JP2020085030A - ショックアブソーバ - Google Patents

Abstract

【課題】緩衝機能および回生効率、力行機能に優れたショックアブソーバを得る。【解決手段】流体を収容するシリンダ１ａと、シリンダ１ａの内部を第１流体室Ｒ１と第２流体室Ｒ２とに仕切りつつシリンダ１ａに対して往復移動するピストン１ｂと、第１流体室Ｒ１に連通する第１ポートＰ１および第２流体室Ｒ２に連通する第２ポートＰ２を有し、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２との間を流通する流体の流通量を変更する流量変更部を備えたポンプ２と、ポンプ２と連動回転する電気ロータおよび電気ロータとの間で磁界を形成するステータと、を備えるショックアブソーバＳ。【選択図】図６

Description

本発明は、流体を利用し、緩衝効果が可変でありエネルギー回生機能および伸縮動作機能を有するショックアブソーバに関する。

従来、このようなショックアブソーバとしては例えば以下の特許文献１（〔０００７〕〜〔００１２〕段落など参照）に記載されたものがある。

特許文献１に記載されたショックアブソーバは、互いに相対移動する本体ハウジングとピストンハウジングとを備えている。本体ハウジングには本体ハウジングと相対回転するねじ部材が設けられ、ピストンハウジングにはねじ部材に螺合するナット部材が設けられている。ピストンハウジングが上下することで一体に設けられたナット部材が上下し、ねじ部材が従動回転する。ねじ部材には、ＣＶＴ機構が連結されており、ねじ部材の回転速度がベルト部材を介して適宜変更されつつモータ部に伝達される。

このように、特許文献１の技術は、ピストンハウジングの直線動作を回転動作に変換してモータ部に伝達し、その際に回転速度を適宜変更することで、ピストンハウジングの動作負荷を変更し、緩衝効果や回生効率を制御しようというものである。

特開２００９−２１４８３６号公報

ただし、特許文献１のショックアブソーバでは、動力伝達機構としてねじ部材を用いるため、長期の使用に際しては、ねじ部材が摩耗し、部材間のガタつきが生じる。摩耗粉が生じる結果、ピストンハウジングの動作について円滑性が損なわれ易いという不都合も生じる。

また、ＣＶＴ機構を用いる結果、回転伝達の変速機構などが大きくなり、各種装置への搭載性が損なわれる。さらに、回転速度を変更するには、伝達ベルトに係合するプーリーの少なくとも一つの形状を変更制御する必要があって装置が複雑になる。その他、装置の重量が嵩むうえ、コスト増大の懸念も生じる。

これらの結果、ショックアブソーバの緩衝機能の応答性が低下するばかりでなく緩衝機能の安定維持が困難となる。ショックアブソーバの伸縮がモータ部に伝達される際に伝達ロスが生じ、エネルギーの回生効率も低下する。このようなエネルギーの消耗は、モータ部を駆動してねじ部材を回転させ、ピストンハウジングの伸縮状態を制御する力行制御についても生じるから、サスペンションの車高調節等を行う際にも応答性が悪化する。

このように、これまでのショックアブソーバにあっては種々の改善すべき点が残存しており、従来から緩衝機能および回生効率、力行機能に優れたショックアブソーバが求められている。

（特徴構成）
本発明に係るショックアブソーバの特徴構成は、
流体を収容するシリンダと、
前記シリンダの内部を第１流体室と第２流体室とに仕切りつつ前記シリンダに対して往復移動するピストンと、
前記第１流体室に連通する第１ポート、および、前記第２流体室に連通する第２ポートを有し、前記第１ポートと前記第２ポートとの間を流通する前記流体の流通量を前記第１流体室および前記第２流体室の流体の圧力を用いて変更する流量変更部を備えたポンプと、
前記ポンプと連動回転する電気ロータおよび前記電気ロータとの間で磁界を形成するステータと、を備えた点にある。

（効果）
本構成のショックアブソーバが、例えば車両の車輪に設けられ、走行中に第１流体室が圧縮された場合、第１流体室の流体はポンプの第１ポートから第２ポートに流通し、ポンプを駆動させる。このようにショックアブソーバが保持している流体がそのままポンプの駆動に利用されるから、ショックアブソーバとポンプの間には流体の流路だけを設ければよく、装置の構成を極めてコンパクトに構成することができる。

また、流体駆動のポンプを用いているため、ねじ部材などを用いた伝達機構で生じ易いバックラッシュなどの心配がなく、円滑で応答性の高い緩衝効果を発揮することができる。

さらに、本構成であれば、第１流体室および第２流体室の流体の圧力を用いて流量変更部を動作させるから、電気的な駆動部を別途用意する必要がなく、装置の構造を簡略化することができる。

