(57)【要約】【課題】複雑な制御を行わずに、ショックアブソーバの減衰力を車両の旋回時に大きく、直進時に小さくする。【解決手段】ショックアブソーバは、操舵輪と共に回動する第１、第２シリンダと、第１シリンダの内部に挿入され、一端がアッパーサポートに固定されたピストンロッドと、第１、第２、第３ピストンとを備える。第２、第３ピストンは、ピストンロッドの、アッパーサポート支持部とは反対側の端部に隣接して連結される。第２シリンダは第１シリンダ内に配置され、第２、第３ピストンが挿入される。第２ピストンは、ピストンロッドに固定されて軸方向に変位し、第３ピストンはピストンロッドと共に軸方向に移動し、第１、第２シリンダに連動して回動する。第２、第３ピストンはそれぞれ複数の油孔を有し、旋回時に比べ直進時のほうが、第２、第３ピストンの油孔が重なる面積である油通路の断面積が大きくなる。【選択図】図２
2018062952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力分離型のアッパーサポートを有するストラット式のショックアブソーバであって、
車両の操舵時に操舵輪と共に回動する第１シリンダと、
前記第１シリンダの内部に軸方向に変位可能に挿入され、一端が前記アッパーサポートに固定されて支持されたピストンロッドと、
前記ピストンロッドに連結された第１ピストンと、
前記ピストンロッドの、前記アッパーサポートに支持された側とは反対側の端部に連結された第２ピストンと、
前記ピストンロッドの前記端部に、前記第２ピストンに隣接して連結された第３ピストンと、
前記第２ピストンと前記第３ピストンとが挿入されて、前記第１シリンダと前記第１ピストンとで区切られる空間内に配置され、前記第１シリンダと共に回動する第２シリンダと、
を備え、
前記第２ピストンは、前記ピストンロッドに固定されて前記軸方向に変位し、
前記第３ピストンは、前記ピストンロッドと共に前記軸方向に変位すると共に、前記第２シリンダと共に回動し、
前記第２ピストンと前記第３ピストンとは、それぞれ複数の油孔を有し、
前記車両の旋回時に比べて、前記操舵輪が直進方向に向いている場合のほうが、前記第２ピストンの油孔と前記第３ピストンの油孔とが重なる面積である油通路の断面積が大きくなるように構成されているショックアブソーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願はショックアブソーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には減衰力可変ショックアブソーバが開示されている。特許文献１のショックアブソーバは、流体が封入されたシリンダと、このシリンダ内をストロークするピストンとを備える。ピストンには、ピストン上下に形成される流体室の間の流体移動を制限する複数の異なる径のオリフィスが形成されている。ショックアブソーバのアクチュエータ作動時には、複数種のオリフィスから、制御指令に応じたオリフィスが選択される。これにより、特許文献１のショックアブソーバは、オリフィス径に応じた減衰力を発生させることができる。例えば、オリフィス系が小さい場合には、ピストンの移動が制限されやすく減衰力が高くなり、オリフィス系が大きい場合には、ピストンの移動は制限されにくいため減衰力は小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６４８１６号公報
【特許文献２】特開２０１４−０４６８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ショックアブソーバの減衰力は、車両の乗り心地の観点からは低く設定することが望ましく、車両の操縦安定性の観点からは高く設定することが望ましい。そして、例えば車両の直進時には車両の乗り心地が重視されるため、減衰力は低いことが望ましく、一方、車輪旋回時には、操縦安定性が重視されるため、減衰力は高いことが望ましい。しかしショックアブソーバの減衰力はピストンの速度により一意的に決定されるものであり、乗り心地と操縦安定性を必要十分に確保した設定とすることは難しい。
【０００５】
これに対し、特許文献１のようなショックアブソーバのアクチュエータに対する制御を行うことで、ショックアブソーバの減衰力を運転状態に応じて変化させることが可能となる。しかしながらこの場合、制御システムの複雑化及びそれに伴うコストの増大が考えられる。従って、より単純な方法で、減衰力を可変とすることができるショックアブソーバの開発が望まれている。
【０００６】
