JPH0617703B2 - 液圧緩衝器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、車両等に用いられる減衰力可変型液圧緩衝器
に関し、特に発生減衰力をモータの遠隔操作により可変
制御できる液圧緩衝器に関するものである。

従来の技術 周知のように、発生減衰力を多段階に可変にできる液圧
緩衝器は、車両は走行路面状態や車両姿勢に合致したサ
スペンション特性に減衰力を調節して、車両乗り心地や
車両操縦性車両安定性を確保させるものであり、この減
衰力制御を電子制御、または、運転席に配した手動切り
換えスイッチにより、駆動切り換え操作するものであ
る。

特に、モータ駆動により、液圧緩衝器のシリンダの上下
室をバイパスする作動液の作動流量を例えば大（ソフト
状態）・中（ノーマル状態）・小（ハード状態）と多段
階に切り換える減衰力可変型液圧緩衝器においては、そ
の制御モードが多段階になり、車両の加速・減速・旋回
時の車両姿勢制御をはじめとしてあらゆる走行条件・路
面条件に対応して車両の操縦性・安定性・乗り心地を制
御できる特徴を持ち、現在の減衰力可変型液圧緩衝器の
主流となりつつある。

そして、このモータ駆動式の減衰力可変型液圧緩衝器の
従来技術としては、米国特許第３５９９７７６号明細書
及びと特開昭５５−６５７４１号明細書に掲げられた技
術がある。即ちモータをピストンロッドの上端に配置
し、ピストンロッド下部にアジャスタを設け、ピストン
ロッドをくり抜いたロッド中空部に貫通するシャフトを
介してモータで該アジャスタを駆動するようにしたもの
である。

発明が解決しようとする課題 しかし、モータをピストンロッドの上部に取り付け、コ
ントロールシャフトを介して、ピストンロッドの下部の
アジャスタを回転駆動し、減衰力を調節するようにする
構造においては、以下のような種々の問題点を発生する
ものであった。

即ち、 （１）モータがピストンロッドの上部に配置されている
から、モータ配置のためにピストンロッドの上部空間を
大きく必要とし、この空間が車両搭載レイアウトを難し
くし、また車体形状を制約する不具合、および、ピスト
ンロッドを直接車体に取り付けるストラット式のサスペ
ンションにおいては、モータは、ピストンロッドを車体
に取り付けた後に取り付ける必要があり、取付作業が煩
雑となる不具合を有している。

（２）更にまた、ほぼピストンロッド全長に亙る長いコ
ントロールシャフトを介してアジャスタを駆動するた
め、コントロールシャフトの重量の増加を招くと共に、
コントロールシャフトとピストンロッドの孔内面との摩
擦トルクが必然的に存在し、モータの駆動トルクをそれ
だけ大きくする必要があり、モータがその分だけ大型化
すると共に、重量増加による大きな慣性力の発生や、大
きな摩擦トルクによって、アジャスタの回転位置の制御
精度が悪化するという不具合を有している。

特に、上記コントロールシャフトと該コントロールシャ
フトが挿通するピストンロッドの孔との間に上部液室と
連通する通路が形成されているため、シール性を確保す
るために上記孔とコントロールシャフト間の隙間を小さ
くするか、シール部材を設けなければならない。したが
って、該コントロールシャフトの回転摺動抵抗がさらに
大きくなり、モータの駆動負荷が増加して大型化が助長
されてしまう。

（３）また、モータは、ピストンロッドの上部の外部に
取り付けられているため、路面からの飛石などの衝突に
より破損したり、泥水が侵入することによる錆などが発
生する不具合を有すると共に、これらを考慮して、厳重
なる保護カバーを取り付けると高価となる不具合を有す
る。

（４）更に、モータは、作動時にある程度の振動騒音を
発生するものであり、これら振動騒音がモータの存在す
るピストンロッドの上部から外部に直接放射される等の
不具合をも有している。

