JP2009293698A - Shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、緩衝器に関し、特に、シリンダ体に対するロッド体の出没位置の検出を可能にする検出手段を有する緩衝器の改良に関する。 The present invention relates to a shock absorber, and more particularly to an improvement of a shock absorber having a detection means that enables detection of a protruding position of a rod body with respect to a cylinder body.
たとえば、四輪車両における懸架装置を構成する緩衝器にあっては、車両が走行する路面状況に応じて車高調整や減衰力調整を実践するのが好ましいが、そのためには、緩衝器における伸縮状況、すなわち、シリンダ体に対するロッド体の出没位置を検出することが最良となる。 For example, in a shock absorber constituting a suspension device in a four-wheel vehicle, it is preferable to practice vehicle height adjustment and damping force adjustment according to the road surface condition on which the vehicle travels. It is best to detect the situation, i.e. the position of the rod body relative to the cylinder body.
そこで、緩衝器において、シリンダ体に対するロッド体の出没位置を検出する方策として、これまでに種々の提案があるが、たとえば、特許文献1に開示の提案にあっては、検出手段たるストロークセンサを有している。
Thus, there have been various proposals so far for detecting the position of the rod body relative to the cylinder body in the shock absorber. For example, in the proposal disclosed in
すなわち、上記の文献開示の提案にあっては、緩衝器を構成するシリンダ体内に出没可能に挿通されて同じく緩衝器を構成するロッド体がマグネットを有する一方で、シリンダ体のヘッド端部にホールセンサを有してなる。 That is, in the proposal of the above-mentioned literature disclosure, while the rod body which is inserted into the cylinder body constituting the shock absorber so as to be able to appear and retract and also constitutes the shock absorber has a magnet, a hole is formed in the head end portion of the cylinder body. It has a sensor.
それゆえ、この緩衝器にあっては、ロッド体がシリンダ体に対して出没するときにロッド体から放出される磁束をホールセンサで検知することで緩衝器のストローク状況、すなわち、シリンダ体に対するロッド体の出没位置を検出し得る。 Therefore, in this shock absorber, the stroke state of the shock absorber, that is, the rod with respect to the cylinder body, is detected by detecting the magnetic flux emitted from the rod body when the rod body is projected and retracted with respect to the cylinder body. It is possible to detect the appearance position of the body.
そして、この方策による場合には、従前のポテンションメータを検出手段にする場合に比較して、検出手段を構成するマグネットが緩衝器に内蔵されるから、緩衝器が検出手段を有することによる車載性の悪化を招来しない
しかしながら、上記した文献開示の提案にあっては、緩衝器においてシリンダ体に対するロッド体の出没位置を検出できる点で、基本的に不具合がある訳ではないが、その実施化にあって、些かの不具合があると指摘される可能性がある。 However, in the proposal of the above-mentioned literature disclosure, there is basically no problem in that it is possible to detect the protruding and retracting position of the rod body with respect to the cylinder body in the shock absorber. It may be pointed out that there is a defect.
すなわち、上記の文献開示の検出手段にあっては、ロッド体が放出する磁束を検知するホールセンサがシリンダ体のヘッド端部たるいわゆるシリンダ体の外に配設されるから、この緩衝器の周辺に他の磁束を発生する構成がある場合には、ホールセンサが反応し、この検出手段が正確に作動し得なくなる危惧がある。 That is, in the detection means disclosed in the above literature, the Hall sensor that detects the magnetic flux emitted from the rod body is disposed outside the so-called cylinder body that is the head end of the cylinder body. If there is a configuration that generates other magnetic flux, the Hall sensor reacts, and there is a risk that this detection means cannot operate correctly.
そして、具体的な構成を看ると、マグネットがロッド体の外周に保持される場合には、シリンダ体内におけるロッド体のストロークを減殺する傾向になり、本来目的たる車高調整や減衰力調整の上からは好ましくない不具合もある。 And, when looking at the specific configuration, when the magnet is held on the outer periphery of the rod body, the stroke of the rod body in the cylinder body tends to be reduced, and the original vehicle height adjustment and damping force adjustment There is also an unfavorable problem from above.
