(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側にピストンロッド、車軸側にシリンダが取付けられる正立型の油圧緩衝器において、
シリンダ及びその外側の中間パイプとの間に形成されるとともにピストンロッド下端部に組付けられて伸側減衰力を発生するピストンバルブをバイパスしてシリンダ内に画成される上部室とリザーバ室とを連通する通路と、
シリンダ下端部に組付けられて圧側減衰力を発生するベースバルブをバイパスしてシリンダ内に画成される下部室とリザーバ室とを連通する通路と、
下部室側に一対のばねに挟持される慣性体スプールとを設け、
該慣性体スプールは、中立位置で上記各通路を閉塞し、シリンダが下方に移動する場合に上部室とリザーバ室とを連通する通路を開放するとともに、シリンダが上方に移動する場合に下部室とリザーバ室とを連通する通路を開放するように構成されることを特徴とする油圧緩衝器。
【請求項２】
慣性体スプールを、ベースバルブケースを貫通するガイド内に設けたことを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
【請求項３】
車体側にピストンロッド、車軸側にシリンダが取付けられる正立型の油圧緩衝器において、
シリンダ及びその外側の中間パイプとの間をセパレータで上下の環状通路に区画するとともに、
中間パイプにセパレータを挟んで各環状通路をそれぞれリザーバ室に連通する２つのバイパスポートを設け、
シリンダ内に画成される上部室を上方の環状通路に連通し、
シリンダ内に画成される下部室を下方の環状通路に連通し、
中間パイプの外側に一対のばねに挟持される慣性体スプールを装着してなり、
該慣性体スプールは、中立位置で上記各バイパスポートを閉塞し、シリンダが下方に移動する場合に上部室とリザーバ室とを連通するバイパスポートを開放するとともに、シリンダが上方に移動する場合に下部室とリザーバ室とを連通するバイパスポートを開放するように構成されることを特徴とする油圧緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のサスペンションに関し、特に、乗心地と操安性を同時に満足させるのに適する油圧緩衝器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の乗心地と操安性を両立させるサスペンション技術としては、例えば、特公平６-５７４８９号の第１図に示すものがある。これは車体や車軸にセンサを設け、その信号をコンピュータで処理し減衰力を制御するものである。車体が上方に動いている時は、伸側の減衰力をハード，縮み側の減衰力をソフトに制御し、車体が下方に動いている時は、伸側の減衰力をソフト，縮み側の減衰力をハードに制御するもので、一般にスカイフック制御と呼ばれ空間に仮想の機械的な支持点があるのと同様な制御をすることができる。この制御方式によれば車体の動きを小さく抑えることができる一方、路面からの入力の絶縁性にも優れているため、乗心地と操縦安定性を両立できるものである。
【０００３】
スカイフックダンパを通常のダンパに置き換えて考えると、例えばＰＣＴ出願ＷＯ９３／２２５８１号に開示されているように、ダンパの車体側の取付部が動いて伸縮する場合には減衰力がハードになり、また車軸側の取付部が動いて伸縮する場合には減衰力がソフトになれば、スカイフックダンパと同様の作用効果が得られる。
【０００４】
具体的にはダンパのピストンロッドを車軸側に取付け、ピストンロッド下端部に設けたピストンバルブをバイパスする通路を、車軸と連動するシリンダの外周に嵌合させた慣性体スプールの慣性を利用して開閉させるか、またはシリンダ下端部に設けたベースバルブをバイパスする通路を、車軸と連動するシリンダの外周に嵌合させた慣性体スプールの慣性を利用して開閉させる。この結果、車軸側に組み付けられたシリンダが動いてダンパが伸縮する場合には、シリンダは慣性体スプールに対して相対的に動くのでバイパスが開いてソフトな減衰力になる一方、車体側に組み付けられたピストンロッドが動いてダンパが伸縮する場合には、シリンダは慣性体スプールに対して相対的に動かないので、バイパスポートは閉じたままになり、ハードな減衰力が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明した特公平６-５７４８９にあっては、スカイフックダンパとしての機能を実現するために、電気的に作動油の通路を切換可能なダンパを用いた電子制御方式となっていたため、ショックアブソーバ以外にセンサやコントローラ、減衰力切換のためのアクチュエータ（ソレノイドやモータ等）が必要であることもあって、コストが大幅に高くなってしまうという問題点があった。また、故障の形態としては、ダンパ本体の故障の他に電子制御部分の故障も加わるため、結果的に故障の発生率が高くなってしまうという問題点もあった。
