JPH0384237A

JPH0384237A - 減衰力可変型液圧緩衝器

Info

Publication number: JPH0384237A
Application number: JP22263189A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kikushima; 菊島　茂; Fumiyuki Yamaoka; 史之山岡
Original assignee: Atsugi Unisia Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-04-09
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2918250B2

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、自動車のサスペンションに用いるのに最適な
、減衰力特性を変化可能な液圧緩衝器に関する。

（従来の技術）従来の減衰力可変型液圧緩衝器としては、例えば、特開
昭５８−７７９Ｆ３号公報に記載されているようなもの
が知られている。

このような従来の減衰力可変型液圧緩衝器は、１本のコ
ントロールロッドにより、伸側と圧側との減衰力レンジ
を同時に低減衰力レンジや高減衰力レンジに段階的に切
り換えるようにしたものであった。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の減衰力可変型液圧緩衝
器にあっては、上述のように、伸側と圧側との減衰力レ
ンジを、１本のコントロールロッドで同様の特性に変更
するようにしたものであるため、減衰力レンジが伸側と
圧側とで常に同一で、伸側と圧側とで状況に応じて最適
な減衰力レンジに設定することができないという問題が
あった。

また、減衰力レンジの変更が段階的な選択切換であるた
め、レンジの設定に限りがあり、各状況に応じた最適な
減衰力特性に設定することができないという問題があっ
た。

本発明は、上述のような従来の問題に着目して成された
もので、減衰力レンジの設定を、伸側と圧側とで別々に
独立して行なえると共に、各減衰力レンジの変更が無段
階的に行なえる減衰力可変型液圧緩衝器を提供すること
を目的としている。

（課題を解決するための手段）上述のような目的を達成するために１本発明の減衰力可
変型液圧緩衝器では、流体が充填されたシリンダ内を上
部室と下部室とに画成して設けられたピストンと、この
ピストンもしくはピストンに連結されたピストンロッド
に形成され、両室間を連通する伸側連通路及び圧側連通
路と１両連通路の途中にそれぞれ絞りを形成して設けら
れ、ピストンの軸方向に変位して絞り開度を変更可能な
伸側スプール及び圧側スプールと、前記ピストンロッド
内に内外２重の同軸状に設けられ１両スプールとアクチ
ュエータとをそれぞれ連結する伸側コントロールロッド
及び圧側コントロールロッドとを設けた。

（作　用）本発明の減衰力可変型液圧緩衝器では、ピストンがスト
ロークして、流体が伸側連通路または圧側連通路を介し
て他方の室から一方の室に流通する。この流体の流通量
は、両連通路の途中に設けられた伸側スプールまたは圧
側スプールを変位させて絞り量を変えることで変化させ
ることができ、それにより減衰力レンジが変化する。

また、この絞り開度は、連続的に変化するから、それに
より、減衰力レンジが連続的に無段階に変化するもので
、従来のように、減衰力レンジを段階的に切り換えるも
のと違って、任意の減衰力レンジに変更させることがで
きる。

また、伸側コントロールロッドを介してアクチュエータ
の駆動を伸側スプールに伝達することで、伸側行程時に
発生する減衰力の特性のみを変更させることができるし
、一方、圧側コントロールロッドを介してアクチュエー
タの駆動を伸側スプールに伝達することで、圧側行程時
に発生する減衰力の特性のみを変更させることができる
。

また、両コントロールロッドを内外２重の同軸状に設け
ているため、両コントロールロッドの設置スペースがか
さばらず、また、作動性ち良好である。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、実施例の構成について説明する。

第４図は、本発明実施例の減衰力可変型液圧緩衝器を示
す全体構成図であって、図中１は円筒状のシリンダを示
している。このシリンダｌは、摺動自在に装填されたピ
ストン２によって、上部室Ａと下部室Ｂとの２つの室に
画成され１両室Ａ。

Ｂには油等の流体が充填され、さらに、シリンダｌの下
部室Ｂ側にはフリーピストン２０が摺動自在に装填され
、このフリーピストン２０によって下部室Ｂの下方にピ
ストンロッド３の摺動体積分の流体を吸収するガス室Ｃ
が画成されている。

尚、同図において、ｌａはシリンダｌの開口部とピスト
ンロッド３との間をシールするオイルシール、ｌｂはロ
ッドガイド、ｌｃはパツキングランド、ｌｄは車軸に取
り付けるためのアイを示している。

