(57)【要約】【課題】簡易な構造で安定した特性を有する減衰力制御装置を実現することを目的とする。【解決手段】液体が充填された円筒状のシリンダ１０１と、シリンダ１０１内を第一の液室と第二の液室とに分離するピストン１０２と、ピストン１０２に固定されたハウジング１１０と、ハウジング１１０内に設けられ、シリンダ１０１の軸を中心に所定の角度範囲内で回動するロータ１２０と、ハウジング１１０内に設けられ、第一の液室と第二の液室との間を、ロータ１２０とハウジング１１０との間に形成された複数のチョークを介して連通する複数の液体流路とを備える減衰力制御装置１００とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が充填された円筒状のシリンダと、
前記シリンダ内を第一の液室と第二の液室とに分離するピストンと、
前記ピストンに固定されたハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、前記シリンダの軸を中心に所定の角度範囲内で回動するロータと、
前記ハウジング内に設けられ、前記第一の液室と前記第二の液室との間を、前記ロータと前記ハウジングとの間に形成された複数のチョークを介して連通する複数の液体流路と、
を備えることを特徴とする減衰力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の減衰力制御装置において、
前記チョークは、前記ロータの外周囲の一部と前記ハウジングの内壁との間に形成され、
前記ロータの回動角に対応して、前記チョーク長さが可変となる
ことを特徴とする減衰力制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の減衰力制御装置において、
前記複数の液体流路は、第一のチェック弁により前記第一の液室から前記第二の液室へと方向制限された第一の液体流路と、第二のチェック弁により前記第二の液室から前記第一の液室へと方向制限された第二の液体流路と、であり、
前記複数のチョークは、前記第一の液体流路に設けられた第一のチョークと、前記第二の液体流路に設けられた第二のチョークと、
であることを特徴とする減衰力制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の減衰力制御装置において、
前記ロータは、前記ハウジングとの間に、前記第一のチョークで連通する隣接した二つの隔室と、前記第二のチョークで連通する隣接した他の二つの隔室と、からなる四つの隔室を形成し、
前記第一の液体流路は、前記二つの隔室を有し、
前記第二の液体流路は、前記他の二つの隔室を有する
ことを特徴とする減衰力制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の減衰力制御装置において、
前記ロータまたは前記ハウジングの少なくともいずれか一方の前記チョークに対応する部位に、熱膨張率が前記ロータよりも大きな部材を備える
ことを特徴とする減衰力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体が充填された減衰力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
路面の凹凸等を吸収して路面から車両に伝達される衝撃を低減させるショックアブソーバには、種々のものが知られている。従来、回転式アブソーバにおいては、隔壁とロータとの間に小さな隙間を形成し、その開口面積の変化によってオリフィス抵抗を変えることにより減衰力を可変とする構造が知られている。このような構造は、例えば下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
また、ピストン本体の外周にカラーを設け、カラーの外周とシリンダ内周との間に上下の油室または下部油室とリザーバとを連通する減衰力発生用の隙間を形成し、カラーを熱膨張率の大きい材料で成形した油圧緩衝器が、下記特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開平５−２６２８０号公報
