JP3263070B2 - 調節可能なショックアブソーバ組立体 - Google Patents
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Description
特に、ショックアブソーバのピストンの圧縮及び伸長行
程中、ショックアブソーバの減衰特性を選択的に調節す
るバイパス弁を備えるピストン組立体に関するものであ
る。
ショックアブソーバの圧縮及び伸長中、ショックアブソ
ーバの減衰特性又は緩衝作用を調節し、又は制御可能に
変化させる装置を備えている。この型式の従来のショッ
クアブソーバにおいて、各種の流体開口部がショックア
ブソーバピストン又はピストンロッドに設けられ、この
ような流体開口部を選択的に開閉させ、ピストン又はピ
ストンおよびピストンロッド組立体を通る液圧流体の流
れに対する抵抗を変化させる手段が設けられる。
力の程度に依存するため、ショックアブソーバから発生
される減衰力が調節可能であることが望ましいことが多
い。ショックアブソーバの減衰特性を選択的に変化させ
るショックアブソーバの例は、その開示内容を引用して
本明細書に含めた、米国特許第5,016,908号の「ショッ
クアブソーバを制御する方法及び装置」がある。
立体により絞る程度が大きければ大きい程、ショックア
ブソーバにより提供される減衰力は増大する。従って、
減衰流体の流れが比較的に非絞り状態のとき、「柔らか
い」圧縮及び伸長行程が提供され、減衰流体の流れが絞
られた状態のとき、「固い」圧縮及び伸長行程が提供さ
れる。
ンバの上方及び下方部分間を流動する減衰流体の量を比
較的高精度でかつ迅速に制御することの出来るショック
アブソーバを提供することである。このようなショック
アブソーバは、調節した時、「固い」及び「柔らかい」
伸長及び圧縮状態間で迅速に変化させることにより、接
地安定性及び操縦特性を改善する。
れる構成要素の数及び構造の複雑さを共に低減すること
により、ピストン組立体を簡略化することである。バイ
パス弁は、柔らかい圧縮行程及び固い伸長行程を提供す
る第1の位置から固い圧縮行程及び柔らかい伸長行程を
提供する第2の位置まで、ポート付きプランジャにより
駆動する。改良されたピストン組立体は、ショックアブ
ソーバの減衰力を制御することにより、車両の操縦特性
及び/又は接地安定性を向上させるものである。
ストン内に「浮動ピストン」を採用し、減衰流体の流れ
状態を制御するショックアブソーバ用の新規かつ改良さ
れたピストン組立体を提供することである。「浮動ピス
トン」は、比較的複雑でない設計であり、経済的に製造
出来、しかも広範囲の調節に適用可能である。
位置から容易にかつ便宜に制御することが出来、かつ広
範囲の調節が可能であるショックアブソーバを提供する
ことである。
共に、以下の説明及び従属項を読むことにより明らかに
なるであろう。
ピストン型式の流体ショックアブソーバを制御する方法
及び装置を使用する自動車の図、 第2図A及び第2図Bは、本発明の一例としての好適
な実施例によるショックアブソーバの上端及び下端部分
のそれぞれの縦断面図、 第3図は、第2図Bに示したピストン組立体の部分縦
断面図で、固い伸長行程を提供し得るよう位置決めされ
たピストン組立体内の浮動ピストン、即ち、ディスク部
材を示す図、 第4図は、固い圧縮行程を提供し得るように位置決め
された浮動ピストン(ディスク部材)を示す第3図と同
様の図、 第5図は、柔らかい伸長行程を提供し得るように位置
決めされた浮動ピストン(ディスク部材)を示す第3図
と同様の図、 第6図は、柔らかい圧縮行程を提供し得るように位置
決めされた浮動ピストン(ディスク部材)を示す第3図
と同様の図である。
ね上部分とばね下部分との間、又はその他の装置の他の
相互接続したが相対的に可動である構成要素との間に減
衰、又は緩衝作用を提供し得るようにした本発明による
調節可能なショックアブソーバの一例としての実施例が
