(57)【要約】  車両のためのアクティブ懸架システムであって、該システムはシリンダーと該シリンダー内に設けられて往復運動を行うメインピストンとを含む少なくとも１の流体駆動ラムと、車両が横加速に対応して車体のロールに対して反作用するための、ラム内の前記メインピストンの均衡位置を制御する制御手段とを含み、  前記ラムは、上部インナーシール部材と、下部インナーシール部材とを含む緩衝手段を含み、該上部インナーシール部材と該下部インナーシール部材とが前記メインピストン内に設置されることにより、前記ラム内の作動流体が過渡的な圧力上昇にさらされた場合に、前記メインピストンが均衡位置から急速に移動するアクティブ懸架システム。【選択図】  図２９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のためのアクティブ懸架システムであって、該システムはシリンダーと該シリンダー内に設けられて往復運動を行うメインピストンとを含む少なくとも１の流体駆動ラムと、車両が横加速に対応して車体のロールに対して反作用するための、ラム内の前記メインピストンの均衡位置を制御する制御手段とを含み、
前記ラムは、上部インナーシール部材と、下部インナーシール部材とを含む緩衝手段を含み、該上部インナーシール部材と該下部インナーシール部材とが前記メインピストン内に設置されることにより、前記ラム内の作動流体が過渡的な圧力上昇にさらされた場合に、前記メインピストンが均衡位置から急速に移動し、
前記メインピストンはメインボディーを含み、該メインボディーには上部部材及び下部部材が装着され、前記上部インナーシール部材は前記上部部材の内側表面に対して密閉配置に収まるように配置されるとともに、該上部インナーシール部材の上側表面が、前記メインピストン上部に位置する上部作動室と直接的に連通するように配置され、該上部インナーシール部材の下側表面は、前記メインピストン下部に位置する下部作動室と直接的に連通するように配置され、下部インナーシール部材は前記下部部材の内側表面に対して密閉配置に収まるように配置されるとともに、該下部インナーシール部材の上側表面が、前記上部作動室と直接的に連通するように配置され、該下部インナーシール部材の下側表面部は、前記下部作動室と直接的に連通するように配置され、
前記上部作動室内の圧力が過渡的に上昇することにより、前記上部インナーシール部材が前記上部部材に対する密閉配置から離れるように移動し、該移動により前記上部作動室から前記下部作動室への流体流入が可能となり、さらに前記下部作動室内の圧力が過渡的に上昇することにより、前記下部インナーシール部材が前記下部部材に対する密閉配置から離れるように移動し、該移動により前記下部作動室から前記上部作動室への流体流入が可能となることを特徴とするアクティブ懸架システム。
【請求項２】
前記シール部材がダイヤフラムとして形成されることを特徴とする請求項１に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項３】
前記上部インナーシール部材と前記下部インナーシール部材との間で弾性手段が作用することにより、前記上部インナーシール部材及び前記下部インナーシール部材が夫々の前記密閉位置に保持されるように付勢されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項４】
前記弾性手段がウェーブワッシャーとして形成されることを特徴とする請求項３に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項５】
メインピストンは内部シリンダーを有し、該内部シリンダーは該内部シリンダー内を移動する対向配置された一対の圧力逃がしピストン４を有し、上部に位置する方の該圧力逃がしピストンは、前記上部インナーシール部材に対して上方向に圧力を加え、下部に位置する方の該圧力逃がしピストンは、前記下部インナーシール部材に対して下方向に圧力を加えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項６】
前記弾性手段が、前記上部圧力逃がしピストンと前記上部インナーシール部材との間に設置されることを特徴とする請求項３に従属する請求項５に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項７】
前記メインピストンは、前記上部圧力逃がしピストンと前記下部圧力逃がしピストンとの間に、制御圧を有する作動流体を供給する流体制御ダクトを有し、前記上部圧力逃がしピストン及び前記下部圧力逃がしピストンから前記上部インナーシール部材及び前記下部インナーシール部材に対して加えられる力を調節するために、前記制御圧が可変に構成されることを特徴とする請求項５又は６に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項８】
前記車両がカーブ走行する際により硬い緩衝動作が提供されるように、該車両の横加速度の上昇に伴って前記制御圧が上昇するように構成されることを特徴とする請求項７に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項９】
前記車両の横加速度が実質的にゼロの場合には、前記上部圧力逃がしピストン及び前記下部圧力逃がしピストンは互いに直接的に当接し、前記車両の横加速度上昇に伴い前記制御圧が上昇すると、該上部圧力逃がしピストン及び該下部圧力逃がしピストンは、夫々前記上部インナーシール部材及び前記下部インナーシール部材に向かって互いに離間するように移動することを特徴とする請求項８に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１０】
前記流体制御ダクトから流体が流入して該流体が前記上部圧力逃がしピストン及び前記下部圧力逃がしピストンに作用し、該上部圧力逃がしピストン及び該下部圧力逃がしピストンが互いに離間するように外側に向かって移動するように、前記上部圧力逃がしピストン及び前記下部圧力逃がしピストンは、夫々縮小した断面積を有する当接面を有し、該当接面は、前記内部シリンダーの壁からは離れた位置に配置されることを特徴とする請求項９に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１１】
前記メインピストンは、前記上部作動空間及び前記下部作動空間を前記ラムの前記シリンダーにおける壁に対して密閉するためのピストンリングをそなえ、さらに前記流体制御ダクトが、該ピストンリングの内側表面へと制御圧を有する流体を供給し、該流体の供給により、該ピストンリングと前記ラムの前記シリンダーとの間の密閉当接を付勢するように配置されることを特徴とする請求項１０記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１２】
前記流体制御ダクトが前記ピストンリングの前記内側表面に対して前記内部シリンダーを介して流体を供給するとともに、前記上部圧力逃がしピストン及び前記下部圧力逃がしピストンが互いに直接的に当接している場合には、相対的に小さい断面積を有する前記当接面によって形成された通路を介して、該上部圧力逃がしピストン及び該下部圧力逃がしピストンの周囲に流体が供給されることを特徴とする請求項１１に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１３】
前期上部部材は前記メインボディーを覆うようにスリーブ状に配置され、該上部部材のリムは端部の位置まで延在しており、該端部は原位置において前記ピストンリングを前記メインボディーの出張部に対して押さえつけることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１４】
前記上部部材は、該開口により前記上部作動空間と前記上部インナーシール部材との間に直接的な連通を生じさせるために、該上部部材の上側表面に設けられた複数の開口を有し、さらに前記下部部材は、前記下部作動空間と前記下部インナーシール部材との間に直接的な連通を生じさせるために、該下部部材の下側表面に設けられた複数の開口を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１５】
前記複数の開口は、前記ラムの中心軸を囲むように等間隔で円形状に配置されることを特徴とする請求項１４に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１６】
