JP7459204B2 - ダンパアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は概して、サスペンションシステムのためのダンパアセンブリに関する。

例えば自動車といった車両は、一般的に、車両の車輪と車体または基礎構造との間に装着される緩衝装置（アブソーバ）ユニットを有するサスペンションシステムを備える。車両の車輪または他の部分への力からエネルギーを吸収することによって車輪が走行面と接し続けるよう、サスペンションが、通常、車両と一体的に構成されている。技術の進歩に伴い、種々のタイプのアブソーバユニットが開発されている。特に普及している一のタイプのアブソーバユニットは、伸縮式（テレスコープ式）圧縮を用いて力を吸収する液圧シリンダとして構成されている。圧縮の後、液圧シリンダは「反発（リバウンド）」して、液圧シリンダが伸張し、これにより再び圧縮可能となる。

液圧シリンダは、多くの場合、液圧シリンダが最大限の反発位置の近くへと延びるに従い減衰力を増加させるための液圧反発ステップ（ＨＲＳ）機能を有する。一つの従来技術のＨＲＳ機能は、主ピストンからある距離でピストンロッドに配置される追加ピストンを有する。動作時に、追加ピストンは、液圧シリンダの最上部に位置するテーパ状の溝を有する二次シリンダ内へと移動する。移動範囲の終端における衝撃を低減するために、反発の際に追加ピストンが二次シリンダに移動するに従って、増加していく液圧制限が生成される。他の従来技術のＨＲＳ機能は、ＨＲＳチャンバを形成するようピストンリングと係合する主ピストンを有する。反発の際に、ピストンリングは、主ピストンで流れを遮断し、流体を主ピストン周辺の環状フローパスを通ってＨＲＳバルブ内へと強制的に通過させて、高めた減衰力を生成する。主ピストンが最大限の反発位置へと向かって移動するに従って、バネはピストンリングを配置させて圧縮する。これらの従来技術のＨＲＳ機能が最大限の液圧シリンダ伸張時の衝撃を感じる乗り心地の悪さ（衝撃ハーシュネス）を低減するが、衝撃ハーシュネスを完全には除去できず、例えば機械摩耗や引き裂きそして乗車時に受ける不快な乱れといった問題は引き続き残る。

したがって、動作寿命を長くできるとともに乗り心地が悪いと感じる不快な反発移動をさらに低減できるサスペンションシステムの反発停止機能の動作構成および効率を向上することが求められ続けている。

以上では、以下の本発明の詳細な説明をより理解しやすくするために、本発明の特徴および技術的利点を概括的に概説した。本発明の特許請求の範囲の主題を形成している本発明のさらなる特徴および利点を以下に説明する。開示する概念および特定の態様を、本発明の同じ目的を実施するために変更し他の態様を設計することによってもそのまま利用できることは、当業者には理解されよう。また、添付の請求項に記載する本発明の精神および範囲から逸脱しないこのような均等物に相当する態様を、当業者は実現できよう。ここでの記載事項は、本開示の概略的要約を提供するものであって、本開示に関係する対象、面、特徴および利点のすべてを完全に包括的に列記するものではない。

本発明は、動作寿命を長くできるとともに乗り心地が悪いと感じる不快な反発移動をさらに低減できる液圧反発ステップ（ＨＲＳ）機能を有するダンパアセンブリを提供する。

本発明の一の面では、車両のサスペンションシステムのためのダンパアセンブリを提供する。ダンパアセンブリは、チャンバを形成するよう軸に沿って延設される円筒状チューブを備える。ピストンが、チャンバ内に配置されるとともに軸に沿って圧縮方向および反発方向に移動可能である。ピストンは、第一端部からピストンヘッドへと延設されるピストンロッドを有する。反発ストップ部が、第一端部とピストンヘッドとの間でピストンロッドに配置される。液圧反発ストップ（ＨＲＳ）ピストンが、ＨＲＳピストンヘッド部へと延設されるスリーブ部を有する。反発バネが、ＨＲＳピストンをピストンの第一端部から反発ストップ部への方向に押圧する。反発ストップ部がＨＲＳピストンに接触して、反発バネを圧縮させるまで、ピストンロッドはＨＲＳピストン内で反発方向に摺動可能である。言い換えれば、ピストンロッドはＨＲＳピストン内で反発方向に摺動可能であり、反発ストップ部がＨＲＳピストンに接触すると反発バネを圧縮させる。ＨＲＳピストンは、内側反発シリンダによって形成されるＨＲＳチャンバ内に配置される。内側反発シリンダの内径は、円筒状チューブの内径よりも小さい。

