JPH034047A - 車輌の懸架装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車輌の懸架装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、車輌の懸架装置は、路面状況の変化に基づいて
発生する各車輪（振動体）の振動を防止するため、ばね
とダンパとを並列に組合わせたショックアブソーバを各
車輪毎に設け、各車輪と車体との間にこのショックアブ
ソーバを介装している。

上記ショックアブソーバは、車体の質量（補助質量）ｍ
に対し、ばねのばね定数ｋ、及びダンパの減衰係数Ｃを
適度に定めることにより、各車輪の振動状態を減衰比ζ
＝　ｃ　／　２５丁丁にて適宜減衰可能とするものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 然しながら、従来のショックアブソーバにあっては、そ
の組立後にはばねのばね定数ｋ、及びダンパの減衰係数
Ｃがそれぞれ固定化されるから、その使用状態下で減衰
比ζを調整することができない。このため、経時的に振
動状態の変化する各車輪の振動を広い振動数の範囲にわ
たり、効果的には減衰できない。

尚、従来の改良されたショックアブソーバとして、タン
パの構成要素であるピストンのオリフィス径をステラピ
ンクモータにて変更し、減衰比ζを調整するものがある
。然しなから、このものにあっては、機械的構成が複雑
であり、又、振動状態の変化に対する減衰比調整の応答
性が悪いという不都合がある。

本発明は、簡素な構成からなり、掻めて容易に、かつ高
い応答性で振動減衰特性を調整し、各車輪に最適な振動
減衰効果を付与することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明は、各車輪毎にダンパをｆ１シ
てなる車輌の懸架装置において、ダンパがウーインズロ
ウ効果を有する電気粘性流体を装填して構成され、かつ
各車輪の振動状態を検出する振動検出装置を備え、各振
動検出装置の検出結果に基づいて対応するダンパの電気
粘性流体に付与する電界の弾さを制御できる制御装置を
有するようにしたものである。

請求項２に記載の本発明は、前記振動検出装置が、上下
方向の加速度又は速度又は変位を検出する第１振動セン
サと、左右方向の加速度又は速度又は変位を検出する第
２振動センサと、前後方向の加速度又は速度又は変位を
検出する第３ｉ動センサとを有して構成されるようにし
たものである。

［作用］ 本発明の構成に必須である、ウインズロウ効果を有する
電気粘性流体について先ず説明する。

ウインズロウ効果は１９４７年Ｗ、　Ｍ、　Ｗｉｎｓｌ
ｏｖ　　の米国特許第２４１７８５０号「電気的インパ
ルスを機械的力に変換する方法と手段ｊで初めて開示さ
れたものであり、２つの電掻間にある種の液体（分散媒
）に粉体（分散質）をＱ　ｊｌさせたもの、いわゆる電
気粘性流体を充填し、両電極間に電圧を加えると、外部
電界の影響により流体粘度を増大する結果となる。この
粘度は外部電界の大きさによって外部的に制御できるば
かりでなく非常に応答性か良いという優れた効果が期待
できる。上記分散質としては、シリカゲル、含水性樹脂
、ケイソウ上、アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライ
ト、イオン交換樹脂、セルロース等が知られており、分
散媒として鉱油や合成潤滑油があり、より具体的には、
ナフテン系鉱油、パラフィン系鉱油、ポリアルファーオ
レフィン、ポリアルキレングリコール、シリコーン、ジ
エステル、ポリオールエステル、リン酸エステル、ケイ
素化合物、フッ素化合物、ポリフェニルエーテル、合成
炭化水素等が知られており、それぞれの組合わせによっ
て効果は顕著となる。

ところで、ショックアブソーバ１は、第１図に示す如く
、各車輪２毎に、主質量Ｍ、ばね定数にの車輪（振動体
）２と、補助質量［ｎの車体３との間に取付けて用いら
れる。ショックアブソーバ１は、並列に組合されるばね
４とダンパ５とを有して構成される。このショックアブ
ソーバ１の減衰比ζは、車体３の質量ｍ、ばね４のばね
定数ｋ、ダンパ５の減衰係数Ｃにより、ζ＝　ｃ　／　
２　ｒマＴにて定められることが知られている。

然して、本発明にあっては、タンパ５かウインズロウ効
果を有する電気粘性流体を装填して構成されていること
から、その電気粘性流体に＜ｔｌ　Ｆｊする電界の強さ
を制御することにより、その′：４気粘気流性流体度を
適宜制御でき、結果としてタンパ５の減衰係数Ｃ１ひい
てはショックアブソーバ１の減衰孔心を適宜制御できる
。

従って、振動検出装置により各車輪の振動状態を検出し
、制御装置にて、例えばその加速度か変化するのに応じ
て、ダンパ５の減衰係数Ｃ１ひいてはショックアブソー
バ゛１の減衰比ζを第２図に示す如く制御するものとす
れば、各車輪（Ｍ）の振幅×１は広い振動数の範囲にわ
たり第２図で示す如くの低振幅状態に制御せしめられる
ことになる。

