JP3675853B2

JP3675853B2 - 衝撃緩衝装置

Info

Publication number: JP3675853B2
Application number: JP08627194A
Authority: JP
Inventors: ダーニックマグナス
Original assignee: Ohlins Racing AB
Current assignee: Ohlins Racing AB
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1994-04-25
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: EP0621417A3; SE511320C2; SE9301366L; JPH06305473A; DE69323726T2; EP0621417A2; EP0621417B1; DE69323726D1; SE9301366D0; US5873437A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車等の車輪懸架装置に採用される衝撃緩衝装置に関し、詳細にはシリンダ内でピストンを往復させることにより作動流体をシリンダ内の両空間の間で移動させ、もって減衰力を発生するようにした場合に、上記減衰力の変動を決定するパラメータまたは因子として、上記作動流体の圧縮性，使用体積により生じるヒステリシス作用を積極的に用いるようにした構成に関する。
【０００２】
【従来技術】
作動流体の圧縮性に起因して発生するヒステリシス作用は、衝撃緩衝装置に関しては既に知られている。このヒステリシス作用とは、例えばピストン速度が同一である状態で比較した場合でもピストン速度が増加中であるか減少中であるかによって異なる減衰力を生ずるという履歴現象の意味である。またヒステリシス作用の存在それ自体は、既知の装置で認識されており、衝撃緩衝装置周辺の構造および機能の設計に際して負担となっているのが実情である。なお、衝撃緩衝装置においては、シリンダ自体も車体側部材又は車輪側部材とともに移動するので、本発明においてピストン速度とは、シリンダとピストンとの相対速度を意味する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記衝撃緩衝装置周辺の構造，機能の設計に関して、ヒステリシス作用は厄介な、特定の場合には重大な因子として経験されている。短いストロークで作動する特殊な衝撃緩衝装置においては、作動流体が例えば作動油からなるか又は作動油を含む低圧縮性流体（圧縮による体積変化がほとんど無い流体）であると考えられているにも関わらず、ストローク（伸長行程，及び圧縮行程）の大部分が作動流体の圧縮性に起因するサスペンション作用をなすと考え得ることが判明している。
【０００４】
このようなサスペンション作用を伴なう運動は制御不能であり、衝撃緩衝装置の機能に様々なマイナスの影響をもたらす。全体としての衝撃緩衝装置の制御および調整機能は不正確となり、衝撃緩衝装置の調整可能または制御可能な部品が厳密な精度で調整または制御される場合でさえ、総合的な調整または制御は不完全なものとなる。
【０００５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、上記作動流体の圧縮性，使用体積により上記ヒステリシス作用に与える影響力を可変制御することにより所望のヒステリシス作用を得ることができ、ひいては衝撃緩衝装置が採用される車両の運動特性，路面状況等に応じた最適の減衰力特性を得ることのできる衝撃緩衝装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、シリンダ内にピストンを往復自在に配置して画成された反ピストンロッド側空間とピストンロッド側空間との間で移動する作動流体に減衰力を発生させるように構成され、かつ上記シリンダとピストンとの相対速度が同一の場合でも該相対速度が増大中か減少中かによって発生する減衰力が異なる作用（以下、ヒステリシス作用と記す）を有する衝撃緩衝装置において、上記作動流体の使用体積を大小に可変制御することにより上記ヒステリシス作用を大小に変化させるヒステリシス制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、上記衝撃緩衝装置は、上記ヒステリシス制御手段の他に、上記反ピストンロッド側空間と上記ピストンロッド側空間とを連通する第１，第２油路と、該第１油路に介設され圧縮運動時に作動流体の上記反ピストンロッド側空間からピストンロッド側空間への流れに減衰力を発生させる第１制御弁と、上記第２油路に介設され膨張運動時に作動流体の上記ピストンロッド側空間から反ピストンロッド側空間への流れに減衰力を発生させる第２制御弁と、圧縮運動時に上記反ピストンロッド側空間から排出された作動流体の一部を受け入れ、膨張運動時に上記反ピストンロッド側空間に作動流体