本発明の他の面では、車両のサスペンションシステムのためのダンパアセンブリを提供する。ダンパアセンブリは、チャンバを形成するよう軸に沿って延設される円筒状チューブを備える。ピストンは、チャンバ内に配置されるとともに軸に沿って圧縮方向および反発方向に移動可能である。ピストンは、第一端部からピストンヘッドへと延設されるピストンロッドを有する。反発ストップ部は、第一端部とピストンヘッドとの間でピストンロッドに配置される。液圧反発ストップ部（ＨＲＳ）チャンバおよびアダプタープレートが、ＨＲＳチャンバを円筒状チューブのチャンバから分離する。ＨＲＳピストンがＨＲＳチャンバ内に配置される。反発バネは、ＨＲＳピストンをアダプタープレートへと向かって押圧する。アダプタープレートは、反発ストップ部がＨＲＳピストンと接触して反発バネを圧縮するよう反発ストップ部を通過させる開口部を有する。

本発明のさらなる他の面では、車両のサスペンションシステムのためのダンパアセンブリを提供する。ダンパアセンブリは、チャンバを形成するよう軸に沿って延設される円筒状チューブを備える。ピストンは、チャンバ内に配置されるとともに軸に沿って圧縮方向および反発方向に移動可能である。ピストンは、第一端部からピストンヘッドへと延設されるピストンロッドを有する。反発ストップ部は、第一端部とピストンヘッドとの間でピストンロッドに配置される。内側反発シリンダは、液圧反発ストップ（ＨＲＳ）チャンバを形成する。内側反発シリンダは、アダプタープレートによって円筒状チューブに接続され、ＨＲＳチャンバを円筒状チューブのチャンバから分離する。ＨＲＳピストンがＨＲＳチャンバ内に配置される。また、反発バネが、ＨＲＳチャンバ内に配置され、ＨＲＳピストンをアダプタープレートへと向かって押圧する。アダプタープレートは、反発ストップ部がＨＲＳピストンと接触して反発バネを圧縮するよう反発ストップ部を通過させる開口部を有する。

適用可能性のあるさらなる分野があることは、ここで提供する記載から明らかとなろう。この要約における説明および具体例は、説明の目的のみを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図しない。

本発明の他の利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明からより理解され、明らかとなろう。

本開示の原理にかかる車両のサスペンションシステムのためのダンパアセンブリの断面側面図である。 第一反発段階における、反発アセンブリを有するダンパアセンブリの断面側面図である。 反発アセンブリが第二反発段階である場合のダンパアセンブリの断面側面図である。 反発アセンブリがさらに第二反発段階に進んだ場合のダンパアセンブリの断面側面図である。

次に、例示の実施形態を、添付の図面を参照してより詳細に説明する。概して、本実施形態は、車両のサスペンションシステムのためのダンパアセンブリに適用されたものである。なお、例示の実施形態を、本開示が詳細でありその範囲を当業者に十分に伝えるためにのみ、提供する。本開示の実施形態の完全な理解を提供するために、例えば構成部品、デバイスおよび方法の例といった多数の具体的な細部を説明する。具体的な細部を必ずしも用いる必要はなく、例示の実施形態をいくつかの異なる態様で実現でき、本開示の範囲を限定するものではないことは、当業者には明らかであろう。いくつかの例示の実施形態において、周知のプロセス、周知のデバイス構造および周知の技術は詳細には説明しない。