示してある。ここで使用する「ショックアブソーバ」と
いう用語は、一般的な意味でショックアブソーバを意味
し、マクファーソンストラットをも含むものである。本
発明は各種の自動車に適用可能であるように図面に示し
てあるが、当業者は、以下の説明から、本発明の原理は
その他の型式のサスペンション装置にも、同様に適用可
能であることが容易に理解されよう。
つのショックアブソーバ10が概略図で示した従来の自動
車12と関係する状態で示してある。該自動車12は、自動
車の後輪18を支持し得るようにした横方向に伸長する後
車軸組立体(図示せず)を有するリアサスペンション装
置14を備えている。後車軸組立体は、一対のショックア
ブソーバ10及びヘリカルコイルばね20により自動車12に
接続される。同様に、自動車12は、自動車の前輪24を支
持する横方向に伸長する前車軸組立体(図示せず)を有
するフロントサスペンション装置22を備えている。前車
軸組立体は、第2対のショックアブソーバ10及びヘリカ
ルコイルばね20により自動車12に接続される。ショック
アブソーバ10は、自動車12のばね下部分(即ち、前輪お
よび後輪サスペンション装置22、14)及びばね上部分
(即ち、第2図Aの車体26として図示)の相対的動きを
減衰する働きをする。
するため、モードセレクトスイッチ28及び電子制御モジ
ュール30が設けられている。モードセレクトスイッチ28
は、自動車12の車内に配置されており、自動車12の搭乗
者がアクセス可能である。該モードセレクトスイッチ28
は、ショックアブソーバ10が提供すべき減衰特性の種類
(即ち、固い、柔らかい又は自動状態)を選択するため
に使用される。電子制御モジュール30は、モードセレク
トスイッチ28から出力を受け、ショックアブソーバ10の
減衰特性を制御する電子制御信号を発生させるために使
用される。ショックアブソーバ10の減衰特性を制御する
ことにより、ショックアブソーバは、自動車の車体26と
サスペンション装置との間の相対的動きを走行特性、乗
心地および操縦特性を同時に好適なものにし得るような
方法で減衰させることが出来る。
6,908号に開示かつ記載された型式のものである。以下
の説明において、ショックアブソーバは、新規な特徴を
識別するのに必要な程度に限って簡単に説明する。
ブ管32と、該管の上端を閉じるカップ状キャップ34と、
該管の下端を閉じるカップ状キャップ36とを備え、これ
により、減衰流体を収容するリザーバ56を形成する。往
復運動するピストン組立体40に固着されたピストンロッ
ド38が上方キャップ34を通って軸方向に伸長する。該ピ
ストン組立体40は、リザーブ管32内に配置された細長い
管状圧力シリンダ42内で軸方向に変位可能である。該圧
力シリンダ42は、作動チャンバ44を画成し、該作動チャ
ンバ44内では、作動チャンバの上方及び下方部分がそれ
ぞれピストン組立体40の上方及び下方に配置されてい
る。テフロンスリーブ46がピストン組立体40と圧力シリ
ンダ42との間に配置され、圧力シリンダ42に対するピス
トン組立体40の動きに対する摩擦抵抗を軽減する。
後車軸組立体及び自動車12の車体26に接続される。かか
る接続の詳細は、本発明の一部を形成するものではな
く、従って適当な構造は上述の米国特許に完全に記載さ
れている。
の間の電気的連通を許容するため、電気コネクタ組立体
48を備え、該電気コネクタ組立体は作動されたとき、シ
ョックアブソーバ10を電子制御モジュール30から迅速に
電気的に切離し、ショックアブソーバ10を交換し得るよ
うにする。電子制御モジュール30、及びショックアブソ
ーバを制御するその機能に関しては、上述の米国特許に
詳細に記載されている。電気コネクタ組立体48は、米国
特許第4,846,318号の第8図乃至第10図に示した型式と
することが出来るが、その他の適当な電気的コネクタを
使用することも可能である。
