JPH04505960A - 適応緩衝器およびそれに使用する減衰弁 - 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】 応′−″。およびそれに　用する減　弁本発明は、ピストン棒に固定された作動 ピストンによって、減衰液で満たされた２つの作動室に分割された作動シリンダ を有しており、その作動室および／または作動ピストン中に減衰弁または絞り弁 を有する、適応緩衝器に関する＝特に、本発明は、上記の適応緩衝器であって、 減衰弁と平行に備えられ、通過する作動油媒体の流れを制御する１つまたはそれ 以上の可変減衰弁を取り入れたバイパス路を有する適応緩衝器に関する。本発明 はまた、上記の適応緩衝器のバイパス路に結合される可変減衰弁に関する。

適応緩衝器の２つの作動室の間に設けられたバイパス路に結合された可変減衰弁 によって減衰特性が調整され得る適応緩衝器を提供することは、ＧＢ−Ａ−２１ ６４７２３から公知である。可変減衰弁は、その一端の壁中にあるボートおよび 少なくともう一つの開口部を有するハウジングと、電磁石の制御の下でダンパー 弁ハウジン゛グ内を長手方向に移動可能であって、ボートと共に作用する弁部材 と、該弁部材と連続するように同軸上に配置された圧力依存性のスプリングディ スク弁とを有している。弁部材および圧力依存性スプリングディスク弁は、ポー トとその他の開口部との間のダンパー弁ハウジングを通過する作動油媒体の流れ を制御するため、適応緩衝器のバイパス路を通過する作動油媒体の流れを制御す る。

弁部材が開閉される度に、緩衝器が車両構造に加えるピストンロッド力が変化す ることが理解される。従って、車両構造は、客車部に所望されないノイズを送る ことによって応答する。ノイズのレベルは、ピストンロッド力の変化率によるた め、その変化率を減少させることによって、ノイズのレベルは最小にされ得る。

上記のことを成し遂げる唯一の方法は、緩衝器のピストン速度が非常に遅くなる まで弁部材の作動を遅らせることである。

一般に、長手方向に移動可能な弁部材を駆動させる制御ソフトウェアに注意を払 うことによってノイズ問題を解決することができる。しかし、この手段によって 同じ効力を成し遂げるためには、補強変換器をサスペンション装置内に設けてゼ ロに近いサスペンション速度を検出する必要があるため、電子制御装置をさらに 複雑にする。

本発明の目的は、適応緩衝器が大きな応力を発生して使用される際に、高設定値 から低設定値へ切り替わらない、適応緩衝器のバイパス路に取り入れられる可変 減衰弁を提供することにある。

本発明の他の目的は、上記目的の効力をする可変減衰弁結合した適応緩衝器を提 供することである。

本発明の第１の局面によれば、適応緩衝器のバイパス路に結合される可変減衰弁 であって、作動油媒体を可変減衰弁に流入させる少なくとも１つの吸入口、作動 油媒体を可変減衰弁から排出させる排出口、および吸入口および排出口の間に設 けられた可変減衰弁を通過する作動油媒体の流れを制御する少なくとも１つの制 御可能弁を有しており、発生応力が所定のしきい個未満になるまで、使用時の制 御信号に対する応答が延期され、弁部材が閉じたままの状態になるように、該制 御可能弁が設計されている、可変減衰弁を提供することである。

従って、本発明による制御可能減衰弁は、減衰ピストンが非常に低いレベルまで 下がることによって応力が発生する際にのみ、高設定値から低設定値に切り替わ る。

制御可能弁が開口する応力のしきい値は、以下の等式によって示される。

ここで、Ｆｓｏｌは、制御可能弁を開口するのに必要な応力であり、Ｆｓｐは、 制御可能弁を閉じた位置にバイアスをかける返還バイアスである。

好ましくは、制御可能弁は、ポートまたはオリフィスと共にその内部にて作用す るように弾力性バイアス手段にて付勢されて、該弾力性バイアス手段に対して移 動可能になった弁部材を有している。

好ましくは、制御可能弁は、作動させるのが簡単で経済的な電磁石によって制御 される。都合のよいことには、電磁石の移動片が弁部材を有している。しかし、 また、制御可能弁は、空気または油圧作動器、可撓性ケーブル、または他の適切 な制御手段によって制御され得る。

