JPH04244629A - 調整可能な緩衝装置及び緩衝器 - Google Patents
調整可能な緩衝装置及び緩衝器Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
整するのに流体動力式アクチュエータを用いる調整可能
な緩衝器及び緩衝装置に関する。
号は、緩衝器の制動特性を制御するために、ピストンの
ような流体動力式アクチュエータを用いる調整可能な緩
衝器及び緩衝装置を開示している。この特許に開示され
た緩衝器は、エネルギーの消散のために、3つの装置、
すなわち、(1) テーパ付きのスロット96と弁プレ
ート92によって構成された低速ブリードオリフィス、
(2) 弁プレート92とスプリング100とを備える
ばね負荷された大気放出弁、(3) プレート88によ
って構成された固定絞りオリフィスを備える高速絞りを
使用している。低速ブリードオリフィスは、大気放出弁
と一体であり、低速ブリードオリフィスの圧力降下は、
大気放出弁が開く圧力に制限される。プレート88によ
って設けられる高速絞りは、大気放出弁と直列であり、
したがって常に作動しているが、低速では、エネルギー
の消散にごくわずかしか寄与しない。
動力が、上記特許の第7図及び第8図に示されている。 低速における急激な上昇は、低速ブリードオリフィスに
起因し、曲線の急激な変化は、大気放出弁の持ち上がり
に起因し、そして曲線の急激な変化部よりも高いピスト
ン速度における、ピストン速度に伴う制動力の増大は、
高速絞りに起因している。勿論、一定の乾燥摩擦力もあ
るが、この摩擦力は、乗り心地を悪くするという理由か
ら、良好な設計では一般に最小にされる。
リードオリフィスによる力と、高速絞りによる力の合計
である。大気放出の後では、全制動力は、摩擦力と、大
気放出による力と、高速絞りによる力の合計である。上
記特許に示された装置では、4つの緩衝器すべてが、単
一の静圧源26(1秒以下の周波数で制御圧力の全変動
が生ずるものとして定義される)によって制御される。 あるいはまた、第9欄に述べられているように、各々が
自身の圧力源をもつ2つの別個の制御装置を設けて、運
転者が前後の緩衝器を互いに無関係に制御するようにす
ることもできる。上記特許はまた、調整可能な減圧弁を
、自動制御装置で制御して、車両の減速時の突込みや加
速時の起上がりを防止することを示唆している。そのよ
うな装置には、約 300msの応答時間が要求される
。
の解決法は、常に作動している並列のブリードオリフィ
スを加えることである。この並列のブリードオリフィス
を可変にすれば、制動力を可変にすることができる。一
般に、並列のオリフィスが大きくなるほど、制動力は小
さくなる。調整可能なダンパを備える従来の多くのダン
パは、これらの基本的な3つの機構を使用している。多
くの調整可能なダンパは、主ダンパと並列のオリフィス
を開くために、電動モータ又はソレノイド弁を使用して
いる。上記特許は、並列のオリフィスの寸法を単に変え
ることによって得られる変動よりも、大きな変動を得る
ために、オリフィス及び大気放出点の両方を調整するが
、この特許は、依然として、基本的な3段階の弁技術を
使用している。この解決法の1つの欠点は、制動力が、
ダンパのピストン速度の関数であることである。この関
数は、調整可能なダンパ内で変化させることができるが
、与えられた調整に対して、制動力は、ピストン速度が
増大したときに、依然として増大する。
車両サスペンション装置用の新規な弁」(1988)は
、制動圧力、したがって制動力を制御するのに電気フィ
ードバック装置を使用する緩衝装置を開示している。ダ
ンパの電磁弁が、電気制御信号に応答して、作動流体の
制動圧力を調整する。この解決法は、ダンパの制動特性
を調節する液圧制御回路や流体動力式アクチュエータが
ないという点で、上記特許のかいけつほうと大きく異な
る。
回路の流体圧力に応答する流体動力式アクチュエータを
使用し、上記特許に開示された装置よりも応答速度が大
きく、能動式緩衝装置に使用するのに非常に適した調整
可能なダンパを提供することである。
両側に第1及び第2チャンバを形成するようにシリンダ
内に配置されたピストンと、シリンダ内におけるピスト
ンの選択された方向への移動により、作動流体を第1チ
ャンバから通路を通して、選択された方向に押し出すよ
うに、第1及び第2チャンバを互いに接続する少なくと
も1つの通路とを有する形式の緩衝器の改良に関する。
のような実質的な定圧弁が通路内に配置され、この定圧
弁は、緩衝器の制動特性を定めるように通路を通る流体
流れを絞るのに有効である。制御回路の流体圧力に応答
する流体動力式アクチュエータが、堅いリンクによって
大気放出弁に連結されており、それにより、流体動力式
アクチュエータに作用する制御回路の制御流体の力が実
質的な定圧弁に作用して、弁の後ろ側の作動流体の圧力
と緩衝器の制動特性とを調整する。好ましくは、少なく
とも8Hzの最大応答周波数で制御回路の流体圧力を調
整する高速圧力制御装置が用いられ、それにより、緩衝
器の制動特性の高速調整を達成する。