図面を参照して、車両のサスペンションシステムに提供されるダンパアセンブリを概略的に示す。図面では、対応する部品には同じ符号を付している。本ダンパアセンブリは、サスペンションシステムの液圧反発ステップ（ＨＲＳ）機能の動作構成および効率を向上し、動作寿命を長くできるとともに乗り心地が悪いと感じる不快な反発移動をさらに低減できる。ある態様において、ダンパアセンブリは双管（ツインチューブ）ダンパとして構成される。

まず図１～図４を参照して、ダンパアセンブリ２０は、軸Ａに沿って第一端部２６と第二端部２８との間で延設されるよう延びている外側貯留管（リザーバチューブ）２４を有する。ダンパアセンブリ２０は、外側リザーバチューブ２４に配置されるとともに軸Ａに沿って延設されるシリンダーチューブアセンブリ３０を有する。シリンダーチューブアセンブリ３０は、円筒状チューブ３２と、円筒状チューブ３２内に配置されるピストン・ロッド組立体（アセンブリ）３４と、円筒状チューブ３２の第二端部２８にある基礎側弁（ベースバルブ）アセンブリ３１と、を有する。ピストン・ロッド・アセンブリ３４は、円筒状チューブ３２の内径と同様な大きさに構成されるピストンヘッド３８へと延設されるピストンロッド３６を有する。ピストンヘッド３８は、圧縮時には第一端部２６から第二端部２８へと向かって（すなわち圧縮方向に）移動し、反発時には第二端部２８から第一端部２６へと向かって（すなわち反発方向に）移動する。

ダンパアセンブリ２０はさらに、第一端部２６に配置される遮断封止（カバーシール）アセンブリ５０を有する。第一端部２６は、径方向内側に延設されるフランジ４２を有することができる。フランジを圧延で形成することもできる。シールカバーアセンブリ５０は、外側リザーバチューブ２４内に配置されて、環状シール５２を用いて外側リザーバチューブ２４を封止するとともに、ロッドシール５３を用いてピストンロッド３６を封止する。シールカバーアセンブリ５０は、第一周面５６と第二周面５８とを有する環状段部５４を有する。第二周面５８は、第一周面５６の径方向内側で軸方向に第二端部２８へと向かって延設される。

ダンパアセンブリ２０は、シールカバーアセンブリ５０と接して配置されるとともに軸方向に第二端部２８へと向かって延設される液圧反発アセンブリ６０を有する。液圧反発アセンブリ６０は、外側反発シリンダ６２と、外側反発シリンダ６２内に配置される内側反発シリンダ６４と、を有する。外側反発シリンダ６２は、シールカバーアセンブリ５０の第一周面５６と当接する。内側反発シリンダ６４は、シールカバーアセンブリ５０の第二周面５８と当接する。外側反発シリンダ６２の内径は、シールカバーアセンブリ５０の環状段部５４の周囲を囲繞して嵌合するよう、シールカバーアセンブリ５０の環状段部５４と同じかまたはわずかに大きい。内側反発シリンダ６４は、内面に、液圧反発アセンブリ６０から流体の流れを追加的に制御するための軸方向に延びる一以上のテーパ状溝を有することができる。

円環状である反発接合板（アダプタープレート）６６が、外側反発シリンダ６２と内側反発シリンダ６４とを円筒状チューブ３２に接続する。より具体的には、反発アダプタープレート６６は、第一側６８と第二側７０とを有する。第一側６８は、外側反発シリンダ６２と内側反発シリンダ６４との両方を位置決めする環状凹部を有する。第二側７０は、円筒状チューブ３２を位置決めする環状凹部を有する。反発アダプタープレート６６は、径方向内側へ軸Ａへと向かって延設される。また、反発アダプタープレート６６は、ピストンロッド３６を収容するための開口部６７を有する。ピストンロッド３６上には、反発ステップ部７２が配置される。反発ストップ部７２は、ピストンヘッド３８と第一端部２６との間でピストンロッド３６上に配置される。こうして、円筒状チューブ３２によって、主室（メインチャンバ）７４が形成される。そして、内側反発シリンダ６４によって、液圧反発ストップ（ＨＲＳ）チャンバ７６が形成される。反発バネ７８が、ＨＲＳチャンバ７６内に配置されるとともに、シールカバーアセンブリ５０からＨＲＳピストン８０へと延設される。反発バネ７８は、ＨＲＳピストン８０をアダプタープレート６６へと押圧する。必要とされる反発制御のための種々の大きさの力を提供するよう、反発バネ７８のバネ剛性を調整できる。