を補充する蓄圧室と、上記反ピストンロッド側空間と上記蓄圧室とを連通する第３油路に介設され作動流体の上記反ピストンロッド側空間から蓄圧室への流れに減衰力を発生させる第３制御弁とを備えており、上記第１制御弁及び第２制御弁が正常動作状態にあり、かつ上記第３制御弁が常時開状態にあるとき第１ヒステリシス作用が得られ、上記第１制御弁が常時開状態にあり、かつ上記第２，第３制御弁が正常動作状態にあるとき上記第１ヒステリシス作用より大きい第２ヒステリシス作用が得られることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２において、上記第１制御弁，第２制御弁，及び第３制御弁が正常動作状態にあるとき上記第２ヒステリシス作用より大きい第３ヒステリシス作用が得られることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２又は３において、上記ヒステリシス制御手段が、上記反ピストンロッド側空間，ピストンロッド側空間の少なくとも何れか一方に連通又は遮断可能に設けられ作動流体で満たされた１つ又は複数の体積変化要素を有し、上記連通又は遮断により作動流体の使用体積を変化させる体積可変機構を備えていることを特徴としている。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２ないし４の何れかにおいて、上記衝撃緩衝装置は、第２のヒステリシス制御手段として、上記反ピストンロッド側空間，ピストンロッド側空間の少なくとも何れか一方に連通又は遮断可能に設けられ作動流体で満たされた１つ又は複数の圧縮性変化要素と、該要素内の作動流体に圧力を作用させる加圧手段と有し、上記連通又は遮断により作動流体の圧縮性を変化させる圧縮性可変機構を備えていることを特徴としている。
【００１１】
【作用】
請求項１の発明によれば、ヒステリシス制御手段により、ヒステリシス作用に影響を及ぼす作動流体の使用体積が可変制御されるので、ヒステリシス作用を車両運転状況，路面状況等に応じて制御することが可能である。
【００１２】
請求項２の発明によれば、第１，第２制御弁を正常動作状態とし、第３制御弁を常時開状態にした場合には、作動流体の圧力は蓄圧室の付勢力に応じた圧力となり、第１又は第２制御弁による減衰力が発生し、第１の小さいヒステリシス作用が得られる。また第１制御弁を常時開状態とし、第２，第３制御弁を正常動作状態にした場合には、作動流体の圧力は上述の場合より高くなり、また圧縮運動時には第３制御弁により減衰力が発生し、第１ヒステリシス作用より大きな第２ヒステリシス作用が得られる。このように第１〜第３制御弁を設けたので路面状況等に応じたヒステリシス作用の選択が可能となる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様にして上記第１，第２ヒステリシス作用が得られ、また第１，第２，第３制御弁を同時に正常動作状態にした場合には、作動流体の圧力は第１ヒステリシス作用が得られるときの圧力より高くなり、また圧縮運動時には第１，第３制御弁により減衰力が発生し、上記第２ヒステリシス作用より大きな第３ヒステリシス作用が得られ、ヒステリシス作用、ひいては減衰力特性の選択幅が拡大される。
【００１４】
請求項４の発明によれば、反ピストンロッド側，ピストンロッド側空間の一方又は両方に体積可変機構の体積変化要素を１つ又は複数連通させることにより、作動流体の使用体積が変化し、該使用体積によるヒステリシス作用に対する影響力が変化し、ヒステリシス作用の選択幅がさらに拡大される。その結果、路面状況等により一層確実に応じた所望のヒステリシス作用、ひいては減衰力特性が得られる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、圧縮性可変機構の圧縮性変化要素内の作動流体に圧力を作用せることにより、作動流体の圧力、ひいては圧縮性を変化させるようにしたので、該圧縮性によるヒステリシス作用に対する影響力が変化し、ヒステリシス作用の選択幅がさらに拡大される。その結果、路面状況等により一層確実に応じた所望のヒステリシス作用、ひいては減衰力特性が得られる。
【００１６】
【実施例】
以下本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１〜図６は本発明の一実施例による衝撃緩衝装置を説明するための図であり、図１はその構成図、図２はその要部の拡大構成図、図３〜図６はその作用効果を説明するための特性図である。
【００１７】
図１において、本実施例の衝撃緩衝装置は、該装置の主要部を構成する緩衝器７６と、該緩衝器７６の後述する上側空間（反ピストンロッド側空間−第１空間）１ａと下側空間（ピストンロッド側空間−第２空間）１ｂとの間で作動油を移動させるとともに、ヒステリシス作用の大きさ，特性を変化させる作動油移動機構７７と、ヒステリシス作用に対する作動油の使用体積による効果を変化させる体積可変機構７８と、ヒステリシス作用に対する作動油の圧縮性による効果を変化させる圧縮性可変機構７９と、上記各機構７７，７８，及び７９の動作を制御する制御機構８１とを備えている。
