JP2534791Y2 - 減衰力可変型液圧緩衝器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車のサスペンションに用いるのに最適
な、減衰力特性を変化可能な液圧緩衝器に関する。

（従来の技術） 従来の減衰力可変型液圧緩衝器としては、例えば、特
開昭60-113831号公報に記載されているようなものが知
られている。

この従来の液圧緩衝器は、伸・圧各行程時に減衰力を
発生させる手段として、ピストンに上部室と下部室とを
連通する伸・圧両連通孔が並列に穿設させると共に、こ
の連通孔を開閉するディスクバルブが設けられ、一方、
ピストンロッドの中空部内には、スプールが上下摺動可
能に収容され、これをアクチュエータで上下動させるこ
とにより、前記伸・圧両連通孔と並列に設けられたバイ
パス路の流路断面積を変化させるようにしたものであっ
た。

従って、前記バイパス路を閉じることで、ディスクバ
ルブにより高い減衰力が発生すると共に、バイパス路を
開くことで、上部室と下部室との間における作動液の流
路断面積が増加し、これにより、低い減衰力が発生す
る。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の減衰力可変型液圧緩
衝器にあっては、アクチュエータに制御信号を出力する
コントローラの制御が何らかの原因で不能となった場
合、その時の減衰力特性でロックされるか、または、コ
ントローラの制御信号とは無関係に減衰力特性が変動
し、このため、車両の操縦安定性が損なわれるという問
題があった。

本考案は、上述のような従来の問題に着目して成され
たもので、コントローラの制御が不能な異常発生時でも
操縦安定性を確保することができる減衰力可変型液圧緩
衝器を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上述のような目的を達成するために、本考案の減衰力
可変型液圧緩衝器では、流体が充填されたシリンダ内を
上部室と下部室とに画成して設けられたピストンと、該
ピストンの行程に伴って前記両室の間で流体が流通可能
にピストンあるいは該ピストンに連結されたピストンロ
ッドに両室を連通して形成された伸側連通路及び圧側連
通路と、前記伸側連通路及び圧側連通路の途中に移動可
能に設けられているとともに、該移動により両連通路の
一方の流路断面積を絞るのに伴って他方の流路断面積を
広げるように設けられたスプールと、該スプールを圧側
連通路の流路断面積を広げる一方で伸側連通路の流路断
面積を絞る初期位置に常時付勢する保持手段と、駆動時
には前記スプールを初期位置から保持手段の付勢力に抗
して伸側連通路の流路断面積を広げる一方で圧側連通路
の流路断面積を狭める方向に移動させ、非駆動時にはス
プールに対する位置規制力が作用しないアクチュエータ
とを設けた。

（作用） 本考案の減衰力可変型液圧緩衝器では、スプールによ
り伸側連通路・圧側連通路が開いていると、ピストンの
伸方向ストロークに伴って流体が伸側連通路を通って上
部室から下部室に移動し、また、ピストンの圧方向スト
ロークに伴って流体が圧側連通路を通って下部室から上
部室に移動する。

そして、この流体の流通に基づき減衰力が発生するも
ので、この減衰力特性は、両連通路の途中においてスプ
ールにより形成される絞りの状態により、高減衰力（ハ
ード）や抵減衰力（ソフト）に変更することができる。

そして、例えば、制御装置の故障等によりアクチュエ
ータが駆動しない場合には、保持手段がスプールを、圧
側連通路を広げる一方で伸側連通路の流路断面積を絞る
位置に保持し、すなわち、圧側がソフトで伸側がハード
な特性に維持される。

したがって、操縦安定性を確保することができるとと
もに、圧側入力すなわち突き上げ入力を吸収して良好な
乗り心地が得られる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面により詳述する。

