JP2010107040A - 適応減衰型主段弁 - Google Patents

Abstract

【課題】適応減衰型主段弁を提供する。
【解決手段】車両懸架装置の構成要素は、リバウンド位置と圧縮位置との間で可動なショックアブソーバと、ショックアブソーバの剛性を制御するためにショックアブソーバに流体連通される外部弁とを含む。外部弁は、弁ハウジングと、弁ハウジング内部に収容されるピストンと、ピストンに対して初期位置とブローオフ位置との間で可動なブローオフリングとを有する。少なくとも１つのたわみディスクが、ブローオフリングを初期位置の方へ付勢する予荷重を有し、ブローオフリングは、流体圧力が予荷重を超えると、ブローオフ位置に動くことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ショックアブソーバ用の外部弁に関し、特に、少なくとも１つのたわみディスクを有する適応減衰型の主段弁に関する。

例えばショックアブソーバのような懸架装置の構成要素は、路面負荷の車体への入力を減衰させるために用いられる。ショックアブソーバの中には、ショックアブソーバの剛性を制御または変化させるように「調整」することが可能であるなものもある。ショックアブソーバの剛性は乗り心地および操縦の特性に影響する。硬いショックアブソーバは操縦目的の点からはよい場合があるが、乗り心地を損なうことがある。逆に、柔らかいショックアブソーバは、乗り心地には優れているが、操縦には悪影響を及ぼす可能性がある。

１つの公知の構成においては、ショックアブソーバに外部弁を流体接続してショックアブソーバの剛性を制御する。外部弁はパイロット部分および主段部分を有し、この主段部分は、弁のハウジング内部に収容されるピストンおよびブローオフリングを含む。コイルスプリングがブローオフリングを閉位置に付勢する。主段に対する圧力がスプリングの付勢力を超えると、ブローオフリングがブローオフ位置に動く。弁は、パイロット部分におけるオリフィスの大きさの変更と、スプリングの予荷重および定数の設定とによって調整される。

ブローオフ圧力の設定にコイルスプリングを用いると、弁の調整を正確かつ繰り返し性をもって行うことが難しくなる。さらに、コイルスプリングは弁の構成要素に付帯的な荷重を加えることになり、これは、早期の摩耗および破損をもたらす可能性がある。

外部弁は、弁ハウジングと、弁ハウジング内部に収容されるピストンと、ピストンに対して初期位置とブローオフ位置との間で可動なブローオフリングとを有する。少なくとも１つのたわみディスクが、ブローオフリングを初期位置の方へ付勢する予荷重を有し、流体圧力がこの予荷重を超えると、ブローオフリングがブローオフ位置に動くことができる。

一例においては、外部弁は、例えばショックアブソーバのような車両の懸架装置の構成要素と共に用いられる。ショックアブソーバはリバウンド位置と圧縮位置との間で可動であり、外部弁は、このショックアブソーバと流体連通してショックアブソーバの剛性を制御する。

本発明のこれらの特徴および他の特徴は、以下の説明および図面からよく理解できる。

ショックアブソーバと、本発明を取り入れた主段を含む外部弁アセンブリとの概略図である。 閉位置における主段の断面図である。 開位置における主段の断面図である。

図１は、車輪取り付け構造１２と車両取り付け構造１４とを含むショックアブソーバ１０の概略図である。車輪取り付け構造１２は車両の車輪の構成部分に取り付けでき、車両取り付け構造１４は、例えばフレームまたはシャシのような車両構造に取り付けることができる。ショックアブソーバ１０は、外側ハウジング１６と、内側ハウジング１８と、外側ハウジング１６と内側ハウジング１８との間に形成された空洞２２の内部に位置決めされる中間管体２０とを含む。ピストン２４が、それを動かすためにロッド２６と連結されて、内側ハウジング１８内部の空洞２８内に収容される。フート弁３０も、空洞２８の底部の内部に収容される。

リバウンド行程３２と圧縮行程３４との間でロッド２６が動くことによって、ピストン２４が、ロッド２６によって規定される軸Ａに沿って前後に往復動し、公知のように路面負荷の入力を減衰させる。図示の例では、ロッド２６を車両構造に連結可能とし、外側ハウジング１６を車輪構成部分に連結可能として示しているが、逆の構成も可能であることが理解されるべきである。