【００１８】
上記緩衝器７６は、シリンダ１内にピストン２を矢印５の方向に進退自在に挿入した構成のものであり、該ピストン２に接続されシリンダ１の外方に突出するピストンロッド３の下端部が例えば自動車の車輪側部材に接続され、シリンダ１の上端部が例えば車体側部材に接続される。上記シリンダ１はピストン２より上側，下側に位置する上側，下側空間１ａ，１ｂに画成されている。該両空間１ａ，１ｂ内には、例えば作動油および添加剤から成りまたはそれを含む作動流体が充填されており、上記ピストン２はこの作動流体中において既知の方法で往復移動する。このタイプの緩衝器はそれ自体が既知の構造から成り、それ自体既知の機能により作動する。（例えば、特願平５−３０９３３６号参照）。
【００１９】
上記上側，下側空間１ａ，１ｂに充填されている作動流体は、シリンダ１に対するピストン２の運動により、シリンダ１の外部に配設された上記作動油移動機構７７を介して上側空間１ａから下側空間１ｂへ、およびその逆方向に移動する。
【００２０】
この場合、ピストン２の圧縮運動時には、上記上側空間１ａ内から排出された作動油の大部分は油路４，１０，制御弁１９，油路１６，１３，逆止弁２２を介して下側空間１ｂに移動し、またピストンロッド３の進入容積に相当する量の作動油は制御弁１９から油路１７を通って、及び油路１４，流量調節弁（ブリード弁）２３を通って油路１８，制御弁機構８０の制御弁２５，及び調節弁２５ｅを通って蓄圧器（ガススプリング式チャンバ）ユニット６に移動する。
【００２１】
またピストン２の膨張運動（戻り運動）時には、上記下側空間１ｂ内から排出された作動油は、油路４′，制御弁２０，油路１１を通って，及び流量調節弁２４，油路１５，１７を通って、油路１６，逆止弁２１，油路１２を介して上側空間１ａに移動し、またピストンロッド３の外方移動容積に相当する量の作動油が上記蓄圧器ユニット６から逆止弁２５ｄ，油路１８，１７，１６，逆止弁２１を介して上側空間１ａに補充される。
【００２２】
上記蓄圧器ユニット６は、上述のように圧縮運動中は作動流体を受け入れ、膨張運動中は作動流体を送り出す。この蓄圧器ユニット６は、可動ピストン７を備える既知のガス蓄圧器で構成でき、その片側の空間８内に作動流体が収容され、他方の空間９には圧縮ガスが充填されており、該ガス圧によって図示左方に付勢されている。
【００２３】
上記制御弁１９，２０，及び２５は、作動流体の圧力を目標圧に制御することを主要目的とし、またこの制御目標圧自体を調整可能としており、これにより減衰力を可変制御できる。また上記調節弁２３，２４，２５ｅは手動によって流量を調整可能であり、この流量調整によっても減衰力を変化させることができる。これらの弁の機能および調整性に関しては、以下の本文および上記特許願が参考に供される。
【００２４】
図２は制御弁１９及び制御弁機構８０の作動原理を示している。制御弁１９を通る流体の通過方向はfvにより示されている。制御弁１９はfv方向（順方向）の流れを許すように配置されているが、これと逆向きの流れは許さない。制御弁１９はスプリング，電磁石の両方又は一方の、或いは同等装置の助けにより生じた付勢力で弁座１９ｂに対して弁体１９ａを密着するように構成されている。従って、fv方向の流体の力は上記の付勢力を上回る必要がある。逆方向においては、流体の圧力が上記弁体１９ａの閉鎖力を補強し、そのため該逆方向のいかなる流れも通過できない。上記付勢力は符号１９ｃにより示されている。
【００２５】
上記制御弁機構８０の制御弁２５は弁体２５ａ，弁座２５ｂ及びスプリング２５ｃを備えており、上記制御弁１９と同様の構造となっている。従って流体は弁２５を介してfv方向に通過するが、反対方向には流れない。この制御弁機構８０は、一方向流弁（逆止弁）２５ｄおよび流量調整の可能な調節弁２５ｅも同様に備えており、この調節弁２５ｅはハンドル２５ｆの操作によって流量を調整できる。上記流量調節弁２３は調整要素（ハンドル）２３ａにより同様の方法で調整できる。
【００２６】
シリンダ１に対するピストン２の圧縮運動により上側空間１ａから排出された作動流体は、制御弁１９及び調節弁２３から逆止弁２２を通って下側空間１ｂに移動する。この場合、作動流体が上記制御弁１９の付勢力に抗して流れ、また上記調節弁２３によって流量が規制されて流れることにより所定の減衰力が発生する。また、ピストンロッド３の進入容積に対応する量の作動流体は、上記制御弁機構８０の制御弁２５及び調節弁２５ｅを通って蓄圧器ユニット６内に受け入れられる。この場合に、作動流体が上記制御弁２５の付勢力に抗して流れ、また上記調節弁２５ｅによって流量が規制されて流れることにより所定の減衰力が発生する。また、油路１８内の圧力は上記蓄圧室ユニット６内のガス圧力，及び制御弁２５の付勢力に応じた高い圧力となる。なお、圧縮運動中には、制御弁２０は流体圧が閉方向に作用することから油路１１を閉じている。
