorrichtung darstellt, die in jedem der in 1 dargestellten Hydraulikzylinder vorgesehen ist.
- 3 ist ein Halbquerschnitt, der die in 2 dargestellte Ventilvorrichtung vergrößert darstellt.
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht, die Hauptabschnitte in 3 zeigt, wobei während eines Kompressionshubs einer Kolbenstange Hydrauliköl durch erste und zweite Drosseln strömt.
- 5 ist eine vergrößerte Ansicht, in der die Hauptteile in 3 dargestellt sind, wobei das Hydrauliköl während eines Ausfahrhubs der Kolbenstange durch die erste Drossel strömt.
- 6 ist ein hydraulisches Schaltbild, das die Funktionsweise einer Ausfahrseite und Kompressionsseite eines Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus der Ventilvorrichtung darstellt.
- 7 zeigt eine Kennlinie, die den Zusammenhang zwischen einer Axialkraft des Hydraulikzylinders und einer Schwingungsfrequenz darstellt.
- In 8 zeigt Kennlinien, die jeweils den Verlauf einer Vertikalbeschleunigung auf einer gefederten Seite eines Kraftfahrzeugs in Bezug auf die Schwingungsfrequenz darstellen.
- In 9 zeigt Kennlinien, die jeweils die Charakteristik eines Wankwinkels bei fahrendem Fahrzeug in einem Zeitdiagramm darstellen.
- 10 stellt die Gesamtkonfiguration einer Federungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform dar.
- 11 zeigt die Gesamtkonfiguration einer Federungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform.
- 12 ist ein vertikaler Querschnitt, der den spezifischen Aufbau eines Brückenventils in 11 zeigt.
- 13 ist ein Halbquerschnitt, der das in 12 dargestellte Brückenventil in vergrößerter Darstellung zeigt.
- 14 zeigt eine Kennlinie, die den Zusammenhang zwischen einer am Brückenventil erzeugten Dämpfungskraft und der Schwingungsfrequenz darstellt.
- 15 zeigt Kennlinien, die jeweils den Verlauf der Vertikalbeschleunigung auf der gefederten Seite des Automobils in Bezug auf die Schwingungsfrequenz darstellt.
-
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
In der nachfolgenden Beschreibung werden Federungsvorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Beispielen, in denen die Federungsvorrichtungen an einem vierrädrigen Kraftfahrzeug angebracht sind, ausführlich beschrieben.
-
Zunächst wird in den 1 bis 9 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In 1 sind linke und rechte Hydraulikzylinder (im Folgenden als linker Hydraulikzylinder 1 auf der Vorderradseite und rechter Hydraulikzylinder 2 auf der Vorderradseite bezeichnet) jeweils zwischen linken und rechten Vorderrädern und einer Fahrzeugkarosserie eines Fahrzeugs angeordnet (keiner von diesen ist abgebildet). Linke und rechte Hydraulikzylinder auf der Hinterseite (im Folgenden als linker Hydraulikzylinder 3 auf der Hinterradseite und rechter Hydraulikzylinder 4 auf der Hinterradseite bezeichnet) sind jeweils zwischen linken und rechten Hinterrädern und der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs angeordnet (keiner von diesen ist abgebildet). In 1 sind Indizes hinzugefügt, welche die jeweiligen Radpositionen des Fahrzeugs anzeigen, wie das linke Vorderrad (FL), das rechte Vorderrad (FR), das linke Hinterrad (RL) und das rechte Hinterrad (RR).
-
Diese Hydraulikzylinder 1 bis 4 sind jeweils eine Zylindervorrichtung, die zwischen der Fahrzeugkarosserie (einer gefederten Seite) und jedem der Räder (einer ungefederten Seite) des Fahrzeugs angeordnet sind und eingerichtet sind, sich entsprechend einer Relativbewegung zwischen der Fahrzeugkarosserie und jedem der Räder zu verlängern und zusammenzudrücken, und bilden einen Stoßdämpfer, der eine Schwingung des oben beschriebenen Fahrzeugs absorbiert. Zum Beispiel umfasst der linke Hydraulikzylinder 1 auf der linken vorderen Radseite einen Zylinder 5, einen Kolben 6 und eine Kolbenstange 7. Der Zylinder 5 ist aus einem mit einem Boden versehenen Rohr ausgebildet. Der Kolben 6 ist gleitend und passend in diesen Zylinder 5 eingesetzt. Die Kolbenstange 7 ist mit einer Stirnseite am Kolben 6 befestigt und ragt mit der gegenüberliegenden Stirnseite aus dem Zylinder 5 heraus. Das Innere des Zylinders 5 ist durch den Kolben 6 in obere und untere zwei Kammern A und B (d.h. eine obere Kammer A und eine untere Kammer B) geteilt.
-
In ähnlicher Weise umfasst jeder der anderen Hydraulikzylinder 2, 3 und 4 ebenfalls den Zylinder 5, den Kolben 6 und die Kolbenstange 7. Dann wird in jedem der Hydraulikzylinder 2, 3 und 4 das Innere des Zylinders 5 durch den Kolben 6 in die obere Kammer A und die untere Kammer B geteilt. In jedem der Hydraulikzylinder 1 bis 4 ist zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B über den Kolben 6 und die Kolbenstange 7 im Zylinder 5 eine Ventilvorrichtung 16 vorgesehen, die im Folgenden beschrieben wird.
-
Erste und zweite Verbindungsleitungen 8 und 9 sind zwischen dem linken Hydraulikzylinder 1 und dem rechten Hydraulikzylinder 2 auf der Vorderradseite als Querleitungen vorgesehen und verbinden diese Hydraulikzylinder kreuzweise miteinander. Die erste Verbindungsleitung 8 dieser Leitungen ist in seitlicher Verlängerung zwischen den Hydraulikzylindern 1 und 2 verlegt, um eine Verbindung zwischen der oberen Kammer A des linken Hydraulikzylinders 1 und der unteren Kammer B des rechten Hydraulikzylinders 2 herzustellen. Die zweite Verbindungsleitung 9 ist in seitlicher Verlängerung zwischen den Hydraulikzylindern 1 und 2 verlegt, so dass eine Verbindung zwischen der unteren Kammer B des linken Hydraulikzylinders 1 und der oberen Kammer A des rechten Hydraulikzylinders 2 hergestellt ist.
-
Weiterhin sind der linke Hydraulikzylinder 3 und der rechte Hydraulikzylinder 4 auf der Hinterradseite über erste und zweite Verbindungsleitungen 10 und 11 als Querleitungen untereinander kreuzweise verbunden. Genauer gesagt ist die erste Verbindungsleitung 10 seitlich zwischen den Hydraulikzylindern 3 und 4 so verlegt, dass eine Verbindung zwischen der oberen Kammer A des linken Hydraulikzylinders 3 und der unteren Kammer B des rechten Hydraulikzylinders 4 hergestellt ist. Die zweite Verbindungsleitung 11 ist in seitlicher Verlängerung zwischen den Hydraulikzylindern 3 und 4 verlegt, um eine Verbindung zwischen der unteren Kammer B des linken Hydraulikzylinders 3 und der oberen Kammer A des rechten Hydraulikzylinders 4 herzustellen.
-
Ein linksseitiger Verbindungsdurchgang 12 ist eine Leitung, die eine ständige Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 8 auf der Vorderseite und der Verbindungsleitung 10 auf der Hinterseite an einer Stelle nahe dem linken Hydraulikzylinder 1 auf der Vorderradseite und dem linken Hydraulikzylinder 3 auf der Hinterradseite herstellt. Ein rechtsseitiger Verbindungsdurchgang 13 ist eine Leitung, die eine ständige Verbindung zwischen der Verbindungsleitung 9 auf der Vorderseite und der Verbindungsleitung 11 auf der Hinterseite an einer Stelle nahe dem rechten Hydraulikzylinder 2 auf der Vorderradseite und dem rechten Hydraulikzylinder 4 auf der Hinterradseite herstellt.
-
Auf dem Weg des linksseitigen Verbindungsdurchgangs 12 sind ein Speicher 14 als Speichereinrichtung und ein Drosselventil 15 vorgesehen. Der Speicher 14 und das Drosselventil 15 sind ebenfalls auf dem Weg des rechtsseitigen Verbindungsdurchgangs 13 vorgesehen. Jedes der jeweiligen Drosselventile 15 erzeugt mit Hilfe eines Widerstandes aus der Drossel eine Dämpfungskraft, um den Ausfahr-/Kompressionsvorgang jedes der Hydraulikzylinder 1 bis 4 zu absorbieren, wenn Hydrauliköl (Hydraulikflüssigkeit) zwischen dem oben beschriebenen Verbindungsdurchgang 12 oder 13 und dem Speicher 14 eintritt und austritt (strömt). Das Innere der Hydraulikzylinder 1 bis 4, die Verbindungsleitungen 8 bis 11 und die Verbindungsdurchgänge 12 und 13 sind mit dem Hydrauliköl (Flüssigkeit als Hydraulikflüssigkeit) gefüllt.
-
Als nächstes wird die spezifische Konfiguration der Ventilvorrichtung 16 unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 beschrieben. Die Ventilvorrichtung 16 ist zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B in jedem der Hydraulikzylinder 1 bis 4 vorgesehen und stellt die Verbindung zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B her und blockiert diese.
-
Die Ventilvorrichtung 16 umfasst einen ersten Durchgang (z.B. Öldurchgänge 6A und 6B und einen Durchgang in einem zylindrischen Gehäuseelement 22) und einen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus (einen ausfahrseitigen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21). Das Hydrauliköl als die Hydraulikflüssigkeit strömt aus der oberen Kammer A in den ersten Durchgang aufgrund einer Bewegung des Kolbens 6 im Zylinder 5 (d.h. Ausfahren und Einfahren der Kolbenstange 7 aus dem und in den Zylinder 5) jedes der Hydraulikzylinder 1 bis 4. Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus umfasst ein Dämpfungsventil und eine Gegendruckkammer 23. Das Dämpfungsventil ist in dem oben beschriebenen ersten Durchgang angeordnet und erzeugt eine Dämpfungskraft, indem dieses einen Strom des Hydrauliköls drosselt, der durch eine Gleitbewegung des Kolbens 6 erzeugt wird. Die Gegendruckkammer 23, die im Folgenden beschrieben wird, übt auf dieses Dämpfungsventil einen Innendruck in einer Ventilschließrichtung aus.
-
Der oben beschriebene Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus umfasst einen Gegendruckkammereinlassdurchgang 31. Der Gegendruckkammereinlassdurchgang 31 leitet das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) aus dem oben beschriebenen ersten Durchgang in die Gegendruckkammer 23 ein. Der Gegendruckkammereinlassdurchgang 31 wird im Folgenden beschrieben. Das oben beschriebene Dämpfungsventil umfasst ein erstes Ventil (ein Druckregelventil 24, das weiter unten beschrieben wird) und ein zweites Ventil (ein freies Ventil 25, das weiter unten beschrieben wird). Das erste Ventil öffnet und schließt die Öffnung des oben beschriebenen ersten Durchgangs, der am Kolben 6 ausgebildet ist, und stößt gegen den Kolben 6. Das zweite Ventil stellt den Innendruck in der Gegendruckkammer 23 ein.
-
Wie in 2 und 3 dargestellt, sind am Kolben 6 jeweils mehrere Öldurchgänge 6A und mehrere Öldurchgänge 6B so ausgebildet, dass diese in Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind. Die Öldurchgänge 6A und 6B können die Verbindung zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B herstellen. Diese Öldurchgänge 6A und 6B bilden den ersten Durchgang, in dem das Hydrauliköl zwischen der oberen Kammer A und der unteren Kammer B im Zylinder 5 strömt. An der Stirnfläche des Kolbens 6 sind auf der Oberseite des Kolbens 6 ein ringförmig ausgenommener Abschnitt 6C und ein ringförmiger Ventilsitz 6D vorgesehen. Der ringförmig ausgenommene Abschnitt 6C ist so geformt, dass dieser die Öffnungen der Öldurchgänge 6A auf der Oberseite umgibt. Der ringförmige Ventilsitz 6D ist auf der radial äußeren Seite dieses ringförmig ausgenommenen Abschnitts 6C positioniert. Eine Hauptscheibe 24A, die im Folgenden beschrieben wird, sitzt auf dem ringförmigen Ventilsitz 6D und ist von diesem getrennt. Ein ringförmig ausgenommener Abschnitt 6E und ein ringförmiger Ventilsitz 6F sind auf der Stirnfläche des Kolbens 6 auf dessen Unterseite vorgesehen. Der ringförmig ausgenommene Abschnitt 6E ist so geformt, dass dieser die Öffnungen der Öldurchgänge 6B auf der Unterseite umgibt. Der ringförmige Ventilsitz 6F ist auf der radial äußeren Seite dieses ringförmig ausgenommenen Abschnitts 6E positioniert. Ein druckseitiger Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 20 (d.h. ein Scheibenventil), der im Folgenden beschrieben wird, sitzt auf dem ringförmigen Ventilsitz 6F und ist von diesem getrennt.
