JPS636237A

JPS636237A - 減衰力発生装置

Info

Publication number: JPS636237A
Application number: JP14648486A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Matsubara; 浩輔松原; Takeo Fukumura; 福村　武夫
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1986-06-23
Publication date: 1988-01-12

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、例えば自動車のサスペンションシステム等に
用いられる減衰力発生装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、自動車用ショックアブソーバ等の減衰力を切換え
る場合、内部に設けた可変オリフィスの弁体をソレノイ
ドやＤＣモータを使用して回転させ、油の流路を変更す
ることで減衰力を変えていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらソレノイドを使用した場合、減衰力を多段
に切換えるためには複数のソレノイドが必要となり、か
つ付属部品の増大を招く。また、切換え段数を変更する
には大幅な設計変更が必要となる。しかもソレノイドは
比較的大形であるため設置スペースの確保が難しい。ま
た、作動時の応答時間が比較的長いという問題もある。

−方、ＤＣモータを使用した場合には、回転位置を検出
するのにロータリエンコーダなどのフィードバック用機
器が別途に必要となるばかりか、回転速度を落すために
減速機が必要である。また、減衰力の切換え段数を変更
したい場合にはエンコ−ダを変える必要がある。しかも
−般に使われているブラシ付ＤＣモータは耐久性が劣る
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の減衰力発生装置は、内部に油室をもつ外筒と、
この外筒に軸方向に移動自在に挿入される内筒と、上記
外筒の油室と内筒の油室との間または上記外筒内を２つ
の油室に隔離するピストン部分に設けられる減衰力発生
部とを備えたものであって、上記減衰力発生部は、上記
油室に連通ずる流通孔と、この流通孔に臨んで回転可能
に設けられかつ回転角度に応じて上記流通孔の流路断面
積を変化させる回転形の弁体と、この弁体を駆動パルス
数に応じた角度分づつ回転駆動するステッピングモータ
と、上記弁体をその回転の基準となる位置で止めること
の可能なストッパ手段とを具備したことを特徴とする。

〔作用〕

上記構成の減衰力発生装置は、外筒と内筒とが互いに軸
方向に相対移動すると、外筒の油室と内筒の油室との間
、あるいはピストン部分によって隔離された外筒内の２
つの油室の間に油が流れることにより、減衰力発生部に
おいて減衰力が生じる。減衰力の大きさは流路断面積に
左右される。

本装置においては、電源投入時に必ずステッピングモー
タを上記基準位置まで強制的に回転させ、ストッパ手段
によって弁体を基準位置で停止させる。そしてこの位置
をもとにしてパルス制御を行ない、弁体を所定の回転位
置に駆動し、その回転位置に応じて流路断面積を変化さ
せることにより、所望の減衰力を得る。

〔実施例１〕第１図に車両懸架機構に適用された減衰力発生装置１を
示す。この減衰力発生装置１は外筒２を備え、外筒２の
内部には、油が満たされた油室３が設けられている。外
筒２の下端部は、図示しない取付は部材を介して車輪側
の部材に連結される。

外筒２の上部には軸受５とシール６が設けられ、かつ外
筒２の軸方向中間部には軸受ｌＯが設けられている。

そして外筒２に内筒１２が挿入されている。この内筒１
２は、外筒２に対して軸方向に移動自在でかつ軸回りに
回転自在である。内筒１２の図示上端側には端部材１５
が設けられている。この端部材１５には、保護カバー１
６とバンブラバー１７が取付けられている。更に端部材
１５の上面側には、ポルト２０によってマウントインシ
ュレータ２１が取着される。このマウントインシュレー
タ２１は、図示しない車体側の部材に連結される。

上記内筒１２の内部には、弾性変形可能な仕切り膜２４
が収容されている。この仕切り膜２４は内筒１２の軸方
向に沿う細長い筒状をなし、その外側は油室２６、内側
は容積可変の気室２７である。気室２７には窒素ガスな
どの不活性圧搾ガスが封入される。

そして外筒の油室３と内筒の油室２６との間に、減衰力
発生部３０が設けられている。この減衰力発生部３０は
、第２図の如く構成される。すなわち、内筒１２に弁ボ
デイ−３１が固定され、この弁ボデイ−３１に２種類の
流通部３２．３３が設けられている。また、弁ボデイ−
３１の中央部に筒状のベース３５が貫通した状態で固定
されている。このベース３５の側壁部には流通孔３６が
開設されている。