【００２７】
圧縮運動に続く膨張運動に伴い、下側空間１ｂから排出された作動流体は、制御弁２０及び調節弁２４から逆止弁２１を通って上側空間１ａに移動する。この場合、作動流体が上記制御弁２０の付勢力に抗して流れ、また上記調節弁２４で流量が規制されて流れることにより所定の減衰力が発生する。またこの膨張運動では、上記ピストンロッド３により排出され蓄圧器ユニット６内に受け入れられていた作動流体が制御弁機構８０の逆止弁２５ｄから逆止弁２１を介して上側空間１ｂ内に補充される。なお、上記弁２０，２４，２２は、それぞれ上記弁１９，２３，２１に対応して構成されており、少なくとも作動の点から見て基本的に対称的となっている。なお上記制御弁２０が圧縮運動中に閉鎖しているのと同じ理由で、制御弁１９は膨張運動中には油路１０を閉じている。
【００２８】
ここで、上記制御弁１９，２０，２５は、後述する制御機構８１からの制御信号によって常時開の位置に固定可能となっている。制御弁２５を開位置に固定した状態では、作動流体は制御弁２５を介して蓄圧器ユニット６内に、又は蓄圧器ユニット６内からシリンダ１側に双方向に自由に流れ、また油路１８の圧力は蓄圧器ユニット６の空間９内のガス圧に応じた低い圧力になる。
【００２９】
このように制御弁２５を開位置に固定し、上記制御弁１９，２０のみを正常に作動するようにした場合において、圧縮運動時には、作動流体が制御弁１９，調節弁２３を通過する際に減衰力が発生し、作動流体が制御弁２５を通過することによる減衰力は発生しない。この場合本装置は、作動流体を低圧でかつ後述の制御弁２５を正常に作動させた場合に比べて小体積の作動流体を利用した状態で作動する効果を有する。なお、利用した状態にある作動流体とは、加圧され得る状態の作動流体との意味であり、その体積を使用体積とする。その結果第１の（小さな）ヒステリシス作用が作動流体中で得られる（図３の符号７０で示す）。なお、ここで小さなヒステリシス作用とは、ピストン速度が同一である状態で比較した場合に、ピストン速度が増加中における減衰力特性７０ａと減少中における減衰力特性７０ｂとの間の変化が小さいという意味である。また膨張運動時には、制御弁２０と調節弁２４とが作動し、図３の符号７０′で一部を示すように、上記作用７０と原点を挟んで点対称に近いヒステリシス作用が得られる。
【００３０】
一方、制御弁１９を開位置に固定し、制御弁２０，２５を正常に作動するようにした場合には、作動流体は制御弁１９を介して双方向に流れることができる。この場合圧縮運動時に、作動流体が蓄圧器ユニット６内に流入するには、上記ガス圧力に加えて制御弁２５の付勢力に打ち勝つ圧力が必要となることから、本装置における圧力は上述の圧力より増加する。このように制御弁１９を開き、制御弁２５を正常に作動させるようにした場合において、圧縮運動時には、作動流体が調整弁２３，２５ｅ，及び制御弁２５を通過する際に減衰力が発生することから、この場合本装置は、作動流体を高圧でかつ大体積の作動流体を利用した状態で作動する効果を有する。つまり、油路１７，１８中の作動流体も圧縮されるので、この場合はそれだけ使用体積が増加している。その結果、第２の（大きな）ヒステリシス作用が作動流体中で得られる（図３の符号７１で示す）。なお、ここで大きなヒステリシス作用とは、ピストン速度が同一である状態で比較した場合に、ピストン速度が増加中における減衰力特性７１ａと減少中における減衰力特性７１ｂとの間の変化が上記第１ヒステリシス作用７０の場合より大きいという意味である。また膨張運動時には、制御弁２０と調節弁２４とが作動する。
【００３１】
また、上記制御弁１９，２０，及び２５を同時に正常に作動させるようにした場合には、制御弁１９，２０，調節弁２３，２４による減衰力と、制御弁２５，調節弁２５ｅによる減衰力が得られ、上記第１，第２ヒステリシス作用７０，７１よりさらに大きい第３ヒステリシス作用（図３の符号７０′′＋７１′で示す）が得られる。
【００３２】
本実施例では、上記ヒステリシス作用に対する作動流体の使用体積，圧縮性による効果（影響力）を変化させるための機構を備えている。上記体積可変機構７８は、ヒステリシス作用に対する作動流体の使用体積による効果を変化させるためのものであり、体積変化要素２６，２７及び２８（１つまたは複数の数量であり得る）を油路２９〜３２を介してシリンダ１の上側室１ａに接続して構成されている。上記各体積変化要素２６〜２８は、作動流体充填空間として機能するものであり、例えば容器またはスペースで構成され、それぞれ異なる容積を有している。
【００３３】
