JP7499201B2 - サスペンション装置 - Google Patents

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Description

本発明は、サスペンション装置に関する。
特許文献１には、電磁ダンパの内部に液圧ダンパを収容することが開示されている。ここで、液圧ダンパのピストンには流体通路とその中を挿通しているピンが設けられている。そして、通常ストロークでは、ピンのピン縮径部が流体通路に対面して比較的大きな空隙が形成されていることから油圧ダンパの減衰力が低下する。また、端部側ストローク領域にあってはピンの大径部が流体通路に対面するため、油圧ダンパの減衰力が大きくなる。
特開２００２－２２７９２７号公報
前記のように、特許文献１の技術ではピンの縮径部と大径部とを使って電磁ダンパと液圧ダンパとの調整を行っている。しかしながらこの手段だと、全体にダンパの構造が大きく、複雑になる。
そこで、本発明は、全体に小型化できて、簡易に構成できるサスペンション装置を提供することを課題とする。
本発明は、第１の液室と第２の液室との間で変位することで液圧を発生させるためにバルブを備えるロッドを有する液圧式ダンパと、アクチュエータによって電気的に前記ロッドを変位させる電動ダンパと、を備え、前記電動ダンパは、外筒と、内筒と、前記内筒内でストロークする前記ロッドに設けられたピストンと、前記内筒の内側における前記ピストンのストロークする中央部に設けられ前記ピストンの軸方向両端側の前記第１の液室と前記第２の液室とを連通させるための連通路と、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、全体に小型化できて、簡易に構成できるサスペンション装置を提供することができる。
本発明の実施形態１にかかるサスペンション装置の断面図である。 本発明の実施形態１にかかるサスペンション装置における内筒の長手方向中央部の斜視図である。 本発明の実施形態１にかかるサスペンション装置の作用を説明するサスペンション装置の概念図である。 本発明の実施形態１にかかるサスペンション装置の作用を説明するサスペンション装置の概念図である。 本発明の実施形態２にかかるサスペンション装置における内筒の長手方向中央部の斜視図である。
以下、本発明の実施形態を２例説明する。
＜実施形態１＞
図１は、本発明の一実施形態であるサスペンション装置の断面図である。以下では、サスペンション装置１の図１における右側の先端部側を先端側と呼ぶことがある。また、サスペンション装置１の図１における左側を後方側と呼ぶことがある。
サスペンション装置１は液圧式ダンパ３を備えている。液圧式ダンパ３は、ロッド１１、ピストン１２、バルブ１３，１４などから構成されている。液圧式ダンパ３はコンベンショナルなサスペンションとして機能する。すなわち、サスペンション装置１の外側筐体である外筒４の内側には内筒５が収納されている。内筒５の内部には、内筒５と同軸芯のロッド１１が収納されている。ロッド１１は内筒５内を内筒５の長手方向（図１の左右方向）に移動可能である。ロッド１１の長手方向先端側（右側）にはピストン１２が設けられている。ピストン１２はその外周面が内筒５の内周面に沿って移動する。
ピストン１２によって内筒５内はピストン１２後方側の第１の液室６とピストン１２先端側の第２の液室７とに仕切られている。ピストン１２には円筒状の磁石２１が設けられ、磁石２１内には、第１の液室６と第２の液室７とを導通する磁石内流路２２（オリフィス）が設けられている。磁石内流路２２のピストン１２の先頭部にはバルブ１３が設けられている。内筒５の先頭部にはバルブ１４が設けられている。バルブ１４は内筒５内と、内筒５と外筒４との間の空間１６とを導通させることができる。サスペンション装置１内の空間は油などの液体で満たされている。そのため、バルブ１３，１４を開いた状態で、ロッド１１を第１の液室６と第２の液室７との間で変位させることで、液体は磁石内流路２２や、バルブ１３，１４を流通し、ピストン１２が可動し、液圧式ダンパ３は液圧を発生することができる。
