JPH04244629A - 調整可能な緩衝装置及び緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、緩衝器の制動特性を調
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。

【０００２】

【従来の技術】我々の米国特許第　４，８３８，３９４
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。

【０００３】これらの３つの装置によって与えられる制
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。

【０００４】低速では、全制動力は、摩擦力と、低速ブ
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
。

【０００５】調整可能な緩衝器の設計に対するもう１つ
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。

【０００６】Ｇ．Ａ．Ｐａｒｋｅｒ等による「半能動式
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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダと、
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。

【０００９】本発明の第１の特徴によれば、大気放出弁
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。

【００１０】本発明の第２の特徴によれば、最初に述べ
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。

【００１１】本発明の第３の特徴によれば、最初に述べ
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。

【００１２】本発明の第４の特徴によれば、前述した形
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。

【００１３】前述した本発明の最初の２つの特徴は、ダ
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。

【００１４】本発明の熱交換器は、一方向流れダンパの
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。

【００１５】本発明は、他の目的及び付随する利点とと
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。

【００１６】

【実施例】いま図面を参照すると、図１は、本発明の現
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。

【００１７】各サーボ弁２０は、液圧式調整回路に組み
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。

【００１８】能動式緩衝の利点を完全に達成するために
、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。

【００１９】図２はサーボ弁２０により制御されるダン
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。

【００２０】図２に示すように、ダンパ３０は、外側リ
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。

【００２１】内側シリンダヘッド組み立て体４４は、図
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。

【００２２】ツーピースの内側シリンダヘッド組み立て
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。

【００２３】フート３８には、補助弁７８により選択的
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。

【００２４】リザーバシリンダ３４と内側シリンダ４０
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。

【００２５】ダンパ３０が圧縮されると、ピストン５８
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。

【００２６】今、図３を参照すると、ダンパのベース３
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。

【００２７】弁プレート１０４は、第１ガイド組み立て
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。

【００２８】制御ピストン１２４と第１ガイド組み立て
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。

【００２９】通常運転中、サーボ弁２０は、圧力制御ポ
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。

【００３０】ダンパ３０はまた、サーボ弁２０又はポン
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。

【００３１】通常運転中、圧力制御ポート１３２の制御
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。

【００３２】しかし、圧力制御ポート１３２の制御圧力
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。

【００３３】図８は、ダンパ３０により生じる熱を放散
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。

【００３４】上述したように、ダンパ３０は、ダンパ３
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。

【００３５】図８に示す外部熱交換器１６０は、高温に
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。

【００３６】図９から図１１は、ダンパ３０と同様のダ
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。

【００３７】図１０は、制御圧力を方形波を用いて２０
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。

【００３８】図１１はＸ軸が時間に相当し、Ｘ軸の各目
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。

【００３９】単なる例示として、この実施例では、サー
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。

【００４０】サーボ弁２０への圧力の入力は、いろいろ
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。

【００４１】前述したことから、説明した改良制動装置
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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現状好ましい実施例を組み入れた車両
用の能動式緩衝装置のブロック図である。

【図２】図１の装置に使用するのに適した緩衝器の縦断
面図である。

【図３】図２の３−３線に沿う断面図である。

【図４】図２の内側シリンダヘッドの胴体の平面図であ
る。

【図５】図４の４ｂ−４ｂ線に沿う断面図である。

【図６】図２の内側シリンダヘッドのキャップの平面図
である。

【図７】図６の５ｂ−５ｂ線に沿う断面図である。

【図８】熱交換器及び外部加圧リザーバを組み入れた、
本発明の好ましい第２実施例を概略的に示す図である。

【図９】図２と緩衝器と同様の緩衝器の制動特性を示す
グラフである。

【図１０】図２と緩衝器と同様の緩衝器の制動特性を示
す、図９と異なるグラフである。

【図１１】図２と緩衝器と同様の緩衝器の制動特性を示
す、図９及び図１０と異なるグラフである。

【符号の説明】

１０　　緩衝装置 ２０　　低圧サーボ弁 ２２　　パワーステアリング用ポンプ ３０　　ダンパ ４０　　内側シリンダ ４４　　内側シリンダヘッド組み立て体４６　　胴体 ４８　　キャップ ５２　　開口部 ５４　　副開口部 ５６　　マニホールド ５８　　ピストン ９０　　第１チャンバ ９２　　第２チャンバ １００　　下パイプチャンバ １０２　　支持エレメント １０４　　弁プレート １０６　　バルブチャンバ １０８　　バルブピン １２４　　制御ピストン １４４　　ピストン １４６　　スプリング １４８　　ロッド １６０　　熱交換器 １６２　　外部加圧リザーバ １６４　　ホース １６６　　ホース １６８　　ホース

Claims (1)

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。