JPH05238227A - サスペンション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 減衰力調整アクチュエータを高速で切り替え
る必要をなくし、その切り替え頻度を低減して機器の耐
久性を向上させることができるとともに、車高センサを
不要にして、構成の簡素化およびローコスト化を図り、
加えてバルブの構造をカートリッジ化することにより組
付けを容易化する。 【構成】 ピストンロッド１３に伸側および圧側ごとに
独立して設けられ、かつ２室Ａ，Ｂを連通する連通孔３
５，３６の開閉により減衰力を発生させる伸サブバルブ
３３および圧サブバルブ３４を、ピストンロッド１３に
装着可能なカバーディスクに一体に組付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車体速度に応じて伸
側減衰力および圧側減衰力を切り替え制御するサスペン
ション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来のサスペンション装置を示
すブロック図である。

【０００３】これについて述べると、１は車体、２は車
輪であり、これらの間には、ばね３，減衰力可変ダンパ
４，車高センサ５が装着され、また、車体１には上下方
向の加速度を検出する加速度センサ６が設けてある。

【０００４】また、車輪２と路面７との間には、ばね要
素としてのタイヤ８が存在する。

【０００５】加速度センサ６，車高センサ５の信号はコ
ントローラ９に入力され、コントローラ９は減衰力可変
ダンパ４に設けられた減衰力切り替えアクチュエータを
駆動し、減衰力を高低２段階に切り替えるようになって
いる。

【０００６】次に、従来のサスペンション装置に用いら
れる減衰力可変ダンパ４について、図１１に基づき説明
する。

【０００７】シンリダ１１内はピストン１２により上下
２室としてのＡ室，Ｂ室に仕切られている。シリンダ１
１とアウターシェル４０によりリザーバたるＣ室が形成
されている。

【０００８】また、ピストン１２はピストンロッド１３
の一端にねじで締結され、ピストンロッド１３の他端は
ベアリング１４およびシール１５を貫通して突出し、車
体１側に取り付けられる。

【０００９】一方、シリンダ１１側はアウターシェル４
０下部に溶接されたアイ１６により車輪側に取り付けら
れる。

【００１０】シリンダ１１下部には圧縮時に減衰力を発
生する圧バルブ１７と、伸張時にＣ室からＢ室に油を吸
い込むチェックバルブ１８とにより構成されるベースバ
ルブが設けてある。

【００１１】また、ピストン１２には、伸張時にＡ室か
らＢ室へ油が流れる時の通路となる伸ポート１９と伸側
減衰力を発生する伸バルブ２０とが、圧縮時にＢ室から
Ａ室へ油が流れる時の通路となる圧ポート２１と圧側減
衰力を発生する圧バルブ２２とが設けられている。

【００１２】そして、上記ピストンロッド１３内は中空
となっており、内部にコントロールロッド２３とロータ
リーバルブ２４が結合されて挿入され、このロータリー
バルブ２４の脱落防止のためのロータリーバルブストッ
パ２５が圧入されている。

【００１３】また、上記ピストンロッド１３にはＡ室側
に連通孔２６が設けられ、ロータリーバルブ２４には連
通孔を開閉するオリフィス２７が設けられていて、開状
態ではＡ室とＢ室がピストンロッド１３内のバイパス通
路２８を介して連通し、ロータリーバルブ１３に設けた
上記オリフィス２７がバイパス流量を規制する。

【００１４】また、上記コントロールロッド２３は上部
ピストンロッド１３内に設けたＯリング２９によりシー
ルされ、減衰力切り替えアクチュエータ３０のシャフト
と嵌合し、このアクチュエータ３０を駆動してコントロ
ールロッド２３を回転させることにより、バイパス通路
２８の開閉を可能にする。

