(57)【要約】【課題】２つの流体室による減衰機構で、加振振動数に対する減衰力ピークを複数持たせることが可能な流体サスペンション装置を提供する。【解決手段】２つの空気室Ｓ１、Ｓ２を気柱管１０で連通する。その気柱管１０に摺動バルブ１１を配置する。その摺動バルブ１１にオリフィス１２を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの流体室をオリフィスを介して連通する流体サスペンション装置において、２つの流体室を連通する連通路内に流体室の圧変化に応じて摺動する摺動部品を設けたことを特徴とする流体サスペンション装置。
【請求項２】
２つの流体室をオリフィスを介して連通する流体サスペンション装置において、
上記２つの流体室を連通する連通路と、上記オリフィスを設けた部品であって上記連通路内に当該連通路に沿って摺動可能に配置した摺動部品と、を備えることを特徴とする流体サスペンション装置。
【請求項３】
上記連通路は、所定の軸に沿って延びる柱状の空間を形成し、その柱状の空間内に、１又は２以上の柱状の摺動部品を配置し、その摺動部品側面に設けた摺動部が上記連通路の壁面に摺接していることを特徴とする請求項２に記載した流体サスペンション装置。
【請求項４】
上記連通路に、摺動部品が流体室へ移動することを阻止するストッパ部を設けることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載した流体サスペンション装置。
【請求項５】
上記摺動部品に形成するオリフィスを、螺旋状に形成することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載した流体サスペンション装置。
【請求項６】
摺動部品に２つの流体室を連通する貫通穴を形成し、その貫通穴に対しオリフィスを形成したオリフィス部品を当該貫通穴に沿って相対移動可能な状態で摺接させることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載した流体サスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧式の減衰機構を有するエアサスペンション装置（空気ばね装置）その他の流体サスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液圧式の減衰機構を有するエアサスペンション装置としては、例えば特許文献１などに記載される構造のものがある。このような従来のエアサスペンション装置は、容積可変の空気室と容積固定の空気室とを気柱管からなるオリフィスで連通して構成する。そして、オリフィス内の空気柱は、２つの空気室の圧縮空気弾性体に支えられた質量として運動する。
すなわち、オリフィス内の空気質量をマスとし、空気がオリフィス内を移動する際の内部抵抗を用いて減衰力を発生する。
【特許文献１】特開２００２−３２３０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のように上記エアスプリング装置は、オリフィス内の空気質量をマスとし、空気がオリフィス内を移動するときの摩擦抵抗を減衰力としている。この減衰力は、加振振動数に依存する。このため、このオリフィスによる減衰力のピークは、２つの空気室当たり一箇所だけとなる。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、２つの流体室による減衰機構で、加振振動数に対する減衰力ピークを複数持たせることが可能な流体サスペンション装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の流体サスペンション装置は、２つの流体室をオリフィスを介して連通すると共に、流体室の圧変化に応じて摺動する摺動部品を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、オリフィス内の空気の内部摩擦による減衰力とは別に、摺動部品が摺動する際の摩擦抵抗による減衰力を有する。この結果、加振振動数に対する減衰力ピークを少なくとも２つにすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本実施形態に係る流体サスペンション装置を示す断面図である。本実施形態では、流体として空気を使用する場合で例示する。また、車両に搭載する流体サスペンション装置を例示する。
（構成）
図１に示すように、軸を上下に向けたピストンシリンダ１から上方にピストンロッド２が突出している。また、上記ピストンシリンダ１の上端部にシール部材３を配置している。そのシール部材３は、上記ピストンロッド２を案内可能に支持している。これによって、ピストンロッド２は、ピストンシリンダ１と同軸に進退可能となっている。
【０００７】
上記ピストンロッド２の上端部に、容積固定の空気室Ｓ１（第１空気室Ｓ１とも呼ぶ。）を形成する密封容器体４が連結している。この密封容器体４は、ピストンロッド２を中心として当該ピストンロッド２外周を囲む環状の容器である。そして、この密封容器体４を、ボルト５によって車体６に取り付ける。また、ピストンシリンダ１の下端部に車輪側取付け部７を設ける。そして、その車輪側取付け部７を介して、ピストンシリンダ１の下端部を、不図示の車輪側部材（サスペンションリンクやアクスルなど）に連結する。