まず、実施例の構成について説明する。

第１図は、本考案一実施例の減衰力可変型液圧緩衝器
の主要部を示す断面図であって、図中１は円筒状のシリ
ンダを示している。このシリンダ１は、摺動自在に装填
されたピストン２によって、上部室Ａと下部室Ｂとに画
成され、両室A,Bには油等の流体が充填されている。

前記ピストン２は、ピストンロッド３の先端小径部3a
に取り付けられており、即ち、リテーナ5,ワッシャ6,圧
側ディスクバルブ7,ピストン2,伸側ディスクバルブ9,ワ
ッシャ11,スプリングシート12,スプリング13を順次装着
し、最後にカラー14を介してナット15で締結して取り付
けられている。

さらに詳述すると、前記ピストン２には、中央にピス
トンロッド３を挿通するピストン貫通孔2aが穿設されて
いる。

また、上部室Ａ側である上端面に内外二重に圧側内側
溝2bと圧側外側溝2cが形成されている。両溝2b,2cはほ
ぼ環状に形成され、その外周には、それぞれ内側シート
面2dと外側シート面2eが形成されている。そして、前記
圧側内側溝2bは、ピストン２に上下方向に穿設された複
数個の圧側連通孔2fにより下部室Ｂに連通され、さら
に、この圧側内側溝2bは、ピストン２の上端面に形成さ
れた圧側連通溝2g,2hとピストン貫通孔2a及びピストン
ロッド３に形成された圧側ポート3b,3bを介して圧側外
側溝2cと連通されている。

尚、両シート面2d,2eには前記圧側ディスクバルブ７
が当接されている。

一方、前記ピストン２の下部室Ｂ側の下端面も上端面
側と対称的な構成となっていて、即ち、下端面には、内
外二重に伸側内側溝2jと伸側外側溝2kが形成されてい
る。両溝2j,2kは、ほぼ環状に形成され、その外周に
は、それぞれ内側シート面2mと外側シート面2nが形成さ
れている。そして、第１図に示すように、前記伸側内側
溝2jは、ピストン２に上下方向に穿設された複数個の伸
側連通孔2pにより上部室Ａに連通され、さらに、この伸
側内側溝2jは、ピストン２の下端面に形成された伸側連
通溝2r,2sとピストン貫通孔2a及びピストンロッド３に
形成された伸側ポート3c,3cを介して伸側外側溝2kと連
通されている。

尚、両シート面2m,2nには前記伸側ディスクバルブ９
が当接されている。この伸側ディスクバルブ９は、内側
シート面2mの剛性が高く形成され、さらにこの位置には
スプリングシート12を介してスプリング13のスプリング
力が与えられている。

さらに、前記ピストンロッド３の内部には、その軸芯
部を上下方向に貫通する貫通穴3dが穿設され、この貫通
穴3dの下端部には減衰力変更手段としてのスプール16が
設けられている。

このスプール16は円筒状をなすと共に、前記貫通穴3d
内において軸方向への摺動が可能な状態に設けられ、か
つ、前記ピストンロッド３に形成された圧側ポート3b,3
bと、伸側ポート3c,3cとにそれぞれ符合するスプール16
の外周面には、該スプール16の軸方向への摺動により、
両圧側ポート3b,3b及び両伸側ポート3c,3cとの間に絞り
を形成して流路断面積を無段階的に変化させる圧側環状
溝16a及び伸側環状溝16bが形成されている。そして、こ
の両環状溝16a,16b相互の間隔を、圧側ポート3b,3bと伸
側ポート3c,3cとの間の間隔よりも狭く形成することに
より、スプール16の摺動に伴い圧側環状溝16aよる絞り
と伸側環状溝16bによる絞りの開度の増減が、互いに逆
になるようになっている。

また、前記スプール16の下方への摺動は、ピストンロ
ッド３の上端部に取り付けられたアクチュエータ４によ
り、貫通穴3d内に設けられたコントロールロッド21を介
して成され、また、スプール16の上方への摺動は、貫通
穴3dの下端開口部を閉塞するようにねじ込まれたスプリ
ングヘッドシート18とスプール16の下端開口縁との間に
介装されたアシストスプリング（保持手段）17により成
される。