【００１５】次に、減衰力可変ダンパの動作について説
明する。

【００１６】まず、高減衰力を得るには減衰力切り替え
アクチュエータ３０を駆動してロータリーバルブ２４を
回転させ、バイパス通路２８を閉じる。

【００１７】伸行程では、Ａ室の油が伸ポート１９，伸
バルブ２０を通りＢ室に流れる。

【００１８】このため、発生するＡ，Ｂ室の差圧により
伸側減衰力が発生する。

【００１９】ここでピストンロッド１３がシリンダ１１
外に突出した体積に相当する油が、Ｃ室よりベースバル
ブのチェックバルブ１８を通りＢ室に補充される。

【００２０】一方、圧縮行程では、ピストンロッド１３
がシリンダ１１内に侵入した分の油が、ベースバルブの
圧バルブ１７を通りＣ室へ流れる。

【００２１】このとき、圧バルブ１７の発生する差圧に
よりＢ室の圧力は上昇する。

【００２２】一方、Ｂ室の油は圧ポート２１，圧バルブ
２２を通りＡ室にも流れる。

【００２３】このとき発生するＡ，Ｂ室の差圧とＢ室の
圧力により、圧側減衰力が発生し、これがハード状態と
なる。

【００２４】次に、ロータリーバルブ２４を回転させ、
バイパス通路２８を連通させると、上記高減衰力時に対
し、ピストン１２の伸、圧バルブ２０，２２をバイパス
する油の流れが発生する。

【００２５】この流れは各バルブに対し並列流れとなる
ので、ピストン１２の伸，圧バルブ２０，２２を流れる
流量はバイパス流量分だけ少なくなり、伸行程，圧行程
ともＡ−Ｂ室間の差圧が小さくなる。

【００２６】その結果、高減衰力時に対し、低い減衰
力、すなわちソフトの減衰力となる。

【００２７】このときの減衰力特性を図１２に示す。

【００２８】この図から分かるように、伸側減衰力がハ
ードの時には縮み側減衰力もハードになり、伸側減衰力
がソフトの時には縮み側減衰力もソフトになる。

【００２９】これが従来の減衰力可変ダンパの特徴であ
る。

【００３０】次に、上記減衰力可変ダンパ４の制御方法
について説明する。

【００３１】図１０に示すように、車体１および車輪２
の変位を便宜上ｘ，ｙと定め（矢印方向を正とする）、
ｘａ，ｙａはそれぞれの速度、ｘｂ，ｙｂはそれぞれの
加速度を示す。

【００３２】そこで、車体１に作用する力に着目する
と、ｘ＞０（車体１が上方に動いている）の時ｘａ−ｙ
ａ＞０（ダンパが伸びている）ならば、車体１の運動方
向と反対側（下側）の向きに減衰力が作用し、車体に対
し制振力となるが、ｘａ−ｙａ＜０（ダンパが縮んでい
る）場合は、減衰力が車体１の運動方向に作用し、結果
として減衰力が加振力となる。

【００３３】ｘａ＜０の場合も同様に、減衰力が制振力
と加振力になる場合がある。

【００３４】そこで、ｘａを縦軸，ｘａ−ｙａを横軸と
して４つの象限に分けると図１３（ａ）に示すように、
第１，第３象限は制振作用、第２，第４象限は加振作用
を与えることになる。

【００３５】そこで、図１３（ｂ）に示すように減衰力
が制振力として作用する場合は、減衰力をハード、加振
力として作用する場合はソフトにするという制御方法が
提唱されている。

【００３６】これを式で表わすと、ｘａ（ｘａ−ｙａ）
＞０の時減衰力がハード、ｘａ（ｘａ−ｙａ）＜０の時
減衰力がソフトということになる。

【００３７】この様に制御することにより、車両の乗心
地が向上することになる。

【００３８】ここでｘａの値は加速度センサの信号ｘｂ
をコントローラ９内の積分器９ａにて積分することによ
り得られ、ｘａ−ｙａの値は車高センサの信号ｘ−ｙを
微分器９ｂにて微分することにより得られる。