上記ベース３５の上端フランジ部３５ａにはステッピン
グモータ３７が固定されている。ステッピングモータ３
７のリード線３８はバイブ３９（第１図参照）を通って
、外部に引出されている。

本実施例の場合、ステッピングモータ３７は一例として
ＰＭ型の４相１Ｂ＠／５ｌａｐのものを使用するが、こ
れ以外の形式でも差支えない。

そしてステッピングモータ３７の出力軸４１に、ピン４
１ａによって回転形の弁体４２（第５図参照）が固定さ
れている。弁体４２は上述した円筒状のベース３５の内
部に回転可能に収納されており、この弁体４２の内部に
はその底面から外周面にわたって開口する流通部４３が
設けられている。

この流通部４３は、上述した流通孔３６と重なることの
できる位置に開口している。

弁体４２は回転可能であるが、その回転角度範囲は弁ス
トッパ４５（第６図参照）によって規制される。弁スト
ッパ４５は両端が開口する円筒状をなし、その−方の端
面には突起４６が形成されている。この突起４６は、第
３図および第４図に示されるように弁体４２の端面側に
形成された凹部４７に入り込んでいる。換言すると、弁
体４２は、突起４６が凹部４７内を動きうる範囲内で回
動できるものであり、従って本実施例では突起４６と凹
部４７によってストッパ手段４８が構成される。

第７図（Ａ）、（Ｂ）に示されるように流通孔３６の数
は１つでもよいが、第８図（Ａ）ないしくＣ）に示すよ
うに大小２つの大きさの開口をもつ流通孔３６．３６’
を設けてもよい。更には、第９図（Ａ）および（Ｂ）に
示すように、Ｏ〜１８０＠の角度範囲で弁体４２の回転
位置に応じて流通孔３６の開口量を連続的に変化できる
ようにしてもよい。

また、弁ボデイ−３１の上下両面にそれぞれプレート弁
５０．５１が上下動可能に設けられている。各プレート
弁５０．５１は、それぞれスプリング５３．５４によっ
て弁ボデイ−３１側に付勢されている。図示上側に位置
するプレート弁５０は、内筒１２が外筒２に対して押し
込み方向に相対移動した時に、流通部３２に流れ込む油
の圧力によってスプリング５３の反発力に抗して開弁す
ることで、油を内筒の油室２６側に逃がすことができる
。これに対し図示下側に位置するプレート弁５１は、上
記とは逆に、内筒１２が伸び方向に移動した時に、流通
部３３に流れ込む油の圧力により、スプリング５４の反
発力に抗して開弁し、油を外筒の油室３側に逃がすこと
ができる。

第１図に示される副チャンバ６０は、外筒６１と、この
外筒６１の内部に配された仕切り膜６２とを備える。こ
の仕切り膜６２は、外側の油室６３と内側の気室６４と
を区画する。気室６４は、通気部６６．６７を介して、
内筒１２側の気室２７に連通する。そして通気部６６は
開閉弁７０によって任意に開閉できるようになっている
。この開閉弁７０は、ソレノイド７１によって駆動され
る。ソレノイド７１のリード線７２は外部に引出されて
いる。なお、仕切り膜２４．６２の代りにフリーピスト
ンあるいはベローズ等を用いてもよい。

また、上記油室６３に油管８０が接続されている。この
油管８０は電磁開閉弁８１．８２を介して、油圧源８３
と油タンク８４に接続される。上記開閉弁８１．８２は
、マイクロコンピュータなどを用いた制御器８６から送
られる信号をもとに駆動される。

上記制御器８６には、例えば速度センサ９０゜ハンドル
角センサ９１．ブレーキセンサ９２．アクセルセンサ９
３．ハンドブレーキセンサ９４などからの信号が入力さ
れる。また制御器８６からは、前記ステッピングモータ
３７とソレノイド７１への駆動信号が出力される。９５
はコントロールパネルである。

上記構成の減衰力発生装置１は、外筒２に対し内筒１２
が軸方向に相対的に移動すると、前述した如く減衰力発
生部３０において流通部３２゜３３を経由して油が流動
するとともに、弁体４２が開弁位置にあれば流通部４３
にも油が流れることにより減衰力が生じる。また、同時
に気室２７゜６４内のガスの反発力によって、ガスばね
としての機能が発揮される。