（特徴構成）
本発明に係るショックアブソーバでは、前記第１流体室および前記第２流体室と接続され、内部に備えた弁体によって、前記第１流体室および前記第２流体室のうち流体圧の高い側が切替連通される高圧ポート、および、前記流体圧の低い側が切替連通される低圧ポートを有する第１バルブを備え、
前記ポンプが、複数のベーンを保持する流体ロータと、前記ベーンが当接するリング部材とを有し、
前記流量変更部が、前記流通量が増大するよう前記低圧ポートの前記流体圧を前記リング部材に作用させる第１圧力室、および、前記流通量が減少するよう前記高圧ポートの前記流体圧を前記リング部材に作用させる第２圧力室を有し、
前記第１圧力室による前記流体圧の作用方向に沿って前記リング部材を付勢する付勢部により、前記リング部材が前記流体ロータの回転軸芯に対して直角方向に往復移動可能に形成されていると好都合である。

（効果）
本構成のポンプはベーンポンプであり、流体ロータの回転軸芯に対してリング部材を移動させることで、ポンプの流量を変更することができる。例えば、第１流体室が圧縮され、第１流体室の圧力が増大する場合、流体は第１ポートからベーンポンプの内部に流入し第２ポートに流通する。このとき、第１流体室の高圧流体が第２圧力室に流入してリング部材を押圧する。

リング部材は付勢部によって流体ロータの回転軸芯に対して所定の方向に常時付勢されている。この付勢方向は、ベーンポンプの流通量が増える状態、即ち、流体ロータの回転軸芯に対してリング部材の中心のオフセット量が大きくなる方向である。

この状態で第１流体室の流体が第２圧力室に流入する結果、上記偏心量が減少し、ベーンポンプを流通する流体の量が少なくなる。つまり、ピストンの動きに抵抗が生じ、緩衝効果が発揮される。

このようなベーンポンプは小さなもので良く、装置全体がコンパクトになり、各種装置に対する搭載性が向上する。

さらに、流体ロータと電気ロータとを連動回転させる構成は極めて簡単であるから、装置が増大化することがなく、装置の製造コストを抑えることができる。

（特徴構成）
本発明に係るショックアブソーバにおいては、前記高圧ポートおよび前記低圧ポートと、前記第２圧力室および前記第１圧力室と、を連通する流路の断面積および連通先を変更制御する第２バルブが設けられていると好都合である。

（効果）
本構成の第２バルブを設けておくことで、ショックアブソーバの作動とは独立して第１圧力室および第２圧力室の圧力を調節することができる。つまり、ショックアブソーバの作動に際して、ベーンポンプを流通する流体量を調節することができる。これは、回生運転に際して流体ロータの回転数を任意に調節できることであり、力行運転に際して流体の流通量を任意に調節できることである。よって、回生効率やショックアブソーバの伸長状態を任意に設定することができる。

（特徴構成）
本発明に係るショックアブソーバにおいては、前記流体の圧力を調節する圧力調節部を備えることができる。

（効果）
ショックアブソーバがピストンおよびシリンダを備える場合、通常、ピストンからはロッドが延設される。このため、ピストンのうち第１流体室に面する部位の面積と、第２流体室に面する部位の面積とは異なる。つまり、ピストンを挟んで反対方向に作用する流体圧には差が生じる。ただし、流体圧の少ない側には例えばショックアブソーバを装着した車両等の重量が加わることで、ピストンに作用する双方の圧力が等しくなり、ピストンの位置が固定される。

そこで、本構成の如く圧力調節部を設けることで、ショックアブソーバに収容された流体全体の圧力を変更し、ピストンを挟んで対向する流体圧どうしの差を変更する。これにより、ピストンの位置が変更され、つまりは車両の初期車高などを適宜変更することができる。

第１実施形態に係るショックアブソーバの構成と回生動作を示す説明図 第１実施形態に係るショックアブソーバの構成を示す説明図 第１実施形態に係るショックアブソーバの構成と回生動作を示す説明図 第１実施形態に係るショックアブソーバの力行動作を示す説明図 第１実施形態に係るショックアブソーバの力行動作を示す説明図 第２実施形態に係るショックアブソーバの構成と回生動作を示す説明図 第３実施形態に係るショックアブソーバの構成と回生動作を示す説明図 第３実施形態に係る第２バルブの動作態様を示す説明図 第４実施形態に係るショックアブソーバの動作態様を示す説明図 第５実施形態に係るショックアブソーバの構成を示す説明図

〔第１実施形態〕
図１乃至図５に、第１実施形態に係るショックアブソーバＳを示す。本発明に係るショックアブソーバＳは、例えば、車両のサスペンションに利用される。当該ショックアブソーバＳは、流体である作動油を内部に収容するシリンダ１ａと、このシリンダ１ａの内部を第１流体室Ｒ１と第２流体室Ｒ２とに仕切りつつ往復移動するピストン１ｂとを有する。シリンダ１ａとピストン１ｂでアブソーバ本体１が構成される。シリンダ１ａには作動油の流量を変更することができるポンプ２が併設され、さらに、ポンプ２には、ポンプ２を構成する動作部材と連動する回転電気子３が設けられる。これらにより、ピストン１ｂの動作速度が調節され、あるいは、ピストン１ｂを積極的に動作させて車高の調節などが行われる。