第１の減衰ダクトは前記上部インナーシール部材と前記下部作動室との間を恒常的に連通させ、第２の減衰ダクトは前記下部インナーシール部材と前記上部作動室との間を恒常的に連通させることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１７】
前記メインピストンは前記ラムの中心軸の周囲に等間隔で配置された複数の前記内部シリンダーを有し、前記第１の減衰ダクト及び第２の減衰ダクトは、夫々該中心軸の周囲に等間隔で複数配置されることを特徴とする請求項１６に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１８】
前記メインピストンは、前記内部シリンダー、前記第１の減衰ダクト及び前記第２の減衰ダクトを夫々３つづつそなえることを特徴とする請求項１７に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項１９】
前記ラムのうち少なくとも１つのラムが、該ラムを前記車両のシャシ及び該車両のアクスルアセンブリとを連結するカップリング手段を含み、該少なくとも１つのラムは懸架システムのための緩衝装置を構成することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項２０】
前記車両は複数の車輪を含み、該複数の車輪は夫々前記車両シャシに前記アクスルアセンブリのうちの１つにより連結され、前記ラムのうち１つは前記車両シャシと、該車両シャシに対応する前記アクスルアセンブリとの間に連結配置されることを特徴とする請求項１９に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項２１】
前記車両は運転席側前輪及び後輪、及び助手席側前輪及び後輪を有する自動車であって、該自動車には運転席側前部ラム及び後部ラム、及び助手席側前部ラム及び後部ラムが設置され、一方では前記車両が一方の方向にカーブ走行する場合に、前記制御手段により前記運転席側前部ラム及び後部ラムが第１の均衡位置へと同時に移動し、他方で前記一方の方向とは反対方向へと前記車両がカーブ走行する場合には、前記制御手段により前記助手席側前部ラム及び後部ラムが第２の均衡位置へと同時に移動することを特徴とする請求項２０に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項２２】
前記メインピストンはピストンロッド上に設置され、該ピストンロッドは前記制御手段より作動流体を受領する流体供給ダクトを含み、前記流体制御ダクトは該流体供給ダクトと前記内部シリンダーとを流体連結する流体通路をそなえることを特徴とする請求項７に従属する請求項８乃至２１のいずれか１に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項２３】
前記ピストンロッドは前記メインピストンから双方向に延長し、該ピストンロッドはさらに前記上部作動空間及び前記下部作動空間、及び前記シリンダーの上端部及び下端部を貫いて延長し、該ピストンロッドの構成により、前記上部作動室及び前記下部作動室の合計容積は、前記メインピストンが前記シリンダー内を移動する移動距離にかかわらず一定に維持されることを特徴とする請求項２２に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項２４】
前記上部作動室及び前記下部作動室内において圧力の過渡的上昇がない場合には、前記上部インナーシール部材及び前記下部インナーシール部材は、前記上部部材及び前記下部部材と夫々密閉当接し、前記上部作動室及び前記下部作動室内に圧力差を生じさせ、該圧力差により前記メインピストンを、前記車両の横加速度に依存して決定される夫々の均衡位置へと移動させるように前記制御手段を構成するとともに、決定された該夫々の均衡位置を維持するために該圧力差を維持するように前記制御手段を構成し、さらに前記流体供給ダクトに前記上部作動室及び前記下部作動室に供給される圧力のうち高い方の圧力を供給するように前記制御手段を構成することを特徴とする請求項２２又は２３に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項２５】
前記上部作動室及び前記下部作動室のいずれかにおいて流体圧が過渡的に上昇した場合、前記上部インナーシール部材及び下部インナーシール部材が移動し、該移動により前記ピストンが前記均衡位置から急速に移動し、その一方で前記上部作動室及び前記下部作動室における前記圧力差は維持されることを特徴とする請求項２４に記載のアクティブ懸架システム。
【請求項２６】
実質的に添付の図面を参照して説明したアクティブ懸架システム。
【請求項２７】
調節可能な緩衝装置として使用される油圧ラムであって、該ラムはシリンダーと、ピストンロッドに設置され、該シリンダー内の上部作動室と下部作動室とを画定するメインピストンとを有し、
該ラムは、前記メインピストン内に設置される上部インナーシール部材及び下部インナーシール部材を含む緩衝手段を含み、該配置により、該ラム内の作動流体が過渡的な圧力上昇にさらされた場合に、前記メインピストンが均衡位置から急速に移動し、
前記メインピストンはメインボディーを含み、該メインボディーには上部部材及び下部部材が装着され、前記上部インナーシール部材は前記上部部材の内側表面に対して密閉配置に収まるように設置され、該上部インナーシール部材はさらに、該上部インナーシール部材の上側表面が、前記メインピストン上部に位置する上部作動室と直接的に連通するように配置され、該上部インナーシール部材の下側表面は、前記メインピストン下部に位置する下部作動室と直接的に連通するように配置され、一方で前記下部インナーシール部材は前記下部部材の内側表面に対して密閉配置に収まるように設置され、該下部インナーシール部材はさらに、該下部インナーシール部材の上側表面が、前記上部作動室と直接的に連通するように配置され、該下部インナーシール部材の下側表面は、前記下部作動室と直接的に連通するように配置され、
前記ピストンロッド内部には流体制御ダクトが設けられ、該流体制御ダクトが前記メインピストン内の通路と連通することで、該流体制御ダクトと、前記メインボディーの内部シリンダー内に配置された上部圧力逃がしピストン及び下部圧力逃がしピストンとの間の流体連通が可能となり、該流体連通により該上部シール部材及び該下部シール部材に対してシール力が働き、さらに油圧流体供給手段により高圧の作動流体が前記上部作動室へ、低圧の作動流体が前記下部作動室へと供給され、前記メインピストンに加わる圧力差により、前記ラムが荷重を支持することが可能となり、また、作動中に前記流体制御ダクトに対して高圧が加わることにより、前記上部シール部材及び前記下部シール部材が密閉配置に配置される一方で、前記上部作動室内で流体圧が過渡的に上昇した場合には、前記上部インナーシール部材が過渡的に前記上部部材に対する前記密閉配置から移動し、該移動により前記上部作動室から前記下部作動室への流体流入が可能となり、前記下部作動室内で流体圧が過渡的に上昇した場合には、前記下部インナーシール部材が過渡的に前記下部部材に対する前記密閉配置から移動し、該移動により前記下部作動室から前記上部作動室への流体流入が可能となることを特徴とする油圧ラム。
【請求項２８】
実質的に添付の図面を参照して説明した緩衝装置として使用可能な油圧ラム。
【請求項２９】
請求項１乃至２６のいずれか１に記載のアクティブ懸架システムを有する車両。
【請求項３０】
請求項１乃至２６のいずれか１に記載のアクティブ懸架システムを有する車両であって、該アクティブ懸架システムにおける流体駆動ラムが、請求項２７又は２８に記載のラムであることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブ懸架システム、及び流体圧駆動ラムを含む該アクティブ懸架システムのための構成部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブ懸架システムは公知である。該システムは、一般的に横加速度によって生じる車体のロールに反作用することを目的とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、車両のための改善されたアクティブ懸架システムを提供することである。
【０００４】
本発明の別の目的は、車両のためのアクティブ制御システムに用いられる流体駆動ラムを提供することである。
【０００５】
本発明のさらなる別の目的は、調節可能剛性を持つ緩衝装置を提供することである。
【０００６】
