(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタチューブと、インナチューブと、バルブ機構を具備するダンパピストンを下端に取付けたロッドとを備え、インナチューブ内にダンパピストンを挿入するオイル室を設けると共に、アウタチューブとインナチューブとの間にオイル室に連通可能なリザーブ室を設けて成る車両用油圧ダンパにおいて、ロッドにダンパピストンの上方位置において摺動自在に外挿されるフリーピストンをインナチューブに摺動自在に内挿し、インナチューブ内の上方部分に、フリーピストンによってオイル室から仕切られる、外部の圧力源からの流体圧を導入自在な加圧室を設け、オイル室からリザーブ室への油の流れを規制するインナチューブの下端のボトムバルブを閉じ側に付勢する圧力室を設け、この圧力室に外部の圧力源からの流体圧を導入自在とすることを特徴とする車両用油圧ダンパ。
【請求項２】
インナチューブ内に、フリーピストンとダンパピストンとの間に位置させて弾性体を設けることを特徴とする請求項１に記載の車両用油圧ダンパ。
【請求項３】
アウタチューブと、インナチューブと、バルブ機構を具備するダンパピストンを下端に取付けたロッドとを備え、インナチューブ内にダンパピストンを挿入するオイル室を設けると共に、アウタチューブとインナチューブとの間にオイル室に連通可能なリザーブ室を設けて成る車両用油圧ダンパにおいて、ロッドにダンパピストンの上方位置において摺動自在に外挿されるフリーピストンをインナチューブに摺動自在に内挿し、インナチューブ内の上方部分に、フリーピストンによってオイル室から仕切られる、外部の圧力源からの流体圧を導入自在な加圧室を設ける一方、インナチューブ内に、フリーピストンとダンパピストンとの間に位置させて弾性体を設け、さらに、この弾性体とフリーピストンとの間には、ダンパピストンの突き上げ力がフリーピストンに伝達するのを阻止するロック部材を設けることを特徴とする車両用油圧ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車高及びロール剛性の調整機能を持つ車両用油圧ダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アウタチューブと、インナチューブと、バルブ機構を具備するダンパピストンを下端に取付けたロッドとを備え、インナチューブ内にダンパピストンを挿入するオイル室を設けると共に、アウタチューブとインナチューブとの間にオイル室に連通可能なリザーブ室を設けて成る、所謂、ツインチューブ式の車両用油圧ダンパが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高速走行時の運動性能を向上させるには、車高を下げると共にロール剛性を高めることが必要になる。ここで、油圧ダンパを強制的に押し縮めれば、車高を下げ、且つ、旋回内輪側の車体の浮上りを抑制してロール剛性を高めることができる。
本発明は、以上の点に鑑み、外部の圧力源からの流体圧によって強制的に押し縮められるようにした車両用油圧ダンパを提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明では、アウタチューブと、インナチューブと、バルブ機構を具備するダンパピストンを下端に取付けたロッドとを備え、インナチューブ内にダンパピストンを挿入するオイル室を設けると共に、アウタチューブとインナチューブとの間にオイル室に連通可能なリザーブ室を設けて成る車両用油圧ダンパにおいて、ロッドにダンパピストンの上方位置において摺動自在に外挿されるフリーピストンをインナチューブに摺動自在に内挿し、インナチューブ内の上方部分に、フリーピストンによってオイル室から仕切られる、外部の圧力源からの流体圧を導入自在な加圧室を設け、オイル室からリザーブ室への油の流れを規制するインナチューブの下端のボトムバルブを閉じ側に付勢する圧力室を設け、この圧力室に外部の圧力源からの流体圧を導入自在としている。
【０００５】
本発明によれば、加圧室を圧力源からの流体圧によって加圧すると、フリーピストンが押し下げられ、これに伴いダンパピストンも押し下げられて油圧ダンパが押し縮められ、車高が下がる。そして、インナチューブ内に、フリーピストンとダンパピストンとの間に位置させて弾性体を設けておけば、油圧ダンパを押し縮めたとき弾性体がフリーピストンとダンパピストンとの間に挟圧されて、ダンパピストンの上動、即ち、油圧ダンパの伸びが弾性体により抑制される。かくて、旋回内輪側の車体の浮上りを抑制してロール剛性を高めることができる。加圧室を加圧しなければ、フリーピストンが上動して弾性体との間に隙間が明き、ダンパピストンがこの隙間分上動するまで弾性体は圧縮されず、その間は油圧ダンパの伸びが弾性体によって抑制されることはない。従って、加圧室の加圧の有無によりホイルレートを可変することができ、低速走行時に加圧室を非加圧としてクッション性を良くし、高速走行時に加圧室を加圧して運動性能を向上させることができる。
【０００６】
