JP2016512316A - 面シールおよび圧力逃がしポートを備える２位置弁 - Google Patents

Abstract

ショックアブソーバは、ピストンロッドアセンブリが配置されたハウジングを有する。第１のロッドガイド部材は、ピストンロッドアセンブリの少なくとも一部のまわりに同心で配置されるように、ハウジングの第１の部分内に固定される。第２のロッドガイド部材は、ピストンロッドアセンブリの少なくとも別の部分のまわりに同心で配置されるように、第１のロッドガイド部材に隣接して、ハウジング内に固定される。デジタル弁アセンブリは、第２のロッドガイド部材内に配置され、ショックアブソーバ内のチャンバを流体的に連結する。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１４年３月１３日に出願された米国特許出願第１４／２０８，４１０号明細書の優先権を主張し、さらに、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７８６，６８４号明細書の利益を主張するものである。上記出願の開示全体は、参照により本明細書に援用されるものとする。

本開示は、概して、自動車に使用されるサスペンションシステムなどのサスペンションシステムで使用する油圧ダンパまたはショックアブソーバに関する。より詳細には、本開示は、ショックアブソーバ用の改良された弁アセンブリに関する。

このセクションでは、必ずしも先行技術ではない、本開示に関連する背景情報が提示される。

ショックアブソーバは、走行中に発生する望ましくない振動を吸収するために、自動サスペンションシステムと共に使用される。望ましくない振動を吸収するために、ショックアブソーバは、通常、自動車のばね上部分（ボディ）とばね下部分（サスペンション）との間に連結される。ピストンは、ショックアブソーバの圧力チューブ内に配置され、圧力チューブは、車両のばね下部分に連結される。ピストンは、圧力チューブを貫通するピストンロッドによって、自動車のばね上部分に連結される。ピストンは、圧力チューブを上側作動チャンバおよび下側作動チャンバに分割し、これらチャンバの両方が油圧流体で満たされる。ピストンは、弁を通じて、ショックアブソーバが伸縮するときに上側および下側作動チャンバ間の油圧流体の流れを制限できるため、ショックアブソーバは制振力を発生させることができ、この制振力は、本来であれば車両のばね下部分からばね上部分に伝達されるであろう振動を抑制する。二重チューブショックアブソーバでは、流体貯蔵器または貯蔵チャンバが、圧力チューブと貯蔵チューブとの間に画定される。ベース弁は、下側作動チャンバと貯蔵チャンバとの間に配置されて、同様に制振力を発生させ、この制振力は、本来であれば車両のばね下部分から自動車のばね上部分に伝達されるであろう振動を抑制する。

上記のように、二重チューブショックアブソーバの場合、ピストン上の弁は、ショックアブソーバが伸長して制振負荷を発生させたときに、上側および下側作動チャンバ間の制振流体の流れを制限する。ベース弁上の弁は、ショックアブソーバが圧縮されて制振負荷を発生させたときに、下側作動チャンバと貯蔵チャンバとの間の制振流体の流れを制限する。単一チューブショックアブソーバの場合、ピストン上の弁は、ショックアブソーバが伸縮して、制振負荷を発生させたときに、上側および下側作動チャンバ間の制振流体の流れを制限する。運転中、サスペンションシステムは、ジャウンス（圧縮）およびリバウンド（伸長）して動く。ジャウンス動作中に、ショックアブソーバは圧縮されて、二重チューブショックアブソーバでは、ベース弁を通して制振流体を移動させ、または単一チューブショックアブソーバでは、ピストン弁を通して制振流体を移動させる。ベース弁またはピストンに配置された制振弁は、制振流体の流れを制御し、ひいては、発生する制振力を制御する。リバウンド動作中に、ショックアブソーバは伸長して、二重チューブショックアブソーバおよび単一チューブショックアブソーバの両方で、ピストンを通して制振流体を移動させる。ここでもまた、ピストンに配置された制振弁は、制振流体の流れを制御し、ひいては、発生する制振力を制御する。

二重チューブショックアブソーバでは、ピストンおよびベース弁は通常、複数の圧縮路および複数の伸長路を含む。二重チューブショックアブソーバでのジャウンスまたは圧縮動作時、制振弁またはベース弁は、流体流れを制御して制振負荷を発生させるために、ベース弁内の圧縮路を開く。ピストン上の逆止弁は、上側作動チャンバ内の制振流体を移動させるために、ピストン内の圧縮路を開くが、この逆止弁は、制振負荷に寄与しない。圧縮動作時、ピストン上の制振弁は、ピストンの伸長路を閉じ、ベース弁上の逆止弁は、ベース弁の伸長路を閉じる。二重チューブショックアブソーバでのリバウンドまたは伸長動作時、ピストン上の制振弁は、流体流れを制御して制振負荷を発生させるために、ピストン内の伸長路を開く。ベース弁上の逆止弁は、下側作動チャンバ内の制振流体を移動させるために、ベース弁内の伸長路を開くが、この逆止弁は、制振負荷に寄与しない。

単一チューブショックアブソーバでは、ピストンは通常、複数の圧縮路および複数の伸長路を含む。ショックアブソーバはまた、当技術分野で公知のように、流体のロッド体積流量を補償する手段を含む。単一チューブショックアブソーバでのジャウンスまたは圧縮動作時、ピストン上の圧縮制振弁は、流体流れを制御して制振負荷を発生させるために、ピストン内の圧縮路を開く。ピストン上の伸長制振弁は、ジャウンス動作中に、ピストンの伸長路を閉じる。単一チューブショックアブソーバでのリバウンドまたは伸長動作時、ピストン上の伸長制振弁は、流体流れを制御して制振負荷を発生させるために、ピストン内の伸長路を開く。ピストン上の圧縮制振弁は、リバウンド動作中に、ピストンの圧縮路を閉じる。

