JP2005291491A - 選択的衝撃吸収制御を行う油圧衝撃吸収装置を備えるサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、車両の非懸架部分（１２０）と該車両の懸架部分（１３０）との間に配置される、衝撃吸収装置（１０５）とばね（１１０）とを含む自動車のサスペンション装置である。
【解決手段】 衝撃吸収装置（１０５）が、ピストン（２）が中で滑動する円筒形キャビティ（１０）を備える衝撃吸収装置本体（１）を含み、ピストンが、密封リング（４）を通って円筒形キャビティから突出するロッド（３）に接続され、ピストン（２）が、サスペンションに印加される力を受けたピストンの運動と相関して、ピストンの位置により画定される１つのサブキャビティ（１０ａ）からサブキャビティ（１０ｂ）へ油などの流体を通過させるための校正済み手段（５）を備え、ピストンが排出装置（１５）を含み、排出装置が、サブキャビティの一方と他方との間において導管（１６、１７）を開く位置と、導管を閉じる位置とを取らせるのに適している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車、二輪車、自転車など油圧衝撃吸収装置を備える車両のサスペンション装置に関連するものである。自動車用の油圧衝撃吸収装置を備えるサスペンション装置は、概ね、ばねと、２つの室を画定するピストンが中を滑動する本体を含む受動的油圧衝撃吸収装置とを含み、ピストンはロッドによって延長され、ばねは、衝撃吸収装置本体に固定される第１端部と、衝撃吸収装置のロッドに固定される第２端部とを有するものである。

従来のシステムは、車両の運動による力を受けるばねの振動を吸収するように、一定の衝撃吸収法則が予め決定されているというものである。

衝撃吸収法則を動的に変化させることのできる装置が存在するが、これらの装置は、複雑な運動検出器に基づく電子的管理を必要とする。能動的装置は例えば、検出器により測定されるパラメータと相関して反応する電子装置に接続されたアクチュエータの制御と相関して、多様な衝撃吸収法則に対応する幾つかの位置を取るのに適した回転ブレードを含む衝撃吸収装置に関連する特許文献１に記載されている。しかしこのような装置は、低速かつ複雑で、例えば轍によるばねの圧縮後の車輪と道路との突然の接触から急速に回復することができない。
米国特許第５，１７８，２４２号

本発明の目的は、特に車輪と地面との接触が失われた際に、所与の衝撃吸収法則から別の衝撃吸収法則まで短時間で変化するのに適したサスペンション装置を提供することである。

これを行うため、本発明は主として、衝撃吸収装置と、車両の非懸架部分と車両の懸架部分との間に配置されるばねとを含む車両のサスペンション装置に関連し、前記衝撃吸収装置は、ピストンが中を滑動する円筒形凹部を備える衝撃吸収体を含み、ピストンは、密封リングを通って円筒形キャビティから延長するロッドに接続され、サスペンションに印加される力を受けたピストンの運動と相関して、ピストンの位置により画定される第１サブキャビティから第２サブキャビティまで、油などの流体を通過させるための校正済み手段を備え、サスペンション装置は、ピストンが排出装置を含むようなものであり、この排出装置は、ピストンロッド内で軸方向に滑動するとともに可動体を終端とし、非懸架部分と懸架部分の一方への固定手段を備える制御ロッドを介して得られる、一つのサブキャビティと他のサブキャビティとの間における導管の開位置とこの導管の閉位置とを取らせるのに適している。

排出手段は特に、上方サブキャビティへ開口する第１通路と、下方サブキャビティへ開口する少なくとも１本の第２通路と、第１通路と第２通路との間の連通が閉じられた時にシートに当接するニードルバルブを含む第１および第２通路の間の通路の閉口システムとを含み、ニードルバルブは、第１および第２通路の間の連通が開いた時にシートから離間する。

回転機構への衝撃吸収装置ロッドの接続手段は特に、衝撃吸収装置ロッドに固定されたヘッドによって構成される、衝撃吸収装置に対して固着された本体を含み、可動体は回転機構への固定手段を備えるとともに、衝撃吸収装置に対して可動である。

