JP4455270B2

JP4455270B2 - ダンパ

Info

Publication number: JP4455270B2
Application number: JP2004309110A
Authority: JP
Inventors: カール・シー・カズミルスキ; チャールズ・イー・タイレル
Original assignee: Tenneco Automotive Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Inc
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2019-03-19
Also published as: JP2005024101A; DE19912212A1; DE19912212B4; GB9906161D0; JPH11315876A; GB2335476B; GB2335476A; GB2335476A8; US6290035B1; US5992585A

Description

本発明は、機械的衝撃を受ける車のダンパまたはショックアブソーバに関する。さらに詳細には、本発明は堅い減衰特性と柔らかい減衰特性との間で切り替えるために、車のダンパまたはショックアブソーバに加えられる加速度に応答する車のダンパまたはショックアブソーバに関する。

ショックアブソーバは、運転中に生じる望ましくない振動を吸収するために車のサスペンションと関連して使用される。望ましくない振動を吸収するために、ショックアブソーバは、車のバネ下部分とバネ上部分との間に接続される。ショックアブソーバの圧力管内にピストンが配置され、ピストンロッドを通して車のバネ上部分に接続されている。ピストンは、圧力管を上方作業室と下方作業室とに分割する。ショックアブソーバが圧縮または伸長するとき、ピストンが弁を通して減衰流体の流れを制限できるので、ショックアブソーバは、車のバネ下部分からバネ上部分に伝達される振動を緩和する減衰力をつくることができる。二重管型のショックアブソーバにおいて、液体リザーバは、圧力管とリザーバ管との間に形成される。下方作業室とリザーバとの間の流体流の流れを制限し、車のバネ下部分からバネ上部分に伝達される振動を緩和する減衰力をつくるために下方作業室とリザーバとの間にベース弁が配置される。ショックアブソーバ内の流体の流れがピストン弁またはベース弁によって制限される量が大きくなればなるほど、ショックアブソーバによって発生される減衰力が大きくなる。従って、高度に制限された液体流は、堅い乗り心地を生み出し、制限される流れが小さい場合には、柔らかい乗り心地を生む。

ショックアブソーバがつくる減衰力を選択する際に、少なくとも３つの車の性能特性が考慮される。これらの３つの特性は、乗り心地と、車の操作性と、路面保持性能とである。乗り心地は、車の主なばねのばね定数、シートおよびタイヤのばね定数、およびショックアブソーバの減衰係数の関数である。乗り心地を最適にするためには比較的小さい減衰力、即ち柔らかい乗り心地が好ましい。車の取り扱いは、車の姿勢（ロール、ピッチおよびヨー）の変化に関係する。最適な車の取り扱いに関して、コーナリング、加速および減速中の車の姿勢の急激な変化を避けるために、比較的大きな減衰力即ち堅い乗り心地が必要になる。路面保持性能は、ほぼタイヤと路面との接触量の関数である。路面保持性能を最適化するために、不規則な表面上を運転するとき、過剰な時間にわたって路面と車輪との間の接触が失われるのを防止するために、大きな減衰力が必要になる。

車の動作特性に応じたショックアブソーバの減衰特性を選択的に変化させる種々の方法が開発されて来た。ショックアブソーバの連続的な開発は、車の変化する作動特性に応じてショックアブソーバの減衰特性を有効に制御する、簡単で低コストのシステムに向けられる。

本発明は、ばね下マストの移動中、ショックアブソーバに加えられる加速度を検出するショックアブソーバのベース弁において、圧縮弁装置を組み込んだ二重またはツイン管型ショックアブソーバを備えた技術を提供する。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
いくつかの図面を通して同じ参照符号は、同じまたは対応する部品を指定する。図１には、参照符号１０によって指定された本発明による自動調整可能なショックアブソーバを有するサスペンション装置が組み込まれた車が示されている。車１０は、リヤサスペンション１２と、フロントサスペンション１４と、車体１６とを含む。リヤサスペンション１２は、車の後輪１８を作動的に支持するような横方向に延びる後車軸組立体（図示せず）を有する。後車軸組立体は、一対のショックアブソーバ２０と、一対の螺旋コイルばね２２とによって車体１６に作動的に接続される。同様にフロントサスペンション１４は、車の前輪２４を作動的に支持する横方向に延びる前車軸組立体（図示せず）を含む。前車軸組立体は、一対のショックアブソーバ２６と一対の螺旋コイルばね２８とによって作動的に本体１６に接続されている。ショックアブソーバ２０および２６は、バネ下部分（すなわち、フロントおよびリヤサスペンションン１２および１４）と車１０のバネ上部分（すなわち、車体１６）との間の相対運動を減衰する。車１０は、前車軸組立体および後車軸組立体を備えた乗用車として示されているが、ショックアブソーバ２０および２６は、独立したフロントおよび独立したリヤサスペンション装置の少なくとも一方を組み込んだ車のような、他のタイプの車又は用途とともに使用することもできる。さらに、この明細書で使用する「ショックアブソーバ」という用語は、一般的なダンパを意味し、マクファーソンストラットも含む。