上記シリンダ１の上側空間１ａに対するそれぞれの体積変化要素２６，２７，２８の連通，遮断は、例えば調整要素または制御要素として機能する切り替え弁３３，３４，３５により実施される。これらの切り替え弁３３〜３５の制御または調整は、上記制御機構８１の制御ユニット（ＣＰＵ）６９からの制御信号３７，３８，３９により上記切り替え弁をオンオフさせることにより実施される。従って体積変化要素２６，及びその中に含まれる作動流体を連通すると作動流体の使用体積は第１の使用体積となり、体積変化要素２７及び２８をそれぞれ接続すると、上記使用体積はそれぞれ第２および第３の使用体積となる。２つの体積変化要素を接続すると第４の使用体積となり、以下同様である。なお、容器自体は部品の間隔等に応じて一連の異なる体積を備えることができる。また上記上側空間１ａに対する体積変化要素の接続と代替的に、又は追加的に下側空間１ｂに上記体積変化要素２６〜２８と同様のものを油路２９′を介して接続することができる。上記使用体積が大きくなるほど大きなヒステリシス作用が得られる。
【００３４】
本実施例では、上記体積可変機構７８と代替的または追加的に上記圧縮性可変機構７９を備えている。この圧縮性可変機構７９は、上側空間１ａに１つ又は複数の、上記ヒステリシス作用に対する作動流体の圧縮性による効果を変化させるための圧縮性変化要素４０，４１及び４２を接続することにより構成できる。上記圧縮性変化要素４０〜４２の上側空間１ａへの連通は油路４３〜４８を介して実施され、例えばオンオフによる制御および調整は電気的制御または手動制御により駆動されるように配置された切り替え弁４９，５０，５１により実施される。この切り替え弁をオンオフさせるための制御信号が５２，５３，及び５４により示されており、この制御信号は上記制御機構８１の制御ユニット６９から供給される。
【００３５】
上記圧縮性変化要素４０〜４２は、シリンダ内にピストンをばねで付勢して配置するとともに、シリンダのばね側空間に上記付勢力を変化させるための圧力源（油圧源）５５を油路５６〜６０を介して接続し、該油路にこれを開閉する切り替え弁６１，６２，６３を介設して構成することができる。上記切り替え弁６１〜６３の開閉制御は、上記制御機構８１の制御ユニット６９から供給される制御信号６４〜６７により行われる。また上記上側空間１ａに対する圧縮性変化要素の接続と代替的に、又は追加的に下側空間１ｂに上記圧縮性変化要素２６〜２８と同様のものを油路４３′を介して接続することができる。なお、上記圧力源は油圧源に限られるものではなく、例えばガス圧源であっても良い。
【００３６】
上記制御機構８１は、上記各機構７７〜７９を制御するためのものであり、例えば衝撃緩衝装置の内側またはその外側に位置している。この制御機構８１からの制御信号５２〜５４により切り替え弁４９〜５１の１つ又は複数を開くことにより、例えば上記圧縮性変化要素４０をシリンダ１の上側空間１ａ又は下側空間１ｂに連通すると、作動流体の圧縮性は第１の圧縮性となる。また要素４１の連通が第２の圧縮性を与え、以下同様の手順となる（要素２６，２７，２８の構造と比較のこと）。上述の制御弁１９，２０及び２５も制御ユニット６９からの制御信号６８ａ，６８ｂ，６８ｃによって制御される。なお、上記圧縮性変化要素４０〜４２の接続により、容器が膨張したのと同様の効果があり、圧縮性が大きいほどヒステリシス作用が大きくなる。
【００３７】
上記制御ユニット６９のプログラミングにより、使用体積，圧縮性を変化させるための要素を各種の態様でもって制御することができる。この制御の電気的構成は簡素化した形で示されているが、それぞれの変化要素の個別の制御は既知の方法で実施できる。また上記制御弁１９，２０及び２５の制御も特に表示されない方法で制御ユニット６９によって実施される。代替的に、制御または調整機能は手動の形をとることができる。
【００３８】
次に本実施例における作用効果を説明する。
上述の構成により、ヒステリシス作用に対する作動流体の使用体積，圧縮性による効果が所要の方法で変化され、慎重に調整または制御できる。これにより作動流体は、本発明で積極的に利用される異なる「スプリング作用」、つまり異なる減衰特性を呈する。
【００３９】
このようにして、上側，下側空間１ａと１ｂおよび表示され油路部分に存在する作動流体においてヒステリシス作用が生じ、全体的な衝撃緩衝装置構成において有利に利用できる。例えば、ピストンの完全な圧縮または膨張運動の全体にわたって必要な望ましい高い減衰エネルギーを得ることは通常困難であるが、本発明によって今や可能となっている。
【００４０】
図３は、本実施例によるヒステリシス作用（減衰特性）を示し、ピストンのシリンダに対する速度が例えばｖ１の場合には、各々増加または減少する速度に伴って異なる大きさを有する減衰力ｆ１，ｆ２及びｆ３，ｆ４がそれぞれ生じることを示している。上記ｆ１，ｆ２及びｆ３，ｆ４それぞれにおける相違は運動特性，地形状態の両方又は一方に有利な方法で変化または再配分することができる。
【００４１】
図３において、上述の第１のヒステリシス作用は実線７０により表され、第２のヒステリシス作用は破線７１により示されている。上述のように第１のヒステリシス作用７０，７０′は、制御弁１９，２０が正常に動作し、制御弁２５は開位置に固定されている場合の減衰力特性を示す。また第２のヒステリシス作用７１は、制御弁２５，２０が正常に動作し、制御弁１９が開位置に固定されている場合の減衰力特性を示す。