ところで、ツインチューブ式の油圧ダンパでは、インナチューブの下端に、オイル室からリザーブ室への油の流れを規制して、油圧ダンパの縮み行程での減衰力を発生するボトムバルブを設けることがある。この場合、ボトムバルブを閉じ側に付勢する、外部の圧力源からの流体圧を導入自在な圧力室を設けておけば、高速走行時に圧力室を流体圧によって加圧して、旋回外輪側の車体の沈み込みに対する減衰力を高め、運動性能を一層向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、１は車両用油圧ダンパであり、左右の各車輪２を懸架する左右の各サスペンションのロアアーム３に左右の各油圧ダンパ１をそのダンパ本体の下端において連結し、各油圧ダンパ１の後記するロッド１０３の上端を車体に連結している。また、各油圧ダンパ１の周囲にはサスペンションスプリング４が設けられている。
【０００８】
各油圧ダンパ１は、図２に示す如く、アウタチューブ１００とインナチューブ１０１とで構成されるダンパ本体と、バルブ機構を具備するダンパピストン１０２を下端に取付けたロッド１０３とを備えており、インナチューブ１０１内にダンパピストン１０２を挿入するオイル室１０４を設けると共に、アウタチューブ１００をインナチューブ１０１の下半部を被包するように設けて、アウタチューブ１００とインナチューブ１０１との間にリザーブ室１０５を形成し、オイル室１０４とリザーブ室１０５とをインナチューブ１０１の下端に設けたボトムバルブ１０６を介して連通可能として、所謂、ツインチューブ式ダンパを構成している。尚、リザーブ室１０５の上部は、上下動自在なピストン１０５ａで仕切られたガス室１０５ｂに構成されており、リザーブ室１０５の油量変化をガス室１０５ｂの伸縮で吸収してキャビテーションを防止している。
【０００９】
ダンパピストン１０２の上面と下面にはバルブ機構を構成する弁板１０２ａ，１０２ｂが取付けられている。そして、ロッド１０３が下動する縮み行程では、オイル室１０４のピストン下室部のオイルが下面の弁板１０２ｂに形成した穴とダンパピストン１０２に形成した油孔１０２ｃとを通り、上面の弁板１０２ａを押し上げてオイル室１０４のピストン上室部に流れ、また、ロッド１０３が上動する伸び行程では、ピストン上室部のオイルが上面の弁板１０２ａとダンパピストン１０２との間の隙間とダンパピストン１０２に形成した油孔１０２ｄとを通り、下面の弁板１０２ｂを押し下げてピストン下室部に流れ、これら弁板１０２ａ，１０２ｂで付与される流通抵抗により縮み行程と伸び行程での減衰力が発生される。尚、ダンパピストン１０２の下面に、弁板１０２ｂに代えて、油孔１０２ｄに連通するオリフィスを設けても良い。
【００１０】
ボトムバルブ１０６には、オイル室１０４からリザーブ室１０５へのオイルの流れを規制する、ばね１０６ａで上方の閉じ側に付勢される弁体１０６ｂと、リザーブ室１０５からオイル室１０４へのオイルの流れを規制する弁板１０６ｃとが設けられている。そして、縮み行程では、該行程でオイル室１０４に入ってきたロッド１０３の体積分のオイルが弁体１０６ｂを押し下げてオイル室１０４からリザーブ室１０５に流れ、また、伸び行程では、該行程でオイル室１０４から抜け出たロッド１０３の体積分のオイルが弁板１０６ｃを押し上げてリザーブ室１０５からオイル室１０４に流れ、これら弁体１０６ｂや弁板１０６ｃによって付与される流通抵抗によっても縮み行程と伸び行程での減衰力が発生する。
【００１１】
ロッド１０３には、ダンパピストン１０２の上方位置において、フリーピストン１０７が摺動自在に外挿されており、該ピストン１０７をインナチューブ１０１に摺動自在に内挿して、インナチューブ１０１内の上方部分に、フリーピストン１０７によってオイル室１０４から仕切られる加圧室１０８を設けている。そして、インナチューブ１０１の中間部外周に嵌合固定した、リザーブ室１０５の上端の隔壁を構成するアウタリング１０９に後記詳述する圧力源５にホース等の配管部材５ａを介して接続されるポート１１０を形成すると共に、インナチューブ１０１の上半部を被包するアッパーカバー１１１を設けて、加圧室１０８をインナチューブ１０１とアッパーカバー１１１との隙間を介してポート１１０に連通させ、圧力源５からの流体圧を加圧室１０８に導入し得るようにしている。
【００１２】
また、アウタチューブ１００を被包するロアカバー１１２を設け、該カバー１１２の底部にボトムバルブ１０６の弁体１０６ｂを上方の閉じ側に付勢する圧力室１１３を形成し、該圧力室１１３をアウタチューブ１００とロアカバー１１２との間の隙間を介してポート１１０に連通させ、圧力室１１３を加圧室１０８と同様に圧力源５からの流体圧により加圧できるようにしている。
【００１３】
また、インナチューブ１０１内には、フリーピストン１０７とダンパピストン１０２との間に位置させて、リバウンドストッパとして機能する弾性体１１４が設けられている。本実施形態では、弾性体１１４をラバーで構成しているが、コイルスプリングで構成しても良い。弾性体１１４とフリーピストン１０７との間には、上拡りのテーパーコーン状の皿ばねからなるロック部材１１５が設けられている。これによれば、ダンパピストン１０２の突き上げで弾性体１１４がダンパピストン１０２とフリーピストン１０７との間で圧縮されたとき、ロック部材１１５がインナチューブ１０１に食い付いてロック状態になり、フリーピストン１０７への突上げ力の伝達が阻止される。
