JP4449022B2 - 減衰力調整式油圧緩衝器及び減衰力調整機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の懸架装置に装着される減衰力調整式油圧緩衝器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両の懸架装置に装着される油圧緩衝器には、路面状況、走行状況等に応じて乗り心地や操縦安定性を向上させるために減衰力を適宜調整できるようにした減衰力調整式油圧緩衝器がある。
【０００３】
減衰力調整式油圧緩衝器は、一般に、油液を封入したシリンダ内にピストンロッドを連結したピストンを摺動可能に嵌装してシリンダ内を２室に画成し、ピストン部にシリンダ内の２室を連通させる主油液通路およびバイパス通路を設け、主油液通路にはオリフィスおよびディスクバルブからなる減衰力発生機構を設け、バイパス通路にはその通路面積を調整する減衰力調整弁を設けた構成となっている。
【０００４】
そして、減衰力調整弁によってバイパス通路を開いてシリンダ内の２室間の油液の流通抵抗を小さくすることにより減衰力を小さくし、また、バイパス通路を閉じて２室間の流通抵抗を大きくすることにより減衰力を大きくする。このように、減衰力調整弁の開閉により減衰力特性を適宜調整することができる。
【０００５】
しかしながら、上記のようにバイパス通路の通路面積によって減衰力を調整するものでは、ピストン速度の低速域においては、減衰力は油液通路のオリフィスの絞りに依存するので、減衰力特性を大きく変化させることができるが、ピストン速度の中高速域においては、減衰力が主油液通路の減衰力発生機構（ディスクバルブ等）の開度に依存するため、減衰力特性を大きく変化させることができない。
【０００６】
そこで、例えば特開平７−３３２４２５号公報に記載されているように、伸び縮み側共通の主油液通路の減衰力発生機構であるディスクバルブの背部に圧力室（パイロット室）を形成し、この圧力室を固定オリフィスを介してディスクバルブの上流側のシリンダ室に連通させ、また、可変オリフィス（流量制御弁）を介してディスクバルブの下流側のシリンダ室に連通させるようにしたものが知られている。
【０００７】
この減衰力調整式油圧緩衝器によれば、可変オリフィスを開閉することにより、シリンダ内の２室間の連通路面積を調整するとともに、可変オリフィスで生じる圧力損失によって圧力室の圧力を変化させてディスクバルブの開弁初期圧力を変化させることができる。このようにして、オリフィス特性（減衰力がピストン速度の２乗にほぼ比例する）およびバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）を調整することができ、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の公報記載の減衰力調整式油圧緩衝器では、可変オリフィスによる流量制御によって減衰力を調整しているため、実際に発生する減衰力は、ピストン速度の大きさによって変化する。このため、路面からの突上げ等によって、急激な入力があった場合、ピストン速度の上昇にともない減衰力が急激に増大して車体に衝撃を伝達して乗り心地を悪化させることがある。可変オリフィスは、流路面積が小さいため（一般に数mm2程度）、可変オリフィスを形成するスリーブおよびスプール等の弁部材の寸法公差によって流通抵抗がばらつきやすく、安定した減衰力特性を得にくい。さらに、可変オリフィスは、油液の粘度によってその流通抵抗が大きく変化するので、温度変化による減衰力特性への影響が大きく、安定した減衰力特性が得られない。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、減衰力特性の調整範囲が広く、ピストン速度にかかわらず減衰力を直接制御することができ、弁部材の寸法公差および温度変化による減衰力特性への影響が小さく、かつ、急激な入力を適宜吸収することができる減衰力調整式油圧緩衝器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願発明に係る減衰力調整式油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダに接続され、前記ピストンの摺動によって油液を流通させる主通路および副通路と、前記主通路に設けられたパイロット型減衰弁と、前記副通路に設けられた固定オリフィスおよび圧力制御弁と、該圧力制御弁を駆動するソレノイドとを備え、前記副通路の前記固定オリフィスと前記圧力制御弁との間に配置される背圧室の圧力を前記パイロット型減衰弁のパイロット圧力とする減衰力調整式油圧緩衝器であって、
前記圧力制御弁は、大径ボア及び小径ボアを有するスリーブと、該スリーブの小径ボア内に摺動可能に嵌装され、小径部を有するスライダと、前記スリーブと前記スライダの小径部との間に形成され、前記副通路の一部を構成する弁室とから構成され、
前記スリーブの前記弁室内となる位置に段部またはテーパ部を形成することにより、該弁室内において、前記スライダには、その軸方向に受圧面積差が設けられ、該受圧面積差による前記スライダの移動が前記ソレノイドの推力によって制御されることを特徴とする。
【００１１】
このように構成したことにより、ソレノイドの推力によって圧力制御弁の開弁圧力を調整して、パイロット型減衰弁の開弁前の圧力を直接調整するとともに、圧力制御弁による制御圧力によってパイロット圧力を変化させてパイロット型減衰弁の開弁圧力を調整する。このとき、圧力制御弁は、弁室内のスライダの軸方向の受圧面積差によってスライダに軸方向の推力を発生させ、この推力とソレノイドの推力とによって開弁圧力を調整して減衰力を制御する。
【００１２】
また、本願発明に係る減衰力調整機構は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダに接続され、前記ピストンの摺動によって油液を流通させる主通路および副通路とを備えた減衰力調整式油圧緩衝器の前記主通路および副通路に設けられる減衰力調整機構であって、
前記主通路に設けられたパイロット型減衰弁と、前記副通路に設けられた固定オリフィスおよび圧力制御弁と、該圧力制御弁を駆動するソレノイドとを備え、前記副通路の前記固定オリフィスと前記圧力制御弁との間に配置される背圧室の圧力を前記パイロット型減衰弁のパイロット圧力とし、
前記圧力制御弁は、大径ボア及び小径ボアを有するスリーブと、該スリーブの小径ボア内に摺動可能に嵌装され、小径部を有するスライダと、前記スリーブと前記スライダの小径部との間に形成され、前記副通路の一部を構成する弁室とから構成され、
前記スリーブの前記弁室内となる位置に段部またはテーパ部を形成することにより、該弁室内において、前記スライダには、その軸方向に受圧面積差が設けられ、該受圧面積差による前記スライダの移動が前記ソレノイドの推力によって制御されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
本発明の第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する
【００１８】
図１および図２に示すように、第１実施形態の減衰力調整式油圧緩衝器１は、シリンダ２の外側に外筒３を設けた二重筒構造となっており、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成されている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装されており、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室2aとシリンダ下室2bとの２室に画成されている。ピストン５には、略円筒状のピストンボルト６（スリーブ）が挿通されてナット７によって固定されている。ピストンボルト６の基端部に形成された大径部6aには、ピストンロッド８の一端部に溶接されたソレノイドケース９が螺着され、ピストンロッド６の他端側は、シリンダ上室2aを通り、シリンダ２および外筒３の上端部に装着されたロッドガイド10およびオイルシール11に挿通されて、シリンダ２の外部へ延出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室2bとリザーバ４とを区画するベースバルブ12が設けられている。
【００１９】
ピストン５には、シリンダ上下室2a，2b間を連通させるための伸び側油路13および縮み側油路14が設けられている。ピストン５とナット７との間には、伸び側油路13の油液の流動を制御する伸び側減衰力発生機構15が設けられている。ピストン５とピストンボルト６の大径部6aとの間には、縮み側油路14の油液の流動を制御する縮み側減衰力発生機構16が設けられている。ベースバルブ12には、シリンダ下室2bとリザーバ４とを連通させる油路17，18が設けられ、油路17のリザーバ４側からシリンダ下室2b側への油液の流通のみを許容する逆止弁19が設けられ、さらに、シリンダ下室2b側の油液の圧力が所定圧力に達したとき開弁して油路18を介してその油液をリザーバ４側へ流すディスクバルブ20が設けられている。そして、シリンダ２内には油液が封入されており、リザーバ４内には油液および所定圧力のガスが封入されている。
【００２０】