【特許文献２】実開平５−６７８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の減衰力制御装置では、加工精度のばらつき等により生じる芯ずれなどにより、減衰力が不安定となるのを回避するため、極めて高精度の加工精度が必要とされた。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑み為されたものであって、簡易な構造で安定した特性を有する減衰力制御装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の減衰力制御装置は、液体が充填された円筒状のシリンダと、シリンダ内を第一の液室と第二の液室とに分離するピストンと、ピストンに固定されたハウジングと、ハウジング内に設けられ、シリンダの軸を中心に所定の角度範囲内で回動するロータと、ハウジング内に設けられ、第一の液室と第二の液室との間を、ロータとハウジングとの間に形成された複数のチョークを介して連通する複数の液体流路とを備える。
【０００７】
また、本発明の減衰力制御装置は、好ましくはチョークが、ロータの外周囲の一部とハウジングの内壁との間に形成され、ロータの回動角に対応して、チョーク長さを可変としてもよい。
【０００８】
また、本発明の減衰力制御装置は、さらに好ましくは複数の液体流路が、第一のチェック弁により第一の液室から第二の液室へと方向制限された第一の液体流路と、第二のチェック弁により第二の液室から第一の液室へと方向制限された第二の液体流路とであり、複数のチョークは、第一の液体流路に設けられた第一のチョークと、第二の液体流路に設けられた第二のチョークとであってもよい。
【０００９】
また、本発明の減衰力制御装置は、さらに好ましくはロータが、ハウジングとの間に、第一のチョークで連通する隣接した二つの隔室と、第二のチョークで連通する隣接した他の二つの隔室と、からなる四つの隔室を形成し、第一の液体流路は、二つの隔室を有し、第二の液体流路は、他の二つの隔室を有してもよい。
【００１０】
また、本発明の減衰力制御装置は、さらに好ましくはロータまたはハウジングの少なくともいずれか一方のチョークに対応する部位に、熱膨張率がロータよりも大きな部材を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明により、簡易な構造で安定した特性を有する減衰力制御装置とできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施形態で例示する減衰力制御装置は、ハウジングとアクチュエータに接続されたロータとの間に小さな隙間（以下、チョークと称する）を形成し、アクチュエータがロータの回動角を制御することで、チョーク長を可変とする構造を備える。また、上室側と下室側との間を連通する液体流路にチェック弁（逆流防止弁）を設け、上室側から下室側へと向かう流路と、下室側から上室側へと向かう流路と、を別異の流路とする。
【００１３】
さらに、この減衰力制御装置は、チョークを形成するロータの外周に、ロータ本体よりも熱膨張率の大きな材質を配置された部位を備える。熱膨張率の大きな部位は、液温に応じて膨張伸縮するので、チョーク幅が液温に対応して適宜変わることとなる。一般に、液温が高くなれば液体粘性が低減することが知られているが、この減衰力制御装置は、粘性の変化をチョーク幅により補正可能である。
【００１４】
この減衰力制御装置は、回動を直動に変更する必要がなく、またスプールも有さない簡単な構造であるので、芯ずれの発生を抑制した小型の減衰力制御装置とできる。また、上室側から下室側へと向かう流路と、下室側から上室側へと向かう流路と、を別異の流路とするので、微低速減衰力の場合の伸び工程と圧工程とで伸圧比を任意に設定可能な減衰力制御装置とできる。また、チョークを形成するロータの外周に、熱膨張率の大きな材質を配置された部位を備えるので、減衰力の温度依存性を低減した減衰力制御装置とできる。
【００１５】
（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態にかかる減衰力制御装置１００を示す概念図である。図１において減衰力制御装置１００は、液体が充填される外部筐体となるシリンダ１０１の内部に複数の部品が配置されて構成される。シリンダ１０１の内部には、典型的には粘性油である液体が充填されている。
【００１６】
シリンダ１０１の内部は、ピストン１０２により、車両の車輪側に対応する下室１８０と、車両の車体側に対応する上室１７０との二つの液室に分離される。ピストン１０２は、ある一定以上の差圧が上下室間で生じた場合に、不図示のバルブが開いて下室１８０から上室１７０へと通じる中高速流路１０２ａと、不図示のバルブが開いて上室１７０から下室１８０へと通じる中高速流路１０２ｂとを有する。典型的には、中高速減衰力の場合にピストン１０２内に流路が形成される。