ほとんどのダンパの場合、制振弁は、通常閉／開弁として設計される。この閉／開設計のために、これらの受動弁システムは、車両の様々な動作条件に応じて、発生する制振負荷を調整する能力を制限される。したがって、一部の弁は、同時係属中の共同所有の米国特許第８，６１６，３５１号明細書などにおいて、制振流体の抽出流れを含むように設計されている。このタイプの設計は効果的に機能するが、狭い寸法公差で製造される高精度の構成要素を必要とする。

このセクションは、本開示の全体的な概要を提示しており、最大範囲の、またはすべての特徴部の包括的な開示ではない。

ショックアブソーバは、少なくとも１つのデジタル弁アセンブリを収容するためのロッドガイドアセンブリを含む。デジタル弁アセンブリは、ロッドガイドアセンブリ内に配置されたガイド部材、ガイド部材内に移動可能に配置されたスプール、およびスプールに隣接して配置されたコイルアセンブリを含む。本開示はデジタル弁アセンブリがロッドガイドアセンブリ内に配置されているように例示しているが、デジタル弁アセンブリはまた、参照によりその全体が本明細書に明示的に援用される米国特許第８，６１６，３５１号明細書で開示されているように、ピストンロッドおよび／またはベース弁アセンブリ内に配置することができる。

本明細書に提示された説明から、さらなる適用可能分野が明らかになるであろう。この概要における説明および特定の例は、単に例示することを意図され、本開示の範囲を限定することを意図されたものではない。

本明細書で説明される図面は、選択された実施形態を例示することのみを目的とし、すべての可能な実施例ではなく、本開示の範囲を限定することを意図されていない。

本開示によるロッドガイドアセンブリ内に２位置弁アセンブリを内蔵したショックアブソーバを有する自動車の図である。 本開示によるロッドガイドアセンブリ内に２位置弁アセンブリを内蔵した二重チューブショックアブソーバを部分断面で示した側面図である。 図２に示すショックアブソーバからのロッドガイドアセンブリを部分断面で示した拡大側面図である。 図２に示すショックアブソーバからのロッドガイドアセンブリ内の２位置弁アセンブリを断面で示した拡大図であり、それぞれ弁アセンブリが開位置および閉位置にある。 図４Ａに示す弁要素の封止面を断面で示した拡大図である。 図４Ｂに示す弁要素の封止面を断面で示した拡大図である。 図２に示すショックアブソーバからのロッドガイドアセンブリ内の代替的な２位置弁アセンブリを断面で示した拡大図であり、弁アセンブリが閉位置にある。 図２に示すショックアブソーバからのロッドガイドアセンブル内のボール弁要素を有する代替的な２位置弁アセンブリを断面で示した拡大図である。 図２に示すショックアブソーバからの代替的な２位置弁アセンブリを断面で示した拡大図であり、弁アセンブリが閉位置にある。 ショックアブソーバ内の代替的な２位置弁アセンブリを断面で示した拡大図を表す。

対応する参照番号は、図面のいくつかの図全体にわたって対応する要素を示している。

以下の説明は、実際上、単なる例示であり、本開示、用途、または使用法を限定することを意図されていない。図１には、本教示によるショックアブソーバを有するサスペンションシステムを内蔵した車両が示されており、車両は、全体的に参照番号１０で表されている。車両１０は、フロントおよびリアアクスルアセンブリを有する乗用車として図示した。しかし、本教示によるショックアブソーバは、他のタイプの車両と共に、または他のタイプの用途で使用することができる。これらの代替となる構成の例には、それらに限定されるものではないが、非独立型フロントおよび／または非独立型リアサスペンションを内蔵した車両、独立型フロントおよび／または独立型リアサスペンションを内蔵した車両、あるいは当技術分野で公知の他のサスペンションシステムがある。さらに、本明細書で使用する「ショックアブソーバ」という用語は、一般にダンパを指すことを意図され、したがって、マクファーソンストラットおよび当技術分野で公知の他のダンパ設計を含む。

車両１０は、リアサスペンション１２、フロントサスペンション１４、およびボディ１６を含む。リアサスペンション１２は、１対のリアホイール１８を動作可能に支持するように構成された、横方向に延びるリアアクスルアセンブリ（図示せず）を有する。リアアクスルは、１対のショックアブソーバ２０および１対のスプリング２２によってボディ１６に取り付けられている。同様に、フロントサスペンション１４は、１対のフロントホイール２４を動作可能に支持するための横方向に延びるフロントアクスルアセンブリ（図示せず）を含む。フロントアクスルアセンブリは、１対のショックアブソーバ２６および１対のばね２８によって、ボディ１６に取り付けられている。ショックアブソーバ２０、２６は、車両１０のばね上部分（すなわち、ボディ１６）に対するばね下部分（すなわち、リアサスペンション１２およびフロントサスペンション１４）の相対運動を弱めるように機能する。