ＨＲＳピストン８０はスリーブ部８２を有する。スリーブ部８２がピストンロッド３６に対して摺動可能となるようピストンロッド３６を受けるための通路８３を、スリーブ部８２は有する。ＨＲＳピストン８０はさらに、径方向外側へ延設されるＨＲＳピストンヘッド部８４を有する。ＨＲＳピストンヘッド部８４は、反発アダプタープレート６６の開口部６７より大きく、したがって、ＨＲＳチャンバ７６内に保持される。ある態様では、流体がＨＲＳピストンヘッド部８４と内側反発シリンダ６４の内径との間で流れることができるよう、ＨＲＳピストンヘッド部８４は、内側反発シリンダ６４の内径よりわずかに小さいＨＲＳピストン外径を有する。ある態様では、ＨＲＳピストンヘッド部８４は、内部を流体が流れることができる軸方向に延びる一以上の孔を有する。ある態様では、ピストンヘッド３８の主外径はＨＲＳピストン外径より大きい。

次に特に図１を参照して、圧縮状態にあるまたは部分的に圧縮状態あるダンパアセンブリ２０を説明する。ダンパアセンブリ２０に連結される車輪（図示せず）が何らかの力を受けるような場合、例えば関連の車両がカーブを曲がるよう走行する場合や凹凸がある走行面を走行する場合に、一般的に圧縮状態となる。ピストンヘッド３８が円筒状チューブ３２内で第二端部２８へと向かって軸Ａに沿って移動するにことによって、この力は散逸される。圧縮されると、反発の際に、メインチャンバ７４に蓄積される圧力によって、ピストンヘッド３８が円筒状チューブ３２内で第一端部２８へと向かって戻るようピストンヘッド３８に力が働く。ダンパアセンブリ２０は常に重量を受けているので、荷重が低減された場合にも反発は生じうる。例えば、関連の車両がくぼみの上を走行する場合には、荷重の急激な低下により、ピストンヘッド３８は円筒状チューブ３２内で第一端部２８へと向かって移動する。

次に図２を参照して、第一反発段階（リバウンドステージ）にあるダンパアセンブリ２０を説明する。第一反発段階において、メインチャンバ７４に蓄積される圧力によって、ピストンヘッド３８が円筒状チューブ３２内で第一端部２６へと向かって戻るようピストンヘッド３８に力が働く。ピストンロッド３６は、反発アダプタープレート６６の開口部６７内、ＨＲＳピストン８０のスリーブ部８２の通路８３内、および封止部４７の孔４８内で移動する。図３は、液圧反発アセンブリ６０が第二反発段階である場合のダンパアセンブリ２０の断面側面図である。第二反発段階において、反発ストップ部７２は、反発アダプタープレート６６の開口部６７へと入ってＨＲＳピストン８０と接触し、これにより、反発バネ７８のバネ荷重を介したさらなる反発移動に必要とされる力を増加させ、ピストンヘッド部８４の周囲でのＨＲＳチャンバ７６内における流体の移動を増加させる。図４は、液圧反発アセンブリ６０がさらに第二反発段階に進んだ場合のダンパアセンブリ２０の断面側面図である。図示する通り、反発ストップ部７２は、ＨＲＳピストン８０をさらにＨＲＳチャンバ７６内へと押し込んでいる。