可動体は、衝撃吸収装置ロッドに固定されたヘッドに設けられる室に配置され、上方当接位置と下方当接位置との間で室内を滑動するのに適し、室の上壁と下壁とにより画定される第１部分を含む。

より詳しく述べると、固定手段を含む可動体の第２部分を通過させる中央通路を備えるねじ付プラグにより、室が閉じられる。

ねじ付プラグは、可動体の表面と相互作用を行って可動体の自由運動の可能性を制限する環状底面を含む。

本発明の特に好適な実施例では、排出装置への流体の通過量を調整するため、可動体の、ゆえに制御ロッドを介した排出装置の自由運動の経路を、ねじ付プラグが調整できる。

より詳しく述べると、排出装置は、サスペンションが応力を受けている限り導管を閉位置に維持するようなものであり、サスペンションが開放モードへ移動すると、排出装置は導管の開位置へ移動する。

衝撃吸収装置体は、懸架部分と非懸架部分の一方に衝撃吸収装置を固定する手段を備える第２ヘッドにより、密封リングと反対側で閉じられている。

ばねは、衝撃吸収装置と同軸に配置され、一方は衝撃吸収装置本体に固定されるとともに他方は衝撃吸収装置ロッドに固定される２つの環状当接部の間で圧縮状態にある。

本発明の特定実施例によれば、可動体と衝撃吸収装置本体との間に補正部材が位置し、補正部材は、導管の開位置への排出装置の移動に抵抗する。

別の代替実施例によれば、可動体と緩衝吸収体との間に補正部材が位置し、補正部材は、導管の開位置への排出装置の移動を促進する。

望ましくは、振動アームが車両の非懸架部分を車両の懸架部分に接続し、補正部材は、一端部において衝撃吸収体に、第２端部において振動アームに関節接続されたアームに固定されたロッドと、振動アームとロッドとの間に配置され、可動体と衝撃吸収体とを離間させようとし、導管の開位置への排出装置の移動を促進するばねとを含む。

本発明の他の特徴と長所は、特定の非限定的実施例について図面を参照して以下に挙げられる説明を読むことにより明らかになるだろう。

図１（ａ）に概略が図示された公知の従来サスペンション装置は、平行な衝撃吸収装置１００とばね１１０とを含む。このような衝撃吸収装置は、回転装置１２０つまり車両の非懸架部分と、車両の懸架部分、例えば車両のボデー１３０との間に公知の方法で配置される。二輪車では、衝撃吸収装置は、前輪と車両のステアリングコラムとの間の分岐管に配置されるか、車両のボデーと、後輪の車軸を収容する振動アームとの間に取り付けられている。

図１（ｂ）に概略が図示された本発明によるサスペンション装置は、変形された衝撃吸収装置１０５と、やはり平行に取り付けられているが、この例では上方当接部１４３と回転装置１２０に機械的に固定された下方当接部１４４との間においてばね／衝撃吸収装置アセンブリ１０５、１１０に対して可動である部材１４２を含む接続部材１４０を介して回転部分１２０に接続されたばね１１０とを含み、サスペンション装置はさらに、可動部材１４２に固定されるとともに衝撃吸収装置１０５と一体的な排出装置１５を制御するのに適したロッド１４１を含む。

図２により詳しく図示された、本発明による装置の実施例は、ここでは同軸であり、いかなるタイプの車両にも使用可能な衝撃吸収装置１０５とばね１１０とを含むサスペンション部材を含む。図示された衝撃吸収装置１０５は、ピストン２が中で滑動する円筒形キャビティ１０を含む衝撃吸収体１を含み、ピストンは、密封リング４を通って円筒形キャビティから突出するピストンロッド３に接続される。衝撃吸収装置１０５は、用途に応じて一方向または他方向に垂直に取り付けることができる。