伸び側減衰力発生機構15について説明する。ピストン５のシリンダ下室2b側の端面に、環状の弁座21が突設され、弁座21に主ディスクバルブ22（パイロット型減衰弁）が着座されている。ピストンボルト６には、ピストン５とナット７との間に環状の固定部材23が取付けられており、固定部材23の外周に可動リング24が摺動可能に嵌合されている。固定部材23と可動リング24との間には、これらの間をシールするとともに、摺動を円滑にするためのフッ素樹脂製の滑動リング25が介装されている。可動リング24は、固定部材23とナット７との間にクランプされたディスク状の板ばね26によって、主ディスクバルブ22に当接されて、主ディスクバルブ22と固定部材23との間に、その内圧を主ディスクバルブ22の閉弁方向に作用させる背圧室22A が形成されている。背圧室22A は、主ディスクバルブ22に設けられた固定オリフィス27によって伸び側油路13に連通されている。また、背圧室22A は、ピストンボルト６の側壁に設けられた油路28，29によって、ピストンボルト６の内部に設けられた伸び側圧力制御弁30を介して、固定部材23の反対側に連通され、固定部材23に設けられた逆止弁31（ディスクバルブ）および板ばね26に設けられた油路32（切欠）を介してシリンダ下室2bに連通されている。
【００２１】
縮み側減衰力発生機構16について説明する。ピストン５のシリンダ上室2a側の端面に、環状の弁座33が突設され、弁座33に主ディスクバルブ34（パイロット型減衰弁）が着座されている。ピストンボルト６には、その大径部6aとピストン５との間に環状の固定部材35が取付けられており、固定部材35の外周に可動リング36が摺動可能に嵌合されている。固定部材35と可動リング36との間には、これらの間をシールするとともに、摺動を円滑にするためのフッ素樹脂製の滑動リング37が介装されている。可動リング36は、固定部材35と大径部6aとの間にクランプされたディスク状の板ばね38によって、主ディスクバルブ34に当接されて、主ディスクバルブ34と固定部材35との間に、その内圧を主ディスクバルブ34の閉弁方向に作用させる背圧室39が形成されている。背圧室39は、主ディスクバルブ34に設けられた固定オリフィス40によって縮み側油路14に連通されている。また、背圧室39は、ピストンボルト６の側壁に設けられた油路41，42によって、ピストンボルト６の内部に設けられた縮み側圧力制御弁43を介して、固定部材35の反対側に連通され、固定部材35に設けられた逆止弁44（ディスクバルブ）および板ばね38に設けられた油路45（切欠）を介してシリンダ下室2bに連通されている。
【００２２】
伸び側および縮み側圧力制御弁30，43について説明する。ピストンボルト６内には、中央部に油路28，41が開口する小径ボア46が形成され、その両側に油路47，48がそれぞれ開口する大径ボア47，48が形成され、小径ボア46と大径ボア47，48とのそれぞれの間の段部によって環状の弁座49，50が形成されている。ピストンボルト６の小径ボア46内には、円筒状のスライダ51が摺動可能に嵌装されており、スライダ51の両端部に形成された小径部と小径ボア46との間に、それぞれ油路28，41に連通する環状の弁室52，53が形成されている。スライダ51の両端部には、それぞれ、弁座49，50に離着座する副ディスクバルブ54，55が、スライダ51に圧入されたリテーナ56，57によって取付けられている。
【００２３】
ソレノイドケース９内には、比例ソレノイド58が設けられており、そのプランジャ59に連結された作動ロッド60の先端部が、スライダ51の一端部に取付けられたリテーナ57に当接されている。ピストンボルト６の大径ボア47には、その先端部を閉塞する調整プラグ61およびロックナット62が螺着されており、スライダ51の他端部に取付けられたリテーナ56と調整プラグ61との間に介装された圧縮ばね63と、比例ソレノイド９のプランジャ59の後端部を押圧する圧縮ばね64のばね力によって、スライダ51が弾性的に保持されている。リテーナ56，57には、スライダ51の両側に形成された油室65，66間を連通させて、スライダ51の両端部に作用する圧力をバランスさせるための油路67，68が設けられており、一方の油路67にはスライダ51の移動に適度な減衰力を作用させるためのオリフィス67a が設けられている。
【００２４】
ピストンボルト６の油室52，53内の小径ボア46には、油室52，53内の部位にそれぞれ段部69，70が設けられて、油室52，53内においてスライダ51の段部71，72の受圧面積A1（スライダ51に閉弁方向の推力を発生させる受圧面積）よりも副ディスクバルブ54，55の受圧面積A2（スライダ51に開弁方向の推力を発生させる受圧面積）のほうがが大きくなっている（図３参照）。なお、ピストンボルト６のボアおよびスライダ51の外周部の形状は、これに限らず、スライダ51に閉弁方向の推力を発生させる受圧面積A1よりも開弁方向の推力を発生させる受圧面積A2を実質的に大きくできる形状であれば、テーパ状等の他の形状とすることもでき、段部等を設けなくてもよい。
【００２５】
比例ソレノイド58のコイル73のリード線74は、中空のピストンロッド８内を通って外部へ延ばされており、その先端部に接続された端子から通電できるようになっている。そして、通常、スライダ51は、ばね63，64によって両方の副ディスクバルブ54，55が弁座49，50から離座する位置に保持されており、コイル73に通電することにより、比例ソレノイドによって通電電流に応じた方向および推力で、副ディスクバルブ54，55の一方を閉弁方向に、他方を開弁方向に選択的に付勢するようになっている。なお、スライダ51の初期位置は、調整プラグ61およびロックナット62によって調整することができる。
【００２６】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
【００２７】
ピストンロッド６の伸び行程時には、ピストン５の移動にともない、シリンダ上室2a側の油液が加圧され、伸び側減衰力発生機構15の主ディスクバルブ22の開弁前（ピストン速度の低速域）においては、伸び側油路13、主ディスクバルブ22の固定オリフィス27、背圧室22A 、油路28、伸び側圧力制御弁30、油路29、逆止弁31および油路32を通ってシリンダ下室2b側へ流れる。そして、シリンダ上室2a側の圧力が主ディスクバルブ22の開弁圧力に達すると（ピストン速度の高速域）、主ディスクバルブ22が開いて伸び側油路13からシリンダ下室2bへ油液が直接流れる。なお、ピストンロッド６がシリンダ２から退出した分の油液がリザーバ４からベースバルブ12の油路17の逆止弁19を開いてシリンダ下室2bへ流れる。
【００２８】
これにより、主ディスクバルブ22の開弁前（ピストン速度の低速域）においては、固定オリフィス27および伸び側圧力制御弁30によって減衰力が発生する。伸び側圧力制御弁30では、油室52内において、スライダ51の段部71の受圧面積A1に対して副ディスクバルブ54の受圧面積A2の方が大きいので、これらの軸方向の受圧面積差によって、スライダ51に副ディスクバルブ54の開弁方向の推力が生じる。これに対して、比例ソレノイド58によってスライダ51を副ディスクバルブ54の閉弁方向に付勢して、コイル73への通電電流に応じて副ディスクバルブ54の開弁圧力を調整することにより、主ディスクバルブ22の開弁前（ピストン速度の低速域）における減衰力をピストン速度にかかわらず直接制御することができる。
【００２９】
そして、副ディスクバルブ54の開弁圧力を調整することにより、その圧力に応じて上流側の背圧室22A の圧力が調整され、背圧室22A の圧力は、主ディスクバルブ22のパイロット圧力としてその閉弁方向に作用するので、副ディスクバルブ54の開弁圧力とともに主ディスクバルブ22の開弁圧力を同様に調整することができ、ピストン速度の高速域の減衰力を同時に調整することができる。
【００３０】
また、ピストンロッド６の縮み行程時ピストン５の移動にともない、ベースバルブ12の逆止弁19が閉じて、シリンダ下室2b側の油液が加圧され、縮み側減衰力発生機構16の主ディスクバルブ34の開弁前（ピストン速度の低速域）においては、縮み側油路14、主ディスクバルブ34の固定オリフィス40、背圧室39、油路41、縮み側圧力制御弁43、油路42、逆止弁44および油路45を通ってシリンダ上室2a側へ流れる。そして、シリンダ下室2b側の圧力が主ディスクバルブ34の開弁圧力に達すると（ピストン速度の高速域）、主ディスクバルブ34が開いて縮み側油路14からシリンダ上室2aへ油液が直接流れる。なお、ピストンロッド６がシリンダ２内へ侵入した分の油液がシリンダ下室2bからベースバルブ12の油路18のディスクバルブ20を開いてリザーバ４へ流れる。
【００３１】
これにより、主ディスクバルブ34の開弁前（ピストン速度の低速域）においては、固定オリフィス40および縮み側圧力制御弁43によって減衰力が発生する。縮み側圧力制御弁43では、油室53内において、スライダ51の段部72の受圧面積A1に対して副ディスクバルブ55の受圧面積A2の方が大きいので、その受圧面積差によって、スライダ51に副ディスクバルブ55の開弁方向の推力が生じる。これに対して、比例ソレノイド58によってスライダ51を副ディスクバルブ55の閉弁方向に付勢して、コイル73への通電電流に応じて副ディスクバルブ55の開弁圧力を調整することにより、主ディスクバルブ34の開弁前（ピストン速度の低速域）における減衰力をピストン速度にかかわらず直接制御することができる。
【００３２】
そして、副ディスクバルブ55の開弁圧力を調整することにより、その圧力に応じて上流側の背圧室39の圧力が調整され、背圧室39の圧力は、主ディスクバルブ34のパイロット圧力としてその閉弁方向に作用するので、副ディスクバルブ55の開弁圧力とともに主ディスクバルブ34の開弁圧力を同様に調整することができ、ピストン速度の高速域の減衰力を同時に調整することができる。
【００３３】