【００４２】
また第３のヒステリシス作用は一点鎖線７０′′＋７１′で表されている。この第３のヒステリシス作用は、上記制御弁１９，２０，及び２５が同時に正常に動作するようにした場合の減衰力特性を示す。この特性は、増加する低速度を伴うゼロ領域中の急な勾配（減衰エネルギの強力な蓄積）および減少する速度に伴う高い減衰力の保持により特徴付けられている。
【００４３】
そして本実施例では、使用体積可変機構７８，圧縮性可変機構７９を備えているので、上記ヒステリシス作用７０，７１における特性を変化させることができる。ここで上記使用体積可変機構７９はヒステリシス作用の微細な調整に用いられ、また上記圧縮性可変機構７９はヒステリシス作用の粗い調整に用いられる。
【００４４】
上記各可変機構７８，７９は、例えばシリンダ１の上側，下側空間１ａ，１ｂに、上述の体積変化要素２６〜２８の１つ又は複数を切り替え弁３３〜３５によって連通させ、またはこれと代替え的にあるいは追加的に圧縮性変化要素４０〜４２の１つ又は複数を切り替え弁４９〜５１により連通させるとともに圧縮源５５を切り替え弁６１〜６３で連通させることにより、上記特性の曲線部分７１ａを７１ａ′に変化させることができる。従って、例えば原点に対する曲線の勾配を変えることができる。図３では、３つの異なる勾配がα，β，及びγにより表されている。この勾配は道路の突出的な特徴に対する衝撃に伴う減衰において走行の快適性または心地よさを決定する。
【００４５】
なお、図３において、座標系の右上区画に示されている上記第１，第２ヒステリシス作用（符号７０，７１等）は圧縮運動時の特性であり、膨張運動に関する特性は座標系の左下区画に符号７０′により部分的に示されており、この曲線７０′は曲線７０に対応する形状を有する。
【００４６】
図４，図５は、例えば減衰エネルギーが運動の初期部分からその終端部分に移動するような方法で、如何にして衝撃緩衝装置により生じた減衰エネルギーが圧縮または膨張運動の特定部分７２から他の部分７３に配分できるかを示すことを意図している。図４において横軸はピストン位置を、縦軸は減衰力を示す。図５はピストンとシリンダ間の相対的位置に左右される減衰力の変動を、図６（ａ），（ｂ）はピストン位置及び運動方向を示している。
【００４７】
本実施例では、第１〜第３制御弁１９，２０，２５を適宜正常作動位置，常時開位置に制御可能に構成するとともに、体積可変機構７８，圧縮性可変機構７９を設けたので、これらの機構を適宜選択適に又は同時に作動させることにより、図４，図５における減衰エネルギーの特定部分７２から他の部分７３への配分を実現できる。
【００４８】
図５の上左，上右，下左，下右の４つに分割された区画のうち上側２つの区画は圧縮運動（図６（ａ）に対応する）における減衰力特性を、下側２つの区画は膨張運動（図６（ｂ）に対応する）における減衰力特性を示している。図５において、縦軸は減衰力，横軸はピストン位置を示し、Ｓ１，Ｓ２はそれぞれ圧縮運動時におけるストローク開始位置（作動開始位置），フルストローク位置（作動終端位置）を示し、ピストンとシリンダ間の最大速度はＭＨ位置で生じる。なお、膨張運動時にはＳ２，Ｓ１が作動開始位置，作動終端位置となる。
【００４９】
図５には、基本的に一致する２つの異なる曲線７４，７５が示されている。標準的な特性を示す曲線７４（実線）の場合、例えば圧縮運動においては上右の区画に示すように、上記作動終端位置に近くなると減衰力が急に減少している。これに対して本実施例における特性を示す曲線（破線）７５の場合、作動終端直前まで大きな減衰力を示すことが判る。即ち、作動開始位置における減衰エネルギー７２が作動終端位置における減衰エネルギー７３に再分配されていることが判る。また膨張運動においても同様に、作動開始位置の減衰エネルギー７２′が作動終端位置における減衰エネルギー７３′に再配分されていることが判る。
【００５０】
本発明の構成及び作用効果の特徴部分を、再度まとめて、あるいは別の観点から表現すると以下のようになる。
Ｉ．衝撃緩衝装置のシリンダ１に対して衝撃緩衝装置のピストン２により行われる使用媒体の圧縮運動，膨張運動の両方又は一方（以下、及び／又は、と記す）における衝撃緩衝装置の減衰力変動を決定するパラメータまたは因子として、好ましくは衝撃緩衝装置の低圧縮性（圧縮性）使用媒体における圧縮性により生じるヒステリシス作用を衝撃緩衝装置において積極的に用いる構成で、それによりヒステリシス作用がピストンとシリンダ間の同じ相対速度を考慮した場合でも速度が増加するか減少するかに従って異なる減衰力を生じるものにおいて、使用媒体の圧縮性及び／又は使用媒体の体積（使用体積）からの効果に影響を及ぼし、それにより上記ヒステリシス作用に影響を及ぼすように手段が構成されていること、及び上記手段により実施れさる１つ又は複数の調整／切り換え又は制御が上記で考慮されたそれぞれの速度で増加及び減少する速度を伴う減衰力の指示又は制御された変化を生じ、それにより例えばそれぞれの圧縮及び／又は膨張運動の間における減衰力移動のような減衰力変化をもたらす減衰力変動における変化を生じることを特徴とするもの。