この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、シリンダ体に対するロッド体の出没位置を正確に検出する検出手段を有して、車高調整や減衰力調整の具現化に寄与し、その汎用性の向上を期待するのに最適となる緩衝器を提供することである。 The present invention was devised in view of the above-described circumstances, and the object thereof is to have a detecting means for accurately detecting the protruding position of the rod body with respect to the cylinder body, and to adjust the vehicle height or to attenuate the vehicle. It is to provide a shock absorber that contributes to the realization of force adjustment and is optimal for expecting an improvement in its versatility.
上記した目的を達成するために、この発明による緩衝器の構成を、基本的には、シリンダ体と、このシリンダ体に出没可能に連繋するロッド体とを有してなる緩衝器において、シリンダ体側とロッド体側との間に配設されてシリンダ体に対してロッド体が出没する伸縮作動時にシリンダ体に対するロッド体の出没位置を検出する検出手段を有すると共に、この検出手段が外力作用に応じて静電容量の変化させてなるとする。 In order to achieve the above-described object, the shock absorber according to the present invention basically includes a cylinder body and a rod body connected to the cylinder body so as to be able to project and retract. And a detecting means for detecting the position of the rod body relative to the cylinder body at the time of expansion / contraction operation in which the rod body protrudes and retracts with respect to the cylinder body. Assume that the capacitance is changed.
それゆえ、この発明の緩衝器にあっては、シリンダ体に対してロッド体が出没する伸縮作動時にシリンダ体に対して出没するロッド体の出没位置を検出手段で検出するから、緩衝器における実際の伸縮状況を把握できる。 Therefore, in the shock absorber according to the present invention, the detecting means detects the protruding and retracting position of the rod body that protrudes and retracts with respect to the cylinder body when the rod body protrudes and retracts with respect to the cylinder body. You can grasp the expansion and contraction status.
このとき、検出手段が緩衝器に内蔵されないから、検出手段を設けるために緩衝器の構成を変更させずして既存の緩衝器をそのまま利用でき、また、検出手段が緩衝器の外径をいたずらに大きくしないから、車両への搭載性を低下させない利点がある。 At this time, since the detecting means is not built in the shock absorber, the existing shock absorber can be used as it is without changing the configuration of the shock absorber to provide the detecting means, and the detecting means can tamper with the outer diameter of the shock absorber. Therefore, there is an advantage that the mountability to the vehicle is not lowered.
そして、検出手段は、既存のいわゆるセンサを利用しないから、緩衝器における製品コストの高騰化を回避でき、緩衝器における汎用性を低下させない利点がある。 And since a detection means does not utilize the existing what is called a sensor, the increase in the product cost in a buffer can be avoided, and there exists an advantage which does not reduce the versatility in a buffer.
その結果、たとえば、緩衝器が四輪車両における懸架装置を構成する場合に、車両が走行する路面状況に応じて車高調整や減衰力調整を実践でき、車両における乗り心地を最適にすると共に、その汎用性の向上を期待できる。 As a result, for example, when the shock absorber constitutes a suspension device in a four-wheel vehicle, vehicle height adjustment and damping force adjustment can be practiced according to the road surface condition on which the vehicle travels, and the ride comfort in the vehicle is optimized, The improvement of the versatility can be expected.
以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明による緩衝器は、いわゆる緩衝器本体の外に懸架バネたるエアバネを構成する空気室を有するエアサスと称される油圧緩衝器とされ、四輪車両における四輪各部に配設されて各輪を懸架する懸架装置を構成する。 The present invention will be described below on the basis of the illustrated embodiment. The shock absorber according to the present invention is a hydraulic shock absorber called an air suspension having an air chamber constituting an air spring as a suspension spring outside a so-called shock absorber body. The suspension device is arranged in each part of the four wheels in the four-wheeled vehicle to suspend each wheel.