-
Die Kolbenstange 7 umfasst an einer Stirnseite (der oberen Stirnseite) einen Stangenabschnitt 7A mit kleinem Durchmesser, und der Kolben 6 ist an diesem Stangenabschnitt 7A mit kleinem Durchmesser über Distanzstücke 17 und 18 und dergleichen mit einer Mutter 19 in einem befestigten Zustand fixiert. Die gegenüberliegende Stirnseite (die untere Stirnseite) der Kolbenstange 7 ragt über eine Stangenführung (nicht abgebildet) und dergleichen aus dem Zylinder 5 heraus. Die Mutter 19 dient zur Befestigung des Kolbens 6 an dem Stangenabschnitt 7A mit kleinem Durchmesser der Kolbenstange 7 im eingeschraubten Zustand sowie zur Fixierung der druck- und ausfahrseitigen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen 20 und 21, die im Folgenden beschrieben werden, sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Flächenseite des Kolbens 6 durch lösbare Befestigung.
-
Auf der äußeren Umfangsfläche des Stangenabschnitts 7A mit kleinem Durchmesser der Kolbenstange 7 ist eine Verbindungsnut 7B so ausgebildet, dass diese sich axial erstreckt. Die Verbindungsnut 7B steht ständig in Verbindung mit dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 6C des Kolbens 6. Die Verbindungsnut 7B hat die Form einer Schlüsselweite. Diese Verbindungsnut 7B steht über erste und zweite Drosseln Sr und Sc (Scheiben 28 und 29) in Verbindung mit der Gegendruckkammer 23, die im Folgenden beschrieben wird, und bildet einen Teil des Gegendruckkammereinlassdurchgangs 31. Eine Druckdifferenz zwischen der Verbindungsnut 7B und der Gegendruckkammer 23 wird z.B. durch eine Drosselwirkung der ersten Drossel Sr erzeugt. Nun wird die Verbindungsnut 7B durch Bildung einer Schlüsselweite an der äußeren Umfangsfläche des Stababschnitts 7A mit kleinem Durchmesser konstruiert. Die Verbindungsnut 7B ist auf diese Weise konstruiert, um zu verhindern, dass die Scheiben 28 und 29 und dergleichen in der radialen Richtung des Stababschnitts 7A mit kleinem Durchmesser fehlausgerichtet sind, während die Verbindungsnut 7B als Verbindungsnut ausgebildet ist. Mit anderen Worten, die Verbindungsnut 7B kann wie eine Breite mit einer Abflachung geformt sein oder über den gesamten Umfang gebildet sein, wodurch ein Mechanismus bereitgestellt wird, der verhindert, dass die Scheiben 28 und 29 in radialer Richtung fehlausgerichtet werden, solange die Verbindungsnut 7B eingerichtet ist, dass diese in der Lage ist, die radiale Fehlausrichtung der Scheiben 28 und 29 zu verhindern.
-
Der kompressionsseitige Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 20 umfasst das Scheibenventil, das zwischen der Stirnfläche des Kolbens 6 auf der Unterseite (dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 6E) und dem Distanzstück 17 vorgesehen ist, um die Öldurchgänge 6B des Kolbens 6 zur unteren Kammer B hin zu schließen. Dieser druckseitige Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 20 dient dazu, auf das Hydrauliköl, das von der oberen Kammer A zur unteren Kammer B über jeden der Öldurchgänge 6B und den ringförmig ausgenommenen Abschnitt 6E des Kolbens 6 strömt, eine Widerstandskraft auszuüben, um eine druckseitige Dämpfungskraft gemäß einer vorbestimmten Charakteristik zu erzeugen, wenn der Kolben 6 während des Kompressionshubs der Kolbenstange 7 im Zylinder 5 gleitend nach oben verschoben wird.
-
Der ausfahrseitige Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 ist an der Oberseite des Kolbens 6 in einem festen Zustand an einer Stelle in der oberen Kammer A des Zylinders 5 befestigt, wie in 2 dargestellt. Der ausfahrseitige Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 dient dazu, eine Widerstandskraft auf das Hydrauliköl auszuüben, das von der unteren Kammer B zur oberen Kammer A über jeden der Öldurchgänge 6A und den ringförmig ausgenommenen Abschnitt 6C des Kolbens 6 und dergleichen strömt, um eine ausfahrseitige Dämpfungskraft gemäß einer vorgegebenen Charakteristik zu erzeugen, wenn der Kolben 6 während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 7 im Zylinder 5 gleitend nach unten verschoben wird.
-
Außerdem umfasst das Dämpfungsventil des ausfahrseitigen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 das Druckregelventil 24 als erstes Ventil und einen Gegendruckeinstellmechanismus, der den Innendruck in der Gegendruckkammer 23 einstellt. Dieser Gegendruckeinstellmechanismus umfasst das zylindrische Gehäuseelement 22 (d.h. ein Gehäuseelement), das freie Ventil 25 (d.h. das zweite Ventil als Freikolben, das als frequenzadaptives Ventil arbeitet), das weiter unten beschrieben wird, und dergleichen. Das zylindrische Gehäuseelement 22 ist an der äußeren Umfangsseite der Kolbenstange 7 (dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 7A) an einer Position zwischen dem Kolben 6 und dem Distanzstück 18 befestigt und hat im Querschnitt eine H-ähnliche Form. Das Druckregelventil 24 umfasst ein elastisches Dichtungselement 24B und entspricht dem ersten Ventil, das die ringförmige Gegendruckkammer 23 zwischen dem Druckregelventil 24 und dem zylindrischen Gehäuseelement 22 bildet. Das elastische Dichtungselement 24B ist an der unteren Flächenseite des zylindrischen Gehäuseelements 22 (der inneren Umfangsfläche eines zylindrischen Abschnitts 22C der gegenüberliegenden Seite, die weiter unten beschrieben wird) mit einem Festziehspielraum angebracht. Das elastische Dichtungselement 24B wird im Folgenden beschrieben.
-
Das zylindrische Gehäuseelement 22 als Gehäuseelement des ausfahrseitigen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 umfasst einen ringförmigen Scheibenabschnitt 22A, einen kurzen zylindrischen Abschnitt 22B der einen Seite, den kurzen zylindrischen Abschnitt 22C der gegenüberliegenden Seite und eine Vielzahl Durchgangslöcher 22D. Der ringförmige Scheibenabschnitt 22A ist an der äußeren Umfangsseite des Stababschnitts 7A mit kleinem Durchmesser angepasst. Der zylindrische Abschnitt 22B der einen Seite ist so vorgesehen, dass dieser sich von der äußeren Umfangsseite dieses ringförmigen Scheibenabschnitts 22A nach oben zu einer axialen Seite erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 22C der gegenüberliegenden Seite ist so vorgesehen, dass dieser sich von der äußeren Umfangsseite des ringförmigen Scheibenabschnitts 22A nach unten zu der gegenüberliegenden axialen Seite erstreckt. Die Durchgangslöcher 22D sind durch Durchstechen eines radial mittleren Abschnitts des ringförmigen Scheibenabschnitts 22A gebildet, so dass eine Verbindung der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 22B der einen Seite mit der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 22C der gegenüberliegenden Seite hergestellt ist, und sind vertikal geöffnet. Diese Durchgangslöcher 22D bilden einen zweiten Durchgang, der im zylindrischen Gehäuseteil 22 zusammen mit einer oberen Dämpferkammer A1 und einer unteren Dämpferkammer B1, die im Folgenden beschrieben werden, vorgesehen ist.
-
Das Druckregelventil 24 umfasst die Hauptscheibe 24A und das ringförmige elastische Dichtungselement 24B. Die Hauptscheibe 24A sitzt auf dem ringförmigen Ventilsitz 6D des Kolbens 6 und ist von diesem getrennt. Das elastische Dichtungselement 24B ist an der äußeren Umfangsseite der oberen Fläche dieser Hauptscheibe 24A durch ein Verfahren wie Vulkanisieren und Brennen fest angebracht. Dieses elastische Dichtungselement 24B ist unter Verwendung eines elastischen Materials wie Gummi zu einer dicken Ringform geformt und dichtet die Gegendruckkammer 23 auf der Innenseite in Bezug auf die äußere obere Kammer A flüssigkeitsdicht ab (d.h. zwischen dem elastischen Dichtungselement 24B und dem zylindrischen Abschnitt 22C der gegenüberliegenden Seite).
-
Das Druckregelventil 24 dient zur Erzeugung der vorbestimmten ausfahrseitigen Dämpfungskraft, wobei dessen Hauptscheibe 24A vom ringförmigen Ventilsitz 6D getrennt ist, wenn die Druckdifferenz während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 7 auf einen vorgegebenen Ventilöffnungs-Solldruck zwischen der unteren Kammer B (dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 6C) und der Gegendruckkammer 23 (d.h. der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 22C der gegenüberliegenden Seite) ansteigt. Wenn das Druckregelventil 24 (die Hauptscheibe 24A) geöffnet ist, stehen die obere Kammer A und die untere Kammer B über die dazwischen liegenden Öldurchgänge 6A des Kolbens 6 miteinander in Verbindung. Ist dagegen das Druckregelventil 24 (die Hauptscheibe 24A) geschlossen, wird z.B. das Hydrauliköl in der unteren Kammer B aus den Öldurchgängen 6A und dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 6C des Kolbens 6 über die Verbindungsnut 7B der Kolbenstange 7 (den Stangenabschnitt mit kleinem Durchmesser 7A), die Drosseln Sr und Sc der Scheiben 28 und 29, die nachfolgend beschrieben werden, und dergleichen, in die Gegendruckkammer 23 geleitet.
-
Der Gegendruckkammereinstellmechanismus des ausfahrseitigen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 umfasst das freie Ventil 25 als freien Kolben, das im zylindrischen Abschnitt 22B der einen Seite des zylindrischen Gehäuseelements 22 vorgesehen ist. Dieses freie Ventil 25 umfasst ein Scheibenventil 25A und ein ringförmiges elastisches Dichtungselement 25B. Das Scheibenventil 25A des freien Ventils 25 ist im zylindrischen Abschnitt 22B der einen Seite des zylindrischen Gehäuseelements 22 über eine Vielzahl Ventilsitzscheiben 26 und eine Abdeckscheibe 27 montiert und als Rückschlagventilelement konfiguriert, das auf den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 26 sitzt und von diesen getrennt ist.
-
Das elastische Dichtungselement 25B des freien Ventils 25 ist dadurch vorgesehen, dass dieses an der Außenumfangsseite des Scheibenventils 25A durch ein Verfahren wie Vulkanisieren und Brennen fest angebracht ist. Dieses elastische Dichtungselement 25B ist unter Verwendung eines elastischen Materials wie Gummi zu einer dicken Ringform geformt und steht mit einem Spannrand in flüssigkeitsdichtem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 22B der einen Seite. Aufgrund dieser Konfiguration ist die Innenseite des zylindrischen Abschnitts 22B der einen Seite des zylindrischen Gehäuseelements 22 durch das freie Ventil 25 in zwei Kammern unterteilt, die frequenzadaptive obere Dämpferkammer A1 und untere Dämpferkammer B1.
-
Dann vergrößert und verkleinert sich das Volumen in der unteren Dämpferkammer B1 entsprechend Verschiebungen (einschließlich elastischer Verformungen) des Scheibenventils 25A und des elastischen Dichtungselements 25B. Daher ist das freie Ventil 25 als der Gegendruckkammereinstellmechanismus (das zweite Ventil) konfiguriert, der den Druck (den Innendruck) in der Gegendruckkammer 23 einstellt. Die Abdeckscheibe 27 ist zwischen der Außenumfangsseite des Stangenabschnitts 7A mit kleinem Durchmesser und der Innenumfangsseite des zylindrischen Abschnitts 22B der einen Seite angebracht und mit Hilfe der Befestigungskraft der Mutter 19 zwischen den Ventilsitzscheiben 26 und dem Distanzstück 18 eingeklemmt. Eine Vielzahl Durchgangslöcher 27A sind vertikal durch das Durchstechen eines radialen Zwischenabschnitts der Abdeckscheibe 27 gebildet. Diese Durchgangslöcher 27A sind Verbindungslöcher, die eine ständige Verbindung der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 22B der einen Seite des zylindrischen Gehäuseelements 22 (die obere Dämpferkammer A1) mit der äußeren oberen Kammer A herstellen.
-
Das Scheibenventil 25A des freien Ventils 25 als Rückschlagventilelement wird während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 7 auf den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 26 gehalten und relativ verschoben, so dass dieses in diesem Zustand entsprechend einer Schwingungsfrequenz der Kolbenstange 7 und/oder des Zylinders 5 vertikal bewegt oder im zylindrischen Abschnitt 22B der einen Seite gehalten wird. Aufgrund dieser Konfiguration hat das freie Ventil 25 die Funktion, als frequenzadaptives Ventil zu arbeiten, das den Innendruck in der unteren Dämpferkammer B1 des Dämpfers (d.h. der Gegendruckkammer 23) entsprechend der oben beschriebenen Frequenz einstellt.
-
Während des Kompressionshubs der Kolbenstange 7 hat jedoch die obere Dämpferkammer A1 einen höheren Druck als die untere Dämpferkammer B1, und deshalb wird das freie Ventil 25 so geöffnet, dass das Scheibenventil 25A als Rückschlagventilelement von den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 26 getrennt wird. Infolgedessen strömt das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) in der oberen Kammer A von der oberen Dämpferkammer A1 zur unteren Dämpferkammer B1, den Durchgangslöchern 22D und der Gegendruckkammer 23 in einer Richtung, die in 4 durch einen Pfeil C gekennzeichnet ist.