【００３９】そして、演算処理・駆動回路９ｃはこれら
の微分器９ｂおよび微分器９ａの出力にもとづき、所定
の減衰力調整信号を出力する。

【００４０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、ｘａは車体質量と懸架ばね定数で決まる固有振動数
である１Ｈｚの振動数で変化するが、ｘａ−ｙａは路面
７からの瞬間的な入力や、車輪２とタイヤ８との共振等
により、かなり多い頻度で正負（伸，圧）の符号が変化
する。

【００４１】それ故、かなりの頻度で減衰力を切り替え
る必要がある。

【００４２】そのために、減衰力調整アクチュエータを
高速で切り替え動作させなければ、制御効果が低減する
し、これによりアクチュエータ，ダンパにかなりの耐久
性が必要となるほか、制御に際し、車体１と車輪２の相
対速度（ｘａ−ｙａ）が必要なため、車高センサ（もし
くは相対速度センサ）５を各車輪２ごとに必要となり、
システムのコストが高くなるという問題点があった。

【００４３】この発明は上記のような従来の問題点に着
目してなされたものであり、減衰力調整アクチュエータ
を高速で切り替える必要をなくし、その切り替え頻度を
低減して機器の耐久性を向上させることができるととも
に、車高センサを不要にして、構成の簡素化およびロー
コスト化を図り、加えてバルブの構造をカートリッジ化
することにより組付けを容易化することができるサスペ
ンション装置を得ることを目的とする。

【００４４】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるサスペ
ンション装置は、車輪側に取り付けられるシリンダ内を
上下２室に隔成するピストンと、該ピストンを一端に有
し、他端が車体側に取り付けられるピストンロッドと、
該ピストンロッドに伸側および圧側ごとに独立して設け
られ、かつ上記２室を連通する連通孔と、車体速度に応
じて上記伸側および圧側の各連通孔を開閉するロータリ
ーバルブとを備えたサスペンション装置において、上記
連通孔の開閉により減衰力を発生させる伸サブバルブお
よび圧サブバルブを、ピストンロッドに装着可能なカバ
ーディスクに一体に組付けるようにしたものである。

【００４５】

【作用】この発明におけるコントローラは、車体速度の
大きさに応じて、ロータリーバルブの回動量を制御して
伸側および圧側の連通孔を開閉し、このときの開閉動作
が、伸側減衰力がハードのとき圧側減衰力をソフトに
し、伸側減衰力がソフトのとき圧側減衰力をハードとな
るようにし、かつ伸サブバルブおよび圧サブバルブのピ
ストンロッドへの組付けを容易化する。

【００４６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。

【００４７】図１において、１は車体、２は車輪であ
り、これらの間には、ばね３，減衰力可変ダンパ４が装
着され、また、車体１には上下方向の加速度を検出する
加速度センサ６が設けてある。

【００４８】また、車輪２と路面７との間には、ばね要
素としてのタイヤ８が存在する。加速度センサ６の信号
はコントローラ９に入力され、コントローラ９は減衰力
可変ダンパ４に設けられた減衰力切り替えアクチュエー
タを駆動し、減衰力を高低２段階に切り替えるようにな
っている。

【００４９】また、９ａは加速度センサ６の出力を積分
する積分器、９ｃはこの積分器９ａの出力にもとづいて
減衰力可変ダンパ４の減衰力調整信号を演算し出力する
演算処理・駆動回路である。

【００５０】なお、この発明では図１０における微分器
９ｂおよび車高センサ５が省かれている。

【００５１】また、図２はこの発明において使用する減
衰力可変ダンパの詳細を示し、図１１について説明した
ものと同一の構成部分には同一符号を付して、その重複
する説明を省略する。

【００５２】すなわち、この発明では、ピストン部に伸
バイパス通路３１と圧バイパス通路３２の２つを設け、
各バイパス通路３１，３２端に伸サブバルブ３３および
圧サブバルブ３４が設けてある。

【００５３】また、ピストンロッド１３には伸連通孔３
５と圧連通孔３６とが設けられており、それぞれロータ
リーバルブ２４により開閉されるようになっている。

【００５４】ロータリーバルブ２４の開口部は、図３に
示すようにＰ−Ｐ断面，Ｑ−Ｑ断面でそれぞれ位相をず
らして設けてあり、３つの減衰力のモードを取り得るよ
うになっている。