ここで図２を参照すると、ショックアブソーバ２０がさらに詳細に示されている。図２は、ショックアブソーバ２０のみを示しているが、ショックアブソーバ２６は、ショックアブソーバ２０と実質的に同様であることが理解される。ショックアブソーバ２６は、車両１０のばね上およびばね下質量に連結されるように構成される方法においてのみ、ショックアブソーバ２０と異なる。ショックアブソーバ２０は、圧力チューブ３０、ピストンアセンブリ３２、ピストンロッド３４、貯蔵チューブ３６、ベース弁アセンブリ３８、およびロッドガイドアセンブリ４０を含む。

圧力チューブ３０は、作動チャンバ４２を画定する。ピストンアセンブリ３２は、圧力チューブ３０内にスライド可能に配置され、作動チャンバ４２を上側作動チャンバ４４と下側作動チャンバ４６とに分割している。シール４８は、ピストンアセンブリ３２と圧力チューブ３０との間に配置されて、過度の摩擦力を発生させることなく、圧力チューブ３０に対するピストンアセンブリ３２のスライド動作を可能にする。シール４８はまた、上側作動チャンバ４４を下側作動チャンバ４６から封止するように機能する。ピストンロッド３４は、ピストンアセンブリ３２に取り付けられ、上側作動チャンバ４４と、ロッドガイドアセンブリ４０とを貫通している。ピストンアセンブリ３２とは反対側のピストンロッド３４の端部は、車両１０のばね上質量に固定されるように構成されている。ピストンアセンブリ３２内の弁は、圧力チューブ３０内でのピストンアセンブリ３２の移動中に、上側作動チャンバ４４と下側作動チャンバ４６との間の流体の移動を制御する。任意選択により、後述のデジタル弁アセンブリをピストンアセンブリ３２または上側ロッドガイドアセンブリ４０もしくは下側ロッドガイドアセンブリ６４内に配置することもできる。圧力チューブ３０に対するピストンアセンブリ３２の移動により、上側作動チャンバ４４で移動する流体の量と、下側作動チャンバ４６で移動する流体の量とに差が生じる。これは、主に、ピストンロッド３４が上側作動チャンバ４４のみを貫通し、下側作動チャンバ４６を通らないからである。移動流体の量の差は「ロッド体積」として知られており、その流体はベース弁アセンブリ３８を流れる。ベース弁アセンブリ３８が後述のいずれの弁も有し得ることが理解されるべきである。

貯蔵チューブ３６は、チューブ３０、３６間に配置された流体貯蔵器チャンバ５０を画定するように圧力チューブ３０を囲んでいる。貯蔵チューブ３６の底端は、車両１０のばね下質量に連結されるように構成されたベースカップ５２によって閉じられている。貯蔵チューブ３６の上端は、ロッドガイドアセンブリ４０のまわりに延びることができ、または、図示したように、上側缶５４で閉じることもでき、さらに、上側缶５４は、ロッドガイドアセンブリ４０を覆う円筒形とされる。ベース弁アセンブリ３８は、チャンバ４６、５０間の流体の流れを制御するために、下側作動チャンバ４６と貯蔵器チャンバ５０との間に配置されている。ショックアブソーバ２０の長さが伸長する場合（すなわち、ピストンロッド３４が、上側缶５４の上方外側方向に移動する場合）、「ロッド体積」という概念により、下側作動チャンバ４６内の流体量を増量する必要がある。したがって、流体が、貯蔵器チャンバ５０からベース弁アセンブリ３８を通って下側作動チャンバ４６に流れる。反対に、ショックアブソーバ２０の長さが縮む場合（すなわち、ピストンロッド３４がベース弁アセンブリ３８に向かって移動する場合）、「ロッド体積」という概念により、余分な流体を下側作動チャンバ４６から除去しなければならない。したがって、流体は、下側作動チャンバ４６からベース弁アセンブリ３８を通って貯蔵器チャンバ５０に流れる。

ここで図３を参照すると、ロッドガイドアセンブリ４０がさらに詳細に示されている。ロッドガイドアセンブリ４０は、シールアセンブリ６０、上側ロッドガイド６２、下側ロッドガイド６４、回路板６６、保持リング６８、および少なくとも１つのデジタル弁アセンブリ７０を含む。シールアセンブリ６０は、上側缶５４と接するように、上側ロッドガイド６２に組み込まれ、逆止シール７２を含む。逆止シール７２は、流体が、ピストンロッド３４と上側ブッシュ７４との境界面から、様々な流体路（図示せず）を通って、貯蔵器チャンバ５０に流れるのを可能にするが、貯蔵器チャンバ５０から、ピストンロッド３４と上側ブッシュ７４との間の境界面への逆方向の流体流れを阻止する。一例では、上側ブッシュ７４は、ピストンロッド３４をスライド可能に保持するために、テフロンコーティングされたベアリングとすることができる。

上側ロッドガイド６２は、最初に、上側缶５４に組み込むことができ、または上側缶５４に取り付ける前に、下側ロッドガイド６４に前もって組み付けることもできる。次いで、上側缶５４は、圧力チューブ３０が下側ロッドガイド６４に組み付けられた状態で、貯蔵チューブ３６に組み付けることができる。特に、圧力チューブ３０および貯蔵チューブ３６をそれぞれ上側缶５４および下側ロッドガイド６４に圧入して、ロッドガイドアセンブリ４０を圧力チューブ３０および貯蔵チューブ３６で保持することができる。