【０００６】
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは第１に、電子制御を行うことなく、低コストの油圧緩衝器でスカイフックダンパに匹敵する性能を得ることであり、第２には、１つの慣性体スプールで伸側及び圧側の減衰力を可変にし、重量を低減することであり、第３には、作動油と空気が混ざることを確実に防止することにより、安定した減衰力を得ることである。
【０００７】
【問題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために本発明の採った手段は、車体側にピストンロッド、車軸側にシリンダが取付けられる正立型の油圧緩衝器において、シリンダ及びその外側の中間パイプとの間に形成されるとともにピストンロッド下端部に組付けられて伸側減衰力を発生するピストンバルブをバイパスしてシリンダ内に画成される上部室とリザーバ室とを連通する通路と、シリンダ下端部に組付けられて圧側減衰力を発生するベースバルブをバイパスしてシリンダ内に画成される下部室とリザーバ室とを連通する通路と、下部室側に一対のばねに挟持される慣性体スプールとを設け、該慣性体スプールは、中立位置で上記各通路を閉塞し、シリンダが下方に移動する場合に上部室とリザーバ室とを連通する通路を開放するとともに、シリンダが上方に移動する場合に下部室とリザーバ室とを連通する通路を開放するように構成されることである。また、本発明の取った他の手段は、車体側にピストンロッド、車軸側にシリンダが取付けられる正立型の油圧緩衝器において、シリンダ及びその外側の中間パイプとの間をセパレータで上下の環状通路に区画するとともに、中間パイプにセパレータを挟んで各環状通路をそれぞれリザーバ室に連通する２つのバイパスポートを設け、シリンダ内に画成される上部室を上方の環状通路に連通し、シリンダ内に画成される下部室を下方の環状通路に連通し、中間パイプの外側に一対のばねに挟持される慣性体スプールを装着してなり、該慣性体スプールは、中立位置で上記各バイパスポートを閉塞し、シリンダが下方に移動する場合に上部室とリザーバ室とを連通するバイパスポートを開放するとともに、シリンダが上方に移動する場合に下部室とリザーバ室とを連通するバイパスポートを開放するように構成されることである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る油圧緩衝器構造を図１に示す第１実施形態について説明する。ピストンロッド１の上部には、カバー６を挟んで、車体ヘの取付部材であるエンドボルト８が溶接され、シリンダ２の上端部には、ピストンロッド１を出没自在に案内するベアリング１１が圧入されている。アウターシェル３に溶接されたパッキンケース１２とベアリング１１で形成される空間には、パッキンプレート１４を介してパッキンスプリング１５に付勢されたシール１３が配設され、ピストンロッド１の摺動に対して、油圧緩衝器の内部を外気から遮断している。
【０００９】
ピストンロッド１の下端部には、シリンダ２内を上部室Ａ及び下部室Ｂに画成するピストンバルブＰＶが組み付けられている。シリンダ２の上部室Ａ側においては、バルブストッパ１７の円筒部外面に案内されるノンリタンバルブ１９が、ノンリタンスプリング１８に付勢されピストン５の背面に着座している。一方シリンダ２の下部室Ｂ側においては、内周側下面をカンザ２１に支持されたリーフバルブ２０がピストン５の下面に着座し、前記バルブストッパ１７及びピストン５とともにスプリング２４に付勢されたメインバルブ２３がこのメインバルブ２３を案内するピストンナット２５により締結されている。ピストン５には，伸側ポート５Ａ及び圧側ポート５Ｂが設けられ、それぞれの出口をリーフバルブ２０，ノンリタンバルブ１９で閉塞している。
【００１０】