【００５１】
ＩＩ．上記Ｉにおいて、好ましくは制御弁である２つの弁（１９，２０及び２５それぞれ）により生じるヒステリシスの大きさ及び形状の２位置調整を呈し、それによりヒステリシスの第１の大きさ及び形状を決定する第１の影響位置において第１の弁１９，２０の機能が接続されて第２の弁２５の機能が解離され、第２の影響位置において第２弁２５の機能が接続されて第１弁１９，２０の機能が解離され、これによって衝撃緩衝装置が最初に述べたケースでは小さなサスペンション／ヒステリシス作用７０をもたらす大きなピストン領域２ｂ′，低い圧力および小さな使用体積を伴って作動し、最後に述べたケースでは衝撃緩衝装置がより大きなサスペンション／ヒステリシス作用７１をもたらす小さなピストン領域２ａ′，より高い圧力および大きな使用体積を伴って作動し、及び／又は使用媒体の体積及び加圧の指示又は制御された変動がピストン／ピストンロッドの異なる望ましいスプリング／スプリング長さを生じさせ、異なるヒステリシスの大きさ及びヒステリシス形状を生じるために利用されることを特徴とするもの。
【００５２】
ＩＩＩ．上記Ｉ又はＩＩにおいて、媒体の体積及び／又は媒体の圧縮性の効果が選択可能で、それにより得られた減衰力曲線でゼロ領域の直後に望ましい勾配が現れることを特徴とするもの。
【００５３】
ＩＶ．上記ＩないしＩＩＩの何れかにおいて、上記手段がスプリング長さ／媒体のスプリング長さを変化する目的で媒体の体積を増加又は減少する１つ又は複数の要素２６，２７，２８から構成され、調整又は制御がシリンダ１の中のピストンの通常使用スペース１ａ及び／又は１ｂへの１つ又は複数のスペース（それぞれ２６，２７，２８及び４１，４２，４３の接続又は解離をそれぞれ生じ、その接続可能かつ解離可能なスペースのうち第１のスペース２６〜２８がヒステリシスの微細な調整に用いられ、第２のスペース４１〜４３が粗い調整に用いられ得ることを特徴とするもの。
【００５４】
Ｖ．上記ＩないしＩＶの何れかにおいて、調整又は制御が１つ又は複数の媒体スペース（それぞれ１ａ，１ｂ，２６〜２８及び４１〜４３）における弾性の変化を生じることを特徴とするもの。
【００５５】
ＶＩ．上記ＩないしＶの何れかにおいて、３つの弁好ましくは上記制御弁１９，２０，２５の機能を同時に接続することが衝撃緩衝装置のゼロ領域において強い力の蓄積を生じるヒステリシスの第３の大きさ及び形状をもたらし、減少する速度で高い制動力を保持することを特徴とするもの。
【００５６】
ＶＩＩ．上記ＩないしＶＩの何れかにおいて、体積変化が衝撃緩衝装置のゼロ領域の直後又は直ぐ外側に生じるように構成されていることを特徴とするもの。
【００５７】
ＶＩＩＩ．上記ＩないしＶＩＩの何れかにおいて、ピストンの上側１ａ及び下側１ｂ間の使用媒体の移動が基本的にシリンダ１の外側でダクト（油路）部分と調整及び／又は制御構造を介して生じるように構成されていることを特徴とするもの。
【００５８】
ＩＸ．上記ＩないしＶＩＩＩの何れかにおいて、ダクト（油路）部分と調整及び／又は制御構造が衝撃緩衝装置の圧縮及び膨張運動にそれぞれ割り当てられ、その構造を介してそれぞれの圧縮運動中に蓄圧器が排出された媒体を受け入れ、それぞれの膨張ストローク中に、上記受け入れた排出媒体を帰還させるような方法で蓄圧器がシリンダの使用スペースに接続される少なくとも２つの基本的に対称的な部分から構成されることを特徴とするもの。
【００５９】
Ｘ．上記ＩないしＩＸの何れかにおいて、ダクト（油路）部分と調整及び／又は制御構造が例えば４つの平行なダクトから構成され、そのうちの最初の２つのダクトが圧縮運動に割り当てられ、次の２つのダクトが膨張運動に割り当てられており、さらにそれぞれの対をなすダクトの１つが制御弁を含み、それぞれの対をなすダクトの１つがブリード弁（流量調節弁）および逆止弁を含み、さらに蓄圧器構造が１つ又は複数のダクト部分に接続されていることを特徴とするもの。
【００６０】
なお、本発明は例として示された上記実施例に限定されず、特許請求の範囲及び本発明の概念の範囲内での各種の態様を採用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ヒステリシス作用に対する作動流体の使用体積の影響力を可変制御するヒステリシス制御手段を設けたので、ヒステリシス作用を路面状況，走行性能等に応じて制御することができ、路面状況等に応じて減衰力を制御できる効果がある。
【００６２】
請求項２の発明によれば、シリンダの反ピストンロッド側，ピストンロッド側空間の間で移動する作動流体の減衰力を制御する第１，第２制御弁と、第１空間と蓄圧室との間で移動する作動流体の減衰力を制御する第３制御弁とを設け、これら３つの制御弁を正常動作位置又は常時開位置に制御するようにしたので、第１の小さいヒステリシス作用と、該第１ヒステリシス作用より大きな第２ヒステリシス作用とを得ることができ、路面状況等に応じて減衰力を制御できる効果がある。