また、例えば実開昭５５−１０９００８号公報や実開昭
５６−１１１００９号公報等に記載された考案のよう
に、減衰力可変用の電動機をロッド中空部内に収納した
ものも提供されてはいるが、その作動がＯＮ・ＯＦＦの
２段階だけであるため、路面状態に応じた減衰力の高精
度な制御が不可能であり、車両の操安性等の要求を十分
に満足させることができない。

しかも、この従来例では、電動機の駆動ロッドで直接バ
イパス通路を開閉するようになっているため、バイパス
通路の通路径に応じて駆動ロッドを大径に設定しなけれ
ばならないばかりか、駆動ロッドとバイパス通路の距離
が長い場合は、それに応じて駆動ロッドを長尺に設定し
なければならない。

特に、駆動ロッドを上下にストロークさせてバイパス通
路を開閉するため、そのストローク移動量を確保するた
めの長さが必要となり、駆動ロッドが必然的に長尺化し
てしまう。したがって、重量が増加してストローク時に
大きな慣性力が発生する。

また、シール性を確保するために駆動ロッドと該駆動ロ
ッドの挿通孔間の隙間を小さくしなければならないの
で、駆動ロッドの摺動抵抗が増加し、前記大径化と長尺
化による摺動抵抗及び重量の増加と相俟って電動機の駆
動負荷が大きくなると共に、電動機の大型化が余儀なく
される。

課題を解決するための手段 本発明は、上記従来の種々の問題点に鑑みて案出された
もので、作動液を充満したシリンダと、該シリンダの一
端から内部に進退自在に挿入され、一端側の内部軸方向
にロッド中空部を有するピストンロッドと、上記ピスト
ンロッドの一端部に筒状部材を介して配置されて、上記
シリンダ内を上部液室と下部液室とに画成しつつ摺動自
在に収納されたピストンボディと、該ピストンボディに
設けられて、上記上部液室と下部液室とを連通する流路
を置換流動する作動液に流動抵抗を付与して減衰力を発
生させる減衰力発生手段と、上記筒状部材に形成され
て、上記流路をバイパスするバイパス通路と、該バイパ
ス通路の通路断面積をその回転位置に応じて変化させて
上記発生減衰力を調整するアジャスタと、該アジャスタ
を制御手段の制御信号に基づいて回転駆動するモータと
を備えた液圧緩衝器であって、上記ロッド中空部の開口
端側に、内部に上記アジャスタを回転自在に収納する筒
状部材を固定すると共に、上記ロッド中空部内の筒状部
材の上端部に短尺な円筒状のリテーナを固定し、該リテ
ーナ上に上記モータを位置決め固定し、かつ上記リテー
ナの内部軸方向に貫通形成された挿通孔内を挿通した出
力軸によって上記モータとアジャスタとを連結したこと
を特徴としている。

作用 ロッド中空部内のモータを制御手段によって回動させる
と、出力軸によるアジャスタの回動制御によって減衰力
を多段階に変更することができることは勿論のこと、モ
ータの駆動騒音はそれを囲んでいるピストンロッドによ
り十分に減衰され、また、飛石や泥水等から確実に保護
することができる。

しかも、モータは、ロッド中空部内でリテーナの上部に
位置決めされつつ設けられているため、モータが安定か
つ確実に支持されている。また、出力軸が上記リテーナ
の挿通孔を介して筒状部材内のアジャスタと連結されて
いるので、該出力軸を可及的に短尺化でき、また、バイ
パス通路を直接開閉するのではなくアジャスタを回転す
るようになっているので軸径を十分に小径化できる。し
たがって、出力軸の軽量化が図れると共に、該出力軸と
ピストンロッドとの摩耗トルクを考慮する必要が全くな
くなるばかりか、出力軸自身のねじり摩擦トルクも小さ
くなる。さらに、出力軸回りのシールも考慮する必要が
ない。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