このようにして、ピストン速度の低速域から高速域にわたって減衰力を調整することができ、その調整範囲を広くすることができる。伸び側および縮み側圧力制御弁30，43によって、ピストン速度の低速域においてもバルブ特性による適度な減衰力を得ることができるので、ピストン速度の低速域における減衰力の不足および高速域における減衰力の過度の上昇を防止することができる。また、路面からの突上げ等による急激な入力によって、背圧室22A ，39の圧力が急激に上昇した場合、伸び側および縮み側圧力制御弁30，43の副ディスクバルブ54，55が撓んでその外周部が弁座49，50からリフトすることにより、背圧室22A ，39の圧力を油室63，66へ迅速にリリーフすることができるので、減衰力の急激な上昇を抑制することができ、車両の乗り心地を向上させることができる。副ディスクバルブ54，55は、従来のポペット弁に比して、そのリフト量に対する開口面積が大きいため、スライダ51の移動量が小さくてすむので（通常0.5mm程度）、応答性に優れる。
【００３４】
油室52，53内におけるスライダ51の段部71，72と副ディスクバルブ54，55との受圧面積差によってスライダ51に生じる推力と、比例ソレノイド58の推力とのバランスによって減衰力を制御しているので、受圧面積差を小さくすることにより、比例ソレノイド58の負荷を軽減することができ、小型軽量化を図ることができる。また、圧力制御弁である副ディスクバルブ54，55の開閉によって減衰力を直接制御するので、可変オリフィスに比して各部の寸法公差による影響が小さく、安定した減衰力を得ることができる。
【００３５】
スライダ51は、比例ソレノイド58のコイル73への通電電流によって、副ディスク54，55を共に開弁させる位置（伸び側および縮み側共にソフト）、いずれか一方を閉弁させ他方を開弁させる位置（伸び側ソフトかつ縮み側ハード、または、伸び側ハードかつ縮み側ソフト）をとることができるので、いわゆるスカイフック理論に基づくセミアクティブサスペンション制御に適した伸び側縮み側反転特性を得ることができる。
【００３６】
なお、上記第１実施形態の第1変形例として、図４に示すように、上記第１実施形態のものに対して、伸び側圧力制御弁30について、副ディスクバルブ76をピストンボルト６の大径ボア46と小径ボア47と間の段部にリテーナリング77によって取付け、この副ディスクバルブ76に、スライダ51の端部を離着座することによって開閉するようにすることもできる。このようにした場合、伸び側と縮み側の減衰力は、比例ソレノイドへの通電電流に応じて、同様にソフト側からハード側へ、ハード側からソフト側へ変化することになる。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態について、図５および図６を参照して説明する。なお、以下の説明において上記第１実施形態と同様の部分については簡単に説明する。
【００３８】
図５に示すように、第２実施形態の減衰力調整式油圧緩衝器78は、シリンダ79の外側に外筒80が設けられた二重筒構造になっており、シリンダ79と外筒80との間にリザーバ81が形成されている。シリンダ79内には、ピストン82が摺動可能に嵌装されており、このピストン82によってシリンダ79内がシリンダ上室79a とシリンダ下室79b の２室に画成されている。ピストン82には、ピストンロッド83の一端がナット84によって連結されており、ピストンロッド83の他端側は、シリンダ上室79a を通り、シリンダ79および外筒80の上端部に装着されたロッドガイド（図示せず）およびオイルシール（図示せず）に挿通されてシリンダ79の外部へ延出されている。シリンダ79の下端部には、シリンダ下室79b とリザーバ81とを区画するベースバルブ84が設けられている。そして、シリンダ79内には油液が封入されており、リザーバ81内には油液およびガスが封入されている。
【００３９】
ピストン82には、シリンダ上下室79a ，79b 間を連通させる油路85，86が設けられている。油路85には、シリンダ下室79b 側からシリンダ上室79a 側への油液の流通のみを許容する逆止弁87が設けられている。油路86には、シリンダ下室79b 側の油液の圧力が所定圧力に達したとき、開弁してこれをシリンダ上室79a 側へリリーフするリリーフ弁88が設けられている。また、ベースバルブ84には、シリンダ下室79b とリザーバ81とを連通させる油路89，90が設けられている。油路89には、リザーバ81側からシリンダ下室79b 側への油液の流通のみを許容する逆止弁91が設けられている。油路90には、シリンダ下室79b 側の油液の圧力が所定圧力に達したとき、開弁してこれをリザーバ81側へリリーフするリリーフ弁92が設けられている。
【００４０】
シリンダ79の外周には、略円筒状の通路部材93が嵌合されて、シリンダ79と通路部材93との間に環状油路94，95が形成されている。環状油路94は、シリンダ79の上端部付近の側壁に設けられた油路（図示せず）を介してシリンダ上室79a に連通され、環状油路95は、シリンダ79の下端部付近の側壁に設けられた油路96を介してシリンダ下室79b に連通されている。外筒80の側面部には、減衰力発生機構97が取付けられており、減衰力発生機構97のケースに設けられた３つの接続ポート98，99，100 が、それぞれ接続管 101，102 ，103 を介して環状油路94，95およびリザーバ81に接続されている。
【００４１】
減衰力発生機構97は、図６に示すように、スリーブ 104が挿通されてナット 105によって、２つのバルブボディ 106， 107およびこれらのそれぞれに隣接して配置された２つの固定部材 108， 109が一体に結合されており、バルブボディ 106， 107が略有底円筒状のケース 110内に嵌合され、ケース 110の開口部に比例ソレノイドアクチュエータ 111（以下、アクチュエータ 111という）が取付けられて、ケース 110の内部がバルブボディ 106， 107によって、接続ポート 101， 102， 103にそれぞれ連通する３つの油室110a，110b，110cに区画されている。スリーブ 104は、アクチュエータ 111に螺着され、その内部にアクチュエータ 111の作動ロッド 112が挿入されている。
【００４２】
バルブボディ 106には、油室110a，110b間を連通させるための伸び側油路 113が設けられ、バルブボディ 107には、油室 110b ，110c間を連通させるための縮み側通路 114が設けられている。バルブボディ 106， 107に隣接する固定部材 108， 109には、それぞれ伸び側減衰力発生機構 115および縮み側減衰力発生機構 116が設けられている。
【００４３】
上記第１実施形態と同様に、伸び側減衰力発生機構 115は、バルブボディ 106に形成された環状の弁座 117、主ディスクバルブ 118、可動リング 119、板ばね 120、滑動リング 121、背圧室 122、固定オリフィス 123および伸び側圧力制御弁 124を備えている。背圧室 112は、スリーブ 104の油路 125によって、伸び側圧力制御弁 124の弁室 126に連通されている。また、縮み側減衰力発生機構 116は、バルブボディ 107に形成された環状の弁座 127、主ディスクバルブ 128、可動リング 129、板ばね 130、滑動リング 131、背圧室 132、固定オリフィス 133および縮み側圧力制御弁 134を備えている。背圧室 132は、スリーブ 104の油路 135によって、伸び側圧力制御弁 134の弁室 136に連通されている。
【００４４】
伸び側および縮み側圧力制御弁 124，134 は、スリーブ 104の小径ボア 104a に嵌装された円筒状のスライダ 137の両端部に、スリーブ 104側の弁座 138，139 に離着座する副ディスクバルブ 140，141 がリテーナ 142，143 によって取付けられている。スライダ 137は、スリーブ 104の先端部に螺着され、ロックナット 144によって固定された調整プラグ 145とリテーナ 142との間に介装された圧縮ばね 146と、反対側のリテーナ 143に当接するアクチュエータ 111の作動ロッド 112の後端部を押圧する圧縮ばね（図示せず）のばね力によって弾性的に保持されている。そして、弁室 126， 136内におけるスライダ 137の段部 137a ，137bと副ディスクバルブ 140，141 との受圧面積差によって、弁室 126， 136の圧力がスライダ 137の開弁方向の推力を発生させるようになっている。
【００４５】
スリーブ 104内の伸び側圧力制御弁 124の下流側の油室 147は、リテーナ 142，143 に設けられた油 148，149 およびスライダ 137の内部を介して縮み側圧力制御弁134 の下流側の油室 150に連通され、油室 150とともに、スリーブ 104の油路 151を介して油室 110c に連通されている。
【００４６】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
【００４７】
ピストンロッド83の伸び行程時には、ピストン82の移動にともないピストン82の油路85の逆止弁87が閉じてシリンダ上室79a 側の油液が加圧され、主ディスクバルブ 118の開弁前においては、環状油路94および接続管 101を通って減衰力発生機構97の接続ポート98へ流れ、さらに、油室 110a 、油路 113、固定オリフィス 123、背圧室 122、ポート 125、伸び側圧力制御弁 124、油室 110a 、油路 148、油路 149、油室 150、油路 151、油室 110c 、接続ポート 100および接続管 103を通ってリザーバ81へ流れる。また、ベースバルブ84の逆止弁91が開いてリザーバ81の油液が油路89を通ってシリンダ下室79b へ流れる。シリンダ上室79a 側の圧力が主ディスクバルブ 118の開弁圧力に達すると、主ディスクバルブ 118が開いて油液が油路 113から油室 110b へ直接流れ、さらに、接続ポート99、接続管 102、環状油路95および油路96を通ってシリンダ下室79b へ流れる。