電磁石によって制御される弁の場合には、制御可能弁を開くのに必要な応力（Ｆ ｓｏｌ）は、磁気回路効率、電磁石の電流、弁部材の断面積および弁部材の重量 によって特に決定される。

制御可能弁の設計を適切に選択すことによって、減衰ピストンが大きな応力の発 生を停止する際にのみ、高設定値から低設定値へと切り替わるような応力のしき い値に調整することが可能である。このことは、実際には、減衰ピストン速度が ゼロに近い値に下がるまで、下降への切り替え（すなわち、高設定値から低設定 値への低下）は起こらないことを意味する。上記のことから、適応緩衝器を車両 に取り付けたときには、減衰ピストンの速度があまり高くないため、あまり大き な応力はかからない。

本発明による可変減衰弁は、上記のように、高設定値から低設定値へと切り替わ るように選択される際にはいつでも、適応緩衝器ピストンが、上方（反発）また は下方（圧縮）のいずれかに移動している間に作動することが理解される。高設 定値から低設定値への切り替えの場合、切り替えが遅れているという事実は、サ スペンション制御という観点からはあまり問題ではない。

好ましくは、制御弁は、制御可能弁のすぐ下流側に設けられ、車両の制御要求を 満たすように、流れ特性に対して圧力を有スるように設計されていることである 。制御弁は、ポペｙト弁の形態をとり得る。これは、閉じた位置に同かってバイ アスがかけられるスプリングであり、車両の制御要求に応じてピストン速度に関 連して圧力降下を与える場合に、その圧力が所定のレベルを越える場合に開く。

しかし、制御弁がまた、オリフィスの形態をとり得ることも考えられる。制御弁 は、制御可能弁の下流側に配置されなければならない。なぜなら、制御可能弁の 上流側圧力が、シートに対して弁部材を保持することは重要であるからである。

制御弁が制御可能弁の上流側に配置される場合には、それ自身と制御可能弁との 間に圧力を保持し、制御弁がシートから持ち上げられるのを防ぐ。

本発明による可変減衰弁は、減衰ピストンによって作動油中に発生した圧力によ り圧縮されるように設計されている点で、従来の減衰弁とは異なる。上述した設 計上の限界によって設定されるしきい値を下回ると、制御可能弁は、高設定値か ら低設定値へと切り替わるように開く。従来の減衰弁は、通常、上流端が下流端 （通常、貫通孔は、弁部材の一端から他端へと設けられている）と同一の圧力に さらされるように弁部材が設計されている場合にのみ、平衡が保たれる。そして 、その結果、弁はいずれの方間にも移動しにくい。

本発明による可変減衰弁は、減衰ピストン内および／または適応緩衝器の基端部 内にある従来の減衰弁または絞り弁と平行に配置され得る。

可変減衰弁は、従来の減衰弁が、減衰ピストン内またはシリンダの基端部内に存 在しない状態で、固定可能な適応緩衝器内に配置され得る。

本発明による可変減衰装置は、マクファーソン（ＭｃＰｈｅｒｓ。

ｎ）ストラットおよび半ストラットを有する二重前緩衝器および単管緩衝器内に 使用され得る。

本発明の実施態様を、実施例を用いて添付の図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の局面に応じた可変減衰弁を有する、二重前適応緩衝器の 縦断面である。

図２は、本発明の第１の局面に応じた可変減水弁の断面である。

図１に示される二重前適応緩衝器は、車両サスペンションシステムに使用される サスペンション装置である。適応緩衝器は、作動シリンダ１およびピストン棒３ によって搬送される減衰ピストン２を有している。自由端４は、使用時に、車両 の一部、例えば車体に固定されるようになっている。同様に、作動シリンダ１は 、使用時に、車両の他の部分、例えば、車両サスペンション部材に固定されるよ うになっている。減衰ピストン２は、作動シリンダ１内をスライド移動するよう になっており、作動シリンダ１を上部作動室５と下部作動室６に分割する。減衰 ピストン２には、さらに、減衰ピストン２の各下方ストロークにおいて、作動油 媒体を、減衰ピストン２の前方にある下部作動室６から、上部作動室５へと流す １つまたはそれ以上の減衰弁（図示されていない）が設ケラれている。作動シリ ンダ１０基端部には、１つまたはそれ以上の減衰弁（図示されていない）が配置 されており、下方ストロークにおける減衰ピストン２によって置換され、減衰ピ ストン２内の弁を通して上部作動室５へと戻らない作動油媒体は、その減衰弁を 通して、作動シリンダ１と外部ケーシング８との開に形成されている貯蔵部７へ と強制的に送り込まれる。

