JP4506444B2

JP4506444B2 - 車両用ショックアブソーバ

Info

Publication number: JP4506444B2
Application number: JP2004351660A
Authority: JP
Inventors: 憲司相良; 宏信菊池
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: JP2006161893A

Description

本発明は、車両のサスペンションに使用される車両用ショックアブソーバに関するものであり、車両に発生する上下力に応じて減衰力を変更することが可能な車両用ショックアブソーバに好適なものである。

このような車両用ショックアブソーバとしては、減衰力可変機構を備えると共に、サスペンション機構におけるバネ上部材の上下方向の加速度を加速度センサで検出し、その上下加速度からバネ上に上下方向の速度を算出し、その算出されたバネ上上下速度及び検出されたバネ上上下加速度に基づいて前記減衰力可変機構による減衰力を制御するものがある（例えば特許文献１）。
特開平４−１５１３３号公報

しかしながら、前記従来の車両用ショックアブソーバでは、バネ上上下加速度を検出するために加速度センサを用いており、更にバネ上上下速度の算出や減衰力可変機構に夜減衰力の制御に演算処理装置が必要となることから、コスト高であるという問題がある。
本発明はこれらの諸問題を解決するために開発されたものであり、コストの低廉化が可能な車両用ショックアブソーバを提供することを目的とするものである。

上記諸問題を解決するため、本発明の車両用ショックアブソーバは、車体側部材に連結されるピストンロッドと、車輪側部材に連結され、内筒及び外筒からなるシリンダと、前記内筒を第一室及び第二室に区画するように当該内筒に内装され、且つ前記シリンダの一端側から挿入された前記ピストンロッドに連結するピストンと、前記シリンダの他端側に形成された前記第二室と、前記内筒及び外筒の隙間に設けられたリザーバ室との間で作動液を流動させる第一バルブと、前記ピストンに設けられ、前記第一室と前記第二室との間で作動液を流動させる第二バルブとを備えた車両用ショックアブソーバであって、車両に発生する上下力により移動する質量部材と、前記第一室と第二室とを連通させる第一流路と、前記第二室とリザーバ室とを連通させる第二流路と、前記第一流路及び第二流路を開閉する開閉弁と、前記開閉弁と質量部材とを連結し、前記上下力による質量部材の移動に連動させて前記開閉弁の開閉状態を切換える連結機構とを備えたことを特徴とするものである。

これにより、車両用ショックアブソーバは、車両に上下力が発生していない場合、開閉弁が開弁状態となることで、前記第一室、第二室及びリザーバ室が連通状態となり、減衰力が小さくなる。一方、車両に上下力が発生すると、開閉弁が閉弁状態となることで、第一室と第二室との連通及び第二室とリザーバ室との連通が共に遮断された状態となり、減衰力が大きくなる。つまり、上下力をセンサで検出しなくても、達成される減衰力は上下力感応型になる。

而して、本発明の車両用ショックアブソーバによれば、上下加速度センサや演算処理装置を必要とせず、コストの低廉化が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を伴って説明する。
図１、図２は、本発明の車両用ショックアブソーバの第１実施形態を示す概略構成図である。図１は、直立したショックアブソーバ１を、例えば車両前後方向から見た図であり、図２は、直立したショックアブソーバ１を、例えば車両幅方向から見た図である。なお、直立したショックアブソーバ１のレイアウトは、これに限定されるものではなく、車両の前後方向を含む側方からの直交視が、図１、図２のような関係になっていればよい。

ショックアブソーバ１は、内筒２及び外筒３を備えたシリンダ４と、内筒２の軸方向に摺動自在に当該内筒２内に挿入されたピストンバルブ５と、ピストンバルブ５に下端が連結されたピストンロッド６と、減衰力を制御する減衰力制御部３０とを備えている。
シリンダ４には、その底部に、内筒２及び外筒３を閉塞するようにベースバルブ８が設けられている。そして、シリンダ４において、内筒２と外筒３との間がリザーバ室７をなしており、このリザーバ室７内及び内筒２内に作動油が充填されている。また、シリンダ４の下端の目玉部９が図示しない車輪側に連結されている。

ピストンバルブ５は、シリンダ４（具体的には内筒２）の内部を上側の第１液室１０と下側の第２液室１１とに区画している。このピストンバルブ５には減衰力発生部が設けられている。
減衰力発生部は、ピストンバルブ５が内筒２内を移動する際に第１液室１０内の圧力と第２液室１１内に圧力との差圧が所定の圧力より大きくなった場合に開弁し、減衰力を変化させるような構造になっている。