第１図は本発明の液圧緩衝器の一実施例を詳細に示すも
のである。１は作動液を収容したシリンダで、２は一端
がシリンダ１の封止上端（図示せず）を液密的に貫通し
て延びるピストンロッドである。このピストンロッド２
は、内部軸方向に小径な貫通孔２ａが形成されていると
共に、該貫通孔２ａの下端部には、比較的大径なロッド
中空部３が形成されており、また、この貫通孔２ａの周
壁とロッド中空部３の周壁との境界付近に、該ロッド中
空部３から貫通孔２ａ方向へ漸次縮径する略円錐テーパ
状のガイド部３３が形成されている。

また、上記ロッド中空部３内には、上部からモータ４、
このモータ４の回転を減速する減速ギヤ部５と、この減
速ギヤ部５の短尺な出力軸６の回転角を検出する位置検
出器７と、リテーナ８および内周に円柱状アジャスタ９
を回転自在に支持し筒状部材１０とが順次収容されてい
る。

具体的に説明すれば、前記モータ４は、下端部が図外の
支柱を介してリテーナ８の上端部に固定されており、こ
のリテーナ８は、略横断面コ字形の短尺な円筒状を呈
し、上端部外周縁がロッド中空部３の小径段部に突き当
たった位置で軸方向の位置決めがなされ、これによって
モータ４や減速ギア５等を軸方向へ位置決めしつつ支持
している。この結果、モータ４等の安定かつ確実な支持
が可能になる。また、リテーナ８の下端部には、上記筒
状部材１０が設けられており、この筒状部材１０は、ピ
ストンロッド２の下端外周に固着したカラー２６にねじ
込まれたリングねじ２７によってロッド中空部３内に保
持されている。更に、上記筒状部材１０内に回転自在に
支持されたアジャスタ９は、リテーナ８を介してモータ
４及び減速ギャ５に十分に接近して配置されている。

また、前記出力軸６は、先端部がリテーナ８の中央軸方
向に貫通形成された挿通孔８ａを非接触状態で挿通して
アジャスタ９の上端部に連結されており、したがって、
該出力軸６はその長さがリテーナ８の軸方向の長さより
も若干長く設定されているだけで可及的に短尺に設定さ
れている。

図中、１１はロッド中空部３内周面と筒状部材１０との
間をシールするＯリング、１２は筒状部材１０内周面と
アジャスタ９外周面との間をシールするＯリングであ
る。

また、上記アジャスタ９の下端には、下方に開口する切
欠１３が設けられ、この切欠１３の内外に貫通する通路
部１４，１４が軸直角方向に設けられている。また、上
記通路部１４，１４に対向する部位の筒状部材１０に
は、第２図にも示すように、径の異なる４つの固定オリ
フィス１５，１６，１７，１８が軸直方向に貫通するよ
うに設けられている。そして、アジャスタ９の回動によ
り固定オリフィス１５〜１８の隣り合う２つに上記通路
部１４，１４が選択的に対向し、筒状部材１０下端の軸
通路部１０ａに通じる後述するピストンボディにて隔成
した上部液室２４と下部液室２５との間を置換流動する
作動液の絞りを変え、減衰力を選択するようになってい
る。１９は筒状部材１０の細径部外周にワッシャ２０，
２０を介してナット２１で固定したピストンボディで、
このピストンボディ１９は、内部軸方向に上下部液室２
４，２５を連通する流路２２，２２が形成されていると
共に、これの上下面に該流路２２，２２を開閉すること
により作動液に流動抵抗に付与して減衰力を発生させる
ディスクバルブ２３，２３が取り付けられている。そし
て、このディスクバルブ２３，２３と流路２２，２２で
減衰力発生手段１００をを構成している。更に、上記軸
通路部１０ａ、切欠１３、通路部１４，１４、固定オリ
フィス１５〜１８でバイパス通路１０２を構成してい
る。更にまた、上記ピストンボディ１９は、シリンダ１
内を軸方向に摺動しながら上部液室２４および下部液室
２５を隔成している。