本発明は上記課題を解決することを目的として、複雑な制御を行うことなく、車両の旋回時に、直進時に比べて高い減衰力を発揮することができるよう改良されたショックアブソーバを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のショックアブソーバは、入力分離型のアッパーサポートを有するストラット式のショックアブソーバであって、車両の操舵時に操舵輪と共に回動する第１シリンダと、第１シリンダの内部に軸方向に変位可能に挿入され、一端がアッパーサポートに固定されて支持されたピストンロッドとを備える。また、ショックアブソーバは、第１ピストンと第２ピストンと第３ピストンと、第２シリンダとを備える。第１ピストンはピストンロッドに連結されている。第２ピストンは、ピストンロッドの、アッパーサポートに支持された側とは反対側の端部に連結されている。第３ピストンは、ピストンロッドの端部に、第２ピストンに隣接して連結されている。第２シリンダは、第１シリンダと第１ピストンとで区切られる空間内に配置され、第２ピストンと第３ピストンとが挿入されている。
【０００８】
第２シリンダは、第１シリンダと共に回動する。第２ピストンは、ピストンロッドに固定されて軸方向に変位し、第３ピストンはピストンロッドと共に軸方向に変位すると共に、第２シリンダと共に回動する。第２ピストンと第３ピストンとは、それぞれ複数の油孔を有する。ショックアブソーバは、操舵輪が旋回方向に向いている場合に比べて、操舵輪が直進方向に向いている場合のほうが、第２ピストンの油孔と第３ピストンの油孔とが重なる面積である油通路の断面積が大きくなるように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のショックアブソーバによれば、第２ピストンの油孔と第３ピストンの油孔とが重なる面積である油通路の断面積は、操舵輪が直進方向に向いている場合のほうが、車両の旋回時よりも大きくなる。これにより、第２ピストン及び第３ピストンで区切られる第２シリンダ内の空間における流体の移動は、直進時よりも旋回時の方が制限されることになる。その結果、ピストンロッドにかかる軸力は、直進時よりも旋回時の方が大きくなる。従って、複雑な制御を行うことなく、自動的に、ショックアブソーバの旋回時の減衰力を、直進時に比べて大きなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１のショックアブソーバ及びその周辺の構成について説明するための図である。
【図２】実施の形態１のショックアブソーバの構成について説明するための模式図である。
【図３】第２ピストンについて説明するための模式図である。
【図４】第３ピストンについて説明するための模式図である。
【図５】第２ピストン及び第３ピストンの重なり状態について説明するための模式図である。
【図６】実施の形態１のショックアブソーバに用いられる第３ピストンの他の形状例について説明するための模式図である。
【図７】実施の形態２のショックアブソーバについて説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は実施の形態１のショックアブソーバ及びその周辺の構成について説明するための図である。図１において（ａ）は操舵輪が直進方向を向いている状態、（ｂ）は車両の旋回時の状態を表している。
【００１３】
図１に示されるようにショックアブソーバ１０は、車両の操舵輪に設置されるストラット式のサスペンションの一部を構成する部品である。ショックアブソーバ１０は、アウターシェル１２とアウターシェル１２の内部に挿入されたピストンロッド１４とを備えている。ピストンロッド１４は、その上端において、入力分離式のアッパーサポート１６により車体に連結される。アウターシェル１２の下端部にはナックルブラケット１８が取りつけられている。ショックアブソーバ１０は、ナックルブラケット１８により車両の車輪キャリア２０に取りつけられている。ショックアブソーバ１０のアッパーサポート１６の下側には、サスペンションを構成するスプリング２２が設置されている。
【００１４】
なお、以下、実施の形態においては、ショックアブソーバ１０が設置された状態で車輪により近い側を下、車体により近い側を上として説明する。また、特に明示した場合を除き、「軸方向」といった場合には、ピストンロッド１４の軸方向を示し、「断面」と言った場合には、軸方向に垂直な断面を表し、「回転方向」と言った場合には、ピストンロッド１４の軸心を中心とする回転の方向を表すものとする。
【００１５】
図１のショックアブソーバ１０のピストンロッド１４はアッパーサポート１６に固定されており、車体に対して相対的な回転はしない。即ち、ピストンロッド１４は、図１の（ａ）に示す車両の直進時と（ｂ）の旋回時との間で、操舵輪に連動する回転はしない。一方、アウターシェル１２は車輪キャリア２０に連結されており、車両の旋回時には操舵輪に伴って回転する。即ち、アウターシェル１２とピストンロッド１４とは、車両の線開示に相対的に回転することになる。
【００１６】
図２は、ショックアブソーバ１０の構成について説明するための模式図である。アウターシェル１２の内部には、第１シリンダ３０が固定された状態で設置されている。第１シリンダ３０の内部には粘性によって液体抵抗を発生するオイルが封入されている。