そして、この緩衝器は、図1および図2に示すように、下端側部材とされるシリンダ体1と、このシリンダ体1に出没可能に連繋されて上端側部材とされるロッド体2とを有してなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the shock absorber includes a
シリンダ体1内には、図示しないが、ピストン体が摺動可能に収装され、このピストン体は、シリンダ体1内に伸側室と圧側室とを画成しながらシリンダ体1内に臨在されるロッド体2の先端部に連結される。
Although not shown, the piston body is slidably accommodated in the
そして、このピストン体は、減衰手段の配在下に上記の伸側室と圧側室の相互連通を許容し、シリンダ体1に対してロッド体2が出没するときに、伸側室と圧側室を作動油の往復で広狭させて減衰手段による減衰力の発生を可能にしている。
The piston body allows the above-mentioned extension side chamber and the compression side chamber to communicate with each other under the presence of the damping means, and when the
なお、シリンダ体1についてであるが、図示しないが、複筒型に形成される場合と単筒型に形成される場合とがあり、複筒型であれ単筒型であれリザーバを有するが、特に、複筒型の場合には、シリンダ体1内とリザーバとの間に圧側減衰手段を有することがある。
Although it is about the
また、シリンダ体1内に収装されるピストン体が有する減衰手段で発生される減衰力については、たとえば、ロッド体2の軸芯部に配在される制御手段で大小が調整されることがある。
Further, the magnitude of the damping force generated by the damping means of the piston body housed in the
一方、この緩衝器は、懸架バネたるエアバネを構成する空気室Aを有するが、この空気室Aは、剛体からなるエアピストン3およびエアチャンバ4と、弾性体からなるダイヤフラム5とで画成される。
On the other hand, this shock absorber has an air chamber A that constitutes an air spring that is a suspension spring, and this air chamber A is defined by a
そして、この空気室Aは、内部に収容される空気量を一定にしてエアバネ力を不変にするのに対して、内部に収容される空気量を積極的に変更してエアバネ力を変更し、エアバネ力の変更による車高調整を可能にする場合もある。 And this air chamber A changes the air spring force by positively changing the air amount housed inside, while making the air spring force unchanged while keeping the air amount housed inside constant. The vehicle height may be adjusted by changing the air spring force.
エアピストン3は、下方で収斂する截頭円錐筒状に形成されて下端部3aが円筒体からなるシリンダ体1の外周に密封構造下に結合され、上端部3bにダイヤフラム5の下端部5aを固定バンド6の配在下に結合している。
The
エアチャンバ4は、下方に開口する有頭筒状に形成されて、図示しないが、頭部の軸芯部をロッド体2に密封構造下に結合させ、図示するように、下端部4aを加締め端部にして固定リング7によるバックアップ下にダイヤフラム5の上端部5bを結合させている。
The air chamber 4 is formed in a headed cylindrical shape that opens downward, and although not shown, the shaft core portion of the head is coupled to the
ダイヤフラム5は、適宜の肉厚のゴム膜からなり、概ね筒状に形成されて、内側に折り曲げられる下端部5aがその外周に隣接される固定バンド6の締め付けでエアピストン3の上端部3bに結合される。
The
そして、このダイヤフラムにあっては、内側に固定リング7を隣接させた状態の上端部5bをエアチャンバ4の下端部4aの内側に嵌挿し、この状態下にエアチャンバ4の下端部4aを加締め加工して、下端部5bをエアチャンバ4の下端部4aに結合させる。
In this diaphragm, the
それゆえ、このダイヤフラム5にあっては、シリンダ体1に対してロッド体2が出没する緩衝器に伸縮作動時に、すなわち、エアチャンバ4に対してエアピストン3が出没するときに、折り曲げ部5cがエアピストン3の外周でこのエアピストン3の軸線方向に上下動する。
Therefore, in this
すなわち、緩衝器の伸縮作動時には、ダイヤフラム5にあっては、図1中に符号u,dで示すように、折り曲げ部5cがエアピストン3の外周でこのエアピストン3の軸線方向に上下動し、この動きが後述する検知手段Sの検出作動の根拠となる。
That is, at the time of expansion / contraction operation of the shock absorber, in the
ところで、この発明にあっては、シリンダ体1に対してロッド体2が出没する緩衝器の伸縮作動時に、シリンダ体1側とロッド体2側との間に配設される検出手段Sがシリンダ体1に対するロッド体2の出没位置を検出する。
By the way, according to the present invention, the detecting means S disposed between the
すなわち、前記したことであるが、凡そ緩衝器を有する懸架装置で四輪が懸架される車両にあっては、車両が走行する路面状況に応じて車高調整や減衰力調整を実践するのが好ましく、そのためには、緩衝器における伸縮状況、すなわち、シリンダ体1に対するロッド体2の出没位置を検出することが最良となる。
That is, as described above, in a vehicle in which four wheels are suspended by a suspension device having a shock absorber, vehicle height adjustment and damping force adjustment are practiced according to the road surface condition on which the vehicle travels. Preferably, for that purpose, it is best to detect the expansion / contraction state of the shock absorber, that is, the position of the
一方、緩衝器における伸縮状態を的確に判断するとしても、いわゆるセンサを利用する場合には、前記したようにセンサの態様によっては、緩衝器の車載性を低下させることがあり、また、センサが高価となることもあって、その緩衝器の製品コストが高騰化され易く、その汎用性の向上を期待する上からは不利になり易い。 On the other hand, even when the expansion / contraction state of the shock absorber is accurately determined, when a so-called sensor is used, the vehicle mountability of the shock absorber may be reduced depending on the mode of the sensor as described above. In some cases, the cost of the shock absorber is likely to increase, and it is likely to be disadvantageous from the viewpoint of improving its versatility.