図２を参照すると、ショックアブソーバ２０がさらに詳細に示される。図２は、ショックアブソーバ２０のみを示すが、ショックアブソーバ２６もまた、ショックアブソーバ２０に関して以下に説明するようなピストンとベース弁とを有することを理解すべきである。ショックアブソーバ２６は、車のバネ下部分およびバネ上部分に接続される構造でのみショックアブソーバ２０と異なる。ショックアブソーバ２０は、圧力管３０と、ピストンロッド３４と、リザーバ管３６と、弁組立体４０とを有する。

圧力管３０は、作業室４２を形成する。ピストン３２は、圧力管３０内に摺動可能に配置され、作業室を上方作業室４４と下方作業室４６とに分割する。摩擦力を発生することなく圧力管３０に対してピストンが摺動運動することができるように、また、下方作業室４６から上方作業室４４を密封することができるようにピストン３２と圧力管３０との間にシール４８が配置される。ピストンロッド３４がピストン３２に取り付けられ、上方作業室４４と、圧力管３０とリザーバ管３６の双方の上端を閉鎖する上端キャップ５０を貫通して延びている。密封装置５２は、上方端部キャップ５０と、リザーバ管３６と、ピストンロッド３４との間の境界部分を密封する。ピストン３２の反対側のピストンロッド３４の端部は、車のバネ上部分に固定されるようになっている。好ましい実施例において、ピストンロッド３４が車１０の本体１６すなわち、バネ上部分に固定されている。ピストン３２内の弁は、圧力管内でピストン３２が動く間、上方作業室４４と下方作業室４６との間の流体の動きを制御する。ピストンロッド３４は、上方作業室のみに延び下方作業室４６には延びていないので、圧力管３０に対するピストン３２の運動は、下方の作業室４６の液体量と上方作業室４４の液体量との間に差を生じる。移動する液体量の差は、「ロッド容積」と称され、ベース弁組立体４０を通って流れる。

リザーバ管３６は、管の間に配置されたリザーバ室５４を形成するように圧力管３０を包囲する。リザーバ管３６の底部端部は、車１０のバネ下部分に接続されるようになっている端部キャップ５６によって閉鎖される。好ましい実施例において、端部キャップ５６およびリザーバ管３６は、車のバネ下部分に取り付けられる。リザーバ管３６の上端は、上方の端部キャップ５０に取り付けられる。ベース弁組立体４０は、２つの室の間の液体流を制御するように下方作業室４６とリザーバ室５４の間に配置されている。ショックアブソーバ２０が長く伸びるとき、「ロッド容積」の概念によって、下方の作業室に液体が追加されることが必要とされる。従って、液体は、リザーバ室５４からベース弁組立体４０を通って下方の作業室４６に流れる。ショックアブソーバ２０は、長さが圧縮されるとき、余分の液体が、「ロッド容積」の概念によって下方作業室４６から除去されなければならない。従って、液体は、下方作業室４６からベース弁組立体４０を通ってリザーバ室５４に流れる。

本発明は、ショックアブソーバ２０の圧縮行程において、ショックアブソーバ２０に作用する加速度の力に基づいてベース弁組立体４０を通る液体流に対する制限を自動的に変化させる独特のベース弁組立体４０に関する。ベース弁組立体４０は、図３に示すような制限された流れ状態すなわち、かたい乗り心地と、図４に示すようなあまり制限されない流れ状態すなわち、柔らかい乗り心地との間を自動的に切り替える。

