(57)【要約】【課題】  簡易な構成でありながら大バンプ時における車体への入力が低減され、姿勢変化を効果的に抑制したダンパを提供する。【解決手段】  リザーブ油室１２内には、作動油１１に浮かぶかたちでバンプピストン３１が設置されている。バンプピストン３１は、リザーブ油室１２に嵌合するように円環状を呈しており、バンプ連通路として上下に貫通する複数）のオリフィス３２を備えている。インナチューブ２およびアウタチューブ３にはそれぞれストッパ３３，３４が形成されており、バンプピストン３１は、所定量上昇するとこれらストッパ３３，３４に係止されるようになっている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のシリンダを有し、車体側部材と車輪側部材とのどちらか一方に連結されるとともに、その内部に作動油が封入されたダンパ本体と、
前記シリンダ内を往復動し、前記ダンパ本体内をロッド側油室とピストン側油室とに区画するとともに、前記作動油を当該ロッド側油室と当該ピストン側油室との間で流通させる連通路が設けられたピストンと、
車体側部材と車輪側部材とのどちらか他方に連結されるとともに、前記ピストンをその先端に保持したピストンロッドとを有するダンパであって、
前記ピストン側油室内に往復動自在に保持され、当該ピストン側油室をピストン側と反ピストン側とに区画するとともに、前記作動油をピストン側と反ピストン側との間で流通させるバンプ連通路が設けられたバンプピストンと、
前記ピストン側油室に形成され、前記ピストンが所定量縮み側に移動したときに前記バンプピストンを係止する係止手段と
を備えたことを特徴とするダンパ。
【請求項２】
前記ピストン側油室を構成する環状断面のリザーブ油室が前記シリンダの外周に設けられた複筒式であり、
前記バンプピストンは、前記リザーブ油室に往復動自在に保持され、前記作動油よりもその比重が小さく設定されるとともに、当該作動油を所定の流通抵抗をもって流通させるオリフィスを有することを特徴とする、請求項１に記載されたダンパ。
【請求項３】
前記バンプピストンは、前記シリンダに往復動自在に保持されるとともに、前記作動油が当該バンプピストンのピストン側から反ピストン側に流入する際に、所定の流通抵抗を付与しながら前記バンプ連通路を開放するバンプ弁と、前記作動油を反ピストン側からピストン側にのみ流通させる一方向弁とを有し、
前記バンプピストンを前記ピストン側に付勢する付勢手段と
を備えたことを特徴とする、請求項１に記載されたダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の懸架機構を構成するダンパに係り、簡易な構成でありながらバンプ時における車体への入力を低減し、姿勢変化を効果的に抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
懸架機構は、自動車の走行安定性を左右する重要な要素であり、車体に対して車輪を上下動自在に支持させるためのリンク（アームやロッド類）と、撓むことにより路面からの衝撃等を吸収するスプリングと、スプリングの振動を減衰させるダンパとを主要構成部材としている。懸架機構用のダンパでは、作動油が充填された円筒状のシリンダとこのシリンダ内で摺動するピストンが先端に装着されたピストンロッドとを備え、ピストン（ピストンロッド）の移動により作動油を複数の油室間で移動させる複筒式や単筒式の筒型が一般的である。
【０００３】
通常、筒型ダンパ（以下、単にダンパと記す）の油室画成部材（ピストン、複筒式におけるボトムピース等）にはオリフィスが形成されており、作動油がオリフィスを通過する際の粘性抵抗等によって一定の減衰力を得ている。ところが、このような定減衰力ダンパでは、走行中に大きなバンプ（路面の盛り上がり）を乗り越えていわゆる底付き状態になると、バンプストップを介して車体に大きな力が作用することで乗り心地が悪化するとともに、車体が上下に大きく振動して安定性が損なわれる問題があった。