ピストン２は、ピストンによって分離された１つのサブキャビティ１０ａからサブキャビティ１０ｂへ、ピストンの運動と相関して、油などの流体を通過させるための校正済み手段５を周知のように備え、この運動はサスペンションに印加される力を受けたものである。やはり公知のように、図示された衝撃吸収装置は、不活性ガスが充填されたキャビティ１２からキャビティ１０を分離する浮動補助ピストン１１を含む。

衝撃吸収装置１の本体は、車両の部材つまり車両の回転構造の部材へ衝撃吸収装置を固定する手段８を備えるヘッド７によって、密封リング４と反対側で閉じられている。衝撃吸収装置本体１がピストンロッドの上にある状態で衝撃吸収装置が図示されているこの例では、衝撃吸収装置本体は上方ヘッド７を介して車両のシャシに固着されるのに対して、ピストンロッド３は第１側ではピストン２へ、第２側では、車両の回転構造への接続部材の一部を形成する下方ヘッド６へ接続されている。

やはりこの例では、ばね１１０は衝撃吸収装置と同軸に配置されるとともに、一方は上方ヘッド７に、他方は下方ヘッド６に固定された２つの環状当接部１３、１４の間で圧縮状態にある。

本発明によれば、衝撃吸収装置は、流体を通過させるための校正済み手段５に加えて、ピストン２に接続された排出装置１５を含み、この排出装置は、サブキャビティの一方と他方との間において導管１６、１７の開位置とこの導管の閉位置とを取らせるのに適している。

この排出装置は、上方サブキャビティ１０ｂへ開口する第１通路１６と、所望であれば複数の分岐路を備えて下方サブキャビティ１０ａへ開口する第２通路１７と、通路１６、１７の間の通過のための閉口システム１８、１９とを含む。閉口システムは図のように、第１通路１６と第２通路１７との間の連通が閉じた時にシート１９に嵌着するニードルバルブ１８を含み、第１通路１６と第２通路１７との間の連通が開くと、ニードルバルブ１８はシート１９から離間する。

ニードルバルブの制御は、制御ロッド２０によって実施される。ピストンロッド３内で軸方向に滑動するこの制御ロッドは、可動体２１を終端とし、可動体２１は、ヘッド６に設けられた室２２に配置されるとともに、可動体２１の上面が室２２の上壁２３と当接する別の当接位置と、室２２の底面を閉じる中央通路を備えるねじ付プラグ２５によって可動体２１が保持される下方当接位置との間で、室２２内を滑動するのに適している。図２、図３、図４に図示された実施例によれば、可動体２１は、ねじ付プラグ２５で構成される室の下壁２４と当接する環状リング２６´を含む。

このように、回転構造への衝撃吸収装置ロッド３の接続手段は、衝撃吸収装置に対して固着された本体を含み、この固着された本体は、ヘッド６と、衝撃吸収装置に対して可動である本体とを含み、この可動体は、回転構造への固定のための手段２７を備える可動体２１である。

ヘッド６と可動体２１とは、ばね／衝撃吸収装置アセンブリ１０５、１１０に対して可動である部材１４２を含む接続部材１４０に対応する。

排出装置の動作は以下の通りである。

停止時には、車両は回転構造と当接し、こうして可動体は室２２を閉じる壁２３の間に保持され、ニードルバルブ１８はそのシート１９に嵌着し、第１および第２通路の間の通過部分が閉じられる。この位置は図４に示されている。

車両が動いて適度な運動を受けると、サスペンションは応力を受けた状態にあるため、ばねは圧縮状態または伸張状態にある。この形態では、車両の車輪は地面と接触したままであり、可動体２１は室２２を閉じる壁２３へと保持されたままであり、ニードルバルブ１８は依然としてシート１９に嵌着し、第１および第２通路の間の通過部分は閉じたままである。