図中、２８は角度設定器で、アジャスタ９を回動すべき
角度を目盛を合わせるなどして選択するもので、これに
は比較器２９の一方の入力端子および制御器３０が順次
接続されている。また、比較器２９の他の入力端子には
３本のリード線３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，を介して上記
位置検出器７の出力回路が接続され、上記制御器３０の
出力側にはリード線３５を介して上記モータ４が接続さ
れている。尚、位置検出器７，角度設定器２８，比較器
２９及び制御器３０により制御手段が構成されている。

次にこの作用について説明する。

先ず、上記角度設定器２８を零目盛に設定すると、モー
タ４が回転し、減速ギヤ部５の出力軸６を介してアジャ
スタ９が回動し、上記固定オリフィス１５〜１８のいず
れもが閉じられている。次に角度設定器２８を操作して
所望の減衰力を得るように、例えば第２図に示す状態を
選択して目盛設定を行う。このとき、上記固定オリフィ
ス１５〜１８のいずれもが閉じられている零目盛データ
が位置検出器７から比較器２９に出力されているので、
この比較器２９に供給される２つの入力信号が不一致と
なり、例えばその入力信号レベルの差に応じた信号が制
御器３０に入力され、その制御器３０は所定のモータ駆
動電流をモータ４に出力する。このためモータ４は所定
量回転し、出力軸６を介してアジャスタ９を所定角度す
なわち上記目盛設定分だけ回動させ、第２図に示す状態
になる。すなわち、通路部１４，１４が固定オリフィス
１６，１７に開口連通することとなる。このとき、上記
位置検出器７はそのアジャスタ９の回動角度の位置デー
タを上記比較器２９に出力し、その位置データが角度設
定器２８からの角度設定データに一致し、比較器２９に
入力される入力信号レベル偏差が零となり、モータ４へ
の制御器３０からのモータ駆動電流の供給が遮断され、
モータ４が停止する。この結果、固定オリフィス１６，
１７を介して上部液室２４と下部液室２５とが連通し、
この固定オリフィス１６，１７が上記ディスクバルブ２
３，２３のそれぞれと協働し、所望の減衰力を得ること
となる。

また、上記モータ４をピストンロッド２内に設けたの
で、該モータ４の駆動の際、駆動騒音を発しても、これ
が外部に洩れず車室内に伝わることがない。また、走行
中に泥や雨にさらされることもない。

しかも、モータ４は、ロッド中空部３内でリテーナ８に
より位置決めしつつ固定されているため、該ロッド中空
部３内で安定かつ確実に支持される。また、出力軸６
は、短尺なリテーナ８を介してアジャスタ９に連結され
ているので、該出力軸６を可及的に短尺化できると共
に、バイパス通路１０２を直接開閉するのではなくアジ
ャスタ９を回転するようになっているので、軸径を十分
に小径化できる。この結果、出力軸６の軽量化が図れ
る。したがって、従来のように出力軸とピストンロッド
２との摩擦トルクや出力軸自身のねじり摩擦トルク及び
軽量化による大きな慣性力の発生を考慮する必要がなく
なる。さらに、出力軸６とリテーナ８の挿通孔との摺動
抵抗が皆無である。したがって、モータ４の駆動トルク
をそれだけ小さくすることが可能となり、モータ４の小
型化が図れると共に、アジャスタ９の回転制御精度が向
上する。

第３図は本発明の他の実施例を示す。これは上記モータ
４に代えてステップモータ４Ａを使用したものである。
このステップモータ４Ａは、アジャスタ９と連結する短
尺な出力軸３１を有し、また３つ以上の固定子に３相巻
線を施し、これらの各一を入力パルスで順次励磁し、そ
の入力パルスごとに短尺なモータ出力軸３１を一定角度
（１ステップ）回転させる。このため上記の減速ギヤ部
５や位置検出器７が省かれ、角度設定器２８Ａによる角
度目盛設定により、パルス発生器３２から所定数のパル
スを発生させて、上記ステップモータ４Ａをステップ回
転させる。かくして、モータ出力軸３１は一定角度回転
し、アジャスタ９を第２図を示す状態に位置させること
ができる。