そこで、減衰力をハードあるいはソフトモードに切り換える減衰力切換手段を備え、上下加速度の値が大きい場合に前輪側ダンパと後輪側ダンパとを時間差を設けてハード側に切り換える電子制御サスペンションが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２３４９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電子制御サスペンションでは、制御主体となるＥＣＵ（電子制御装置）や減衰力切換用のアクチュエータ、電気配線等が必要となるため、通常のサスペンションに較べて構成部品点数が増大する問題があった。また、ＥＣＵやアクチュエータの電力消費を賄うために容量の大きなバッテリも必要となり、構成部品点数の増大とあいまって自動車の重量が少なからず増加すること、エンジンルーム等のレイアウトが難しくなること、自動車の製造コストが上昇すること、電気的あるいは機械的故障の頻度が高くなることが避けられなかった。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、簡易な構成でありながら大バンプ時における車体への入力を低減し、姿勢変化を効果的に抑制したダンパを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面では、円筒状のシリンダ（２）を有し、車体側部材（５２）と車輪側部材（５１）とのどちらか一方に連結されるとともに、その内部に作動油（１１）が封入されたダンパ本体（４）と、前記シリンダ内を往復動し、前記ダンパ本体内をロッド側油室（１３）とピストン側油室（１４）とに区画するとともに、前記作動油を当該ロッド側油室と当該ピストン側油室との間で流通させる連通路（２１）が設けられたピストン（５）と、車体側部材と車輪側部材とのどちらか他方に連結されるとともに、前記ピストンをその先端に保持したピストンロッド（６）とを有するダンパ（１）であって、前記ピストン側油室内に往復動自在に保持され、当該ピストン側油室をピストン側と反ピストン側とに区画するとともに、前記作動油をピストン側と反ピストン側との間で流通させるバンプ連通路（３２，４３）が設けられたバンプピストン（３１）と、前記ピストン側油室に形成され、前記ピストンが所定量縮み側に移動したときに前記バンプピストンを係止する係止手段（３３，３４，４２）とを備えた。
【０００８】
また、本発明の第２の側面では、前記ピストン側油室を構成する環状断面のリザーブ油室（１２）が前記シリンダの外周に設けられた複筒式であり、前記バンプピストンは、前記リザーブ油室に往復動自在に保持され、前記作動油よりもその比重が小さく設定されるとともに、当該作動油を所定の流通抵抗をもって流通させるオリフィス（３２）を有する。
【０００９】
また、本発明の第３の側面では、前記バンプピストンは、前記シリンダに往復動自在に保持されるとともに、前記作動油が当該バンプピストンのピストン側から反ピストン側に流入する際に、所定の流通抵抗を付与しながら前記バンプ連通路を開放するバンプ弁（４４）と、前記作動油を反ピストン側からピストン側にのみ流通させる一方向弁（４７）とを有し、前記バンプピストンを前記ピストン側に付勢する付勢手段（４２）とを備えた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易かつ安価な構成でありながら、通常走行時における減衰力を徒に高めることなく、大バンプ時における車体への入力を低減し、姿勢変化を効果的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る複筒式ダンパの縦断面図である。
【図２】図１中のII部拡大図である。
【図３】第１実施形態に係るバンプピストンの斜視図である。
【図４】第１実施形態の作用を示す要部縦断面図である。
【図５】第１実施形態の作用を示す要部縦断面図である。
【図６】第２実施形態に係る複筒式ダンパの縦断面図である。
【図７】第２実施形態の作用を示す要部縦断面図である。
【図８】第２実施形態の作用を示す要部縦断面図である。
【図９】第３実施形態に係る単筒式ダンパの縦断面図である。
【図１０】第１実施形態の一部変形例に係る要部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明を４輪自動車用の筒型ダンパに適用したいくつかの実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
≪第１実施形態の構成≫