【００１７】
ピストン１０２にはハウジング１１０が固定され、ハウジング１１０にはピストンロッド１９０が連続的に接合される。ハウジング１１０内は、トンネル状の空洞が設けられておりこの空洞は、下室１８０と上室１７０との間で液体が連通可能な液体流路となる。減衰力制御装置１００は、上室向き液体流路１４０と下室向き液体流路１５０との二つの別異の系統の液体流路を有する。
【００１８】
減衰力制御装置１００の上室向き液体流路１４０は、上室向き前段流路１４０ａと上室向き後段流路１４０ｂとからなる。また、減衰力制御装置１００の下室向き液体流路１５０は、下室向き前段流路１５０ａと下室向き後段流路１５０ｂとからなる。
【００１９】
上室向き後段流路１４０ｂには、上室１７０から下室１８０に向けて液体が流れないように、液体の流れを上室１７０向きに制限する上室向きチェック弁１３０ａが設けられている。また、下室向き前段流路１５０ａには、下室１８０から上室１７０に向けて液体が流れないように、液体の流れを下室１８０向きに制限する下室向きチェック弁１３０ｂが設けられている。
【００２０】
上室向きチェック弁１３０ａにより、減衰力制御装置１００の上室向き液体流路１４０を通過する液体は、上室向き矢印１４０ｃ向きのみ通過可能となる。また、下室向きチェック弁１３０ｂにより、減衰力制御装置１００の下室向き液体流路１５０を通過する液体は、下室向き矢印１５０ｃ向きのみ通過可能となる。
【００２１】
上室向き液体流路１４０において、上室向き前段流路１４０ａと上室向き後段流路１４０ｂとは、ロータ１２０により分離される。また下室向き液体流路１５０において、下室向き前段流路１５０ａと下室向き後段流路１５０ｂとは、ロータ１２０により分離される。
【００２２】
ロータ１２０は、回動アクチュエータ１６０に駆動ロッド１６１を介して所定の角度範囲内で回動自在に接続されており、回動アクチュエータ１６０によって所定の角度に回動制御される。ロータ１２０が所定の角度に回動制御されると、回動角度に対応したチョーク長がロータ１２０の外周とハウジング１１０の内壁との間に形成される。チョーク長を長くすればチョークを通過する液体の抵抗が大きくなり、チョーク長を短くすればチョークを通過する液体の抵抗が小さくなる。すなわち、減衰力制御装置１００は、チョーク長を変えることにより、生起する減衰力を適宜調整制御する。
【００２３】
図２は、図１に示す第一の実施形態にかかる減衰力制御装置１００のＡ−Ａ′断面図を示す概念図である。図２においては、図１と同一の対応部位には同一の符号を付している。図２に示すように、ロータ１２０は、典型的には略十字型の断面形状であり、略十字の間隙部分に対応して四つの隔室２１０ａ，２１０ｂ，２２０ａ，２２０ｂを備える。なお、図２は、減衰力制御装置１００のＡ−Ａ′断面を上室１７０側から観察したものである。
【００２４】
隔室２１０ａ，２１０ｂは上室向き液体流路１４０の中ほどにあり、隔室２２０ａ，２２０ｂは下室向き液体流路１５０の中ほどにある。すなわち、下室１８０の液体は、上室向き前段流路１４０ａから上室向き第一隔室２１０ａに流入する。上室向き第一隔室２１０ａへ流入した液体は、上室向きチョーク部２３０を矢印１４０ｄの向きに一定の流入抵抗を受けて、上室向き第二隔室２１０ｂへと流入する。また、上室向き第二隔室２１０ｂへ流入した液体は、上室向き後段流路１４０ｂに流入して上室向きチェック弁１３０ａを介して上室向き矢印１４０ｃの向きに上室１７０へと流入する。
【００２５】
上室１７０の液体は、下室向きチェック弁１３０ｂを介して下室向き前段流路１５０ａから下室向き第一隔室２２０ａに流入する。下室向き第一隔室２２０ａへ流入した液体は、下室向きチョーク部２４０を矢印１５０ｄの向きに一定の流入抵抗を受けて、下室向き第二隔室２２０ｂへと流入する。また、下室向き第二隔室２２０ｂへ流入した液体は、下室向き後段流路１５０ｂに流入して下室向き矢印１５０ｃの向きに下室１８０へと流入する。
【００２６】
ロータ１２０は、回動アクチュエータ１６０からの回動力を伝達する駆動ロッド１６１が接続される軸１２１を中心として時計回り、反時計回りに所定の角度範囲内で回動可能である。上室向きチョーク部２３０と下室向きチョーク部２４０とは、そのチョーク長さ（Ｌ）が、ロータ１２０の回動角に対応して可変となる。