弁体４２は、−例として第７図（Ａ）、（Ｂ）に示され
る角度範囲にわたって往復回動させられる。すなわち第
７ＪＩ！Ｊ（Ａ）の状態では流通孔３６と流通部４３と
が互いに重なるため流路断面積は大となり、減衰力は低
下する。これに対して第７図（Ｂ）の状態では流通孔３
６が遮断され、油はプレート弁５０．５１を通じてのみ
流動するので減衰力は増大する。上記ステッピングモー
タ３７の励磁方法は例えば２相励磁（１８°／　５ｔｅ
ｐ）で、パルス周波数は一例として６００パルス／ｓｅ
ｅである。このため、上述した２段切換え方式の場合に
は、切換え角度が７２°なので、４パルス出力すること
になる。この時の所要時間は６．６　ｍ５ｅｃである。

また、第８図（Ａ）ないしくＣ）に示す３段切換え方式
の場合には、０〜１４４°の角度範囲内に大小２つの流
通孔３６．３６’があり、同図（Ａ）では流路断面積が
最大となり減衰力が下がる。同図（Ｂ）では中間の減衰
力が得られ、同図（Ｃ）においては減衰力は最大となる
。なお、同図（Ａ）から（Ｃ）に至るまでの所要時間は
８パルス分、すなわち約１３ｍ５ｅｃである。

更には、第９図（Ａ）および（Ｂ）に示す切換え方式に
おいては、θ〜１８０　’の角度範囲で流通孔３６の開
口量を連続的に変化させることができる。すなわち上記
ステッピングモータ３７では１８０°／　１ｇ−１０段
階に流路断面積を変化させることができる。またこの１
０段階のうち適当なポジションを使用して、適宜段数の
切換えを行なうように制御してもよい。

本実施例においてはステッピングモータ３７の制御をオ
ープンループで行なうため、電源を投入した時点では弁
体４２の回転位置がどこにあるか不明である。そこで、
電源投入時には突起４６が凹部４７の側壁に突き当るま
で駆動パルスを発生させ続け、弁体４２を強制的に基準
位置まで回転させたところで停止させる。それ以降は、
この基準位置をもとにして弁体４２の角度切換えのため
のパルス制御を行なう。こうすることによって、オーブ
ンループでの制御が可能となり、エンコーダのようなフ
ィードバックのための付属機器は不要となる。

また本実施例によれば、各種センサ９０〜９４から入力
した信号に基づいてステッピングモータ３７およびソレ
ノイド７１を駆動し、弁体４２と開閉弁７０を制御する
ことにより、車体姿勢の安定化や乗り心地の向上を図る
ことができる。例えば、車両の走行時において、開閉弁
７０を開いて気室２７，６４を互いに連通状態にすれば
、ばね定数が下がる。これと同時に、減衰力発生部３゜
において流通孔３６が開となるように弁体４２を回転さ
せると、減衰力が小さくなるため乗り心地が良くなる。

また旋回時や急加速、急停止時などには、上記センサ類
からの出力信号などをもとに開閉弁７゜を閉じてばね定
数を高めるとともに、流通孔３６が閉じるように弁体４
２を回転させると、減衰力が増大し、車体姿勢の安定化
と操縦安定性を高めることができる。

更にまた、油管８Ｇを通じて油室６３に油を出し入れす
れば、油量の変化に伴って気室６４の容積が変化し、通
気部６６．６７を通じて気室２７の内圧ないし容積が変
化するため、結果的に外筒２に対する内筒１２の突出量
が調整され、車高を調整できる。

なお、ステッピングモータ３７の回転トルクが不足する
場合には、ステッピングモータ３７に減速機を組合わせ
ることによってトルクを高めるようにしてもよい。また
、上記実施例のストッパ手段４８は突起４６と凹部４７
との組合せによる機械的なものであるが、こうした機械
的なストッパの代りに、例えば弁体４２の基準位置を電
気的に検出するセンサを設けることにより、電源投入時
に弁体４２を基準位置まで回転させてもよい。

