JPH11506191A - 両方向制御弁を伴った連続可変モノチューブショックアブソーバ - Google Patents
両方向制御弁を伴った連続可変モノチューブショックアブソーバInfo
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Abstract
(57)【要約】
スカイフック理論に従って動作し両方向制御弁を有している連続可変モノチューブショックアブソーバは、動作筒(1)、その中で移動可能なピストンロッド(2)を伴ったピストン(3)と、ピストン中に切り開かれた開口(6,7)と、ある流体圧力に到達するまで上記開口を閉鎖する為にピストンのいずれかの側に適合されたばね負荷ショックアブソーバ弁(8,9)と、ピストンのいずれの側にも配置されていて夫々が静止ディスク(10),このようなディスクの回りで摺動出来るピストンスカート(14,15),そしてばねにより負荷されているショックアブソーバ弁によりにより境界が決定されている励起室(12,13)と、を備えている。励起室は圧力が制御機構により制御されている孔(23)と連通されている。そこを介して流体が励起室中へ流れ込むことが出来る孔(20,21)が静止ディスク中に設けられている。制御機構は、ばねにより負荷された状態で適合されており励起室と連通している孔に対する流体の通路を制御する可動重りから成ることが出来るし、またはコイル(37)により調整される弁から成ることが出来る。
Description
【発明の詳細な説明】
両方向制御弁を伴った連続可変モノチューブショックアブソーバ
この発明は:
動作筒と;
ピストンロッドに連結され動作筒中を移動可能であるピストンと;
ピストン中に切り開かれた開口と;
ある流体圧力に到達するまで上記開口を閉鎖するようピストンのいずれかの
側に適合されたばね負荷ショックアブソーバ弁と;
を備えている、両方向制御弁を伴った連続可変モノチューブショックアブソ
ーバに関係している。
その目的は、スカイフック(skyhook)理論に従って動作するショッ
クアブソーバを提供することであり、スカイフック理論の場合においてはこのよ
うなショックアブソーバが装着された車輛の車体が道路により事実上影響を受け
ることがなく道路上の仮想の固定点からそれが吊されているようである。
もう1つの目的は、連続して比例した調整が可能であり、ヨーロッパ特許公
開(EP−A)第0268608号中に記載されているショックアブソーバとは
異なり、両方向におけるたった2つの位置、ハード及びソフト減衰、に限定され
ないようにショックアブソーバを設計することである。
さらにもう1つの目的は、ショックアブソーバ弁の為の初期圧力を全周にわ
たり均一に負荷することが出来ることである。
結局の所、この発明に従えば、前文部中で述べられていたモノチューブショ
ックアブソーバが、静止ディスク,このようなディスクの回りを摺動することが
出来るピストンスカート,そしてばねにより負荷された2つの板により境界が決
められた励起室(exciting chamber)がピストンのいずれかの
側に配置されており、励起室が孔と連通していて孔において圧力が制御機構によ
り制御され、そして流体が励起室中に流入することが出来る孔が静止ディスク中
に設けられている、ことを特徴としている。
ピストンロッドの近傍に挟持される、ばねにより負荷された板の個々の組の
為及びショックアブソーバ弁の為にはピストンスカートの縁に対して初期応力を
負荷することが好ましい。
励起室における望ましくない漏れを防止する為に、個々の励起室はばねによ
り負荷された2つの板により2つの部分に区分されることが出来、ばねにより負
荷された板はピストンスカートの半径方向縁の回りでそれらの外側縁を掴み、そ
れらの内側縁はピストンロッド近傍で挟持され、その2つの空間は、ショックア
ブソーバ弁に対面している空間が狭い半径方向通路により、筒により取り囲まれ
ている空間に連結されている。
もしも過大な圧力が励起室中に存在していなければ、ショックアブソーバ弁
上に初期圧力を負荷しないことがピストンスカートの為に好ましい。
制御機構は種々の実施例であることが出来る。例えば、この機構は、コイル
により調整が可能であってコイルを介して送られる電流に対し比例して中央孔中
の圧力を連続的に変化させることが出来る弁を備えることが出来る。コイルによ
り調整されるこの弁は、国際特許出願PCT/NL95/00408号の第2図
中に示されている形式のピストン弁であることが出来る。もう1つの可能性は、
コイルにより調整される弁が金属ダイヤフラムであることである。この実施例は
、上述した国際特許出願PCT/NL95/00408号中自体に第3図に関連
して記載されている。
単純化及び低価格の観点からは、ばねにより負荷された状態でピストンの上