た形式の緩衝器が、流体動力式圧力レギュレータを備え
ており、この流体動力式圧力レギュレータは、通路の流
体圧力が、制御回路の流体圧力の変動に伴う場合よりも
、しきい速度を上回るピストンの変動に伴う場合におい
て少なく変化するように、制御回路の流体圧力に応答し
て、通路の流体圧力、したがって第1チャンバの流体圧
力を制御するように、通路に連結されている。好ましく
は、通路の制御流体圧力の高速調整を行うために、制御
回路の流体圧力を調整すべく、前述した形式の高速圧力
制御装置が用いられる。
た一般的形式の一方向流れ緩衝器が、流体動力式圧力レ
ギュレータを備えており、この流体動力式圧力レギュレ
ータが補助通路を備え、該通路は、シリンダ内における
ピストンのいずれかの方向への移動により、作動流体を
第1チャンバから第1通路を通して、第1方向に液送す
るように配置されている。緩衝器の伸長及び圧縮によっ
て前記第1方向に液送された作動流体を冷却するために
、熱交換器が、緩衝器から間隔を隔てて第1通路に配置
されている。好ましくは、この熱交換器は、緩衝器の制
動特性を制御するために第1通路に配置された流量絞り
弁の下流側に配置されている。本発明のこの第3の特徴
は、後述する形式の能動式ダンパに限定されず、前記特
許に開示されているような他の形式の一方向流れダンパ
の熱廃棄特性を改善するのに採用することもできる。
式の一方向流れ緩衝器に、シリンダヘッド組み立て体が
設けられ、この組み立て体は、シリンダの一端部を密封
するようにシリンダに設けられている。この組み立て体
は、少なくとも2つの別個のピースとして製造されて、
シリンダヘッド組み立て体を形成するように組み立てら
れる胴体とキャップを備えている。この組み立て体には
、胴体とキャップとの間に延びるマニホールドと、シリ
ンダからマニホールドへの流体流れを可能にするように
位置決めされた、胴体に形成された複数の第1開口部と
、マニホールド及び第1通路の双方に連通している第2
開口部とが形成されている。好ましくは、第2開口部が
胴体に形成され、マニホールドが胴体の環状凹部で構成
されている。本発明のこの第4の特徴もまた、後述する
形式の能動式ダンパへの使用に限定されず、他の形式の
一方向流れダンパの製造コストを低減するのに使用する
こともできる。
ンパのストローク中、ダンパの制動特性を変化させるよ
うに、高周波数で容易に調整することができる能動式ダ
ンパ又は能動式緩衝装置を提供する。この好ましい結果
は、ストラット(struts)ヤエアーアシスト(a
ir assists) を有する広範囲のダンパに容
易に適用され且つ種々の車両に使用することができる、
簡単、低コストで丈夫な設計によって、達成される。後
述する能動式ダンパは、広範囲の調整能力をもち、望む
ならば、制動特性を絶えず調節することができる。ダン
パは、一般に用いられている電気的なインプットで容易
に制御でき、高速圧力調整装置は、必要動力の小さな、
小型で比較的安価なサーボ弁でよい。
流体流れ特性と、重要な仕方で協働する。一方向流れダ
ンパが、ダンパの伸長中も圧縮中も、作動流体を同一方
向に液送するので、一方向流れダンパは、緩衝器から離
れて配置された熱交換器を通して作動流体を液送するの
に最適である。本発明の改良されたシリンダヘッド組み
立て体は、低コスト化と大容積製造に非常に適しており
、また組み立て体を完成させるのに必要な二次機械加工
の作業数を最少にする。同等に費用がかかる従来の設計
と比べて、シリンダヘッド組み立て体の流体流れ特性を
向上させながら、これらの利点を得ることができる。
もに、添付図面に関連してなされる以下の詳細な説明を
参照することによって、最も良く理解されるであろう。
状の好ましい実施例を組み入れた能動式緩衝装置10の
ブロック図を示す。この装置では、コンピュータユニッ
ト12は、鉛直加速度センサー14からのフィードバッ
ク入力信号やブレーキ、ステアリング、スロットルセン
サー16からのフィードフォワード入力信号のような種
々の入力信号を受け入れる。コンピュータユニット12
は、車両の4つのダンパ或いは緩衝装置のそれぞれにつ
いて所望の制動力を選択して、各ダンパのサーボ弁駆動
装置18に電気制御信号を供給する。サーボ弁駆動装置
18は、コンピュータユニット12と低圧サーボ弁20
との間の電気的なインターフェースとして機能し、それ
ぞれのダンパからの所望の制動力を表す電気制御信号を
低圧サーボ弁20に適用する。
込まれ、パワーステアリング用ポンプ22のような加圧
制御流体源とそれぞれのダンパとの間に配置されている
。サーボ弁20は、圧力ライン及び戻りラインによって
、ポンプ22に接続され、制御ラインによってそれぞれ
のダンパに接続される。サーボ弁20は、駆動装置18
により供給された電気制御信号に応答して、ダンパに作
用する制御流体の圧力を圧力ライン及び戻りラインによ
り定められる範囲の間に調整する。
、サーボ弁20は少なくとも約8Hzをもつ最大応答周
波数の高速圧力制御装置として動作すべきである。8H
zの最大応答周波数は、約30msec(周期の1/4
)の中心−ピーク間調整時間となり、加速及びブレーキ