シリンダ２の下端部には、ベースバルブＢＶが組み付けられている。ベースバルブケース１０は、車軸側の取付部材であるアイ９が溶接されたロアキャップ７の内側に載置されている。シリンダ２とアウターシェル３の間には中間パイプ４が同軸状に配設され、その一端はベアリング１１に、他端はベースバルブケース１０にそれぞれ係止され、シリンダ２と中間パイプ４とで環状通路Ｆを形成している。ベアリング１１には切欠き通路１１Ａが設けてあり、これを介して上部室Ａと環状通路Ｆは連通している。中間パイプ４とアウターシェル３で構成された空間はリザーバ室Ｃとなっており、油面Ｈまで満たされた作動油とその上部にガスとが封入されている。
【００１１】
図１のベースバルブＢＶ部を拡大した図２の下部室Ｂ側のガイド２６の下部には、ノンリタンスプリング３１に付勢されたノンリタンバルブ３２、またベースバルブケース１０を挟んでリザーバ室Ｃ側にはリーフバルブ３３，外径がリーフバルブ３３の撓みの支持径となるカンザ３４，リーフバルブ３３の撓みを規制するバルブストッパ３５が組み付けられ、ガイド２６の下端ネジ部に螺着されたナット３６で締結されている。ベースバルブケース１０には、下部室Ｂに連通する切り欠き通路１０Ｃが形成され、ベースバルブケース１０に穿設された圧側ポート１０Ａを介してリザーバ室Ｃに連通する通路が構成されており、圧側ポート１０Ａのリザーバ室Ｃへの出口はリーフバルブ３３が閉塞している。またリザーバ室Ｃから切欠き１０Ｅ、吸込ポート１０Ｂを介し下部室Ｂに連通する通路が形成され、吸込ポート１０Ｂの下部室Ｂ側への出口はノンリタンスプリング３１に付勢されたノンリタンバルブ３２が閉塞している。
【００１２】
ガイド２６下部のベースバルブケース１０と嵌合する円筒軸の部分には伸側環状溝２６Ｄと伸側バイパスポート２６Ｅ、及び圧側環状溝２６Ｂと圧側バイパスポート２６Ｃが設けられている。伸側環状溝２６Ｄは、ベースバルブケース１０に設けた横穴１０Ｄ、環状通路Ｆ、ベアリング部切欠き通路１１Ａを介して上部室Ａに連通し、圧側環状溝２６Ｂは、切り欠き通路１０Ｃを介して下部室Ｂに連通している。ガイド２６の内側は中空部２６Ａになっており、当該中空部２６Ａには、中央部に中空孔２７Ｆを設けた段付状の慣性体スプール２７が上下一対のスプリング２８，２８に支持されて上下動自在に嵌合されている。
【００１３】
ガイド２６の上端部には、慣性体スプール２７のストッパも兼ねたキャップ３０がカシメにより固定されている。ガイド内側の中空部２６Ａは、慣性体スプール２７の大径部によりＤ，Ｅ２室に区画されるが、Ｄ室は中空孔２７Ｆ，切欠き１０Ｅによりリザーバ室Ｃに連通される一方、Ｅ室も慣性体スプール２７の切欠き２７Ａを介してＤ室に連通され、ショックアブソーバの作動時に圧力変化を生じる下部室Ｂの圧力の影響を受けない様になっている。
【００１４】
慣性体スプール２７の小径部には、圧側バイパスポート２７Ｃ，圧側環状通路２７Ｂ，伸側バイパスポート２７Ｅ、伸側環状通路２７Ｄが設けられ、慣性体スプール２７が下方に移動した時に、圧側環状通路２７Ｂとガイド２６に設けられた圧側バイパスポート２６Ｃとが連通し、逆に上方に移動した時に伸側環状通路２７Ｄと伸側バイパスポート２６Ｅとが連通するように構成されている。
【００１５】
つぎに作動について説明する。本発明の油圧緩衝器においては、車体側に取付けられたピストンロッド１が動く場合と、車軸側に連動するシリンダ２が動く場合とでは発生する減衰力が異なる。まず、旋回時のロール、加減速時のダイブ、スクワット等、車体側に取付けられたピストンロッドが動く場合の作動について説明する。この場合には、シリンダ２は動かないので、ガイド２６内の慣性体スプール２７は、第２図の如く上下一対のスプリング２８，２８で中立位置に保たれた状態になっている。そしてガイド２６に設けられた伸側バイパスポート２６Ｅと、圧側バイパスポート２６Ｃは閉じた状態になっている。
【００１６】
伸び行程では、上部室Ａの作動油はピストン５の伸側ポート５Ａを通り、リーフバルブ２０を開き下部室Ｂへ流れる。この時の通路抵抗によって減衰力が発生し、これがハードの伸側減衰力となる。ピストンロッド１が退出した分に相当する作動油は、リザーバ室Ｃからベースバルブケース１０の切欠き１０Ｅ，吸込ポート１０Ｂを通り、背面からノンリタンスプリング３１の弱いセット荷重で付勢されたノンリタンバルブ３２を押し開いて下部室Ｂに補充される。
【００１７】