方に適合されピストンロッドにリンク結合されて励起室に連通した孔に対する流
体の通路を制御する重り(mass)を備えることが制御機構の為に非常に好ま
しい。
この発明は4つの図を参照しながらより詳細に説明されるが、個々の図はこ
の発明の例示的な実施例を断面で示している。
第1図中に示された連続可変モノチューブショックアブソーバは:動作筒1
;ピストンロッド2;ピストンロッドに連結されていて、筒空間を圧力差があり
ピストンの動きと減衰力とを生じさせる2つの室4及び5に筒空間を区分するピ
ストン3;ピストン3中に設けられている孔6及び7;孔6の一方の側において
、ピストン3が上方に移動された時にばねにより負荷された弁8に沿いショック
アブソーバ流体を下方に流す、ばねにより負荷された弁8;孔7の一方の側にお
いて、ピストン3が下方に移動された時にばねにより負荷された弁9に沿いショ
ックアブソーバ流体を上方に流す、ばねにより負荷された弁9;ピストン3の両
側にある静止ディスク10,11;静止ディスク10,11、ピストンスカート
14及び15、ピストンスカート14,15の縁に対して初期圧力を負荷するば
ねにより負荷された板16,17及び18,19によって境界が決められている
2つの励起室12,13;励起室12,13に配置されて中央孔23と連通する
孔20,21;中央孔23の上側に配置されているピストン弁24;ピストン3
の両側に切り欠かれている2つの室26,27;2つの室26,27を相互に連
通した状態にする為の通路28;2つの室26,27に連通している流出開口2
9,30;流出開口29,30を覆う為の本質的に無抵抗な逆止弁31,32;
固定されたディスク10,11中に配置されている孔33,34;孔33,34
を覆う為であり、板35,36に沿い減衰流体が励起室12,13中に流入する
ことが出来る、ばねにより負荷された板35,36;電気的に励起されるコイル
37;コイル37に対して電流を伝達することが出来る接点ピン38;制御ピス
トン39;摺動部材40;電気ケーブル41;制御ピストン39中の軸開口42
;そして、筒43または摺動部材40、及びコイルばね44及び45に負荷する
為に制御ピストン中に配置された筒43;を備えている。
第1図に従った実施例は、以下のように働く。
もしもピストンロッド2が増大する速度で上方に移動するのであれば、減衰
流体は、ピストン3のばねにより負荷されているショックアブソーバ弁8が持ち
上がる前に、孔33,励起室12,そして孔20,21,23を介して増大する
速度で励起室13へと流れる。励起室13中の圧力は上昇し、ピストンスカート
15はばねにより負荷された弁8へと移動し、その結果として初期圧力がこの弁
8上に負荷される。制御機構の弁24が容易に開放したならば、減衰流体は孔2
3を介して排出されることが出来る。コイル37が励起され制御ピストン39の
上方の室中の圧力が出来る限り低く保たれるのであれば、摺動部材40は出来る
限り多く開放されている。
励起室13中の圧力はこの状況において決して上昇することが出来ない。ピ
ストンスカート15はばねにより負荷された弁8に対し決して移動することが出
来ない。何故ならば、ばねにより負荷されているショックアブソーバ弁18,1
9がそれを防止するからである。
弁24は、大きな流れ又は開放抵抗を生じさせることなく容易に開くことが
出来る。この結果として、ピストン速度の上昇に伴い小さな減衰力が築き上げら
れる。
とはいうものの、コイル37が摺動部材40を十分に、あるは部分的に閉じ
るのであれば、孔23及び21中で圧力が築き上げられることが出来る。この結
果、ピストンスカート15はばねにより負荷されている板18及び19の剛性に
対抗して移動する。この間には、初期圧力が弁8上に築き上げられる。結果とし
て貫通流体抵抗が上昇したならば、ピストン3の上方の圧力はまたさらに上昇す
る。そして孔29,励起室12,そして孔20及び23を介してさらなる流体が
流れることが出来る。弁24の励起が増大すると、空間22,21,そして12
中の圧力が増大する結果となり、その結果として弁8上にさらに大きな初期圧力
が築き上げられ、ピストン3その他により減衰圧力が負荷される。
減衰力が上昇した時の励起と速度とは、孔33及び34中の流入抵抗と、弁
24がコイル中を流れる制御電流に反応した時の速度と、に依存している。
ピストン3が下方に移動すると、ショックアブソーバ流体は孔34,21,
22,20を介して励起室13へと流れる。励起室13及び中央孔23中に築き
上げられた圧力が制御弁24を通過することが出来るようになった時、弁24は
暫定的に閉鎖されたままであり、ピストンスカート14はショックアブソーバ弁
9に向かい移動し、そして初期圧力が弁9に負荷される。ピストン3上における
