JPS6185210A - 減衰力可変シヨツクアブソ−バ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、減衰力を調整自在とした車両用のショックア
ブソーバに関する。

（従来の技術） 従来の減衰力可変ショックアブソーバは、例えば特開昭
５８−１９４６０９号公報に開示される様に、シリンダ
内に区画形成された２つの」二下浦圧室を通路で連絡す
るとともに、この通Ｖ品の面積を回転バルブによっ°（
変化させることによって、減衰力を変える構成のもので
あった。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来のものにおいて、車両の走行状態によっ
てショックアブソーバの減衰力を変化させる場合は、そ
の走行状態を各種のセンサ、例えｃｉＨ速センサ・操舵
角センサ・スロットルセンサ等の信号に基づい゛ζ間接
的に予測し、適切な減衰力となるように回転バルブを制
御する構成であった。このため、従来のもので減衰力を
適切に制御するには、非常に多くのセンサを必要とし、
またこれらのセンサの信号を受けて車両の走行状態を予
測する制御回路が複雑になるといった問題点を有してい
た。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされるものでなって、
車両走行状態をショックアブソーバ内の油室の圧力変化
に基づいて予測し、且つ応答性の優れた制御が可能とな
る新規な減衰力可変ショックアブリーバを提供すること
を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するための手段としく３） て、シリンダ（１１）に対して摺動自在にピストン（１
２）を収納した第１．第２油室（Ｍ、　＋５）を形成し
、前記ビスＩ・ンに設けられて第１．第２油室（１４，
１５）　ヲ連通スル連ＩＮ　（１７，１８）　（！：、
コ（７）連通路の通路面積を摺動変位Ｊることにょっ゛
ζ変化させ、［１つ、一端面は第２油室の圧力を受ける
摺動部材（１９）と、この摺動部材（１９）の他端面側
に配設さセて前記摺動部材（１９）の変位を応力として
受けてこの応力に基づい″ζ電圧を発生し、且つ印加電
圧に基づいて伸縮度イ☆して変位を前記摺動部材（１９
）へ伝達する圧電体（２３）とを貝偏することを特徴と
する。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の一実Ｊｌｔｉ例である減衰力可変ショッ
クアブソーバの断面図、第２図は第１図に図示したショ
ックアブソーバ１を用いたｒＦ両制御システムの模式図
、第３図は第１図、第２図に図示した制御回ｌ／８２の
回路図を各々示す。

第１図において、１は減衰力可変ショックアブソーμで
、シリンダ１１内に軸方向に摺動自在に収納されたピス
トンロッド１３と、ピストンロッド１３と溶接等によっ
て一体に固定されたピストン１２とによって区画形成さ
れて作動油の封入された第１油室１４及び第２油室１５
と、第１油室１４と第２油室１５とを連通ずるようにピ
ストン１２に設けられている絞り１６が各々配設されて
いる。

ピストン１２の中央には、中央孔１７と側孔１８が穿設
されて、第１油室１４と第２油室１５を連通ずる連通路
が形成されている。この中央孔１７には、連通路の通路
面積を変化させる摺動自在であるスプール１９が、軸方
向に摺動自在に油密的に挿入されている。即ちスプール
１９は、外１１ｉ１に環状の溝１９ａと中央に中央孔１
９ｂと、この両者を連通する連通孔１９ｃと備え、この
溝１９ａが前記側孔１８と連通ずる位置から構成される
装置まで移動することによって、前記連通の通路面積を
変化させるいわゆる可変絞りの役割をする。

また、スプール１９の一端面即ら図中下方端面ば、第２
油室１５の圧力を受りるとともに、その一部はス］・ソ
バ２０支持されたスプリング２１によっ（上方に付勢さ
れζいる。尚、ストッパ２０は中央孔１７に圧入されて
固定されている。一方、スプール１９の他端面叩ら図中
上方端面の部は、スプール１９の上方に形成された突出
部＋９ｄの上方端面であっζ、後述する封入室２７に突
出している。なお、スプール１９は摺動抵抗を減少させ
るため、上下端面を連通ずる小孔１９ｅを備えている。