【００４８】
これにより、伸び行程時には、ピストン速度が低く、主ディスクバルブ 118の開弁前には、固定オリフィス 123および伸び側圧力制御弁 124によって減衰力が発生し、ピストン速度が高まり、シリンダ上室79a 側の圧力が上昇して主ディスクバルブ 118が開くと、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、アクチュエータ 111のコイルへの通電電流によって、弁室 126内の受圧面積差に基づいて副ディスクバルブ 140の開弁圧力を調整することにより、主ディスクバルブ 118の開弁前（ピストン速度の低速域）減衰力を直接制御するとともに、これにより、背圧室 122の圧力を調整して主ディスクバルブ 118の開弁圧力（ピストン速度の高速域の減衰力）を制御することができる。
【００４９】
一方、ピストンロッド83の縮み行程時には、ピストン82の移動にともない、ピストン82の逆止弁87が開いてシリンダ下室79b の油液が油路85を通ってシリンダ上室79a に直接流入することによってシリンダ上下室79a ，79b がほぼ同圧力となるので、減衰力発生機構97の接続ポート98，99間では油液の流れが生じない。そして、ピストンロッド83のシリンダ２への侵入にともなってベースバルブ84の逆止弁91が閉じ、ピストンロッド83が侵入した分、シリンダ79内の油液が加圧されて、主ディスクバルブ 128の開弁前においては、シリンダ下室79b から、油路96、環状油路95および接続管 102を通って減衰力発生機構97の接続ポート99へ流れ、さらに、油室 110b 、油路 114、固定オリフィス 133、背圧室 130、ポート 135、縮み側圧力制御弁 134、油室 150、油路 151、油室 110c 、接続ポート 100および接続管 103を通ってリザーバ81へ流れる。そして、シリンダ79側の圧力が主ディスクバルブ 128の開弁圧力に達すると、主ディスクバルブ 128が開いて油液が油路 114から油室 110c へ直接流れる。
【００５０】
これにより、縮み行程時には、ピストン速度が低く、主ディスクバルブ 128の開弁前には、固定オリフィス 133および縮み側圧力制御弁 134によって減衰力が発生し、ピストン速度が高まり、シリンダ79側の圧力が上昇して主ディスクバルブ 128が開くと、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、アクチュエータ 111のコイルへの通電電流によって、弁室 136内の受圧面積差に基づいて副ディスクバルブ 141の開弁圧力を調整することにより、主ディスクバルブ 128の開弁前（ピストン速度の低速域）の減衰力を直接制御するとともに、これにより、背圧室 122の圧力を調整して主ディスクバルブ 128の開弁圧力（ピストン速度の高速域の減衰力）を制御することができる。
【００５１】
このようにして、上記第１実施形態のものと同様の作用効果を奏することができる。また、図４に示す第１実施形態の変形例と同様の弁構造をとることにより、伸び側と縮み側の減衰力を、比例ソレノイドへの通電電流に応じて、同様にソフト側からハード側へ、ハード側からソフト側へ変化するようにすることもできる。
【００５２】
次に、上記第１実施形態の第2変形例について、図７を参照して説明する。なお、本変形例は、上記第1実施形態の第1変形例を示す図4のものに対して、伸び側および縮み側圧力制御弁30,43の構造が異なる以外は概して同様の構造であるから、以下、図4に示すものと同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００５３】
図７に示すように、本変形例では、伸び側圧力制御弁30の副ディスクバルブ160は、リテーナ56によってスライダ51側に取り付けられており、スライダ51の移動によって副ディスクバルブ160が弁座49に離着座するようになっている。縮み側圧力制御弁43の副ディスクバルブ161は、リテーナリング162によって、ピストンボルト6側の大径ボア48と小径ボア46との間の段部に取り付けられており、副ディスクバルブ161にスライダ51の端部(段部)が離着座するようになっている。また、スライダ51は、ばね63,64によって比例ソレノイド58側(図7のおける上方)へ付勢されており、非通電状態において、伸び側および縮み側圧力制御弁30,43が閉弁されるようになっている。
【００５４】
このように構成したことにより、比例ソレノイド58への通電電流に応じて、伸び側及び縮み側の減衰力を共にソフト側からはハード側へ、また、ハード側からソフト側へ変化させることができる。このとき、非通電状態では、伸び側および縮み側圧力制御弁30,43が共に閉弁されるため、何らかの原因で、万一、比例ソレノイド58への通電が行なわれない場合には、伸び側及び縮み側の減衰力が共にハード側に固定されるので、フェイル時の操縦安定性を確保することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ソレノイドの推力によって圧力制御弁の開弁圧力を調整して、パイロット型減衰弁の開弁前の圧力を直接調整するとともに、圧力制御弁による制御圧力によってパイロット圧力を変化させてパイロット側減衰弁の開弁圧力を調整する。このとき、圧力制御弁は、弁室内のスライダの軸方向の受圧面積差によってスライダに軸方向の推力を発生させ、この推力とソレノイドの推力とによって開弁圧力を調整して減衰力を制御する。その結果、減衰力の調整範囲を広くすることができ、圧力制御弁によって、ピストン速度の低速域においてもバルブ特性による適度な減衰力を得ることができ、しかも、温度変化に対して安定した減衰力を得ることができる。さらに、弁室内のスライダの受圧面積差を小さくすることにより、ソレノイドへの負荷を軽減することができ、小型軽量化を図ることができる。
【００５６】
請求項２の油圧緩衝器によれば、ディスクバルブの撓みによって、油液の圧力の急激な上昇をリリーフすることができるので、路面からの突上げ等による急激な入力を吸収することができ、減衰力の急激な上昇を抑制して、車両の乗り心地を向上させることができる。
【００５７】
また、請求項３の油圧緩衝器によれば、セミアクティブサスペンション制御に適した反転特性の減衰力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の減衰力調整式油圧緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】図１の装置全体の縦断面図である。
【図３】図１の装置の圧力制御弁の要部の概略構成を拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の第1変形例に係る減衰力調整式油圧緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の減衰力調整式油圧緩衝器の要部の縦断面図である。
【図６】図５の装置の減衰力発生機構を拡大して示す縦断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の第2変形例に係る減衰力調整式油圧緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 減衰力調整式油圧緩衝器
２ シリンダ
５ ピストン
６ ピストンボルト（スリーブ）
８ ピストンロッド
22,34 主ディスクバルブ（パイロット型減衰弁）
27,40 固定オリフィス
30 伸び側圧力制御弁
43 縮み側圧力制御弁
51 スライダ
52,53 弁室
54,55 副ディスクバルブ（ディスクバルブ）
58 比例ソレノイド
A1,A2 受圧面積
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の懸架装置に装着される減衰力調整式油圧緩衝器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両の懸架装置に装着される油圧緩衝器には、路面状況、走行状況等に応じて乗り心地や操縦安定性を向上させるために減衰力を適宜調整できるようにした減衰力調整式油圧緩衝器がある。
【０００３】
減衰力調整式油圧緩衝器は、一般に、油液を封入したシリンダ内にピストンロッドを連結したピストンを摺動可能に嵌装してシリンダ内を２室に画成し、ピストン部にシリンダ内の２室を連通させる主油液通路およびバイパス通路を設け、主油液通路にはオリフィスおよびディスクバルブからなる減衰力発生機構を設け、バイパス通路にはその通路面積を調整する減衰力調整弁を設けた構成となっている。
【０００４】
そして、減衰力調整弁によってバイパス通路を開いてシリンダ内の２室間の油液の流通抵抗を小さくすることにより減衰力を小さくし、また、バイパス通路を閉じて２室間の流通抵抗を大きくすることにより減衰力を大きくする。このように、減衰力調整弁の開閉により減衰力特性を適宜調整することができる。
【０００５】
しかしながら、上記のようにバイパス通路の通路面積によって減衰力を調整するものでは、ピストン速度の低速域においては、減衰力は油液通路のオリフィスの絞りに依存するので、減衰力特性を大きく変化させることができるが、ピストン速度の中高速域においては、減衰力が主油液通路の減衰力発生機構（ディスクバルブ等）の開度に依存するため、減衰力特性を大きく変化させることができない。
【０００６】