このシリンダ４において、ピストンバルブ５が内筒２内を摺動する際にピストンバルブ５を介して作動油が流動すると共に、ベースバルブ８を介して作動油が内筒２内とリザーバ室７内とを流動するようになっている。ショックアブソーバ１は、これら作動油の流動により所定の減衰力を発生する。
また、第１液室１０及び第２液室１１、及びシリンダ４のリザーバ室７は夫々、後述するように、減衰力制御部３０の各バイパス路３４、３５、３６を介して、当該減衰力制御部３０と連通している。
ピストンロッド６は、その上端がインシュレータゴム１２を介して車体側１３に連結されている。

図３及び図４は、減衰力制御部３０の詳細な構成を示す。図３及び図４に示す減衰力制御部３０の構成は図２と同じ方向から見た構成である。
図３及び図４に示すように、減衰力制御部３０は、ケース３１内に、バネ３２、減衰器３３、バイパス路連通オン及びオフ部４０及びスプール操作部５０を備えている。
バイパス路連通オン及びオフ部４０は、例えば車両前後方向に長手の筒形状のスプール収納部４１と、そのスプール収納部４１内に収納されているほぼ円柱形状のスプール（スプールバルブ）４２とを備えている。

スプール収納部４１には、所定の位置に第１乃至第３バイパス路３４、３５、３６が接続されている。第１バイパス路３４は、シリンダ４の第１液室１０に接続されており、第２バイパス路３５は、シリンダ４の第２液室１１に接続されており、第３バイパス路３６は、シリンダ４のリザーバ室７に接続されている。この実施形態では、第１バイパス路３４及び第３バイパス路３６が、スプール収納部４１において車両前後方向で並ぶ部位に接続されており、第２バイパス路３５が、スプール収納部４１においてそれら第１バイパス路３４及び第３バイパス路３６が接続されている部位と対向する部位に接続されている。

このような構造により、スプール収納部４１は、第１乃至第３バイパス路３４、３５、３６を介して第１及び第２液室１０、１１及びリザーバ室７と連通している。また、スプール収納部４１及び第１乃至第３バイパス路３４、３５、３６は、それら第１及び第２液室１０、１１及びリザーバ室７と同様に、作動油で満たされている。
スプール４２には、模式的に示す図５、図６のように、その外周面に油路４３が形成されている。この油路４３は、図３及び図４に示すように、スプール４２の一端側に形成されている。そして、油路４３は、第１バイパス路３４に一端が連通される部位４３ａと、第２バイパス路３５が一端に連通される部位４３ｂと、第３バイパス路３６に一端が連通される部位４３ｃとから構成されている。

図３に示すように、スプール収納部４１の車両前後方向における後述するバネ３２及び減衰器３３の配置側の側面（以下、バネ配置側側面と示す）にスプール４２の一端面が当接した場合に、図５に明示するように、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６とが連通するようになる。また、図４に示すように、スプール収納部４１の車両前後方向における後述するスプール操作部５０の配置側の側面（以下、スプール操作部配置側側面と示す）にスプール４２の他端面が当接した場合に、図６に明示するように、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６との連通が遮断される。即ち、スプール収納部４１へのバイパス路３４、３５、３６の接続位置や油路４３の形状は、そのようにスプール収納部４１内でスプール４２が所定位置に移動された場合に、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６とが連通状態となり、又はその連通が遮断された状態になるように設計されている。

また、スプール４２には、油路４３が形成されている側の端面に、車両前後方向に向けて第１ロッド４５が取付けられている。更に、スプール４２には、他端側に当該スプール４２に対して車両前後方向に所謂遊びをもって連結棒である第２ロッド４６が取付けられている。ここで、第１及び第２ロッド４５、４６は、スプール収納部４１の車両前後方向における側面から当該スプール収納部４１内に挿通されて、スプール４２に取付けられている。

第１ロッド４５の端部には、バネ３２及びこのバネ３２に併設する減衰器３３が取付けられている。バネ３２は、当該バネ３２側に第１ロッド４５、即ちスプール４２を付勢するためのものである。これにより、スプール４２は、バネ３２による付勢力が作用する場合には、減衰器３３により所定の減衰力が作用して、移動するようになる。
第２ロッド４６は、スプール４２の他端寄り内部に形成されている空間部４４により、当該スプール４２に対して車両前後方向に遊びをもって取付けられている。空間部４４は、スプール４２の移動方向に長手の円柱形状をなしており、スプール４２の端面に開口されている。

第２ロッド４６は、本体部４６ａがスプール４２端面の前記開口部を介して空間部４４内に挿通されており、その挿通された本体部４６ａの一端に、一体にピストン部４６ｂが形成されている。ピストン部４６ｂは、前記空間部４４内で車両前後方向に移動自在とされている。そして、第２ロッド４６の本体部４６ａの他端部がスプール操作部５０に接続されている。