ピストン１２の上部のケーシング１２ａとピストンロッ
ド１３によって形成される空間２２内には、圧電素子２
３ａと電極板（図示せず）とが交ｌＪ４に多数積層され
た積層型圧電体２３が固定されている。この圧電素子２
３ａは、ピストンロッド１３内にあるリード線２４によ
って印加される電圧に茫づいて、軸方向に伸縮変位する
逆圧電効果を有しているとともに、圧電素子２３ａの軸
方向に応力が加わるとその応力に基づい起電力を発生ず
る圧電効果を備え°（おり、例えば、Ｐ　ｈ　Ｚ　ｒ　
Ｏ３。

ｐｂＴｉ０３等を主成分とするＰＺＴ素子などである。

２５は圧電体２３の伸縮変位と追従してケーシング１２
ａ内の空間２２金上下方向に摺動移動すプランジャで、
プランジャ２５、空間２２、スプール１９の突出部１９
ｄの上方端面及びシール用０リング２６によって封入室
２７が区画形成される。封入室２７には非圧縮性流体、
例えばシリコン油が密封状態で封入されており、プラン
ジャ２５の断面積とスプール１９の突出部１９ｄの断面
積との比によって、いわゆるパスカルの原理に基づいて
圧電体２３によって変位するプランジャ２５の微少変位
量をスプール１９に増大させて伝達する。また封入室２
７はスプリング２１によって１０〜２０　ｋ　ｇ／−程
度の圧力に維持されている。

尚、スプール１９は圧電体２３に電圧が印加されていな
いときは、第１．第２油室１４．１５を連通する側孔１
８及び、絞り１６により連通し、高電圧（約５００　Ｖ
）が印加されたときは両油室１４．１５は側孔１８が絞
り１６だけで連通するように構成されている。

また、２８．２９はシール用Ｏリングで、０リング２８
はピストンロット１３の外周に配設されて油室１４．１
５のシールをし、０リング２９はスプール１９の突出部
＋９ｄの外周にあって封入室２７のシリコ１フ油が外部
へ流出しないようにするものである。

また、２は制御回路であってリード線２４を介して圧電
体２３と電気的に接続されている。

上述の構成に基づいて、減衰力可変ショックアブソーバ
の作動について説明する。

制御回路２により圧電体２３に電圧が印加されない場合
においては、ピストン１２の側孔１８とスプール１９の
溝１９ａとは連通しており、ピストン１２及びピストン
ロフト川３がシリンダｌｌ内を摺動する際に発生ずる減
衰力は、側孔１８及び絞り１６を流れる作動油の抵抗力
として得られる。

制御回路２により圧電体２３高電圧（約５００■）が印
加された場合には、圧電体２３は微少の伸び変位（約９
０μ）し、この変位はプランジャ２５及びスプール１９
の突出部１９ｄの断面積の比（約２５倍）だけ封入室２
７によって拡大されてスプール１９に図中下方の変位（
約２ｍｍ）として伝達される。この時、側孔１８とスプ
ール１９の溝１９ａと連通は遮断されため、ショックア
ブソーバｌの減衰力は絞りＩ６を流れる作動油の抵抗力
として得られる。この抵抗力は、前述の場合と比較して
、側孔１８が閉塞されただけ大きくなるため、ショック
アブソーバ１の減衰力は増加する。

以上述べた樺に、ショックアブソーバ１の減衰力は、圧
電体２３に印加される電圧を制御回路２によって０Ｎ−
ＯＦＦすることにより、ハード・ソフトの２つの減衰力
を得られる。

尚、上述の説明においては、圧電体２３に印加される電
圧を０Ｎ−ＯＦＦ制御することによってシロツクアブソ
ーバ１の減衰力を２段階に切り換えるものであったが、
圧電体２３印加される電圧を零から高電圧（約５００Ｖ
）まで連続的に制御することによって、ショックアブソ
ーバ１の減衰力をソフトからハードまで連続的に変える
ことも可能であることは言うまでもない。