本発明のさらなる別の目的は、流体圧駆動ラムを提供することである。該ラムは、該ラムにおけるピストンを挟んだ圧力に圧力差を持たせることにより荷重を支持することが出来、さらに該ラムは、該ラムが未だ荷重を支持可能である状態下において、過渡的に圧力が上昇した場合に、ピストンの減衰動作を可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面によると、車両のためのアクティブ懸架システムは、シリンダーと該シリンダー内に設けられて往復運動を行うメインピストンとを含む少なくとも１の流体圧駆動ラムと、車両の横加速度に反応して車体のロールに対して反作用するための、ラム内のピストンの均衡位置を制御する制御手段とをそなえる。
ラムは、上部インナーシール部材と、下部インナーシール部材とを含む緩衝手段を含み、該上部インナーシール部材と下部インナーシール部材とがメインピストン内に設置されることにより、ラム内の作動流体が過渡的な圧力上昇にさらされた場合に、メインピストンが均衡位置から急速に移動する。
メインピストンは、メインボディーを含み、該メインボディーには上部部材及び下部部材が装着され、上部インナーシール部材は上部部材の内側表面に対して密閉配置に収まるように設置される。該上部インナーシール部材はまた、該上部インナーシール部材の上側表面が、メインピストン上部に位置する上部作動室と直接的に連通するように配置され、該上部インナーシール部材の下側表面は、メインピストン下部に位置する下部作動室と直接的に連通するように配置される。下部インナーシール部材は下部部材の内側表面に対して密閉配置に収まるように設置される。該下部インナーシール部材はまた、該下部インナーシール部材の上側表面が、上部作動室と直接的に連通するように配置され、該下部インナーシール部材の下側表面は、下部作動室と直接的に連通するように配置される。
上部作動室内の圧力が過渡的に上昇することにより、上部インナーシール部材が上部部材に対する密閉配置から離れるように移動し、それにより上部作動室から下部作動室への流体流入が可能となる。さらに下部作動室内の作動流体の圧力が過渡的に上昇することにより、下部インナーシール部材が下部部材に対する密閉配置から離れるように移動し、それにより下部作動室から上部作動室への流体流入が可能となる。
【０００８】
調節可能な緩衝装置として使用される流体圧（油圧）駆動ラムは、シリンダーと、ピストンロッド上に設置されて該シリンダー内の上部作動室と下部作動室とを画定するメインピストンとを含む。
該ラムは、上部インナーシール部材と、下部インナーシール部材とを含む緩衝手段を含み、該上部インナーシール部材と下部インナーシール部材とがメインピストン内に設置されることにより、ラム内の作動流体が過渡的な圧力上昇にさらされた場合に、ピストンが均衡位置から急速に移動する。
メインピストンは、メインボディーを含み、該メインボディーには上部部材及び下部部材が装着され、上部インナーシール部材は上部部材の内側表面に対して密閉配置に収まるように設置される。該上部インナーシール部材はまた、該上部インナーシール部材の上側表面が、メインピストン上部に位置する上部作動室と直接的に連通するように配置され、該上部インナーシール部材の下側表面は、メインピストン下部に位置する下部作動室と直接的に連通するように配置される。下部インナーシール部材は下部部材の内側表面に対して密閉配置に収まるように設置される。該下部インナーシール部材はまた、該下部インナーシール部材の上側表面が、上部作動室と直接的に連通するように配置され、該下部インナーシール部材の下側表面は、下部作動室と直接的に連通するように配置される。
さらに、ピストンロッド内部には流体制御ダクトが設けられる。該流体制御ダクトがメインピストン内の通路と連通することで、該流体制御ダクトと、メインボディーの内部シリンダー内に配置された上部圧力逃がしピストン及び下部圧力逃がしピストンとの間の流体連通が可能となり、該流体連通により、上部シール部材及び下部シール部材に対してシール力が働く。さらに油圧流体供給手段により高圧の作動流体が上部作動室へ、低圧の作動流体が下部作動室へと供給され、メインピストンに加わる圧力差により、ラムが荷重を支持することが可能となる。また、作動中に流体制御ダクトに対して高圧が加わることにより、上部シール部材及び下部シール部材が密閉配置に配置される。しかしながら、上部作動室内で流体圧が過渡的に上昇した場合には、上部インナーシール部材が過渡的に上部部材に対する密閉配置から移動し、それにより上部作動室から下部作動室への流体流入が可能となり、下部作動室内で流体圧が過渡的に上昇した場合には、下部インナーシール部材が過渡的に下部部材に対する密閉配置から移動し、それにより下部作動室から上部作動室への流体流入が可能となる。
【０００９】
本発明に関するさらなる詳細な説明を添付の図面に示す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】円軌道上を旋回する車両の概略図である。
【図２】前記車両の正面図である。
【図３】アクティブ懸架システムの一部を示す概略図である。
【図４】前記アクティブ懸架システムの概略図である。
【図５】ラムの簡略化された断面図である。
【図６】図５における軸方向一部の詳細図である。
【図７】前記ラムの機能を示す略図である。
【図８】前記ラムの機能を示す略図である。
【図９】前記ラムの機能を示す略図である。
【図１０】メインピストンの等角図である。
【図１１】前記メインピストンの等角図である。
【図１２】前記メインピストンの側面図である。
【図１３】前記メインピストンの平面図である。
【図１４】前記メインピストンの底面図である。
【図１５】１５−１５線断面図である。
【図１６】１６−１６線断面図である。
【図１７】１７−１７線断面図である。
【図１８】前記メインピストンの底面図である。
【図１９】１９−１９線断面図である。
【図２０】２０−２０線断面図である。
【図２１】２１−２１線断面図である。
【図２２】２２−２２線断面図である。
【図２３】２３−２３線断面図である。
【図２４】２４−２４線断面図である。
【図２５】２５−２５線断面図である。
【図２６】上部押さえワッシャの詳細を示す概略図である。
【図２７】下部押さえワッシャの詳細を示す概略図である。
【図２８】本発明の別の実施形態を示す概略図である。
【図２９】別のメインピストンを示す断面図である。
【図３０】図２９に示すメインピストンの分解図である。
【図３１】図２９に示すメインピストンにおけるピストンロッドの断面図である。
【図３２】図２９に示すメインピストンの断面図であり、該メインピストン上部で過渡的に流体圧が上昇した場合の、該メインピストンの動作を示す。
【図３３】図２９に示すメインピストンの断面図であり、車両が横加速した場合の、該メインピストンの動作を示す。
【図３４】前記メインピストンの断面図であり、該メインピストン下部で過渡的に流体圧が上昇した場合の、該メインピストンの動作を示す。
【図３５】図２９に示すメインピストンにおける上部部材の垂直断面図及び上面図を示す。
【図３６】図２９に示すメインピストンにおけるメインボディーの垂直断面図及び上面図を示す。
【図３７】図３６に示すメインボディーの底面図及び垂直断面図を示す。
【図３８】図２９に示すメインピストンにおける下部部材の底面図及び垂直断面図を示す。
【図３９】図２９に示すメインピストンの概略斜視図を示す。
【図４０】本発明の別の実施形態におけるラムの簡略化された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１及び図２は、半径Ｒの円軌道４上を通行する車両２を示す。該車両は、Ｖ２／Ｒ（Ｖ：車両の速度）に比例する遠心加速度Ａにさらされている。加速した車両は、円軌道４の略水平方向及び接線方向にある軸６を中心として回転する性質を持ち、車両の内側８は浮き上がり、一方で車両の外側１０が道路３に接近する。車両２はアクティブ懸架システム１２を有しており、該アクティブ懸架システムは、後述するように車両における回転の外側に位置する一方の側を引き上げ、一方で車両における回転の内側に位置する他方の側を下げる性質を持つ。
【００１２】