図３を参照すると、ベース弁組立体４０は、キャップ６０と、フィンガバネ６２と、スリーブ６４と、弁本体６６と、弁ディスク６８と、弁スプール７０と、質量部材７２と、弁リテーナ７４とを有する。端部キャップ６０は、圧力管３０に圧力ばめするか、この技術分野で公知の他の手段によって圧力管３０の端部に固定される。端部キャップ６０を圧力管３０に組立ることによって、弁リテーナ７４を位置決めし、固定するように端部キャップ６０と圧力管３０との間に弁リテーナ７４が配置される。端部キャップ６０は、下方作業室４６とリザーバ室５４との間に伸びる複数の流体通路７６が形成される。フィンガバネ６２が端部キャップ６０に固定され、弁体６６を弁ディスク６８に、弁ディスク６８を端部キャップ６０に偏倚するように作動する。スリーブ６４は、締りばめを使用して弁体６６に固定され、弁体６６、弁ディスク６８および端部キャップ６０を貫通してのびており、内側穴７８と半径方向穴８０とを形成する。スリーブ６４は、弁体６６に当接する半径方向に延びるフランジ８２を含む。弁体６６は、スリーブ６４と端部キャップ６０のフランジの間に配置される。弁体６６は、ショックアブソーバ２０の圧縮行程において液圧流体が流れる複数の穴８４を画成する。弁ディスク６８は、弁体６６と端部キャップ６０との間に配置され、ショックアブソーバ２０の圧縮行程の間下方作業室４６とリザーバ室５４との間の液体流を制限するように作用する。弁ディスク６８のかたさは、液体流に対する大きな流れ抵抗と、かたい乗り心地を提供するように構成されている。

スプール７０がスリーブ６４の内側穴７８内に摺動可能に配置されている。スプール７０は、内側穴８６と、半径方向の穴８８と、環状溝９０とを形成する。質量部材７２は、スプール７０の上部に取り付けられている。スプール７０と質量部材７２は、スリーブ６４の内側穴７８内に配置されている弁バネ９２によって弁リテーナ７４に対して偏倚される。弁バネ９２は、端部プラグ９４に対して反作用し、端部プラグ９４は、リテーナ９６によって固定され、スプール７０および質量部材７２を弁リテーナ７４に対し上方へ偏倚し、ベース弁組立体４０の所望の応答を提供する。

ショックアブソーバ２０の伸長行程の間、液体はリザーバ室５４からベース弁組立体４０を通って下方作業室４６に流れる。リザーバ室５４内の液体は、液体通路７６を通って流れ、液圧が弁ディスク６８の下面に作用する。液圧は、弁ディスク６８が弁体６６を移動させる点まで蓄積され、この弁体６６は、フィンガバネ６２を押し、弁体６６と弁ディスク６８の移動を生じ、端部キャップ６０から弁ディスク６８が離れることによって、流体を下方作業室４６に流すことができるようにする。弁体６６の動きは、スリーブ６４を動かし、スプール７０および質量部材７２は、弁リテーナ７４によって保持されるからスリーブ６４は、スプール７０に沿って摺動する。

ショックアブソーバ２０の圧縮行程中、ベース弁組立体４０の通常の動作中、堅い乗り心地すなわち、ベース弁組立体４０を通る制限流体流が提供される。スプール７０および質量部材７２は、堅い減衰ができる静止位置に配置される。液体は、下方作業室４６からリザーバ室５４に流れる。液体の流れは、弁リテーナ７４を通り、フィンガバネ６２を通り、弁体６６の穴８４を通って十分な圧力が弁ディスク６８に対して蓄積され、弁ディスク６８を弁体６６から離す。これは、図３に示すように液体が流れることができるようにし、弁ディスク６８のかたさによって制御されるかたい乗り心地を提供する。

図４を参照すると、制限が小さいすなわち、柔らかい乗り心地を提供するベース弁組立体４０が示されている。調整された加速度水準より大きい十分な加速度が路面入力から作用するとき、質量部材７２とスプール部材７０の質量は、バネ９２のバネ力にうち勝つ。弁バネ９２のバネ力に勝ることによって、スリーブ６４の穴７８内でスプール７０が摺動し、スリーブ６４の半径方向の穴８０と環状溝９０とを整列させる。液体は、下方の作業室４６からスプール７０の穴８６を通り、半径方向の穴８８を通って、環状溝９０に流れる。液体は、環状溝９０からスリーブ６４の半径方向穴８０を通り、端部キャップ６０の流体通路７６を通り、リザーバ室５４に流れる。液圧は、弁ディスク６８に対して蓄積され、図３で上述したものと同一の第２の流通路、すなわち、堅い減衰流通路を提供する。図４に矢印によって示す、これらの２つの流通路は、弁ディスク６８のかたさ、穴８６，８８，８０および溝９０の寸法、および質量部材７２の寸法によって制御される柔らかい乗り心地を提供する。