即ち、本発明によれば、簡素な構成からなり、極めて容
易に、かつ高い応答性で振動減衰特性をＡ整し、各車輪
に最適な振動減衰効果を付与することができる。

［実施例］ 第１図は本発明の懸架装置の一例を示す模式図、第２図
は減衰比の制御状態、及び振動制御状懸の具体例を示す
線図、第３図は路面状況を示す模式図、第４図は振動状
態の変化に対する減衰係数の設定例を示す模式図、第５
図はダンパの３段階分けした減衰係数を示す模式図、第
６図はダンパの一例を示す縦断面図、第７図は第６図の
横断面図である。

本発明の懸架装置１０は、各車輪２毎に、第１図に示す
如くのショックアブソーバ１を有している。即ち、ショ
ックアブソーバ１は、前述のとおり、主質量Ｍ、ばね定
数にの車輪（振動体）２と、補助質量ｍの車体３との間
に取付けて用いられる。ショックアブソーバ１は、並列
に組合されるばね４とダンパ５とを有して構成される。

この時、ショックアブソーバ１の主要部を構成するダン
パ５は一例として、第６図、第７図の如く構成される。

即ち、ダンパ５は、ダンパケース１１の内部にピストン
１２を設け、ダンパケース１１の内部に上記ピストン１
２によって仕切られる２つの流体室１３Ａ、１３Ｂを形
成し、上記ピストン１２に上記２つの流体室１３Ａ、１
３Ｂを連通ずる角孔状連通路１４を設け、ピストン■２
に固定された作動軸１５をダンパケース１１の両端にお
いて内外に延在している。この実施例において、連通路
１４はピストン１２の直径上の２位置に設けられている
が、連通路１４は１以上いくつ設けられるものであって
も良い、尚、１６はピストンリング、１７はシール部材
である。

然して、ダンパ５は、ピストン１２の連通路１４を挟ん
で相対する内面のそれぞれに電気絶縁体１００を介して
一対の電Ｆｉ１８．１９を設け、かつ上記２つの流体室
１３Ａ、１３Ｂにウインズロウ効果を有する電気粘性流
体を装填している。

但し、本発明の実施においては、上記ピストン１２の連
通路１４を挟む内面に電極１８．１９を設けることに加
え、或いはそれら電Ｆｉ１８．１９の代わりに、ダンパ
ケース１１の内周面とピストン１２の外周面との間に上
記２つの流体室１３Ａ、１３Ｂを連通ずる間隙を設け、
該ダンパケース１１の内周面と該ピストン１２の外周面
のそれぞれに、上記間隙を介して相対する′：４極を設
けるもｅであっても良い。

尚、電極１８と電極１９の間には電圧供給装置２０が接
続されている。電圧供給装置２０は、ダンパケース１１
の外部に位置する作動軸１５の延在端から取入れできる
。又、電圧供給装置２０は、ピストン１２もしくは作動
軸１５に内蔵するものであっても良い。

上記タンパ５にあっては、ピストン１２の連通路１４を
挟んで相対する内面に一対の電極１８．１’９を設け、
かつダンパケース１１の内部に形成される２つの流体室
１３Ａ、１３Ｂにウインズロウ効果を有する電気粘性流
体を装填したから、上記電極１８．１９の間に電圧を印
加すれば、連通路１４を流体室１３Ａから流体室１３Ｂ
に向かう電気粘性流体の流れもしくはその逆向の電気粘
性流体の流れに直交する電界を形成することとなり、画
電極１８．１９に挟まれる電気粘性流体の粘度を増加す
ることとなる。従って、ピストン１２の連通路１４を通
過する流体の粘度が制御され、結果として上記連通路１
４における流体の絞り抵抗が調整せしめられ、ダンパ５
の減衰係数Ｃが調整可能となる。

然して、本発明の懸架装置１０は、第１図に示す如く、
各車輪２の振動検出装置２１と、制御装置２２（例えば
マイクロコンピュータ）とを有している。制御装置２２
は、入出力部２３、ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５．ＲＡＭ２
６を有して構成されている。

これにより、懸架装置１０は以下の如く動作する。

（１）振動検出装置２１が各車輪２の振動状態を検出す
る。この時、振動検出装置ｆ２１は、各車輪２の、上下
方向の加速度又は速度又は変位を検出する第１振動セン
サ２Ａと、左右方向の加速度又は速度又は変位を検出す
る第２振動センサ２Ｂと、前後方向の加速度又は速度又
は変位を検出する第３振動センサ２Ｃとを有して構成さ
れる。

例えば、車輌か第３図に示す如くの路面Ｙを走行し、各
車輪２がその段差Ｇを乗越える時、振動検出装置２１は
各車輪２の振動状態として第５ＩＡに示す如くの加速度
αを検出する。