図１に示すように、第１実施形態のダンパ１は複筒式であり、同軸に設けられたインナチューブ（シリンダ）２およびアウタチューブ３を有するダンパ本体４と、インナチューブ２に摺動自在に内嵌するピストン５と、ピストン５がその下端に固定／一体化されたピストンロッド６と、ダンパ本体４の下部に設置されたボトムバルブ７と、ピストンロッド６を保護するダストカバー８と、フルバウンド時における緩衝を行うバンプストップ９とを主要構成部材としている。
【００１４】
ダンパ本体４には作動油１１が封入されており、この作動油１１がインナチューブ２内全体に充填される他、インナチューブ２とアウタチューブ３との間に画成された円環状のリザーブ油室１２にも貯留されている。なお、リザーブ油室１２の上部空間１２ａには、リバウンド時における負圧の発生等を防止すべく、比較的低圧の窒素ガスが封入されている。ダンパ本体４内は、インナチューブ２内を往復動するピストン５により、ロッド側油室１３（ピストン５の上部）とピストン側油室１４（ピストン５の下部およびリザーブ油室１２）とに区画されている。そして、ピストン５の下降においては、ダンパ本体４に進入したピストンロッド６の体積分だけインナチューブ２からリザーブ油室１２に作動油１１が流入する。
【００１５】
ダンパ本体４には、内周にシールリング１５が嵌着されたロッドガイド１６がその上端に設けられる一方、車輪側部材であるトレーリングアーム５１の上面に連結されるアイピース１７がその下端に一体化されている。また、ピストンロッド６は、上下一対のブッシュ５２とナット５３とを介して、その上端のスタッド６ａが車体側部材であるダンパベース（ホイールハウス上部）５４に連結されている。
【００１６】
ピストン５には、作動油１１をロッド側油室１３とピストン側油室１４との間で流通させる複数の連通路２１が穿設されるとともに、ピストン側油室１４からロッド側油室１３に作動油１１が流入する際に開弁するバウンド側ディスクバルブ２２と、ロッド側油室１３からピストン側油室１４に作動油１１が流入する際に開弁するリバウンド側ディスクバルブ２３とが取り付けられている。リバウンド側ディスクバルブ２３の開弁圧はバウンド側ディスクバルブ２２の開弁圧よりも高く設定されており、ダンパ１のリバウンド時に高い減衰力が発生する。なお、ピストン５には、その上下方向略中央に、シールリング２４が外嵌している。
【００１７】
ボトムバルブ７には、作動油１１をインナチューブ２とリザーブ油室１２との間で流通させる複数の連通路２５が穿設されるとともに、インナチューブ２からリザーブ油室１２に作動油１１が流入する際に開弁するバウンド側ディスクバルブ２６と、リザーブ油室１２からインナチューブ２に作動油１１が流入する際に開弁するリバウンド側ディスクバルブ２７とが取り付けられている。リバウンド側ディスクバルブ２７の開弁圧はバウンド側ディスクバルブ２６の開弁圧よりも高く設定されており、ダンパ１のリバウンド時に高い減衰力が発生する。
【００１８】
＜バンプピストン＞
図２にも示すように、リザーブ油室１２内には、作動油１１に浮かぶかたちでバンプピストン３１が設置されている。図３に示すように、バンプピストン３１は、リザーブ油室１２に嵌合するように円環状を呈しており、バンプ連通路として上下に貫通する複数（図示例では、４つ）のオリフィス３２を備えている。インナチューブ２およびアウタチューブ３にはそれぞれ塑性加工（バルジ加工等）によるストッパ３３，３４が形成されており、バンプピストン３１は、ピストンロッド６が作動油１１内に進入することによる油面の上昇に連れて上昇し、所定量上昇するとこれらストッパ３３，３４に係止されるようになっている。なお、バンプピストン３１は、ダンパ本体４の上端がバンプストップ９の下端に接触した時点で係止されるようにしてもよいし、ダンパ本体４の上端がバンプストップ９の下端に接触する前に係止されるようにしてもよいし、バンプストップ９がダンパ本体４によってある程度圧縮された時点で係止されるようにしてもよい。
【００１９】
≪第１実施形態の作用≫
自動車が走行を開始すると、走行路面の凹凸や、旋回および加減速に伴う重心移動によってダンパ１が伸縮し、ピストンロッド６に一体となったピストン５がインナチューブ２内を上下に往復動する。ピストン５が往復動すると、作動油１１は、ロッド側油室１３とピストン側油室１４との間で流通すると同時に、インナチューブ２とリザーブ油室１２との間でも流通する。この際、作動油１１は、ピストン５およびボトムバルブ７に設けられたバウンド側ディスクバルブ２２，２６やリバウンド側ディスクバルブ２３，２７によって流通抵抗を受け、ダンパ１が所定の減衰力を発生する。これにより、サスペンションを構成するスプリングの振動が減衰され、乗り心地と走行安定性の向上とが実現される。