また、この実施例では、減速ギア部５が省略されてステ
ップモータ４Ａの出力軸３１が直接アジャスタ９に連結
されているため、その出力軸３１の長さをさらに短尺化
することが可能になる。したがって、出力軸３１のねじ
りトルク等が一層減少し、ステップモータ４Ａの小型化
が助長される。

尚、本発明は液圧緩衝器の二筒式や単筒式のいずれにも
適用でき、シリンダ１内の作動流体として一般の油液や
高粘性の油液なども利用できるものである。

発明の効果 以上説明したように本発明によれば、アジャスタをモー
タで回動駆動させることにより、該アジャスタによる減
衰力調整を多段階に制御できることは勿論のこと、モー
タを、ピストンロッドに設けられたロッド中空部に収納
しているため、減衰力可変機構を有しない通常の液圧緩
衝器と同様にピストンロッドの上部空間が大きくなり、
他の目的に使用できると共に車両搭載上のレイアウトの
自由度が向上する。

しかも、モータは、ロッド中空部内でリテーナにより安
定かつ確実に支持されると共に、該モータの出力軸をリ
テーナの挿通孔を介してアジャスタに連結して回転させ
るようにしたため、該出力軸の長さを可及的に短尺化で
きると共に、軸径を小径化できる。この結果、出力軸の
軽量化が図れる。したがって、従来のように、出力軸と
ピストンロッドとの摩擦トルクや出力軸自身のねじり摩
擦トルク及び大きな慣性力の発生を考慮する必要がなく
なる。このため、モータの駆動トルクをそれだけ小さく
することが可能となり、その分モータの小型化が図れる
と共に、アジャスタの回転位置の制御精度が向上する。

また、ピストンロッドを車体に取り付けた後にモータ類
を取り付ける等の必要は全くなく、取付作業性が良好に
なると共に、車体形状を制約しない効果を有する。更
に、モータは、外部から遮閉されて保護されているた
め、モータの破損、劣化等の虞がなく、またその作動音
はピストンロッド自体さらには作動液やシリンダにより
２重，３重に遮蔽減衰されて外部への放射が十分に防止
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液圧緩衝器の一実施例を示す断面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は本発明の他
の実施例を示す断面図である。 １…シリンダ、２…ピストンロッド、２ａ…貫通孔、３
…ロッド中空部、４，４Ａ…モータ、６，３１…出力
軸、８…リテーナ、挿通孔…８ａ、９…アジャスタ、１
０…筒状部材、１９…ピストンボディ、２４…上部液
室、２５…下部液室、１００…減衰力発生手段、１０２
…バイパス通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−65741（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−109008（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−111009（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作動液を充満したシリンダと、該シリンダ
   の一端から内部に進退自在に挿入され、一端側の内部軸
   方向にロッド中空部を有するピストンロッドと、上記ピ
   ストンロッドの一端部に筒状部材を介して配置されて、
   上記シリンダ内を上部液室と下部液室とに画成しつつ摺
   動自在に収納されたピストンボディと、該ピストンボデ
   ィに設けられて、上記上部液室と下部液室とを連通する
   流路を置換流動する作動液に流動抵抗を付与して減衰力
   を発生させる減衰力発生手段と、上記筒状部材に形成さ
   れて、上記流路をバイパスするバイパス通路と、該バイ
   パス通路の通路断面積をその回転位置に応じて変化させ
   て上記発生減衰力を調整するアジャスタと、該アジャス
   タを制御手段の制御信号に基づいて回転駆動するモータ
   とを備えた液圧緩衝器であって、 上記ロッド中空部の開口端側に、内部に上記アジャスタ
   を回転自在に収納する筒状部材を固定すると共に、上記
   ロッド中空部内の筒状部材の上端部に短尺な円筒状のリ
   テーナを固定し、該リテーナ上に上記モータを位置決め
   固定し、かつ上記リテーナの内部軸方向に貫通形成され
   た挿通孔内を挿通した出力軸によって上記モータとアジ
   ャスタとを連結したことを特徴とする液圧緩衝器。