【００６３】
請求項３の発明によれば、第１，第２，第３制御弁を同時に正常動作状態にするようにしたので、作動流体の圧力は第１ヒステリシス作用が得られる状態より高くなり、また第１，第２ヒステリシス作用より大きな第３ヒステリシス作用を実現でき、さらに減衰力制御範囲を拡大できる効果がある。
【００６４】
請求項４の発明によれば、反ピストンロッド側，ピストンロッド側空間の一方又は両方に体積可変手段の作動流体充填空間を１つ又は複数連通させることにより、作動流体の使用体積を変化可能としたので、使用体積によるヒステリシス作用に対する影響力が変化することができ、さらに減衰力制御範囲を拡大できる効果がある。
【００６５】
請求項５の発明によれば、作動流体の圧縮性を変化させる圧縮性可変手段を設けたので、作動流体の圧縮性によるヒステリシス作用に対する影響力を変化させることができ、ヒステリシス作用を変化させてさらに減衰力制御範囲を拡大できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による衝撃緩衝装置の構成図である。
【図２】上記実施例装置の要部の拡大構成図である。
【図３】上記実施例装置の作用効果を説明するためのピストン速度−減衰力−ヒステリシス特性図である。
【図４】上記実施例装置の作用効果を説明するためのピストン位置−減衰力特性図である。
【図５】上記実施例装置の作用効果を説明するためのピストン位置−減衰力特性図である。
【図６】上記実施例装置の作用効果を説明するためのピストン位置・動作方向図である。
【符号の説明】
１シリンダ
１ａ上側空間（第１空間）
１ｂ下側空間（第２空間）
２ピストン
４，１０，１６，１３第１油路
４′，１１，１６，１２第２油路
４，１７，１８第３油路
６蓄圧器ユニット（蓄圧室）
１９第１制御弁
２０第２制御弁
２５第３制御弁
２６〜２８体積可変要素（作動流体充填空間）
４０〜４２圧縮率可変要素（作動流体充填空間）
５５圧力源（加圧手段）
７０第１ヒステリシス作用を表す特性線
７１第２ヒステリシス作用を表す特性線
７０′′＋７１′ 第３ヒステリシス作用を表す特性線
７８体積可変機構
７９圧縮率可変機構

Claims

シリンダ内にピストンを往復自在に配置して画成された反ピストンロッド側空間とピストンロッド側空間との間で移動する作動流体に減衰力を発生させるように構成され、かつ上記シリンダとピストンとの相対速度が同一の場合でも該相対速度が増大中か減少中かによって発生する減衰力が異なる作用（以下、ヒステリシス作用と記す）を有する衝撃緩衝装置において、上記作動流体の使用体積を大小に可変制御することにより上記ヒステリシス作用を大小に変化させるヒステリシス制御手段を備えたことを特徴とする衝撃緩衝装置。
請求項１において、上記衝撃緩衝装置は、上記ヒステリシス制御手段の他に、上記反ピストンロッド側空間と上記ピストンロッド側空間とを連通する第１，第２油路と、該第１油路に介設され圧縮運動時に作動流体の上記反ピストンロッド側空間からピストンロッド側空間への流れに減衰力を発生させる第１制御弁と、上記第２油路に介設され膨張運動時に作動流体の上記ピストンロッド側空間から反ピストンロッド側空間への流れに減衰力を発生させる第２制御弁と、圧縮運動時に上記反ピストンロッド側空間から排出された作動流体の一部を受け入れ、膨張運動時に上記反ピストンロッド側空間に作動流体を補充する蓄圧室と、上記反ピストンロッド側空間と上記蓄圧室とを連通する第３油路に介設され作動流体の上記反ピストンロッド側空間から蓄圧室への流れに減衰力を発生させる第３制御弁とを備えており、上記第１制御弁及び第２制御弁が正常動作状態にあり、かつ上記第３制御弁が常時開状態にあるとき第１ヒステリシス作用が得られ、上記第１制御弁が常時開状態にあり、かつ上記第２，第３制御弁が正常動作状態にあるとき上記第１ヒステリシス作用より大きい第２ヒステリシス作用が得られることを特徴する衝撃緩衝装置。
請求項２において、上記第１制御弁，第２制御弁，及び第３制御弁が正常動作状態にあるとき上記第２ヒステリシス作用より大きい第３ヒステリシス作用が得られることを特徴とする衝撃緩衝装置。
請求項２又は３において、上記ヒステリシス制御手段が、上記反ピストンロッド側空間，ピストンロッド側空間の少なくとも何れか一方に連通又は遮断可能に設けられ作動流体で満たされた１つ又は複数の体積変化要素を有し、上記連通又は遮断により作動流体の使用体積を変化させる体積可変機構を備えていることを特徴とする衝撃緩衝装置。
請求項２ないし４の何れかにおいて、上記衝撃緩衝装置は、第２のヒステリシス制御手段として、上記反ピストンロッド側空間，ピストンロッド側空間の少なくとも何れか一方に連通又は遮断可能に設けられ作動流体で満たされた１つ又は複数の圧縮性変化要素と、該要素内の作動流体に圧力を作用させる加圧手段と有し、上記連通又は遮断により作動流体の圧縮性を変化させる圧縮性可変機構を備えていることを特徴とする衝撃緩衝装置。