ため、軸方向に伸長するピストンポスト50及びピストン
ポストロッドナット52が設けられている。該ピストンポ
スト50は、略円形の断面であり、ピストン組立体40の中
央穴(例えば第3図参照)を通って軸方向に伸長する。
該ピストンポスト50は、ピストンポストロッドナット52
によりピストンロッド38に固着される。
流動するのを許容するため、第2図Bに図示するよう
に、ベース弁組立体58が設けられている。該ベース弁組
立体58は、圧力シリンダ42の下方部分と同軸状にかつ該
下方部分に隣接して配置された略カップ状の圧力シリン
ダの端部分60を備えている。該端部分60は、圧力シリン
ダ42の下方部分に係合可能な周縁に沿って上方に配置さ
れた凹所を有している。圧力シリンダ42は、圧力嵌めの
ような適当な手段により凹所に固着される。しかし、そ
の他の適当なベース弁を使用することも出来ることを理
解すべきである。
て、ピストン組立体40について更に詳細に説明する。こ
の点に関し、一部の関係する構造体の詳細は引用して本
明細書に含めた上記米国特許第5,016,908号により具体
的に記載されている。
方部分との間の減衰流体の流量を制御するために使用さ
れ、該ピストン組立体は弁体68を有し、該弁体は、第1
及び第2の複数の狭小な垂直流路70、72と、弁体68の上
端面に形成された凹状流路74と、弁体68の下端面に形成
された凹状流路76とを備えている。流路70の各々は、弁
制御される上方出口端部分78と、下方の対向する凹状の
入口端部分80とを備えている。同様に、流路72の各々
は、弁制御される下方出口端部分82と、上方の対向する
凹状入口端部分84とを備えている。
部分との間の減衰流体の流量を調整し得るようにするた
め、上方ばねディスク88及び下方ばねディスク100が設
けられている。該上方ばねディスク88は、流路70の上方
出口端部分78及び流路72の上方入口端部分84に隣接して
配置されている。
1のヘリカル弁ばね90が設けられる。上方ばねディスク
88は、上側および下側の半径方向に伸長する部分92、9
4、及び軸方向に伸長する部分96とを備えている。該下
側の半径方向に伸長する部分94は、弁体68の上端面に隣
接し、流路74の上に重なり合う。ばねディスク88の軸方
向伸長部分96が半径方向伸長部分94から軸方向に伸長
し、ピストンロッドナット52の直ぐ下の位置に達する。
該軸方向伸長部分96は、作動チャンバ44の上方部分内の
減衰流体が流動し、流路74に達するのを許容する流路98
を更に備えている。
ばねディスク88の半径方向伸長部分94の上面との間に配
置される。弁ばね90は圧縮状態にあり、ばねディスク88
の半径方向伸長部分94の下面を垂直流路70の上方出口端
部分78に対して付勢し該端部分78と閉塞状態にする。
2に隣接してかつ垂直流路70の下方入口端部分80に隣接
してピストン組立体40の下面に隣接して配置される。ば
ねディスク100は、半径方向に伸長する第1の部分102
と、半径方向に伸長する第2の部分106と、減衰流体が
流動するのを許容する流路108を有する段状部分104とを
備えている。第2のヘリカル弁ばね110がばねディスク1
00をピストン組立体の弁体68に対して偏倚させる。ディ
スク状のスペーサ112がピストンポスト50に螺合可能に
係合するピストンナット114の上方で同軸状に配置され
ている。
外周に隣接して配置され、弁ばね110は、ばねディスク1
00に上方偏倚力を作用させる。従って、下方ばねディス
ク100は、伸長中、流路72を通って流動する減衰流体の
流量を制限することが出来る。
バ、即ち、キャビティ120を形成し、該キャビティ内に
環状の浮動ピストン、即ち、ディスク部材122を収容す
る一対の円筒状本体部分116、118を備えており、弁体68
はピストンポスト50の軸方向中心線に対して同軸状に配
置されかつ上方ばねディスク88と下方ばねディスク100