そこで、この発明にあっては、緩衝器の伸縮作動時におけるシリンダ体1に対するロッド体2の出没位置を検出する検出手段Sに人工筋肉(EPAM)と称される安価に調達できる部材を利用する。
Therefore, in the present invention, an inexpensively procured member called an artificial muscle (EPAM) is used as the detecting means S for detecting the protruding and retracting position of the
また、この検出手段Sは、原理的には、外力作用に応じて静電容量の変化させるもので、静電容量の変化量を検知することで、外力の作用状態、すなわち、シリンダ体に対するロッド体の出没位置、すなわち、図示するところでは、エアチャンバ4に対するエアピストン3の出没位置の検出を可能にする。
Further, this detecting means S is, in principle, for changing the electrostatic capacity according to the external force action, and detecting the amount of change in the electrostatic capacity, that is, the action state of the external force, that is, the rod relative to the cylinder body. It allows detection of the body's in / out position, that is, the in / out position of the
そして、この検出手段Sは、図3に示すように、柔軟にして伸縮可能とされる中間部材たる高分子膜Cと、この高分子膜Cを挟む二枚の柔軟にして伸縮可能とされる導電性膜E1,E2とを有する構造原理からなる。 Then, as shown in FIG. 3, the detection means S is made to be a flexible and extendable polymer film C as an intermediate member, and two flexible films that can sandwich the polymer film C. The structure principle includes conductive films E1 and E2.
それゆえ、この検出手段Sは、図3中に白抜き矢印Pで示すように、その肉厚を挟むようにする外力作用があるとき、あるいは、図3中に白抜き矢印Tで示すように、軸線方向に引っ張るようにする外力作用があるとき、静電容量を変化させる。 Therefore, this detecting means S has an external force action to sandwich its thickness as shown by a white arrow P in FIG. 3, or as shown by a white arrow T in FIG. When there is an external force action to pull in the axial direction, the capacitance is changed.
以上のように形成される検知手段Sは、図1に示す実施形態では、エアピストン3の外周部にあってこのエアピストン3の軸線方向に配設され、エアピストン3のエアチャンバ4に対する出没時に外周に圧接するダイヤフラム5の移動量に応じて静電容量を変化させる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the detection means S formed as described above is disposed on the outer peripheral portion of the
このとき、検知手段Sは、細幅のテープ状に形成されて、エアピストン3の外周に接着されるか、あるいは、細幅の帯状に形成されて、エアピストン3の外周に形成の凹溝内に嵌挿されるのが好ましい。
At this time, the detection means S is formed in a narrow tape shape and adhered to the outer periphery of the
このように、図1に示す実施形態にあっては、検出手段Sがエアピストン3の外周に設けられるから、緩衝器における外径をいたずらに大きくせず、したがって、この緩衝器における車載性を低下させない。
As described above, in the embodiment shown in FIG. 1, the detection means S is provided on the outer periphery of the
また、緩衝器の伸縮作動時には、特に、エアピストン3がエアチャンバ4内に没入するときには、検出手段Sが言わば線状に部分的に設けられることもあるが、移動するダイヤフラム5によって外側から覆われるから、たとえば、飛び石が衝突する機会を減少させることも可能になる。
Further, when the shock absorber is extended and contracted, especially when the
なお、検出手段Sが検出した結果については、たとえば、図1中に破線で示すように、検出手段Sの下端に接続されたリード線を介するなどして、外部に誘導されるであろう。 The result detected by the detecting means S will be guided to the outside, for example, via a lead wire connected to the lower end of the detecting means S as shown by a broken line in FIG.