【００２０】
＜大バンプ時＞
悪路走行時等に自動車の車輪が大きな突起に乗り上げると、その瞬間にダンパ１が急激かつ大きなストロークをもって短縮して底付き状態になると、バンプストップ９を介してダンパベース５４（すなわち、車体）に大きな力が作用することで乗り心地が悪化し、車両姿勢が大きく変化する（乱される）ことがあるが、本実施形態では以下のような機序で車体への入力が低減される。
【００２１】
先ず、図４に示すように、ダンパ１の短縮に伴って作動油１１がリザーブ油室１２に流入するとバンプピストン３１が作動油１１に浮いた状態で上昇するが、この状態ではピストン５側のバウンド側ディスクバルブ２２と、ボトムバルブ７のバウンド側ディスクバルブ２６とによる流通抵抗のみがピストン５に作用するためにダンパ１が比較的容易に短縮する。
【００２２】
ところが、図５に示すように、ピストンロッド６の進入によってバンプピストン３１が更に上昇してストッパ３３，３４に係止されると、作動油１１は、バンプピストン３１のオリフィス３２を通過しなければリザーブ油室１２の上部空間１２ａに流入できなくなるため、ダンパ１が短縮しにくくなって（短縮動の速度が低下して）急激な底付きが起こりにくくなる。その結果、車体への入力が低減されるとともに、車両姿勢の大きな変化（突起を乗り越えた後の車体の沈み等）が効果的に抑制され、乗り心地や走行安定性の向上が実現される。
【００２３】
［第２実施形態］
≪第２実施形態の構成≫
第２実施形態のダンパも第１実施形態と同様に複筒式であるが、バンプピストンの位置などが異なる。図６に示すように、第２実施形態では、インナチューブ２におけるピストン５の下方にバンプピストン３１が摺動自在に内嵌するとともに、バンプピストン３１をピストン５側に付勢する圧縮コイルばね４２がボトムバルブ７との間に介装されている。
【００２４】
バンプピストン３１には、軸方向にバンプ連通路４３が穿設されるとともに、作動油１１がピストン側から反ピストン側に流入する際に開弁するバンプバルブ４４が取り付けられている。バンプバルブ４４は、その開弁圧が圧縮コイルばね４２のばね力に対して大きく設定されており、圧縮コイルばね４２が完全に圧縮されるまで開弁しない。
【００２５】
また、バンプピストン３１には、段付きの環流路４５とチェックボール４６とからなる一方向弁４７が設けられており、作動油１１がこの一方向弁４７を介して反ピストン側からピストン側に流入する。環流路４５は、チェックボール４６の脱落を防止すべく、その上端がかしめられている。なお、バンプピストン３１には、その上下方向略中央に、シールリング４８が外嵌している。
【００２６】
≪第２実施形態の作用≫
第２実施形態のダンパ１においても、通常時の作用は上述した第１実施形態と略同様であり、ダンパ１の伸張時（すなわち、ピストン５の上昇時）にピストンロッド６が退出すした際に、一方向弁４７を介してバンプピストン３１側の作動油１１がピストン５側に流入することでダンパ１の円滑な作動が実現される。また、ダンパ１が短縮した場合（ピストン５が下降した場合）、先ず図７に示すように、バンプバルブ４４の開弁圧が大きいことから作動油１１がバンプ連通路４３を通過できず、ピストン５とバンプピストン３１とが一体に下降する。この状態ではピストン５側のバウンド側ディスクバルブ２２と、ボトムバルブ７のバウンド側ディスクバルブ２６とによる流通抵抗のみがピストン５に作用するためにダンパ１が比較的容易に短縮する。
【００２７】
ところが、図８に示すように、バンプピストン３１が更に下降して圧縮コイルばね４２が完全に圧縮されると、バンプピストン３１の更なる下降が圧縮コイルばね４２によって阻止される（すなわち、バンプピストン３１が係止される）。すると、作動油１１は、バンプバルブ４４を開弁しなければボトムバルブ７側に流入できなくなるため、ダンパ１が短縮しにくくなって（短縮動の速度が低下して）急激な底付きが起こりにくくなる。その結果、第１実施形態と同様に、車体への入力が低減されるとともに、車両姿勢の大きな変化（突起を乗り越えた後の車体の沈み等）が効果的に抑制され、走行安定性の向上が実現される。