ショックアブソーバ１０は、外部弁４０と連通する第１ポート３６および第２ポート３８を含み、外部弁４０は、ショックアブソーバの剛性を制御し得る連続的に調整／適応可能な弁を含む。リバウンド行程の間に、流体は、矢印３２ａ〜ｃで示すように、ショックアブソーバ１０および外部弁４０を通って流れ、圧縮行程の間に、流体は、矢印３４ａ〜ｃで示すように、ショックアブソーバ１０および外部弁４０を通って流れる。図１の構成は、１つの中間管体２０および内側ハウジング１８を含む１つの外側ハウジング１６を示しているが、外部弁４０は、管体およびハウジングの異なる組み合わせ、すなわちより少数またはより多数の管体またはハウジングを用いる他のショックアブソーバの構成の場合にも使用できることが理解されるべきである。

外部弁４０は、内部空洞４４を画定する弁ハウジング４２を含む。外部弁４０はパイロット部分４６および主段４８を含み、これらは内部空洞４４内に収容される。一例においては、パイロット部分４６が、ソレノイド５２によって動かすことができるスリーブ５０を含み、それによって、パイロット部分４６を通る流体流れの量を変化させる。図の例では、パイロット部分４６がスリーブを含むように示されているが、パイロット部分は多くの異なる形態を取り得ることが理解されるべきである。パイロット部分を、単に、ソレノイド５２に供給される電流に基づいて調整可能なオリフィスとすることが必要である。ソレノイド５２は、電源５４から公知のように給電される。

外部弁４０は、図２、３にさらに詳細に示される。図２は、主段４８が閉位置にある場合を示し、図３は、主段４８が開位置にある場合を示す。弁ハウジング４２は、内部空洞４４を第１チャンバ６２および第２チャンバ６４に分割するプレート６０を含む。プレート６０は、第１チャンバ６２に面する第１側面６０ａと、第２チャンバ６４に面する第２側面６０ｂとを有する。１つ以上のプレートポート６０ｃが、プレート６０を貫通して設けられ、パイロット部分４６において、第１チャンバ６２および第２チャンバ６４を流体接続する。１つ以上のプレート孔６０ｄが、プレートポート６０ｃの半径方向の外側に設けられ、ブローオフ事象の際に流体の流れを第２チャンバ６４から第１チャンバ６２に導く。第１チャンバ６２は、第１ポート３６を介してショックアブソーバ１０に流体接続され、第２チャンバ６４は、第２ポート３８を介してショックアブソーバ１０に流体接続される。プレート６０は弁ハウジング４２と共に一体品として形成されるが、別個の組み込み部品とすることも可能である。

この構成例においては、パイロット部分４６は、第１チャンバ６２内部に収容され、内部パイロットチャンバ６８を画定するパイロット弁本体６６を含む。パイロット弁本体６６は、パイロットチャンバ６８を第１チャンバ６２に流体接続する複数のパイロットオリフィス７０（２つのみが示されている）を含む。スリーブ５０（図１）のパイロット弁本体６６に対する動きが、パイロットオリフィス７０を覆ったり開放したりすることによって、パイロットチャンバ６８と第１チャンバ６２との間の流量を変化させる。パイロット弁本体６６は、プレート６０に当接する基部部分７２と、スリーブ５０を支持する小径のステム部分７４とを含む。ステム部分７４はパイロットオリフィス７０を含む。基部部分７２の外面７６は、階段形状になっており、弁ハウジング４２の内面７８から内側に後退している。基部部分７２およびステム部分７４の形状およびサイズは、第１チャンバ内部における流体流れをさらに制御する必要性に応じて変えることができる。さらに、上述のように、パイロット部分４６は、多くの異なる方式で構成することが可能である。パイロット部分４６を、単に、ソレノイド５２に供給される電流に基づいて調整可能なオリフィスとすればよいのである。

主段４８は、第２チャンバ６４の内部に収容され、ピストン８０と、ブローオフリング８２と、シールリング８４と、少なくとも１つのたわみディスク８６とを含む。少なくとも第１スペーサ８８および第２スペーサ９０とボルト９２とを用いて、ピストン８０がプレート６０に対して動かないようにピストン８０をプレート６０に固定する。ボルト９２は、第２チャンバ６４をパイロットチャンバ６８に流体接続する中心孔９４を含む。この中心孔９４は、ボルト９２のヘッド部分９２ａから末端のネジ端部分９２ｂまで、その全長を貫通して延びている。

ピストン８０は、第２チャンバ６４に面する第１側面８０ａと、プレート６０に面する第２側面８０ｂとを含む。第１側面８０ａおよび第２側面８０ｂは、ピストン８０の周囲に延びる外周面８０ｃによって結合される。外周面８０ｃには溝９６が設けられ、例えばＯリングのようなシール９８がその溝９６の内部に収容される。ピストン８０は、第１側面８０ａから第２側面８０ｂにピストンを貫通して延びる少なくとも１つのピストンポート８０ｄ（２つが図示されている）を含む。