中の車両本体の起上がりや突込みを制御するのに必要と
される中心−ピーク間調整時間より高い値である。単な
る例示として、圧力ライン及び戻りラインはそれぞれ
300 psi及び0psi に加圧するのがよく、サ
ーボ弁20は制御ラインの圧力を8Hz以上の応答周波
数で0psi と 300 psiの間に調節するのが
よい。図1は、運転手及びこのサスペンション装置の残
りのダンパに関連するサーボ弁を示していない。
パ30の1つの縦断面図を示す。ダンパ30は、制御ラ
インの液圧により制御される制動特性を有する一方向流
れの設計で、我々の米国特許第 4,838,394号
に開示されたダンパに幾分似ている。しかし、ダンパ3
0の制動特性及び流体動力式アクチュエータは、ダンパ
30が、能動式制動装置に使用するのに適するように高
周波数応答に対して最適化されている。
ザーバシリンダ34、下パイプ36及びフート38を支
持するベース32を有する。フート38は、外側リザー
バシリンダ34内に配置され且つ外側リザーバシリンダ
34と同心の内側シリンダ40を支持している。リザー
バシリンダヘッド42が、例えばリザーバシリンダ34
の上部に抵抗溶接により固定され、内側シリンダヘッド
組み立て体44が内側シリンダ40の上端を閉鎖してい
る。
4、図5、図6及び図7に詳細に示す胴体46及びキャ
ップ48からなる。胴体46には、開口部52の列によ
リ内側シリンダ40の内部と連通する環状凹部50が形
成されている。さらに、胴体46には、下パイプ36の
上部を受け入れる副開口部54が形成され、下パイプ3
6と環状凹部50を相互に接続している。キャップ48
は、環状凹部50を閉鎖して、開口部52と副開口部5
4を相互に接続する環状マニホールド56を形成する。
体44は、特に効率的な流れ特性を与える一方、二次的
な機械加工数を最少にする。胴体46及びキャップ48
は、製造コストを減ずるために、注型加工或いは成形加
工で作ることができ、ついで一緒にプレス又は接着して
内側シリンダヘッド組み立て体44を形成する。ピスト
ン58が、内側シリンダ40の中に配置され、ピストン
ロッド60にナット62でしっかりと取り付けられてい
る。ピストン止め64は、ピストンロッド60とピスト
ン58の間に配置されており、このピストン止め64が
、バイパス弁板68をピストン58の上面に当接する閉
位置に付勢するバイパススプリング66の作用面を形成
する。ピストン58には、ピストン58を横切って延び
る開口部70の列が形成されている。バイパススプリン
グ66及びバイパス弁プレート68は、協働して、下方
への流体流れを防止する逆止弁を形成する(図2参照)
。ピストンロッド60は、内側シリンダヘッド組み立て
体44及びリザーバシリンダヘッド42を貫通して、ダ
ンパ30から外に出ている。ロッドシール72は、作動
流体の漏れを防止するように位置決めされており、この
ロッドシール72が、ロッドシールリテーナ74及びバ
ックアップスプリング76により所定位置に保持されて
いる。
に密封される中心開口が形成されている。補助弁78は
、スプリング80及びリテーナ82により内側シリンダ
40内で軸線方向に移動できるように設けられている。 補助弁78は、内側シリンダ40から下方への作動流体
の流れを実質的に防止する一方で内側シリンダ40の中
へ流体を実質的に制限なく流す逆止弁として機能する。
との間の領域は、リザーバ84を形成し、リザーバ84
は、流路86によって、スプリング80を設けた領域8
8と連通している。図3の以下の説明は、ダンパ30の
ベース32に配置された調整可能な弁を詳細に定義する
。現時点では、ピストン58が内側シリンダ40内の領
域をピストン58の上下に位置する第1チャンバ90及
び第2チャンバ92に分割することに注目すれば十分で
ある(図2参照)。ダンパ30が伸長すると、ピストン
58は、図2に示すように上方に移動し、内側シリンダ
40内の作動流体がピストン58を横切って移動するの
を防止する。ピストンロッド60の廻りの環状領域内の
作動流体は、開口部52、マニホールド56及び副開口
部54を介して、下パイプ36に液送される。この流体
はベース32の中に下向きに流れ(図2参照)、ベース
32にはダンパ30の制動特性を制御するために調整可
能な流量絞りが設けられている。図3に関連して以下で
説明する絞りを通過した後、流体は領域88に入り、そ
こから、リザーバ84に、又は開状態の補助弁78を通
って第2チャンバ92に至ることができる。
は下方に移動し(図2参照)、それによりバイパス弁プ
レート68を開き、補助弁78を閉じる。ピストンロッ
ド60の容積は、作動流体を押し退け、ロッド押し退け
容積は開口部52、マニホールド56及び副開口部54
を通って、下パイプ36、ベース32に至る。かくして
、ダンパ30の伸長及び圧縮のいずれの場合も、ダンパ
30は作動流体を下パイプ36を通して下方に(図2参
照)液送する。
2は、流体動力式アクチュエータにより制御される調整
可能な流量絞りを有する。図3に示すように、ベース3
2には、図2の下パイプ36と制限なく連通した下パイ
