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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6209680
(24)【登録日】2017年9月15日
(45)【発行日】2017年10月4日
(54)【発明の名称】制御可能なダンパの作動機構
(51)【国際特許分類】
F16F 9/46 20060101AFI20170925BHJP
F16F 9/348 20060101ALI20170925BHJP
【ＦＩ】
F16F9/46
F16F9/348
【請求項の数】3
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2016-530199(P2016-530199)
(86)(22)【出願日】2014年10月28日
(65)【公表番号】特表2016-537574(P2016-537574A)
(43)【公表日】2016年12月1日
(86)【国際出願番号】CN2014089653
(87)【国際公開番号】WO2015078254
(87)【国際公開日】20150604
【審査請求日】2016年5月12日
(31)【優先権主張番号】61/908,817
(32)【優先日】2013年11月26日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】510288840
【氏名又は名称】ベイジンウェスト・インダストリーズ・カンパニー・リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＩＪＩＮＧＷＥＳＴ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】100111187
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 秀忠
(74)【代理人】
【識別番号】100175617
【弁理士】
【氏名又は名称】三崎 正輝
(72)【発明者】
【氏名】ファージャウド，アリレザ
(72)【発明者】
【氏名】バータ，デーヴィッド ジョン
(72)【発明者】
【氏名】ハート，マイケル ダブリュ．
(72)【発明者】
【氏名】リン，マイケル エス．
(72)【発明者】
【氏名】シュランゲン，ティモシー マイケル
【審査官】
熊谷 健治
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２０１３／０００８７５０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開昭６１−０１３０４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｆ１６Ｆ ９／００− ９／５８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両において用いられる流体ダンパアッセンブリであって、
中心軸回りにかつ中心軸に沿って環状に延び、作動油を収容する流体チャンバを形成する壁部を有するハウジングと、
前記中心軸から径方向に延びて、前記流体チャンバ内に配置され、上部面及び下部面を有する周面を形成し、前記周面は、前記上部面と前記下部面との間で軸方向に延び、反発ストロークと圧縮ストロークとの間で摺動可能であるピストンサブアッセンブリであって、前記ピストンサブアッセンブリは、前記反発ストロークの際に作動油が前記ピストンサブアッセンブリを通って流れることを可能とする複数の流入通路を有しているピストンサブアッセンブリと、
前記流入通路を通る作動油の流れを制限するために、前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面に配置される反発円板を含む複数の円板と、
前記中心軸に沿ってかつ前記ピストンサブアッセンブリを通って端部へと延び、前記ピストンサブアッセンブリを前記反発ストロークと前記圧縮ストロークとの間で作動させるロッドと、
前記反発円板を前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面と係合させるために前記反発円板に配置される保持器と、
前記ロッドの前記端部と作用するとともに前記ロッドの前記端部の周囲に環状に配置されて、前記保持器を前記反発円板に向かって付勢するバネと、
前記ロッドによってかつ前記ロッド内に支持されるとともに、前記保持器に接続され、前記保持器を軸方向に移動させて前記中心軸に沿って前記バネを圧縮して前記保持器を前記反発円板と非係合とし、前記反発ストロークからの作動油圧力に応じて前記反発円板が単独で曲がることを可能にして、前記ピストンサブアッセンブリの前記流入通路を開き、前記反発ストロークの際に減衰力を低減するアクチュエータと、
前記アクチュエータから前記保持器に運動を伝達するために前記保持器に接続されるシャフトと、
を備え、
前記ロッドの前記端部には、前記ロッドに沿って軸方向にかつ前記ロッドに対して垂直に貫通して延びる一ペアの溝が形成されている、
流体ダンパアッセンブリ。
中心軸回りにかつ中心軸に沿って環状に延び、作動油を収容する流体チャンバを形成する壁部を有するハウジングと、
前記中心軸から径方向に延びて、前記流体チャンバ内に配置され、上部面及び下部面を有する周面を形成し、前記周面は、前記上部面と前記下部面との間で軸方向に延び、反発ストロークと圧縮ストロークとの間で摺動可能であるピストンサブアッセンブリであって、前記ピストンサブアッセンブリは、前記反発ストロークの際に作動油が前記ピストンサブアッセンブリを通って流れることを可能とする複数の流入通路を有しているピストンサブアッセンブリと、
前記流入通路を通る作動油の流れを制限するために、前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面に配置される反発円板を含む複数の円板と、