-
Die Vielzahl Scheiben 28 und 29 und dergleichen sind im zylindrischen Abschnitt 22C der gegenüberliegenden Seite des zylindrischen Gehäuseelements 22 über eine Halterung 30 vorgesehen. Die Scheiben 28 und 29 bilden die ersten und zweiten Drosseln Sr und Sc, die als variable Drosseln zwischen dem zylindrischen Abschnitt 22C der gegenüberliegenden Seite und der Hauptscheibe 24A des Druckregelventils 24 dienen. Nun sind die Scheiben 28 und 29 vertikal übereinander gestapelt zwischen der Hauptscheibe 24A und der Halterung 30 angeordnet und zwischen der Hauptscheibe 24A und der Halterung 30 durch Befestigen der Mutter 19 an der Seite des distalen Endes (oberes Ende) des Stangenabschnitts 7A mit kleinem Durchmesser eingeklemmt.
-
Die Scheibe 28 auf der Oberseite ist als ringförmige Scheibe mit einem kleineren Außendurchmesser als die Scheibe 29 auf der Unterseite ausgebildet, und die erste Drossel Sr ist an einem radial inneren Abschnitt von dieser ausgebildet. Die erste Drossel Sr steht in ständiger Verbindung mit der Verbindungsnut 7B der Kolbenstange 7 (dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 7A). Die Scheibe 29 auf der unteren Seite ist als Rückschlagventilelement ausgebildet, das auf der unteren Oberflächenseite der Halterung 30 sitzt und von dieser getrennt ist, und die zweite Drossel Sc ist an einem radial mittleren Abschnitt von dieser ausgebildet. Die zweite Drossel Sc steht ständig in Verbindung mit der Gegendruckkammer 23. Die zweite Drossel Sc hat eine kleinere Drosselfläche als die erste Drossel Sr.
-
Die erste Drossel Sr der Scheibe 28 und die zweite Drossel Sc der Scheibe 29 bilden zusammen mit dem Verbindungsdurchgang 7B der Kolbenstange 7 (dem Stangenabschnitt 7A mit kleinem Durchmesser) den Gegendruckkammereinlassdurchgang 31, der das Hydrauliköl in die Gegendruckkammer 23 einleitet. Während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 7, wie in 5 dargestellt, wird das Scheibenventil 29 als Rückschlagventilelement geöffnet und das Hydrauliköl strömt zu diesem Zeitpunkt in eine durch einen Pfeil D angezeigte Richtung und erfährt durch die erste Drossel Sr der Scheibe 28 eine Drosselung dessen Durchflussmenge (der Drosselfläche des Strömungsdurchgangs). Während des Kompressionshubs der Kolbenstange 7, wie in 4 dargestellt, wird die Scheibe 29 als Rückschlagventil geschlossen gehalten und das Hydrauliköl strömt zu diesem Zeitpunkt in die durch den Pfeil C angegebene Richtung und wird durch die zweite Drossel Sc der Scheibe 29 in dessen Durchflussmenge (der Drosselfläche des Strömungsdurchgangs) gedrosselt.
-
Auf diese Weise ist der Gegendruckkammereinlassdurchgang 31 mit der ersten und zweiten Drossel Sr und Sc ausgestattet, welche die Durchflussmenge des Hydrauliköls (die Drosselfläche) zwischen dem Ausfahrhub und dem Kompressionshub der Kolbenstange 7 unterscheiden. Die Drosselfläche der ersten Drossel Sr der Scheibe 28 ist größer als die zweite Drossel Sc der Scheibe 29 (Sr > Sc). Daher ist die Durchflussmenge des Hydrauliköls, die im Gegendruckkammereinlassdurchgang 31 (z.B. in der Verbindungsnut 7B des Stangenabschnitts 7A mit kleinem Durchmesser) strömt, während des Kompressionshubs kleiner als während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 7. Während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 7 strömt das Hydrauliköl jedoch in die durch den Pfeil D in 5 angegebene Richtung nur in einem Bereich, in dem das Volumen in der unteren Dämpferkammer B1 aufgrund der Verschiebungen (einschließlich der elastischen Verformungen) des Scheibenventils 25A und des elastischen Dichtungselements 25B zunimmt.
-
Die Federungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist in der oben beschriebenen Weise konfiguriert, und deren Funktionsweise wird im Folgenden beschrieben.
-
Zuerst werden die Hydraulikzylinder 1 bis 4 so montiert, dass das hervorstehende Ende (das untere Ende) jeder der Kolbenstangen 7 an der Radseite und das untere Ende (das in 1 dargestellte obere Ende) jedes der Zylinder 5 an der Karosserieseite des Fahrzeugs befestigt ist. Die oberen Kammern A und die unteren Kammern B sind kreuzweise über die ersten und zweiten Verbindungsleitungen 8 und 9 als Querleitungen zwischen dem linken Hydraulikzylinder 1 und dem rechten Hydraulikzylinder 2 auf der Vorderradseite verbunden. Die oberen Kammern A und die unteren Kammern B sind kreuzweise über die ersten und zweiten Verbindungsleitungen 10 und 11 als Querleitungen zwischen dem linken Hydraulikzylinder 3 und dem rechten Hydraulikzylinder 4 auf der Hinterradseite verbunden.
-
Aufgrund dieser Anordnung werden beim fahrenden Fahrzeug die einzelnen Kolbenstangen 7 aus den jeweiligen Zylindern 5 ausfahrend und in die jeweiligen Zylinder 5 einfahrend verschoben und die einzelnen Kolben 6 in den jeweiligen Zylindern 5 an den linken und rechten Hydraulikzylindern 1 und 2 auf der Vorderradseite und den linken und rechten Hydraulikzylindern 3 und 4 auf der Hinterradseite vertikal und gleitend verschoben, z.B. beim Auftreten einer vertikalen Schwingung aufgrund von Unebenheiten einer Fahrbahnoberfläche oder dergleichen oder beim Auftreten einer Schaukelschwingung wie Nicken und Wanken.
-
Das Hydrauliköl tritt also zwischen den linksseitigen und rechtsseitigen Verbindungsdurchgängen 12 und 13 und den linken und rechten Speichern 14 ein und aus (strömt) und die jeweiligen Drosselventile 15 erzeugen zu diesem Zeitpunkt die Dämpfungskräfte mit Hilfe des Widerstandes aufgrund der Drosselung gegen das darin strömende Hydrauliköl und können so die Ausfahr-/Kompressionsvorgänge der Hydraulikzylinder 1 bis 4 aufnehmen. Dadurch können die Hydraulikzylinder 1 bis 4 z.B. bei gegenphasigen Eingängen am linken und rechten Rad die Wanksteifigkeit sicherstellen und so eine dem Fahrzustand des Fahrzeugs angepasste Wanksteifigkeit erreichen.
-
Zusätzlich sind die Ventilvorrichtungen 16 zwischen den oberen Kammern A und den unteren Kammern B der jeweiligen Zylinder 5 der linken und rechten Hydraulikzylinder 1 und 2 auf der Vorderradseite und der linken und rechten Hydraulikzylinder 3 und 4 auf der Hinterradseite vorgesehen. Diese Ventilvorrichtungen 16 umfassen jeweils den ersten Durchgang (z.B. die Öldurchgänge 6A und 6B und den Durchgang im zylindrischen Gehäuseelement 22), den ausfahrseitigen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 und den kompressionsseitigen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 20. Das Hydrauliköl strömt aufgrund der Bewegung jedes der Kolben 6 in den jeweiligen Zylindern 5 der Hydraulikzylinder 1 bis 4 aus der oberen Kammer A in den ersten Durchgang aus. Der ausfahrseitige Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 umfasst das Dämpfungsventil und die Gegendruckkammer 23. Das Dämpfungsventil ist in dem oben beschriebenen ersten Durchgang angeordnet und erzeugt die Dämpfungskraft durch Drosselung der Strömung des Hydrauliköls, die aufgrund der Gleitbewegung des Kolbens 6 erzeugt wird. Die Gegendruckkammer 23 beaufschlagt dieses Dämpfungsventil mit dessen Innendruck in Ventilschließrichtung.
-
Der ausfahrseitige Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 umfasst den Gegendruckkammereinlassdurchgang 31, der das Hydrauliköl aus dem oben beschriebenen ersten Durchgang in die Gegendruckkammer 23 einleitet. Der Gegendruckkammereinlassdurchgang 31 ist mit den ersten und zweiten Drosseln Sr und Sc (Scheiben 28 und 29) ausgestattet, die eine Differenz in der Durchflussmenge des Hydrauliköls (der Drosselfläche) zwischen dem Ausfahrhub und dem Einfahrhub der Kolbenstange 7 bilden. Das oben beschriebene Dämpfungsventil umfasst das Druckregelventil 24 und den Gegendruckkammereinstellmechanismus. Das Druckregelventil 24 öffnet und schließt die Öffnung des oben beschriebenen ersten Durchgangs, der am Kolben 6 ausgebildet ist, und stößt an den Kolben 6 an. Der Gegendruckkammereinstellmechanismus stellt den Innendruck in der Gegendruckkammer 23 ein. Dieser Gegendruckkammereinstellmechanismus umfasst das Gehäuseelement (das zylindrische Gehäuseelement 22) und das freie Ventil 25.
-
Während des Kompressionshubs der Kolbenstange 7 wird das Scheibenventil 25A des freien Ventils 25 so geöffnet, dass dieses von den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 26 getrennt ist, und das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) in der oberen Kammer A strömt von der oberen Dämpferkammer A1 in die untere Dämpferkammer B1, die Durchgangslöcher 22D und die Gegendruckkammer 23 in der durch den Pfeil C in 4 angegebenen Richtung. Zu diesem Zeitpunkt wird die Scheibe 29 als Rückschlagventilelement geschlossen gehalten und das Hydrauliköl, das in der durch den Pfeil C angegebenen Richtung strömt, wird durch die zweite Drossel Sc der Scheibe 29 in dessen Durchflussmenge gedrosselt. Während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 7, wie in 5 dargestellt, wird die Scheibe 29 als Rückschlagventilelement geöffnet und das Hydrauliköl strömt zu diesem Zeitpunkt in der durch den Pfeil D angegebenen Richtung und wird durch die erste Drossel Sr der Scheibe 28 der Drosselung seiner Durchflussmenge unterworfen.
-
Wenn die erste und zweite Drossel Sr und Sc auf diese Weise vorgesehen sind, ist die Drosselfläche der zweiten Drossel Sc der Scheibe 29 kleiner als die erste Drossel Sr der Scheibe 28 (Sc < Sr). Daher kann während des Einfahrhubs der Kolbenstange 7 durch das durch die zweite Drossel Sc der Scheibe 29 strömende Hydrauliköl eine große Dämpfungskraft erzeugt werden, und die oben beschriebene Wanksteifigkeit jedes der Hydraulikzylinder 1 bis 4 kann zu diesem Zeitpunkt aufgrund der Dämpfungskraft erhöht sein. In diesem Fall kann mit Hilfe der zweiten Drossel Sc der Scheibe 29 die Wanksteifigkeit entsprechend deren Drosselfläche sichergestellt werden.
-
Andererseits vergrößert sich während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 7 das Volumen in der unteren Dämpferkammer B1 durch die Verschiebungen (einschließlich der elastischen Verformungen) des Scheibenventils 25A und des elastischen Dichtelements 25B des freien Ventils 25. Das Hydrauliköl strömt in diesen vergrößerten Bereich in der durch den Pfeil D in 5 angegebenen Richtung. Daher verringert sich der Druck in der Gegendruckkammer 23 durch die Verschiebung des freien Ventils 25 und der Ventilöffnungs-Solldruck des Druckregelventils 24 verringert sich dementsprechend. Infolgedessen wird die Axialkraft (die Charakteristik der erzeugten Dämpfungskraft) des Druckregelventils 24 des ausfahrseitigen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 zwischen vor und nach einer Grenzfrequenz fc von einem harten in einen weichen Zustand geschaltet, was durch eine in 7 dargestellte Kennlinie 32 dargestellt ist.
-
Auf diese Weise arbeitet das freie Ventil 25 als das frequenzadaptive Ventil, das den Innendruck in der unteren Dämpferkammer B1 (d.h. der Gegendruckkammer 23) in Abhängigkeit von der Schwingungsfrequenz der Kolbenstange 7 und/oder des Zylinders 5 einstellt. In diesem Fall ist die oben beschriebene Grenzfrequenz fc eine Frequenz, die sich entsprechend der ersten Drossel Sr der Scheibe 28 bestimmt und vorzugsweise z.B. gleich oder kleiner als die Wankresonanz (Frequenz) um 1 Hz eingestellt ist.
-
Aufgrund dieser Konfiguration hält das Druckregelventil 24 des ausfahrseitigen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 21 die Axialkraft (die Charakteristik der erzeugten Dämpfungskraft) jedes der Hydraulikzylinder 1 bis 4 im harten Zustand, wenn die Schwingungsfrequenz der Kolbenstange 7 und/oder des Zylinders 5 niedriger ist als die Grenzfrequenz fc (z.B. ein niederfrequenter Bereich in einem Handhabungs- und Stabilitätsbereich wie ein Spurwechsel), wie durch die in 7 dargestellte Kennlinie 32 dargestellt ist. Mit anderen Worten, der Druck in der Gegendruckkammer 23 sinkt aufgrund des freien Ventils 25 nicht ab und der Ventilöffnungs-Solldruck des Druckregelventils 24 wird zu diesem Zeitpunkt auf einem relativ hohen Druck gehalten. Dadurch gelingt es, die Wanksteifigkeit jedes der Hydraulikzylinder 1 bis 4 zu erhöhen und damit zur Unterdrückung eines Wankens, z.B. beim Wenden des Fahrzeugs, beizutragen.