そこで、例えば特開平７−３３２４２５号公報に記載されているように、伸び縮み側共通の主油液通路の減衰力発生機構であるディスクバルブの背部に圧力室（パイロット室）を形成し、この圧力室を固定オリフィスを介してディスクバルブの上流側のシリンダ室に連通させ、また、可変オリフィス（流量制御弁）を介してディスクバルブの下流側のシリンダ室に連通させるようにしたものが知られている。
【０００７】
この減衰力調整式油圧緩衝器によれば、可変オリフィスを開閉することにより、シリンダ内の２室間の連通路面積を調整するとともに、可変オリフィスで生じる圧力損失によって圧力室の圧力を変化させてディスクバルブの開弁初期圧力を変化させることができる。このようにして、オリフィス特性（減衰力がピストン速度の２乗にほぼ比例する）およびバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）を調整することができ、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の公報記載の減衰力調整式油圧緩衝器では、可変オリフィスによる流量制御によって減衰力を調整しているため、実際に発生する減衰力は、ピストン速度の大きさによって変化する。このため、路面からの突上げ等によって、急激な入力があった場合、ピストン速度の上昇にともない減衰力が急激に増大して車体に衝撃を伝達して乗り心地を悪化させることがある。可変オリフィスは、流路面積が小さいため（一般に数mm2程度）、可変オリフィスを形成するスリーブおよびスプール等の弁部材の寸法公差によって流通抵抗がばらつきやすく、安定した減衰力特性を得にくい。さらに、可変オリフィスは、油液の粘度によってその流通抵抗が大きく変化するので、温度変化による減衰力特性への影響が大きく、安定した減衰力特性が得られない。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、減衰力特性の調整範囲が広く、ピストン速度にかかわらず減衰力を直接制御することができ、弁部材の寸法公差および温度変化による減衰力特性への影響が小さく、かつ、急激な入力を適宜吸収することができる減衰力調整式油圧緩衝器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願発明に係る減衰力調整式油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダに接続され、前記ピストンの摺動によって油液を流通させる主通路および副通路と、前記主通路に設けられたパイロット型減衰弁と、前記副通路に設けられた固定オリフィスおよび圧力制御弁と、該圧力制御弁を駆動するソレノイドとを備え、前記副通路の前記固定オリフィスと前記圧力制御弁との間に配置される背圧室の圧力を前記パイロット型減衰弁のパイロット圧力とする減衰力調整式油圧緩衝器であって、
前記圧力制御弁は、大径ボア及び小径ボアを有するスリーブと、該スリーブの小径ボア内に摺動可能に嵌装され、小径部を有するスライダと、前記スリーブと前記スライダの小径部との間に形成され、前記副通路の一部を構成する弁室とから構成され、
前記スリーブの前記弁室内となる位置に段部またはテーパ部を形成することにより、該弁室内において、前記スライダには、その軸方向に受圧面積差が設けられ、該受圧面積差による前記スライダの移動が前記ソレノイドの推力によって制御されることを特徴とする。
【００１１】
このように構成したことにより、ソレノイドの推力によって圧力制御弁の開弁圧力を調整して、パイロット型減衰弁の開弁前の圧力を直接調整するとともに、圧力制御弁による制御圧力によってパイロット圧力を変化させてパイロット型減衰弁の開弁圧力を調整する。このとき、圧力制御弁は、弁室内のスライダの軸方向の受圧面積差によってスライダに軸方向の推力を発生させ、この推力とソレノイドの推力とによって開弁圧力を調整して減衰力を制御する。
【００１２】
また、本願発明に係る減衰力調整機構は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダに接続され、前記ピストンの摺動によって油液を流通させる主通路および副通路とを備えた減衰力調整式油圧緩衝器の前記主通路および副通路に設けられる減衰力調整機構であって、
前記主通路に設けられたパイロット型減衰弁と、前記副通路に設けられた固定オリフィスおよび圧力制御弁と、該圧力制御弁を駆動するソレノイドとを備え、前記副通路の前記固定オリフィスと前記圧力制御弁との間に配置される背圧室の圧力を前記パイロット型減衰弁のパイロット圧力とし、
前記圧力制御弁は、大径ボア及び小径ボアを有するスリーブと、該スリーブの小径ボア内に摺動可能に嵌装され、小径部を有するスライダと、前記スリーブと前記スライダの小径部との間に形成され、前記副通路の一部を構成する弁室とから構成され、
前記スリーブの前記弁室内となる位置に段部またはテーパ部を形成することにより、該弁室内において、前記スライダには、その軸方向に受圧面積差が設けられ、該受圧面積差による前記スライダの移動が前記ソレノイドの推力によって制御されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
本発明の第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する
【００１８】
図１および図２に示すように、第１実施形態の減衰力調整式油圧緩衝器１は、シリンダ２の外側に外筒３を設けた二重筒構造となっており、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成されている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装されており、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室2aとシリンダ下室2bとの２室に画成されている。ピストン５には、略円筒状のピストンボルト６（スリーブ）が挿通されてナット７によって固定されている。ピストンボルト６の基端部に形成された大径部6aには、ピストンロッド８の一端部に溶接されたソレノイドケース９が螺着され、ピストンロッド６の他端側は、シリンダ上室2aを通り、シリンダ２および外筒３の上端部に装着されたロッドガイド10およびオイルシール11に挿通されて、シリンダ２の外部へ延出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室2bとリザーバ４とを区画するベースバルブ12が設けられている。
【００１９】
ピストン５には、シリンダ上下室2a，2b間を連通させるための伸び側油路13および縮み側油路14が設けられている。ピストン５とナット７との間には、伸び側油路13の油液の流動を制御する伸び側減衰力発生機構15が設けられている。ピストン５とピストンボルト６の大径部6aとの間には、縮み側油路14の油液の流動を制御する縮み側減衰力発生機構16が設けられている。ベースバルブ12には、シリンダ下室2bとリザーバ４とを連通させる油路17，18が設けられ、油路17のリザーバ４側からシリンダ下室2b側への油液の流通のみを許容する逆止弁19が設けられ、さらに、シリンダ下室2b側の油液の圧力が所定圧力に達したとき開弁して油路18を介してその油液をリザーバ４側へ流すディスクバルブ20が設けられている。そして、シリンダ２内には油液が封入されており、リザーバ４内には油液および所定圧力のガスが封入されている。
【００２０】
伸び側減衰力発生機構15について説明する。ピストン５のシリンダ下室2b側の端面に、環状の弁座21が突設され、弁座21に主ディスクバルブ22（パイロット型減衰弁）が着座されている。ピストンボルト６には、ピストン５とナット７との間に環状の固定部材23が取付けられており、固定部材23の外周に可動リング24が摺動可能に嵌合されている。固定部材23と可動リング24との間には、これらの間をシールするとともに、摺動を円滑にするためのフッ素樹脂製の滑動リング25が介装されている。可動リング24は、固定部材23とナット７との間にクランプされたディスク状の板ばね26によって、主ディスクバルブ22に当接されて、主ディスクバルブ22と固定部材23との間に、その内圧を主ディスクバルブ22の閉弁方向に作用させる背圧室22A が形成されている。背圧室22A は、主ディスクバルブ22に設けられた固定オリフィス27によって伸び側油路13に連通されている。また、背圧室22A は、ピストンボルト６の側壁に設けられた油路28，29によって、ピストンボルト６の内部に設けられた伸び側圧力制御弁30を介して、固定部材23の反対側に連通され、固定部材23に設けられた逆止弁31（ディスクバルブ）および板ばね26に設けられた油路32（切欠）を介してシリンダ下室2bに連通されている。
【００２１】
縮み側減衰力発生機構16について説明する。ピストン５のシリンダ上室2a側の端面に、環状の弁座33が突設され、弁座33に主ディスクバルブ34（パイロット型減衰弁）が着座されている。ピストンボルト６には、その大径部6aとピストン５との間に環状の固定部材35が取付けられており、固定部材35の外周に可動リング36が摺動可能に嵌合されている。固定部材35と可動リング36との間には、これらの間をシールするとともに、摺動を円滑にするためのフッ素樹脂製の滑動リング37が介装されている。可動リング36は、固定部材35と大径部6aとの間にクランプされたディスク状の板ばね38によって、主ディスクバルブ34に当接されて、主ディスクバルブ34と固定部材35との間に、その内圧を主ディスクバルブ34の閉弁方向に作用させる背圧室39が形成されている。背圧室39は、主ディスクバルブ34に設けられた固定オリフィス40によって縮み側油路14に連通されている。また、背圧室39は、ピストンボルト６の側壁に設けられた油路41，42によって、ピストンボルト６の内部に設けられた縮み側圧力制御弁43を介して、固定部材35の反対側に連通され、固定部材35に設けられた逆止弁44（ディスクバルブ）および板ばね38に設けられた油路45（切欠）を介してシリンダ下室2bに連通されている。