（２）制御装置２２は、各車輪２の振動状態に対して制
御すべき各ショックアブソーバ１の減衰比ζを達成する
のに必要なダンパ５の減衰係数Ｃを、予め例えば第４図
、第５図に示す如くに定めである。

即ち、各ショックアブソーバ１を構成するダンパ５の減
衰係数Ｃは、第７図に示す如く、■路面か変動する直前
に小レベル（ＳＯＦＴ）　、■加速度かピークを越えて
０になった時点以後の１秒間を大レベル（）ＩＡＲＤ）
　、■上記■以後は中レベル（ＭＥＤＩｔｌＭ）とする
、この時、上記減衰係数Ｃの大、中、小のレベルは、第
４図に示す如く、前輪と後輪で異ならせ、かつ車輪の上
昇変位時と下降変位時で異ならせている１例えば、第４
図におい”Ｃ１前輪の上昇変位時における減衰係数Ｃは
、小レベルで１５０　　（ｋｇ−ｓ／ｍ）　、中レベル
で２５０（ｋｇ−ｓ／ｍ）　、大レベルて４５０　　（
ｋｇ−ｓ／ｍ）であり、前輪の下降変位時における減衰
係数Ｃは、小しベ７Ｌ／　テア５　（ｋｇ−ｓ／ｍ）　
、　ｓｉミコレベル１２５　　（ｋｇ＝ｓ／ｍ）、大レ
ベルで２２５　　（ｋｇ−ｓ／ｍ）である。

（３）制御装置２２は、前記（１）における振動検出装
置２１の検出結果を得て、各車＠２の振動状Ｂ（加速度
α）に対応すべき各タンパ５の減衰係数Ｃを上記（２）
によって演算し、更にこの減衰係数Ｃを実現するのに必
要なタンパ５の前記’：１１　ｆ４ｉ１８．１９への印
加電圧Ｖを演算する。

（４）制御装置２２は上記演算電圧Ｖを電圧供粕装ｆｆ
２０に転送する。

（５）電圧供給装置２０はダンパ５の電ｔ〉１８．１９
に上記演算電圧Ｖを印加し、各車ｖａ２の現在の振動状
態（ω）に１）ＩＮなＣ５ひいてはζを実現する。

第２図は車輌の前後の各車輪に対し、Ｆ記（］、　）〜
（５）にて施した振動制御状態の具体例である６第２図
において、Ｙは路面の変化、αは車輪の振動状態（加速
度）、Ｃは加速度αに対応して各タンパ５に設定した減
衰係数、２は車輪の変位であり、Ｆは前輪のデータ、Ｒ
は後輪のデータを表わす。

以上のように、上記懸架装置１０によれば、ダンパ５か
ウインズロウ効果を有する電気粘性流体を装填して構成
されているから、その電気粘性流体に付与する電界の強
さを制御することにより、その電気粘性流体の粘度を適
宜制御でき、結果としてダンパ５の減衰係数Ｃ５ひいＣ
はショックアブソーバ１の減衰比ζを適宜制御てきる。

従って、振動検出装置により各車輪の振動状態を検出し
、制ｏｌｌ装置にて、例えばその振動状！ぷが変化する
のに応して連続的に、ダンパ５の減衰係数Ｃ５ひいては
ショックアブソーバ１の減衰比ζを調整し、各車輪２に
最適な振動減衰効果を付与することができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、簡素な構成からなり、掻
めて容易に、かつ高い応答性で振動減衰特性を調整し、
各車輪に最適な振動減衰効果を付与することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の懸架装置の一例を示ケ模式図、第２図
は減衰比の制御状態、及び振動制御状態の具体例を示す
線図、第３図は路面状況を示゛・）模式図、第４図は振
動状態の変化に対する減衰係数の設定例を示す模式図、
第５図はタンパの：、’＋　ｌ”ｉ’Ｊ階分けした減衰
係数を示す模式図、第（３図は夕２バの一例を示す縦断
面図、第７図は第６図の！ｔＩｌｌｊＪｉ面図である。 １・・・ショックアブソーバ、 ２・・・車輪、 ５・・・タンパ、 １２・・・ピストン、 １３Ａ、１３Ｂ・・・流体室、 １８．１９・・・電極、 ２１・・・振動検出装置、 ２２・・・−制御装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）各車輪毎にダンパを有してなる車輌の懸架装置に
   おいて、ダンパがウインズロウ効果を有する電気粘性流
   体を装填して構成され、かつ各車輪の振動状態を検出す
   る振動検出装置を備え、各振動検出装置の検出結果に基
   づいて対応するダンパの電気粘性流体に付与する電界の
   強さを制御できる制御装置を有することを特徴とする車
   輌の懸架装置。
2. （２）前記振動検出装置が、上下方向の加速度又は速度
   又は変位を検出する第１振動センサと、左右方向の加速
   度又は速度又は変位を検出する第２振動センサと、前後
   方向の加速度又は速度又は変位を検出する第３振動セン
   サとを有して構成される請求項１記載の車輌の懸架装置
   。