上側ロッドガイド６２は、中心開孔８２が貫通し、同心チャネル８４が下側面８６から延びる略管状の本体８０を有することができる。上側ロッドガイド６２は、粉末金属成形、金属射出成形（ＭＩＭ）、または他の鋳造／成形プロセスなどの従来の成形プロセスから製造することができる。上側ロッドガイド６２は、中心開孔８２の上側部分でシールアセンブリ６０を収容することができ、一方、ブッシュ７４は、中心開孔８２の下側部分に組み込むことができる。ブッシュ７４は、ピストンロッド３４用の封止面も提供しながら、ピストンロッド３４のスライド動作に対応するように、中心開孔８２のまわりで上側ロッドガイド６２に圧入することができる。同心チャネル８４は、少なくとも回路板６６を受け入れる大きさとすることができ、回路板６６を上側ロッドガイド６２内の所定の位置に保持するための複数の支持棒８８を含むことができる。

本体９０は、上側缶５４に対して封止し、流れ特性の改善を可能にし、圧力チューブ３０と嵌合するために、外径が連続的に小さくなる３つの異なる領域を有することができる。例えば、本体９０の上側領域９４は、上側缶５４の内径と一致した大きさの第１の外径を有することができる。上側領域９４は、シールリングまたはＯリング９８を受け入れるために、第１の外径のまわりに延びる溝９６を有することができる。複数の開孔１００は、中心開孔９２のまわりに同心で配置されるように、上側領域９４で本体９０を貫通することができる。開孔１００は、デジタル弁アセンブリ７０を受け入れる大きさとすることができる。ロッドガイドアセンブリ４０で使用するのに、４つのデジタル弁アセンブリ７０が示されているが、任意の数のデジタル弁アセンブリ７０を設けることができる。デジタル弁アセンブリ７０は、流体の形態か気体の形態かのいずれかで、流体流れを制限するように構成される。

開孔１００は、本体９０の上側領域９４から中央領域１０２まで延びることができる。中央領域１０２は、上側領域９４よりも対応する直径が小さい、不規則な形状の外側面１０４を有することができる。外側面１０４は、開孔１００の位置および形状に追従することができる。特に、外側面１０４は、任意の選択された数のデジタル弁アセンブリ７０に追従するように、対応して配置することができる。中央領域１０２は、各デジタル弁アセンブリ７０と貯蔵器チャンバ５０との間を流体連通するために、各デジタル弁アセンブリ７０の位置に対応した複数の開口１０６を有することができる。さらに、別の流体流路を設けるために、別の開孔１０８が、開孔１００と中心開孔９２との間に延びることができる。下側領域１１０は、中央領域１０２から延びることができ、すでに説明したように、圧力チューブ３０を受けるカラーとして成形することができる。

下側ロッドガイド６４もまた、中心開孔９２が貫通する略管状の本体９０を有することができる。上側ロッドガイド６２と同様に、下側ロッドガイド６４も、粉末金属成形、金属射出成形（ＭＩＭ）、または他の鋳造／成形プロセスなどの従来の成形プロセスから製造することができる。下側ロッドガイド６４は、流れ特性に干渉しないように、中心開孔９２の、開口１０６より実質的に上の位置で、上側シールリング１１２および下側ブッシュ１１４を収容することができる。シールリング１１２およびブッシュ１１４は、ピストンロッド３４用のさらなるシールも提供しながら、ピストンロッド３４のスライド動作に対応するように、中心開孔９２のまわりで下側ロッドガイド６４に圧入することができる。シールリング１１２は、任意の半径方向隙間を吸収することで、補助シールとして機能するＴシールまたはスリップリングとすることができる。ブッシュ１１４は、シールリング１１２を中心開孔９２内に保持するためのカラーまたは張り出し部として機能することができる。任意選択により、本明細書に記載されているデジタル弁を下側ガイド６４に形成された開孔内に設置することができる。

回路板６６は、すでに説明したように、上側ロッドガイド６２のチャネル８４内に配置することができ、支持棒８８に当接することができる。回路板６６は、保持リング６８に当接し、回路板６６を支持するために、支持棒８８とは反対側の面に確実に保持された複数の防振装置１１６を含むことができる。回路板６６を使用して、デジタル弁アセンブリ７０を作動させるための電力を供給することができる。例えば、各デジタル弁アセンブリ７０は、後でより詳細に説明するように、２つの位置のそれぞれに異なる流れ領域を有する２位置弁アセンブリとすることができる。各デジタル弁アセンブリ７０は、２つの位置間を移動するための配線接続を有することができ、配線接続は、回路板６６まで延びる。

様々なデジタル弁アセンブリ７０を保持するために、保持リング６８を上側ロッドガイド６２と下側ロッドガイド６４との間に配置することができる。例えば、図示したように、保持リング６８は、上側ロッドガイド６２に圧入することができ、または接着剤などで、上側ロッドガイド６２または下側ロッドガイド６４に固定することもできる。保持リング６８は略管状の本体１１８を有することができ、これは中心開孔１２０と、それを貫通する同心円状に配置された複数の開孔１２１とを含む。本体１１８は上側ロッドガイド６２のチャネル８４内および／または上側ロッドガイド６２と下側ロッドガイド６４との間に配置することができる。開孔１２１は下側ロッドガイド６４の本体９０の開孔１００と整列することができ、これによってデジタル弁アセンブリ７０の配線接続をその中に通すことができる。