ピストン８０の第２側面８０ｂに凹部１００が設けられて、流体チャンバを形成する。ピストンポート８０ｄが、第２チャンバ６４をこの凹部１００に流体接続する。この凹部１００を覆うように、ブローオフリング８２が位置決めされる。ブローオフリング８２は、ピストン８０に面する第１側面８２ａと、プレート６０に面する第２側面８２ｂとを含む。第１側面８２ａおよび第２側面８２ｂは、ブローオフリング８２の周囲に延びる外周面８２ｃによって結合される。ブローオフリング８２は、ボルト９２を受け入れるボルト開口８２ｄをも含む。

ブローオフリング８２の第２側面８２ｂに凹部１０２が設けられて、少なくとも１つのたわみディスク８６を受け入れる。凹部１０２を画定する内周面にリップまたは棚部１０４が形成される。たわみディスク８６の位置が主段を閉じた初期位置にある場合に、たわみディスク８６の外周端部がこの棚部１０４に当接する。たわみディスク８６は、ブローオフリング８２をピストン８０に対して初期位置または閉位置に保持するための予荷重を加える弾性材料から構成される。圧力による力がこの予荷重の力を超えると、ブローオフリング８２が、ピストン８０から離れて、ブローオフ位置、すなわち、図３に示すような主段の開位置に動く。たわみディスク８６の予荷重は、たわみディスク８６の個数を増減して変えることができる。

シールリング８４は内周面８４ａおよび外周面８４ｂを含む。内周面８４ａは、ブローオフリング８２の外周面８２ｃを完全に取り囲み、直接それに当接する。シールリング８４の１つの端部８４ｄは、プレート６０の第２側面６０ｂに直接当接し、反対側の端部８４ｅは、ピストン８０の第２側面８０ｂに直接当接する。１つの端部８４ｄには溝１０６が形成され、例えばＯリングのようなシール１０８を受け入れる。シールリング８４にはスロット８４ｆが形成され、ブローオフ事象の際、すなわち、主段４８が開放された場合に、流体をシールリング８４の外側に導く。

第１スペーサ８８は、拡大されたヘッド部分８８ａと、この拡大されたヘッド部分８８ａからピストン８０の方へ延びるステム部分８８ｂとを含む。開口８８ｃがステム部分８８ｂおよびヘッド部分８８ａを貫通して延びており、ボルト９２を受け入れる。

第２スペーサ９０は、内周面９０ａおよび外周面９０ｂを有する円形リングを構成する。第２スペーサ９０は、ボルト９２を受け入れる開口９０ｃを含む。第２スペーサ９０と、第１スペーサ８８の拡大ヘッド部分８８ａとの間に１つ以上の座金１１０が位置決めされる。座金１１０は、ブローオフリング８２に対する予荷重の設定に寄与する。

ピストン８０は、ボルト９２と第１スペーサ８８のステム部分８８ｂとを受け入れる中心孔８０ｅをも含む。第２スペーサ９０は、ピストン８０の隆起状ボス部分８０ｆに当接する。第２スペーサ９０の内周面９０ａは、第１スペーサ８８のステム部分８８ｂに直接当接する。第２スペーサ９０の外周面９０ｂは、ブローオフリング８２のボルト開口８２ｄを画定する面に直接当接する。

ピストン８０をプレート６０に固定するために、ピストン８０と第１スペーサ８８と第２スペーサ９０との開口８０ｅ、８８ｃ、９０ｃを互いに整列して、ボルト９２を装着する。ボルト９２は、シールリング８４がプレート６０に確実に押し付けられるまで締め付ける。この締め付けにおいて、ボルト９２のヘッド部分９２ａに対する当接面とするために、座金１１２を用いることもできる。ボルト９２が装着されると、ピストン８０とシールリング８４と第１スペーサ８８と第２スペーサ９０とは、すべてが１つの固定位置に保持される。すなわち、これらの構成要素は弁の動作中に動くことはない。ブローオフリング８２およびたわみディスク８６のみが動作中に作動する。

ショックアブソーバ１０および付属の外部弁４０の作動は次のとおりである。流体が、第２ポート３８を通って低圧流量で流入すると、流体は、ボルト９２の中心開口９４を通って、パイロット弁本体６６のパイロットチャンバ６８内に流入する。パイロットオリフィス７０は、上述のように、ソレノイド５２に対して電流を印加することによって調節できる。パイロット部分４６を通る流れは、続いて、図２に示すように、第１ポート３６を通って流出する。