【０００８】
また、上記ピストンシリンダ１の上部及び突出しているピストンロッド２の外周を囲むように、ラバーチューブ７を配置する。ラバーチューブ７は、筒状の弾性体である。ラバーチューブ７の上端部７ａは、上記密封容器体４の下部の側面全周に気密性を持って連結する。また、ラバーチューブ７の下端部７ｂは、ピストンシリンダ１の側面に気密性を持って連結する。
【０００９】
なお本実施形態では、ピストンシリンダ１の側面に対し、ピストンシリンダ１の肉厚よりも肉厚のスリーブ８を同軸に固定する。そして、そのスリーブ８を介して、ラバーチューブ７の下端部７ｂを、ピストンシリンダ１の側面に取り付けている。
以上の構成で、ラバーチューブ７内に容積可変の空気室Ｓ２（第２空気室Ｓ２とも呼ぶ。）を形成する。
【００１０】
また、上記密封容器体４は、第２空気室Ｓ２側の一部が肉厚になっていて、その肉厚部に、図１及び図２に示すように、第２空気室Ｓ２と第１空気室Ｓ１を連通する気柱管１０を形成する。気柱管１０は、円柱形状をしていると共に、その気柱管１０の両端部が、それぞれ内向きフランジによって小径に絞った小径部１０ａとなっている。本実施形態では、気柱管１０を、ピストンロッド２の軸に沿って配置、つまり上下に軸を向けて配置する。
【００１１】
その気柱管１０内に摺動バルブ１１を配置する。摺動バルブ１１は、図２及び図３に示すように、短柱形状をしていると共に、その中央部に貫通孔からなるオリフィス１２を形成しておく。また、上記摺動バルブ１１の側面全周に、ゴム部材等からなる摩擦を発生する環状部材１３を固定し、その環状部材１３を上記気柱管１０の壁面に摺接させる。上記環状部材１３は、摺動バルブ１１の軸方向に離して２条以上設ける。図２及び図３では２条の場合を例示している。
ここで、摺動バルブ１１は摺動部品を構成する。気柱管１０は連通路を構成する。小径部１０ａはストッパ部を構成する。空気室Ｓ１、Ｓ２は流体室を構成する。環状部材１３が摺動部を構成する。
【００１２】
（動作）
車輪が上下ストロークするに伴い、ピストンシリンダ１が上下にストロークする。これに伴い、第２空気室Ｓ２を加振して、第２空気室Ｓ２内の空気に圧力変化が発生する。
この第２空気室Ｓ２の空気の圧力変化によって、上記摺動バルブ１１は、気柱管１０の壁面に摺動しながら当該気柱管１０内で相対変位（微振動）する。このときに摺動バルブ１１と気柱管１０との間に発生する摩擦抵抗によって、入力した加振振動を減衰する減衰力を発生する。
同時に、第２空気室Ｓ２の空気の圧力変化によって、摺動バルブ１１に設けたオリフィス１２内の空気質量をマスとした内部摩擦抵抗によっても、入力した加振振動を減衰する減衰力を発生する。
すなわち、２つの空気室Ｓ１、Ｓ２の圧縮空気弾性体によって支えられた質量として、摺動バルブ１１及びオリフィス１２内の空気質量の２つのマスを有し、その２つのマスが運動する。したがって、本実施形態の流体サスペンション装置の挙動は、図４に示すような振動モデルで表される。
【００１３】
図４中の符号は次の通りである。
Ｍ１：摺動バルブ１１の質量
Ｍ２：オリフィス１２内の空気質量
Ａの摩擦：気柱管１０と摺動バルブ１１との間に発生する摩擦
Ｃの摩擦：オリフィス１２内の内部摩擦
このように、基本的には、気柱管１０と摺動バルブ１１との間に発生する摩擦と、気柱管１０内の内部摩擦との２つで減衰力が発生する。ただし、オリフィス１２を形成する摺動バルブ１１が振動することから、摺動バルブ１１とオリフィス１２の壁面との間でも摩擦（図４中のＢの摩擦）が発生して減衰に寄与している。
【００１４】
このように、２つの空気室Ｓ１、Ｓ２において、２種類の減衰手段によって減衰力を発生する。
ここで、摺動バルブ１１で減衰力を発生する摩擦は動摩擦である。したがって、摺動バルブ１１が滑らかに動くように、静摩擦と動摩擦との差が小さくなるように設計することが好ましい。例えば、摺動する環状部材１３の材質や気柱管１０への接触圧などで調整する。
【００１５】
（効果）
（１）２つの空気室Ｓ１、Ｓ２内の圧力変動で振動して減衰力を発生するマスとして、オリフィス１２内の気体である空気柱と、固体である摺動バルブ１１との２つを持つ。これによって、図５に示すように、２つの空気室Ｓ１、Ｓ２で２箇所の減衰力ピークを設定することが可能となる。また、そのピークの重ね合わせ（図５中実線）で、加振振動数に対し広範囲に減衰力を発生できる。
なお、２つの空気室Ｓ１、Ｓ２を複数のオリフィス１２で連通する構成では、その複数のオリフィス１２で一つの振動系を構成するので、減衰力のピークは一箇所となる。
【００１６】
（２）気柱管１０と摺動バルブ１１との間に発生する摩擦は、固体と固体との間の摩擦であるので、オリフィス１２内の内部摩擦と比較して摩擦力が大きい。これによって、減衰力ピークにおける減衰力は、オリフィス１２による減衰力よりも摺動バルブ１１による減衰力の方が大きい。従って、より大きな減衰力を発生することが可能となる。