圧縮行程では、下部室Ｂの作動油はピストン５の圧側ポート５Ｂを通って、背面からノンリタンスプリング１８の弱いセット荷重で付勢されたノンリタンバルブ１９を押し開いて上部室Ａへ流れる。ノンリタンスプリング１８のセット荷重は弱いので、通路抵抗は殆ど発生しない。ピストンロッド１の侵入体積分の作動油は、下部室Ｂよりベースバルブケース１０の切り欠き通路１０Ｃ，圧側ポート１０Ａを通り、リーフバルブ３３を押し開き、切欠き１０Ｅを経てリザーバ室Ｃに流出する。この時の通路抵抗により減衰力が発生し、これがハードの圧側減衰力となる。
【００１８】
次に車軸側と連動するシリンダ２が動いた場合について説明する。第２図において伸び行程では、シリンダ２が下方に動くため、慣性体スプール２７はその慣性力によりその状態を保とうとするので、シリンダ２を基準にすると慣性体スプール２７は相対的に上へ動く。その結果、ガイド２６側に設けた伸側バイパスポート２６Ｅと慣性体スプール２７側の伸側環状溝２７Ｄが連通することになり、上部室Ａからベアリング１１の切欠き通路１１Ａ，環状通路Ｆ，横穴１０Ｄ，ガイド２６に設けた環状溝２６Ｄ，伸側バイパスポート２６Ｅ，慣性体スプール２７の伸側環状溝２７Ｄ，伸側バイパスポート２７Ｅ，中空孔２７Ｆ，切欠き１０Ｅを通ってリザーバ室Ｃに連通する通路が形成される。
【００１９】
つまり、ピストンロッド１のみが動いた時に対し伸び方向にシリンダ２が動く場合には、ピストンバルブＰＶを通る通路と並列に上部室Ａからリザーバ室Ｃへの通路が形成されるので、ピストンバルブＰＶを通る流量が減少し、ソフトな伸側減衰力となる。このバイパス部を流れた作動油と、ピストンロッド１が退出した分の作動油が、リザーバ室Ｃからノンリタンバルブ３２を押し開いて下部室Ｂに補充される。縮み行程では逆に慣性体スプール２７は相対的に下方に移動し、圧側バイパスポート２６Ｃと圧側環状通路２７Ｂが連通し、圧側減衰力を発生するリーフバルブ３３をバイパスする通路が形成される。その結果ソフトな圧側減衰力となる。
【００２０】
以上詳述したように、本発明は主たる構成をハードの減衰力を発生するバルブをバイパスしてリザーバ作動油室へ連通する通路を、車軸側の動きに対応して慣性力で移動する慣性体スプールで開閉する構造としたため、車体が動いた時にハードな減衰力、車軸が動いた時にソフト減衰力が得られるので、電子制御を行うことなくスカイフックダンパに匹敵する性能を実現することができる。この結果、比較的低コストで乗心地と操安性を両立できるサスペンションを構成することができる。また伸側側と圧側の減衰力を発生するバルブをバイパスするそれぞれの通路を１つの慣性体スプールの動きで開閉する構造としたため、従来構造に比べ軽量化することができる。更に、伸側バイパス通路からの流出口を、ベースバルブＢＶに組込まれ作動油で満たされたガイド２６の内側としたことにより、流出油が常に作動油中に吐出されるため、作動油が空気と混ざり合うことがないので、安定した減衰力を得ることができる。
【００２１】
次に図３に示す本発明の第２実施形態について説明する。シリンダ４２の下端部には、ベースバルブケースＢＶが組み付けられている。ベースバルブケース４０は、車軸側の取付部材であるアイ９が溶接されたロアキャップ７の内側に載置されている。シリンダ４２とアウターシェル３の間には中間パイプ４４が同軸状に配設され、その一端は図１に示すベアリング１１に、他端はベースバルブケース４０にそれぞれ係止されている。中間パイプ４４とアウターシェル３で構成された空間はリザーバ室Ｃとなっており、作動油とその上部にガスとが封入されている。
【００２２】
ガイド３６の大径部には、ノンリタンスプリング３１に付勢されたノンリタンバルブ３２，ベースバルブケース４０を挟んで下面側の小径部には、リーフバルブ３３，外径がリーフバルブ３３の撓みの支持径となるカンザ３４，リーフバルブ３３の撓みを規制するバルブストッパ３５がそれぞれ組み付けられ、ガイド３６の下端部をカシメることにより締結されている。
【００２３】
ベースバルブケース４０には、圧側ポート４０Ａ，リーフバルブ３３を介してリザーバ室Ｃに連通する通路が構成される一方、この圧側ポート４０Ａは横穴４０Ｃ，環状通路Ｇを介して圧側のバイパスポート４４Ｂにも連通している。圧側ポート４０Ａのリザーバ室Ｃへの出口はリーフバルブ３３が閉塞し、圧側ポート４０Ａから分岐して連通する圧側のバイパスポート４４Ｂは慣性体スプール４７が閉塞している。またリザーバ室Ｃから切欠き４０Ｄ，吸込ポート４０Ｂ，ノンリタンバルブ３２を介して下部室Ｂに連通する通路が形成され、吸込ポート４０Ｂの下部室Ｂ側への出口はノンリタンスプリング３１に付勢されたノンリタンバルブ３２が閉塞している。