上部作動室５はまた、添付の図面の図２を参照しながら詳細に説明するバイパス 路９および可変減衰弁１０を介して貯蔵部７に接続されている。

図２は、二重前適応緩衝器のバイパス路９内に結合される可変減衰弁１０の断面 である。可変減衰弁１０は、使用時に適応緩衝器の外部ケーシング８内に固定さ れる外部ハウジング１１を有している。使用時には、作動油媒体は、バイパス路 ９と位置合わせされている供給ボアを通して可変減衰弁１０へ入り、ボートまた はオリフィス１３を通して流れ、スプリングポペット弁１４を通過し、可変減衰 弁１０の前方端にあるボート２０を通して適応緩衝器の貯蔵部７へと入る。ボー ト１３は、コイル１７も有する電磁石１６によって制御される該電磁石１６の可 動片を形成している、軸移動可能な弁部材１５によって閉じられる。復帰スプリ ング１９は、電磁石１６の電源が絶たれた際に、弁部材１５がボート１３の方へ バイアスされてボート１３を閉じるように、弁部材１５上に持続応力を加える。

スプリングポペット弁１４は、スプリング２１によって、常閉位置へとバイアス される。シール２２は、作動油媒体が減衰弁１０と外部ケーシング８との間に漏 出しないようにしている。

弁部材１５を開くと、作動油媒体がボート１３を通して流れることが理解される 。

Ｆｓｏｌ　＞　Ｆｒｅｓｉｄ。

ここで、Ｆｓｏｌは、弁部材をボートから引く力であり、特に、電磁石中の電流 、弁部材の断面積および弁部材の重量によって決定される。

Ｆｒｅｓｉｃｌは、弁部材をボートに対して押す残留力であり、ピストン力（反 発または圧縮）、反発または圧縮状態のピストン棒の環状空間５（環状領域）の 断面積、ボート（オリフィス領域）の断面積、および復帰スプリング（Ｆｓｐ） によってかけられる応力によって決定される。

従って、反発状態では、 圧縮状態では、 もし、Ｆｒｅｓ　ｉｄがＦｓｏｌよりも大きいときには、弁部材１５は、開かな い。Ｆｒｅｓｉｄは、ピストン応力に比例するため、非常に高いピストン応力で は、弁部材１５は閉じたままになっており、ピストン応力が、Ｆｒｅｓｉｄ　＜ 　Ｆｓｏｌとなって弁部材１５が開くまで、減衰弁は最も高い設定値に維持され る。高設定値（減衰部材１５が閑）から低設定値（減衰部材１５が開）への切り 替えは、有利なことである。なぜなら、最も大きなダンパー切り替えノイズを発 生する高いピストン応力で、高設定値から低設定値への移行であるからである。

ピストン応力が所定のしきい値を下回るときに、減衰部材１５のみを切り換える ようにすることによって、減衰切り替えノイズは著しく低減される。

硬く高）から柔（低）ダンパーへ変化させるための応力しきい値を使用すること は、適応緩衝器の動作にはあまり影響を与えない。なぜなら、高設定値から低設 定値への変化は、単に、制御が行われた後に通常の動作に戻るということだから である。迅速なダンパー弁の動作は、低設定値から高設定値への変化、すなわち 、柔サスペンションから硬サスペンションへの変化においてのみ必要である。実 際には、これは、油の流れによって促進されるために、高いピストン応力におい て、より効果的に行われる。