図３及び図４はアクティブ懸架システムの原理を示す概略図である。該システムは４つの複動式油圧ラム１４、１６、１８及び２０を含む。該夫々のラムは、車両における複数の車輪のうちの１つ（不図示）に関連づけられている。ラム１４及び１６は夫々車両右側の前輪あるいは後輪に付随しており、ラム１８及び２０は夫々車両左側の前輪あるいは後輪に付随している。ラム１４、１６、１８及び２０は、一般的に車両懸架装置に設けられている緩衝装置に置き換えることが出来る。図３は、車両シャシ２２と、車両右側の前輪が設置されるアクスル２６を含むアクスルアセンブリ２４との間を連結するラム１４を図式的に示す。該アクスルアセンブリ２４はドロップアーム２８と連結しており、該ドロップアームの一端は車両のシャシ２２に、典型的には回動可能に接続される。コイルばね３０は、通常の方式にてシャシ２２とアクスルアセンブリ２４との間で作動する。ラム１４は便宜上コイルばね３０内に配置され、他のラムもまた同様のあるいは類似の方式で設置される。
【００１３】
図４はラム１４、１６、１８及び２０を作動するための油圧制御システムを概略的に示す。該システムは、制御バルブ３６の入口に接続する出力ライン３４を含む油圧ポンプ３２をそなえる。該制御バルブ３６は振り子質量３８及び振り子腕４０とを含む振り子に接続される。制御バルブ３６は、先行技術文献ＷＯ９４／０２７６７に開示されているものと同一であり、該先行技術文献の内容をここで説明するに、制御バルブ３６は出力ライン４２、４４及び戻しライン４６を含み、該戻しラインは油圧油タンク（不図示）を含んでもよい。制御バルブ３６は、振り子腕４０の軸４８が車両の長手方向に向くように（すなわち、図１の軸６と平行になるように）車両に配置される。車両がカーブを曲がる時、振り子腕がカーブの方向に対応して、左あるいは右に揺動する。制御バルブ３６により、ポンプ３２は出力ライン３４において相対的に高い圧力を生じさせる。該出力ラインはバルブ３６の出口の一方にも設けられている。他方の出力ラインは、ポンプへと連通する戻しライン４６における圧力と同様の、相対的に低い戻し圧力にとどまる。一般的には、油圧ラインは制御バルブ３６の出口からラム１４、１６、１８及び２０へと接続するが、該油圧ラインは車両の左右側においては互いに反対の構成をとる。具体的には、出力ライン４２はラム１４及び１６の頂部に接続されるとともに、ラム１８及び２０の底部にも接続される。同様に、出力ライン４４はラム１８及び２０の頂部に接続されるとともに、ラム１４及び１６の底部にも接続される。システムにはさらに、ポンプの出力ライン３４から各ラムのピストンへと接続する制御ライン５０が設けられる。該制御ラインについては以下に詳しく述べる。
【００１４】
アクティブ制御懸架の作動は以下のように行われる。車両２が直線状に走行する場合、バルブ３６によりポンプの出力ライン３４が戻しライン４６と接続する。したがってこの場合はポンプの吐出圧力は約１５ｐｓｉと相対的に低くなる。しかしながら、車両が左にターンした場合、バルブ３６における振り子が作動し、出口４２における圧力を上昇させる一方で、出口４４における圧力はポンプへの戻し圧力と同一のままに維持される。これにより、車両の右側に配置されたラム１４及び１６が伸長し、車両の左側に配置されたラム１８及び２０は収縮する。
【００１５】
シャシとアクスルアセンブリとの間に夫々のラムが連結しているため、車体ロール効果に反作用して、車両の右側が引き上げられ、一方車両の左側は引き下げられる。
【００１６】
バルブ３６は該バルブの出口４２における吐出圧力を発生させる。該吐出圧力は、前記引用文献ＷＯ９４／０２７６７に記載の横加速度に比例する。これにより、必要とされた角速度に比例して、車体が引き上げあるいは引き下げられる。実際には、ラムは主に横加速度、車両の重量及びコイルばね３０の特性によって決定した均衡位置へと移動する。
【００１７】
車両が右にターンした場合には逆の現象が起こる。この場合、制御バルブ３６が作動することにより、車両左側に配置されたラム１８及び２０が伸長し、車両の右側に配置されたラム１８及び２０は収縮する。この場合においても、車両の引き上げあるいは引き下げの度合いは横加速度に比例する。
【００１８】
上記したようなアクティブ懸架システムは車体ロールに対して効果的に反作用する。しかし当然のことながら、ラム１４、１６、１８及び２０は、特別な条件が存在しない限り、実質的には懸架システム内に緩衝力が存在しないことを意味している。このことは通常乗客や他の車両にとっては許容しがたいことであり、したがって、本発明のシステムは、ラム１４及び１６を二重に作動させるという特別の条件を設ける。すなわち、第１の作動モードにおいてラム１４及び１６は、横加速度等の因子によって決定された均衡位置へと移動する通常の複動式油圧ラムとして作動し、その結果車体のロールに対して反作用する。第２の作動モードにおいてラム１４及び１６は、過渡的に前記均衡位置から移動し、通常は車両懸架システムに内蔵されているような緩衝装置として機能する。ラムが緩衝装置として作動する一方で、車両の懸架を十分に機能させるためには、必然的に該ラムが該ラムに加わる荷重を支持可能である必要がある。言い換えれば、ラムが該ラムに加わる荷重を支持できない場合には、車両の車輪がホイールアーチと衝突するように崩壊したり、あるいは車輪が限界まで伸展状態となる可能性があるが、これらは当然のことながら望ましくない。ラムの過渡的作動については以下に詳しく述べる。
【００１９】
図５及び図６では、上記のような過渡的反応を可能とするラム１４の構造をより詳しく示す。ラム１６、１８及び２０はラム１４と同様に構成されるため、ここでは詳述しない。
【００２０】
図５にはラム１４が概略的に示される。該ラム１４は、通常方式にならい、シリンダー５２と、ピストンロッド５６上に設置されたメインピストン５４とを含み、該ピストン及び該ピストンロッドはシリンダー５２内でスライド可能である。ピストンの外周に延在する溝５５には、図示されているようにシール部材５３が配置される。シリンダー５２の上面及び底面近傍には流体カップリング５８及び６０が設けられ、該カップリングによりバルブ３６との流体連通が可能となる。ラム１４の場合は、上部カップリング５８が出力ライン４２と接続し、下部カップリング６０が出力ライン４４と接続する。シリンダー５２の頂部にカップリング６２が設けられ、該カップリング６２によって該シリンダー５２の頂部と車両のシャシ２２とが、通常方式にて接続される。ピストンロッド５６の下端部にはカップリング６４が設けられ、該カップリング６４によって、軸の下端部とアクスルアセンブリ２４とが接続される。ラム１４は図３に示す位置とは反対の位置に設置してもよく、すなわちシリンダー５２をアクスルアセンブリに接続し、ピストンロッド５６を車両シャシ２２に接続してもよい。上部作動室６５及び下部作動室６７はシリンダー５２内の、メインピストン５４の夫々上部あるいは下部に形成される。
【００２１】
車両が直線状に走行あるいは停車している場合、ライン４２及び４４内の圧力は等しく、さらにピストン５４は、シリンダー５２に対して相対的に略中心にある均衡位置に位置する。車両の懸架及びばねの効果によって、車両の車体（ばね付き質量）が、車輪及びアクスル（ばねを有さない質量）に対して相対的に、通常の静止位置に維持される。車両が左にカーブした場合、ライン４２内の圧力は横加速度の程度に対応して上昇するが、一方でライン４４内の圧力は、戻り圧力と同一の低圧に維持される。これにより、ピストン５４は横加速度の程度、車両の重量及びコイルばね３０を含む車両懸架装置における他の構成部材の特性を含む複数の因子に依存する新たな均衡位置へと下移動する。制御バルブは、車両の横加速度が継続する限り、ライン４２内の圧力を上昇させ続ける。したがって、ラム内のピストンを挟んで圧力差が生じ、該圧力差により、車両のカーブ走行中にラムが異なる荷重を支持することが可能となる。本発明によると、ラム１４はピストン５４がシリンダー内で過渡的にあるいは急速に移動することを可能にする緩衝手段をそなえ、該緩衝手段により、車両が走行する路面の起伏により生じるシリンダー内作動流体の急激な圧力上昇による影響を取り除くことが出来る。以下説明するように、ラムに加わる荷重を支持するために、ラム内のピストンを挟んだ圧力差を維持することで、圧力の急激な上昇を減衰することが出来る。
【００２２】
例えば、車両の車輪が隆起あるいは上向きの突起に接した場合、車輪は過渡的な上向きの力を生じ、該力はピストンロッド５６を介して伝達される。ピストン５４の上側表面６６はピストン上部にある作動流体を圧縮する傾向を有し、これによりシリンダー内で圧力スパイクが発生する。該圧力スパイクが解放されない限りは、懸架動作は極めて硬く、車両の乗客に不快な感覚を与える。車両の車輪が穴等に接した場合は、ばね３０により車輪の急速な跳ね返りあるいは下向きの移動が生じ、これによりピストン５４の下側表面６８がピストン下部にある作動流体において圧力スパイクを発生させる。同様に、該圧力スパイクが消散されない限りは、懸架動作は緩衝力を発揮しない。本システムによると、ピストン５４は圧力逃がし手段７０を含み、該圧力逃がし手段はシリンダー５２内におけるピストン５４の上下両側にある流体の圧力スパイクに対応して該圧力逃がし手段内に油圧流体を流過させ、それによりピストン５４が移動あるいは振動し、前記圧力スパイクの影響を無効にすることが出来る。したがってピストン５４は、場合によっては直線状にあるいは左右カーブ走行に妥当な圧力スパイクに優先して、均衡位置に戻る。尚、車両がカーブ走行する場合、作動室６５及び６７内で圧力差が生じるが、車両が直線状に走行する場合はピストン５４を挟んで圧力差は発生しない。