スプール操作部５０は、棒状の第１及び第２リンク５１、５２により所謂コンロッド機構として構成されている。即ち、第１リンク部材５１と第２リンク部材５２とが一端で互いに回転自在に連結されると共に、第１リンク部材５１の他端が第２ロッド４６の本体部４６ａの他端に回転自在に連結され、更に第２リンク部材５２の他端が減衰力制御部３０の不動部、例えばケース３１に設けたピン３７に、回転自在に連結されている。そして、スプール操作部５０は、第１リンク部材５１と第２リンク部材５２との連結部にマス部材５３を備えている。

なお、第１リンク部材５１と第２ロッド４６の本体部４６ａとの連結部は、図示しない拘束部材などにより、車両前後方向にのみ移動するように拘束されている。
このように構成されているスプール操作部５０は、第１及び第２リンク部材５１、５２によるリンク機構によりマス部材５３が車両上下方向に移動できるようになる。即ち、図３から図４への変化として示されるように、第１リンク部材５１と第２リンク部材５２とが屈曲した位置関係になることで、マス部材５３が車両上下方向に移動することができるようになる。そして、このような第１リンク部材５１と第２リンク部材５２との動作に連動して、当該第１リンク部材５１の他端に連結されている第２ロッド４６が車両前後方向に移動し、これにより、スプール４２の空間部４４内で第２ロッド４６のピストン部４６ｂが車両前後方向に移動するようになる。

ここで、図３に示すように、スプール操作部５０の第１リンク部材５１と第２リンク部材５２とがリンク機構として伸びきった状態で、ピストン部４６ｂの端面は、空間部４４の前記バネ配置側側面に当接しないようになっている。即ち、図７に示すように、スプール収納部４１の前記スプール操作部配置側側面にスプール４２の他端面が当接した状態において、第１リンク部材５１と第２リンク部材５２とがリンク機構として伸びきった状態になっても、ピストン部４６ｂが空間部４４のバネ配置側側面に当接しないように、空間部４４の車両前後方向の長さ或いは第２ロッド４６の長さなどが決定されている。
以上のように減衰力制御部３０が構成されている。

次にショックアブソーバ１の動作及び減衰力特性を説明する。例えば路面の突起に車輪が乗り上げると、マス部材５３に上方向の外力が働く。これにより、図８ａに示すように、スプール操作部５０の第１リンク部材５１と第２リンク部材５２とが屈曲した状態となり、第２ロッド４６が当該スプール操作部５０側に引き寄せられる。これにより、第２ロッドのピストン部４６ｂの外周部（径方向の凸形状部）が空間部４４のスプール操作部配置側側面、即ち第２ロッド４６が挿通されるスプール４２の開口部の外周部５４と当接し、スプール４２がスプール収納部４１のスプール操作部配置側側面に当接するまで移動する。なお、このとき、スプール４２は、バネ３２の付勢力及び減衰器３３の減衰力に逆らいながらスプール収納部４１内を移動することになる。
これにより、前記図４及び図６に示すように、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６との連通が遮断される。

また、車輪が路面凹部を通過する際にも、同様に動作する。即ち、車輪が路面凹部上に至ると、マス部材５３に下方向の外力が働く。これにより、図８ｃに示すように、スプール操作部５０の第１リンク部材５１と第２リンク部材５２とが屈曲した状態となり、第２ロッド４６が当該スプール操作部５０側に引き寄せられる。これにより、第２ロッドのピストン部４６ｂの外周部が空間部４４のスプール操作部配置側側面、即ち第２ロッド４６が挿通されるスプール４２の開口部の外周部５４と当接し、スプール４２がスプール収納部４１のスプール操作部配置側側面に当接するまで移動する。これにより、前記図４及び図６に示すように、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６との連通が遮断される。

このように、シリンダ４の第１液室１０と第２液室１１とリザーバ室７とのバイパス路３４、３５、３６による連通が遮断されると、ショックアブソーバ１の伸縮時に、ピストンバルブ５の減衰力発生部及びベースバルブ７が作動してショックアブソーバ１に減衰力が発生する。
具体的には、ショックアブソーバ１の収縮方向、即ちピストンロッド６、又はピストンバルブ５が下方向に移動する場合には、第１液室１０内の圧力と第２液室１１内の圧力との圧力差により、第２液室１１から第１液室１０にピストンバルブ５の減衰力発生部を介して作動油が流動することによる減衰力がショックアブソーバ１に発生する。

また、第２液室１１内の圧力と、リザーバ室７内との圧力差により、第２液室１１からリザーバ室７にベースバルブ８を介して作動油が流動することにより減衰力がショックアブソーバ１に発生する。
また、ショックアブソーバ１の伸張方向、即ちピストンロッド６、又はピストンバルブ５が上方向に移動する場合には、第１液室１０内の圧力と第２液室１１内の圧力との圧力差により、第１液室１０から第２液室１１にピストンバルブ５の減衰力発生部を介して作動油が流動することによる減衰力がショックアブソーバ１に発生する。