実施形態に関する上記の説明は例示のためのものであることは理解されよう。つまり、本開示の主題は、他を排除するものではなく、本開示にのみ限定されるものではない。特定の実施形態のそれぞれの要素または特徴はその特定の実施形態に必ずしも限定されるものではなく、特段の定めや記載がない限り、適用可能な場合には実施形態間で置き換え可能である。それぞれの要素または特徴は、種々の変形が可能である。このような変形は、本開示から逸脱するものではなく、このような変更はすべて本開示の範囲内にある。

２０ ダンパアセンブリ
２４ 外側リザーバチューブ
２６ 第一端部
２８ 第二端部
３０ シリンダーチューブアセンブリ
３１ ベースバルブアセンブリ
３２ 円筒状チューブ
３４ ピストン・ロッド・アセンブリ
３６ ピストンロッド
３８ ピストンヘッド
４２ フランジ
５０ シールカバーアセンブリ
５２ 環状シール
５３ ロッドシール
５４ 環状段部
５６ 第一周面
５８ 第二周面
６０ 液圧反発アセンブリ
６２ 外側反発シリンダ
６４ 内側反発シリンダ
６６ アダプタープレート
６７ 開口部
６８ 第一側
７０ 第二側
７２ 反発ストップ部
７４ チャンバ
７６ ＨＲＳチャンバ
７８ 反発バネ
８０ ＨＲＳピストン
８２ スリーブ部
８３ 通路
８４ ＨＲＳピストンヘッド部
Ａ 軸

Claims (15)