【００２３】
図示した配置において、ピストンロッド５６の上端部は、ピストン５４の中央軸方向ボア７４を通じて延在する狭径部７２を画定するショルダーを有し、狭径部７２の上端部はねじ状に形成されており、該上端部にはピストン５４をピストンロッド５６のショルダーに対して固定するための止めナットが設けられる。ピストンロッド５６のショルダーとピストン５４との間には下部ワッシャー７８が、止めナット７６とピストンの上側表面６６ｔの間には上部ワッシャー８０が配置される。
【００２４】
ロッド５６は軸方向に延在する流体制御ダクト８２を含み、該流体制御ダクトの下端部は、制御ライン５０と接続するカップリング８４と流体連結する。流体制御ダクト８２は半径方向に延在するダクト８６と連結している。図６に最もよく示されているように、ダクト８６から溝５５にかけて少なくとも１のダクト８８が設けられ、このためダクト８６内の油圧流体圧により、シール部材の外側方向に向かう、シリンダー５２の内側表面とのシール係合が付勢される。
【００２５】
図６は圧力逃がし手段７０の詳細を図式的に示す。図６はラム１４における軸方向の部分断面図である。ピストン５４は２つのバルブボア９２及び９４を含む。上部圧力逃がしバルブピストン９６及び下部圧力逃がしバルブピストン９８は、該ボア９２にスライド可能に設置される。圧縮ばね１００は、バルブピストン９６及び９８における互いに対向する内側表面の間で作用する。バルブピストン９６及び９８における夫々の外側端面１０２及び１０４は、シリンダー５２内の作動流体と接触している。ばね１００は、ピストン９６及び９８を離間させるように付勢するとともに、ピストン９６がワッシャー８０と、ピストン９８がワッシャー７８と夫々係合するように付勢する。ワッシャー７８及び８０は夫々ボア９２及び９４を部分的にのみ覆っており、それにより油圧流体が該ボア内に流入可能となる。以下、詳細を説明する。ボア９４もまた、上部圧力逃がしバルブピストン１０６及び下部圧力逃がしバルブピストン１０８とを含み、該バルブピストン１０６及び１０８は、圧縮ばね１１０によって互いに離間するように付勢される。さらに、端面１１２及び端面１１４は、夫々ワッシャー８０及び７８と係合し、該係合によりバルブピストンがボア９４内に保持されている。流体制御ダクト８２から延びるダクト８６は、バルブボア９２及び９４と連結している。したがって、流体制御ダクト８２内の流体圧は、全ての４つのバルブピストン９６、９８、１０６及び１０８の内側表面に対して常時一様に適用される。ばね１００及び１１０の機能は、主に１あるいは複数のバルブピストンの動作によってダクト８６が閉塞されないように流路を確保することである。バルブピストン９６及び９８はバルブボア９２を効果的に密閉し、バルブピストン１０６及び１０８も同様にバルブボア９４を密閉する。したがって、バルブピストン９８が図６に示すように閉位置にある場合には、メインピストン５４は固形体として作用し、ラム１４も通常の方式で機能する。上記構成により、ライン４２及び４４内の流体における圧力差を用いてラムの動作が制御可能となる。
【００２６】
ピストン５４は２以上の減衰ダクト１１６及び１１８を含む。下記で詳述するように、油圧流体は、圧力スパイクが発生した場合、あるいはピストン上下における圧力が過渡的に上昇した場合に、１のあるいは他の減衰ダクト内を急速に流過する。圧力スパイクは車両の車輪が予期せぬ隆起あるいは陥凹に接した場合に発生する。圧力スパイクは通常緩衝装置によって減衰されるが、本システムのラムにおいては減衰ダクト１１６及び１１８により、制御された減衰が可能になる。
【００２７】
図７〜図９はバルブピストン及び減衰ピストンがラム１４内でどのように機能するかを概略的に示すものである。本配置において、減衰ダクト１１６の一方の端部は、ピストン５４の下側表面６８の下部にある作動室６７に向かって開口しており、一方で減衰ダクト１１８はピストン５４の上側表面６６の上部にある作動室６５に向かって開口している。ラムの動作効率を向上させるために、該ラムは２以上の減衰ダクトを含んでもよい。以下に詳細を述べる。
【００２８】
図７において図式的に示すように、減衰ダクト１１６は、減衰ボア１２２内をスライド可能なように設置された減衰ピストン１２０をそなえ、該減衰ボア１２２は減衰ダクト１１６の一部を構成している。減衰ばね１２４は減衰ピストン１２０の下側表面に対して作用し、該作用によりピストンの上側表面が減衰バルブシート１２６に対して付勢される。バルブ１２６の下端部はワッシャー７８によってボア１２２内に保持される。バルブは第２の減衰ボア１３２内をスライド可能なように設置された第２の減衰ピストン１３０を含む。第２の減衰ばね１３４は減衰ピストン１３０の下側表面に対して作用し、該作用によりピストンの上側表面が減衰バルブシート１３６に対して付勢される。さらに、減衰ばね１３４はワッシャー８０によってボア１３２内に保持される。
【００２９】
図７は均衡位置にあるピストン５４を示す。該位置において、上側表面６６及び下側表面６８に加わる圧力は略同一であり、この場合圧力は相対的に低く、すなわち約１５〜３０ｐｓｉである。しかしながら車両がカーブ走行した場合には、作動室６５及び６７における実質的な圧力差が生じ、該圧力差により、カーブ走行中の車体ロールに対して反作用するために増加した荷重を、ラム１４が支持可能となる。上記したように、制御バルブ３６は、作動室６５及び６７内における相対的に高い方の圧力を、流体制御ダクト８２に常時供給可能なように配置され、該圧力の供給により、バルブボア９２及び９４内の圧力が、作動室６７あるいは６７内における最高圧力と常時等しくなる。車両が直線状に走行する場合には、夫々の圧力逃がしバルブピストン９６、９８、１０６及び１０８における互いに対向する端面に対して相対的に低い圧力が加えられ、該夫々のピストンは図７に示す閉位置に保持される。車両がカーブ走行する場合には、実質的な圧力差、すなわち約５００ｐｓｉ以上の圧力差が、作動室６５及び６７間に存在することが必要となるものの、ボア９２及び９４内に相対的に高い圧力が存在するため、圧力逃がしピストンは閉位置に保持される。圧力逃がしバルブピストン９６、９８、１０６及び１０８が図７に示すように該閉位置に位置する場合には、圧力逃がしピストンが減衰ダクト１１６及び１１８からの流体流入を防ぐため、減衰ピストン１２０及び１３０は夫々バルブシート１２６及び１３６に接したままの状態に保持される。
【００３０】
図８では、車両が隆起等に接した時にピストンロッド５６が急速に上移動した場合のピストン５４の反応を図式的に示す。ピストンロッド５６の急速な上移動により、ピストン５４上部にある作動室６５内の油圧流体圧が過渡的に上昇する。この圧力上昇が生じると、ピストン９６及び１０６の上端面がさらされているメインピストン５４上部の圧力が、該ピストンの下端面がさらされている均衡圧力と比べて過渡的に極めて高くなるため、バルブピストン９６及び１０６は急速に下移動する。ピストン９６及び１０６はしたがって矢印１３７に示すように急速に下移動する。ピストン９６が下移動することにより、移送ポート１３８を開放し、それにより減衰ダクト１１６内の圧力が急速に上昇する。減衰ダクト１１６内において圧力は急速に、減衰ばね１２４による付勢効果を克服するレベルにまで上昇し、それにより減衰ピストン１２０が減衰ボア１２２内にて下移動する。一旦この現象が起こると、ピストン５４上部の領域からピストン５４下部の領域へと油圧流体が流入可能となる。言い換えれば、該流体流入により、ピストン５４及びピストンロッド５６の急速な上移動が可能となる。すると作動室６５内の圧力が下降し、過渡的な圧力上昇が終了する。作動室６５内の圧力がボア９２内の圧力と等しくなると、圧力逃がしピストン９６はポート１３８を閉塞し、減衰ピストン１２０が閉位置に戻る。しかしながら、この時点ではピストンは急速に上移動しているため、あらゆる動的システムにおいて言えるように、オーバーシュートが発生し、シリンダー５２内におけるピストン５４下部の圧力が過渡的に下降する可能性がある。下記詳述するように、シリンダーが必要に応じた減衰動作によって再び均衡位置に戻らない限り、該過渡的な圧力下降状態は終了しない。図８に示す最初の圧力逃がし動作中は、バルブ１０８と減衰ピストン１３０は夫々閉位置に保持される。上部バルブピストン１０６はピストン９６と同様に下移動するものの、該下移動によって減衰（移送）ポートが開放されるか否かは、構成の配置に依存する。しかしながら、減衰ダクト１１８が閉鎖状態を保持し、該減衰ダクト１１８内に油圧流体を流過させることは明らかである。さらに、作動室６５及び６７内の２種類の圧力のうち、相対的に高い方の圧力が常時ボア９２及び９４内に存在するため、バルブピストン９６が過渡的に均衡位置から移動し、圧力の減衰が生じるとともに、一方では作動室６５及び６７内の圧力差が維持され、ラム１４が該ラム１４に加えられる荷重を支持することが出来る。