【００２２】
伸び側および縮み側圧力制御弁30，43について説明する。ピストンボルト６内には、中央部に油路28，41が開口する小径ボア46が形成され、その両側に油路47，48がそれぞれ開口する大径ボア47，48が形成され、小径ボア46と大径ボア47，48とのそれぞれの間の段部によって環状の弁座49，50が形成されている。ピストンボルト６の小径ボア46内には、円筒状のスライダ51が摺動可能に嵌装されており、スライダ51の両端部に形成された小径部と小径ボア46との間に、それぞれ油路28，41に連通する環状の弁室52，53が形成されている。スライダ51の両端部には、それぞれ、弁座49，50に離着座する副ディスクバルブ54，55が、スライダ51に圧入されたリテーナ56，57によって取付けられている。
【００２３】
ソレノイドケース９内には、比例ソレノイド58が設けられており、そのプランジャ59に連結された作動ロッド60の先端部が、スライダ51の一端部に取付けられたリテーナ57に当接されている。ピストンボルト６の大径ボア47には、その先端部を閉塞する調整プラグ61およびロックナット62が螺着されており、スライダ51の他端部に取付けられたリテーナ56と調整プラグ61との間に介装された圧縮ばね63と、比例ソレノイド９のプランジャ59の後端部を押圧する圧縮ばね64のばね力によって、スライダ51が弾性的に保持されている。リテーナ56，57には、スライダ51の両側に形成された油室65，66間を連通させて、スライダ51の両端部に作用する圧力をバランスさせるための油路67，68が設けられており、一方の油路67にはスライダ51の移動に適度な減衰力を作用させるためのオリフィス67a が設けられている。
【００２４】
ピストンボルト６の油室52，53内の小径ボア46には、油室52，53内の部位にそれぞれ段部69，70が設けられて、油室52，53内においてスライダ51の段部71，72の受圧面積A1（スライダ51に閉弁方向の推力を発生させる受圧面積）よりも副ディスクバルブ54，55の受圧面積A2（スライダ51に開弁方向の推力を発生させる受圧面積）のほうがが大きくなっている（図３参照）。なお、ピストンボルト６のボアおよびスライダ51の外周部の形状は、これに限らず、スライダ51に閉弁方向の推力を発生させる受圧面積A1よりも開弁方向の推力を発生させる受圧面積A2を実質的に大きくできる形状であれば、テーパ状等の他の形状とすることもでき、段部等を設けなくてもよい。
【００２５】
比例ソレノイド58のコイル73のリード線74は、中空のピストンロッド８内を通って外部へ延ばされており、その先端部に接続された端子から通電できるようになっている。そして、通常、スライダ51は、ばね63，64によって両方の副ディスクバルブ54，55が弁座49，50から離座する位置に保持されており、コイル73に通電することにより、比例ソレノイドによって通電電流に応じた方向および推力で、副ディスクバルブ54，55の一方を閉弁方向に、他方を開弁方向に選択的に付勢するようになっている。なお、スライダ51の初期位置は、調整プラグ61およびロックナット62によって調整することができる。
【００２６】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
【００２７】
ピストンロッド６の伸び行程時には、ピストン５の移動にともない、シリンダ上室2a側の油液が加圧され、伸び側減衰力発生機構15の主ディスクバルブ22の開弁前（ピストン速度の低速域）においては、伸び側油路13、主ディスクバルブ22の固定オリフィス27、背圧室22A 、油路28、伸び側圧力制御弁30、油路29、逆止弁31および油路32を通ってシリンダ下室2b側へ流れる。そして、シリンダ上室2a側の圧力が主ディスクバルブ22の開弁圧力に達すると（ピストン速度の高速域）、主ディスクバルブ22が開いて伸び側油路13からシリンダ下室2bへ油液が直接流れる。なお、ピストンロッド６がシリンダ２から退出した分の油液がリザーバ４からベースバルブ12の油路17の逆止弁19を開いてシリンダ下室2bへ流れる。
【００２８】
これにより、主ディスクバルブ22の開弁前（ピストン速度の低速域）においては、固定オリフィス27および伸び側圧力制御弁30によって減衰力が発生する。伸び側圧力制御弁30では、油室52内において、スライダ51の段部71の受圧面積A1に対して副ディスクバルブ54の受圧面積A2の方が大きいので、これらの軸方向の受圧面積差によって、スライダ51に副ディスクバルブ54の開弁方向の推力が生じる。これに対して、比例ソレノイド58によってスライダ51を副ディスクバルブ54の閉弁方向に付勢して、コイル73への通電電流に応じて副ディスクバルブ54の開弁圧力を調整することにより、主ディスクバルブ22の開弁前（ピストン速度の低速域）における減衰力をピストン速度にかかわらず直接制御することができる。
【００２９】
そして、副ディスクバルブ54の開弁圧力を調整することにより、その圧力に応じて上流側の背圧室22A の圧力が調整され、背圧室22A の圧力は、主ディスクバルブ22のパイロット圧力としてその閉弁方向に作用するので、副ディスクバルブ54の開弁圧力とともに主ディスクバルブ22の開弁圧力を同様に調整することができ、ピストン速度の高速域の減衰力を同時に調整することができる。
【００３０】
また、ピストンロッド６の縮み行程時ピストン５の移動にともない、ベースバルブ12の逆止弁19が閉じて、シリンダ下室2b側の油液が加圧され、縮み側減衰力発生機構16の主ディスクバルブ34の開弁前（ピストン速度の低速域）においては、縮み側油路14、主ディスクバルブ34の固定オリフィス40、背圧室39、油路41、縮み側圧力制御弁43、油路42、逆止弁44および油路45を通ってシリンダ上室2a側へ流れる。そして、シリンダ下室2b側の圧力が主ディスクバルブ34の開弁圧力に達すると（ピストン速度の高速域）、主ディスクバルブ34が開いて縮み側油路14からシリンダ上室2aへ油液が直接流れる。なお、ピストンロッド６がシリンダ２内へ侵入した分の油液がシリンダ下室2bからベースバルブ12の油路18のディスクバルブ20を開いてリザーバ４へ流れる。
【００３１】
これにより、主ディスクバルブ34の開弁前（ピストン速度の低速域）においては、固定オリフィス40および縮み側圧力制御弁43によって減衰力が発生する。縮み側圧力制御弁43では、油室53内において、スライダ51の段部72の受圧面積A1に対して副ディスクバルブ55の受圧面積A2の方が大きいので、その受圧面積差によって、スライダ51に副ディスクバルブ55の開弁方向の推力が生じる。これに対して、比例ソレノイド58によってスライダ51を副ディスクバルブ55の閉弁方向に付勢して、コイル73への通電電流に応じて副ディスクバルブ55の開弁圧力を調整することにより、主ディスクバルブ34の開弁前（ピストン速度の低速域）における減衰力をピストン速度にかかわらず直接制御することができる。
【００３２】
そして、副ディスクバルブ55の開弁圧力を調整することにより、その圧力に応じて上流側の背圧室39の圧力が調整され、背圧室39の圧力は、主ディスクバルブ34のパイロット圧力としてその閉弁方向に作用するので、副ディスクバルブ55の開弁圧力とともに主ディスクバルブ34の開弁圧力を同様に調整することができ、ピストン速度の高速域の減衰力を同時に調整することができる。
【００３３】
このようにして、ピストン速度の低速域から高速域にわたって減衰力を調整することができ、その調整範囲を広くすることができる。伸び側および縮み側圧力制御弁30，43によって、ピストン速度の低速域においてもバルブ特性による適度な減衰力を得ることができるので、ピストン速度の低速域における減衰力の不足および高速域における減衰力の過度の上昇を防止することができる。また、路面からの突上げ等による急激な入力によって、背圧室22A ，39の圧力が急激に上昇した場合、伸び側および縮み側圧力制御弁30，43の副ディスクバルブ54，55が撓んでその外周部が弁座49，50からリフトすることにより、背圧室22A ，39の圧力を油室63，66へ迅速にリリーフすることができるので、減衰力の急激な上昇を抑制することができ、車両の乗り心地を向上させることができる。副ディスクバルブ54，55は、従来のポペット弁に比して、そのリフト量に対する開口面積が大きいため、スライダ51の移動量が小さくてすむので（通常0.5mm程度）、応答性に優れる。
【００３４】
油室52，53内におけるスライダ51の段部71，72と副ディスクバルブ54，55との受圧面積差によってスライダ51に生じる推力と、比例ソレノイド58の推力とのバランスによって減衰力を制御しているので、受圧面積差を小さくすることにより、比例ソレノイド58の負荷を軽減することができ、小型軽量化を図ることができる。また、圧力制御弁である副ディスクバルブ54，55の開閉によって減衰力を直接制御するので、可変オリフィスに比して各部の寸法公差による影響が小さく、安定した減衰力を得ることができる。
【００３５】
スライダ51は、比例ソレノイド58のコイル73への通電電流によって、副ディスク54，55を共に開弁させる位置（伸び側および縮み側共にソフト）、いずれか一方を閉弁させ他方を開弁させる位置（伸び側ソフトかつ縮み側ハード、または、伸び側ハードかつ縮み側ソフト）をとることができるので、いわゆるスカイフック理論に基づくセミアクティブサスペンション制御に適した伸び側縮み側反転特性を得ることができる。
【００３６】