【００５５】すなわち、図３において、モードＲでは伸
連通孔３５は閉、圧連通孔３６は開であり、モードＳで
は伸，圧連通孔３５，３６共開であり、モードＣでは伸
連通孔３５は開、圧連通孔３６は閉の状態となるように
設定されている。

【００５６】また、減衰力アクチュエータ３８は３段階
に切り替え可能なもので、各モードを選択できるように
なっている。

【００５７】次に動作について説明する。

【００５８】まず、減衰力可変ダンパの作動について述
べる。

【００５９】モードＲでは伸連通孔３５は閉じ、圧連通
孔３６は開いた状態になっている。

【００６０】それ故、伸行程では伸バイパス通路３１に
油が流れず、Ａ室の油はピストン１２の伸ポート１９，
伸バルブ２０を通りＢ室に流れる。

【００６１】このときの差圧により伸側減衰力が発生
し、この減衰力がハード特性となる。

【００６２】一方、圧行程では圧連通孔３６が開いてい
るので、Ｂ室からＡ室への油の流れはピストン１２の圧
ポート２１および圧バルブ２２を通る流れと、圧バイパ
ス通路３２から圧連通孔３６，圧サブバルブ３４を通る
流れとに分かれる。

【００６３】その結果、Ａ，Ｂ室の差圧は小さくなり、
ソフトな減衰力となる。

【００６４】また、モードＳでは伸連通孔３５，圧連通
孔３６が共に開いた状態にあり、共にピストン部をバイ
パスする流れが生じるために、伸側，圧側減衰力共にソ
フトの状態となる。

【００６５】モードＣでは伸連通孔３５は開き圧連通孔
３６は閉じた状態になっている。

【００６６】それ故、伸行程の時のみピストン部をバイ
パスする流れが生じ、その結果、伸側減衰力がソフト、
圧側減衰力がハードの状態となる。

【００６７】さらに、いずれのモードでも、伸行程では
ピストンロッド１３が突出した分の油がＣ室からベース
バルブのチェックバルブ１８を通りＢ室に補充され、圧
縮行程ではピストンロッド１３の侵入分の油が、ベース
バルブの圧バルブ１７を通りＣ室へ流れ、その時に発生
する差圧により、Ｂ室の圧力が上昇することは、従来と
同様である。

【００６８】次に制御方法について説明する。

【００６９】従来の制御方法ではｘａ＞０のとき、ｘａ
−ｙａ＞０（ダンパ伸状態）の時はハード、ｘａ−ｙａ
＜０（ダンパ圧縮状態）の時はソフトに制御するように
なっている。

【００７０】これは、従来の減衰力可変ダンパが伸行程
でハードの時は、圧縮行程でもハードになっているから
ｘａ−ｙａの正負により切り替える必要が生じるもので
ある。

【００７１】この発明の減衰力可変ダンパでは、伸行程
でハードの時は、圧行程は自動的にソフトになっている
ので、ｘａ−ｙａの正負により減衰力を切り替える必要
がなく、ｘａ＞０の時は伸側減衰力をハード（モード
Ｒ）に制御しておけばよいことになる。

【００７２】同様に、ｘａ＜０の時は圧側減衰力をハー
ド（モードＣ）に制御すればよい。

【００７３】すなわち、車体１と車輪２の相対速度ｘａ
−ｙａに関係なく、車体１の速度ｘａの正負でモード
Ｒ，モードＣを選択すれば、従来と同様の制御効果を得
ることができる。

【００７４】しかも、車体１の速度変化は１Ｈｚ位と比
較的ゆっくりした振動なので、アクチュエータの減衰力
切替速度が比較的遅くても十分な効果が得られ、しかも
切り替え頻度も少なくてすむ。