パイロットオリフィス７０の大きさに応じて、ブローオフリング８２に対する背圧が発生する。オリフィス７０の大きさが小さい程、あるいは、オリフィス７０を通る流量が制限される程、背圧は大きくなる。この背圧は、ピストンポート８０ｄを通って、ブローオフリング８２に連通している。第２ポート３８を通る流体流れが十分高い流量に達すると、主段４８の片側に対して、反対側よりも大きな圧力が発生する。この圧力差が増大して、たわみディスク８６によって加えられる予荷重を超えると、ブローオフリング８２が初期位置からブローオフ位置に移動して（図３）、流体は、ピストンポート８０ｄと、シールリング８４のスロット８４ｆと、プレート６０の孔６０ｄとを通過して、第１ポート３６から流出する。パイロット部分４６における開口そのものが、すなわち、開放されるパイロットオリフィス７０の大きさ／量が、主段４８を開放するのにどれ程の圧力が必要か、すなわち、ブローオフリング８２をブローオフ位置に動かすのにどれ程の圧力が必要かを決定する。

本発明の好ましい実施形態を開示したが、当業者は、ある程度の変更が本発明の範囲内において生じ得ることを認めるであろう。このため、本発明の真の範囲および内容を決定するには以下の特許請求の範囲を精査するべきである。

１０ ショックアブソーバ
１２ 車輪取り付け構造
１４ 車両取り付け構造
１６ 外側ハウジング
１８ 内側ハウジング
２０ 中間管体
２２ 空洞
２４ ピストン
２６ ロッド
２８ 空洞
３０ フット弁
３２ リバウンド行程
３２ａ 流体の流れ
３２ｂ 流体の流れ
３２ｃ 流体の流れ
３４ 圧縮行程
３４ａ 流体の流れ
３４ｂ 流体の流れ
３６ 第１ポート
３８ 第２ポート
４０ 外部弁
４２ 弁ハウジング
４４ 内部空洞
４６ パイロット部分
４８ 主段
５０ スリーブ
５２ ソレノイド
５４ 電源
６０ プレート
６０ａ プレートの第１側面
６０ｂ プレートの第２側面
６０ｃ プレートポート
６０ｄ プレート孔
６２ 第１チャンバ
６４ 第２チャンバ
６６ パイロット弁本体
６８ パイロットチャンバ
７０ オリフィス
７２ 基部部分
７４ ステム部分
７６ 基部部分の外面
７８ 弁ハウジング内面
８０ ピストン
８０ａ ピストンの第１側面
８０ｂ ピストンの第２側面
８０ｃ ピストンの外周面
８０ｄ ピストンポート
８０ｅ ピストンの中心孔
８０ｆ ピストンのボス部
８２ ブローオフリング
８２ａ ブローオフリングの第１側面
８２ｂ ブローオフリングの第２側面
８２ｃ ブローオフリングの外周面
８２ｄ ブローオフリングの開口
８４ シールリング
８４ａ シールリングの内周面
８４ｂ シールリングの外周面
８４ｄ シールリングの端部
８４ｅ シールリングの端部
８４ｆ シールリングのスロット
８６ たわみディスク
８８ 第１スペーサ
８８ａ 第１スペーサのヘッド部分
８８ｂ 第１スペーサのステム部分
８８ｃ 第１スペーサの開口
９０ 第２スペーサ
９０ａ 第２スペーサの内周面
９０ｂ 第２スペーサの外周面
９０ｃ 第２スペーサの開口
９２ ボルト
９２ａ ボルトのヘッド部分
９２ｂ ボルトのネジ端部分
９４ ボルトの中心開口、ボルトの中心孔
９６ 溝
９８ シール
１００ 凹部
１０２ 凹部
１０４ 棚部、リップ
１０６ 溝
１０８ シール
１１０ 座金
１１２ 座金

Claims (16)