圧力低下は結果として上昇し、より多くの流体が上述した空間34,21,22
そして20を介して流れる。圧力は結果としてさらに上昇することが出来、より
大きな圧力低下がピストン3その他の上に生じる。
コイル37の励起を介して弁24の背面の励起圧力が減少されるか、あるは
零に低下するか、または中心孔23中の圧力が制御圧力よりも上昇して弁24の
釣り合いがひっくり返され弁が単に開放されることにより、制御弁24が開放さ
れるとこの制御回路は破壊される。両者の場合において、流体は室26を介して
励起室12及び中心孔の外に筒1の低圧側へと流れ去る。
孔23中で弁24により維持されたか、増大されたか、減少された制御圧力
は従って、一方では孔34または励起室12を介して入り込む流体の量及び圧力
に依存するとともに、他方では制御弁機構24,27,39及びそこに負荷され
た制御電流に依存している。このような機構は、国際特許出願PCT/NL95
/00408号の第2図中に、ツインチューブショックアブソーバの底弁に関係
しているとはいうものの、自明に記載されている。
記載された構成は、部品の組み立て中に初期圧力が全周に渡り均一に負荷さ
れることが出来、励起ピストンが、強制ではないが、関係している弁に対して着
座することが出来、そして初期圧力を入力電流に対して比例して調整することが
出来る、という利点を有している。追加のサーボシステムの使用の結果として、
制御圧力は大きな圧力の範囲にわたり調整されることが出来る。この構成はまた
、従来のピストン及び弁システムを使用することにおいても利点である。
第1図に従った実施例と第2図に従った実施例との間の差異は、第1図に従
った弁機構37,38,39,40,42,43,44そして45に代わりダイ
ヤフラム弁が使用されていることである。このようなダイヤフラム弁は、上述し
た国際特許出願PCT/NL95/00408号中に第3図に関連して自明に記
載されている。
ダイヤフラムは46により指摘されており、中央ピンは46aにより指摘さ
れており、軸通路は46bにより指摘されており、そしてO−リングは47によ
り指摘されている。
第1図に従ったサーボ弁の実施例と第2図に従ったサーボ弁の実施例の両者
においては、制御システムの故障または制御回路ケーブルにおけるワイヤの破断
の場合には、平均減衰力が設定されるというフェイル・セーフ(failsaf
e)位置が存在している。これは、車輛を運転するのにこれ以上全く安全でなく
する最も強い減衰位置に戻ってしまうという従来のシステムと比べてみれば、こ
れらがフェイル・セーフシステムを有していれば利点である。
第3図及び第4図に従った実施例においては、同じ励起が使用されているが
、それがピストン3の上側で自由に動けるよう吊されている重り(mass)4
8により制御されている。前の2つの実施例の場合のように、スカイフック・サ
スペンションはこの実施例においても可能である。第1図及び第2図に従った構
成では1つまたはそれ以上の加速記録器からの信号が、車体と車輪の絶対速度が
反対方向であるとともに差異が0以上であるような基本規則に合致するだけで減
衰が発生するようECUにより処理されるが、第3図及び第4図に従った実施例
では制御が、車体または車体に取り付けられたショックアブソーバの部分(ピス
トンロッド)にリンク結合されている、ばねにより負荷されている重りに依存し
てなされており、この場合にはスカイフック基礎規則に自動的に合致する。さら
には減衰力が、車体上における加速の測定である重り48の振れの程度に比例し
て調整される。基本的には、重りの慣性力により制御されたショックアブソーバ
は従って電気的に制御されたスカイフックショックアブソーバのように制御され
る。同じ励起機構が従って依然として使用される。
第3図及び第4図においては、重りは48により示されており、室は49に
より示されており、孔は50により示されており、ばねは51により示されてお
り、室は52により示されており、通路は53により示されており、開口は54
により示されており、室は55により示されており、そして環状室は56により
示されている。第1図及び第2図に従った実施例の部分と同じ部分には同じ参照
数字が与えられている。
第3図中に示された実施例において、車体の非常に僅かの加速の結果として
ピストン3が上方に向かいゆっくりと移動したならば、減衰流体は通路49及び
孔50を介してピストン3の下方の空間中へと流れる。速度の増加に伴い、流体
はまた孔6及び弁8を介して流れる。励起室13中には依然として何等の励起圧
力も存在しないので、弁8は励起されないままであり、減衰力は低い。車体の加
速の増加とともに、制御重り48は後方に遅れ、そしてばね51を僅かに押し、
この場合には室52は摺動して去り、通路53及び通路50に対する供給開口は