【００２７】
図２に示す例では減衰力制御装置１００は、ロータ１２０が時計回りに回転を進めればチョーク長さ（Ｌ）が短くなり、上室向きチョーク部２３０と下室向きチョーク部２４０とを通過する液体の抵抗は低減される。また、ロータ１２０が反時計回りに回転を進めればチョーク長さ（Ｌ）が長くなり、上室向きチョーク部２３０と下室向きチョーク部２４０とを通過する液体の抵抗は増大される。
【００２８】
換言すれば、減衰力制御装置１００は、減衰力を強めていわゆる足回りをソフトにする場合には、ロータ１２０を時計回りに回動させる。また、減衰力制御装置１００は、減衰力を弱めていわゆる足回りを固める場合には、ロータ１２０を反時計回りに回動させる。
【００２９】
また、減衰力制御装置１００のロータ１２０は、上室向きチョーク部２３０と下室向きチョーク部２４０とを形成する対応部分に、各々熱膨張率がロータ１２０本体よりも大きな部材１２２ａ，１２２ｂが設けられている。熱膨張率がロータ１２０本体よりも大きな部材１２２ａ，１２２ｂは、液体の温度が上昇して液体粘性が低下した場合に、適宜、熱膨張してチョーク高さ（ｈ）を低減させる。チョーク高さ（ｈ）が低減されると、上室向きチョーク部２３０と下室向きチョーク部２４０とを液体が通過する幅が狭くなるので、抵抗が増大することとなり、液体粘性の低下による抵抗の低減相当分を補正できる。
【００３０】
減衰力制御装置１００は、説明の便宜上、上室向きチョーク部２３０と下室向きチョーク部２４０とで、チョーク長さ（Ｌ）がほぼ同一であるものとして図２に例示したが、必ずしも同一のチョーク長さ（Ｌ）である必要はない。伸び側と圧側とで伸圧比が１にならないように、チョーク長さ（Ｌ）を適宜異なる長さとして設計してもよい。
【００３１】
また、減衰力制御装置１００は、説明の便宜上、上室向きチョーク部２３０と下室向きチョーク部２４０とで、チョーク高さ（ｈ）がほぼ同一であるものとして図２に例示したが、必ずしも同一のチョーク高さ（ｈ）である必要はない。伸び側と圧側とで伸圧比が１にならないように、チョーク高さ（ｈ）を適宜異なる高さとして設計してもよい。
【００３２】
また、減衰力制御装置１００は、説明の便宜上、上室向きチョーク部２３０と下室向きチョーク部２４０とで、熱膨張率がロータ１２０本体よりも大きな部材１２２ａ，１２２ｂが同一部材、同一形状であるものとして図２に例示したが、必ずしも同一部材、同一形状の部材１２２ａ，１２２ｂである必要はない。伸び側と圧側とで伸圧比が１にならないように、熱膨張率がロータ１２０本体よりも大きな部材１２２ａ，１２２ｂの材質と形状とを適宜異なるものとして設計してもよい。また、熱膨張率がロータ１２０本体よりも大きな部材１２２ａ，１２２ｂの配置位置、大きさ、配置範囲を適宜異なるものとして設計してもよい。好ましくは、伸び工程の方が抵抗が大きくなるように設定する。これにより、微低速減衰力に対して好適な設定とできる。
【００３３】
ここで、減衰力制御装置１００の伸び側とは、上室１７０から下室１８０に液体が流れる場合を意味するものとし、典型的には、ピストンロッド１９０に固定された車体と、シリンダ１０１に固定された車輪と、が離間していく場合に相当するものとする。また、減衰力制御装置１００の圧側とは、下室１８０から上室１７０に液体が流れる場合を意味するものとし、典型的には、ピストンロッド１９０に固定された車体と、シリンダ１０１に固定された車輪と、が近づく場合に相当するものとする。
【００３４】
減衰力制御装置１００は、チョーク長を変えて液体の通過抵抗を変更するので、比較的リニアな流量−差圧関係となる。図３は、チョーク流量特性とオリフィス流量特性とについて、流量−差圧特性を示す概念図である。図３からも理解されるように、オリフィス面積による抵抗を利用して流量制御をするのに比較して、チョークによる抵抗を利用して流量制御した方が、差圧に対する特性がリニアとなるので好ましい。
【００３５】
一般に、上室１７０と下室１８０との間の差圧（ΔＰ）は、下記式（１）により求められる。
【００３６】
【数１】
2010127365.tif 000003
【００３７】
ここで、ρは液体の密度であり、ｗはロータの厚みであり、ｈはチョーク高さであり、νは液体の動粘度であり、Ｌはチョーク長さであり、Ｑは液体の単位時間当りの流量であるものとする。なお、式（１）において差圧（ΔＰ）は、減衰力に対応するものと考えることができる。
【００３８】