前記ピストン２は、スタッド５の先端小径部５ａに取り
付けられ、該スタッド５の基端大径部５ｂはピストンロ
ッド３の先端にねじ結合されている。

即ち、第１図の要部断面図に示すように、スタッド５の
先端小径部５ａに対して、ワッシャ６、圧側ディスクバ
ルブ８．ピストン２．伸側ディスクバルブ９．ワッシャ
１１．カラー１２を順次装着し、最後にナツト１３で締
結して取り付けられている。

さらに詳述すると、前記ピストン２には、中央にスタッ
ド５の先端小径部５ａを挿通するピストン貫通孔２ａが
穿設され、この貫通孔２ａとピストンロッド３との装着
部の断面形状がＤカット状に形成されることによって、
ピストン２がスタッド５に対して回り止めされた状態で
取り付けられている。

また、ピストン２の上部室Ａ　（ＩＩ＋である上端面に
は、内外二重に圧側内側溝２ｂと圧側外側溝２Ｃが形成
されている。両溝２ｂ、２ｃは、ピストン２の平面図で
ある第２図に示すように、はぼ環状に形成され、その外
周には、それぞれ内側シート面２ｄと外測シート面２ｅ
が形成されている。そして、第１図に示すように、前記
圧側内側溝２ｂは、ピストン２に上下方向に穿設された
６つの圧側連通孔２ｆにより下部室Ｂに連通され、さら
に、この圧側内側溝２ｂは、ピストン２の上端面に形成
された圧側連通溝２ｇ、２ｈとピストン貫通孔２ａ及び
スタッド５の先端小径部５ａに形成された圧側ポート５
ｃ、５ｃを介して圧側外側溝２０と連通されている。

即ち、この圧側連通溝２ｇ、２ｈとピストン貫通孔２ａ
及び圧側ボー）−５ｃ、５ｃにより圧側バイパス路Ｂｙ
ｌを構成し、また、この圧側バイパス路Ｂｙｌと圧側連
通孔２、特許請求の範囲の圧側連通路を構成している。

尚、両シート面２ｄ、２ｅには圧側ディスクバルブ８が
当接され、また、このディスクバルブ８は内側シート面
２ｄの位置での剛性が高く形成されている。

一方、前記ピストン２の下部室Ｂ側の下端面も上端面側
と対称的な構成となっていて、即ち、下端面には、内外
二重に伸側内側溝２ｊと伸側外側溝２ｋが形成されてい
る。

両溝２ｊ、２には、はぼ環状に形成され、その外周には
、それぞれ内側シート面２ｍと外側シート面２ｎが形成
されている。

そして、第１図に示すように、前記伸側内側溝２ｊは、
ピストン２に上下方向に穿設された８つの伸側連通孔２
ｐにより上部室Ａに連通され、さらに、この伸側内側溝
２ｊは、ピストン２の下端面に形成された伸側連通溝２
ｑ、２ｒとピストン貫通孔２ａ及びスタッド５の先端小
径部５ａに形成された伸側ポート５ｄ、５ｄを介して伸
側外側溝２にと連通されている。

即ち、この伸側連通溝２ｑ、２ｒとピストン貫通孔２ａ
及び伸側ポート５ｄ、５ｄにより伸側バイパス路Ｂｙ２
を構成し、また、この伸側バイパス路Ｂｙ２と伸側連通
孔２ｐにより、請求の範囲の伸側連通路を構成している
。

尚、両シート面２ｍ、２ｎには前記伸側ディスクバルブ
９が当接され、また、内側シート面２ｍの位置に外周部
が配置され、この伸側ディスクバルブ９ち、内側シート
面２ｍの位置の剛性が高く形成されている。

さらに、前記スタッド５の内部には、軸芯部を上下方向
に貫通する貫通穴５ｅが穿設され、また、ピストンロッ
ド３の軸心部にも、この貫通穴５ｅと同心状の貫通穴３
ａが穿設されている。

そして、この貫通穴３ａ及び貫通穴５ｅ内には、円筒状
の圧側スプール１４が回転可能に設けられ、その中途部
が貫通穴５ｅの内周面に対してねじ結合されている。つ
まり、この圧側スプール１４は１回転することにより貫
通穴５ｅ内において軸方向へ摺動可能となっていて、そ
の先端部と圧側ポート５ｃ、５ｃとの間に絞りを形成可
能となっている。