更に、リザーバ室７内の圧力と第２液室１１内の圧力との圧力差により、リザーバ室７から第２液室１１にベースバルブ８を介して作動油が流動することにより減衰力がショックアブソーバ１に発生する。
これらに対して、安定した路面走行時のように、車輪への上下方向への入力がないとき、或いは統括的に車両に上下力が作用していないときには、図８ｂに示すように、スプール操作部５０の第１リンク部材５１と第２リンク部材５２とがリンク機構として伸びきった状態となる。このとき、スプール４２は、バネ３２による付勢力によりスプール収納部４１のバネ配置側側面に当接された状態にある。これにより前記図３及び図５に示すように、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６とが連通した状態になる。

これにより、シリンダ４の第１液室１０と第２液室１１とリザーバ室７とは、バイパス路３４、３５、３６により連通下状態になる。これにより、ショックアブソーバの伸縮時に減衰力が発生する。
具体的には、ショックアブソーバ１の収縮方向、即ちピストンロッド６、又はピストンバルブ５が下方向に移動する場合には、第２バイパス路３２、減衰力制御部３０のスプール４２の油路４３、第１バイパス路３１を介して、第２液室１１内の作動油が第１液室１０内に流動するようになる。

また、ショックアブソーバ１の伸張方向、即ち即ちピストンロッド６、又はピストンバルブ５が上方向に移動する場合には、第１バイパス路４１、減衰力制御部３０のスプール４２の油路４３、第２バイパス路４２を介して、第１液室１０内に作動油が第２液室１１内に流動するようになる。
このような作動油の流動によりショックアブソーバ１に減衰力が発生する。しかし、その減衰力は、前記上下方向の力が作用するときのショックアブソーバ１に発生する減衰力に比べて小さなものとなる。このように、ショックアブソーバ１の減衰力の制御は、車両に発生する上下力感応型の制御となり、路面凹凸乗り越え後の減衰力が、安定した路面走行時の減衰力よりも大きくなる。

なお、ショックアブソーバ１の減衰力は、ピストンバルブ５の速度が大きいほど、大きくなる。また、ショックアブソーバ１の減衰力は、絶対値で、伸張時のものより、収縮時のものの方が大きくなる。
図９には、上下加速度（上下力の大きさ）とスプール収納部４１内におけるスプール４２の移動速度との関係を示す。同図に示すように、上下加速度が大きくなるほど、スプール収納部４１内におけるスプール４２の移動速度は大きくなる。これにより、例えば大きな路面突起通過時のように上下加速度が大きい場合には、スプール４２の移動速度が速くなり、この結果、ショックアブソーバ１の減衰力は速やかに立上がって増加する。また、小さな路面起伏を乗り越えるときのように上下加速度が小さい場合には、スプール４２の移動速度が遅くなり、この結果、ショックアブソーバ１の減衰力は緩やかに増加する。

また、図１０には、スプール収納部４１内におけるスプール４２の位置と、ショックアブソーバ１の減衰力との関係を示す。前述したように、スプール収納部４１内でスプール４２が移動することで、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６とが連通したり、その連通が遮断されたりする。このときの油路４３の機能を、スプール収納部４１内でスプール４２が移動することで、その開度が変化するオリフィス弁の機能と等価と考えることができる。

この図１０に示すように、スプール収納部４１内でスプール４２がバネ３２又は減衰器３３の配置側に移動することで、オリフィス開度が大きくなり（全開側になり）、これにより、作動油が油路４３内に流入し易くなり、又は油路４３から作動油が流出し易くなり、この結果、ショックアブソーバ１の減衰力は小さな値となる。一方、スプール収納部４１内でスプール４２がスプール操作部５０の配置側に移動することで、オリフィス開度が小さくなり（全閉側になり）、これにより、作動油が油路４３内に流入しにくくなり、又は油路４３から作動油が流出しにくくなり、この結果、ショックアブソーバ１の減衰力は大きな値になる。

このように、スプール収納部４１内におけるスプール４２の位置に対応してショックアブソーバ１の減衰力が変化するようになる。
次に、緩やかな連続路面凹凸を乗り越えるときのショックアブソーバ１の減衰力特性を説明する。車両が、緩やかな連続路面凹凸を乗り越えるとき、車両には、次々と逆方向の上下力、つまり上下加速度が作用する。
前述したように、スプール４２の車両前後方向に所謂遊びをもって第２ロッド４６が取付けられているために、スプール収納部４１のスプール操作部配置側側面にスプール４２の他端面が当接した状態において、第１リンク部材５１と第２リンク部材５２とがリンク機構として伸びきった状態でも、ピストン部４６ｂが空間部４４のバネ配置側側面に当接することはない。