ここで図３〜４Ｆを参照すると、各デジタル弁アセンブリ７０は、スプール１２４、ガイド部材またはスリーブ１２６、スプリング１２８、およびコイルアセンブリ１２２を含むことができる。弁アセンブリ７０は、貯蔵器チャンバまたは上側作動チャンバのいずれかに連結された流出口と、上側作動チャンバまたは貯蔵器チャンバの他方に連結された入口または流入口流路を有する。スプール１２４は略管状の本体１３２を有することができ、これは外径の異なる３つの領域を画定する。例えば、第１の、上側領域１３４は、スリーブ１２６の上側部分内にスライドするように受けられる大きさとすることができ、これは上側ロッドガイド６２の開孔１００内に配置される。第２の、中間領域１３６は、環状面内に画定された半径方向溝１３８によって上側領域１３４から離間されることができる。中間領域１３６は、上側領域１３４の外径よりわずかに小さい外径を有することができ、また、突起１４０を画定するような形状とすることができる。第３の、下側領域１４２は、第２の半径方向溝１４４によって中間領域１３６から離間されることができる。半径方向溝１４４は、後でより詳細に説明するように、デジタル弁アセンブリ７０の運動を補助するような輪郭形状とすることができる。下側領域１４２は、スリーブ１２６の下側部分内にスライドするように受けられる大きさとすることができ、これは中間領域１３６の外径よりわずかに小さい外径を有する。

スリーブ１２６は、半径方向溝１３８に隣接する第１の突起１４６と、スプール１２４の半径方向溝１４４に対応する第２の突起１４８を有することができる。第１の突起１４６は、上側領域１３４におけるスプール１２４の内径と同等の大きさの内径を有することができ、それによって弁が開いたときに、スプール１２４とスリーブ１２６との間で調量された流れが可能となる。この構成において、弁はスリップシールと面シールの両方を有する。上側領域１３４と第１の突起１４６は、弁が閉位置にあるときにスリップシールを形成する。しかしながら、第２の突起１４８は、中間領域１３６におけるスプール１２４の内径よりわずかに小さい内径を有することができる。このようにして、第２の突起１４８はスプール１２４内間領域の運動を制限し、中間領域１３６と封止可能に接触して、漏れを最小化または防止するための面シールとして機能する。

スプリング１２８は、スプール１２４を図４Ａに示されるような開位置と図４に示される閉位置とから付勢することができる。換言すれば、スプリング１２８はスプール１２４をコイルアセンブリ１２２から遠ざかり、開孔１００内に配置された封止面に向かうように付勢する。スプール１２４はスリーブ１２６内で軸方向に移動して、上側領域１３４と第１の突起１４６との間（例えば、図４Ｂおよび４Ｅ参照）および中間領域１３６と第２の突起１４８との間（例えば、図４Ｃおよび４Ｆ参照）の間隔を変化させる。

図４Ｃにおいて最もよくわかるように、デジタル弁アセンブリ７０がその開位置にあるときに、上側領域１３４、第１の突起１４６、および半径方向溝１３８は第１の流路を形成する。任意選択により、第１の突起１４６は溝１５０を画定でき、これは第１の流路を通る、およびデジタル弁アセンブリ７０を通る流体流れを制限するための調量エッジとして機能できる。

図４Ｄは中間領域１３６と第２の突起１４８を示しており、これらが半径方向溝１４７と共に第２の流路を形成する。上述の第１の流路と同様に、これらの特徴部の確定された表面が第２の流路内の調量構造として機能する。

図４Ｅおよび４Ｆに示すように、コイルへの電流が切断されると、スプール１２４は、スプリング１２８により誘起された力によって開位置から閉位置へと移動される。これによって第１および第２の流路が閉じられる。上側領域１３４は第１の突起１４６に対して移動されて、流体流れを制限するスリップシールを形成する。同時に、第２の突起１４８が中間領域１３６のベアリング面１４９と係合して面シールを形成する。第２の突起１４８がベアリング面１４９と係合することにより、スプール１２４のスリーブ１２６に対する移動を制限し、第１の突起１４６と上側領域１３４との間の間隔を位置決めする。

図５は、図２に示すショックアブソーバからのロッドガイドアセンブリ内の代替的な２位置弁アセンブリ２７０を断面で示した拡大図を表す。弁アセンブリ２７０はスプール２２４を有し、これは代替的なスリーブ２２６に対して移動して、変形可能弁シート２２７と係合する。スプール２２４は上側区間２３４を有し、これはスリーブ２２６の円筒形部分２３６によって環状に支持される。スプール２２４は、半径方向溝２４０から分離された下側領域２３８をさらに有する。半径方向溝２４０は、流体流れがスプール２２４をスリーブ２２６内で軸方向に安定させることを可能にする機能を果たす。

下側領域２３８は円錐ベアリング面２４２を画定し、これが変形可能弁シート２２７内に画定された開孔２４８の縁２４４と係合する。スプール２２４は付勢スプリング２４６によって変形可能弁シート２２７に向かって付勢される。前述のように、電流を付勢コイルに印加すると、円錐ベアリング面２４２は変形可能弁シート２２７から引き離される。すると、調量オリフィス２２９を通じて流体流れを起こすことができる。