そして、この絞りの開度変化に基づき、圧側バイパス路
Ｂｙｌの流路断面積を連続的に無段階に変化可能となっ
ている。

また、前記圧側スプール１４の摺動のための回転は、貫
通穴３ａ内に設けられた圧側コントロールロッド１６に
より成されるもので、この圧側コントロールロッド１６
は、円筒状をなし、第３図に示すように、ピストンロッ
ド３の上端部まで延在されると共に、その下端部には圧
側ジヨイント１７が連結されている。そして、この圧側
ジヨイント１７は、その下端部と、圧側スプール１４の
上端部とが、対向する凹部と凸部を互いに歯合すること
で、圧側スプール１４の軸方向摺動が可能な状態で圧側
コントロールロッド１６の回転を圧側スプールＩ４に伝
達可能に設けられている。

また、前記貫通穴５ｅの下端部には伸側スプール１５が
回転可能に設けられ、その下端部が貫通穴５ｅの内周面
に対してねじ結合されていて、回転することにより貫通
穴５ｅ内において軸方向へ摺動可能となっている。そし
て、この伸側スプール１５は、前記スタッド５の小径部
５ａに形成された伸側ボート５ｄ、５ｄと符合する位置
の外周縁部に伸側環状溝１５ａが形成されていて、その
軸方向摺動により伸ｆｕｌｌ　ｆｉ状満１５ａと伸側ボ
ート５ｄ、５ｄとの間に絞りを形成可能となってい〜る。

つまり、この絞りの開度変化に基づき、伸側バイパス路
Ｂｙ２の流路断面積を連続的に無段階に変化可能となっ
ている。

また、前記伸側スプール１５の回転は、貫通穴３Ｃ内に
設けられた伸側コントロールロッド１８により成される
もので、この伸側コントロールロッド１８は、第３図に
示すように、ピストンロッド３の上端部まで延在され、
下端部ではジヨイント１９を介して上下に２分割されて
いる。

尚、このジヨイント１９は、筒状に形成され、上端部が
上側ロッド１８ａに嵌着されると共に、下端部に下側ロ
ッド１８ｂの上端部をスプライン結合することにより、
下側ロッド１８ｂの軸方向摺動と上側ロッド１８ａから
の回転伝達が可能な状態に接続されている。

一方、第３図に示すように１両コントロールロッド１６
．１８の上端部には、両コントロールロッド１６．１８
を回転操作するための可変操作ダイヤルＬ６ａ、１８ｃ
が設けられていて、この可変ダイヤル１６ａ、１８ｃに
対して、図外のモータアクチュエータから駆動力が入力
されるようになっている。

尚、前記貫通穴３ａと圧側コントロールロッド１６との
間、及び圧側ジヨイント１７の中空部と上側ロッド１８
ａとの間がそれぞれシールリング２０ａ、２０ｂでシー
ルされている。

また、第１図において２２．２３．２４はスラストブツ
シュ、２５はリバウンドストッパを示している。

次に、実施例の作用について説明する。

（イ）伸行程時ピストン２の伸行程時には、上部室Ａの液圧上界に伴な
い、上部室Ａの流体が下部室Ｂに流通するが、この際に
流体が流れる経路は、以下のようになる。

まず、上部室Ａ内の流体は伸側連通孔２ｐを通り伸側内
側溝２ｊに流入する。そして、この伸側内側溝２ｊから
伸側外側溝２ｋに対し２系統の経路を介して流体が流入
し、そこから、外側シート面２ｎの位置で伸側ディスク
バルブ９を開弁じて下部室Ｂに流入する。

この伸側内側溝２ｊから伸ＩＩＩ外（Ｉ１１満２にへの
経路のうちの第１の経路は、伸側内側溝２ｊから伸側バ
イパス路Ｂｙ２を経て伸側外側溝２ｋに至る経路であり
、第２の経路は、伸側内側溝２ｊから、伸側ディスクバ
ルブ９の閉弁力に抗して内側シート面２ｍの位置で開弁
して伸側外側溝２ｋに至る経路である。

この２つの経路のいずれを通って流体が流通するかは、
ピストン速度や両ディスクバルブ９．　１０の剛性、受
圧面積等によって決定される。

即ち、ピストン２が低速で摺動する時は、単位時間当た
りの流体の流通量が少ないため、伸側バイパス路Ｂ３／
２を通って流体が流通する。

従って、この低ピストン速度域では、伸Ｉ１１バイパス
路Ｂｙ２の途中に設けられた伸側スプール１５による絞
り（伸側環状溝１５ａの部分）において速度２乗特性の
減衰力が生しると共に、それと直列に伸側ディスクバル
ブ９と外側シート面２ｎとの間で速度２／３東特性の減
衰力が生しる。