【００７５】さらに、路面７からの入力周波数が高周波
になると、減衰力は低い方が車体１への伝達力が小さく
なり、乗心地はよくなる。

【００７６】高周波になると車体速度ｘａが小さくなる
ので、伸側，圧側とも減衰力の低いモードＳに切り替え
る。

【００７７】図４に以上の制御則をまとめたものを示
す。

【００７８】このように制御することにより、乗心地を
向上させることが可能となり、切り替え頻度も極めて少
なくすることができる。

【００７９】なお、上記実施例では減衰力を３段階に切
り替えるものを示したが、２段切り替えとし、モードＲ
とモードＣを車体の速度ｘａの正負だけで切り替えても
よいことは勿論のことである。

【００８０】また、この発明において伸サブバルブ３３
および圧サブバルブ３４のピストンロッド１３への取り
付けを容易化するため、これらの各バルブ３３，３４を
有するバルブ構造体を、図５〜図９に示すようなカート
リッジ構造とされる。

【００８１】まず、図５に示すバルブ構造体において、
ポート５１を有するディスク５２，このポート５１を開
閉するリーフバルブ５３，このリーフバルブ５３を間座
５４を介してディスク５２に保持させるリング状のスト
ッパ５５はカラー５６によってかしめ加工されて、サブ
カートリッジ化されている。

【００８２】また、このサブカートリッジ化されたブロ
ックは、ディスク５２の外周にＯリング５７を装着した
後、カバーディスク５８内周の段付け部まで挿入されて
いる。

【００８３】また、このカバーディスク５８はピストン
ロッド１３に嵌挿された後、ノンリタンバルブ５９，ノ
ンリタンスプリング６０を介してＬ形ストッパ６１を圧
入加工することによりカートリッジ化される。

【００８４】ここで、リーフバルブ５３は伸サブバルブ
３３を構成し、ノンリタンバルブは圧サブバルブ３４を
構成する。

【００８５】さらに、図６に示すバルブ構造体は、ディ
スク６６にノンリタンバルブ６７，ノンリタンスプリン
グ６８をＬ形ストッパ６９とともに圧入加工し、さらに
ディスク６６にＯリング６２を装着し、ポート６５を開
閉するリーフバルブ７０，間座７１を挟み込んで、カバ
ーディスク７２内に挿入したカートリッジ構造となって
いる。

【００８６】そして、リーフバルブ７０は伸サブバルブ
３３を構成し、ノンリタンバルブ６７は圧サブバルブ３
４を構成する。

【００８７】また、図７に示すバルブ構造体は、カバー
ディスク７３にノンリタンバルブ７４，ノンリタンスプ
リング７５をＬ形ストッパ７６とともに圧入加工し、さ
らに、カバーディスク７３の内部に中間ディスク７７を
圧入している。

【００８８】ディスク７８外周にはＯリング７９が装着
され、ストッパ８０，間座８１およびリーフバルブ８２
を中間ディスク７７との間に挟み込んでカバーディスク
７３内に挿入され、カートリッジ化されている。

【００８９】ここで、ノンリタンバルブ７４は圧サブバ
ルブ３４を構成し、リーフバルブ８２は伸サブバルブ３
３を構成する。

【００９０】図８はまた他のカートリッジ化されたバル
ブ構造体を示す。

【００９１】これはカバーディスク８３内にノンリタン
スプリング８４，ノンリタンバルブ８５，Ｏリング８６
が外周に装着された中間ディスク８７，ストッパ８８，
間座８９，リーフバルブ９０，Ｏリング９１が外周に装
着されたディスク９２を順次挿入して、カートリッジ化
したものである。

【００９２】ここで、ノンリタンバルブ８５は圧サブバ
ルブ３４を構成し、リーフバルブ９０は伸サブバルブ３
３を構成する。

【００９３】また、さらに、図９に示すバルブ構造は、
互いに隣接するカバーディスク９３，１００のうち、カ
バーディスク９３にはカラー９４，ストッパ９５，間座
９６，リーフバルブ９７，Ｏリング９８を外周に有する
ディスク９９を順次挿入してカートリッジ化し、また、
カバーディスク１００にはカラー１０１，Ｏリング１０
２を外周に有するディスク１０３，ノンリタンバルブ１
０４，ノンリタンスプリング１０５がＬ形ストッパ１０
６とともにディスク１０３に圧入加工されたものが挿入
されて、カートリッジ化されている。