プチャンバ100が形成されている。従来の高速絞りオ
リフィスが除去されていることに特に注意されたい。下
パイプチャンバ100は、弁プレート104を有する大
気放出弁102のような実質的な定圧弁を介して、バル
ブチャンバ106と連通している。バルブチャンバ10
6は、図2の領域88と制限なく連通し、それによりリ
ザーバ84及び第2チャンバ92(補助弁78が開のと
き)に連通している。かくして、大気放出弁102は、
ピストン58の伸長中も圧縮中もダンパ30の唯一の重
要な流量絞りを形成する。
体110により軸線方向に移動するように案内されるバ
ルブピン108によって、図3に示す閉位置に付勢され
ている。第1ガイド組み立て体110は、バルブピン1
08に対する慴動シールを形成する内側Oリング112
と、ベース32に形成されたボアの側壁116に対する
固定シールを形成する外側Oリング114とを有する。 内側Oリング112は、所定位置に立て込みされたリテ
ーナプレート118により所定位置に保持されている。 第1ガイド組み立て体110は、Oリング122により
ベース32のボア内に適所に密封された第1スリーブ組
み立て体120によって、所定位置に保持されている。 第1スリーブ組み立て体120は、限られた軸線方向の
移動に対して制御ピストン124を支持する制御シリン
ダ123を構成する。バルブピン108は、制御ピスト
ン124内に適所に固定されており、制御ピストン12
4と弁プレート104を相互に連結する堅固な中実ロッ
ドである。
体110との間の容積は、ベントポート126、環状溝
128及び第1スリーブ組み立て体120の開口部13
0を介して大気に通じている。制御ピストン124の反
対側は、穴125を介して圧力制御ポート132と制限
なく連通し、上述したサーボ弁20から直接加圧制御流
体を受け入れる。
ート132に導入された制御流体に選択された圧力を与
え、この圧力は、制御ピストン124に作用する力を作
り出し、この力は、堅固なバルブピン108によって、
弁プレート104に直接伝達される。弁プレート104
に作用するこの制御された力は、大気放出弁102を高
速レギュレータとして作動させ、下パイプ36内の作動
流体の制御圧力を調節する。この方法では、コンピュー
タユニット12は、サーボ弁20を制御することにより
、所望の制動力を即座に選択して、所望の付勢力を弁プ
レート104に作用させることができる。作動流体が第
1チャンバ90と第2チャンバ92の間を移動するとき
に、大気放出弁102は作動流体の唯一の重要な流量絞
りであるので、ダンパ30により与えられる制動力は、
弁プレート104に供給される付勢力の重要な要因であ
るが、ピストン58の速度とは実質的に無関係である。 このため、コンピュータユニット12は、即座に、確実
に、しかも実質的にピストン58の速度とは無関係に、
ダンパ30から所望の制動力を選択することができる。 このダンパ30と装置10の特徴により、ダンパ30に
より供給される制動力を正確に高速制御することができ
る。
プ22が故障した場合に予め選択した制動力を確実に与
えるためのバックアップ装置を有する。このバックアッ
プ装置は、図3の左側に示されており、中心孔136及
び放出孔138を形成した第2ガイド組み立て体134
を有する。この第2ガイド組み立て体134は、第2制
御シリンダ142を形成した第2スリーブ組み立て体1
40によって所定位置に保持されている。第2制御ピス
トン144が、第2制御シリンダ142内を慴動するよ
うに配置され、スプリング146により図3の右側へ付
勢される。第2制御ピストン144上の突起は、圧縮止
めとして、又スプリング146に対するパイロット径と
して機能する。ロッド148が、第2制御ピストン14
4の所定位置に固定され、中心孔136を貫通している
。ロッド148は、ピストン144に近い方に小径部分
150を、第1制御ピストン124に近い方に大径部分
152を有する。スプリング146を受け入れる第2制
御シリンダ142の部分は、ベントポート154を介し
て大気に通じている。第2スリーブ組み立て体140は
、キャップねじでベース32に固定されたキャップ15
6により所定位置に保持されている。
圧力がサーボ弁20によって調節されるとき、制御圧力
は、中心開口136及び放出孔138を介して第2制御
シリンダ142へ伝達され、そこで制御圧力は、第2制
御ピストン144を図3の左側へ移動させ、スプリング
146を圧縮する。このようにして、ロッド148は第
1ピストン124から離され、ダンパ30を上述したよ
うに機能させる。
が、ある長い時間、選択された値以下に降下した場合に
は、流体は、放出孔138を通り、ロッド148が第1
ピストン124と接触するまで第2制御ピストン144
を図3の右側へ移動させる。この時点で、スプリング1
46のばね力がロッド148によって制御ピストン12
4に加えられて、バルブプレート104を閉じた状態に
付勢する予め選択された力を与える。ロッド148の小
径部分150は、ロッド148と第2ガイド組み立て体
134との間の環状流路を形成し、ダンパの作動中、弁