図５中、符号Ｐ１が摺動バルブ１１による減衰力であり、符号Ｐ２がオリフィス１２による減衰力である。
なお、オリフィス１２による減衰力を高くするには、空気室Ｓ１、Ｓ２内の内圧を高くすることが考えられる。このとき、内圧が高くするほど、ラバーチューブ７やシール部品の耐久性を高く設定する必要がある。
【００１７】
（３）また、オリフィス１２を形成した摺動バルブ１１自体が振動する。このため、オリフィス１２による減衰として、オリフィス１２内の内部摩擦とは別に、振動する摺動バルブ１１とオリフィス１２の壁面との間の摩擦抵抗分だけ減衰力を稼ぐことができる。このため、オリフィス１２が移動しない場合と比較して、オリフィス１２で発生する減衰力を同程度確保するのに、空気室Ｓ１、Ｓ２内の空気圧を低減して使用することが可能となる。
【００１８】
（４）また、気柱管１０を柱状の空間とし、摺動バルブ１１も柱状の空間としているので、摺動バルブ１１は気柱管１０に沿って相対移動し易くなっている。また、摺動バルブ１１の側面に設けた環状部材１３を適宜選択することで、気柱管１０と摺動バルブ１１との摩擦力を調整することが可能となる。
なお、摺動バルブ１１の減衰力ピークの周波数は、摺動バルブ１１の質量によって調整する。
【００１９】
（５）また環状部材１３を軸方向に沿って２条以上配置することで、気柱管１０に対する摺動バルブ１１の姿勢が安定する。すなわち安定して摺動バルブ１１が相対移動し易くなる。
（６）気柱管１０に小径部１０ａを形成することで、摺動バルブ１１が気柱管１０から空気室Ｓ１、Ｓ２側に移動することが回避される。すなわち、常に摺動バルブ１１を気柱管１０内に収容した状態にすることが可能となる。
【００２０】
（変形例）
（１）図２に一点鎖線（符号Ｄ）で示すように、一つの気柱管１０内に２以上の摺動バルブ１１を配置するようにしても良い。
この場合には、固体マスとしての摺動バルブ１１を複数直列に配置した振動モデルを提供することができる。
（２）摺動バルブ１１側面に設ける環状部材１３は、図６のように、一つの環状部材１３を被覆させても良い。接触面積が増える分だけ摩擦力が大きく設定可能となる。
【００２１】
（３）また、上記実施形態では、摺動バルブ１１に形成するオリフィス１２を直線状に形成する場合を例示しているが、オリフィス１２の形状はこれに限定されない。
たとえば、図７に示すように、オリフィス１２を螺旋状に形成する。
この場合には、オリフィス１２の空気マスを稼ぐことで、オリフィス１２による減衰力ピーク値の大きさや周波数位置を変更することが可能となる。
【００２２】
（４）図８に示すように、摺動バルブ１１に貫通穴１１ａを形成し、その貫通穴１１ａにオリフィス２２を形成した円筒状のバルブ本体２０を摺動可能に配置する構成としても良い。ここで、バルブ本体２０はオリフィス部品を構成する。
この場合には、２つの空気室Ｓ１、Ｓ２の圧力変動によって、摺動バルブ１１に対しバルブ本体２０が相対移動する際の摩擦抵抗によっても減衰力を発生可能となる。
【００２３】
（５）また、図９のように、上記気柱管１０とは別に、２つの空気室Ｓを連通するオリフィス２４を設けても良い。この場合、気柱管１０内の摺動バルブ１１の代わりに摺動体２３を配置する。この摺動体２３は、オリフィス１２を形成しないことを除いて、上記摺動バルブ１１と同じ構造とすればよい。
上記の実施形態と同様な効果を奏する。またこの場合には、摺動体２３にオリフィス用の貫通穴を形成しなくても良い。
（６）上記空気室Ｓ１、Ｓ２に空気を封入する場合を例示しているが、ヘリウムその他の気体を空気室Ｓ１、Ｓ２に封入しても良い。また、空気室Ｓ１、Ｓ２内に水その他の液体を封入しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る流体サスペンション装置を示す断面図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係る部分拡大図である。
【図３】摺動バルブを示す図である。
【図４】本発明に基づく実施形態に係る振動モデルを示す図である。
【図５】本発明に基づく実施形態に係る減衰力特性を示す図である。
【図６】環状部材の別例を示す図である。
【図７】オリフィスの別例を示す図である。
【図８】摺動部品を入れ子状とした場合を例示する図である。
【図９】摺動部品とオリフィスとを別のところに設けた例を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１     ピストンシリンダ
２     ピストンロッド
４     密封容器体
７     ラバーチューブ
１０   気柱管（連通路）
１０ａ   小径部（ストッパ部）
１１   摺動バルブ（摺動部品）
１２   オリフィス
１３   環状部材（摺動部）
２０   バルブ本体（オリフィス部品）
２２   オリフィス
２３   摺動体（摺動部品）
２４   オリフィス
Ｓ１   第１空気室（流体室）
Ｓ２  第２空気室（流体室）
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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