このようなことから、前記図８ａ又は図８ｃに示すように、スプール４２がスプール収納部４１のスプール操作部配置側側面に当接している状態において、車両に逆方向の上下力、つまり上下加速度が作用し、通常であれば図８ｂに示すように、スプール操作部５０の第１リンク部材５１と第２リンク部材５２とがリンク機構として伸びきるような状態になる際にも、第２ロッド４６がスプール４２に先行して車両前後方向に移動し、当該第２ロッド４６のピストン部４６ｂが空間部４４の長手方向ほぼ中央部位に位置する。このとき、スプール４２は、バネ３２の弾性力及び減衰器３３の減衰力で設定される速度、或いはバネ３２の弾性力及び減衰器３３の減衰力に依存した速度で、スプール収納部４１内を移動する。

例えば、このようにスプール４２はバネ３２の弾性力及び減衰器３３の減衰力に依存してスプール収納部４１内を移動するが、その移動の最中に、第２ロッド４６がスプール操作部５０側に移動を開始した場合、即ち例えば、逆方向の上下力、即ち上下加速度が作用した場合、第２ロッド４６のピストン部４６ｂが空間部４４のスプール操作部配置側側面と当接するので、スプール４２はその移動途中から反対方向に移動される、つまりスプール３２による第１液室１０、第２液室１１、リザーバ室７との連通状態が全開になる前に、再び全閉方向に移行するため、ショックアブソーバ１の減衰力は極小値に達する前に、減少方向から増加方向に転ずる。

以上のようなことから、車両前後方向に所謂遊びをもってスプール４２に第２ロッド４６を取付けることで、緩やかな連続凹凸路面を走行している場合でも、ショックアブソーバ１の減衰力は極小値に達することなく、大きい値の所定値近傍を変動するようになる。
換言すれば、車両前後方向に所謂遊びをもたせることなく、スプール４２に第２ロッド４６を所謂直付けしたと仮定すれば、スプール４２は、常にマス部材５３の移動に連動して移動するようになる。この場合、ショックアブソーバ１の減衰力は、逆方向に連続する上下力、つまり上下加速度に対応して極小値と極大値との間で変動してしまい、路面入力を有効に減衰できない。

次に効果を説明する。
前述したように、ショックアブソーバ１は、バイパス路３４、３５、３６と、スプール４２を備えたバイパス路連通オン及びオフ部４０を、コンロッド機構（連結機構）として構成されているスプール操作部５０とにより、車両に発生する上下力に応じた減衰力の制御を行っている。これにより、ショックアブソーバ１は、簡単な構成による減衰力の制御を実現している。図１２ａは、一過性の路面突起乗り上げのイメージを示したものであり、図１２ｂには、本実施形態のショックアブソーバ１による上下加速度の減衰特性を実線で、従来のショックアブソーバによる上下加速度の減衰特性を二点鎖線で示す。前述のように、本実施形態のショックアブソーバ１では、上下力、つまり上下加速度が大きいほど、大きな減衰力を発現し、上下加速度が小さいときには、減衰力は小さく抑制されるので、上下力が入力された初期の段階で上下加速度を大きく減衰することが可能となっている。このように、本実施形態では、簡単な構成で上下力の大きさに応じた減衰力制御を行うことができ、上下加速度センサや演算処理装置が不要となり、その分、コストの低廉化が可能となる。

また、大きな上下力が作用しない通常時には、減衰力が小さいので、ショックが小さく、乗心地に優れる。合わせて、圧側、伸側の両方の初期減衰力を、従来のショックアブソーバに比べて、大幅に小さく設定することが可能となる。
また、外筒３に、バイパス路連通オン及びオフ部４０及び連結機構からなるスプール操作部５０を設けるだけでよいので、車体側のデザイン、例えばエンジンルームの形状の自由度を高くでき、更にはサスペンションストロークも長くすることができる。即ち、例えばアッパマウント周りの部品特性（フード高さ、アッパマウント特性又はバンパラバー特性など）に影響を与えることがない。また、車体側に新たな追加部品を必要としない。

また、前述したように、第１ロッド４５の端部に、バネ３２及びこのバネ３２に併設して減衰器３３を取付けている。これにより、スプール４２は、バネ３２側、即ち開弁状態にする位置に付勢力が与えられていると共に、その移動の際に減衰力が与えられている。これにより、スプール４２が移動方向で振動してしまうことを防止できる。特に、減衰器３３の減衰力を、伸側で低く、圧側で高くすることにより、スプール４２の戻り時、つまり開弁方向への移動時の減衰力の低下を緩やかにすることができる。