-
Weiterhin verringert sich zum Zeitpunkt einer hohen Frequenz, wenn die oben beschriebene Schwingungsfrequenz die Grenzfrequenz fc überschreitet (z.B. wenn das Fahrzeug auf einer schlecht beschaffenen Straße fährt), der Druck in der Gegendruckkammer 23 durch das freie Ventil 25 und der Ventilöffnungs-Solldruck des Druckregelventils 24, so dass die Axialkraft (die Charakteristik der erzeugten Dämpfungskraft) jedes der Hydraulikzylinder 1 bis 4 in den weichen Zustand geschaltet wird. Dadurch gelingt es, die Wanksteifigkeit jedes der Hydraulikzylinder 1 bis 4 zum Zeitpunkt der hohen Frequenz (z.B. wenn das Fahrzeug auf der schlecht beschaffenen Straße fährt) auf ein niedriges Niveau zu reduzieren und so dazu beizutragen, eine unangenehme Frequenzkomponente, die den Fahrkomfort am Fahrzeug beeinträchtigt, abzubauen.
-
Auf diese Weise umfasst die Federungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform das freie Ventil 25 als frequenzadaptives Ventil, das den Innendruck in der unteren Dämpferkammer B1 (Gegendruckkammer 23) entsprechend der Schwingungsfrequenz der Kolbenstange 7 und/oder des Zylinders 5 einstellt. Der Gegendruckkammereinlassdurchgang 31, der das Hydrauliköl in die Gegendruckkammer 23 einleitet, ist mit der ersten und zweiten Drossel Sr und Sc (die Scheiben 28 und 29) ausgestattet, die eine Differenz in der Durchflussmenge des Hydrauliköls (der Drosselfläche) zwischen dem Ausfahrhub und dem Einfahrhub der Kolbenstange 7 bilden.
-
Die erste Drossel Sr der Scheibe 28, die eine der beiden Drosseln ist, ist ein Faktor, der die Grenzfrequenz fc bestimmt, um das freie Ventil 25 als frequenzadaptives Ventil so zu steuern, dass das Öl nur zum Zeitpunkt einer hochfrequenten Änderung des Hydrauliköls während des Ausfahrhubs strömen kann, und die Drosselfläche der ersten Drossel Sr ist so eingestellt, dass die Grenzfrequenz fc mit einer geeigneten Frequenz in Abhängigkeit von dem Fahrzeugtyp übereinstimmt, so dass diese zwischen Federresonanz und Wankresonanz liegt. Durch diese Einstellung wird die in 7 dargestellte Grenzfrequenz fc so eingestellt, dass diese z.B. der Wankresonanz (Frequenz) um 1 Hz aufgrund der ersten Drossel Sr (der Drosselfläche) der Scheibe 28 entspricht oder diese unterschreitet.
-
Dagegen wird während des Kompressionshubs der Kolbenstange 7, bei dem das freie Ventil 25 nicht als frequenzadaptives Ventil arbeitet, die Öffnungsfläche der zweiten Drossel Sc während des Kompressionshubs auf eine ausreichend kleine Fläche eingestellt, um die Durchflussmenge des im Durchgang des Kolbens 6 strömenden Hydrauliköls (von der Gegendruckkammer 23 zu den Öldurchgängen 6B über die erste und zweite Drossel Sr und Sc, die Verbindungsnut 7B und den ringförmig ausgenommenen Abschnitt 6C) so weit wie möglich zu reduzieren, um einen dem vorhandenen Federungssystem entsprechenden Wankwinkel beizubehalten, mit dem Ziel, die Wanksteifigkeit (z.B. Verhinderung einer Zunahme des Wankwinkels zum Zeitpunkt eines stationären Kreisversuchs) auf der Grundlage der Axialkraft (der Charakteristik der erzeugten Dämpfungskraft) jedes der Hydraulikzylinder 1 bis 4 sicher aufrechtzuerhalten.
-
Auf diese Weise ist es wünschenswert, für die erste Drossel Sr, welche die größere Drosselfläche der ersten und zweiten Drossel Sr und Sc (die Scheiben 28 und 29) aufweist, die im Gegendruckkammereinlassdurchgang 31 vorgesehen ist, deren Drosselfläche in angemessenem Maße zu vergrößern, um zu bewirken, dass das freie Ventil 25 während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 7 als frequenzadaptives Ventil arbeitet. Andererseits ist es wünschenswert, die Drosselfläche der zweiten Drossel Sc so einzustellen, dass diese ausreichend verkleinert ist, um den Wankwinkel während des Kompressionshubs beizubehalten, in dem das freie Ventil 25 nicht als frequenzadaptives Ventil arbeitet.
-
Die Federungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist in der oben beschriebenen Weise konfiguriert und dadurch in der Lage, eine gefederte Schwingung aufgrund der Wankresonanz zu unterdrücken, wenn das Fahrzeug auf der schlecht beschaffenen Straße fährt, und gleichzeitig die hohe Wanksteifigkeit des Federungssystems beizubehalten, so dass das Fahrzeug den Fahrkomfort darauf verbessern kann, ohne dass eine elektronische Steuerung verwendet wird, welche die Funktion des Federungssystems wie z.B. ein Brückenventil abschaltet. Insbesondere kann das freie Ventil 25 den Fahrkomfort verbessern, wenn das mit dem Federungssystem ausgerüstete Fahrzeug auf der schlecht beschaffenen Straße ohne Verwendung einer elektronischen Steuerung fährt, indem die Durchflussmenge des Hydrauliköls entsprechend der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs in Zusammenarbeit mit der ersten und zweiten Drossel Sr und Sc, die im Gegendruckeinlassdurchgang 31 vorgesehen sind, mechanisch eingestellt wird.
-
In den 8 und 9 sind nun die Ergebnisse der Fahrzeugsimulation dargestellt, wenn die Federungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform auf ein tatsächliches Fahrzeug angewendet wird. 8 zeigt eine Simulation, in welcher der Fahrkomfort am Fahrzeug bewertet wird, wenn das Fahrzeug auf einer schlecht beschaffenen Straße z.B. mit 60 km/h gefahren ist. Eine in 8 durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnete Kennlinie 33 stellt den PSD-Wert der Federbeschleunigung gemäß der vorliegenden Ausführungsform als Zusammenhang mit der Schwingungsfrequenz dar. Eine Kennlinie 34, gekennzeichnet durch eine lang-kurz gestrichelte Linie in 8, stellt die Kennlinie dar, wenn das Brückenventil hinzugefügt ist und von der elektronischen Steuerung gesteuert wird.
-
Eine durch eine kurz gestrichelte Linie in 8 gekennzeichnete Kennlinie 35 stellt dagegen den PSD-Wert der Federbeschleunigung gemäß dem vorhandenen Federungssystem dar, das weder mit dem Brückenventil ausgerüstet ist noch die elektronische Steuerung als Beziehung zur Schwingungsfrequenz durchführt. Es kann bestätigt werden, dass die Federungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie durch die durchgezogene Linie in 8 dargestellte Kennlinie 33 gekennzeichnet, in der Lage ist, den Fahrkomfort am Fahrzeug im Vergleich zur herkömmlichen Technik, die durch die durch die gestrichelte Linie angezeigte Kennlinie 35 dargestellt ist, zu verbessern, und in der Lage ist, einen Fahrkomfort zu erreichen, der näher am Fahrkomfortniveau der Kennlinie 34 liegt, wenn die elektronische Steuerung durch die mechanische Ventilvorrichtung 16 (z.B. das frequenzadaptive freie Ventil 25) auch ohne Rückgriff auf die elektronische Steuerung erfolgt.
-
Weiterhin ist in 9 eine Simulation dargestellt, in der ein Wankverhalten des Fahrzeugs bei einem doppelten Spurwechsel und zurück mit einer Fahrgeschwindigkeit von z.B. 100km/h bewertet wird, und eine in 9 durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnete Kennlinie 36 stellt die Charakteristik einer zeitlichen Änderung des Wankwinkels gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar. Eine Kennlinie 37, die in 9 durch eine lang-kurz gestrichelte Linie dargestellt ist, stellt die Kennlinie dar, wenn das Brückenventil hinzugefügt ist und von der elektronischen Steuerung gesteuert wird. Eine Kennlinie 38, die in 9 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, stellt dagegen die Kennlinie des Wankwinkels gemäß dem vorhandenen Federungssystem dar, das weder mit dem Brückenventil ausgerüstet ist noch die elektronische Steuerung durchführt.
-
Wie aus der lang-kurz gestrichelten Linie in 9 ersichtlich, führt die Kennlinie 37 unter Verwendung der elektronischen Steuerung unerwünscht zu einer Vergrößerung des Wankwinkels, es sei denn, das Brückenventil wird zum Zeitpunkt des Spurwechsels von der elektronischen Steuerung auf AUS geschaltet. Es kann jedoch bestätigt werden, dass die Federungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie durch die durchgezogene Linie in 9 dargestellten Kennlinie 36 gesehen, in der Lage ist, zum Zeitpunkt des Handhabens und der Stabilität einen engeren Wankwinkel als das vorhandene Federungssystem (die durch die gestrichelte Linie dargestellte Kennlinie 38) zu erreichen und gleichzeitig den Fahrkomfort zu verbessern, ohne auf die elektronische Steuerung angewiesen zu sein.
-
Daher kann die Federungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform das Problem mit dem bestehenden Federungssystem (z.B. den unbefriedigenden Fahrkomfort auf der schlecht beschaffenen Straße) verbessern, indem die Durchflussmenge des Hydrauliköls entsprechend der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs mechanisch eingestellt wird, wodurch der Fahrkomfort des Fahrzeugs zu geringen Kosten verbessert und gleichzeitig die Verkomplizierung des Systems vermieden wird, ohne sich auf die elektronische Steuerung zu verlassen.
-
Als nächstes ist in 10 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass diese eingerichtet ist, die Verbindungsleitungen als Querleitungen jeweils über einzelne Leitungen mit Akkumulatoren zu verbinden und auf dem Weg der einzelnen Leitungen jeweils Drosselventile vorgesehen sind. Die zweite Ausführungsform wird beschrieben, wobei ähnliche Komponenten wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind und Beschreibungen von diesen weggelassen werden.
-
Nun ist die stirnseitige Verbindungsleitung 8 über eine Leitung 42 mit einem Akkumulator 41 verbunden. In dieser Leitung 42 ist an einer Stelle zwischen der Verbindungsleitung 8 und dem Speicher 41 ein Drosselventil 43 vorgesehen. Ferner ist die stirnseitige Anschlussleitung 9 über eine Leitung 44 mit einem weiteren Speicher 41 verbunden. Das Drosselventil 43 ist in dieser Leitung 44 an einer Stelle zwischen der Anschlussleitung 9 und dem Speicher 41 vorgesehen.
-
Die rückseitige Anschlussleitung 10 ist dagegen über eine Leitung 45 mit einem weiteren Speicher 41 verbunden. Das Drosselventil 43 ist in dieser Leitung 45 an einer Stelle zwischen der Anschlussleitung 10 und dem Speicher 41 vorgesehen. Ferner ist die rückseitige Anschlussleitung 11 über eine Leitung 46 mit einem weiteren Speicher 41 verbunden. Das Drosselventil 43 ist in dieser Leitung 46 an einer Stelle zwischen der Verbindungsleitung 11 und dem Speicher 41 vorgesehen.
-
Die jeweils an den distalen Stirnseiten der Leitungen 42, 44, 45 und 46 angeschlossenen Speicher 41 bilden den Speicher ähnlich wie der in der ersten Ausführungsform beschriebene Speicher 14, jedoch sind die Speicher 41 in diesem Fall einzeln an die distalen Endseiten der Leitungen 42, 44, 45 und 46 angeschlossen. Ferner sind die Drosselventile 43, die auf dem Weg zu den Leitungen 42, 44, 45 und 46 vorgesehen sind, ähnlich wie das in der ersten Ausführungsform beschriebene Drosselventil 15 konfiguriert. Die jeweiligen Drosselventile 43 erzeugen mit Hilfe des Widerstandes aus der Drossel Dämpfungskräfte zur Aufnahme der Ausfahr-/Kompressionsvorgänge der Hydraulikzylinder 1 bis 4, wenn das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) zwischen den jeweiligen Leitungen 42, 44, 45 und 46 und den Speichern 41 eintritt und austritt (strömt). Die Innenseiten der Hydraulikzylinder 1 bis 4, der Verbindungsleitungen 8 bis 11 und der Leitungen 42, 44, 45 und 46 sind mit dem Hydrauliköl (der Flüssigkeit als Hydraulikflüssigkeit) gefüllt.
-
Auf diese Weise kann auch die so eingerichtete zweite Ausführungsform annähernd ähnliche vorteilhafte Effekte wie die oben beschriebene erste Ausführungsform erzielen und den Fahrkomfort verbessern, wenn das mit dem Federungssystem ausgerüstete Fahrzeug auf der schlecht beschaffenen Straße fährt, ohne auf die elektronische Steuerung angewiesen zu sein. Gemäß der zweiten Ausführungsform kann die Federungsvorrichtung jedoch die Dämpfungskräfte individuell durch die jeweiligen Drosselventile 43 erzeugen, um die Ausfahr-/Kompressionsvorgänge der Hydraulikzylinder 1 bis 4 zu absorbieren, wenn das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) zwischen den Leitungen 42, 44, 45 und 46 und den jeweiligen Speichern 41 eintritt und austritt (strömt).