次に、ショックアブソーバ■内の油室１４，１５の圧力
変化に基づいて、車両走行状態を検出する場合番こおけ
る圧電体２３の作動を説明する。

ショックアブソーバｌの作動時、例えハヒストン１２が
シリンダ＋１内を下降している場合には、ピストン１２
の側孔１８及び絞り１６を介して、第２油室１５の作動
油が第１油室１４に流れる。

このとき、作動油の流動抵抗より、第２油室１５の圧力
は上昇してスプール１９の下端面を上方に押圧する押圧
力が作用する。

圧電体２３に泪従するプランジャ２５とスプール１９と
は、封入室２７内のシリコン浦によって両者の変位が伝
達される構成となっているため、スプール１９の下方端
面より押圧力が作用すると、その押圧力に応じて封入室
２７の圧力が変化する。

この圧力変化は、プランジャ２５を介して圧電体２３に
押圧力を作用させるため、圧電体２３は圧電効果により
電圧が発生ずる。この電圧は、リード線２４で制御回路
２に接続されて走行状態の判定に用いられる。

尚、上述の実施例においては、圧電体２３の変位が微少
であるため、封入室２７を介してその変位を拡大してス
プール２０に伝達する構成であるが、圧電体２３の変位
によって直接にスプール２０を変位さ一ロてもピストン
１２の側孔１８を開閉することが可能の場合は、封入室
２７は不必要となることは言うまでもない。

また、ピストン１２の、中央孔１７、側孔１８からなる
連通路の通路面積が十分に大きい場合は、ピストン口に
設けられている絞り１６を省略しても上述の作動、効果
が得られることは、当業者において容易に理解されるで
あろう。

第２図は、上述のショックアブリーバ１を組み込んだ車
両制御の模式図であって、２は制御回路、３は車輪で、
ショックアブソーバｌは、前後両方車輪の計４輪に各々
取付けられて、各々のり一ト線２４は制御回路２と接続
されている。

第３図は制御回路２の回路図である。

制御回Ｉ？８２は、Ｄ　Ｃ−Ｄ　Ｃ＝Ｉンハータによる
高圧電源２０１、高圧電源２０１の出力をＯＮ　−０１
；’　Ｆ−Ｊる４ケのスイッチ２０２、各ソ９ンクアブ
ソーハ１の圧電体２３に発生ずる電圧を分圧する抵抗器
２０３．２＋１４．分圧された圧電体２３の電圧の低周
波成分だけを取り出−４４組の１１−パスフィルタ２０
５（１、・Ｆ）、フィルタ進退後の信号を設定レヘル■
Ｒと比較して１．Ｏ信号を発生する４糸１１の比較器２
０６．４本のショックアブソーバ１の圧電体２３からの
信号を判別して作動するＡ　Ｎ　Ｄ回路２０７、ＯＲ回
路２０８、及びごのＡＮｒ）−ＯＲによる論理回路の信
号を受けて、一定時間（約２秒間）前記スイッチ２０２
を閉じさゼるタイマ回路２０９から構成され゛（いる。

前記論理回路は、４本のショックアブソーバの取（」位
置を、前輪右側（Ｆ−Ｒ）、前輪左＋１’ｌ（Ｆ・１、
）、１輪輪右側（Ｒ−Ｒ）　、後輪左側（Ｒ−１−）と
して説明すると、ド・ＲとＦ・１１、又はＲ−ＲとＲ・
１５、又はＦ　−ＲとＲ−Ｒ，又はＲ・１、とＲ・■、
が同時に比較器２０６の設定電圧ｖＲを越える電圧を発
生した場合に、ＡＮＤ回路２０７が１となり、ＯＲ回路
２０８は１なる論理を有する。

次に、本発明による減衰力可変ショックアブソーバを組
み込んだシステムの作動について説明する。

本システムにおいて、従来公知の減衰力可変ショックア
ブソーバを組み込んだシステム同様、マニュアル操作に
より減衰力をソフト又はハードに切替えることは、設定
に応じて本発明のショックアブソーバｌの圧電体２３に
加える高電圧をＯＮ又はＯＦＦとすれば容易にできるこ
とは前述した様にいうまでもない。（マニュアル操作に
係る回路は省略する） 本システムの最も宙なポイントは、車両の走行状態に応
じて自動的に減衰力をソフトあるいはハードに切替える
いわゆるオート機能を容易にかつ簡単に行なえるところ
にある。