ここではポンプ２の一例としてベーンポンプ２１を用いる。車両の走行時にピストン１ｂが往復移動することで、第１流体室Ｒ１と第２流体室Ｒ２との間で作動油の出入りが生じる。作動油はベーンポンプ２１を流通しており、ベーンポンプ２１の流通抵抗を変更することで、ピストン１ｂの動きが緩和される。

また、回転電気子３は、ベーンポンプ２１を発電用の流体圧モータとして、或いは、流体圧を発生させる流体圧ポンプとして機能させるために作用する。流体圧モータとして機能する際には、ベーンポンプ２１の回転速度を変更することで回生効率が変更される。一方、流体圧ポンプとして機能する際には、ベーンポンプ２１を介してピストン１ｂの位置が変更され、車高調整が可能となる。

（アブソーバ本体）
図１に示すように、シリンダ１ａの内部に、ロッド１ｃを有するピストン１ｂが内挿されている。ピストン１ｂは、シリンダ１ａの内部を第１流体室Ｒ１と第２流体室Ｒ２とに仕切っている。シリンダ１ａの壁部には、第１流体室Ｒ１に連通するシリンダ第１ポート１ｆと、第２流体室Ｒ２に連通するシリンダ第２ポート１ｇと、が形成されている。

ピストン１ｂには第１流体室Ｒ１と第２流体室Ｒ２とを連通する一対の一方向弁１ｄが設けられている。後述するベーンポンプ２１が仮に故障し、ベーンポンプ２１を介して第１流体室Ｒ１と第２流体室Ｒ２との間で作動油の流通が不可能になったとき、これら一方向弁１ｄが作動して、ピストン１ｂの往復移動を可能とする。

シリンダ１ａの外部には、例えば、第１流体室Ｒ１に連通する状態に流体量調整部１ｈが備えられている。例えば、ピストン１ｂがシリンダ１ａに対して出退する際には、シリンダ１ａの内部におけるロッド１ｃの体積割合が変化し、装置全体の流路Ｃに存在する流体量および流体圧が変化する。このとき流体圧の変化に応じて流体が出入りできる流体量調整部１ｈを設けておくことで全体の流体圧が一定に維持される。

（ベーンポンプ）
図１に示すように、ベーンポンプ２１は、複数のベーン２ａを保持する流体ロータ２ｂと、ベーン２ａが当接するリング部材２ｃとを有する。夫々のベーン２ａは、流体ロータ２ｂの回転中心Ｘに対して径方向に複数設けられた溝部２ｄに挿入配置されている。流体ロータ２ｂの回転に際して、夫々のベーン２ａは遠心力で振り出され、リング部材２ｃの内面に対して摺動する。

リング部材２ｃは、外側リング部材２ｃ１と内側リング部材２ｃ２とを有する。流体ロータ２ｂの回転に際しては、夫々のベーン２ａは通常は遠心力で振り出され、外側リング部材２ｃ１に摺接する。一方、内側リング部材２ｃ２は、流体ロータ２ｂの回転速度が遅く夫々のベーン２ａに十分な遠心力が作用しない場合や、流体ロータ２ｂの溝部２ｄに異物が侵入してベーン２ａの動きに抵抗が生じた場合等に夫々のベーン２ａを強制的に外側リング部材２ｃ１の側に移動させる。

リング部材２ｃは、作動油によって位置変更可能であり、ベーンポンプ２１を流通する作動油の流量を変更する流量変更部として機能する。外側リング部材２ｃ１のうち互いに反対の位置には、一対のガイド突起２ｅが形成してある。一方のベーンポンプ２１の本体には、一対のガイド溝２ｆが形成してあり、ガイド突起２ｅの夫々がこれらガイド溝２ｆに密着しつつ摺動可能に内挿されている。

図１に示すように、これらガイド突起２ｅおよびガイド溝２ｆは、作動油の油圧が作用する第１圧力室Ｒ３および第２圧力室Ｒ４を形成する。第１圧力室Ｒ３には、外側リング部材２ｃ１の中心を流体ロータ２ｂの回転中心Ｘから偏心する側に押圧する付勢部２ｇを設けてある。この付勢部２ｇは、例えばコイルスプリングである。

外側リング部材２ｃ１と夫々のベーン２ａとの間には、作動油を保持して搬送する複数のポンプ室Ｖが形成される。ポンプ室Ｖは、第１流体室Ｒ１に対して第１ポートＰ１を介して連通する第１ポンプ室Ｖ１と、第２流体室Ｒ２に対して第２ポートＰ２を介して連通する第２ポンプ室Ｖ２とが形成されている。

流体ロータ２ｂに対する外側リング部材２ｃ１の偏心量が大きくなるほど、流体ロータ２ｂの回転に伴うポンプ室Ｖの容積変化が大きくなり、ベーンポンプ２１の流量が増大する。本実施形態では、付勢部２ｇによって外側リング部材２ｃ１を常時付勢しているから、ベーンポンプ２１の初期状態は流量が最大となる状態である。つまり、ピストン１ｂが素早く動くとき、作動油はベーンポンプ２１を容易に通過するからピストン１ｂの減衰効果は少なくなる。また、多くの作動油が流通可能であるため、流体ロータ２ｂの回転数は少なくなる。よって、後述する回転電気子３の回転速度も高まらず、回生効果が小さくなる。