との間でピストンポストの半径方向外周の上に配置され
る。図示した実施例において、上方の第1の本体部分11
6は、ピストンポストの軸方向中心線に対して平行に配
置された複数の流路124を備える一方、下方の第2の本
体部分118は、ピストンポストの中心線に対して平行に
配置された複数の流路126、128を備えており、これら流
路124、126は、協働して上面から内方への連続的な垂直
な流路を形成する一方、流路128は下面から内方への垂
直流路を形成する。
30、132を備え、これらポートは、それぞれ流体格納キ
ャビティ120への流路124とピストンポストのそれぞれの
開口部134内への流体格納キャビティ120との間を流体連
通させる。更に、下方本体部分118は、それぞれ複数の
パイロットポート136、138を備え、垂直流路126から流
体格納キャビティ120へ流体を流動させかつ該キャビテ
ィからそれぞれの開口部140を通じてピストンポストに
流動させる。本体部分116、118は、それぞれ流路124、1
26と流体格納キャビティ120との間を流体連通させ、更
に、そこから垂直流路128に連通させる開口部142、144
を備えている。
分から成るディスクの形態であり、該ディスクは、流体
格納キャビティ内に配置され、上方位置と、下方位置と
の間で動きかつ流体格納キャビティを上方及び下方キャ
ビティ部分に分割する。ディスク部材122は、基本的に
その上方位置と下方位置との間で「浮動」し、中央の環
状流路146を備え、該環状流路146は動いて、開口部14
2、144と整合及び非整合状態となり、垂直流路124、126
から流体格納キャビティ120を通じて垂直流路128に流体
を流動させる。
配置されており、円筒状の断面を有し、該部材の下端部
分は、縮小した外側半径及び複数の開口部152を有する
領域150を備えている。領域150は、流体がピストン開口
部134とパイロットポート132との間、又はピストン開口
部140とパイロットポート138との間及び流体格納キャビ
ティ120との間を流動するのを許容する。更に、プラン
ジャ部材148は、作動チャンバ44の下方部分内の減衰流
体がピストンポスト50を通じて流体連通するのを許容す
る中央流路154を備えている。
記載されたように、環状コイルが設けられており、プラ
ンジャ部材及びコイルがソレノイドを形成する。該コイ
ルに電流を付与することにより、プランジャ部材が変位
され、これにより領域150がピストンポスト50のそれぞ
れの開口部134、140の付近で動き、該領域は一方の開口
部が開放しているときは他方の開口部が閉じているよう
な適当な寸法とする。
に上方に動きつつある。プランジャ部材148は第3図に
示すようにピストンポスト開口部140を閉塞し、作動チ
ャンバ44の上方部分は高圧の圧力を受け、減衰流体は作
動チャンバ44の上方部分から次の流路を通って作動チャ
ンバ44の下方部分に流動することが出来る。即ち、流路
98、流路74、流路124、126、流体格納キャビティ120内
へのパイロットポート130、136、それぞれのピストンポ
スト開口部134内へのパイロットポート流路132、ピスト
ンとプランジャ部材との間の領域150により形成される
流路、プランジャ部材148の中央流路154に達するプラン
ジャ部材の開口部152。このとき、パイロットポート130
を通ってキャビティ120の上方部分内に流入する流体
は、パイロットポート132から排出され、従ってキャビ
ティ120の上方部分は、プランジャ部材148が開口部140
を閉塞するため、高圧であるキャビティ120の下方部分
より低い圧力を有する。このため、ディスク部材122は
上方に駆動され、開口部140、142を覆う。流路72を通っ
て流動する流体に起因する増大した圧力はばね110の偏
倚力に打ち勝ち、これにより、下方ばねディスク100を
下方に変位させ、流体を出口82から外方へ作動チャンバ