チョーク高さ（ｈ）は数ミクロン程度とすることができるが、式（１）からも理解されるように、チョーク高さ（ｈ）のバラツキは３乗で効いてくる。このため、チョーク高さ（ｈ）のバラツキが減衰力に与える影響は、大きいものとなる。
【００３９】
狭い隙間流れの関係を示す式（１）には、動粘度の項があるが動粘度は低温時に高くなるので、減衰力は低温時に小さくなる傾向を示す。また、差圧（ΔＰ）は、チョーク高さ（ｈ）の３乗に逆比例するので、芯ずれによりチョーク高さ（ｈ）が大きくなると減衰力が大きくなり、またチョーク高さ（ｈ）のばらつきが減衰力のばらつきに大きく影響を与える。
【００４０】
（第二の実施形態）
図４は、第二の実施形態にかかる減衰力制御装置１００（２）を説明する概念図である。図４において、図１に示す減衰力制御装置１００と対応する部位には、対応する符号を付すこととし、重複を避けるためにここではその説明を省略する。
【００４１】
減衰力制御装置１００（２）は、回動アクチュエータ１６０（２）がピストンロッド１９０（２）の上室１７０（２）側の先端に配置され、駆動ロッド１６１（２）が延伸される以外は減衰力制御装置１００と同一の構成である。
【００４２】
減衰力制御装置１００（２）は、アクチュエータ１６０（２）をシリンダ１０１（２）の外部に設けることが可能であり、アクチュエータ１６０（２）への配線接続が容易であるだけでなく、アクチュエータ１６０（２）を粘性油等の液体に浸漬しなくてもよいという点でさらに好ましいものである。
【００４３】
減衰力制御装置１００，１００（２）は、回転を直動に変換するねじやスプールを用いないので、芯ずれの発生を低減して小型軽量の装置とできる。小型軽量の装置であれば、車両への搭載をする上でより好ましい。また、減衰力制御装置１００，１００（２）は、ロータ１２０とハウジング１１０とが同軸に配置されるので芯ずれの発生を抑制でき、また芯ずれの発生を抑止するために比較的高い加工精度が必要とされることもない。
【００４４】
また、減衰力制御装置１００，１００（２）は、スプールを用いないので、スプールが上室側と下室側との差圧により低圧側に押圧されて移動したり、動かなくなる等の現象が生じない。また、減衰力制御装置１００，１００（２）は、伸工程と圧工程とで液体が異なるチョークを流れるので、各工程における減衰力を異なるものとできる。
【００４５】
また、減衰力制御装置１００，１００（２）は、上下室間の差圧によってロータ１２０を回転させる力が生じないので、意図せぬロータ１２０の回転による脱調を抑制可能であり、また出力が小さく小型な回動アクチュエータ１６０でロータ１２０を駆動可能である。さらに減衰力制御装置１００，１００（２）は、上室向きチョーク部２３０と下室向きチョーク部２４０とのチョーク長（Ｌ）を比較的長く設計してチョーク高さ（ｈ）を比較的大きめに設計してチョークの抵抗を生起することが容易であるので、工作精度の影響を受けにくくすることが可能である。
【００４６】
減衰力制御装置１００，１００（２）は、ロータ１２０の円周方向、いわばドーナツ状の円環を円周方向に流れる流路により流量の制御をするので、流量制御が比較的容易である。
【００４７】
減衰力制御装置１００，１００（２）は、上述した実施形態に限定されるものではなく、自明な範囲で適宜その構成や部材及び機構を変更し、また異なる動作処理とすることができることは当業者に容易に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第一の実施形態にかかる減衰力制御装置を示す概念図である。
【図２】第一の実施形態にかかる減衰力制御装置のＡ−Ａ′断面図を示す概念図である。
【図３】チョーク流量特性とオリフィス流量特性とについて、流量−差圧特性を示す概念図である。
【図４】第二の実施形態にかかる減衰力制御装置を説明する概念図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００・・減衰力制御装置、１０１・・シリンダ、１０２・・ピストン、１０２ａ，１０２ｂ・・中高速流路、１１０・・ハウジング、１２０・・ロータ、１６０・・アクチュエータ、１６１・・駆動ロッド、１７０・・上室、１８０・・下室、１９０・・ピストンロッド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2010127365.tif 000006
【図４】
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