（第１バルブ）
ピストン１ｂの動きが速くなるときに減衰効果を高めようとすれば、外側リング部材２ｃ１の偏心量を少なくしてポンプ室Ｖの回転に伴う容積変化を小さくする必要がある。そのために、本第１実施形態では、図１に示すように第１バルブ４を設けてある。

第１バルブ４は、第１流体室Ｒ１に接続される二つのポート４ａと、第２流体室Ｒ２に接続される二つのポート４ｂを有し、内部に弁体４ｃを備えている。弁体４ｃは、第１流体室Ｒ１の油圧と第２流体室Ｒ２の油圧との差に応じて変位し、第１流体室Ｒ１および第２流体室Ｒ２のうち油圧の高い側を高圧ポートＰＨに連通させ、油圧の低い側を低圧ポートＰＬに連通させる。図１に示すように、高圧ポートＰＨおよび低圧ポートＰＬは各々ベーンポンプ２１の第２圧力室Ｒ４および第１圧力室Ｒ３に接続される。

(減衰効果)
図１に示すように、例えばピストン１ｂが下方に移動し、第１流体室Ｒ１の油圧が高まったとき、第１流体室Ｒ１の作動油は、ベーンポンプ２１の第１ポートＰ１から第１ポンプ室Ｖ１に流入し、流体ロータ２ｂを反時計方向に回転させつつ第２ポンプ室Ｖ２から第２ポートＰ２を介して排出され、第２流体室Ｒ２に流入する。一方、第１流体室Ｒ１から流出した作動油は、第１バルブ４の高圧ポートＰＨを介して第２圧力室Ｒ４に流入し、外側リング部材２ｃ１を押圧して流体ロータ２ｂとの偏心量を減少させる。このとき第１圧力室Ｒ３の容積が減少し、第１圧力室Ｒ３の作動油が第１バルブ４の低圧ポートＰＬに流入し、さらに第２流体室Ｒ２に戻される。

逆に、図３に示すように、ピストン１ｂが上方に移動し、第２流体室Ｒ２の油圧が高まったとき、第２流体室Ｒ２の作動油は、第２ポートＰ２を介して第２ポンプ室Ｖ２に流入し、流体ロータ２ｂを時計方向に回転させつつ第１ポンプ室Ｖ１から第１ポートＰ１を介して排出され、第１流体室Ｒ１に流入する。一方、第２流体室Ｒ２から流出した作動油は、第１バルブ４の高圧ポートＰＨを介して第２圧力室Ｒ４に流入し、外側リング部材２ｃ１を押圧して流体ロータ２ｂとの偏心量を減少させる。このとき第１圧力室Ｒ３の容積が減少し、第１圧力室Ｒ３の作動油が第１バルブ４の低圧ポートＰＬに流入し、さらに第１流体室Ｒ１に戻される。

このように、本実施形態のショックアブソーバＳでは、ピストン１ｂの動作速度が大きいほどベーンポンプ２１の流量が制限され、ピストン１ｂの減衰効果が高まる。ただし、ピストン１ｂの動作方向に応じて流体ロータ２ｂの回転方向が変更される。

（回生運転）
図２に示すように、流体ロータ２ｂの回転軸２ｈには回転電気子３としての電気ロータ３ｉが接続されている。当該接続の態様は任意である。例えば、一つの軸に流体ロータ２ｂと電気ロータ３ｉとが固定されていても良いし、歯車やベルトを介して流体ロータ２ｂと電気ロータ３ｉとが連動回転するものであっても良い。電気ロータ３ｉの周囲には電気ロータ３ｉとの間で磁界を形成するステータ３ｊが設けられている。これらにより、流体ロータ２ｂが回転することで電気ロータ３ｉが回転し回生電流が発生する。これを蓄電池６に電気エネルギーとして蓄える。

回生電流は、電気ロータ３ｉの回転速度によって変動する。本実施形態では、ピストン１ｂの動きが速いほど外側リング部材２ｃ１の偏心量が少なくなり、作動油の流量が減少する結果、流体ロータ２ｂの回転数が高まって回生電流が大きくなる。

尚、図１における回生運転と図３における回生運転とは外側リング部材２ｃ１の押圧方向は同じになるが、流体ロータ２ｂおよび電気ロータ３ｉの回転方向は反対になる。

（力行運転）
図４に示すように、電気ロータ３ｉおよびステータ３ｊは駆動モータとして機能させることもできる。つまり、ベーンポンプ２１を積極的に回転させることで作動油を流通させピストン１ｂを動作させる。例えば、電気ロータ３ｉに駆動電流を印加して電気ロータ３ｉおよび流体ロータ２ｂを時計方向に回転させる。これにより第２流体室Ｒ２から第２ポンプ室Ｖ２に作動油が吸引され、第１ポンプ室Ｖ１を介して第１流体室Ｒ１に流入する。この結果、ピストン１ｂが上方に押し上げられ、車両の車高が上げられる。力行運転に際しては、例えば、ピストン１ｂとシリンダ１ａとの間にストロークセンサ１ｅを備えておき、ピストン１ｂの位置変化を制御部７でモニターしつつ、電気ロータ３ｉの回転速度を変化させる。