【００９４】このように、バルブ構造体をカートリッジ
化することにより、サスペンションの組付性を向上で
き、しかも所期の最適な減衰力切換を実施できるものが
得られる。

【００９５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、車輪
側に取り付けられるシリンダ内を上下２室に隔成するピ
ストンと、該ピストンを一端に有し、他端が車体側に取
り付けられるピストンロッドと、該ピストンロッドに伸
側および圧側ごとに独立して設けられ、かつ上記２室を
連通する連通孔と、車体速度に応じて上記伸側および圧
側の各連通孔を開閉するロータリーバルブとを備えたサ
スペンション装置において、上記連通孔の開閉により減
衰力を発生させる伸サブバルブおよび圧サブバルブを、
ピストンロッドに装着可能なカバーディスクに一体に組
付けるように構成したので、車体速度の大きさのみで減
衰力を切り替えることにより、アクチュエータを高速で
切り替える必要がなく、小型で安価なアクチュエータが
使用でき、さらに減衰力の切り替え頻度が少なくなるの
で機器の耐久性が向上し、車高センサが不要となるの
で、システムが安価に構成できるほか、バルブ構成体が
カートリッジ化されて、ピストンロッド等への組付けや
修理，保守を容易化できるという実用上の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるサスペンション装置
を示すブロック図である。

【図２】この発明における減衰力可変ダンパを示す断面
図である。

【図３】この発明における減衰力可変ダンパの伸圧連通
孔の開閉状態および伸圧の減衰力の関係を示す説明図で
ある。

【図４】この発明によるダンパモードにおける車体速度
の制限則を示す説明表図である。

【図５】この発明におけるピストン部においてカートリ
ッジ化したバルブ構造の一実施例を示す要部の断面図で
ある。

【図６】この発明におけるピストン部においてカートリ
ッジ化したバルブ構造の他の実施例を示す要部の断面図
である。

【図７】この発明におけるピストン部においてカートリ
ッジ化したバルブ構造のさらに他の実施例を示す要部の
断面図である。

【図８】この発明におけるピストン部においてカートリ
ッジ化したバルブ構造のまた他の実施例を示す要部の断
面図である。

【図９】この発明におけるピストン部においてカートリ
ッジ化したバルブ構造のさらにまた他の実施例を示す要
部の断面図である。

【図１０】従来のサスペンション装置を示すブロック図
である。

【図１１】図５における減衰力可変ダンパを示す断面図
である。

【図１２】従来の減衰力可変ダンパの減衰力特性を示す
グラフである。

【図１３】従来の減衰力可変ダンパ動作による車体への
作用力と制御則の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 車体 ２ 車輪 ９ コントローラ １１ シリンダ １２ ピストン １３ ピストンロッド ３３ 伸サブバルブ ３４ 圧サブバルブ ３５，３６ 連通孔 ３７ ロータリーバルブ ５８，７２，７３，８３，９３ カバーディスク Ａ，Ｂ ２室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪側に取り付けられるシリンダ内を上
   下２室に隔成するピストンと、該ピストンを一端に有
   し、他端が車体側に取り付けられるピストンロッドと、
   該ピストンロッドに伸側および圧側ごとに独立して設け
   られ、かつ上記２室を連通する連通孔と、車体速度に応
   じて上記伸側および圧側の各連通孔を開閉するロータリ
   ーバルブとを備えたサスペンション装置において、上記
   連通孔の開閉により減衰力を発生させる伸サブバルブお
   よび圧サブバルブを、ピストンロッドに装着可能なカバ
   ーディスクに一体に組付けたことを特徴とするサスペン
   ション装置。