対照的に、例えば轍に当たった後で衝撃吸収装置が突然伸張した場合には、サスペンションは開放モードに入る。つまり地面と車両の距離の変化がより急激であって、ばねの伸張速度が衝撃吸収装置によって抑制されるのである。このような場合に従来のサスペンションでは、車輪が地面を離れてから、ばねがおそらくまだ伸張していない間に車両が落下する。

逆に、本発明による装置を備えるサスペンションでは、車輪と地面との間の接触が失われると、回転機構が自重によって図３の矢印Ｆで表された方向に可動体２１を下向きに引き、これが制御ロッド２０を介してニードルバルブ１８をシート１９から解離させ、第１および第２排出通路１６、１７の間の通過部分Ｐ１、Ｐ２を開いて、キャビティ１０ａからキャビティ１０ｂへと流体を大量に流出させ、車輪が再び地面と接触するまでばねがより急激に伸張するようにばねを開放する弱い法則へ、衝撃吸収装置１０５の衝撃吸収法則を変化させる。

接触の損失が最少である時には、車輪と地面との接触を回復すると、第１および第２通路の間の通過部分が即座に閉じられる。全地形型車両の場合に例えば轍を通過した後で接触の損失がもっと長く続く時には、サスペンションができる限り速く完全に伸張する。

このように本発明は、サスペンションの開放モードにおいて、負荷を受けている衝撃吸収法則と負荷が低下した衝撃吸収法則との間で選択できる衝撃吸収制御を提供できる。

装置の動作は、可動体２１の運動に左右される。すでに分かっているように、ねじ付プラグ２５は、サスペンションが伸張する時に可動体２１を保持するとともに、衝撃吸収装置が上向き位置である衝撃吸収装置の場合には車両の回転構造との、あるいは逆転した衝撃吸収装置の場合には車両のボデーとの固定手段２７を含む可動体２１の部分を通過させる。

可動体２１が延出している図５に図示された例では、ねじ付プラグは、可動体２１の表面と直接に相互作用を行って下方向への可動体２１の自由運動の可能性を制限する環状底面２４を含む。この例では、固定手段２７を備えて断面積が狭くなった終端ロッド２９を可動体２１が含む。

室２２を閉じるのにねじ付プラグを使用すると、ねじ付プラグ２５の把持に作用することによって、可動体２１の開放経路を調整し、結果的にニードルバルブ１８の経路“ｄ”を調整する。

この原則によれば、サスペンションの開放モードに対応する延出位置における可動体２１の最大移動距離を変更することにより、そしてニードルバルブ１８の最大移動を調整することにより、排出装置における流体通過の流速を適応させることが可能である。

本発明による装置は、補正手段を追加することによって改良でき、特に図７には、リング２１０によって可動体２１に固定されるとともにねじ付プラグ２５と当接するらせんばねの形の補正装置２０１が可動体２１と衝撃吸収体１との間に位置する実施例が開示されており、補正装置は、可動体を押し上げることにより、導管の開位置における排出装置の移動に抵抗する。この原則によれば、ばね２０１の剛性が低い場合には導管の開口の遅れが生じ、ばねの剛性が高い場合には、伸張時の突然の衝撃のみが通路の開口を引き起こす。

対照的に図８の例は、補正装置が導管の開口を促進する例である。この例では、可動体２１と衝撃吸収体１との間にらせんばねの形の補正部材２０６も位置しているが、この時、らせんばねは、可動体２１のヘッドと衝撃吸収体のヘッド６の底部との間に配置されている。

この原則によれば、衝撃吸収装置が開放されるとすぐに、補正装置２０６が導管の開位置への排出装置の移動を促進し、衝撃吸収装置を完全にフリーモードへ移動させることがない。

一般的に、振動アーム２００またはロッドは、車両の非懸架部分１２０と車両の懸架部分１３０とを接続する。図９の例では、補正装置はレバー２０４とばね２０３とによって構成され、レバー２０４の第１端部はヘッド６において衝撃吸収体１に、第２端部は振動アーム２００に関節接続されたアーム２０５に固着されている。