本システムにおけるオートモードでは、車両の４輪に装
着された４本のショックアブソーバ１に〈１３） 組み込んだ圧電体２３の発生電圧をもとに、車両の走行
状態を予測し、すみやかにソフトからハードへと′ｌＩ
ｔ、資力を切替える。本システムでは、オートモード時
の減衰力のソフトからハードへの切替えは、急発進時・
急制動時及びスラローム走行時に行ない、各々、スフオ
ウト（車両の尻下り現象）・ダイブ（車両の前のめり）
及びロールを防止し操縦安定性を向上するとともに、通
常時の乗りごごち性を向上させることができる。

次に、４本のショックアブソーバ１に組み込まれた圧電
体２３の発生電圧から、いかに、急発進、急制動及びス
ラロームを予測するかを説明する。

急発進時に車両はスフオウト現象、すなわち車両の尻下
りが生ずるため４輪の内、後２輪（Ｒ・Ｒ及びＲ−Ｌ）
に取り付けられたショックアブソーバ１が縮む。従って
、１＆２輪（Ｒ−Ｒ及びＲ・Ｌ）に取り付りられたショ
ックアブソーバ１からの電圧信号が同時に発生ずるため
、これらを検知して減衰力はソフトからハードへと切替
えスクオうトを抑える。即ちＡＮＤ回路２０７のＡＮＤ
４がｌとなって、タイマ回路２０９によって一定時間ス
イノ千２０２を閉し、ショックアブソーバ１の圧電体２
３に高圧電源２０１の高電圧を印加する。

急制動時には、タイプ現象、すなわら車両の前のめりに
より前２輪（ｌ・゛・）鷹及びＦ・１−）に取り付けら
れたショックアブソーバから電圧信号が同時に発生ずる
。これを検知し゛ζ減衰力をソフトからハートへと切替
えダイブ現象を抑える。このときＡＮＤ回路２０７のＡ
ＮＤＩが１となる。

また、スラローム走行時には、コーナリングの方向に従
いロール現象が発生ずる。この時、車両の右２輪（Ｆ−
Ｒ及びＲ−Ｒ）、又は左２輪（Ｆ・Ｉ７及びＲ・１．）
のいすわかが沈み込むため、ショックアブソーバ１から
の電圧信号は右２輪（Ｆ・Ｒ及びＲ−Ｒ）、又は左２輪
（Ｆ・１．及び・Ｒ・し）が同時に発生するため、これ
を受けて減衰力をソフトからハートへ切替えることによ
りロールを抑える。このときはＡＮｒ）回路２０７のＡ
ＮＤ２、又はＡＮＤ３が１なる。

本／スーｒムの制御回路２では、前述の、スフオウト・
タイプ・１」−ル現象に応し７て、各ショックアブソー
バ１の圧電体から発／ｌする電ｌトをあらかしめ設定し
た電圧（ＶＲ）と比較するごとにより、設定電圧（ＶＲ
）より人なる場合に信冒を論理回路へ入力し、この他〜
（を八Ｎｒ）とＯＲの組合・ｌにより、車両の走行状態
に起因するスフオウト・ダイブ・ロール現象を予測し、
為圧電源２０１からの高電圧をショクアブソーバ１の圧
電体２３へ加えるためスイッチ２０２を設定時間の間（
約２秒間）作動させる。尚、ショックアブソーバｌの発
生電圧は、抵抗器２０３によって分圧し、これをあらか
しめ設定した特性を有するフィルタ２０５（ローパスフ
ィルタ）に通ずことで、例えば走路の凹凸などによって
発生ずるタイヤの」二Ｆ振動に起因する比較的高い周波
数成分をカッｌ−シて防いでいる。