【００３１】
図９は、ピストン５４下部の作動室６７内の圧力を過渡的に上昇させる構成を概略的に示す。該圧力の上昇は、路面のくぼみ等に車両の車輪が落ち込んだ時に発生し、この場合ばね３０によりピストン５４が急速に下移動する。路面の隆起等に接触してピストン５４が隆起した場合にも、ピストン５４のオーバーシュートが発生している間に上記と同様の影響が生じる。この場合、チャンバー６７内の油圧流体において圧力が過渡的に上昇し、バルブピストン９８及び１０８の両方が、夫々の対応するばね１００及び１１０に向かって、矢印１４２に示すように急速に上移動する。ピストン１０８の上移動が、ポート１４４を開放し、それにより減衰ダクト１１８へ油圧流体が矢印１４６に示すように流入する。該油圧流体流入により、減衰ダクト１１８内で急速に圧力が生じ、該圧力が十分に形成されると、減衰ピストン１３０がバルブシート１３６から離れるように移動し、それによりダクト１１８を介して作動室６７へと、矢印１４６に示すように流体が流入する。さらに、バルブピストン１０８は圧縮ばね１１０に対して極めて軽く動くため、したがってポート１４４は極めて急速に開口する。減衰ピストン１３０は減衰ばね１３４による付勢効果を克服する。さらに該減衰ばね１３４のばね力は、応答の力学及び減衰の度合いに影響するように調節される。
【００３２】
減衰ばね１２４及び１３４が極めて軽く動く場合は、必然的に急速な減衰が発生し、さらに懸架が極めて「円滑に」行われる。しかしながらばね１２４及び１３４のばね力が相対的に強い場合には、減衰の度合いはより小さく、さらに懸架動作はそれに対応して硬くなる。
【００３３】
図６、７及び８から、ピストン５４の上下部の油圧流体における圧力スパイクあるいは過渡的な圧力上昇がバルブピストンを選択的に開放し、該開放により、複数の減衰ピストンが圧力の過渡的上昇にさらされることが分かる。一旦減衰圧縮ばねの付勢力が克服されると、該複数の減衰ピストンが動作する。したがってラムは、緩衝動作を伴う通常の複動式油圧ラムとして機能可能となる。緩衝の度合いはピストンの相対直径やポートの大きさ等の複数の因子によって制御されるが、主要な因子となるのは減衰ばね１２４及び１３４による付勢力である。減衰動作は、車両の車輪が路面の隆起あるいは陥凹に接すること、及び／あるいは最初の過渡的な圧力上昇に対する、ピストンの最初のあるいはそれに続く反応によって引き起こされるオーバーシュートにより生じる作動室６５及び６７内の過渡的な圧力上昇を減衰するように作動する。メインピストン５４が減衰動作を行った後に、該メインピストン５４はバルブ３６によって発生した圧力により決定された均衡位置へと戻る。上記説明したように、車両が直線状に走行する場合には、バルブ３６は相対的に低い圧力を発生させ、該低圧力は作動室６５及び６７に適用される。しかしながら、車両がカーブ走行する場合には、バルブ３６により作動室６５及び６７間に大幅な圧力差が発生し、該圧力差は上記減衰動作にも関わらず維持される。
【００３４】
図１０〜２６はメインピストン５４のためのより詳細な１構成を示す。バルブピストン、減衰ピストン及びばね等の他の構成要素は図の簡略化のために省略される。本構成においては、２つのバルブボア９２及び２つのバルブボア９４が存在する。本構成には、１の減衰ダクト１１６と３つの減衰ダクト１１８が存在するが、該配置は、リバウンド動作中に逆の方向への動作中における減衰効果よりも多くの減衰効果が得られるようにするためのものである。図１０及び１１に示すように、メインピストン５４の円筒状外表面は、わずかにテーパー状に形成された端領域１５０及び１５２を有する。さらに、溝５５内の陥凹部１５４に向かって開口する４つのダクト８８が示されており、該ダクト８８によって溝５５内で油圧分布がより均等に行われ、したがってシール５３がより均等に拡張する。図示したように、陥凹部１５４はダクト８８の端部と連通する。
【００３５】
図１６に示すように、減衰ダクト１１６は部分的に段差を有するボアとして形成され、該ボアは上部分１６０と該上部分１６０より幅の広い下部分１６２を含む。該２つの部分の間の段差は減衰ピストン１２０のためのバルブシート１２６を形成する。下部分１６２は両側面に側面ボア１６６及び１６８をそなえる。減衰ピストン１２０がバルブシートから離れると、該側面ボア１６６及び１６８とメインピストン５４の下側表面６８との間に流体連通路が形成される。ボアの下部分１６２の一部は、減衰ボア１２２を画定し、該減衰ボア１２２は減衰ピストン１２０の直線状動作を規定する。
【００３６】
減衰ダクト１１８は夫々前記減衰ダクト１１６と同様に形成されるため、詳述を省略する。夫々の減衰ダクト１１８においては、該ダクト１１８内の段差に位置するショルダーがバルブシート１３６を画定しており、ボアにおける下部分より幅の広い上部分は、第２の減衰ボア１３２を画定し、該第２の減衰ボア１３２は減衰ピストン１３０の直線状動作を規定する。
【００３７】
バルブボア９２及び９４は、上部にポート１３８を、下部にポート１４４を有する。該配置により、該バルブボア９２及び９４は、側面方向に隣接するダクト１１６及び１１８と協動する。
【００３８】
図２６は上部ワッシャー８０の好ましい形態を示す。該上部ワッシャー８０の外縁部１７０は、ボア９２及び９４及びダクト１１８の夫々を部分的に覆うように配置され、それにより該ボア９２及び９４及びダクト１１８との流体連結が可能となる。該外縁部１７０は凹部１７２を有する。該凹部１７２は図示するようにボア９２及び９４を覆い、該構成によりピストン９６及び１３０における作動室６５内の油圧流体にさらされる表面領域が拡大される。
【００３９】
図２７は下部ワッシャー７８の好ましい形態をより詳細に示す。該下部ワッシャー７８は略円形状の外縁部１７４を有し、該外縁部１７４もまたボア９２及び９４及びダクト１１６の夫々を部分的に覆うように配置される。さらに、該外縁部１７４もまた凹部１７６を有し、該凹部１７６によりピストン９８及び１０８における作動室６７内の油圧流体にさらされる表面領域が拡大される。ワッシャー８０及び７８はダクト１１８及び１１６に対して相対的に若干内側に隆起する複数のディンプル（不図示）を含んでもよく、該ディンプルによってボア１２２及び１３２における減衰ばね１２４及び１３４の端部が夫々保持される。
【００４０】
上記したように、ラムの減衰作用は減衰圧縮ばね１２４及び１３４のばね力に依存している。好ましい実施形態によると、該ばね力は所定の減衰反応をもたらすように選択される。例えば上記の構成においては、３つの減衰ダクト１１８及び対応する３つの減衰圧縮ばね１３４が設置される。ばね１３４の圧縮力は夫々等しくてもよいが、圧力スパイクがシリンダー内の急速な圧力上昇を引き起こした際に、夫々の減衰ピストン１３０がわずかに時間差で開口するように、前記ばねの圧縮力を夫々異ならせるのが好ましい。路面の隆起及びへこみに対して異なる懸架反応を示すように、ばね１２４及び１３４のばね力を夫々異ならせてもよい。
【００４１】