なお、上記第１実施形態の第1変形例として、図４に示すように、上記第１実施形態のものに対して、伸び側圧力制御弁30について、副ディスクバルブ76をピストンボルト６の大径ボア46と小径ボア47と間の段部にリテーナリング77によって取付け、この副ディスクバルブ76に、スライダ51の端部を離着座することによって開閉するようにすることもできる。このようにした場合、伸び側と縮み側の減衰力は、比例ソレノイドへの通電電流に応じて、同様にソフト側からハード側へ、ハード側からソフト側へ変化することになる。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態について、図５および図６を参照して説明する。なお、以下の説明において上記第１実施形態と同様の部分については簡単に説明する。
【００３８】
図５に示すように、第２実施形態の減衰力調整式油圧緩衝器78は、シリンダ79の外側に外筒80が設けられた二重筒構造になっており、シリンダ79と外筒80との間にリザーバ81が形成されている。シリンダ79内には、ピストン82が摺動可能に嵌装されており、このピストン82によってシリンダ79内がシリンダ上室79a とシリンダ下室79b の２室に画成されている。ピストン82には、ピストンロッド83の一端がナット84によって連結されており、ピストンロッド83の他端側は、シリンダ上室79a を通り、シリンダ79および外筒80の上端部に装着されたロッドガイド（図示せず）およびオイルシール（図示せず）に挿通されてシリンダ79の外部へ延出されている。シリンダ79の下端部には、シリンダ下室79b とリザーバ81とを区画するベースバルブ84が設けられている。そして、シリンダ79内には油液が封入されており、リザーバ81内には油液およびガスが封入されている。
【００３９】
ピストン82には、シリンダ上下室79a ，79b 間を連通させる油路85，86が設けられている。油路85には、シリンダ下室79b 側からシリンダ上室79a 側への油液の流通のみを許容する逆止弁87が設けられている。油路86には、シリンダ下室79b 側の油液の圧力が所定圧力に達したとき、開弁してこれをシリンダ上室79a 側へリリーフするリリーフ弁88が設けられている。また、ベースバルブ84には、シリンダ下室79b とリザーバ81とを連通させる油路89，90が設けられている。油路89には、リザーバ81側からシリンダ下室79b 側への油液の流通のみを許容する逆止弁91が設けられている。油路90には、シリンダ下室79b 側の油液の圧力が所定圧力に達したとき、開弁してこれをリザーバ81側へリリーフするリリーフ弁92が設けられている。
【００４０】
シリンダ79の外周には、略円筒状の通路部材93が嵌合されて、シリンダ79と通路部材93との間に環状油路94，95が形成されている。環状油路94は、シリンダ79の上端部付近の側壁に設けられた油路（図示せず）を介してシリンダ上室79a に連通され、環状油路95は、シリンダ79の下端部付近の側壁に設けられた油路96を介してシリンダ下室79b に連通されている。外筒80の側面部には、減衰力発生機構97が取付けられており、減衰力発生機構97のケースに設けられた３つの接続ポート98，99，100 が、それぞれ接続管 101，102 ，103 を介して環状油路94，95およびリザーバ81に接続されている。
【００４１】
減衰力発生機構97は、図６に示すように、スリーブ 104が挿通されてナット 105によって、２つのバルブボディ 106， 107およびこれらのそれぞれに隣接して配置された２つの固定部材 108， 109が一体に結合されており、バルブボディ 106， 107が略有底円筒状のケース 110内に嵌合され、ケース 110の開口部に比例ソレノイドアクチュエータ 111（以下、アクチュエータ 111という）が取付けられて、ケース 110の内部がバルブボディ 106， 107によって、接続ポート 101， 102， 103にそれぞれ連通する３つの油室110a，110b，110cに区画されている。スリーブ 104は、アクチュエータ 111に螺着され、その内部にアクチュエータ 111の作動ロッド 112が挿入されている。
【００４２】
バルブボディ 106には、油室110a，110b間を連通させるための伸び側油路 113が設けられ、バルブボディ 107には、油室 110b ，110c間を連通させるための縮み側通路 114が設けられている。バルブボディ 106， 107に隣接する固定部材 108， 109には、それぞれ伸び側減衰力発生機構 115および縮み側減衰力発生機構 116が設けられている。
【００４３】
上記第１実施形態と同様に、伸び側減衰力発生機構 115は、バルブボディ 106に形成された環状の弁座 117、主ディスクバルブ 118、可動リング 119、板ばね 120、滑動リング 121、背圧室 122、固定オリフィス 123および伸び側圧力制御弁 124を備えている。背圧室 112は、スリーブ 104の油路 125によって、伸び側圧力制御弁 124の弁室 126に連通されている。また、縮み側減衰力発生機構 116は、バルブボディ 107に形成された環状の弁座 127、主ディスクバルブ 128、可動リング 129、板ばね 130、滑動リング 131、背圧室 132、固定オリフィス 133および縮み側圧力制御弁 134を備えている。背圧室 132は、スリーブ 104の油路 135によって、伸び側圧力制御弁 134の弁室 136に連通されている。
【００４４】
伸び側および縮み側圧力制御弁 124，134 は、スリーブ 104の小径ボア 104a に嵌装された円筒状のスライダ 137の両端部に、スリーブ 104側の弁座 138，139 に離着座する副ディスクバルブ 140，141 がリテーナ 142，143 によって取付けられている。スライダ 137は、スリーブ 104の先端部に螺着され、ロックナット 144によって固定された調整プラグ 145とリテーナ 142との間に介装された圧縮ばね 146と、反対側のリテーナ 143に当接するアクチュエータ 111の作動ロッド 112の後端部を押圧する圧縮ばね（図示せず）のばね力によって弾性的に保持されている。そして、弁室 126， 136内におけるスライダ 137の段部 137a ，137bと副ディスクバルブ 140，141 との受圧面積差によって、弁室 126， 136の圧力がスライダ 137の開弁方向の推力を発生させるようになっている。
【００４５】
スリーブ 104内の伸び側圧力制御弁 124の下流側の油室 147は、リテーナ 142，143 に設けられた油 148，149 およびスライダ 137の内部を介して縮み側圧力制御弁134 の下流側の油室 150に連通され、油室 150とともに、スリーブ 104の油路 151を介して油室 110c に連通されている。
【００４６】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
【００４７】
ピストンロッド83の伸び行程時には、ピストン82の移動にともないピストン82の油路85の逆止弁87が閉じてシリンダ上室79a 側の油液が加圧され、主ディスクバルブ 118の開弁前においては、環状油路94および接続管 101を通って減衰力発生機構97の接続ポート98へ流れ、さらに、油室 110a 、油路 113、固定オリフィス 123、背圧室 122、ポート 125、伸び側圧力制御弁 124、油室 110a 、油路 148、油路 149、油室 150、油路 151、油室 110c 、接続ポート 100および接続管 103を通ってリザーバ81へ流れる。また、ベースバルブ84の逆止弁91が開いてリザーバ81の油液が油路89を通ってシリンダ下室79b へ流れる。シリンダ上室79a 側の圧力が主ディスクバルブ 118の開弁圧力に達すると、主ディスクバルブ 118が開いて油液が油路 113から油室 110b へ直接流れ、さらに、接続ポート99、接続管 102、環状油路95および油路96を通ってシリンダ下室79b へ流れる。
【００４８】
これにより、伸び行程時には、ピストン速度が低く、主ディスクバルブ 118の開弁前には、固定オリフィス 123および伸び側圧力制御弁 124によって減衰力が発生し、ピストン速度が高まり、シリンダ上室79a 側の圧力が上昇して主ディスクバルブ 118が開くと、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、アクチュエータ 111のコイルへの通電電流によって、弁室 126内の受圧面積差に基づいて副ディスクバルブ 140の開弁圧力を調整することにより、主ディスクバルブ 118の開弁前（ピストン速度の低速域）減衰力を直接制御するとともに、これにより、背圧室 122の圧力を調整して主ディスクバルブ 118の開弁圧力（ピストン速度の高速域の減衰力）を制御することができる。
【００４９】
一方、ピストンロッド83の縮み行程時には、ピストン82の移動にともない、ピストン82の逆止弁87が開いてシリンダ下室79b の油液が油路85を通ってシリンダ上室79a に直接流入することによってシリンダ上下室79a ，79b がほぼ同圧力となるので、減衰力発生機構97の接続ポート98，99間では油液の流れが生じない。そして、ピストンロッド83のシリンダ２への侵入にともなってベースバルブ84の逆止弁91が閉じ、ピストンロッド83が侵入した分、シリンダ79内の油液が加圧されて、主ディスクバルブ 128の開弁前においては、シリンダ下室79b から、油路96、環状油路95および接続管 102を通って減衰力発生機構97の接続ポート99へ流れ、さらに、油室 110b 、油路 114、固定オリフィス 133、背圧室 130、ポート 135、縮み側圧力制御弁 134、油室 150、油路 151、油室 110c 、接続ポート 100および接続管 103を通ってリザーバ81へ流れる。そして、シリンダ79側の圧力が主ディスクバルブ 128の開弁圧力に達すると、主ディスクバルブ 128が開いて油液が油路 114から油室 110c へ直接流れる。