図６〜９は、本発明によるボール弁要素２５０を有する代替的な２位置弁アセンブリ２７０を断面で示した拡大図を表す。代替的なデジタル弁２７０の各々は、直線運動可能スプール２２４の中心線と軸方向に整列する調量オリフィス２２９を有する。スプール２２４は、流出口オリフィス２５５を画定するスリーブ２２６によって半径方向に支持される。ボール弁要素２５０は弁シート２２７とスプール２２４との間に配置される。スプール２２４は、モノリシックの磁気反応構造とすることができ、これは、弁内の流体がスプール２２４のまわりの力と軸方向に平衡化できるように構成された軸方向流路２５４を画定する。これに加えて、スプール２２４は円錐形ボール要素支持部材２５６を画定できる。弁シート２２７は、ベアリングパック２６０内に画定される変形可能面とすることができる。ベアリングパック２６０は、調量オリフィス２２９、スプール２２４、および付勢スプリング２４６と軸方向に整列する貫通路２６２を画定できる。デジタル弁アセンブリ２７０はカートリッジ２６６の形態とすることができ、これは開孔１００を封止するためのシーリングガスケット２７２と係合するベアリング面２７６を有する外側本体２６８を有する。外側本体２６８は開孔２７４を画定でき、これはデジタル弁２７０を貯蔵器チャンバ５０に流体的に連結する。

図７および８に示すように、スプール２２４は相互に連結される複数の部品で形成することができ、それによって機械加工工程が減る。第１の部材２８０は磁気反応性ベース２８２であり、これはコイルにより生成された磁場に反応して、略中空の加力部材２８４に力を付加するように機能する。略中空の加力部材２８４は、ボール弁要素２５０と係合する第１の円形端２８５を有する中空チューブとすることができる。中空の加力部材２８４と磁気作動ベース２８２は貫通路２８６を画定でき、これによって流体がその中を流れてデジタル弁２７０内の圧力を平衡化し、軸方向の安定性を保持することを可能にする。

図９は、開位置にある代替的なデジタル弁２７０を示している。この状態において、電流がコイルアセンブリ１２２に印加され、これが付勢スプリング２４６により生成される力に逆らってスプール２２４をコイルアセンブリ１２２に引き寄せる。調量オリフィス２２９を通る流体流れがボール弁要素２５０を円錐弁シート２２７から遠ざける。すると、流体はデジタル弁２７０と流出口オリフィスを通って貯蔵器チャンバ５０に流れる。スプール２２４の円形ベアリング面２９０は、デジタル弁アセンブリ７０内のボール弁要素２５０の軸方向運動と半径方向運動を制限する。

図１０に示されるように、スプール２２４は平坦ベアリング２９２面を有することができ、これはベアリングパック２６０上に画定される平坦ベアリング面２９４と封止可能に係合するように機能する。図示するように、付勢スプリング２４６はスプールの平坦ベアリング面２９２をパックの平坦ベアリング面２９４に押し付ける。力平衡通路２９３がスプール２２４とスリーブ２２６の両方に形成される。

デジタル弁アセンブリ７０は、各コイルアセンブリ１２２に電力信号を供給し続けることによって、またはデジタル弁アセンブリ７０を第２の位置に保持する手段を設け、コイルアセンブリ１２２への電力供給を切ることによって、第２の位置に保持することができる。デジタル弁アセンブリ７０を閉位置に保持する手段には、機械手段、磁気手段、または当技術分野で公知の他の手段があり得る。あるいは、本明細書において開示されるデジタル弁アセンブリは、スプールを通常開の状態で付勢する代替的な付勢スプリングを有することができる。

第２の位置を取った後、第１の位置への移動は、各コイルアセンブリ１２２への電力供給を終わらせることによって、または保持ばねに打ち勝つように、電流を逆流させる、すなわち、各コイルアセンブリ１２２に供給される電力の極性を逆転させることによって行うことができる。各デジタル弁アセンブリ７０を流れる流量には、第１の位置および第２の位置の両方で流れ制御するための離散した設定がある。本開示が、複数のデジタル弁アセンブリ７０を使用して説明されたが、任意の数のデジタル弁アセンブリ７０を使用することは本開示の範囲内である。

図１１〜１４は、本発明による代替的なスプール２２４とスリーブ２２６を有する代替的な２位置デジタル弁アセンブリ３７０を断面で示した拡大図を表す。各々の代替的なデジタル弁３７０は、直線運動可能なスプール２２４の中心線と軸方向に整列する調量オリフィス２２９を有する。スプール２２４は、流出口オリフィス２５５を画定するスリーブ２２６によって半径方向に支持される。スリーブ２２６が別々の部材であっても、ガイドアセンブリ内に一体形成してもよいことに留意すべきである。スプール２２４の第１の端３００は弁シート２２７とスプール２２４の半径方向に支持される部分２９８より先端側に配置される。スプール２２４は、弁内の流体がスプール２２４のまわりの力と軸方向に平衡化できるように構成された軸方向流路２５４を画定するモノリシックの磁気反応性構造とすることができ、または上述のように多部品構成であってもよい。

スプール２２４の第１の端３００は、スプールが着座した位置から着座していない位置へと移動されたときに流路として機能するドーナツ型空洞３０２の一部を画定するセグメント３０８を有する。図１１〜１３に示すように、弁がその通常閉の位置、すなわちその着座位置に付勢されると、流体が調量オリフィス２２９を通って流れることが阻止される。あるいは、デジタル弁を通常開位置へと付勢することができる。ドーナツ型空洞３０２の付近の弁シート２２７は、ベアリングパック２６０内に画定される変形可能面とすることができる。ベアリングパック２６０は、調量オリフィス２２９、スプール２２４、および付勢スプリング２４６と軸方向に整列する貫通路２６２を画定できる。ベアリングパック２６０の貫通路２６２をドーナツ型空洞３０２内に配置して、それと係合できるようにすることができる。あるいは、貫通路２６２を通る流れが、弁シート２２７に隣接する流れを調量できる。