【００２４】
第１実施形態との相違点は、シリンダ４２の外面と中間パイプ４４の内面との間に形成される通路を、セパレータ４１の上面鍔部４１Ａによって環状通路Ｆと環状通路Ｇとに区画する一方、セパレータ４１の上面鍔部４１Ａを挟んで伸側，圧側のバイパスポート４４Ａ，４４Ｂを配設し、当該中間パイプ４４の外面に上下のスプリング４８，４８に挟持され上下動自在に嵌合させた慣性体スプール４７により前記バイパスポート４４Ａ，４４Ｂのいずれか一方を、リザーバ室Ｃに選択的に連通するように構成したことである。
【００２５】
ここでセパレータ４１は、ベースバルブケース４０とシリンダ４２に挟持され、上面鍔部４１Ａが中間パイプ４４の内側に嵌合している。環状通路Ｆは図１に示すベアリング部切欠き通路１１Ａを介して上部室Ａに連通する一方、環状通路Ｇは横穴４０Ｃ，圧側ポート４０Ａを介して下部室Ｂに連通している。作動については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００２６】
バイパスポート４４Ａ，４４Ｂを中間パイプ４４側に配設し、慣性体スプール４７を中間パイプ４４の外面に嵌合させることによりシリンダ４２の外側に移動したため、この分ベースバルブＢＶの軸線方向の長さを短くすることができ、油圧緩衝器のストロークを大きくすることができる。また慣性体スプール４７を径の大きい中間パイプ４４の外面に嵌合させたため、第１実施形態に比べ慣性体スプール４７の質量を大きく設計することができる。この結果、車軸側からの小さな入力に対しても作動が容易になるので、さらに乗り心地を向上することができる。
【００２７】
【発明の効果】
各請求項の発明にあっては、シリンダが下方に移動する場合に上部室とリザーバ室とを連通する通路を開放するとともに、シリンダが上方に移動する場合に下部室とリザーバ室とを連通する通路を開放して主たる構成をハードの減衰力を発生するバルブをバイパスする構造としたため、車体が動いた時にハードな減衰力、車軸が動いた時にソフト減衰力が得られるので、電子制御を行うことなくスカイフックダンパに匹敵する性能を実現することができる。この結果、比較的低コストで乗心地と操安性を両立できるサスペンションを構成することができる。
【００２８】
さらに、各請求項の発明では、バルブをバイパスする各通路を１個の慣性体スプールの動きで開閉する構造としたため、従来構造に比べ軽量化することができる。更に、請求項１の発明では、伸側からの流出口をベースバルブに組込まれ作動油で満たされたガイド内としたことにより、流出油が常に作動油中に吐出されるため、作動油が空気と混ざり合うことがないので、安定した減衰力を得ることができる。
【００２９】
また、請求項３の発明では、バイパスポート４４Ａ，４４Ｂを中間パイプ４４側に配設し、慣性体スプール４７を中間パイプ４４の外面に嵌合させたため、ベースバルブＢＶの軸線方向の長さを短くすることができ、油圧緩衝器のストロークを大きくすることができる。また慣性体スプール４７を中間パイプ４４の外面に嵌合させたため、慣性体スプール４７の質量を大きくすることができ、車軸側から小さな入力に対しても作動が容易になるので、更に乗り心地を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器の縦断面図である。
【図２】 第１実施形態に係るベースバルブ近傍の拡大断面図である。
【図３】 本発明の第２実施形態に係る油圧緩衝器の縦断面図である。
【符号の説明】
Ｂ  下部室
Ｃ  リザーバ室
Ｆ  環状通路
ＰＶ  ピストンバルブ
ＢＶ  ベースバルブ
１  ピストンロッド
２  シリンダ
３  アウターシェル
４  中間パイプ
１０  ベースバルブケース
１１  ロッドガイド
２６  ガイド
２７，４７  慣性体スプール
２８  １対のスプリング
４１  セパレータ
４４Ａ  連通孔
４４Ｂ  連通孔
【図１】
0003895425.tif 000002
【図２】
0003895425.tif 000003
【図３】
0003895425.tif 000004