ばね２０３は、振動アームとロッドとの間に配置される。つまり最終的には、振動アームに固着された可動体２１と衝撃吸収装置の本体１との間にヘッド６を介して配置される。

こうして、ばね２０３は可動体２１と衝撃吸収体１との間に分離力を印加し、この力は、衝撃吸収装置が開放されるか、車輪が地面を離れる時に、導管の開位置への排出装置の移動を促進する。

本発明によるシステムが、ロッド３が上向きで衝撃吸収装置本体１が下向きである逆転衝撃吸収装置としても機能することに注意すべきである。ゆえにこのような構成では、移動するのは、車両のシャシに固着された可動体２１ではなく、地面を離れる時の車輪の運動に従う衝撃吸収装置アセンブリのばねである。ゆえに、ヘッド６が上方ヘッドとなる時には、可動体２１が同様に変化し、当接部２３（この場合には可動体２１の下方当接部）から離れ、通路１６、１７の間の通過部分を開放して、排出回路を開く。

このシステムの動作では、衝撃吸収装置とばねとが同軸である必要はもはやないが、排出装置を開口させる可動体は、ばね／衝撃吸収装置アセンブリの外側に残すべきである。

サスペンション装置を備える車両の部分的概略図であり、（ａ）は従来のサスペンション装置を備える車両の部分的概略図、（ｂ）は本発明によるサスペンション装置を備える車両の部分的概略図である。 本発明によるサスペンション装置の長手方向断面図である。 排出位置における図２の装置の部分的な図である。 閉位置における図２の装置の部分的な図である。 本発明による装置実施例の詳細を示す拡大図である。 本発明の第１特定実施例の詳細を示す図である。 本発明の第２特定実施例の詳細図である。 本発明の第３特定実施例の詳細を示す図である。

符号の説明

１ 衝撃吸収装置本体
２ ピストン
３ ピストンロッド
４ 密封リング
５ 校正済み手段
６ 下方ヘッド
７ 上方ヘッド
１０ キャビティ
１０ａ 下方キャビティ
１０ｂ 上方キャビティ
１１ 浮動補助ピストン
１２ 不活性ガスキャビティ
１３ 環状当接部
１６ 導管／第１通路
１７ 導管／第２通路
１８ ニードルバルブ
１９ シート
２０ 制御ロッド
２１ 可動体
２３ 当接部
２４ 室の下壁
２５ ねじ付プラグ
２６´ 環状リング
２７ 固定手段
２９ 終端ロッド
１００ 衝撃吸収装置
１０５ 衝撃吸収装置
１１０ ばね
１２０ 非懸架部分／回転装置
１３０ 懸架部分／車両ボデー
１４０ 接続部材
１４１ ロッド
１４３ 上方当接部
１４４ 下方当接部

Claims (12)