また、前述したように、スプール４２の移動方向に所謂遊びをもって第２ロッド４６を取付けている。これにより、マス部材５３が車両に発生する上下加速度によって移動することがあっても、すぐにはスプール４２が移動しないので、この結果、減衰力制御部３０によるシリンダ４の第１液室１０と第２液室１１とリザーバ室７との連通状態が頻繁に切換わることがなく、即ちショックアブソーバ１の減衰力が頻繁に切換わることがない。
特に、逆方向の上下力が連続して作用する場合に、マス部材５３の移動に連動してスプール４２が移動することがなく、バネ３２及び減衰器３３の作用の下、スプール４２が移動するようになる。これにより、前述したようにショックアブソーバ１の減衰力が極小値に達することなく、大きい値の所定値近傍で維持される。

次に、本発明の車両用ショックアブソーバの第２実施形態について説明する。前記第１実施形態では、スプール４２又は第２ロッド４６を操作するスプール操作部５０を、棒状の第１及び第２リンク部材５１、５２による所謂コンロッド機構として構成した場合を説明した。本実施形態では、これに代えて、図１３に示すように、スプール操作部６０を、クランク部６１と、クランク部６１と第２ロッド４６とを連結する連結部材６２と、クランク部６１に設けたマス部材６３とから構成する。ここで、クランク部６１は、減衰力制御部３０の不動部、例えばケース３１に回転自在に支持されている。そして、クランク部６１において、連結部材６２の取付位置に対向するように、マス部材６３が設けられている。なお、スプール４２が前記全開位置にあるとき（図１３ｂでは油路連通位置にあるとき）、前記連結部材６２と第２ロッド４６とは、所謂伸びきった状態になる。つまり、この状態で、スプール４２とクランク部６１との回転中心とを結ぶ直線を仮想したとき、連結部材６２とクランク部６１との連結点は、この線上、又はその近傍にある。

このように構成されているスプール操作部６１は、マス部材６３が車両上下方向に移動すると、クランク部６１が回転運動し、その回転運動が連結部材６２を介して、当該連結部材６２に連結されている第２ロッド４６の直進運動に変換される。これにより、マス部材６３の移動に連動して、スプール収納部４１内で第２ロッド４６のピストン部４６ｂが車両前後方向で移動するようになる。
このように構成することで、車両に上下力が作用したときには、ショックアブソーバ１は次のように動作する。

上下力の作用時には、図１３ａ又は図１３ｃに示すように、マス部６３の車両上下方向への移動に伴ってクランク部６１が回転運動し、その回転運動に連動して、第２ロッド４６がスプール操作部６１側に引き寄せられる。これにより、第２ロッド４６のピストン部４６ｂが空間部４４のスプール操作部配置側側面と当接し、スプール４２がスプール収納部４１のスプール操作部配置側側面に当接するまで移動する。

これにより、前記第１実施形態と同様に、前記図４及び図６に示すように、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６との連通が遮断され、シリンダ４の第１液室１０と第２液室１１とリザーバ室７とは、連通が遮断された状態となり、ショックアブソーバの伸縮時に、ピストンバルブ５の減衰力発生部及びベースバルブ８が作動してショックアブソーバに減衰力が発生する。

一方、車両に上下力が作用しないときには、図１３ｂに示すように、スプール４２は、バネ３２の付勢力によりスプール収納部４１のバネ配置側側面に当接した状態になる。これにより、前記第１実施形態と同様に、前記図３及び図５に示すように、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６とが連通した状態となり、シリンダ４の第１液室１０と第２液室１１とリザーバ室７とは、バイパス路３４、３５、３６で連通した状態となり、ショックアブソーバ１の収縮時に減衰力が発生するが、このとき発生するショックアブソーバ１の減衰力は、前記上下力作用時にショックアブソーバ１に発生する減衰力に比べて小さいものとなる。

また、本実施形態では、スプール４２が前記全開位置（図１３ｂに示す油路連通位置）にあるとき、連結部材６２とクランク部６１との連結点は、スプール４２とクランク部６１の回転中心とを結ぶ直線上又はその近傍にあるので、前記上下力によるマス部材の６３の移動に伴うスプール４２の全開位置から閉弁方向への移動速度は、移動初期の移動速度の方が、それ以後の移動速度よりも小さい。つまり、スプール４２の全開位置からのマス部材６３の移動量に比して連結部材６２のスプール移動方向への移動量の比が小さく、スプール４２の全閉位置に近づくにつれて両者の比は大きくなる。

この特性を、図１４に、経過時間とスプール変位との関係として、破線で示す。スプールの変位は、前述のように、ショックアブソーバ１が発生する減衰力と同等と考えてよい。従って、本実施形態では、比較的小さな上下力発生時の減衰力を小さくすることが可能であると共に、大きな上下力発生時の減衰力増加所要時間を長くすることも可能となる。この特性によれば、図１５に示すような連続する路面突起により連続的に大きな上下力が発生する場合のスプール移動に伴う油路遮断時間が長くなり、二つ目以降の突起を乗り越す際も、急激に減衰力が大きくなるのを回避できると共に、連続突起を通過し終えたときに減衰力を増加して振動の収束を早めることもできる。つまり、このような減衰力特性を用いれば、不整路や悪路などを走行する車両の乗心地と振動収束性とを両立することができる。