電気ロータ３ｉの回転速度を調節することで車高調節の応答速度を変えることができる。例えば、図４は電気ロータ３ｉおよび流体ロータ２ｂの回転速度が低い場合を示し、このときベーンポンプ２１を流通する作動油の量は少ないから、第２ポンプ室Ｖ２の圧力と第１ポンプ室Ｖ１の圧力との差は少ない。ただし、吐出側となる第１ポンプ室Ｖ１の圧力は吸引側の第２ポンプ室Ｖ２の圧力よりも高いから、第１ポンプ室Ｖ１から吐出された作動油の一部が第１バルブ４に流入し、高圧ポートＰＨから第２圧力室Ｒ４に作動油を流入させる。

これにより外側リング部材２ｃ１は偏心量を減らす側に押されるが、当初の流体ロータ２ｂの回転数が低いため外側リング部材２ｃ１の偏心量は減少し難い。この結果、流体ロータ２ｂの偏心量は多く維持され、ベーンポンプ２１を流通する作動油の流量が大きく設定される。つまり、ピストン１ｂを素早く動かすことができる高応答特性を発揮することができる。尚、この場合、流体ロータ２ｂの回転速度はそれほど高くはなく、ピストン１ｂを動作させる推力は小さいと言える。

一方、電気ロータ３ｉおよび流体ロータ２ｂの回転速度を高く設定すると、図５に示すように、ベーンポンプ２１を流通する作動油の量が増え、第２ポンプ室Ｖ２の圧力と第１ポンプ室Ｖ１の圧力との差が大きくなる。よって第１ポンプ室Ｖ１から吐出された作動油の一部は、第１バルブ４を介して第２圧力室Ｒ４に勢いよく流入し、外側リング部材２ｃ１の偏心量をより少なくする。この結果、ベーンポンプ２１を流通する作動油の流量が絞られ、ピストン１ｂを緩やかに動かす、所謂、小応答特性が発揮される。尚、流体ロータ２ｂの回転速度は高いため、作動油は確実にベーンポンプ２１を流通することとなり、ピストン１ｂを動作させる推力は大きくなる。

本実施形態のように、アブソーバ本体１とベーンポンプ２１とが作動油の流路Ｃで連結され、アブソーバ本体１が保持している作動油がそのままベーンポンプ２１の回転駆動に利用されるのであれば、アブソーバ本体１とポンプ２との間には作動油の流路Ｃだけを設ければよく、装置構成を極めてコンパクトにすることができる。

また、ベーンポンプ２１は流体駆動するため、ねじ部材などを用いた伝達機構で生じ易いバックラッシュなどの心配がなく、円滑で応答性の高い緩衝効果を発揮することができる。

さらに、本構成であれば、第１流体室Ｒ１および第２流体室Ｒ２の作動油の圧力を用いて外側リング部材２ｃ１を動作させるから、電気的な駆動部を別途用意する必要がなく、装置の構造を簡略化することができる。

このようなベーンポンプ２１は小さなもので良く、装置全体がコンパクトになり、各種装置に対する搭載性が向上する。その他、流体ロータ２ｂと電気ロータ３ｉとを連動回転させる構成は極めて簡単であるから、装置が増大化することがなく、装置の製造コストを抑えることができる。

〔第２実施形態〕
図６は、上記第１実施形態のうち、第１バルブ４を省略した例である。ここでは、シリンダ第１ポート１ｆからの流体を第１ポートＰ１および第２圧力室Ｒ４に接続し、シリンダ第２ポート１ｇからの流体を第２ポートＰ２および第１圧力室Ｒ３に接続してある。

図６は、ピストン１ｂが相対的に下がっている状態であり、例えば、車両の車輪が突き上げられて第１流体室Ｒ１の流体が押し出される状態を示す。このような状態では、車輪の突き上げを防止する必要があり、ベーンポンプ２１を流通する流体量を減少させる必要がある。

第１流体室Ｒ１から流出した流体は第２圧力室Ｒ４に流入し、リング部材２ｃを押圧して、流体ロータ２ｂの回転中心Ｘに近づける。この結果、第１ポンプ室Ｖ１から第２ポンプ室Ｖ２に流通する流体量が減少し、ピストン１ｂの動作が緩衝される。また、このとき流体ロータ２ｂは勢いよく回転するから良好な回生運転が行える。

一方、ピストン１ｂが相対的に上昇する場合、即ち、車輪が急激に下降する場合には、ピストン１ｂの動作を緩衝しない方が、車輪が地面との設置状態を維持できて好ましい。その場合には、シリンダ第２ポート１ｇから流出した流体が第１圧力室Ｒ３に流入し、リング部材２ｃを押圧して、流体ロータ２ｂとの偏心量を大きく確保する。この結果、第２ポンプ室Ｖ２から第１ポンプ室Ｖ１への流体の流通量が多く維持され、ピストン１ｂの緩衝効果が小さくなる。