スプール２２４は、直径が変化する単独のモノリシックな機械加工部品から形成することができる。第１の部分３０４は、コイルにより生成された磁場に応答してスプール２２４に力を付加するように機能する磁気反応性ベース３０６である。スプール２２４は、ベアリングパック２６０の貫通路２６２と係合する外側スプール面３１０の上に部分的ドーナツ型空洞３０２を画定する中空チューブとすることができる。前述のように、スプール２２４と磁気反応性ベース２８２は、その中を通る流体流れがデジタル弁２７０内の圧力を平衡化し、軸方向の安定性を保持することを可能にする貫通路を画定できる。

図１４は、開状態にある代替的なデジタル弁３７０を示している。この状態では、電流がコイルアセンブリ１２２に印加され、それが付勢スプリング２４６に対抗してスプール２２４をコイルアセンブリ１２２へと引き付ける。円形またはドーナツ型弁シート２２７において、調量オリフィス２２９とドーナツ型空洞３０２を通る流体流れが可能となる。ドーナツ型空洞３０２のベアリング面と、スリーブ突起によって画定される円形または環状弁シート２２７のベアリング面との相互作用が、面シールを形成する。設計に応じて、ドーナツ型空洞は、ベアリングパック２６０のいずれの側でも、面シールとして機能できることに留意すべきである。コイルアセンブリ１２２のオンまたはオフにより、スプール２２４は移動され、調量オリフィス２２９とドーナツ型空洞３０２を流体が流れる。その後、流体はデジタル弁３７０と流出口オリフィス３１２を通って貯蔵器チャンバ５０に流れる。スプール２２４のドーナツ型空洞３０２内のベアリング面２９０は、スプール２２４の軸方向の運動を制限する。このベアリング面２９０は平坦でも湾曲していてもよく、またベアリングパック２６０の形状に対して相補的な形状とすることもできる。

複数のデジタル弁アセンブリ７０を使用する場合に、複数のデジタル弁アセンブリ７０を通る全流れ領域を、個々の各デジタル弁アセンブリ７０の位置に応じて、特定の全流れ領域数に設定できることが理解されるべきである。具体的な全流れ領域数は、２ｎ流れ領域と定義でき、ｎはデジタル弁アセンブリ７０の数である。例えば、４つのデジタル弁アセンブリ７０を使用する場合、利用可能な全流れ領域数は２４、すなわち１６の流れ領域となるであろう。さらに、デジタル弁アセンブリは、下側ガイドアセンブリおよび上側ガイドアセンブリの両方、ピストンロッドアセンブリ、および／またはベース弁アセンブリ内で使用可能である。

実施形態の前述の説明は、例示および説明のために提示された。実施形態は、網羅的であることを意図されておらず、または本発明を限定することも意図されていない。特定の実施形態の個々の要素または特徴部は、通常、その特定の実施形態に限定されるのではなく、具体的に図示または説明していなくても、適用可能な場合に、選択された実施形態において交換可能であり、使用することができる。同一のものを様々な方法で変えることもできる。そのような変形形態は、本発明からの逸脱とみなすべきではなく、そのような修正形態のすべては、本発明の範囲内に含まれることを意図されている。

Claims (20)