即ち、ピストン速度の上昇に対し減衰力の変化率が増大
する速度２乗特性の減衰力と、それとは対称的に、ピス
トン速度の上昇に対して減衰力の変化率が減少する速度
２／３乗特性の減衰力が直列に得られるため、両減衰力
の変化率の変化を相殺して、ピストン速度に対して一次
比例の直線的な特性が得られる。

次に、ピストン２が中・高速で摺動する時は、単位時間
当たりの流体の流通量が多くなって、伸側バイパス路Ｂ
ｙ２の流通量が制限され、その結果、伸側ディスクバル
ブ９の閉弁力に抗して、内側シート面２ｍの位置で開弁
じて流通する。

従って、中・高ピストン速度域では内側シート面２ｍ及
び外側シート面２ｎと伸側ディスクバルブ９との間で速
度２７３乗特性の減衰力が直列に生じる。

即ち、この速度２７３乗特性の場合、中・高速域ではピ
ストン速度の上昇に対して変化率が減少するが、この特
性を直列に得ることによってこの減衰力の変化率の減少
を抑制し、中・高ピストン速度域においても直線的な減
衰力が得られる。

以上のように、本実施例では、低速〜高速の全ての速度
域において、ピストン速度に一次比例した直線的な減衰
力特性を得ることができるちのである。

また、実施例では可変操作ダイヤル１６ａの外部操作で
、伸側スプール１５を軸方向へ摺動させて、伸側バイパ
ス路Ｂｙ２の途中に形成される絞りの開度を変えること
により（伸側ポート５ｄ。

５ｄに符合する伸側壕状溝１５ａの開口量を変えること
により）、減衰力レンジを変更させることができる。

即ち、絞りを最大とした場合、伸側バイパス路Ｂｙ２の
流量が最大となって、この伸側バイパス路Ｂ、ｙ２にお
ける減衰力特性が低レンジ特性となると共に、内側溝２
ｊにおいて開弁圧が生じるときのピストン速度が高まっ
て、このディスクバルブ９による減衰力特性も低レンジ
の特性となるらので、つまり、第５図の■で示す特性と
なる。

また、絞りの開度を最小とした場合には、伸側バイパス
路８３Ｆ２の流量が減って減衰力特性が高レンジとなる
と共に、内側溝２ｊにおいて開弁圧が生じるときのピス
トン速度が低くなって、このディスクバルブ９による減
衰力特性も高レンジの特性となるもので、つまり、第５
図の■に示す特性となる。

さらに、伸側スプール１５の摺動に基づき、絞り量を■
と■の間の開度とすることにより、この■〜■の範囲内
で任意の減衰力レンジに、連続的に無段階に変更するこ
とができる６ｃ口）圧行程時ピストン２の圧行程時には、上述の伸行程の場合とほぼ
対称的な作動となる。即ち、圧行程が成されて流体が下
部室Ｂから上部室Ａに流通する際に、圧側内側溝２ｂと
圧側外側溝２０との間で２系統の経路を介しで流通する
。

即ち、圧側バイパス路８３／ｌを流通する経路と、内側
シート面２ｄを開弁じて、このシート面２ｄと圧側ディ
スクバルブ８との間を流通する経路との２つの経路であ
る。

従って、伸行程と同様に、低ピストン速度域では、速度
２乗特性と速度２／３乗特性の減衰力を直列に発生させ
、中・高ピストン速度域では、速度２／３乗特性の減衰
力を直列に発生させることで、ピストン速度に一次比例
した直線的な減衰力特性を得ることができる。

また、この圧行程の場合も、可変操作ダイヤル１８ｃの
外部操作で、圧側スプール１４を軸方向へ摺動させて、
圧側バイパス路ＢｙＬの途中の絞りの開度を変えること
により、第５図■に示す低レンジから、第５図■に示す
高レンジまでの範囲内で、任意の減衰力レンジに連続的
に無段階に変更することができる。

以上説明してきたように、本実施例の減衰力可変型液圧
緩衝器では、伸圧両行程において、１次の直線的な減衰
力特性を得ることができるという特徴を有している。そ
して、このように、直線的な特性が得られることで、ピ
ストン速度によって特性が急変することがなく、自動車
のサスペンションに適用した場合には、乗り心地と操縦
安定性の両立を図ることができるという特（毀が得られ
る。