【００１７】
ピストンロッド１４の中途部には第１ピストン３２が設けられている。ピストンロッド１４の軸方向に垂直な断面において、第１ピストン３２と第１シリンダ３０の形状はほぼ同一である。但し、第１シリンダ３０内を第１ピストン３２が移動するのに必要なクリアランスは設けられている。第１ピストン３２には、軸方向に貫通する複数のオリフィスが形成されている。
【００１８】
ピストンロッド１４は、第１ピストン３２よりも下側（即ち、図２の右側）に突出する部分を有している。ピストンロッド１４の下端部は、断面形状がＤ型に形成されており、この下端部には、第２ピストン４０及び第３ピストン５０が隣接した状態で連結されている。また、第１シリンダ３０の、第１ピストン３２よりも下側の空間内には、その下側端部において第１シリンダ３０に連結して固定された第２シリンダ６０が設けられている。第２シリンダ６０は、軸方向に垂直な断面形状が六角形に形成された筒状のシリンダであり、底部が閉鎖され、上側が開放されている。第２シリンダ６０内は第１シリンダ３０に封入されたオイルで満たされている。第２シリンダ６０の内部には、第２ピストン４０及び第３ピストン５０と、それに連結するピストンロッド１４の下端部側の一部が挿入されている。
【００１９】
図３に、第２ピストン４０の形状を示す。第２ピストン４０は、断面形状が円形の部材であり、六角形に形成された第２シリンダ６０の内部に挿入可能であり、かつ、第２シリンダ６０に対して相対的に移動可能な径を有している。第２ピストン４０の中心部には、第２ピストン４０を軸方向に貫通する、断面形状がＤ型の軸孔４２が形成されている。第２ピストン４０の軸孔４２の周囲には、第２ピストン４０を軸方向に貫通する複数の油孔４４が形成されている。
【００２０】
図４に、第３ピストン５０の形状を示す。第３ピストン５０は、断面形状が六角形に形成された部材であり、その断面形状は、第２シリンダ６０の断面形状とほぼ同一である。第３ピストン５０の中心には、第３ピストン５０を軸方向に貫通する、断面形状が円形の軸孔５２が形成されている。第３ピストンの軸孔５２の周囲には、第３ピストン５０を軸方向に貫通する複数の油孔５４が形成されている。
【００２１】
第２ピストン４０は、断面形状Ｄ型の軸孔４２に断面形状がＤ型のピストンロッド１４が挿入されて、ピストンロッド１４に固定される。これにより第２ピストン４０は、ピストンロッド１４の軸方向の移動と回転との両方に連動して動き、ピストンロッド１４に対して相対的な移動はしない状態となっている。
【００２２】
一方、第３ピストン５０は、断面円形の軸孔５２にピストンロッド１４が挿入された状態で、ピストンロッド１４に連結されている。第３ピストン５０は、ピストンロッド１４に対し軸方向には固定されているが、回転方向には固定されていない。
【００２３】
第２シリンダ６０はアウターシェル１２に固定された第１シリンダ３０に固定されており、軸方向に対しても回転方向に対しても、アウターシェル１２及び第１シリンダ３０の動きに連動する。第３ピストン５０は、第２シリンダ６０と略同一の六角形状で形成されているため、第３ピストン５０の回転に伴って回転する。従って、第３ピストン５０は、軸方向にはピストンロッド１４に連動して移動し、回転方向にはピストンロッド１４に対して相対的に回転する。
【００２４】
以上の動作により、軸方向の移動に関しては、第１ピストン３２、第２ピストン４０、及び第３ピストン５０は、ピストンロッド１４の軸方向の移動に連動し、第１シリンダ３０、第２シリンダ６０に対して相対的に移動する。一方、車両の旋回時、操舵輪に伴ってアウターシェル１２が回転するときは、第１シリンダ３０と第２シリンダ６０とが、ピストンロッド１４に対して相対的に回転し、第２ピストン４０と第３ピストン５０とが相対的に回転する。
【００２５】
図５に、車両の直進時と旋回時、それぞれにおける第２ピストン４０と第３ピストン５０との位置関係を示す。図５の(ａ)は車両の直進時、（ｂ）は旋回時を表している。また、各図の上側には、油孔４４，５４の重なり状態を拡大して示している。図５に示されるように、第２ピストン４０に形成された油孔４４と第３ピストン５０に形成された油孔５４とは概ね同一の形状を有しており、図５（ａ）に示されるように、油孔４４と油孔５４とは、直進時に概ねその位置が重なるように形成されている。
【００２６】
一方、図５の（ｂ）に示されるように、旋回時には、第２ピストン４０と第３ピストン５０とが相対的に回転する。これにより第２ピストン４０の油孔４４と第３ピストン５０の油孔５４との位置にずれが生じ、旋回角度が大きくなって第２ピストン４０と第３ピストン５０との相対的な回転角度が大きくなるに従って、そのずれは大きくなる。
【００２７】
つまり、図５に示されるように、油孔４４と５４とが重なる部分であるオイル通路断面積は、直進時の方が旋回時よりも大きく、旋回角度が大きくなるほどオイル通路断面積が小さくなる。即ち、直進時には、第２ピストン４０及び第３ピストン５０をオイルが移動しやすく、旋回時にはオイルが移動しにくい状態となる。