-
Als nächstes stellen die 11 bis 15 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die dritte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass diese eingerichtet ist, die ersten und die zweiten Verbindungsleitungen (die Querleitungen) über einen Verbindungsdurchgang (eine Brückenleitung) untereinander zu verbinden und eine Ventilvorrichtung (ein Brückenventil) vorzusehen, welche die Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsleitung auf dem Weg dieses Verbindungsdurchgangs herstellt und blockiert. Die dritte Ausführungsform wird beschrieben, wobei ähnliche Komponenten wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind und Beschreibungen davon weggelassen werden.
-
Nun ist ein Verbindungsdurchgang 50 auf der Vorderseite eine Brückenleitung, welche die Kommunikation zwischen der ersten und zweiten Verbindungsleitung 8 und 9, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurden, über ein Brückenventil 51 (d.h. eine Brückenvorrichtung) dazwischen herstellt und blockiert. Das Brückenventil 51 ist ein Ventil, das zwischen den ersten und zweiten Verbindungsleitungen 8 und 9 über den Verbindungsdurchgang 50 vorgesehen ist und eingerichtet ist, die Kommunikation zwischen den Verbindungsleitungen 8 und 9 herzustellen und zu blockieren und die Durchflussmenge des zwischen diesen strömenden Hydrauliköls entsprechend der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs mechanisch einzustellen.
-
Das Brückenventil 51 umfasst ein Rohr 52, einen Kolben 53 und eine Stange 54. Das Rohr 52 bildet einen Teil des Verbindungsdurchgangs 50, der zwischen den ersten und zweiten Verbindungsleitungen 8 und 9 vorgesehen ist, und ist als ein sich seitlich erstreckendes zylindrisches Element ausgebildet. Der Kolben 53 dient als definierendes Element, das in dieses Rohr 52 eingepasst ist. Die Stange 54 hält diesen Kolben 53 in einem festen Zustand im Rohr 52. Der Kolben 53 teilt das Innere des Rohres 52 in zwei Kammern 55 und 56 (im Folgenden als Ölkammern 55 und 56 bezeichnet), wobei z.B. die Ölkammer 56, die sich auf der linken Seite des Kolbens 53 befindet, über den Verbindungsdurchgang 50 ständig mit der ersten Verbindungsleitung 8 in Verbindung steht. Ferner steht die Ölkammer 55, die sich auf der rechten Seite des Kolbens 53 befindet, über den Verbindungsdurchgang 50 ständig mit der zweiten Verbindungsleitung 9 in Verbindung.
-
Das Hydrauliköl strömt also von der Verbindungsleitung 8 (z.B. der oberen Kammer A des Hydraulikzylinders 1) in die Ölkammer 56 im Rohr 52, wodurch die Verbindungsleitung 8 und die Ölkammer 56 in zueinander äquivalenten Druckzuständen gehalten werden. Weiterhin strömt das Hydrauliköl von der Verbindungsleitung 9 (z.B. der oberen Kammer A des Hydraulikzylinders 2) in die Ölkammer 55 im Rohr 52, wodurch die Verbindungsleitung 9 und die Ölkammer 55 in zueinander äquivalenten Druckzuständen gehalten werden.
-
Das Brückenventil 51 umfasst erste Durchgänge (z.B. die Öldurchgänge 53A und 53B und Verbindungsdurchgänge in den Ventilsitzelementen 61, 62, 71 und 72) und Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen (ein Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite und ein Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 70 der gegenüberliegenden Seite). Das Hydrauliköl als Hydraulikflüssigkeit strömt in den ersten Durchgängen aufgrund der Bewegungen der Kolben 6 in den jeweiligen Zylindern 5 der linken und rechten Hydraulikzylinder 1 und 2 auf der Vorderradseite (d.h. das Ausfahren und Einfahren der Kolbenstangen 7 aus den und in die Zylinder 5). Die Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen umfassen Dämpfungsventile und Gegendruckkammern 65 und 75. Jedes der Dämpfungsventile ist in dem oben beschriebenen ersten Durchgang angeordnet und erzeugt eine Dämpfungskraft, indem dieses eine Strömung des oben beschriebenen Hydrauliköls drosselt. Die Gegendruckkammern 65 und 75 beaufschlagen dieses Dämpfungsventil jeweils mit deren Innendruck in der Ventilschließrichtung. Die Gegendruckkammern 65 und 75 werden im Folgenden beschrieben.
-
Die oben beschriebenen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen umfassen Gegendruckkammereinlassdurchgänge (z.B. Drosselöffnungen 64C und 74C und Verbindungsdurchgänge 69 und 79). Die Gegendruckkammereinlassdurchgänge leiten das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) aus den oben beschriebenen ersten Durchgängen in die Gegendruckkammern 65 und 75 ein. Die oben beschriebenen Dämpfungsventile umfassen erste Ventile (Druckregelventile 64 und 74, die weiter unten beschrieben werden) und Gegendruckkammereinstellmechanismen. Die ersten Ventile öffnen und schließen die Öffnungen der oben beschriebenen ersten Durchgänge (die Öldurchgänge 53A und 53B), die am Kolben 53 ausgebildet sind, und stoßen gegen den Kolben 53. Die Gegendruckkammereinstellmechanismen stellen die Innendrücke in den Gegendruckkammern 65 und 75 ein. Diese Gegendruckkammereinstellmechanismen umfassen zylindrische Gehäuseelemente (die Ventilsitzelemente 62 und 72 und Deckel 66 und 76, die weiter unten beschrieben werden) und freie Kolben (freie Ventile 67 und 77, die weiter unten beschrieben werden), die in den oben beschriebenen Gehäuseelementen angeordnet sind.
-
Wie in 12 und 13 dargestellt, sind an dem Kolben 53 jeweils mehrere Öldurchgänge 53A und mehrere Öldurchgänge 53B so ausgebildet, dass diese in Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind. Die Öldurchgänge 53A und 53B können die Verbindung zwischen der Ölkammer 55 und der Ölkammer 56 herstellen. Diese Öldurchgänge 53A und 53B bilden die ersten Durchgänge, in denen das Hydrauliköl zwischen den beiden Ölkammern 55 und 56 im Rohr 52 strömt. Ein ringförmig ausgenommener Abschnitt 53C und ein ringförmiger Ventilsitz 53D sind an der Stirnfläche des Kolbens 53 auf einer Seite (der rechten Seite) desselben vorgesehen. Der ringförmig ausgenommene Abschnitt 53C ist so geformt, dass dieser die Öffnungen der Öldurchgänge 53A auf der einen Seite umgibt. Der ringförmige Ventilsitz 53D ist auf der radial äußeren Seite dieses ringförmig ausgenommenen Abschnitts 53C angeordnet. Eine Hauptscheibe 64A, die im Folgenden beschrieben wird, sitzt auf dem ringförmigen Ventilsitz 53D und ist von diesem getrennt. Ein ringförmig ausgenommener Abschnitt 53E und ein ringförmiger Ventilsitz 53F sind an der Stirnfläche des Kolbens 53 auf der gegenüberliegenden Seite (der linken Seite) desselben vorgesehen. Der ringförmig ausgenommene Abschnitt 53E ist so geformt, dass dieser die Öffnungen der Öldurchgänge 53B auf der gegenüberliegenden Seite umgibt. Der ringförmige Ventilsitz 53F ist auf der radial äußeren Seite dieses ringförmig ausgenommenen Abschnitts 53E angeordnet. Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 70 der gegenüberliegenden Seite (die Hauptscheibe 64A), der im Folgenden beschrieben wird, sitzt auf dem ringförmigen Ventilsitz 53F und ist von diesem getrennt.
-
Die Stange 54 umfasst einen Stangenabschnitt 54A mit kleinem Durchmesser, der sich von der einen Seite zur gegenüberliegenden Seite in seitlicher Richtung erstreckt, und der Kolben 53 ist an diesem Stangenabschnitt 54A mit kleinem Durchmesser über Distanzstücke 57 und 58 und die Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen 60 und 70 unter Verwendung einer Mutter 59 im befestigten Zustand befestigt. Die eine Stirnseite als nahe Stirnseite der Stange 54 (rechte Stirnseite in 12) ist im Rohr 52 über ein Fixierwerkzeug (nicht abgebildet) oder dergleichen fixiert. Die Ölkammer 55 ist zwischen der einen Seite des Rohres 52 und der Stange 54 gebildet und steht in ständiger Verbindung mit der in 11 dargestellten zweiten Verbindungsleitung 9. Die Mutter 59 dient dazu, den Kolben 53 auf dem Stangenabschnitt 54A mit kleinem Durchmesser der Kolbenstange 54 durch einen Gewindeeingriff zu befestigen und auch die Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen 60 und 70 der einen Seite und der gegenüberliegenden Seite, die im Folgenden beschrieben werden, sowohl auf der rechten als auch auf der linken Flächenseite des Kolbens 53 lösbar zu befestigen.
-
Eine Verbindungsnut 54B ist an der äußeren Umfangsfläche des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser der Kolbenstange 54 so ausgebildet, dass diese sich axial erstreckt. Die Verbindungsnut 54B steht ständig in Verbindung mit dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53C des Kolbens 53. Diese Verbindungsnut 54B steht mit der Gegendruckkammer 65 und einer Dämpferinnenkammer E1 über Öleinführungsdurchgänge 69A und 69B, die im Folgenden beschrieben werden, in Verbindung und stellt einen Teil des Gegendruckkammereinlassdurchgangs (d.h. des Verbindungsdurchgangs 69) dar. Die Verbindungsnut 54B bildet zusammen mit der Dämpferinnenkammer E1 und einer Dämpferaußenkammer E2 einen zweiten Durchgang, der im Inneren des Ventilsitzes 62 als Gehäuseelement ausgebildet ist und nachfolgend beschrieben wird. Darüber hinaus ist eine weitere Verbindungsnut 54C an der äußeren Umfangsfläche des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser so ausgebildet, dass diese sich axial erstreckt. Die Verbindungsnut 54C steht ständig in Verbindung mit dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53E des Kolbens 53. Diese Verbindungsnut 54C steht mit der Gegendruckkammer 75 und einer Dämpferinnenkammer F1 über die Öleinführungsdurchgänge 79A und 79B, die weiter unten beschrieben werden, in Verbindung und bildet einen Teil des Gegendruckkammereinlassdurchgangs (d.h. des Verbindungsdurchgangs 79). Die Verbindungsnut 54C bildet zusammen mit der Dämpferinnenkammer F1 und einer Dämpferaußenkammer F2 einen zweiten Durchgang, die im Innern des Ventilsitzelementes 72 als Gehäuseelement ausgebildet ist und weiter unten beschrieben wird.
-
Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite ist an der einen Seite des Kolbens 53 in einem festen Zustand an einer Stelle in der Ölkammer 55 des Rohrs 52 befestigt, wie in 12 dargestellt. Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite dient dazu, während des Hubs, bei dem das Hydrauliköl von der linken Seite (der Ölkammer 56) zur rechten Seite (der Ölkammer 55) des Kolbens 53 strömt, die Widerstandskraft auf das Hydrauliköl auszuüben, das von der Ölkammer 56 in Richtung der Ölkammer 55 über jeden der Öldurchgänge 53A und den ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53C des Kolbens 53 und dergleichen strömt, um eine Dämpfungskraft der einen Seite gemäß einer vorgegebenen Charakteristik zu erzeugen.
-
Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite umfasst die beiden Ventilsitzelemente 61 und 62, ein Überdruckventil 63, das Druckregelventil 64, das freie Ventil 67 (d.h. ein zweites Ventil, das als frequenzadaptives Ventil arbeitet), das im Folgenden beschrieben wird, und dergleichen. Die Ventilsitzelemente 61 und 62 sind an der äußeren Umfangsseite der Stange 54 (dem Stangenabschnitt 54A mit kleinem Durchmesser) an einer Stelle zwischen dem Kolben 53 und dem Distanzstück 18 befestigt. Das Überdruckventil 63 ist zwischen diesen Ventilsitzelementen 61 und 62 angeordnet. Das Druckregelventil 64 entspricht dem ersten Ventil. Das Druckregelventil 64 umfasst ein elastisches Dichtungselement 64B und entspricht dem ersten Ventil, das die ringförmige Gegendruckkammer 65 zwischen dem Druckregelventil 64 und dem Ventilsitzelement 61 bildet. Das elastische Dichtungselement 64B ist an der Innenumfangsseite des Ventilsitzelements 61 (der Innenumfangsfläche eines kurzen zylindrischen Abschnitts 61B, die weiter unten beschrieben wird) mit einem Anzugsspielraum angebracht. Das elastische Dichtungselement 64B wird im Folgenden beschrieben.
-
Das Ventilsitzelement 61 des Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite umfasst einen ringförmigen Scheibenabschnitt 61A, den kurzen zylindrischen Abschnitt 61B, den ringförmig ausgenommenen Abschnitt 61C und eine Vielzahl Durchgangslöcher 61D. Der ringförmige Scheibenabschnitt 61A ist an der äußeren Umfangsseite des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser angebracht. Der kurze zylindrische Abschnitt 61B ist so vorgesehen, dass dieser sich von der äußeren Umfangsseite dieses ringförmigen Scheibenabschnitts 61A zur gegenüberliegenden axialen Seite erstreckt, um bis zu einer Position nahe der Stirnfläche des Kolbens 53 auf der einen Seite zu reichen. Ein ringförmig ausgenommener Abschnitt 61C ist auf der Oberfläche der einen Seite des ringförmigen Scheibenabschnitts 61A ausgebildet und wird durch das Überdruckventil 63 geöffnet und geschlossen. Die Durchgangslöcher 61D werden durch Durchstechen eines radial mittleren Abschnitts des ringförmigen Scheibenabschnitts 61A gebildet, um eine Verbindung der Innenseite des kurzen zylindrischen Abschnitts 61B mit der Innenseite des ringförmig ausgenommenen Abschnitts 61C herzustellen, und sind vertikal geöffnet.