サスペンション装置１は電動（電磁）ダンパ８も備えている。電動ダンパ８は、磁石２１、コイル２３などから構成されている。電動ダンパ８は、電磁式のサスペンションとして機能する。すなわち、外筒４と内筒５との間には円筒状のコイル２３（アクチュエータ）が設けられている。このコイル２３に通電することで、磁界が発生し、この磁界が磁石２１に作用することで、ピストン１２、ひいてはロッド１１をそれらの軸方向に可動することができる。コイル２３内にはコイル内通路２４（オリフィス）が設けられている。コイル内通路２４は、外筒４と内筒５との間のコイル２３前後の空間１６と空間１７とを導通している。
図２は、内筒の長手方向中央部の斜視図である。内筒５において、ピストン１２のストロークする位置の長手方向中央部の内側には、内筒５の長さ方向を長手方向とする複数本の溝３１が形成されている。ピストン１２がこの溝３１を通過する際にも、溝３１内をピストン１２は通過せず、溝３１内は空間のままである。すなわち、溝３１は、ピストン１２の軸方向両端側の第１の液室６と第２の液室７とを連通させるための連通路となる。図１、図２において、内筒中央部３２の区間に溝３１が形成されている。図２に示すように、内筒５において、内筒中央部３２の両端部３３の区間は溝不形成の領域３４となっている。
前記の説明から明らかなように、電動ダンパ８は、磁石２１、コイル２３などからなるリニアモータから発する磁力を使用する電磁ダンパである。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図３Ａ、図３Ｂは、実施形態１にかかるサスペンション装置の作用を説明するサスペンション装置の概念図である。図３Ａに示すように、ピストン１２が内筒中央部３２の区間に存在する場合は、ピストン１２は内筒５の中央部に位置している。この場合に、バルブ１３の位置で内筒５の径方向には、バルブ１３と溝３１が位置している。流体は矢印で示すように溝３１を通過するので、液圧式ダンパ３の減衰力は非常に小さくなる。そこで、ピストン１２が内筒中央部３２の区間に存在する場合は、電動ダンパ８を駆動する。この内筒中央部３２の区間は最も頻繁にピストン１２が通過する区間である。
図３Ｂに示すように、ピストン１２が両端部３３の溝３１が形成されていない区間に存在する場合は、ピストン１２は内筒５の端部に位置している。この場合に、バルブ１３の位置で内筒５の径方向には、バルブ１３は存在しても溝３１は存在しない。この場合は、バルブ１３，１４に流体が通過し、流体は矢印で示すように流れ、液圧式ダンパ３の減衰力はコンベンショナルな液圧式ダンパと同様になる。すなわち、ピストン１２が両端部３３に位置する場合は、液圧式ダンパ３が駆動する。この両端部３３はピストンがときどきしか通過しない区間である。
このように頻繁にピストン１２が移動する区間である内筒中央部３２だけを電動ダンパ８で駆動することで、磁石２１、コイル２３などの部品を削減し、サスペンション装置１の低製造コストを実現することができる。
また、内筒５に溝３１を形成するだけでよいため、サスペンション装置１を全体に小型化できて、簡易に構成することができる。
さらに、磁石２１、コイル２３を設けている部位を利用して、磁石内流路２２（オリフィス）、コイル内通路２４（オリフィス）を設けることにより、電動ダンパ８全体の外形を細くできる。
さらに、内筒５に溝３１を形成するだけでよいため、磁石２１がコイル２３との距離が近いまま、内筒５とピストン１２との間にバイパス通路（溝３１）を形成することができ、電磁効率がいい。
＜実施形態２＞
本実施形態２では、実施形態１と異なる点を中心に説明し、共通事項は同じ部材に同じ符号を用いて省略する。
図４は、内筒の長手方向中央部の斜視図である。図１、図４に示すように、内筒５において、ピストン１２のストロークする位置の長手方向中央部（内筒中央部３２）の内側は、内筒５の内側を拡径して形成されている。ピストン１２がこの拡径部４１を通過する際にも、拡径部４１の拡径した部分をピストン１２は通過せず、拡径部４１の拡径した部分内は空間のままである。すなわち、拡径部４１の拡径した部分は、ピストン１２の軸方向両端側の第１の液室６と第２の液室７とを連通させるための連通路となる。図１、図４において、内筒中央部３２の区間に拡径部４１が形成されている。図４に示すように、内筒５において、内筒中央部３２の両端部３３の区間は拡径部４１不形成の領域３４となっている。