〔実施例２〕第１０図に示された実施例においては、外筒２の内部を
ピストン部分１００によって２つの油室３ａ、３ｂに仕
切り、このピストン部分１００に減衰力発生部３０を設
けている。なお、実施例１と対応する部位には同一符号
を付して説明は省略する。

上記ピストン部分１００は内筒１２に取付けられており
、ガイドバイブ１０１に沿って上下方向に移動する。回
転形の弁体４２は、減速機１０２を介してロッド１０３
によってステッピングモータ３７によって回転させられ
る。

本実施例のステッピングモータ３７は内筒１２の端部に
収納されている。この部分は外筒２の外に突出している
ため、モータ３７の冷却が容易となる。従って、高温に
よるモータ３７の出力低下を防止できるとともに、モー
タ３７の配線が容易である。内筒１２の端部は蛇腹状の
カバー１０５で覆われる。上記モータ３７は、実施例１
で述べたと同様に駆動パルス数に応じた角度分づつ回転
し、弁体４２の回転角度を制御する。また、実施例１と
同様に、弁体４２を回転の基準となる位置で停止させる
ためにストッパ手段（図示路）が設けられている。

なお、軸受５と高圧シール１０６との間にドレン配管１
０７が設けられ、高圧シール１０Ｂから漏れた油を回収
できるようになっている。油の出入り口１０８には、実
施例１と同様に車高調整用の油圧ユニットが接続される
。

また、ガイドバイブ１０１と外筒２との間にベローズ取
付は板１１０が固定され、この取付は板１１０に金属ベ
ローズ１１１の下端が固定されている。ベローズ１１１
の内部空間は開口部１１２を介して油室３ａに連通し、
ベローズｔｘｔの内部に油が満たされる。ベローズｉｌ
ｌの外側は、窒素ガスなどが封入された気室１１３であ
る。ベローズ蓋１１４には、ベローズ１１１がいっばい
に縮んだ際にガイドバイブ１０１の開口部１１２を閉鎖
できるように嵌合部１１５が設けられている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、減衰力の切換え段数の変更に容易に対
処できるとともに、オープンループで切換え制御を行な
うことができ、エンコーダ等の付属機器が不要である。

また、ソレノイドと比較して小形に構成できるので、内
筒の内部空間に収納することが容易であり、かつ応答性
にも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示し、第１図
は減衰力発生装置の断面と制御系を示す図、第２図は減
衰力発生部の拡大図、第３図は弁体と弁ストッパの正面
図、第４図は第３図中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第
５図は弁体の正面図、第６図は弁ストッパの正面図、第
７図（Ａ）および第７図（Ｂ）はそれぞれ２段切換え方
式の弁体の動作を説明する断面図、第８図（Ａ）ないし
第８図（Ｃ）はそれぞれ３段切換え方式の弁体の動作を
説明する断面図、第９図（Ａ）および第９図（Ｂ）はそ
れぞれ多段切換え方式の弁体の動作の一部を説明する断
面図である。第１０図は本発明の第２の実施例を示す断
面図である。１・・・減衰力発生装置、２・・・外筒、３・・・油室
、３ａ、３ｂ・・・油室、１２・・・内筒、２６・・・
油室、３０・・・減衰力発生部、３６．３６’・・・流
通孔、３７・・・ステッピングモータ、４２・・・弁体
、４５・・・弁ストッパ、４８・・・ストツバ手段。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図第５図（Ａ）（Ｂ）でぢ　７　図（Ａ）　　　　　　　　　（Ｂ）　　　　　　　　　　
（Ｃ）第８図（Ａ）　　　　　　　ＣＢ）第９図

Claims

【特許請求の範囲】内部に油室をもつ外筒と、この外筒に軸方向に移動自在
に挿入される内筒と、上記外筒の油室と内筒の油室との
間または上記外筒内を２つの油室に隔離するピストン部
分に設けられる減衰力発生部と、を備えた減衰力発生装
置において、上記減衰力発生部は、上記油室に連通する流通孔と、こ
の流通孔に臨んで回転可能に設けられかつ回転角度に応
じて上記流通孔の流路断面積を変化させる回転形の弁体
と、この弁体を駆動パルス数に応じた角度分づつ回転駆
動するステッピングモータと、上記弁体をその回転の基
準となる位置で停止させることの可能なストッパ手段と
を具備したことを特徴とする減衰力発生装置。