-
Das Überdruckventil 63 besteht beispielsweise aus einem Scheibenventil, das zwischen den Ventilsitzelementen 61 und 62 auf der äußeren Umfangsseite des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser angeordnet ist. Das Überdruckventil 63 verschließt normalerweise den ringförmig ausgenommenen Abschnitt 61C des Ventilsitzelements 61. Wenn jedoch der Druck in der Gegendruckkammer 65, die über die Durchgangslöcher 61D mit der Innenseite des ringförmig ausgenommenen Abschnitts 61C in Verbindung steht, auf den Ventilöffnungs-Solldruck des Überdruckventils 63 ansteigt (ein Druck, der höher ist als der Ventilöffnungs-Solldruck des Druckregelventils 64), wird das Überdruckventil 63 von der Stirnfläche des Ventilsitzelements 61 aus geöffnet und fungiert als Sicherheitsventil, das den übermäßigen Druck zu diesem Zeitpunkt durch Ablassen zur Seite der Ölkammer 55 entlastet.
-
Das Druckregelventil 64 umfasst die Hauptscheibe 64A und das ringförmige elastische Dichtungselement 64B. Die Hauptscheibe 64A sitzt auf dem ringförmigen Ventilsitz 53D des Kolbens 53 und ist von diesem getrennt. Das elastische Dichtungselement 64B wird dadurch bereitgestellt, dass dieses fest mit dem äußeren Umfangsabschnitt dieser Hauptscheibe 64A auf deren einer Seite unter Anwendung eines Verfahrens wie Vulkanisieren und Brennen verbunden ist. Dieses elastische Dichtungselement 64B ist unter Verwendung eines elastischen Materials wie Gummi zu einer dicken Ringform geformt und dichtet die Gegendruckkammer 65 auf der Innenseite gegenüber der äußeren Ölkammer 55 flüssigkeitsdicht ab. Die Drosselöffnung 64C ist an der Hauptscheibe 64A ausgebildet. Die Drosselöffnung 64C ist durch ein kleines Loch gebildet, das die Verbindung der Innenseite des ringförmig ausgenommenen 53C des Kolbens 53 mit der Gegendruckkammer 65 herstellt.
-
Das Druckregelventil 64 dient zur Erzeugung einer vorbestimmten Dämpfungskraft, wobei dessen Hauptscheibe 64A vom ringförmigen Ventilsitz 53D getrennt ist, wenn die Druckdifferenz zwischen der Ölkammer 56 (dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53C) und der Gegendruckkammer 65 auf den vorbestimmten Ventilöffnungs-Solldruck ansteigt, z.B. während des Hubs, bei dem das Hydrauliköl von der Ölkammer 56 zur Ölkammer 55 strömt. Wenn das Druckregelventil 64 (die Hauptscheibe 64A) geöffnet wird, stehen die Ölkammer 55 und die Ölkammer 56 über die dazwischen liegenden Öldurchgänge 53A des Kolbens 53 miteinander in Verbindung.
-
Ist dagegen z.B. das Druckregelventil 64 (die Hauptscheibe 64A) geschlossen, wird das Hydrauliköl in der Ölkammer 56 aus den Öldurchgängen 53A und dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53C des Kolbens 53 über die Drosselöffnung 64C der Hauptscheibe 64A in die Gegendruckkammer 65 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Druckverlust (eine Druckdifferenz) zwischen dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53C des Kolbens 53 und der Gegendruckkammer 65 durch die Drosselöffnung 64C erzeugt. Die Drosselöffnung 64C bildet den Gegendruckkammereinlassdurchgang, der das Hydrauliköl vom ersten Durchgang (den Öldurchgängen 53A) in die Gegendruckkammer 65 einleitet.
-
Der verschließbare zylindrische Deckel 66 ist auf das Ventilsitzelement 62 des Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite aufgesetzt, und das freie Ventil 67 ist zwischen diesem Deckel 66 und dem Ventilsitzelement 62 als freier Kolben (zweites Ventil) vorgesehen. Dieses freie Ventil 67 umfasst ein Scheibenventil 67A und ein ringförmiges elastisches Dichtungselement 67B. Das Scheibenventil 67A des freien Ventils 67 ist zwischen dem Ventilsitzelement 62 und dem Deckel 66 über eine Vielzahl Ventilsitzscheiben 68 und dergleichen montiert und als Rückschlagventilelement ausgebildet, das auf den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 68 sitzt und von diesen getrennt ist.
-
Das elastische Dichtungselement 67B des freien Ventils 67 ist dadurch bereitgestellt, dass dieses an der äußeren Umfangsseite des Scheibenventils 67A durch ein Verfahren wie Vulkanisieren und Brennen fest angebracht ist. Dieses elastische Dichtungselement 67B ist unter Verwendung eines elastischen Materials wie Gummi zu einer dicken Ringform geformt und steht mit einem Spannrand in flüssigkeitsdichtem Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Deckels 66. Aufgrund dieser Konfiguration sind zwei Kammern, die frequenzadaptive Dämpferinnenkammer E1 und die Dämpferaußenkammer E2, durch das freie Ventil 67 zwischen dem Ventilsitzelement 62 und dem Deckel 66 definiert. Am Deckel 66 sind eine Vielzahl vertikaler geöffneter Durchgangslöcher 66A vorgesehen, um eine Verbindung zwischen der äußeren Ölkammer 55 und der Dämpferaußenkammer E2 herzustellen.
-
Der Verbindungsdurchgang 69 ist ein Durchgang, der eine ständige Verbindung zwischen der Dämpferinnenkammer E1 und der Gegendruckkammer 65 herstellt. Dieser Verbindungsdurchgang 69 umfasst den ersten Öleinführungsdurchgang 69A, den zweiten Öleinführungsdurchgang 69B und die Verbindungsnut 54B des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser. Der erste Öleinführungsdurchgang 69A ist zwischen der Hauptscheibe 64A des Druckregelventils 64 und dem Ventilsitzelement 61 gebildet und erstreckt sich radial zur äußeren Umfangsseite des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser. Der zweite Öleinführungsdurchgang 69B ist zwischen der Ventilscheibe 67A des freien Ventils 67 und dem Ventilsitzelement 62 gebildet und erstreckt sich radial zur äußeren Umfangsseite des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser.
-
Der erste Öleinführungsdurchgang 69A ist z.B. durch ein Verbindungsloch einer ringförmigen flachen Scheibe gebildet, die zwischen der Hauptscheibe 64A des Druckregelventils 64 und dem Ventilsitzelement 61 eingeklemmt ist, und ist als ein Durchgang vorgesehen, der eine ständige Verbindung der Verbindungsnut 54B des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser mit der Gegendruckkammer 65 herstellt. Der zweite Öleinführungsdurchgang 69B ist z.B. durch ein Verbindungsloch einer ringförmigen flachen Scheibe gebildet, die zwischen dem Ventilsitzelement 62 und den Ventilsitzscheiben 68 eingeklemmt ist, und ist als ein Durchgang vorgesehen, der eine ständige Verbindung der Verbindungsnut 54B des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser mit der Dämpferinnenkammer E1 (einem Teil des zweiten Durchgangs) herstellt.
-
Dann vergrößert und verkleinert sich das Volumen in der Dämpferinnenkammer E1 entsprechend den Verschiebungen (einschließlich elastischer Verformungen) des Scheibenventils 67A und des elastischen Dichtelements 67B. Daher ist das freie Ventil 67 als das zweite Ventil konfiguriert, das den Druck (den Innendruck) in der Gegendruckkammer 65 einstellt. Das Ventilsitzelement 62 ist zwischen der äußeren Umfangsseite des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser und der inneren Umfangsseite des Deckels 66 eingepasst und mit Hilfe der Befestigungskraft der Mutter 59 zwischen den Ventilsitzscheiben 68 und dem Überdruckventil 63 (dem Scheibenventil) eingeklemmt.
-
Zum Beispiel wird während des Hubes, bei dem das Hydrauliköl von der Ölkammer 56 zur Ölkammer 55 strömt, das Hydrauliköl in der Ölkammer 56 aus den Öldurchgängen 53A und dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53C des Kolbens 53 über die Drosselöffnung 64C der Hauptscheibe 64A in die Gegendruckkammer 65 eingeleitet und dieses Hydrauliköl von der Gegendruckkammer 65 über den Verbindungsdurchgang 69 (den ersten Öleinführungsdurchgang 69A, die Verbindungsnut 54B und den zweiten Öleinführungsdurchgang 69B) in die Dämpferinnenkammer E1 geleitet.
-
Das Scheibenventil 67A des freien Ventils 67 als Rückschlagventilelement wird daher an den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 68 gehalten und relativ verschoben, um in diesem Zustand entsprechend der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs (z.B. der Kolbenstange 7 und/oder des Zylinders 5) seitlich bewegt oder im Deckel 66 gehalten zu werden. Aufgrund dieser Konfiguration hat das freie Ventil 67 die Funktion eines frequenzadaptiven Ventils, das den Innendruck in der Dämpferinnenkammer E1 (d.h. der Gegendruckkammer 65) entsprechend der oben beschriebenen Frequenz einstellt.
-
Während des Hubes, bei dem das Hydrauliköl in entgegengesetzter Richtung von der Ölkammer 55 zur Ölkammer 56 strömt, weist jedoch die Dämpferaußenkammer E2 einen höheren Druck gegenüber der Dämpferinnenkammer E1 auf, und deshalb wird das freie Ventil 67 so geöffnet, dass dessen Scheibenventil 67A als Rückschlagventilelement von den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 68 getrennt wird. Dadurch strömt das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) in der Ölkammer 55 von der Dämpferaußenkammer E2 über die Dämpferinnenkammer E1 und den Verbindungsdurchgang 69 in die Gegendruckkammer 65. Dann strömt das Hydrauliköl in der Gegendruckkammer 65 vom ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53C und den Öldurchgängen 53A des Kolbens 53 über die Drosselöffnung 64C der Hauptscheibe 64A zur anderen Ölkammer 56, und es wird eine relativ große Dämpfungskraft erzeugt, wenn das Hydrauliköl z.B. durch die Drosselöffnung 64C strömt. Der Verbindungsdurchgang 69 bildet den Gegendruckkammereinlassdurchgang, der das Hydrauliköl zusammen mit der Verbindungsnut 54B des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser in die Gegendruckkammer 65 einleitet.
-
Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 70 der gegenüberliegenden Seite ist an der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 53 in festem Zustand an einer Position in der Ölkammer 56 des Rohrs 52 befestigt, wie in 12 dargestellt. Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 70 der gegenüberliegenden Seite dient dazu, die Widerstandskraft auf das Hydrauliköl auszuüben, das von der Ölkammer 55 zur Ölkammer 56 über jeden der Öldurchgänge 53B und den ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53E des Kolbens 53 und dergleichen strömt, um eine entgegengesetzte Dämpfungskraft gemäß einer vorgegebenen Charakteristik während des Hubs zu erzeugen, bei dem das Hydrauliköl von der rechten Seite (der Ölkammer 55) zur linken Seite (der Ölkammer 56) des Kolbens 53 strömt.
-
Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 70 der gegenüberliegenden Seite umfasst die beiden Ventilsitzelemente 71 und 72, das Überdruckventil 73, das Druckregelventil 74, das freie Ventil 77 (d.h. das zweite Ventil, das als frequenzadaptives Ventil arbeitet), das weiter unten beschrieben wird, und dergleichen. Die Ventilsitzelemente 71 und 72 sind an der äußeren Umfangsseite der Stange 54 (dem Stangenabschnitt 54A mit kleinem Durchmesser) an einer Position zwischen dem Kolben 53 und dem Distanzstück 58 befestigt. Das Überdruckventil 73 ist zwischen diesen Ventilsitzelementen 71 und 72 angeordnet. Das Druckregelventil 74 entspricht dem ersten Ventil. Das Druckregelventil 74 umfasst ein elastisches Dichtungselement 74B und entspricht dem ersten Ventil, das die ringförmige Gegendruckkammer 75 zwischen dem Druckregelventil 74 und dem Ventilsitzelement 71 bildet. Das elastische Dichtungselement 74B ist an der Innenumfangsseite des Ventilsitzelements 71 (die Innenumfangsfläche eines kurzen zylindrischen Abschnitts 71B, die weiter unten beschrieben wird) mit einem Anzugsspielraum angebracht. Das elastische Dichtungselement 74B wird im Folgenden beschrieben.
-
Das Ventilsitzelement 71 des Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 70 der gegenüberliegenden Seite ist ähnlich wie das Ventilsitzelement 61 des Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite konfiguriert und umfasst einen ringförmigen Scheibenabschnitt 71A, den kurzen zylindrischen Abschnitt 71B, einen ringförmig ausgenommenen Abschnitt 71C und Durchgangslöcher 71D. Das Überdruckventil 73 ist zwischen den Ventilsitzelementen 71 und 72 auf der äußeren Umfangsseite des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser angeordnet. Das Überdruckventil 73 ist in ähnlicher Weise eingerichtet wie das Überdruckventil 63 des Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite. Wenn dann der Druck in der Gegendruckkammer 75 auf den Ventilöffnungs-Solldruck des Überdruckventils 73 ansteigt (ein Druck, der höher ist als der Ventilöffnungs-Solldruck des Druckregelventils 74), wirkt das Überdruckventil 73 als Sicherheitsventil, das den zu diesem Zeitpunkt überhöhten Druck entlastet, indem dieses diesen zur Seite der Ölkammer 56 ablässt.