尚、前記コントロールロッド21と貫通穴3dとの間の隙
間が、上下一対のブッシュ19a,19b間に挟持状態で設け
られたオーリング20でシールされている。

そして、前記ブッシュ19bによってスプール16の上方
への摺動が規制されるようになっており、スプリング17
によりスプール16がブッシュ19bに当接された状態で
は、伸側環状溝16bが完全に閉じられると共に、圧側環
状溝16aが最大限に開かれた状態となっている。

また、前記スプール16の上端周壁部分には、同スプー
ル16の中空部内と、ブッシュ19b側の貫通穴3dとを連通
する複数の連通孔16cが穿設されており、この連通孔16c
を介して流体の流通が行なわれるようになっている。

また、アクチュエータ４の作動は、第２図に示すよう
に、コントローラ40からの制御信号に基づいて行なわれ
る。尚、同図において、50は液圧緩衝器の外筒、51はロ
アスプリングシートである。

次に、実施例の作用について説明する。

（イ）伸側行程時 ピストン２の伸側行程時には、上部室Ａの液圧上昇に
伴ない、上部室Ａの流体が下部室Ｂに流入するが、この
際に流体が流れる経路は、以下のようになる。

まず、上部室Ａ内の流体は伸側連通孔2pを通り伸側内
側溝2jに流入する。そして、この伸側内側溝2jから下部
室Ｂに対し２系統の経路を介して流体が流通する。

即ち、第１の経路は、伸側内側溝2jから、伸側連通溝
2r〜伸側ポート3c〜スプール16の伸側環状溝16b〜伸側
ポート3c〜伸側連通溝2s〜伸側外側溝2kを経て、外側シ
ート面2nの位置で伸側ディスクバルブ９を開弁して下部
室Ｂに至る経路である。一方、第２の経路は、伸側内側
溝2jから、スプリング13の閉弁力に抗して内側シート面
2mの位置で伸側ディスクバルブ９を開弁して伸側外側溝
2kに流入し、そこからさらに、外側シート面2nの位置で
伸側ディスクバルブ９を開弁して下部室Ｂに至る経路で
ある。

尚、以上２つの経路の内、第１の経路は、スプール16
の摺動操作によって開閉させることができる。即ち、第
１図は、コントローラ40からの制御信号の出力がなく、
アクチュエータ４が非駆動時の状態を示しており、この
状態ではスプール16はアシストスプリング17の押圧力で
上方へ摺動され、伸側環状溝16bが完全に閉塞されて第
１の経路が閉じられた状態となっている。

この場合、減衰力はハードレンジとなる。

そこで、コントローラ40から制御信号を出力して、ア
クチュエータ４を駆動させると、アシストスプリング17
の付勢力に抗してスプール16が下方へ摺動され、スプー
ル16は、アクチュエータ４の駆動力とアシストスプリン
グ17の付勢力とが釣り合う位置に配置され、そして、伸
側環状溝16bの開度に応じた減衰力特性となるもので、
伸側環状溝16bの絞り開度が大きくなる程ソフトレンジ
となる。

尚、ピストン２が低速で作動する抵ピストン速度域で
は、単位時間当たりの流体の流通量が少ないため、外側
シート面2nの位置で伸側ディスクバルブ９だけが開弁
し、前記伸側内側溝2jから第１の経路を通って流体が流
通する。

従って、抵ピストン速度域では、伸側環状溝16bにお
いて速度２乗特性の減衰力が生じると共に、伸側ディス
クバルブ９で速度2/3乗特性の減衰力が直列に生じる。
即ち、前者の減衰力特性はピストン速度に対する減衰力
の変化率が大きくなっていき、後者の減衰力特性はピス
トン速度に対する変化率が小さくなっていくというよう
に対称的な特性であるため、両減衰力特性を直列に加え
た減衰力特性は、ピストン速度に対して直線的な特性と
なる。

