JP6322331B2 - ショックアブソーバ - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１４年７月２５日に出願された米国特許仮出願第６２／０２９，０２０号の優先権を主張し、同出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

（発明の分野）
本発明は、ショックアブソーバに関する。

自動車などの殆どの軽量車輌が、乗員の乗り心地を向上させるためにショックアブソーバを使用する。ショックアブソーバは、理想的には、路面の高さの変動に関わらず車輌のシャーシを同じ高さまたはほぼ同じ高さ位置に維持する。

ショックアブソーバは、路面の凹凸に起因して車輌のシャーシに伝達されるエネルギーを吸収するのに不可欠である。多くの道路がでこぼこしているので、ショックアブソーバの性能は、乗員の乗り心地を向上させるためだけではなく、道路から車輌および車輌のシャーシへのエネルギーの伝達を低減さるために重要である。

大部分のショックアブソーバは、外筒と、外筒内に同軸に装着された内筒と、内筒の内室内に往復運動するように装着されたピストンとを備える。ベースバルブアセンブリは、外筒および内筒の端部に取り付けられ、内筒と外筒との間に形成された外側環状補充チャンバと内筒の内室内の主作動チャンバとの間の流体流れを調節する。内筒内に往復運動するように装着されているピストンは、作動液の中に浸されている。さらに、ショックアブソーバの内筒は、しばしば圧力チューブとして知られ、一方、外筒はリザーブチューブとして知られている。リザーブチューブは、ショックアブソーバ内の余分な作動液を環状外側または補充チャンバ内に蓄える。

従来、ショックアブソーバのピストンは、自動車のシャーシに取り付けられる。同様に、内筒が、サスペンションシステムの車輪構造に取り付けられ、それによって、内筒は、車輪の垂直運動に同調して動く。その結果、車輪が路面の出っ張りや窪みのどちらに遭遇しても、ピストン、したがってシャーシを平らな垂直位置に維持しようと、ピストンが内面内で往復運動をする。

路面からの揺れや衝突の衝撃を減衰するために、ベースバルブアセンブリは、作動チャンバと補充チャンバとの間の流体流れを調節する。さらに、ピストンを貫通するオリフィスは、でこぼこした路面の影響を減衰するために、ピストンを通して流体を流れさせる。

ショックアブソーバは、２つの別個のサイクル、すなわち圧縮サイクルと伸張サイクルとで作動する。バウンドサイクルとしても知られている圧縮サイクルは、ピストンがショックアブソーバの中へ下向きに移動し、それによってピストンより下のショックアブソーバの作動チャンバ内の作動液を圧縮するときに起こる。逆に、リバウンドサイクルとしても知られている伸張サイクルは、ピストンが圧力チューブの上端の方へ外に向かって移動し、それによってショックアブソーバの全長を伸張するときに起こる。これは、今度は、ピストンより上の作動チャンバ内の流体を圧縮する。

自動車産業で使用されるタイプの既知のショックアブソーバの１つの欠点は、これら既知のショックアブソーバがヒステリシスを示すことであり、そのヒステリシスは、リバウンド行程中に、ショックアブソーバの作動チャンバの補充に存在する遅れである。リバウンド行程中の遅れ、または不完全な補充は、外側または補充リザーバから、また、内側または作動チャンバへ、流れる油の量を減少させる。油によるショックアブソーバの作動チャンバの不完全な補充は、バウンド行程中のショックアブソーバの減衰特性に不利な影響を及ぼす。

その結果、大部分の現在のショックアブソーバは、でこぼこな路面に完璧または理想的な応答を示さず、むしろ、ヒステリシスの結果としてリバウンドサイクル中の減衰曲線に変化を示す。さらに、ショックアブソーバのヒステリシスは、補充チャンバと作動チャンバとの間の流体流れを調節するショックアブソーバのベースバルブアセンブリの幾何学的設計に大きく依存する。

本発明は、特に伸張行程中の補充チャンバと作動チャンバとの間の流動特性を改善し、それによってショックアブソーバのヒステリシスを低減するショックアブソーバ用のベースバルブアセンブリを提供する。

要約すると、本発明に係るベースバルブアセンブリは、ショックアブソーバの補充チャンバおよび作動チャンバを形成する内筒および外筒に取り付けられている全体的に円筒状のベースプレートを備える。前述のように、ピストンは、内筒の作動チャンバ内に往復運動するように装着されている。

そして、ベースケージがベースプレート上に配置される。ベースケージは、ピストンの圧縮行程中、内側作動チャンバを外側補充チャンバに流体接続する流体通路の第１セットを備える。この流体通路の第１セットは、断面形状がほぼ円形である。

また、流体通路の第２セットは、外側補充チャンバを内側作動チャンバに流体接続するが、ピストンの伸張行程でそれを行う。この流体通路の第２セットは、第１セットのスロットの周りにベースケージを貫通して形成された弧状の細長いスロットによって、それらスロットの端部同士が互いに近接して配置されるように、形成される。そうすることによって、伸張サイクル中、流体通路の第２セットを通して最大の流れを生じさせることができる。