【００２８】
以上の構成により直進時にピストンロッド１４にかかる軸力は小さくなり、ショックアブソーバ１０の減衰力は小さくなる。一方、旋回時には、オイル通路断面積が小さくなるのに応じて軸力が大きくなる。従って、車両の旋回操舵時には大きな減衰力が発揮される。これにより、本実施の形態１では、特別な制御をすることなく、乗り心地を重視したい直進時には自動的に減衰力が小さくなり、操縦安定性を重視したい操舵時には自動的に減衰力が大きくなるショックアブソーバ１０が実現されている。
【００２９】
図６は、実施の形態１におけるショックアブソーバ１０に用いられる第３ピストンの他の形状例について説明するための模式図である。図６の第３ピストン７０は、図４の第３ピストン５０に替えて、ピストンロッド１４先端に連結されて用いられる。第３ピストン７０は、一部の油孔の形状が異なる点を除き、図４の第３ピストン５０と同一の構成を有している。
【００３０】
具体的に、図６の第３ピストン７０は、図４の第３ピストン５０の油孔５４と同一形状の油孔５４と、油孔５４よりも大きな油孔７２とを有している。油孔７２は、回転方向に伸びる断面形状を有している。このように油孔７２の形状を調整することで、旋回時において第２ピストン４０の油孔４４と、第３ピストン７０の油孔５４又は７２とが重なる面積であるオイル断面積の大きさが調節されている。このように、第３ピストン７０の油孔７２を調整することで、減衰力の急激な上昇を抑える等のチューニングが可能である。
【００３１】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２におけるショックアブソーバについて説明するための模式図である。図７のショックアブソーバ８０は、第２ピストン８２と第３ピストン８４の形状が、実施の形態１の第２ピストン４０及び５０と異なる点、及び、第２シリンダ６０に代えて、第３ピストンに連結されたコイルスプリング８６を有する点においてのみ、実施の形態１のショックアブソーバ１０と異なっている。
【００３２】
具体的に、第２ピストン８２及び第３ピストン８４は、共に第１シリンダ３０の断面形状と概ね同一の断面を有している。但し、第２ピストン８２及び第３ピストン８４の移動が可能な程度のクリアランスは有している。第３ピストン８４の下側の端面には、コイルスプリング８６が固定されている。
【００３３】
ここで第２ピストン８２は、ピストンロッド１４に軸方向、回転方向ともに固定されており、ピストンロッド１４の動きに連動して移動する。一方、第３ピストン８４はコイルスプリング８６に固定されている。コイルスプリング８６は第１シリンダ３０に固定されている。従って、第３ピストン８４は、軸方向にはピストンロッド１４と共に移動する一方、回転方向にはコイルスプリング８６と共に第１シリンダ３０の回転に連動して移動する。これにより、車両の旋回時には第２ピストン８２と第３ピストン８４とは相対的に回転する。
【００３４】
第２ピストン８２と第３ピストン８４には、実施の形態１と同様に、軸方向に貫通する油孔が設けられており、これらの油孔は、直進時において概ね重なり、旋回時には第２、第３ピストン８２、８４が相対的に回転することで、油孔の重なり部分の面積が小さくなるように形成されている。即ち、実施の形態１の場合と同様に、第２ピストン８２及び第３ピストン８４の設置位置におけるオイルの通路断面積は、直進時に大きくなり、旋回が大きくなるにつれて小さくなる。従って、ショックアブソーバ８０は、直進時の減衰力が小さく、旋回時に大きな減衰力を発揮することが可能となっている。
【００３５】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ショックアブソーバ
１２  アウターシェル
１４  ピストンロッド
１６  アッパーサポート
１８  ナックルブラケット
２０  車輪キャリア
２２  スプリング
３０  第１シリンダ
３２  第１ピストン
４０  第２ピストン
４２  軸孔
４４  油孔
５０  第３ピストン
５２  軸孔
５４  油孔
６０  第２シリンダ
７０  第３ピストン
７２  油孔
８０  ショックアブソーバ
８２  第２ピストン
８４  第３ピストン
８６  コイルスプリング
【図１】
2018062952.tif 000003
【図２】
2018062952.tif 000004
【図３】
2018062952.tif 000005
【図４】
2018062952.tif 000006
【図５】
2018062952.tif 000007
【図６】
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【図７】
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