この第２実施形態に対応する第３実施形態を、図１６に示す。この実施形態では、第２ロッド４６のクランク部６１側に、二本の連結部材７２を、当該クランク部６１の表裏に位置するように連結し、それらの連結部材７２を、スプール４２とクランク部６１の回転中心とを結ぶ直線からずれた位置、具体的にはクランク部６１の回転中心を通り且つスプール４２とクランク部６１の回転中心とを結ぶ直線と直交する直線上で、当該クランク部６１に連結する。二本の連結部材７２は、クランク部６１の回転中心に対し、対称の位置でクランク部６１に連結する。更に、クランク部６１との連結点にピン７４を用い、そのピン７４を、各連結部材７２に形成された長穴７２ａ内に挿通するようにして、クランク部６１と各連結部材７２とを連結する。ピン７４は、スプール４２の全閉位置（図１６ｂの油路連通位置）にあるとき、長穴７２ａのスプール操作部配置側側面に当接するようにした。

従って、上下力の作用時には、図１６ａ又は図１６ｃに示すように、マス部６３の車両上下方向への移動に伴ってクランク部６１が回転運動し、その回転運動に連動して、第２ロッド４６がスプール操作部６１側に引き寄せられる（連動に関与しない連結部材７２は、長穴７２ａ内でピン７４がスライドする）。これにより、第２ロッド４６のピストン部４６ｂが空間部４４のスプール操作部配置側側面と当接し、スプール４２がスプール収納部４１のスプール操作部配置側側面に当接するまで移動する。

これにより、前記第２実施形態と同様に、前記図４及び図６に示すように、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６との連通が遮断され、シリンダ４の第１液室１０と第２液室１１とリザーバ室７とは、連通が遮断された状態となり、ショックアブソーバの伸縮時に、ピストンバルブ５の減衰力発生部及びベースバルブ８が作動してショックアブソーバに減衰力が発生する。

一方、車両に上下力が作用しないときには、図１６ｂに示すように、スプール４２は、バネ３２の付勢力によりスプール収納部４１のバネ配置側側面に当接した状態になる。これにより、前記第２実施形態と同様に、前記図３及び図５に示すように、油路４３と各バイパス路３４、３５、３６とが連通した状態となり、シリンダ４の第１液室１０と第２液室１１とリザーバ室７とは、バイパス路３４、３５、３６で連通した状態となり、ショックアブソーバ１の収縮時に減衰力が発生するが、このとき発生するショックアブソーバ１の減衰力は、前記上下力作用時にショックアブソーバ１に発生する減衰力に比べて小さいものとなる。

また、本実施形態では、スプール４２が前記全開位置（図１６ｂに示す油路連通位置）にあるとき、連結部材６２とクランク部６１との連結点は、スプール４２とクランク部６１の回転中心とを結ぶ直線からずれているので、前記上下力によるマス部材の６３の移動に伴うスプール４２の全開位置から閉弁方向への移動速度は、移動初期の移動速度の方が、それ以後の移動速度よりも大きい。つまり、スプール４２の全開位置からのマス部材６３の移動量に比して連結部材７２のスプール移動方向への移動量の比が大きく、スプール４２の全閉位置に近づくにつれて両者の比は小さくなる。

この特性を、前記図１４に、経過時間とスプール変位との関係として、実線で示す。スプールの変位は、前述のように、ショックアブソーバ１が発生する減衰力と同等と考えてよい。従って、本実施形態では、比較的小さな上下力発生時の減衰力を大きくすることが可能であると共に、大きな上下力発生時の減衰力増加所要時間を短くすることも可能となる。この特性によれば、良路を走行する車両の一過性路面入力に対する減衰力を高め、振動の収束を早めることが可能となる。

なお、前述の実施形態の説明において、マス部材５３が本発明の質量部材を構成し、以下同様に、バイパス路３４、３５、３６が流路を構成し、スプール４２が開閉弁及びスプール弁を構成し、スプール操作部５０及び第２ロッド４６が連結機構を構成している。
また、前記各実施形態では、開閉弁をスプール（バルブ）で構成したが、これに代えてロータリバルブを用いることも可能である。