1. リバウンド位置と圧縮位置との間で可動であるショックアブソーバと、
   前記ショックアブソーバの剛性を制御するために前記ショックアブソーバに流体連通される外部弁と、
   を備えた車両懸架装置の構成要素であって、前記外部弁が、弁ハウジングと、前記弁ハウジング内部に収容されるピストンと、前記ピストンに対して初期位置とブローオフ位置との間で可動なブローオフリングと、前記ブローオフリングを前記初期位置の方へ付勢する予荷重を有する少なくとも１つのたわみディスクとを含み、前記ブローオフリングは、流体圧力が前記予荷重を超えると、前記ブローオフ位置に動くことができる、車両懸架装置の構成要素。
2. 前記少なくとも１つのたわみディスクを構成する材料が、流体圧力が前記予荷重未満に低下すると、前記少なくとも１つのたわみディスクが前記ブローオフリングを前記初期位置に押し戻すような弾性材料である、請求項１に記載の車両懸架装置の構成要素。
3. 前記弁ハウジングが、前記弁ハウジングの内部空洞を第１チャンバおよび第２チャンバに分離するプレート部分を含み、かつ、前記弁ハウジングが、少なくとも第１ポートおよび第２ポートを含み、前記第１ポートは、前記第１チャンバと前記ショックアブソーバの内部チャンバとを流体接続し、前記第２ポートは、前記第２チャンバと前記ショックアブソーバの別の内部チャンバとを流体接続する、請求項１に記載の車両懸架装置の構成要素。
4. 前記外部弁が、前記第１チャンバ内部に収容されるパイロット部分と、前記第２チャンバ内部に収容される主段とを含む適応減衰弁を備え、前記主段は、前記ピストンと、前記ブローオフリングと、前記少なくとも１つのたわみディスクとを含む、請求項３に記載の車両懸架装置の構成要素。
5. 前記パイロット部分が、パイロットチャンバと、前記パイロットチャンバを前記第１チャンバに流体接続する少なくとも１つのオリフィス開口とを含む、請求項４に記載の車両懸架装置の構成要素。
6. 前記主段が、前記プレート部分および前記ピストンに当接するシールリングを含む、請求項５に記載の車両懸架装置の構成要素。
7. 前記ピストンを前記プレート部分に固定する固定具を含み、前記固定具は、前記第２チャンバを前記パイロットチャンバに流体接続する中心孔を含む、請求項６に記載の車両懸架装置の構成要素。
8. 前記シールリングが、前記ブローオフリングの外周面を取り囲み、かつ、前記ブローオフリングは、凹部を画定する内周面を含み、前記少なくとも１つのたわみディスクが前記凹部の内部に収容される、請求項７に記載の車両懸架装置の構成要素。
9. 前記パイロット部分における前記少なくとも１つのオリフィス開口の大きさを調節するように動作可能なソレノイドを含む、請求項５に記載の車両懸架装置の構成要素。
10. 少なくとも第１チャンバおよび第２チャンバを含む弁ハウジングと、
    前記第１チャンバ内部に収容されるパイロット部分と、
    前記第２チャンバ内部に収容される主段と、
    を含む懸架装置の構成要素用の適応減衰弁であって、前記主段は、ピストンと、前記ピストンに対して初期位置とブローオフ位置との間で可動なブローオフリングと、前記ブローオフリングを前記初期位置の方へ付勢する予荷重を有する少なくとも１つのたわみディスクとを含む、適応減衰弁。
11. 前記弁ハウジングが、前記弁ハウジングの内部空洞を前記第１チャンバおよび第２チャンバに分離するプレート部分を含み、かつ、前記弁ハウジングが、少なくとも第１ポートおよび第２ポートを含み、前記第１ポートは前記第１チャンバと流体連通し、前記第２ポートは前記第２チャンバと流体連通する、請求項１０に記載の適応減衰弁。
12. 前記パイロット部分が、パイロットチャンバと、前記パイロットチャンバを前記第１チャンバに流体接続する少なくとも１つのオリフィス開口とを含む、請求項１１に記載の適応減衰弁。
13. 前記主段が、前記プレート部分および前記ピストンに当接するシールリングを含む、請求項１２に記載の適応減衰弁。
14. 前記ピストンを前記プレート部分に固定する固定具を含み、前記固定具は、前記第２チャンバを前記パイロットチャンバに流体接続する中心孔を含む、請求項１３に記載の適応減衰弁。
15. 前記シールリングが、前記ブローオフリングの外周面を取り囲み、かつ、前記ブローオフリングは凹部を画定する内周面を含み、前記少なくとも１つのたわみディスクが、前記凹部の内部に収容される、請求項１３に記載の適応減衰弁。
16. 前記少なくとも１つのたわみディスクを構成する材料が、流体圧力が前記予荷重未満に低下すると、前記少なくとも１つのたわみディスクが前記ブローオフリングを前記初期位置に押し戻すような弾性材料である、請求項１０に記載の適応減衰弁。

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