装置の規模は、必要に応じて異ならせることができる。典型的には、ピストン５４の直径を３２ｍｍ、端領域１５０及び１５２を５°の角度で先細りに形成する。自動車及び４輪の車両については、ピストン５４の直径は通常３５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である。この場合、圧力逃がしバルブピストン及び減衰ピストンの直径は通常６ｍｍ〜９ｍｍの範囲内である。ピストン５４の長さは約３０ｍｍ〜３５ｍｍの範囲内である。ボア７４の直径は、典型的には１０ｍｍである。減衰ダクトの内側部分は、該ボア７４の外側部分よりも約１ｍｍ小さい直径を有する。圧力逃がしバルブピストン及び減衰ピストンの長さは通常５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である。ピストンがさらされる油圧が極めて十分高いものであり、しかも該油圧がピストンの慣性によって生じる影響を無効化するため、ピストンの重量は重要ではないと考えられる。メインピストン５４の全長は約３０ｍｍ〜３５ｍｍである。典型的には、バルブピストン９６、９８、１０６及び１０８は該ピストンと関連するポートが開放される前に、相対的に短い距離、すなわち約２ｍｍを移動する。メインピストン５４のストロークは約１５０ｍｍである。圧力逃がしバルブ９６、９８、１０６及び１０８が互いに接触して固定され、ダクト８６を閉塞するのを防ぐことがばね１００及び１１０における唯一の機能であるため、ばね１００及び１１０の重量は極めて軽くてよい。しかしながら減衰ばね１２４及び１３４は、減衰率を変化させるため、該ばね１２４及び１３４はラムの作動において極めて重要な影響を持つ。しかしながら、該ばねの定数は、動作が極めて軽い緩衝装置を提供するような軽い重量から、硬い緩衝装置を提供するような比較的重い重量にいたるまで、大幅に異なってもよい。典型的には、該ばねのばね定数は約０．１ｋｇ／ｃｍ〜５５ｋｇ／ｃｍの範囲内であるが、特別の状況下においては該範囲を逸脱してもよい。トラック等の大型車両においては、ピストン５４の直径は上記よりも大きく、すなわち約５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内である。この場合、圧力逃がしバルブピストン及び減衰ピストンの直径は、通常７ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内である。上記大型車両においては、ばね１００及び１１０は軽くてもよいが、減衰ばね１２４及び１３４はそれに対応して重い方がよい。
【００４２】
図２８は調節可能な緩衝装置２５０を図式的に示す。緩衝装置は本質的に上述したラムのように構成される油圧ラムをそなえるため、ピストンについては詳述を省略する。カップリング５８及び６０は、油圧流体リザーバ２５６と流体連通するライン２５２及び２５４に連結する。カップリング８４は制御ライン２５８に連結しており、該制御ライン２５８は該制御ライン２５８内の制御流体の圧力変動としての制御信号を受信する。該制御信号は、手動入力あるいは他の入力に対応して圧力変動信号を発信する任意の装置から発信可能である。例えば該装置は、緩衝装置１５０の操作における硬さを増減させる必要が生じた場合に振り子腕４０を手動で操作する点を除いては、制御バルブ３６のバルブ操作により操作されるように構成可能である。制御ライン２５８内の圧力を上昇させた場合には、メインピストン５４が作動可能となる点にまで補助的なピストンを移動させるためには、ピストン５４の上下部における流体の圧力スパイクがより大きなものとなる必要が生じる。言い換えれば、制御ライン２５８における圧力の増減により、緩衝装置２５０の硬さが増減する。
【００４３】
図２９〜３９では、ラムのシリンダー５２内を図５で示した方法と同様の方法で移動する別のメインピストン３００を示す。メインピストン３００は、車両が走行する路面上の隆起あるいはへこみによりラム内の流体圧が過渡的に上昇した際に、アクティブ懸架システムの動作を最適化するために、３部構成ピストンとしてなる点がメインピストン５４と異なる。３部構成のメインピストン３００はメインボディーを含み、該メインボディーには上部部材及び下部部材が装着される。該上部部材及び下部部材は夫々、圧力の過渡的上昇がない場合にラムの上部作動室及び下部作動室間の流体連通を防ぐシール部材を有する。該シール部材は、圧力が過渡的に上昇した場合には該上部作動室及び下部作動室間を流体連通させるように過渡的な移動を行うことにより、メインピストンを急速に移動させてばね付き質量である車両に対して緩衝効果を提供する。
【００４４】
さらに詳しくは、アクティブ懸架システムは少なくとも１の流体駆動ラムをそなえる。該流体駆動ラムは、シリンダーと、該シリンダー内に設けられて往復運動を行うメインピストンとを含む。図４に示すように、ラムにはメインピストン３００の均衡位置を制御するための制御手段が設けられる。該制御手段は、車体の横加速に対応してメインピストン３００の均衡位置を制御し、それにより車体のロールに反作用する。
【００４５】
ラムは上部シール部材３０２及び下部シール部材３０４を含む緩衝手段を有する。該上部シール部材及び下部インナーシール部材は、メインピストン３００内に設けられ、ラム内の作動流体が過渡的な圧力上昇にさらされた場合にメインピストン３００を前記均衡位置から急速に移動させる機能を持つ。メインピストン３００は、図２９に示すように、メインボディー３０６と、該メインボディーに装着される上部部材３０８及び下部部材３１０とを含む。図３０には該上部部材３０８及び下部部材３１０が該メインボディー３０６から取り外された状態を示す。図３１はピストンロッド３１２がメインピストン３００から取り外された状態を示す。ピストンロッド３１２は、図５に示す方法と同様に、カップリング６４を介して車両のアクスルアセンブリ２４に連結される。
【００４６】
上部インナーシール部材３０２は上部部材３０８の内側表面３１４に対して密閉配置に収まるように設置される。該上部インナーシール部材３０２はまた、該上部インナーシール部材３０２の上側表面が、上部作動室６５と直接的に連通するように配置され、該上部インナーシール部材３０２の下側表面は、下部作動室６７と直接的に連通するように配置される。
同様に、下部インナーシール部材３０４は下部部材３１０の内側表面３１６に対して密閉配置に収まるように設置される。該下部インナーシール部材３０４はまた、該下部インナーシール部材３０４の上側表面が、上部作動室６５と直接的に連通するように配置され、該下部インナーシール部材３０４の下側表面は、下部作動室６７と直接的に連通するように配置される。
【００４７】
上記のように構成することにより、上部作動室６５内の過渡的な圧力上昇により上部インナーシール部材３０２が上部部材３０８に対する密閉位置から過渡的に移動し、それにより上部作動室６５内から下部作動室６７へと流体が移動可能となる。同様に、下部作動室３７内の過渡的な圧力上昇により下部インナーシール部材３０４が下部部材３１０に対する密閉位置から過渡的に移動し、それにより下部作動室３７から上部作動室６５へと流体が移動可能となる。
【００４８】
上部インナーシール部材３０２及び下部インナーシール部材３０４はダイヤフラムとして形成される。ウェーブワッシャー３１８として形成された弾性手段は、該上部及び下部ダイヤフラムの間で作用するように配置され、該ウェーブワッシャー３１８により、夫々のダイヤフラムが夫々の密閉位置に保持されるように付勢される。図示した実施形態においては、メインピストン３００は内部シリンダー３２０を有し、該内部シリンダー３２０はさらに、対向配置された一対の圧力逃がしピストン３２２及び３２４を有し、該圧力逃がしピストン３２２及び３２４は該内部シリンダー３２０内を移動する。上部に位置する方の圧力逃がしピストン３２２は、上部インナーシール部材３０２に対して上方向に圧力を加える。下部に位置する方の圧力逃がしピストン３２４は、下部インナーシール部材３０４に対して下方向に圧力を加える。図２９に示すように、ウェーブワッシャーは該上部圧力逃がしピストン３２２と上部シール部材３０２との間に配置され、内部シリンダー３２０内をスライドする圧力逃がしピストン３２２及び３２４の作用に基づいて、該ウェーブワッシャー３１８はシール部材３０２及び３０４の両方が内側に向かって移動しようとする動きに対して反作用する。
【００４９】
メインピストン３００は、上部圧力逃がしピストン３２２と下部圧力逃がしピストン３２４との間に、制御圧を有する作動流体を供給する流体制御ダクト３２６を有する。該上部圧力逃がしピストン３２２及び下部圧力逃がしピストン３２４から上部シール部材３０２及び下部シール部材３０４に対して加えられる力を調節するために、該制御圧は可変に構成される。このように、アクティブ懸架システムが提供する緩衝動作の硬さを調節するために、該制御圧は可変に構成される。該緩衝動作の硬さ調整は、車両運転者の手動により、あるいは制御システムにより自動的に行われる。有利には、本システムは、車両の横加速度の上昇に伴って制御圧が上昇するように構成され、したがって車両がカーブ走行する際により硬い緩衝動作が提供される。
【００５０】