以上からすると、上記した検出手段Sは、シリンダ体1に対してロッド体2が出没する位置を検出する限りには、図示した実施形態に示す以外の方策で配設されても良いと言い得るが、凡そこの種の検出手段が緩衝器に配在される場合を鑑みると、いわゆる内蔵されるか、あるいは、それに近い状態におかれるのが好ましい。
From the above, it can be said that the detection means S described above may be arranged by a measure other than that shown in the illustrated embodiment as long as the position at which the
図2に示す実施形態にあっては、検出手段Sが空気室A内に収装されてエアチャンバ4とエアピストン4との間に架け渡され、エアピストン3のエアチャンバ4に対する出没時に生じる張力に応じて静電容量を変化させるとしている。
In the embodiment shown in FIG. 2, the detection means S is housed in the air chamber A and is spanned between the air chamber 4 and the air piston 4, and is generated when the
このとき、検出手段Sの上端部S1は、適宜のプラグなどの利用下にエアチャンバ4の内周壁に固定的に連結され、検出手段Sの下端部S2は、ダイヤフラム5の下端部5aに同じく適宜のプラグなどの利用下に固定的に連結される。
At this time, the upper end S1 of the detection means S is fixedly connected to the inner peripheral wall of the air chamber 4 using an appropriate plug or the like, and the lower end S2 of the detection means S is the same as the
それゆえ、この実施形態にあっては、検出手段Sがエアチャンバ4とエアピストン3との間に配設される、すなわち、直結されるが、前記したように、検出手段Sを構成する人工筋肉は、伸縮性能に優れているので、検出手段Sが細幅のテープ状あるいは帯状に形成されることで、エアチャンバ4に対してエアピストン3が大きいストロークで出没しても、この検出手段が破断などする危惧はなく、また、この検出手段Sが両者に直結されても、両者間における動きを疎外する危惧はない。
Therefore, in this embodiment, the detection means S is disposed between the air chamber 4 and the
そして、この実施形態にあっては、検出手段Sが空気室A内に配設されるから、緩衝器の外径を変化させずして車載性を低下させないのはもちろんのこと、飛び石の衝突を一切危惧させない。 And in this embodiment, since the detection means S is arrange | positioned in the air chamber A, not only does not change the outer diameter of a shock absorber, but it does not reduce a vehicle-mounted property, and it is a collision of a stepping stone. Do not be afraid of anything.
なお、前記した実施形態の場合と同様に、検出手段Sが検出した結果については、たとえば、図2中に破線で示すように、検出手段Sの上端部に接続されたリード線を介するなどして、外部に誘導されるであろう。 As in the case of the above-described embodiment, the detection result of the detection means S is, for example, via a lead wire connected to the upper end of the detection means S as indicated by a broken line in FIG. Will be guided to the outside.
前記したところでは、この発明の緩衝器が懸架バネたるエアバネを構成する空気室Aを有するエアサスと称される油圧緩衝器とされるとして説明したが、この発明が意図するところは、検出手段Sがシリンダ体1に対するロッド体2の出没位置を検出することにあるから、その限りには、緩衝器本体の外に空気室Aを有しない通常の油圧緩衝器に具現化されても良いことはもちろんである。
In the above description, it has been described that the shock absorber of the present invention is a hydraulic shock absorber called an air suspension having an air chamber A that constitutes an air spring that is a suspension spring. Is to detect the protruding position of the
そして、シリンダ体1に対してロッド体2が出没する構成を有する限りには、この発明の具現化を可能にするから、たとえば、二輪車の前輪側に架装される緩衝器たるフロントフォークにこの発明が具現化されるとしても良い。
As long as the
また、前記したところでは、検出手段Sが検出した結果の処理については、言及していないが、凡そこの種の検出手段Sが検出した結果を処理する従前の方策が適用されて良い。 In the above description, the processing of the result detected by the detection means S is not mentioned, but a conventional measure for processing the result detected by the detection means S of almost all kinds may be applied.
1 シリンダ体
2 ロッド体
3 エアチャンバ
4 エアピストン
5 ダイヤフラム
A 空気室
S 検出手段
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