尚、車高を上げるべく第１流体室Ｒ１に流体を供給する場合には、回転電気子３を通電駆動するとよい。図６の例では、流体ロータ２ｂを時計方向に回転させることになる。その場合、高圧の流体が第２圧力室Ｒ４に流入してリング部材２ｃの偏心量が少なくなる。つまり、第２ポンプ室Ｖ２から第１ポンプ室Ｖ１への流体の流通量が減少して、車高調節の応答性は低下するが、持ち上げトルクの大きな力行運転を行うことができる。

〔第３実施形態〕
図７および図８に示すように、ベーンポンプ２１と第１バルブ４との間に電気的駆動によって作動油の流通経路および流通量を変更できる第２バルブ５を設けることもできる。第２バルブ５としては例えばＯＣＶ（Oil Control Valve）を用いる。

第２バルブ５の内部には中央に貫通流路５ｅを有するプランジャ５ａが備えられ、例えば、アブソーバ本体１のピストン１ｂとシリンダ１ａとの間に設けたストロークセンサ１ｅと、このストロークセンサ１ｅから得た信号に基いて制御部７が第２バルブ５に駆動信号を出し、プランジャ５ａの位置を制御するように構成する。

第２バルブ５では、高圧ポートＰＨからの作動油が、第２バルブ５に設けた二つの受入口５ｂの一方に接続され、低圧ポートＰＬからの作動油が、受入口５ｂの他方に接続される。また、第２バルブ５には二つの吐出口５ｃが形成されており、内部のプランジャ５ａの位置を切り換えて二つの受入口５ｂと二つの吐出口５ｃとの連通状態を切り換える。プランジャ５ａの位置は制御部７からの駆動信号によりソレノイド部５ｄを操作して行う。

図７および図８（ａ）は、例えば、サスペンションを硬めに設定したい場合やオフロードを走行する場の例である。この場合、外側リング部材２ｃ１の偏心量が小さく維持されるように、つまり、作動油が第２圧力室Ｒ４に多く保持されるように第２バルブ５を駆動し、プランジャ５ａを下方に移動させ、作動油が第１バルブ４の高圧ポートＰＨから第２圧力室Ｒ４に至るようにする。これにより、ピストン１ｂの動作が減衰され、車高の変化が抑えられて、車体の下部が地面に接触するような事態が生じるのを抑制する。

一方、図８（ｂ）は、車両が高速道路を走行する場合などの例である。車輪の上下動によってピストン１ｂの位置が変化し、第１ポンプ室Ｖ１と第２ポンプ室Ｖ２との圧力差が生じる場合に、第１ポンプ室Ｖ１と第２ポンプ室Ｖ２との作動油の流通量を多く確保する。つまり、プランジャ５ａを上昇させて、高圧ポートＰＨを第１圧力室Ｒ３に接続し、低圧ポートＰＬを第２圧力室Ｒ４に接続する。これにより、外側リング部材２ｃ１のオフセット量が大きい状態に維持され、第１ポンプ室Ｖ１から第２ポンプ室Ｖ２に流通する作動油の量が多く維持される。ピストン１ｂの移動はあまり減衰されず、高速走行する車両の車輪は上下するものの、車体には上下動が現れず安定した走行状態を得ることができる。

図８（ｃ）のように、第１バルブ４と第１圧力室Ｒ３および第１バルブ４と第２圧力室Ｒ４との作動油の流通を遮断すると、外側リング部材２ｃ１の偏心量が固定される。これにより、例えばサスペンションの硬さ設定を一定にすることができる。

電気ロータ３ｉを駆動させて車高調節を行う場合は、第２バルブ５の状態は、例えば、図８（ａ）乃至図８（ｃ）の何れの状態でもよい。電気ロータ３ｉを駆動させることで作動油が流動し、第１流体室Ｒ１あるいは第２流体室Ｒ２に作動油が流入してピストン１ｂの高さが変化する。このときストロークセンサ１ｅでピストン１ｂの位置変化を測定しておけば、仮に、電気ロータ３ｉを逆回転させた場合でも素早く反転させることができる。

また、車高を素早く上げる力行運転を行う場合には、第２バルブ５を制御して図８（ｂ）の状態とし、作動油が第１圧力室Ｒ３に多く流入する状態にして外側リング部材２ｃ１の偏心量を大きくする。これにより、作動油はベーンポンプ２１の第２ポンプ室Ｖ２から第１ポンプ室Ｖ１により多く流通し、ピストン１ｂを押し上げて車高を素早く上げることができる。

〔第４実施形態〕
図９には、本発明の第４実施形態に係るショックアブソーバＳを示す。ここでは、作動油の流路Ｃの何れかの場所に、作動油の圧力を調節する圧力調節部８を設ける。圧力調節部８としては、例えば、作動油を保持したアキュムレータ８１を用いる。アキュムレータ８１の内部には、作動油を保持する油室８ａと、高圧気体を保持する気体室８ｂと、が設けられている。尚、この気体室８ｂは、作動油に圧力を加えられるものであれば、バネを備えたもの等であっても良い。