ベース弁組立体４０は、大きな路面入力または加速度に対して柔らかい減衰を提供し小さな路面入力または加速度に対しかたい減衰を提供する。このシステムは、車輪の加速度に比例した圧縮行程減衰を提供しながら、乗り心地の堅さを十分に低減する。

本発明による自動調整可能な減衰装置を使用する車の斜視図である。本発明による自動調整可能な減衰装置を組み込んだショックアブソーバの、一部断面の側断面図である。減衰装置が流体流に大きな制限を行い、したがって堅い乗り心地を提供する、図２に示すショックアブソーバのベース弁部分の拡大断面図である。減衰装置が流体流に小さな制限を行い、したがって円滑な乗り心地を提供する、図３と同様な拡大断面図である。

符号の説明

１０車
１２リヤサスペンション
１４フロントサスペンション
１６車体
２０ショックアブソーバ
２２螺旋コイルバネ
３０圧力管
３２ピストン
３６リザーバ管
４０ベース弁組立体
４２作業室
４４上方作業室（上方部分）
４６下方作業室（下方部分）
４８シール
５２シール装置（密封装置）
５４リザーバ室
５６端部キャップ
６０端部キャップ
６２フィンガバネ（第２の偏倚部材）
６４スリーブ
６６弁体
６８弁ディスク
７０スプール
７２質量部材
７４弁リテーナ
７８スリーブ穴
８０穴（第３の常閉流通路）
８４穴（第１の常閉流通路）
８６スプール穴
９０環状溝
９２弁バネ（第１の偏倚部材）