【００５０】
これにより、縮み行程時には、ピストン速度が低く、主ディスクバルブ 128の開弁前には、固定オリフィス 133および縮み側圧力制御弁 134によって減衰力が発生し、ピストン速度が高まり、シリンダ79側の圧力が上昇して主ディスクバルブ 128が開くと、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、アクチュエータ 111のコイルへの通電電流によって、弁室 136内の受圧面積差に基づいて副ディスクバルブ 141の開弁圧力を調整することにより、主ディスクバルブ 128の開弁前（ピストン速度の低速域）の減衰力を直接制御するとともに、これにより、背圧室 122の圧力を調整して主ディスクバルブ 128の開弁圧力（ピストン速度の高速域の減衰力）を制御することができる。
【００５１】
このようにして、上記第１実施形態のものと同様の作用効果を奏することができる。また、図４に示す第１実施形態の変形例と同様の弁構造をとることにより、伸び側と縮み側の減衰力を、比例ソレノイドへの通電電流に応じて、同様にソフト側からハード側へ、ハード側からソフト側へ変化するようにすることもできる。
【００５２】
次に、上記第１実施形態の第2変形例について、図７を参照して説明する。なお、本変形例は、上記第1実施形態の第1変形例を示す図4のものに対して、伸び側および縮み側圧力制御弁30,43の構造が異なる以外は概して同様の構造であるから、以下、図4に示すものと同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００５３】
図７に示すように、本変形例では、伸び側圧力制御弁30の副ディスクバルブ160は、リテーナ56によってスライダ51側に取り付けられており、スライダ51の移動によって副ディスクバルブ160が弁座49に離着座するようになっている。縮み側圧力制御弁43の副ディスクバルブ161は、リテーナリング162によって、ピストンボルト6側の大径ボア48と小径ボア46との間の段部に取り付けられており、副ディスクバルブ161にスライダ51の端部(段部)が離着座するようになっている。また、スライダ51は、ばね63,64によって比例ソレノイド58側(図7のおける上方)へ付勢されており、非通電状態において、伸び側および縮み側圧力制御弁30,43が閉弁されるようになっている。
【００５４】
このように構成したことにより、比例ソレノイド58への通電電流に応じて、伸び側及び縮み側の減衰力を共にソフト側からはハード側へ、また、ハード側からソフト側へ変化させることができる。このとき、非通電状態では、伸び側および縮み側圧力制御弁30,43が共に閉弁されるため、何らかの原因で、万一、比例ソレノイド58への通電が行なわれない場合には、伸び側及び縮み側の減衰力が共にハード側に固定されるので、フェイル時の操縦安定性を確保することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ソレノイドの推力によって圧力制御弁の開弁圧力を調整して、パイロット型減衰弁の開弁前の圧力を直接調整するとともに、圧力制御弁による制御圧力によってパイロット圧力を変化させてパイロット側減衰弁の開弁圧力を調整する。このとき、圧力制御弁は、弁室内のスライダの軸方向の受圧面積差によってスライダに軸方向の推力を発生させ、この推力とソレノイドの推力とによって開弁圧力を調整して減衰力を制御する。その結果、減衰力の調整範囲を広くすることができ、圧力制御弁によって、ピストン速度の低速域においてもバルブ特性による適度な減衰力を得ることができ、しかも、温度変化に対して安定した減衰力を得ることができる。さらに、弁室内のスライダの受圧面積差を小さくすることにより、ソレノイドへの負荷を軽減することができ、小型軽量化を図ることができる。
【００５６】
請求項２の油圧緩衝器によれば、ディスクバルブの撓みによって、油液の圧力の急激な上昇をリリーフすることができるので、路面からの突上げ等による急激な入力を吸収することができ、減衰力の急激な上昇を抑制して、車両の乗り心地を向上させることができる。
【００５７】
また、請求項３の油圧緩衝器によれば、セミアクティブサスペンション制御に適した反転特性の減衰力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の減衰力調整式油圧緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】図１の装置全体の縦断面図である。
【図３】図１の装置の圧力制御弁の要部の概略構成を拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の第1変形例に係る減衰力調整式油圧緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の減衰力調整式油圧緩衝器の要部の縦断面図である。
【図６】図５の装置の減衰力発生機構を拡大して示す縦断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の第2変形例に係る減衰力調整式油圧緩衝器の要部を拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 減衰力調整式油圧緩衝器
２ シリンダ
５ ピストン
６ ピストンボルト（スリーブ）
８ ピストンロッド
22,34 主ディスクバルブ（パイロット型減衰弁）
27,40 固定オリフィス
30 伸び側圧力制御弁
43 縮み側圧力制御弁
51 スライダ
52,53 弁室
54,55 副ディスクバルブ（ディスクバルブ）
58 比例ソレノイド
A1,A2 受圧面積
Claims (8)
- 油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダに接続され、前記ピストンの摺動によって油液を流通させる主通路および副通路と、前記主通路に設けられたパイロット型減衰弁と、前記副通路に設けられた固定オリフィスおよび圧力制御弁と、該圧力制御弁を駆動するソレノイドとを備え、前記副通路の前記固定オリフィスと前記圧力制御弁との間に配置される背圧室の圧力を前記パイロット型減衰弁のパイロット圧力とする減衰力調整式油圧緩衝器であって、
前記圧力制御弁は、大径ボア及び小径ボアを有するスリーブと、該スリーブの小径ボア内に摺動可能に嵌装され、小径部を有するスライダと、前記スリーブと前記スライダの小径部との間に形成され、前記副通路の一部を構成する弁室とから構成され、
前記スリーブの前記弁室内となる位置に段部またはテーパ部を形成することにより、該弁室内において、前記スライダには、その軸方向に受圧面積差が設けられ、該受圧面積差による前記スライダの移動が前記ソレノイドの推力によって制御されることを特徴とする減衰力調整式油圧緩衝器。 - 前記スリーブの大径ボアと小径ボアとの間の段部によって前記圧力制御弁の弁座を形成したことを特徴とする請求項１に記載の減衰力調整式油圧緩衝器。
- 前記固定オリフィスは、前記パイロット型減衰弁の弁体に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の減衰力調整式油圧緩衝器。
- 前記パイロット型減衰弁および前記圧力制御弁は、前記シリンダの側面部に取付けられる減衰力発生機構のケース内に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の減衰力調整式油圧緩衝器。
- 前記スリーブまたは前記スライダには、ディスクバルブが設けられており、前記弁室内における前記ディスクバルブ側と前記スライダ側との受圧面積差によって前記スライダが移動可能となっていることを特徴とする請求項１乃至４にいずれかに記載の減衰力調整式油圧緩衝器。
- 前記スライダの両端部に伸び側と縮み側の弁室を形成して、前記ピストンロッドの伸び側と縮み側で反対の減衰力特性が得られるようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の減衰力調整式油圧緩衝器。
- 油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダに接続され、前記ピストンの摺動によって油液を流通させる主通路および副通路とを備えた減衰力調整式油圧緩衝器の前記主通路および副通路に設けられる減衰力調整機構であって、
前記主通路に設けられたパイロット型減衰弁と、前記副通路に設けられた固定オリフィスおよび圧力制御弁と、該圧力制御弁を駆動するソレノイドとを備え、前記副通路の前記固定オリフィスと前記圧力制御弁との間に配置される背圧室の圧力を前記パイロット型減衰弁のパイロット圧力とし、
前記圧力制御弁は、大径ボア及び小径ボアを有するスリーブと、該スリーブの小径ボア内に摺動可能に嵌装され、小径部を有するスライダと、前記スリーブと前記スライダの小径部との間に形成され、前記副通路の一部を構成する弁室とから構成され、
前記スリーブの前記弁室内となる位置に段部またはテーパ部を形成することにより、該弁室内において、前記スライダには、その軸方向に受圧面積差が設けられ、該受圧面積差による前記スライダの移動が前記ソレノイドの推力によって制御されることを特徴とする減衰力調整機構。 - 前記スリーブの大径ボアと小径ボアとの間の段部によって前記圧力制御弁の弁座を形成したことを特徴とする請求項７に記載の減衰力調整機構。
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