第１フラップバルブは、流体通路の第１セットに組み合わされて、流体通路の第１セットを通る流体流れを圧縮サイクル中のみに限定する。逆に、第２フラップバルブは、流体通路の第２のセットと組み合わされて、補充チャンバから作動チャンバ内への流体流れを伸張行程中に限定する。

ベースバルブアセンブリを通る油の流れをさらに改善するために、通路の第２セットの半径方向内側の壁、すなわち細長いスロットがベースケージの外側端部から外方へ延出する。さらに、それらスロットの半径方向外側面は、スロットから半径方向外方へ延出するか、またはショックアブソーバの軸長に対して内方へ僅かに傾斜しているかのどちらかである。その結果、伸張行程中の補充チャンバから作動チャンバへの油の流体流れが、ベースケージの下においてスロットの内側の壁に対して自由に流れる。次いで、スロットの内側の壁は、流体流れを、スロットを通して上方へ導き、作動チャンバへ導き入れる。

補充チャンバからスロットを通って作動チャンバに入る作動油の流動抵抗をさらに低減するために、円錐台状偏向板面は、流体流路の第２のセットを形成するスロットと位置合わせされて、ベースプレート上に形成される。その結果、伸張サイクル中、補充チャンバからの流体流れが、偏向板面によってスロットを通り上方へ偏向されて、それによって流動抵抗を最小限に抑える。

ベースバルブアセンブリを通る油の流動抵抗を最小限に抑えることによって、特に伸張サイクル中、ショックアブソーバのヒステリシスが大幅に低減され、それによって、ショックアブソーバの全体性能が向上する。

添付図面と併せてそれを読めば、以下の詳細な説明を参照して、本発明のより良い理解が得られるであろう。添付図面では、複数の図を通して同様な参照符号は同様な構成要素を示す。
図１は、本発明のベースバルブアセンブリを使用するショックアブソーバを示す長手方向断面図である。 図２は、ベースバルブアセンブリの好ましい実施形態を示す側面図である。 図３は、バルブバルブアセンブリの長手方向断面図である。 図４は、ベースケージアセンブリを示す上面図である。 図５は、圧縮サイクル中の油の流れを示す概略長手方向断面図である。 図６は、図５と同様な図であるが、ショックアブソーバの伸張サイクル中の油の流れを示す図である。

図１を参照すると、乗用車や軽トラックなどの自動軽量車輌に使用されるタイプのショックアブソーバ２０が示されている。ショックアブソーバ２０は、外筒２２と、外筒２２内に同軸に配設された内筒２１とを備える。内筒２１と外筒２２とは、それらの上側端部２４および下側端部２６の両方で一体に固定されている。それによって、内筒２１が、外筒２２を２つの別個の流体チャンバ、すなわち、内筒２１の内室によって形成される円筒状作動チャンバ２８と、内筒２１と外筒２２との間に形成される環状補充チャンバ３０とに分割する。すぐにより詳細に説明されるベースバルブアセンブリ３２は、補充チャンバ３０と作動チャンバ２８との間の流体流れを制御する。

内筒２１の内周に対してその外周が封止されたピストン３４は、内筒２１の作動チャンバ２８内に摺動して往復運動できるように配設されている。ピストンロッド３６はピストン３４に取り付けられ、このピストンロッド３６は、ショックアブソーバ２０の上側端部２４の開口を通って外へ延出する。

使用中、ピストンロッド３６の上側端部３８は、車輌のシャーシに取り付けられる。逆に、ショックアブソーバ２０の下側端部２６は、車輌のサスペンションシステムに取り付けられ、それによって、ショックアブソーバ２０の下側端部２６は、サスペンションシステムと、したがって自動車の車輪と同調して垂直に動く。ブラケット４０などの任意の従来の機構を、ショックアブソーバ２０の下側端部２６をサスペンションシステムに取り付けるために使用することができる。

ピストン３４は、また、作動チャンバ２８の上側部分と下側部分との間で流体を流動させる貫通オリフィス３５を備える。これらオリフィスは、バルブ式にすることができ、構造上は従来通りである。

次いで図２を参照すると、そこではベースバルブアセンブリ３２がより詳細に示されている。ベースバルブアセンブリ３２は、外側端部５２および内側端部５４を有する全体的に円筒状の形状であるベースプレート５０を備える。ベースプレート５０は、外筒２２の下側端部に取り付けられ、それによって外筒２２の下側端部を流体封止する。

円筒状ベースケージ５６は、ベースプレート５０によって支持された外側または下側端部５８を有する。ベースケージ５６の上側端部６０は、作動チャンバ２８に開放されている。

次いで図４を参照すると、ベースケージ５６は、ベースケージ５６の軸方向両端部５８と６０との間に延在する、円周上に離隔配置された複数の流体通路６２を有する。同様に、また、弧状の複数のスロット６４が、ベースケージ５６の両端部５８と６０との間に軸方向に形成されている。これらスロット５４は、ベースケージ５６を貫通して軸方向に延在する流体通路の第２セットを形成し、通路６２の第１セットより半径方向外側に配置される。