1. 車両の非懸架部分（１２０）と該車両の懸架部分（１３０）との間に配置される、衝撃吸収装置（１０５）とばね（１１０）とを含む自動車のサスペンション装置であって、該衝撃吸収装置（１０５）が、ピストン（２）が中で滑動する円筒形キャビティ（１０）を備える衝撃吸収装置本体（１）を含み、該ピストンが、密封リング（４）を通って該円筒形キャビティから突出するピストンロッド（３）に接続され、該ピストン（２）が、該サスペンションに印加される力を受けた該ピストンの運動と相関して該ピストンの位置により画定される１つのサブキャビティ（１０ａ）からサブキャビティ（１０ｂ）へ油などの流体を通過させるための校正済み手段（５）を備えるサスペンション装置において、該ピストンが排出装置（１５）を含み、該排出装置が、サブキャビティの一方と他方との間において導管（１６、１７）の開位置と該導管の閉位置とを取らせるのに適しており、該ピストンロッド（３）内で軸方向に滑動し、可動体（２１）を終端とし、該非懸架部分（１２０）と該懸架部分（１３０）の一方へ固定するための手段（２７）を備える制御ロッド（２０）により、該排出装置の制御が実施されることを特徴とするサスペンション装置。
2. 前記排出装置が、前記上方サブキャビティ（１０ｂ）へ開口する第１通路（１６）と、前下方サブキャビティ（１０ａ）へ開口する少なくとも１本の第２通路（１７）と、該第１通路（１６）と該第２通路（１７）との間の通過部分が閉じた時にシート（１９）に嵌着するニードルバルブ（１８）を含む、該第１および第２通路（１６、１７）の間の通過部分のための閉口システム（１８、１９）とを含み、該ニードルバルブ（１８）が、該第１通路（１６）と該第２通路（１７）との連通が開いた時に該シート（１９）から離間することを特徴とする請求項１記載のサスペンション装置。
3. 回転構造への前記衝撃吸収装置ロッド（３）の接続手段が、前記衝撃吸収装置に対して固着された本体を含み、該固着された本体が、該衝撃吸収装置ロッド（３）に固定されたヘッド（６）で構成され、前記可動体（２１）が該衝撃吸収装置に対して可動であるとともに、該回転構造への固定手段（２７）を備えることを特徴とする請求項１または２記載の装置。
4. 前記衝撃吸収装置ロッド（３）に固定された前記ヘッド（６）の室（２２）に配置され、該室の上壁と下壁とにより画定される上方当接位置と下方当接位置との間において該室内で滑動するのに適した第１部分を前記可動体（２１）が含むことを特徴とする請求項３記載のサスペンション装置。
5. 前記固定手段（２７）を含む前記可動体（２１）の第２部分を通過させる中央通過部分を備えるねじ付プラグ（２５）によって前記室（２２）が閉じられ、該ねじ付プラグが、該可動体（２１）の表面（２６）と相互作用を行って該可動体（２１）の自由運動の可能性を制限する環状底面（２４）を含むことを特徴とする請求項４記載のサスペンション装置。
6. 前記ねじ付プラグ（２５）が、前記可動体（２１）、ゆえに前記制御ロッド（２０）を介した前記排出装置の自由運動の経路を調整して、該排出装置への流体の通過量を調整できることを特徴とする請求項５記載のサスペンション装置。
7. 前記サスペンションが応力を受けているかぎり、前記排出装置が前記導管（１６、１７）の前記閉位置にあり、該サスペンションが開放モードへ変化すると、該排出装置が該導管（１６、１７）の開位置へ移動することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の装置。
8. 前記衝撃吸収装置を前記懸架部分（１３０）と前記非懸架部分（１２０）の一方へ固定する手段（８）を備える第２ヘッド（７）により、該衝撃吸収装置本体（１）が前記密封リング（４）の反対側で閉じられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の装置。
9. 前記ばね（１１０）が、前記衝撃吸収装置と同軸に配置されるとともに、一方は前記衝撃吸収装置本体に固定されるとともに他方は前記衝撃吸収装置ロッドに固定された２つの環状当接部（１３、１４）の間において圧縮状態で保持されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の装置。
10. 前記可動体（２１）と前記衝撃吸収装置本体（１）との間に補正部材（２０１）が位置し、該補正部材が、前記導管の前記開位置への該排出装置の移動に抵抗することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の装置。
11. 前記可動体（２１）と前記衝撃吸収体（１）との間に補正部材（２０６）が位置し、前記補正部材（２０１）が、前記導管の前記開位置への該排出装置の移動を促進することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の装置。
12. 振動アーム（２００）が前記車両の前記非懸架部分（１２０）と該車両の前記懸架部分（１３０）とを接続し、一端部において前記衝撃吸収体（１）に、前記振動アーム（２００）に関節接続されたアーム（２０５）に第２端部によって固定されたロッド（２０４）と、該振動アームと該ロッドとの間に配置されたばね（２０３）とを含む補正部材が、前記導管の前記開位置への前記排出装置の移動を促進する分離力を前記可動体（２１）と該衝撃吸収体（１）との間に印加することとを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の装置。
    
    

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