次に、ピストン２が中・高速で作動する中・高ピスト
ン速度域では、単位時間当たりの流体の流通量が多くな
るため、さらにスプリング13の閉弁力に抗して内側シー
ト面2mの位置で伸側ディスクバルブ９が開弁し、伸側内
側溝2jから第１及び第２の両経路を通って流体が流通す
る。

従って、中・高ピストン速度域では、速度2/3乗特性
の減衰力が直列に生じる。即ち、ピストン速度の上昇に
対して変化率が減少する速度2/3乗特性の減衰力が直列
に得られるため、減衰力の変化率の減少を抑制して、直
線的な減衰力が得られる。

（ロ）圧側行程時 ピストン２の圧側行程時には、上述の伸行程の場合と
ほぼ対称的な作動となる。即ち、圧側行程が成される
と、下部室Ｂの流体が圧側連通孔2fを通り圧側内側溝2b
に流入する。そして、この圧側内側溝2bから上部室Ａに
対し２系統の経路を介して流体が流通する。

つまり、第１の経路は、圧側内側溝2bから、圧側連通
溝2g〜圧側ポート3b〜スプール16の圧側環状溝16a〜圧
側ポート3b〜圧側連通溝2h〜圧側外側溝2cを経て、外側
シート面2eの位置で圧側ディスクバルブ７を開弁して上
部室Ａに至る経路である。

一方、第２の経路は、圧側内側溝2bから、内側シート面
2dの位置で、圧側ディスクバルブ７を開弁して圧側外側
溝2cに流入し、そこからさらに、外側シート面2dの位置
で圧側ディスクバルブ７を開弁して上部室Ａに至る経路
である。

以上のような経路の流体の流通が成されることで、伸
行程と同様に１次の直線に近い減衰力特性が得られる。

尚、この圧側行程の場合も、スプール16の軸方向への
摺動により、圧側環状溝16aによる絞り開度を変えるこ
とで、ソフトレンジからハードレンジまでの範囲内で任
意の減衰力レンジに変更することができる。

そして、この実施例では、アクチュエータ４が駆動し
ていない状態（第１図の状態）では、圧側環状溝16aに
よる絞りの開度が最大となっており、最もソフトレンジ
の状態となっている。そして、アクチュエータ４の駆動
と共に、ハードレンジ側に特性が変化する。

以上説明したように、本実施例の緩衝器では、アクチ
ュエータ４が駆動していない状態では、伸側がハードで
圧側がソフトの特性となる。

そして、アクチュエータ４を駆動させると、その駆動力
が大きくなるにつれ、圧側がハードで伸側がソフトな特
性に無段階に変化していく。

従って、断線その他の故障原因によって、アクチュエ
ータ４が非駆動の状態になると、スプール16はアシスト
スプリング17の付勢力に基づき、伸側がハードで圧側が
ソフトの状態に保持される。

よって、この状態では操縦安定性が確保され、安全性が
高い。

また、このようにスプール16はアシストスプリング17に
より上記状態に保持されるため、このような特性に制御
したい際にはアクチュエータ４を駆動させる必要がな
く、それだけ、アクチュエータ４の駆動機会を少なくし
て、アクチュエータ４等の駆動部分の耐久性を向上させ
ると共に、電力の消費を減らすことも可能となる。

さらに、緩衝器を制振すべく伸側もしくは圧側をハー
ドにした際に、他方がソフトとなる特性としたため、こ
のような制振時において、路面の微細な凹凸等により緩
衝器に入力される中・高周波振動のうち、制振側とは逆
側の成分が車体へ伝達されるのを防止して、その分、乗
り心地を向上させることができる。