プレート104を持ち上げる。
させるのに非常に適した本発明の変形実施例を示す。図
8に示す装置は、熱交換器160及び外部加圧リザーバ
162を有し、熱交換器160は従来のフィン型がよい
。熱交換器160は、ホース164で図3のバルブチャ
ンバ106に接続され、ホース166でリザーバ162
に接続されている。リザーバ162は、ホース168で
ダンパ30のリザーバに接続されている。変形例として
、ホース168は、作動流体を補助弁78(図2)の直
ぐ下の領域88に供給するために、ベース32に連結し
てもよい。
0の圧縮中も伸長中も、作動流体を下パイプ36を通し
下方に液送する一方向流れの設計である。この作動流体
は、大気放出弁102を通ってバルブチャンバ106に
入った後、ホース164により熱交換器160に導かれ
、ホース166により外部加圧リザーバ162に導かれ
、次いでホース168によりダンパ30に戻される。 ホース164、166、168、熱交換器160及び外
部加圧リザーバ162は全て、顕著な流量絞りがないよ
うに形作られるのが好ましい。このようにすると、大気
放出弁102は、ダンパ30の主要な流量絞りのままで
あり、熱交換器160が上述したような作動を妨げるこ
とはない。外部加圧リザーバ162により、ダンパ30
内には加圧ガスが全く必要でなくなる。
耐えうるような緩衝装置を構成するか或いは熱放散に有
効な緩衝装置の表面積を単に増大させるといういずれの
先行技術手段に対しても重要な利点を提供する。一方向
流れの緩衝装置の液送動作と外部熱交換器との協働によ
り特に効率的な熱廃棄を行う。装置10とダンパ30は
、能動式サスペンション装置に非常に適している。それ
らは、ダンパ30のストローク速度と実質的に無関係な
方法で、制動力を高速で、安価に且つ確実に調整する。 バルブピン108により形成される堅固なリンクは、サ
ーボ弁20を通る制御流体の量を最少にし、サーボ弁2
0に要求される大きさ、コスト及び動力を最小にする。 さらに、バルブピン108により形成される堅固な結合
は、高速の応答に非常に適している。装置全体は、弁1
02の放出圧力がサーボ弁20により設定される制御圧
力にほとんど全く依存しているという重要な利点をもつ
。これにより、コンピュータユニット12が緩衝装置の
ストローク速度と実質的に無関係に特定の制動力を要求
し且つ得ることが可能になる。単一の駆動装置18をダ
ンパ30のそれぞれに設置して、ダンパ30のストロー
ク中に個々のダンパの制御を可能にするのが好ましい。 サーボ弁20は、ダンパ30に直接取り付けるか、ダン
パ30のすぐ近くに設けられたシャーシに取り付けるこ
とができる。
ンパにより供給された制動力を調整する挙動を示す。図
9は、Y軸に制動力を、X軸にダンパ30の伸長量をそ
れぞれ表示する従来のループ図を表す。図9では、Y軸
の各目盛りは 200ポンドを示し、X軸の各目盛りは
0.5インチを示す。掃引時間は0.87秒である。 したがって、図9では、ダンパ30と同様のダンパのス
トロークは、振幅が3インチで周波数が毎分69サイク
ルである。圧力制御ポート132に供給された制御圧力
は、3つの別個な値に調整され、図9の3つの別個なル
ープ図を作り出している。各ループの内側では、制動力
は、しきい値を越えたストローク速度とは実質的に無関
係であり、それにもかかわらず制動力は、制御圧力の変
化に応じて大きく変化することに注意されたい。
Hzに変調した、図9と同様のループ図を示す。制動力
が、各ストローク中、繰り返し変調されていることに注
意されたい。図10は、ストローク速度が上昇したとき
装置10が制動力を減少させることができることを明確
に示している。この結果は、従来の多くのダンパで得ら
れる結果と反対である。
盛りが 100 msec である図を示す。下の曲線
は40Hzの方形波である駆動装置18への制御インプ
ットを示す。 上の曲線はダンパ30と同様のダンパで、3インチの振
幅で毎分69サイクルのストロークのものに対する制動
力を示す。制動力が40Hzに変調されていることに注
意されたい。図9の曲線を生むのに用いられる装置では
、サーボ弁への電流を0mAから 100mAの間で変
化させ、その結果、制御圧力は 10psiから200
psiの間で変化した。図11は、決して本発明によっ
て達成できる最適な実施形態を示すものではなく、応答
時間をさらに改良することができる。
ボ弁20は、Holley Automotive D
ivision Of Colt Industrie
s 社によりVariable Force Sole
noid Regulator として市販されるタイ
プのものでもよく、サーボ弁駆動装置18は、Data
tran Labs 社によりPWM モデルとして市
販されるタイプのものでもよい。変形例として、駆動装
置18及びサーボ弁20は、HSC Controls
社から 58Cモデルとして入手できる。サーボ弁
20は、制御圧力の調整が連続的であるという利点をも
つ。しかし、ある変形実施例においては複数の不連続な
制御圧力を有する電磁弁を使用するのが好ましい。変形