上記の等式を変形させることによって、ＦｓｏｌがＦｒｅｓｉｄと等しくなるし きい値の等式を得ることが可能である。

Ｆしきい値（圧縮）＝ Ｆしきい値（反発）＝ 上記の式より、復帰スプリングの応力および／または弁部材の全応力を変化させ ることによって、必要な応力のしきい値が高設定値から低設定値へと切り替わり 、低設定値から高設定値へ最も迅速に切り替わるようになる。

弁計算において、オリフィス面積は、緩衝器設定のためにすでに設定されている ため、この計算において変化することはないことが理解されなければならない。

車両によって異なるため、この計算において、電磁石応力と、可能ならばスプリ ング応力とを共に変化させる必要がある。

可変減衰弁は、それζこ交差する落下圧力に対応する結果として閉じているとき は、改善された応答速度を提供する。これは、弁プランジヤーをシートへ加速す る圧力によるものである。この圧力、すなわち応答速度の改善は、ピストン速度 に比例する。なぜなら、速度が高ければ高いほど、弁にかかる圧力が大きくなり 、ダンパー速度に対する応答速度の増加は、多くの制御方法において重要な利点 である。

皿！Ｌ艷 適応緩衝器のバイパス路（９）に結合される可変減衰弁であって、作動油媒体を 可変減衰弁（１０）に流入させる少なくとも１つの吸入口（１２）と、作動油媒 体を可変減衰弁（１０）から排出させる排出口（２０）を有する。制御可能弁（ １５，１６，１７）が少な（とも１つの該吸入口（１１）及び該排出口（２０） の間に設けられた可変減衰弁（１０）を通過する作動油媒体の流れを制御する。

制御可能弁（１５，１６，１７）が、ボートまたはオワフイス（１３）と共にそ の内部にて作用するように弾力性バイアス手段（１９）にて付勢されて、弾力性 バイアス手段（１９）に対して移動可能になった弁部材（１５）を有する。制御 可能弁（１５，１６，１７）は、発生応力が所定のしきい個未満になるまで、使 用時の制御信号に対する応答が延期され、弁部材（１５）が閉じたままの状態に なるように設計されている。

用恣唄審翰牛 ＰＣＴ／ＧＢ　９０１０２００９ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．適応緩衝器のバイパス路（９）に結合される可変減衰弁であって、作動油媒 体を該可変減衰弁（１０）に流入させる少なくとも１つの吸入口（１２）、作動 油媒体を該可変減衰弁（１０）から排出させる排出口（２０）、および該吸入口 （１１）および該排出口（２０）の間に設けられた可変減衰弁（１０）を通過す る作動油媒体の流れを制御する少なくとも１つの制御可能弁（１５、１６、１７ ）を有しており、発生圧力が所定のしきい値未満になるまで、使用時の制御信号 に対する応答が延期され、弁部材（１５）が閉じたままの状態になるように、該 制御可能弁（１５、１６、１７）が設計されていることを特徴とする可変減衰弁 。 ２．前記制御可能弁（１５、１６、１７）が、ポートまたはオリフィス（１３） と共にその内部にて作用するように弾力性バイアス手段（１９）にて付勢されて 、該弾力性バイアス手段（１９）に対して移動可能になった弁部材（１５）を有 することを特徴とする、請求項１に記載の可変減衰弁。 ３．前記制御可能弁（１５、１６、１７）が電磁石（１６）によって制御される ことを特徴とする、請求項１または２に記載の可変減衰弁。 ４．前記電磁石（１６）の移動片（１５）が前記弁部材（１５）を有することを 特徴とする、請求項３に記載の可変減衰弁。 ５．制御弁（１４）が、前記制御可能弁（１５、１６、１７）のすぐ下流側に設 けられており、車両の制御要求に適した流れ特性に対する圧力を有するように設 計されていることを特徴とする、上記のいずれかの請求項に記載の可変減衰弁。 ６．前記制御弁（１４）がポペット弁を有することを特徴とする、請求項１４に 記載の可変減衰弁。 ７，前記弁の上流側の圧力が、弁を閉じた状態に作用させることを特徴とする、 上記のいずれかの請求項に記載の可変減衰弁。 ８．上記のいずれかの請求項に記載の可変減衰弁と組み合わせられた、適応緩行 器。