油室８ａは、第３バルブ８ｃを介して、例えば、第１流体室Ｒ１と第１バルブ４との間の流路Ｃに接続する。第３バルブ８ｃとしては、例えば、流路Ｃの開閉を通電によってＯＮ-ＯＦＦ制御できるＯＳＶ（Oil Switching Valve）を用いる。

例えば、アブソーバ本体１のピストン１ｂを上昇させて車高を上げたい場合に、第３バルブ８ｃを開き操作し、油室８ａの作動油を流路Ｃに放出する。これにより、流路Ｃの全体の圧力が上昇する。一方、ピストン１ｂの寸法に着目すると、ピストン１ｂの両面のうち、ロッド１ｃが設けられた側の面積が、ロッド１ｃの断面積の分だけ小さい。よって、ピストン１ｂの両面のうち、ロッド１ｃがない側の面に作用する圧力が大きくなりピストン１ｂが上昇する。これにより車高が上がる。

尚、所定の高さだけ車高が上がると、例えば、アブソーバ本体１に併設されているコイルバネ（図外）が伸び、コイルバネによる支持荷重が小さくなる。よって、ピストン１ｂに加えられた上向き荷重と、コイルバネの支持荷重の減少分、車両重量などがバランスして車高は所定高さで一定となる。

図９では、シリンダ１ａの外部に流体量調整部１ｈを設けてあり、通常のピストン１ｂの上下動に際しては、流体量調整部１ｈが装置全体の流体圧を維持する。ただし、アキュムレータ８１を備えた本実施形態では、流体量調整部１ｈを廃止し、通常時の流体圧の維持をアキュムレータ８１に兼務させてもよい。

〔第５実施形態〕
上記各実施形態では、ポンプ２としてベーンポンプ２１を用いたが、その他に、ポンプ容量を変更できるものであれば何れのタイプのポンプも利用可能である。例えば、図１０に示すように、複数のプランジャ２２ａを傾斜カム２２ｅに沿って回転させるアキシャルポンプ２２を利用し、ピストン１ｂの動きに連動して傾斜カム２２ｅの角度を変更するものでも良い。

このアキシャルポンプ２２は、四つのプランジャ２２ａがホルダ２２ｂに保持されており、夫々のプランジャ２２ａはバネ部材(図示省略)によって、ケース２２ｄの内部に設けられた傾斜カム２２ｅに押し付けられる。ホルダ２２ｂの底部には、各プランジャ２２ａによって形成される流体室に通じる連通口２２ｆが設けてある。

ケース２２ｄの底部には、連通口２２ｆの二つずつに通じる円弧状の第１開口部２２ｇと第２開口部２２ｈとが設けられている。第１開口部２２ｇはシリンダ第１ポート１ｆと連通しており、第２開口部２２ｈはシリンダ第２ポート１ｇと連通している。よって、流体が何れのポートから吐出されるかによって、第１開口部２２ｇおよび第２開口部２２ｈは、アキシャルポンプ２２の吸引口あるいは吐出口となる。

さらに、ケース２２ｄの底部には、ホルダ２２ｂと連動回転する回転電気子３が設けられており、アキシャルポンプ２２を発電用の流体圧モータとして、或いは、流体圧を発生させる流体圧ポンプとして機能させるよう作用する。

傾斜カム２２ｅは、ケース２２ｄに揺動可能に支持されており、一部に設けたアーム２２ｉにより傾斜角度が変更される。アーム２２ｉは、カム用シリンダ２２ｋの内部を二つの空間に仕切りつつ往復移動するカム用ピストン２２ｊに連結されている。カム用シリンダ２２ｋの内部の空間の一方にはバネ部材２２ｍが設けてあり、傾斜カム２２ｅの傾斜角度が大きくなる側にカム用ピストン２２ｊを常時付勢する。本実施形態では、これら傾斜カム２２ｅと、カム用ピストン２２ｊ、カム用シリンダ２２ｋが、アキシャルポンプ２２を流通する流体の流量を変更する流量変更部として機能する。

シリンダ１ａとカム用シリンダ２２ｋとの間には、高圧の流体を常に高圧ポートＰＨから吐出させ、低圧の流体を常に低圧ポートＰＬから流入させる第１バルブ４が設けてある。シリンダ第１ポート１ｆが、第１バルブ４の一組のポート４ａに接続され、シリンダ第２ポート１ｇが、第１バルブ４の他の一組のポート４ｂに接続されている。高圧ポートＰＨは、カム用シリンダ２２ｋの空間のうちバネ部材２２ｍが設けられていない側に接続され、低圧ポートＰＬは、バネ部材２２ｍが設けられた側に接続されている。また、シリンダ第１ポート１ｆはアキシャルポンプ２２の第１開口部２２ｇに接続され、シリンダ第２ポート１ｇが第２開口部２２ｈに接続されている。

図１０は、ピストン１ｂが押し下げられ、第１流体室Ｒ１の流体が押し出されている状態である。図１０の状態では、流体が第１開口部２２ｇから流入し、プランジャ２２ａが押し上げられるため、ホルダ２２ｂは矢印の方向に右回転する。傾斜カム２２ｅの内側にはベアリングを介して回転カム２２ｎが設けられており、プランジャ２２ａの頂部に当接した状態で回転可能である。これにより、プランジャ２２ａの出退動作が円滑となる。