遮断される。加速が大きくなるにつれ通路53及び通路50を介して筒1へ向か
う貫通流れ抵抗も高くなるし、逆もまた同じである。流体が今度は孔33を介し
て通路53へ、そして室13へと流れると、この結果として室13中の圧力は上
昇出来、スカート15は弁に向かい移動し、そしてさらには上記弁を励起させる
。加速の減少または加速の方向の逆転は重り48をそこに戻し、この結果として
通路53,52,そして49を介し33において流入している流体は実質的に無
抵抗にピストン3の下方の空間へと流れる。励起室13における圧力は減少する
か、あるいは完全になくなり、その結果として減衰力もまた減少する。同じ制御
工程が、ピストンが下降した時に生じる。車体の加速が増大した時、ばね51が
僅かに緩められる。重りはロッド上を上方に向かい摺動し、再び通路53及び通
路50を遮断する。流体は今度は開口34及び通路53を介して励起室12を圧
力下に置き、この結果としてピストン3上における内向きの減衰圧力低下が増加
する。加速の減少及び重り48の摺動戻りに伴い、孔30を介して流れる流体は
通路52及び通路49を介してピストン3の低圧力側へと流れ、そしてショック
アブソーバ弁9の励起が減少または消滅する。内向き及び外向きの両者の移動の
間に、減衰は1つの重りにより制御され、そして制御は第1図及び第2図に従っ
た構成の場合と同じようにして室12,13を圧力にさらすことにより達成され
る。
第4図に従った実施例と第3図に従った実施例との間の差異は、単一の制御
重りが、内向きの励起流体の排出をより大きい、あるいはより少ない程度に遮断
するか、または外向きの励起回路の供給を開くか、することである。ピストン3
の下向きの移動により、流体は通路53を介して孔6、凹所54をピストンの低
圧側に向かい流れる。重り48がピストンロッド上で上方に向かい摺動した時、
室55はより大きな、あるいはより小さな程度に遮断され、この結果として励起
室12中の圧力は増大し、そして弁9は励起される。
ピストン3の上方に向かう動きにより、重り48が下方に向かい摺動した時
には室13に圧力が掛かる。そして流体が環状室56から流出し孔50及び励起
室13に向かう。この流体は通路57及び逆止弁を介してピストン3の低圧側へ
と流れることが出来る。この回路においては、通路57の流出抵抗が通路50中
の流入抵抗を越えることによってのみ圧力が励起室13中に築き上げられること
が出来、このことは流入孔及び流出孔の適切な寸法を提供することにより達成す
ることが出来る。
第3図に従った装置の純粋に機械的な制御においては、以下の状況が生じる
ことが出来る:
A. 車輪が上方に移動しているとともに車体が静止している。このことは
、ピストンロッド及び重り48もまた静止していることを意味している。車輪が
上方に移動すると、この結果として筒1もまた上方に移動する。筒3の下方の油
5は上方に移動しピストンを上に向かい貫通する。そして励起機構は動作しない
が、これは重り48が静止しているからである。油はピストン5の下方の空間の
外でピストン5の上方の空間に向かい自由に流れる。励起されていない弁9のみ
が開放される必要がある。車輪が地面から離れる危険がある。弁9は、車輪を道
路上に保つ為にある程度のばねにより負荷された抵抗を提供しなければならない
。
B. 車輪が下方に移動しているとともに車体が静止している。重り48も
また静止している。オイルがピストンの上方の空間4からピストンの下方の空間
5へと流れる。励起されていない弁8のみが開放される。これは、車輪を下方に
初期位置へと速やかに戻す為に必要である。
C. 車輪が静止しているとともに車体が下降する。油はピストンの下方の
空間5からピストンの上方の空間4へと流れるが、重り48はピストンロッドの
下方への移動に残されたままである。漏れ通路49及び室52は遮断される。こ
のことは、全ての油が孔7及び9を介して流れることを意味している。孔7の僅
かの抵抗が動作ピストンの全体上における圧力低下を創出する為には十分である
。一例として、初期状況ではピストンの上方及び下方の圧力は25バール(ba
r)であり、新たな状況ではピストンの上方の圧力は24バールであり、そして
ピストンの下方の圧力は25バールである。従って僅か1バールの圧力低下があ
る。油は通路34を介して流れ、弁36を持ち上げる。油は励起室13中に行き
、そこから通路53へと流れ、そして次には励起室13中へと入る。油は、流出
開口29の下方の弁のお陰で、孔33を介して流れることが出
来ない。圧力は現在、例えば、励起室12中では25バールであり、ピストンの
上方の空間では24バールである。環状ピストン14が下方に摺動し、この場合
にはディスク10が張り付いている。弁9が励起され、その結果としてより高い
減衰力が達成される。圧力における差異は、例えば、25〜10バールである。