-
Das Druckregelventil 74 ist in ähnlicher Weise eingerichtet wie das Druckregelventil 64 des Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite und umfasst eine Hauptscheibe 74A, das ringförmige elastische Dichtungselement 74B und die Drosselöffnung 74C. Die Hauptscheibe 74A sitzt auf dem ringförmigen Ventilsitz 53F des Kolbens 53 und ist von diesem getrennt. Das Druckregelventil 74 dient dazu, eine vorbestimmte Dämpfungskraft zu erzeugen, wobei dessen Hauptscheibe 74A von dem ringförmigen Ventilsitz 53F getrennt ist, wenn die Druckdifferenz zwischen der Ölkammer 55 (dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53E) und der Gegendruckkammer 75 auf den vorbestimmten Ventilöffnungs-Solldruck ansteigt, z.B. während des Hubs, bei dem das Hydrauliköl von der Ölkammer 55 zur Ölkammer 56 strömt. Wenn das Druckregelventil 74 (der Hauptscheibe 74A) geöffnet wird, stehen die Ölkammer 55 und die Ölkammer 56 über die dazwischen liegenden Öldurchgänge 53B des Kolbens 53 miteinander in Verbindung.
-
Wird dagegen z.B. das Druckregelventil 74 (die Hauptscheibe 74A) geschlossen, wird das Hydrauliköl in der Ölkammer 55 aus den Öldurchgängen 53B und dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53E des Kolbens 53 über die Drosselöffnung 74C der Hauptscheibe 74A in die Gegendruckkammer 75 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Druckverlust (eine Druckdifferenz) zwischen dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53E des Kolbens 53 und der Gegendruckkammer 75 durch die Drosselöffnung 74C erzeugt. Die Drosselöffnung 74C bildet den Gegendruckkammereinlassdurchgang, der das Hydrauliköl vom ersten Durchgang (den Öldurchgängen 53B) in die Gegendruckkammer 75 einleitet.
-
Ein verschließbarer zylindrischer Deckel 76 ist auf das Ventilsitzelement 72 des Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 70 der gegenüberliegenden Seite aufgesetzt, und das freie Ventil 77 ist zwischen diesem Deckel 76 und dem Ventilsitzelement 72 als freier Kolben (das zweite Ventil) vorgesehen. Dieses freie Ventil 77 umfasst ein Scheibenventil 77A und ein elastisches Dichtungselement 77B, ähnlich wie das freie Ventil 67 des Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite, und das Scheibenventil 77A ist als Rückschlagventilelement eingerichtet, das auf den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 78 sitzt und von diesen getrennt ist. Zwei Kammern, die frequenzadaptive Dämpferinnenkammer F1 und die Dämpferaußenkammer F2 sind durch das freie Ventil 77 zwischen dem Ventilsitzelement 72 und dem Deckel 76 begrenzt. Am Deckel 76 sind eine Vielzahl vertikale geöffnete Durchgangslöcher 76A vorgesehen, um eine Verbindung zwischen der äußeren Ölkammer 56 und der Dämpferaußenkammer F2 herzustellen.
-
Der Verbindungsdurchgang 79 ist ein Durchgang, der eine ständige Verbindung zwischen der Dämpferinnenkammer F1 und der Gegendruckkammer 75 herstellt. Dieser Verbindungsdurchgang 79 umfasst einen ersten Öleinführungsdurchgang 79A, einen zweiten Öleinführungsdurchgang 79B und eine Verbindungsnut 54C des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser. Der erste Öleinführungsdurchgang 79A ist zwischen der Hauptscheibe 74A des Druckregelventils 74 und dem Ventilsitzelement 71 gebildet und erstreckt sich radial zur äußeren Umfangsseite des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser. Der zweite Öleinführungsdurchgang 79B ist zwischen dem Ventilteller 77A des freien Ventils 77 und dem Ventilsitzelement 72 gebildet und erstreckt sich radial zur äußeren Umfangsseite des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser.
-
Der erste Öleinführungsdurchgang 79A ist z.B. durch ein Verbindungsloch einer ringförmigen flachen Platte gebildet, die zwischen der Hauptscheibe 74A des Druckregelventils 74 und dem Ventilsitzelement 71 angeordnet ist, und stellt eine ständige Verbindung der Verbindungsnut 54C des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser mit der Gegendruckkammer 75 her. Der zweite Öleinführungsdurchgang 79B ist z.B. durch ein Verbindungsloch einer ringförmigen flachen Platte gebildet, die zwischen dem Ventilsitzelement 72 und den Ventilsitzscheiben 78 sandwichartig angeordnet ist, und ist als ein Durchgang vorgesehen, der eine ständige Verbindung der Verbindungsnut 54C des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser mit der Dämpferinnenkammer F1 (einem Teil des zweiten Durchgangs) herstellt.
-
Dann vergrößert und verkleinert sich das Volumen in der Dämpferinnenkammer F1 entsprechend den Verschiebungen (einschließlich elastischer Verformungen) des Scheibenventils 77A und des elastischen Dichtungselements 77B. Daher ist das freie Ventil 77 als das zweite Ventil eingerichtet, das den Druck (den Innendruck) in der Gegendruckkammer 75 einstellt. Das Ventilsitzelement 72 ist zwischen der äußeren Umfangsseite des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser und der inneren Umfangsseite des Deckels 76 eingepasst und mit Hilfe der Befestigungskraft der Mutter 59 zwischen den Ventilsitzscheiben 78 und dem Überdruckventil 73 (dem Scheibenventil) eingeklemmt.
-
Zum Beispiel wird während des Hubs, bei dem das Hydrauliköl von der Ölkammer 55 zur Ölkammer 56 strömt, das Hydrauliköl in der Ölkammer 55 aus den Öldurchgängen 53B und dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53E des Kolbens 53 über die Drossel 74C der Hauptscheibe 74A in die Gegendruckkammer 75 eingeleitet und dieses Hydrauliköl von der Gegendruckkammer 75 über den Verbindungsdurchgang 79 (den ersten Öleinführungsdurchgang 79A, die Verbindungsnut 54C und den zweiten Öleinführungsdurchgang 79B) in die Dämpferinnenkammer F1 geleitet.
-
Das Scheibenventil 77A des freien Ventils 77 als Rückschlagventilelement wird daher auf der äußeren Umfangsseite der Ventilsitzscheiben 78 gehalten und relativ verschoben, um in diesem Zustand entsprechend der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs (z.B. der Kolbenstange 7 und/oder des Zylinders 5) seitlich bewegt oder im Deckel 76 gehalten zu werden. Aufgrund dieser Konfiguration hat das freie Ventil 77 die Funktion eines frequenzadaptiven Ventils, das den Innendruck in der Dämpferinnenkammer F1 (d.h. in der Gegendruckkammer 75) entsprechend der oben beschriebenen Frequenz einstellt.
-
Während des Hubes, in dem das Hydrauliköl von der Ölkammer 56 zur Ölkammer 55 in umgekehrter Richtung strömt, hat die Dämpferaußenkammer F2 jedoch einen höheren Druck relativ zur Dämpferinnenkammer F1, und deshalb wird das freie Ventil 77 so geöffnet, dass dessen Scheibenventil 77A als Rückschlagventilelement von den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 78 getrennt wird. Als Folge davon strömt das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) in der Ölkammer 56 von der Dämpferaußenkammer F2 über die Dämpferinnenkammer F1 und den Verbindungsdurchgang 79 zur Gegendruckkammer 75. Dann strömt das Hydrauliköl in der Gegendruckkammer 75 vom ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53E und den Öldurchgängen 53B des Kolbens 53 über die Drosselöffnung 74C der Hauptscheibe 74A zur anderen Ölkammer 55, und es wird eine relativ große Dämpfungskraft erzeugt, z.B. wenn das Hydrauliköl durch die Drosselöffnung 74C strömt. Der Verbindungsdurchgang 79 bildet den Gegendruckkammereinlassdurchgang, der das Hydrauliköl zusammen mit der Verbindungsnut 54C des Stangenabschnitts 54A mit kleinem Durchmesser in die Gegendruckkammer 75 einleitet.
-
In 11 sind zwischen der ersten und zweiten Verbindungsleitung 10 und 11 auf der Hinterseite ein Verbindungsdurchgang 80 und ein Brückenventil 81 vorgesehen. Der Verbindungsdurchgang 80 entspricht der Brückenleitung und das Brückenventil 81 entspricht der Ventilvorrichtung. Das Brückenventil 81 ist zwischen der ersten und zweiten Verbindungsleitung 10 und 11 über den Verbindungsdurchgang 80 vorgesehen und stellt die Kommunikation zwischen der ersten und zweiten Verbindungsleitung 10 und 11 her und sperrt diese ab, z.B. auf dem Weg des Verbindungsdurchgangs 80. Das Brückenventil 81 stellt ein Ventil dar, das die Durchflussmenge des zwischen den Verbindungsleitungen 10 und 11 auf der Hinterseite strömenden Hydrauliköls entsprechend der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs mechanisch einstellt. Das Brückenventil 81 umfasst Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen ähnlich des oben beschriebenen Brückenventils 51 (d.h. den Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 60 der einen Seite und den Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus 70 der gegenüberliegenden Seite), und eine weitere Beschreibung dieser Mechanismen wird hier weggelassen, um Redundanz der Beschreibung zu vermeiden.
-
Die Federungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ist in der oben beschriebenen Weise konfiguriert und deren Funktionsweise wird im Folgenden beschrieben.
-
Am Beispiel des Brückenventils 51 wird das Scheibenventil 77A des freien Ventils 77 so geöffnet, dass dieses von den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 78 getrennt wird, wenn das Hydrauliköl von der Ölkammer 56 (die erste Verbindungsleitung 8) zur Ölkammer 55 (die zweite Verbindungsleitung 9) strömt. Infolgedessen strömt das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) in der Ölkammer 56 von der Dämpferaußenkammer F2 über die Dämpferinnenkammer F1 und den Verbindungsdurchgang 79 in die Gegendruckkammer 75. Weiterhin wird das Hydrauliköl in der Ölkammer 56 aus den Öldurchgängen 53A und dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53C des Kolbens 53 über die Drosselöffnung 64C der Hauptscheibe 64A in die Gegendruckkammer 65 eingeleitet. Wenn das Druckregelventil 64 geschlossen ist, steht die Gegendruckkammer 65 über den Verbindungsdurchgang 69 mit dem Inneren der Dämpferinnenkammer E1 des freien Ventils 67 in Verbindung, und daher wirkt auch in der Dämpferinnenkammer E1 des freien Ventils 67 ein Druck ähnlich wie in der Gegendruckkammer 65.
-
Zu diesem Zeitpunkt arbeitet das freie Ventil 67 als frequenzadaptives Ventil, das den Druck in der Dämpferinnenkammer E1 (der Gegendruckkammer 65) entsprechend der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs einstellt, und das Druckregelventil 64 wird so lange geschlossen gehalten, bis die Schwingungsfrequenz eine in 14 dargestellte Grenzfrequenz fc erreicht. Dabei strömt das Hydrauliköl in der Gegendruckkammer 75 aus dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53E und den Öldurchgängen 53B des Kolbens 53 über die Drosselöffnung 74C der Hauptscheibe 74A in die andere Ölkammer 55, und es wird eine relativ große Dämpfungskraft erzeugt, z.B. wenn das Hydrauliköl durch die Drosselöffnung 74C strömt. Mit anderen Worten, die Dämpfungskraftkennlinie des Brückenventils 51 wird auf den harten Zustand eingestellt, wie dieser von einem Kennlinienabschnitt 82A einer in 14 dargestellten Kennlinie 82 zu sehen ist.
-
Wenn jedoch die Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs über die Grenzfrequenz fc ansteigt, sinkt der Druck in der Dämpferinnenkammer E1 aufgrund des freien Ventils 67 und der Druck in der Gegendruckkammer 65 reduziert sich ebenfalls entsprechend. Daher wird das Druckregelventil 64 geöffnet und das Hydrauliköl aus der ersten Anschlussleitung 8 (Ölkammer 56) strömt über das Druckregelventil 64 zur Ölkammer 55 (zweite Anschlussleitung 9). Zu diesem Zeitpunkt wird die Dämpfungskraftkennlinie des Brückenventils 51 in den weichen Zustand versetzt, wie aus einem in 14 dargestellten Kennlinienabschnitt 82B ersichtlich ist.
-
Wenn nun das Hydrauliköl von der Ölkammer 55 (die zweite Verbindungsleitung 9) zur Ölkammer 56 (die erste Verbindungsleitung 8) strömt, wird das Scheibenventil 67A des freien Ventils 67 so geöffnet, dass dieses von den äußeren Umfangsseiten der Ventilsitzscheiben 68 getrennt ist. Dadurch strömt das Hydrauliköl (die Hydraulikflüssigkeit) in der Ölkammer 55 von der Dämpferaußenkammer E2 über die Dämpferinnenkammer E1 und den Verbindungsdurchgang 69 zur Gegendruckkammer 65. Weiterhin wird das Hydrauliköl in der Ölkammer 55 von den Öldurchgängen 53B und dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53E des Kolbens 53 über die Drosselöffnung 74C der Hauptscheibe 74A in die Gegendruckkammer 75 eingeleitet. Wenn das Druckregelventil 74 geschlossen ist, steht die Gegendruckkammer 75 über den Verbindungsdurchgang 79 mit dem Inneren der Dämpferinnenkammer F1 des freien Ventils 77 in Verbindung und daher wirkt auch in der Dämpferinnenkammer F1 des freien Ventils 77 ein Druck ähnlich wie in der Gegendruckkammer 75.