44の下方部分内まで流動させる。故に、より多くの減衰
流体が流路72を通って流動することが出来、これによ
り、ピストン組立体40が発生させる減衰力を増大させ、
固い伸長行程が実現される。
方に動きつつある。第4図に示すように、プランジャ部
材148がピストンポスト開口部134を閉じると、作動チャ
ンバ44の下方部分は高圧を受け、減衰流体は作動チャン
バ44の下方部分から次の流路を通って弁体68の上端面の
上側の領域に達する。即ち、プランジャの中央流路15
4、プランジャの開口部152、領域150、キャビティ120の
下方部分内へのパイロットポート138、流路126、124内
へのパイロットポート136及び流路74。同様に、パイロ
ットポート138を通りキャビティ120の下方部分に流入す
る流体は、キャビティ120の上半分の圧力よりも高圧状
態にあり、これにより、ディスク部材122を上方に駆動
し、開口部140,142を覆う。流路70を通る流体に起因す
る増大した圧力は、ばね90の偏倚力に打ち勝ち、これに
よりばねディスク88を上方に変位させ、開口部78を露出
させる。これにより固い圧縮行程が実現される。
トンポスト50の上方開口部134を閉じる一方、プランジ
ャ部材148の領域150がピストンポスト50の下方開口部14
0と連通するように下方に変位されたとき、柔らかい伸
長状態となる。この状況時、作動チャンバ44の上方部分
内の高圧は、流路124、126を介してパイロットポート13
0、136と連通する。ピストンポスト50の開口部134はプ
ランジャ部材148により閉塞されるため、キャビティ120
の上方部分内の圧力は、該キャビティ120の下方部分内
の圧力よりも高い。その結果、圧力により浮動ピスト
ン、即ち、ディスク部材122はキャビティ120内で下方に
駆動され、これにより、その流路146は動いてピストン
本体68の開口部142、144と整合する。この状況のとき、
増大した量の減衰流体が流路124、126、浮動ピストン、
即ち、ディスク部材122の流路146内への開口部142、開
口部144を通り、流路128、76、108を介して下方に流出
する。浮動ピストン、即ち、ディスク部材122を通る増
大した流量に加えて流路72を通る流量の結果、「柔らか
い」伸長状態となる。
が、ピストンポストの開口部140が覆われ、ピストンポ
ストの開口部134が露出されるように上方に変位された
とき、浮動ピストン、即ち、ディスク部材122は下方に
駆動される。その流路146は、弁体68の開口部142、144
と整合する。浮動ピストン、即ち、ディスク部材122を
通る流体の増大した流量に加えて作動チャンバの上方部
分と下方部分との間の流路70を通る流量の結果、「柔ら
かい」圧縮状態となる。
に、ショックアブソーバが圧縮又は伸長状態の何れにあ
るかを判断するために圧力センサが設けられ、該センサ
は、信号調整装置及び制御モジュールに電気的に相互接
続され、作動チャンバの上下方部分間の圧力差を制御す
る。該制御機構の詳細は、米国特許第5,016,908号に記
載されているが、センサは、作動チャンバ44の上方部分
と下方部分の減衰流体間の圧力差を判断し、その圧力差
に応答して第1の電気信号を発生させる。加速時計の形
態による第2のセンサが自動車の車体の動きを検出し、
該加速度(又は速度)に応答して、第2の電気信号を発
生させる。電気信号を受信する制御部材が設けられてお
り、該制御部材はプランジャを励起させ、第1又は第2
の位置に動かす命令信号を発生させる。
あるが、本発明はその適正な範囲又は請求の範囲の合理
的な意味から逸脱せずに、応用例、変形例及び変更が可
能であることを理解すべきである。例えば、浮動ピスト
ン、即ち、ディスク部材122は、適当な厚さの一体的な
ディスクを備え、ピストンの弁体68の開口部142、144を
適当に調整し、ディスク部材がキャビティ120を2つの
部分に分割し、該ディスク部材が第3図及び第4図に示