例として、高速作動ポンプを高速圧力制御装置として使
用し、それによりポンプと別個の圧力調整弁の必要性を
除去してもよい。 ベース32の種々の部分がベントされているので、スプ
リング146のような部品についてステレス等の耐蝕性
材料を用いるのが好ましい。好ましくは、内側シリンダ
ヘッド組み立て体44の胴体46及びキャップ48は、
125 マイクロフィニッシュの表面をもつ少なくとも
6.1g/cm3の密度を有する焼結鋼のような材料で
作るのがよい。胴体46のロッドボアは、好ましくは8
マイクロフィニッシュの表面にみがき仕上げするのがよ
い。キャップ48は、Loctite(TM)620の
ような接着剤を用いて胴体46に固定するのがよい。ピ
ストンロッド60及びベース32の自由端は、乗用車や
トラック等の車両のサスペンション装置に据え付けられ
るような形状にされる。
な種類のポンプにより供給することができる。パワース
テアリングポンプの代わりに専用ポンプを用いることも
できる。変形例として、我々の米国特許第 4,838
,394号に説明されているように、液圧をダンパ30
から引いて、アキュムレータに充填し、アキュムレータ
からサーボ弁20に供給するのもよい。
及びダンパは、能動式ダンパに要求される高速応答に非
常に適していて、信頼性があり、頑丈でしかも製造コス
トが比較的安価であり、必要であれば、熱廃棄を改良す
るために外部熱交換器に接続することができることが明
らかである。もちろん、上述した好ましい実施例に対し
て広範囲の変更及び修正を行うことができると理解すべ
きである。例えば、本発明の改良熱廃棄技術及び改良内
側シリンダヘッド組み立て体は、調整の不可能な一方向
流れ緩衝装置を含む、いろいろな種類の一方向流れ緩衝
装置に用いることができる。ダイヤフラムやベローのよ
うな他のタイプの流体動力式アクチュエータを、上述し
た制御ピストンの代わりに用いることもできる。同様に
、ボール弁やシート弁のような他のタイプの圧力制御弁
を、大気放出弁102の代わりとすることができる。 さらに、特定の用途及び特定の製造技術に適合するよう
に、構造の詳細を望むように変更することができる。し
たがって、前記の詳細な説明は、限定ではなく例示とみ
なされ、本発明の範囲を定めるのは、あらゆる均等物を
含む特許請求の範囲であると理解すべきである。
用の能動式緩衝装置のブロック図である。
面図である。
る。
である。
本発明の好ましい第2実施例を概略的に示す図である。
グラフである。
す、図9と異なるグラフである。
す、図9及び図10と異なるグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 制御流体を入れるように構成された制
御回路(20、22)と、緩衝器(30)とを備え、該
緩衝器(30)が、シリンダ(40)と、両側に第1及
び第2チャンバ(90、92)を形成するようにシリン
ダ(40)内に配置されたピストン(58)と、シリン
ダ(40)内におけるピストン(58)の選択された方
向への移動により、作動流体を第1チャンバ(90)か
ら通路(52、54、56、100、106)を通して
、選択された方向に押し出すように、第1及び第2チャ
ンバ(90、92)を互いに接続する少なくとも1つの
通路(52、54、56、100、106)と、通路(
106)内に配置され且つ緩衝器(30)の制動特性を
定めるために通路を通る流体流れを絞る実質的な定圧弁
(104)と、制御回路の流体圧力に応答する流体動力
式アクチュエータ(124)と、弁(104)の後ろ側
の作動流体の圧力と緩衝器(30)の制動特性とを調整
するように、流体動力式アクチュエータ(124)に作
用する制御流体の力を弁(104)に作用させるべく、
流体動力式アクチュエータ(124)と弁(104)を
連結する堅いリンク(108)と、緩衝器(30)の制
動特性の高速調整を行うために、少なくとも8Hzの最
大応答周波数で制御回路の流体圧力を調整するように作
動する高速圧力制御装置(20)と、を備えることを特
徴とする、車両のサスペンション装置用の能動式緩衝装
置(10)。 【請求項2】 シリンダ(40)と、両側に第1及び
第2チャンバ(90、92)を形成するようにシリンダ
(40)内に配置されたピストン(58)と、シリンダ
(40)内におけるピストン(58)の選択された方向
への移動により、作動流体を第1チャンバ(90)から
通路(52、54、56、100、106)を通して、
選択された方向に押し出すように、第1及び第2チャン
バ(90、92)を互いに接続する少なくとも1つの通
路(52、54、56、100、106)と、通路(5
2、54、56、100、106)内に配置され且つ緩
衝器(30)の制動特性を定めるために通路(52、5
4、56、100、106)を通る流体流れを絞る実質
的な定圧弁(104)と、制御回路の流体圧力に応答す
る流体動力式アクチュエータ(124)と、弁(104
)の後ろ側の作動流体の圧力と緩衝器(30)の制動特
性とを調整するように、流体動力式アクチュエータ(1
24)に作用する制御流体の力を弁(104)に作用さ