以上述べた通り、本発明による減衰を可変ショックアブ
ソーバ１は、減衰力を切替える手段とし゛（）Ｆ電体２
３と、パスカルの原理に基きこの圧電体２３の微少変位
を拡大してスプール１９の変位を起こし、ピストン１２
の側孔１８を開閉する構成としたごとにより、ショック
アブソーバｌの縮み時には、圧電体２３ら電月−信号を
発生させることができ、この信号をもとに、車両の走行
状態を予測することが可能となり、従来のシステムに使
用されている車速センサ、ステアリングセンサ、スロッ
トルセンサ、ブレーキ圧センサなどの多くのセンサを必
要とする配線などを含めてシステムが簡単となるメリッ
トを有する。

（発明の効果） 以上述べた様に本発明は、ショック”？ブソーバ内のピ
ストンに圧電体を配設するとともに、第１・第２油室の
連通路の通路面積を変化させるＩＮ動部材を設けて、両
者の変位を伝達する構成としたごとにより、ショックア
ブソーバが縮む場合には第２油室の圧力が摺動部材から
、圧電体と伝達されて、この圧力に基づいて圧電体に電
圧が発生ずる。

このため、車両走行状態を、ショックアブソーバ内の油
室の圧力変化に基づいて発生ずる圧電体の電１１に３Ｌ
つ（１−１接にＹ渕するごとがｒＩＪ能と４ｙイ、。

また、摺！！１１部４４　ｉＪ、　Ｉｌ二電体に印加さ
相る電圧に基づいて変（☆移ωｊしで、通路面積を変化
さ・Ｕるため、ｉｔｔ来の回転ハルゾなどＣ旧り較１−
．’（非富に応答（１１か（ｌｌよＩたものになる。

４．１ン１曲の簡１１な説明 第１図は４発明の一実施例ごある減衰力ｒｉＪ変シジソ
クー〆ゾソーハの断面図、第２図は第１図に図示し７た
ショックアブソーバ１を用いた車両制御ソステノ、の模
式図、第３図口第１図、第２図にＭホした■、制御回路
２の回路図を各々示す。

１・・・減衰力ｎＪ変ショノクアゾソーハ、１１・・・
ノリンタ、１２・・・ビス］・ン、１２ａ・・・ケーシ
ング、１４．１５・・・第１・第２浦室、１６・・・絞
り、１７゜１１３・・・連１ｉｒｌ路となる中火ｆＬと
側ｒし、１９・・・スプール（１！！動部（杓、２＋・
・・スプリング、２ｊ３・・・圧電体、２５・・・シラ
ンジャ、２７・・・１１人室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリンダに対して摺動自在にピストンを収納した第
   １、第２油室を形成し、前記ピストンに設けられて第１
   、第２油室を連通する連通路と、この連通路の通路面積
   を摺動変位することによって変化させ、且つ、一端面は
   第２油室の圧力を受ける摺動部材と、この摺動部材の他
   端面側に配設させて前記摺動部材の変位を応力として受
   けてこの応力に基づいて電圧を発生し、且つ印加電圧に
   従って伸縮変位してその変位を前記摺動部材へ伝達する
   圧電体とを具備することを特徴とする減衰可変ショック
   アブソーバ ２、前記圧電体は、軸方向に応力が加わるとその応力に
   基づいて電圧を発生する圧電効果と、印加される電圧に
   基づいて軸方向に伸縮変位する逆圧電効果とを有する圧
   電素子を、軸方向に多数積層した積層型圧電体である特
   許請求の範囲第１項記載の減衰力可変ショックアブソー
   バ。 ３、前記圧電体の変位は、前記圧電体と追従してケーシ
   ング内を追従するプランジャと・前記摺動部材の他端面
   と・前記ケーシングとによって区画されて非圧縮流体の
   封入された封入室を介して前記スプールに伝達されると
   ともに、前記プランジャの断面積と前記摺動部材の他端
   面の面積の比によって拡大されて前記摺動部材に伝達さ
   れる特許請求の範囲第２項記載の減衰力可変ショックア
   ブソーバ。