傾斜カム２２ｅは、初期状態では最大傾斜角度を有し、ホルダ２２ｂの回転に伴うプランジャ２２ａの出退量が最大となる。つまり、アキシャルポンプ２２の流体流通量が最大となって、ピストン１ｂの作動を緩衝する効果は小さい。例えば車両が滑らかな路面を走行している場合には、ピストン１ｂは比較的自由に上下動することとなり、車両の微小上下動が軽減される。

ピストン１ｂが急激に下げられた場合には、第１バルブ４の高圧ポートＰＨからカム用シリンダ２２ｋに流入した流体によってカム用ピストン２２ｊが押し下げられ、傾斜カム２２ｅの傾斜角度が小さくなる。この結果、プランジャ２２ａの出退量が少なくなり、アキシャルポンプ２２の流体流通量が少なくなってピストン１ｂの緩衝効果が高まる。このとき、所定量の流体を流通させるためにホルダ２２ｂの回転速度が高まり、これに回転電気子３が連動して回生効率が高まる。

逆に、ピストン１ｂが急上昇し、シリンダ第２ポート１ｇから高圧の流体が吐出される場合にはホルダ２２ｂは逆回転する。その場合にも、ピストン１ｂの上昇速度が大きいほど傾斜カム２２ｅの傾斜角度が小さくなり、ピストン１ｂの緩衝効果が高まる。例えば、車両が比較的大きな凹凸のある路面を走行している場合には、ピストン１ｂの動作が緩衝を受け、車両の過度な上下動が軽減される。

このように、回生運転では、ピストン１ｂが何れの方向に動作する場合でもピストン１ｂの動作速度が速いほど緩衝効果が高まり、多くの回生電流を発生させることができる。

一方、力行運転に際しては、回転電気子３に通電することでホルダ２２ｂを任意の方向に駆動回転させ、例えば第１開口部２２ｇから流体を吐出させることで、ピストン１ｂを上昇させることができる。

尚、当該アキシャルポンプ２２は、図７に示したような第２バルブ５を用いる実施形態、および、図９に示したような圧力調節部８を用いる実施形態にも適用可能である。

本発明に係るショックアブソーバは、作動油の流量を調節してピストンの動きを減衰させると共に回生電流を生じさせ、あるいは、ピストンを作動させるものであって、例えば、車両のショックアブソーバや車高調節機構などに広く適用することができる。

１ａ シリンダ
１ｂ ピストン
２ ポンプ
２１ ベーンポンプ
２ａ ベーン
２ｂ 流体ロータ
２ｃ１ 外側リング部材
２ｇ 付勢部
３ｉ 電気ロータ
３ｊ ステータ
４ 第１バルブ
４ｃ 弁体
５ 第２バルブ
８ 圧力調節部
Ｃ 流路
ＰＨ 高圧ポート
ＰＬ 低圧ポート
Ｒ１ 第１流体室
Ｒ２ 第２流体室
Ｒ３ 第１圧力室
Ｒ４ 第２圧力室
Ｓ ショックアブソーバ
Ｖ１ 第１ポンプ室
Ｖ２ 第２ポンプ室

Claims (4)

1. 流体を収容するシリンダと、
   前記シリンダの内部を第１流体室と第２流体室とに仕切りつつ前記シリンダに対して往復移動するピストンと、
   前記第１流体室に連通する第１ポート、および、前記第２流体室に連通する第２ポートを有し、前記第１ポートと前記第２ポートとの間を流通する前記流体の流通量を変更する流量変更部を備えたポンプと、
   前記ポンプと連動回転する電気ロータおよび前記電気ロータとの間で磁界を形成するステータと、を備えるショックアブソーバ。
2. 前記第１流体室および前記第２流体室と接続され、内部に備えた弁体によって、前記第１流体室および前記第２流体室のうち流体圧の高い側が切替連通される高圧ポート、および、前記流体圧の低い側が切替連通される低圧ポートを有する第１バルブを備え、
   前記ポンプが、複数のベーンを保持する流体ロータと、前記ベーンが当接するリング部材とを有し、
   前記流量変更部が、前記流通量が増大するよう前記低圧ポートの前記流体圧を前記リング部材に作用させる第１圧力室、および、前記流通量が減少するよう前記高圧ポートの前記流体圧を前記リング部材に作用させる第２圧力室を有し、
   前記第１圧力室による前記流体圧の作用方向に沿って前記リング部材を付勢する付勢部により、前記リング部材が前記流体ロータの回転軸芯に対して直角方向に往復移動可能に形成されている請求項１に記載のショックアブソーバ。
3. 前記高圧ポートおよび前記低圧ポートと、前記第２圧力室および前記第１圧力室と、を連通する流路の断面積および連通先を変更制御する第２バルブを備えている請求項２に記載のショックアブソーバ。
4. 前記流体の圧力を調節する圧力調節部を備えた請求項１〜３の何れか一項に記載のショックアブソーバ。

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