せるべく、流体動力式アクチュエータ(124)と弁(
104)を連結する堅いリンク(108)と、制御回路
の流体圧力が選択された時間の間、選択された値以下に
なったときに選択的に作動して、弁(104)を、選択
された付勢力で閉じた状態に弾性的に付勢する手段(1
44、146、148)と、を備えることを特徴とする
、制御回路(20、22)の流体圧力に応答する緩衝器
(30)。 【請求項3】 制動特性が、制御回路(20、22)
の流体圧力の変動に伴う場合よりも、しきい速度を上回
るピストン(58)の変動に伴う場合において少なく変
化するように、弁(104)が通路の主要な流量絞りを
構成していることを特徴とする、請求項1又は2に記載
の緩衝装置又は緩衝器。 【請求項4】 流体動力式アクチュエータが制御ピス
トン(124)を備え、弁がバルブプレート(104)
を備え、リンクが、制御ピストン(124)とバルブプ
レート(104)を互いに連結する中実ロッド(108
)を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の
緩衝装置又は緩衝器。 【請求項5】 制御流体を入れるように構成された制
御回路(20、22)と、緩衝器(30)とを備え、該
緩衝器(30)が、シリンダ(40)と、両側に第1及
び第2チャンバ(90、92)を形成するようにシリン
ダ(40)内に配置されたピストン(58)と、シリン
ダ(40)内におけるピストン(58)の選択された方
向への移動により、作動流体を第1チャンバ(90)か
ら通路(52、54、56、100、106)を通して
、選択された方向に押し出すように、第1及び第2チャ
ンバ(90、92)を互いに接続する少なくとも1つの
通路(52、54、56、100、106)と、通路(
106)内に配置され且つ緩衝器(30)の制動特性を
定めるために通路を通る流体流れを絞る実質的な定圧弁
(104)と、通路(100)の流体圧力が、制御回路
(20、22)の流体圧力の変動に伴う場合よりも、し
きい速度を上回るピストン(58)の変動に伴う場合に
おいて少なく変化するように、制御回路(20、22)
の流体圧力に応答して、通路(100)の流体圧力、し
たがって第1チャンバ(90)の流体圧力を制御する、
通路(100)に連結された流体動力式圧力レギュレー
タ(104、108、124)と、通路(100)の制
御流体圧力の高速調整を行うために、少なくとも8Hz
の最大応答周波数で制御回路の流体圧力を調整するよう
に作動する高速圧力制御装置(20)と、を備えること
を特徴とする、車両のサスペンション装置用の能動式緩
衝装置(10)。 【請求項6】 シリンダ(40)と、両側に第1及び
第2チャンバ(90、92)を形成するようにシリンダ
(40)内に配置されたピストン(58)と、シリンダ
(40)内におけるピストン(58)の選択された方向
への移動により、作動流体を第1チャンバ(90)から
通路(52、54、56、100、106)を通して、
選択された方向に押し出すように、第1及び第2チャン
バ(90、92)を互いに接続する少なくとも1つの通
路(52、54、56、100、106)と、通路(1
00)の流体圧力が、制御回路(20、22)の流体圧
力の変動に伴う場合よりも、しきい速度を上回るピスト
ン(58)の変動に伴う場合において少なく変化するよ
うに、制御回路(20、22)の流体圧力に応答して、
通路(100)の流体圧力、したがって第1チャンバ(
90)の流体圧力を制御する、通路(100)に連結さ
れた流体動力式圧力レギュレータ(104、108、1
24)とを備え、該圧力レギュレータ(104、108
、124)は、流体動力式アクチュエータ(124)と
、実質的な定圧弁(104)と、流体動力式アクチュエ
ータ(124)と弁(104)との間に設けられた堅い
リンク(108)とを備え、更に、制御回路の流体圧力
が選択された時間の間、選択された値以下になったとき
に選択的に作動して、弁(104)を、選択された付勢
力で閉じた状態に弾性的に付勢する手段(144、14
6、148)、を備えることを特徴とする、制御回路(
20、22)の流体圧力に応答する緩衝器(30)【請
求項7】 圧力レギュレータ(104、108、12
4)が、流体動力式アクチュエータ(124)と、実質
的な定圧弁(104)と、流体動力式アクチュエータ(
124)と弁(104)との間に設けられた堅いリンク
(108)とを備えることを特徴とする、請求項5に記
載の緩衝装置。 【請求項8】 弁(104)が、緩衝器(30)の伸
長中及び圧縮中のいずれにおいても作動流体の移動に対
する流量絞りを構成するように、シリンダ(40)内の
ピストン(58)の移動方向にかかわらず、ピストン(
58)が、作動流体を、通路(52、54、56、10
0、106)を通して同一流れ方向に押し出すことを特
徴とする、請求項3又は5に記載の緩衝装置又は緩衝器
。 【請求項9】 制御回路の流体圧力が選択された時間
の間、選択された値以下になったときに作動して、弁(
104)を、選択された付勢力で閉じた状態に弾性的に
付勢する手段(144、146、148)を更に備えす