したようにディスクの厚さが開口部142、144を閉じるよ
うな第1の位置から、ディスクの厚さが開口部142、144
を露出させる第5図及び第6図に示すような第2の位置
まで動くようにしてもよい。
Claims (3)
- 【請求項1】自動車の車体と該自動車の車輪との間の運
動を減衰させるショックアブソーバであって、 圧力シリンダ(42)の中に往復運動可能に配置されて、
該圧力シリンダにより形成された作動チャンバ(44)を
第1および第2のチャンバ部分に分割するピストン組立
体(40)と、 圧縮行程中、減衰流体が前記第1のチャンバ部分から第
2のチャンバ部分に前記ピストン組立体の第1の流路
(70)を通じて流動するのを許容する第1の弁手段と、 伸長行程中、減衰流体が前記第2のチャンバ部分から第
1のチャンバ部分に前記ピストン組立体の第2の流路
(72)を通じて流動するのを許容する第2の弁手段と、 を備えるショックアブソーバにおいて、 前記ピストン組立体内に配置され、圧縮行程中および伸
長行程中、前記第1チャンバ部分と前記第2チャンバ部
分との間で減衰流体が流動するのを許容する第3の弁手
段であって、前記ピストン組立体のキャビティ(120)
内に配置され、該キャビティを第1部分と第2部分とに
分割し、かつ、前記キャビティの前記第1部分と前記第
2部分との間の圧力差により前記キャビティ内の上方位
置と下方位置との間を浮動し得るディスク部材(122)
を有する前記第3の弁手段と、 前記ピストン組立体の前記キャビティ(120)の前記第
1部分を通じて前記第1チャンバ部分と前記第2チャン
バ部分との間に延びる第1のパイロット流通路(130,13
2,134)と、 前記ピストン組立体の前記キャビティ(120)の前記第
2部分を通じて前記第1チャンバ部分と前記第2チャン
バ部分との間に延びる第2のパイロット流通路(136,13
8,140)と、 前記ディスク部材に形成された流路(146)を通じて前
記第1チャンバ部分と前記第2チャンバ部分との間に延
び、該ディスク部材の前記キャビティ内での前記上方位
置と下方位置との間の変位により開閉されるバイパス流
通路(142,144)と、 流れを制御するため電気的に作動可能なプランジャ(14
8)であって、第1位置と第2位置との間で変位可能で
あり、該第1位置にあるときは、前記第1のパイロット
流通路を開き、かつ、前記キャビティの前記第2部分と
前記第1又は第2のいずれか片方のチャンバ部分との間
で前記第2のパイロット流通路を閉じ、前記第2位置に
あるときは、前記キャビティの前記第1部分と前記片方
のチャンバ部分との間で前記第1のパイロット流通路を
閉じ、かつ、前記第2のパイロット流通路を開くプラン
ジャと、を有し、 前記プランジャが前記第1位置にあるとき、前記圧力差
を受ける前記ディスク部材が前記バイパス流通路を伸長
行程では閉じ、圧縮行程では開くことにより「固い伸長
行程と柔かい圧縮行程」の減衰状態を生じ、該プランジ
ャが前記第2位置にあるとき、前記圧力差を受ける前記
ディスク部材が前記バイパス流通路を伸長行程では開
き、圧縮行程では閉じることにより「柔かい伸長行程と
固い圧縮行程」の減衰状態を生じることを特徴とするシ
ョックアブソーバ。 - 【請求項2】前記ピストン組立体に固着されたピストン
ロッド(38)を備え、前記プランジャは該ピストンロッ
ドと共軸に配置され、前記キャビティおよび前記ディス
ク部材に包囲されていることを特徴とする請求項1のシ
ョックアブソーバ。 - 【請求項3】前記ピストン組立体が一対のばねディスク
(88,100)を備え、ショックアブソーバの圧縮行程およ
び伸長行程中、前記ばねディスクは前記第1及び第2の
流路(70,72)を通じる減衰流体の流れをそれぞれ制御
することを特徴とする請求項1のショックアブソーバ。
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