【００１４】
前記アウタリング１０９上には、サスペンションスプリング４の下端を受ける下ばね受け１１６が設けられており、また、ロッド１０３の上部にはサスペンションスプリング４の上端に当接する上ばね受け１１７が取付けられている。更に、上ばね受け１１７にはバンプストップラバー１１８が垂設されており、フリーピストン１０７がインナチューブ１０１の内面の段差部１０１ａで規制される下動端位置に押し下げられて、油圧ダンパ１が強制的に押し縮められたとき、ダンパ本体の上端にバンプストップラバー１１８が当接するようにしている。
【００１５】
前記圧力源５としては、電動モータやエンジンで駆動される油圧ポンプを用いることもできるが、これでは燃費性が悪くなるため、本実施形態では、車両に搭載する動力源、例えば、エンジンや電気自動車におけるモータを冷却する水や油等の冷媒（以下、冷却水と記す）の熱で油圧を発生する廃熱利用の圧力源を用いている。その詳細は図３に示すとおりであり、ケーシング５０内に、冷却水を流す加熱室５１と、アンモニアや代替フロン（例えばフロン１３４Ａ）等の低沸点の媒体を封入した熱圧力変換室５２と、熱圧力変換室５２に収納したベローズから成る油室５３とを設け、冷却水の熱で熱圧力変換室５２内の媒体を加熱気化させ、媒体の蒸気圧で油室５３を圧縮して油圧を発生させるようにしている。尚、ダンパピストン１０２の突き上げでフリーピストン１０７が突き上げられると、加圧室１０８から油室５３に油が押し戻されてベローズが破損する可能性があるが、上記の如くロック部材１１５によってフリーピストン１０７の突き上げが阻止されるため、ベローズの破損といった不具合は生じない。
【００１６】
加熱室５１には高速走行時に冷却水を流すようにしており、そのため、高速走行時には圧力源５からの油圧が油圧ダンパ１の加圧室１０８と圧力室１１３とに供給される。加圧室１０８に油圧が供給されると、フリーピストン１０７が押し下げられ、弾性体１１４を介してダンパピストン１０２が押し下げられて、油圧ダンパ１が強制的に押し縮められる。これによれば、車高が下がり、また、油圧ダンパ１の伸びがリバウンドストップラバーたる弾性体１１４によって規制されると共に、油圧ダンパ１の縮みがバンプストップラバー１１８によって規制されるようになり、ホイルレートが図４のａ線で示す如く強くなる。従って、旋回時の内輪側の車体の浮上りと外輪側の車体の沈み込みとが共に抑制され、スタビライザが無くても所要の高いロール剛性を得られ、運動性能が向上する。また、高速走行時には、圧力室１１３も圧力源５からの供給圧で加圧されるため、ボトムバルブ１０６の弁体１０６ｂにおける流通抵抗が増して、油圧ダンパ１の縮み側の減衰力が大きくなり、運動性能が一層向上する。
【００１７】
低速走行時には加熱室５１への冷却水の通水を停止する。これによれば、圧力源５からの供給圧が低下し、フリーピストン１０７が図２に仮想線で示す如く上動して、油圧ダンパ１がサスペンションスプリング４の付勢力により図４にＬで示す長さ分伸び、車高が上がる。そして、この状態では弾性体１１４とフリーピストン１０７との間に隙間が明き、油圧ダンパ１がこの隙間分伸びるまでホイルレートはサスペンションスプリング４のばねレートに相当する値になる。従って、低速走行時のホイルレートは図４にｂ線で示す如く弱くなり、クッション性が向上する。また、スタビライザを省略できるため、左右各輪で独立して路面の凹凸を効果的に吸収することができ、乗り心地が良くなる。
【００１８】
尚、加熱室５１への冷却水の通水を停止しても、圧力源５からは熱圧力変換室５２内の媒体の外気温に応じた飽和蒸気圧分の油圧が供給される。そのため、媒体としては、外気温（例えば３０℃）での飽和蒸気圧がガス室１０５ｂの圧力とバランスするようなものを用いることが望ましい。
【００１９】
また、上記実施形態では、加圧室１０８に油圧を供給するようにしたが、エアポンプ等からのガス圧を供給しても良く、この場合は、油圧ダンパ１を強制的に押し縮めたとき、加圧室１０８が油圧ダンパ１の伸びを抑制するガススプリングとして機能するから、弾性体１１４を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明ダンパの使用例を示す図
【図２】  本発明ダンパの一例の縦断面図
【図３】  ダンパの加圧室に圧力を供給する圧力源の一例の縦断面図
【図４】  ホイルレートを示すグラフ
【符号の説明】
１  油圧ダンパ            １００  アウタチューブ
１０１  インナチューブ        １０２  ダンパピストン
１０３  ロッド                １０４  オイル室
１０５  リザーブ室            １０６  ボトムバルブ
１０７  フリーピストン        １０８  加圧室
１１３  圧力室                １１４  弾性体
５  圧力源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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