ことを特徴とする、請求項1又は7に記載の緩衝装置。 【請求項10】 弾性付勢手段(144、146、1
48)が、スプリング(146)と、スプリング(14
6)を流体動力式アクチュエータ(124)に連結する
リンク機構(148)と、スプリング(146)を圧縮
してリンク機構(148)を第1流体動力式アクチュエ
ータ(124)から外すように、制御回路(20、22
)の流体圧力に応答する第2流体動力式アクチュエータ
(144)と、を備えることを特徴とする、請求項2、
6又は9に記載の緩衝装置又は緩衝器。 【請求項11】 流体動力式アクチュエータがピスト
ン(124)を備え、弁が弁プレート(104)を備え
、リンクが、第2ピストン(124)と弁プレート(1
04)とを互いに連結する中実ロッド(108)を備え
ることを特徴とする、請求項8に記載の緩衝装置又は緩
衝器。 【請求項12】 高速圧力制御装置(20)は、緩衝
器(30)が、制御回路によって制御される唯一の緩衝
器であるように、緩衝器(30)に設けられていること
を特徴とする、請求項1又は5に記載の緩衝装置。 【請求項13】 シリンダ(40)と、両側に第
1及び第2チャンバ(90、92)を形成するようにシ
リンダ(40)内に配置されたピストン(58)と、第
1及び第2チャンバ(90、92)を互いに連結する第
1通路(52、54、56、100、106)を備える
複数の通路とを備え、該通路(52、54、56、10
0、106)は、シリンダ(40)内におけるピストン
(58)のいずれかの方向への移動により、作動流体を
第1チャンバ(90)から第1通路(52、54、56
、100、106)を通して、第1方向に液送するよう
に配置されており、更に、緩衝器(30)の制動特性を
制御するように第1通路(52、54、56、100、
106)に配置された流量絞り弁(104)を備える車
両用の緩衝器(30)において、緩衝器(30)の伸長
及び圧縮によって前記第1方向に液送された作動流体を
冷却するために、緩衝器(30)から間隔を隔てて第1
通路に配置された熱交換器(160)を備えることを特
徴とする緩衝器。 【請求項14】 熱交換器(160)が流量絞り弁(
104)の下流側に配置されていることを特徴とする、
請求項13に記載の緩衝器。 【請求項15】 熱交換器(160)が、第1通路(
52、54、56、100、106)に設けられた少な
くとも1つの可撓性のホース(164、166、168
)によって、緩衝器(30)に連結されていることを特
徴とする、請求項13に記載の緩衝器。 【請求項16】 緩衝器(30)から間隔を隔てて第
1通路(52、54、56、100、106)に連結さ
れた加圧リザーバ(162)を更に備えることを特徴と
する、請求項13に記載の緩衝器。 【請求項17】 リザーバ(162)が、少なくとも
1つの可撓性のホース(168)によって、緩衝器(3
0)に連結されていることを特徴とする、請求項15に
記載の緩衝器。 【請求項18】 シリンダ(40)と、両側に第1及
び第2チャンバ(90、92)を形成するようにシリン
ダ(40)内に配置されたピストン(58)と、第1及
び第2チャンバ(90、92)を互いに連結する第1通
路(52、54、56、100、106)を備える複数
の通路とを備え、該通路(52、54、56、100、
106)は、シリンダ(40)内におけるピストン(5
8)のいずれかの方向への移動により、作動流体を第1
チャンバ(90)から第1通路(52、54、56、1
00、106)を通して、第1方向に液送するように配
置されており、更に、緩衝器(30)の制動特性を制御
するように第1通路(52、54、56、100、10
6)に配置された流量絞り弁(104)を備える車両用
の緩衝器(30)において、シリンダ(40)にその一
端部を密封するように設けられたシリンダヘッド組み立
て体(44)を備え、該組み立て体(44)は、少なく
とも2つの別個のピースとして製造されて、シリンダヘ
ッド組み立て体(44)を形成するように組み立てられ
る胴体(46)とキャップ(48)とを備え、前記組み
立て体(44)には、胴体(46)とキャップ(48)
との間に延びるマニホールド(56)と、シリンダ(4
0)からマニホールド(56)への流体流れを可能にす
るように位置決めされた、胴体(46)に形成された複
数の第1開口部(52)と、マニホールド(56)及び
第1通路(52、54、56、100、106)の双方
に連通している第2開口部(54)とが形成されている
ことを特徴とする緩衝器。 【請求項19】 第2開口部(54)が胴体(46)
に形成され、マニホールド(56)が胴体(46)の環
状凹部で構成されていることを特徴とする、請求項18
に記載の緩衝器。 【請求項20】 キャップ(48)が胴体(46)に
接着されていることを特徴とする、請求項19に記載の
緩衝器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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