Claims

作業室（４２）を形成する圧力管（３０）と、
前記圧力管の周りに配置され、前記圧力管との間にリザーバ室（５４）を形成するリザーバ管（３６）と、
前記作業室と前記リザーバ室との間の前記減衰流体の流れを調整するために前記作業室と前記リザーバ室との間に配置されたベース弁組立体（４０）と、を有し、該ベース弁組立体は、
前記圧力管に固定された端部キャップ（６０）と、
前記圧力管に固定された弁リテーナ（７４）と、
前記端部キャップと前記弁リテーナとの間に配置された圧力応答弁組立体と、
前記端部キャップと前記弁リテーナとの間に配置された加速度応答弁組立体と、を有し、
前記圧力応答弁組立体は、前記作業室と前記リザーバ室との間に第１の常閉流通路（８４）を形成する弁体（６６）と、該弁体と前記端部キャップとの間に配置された弁ディスク（６８）とを有し、
前記弁ディスクと前記端部キャップとの間の隙間が、前記作業室と前記リザーバ室との間に第２の常閉流通路を形成し、前記弁ディスクは前記第１および第２の常閉流通路を閉じ、
前記弁ディスクは前記第１の常閉流通路を開放するために前記弁体に対し可動であり、前記弁ディスクおよび前記弁体は前記第２の常閉流通路を開放するために前記端部キャップに対し可動であり、
前記加速度応答弁組立体は、前記作業室と前記リザーバ室との間に第３の常閉流通路（８０）を形成するように、
前記弁体に固定され、前記リザーバ室と連通するスリーブ穴（７８）を形成するスリーブ（６４）と、
前記スリーブ穴内に摺動可能に受入れられ、前記作業室と連通するスプール穴（８６）を形成し、前記スプール穴が前記リザーバ室と連通する開位置と、前記スプール穴が前記リザーバ室と連通しない閉位置との間で前記スリーブに対し可動なスプール（７０）と、
前記スリーブと前記スプールとの間に配置され、前記加速度応答弁組立体を前記閉位置
へ偏倚する第１の偏倚部材（９２）と、
前記端部キャップと前記弁体との間に配置され、前記圧力応答弁組立体を開放位置へ偏倚する第２の偏倚部材（６２）と、
を有し、
前記第１の偏倚部材（９２）は前記スプールを前記弁リテーナに向けて偏倚するとともにその反作用により前記スリーブを反対方向に偏倚し、更に、該スリーブを介して前記弁体を前記弁ディスクに向けて偏倚し、
前記第２の偏倚部材（６２）は前記弁体を前記弁ディスクに向けて偏倚し、
前記加速度応答弁組立体は、圧縮行程中に、前記スプールに作用する加速度による力が前記第１の偏倚部材の偏倚力に打勝つとき、前記開位置へ移動するとともに、伸長行程中に、前記作業室に対する前記リザーバ室の圧力差が前記第１および第２の偏倚部材の偏倚力に打勝つときにも前記開位置へ移動することを特徴とするダンパ。
前記作業室内に配置されたピストン（３２）を有し、前記ピストンは、前記作業室を上方部分（４４）と下方部分（４６）とに分割し、前記ベース弁組立体は、前記作業室の前記下方部分と前記リザーバ室との間に配置されている請求項１に記載のダンパ。
前記ベース弁組立体は、前記スプールに取り付けられている質量部材（７２）を備えている請求項１に記載のダンパ。
前記圧力応答弁組立体は、開放位置と閉鎖位置との間で可動であり、前記圧力応答弁組立体は、通常、前記閉鎖位置にある請求項１に記載のダンパ。
作業室（４２）を形成する圧力管（３０）と、
前記圧力管の周りに配置され、前記圧力管との間にリザーバ室（５４）を形成するリザーバ管（３６）と、を有するダンパにおいて、
前記作業室と前記リザーバ室との間の前記減衰流体の流れを調整するために前記作業室と前記リザーバ室との間に配置されたベース弁組立体（４０）であって、
前記圧力管に固定された端部キャップ（６０）と、
前記圧力管に固定された弁リテーナ（７４）と、
前記端部キャップと前記弁リテーナとの間に配置された圧力応答弁組立体と、
前記端部キャップと前記弁リテーナとの間に配置された加速度応答弁組立体と、を有し、
前記圧力応答弁組立体は、前記作業室と前記リザーバ室との間に第１の常閉流通路（８４）を形成する弁体（６６）と、該弁体と前記端部キャップとの間に配置された弁ディスク（６８）とを有し、
前記弁ディスクと前記端部キャップとの間の隙間が、前記作業室と前記リザーバ室との間に第２の常閉流通路を形成し、前記弁ディスクは前記第１および第２の常閉流通路を閉じ、
前記弁ディスクは前記第１の常閉流通路を開放するために前記弁体に対し可動であり、前記弁ディスクおよび前記弁体は前記第２の常閉流通路を開放するために前記端部キッャプに対し可動であり、
前記加速度応答弁組立体は、前記作業室と前記リザーバ室との間に第３の常閉流通路（８０）を形成するように、
前記弁体に固定され、前記リザーバ室と連通するスリーブ穴（７８）を形成するスリーブ（６４）と、
前記スリーブ穴内に摺動可能に受入れられ、前記作業室と連通するスプール穴（８６）を形成し、前記スプール穴が前記リザーバ室と連通する開位置と、前記スプール穴が前記リザーバ室と連通しない閉位置との間で前記スリーブに対し可動なスプール（７０）と、
前記スリーブと前記スプールとの間に配置され、前記加速度応答弁組立体を前記閉位置へ偏倚する第１の偏倚部材（９２）と、
前記端部キャップと前記弁体との間に配置され、前記圧力応答弁組立体を開放位置へ偏
倚する第２の偏倚部材（６２）と、
を有し、
前記第１の偏倚部材（９２）は前記スプールを前記弁リテーナに向けて偏倚するとともにその反作用により前記スリーブを反対方向に偏倚し、更に、該スリーブを介して前記弁体を前記弁ディスクに向けて偏倚し、
前記第２の偏倚部材（６２）は前記弁体を前記弁ディスクに向けて偏倚し、
前記加速度応答弁組立体は、圧縮行程中に、前記スプールに作用する加速度による力が前記第１の偏倚部材の偏倚力に打勝つとき、前記開位置へ移動するとともに、伸長行程中に、前記作業室に対する前記リザーバ室の圧力差が前記第１および第２の偏倚部材の偏倚力に打勝つときにも前記開位置へ移動することを特徴とするベース弁組立体。
前記作業室内に配置されたピストン（３２）を有し、前記ピストンは、前記作業室を上方部分（４４）と下方部分（４６）とに分割し、前記ベース弁組立体は、前記作業室の前記下方部分と前記リザーバ室との間に配置されている請求項５に記載のベース弁組立体。
前記ベース弁組立体は、前記スプールに取り付けられている質量部材（７２）を備えている請求項５に記載のベース弁組立体。
前記圧力応答弁組立体は、開放位置と閉鎖位置との間で可動であり、前記圧力応答弁組立体は、通常、前記閉鎖位置にある請求項５に記載のベース弁組立体。