十分に高い減衰力においては、過剰な減衰力が発生し、そして車体の加速が減少
される。通路52,59が通路53,50と連通される。圧力均衡が次に生じ、
この結果として元の状況に戻る(圧力25バール)。
D. 車輪が静止しているとともに車体が上方に移動する。油が上部から下
方に向かい流れる。ピストン3が加速された状態で上方に向かい移動する。重り
48は後方の残されたままとなり、孔52そして49が遮断される。油が上部か
ら孔33を介して励起室12中へと流れる。油はまた、孔53を介して励起室1
3中へと流れる。孔34が遮断される。環状ピストン15が上方に移動し、ピス
トンの下方の圧力が25気圧に維持される。ピストンの上方の圧力は、例えば、
40気圧である。この場合には励起が生じる。最後に、通路49が通路53及び
50と連通するようになり、この結果として圧力均衡が生じる。重り48は実際
上、加速検知器である。
第4図に従った実施例においては、貫通する流れは僅かに異なっている。孔
34及び33上の弁は無くなっている。車体が下方に移動するとともに車輪が静
止している時には、重り48が後方に依然として残り、そして従ってピストンロ
ッドに対し上方に移動する。環状室55は重りにより遮断されている。液体は、
筒室,開口54,そして通路53を介して励起室12へと流れる。圧力が従って
築き上げられ、この結果として弁9が励起される。
車体が上方に移動するとともに車輪が静止している時には、重り48が後方
に依然として残り、そして従ってピストンロッドに対し下方に移動する。溝56
が開き、この結果として連通がピストン4の上方の空間と通路22との間に創出
される。油が励起室13中に流れ込み、ここに圧力が築き上げられる。孔57に
よる流れ規制があり、そしてその下方の弁が開く。通路56及び57の寸法が励
起室13中の圧力を決定する。
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VN,YU
【要約の続き】
来る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.動作筒と; ピストンロッドに連結され動作筒中を移動可能であるピストンと; ピストン中に切り開かれた開口と; ある流体圧力に到達するまで上記開口を閉鎖するようピストンのいずれ かの側に適合されたばね負荷ショックアブソーバ弁と; を備えており、 静止ディスク,このようなディスクの回りで摺動出来るピストンスカー ト,そしてばねにより負荷されている2枚の板により境界が決められている励起 室がピストンのいずれの側にも配置されていて、 励起室は圧力が制御機構により制御されている孔と連通されていて、そ して そこを介して流体が励起室中へ流れ込むことが出来る孔が静止ディスク 中に設けられている、 ことを特徴とする、両方向制御弁を伴った連続可変モノチューブショッ クアブソーバ。 2.請求項1に従ったショックアブソーバは、ばねにより負荷されている板 の夫々がピストンロッドの近傍に挟持されているともに初期圧力をともなってピ ストンスカートの縁に対し載置されている、ことを特徴としている。 3.請求項2に従ったショックアブソーバは、個々の励起室がばねにより負 荷されている2枚の板により2つの部分に区分されていて、ばねにより負荷され ている板はピストンスカートの半径方向縁の回りでそれらの外側縁を掴んでおり 、2つの空間の中でショックアブソーバ弁に対面している空間は狭い半径方向通 路を介して、筒により取り囲まれている空間と連結されている、ことを特徴とし ている。 4.請求項1乃至3のいずれか1項に従ったショックアブソーバは、励起室 中に過剰な圧力が存在していないのであれば、ピストンスカートがショックアブ ソーバ弁上に初期圧力を負荷しない、ことを特徴としている。 5.請求項1乃至4のいずれか1項に従ったショックアブソーバは、制御機 構が、コイルにより調整可能であってコイルを介して送られる電流に対して比例 して中央孔中の圧力を連続して変化させることが出来る弁を備えている、ことを 特徴としている。 6.請求項5に従ったショックアブソーバは、コイルによって調整される上 記弁がピストン弁である、ことを特徴としている。 7.請求項5に従ったショックアブソーバは、コイルによって調整される上 記弁が金属ダイヤフラムである、ことを特徴としている。 8.請求項1乃至4のいずれか1項に従ったショックアブソーバは、制御機 構が、ピストンの上方にばねにより負荷された状態で適合されピストンロッドに リンク結合されて励起室と連通している孔に対する流体の通路を制御する可動重 りを備えている、ことを特徴としている。
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