1. 少なくとも１つのデジタル弁アセンブリを収容するためのロッドガイドアセンブリを有するショックアブソーバであって、
   上側作動チャンバと下側作動チャンバとを画定する圧力チューブと、
   前記圧力チューブの周囲に配置された貯蔵チューブと、
   前記圧力チューブと前記貯蔵チューブとの間に画定された貯蔵器チャンバと、
   前記ロッドガイドアセンブリ内に配置され、前記ショックアブソーバにより画定される上側作動チャンバおよび貯蔵器チャンバのうちの一方と連通する流入口と、前記上側作動チャンバおよび貯蔵器チャンバのうちの他方と連通する流出口とを有するガイド部材と、
   前記ガイド部材内に移動可能に配置されたスプールを有するデジタル弁アセンブリであって、前記スプールは、前記スプールおよびガイド部材が面シールを形成する第１の位置と、前記流入口から離れた第２の位置との間で移動可能であり、それにより、前記上側チャンバおよび貯蔵器チャンバの前記一方から前記デジタル弁アセンブリまでの流路を確立する、デジタル弁アセンブリと、
   前記スプールに隣接して配置され、前記スプールを前記第１の位置と前記第２の位置との間にするように構成されたコイルアセンブリと、
   を含むショックアブソーバ。
2. 前記ガイド部材は、前記下側作動チャンバと前記貯蔵器チャンバとの間に配置された第２の弁アセンブリをさらに含む、請求項１に記載のショックアブソーバ。
3. 前記上側作動チャンバおよび貯蔵器チャンバのうちの一方と連通するスリーブ流入口と、前記上側作動チャンバおよび貯蔵器チャンバのうちの他方と連通するスリーブ流出口とを有し、前記スプールのまわりに環状に配置された第１のスリーブをさらに含み、前記第１のスリーブが流体調量面を画定する第１の突起を有する、請求項１に記載のショックアブソーバ。
4. 前記スプールは、前記第１の調量面に対して移動して前記面シールを形成するように構成された第１の表面を画定する、請求項３に記載のショックアブソーバ。
5. 前記第１のスリーブは、第２の調量面を有する第２の突起を画定する、請求項４に記載のショックアブソーバ。
6. 前記スプールは、前記第２の調量面に対して移動してスリップシールを形成するように構成された第２の表面を画定する、請求項５に記載のショックアブソーバ。
7. 前記スプールは、前記第１の突起と前記第２の突起との間に溝を画定する環状面を有する、請求項５に記載のショックアブソーバ。
8. 前記スプールが前記第１のスリーブに対して前記第１の位置から前記第２の位置に移動するときに、前記第１のスリーブに対する前記スプールの移動が、前記第１の表面と前記第１の調量面との相互作用によって限定され、前記第２の表面は前記第２の調量面に隣接して位置付けられてスリップシールを形成する、請求項５に記載のショックアブソーバ。
9. 前記スプールはドーナツ型空洞の一部を画定する、請求項８に記載のショックアブソーバ。
10. 前記ドーナツ型空洞は、前記スプールが前記第１の位置にあるときに前記ガイド部材と係合するように構成されたベアリング面を画定する、請求項９に記載のショックアブソーバ。
11. 第２のデジタル弁を有する下側ガイドアセンブリであって、前記第２のデジタル弁が、前記貯蔵器チャンバと連通する第２の流入口と前記下側作動チャンバと連通する第２の流出口とを有する第２のスリーブを有する、下側ガイドアセンブリと、
    前記第２のスリーブ内に、前記第２の流入口と前記第２の流出口との間で移動可能に配置された第２のスプールと、
    をさらに含む、請求項１に記載のショックアブソーバ。
12. 少なくとも１つのデジタル弁アセンブリを収容するためのロッドガイドアセンブリを有するショックアブソーバであって、前記デジタル弁アセンブリは、
    前記ロッドガイドアセンブリ内に配置され、前記ショックアブソーバによって画定される上側作動チャンバおよび貯蔵器チャンバと流体連通するガイド部材と、
    前記ガイド部材内に配置されたデジタル弁アセンブリであって、前記上側チャンバおよび貯蔵器チャンバのうちの一方と連通する流入口流路と、前記上側チャンバおよび貯蔵器チャンバのうちの他方と連通する流出口とを画定するスリーブと、前記スリーブ内に移動可能に配置されたスプールであって、前記流入口流路に隣接する表面と当接して面シールを形成する第１の位置と、前記流入口から離れた第２の位置とから移動可能であり、それにより、前記上側チャンバおよび貯蔵器チャンバから前記デジタル弁アセンブリへの流路を確立するスプールと、を有するデジタル弁アセンブリと、
    前記スプールに隣接して配置され、前記スプールを前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させるコイルアセンブリと、
    を含むショックアブソーバ。
13. 前記スリーブは第１の調量面を画定する第１の突起を有し、前記スプールは、前記第１の調量面に対して移動して前記面シールを形成するように構成された第１のベアリング面を画定する、請求項１２に記載のショックアブソーバ。
14. 前記スリーブは第２の突起を画定し、前記第２の突起は第２の調量面を有し、前記スプールは、前記第２の調量面に対して移動してスリップシールを形成するように構成された第２の表面を画定する、請求項１３に記載のショックアブソーバ。
15. 前記スプールはドーナツ型空洞の一部を画定し、前記ドーナツ型空洞は、前記第１の突起のまわりに画定される環状面を有する、請求項１３に記載のショックアブソーバ。
16. 前記スプールは、前記コイルアセンブリに送信された信号に応答して、前記スリーブに対して前記第１の位置から前記第２の位置へと移動し、前記スリーブに対する前記スプールの移動は、前記第１の表面と前記第１の調量面との相互作用によって限定される、請求項１３に記載のショックアブソーバ。
17. 弁シートとボール弁要素とをさらに含み、前記ボール弁要素は前記スプールと前記弁シートとの間に配置される、請求項１２に記載のショックアブソーバ。
18. 前記ボール弁要素は、流体流れに応答して前記弁シートから遠ざかるように移動可能であり、付勢スプリングからの力に応答して前記弁シートに向かって移動可能である、請求項１７に記載のショックアブソーバ。
19. 前記スプールは、前記ボール弁要素の運動を軸方向に制限する、ボール弁要素係合特徴部を含む、請求項１８に記載のショックアブソーバ。
20. 少なくとも１つのデジタル弁アセンブリを収容するためのロッドガイドアセンブリを有するショックアブソーバであって、前記デジタル弁アセンブリは、
    前記ロッドガイドアセンブリ内に配置され、前記ショックアブソーバによって画定される上側作動チャンバおよび貯蔵器チャンバと流体連通するガイド部材と、
    前記ガイド部材内に配置され、前記上側チャンバおよび貯蔵器チャンバのうちの一方と連通する流入口流路と、前記上側チャンバおよび貯蔵器チャンバのうちの他方と連通する流出口とを画定するスリーブであって、環状突起ベアリング面を有する環状突起を画定するスリーブを有するデジタル弁アセンブリと、
    環状ドーナツ型ベアリング面を有するドーナツ型空洞の一部を画定するスプールであって、前記スリーブ内に移動可能に配置され、前記突起ベアリング面に当接して面シールを形成する第１の位置と前記環状突起ベアリング面から離れた第２の位置とから移動可能であり、それにより、前記上側チャンバおよび貯蔵器チャンバのうちの前記一方から前記ドーナツ型空洞を通って前記デジタル弁アセンブリまでの流路を確立するスプールと、
    前記スプールに隣接して配置され、前記スプールを前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させるコイルアセンブリと、
    を含むショックアブソーバ。

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