-
Zu diesem Zeitpunkt arbeitet das freie Ventil 77 als frequenzadaptives Ventil, das den Druck in der Dämpferinnenkammer F1 (der Gegendruckkammer 75) entsprechend der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs einstellt, und das Druckregelventil 74 wird geschlossen gehalten, bis die Schwingungsfrequenz die in 14 dargestellte Grenzfrequenz fc erreicht. Dabei strömt das Hydrauliköl in der Gegendruckkammer 65 aus dem ringförmig ausgenommenen Abschnitt 53C und den Öldurchgängen 53A des Kolbens 53 über die Drosselöffnung 64C der Hauptscheibe 64A in die andere Ölkammer 56 und es wird eine relativ große Dämpfungskraft erzeugt, z.B. wenn das Hydrauliköl durch die Drosselöffnung 64C strömt. Mit anderen Worten, die Dämpfungskraftkennlinie des Brückenventils 51 wird auf den harten Zustand eingestellt, wie dieser aus dem in 14 dargestellten Kennlinienabschnitt 82A der Kennlinie 82 ersichtlich ist.
-
Wenn jedoch die Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs über die Grenzfrequenz fc ansteigt, sinkt der Druck in der Dämpferinnenkammer F1 aufgrund des freien Ventils 77 und der Druck in der Gegendruckkammer 75 reduziert sich ebenfalls entsprechend. Daher wird das Druckregelventil 74 geöffnet und das Hydrauliköl aus der zweiten Anschlussleitung 9 (der Ölkammer 55) strömt über das Druckregelventil 74 in Richtung Ölkammer 56 (der ersten Anschlussleitung 8). Zu diesem Zeitpunkt wird die Dämpfungskraftkennlinie des Brückenventils 51 auf den weichen Zustand eingestellt, wie dieser sich aus dem in 14 dargestellten Kennlinienabschnitt 82B ergibt.
-
Das Brückenventil 81 (die Ventilvorrichtung), das zwischen der ersten und zweiten Verbindungsleitung 10 und 11 auf der Hinterseite über den Verbindungsdurchgang 80 vorgesehen ist, arbeitet ebenfalls in ähnlicher Weise wie das Brückenventil 51 auf der Vorderseite, und die Dämpfungskraftkennlinie des Brückenventils 81 kann ebenfalls in Abhängigkeit von der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs in ähnlicher Weise wie die in 14 dargestellte Kennlinie 82 variabel eingestellt werden.
-
In 15 ist nun ein Ergebnis der Fahrzeugsimulation dargestellt, wenn die Federungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform auf ein reales Fahrzeug angewendet wird. 15 zeigt eine Simulation, bei welcher der Fahrkomfort am Fahrzeug bewertet wird, wenn das Fahrzeug auf einer schlecht beschaffenen Straße mit z.B. 60km/h fährt. Eine in 15 durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnete Kennlinie 83 stellt den PSD-Wert der Federbeschleunigung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Beziehung zur Schwingungsfrequenz dar. Eine Kennlinie 84, die in 15 durch eine lang-kurz gestrichelte Linie dargestellt ist, stellt die Kennlinie dar, wenn das Brückenventil hinzugefügt ist und von der elektronischen Steuerung gesteuert wird.
-
Andererseits stellt eine Kennlinie 85 in 15 den PSD-Wert der Federbeschleunigung gemäß dem vorhandenen Federungssystem dar, das weder mit dem Brückenventil ausgerüstet ist noch die elektronische Steuerung in Beziehung zur Schwingungsfrequenz durchführt. Es kann bestätigt werden, dass die Federungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie anhand der durchgezogenen Linie in 15 angedeuteten Kennlinie 83 gesehen werden kann, in der Lage ist, den Fahrkomfort am Fahrzeug gegenüber der konventionellen Technik (Kennlinie 85) zu verbessern und mit der elektronischen Steuerung durch die mechanische Ventilvorrichtung 81 (z.B. das frequenzadaptive freie Ventil 77) auch ohne Rückgriff auf die elektronische Steuerung einen Fahrkomfort zu erreichen, der näher am Fahrkomfortniveau der Kennlinie 84 liegt.
-
Auf diese Weise kann die Federungsvorrichtung gemäß der so eingerichteten dritten Ausführungsform auch das Problem bei dem bestehenden Federungssystem (z.B. den unbefriedigenden Fahrkomfort auf der schlecht beschaffenen Straße) verbessern, indem diese die Durchflussmenge des Hydrauliköls entsprechend der Schwingungsfrequenz des Fahrzeugs mechanisch anpasst und dadurch den Fahrkomfort auf dem Fahrzeug kostengünstig verbessert, ohne sich auf die elektronische Steuerung verlassen zu müssen.
-
In jeder der oben beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen wurde die Federungsvorrichtung anhand des Beispiels beschrieben, bei dem das Paar linke und rechte Hydraulikzylinder 1 und 2, die zwischen dem linken und rechten Rad und der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, über die erste und zweite Verbindungsleitung 8 und 9 kreuzweise miteinander verbunden sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und die Federungsvorrichtung kann so gestaltet sein, dass z.B. bei einem zweirädrigen Fahrzeug ein Paar vordere und hintere Hydraulikzylinder (Öldruckzylinder), die zwischen den Vorder- und Hinterrädern und einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, über die erste und zweite Verbindungsleitung kreuzweise miteinander verbunden sind.
-
Weiterhin wurde in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen die Federungsvorrichtung so beschrieben, dass die Kolbenstange 7 exemplarisch aus dem Zylinder 5 jedes der Hydraulikzylinder 1 bis 4 nach unten herausragt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Federungsvorrichtung kann eingerichtet sein, dass z.B. die Kolbenstange jedes der Hydraulikzylinder nach oben aus dem Zylinder herausragt.
-
Mögliche Konfigurationen als Federungsvorrichtung, die durch die oben beschriebenen Ausführungsformen abgedeckt sind, sind die folgenden Beispiele.
-
Als eine erste Konfiguration der Federungsvorrichtung umfasst diese Federungsvorrichtung ein Paar Hydraulikzylinder, die zwischen linken und rechten Rädern und einer Fahrzeugkarosserie oder ein Paar Hydraulikzylinder, die zwischen Vorder- und Hinterrädern und einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, wobei das Innere jedes der Zylinder durch einen Kolben in eine obere Kammer und eine untere Kammer geteilt ist, wobei eine erste Verbindungsleitung das Paar Hydraulikzylinder untereinander kreuzweise so verbindet, dass die obere Kammer eines der Hydraulikzylinder mit der unteren Kammer des anderen der Hydraulikzylinder in Verbindung steht, eine zweite Verbindungsleitung, die das Paar Hydraulikzylinder untereinander kreuzweise so verbindet, dass die obere Kammer des anderen der Hydraulikzylinder mit der unteren Kammer des einen der Hydraulikzylinder in Verbindung steht, und eine Ventilvorrichtung, die zwischen der oberen Kammer und der unteren Kammer jedes der Hydraulikzylinder vorgesehen ist und eingerichtet ist, eine Verbindung zwischen der oberen Kammer und der unteren Kammer herzustellen und zu blockieren, oder die zwischen der ersten Verbindungsleitung und der zweiten Verbindungsleitung vorgesehen ist und eingerichtet ist, eine Verbindung zwischen der ersten Verbindungsleitung und der zweiten Verbindungsleitung herzustellen und zu blockieren. Die Ventilvorrichtung umfasst einen ersten Durchgang, der eingerichtet ist, dass Hydraulikflüssigkeit aufgrund einer Bewegung des Kolbens darin strömen kann, und einen Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus mit einem Dämpfungsventil und einer Gegendruckkammer. Das Dämpfungsventil ist in dem ersten Durchgang angeordnet und eingerichtet, eine Dämpfungskraft zu erzeugen, indem dieses eine Strömung der Hydraulikflüssigkeit, die aufgrund einer Gleitbewegung des Kolbens erzeugt wird, einzuschränken. Die Gegendruckkammer ist eingerichtet, einen Innendruck in Ventilschließrichtung auf dieses Dämpfungsventil auszuüben. Der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus umfasst einen Gegendruckkammereinlassdurchgang, der eingerichtet ist, die Hydraulikflüssigkeit vom ersten Durchgang in die Gegendruckkammer einzuleiten. Das Dämpfungsventil umfasst ein erstes Ventil, das eingerichtet ist, eine Öffnung des ersten Durchgangs zu öffnen und zu schließen und gegen den Kolben stößt, sowie einen Gegendruckkammereinstellmechanismus, der eingerichtet ist, den Innendruck in der Gegendruckkammer einzustellen. Der Gegendruckkammereinstellmechanismus umfasst ein zylindrisches Gehäuseelement und einen freien Kolben. Das zylindrische Gehäuseelement ist so angeordnet, dass wenigstens ein Teil eines zweiten Durchgangs darin ausgebildet ist. Der freie Kolben ist in dem Gehäuseelement angeordnet und teilt das Innere des Gehäuseelements in zwei Kammern. Eine der beiden Kammern steht in Verbindung mit der Gegendruckkammer, und der freie Kolben blockiert wenigstens eine Strömung in Richtung einer Seite im zweiten Durchgang.
-
Als zweite Konfiguration der Federungsvorrichtung kann die erste Konfiguration eingerichtet sein, dass eine erste Drossel, welche eine Drosselfläche zwischen einem Ausfahrhub und einem Kompressionshub ändert, und eine zweite Drossel, welche die Drosselfläche zwischen dem Ausfahrhub und dem Kompressionshub ändert, im Einlasskanal der Gegendruckkammer vorgesehen sind.
-
Als dritte Konfiguration der Federungsvorrichtung kann in der zweiten Konfiguration eine Drosselfläche der ersten Drossel größer sein als die zweite Drossel.
-
Als vierte Konfiguration der Federungsvorrichtung kann die dritte Konfiguration eingerichtet sein, dass die zweite Drossel eine Scheibe umfasst, die Scheibe während des Ausfahrhubs geöffnet ist und die Scheibe während des Kompressionshubs als Rückschlagventilelement geschlossen ist.
-
Als fünfte Konfiguration der Federungsvorrichtung können in der ersten Konfiguration der erste Durchgang, das Dämpfungsventil, die Gegendruckkammer und der Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus im Gehäuseelement vorgesehen sein.
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und umfasst verschiedene Modifikationen. Zum Beispiel wurden die oben beschriebenen Ausführungsformen ausführlich beschrieben, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf die Konfiguration einschließlich aller beschriebenen Merkmale beschränkt. Ferner kann ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform durch die Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden. Zudem kann eine Ausführungsform auch durch eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform implementiert sein, die der Konfiguration dieser Ausführungsform hinzugefügt wird. Darüber hinaus kann jede der Ausführungsformen auch durch eine andere Konfiguration implementiert sein, die in Bezug auf einen Teil der Konfiguration dieser Ausführungsform hinzugefügt, entfernt oder ersetzt ist.
-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 29. Mai 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr.
2018-102703 nach der Pariser Verbandsübereinkunft. Die gesamte Offenbarung der am 29. Mai 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr.
2018-102703 , einschließlich der Spezifikation, der Ansprüche, der Zeichnungen und der Zusammenfassung, ist hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit enthalten.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 2, 3, 4
- Hydraulikzylinder (Fluiddruckzylinder)
- 5
- Zylinder
- 6
- Kolben
- 6A, 6B
- Öldurchgang (erster Durchgang)
- 7
- Kolbenstange
- 7B, 54B, 54C
- Verbindungsnut
- 8, 10
- erste Verbindungsleitung
- 9, 11
- zweite Verbindungsleitung
- 16
- Ventilvorrichtung
- 21
- ausfahrseitiger Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus (Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus)
- 22
- zylindrisches Gehäuseelement (Gehäuseelement)
- 23, 65, 75
- Gegendruckkammer
- 24, 64, 74
- Druckregelventil (erstes Ventil)
- 25, 67, 77
- freies Ventil (freier Kolben, Gegendruckkammereinstellmechanismus)
- 28, 29
- Scheibe
- 31
- Gegendruckkammereinlassdurchgang
- 51, 81
- Brückenventil (Ventilvorrichtung)
- 52
- Rohr
- 53
- Kolben
- 53A, 53B
- Öldurchgang (erster Durchgang)
- 55, 56
- Ölkammer
- 60
- Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus der einen Seite (Dämpfungskrafterzeugungsmechanismus)
- 62, 72
- Ventilsitzelement (Gehäuseelement)
- 66, 76
- Deckel (Gehäuseelement)
- 64C-, 74C
- Drossel (Gegendruckkammereinlassdurchgang)
- 69, 79
- Verbindungsdurchgang (Gegendruckkammereinlassdurchgang)
- 70
- Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen der gegenüberliegenden Seite (Dämpfungskrafterzeugungsmechanismen)
- A
- obere Kammer
- A1
- obere Dämpferkammer
- B
- untere Kammer
- B1
- untere Dämpferkammer
- E1, F1
- Dämpferinnenkammer
- B2, F2
- Dämpferaußenkammer
- Sr
- erste Drossel
- Sc
- zweite Drossel
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 4674882 [0002]
- JP 2018102703 [0120]