【００２８】
一方、自動車が突起を乗り越えてダンパ１が伸張すると、一方向弁４７を介してボトムバルブ７側の作動油１１がピストン５側に環流するとともに、圧縮コイルばね４２のばね力によってバンプピストン３１が初期位置に復帰する。
【００２９】
［第３実施形態］
≪第３実施形態の構成≫
第３実施形態は、本発明を単筒式のダンパに適用したものであるが、バンプバルブについては上述した第２実施形態と同一であるため、同一の機能を有する部材に同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図９に示すように、第３実施形態のダンパ１は、シリンダ２を有するダンパ本体４と、シリンダ２に摺動自在に内嵌するピストン５と、ピストン５がその下端に固定／一体化されたピストンロッド６と、第２実施形態のものと同一構造のバンプピストン３１と、圧縮コイルばね４２と、圧縮コイルばね４２をシリンダ２の内壁に固定するストッパリング６１と、バンプピストン３１の下方に配置されて高圧ガス室６２を画成するフリーピストン６３とを有している。
【００３０】
≪第３実施形態の作用≫
第３実施形態においても、バンプピストン３１がある程度下降するまでは、バウンド側ディスクバルブ２２による流通抵抗のみがピストン５に作用するためにダンパ１が比較的容易に短縮する。そして、バンプピストン３１が更に下降して圧縮コイルばね４２が完全に圧縮されると、バンプピストン３１の更なる下降が圧縮コイルばね４２によって阻止される（すなわち、バンプピストン３１が係止される）。すると、作動油１１は、バンプバルブ４４を開弁しなければフリーピストン６３側に流入できなくなるため、ダンパ１が短縮しにくくなって（短縮動の速度が低下して）急激な底付きが起こりにくくなる。その結果、第１実施形態と同様に、車体への入力が低減されるとともに、車両姿勢の大きな変化（突起を乗り越えた後の車体の沈み等）が効果的に抑制され、走行安定性の向上が実現される。
【００３１】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限られるものではない。例えば、図１０に示すように、第１実施形態においてロッドガイド１６の外周側から係止筒部１６ａを下方に延設させ、この係止筒部１６ａによってバンプピストン３１の係止を行うようにしてもよい。これにより、インナチューブ２やアウタチューブ３にストッパを加工する必要がなくなって製造が容易化となる。また、第２，第３実施形態ではバンプピストンを係止する係止手段を圧縮コイルばねに兼ねさせるようにしたが、独立した係止手段をダンパ本体に設けるようにしてもよい。また、第２実施形態においては、圧縮コイルばねが完全に圧縮するまでバンプバルブが開弁しないようにしたが、圧縮コイルばねのばね力やバンプバルブの開弁圧力を適宜設定することにより、バンプバルブが開弁するタイミングを早めるようにしてもよい。その他、ダンパやバンプピストンの具体的構造やレイアウト等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１      ダンパ
２      インナチューブ、シリンダ
３      アウタチューブ
４      ダンパ本体
５      ピストン
６      ピストンロッド
１１    作動油
１２    リザーブ油室
１３    ロッド側油室
１４    ピストン側油室
２１    連通路
３１    バンプピストン
３２    オリフィス（バンプ連通路）
３３    ストッパ（係止手段）
４２    圧縮コイルばね（付勢手段、係止手段）
４３    バンプ連通路
４４    バンプバルブ
４７    一方向弁
５１    トレーリングアーム（車輪側部材）
５４    ダンパベース（車体側部材）
６１    ストッパリング（係止手段）
【図１】
2012132547.tif 000003
【図２】
2012132547.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012132547.tif 000009
【図８】
2012132547.tif 000010
【図９】
2012132547.tif 000011
【図１０】
2012132547.tif 000012