1. チャンバ（７４）を形成するよう軸に沿って延設される円筒状チューブ（３２）と、
   前記チャンバ（７４）内に配置されるとともに前記軸に沿って圧縮方向および反発方向に移動可能であるピストンであって、前記ピストンが、第一端部（２６）からピストンヘッド（３８）へと延設されるピストンロッド（３６）を有するピストンと、
   前記第一端部（２６）と前記ピストンヘッド（３８）との間で前記ピストンロッド（３６）に配置される反発ストップ部（７２）と、
   液圧反発ストップ（ＨＲＳ）ピストン（８０）であって、ＨＲＳピストンヘッド部（８４）へと延設されるスリーブ部（８２）を有するＨＲＳピストン（８０）と、
   前記ＨＲＳピストン（８０）を前記ピストンの前記第一端部（２６）から前記反発ストップ部（７２）への方向に押圧する反発バネ（７８）と、
   を備える車両のサスペンションシステムのためのダンパアセンブリ（２０）であって、
   前記反発ストップ部（７２）が前記ＨＲＳピストン（８０）に接触して、前記反発バネ（７８）を圧縮させるまで、前記ピストンロッド（３６）は前記ＨＲＳピストン（８０）内で前記反発方向に摺動可能であり、
   前記ＨＲＳピストン（８０）は、内側反発シリンダ（６４）によって形成されるＨＲＳチャンバ（７６）内に配置され、
   前記内側反発シリンダ（６４）の内径は、前記円筒状チューブ（３２）の内径よりも小さい、
   ダンパアセンブリ。
2. 請求項１に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、前記円筒状チューブ（３２）の前記チャンバ（７４）は、アダプタープレート（６６）によって前記ＨＲＳチャンバ（７６）から分離されているダンパアセンブリ。
3. 請求項２に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
   前記アダプタープレート（６６）は開口部（６７）を有し、
   前記反発ストップ部（７２）は前記開口部（６７）を通過できる大きさに構成され、前記ＨＲＳピストンヘッド部（８４）は前記開口部（６７）よりも大きく構成されているダンパアセンブリ。
4. 請求項３に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
   前記アダプタープレート（６６）は、前記内側反発シリンダ（６４）の端部を配置するための環状凹部を有する第一側（６８）を有し、
   前記アダプタープレート（６６）は、さらに、前記円筒状チューブ（３２）の端部を配置するための環状凹部を有する第二側（７０）を有するダンパアセンブリ。
5. 請求項３または４に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、流体が前記ＨＲＳピストンヘッド部（８４）の周囲を流れることができるよう、前記ＨＲＳピストンヘッド部（８４）は、前記内側反発シリンダ（６４）の内面より小さく構成されるダンパアセンブリ。
6. 請求項３または４に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、前記反発バネ（７８）は、前記ＨＲＳピストン（８０）を前記アダプタープレート（６６）と当接させるよう押圧するダンパアセンブリ。
7. 請求項１～４のいずれか１項に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、前記反発バネ（７８）は、前記ＨＲＳピストン（８０）の前記スリーブ部（８２）の周囲に延設されるダンパアセンブリ。
8. 請求項１～４のいずれか１項に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
   前記ＨＲＳピストンヘッド部（８４）によってＨＲＳピストン外径が定義され、
   前記ピストンヘッド（３８）によって定義される主外径は前記ＨＲＳピストン外径より大きいダンパアセンブリ。
9. 請求項１に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
   前記ＨＲＳピストンヘッド部（８４）は、流体の流れを許容する、軸方向に延びる１以上の孔を含むダンパアセンブリ。
10. 請求項１に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
    前記内側反発シリンダ（６４）は、内面を軸方向に延びる、流体の流れを追加的に制御するためのテーパ状溝を有するダンパアセンブリ。
11. 請求項１に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
    前記ダンパアセンブリ（２０）は、さらに、
    液圧反発ストップ（ＨＲＳ）チャンバ（７６）と、
    前記ＨＲＳチャンバ（７６）を前記円筒状チューブ（３２）の前記チャンバ（７４）から分離するアダプタープレート（６６）と、
    を備えており、
    前記ＨＲＳピストン（８０）は前記ＨＲＳチャンバ（７６）内に配置され、
    前記反発バネ（７８）は、前記ＨＲＳピストン（８０）を前記アダプタープレート（６６）へと向かって付勢し、
    前記アダプタープレート（６６）は、前記反発ストップ部（７２）が前記ＨＲＳピストン（８０）と接触して前記反発バネ（７８）を圧縮するよう前記反発ストップ部（７２）を通過させる開口部（６７）を有するダンパアセンブリ。
12. 請求項１１に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
    前記内側反発シリンダ（６４）は、前記アダプタープレート（６６）によって、前記円筒状チューブ（３２）の一端に接続されており、
    前記アダプタープレート（６６）は、前記内側反発シリンダ（６４）の端部を配置するための環状凹部を有する第一側（６８）を有し、
    前記アダプタープレート（６６）は、さらに、前記円筒状チューブ（３２）の端部を配置するための環状凹部を有する第二側（７０）を有するダンパアセンブリ。
13. 請求項１１又は１２に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
    前記ＨＲＳピストン（８０）は、前記アダプタープレート（６６）の前記開口部（６７）より大きく構成され、
    前記反発バネ（７８）は、前記ＨＲＳピストン（８０）を前記アダプタープレート（６６）と当接させるよう押圧するダンパアセンブリ。
14. 請求項１１又は１２に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
    前記反発バネ（７８）は、前記ＨＲＳピストン（８０）の前記スリーブ部（８２）の周囲に延設される、かつ／または
    前記ＨＲＳピストンヘッド部（８４）によってＨＲＳピストン外径が定義されるとともに、前記ピストンヘッド（３８）によって定義される主外径は前記ＨＲＳピストン外径より大きい、かつ／または、
    前記反発バネ（７８）は、前記ＨＲＳチャンバ（７６）内に配置されるダンパアセンブリ。
15. 請求項２又は１１に記載のダンパアセンブリ（２０）であって、
    前記ダンパアセンブリ（２０）は、外側反発シリンダ（６２）を更に備え、
    前記内側反発シリンダ（６４）は、前記外側反発シリンダ（６２）内に配置され、
    前記外側反発シリンダ（６２）及び前記内側反発シリンダ（６４）は、前記アダプタープレート（６６）によって、前記円筒状チューブ（３２）に接続されるダンパアセンブリ。

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