次に、本実施形態２の作用について説明する。
図３Ａに示すように、ピストン１２が内筒中央部３２の区間に存在する場合は、ピストン１２は内筒５の中央部に位置している。この場合に、バルブ１３の位置で内筒５の径方向には、バルブ１３と拡径部４１の拡径した部分が位置している。流体は矢印で示すように拡径部４１の拡径した部分を通過するので、液圧式ダンパ３の減衰力は非常に小さくなる。そこで、ピストン１２が内筒中央部３２の区間に存在する場合は、電動ダンパ８を駆動する。この内筒中央部３２の区間は最も頻繁にピストン１２が通過する区間である。
図３Ｂに示すように、ピストン１２が両端部３３の拡径部４１が形成されていない区間に存在する場合は、ピストン１２は内筒５の端部に位置している。この場合に、バルブ１３の位置で内筒５の径方向には、バルブ１３は存在しても拡径部４１は存在しない。この場合は、バルブ１３，１４に流体が通過し、流体は矢印で示すように流れ、液圧式ダンパ３の減衰力はコンベンショナルな液圧式ダンパと同様になる。すなわち、ピストン１２が両端部３３に位置する場合は、液圧式ダンパ３が駆動する。この両端部３３はピストンがときどきしか通過しない区間である。
このように頻繁にピストン１２が移動する区間である内筒中央部３２だけを電動ダンパ８で駆動することで、磁石２１、コイル２３などの部品を削減し、サスペンション装置１の低製造コストを実現することができる。
また、内筒５に溝３１を形成するだけでよいため、サスペンション装置１を全体に小型化できて、簡易に構成することができる。
磁石２１、コイル２３を設けている部位を利用して、磁石内流路２２（オリフィス）、コイル内通路２４（オリフィス）を設けることにより、電動ダンパ８全体の外形を細くできる。
さらに、拡径部４１は全体的に内筒を拡げることで、液体のバイパス量を増やすことができる。また、全体的に内筒を拡げることは、成形も簡単であり、生産技術性が高まる。
なお、内筒中央部３２に前記のような連通路を設ける手段としては、第１実施形態の溝３１の形成や、第２実施形態の拡径部４１の形成に限定されず、他の手段を用いてもよい。
１ サスペンション装置
３ 液圧式ダンパ
４ 外筒
５ 内筒
６ 第１の液室
７ 第２の液室
８ 電動ダンパ（電磁ダンパ）
１１ ロッド
１２ ピストン
１３ バルブ
２１ 磁石（リニアモータ）
２２ 磁石内流路（オリフィス）
２３ コイル（アクチュエータ、リニアモータ）
２４ コイル内通路（オリフィス）
３１ 溝（連通路）
３２ 内筒中央部（中央部）
４１ 拡径部（連通路）

Claims (5)

  1. 第１の液室と第２の液室との間で変位することで液圧を発生させるためにバルブを備えるロッドを有する液圧式ダンパと、
    アクチュエータによって電気的に前記ロッドを変位させる電動ダンパと、を備え、
    前記電動ダンパは、
    外筒と、
    内筒と、
    前記内筒内でストロークする前記ロッドに設けられたピストンと、
    前記内筒の内側における前記ピストンのストロークする中央部に設けられ前記ピストンの軸方向両端側の前記第１の液室と前記第２の液室とを連通させるための連通路と、を備えていることを特徴とするサスペンション装置。
  2. 前記電動ダンパは、リニアモータから発する磁力を使用する電磁ダンパであることを特徴とする請求項１に記載のサスペンション装置。
  3. 前記電磁ダンパのコイル及び磁石の少なくとも一方の内部にはオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のサスペンション装置。
  4. 前記連通路は、前記内筒の内側に形成された溝であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかの一項に記載のサスペンション装置。
  5. 前記連通路は、前記内筒の内側を拡径して形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかの一項に記載のサスペンション装置。
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