さらに図４を参照すると、隣接するスロット６４の端部同士が互いに近接して配置され、その結果、ベースケージ５６の極めて狭いウェブ６６だけでスロット６４を互いに分離している。したがって、これらスロット６４は、ベースケージ５６を貫通する自由連通を確立する。

図３を参照すると、第１ベースバルブ７０が、ベースケージ５６の外側端部５８上で通路６２の第１セットに覆い重なるように、ベースケージ５６に取り付けられている。ベースバルブ７０は、ボルト７２によって所定位置に固定される。ただし、ショックアブソーバの圧縮サイクルの場合、すなわちプランジャ３４の下方への移動によって作動チャンバ２８内の圧力が増加すると、作動チャンバ２８内の増加した圧力が、図５に示されるように、ベースバルブ７０を開かせ、矢印７４によって示されるように、作動チャンバ２８からベースケージ５６の側方開口７１（図２）を通して補充チャンバ３０へ流体を流れさせる。

次いで、図３および６を参照すると、第２ベースバルブ７５が、スロット６４を覆って延在する一方で通路６２と位置の合った開口を有するように、ナット７７によってベースケージ５６に固定されている。伸張時には、作動チャンバ２８内の圧力が減少する。これが、第２ベースバルブ７５を開かせ、流体を補充チャンバ３０から主チャンバ３８へ矢印７６で示されるように流れさせる。

伸張サイクル中の補充チャンバ３０から作動チャンバ２８への流動抵抗を低減するために、流体通路の第２セットの各スロット６４の内側の壁８０は、スロットを形成する開口を過ぎて下方へ延出する。さらに、スロット７４の外側の壁８４から半径方向外方へ延出するベースケージ５６の下面８２が、スロット７４から半径方向外方へ延出し、または上方に傾斜している。その結果、補充チャンバ３０から作動チャンバ２８への作動液の流体流れが全体的に妨げられず、正に、スロット７４の内側の壁８０が流れをスロット７４を通して上方へ導く。

さらに図６を参照すると、また、ベースケージ５６の外周縁部８６は、伸張サイクル中の補充チャンバ３０から作動チャンバ２８への流体流れを容易にするために、丸みを帯びている。

さらに図６を参照すると、伸張サイクル中、流体流れを補充チャンバ３０からスロット７４を通して上方へさらに導くために、スロット６４と位置合わせされた円錐台面９０が、ベース５０上に形成されている。この円錐台面９０もまた、その内側端部から外側端部へ軸方向下方かつ半径方向外方に傾斜しており、それによって、伸張サイクル中、面９０が、作動油をベースケージ５６のスロット６４に向けて跳ね返して導く。

上記より、本発明は、ショックアブソーバの伸張サイクル中の流動の制限を低減する、ショックアブソーバのベースバルブアセンブリの設計を提供することが分かる。流動の制限をこのように低減することによって、ショックアブソーバのヒステリシスが改善され、それによって、ショックアブソーバの全体性能が向上する。

本発明を説明してきたが、添付特許請求の範囲によって定義される本発明の主旨から逸脱することなく本発明が適合する多くの本発明への変更が、当業者にとって明らかになるであろう。

Claims (3)

1. 外筒と、内筒と、前記内筒の内室内に往復運動式に装着されたピストンとを有するタイプのショックアブソーバと組み合わせて使用するための、前記外筒と前記内筒との間の環状外側補充チャンバと、前記内筒の前記内室によって形成される内側作動チャンバとの間の流体流れを調節するベースバルブアセンブリであって、
   ベースプレートと、
   前記ベースプレート上に配置されたベースケージであって、前記ピストンの圧縮行程において前記内側作動チャンバを前記外側補充チャンバに流体接続する流体通路の第１セットと前記ピストンの伸張行程において前記外側補充チャンバを前記内側作動チャンバに流体接続する流体通路の第２セットとを有するベースケージと、
   前記ベースケージに装着され、前記ピストンの前記圧縮行程中、流体通路の前記第１セットを開口する第１ベースバルブと、
   前記ベースケージに装着され、前記ピストンの前記伸張行程中、流体通路の前記第２セットを開口する、第２ベースバルブと
   を備え、
   流体通路の前記第２セットは、前記ベースケージを貫通して形成された複数の弧状の細長いスロットを備え、それによって前記スロットの端部同士が互いに近接しており、 前記ベースケージは、内側端部および外側端部を有し、前記ベースケージの前記外側端部と前記ベースプレートとの間に形成されて通路の前記第２セットを前記外側補充チャンバに流体接続する補充流体通路を備え、通路の前記第２セットの内側の壁は、前記ベースケージの前記外側端部上で、前記補充通路の半径方向外側端部に対して外方に延出する、ベースバルブアセンブリ。
2. 前記ベースケージの前記外側端部の、通路の前記第２セットから半径方向外方に位置する部分は、通路の前記第２セットの外側端部から前記ベースケージの外周まで平坦である、または軸方向内方へ傾いている、請求項１に記載のベースバルブアセンブリ。
3. 前記ベースケージの前記外側端部の半径方向最も外側の縁部は丸みを帯びている、請求項２に記載のベースバルブアセンブリ。

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