そして、この特性は、スプール　１４．１５による絞り
開度を変化させても同様であるから、全減衰力レンジに
おいて、この直線的な特性が得られる。

さらに、減衰力レンジの変更が、連続的に無段階に行な
えると共に、伸側と圧側とで任意に独立して減衰力レン
ジの変更が行なえるので、色々な状況に応じて最適な減
衰力特性を任意に選定できるようになるという特徴が得
られる。例えば、伸側か高レンジ特性の状態で圧側は低
レンジ特性とすることができ、このような状態では、伸
側行程を制振させつつ、逆行程の振動入力を防止して、
割振時における乗り心地を向上させることができるもの
である。

また、両コントロールロッドＬ６．１８を内外２重の同
軸状に設けたため、同軸でない場合と比較して、両ロッ
ド１６．１８を設けるスペースを小さくすることができ
、かつ、伸側と圧側の両スプール１５．１４を同軸に配
して、作動性をよくすることができる。

また、上述のスプールＬ４．１５の絞り制御は、スプー
ル１４．１５を軸方向に摺動させることで成されるもの
であるが、このような軸方向摺動による絞り制御構造は
、例えば、オリフィス用の穴とその穴の開度を制御する
部材とを相対回転させるものに比べて、両者の相対位置
をセットするのが容易であると共に、その制御自体も回
転角度制御に比較してストローク制御である方が制御が
容易であるもので、このことにより簡単な構造により精
度の高い絞り制御が行なえるという特徴を有している。

以上本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体
的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では、画室間を連通ずる連通路として、
ディスクバルブが当接する内側シート面をバイパスして
内側溝と外側溝とを連通ずるバイパス路を形成し、内側
シート面を通る流°体の流量を可変させる構造としたが
、連通路をディスクバルブと並列に形成するようにして
もよいし、また、ディスクバルブは２重にシート面を有
していない構造としてもよいし、また、減衰力を発生さ
せる手段がこのスプールによる絞りのみである構造とし
てもよい。

（発明の効果）以上説明してきたように、本発明の減衰力可変型液圧緩
衝器では、伸側及び圧側の連通路の絞り開度を各々独立
して変更可能とすると共に、伸側コントロールロッドと
圧側コントロールロッドとを、ピストンロッド内におい
て内外２重の同軸状に設けたため、減衰力レンジを伸側
と圧側とで独立して連続的に無段階に変更することがで
き、色々な状況に応じて伸側と圧側の減衰力を最適なレ
ンジに変更することができるという効果が得られると同
時に、両コントロールロッドの設置スペースの省スペー
ス化及び作動の安定化を図ることができる。

また、このようにスプールの摺動により絞りを制御する
場合、スプールのストローク量により直接的に正確な制
御を行うことができるもので、回転等の他の手段により
絞りを制御するのに比べて制御が容易であり、かつ、フ
ィードバックも簡単に成すことができ、従って、簡単な
構造で精度の高い制御が行なえるという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の減衰力可変型液圧緩衝器の要部
を示す断面図、第２図は実施例のピストンの上面を示す
平面図、第３図はピストンロッドの上部を示す断面図、
第４図は実施例の減衰力可変型液圧緩衝器の全体構成を
示す断面図、第５図は実施例の伸・圧両行程時のピスト
ン速度に対する減衰力特性図である。Ａ・・・上部室Ｂ・・・下部室Ｂｙｌ・・・圧側バイパス路（圧側連通路）Ｂｙ２・・
・伸側バイパス路（伸側連通路）１・・・シリンダ２・・・ピストン２ｆ−・・圧側連通孔（圧側連通路）２ｐ−・・伸側連通孔（伸側連通路）３・・・ピストンロッド１４・・・圧側スプール１５−・・伸側スブールｌ６・−圧側コントロールロツド８・・・伸側コントロールロッド特許出願人厚木自動車部品株式会社１８・−・伸側コントロールロッドす１−

Claims

【特許請求の範囲】１）流体が充填されたシリンダ内を上部室と下部室とに
画成して設けられたピストンと、このピストンもしくは
ピストンに連結されたピストンロッドに形成され、両室
間を連通する伸側連通路及び圧側連通路と、両連通路の途中にそれぞれ絞りを形成して設けられ、ピ
ストンの軸方向に変位して絞り開度を変更可能な伸側ス
プール及び圧側スプールと、前記ピストンロッド内に内
外２重の同軸状に設けられ、両スプールとアクチュエー
タとをそれぞれ連結する伸側コントロールロッド及び圧
側コントロールロッドと、を備えていることを特徴とする減衰力可変型液圧緩衝器
。