また、実施例の減衰力可変型液圧緩衝器では、上述の
ように伸・圧両行程において、１次の直線的な減衰力特
性を得ることができるという特徴を有しているから、ピ
ストン速度の変化により途中で特性が急変することがな
く、自動車のサスペンションに適用した場合には、乗り
心地と操縦安定性の両立を図ることができるという特徴
を有している。

そして、この特性は、環状溝16a,16bの開口面積を変
化させても同様であるから、減衰力可変の全レンジにお
いて、この直線的な特性が得られる。

また、上述のように減衰力レンジの変更が無段階的に
行なえるので、各状況に応じて最適な減衰力特性を任意
に選定できるようになるという特徴を有している。

また、スプールの上下動による両環状溝環状溝16a,16
bの絞り量制御は、軸方向の位置精度を保つことで制御
精度を高く保つことができ、回転による場合のように相
対角度により精度を出すものに比べ、製造精度や組付精
度や制御精度を高く保つことができるという特徴を有し
ている。

また、伸行程と圧側行程とで、流体の流通経路が異な
るため、伸側と圧側とで独立した減衰力特性が得られ、
このため、伸側と圧側とで独立して減衰力特性の設定が
でき、設定自由度が高いという特徴を有している。

以上本考案の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本
考案の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっ
ても本考案に含まれる。

例えば、実施例では、減衰力制御手段の制御不能時に
圧側連通路の流路断面積を広げる一方で伸側連通路の流
路断面積を狭める初期位置にスプールを付勢する保持手
段として、アシストスプリングの弾発力による付勢力を
利用する場合を示したが、これには限られず、例えば、
永久磁石の磁力による付勢力を利用する等の他の手段を
用いてもよい。

また、こような保持手段はアクチュエータ側に内蔵する
構造としてもよい。

また、実施例では、スプールがストロークしてその位
置を任意に変化させる例を示したが、ON・OFF的に２位
置に変化させるものでもよい。

（考案の効果） 以上説明してきたいように、本考案の減衰力可変型液
圧緩衝器では、保持手段によりアクチュエータの非駆動
時には、圧側連通路の流路断面積を広げる一方で伸側連
通路の流路断面積を絞る位置にスプールを保持する保持
手段を設けたため、コントローラ等の異常発生によりア
クチュエータが非駆動状態となった時に、圧側をソフト
伸側をハードにして操縦安定性の確保と良好な乗り心地
の確保の両立を図ることができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の減衰力可変型液圧緩衝器の要部
を示す断面図、第２図は実施例緩衝器の全体図である。 Ａ……上部室 Ｂ……下部室 １……シリンダ ２……ピストン 2f……圧側連通孔（連通路） 2h……圧側連通溝（連通路） ４……アクチュエータ 16……スプール（減衰力変更手段） 17……アシストスプリング（保持手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 佐々木 光雄 神奈川県厚木市恩名1370番地 厚木自動 車部品株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−36513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−147134（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流体が充填されたシリンダ内を上部室と下
   部室とに画成して設けられたピストンと、 該ピストンの行程に伴って前記両室の間で流体が流通可
   能にピストンあるいは該ピストンに連結されたピストン
   ロッドに両室を連通して形成された伸側連通路及び圧側
   連通路と、 前記伸側連通路及び圧側連通路の途中に移動可能に設け
   られているとともに、該移動により両連通路の一方の流
   路断面積を絞るのに伴って他方の流路断面積を広げるよ
   うに設けられたスプールと、 該スプールを圧側連通路の流路断面積を広げる一方で伸
   側連通路の流路断面積を絞る初期位置に常時付勢する保
   持手段と、 駆動時には前記スプールを初期位置から保持手段の付勢
   力に抗して伸側連通路の流路断面積を広げる一方で圧側
   連通路の流路断面積を狭める方向に移動させ、非駆動時
   にはスプールに対する位置規制力が作用しないアクチュ
   エータと、 を備えていることを特徴とする減衰力可変型液圧緩衝
   器。