対向配置された一対の圧力逃がしピストン３２２と３２４との間には、ばねあるいは他の弾性手段が存在しないため、車両の横加速度が実質的にゼロの場合には、図３２に示すように、該圧力逃がしピストン３２２及び３２４は互いに直接的に当接している。図３３に示すように、車両の横加速度上昇に伴い制御圧が上昇すると、該圧力逃がしピストン３２２及び３２４は、夫々シール部材３０２及び３０４に向かって互いに離間するように移動させる。図３２は、車両が横加速度を伴わない場合のバンプサイクル（bump cycle）、すなわち車両が隆起のある路面を直線状に走行する場合のバンプサイクルを示す。図から読み取れるように、上部シール部材３０２は上部部材３０８の内側表面３１４から離間するように過渡的に移動し、それにより上部作動空間６５から下部作動空間６７へと第１の減衰ダクト３２８を通じて流体が流入する。逆に図３４を参照すると、車両が横加速度を伴わない場合のリバウンドサイクル（rebound cycle）、すなわち車両がへこみのある路面を直線状に走行する場合のリバウンドサイクルにおいては、下部シール部材３０４が下部部材３２０の内側表面３１６から離間するように過渡的に移動し、それにより下部作動空間６７から上部作動空間６５へと第２の減衰ダクト３３０を通じて流体が流入することが分かる。図３３を参照すると、車両が横加速度を伴う場合には、制御圧の上昇に対応して圧力逃がしピストン３２２及び３２４が互いに離間するように移動し、それによりカーブ走行中により硬い緩衝動作を提供することが可能となる。該図３３においては、上部及び下部作動空間６５及び６７における過渡的な圧力上昇はみられず、したがって上部及び下部シール部材３０２及び３０４は、夫々上部部材３０８及び下部部材３１０夫々に対しての密閉位置に保持される。
【００５１】
夫々の圧力逃がしピストン３２２及び３２４は、縮小した断面積を有する当接面３３２を有する。したがって該当接面３３２は、内部シリンダー３２０の壁３３４からは離れた位置にあり、それにより流体制御ダクト３２６から流体が流入して該流体が圧力逃がしピストン３２２及び３２４に作用し、該圧力逃がしピストン３２２及び３２４が互いに離間するように外側に向かって移動する。
【００５２】
メインピストン３００は、上部作動空間６５及び下部作動空間６７をラムシリンダー５２の壁に対して密閉するためのピストンリング３３６をそなえる。さらに流体制御ダクト３２６により、ピストンリング３３６の内側表面３３８へと制御圧を有する流体が供給され、それによりピストンリング３３６とラムシリンダー５２との間の密閉当接が付勢される。流体制御ダクト３２６はピストンリング３３６の内側表面３３８に対して内部シリンダー３２０を介して流体を供給する。また圧力逃がしピストン３２２及び３２４が図３２に示すように互いに直接的に当接している場合には、前記相対的に小さい断面積を有する当接面３３２によって形成された通路３４０を介して、該圧力逃がしピストン３２２及び３２４の周囲に該流体が供給される。このように、圧力逃がしピストン３２２及び３２４が互いに直接的に当接しているか否かに関わらず、ピストンリング３３６に対して作動流体を供給することができる。
【００５３】
図３５に示すように、上部部材３０８はリム３４２と、該上部部材３０８の上側表面３４６に設けられた複数の開口３４４とを有し、該構成により上部作動空間６５と上部シール部材３０２との間に直接的な連通が生じる。上部部材３０８は、図２９に示すようにメインボディー３０６を覆うようにスリーブ状に配置され、前記リム３４２は端部３４６の位置まで延在しており、原位置にある該端部３４６によりピストンリング３３６がメインボディー３０６の出張部３４８に対して押さえつけられる。このようにして、ピストンロッド３１２上にメインピストンが含む下部部材３１０、メインボディー３０６、上部部材３０８の３つの部材をこの順番で配置し、及び上部部材３０８を該メインボディー３０６に対してスリーブ状に配置する前に、ピストンリング３３６を該メインボディー３０６の周囲に装着することにより、メインピストン３００を簡単に組み立てることが出来る。また図３５を参照すると、前記リムは側部開口３５０を有しており、該側部開口３５０は、図３４に示すように第２の減衰ダクト３３０と連通する。
【００５４】
図３８を参照すると、下部部材３１０は下部分に複数の開口３５２を有しており、該開口３５２により下部作動室６７と下部シール部材３０４との間に直接的な連通が生じる。上部部材３０８及び下部部材３１０における開口３４４及び３５２は、ラムの中心軸を囲むように等間隔で円形状に配置され、該配置により上部及び下部シール部材３０２及び３０４に加わる圧力を等配分することができる。
【００５５】
図３６及び３７を参照すると、メインボディー３０６は内部シリンダー３２０、第１の減衰ダクト３２８及び第２の減衰ダクト３３０を夫々３つづつそなえる。該内部シリンダー３２０、第１の減衰ダクト３２８及び第２の減衰ダクト３３０は、夫々ラムの中心軸の周囲に等間隔で円形状に配置される。第１の減衰ダクト３２８は上部シール部材３０２と下部作動室６７との間を恒常的に連通させ、第２の減衰ダクト３３０は下部シール部材３０４と上部作動室６５との間を恒常的に連通させる。このように、上記のような連通を確保するためには、流体圧に屈するばねによって付勢されるピストンは不要であり、したがって上部作動室６５及び下部作動室６７において流体圧が過渡的に上昇した際に、より瞬発的な作動（反応）が可能となる。
【００５６】
図３９を参照すると、メインピストン３００はピストンロッド３１２に対してナット３５４によって装着されており、該ナット３５４は上部部材３０８の上側表面に締結され、それによりメインピストン３００が含む３つの部材を一体として圧縮的に固定することが出来る。図３９には、圧縮入口としての開口３４４と、第２の減衰ダクト３３０を通じて流入する流体のためのリバウンド排気出口としての側部開口３５０と、第１の減衰ダクト３２８の排気口３１０とが示されている。下部部材３１０の下側表面に位置する開口３５２は、下部作動室６７内の流体が下部シール部材３０４の下側表面に対して直接的に連通するためのリバウンド入口として機能する。
【００５７】
図４０は、マクファーソン式ストラト懸架を用いた車両の懸架システムにおける、流体駆動ラムの設置にかかる別の実施形態を示す。ラムはマクファーソン式ストラト懸架に用いられるカートリッジ内に配置されるため、メインピストンが懸架タワー４００に固定されたピストンロッド３１２に連結しているという点において、該ラムは図５に示す形態とは異なる。ピストンロッド３１２の上部分を通過したオイルは、バランスオイルライン４０２を通じてピストン３００に給油される。メインピストン３００は、ストラトハウジング４０６内にスリーブ状に設置されたカートリッジ４０４内を移動する。ストラトハウジング４０４は車輪４０８を有する車両のアセンブリと連結しており、該配置によって、メインピストン３００のカートリッジ４０４内での動作が、車両のシャシに関連した車輪４０８の動作を生じる。リバウンドポート４１０及び圧縮ポート４１２はカートリッジ４０４及びストラトハウジング４０６の側壁内部に形成される。ストラトハウジング４０６の上端部にはストラト固定ナットが設けられ、ばね４１６が懸架タワー４００と、ストラトハウジング４０６に固定されたベアリング部との間に設けられる。該構成により、該懸架タワー４００とベアリング部との間に弾性力が作用する。有利には、ピストンロッド３１２がメインピストン３００から双方向に延在するため、メインピストン３００の表面においてラムの上部作動室と接触する部分の面積と、下部作動室と接触する部分の面積とは等しくなる。このようにメインピストンにおいて上部表面積と下部表面積を等しく構成することにより、上部及び下部作動室の合計容積は、メインピストンがシリンダー内を移動したとしても一定に維持される。
【００５８】
本明細書及び後述の請求の範囲を通じて、「そなえる」という表現は以下の内容を示唆するものとする。すなわち、該表現は開示された要素あるいは工程、若しくは要素あるいは工程の組み合わせを含むことを示すものの、一方で他の要素あるいは工程、若しくは要素あるいは工程の組み合わせを排除するものではない。
【００５９】
本明細書における先行文献の参照、あるいは該先行文献から派生した情報の参照、若しくは既に公知である事項の参照は、先行文献あるいは該先行文献から派生した情報若しくは周知事項が、本明細書が関連する試みの分野内における一般的知識の一部を形成することを、認めても示唆してもおらず、またそう認識されるべきでもない。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【国際調査報告】
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