本発明の車両用ショックアブソーバの第１実施形態を示す断面図である。図１のショックアブソーバの構成を示す正面図である。図１のショックアブソーバの減衰力制御部の構成を示す図であり、油路と各バイパス路とが連通した状態を示す図である。図１のショックアブソーバの減衰力制御部の構成を示す図であり、油路と各バイパス路との連通状態が遮断した状態を示す図である。図３の油路と各バイパス路とが連通した状態の詳細図である。図４の油路と各バイパス路との連通状態が遮断した状態の詳細図である。図１のショックアブソーバの減衰力制御部の構成を示す図であり、スプールが油路と各バイパス路との連通状態を遮断する状態に位置し、且つ第１リンク部材と第２リンク部材とがリンク機構として伸びきった状態を示す図である。車両に作用する上下力に応じたスプール及びスプール操作部の状態変化の説明に使用する図である。上下加速度とスプールの移動速度との関係を示す特性図である。スプール位置とショックアブソーバの減衰力との関係を示す特性図である。上下加速度と減衰力比との関係を示す特性図である。図１のショックアブソーバによる一過性路面突起乗り越え時の減衰特性図である。本発明の車両用ショックアブソーバの第２実施形態を示す図であり、車両に作用する上下力に応じたスプール及びスプール操作部の状態変化の説明に使用する図である。上下力入力後の経過時間とスプール変位との関係を示す特性図である。連続する路面突起により連続的に大きな上下力が発生する場合の説明図である。本発明の車両用ショックアブソーバの第２実施形態を示す図であり、車両に作用する上下力に応じたスプール及びスプール操作部の状態変化の説明に使用する図である。

符号の説明

１はショックアブソーバ
２は内筒
３は外筒
４はシリンダ
５はピストンバルブ
６はピストンロッド
７はリザーバ室
８はベースバルブ
１０、１１は液室
３０は減衰力制御部
３２はバネ
３３は減衰器
３４、３５、３６はバイパス路
４０はバイパス路連通オン及びオフ部
４２はスプール
４５、４６はロッド
４６ａはピストン部
５０はスプール操作部
５１、５２はリンク部材
５３、６３はマス部材
６２、７２は連結部材

Claims

車体側部材に連結されるピストンロッドと、車輪側部材に連結され、内筒及び外筒からなるシリンダと、前記内筒を第一室及び第二室に区画するように当該内筒に内装され、且つ前記シリンダの一端側から挿入された前記ピストンロッドに連結するピストンと、前記シリンダの他端側に形成された前記第二室と、前記内筒及び外筒の隙間に設けられたリザーバ室との間で作動液を流動させる第一バルブと、前記ピストンに設けられ、前記第一室と前記第二室との間で作動液を流動させる第二バルブとを備えた車両用ショックアブソーバであって、車両に発生する上下力により移動する質量部材と、前記第一室と第二室とを連通させる第一流路と、前記第二室とリザーバ室とを連通させる第二流路と、前記第一流路及び第二流路を開閉する開閉弁と、前記開閉弁と質量部材とを連結し、前記上下力による質量部材の移動に連動させて前記開閉弁の開閉状態を切換える連結機構とを備え、前記開閉弁をスプール弁とし、前記スプール弁を開弁状態にする位置に移動するように当該スプール弁に付勢力を与えるバネと、前記バネに併設され、前記スプール弁の移動の際に当該スプール弁に減衰力を与える減衰器とを備え、前記連結機構は、前記スプール弁の移動方向に遊びをもって当該スプール弁と連結棒で連結され、前記スプール弁内に形成され且つ当該スプール弁の移動方向に長手な空間部と、前記空間部に連通し且つスプール弁の端部に形成され且つ空間部の内径より小さい開口部とを備え、前記連結棒は、前記開口部から前記空間部内に挿通された一端に形成され且つ且つ径方向に凸形状となる係止部を備え、前記連結機構は、前記上下力による質量部材の移動に連動させて前記連結棒を前記スプール弁の移動方向に移動させることで、前記係止部を前記開口部の空間部側端面に係止させて、前記スプール弁を閉弁状態にする位置に移動させることを特徴とする車両用ショックアブソーバ。
前記連結機構は、前記スプール弁を開弁状態から閉弁状態に移動する際、その移動初期の移動速度を、それ以後の移動速度よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ショックアブソーバ。
前記連結機構は、前記上下力による質量部材の移動に伴って回転する回転機構を有し、且つ前記スプール弁が開弁状態にあるときに当該スプール弁と前記回転機構の回転中心とを結ぶ直線状又はその近傍の位置で当該回転機構と連結棒とを連結し且つ当該連結棒をスプール弁に連結することを特徴とする請求項２に記載の車両用ショックアブソーバ。
前記連結機構は、前記スプール弁を開弁状態から閉弁状態に移動する際、その移動初期の移動速度を、それ以後の移動速度よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ショックアブソーバ。
前記連結機構は、前記上下力による質量部材の移動に伴って回転する回転機構を有し、且つ前記スプール弁が開弁状態にあるときに当該スプール弁と前記回転機構の回転中心とを結ぶ直線からずれた位置で当該回転機構と連結棒とを連結し且つ当該連結棒をスプール弁に連結することを特徴とする請求項４に記載の車両用ショックアブソーバ。