前記中心軸に沿ってかつ前記ピストンサブアッセンブリを通って端部へと延び、前記ピストンサブアッセンブリを前記反発ストロークと前記圧縮ストロークとの間で作動させるロッドと、
前記反発円板を前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面と係合させるために前記反発円板に配置される保持器と、
前記ロッドの前記端部と作用するとともに前記ロッドの前記端部の周囲に環状に配置されて、前記保持器を前記反発円板に向かって付勢するバネと、
前記ロッドによってかつ前記ロッド内に支持されるとともに、前記保持器に接続され、前記保持器を軸方向に移動させて前記中心軸に沿って前記バネを圧縮して前記保持器を前記反発円板と非係合とし、前記反発ストロークからの作動油圧力に応じて前記反発円板が単独で曲がることを可能にして、前記ピストンサブアッセンブリの前記流入通路を開き、前記反発ストロークの際に減衰力を低減するアクチュエータと、
前記アクチュエータから前記保持器に運動を伝達するために前記保持器に接続されるシャフトと、
を備え、
前記ロッドの前記端部には、前記ロッドに沿って軸方向にかつ前記ロッドに対して垂直に貫通して延びる一ペアの溝が形成されている、
流体ダンパアッセンブリ。
【請求項2】
前記シャフトを貫通して延びて前記シャフトとともに軸方向移動し、前記ロッドにおける前記溝を通って前記保持器の両側の間を延びて固定され、前記保持器を軸方向に移動させるとともに前記中心軸に沿って前記バネを圧縮して前記保持器を前記反発円板から非係合とし、前記反発円板が前記ピストンサブアッセンブリの前記流入通路を開くことを可能にして、前記反発ストロークの際に減衰力を低減するピン、を備える、
請求項１に記載の流体ダンパアッセンブリ。
請求項１に記載の流体ダンパアッセンブリ。
【請求項3】
中心軸回りにかつ中心軸に沿って環状に延び、作動油を収容する流体チャンバを形成する管状の壁部を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記壁部に沿って摺動可能にかつ前記ハウジングの前記壁部と封止係合するよう配置されるピストンサブアッセンブリであって、前記中心軸から径方向に延びて、上部面と下部面とを有するともに前記上部面と前記下部面との間で軸方向に延び、反発ストロークと圧縮ストロークとの間で摺動するとともに前記ハウジングの前記壁部と封止係合する周面を形成するピストンサブアッセンブリと、
軸方向にかつ前記ピストンサブアッセンブリと同軸状に延びるとともに、前記ハウジングの前記壁部と前記ピストンサブアッセンブリの前記周面との間に配置されて、作動油が前記ハウジングの前記壁部と前記ピストンサブアッセンブリの前記周面との間を流れるのを防止する有機高分子材料のシールと、
を備える、車両において用いられる流体ダンパアッセンブリであって、
前記ピストンサブアッセンブリは、前記下部面から前記中心軸に対して離れていくとともに前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面に向かって径方向外側へと延び、前記反発ストロークの際に作動油が前記ピストンサブアッセンブリを通って軸方向に流れることが可能である複数の流入通路を有しており、
前記ピストンサブアッセンブリは、前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面と前記下部面との間で前記中心軸と平行に延び、前記圧縮ストロークの際に作動油が前記ピストンサブアッセンブリを通って軸方向に流れることが可能である複数の流出通路、をさらに有しており、
前記流入通路は、前記中心軸に向かって、前記流出通路に対して径方向内側を延びるとともに、前記流出通路から間隔を空けて配置されており、
流体ダンパアッセンブリは、
複数の圧縮円板と少なくとも一つの反発円板とを含む複数の円板であって、前記圧縮円板が前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面と同軸状に配置されるとともに前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面と当接して前記流出通路を通る作動油の流れを制限し、前記反発円板が前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面と同軸状に配置されるとともに前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面と当接して前記流入通路を通る作動油の流れを制限し、前記ピストンサブアッセンブリ及び前記円板が、前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面と前記下部面との間を前記中心軸に沿って延びる円筒形状の円筒空間部を形成している複数の円板と、
前記ハウジング内に配置されるとともに、前記中心軸に沿ってかつ前記ハウジングから前記ハウジングを貫通して外側に延び、流体ダンパアッセンブリを車両に装着するための接続バー、を有するロッドであって、前記接続バーとネジ係合する円筒形状の大断面部分及び円筒形状の小断面部分をさらに有しており、前記大断面部分と前記小断面部分との間で径方向に延び、前記ピストンサブアッセンブリを前記反発ストロークと前記圧縮ストロークとの間で作動させる肩部を形成しているロッドと、
前記ロッドの前記肩部と前記圧縮円板との間に挟持されて前記ロッドの前記肩部と前記圧縮円板との間で作用する上部ワッシャであって、前記肩部と係合する平坦な上面と、前記圧縮円板との係合から離れるよう曲面状となっており前記圧縮円板が前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面から離れるよう曲がることを可能にする下面と、を有している上部ワッシャと、
をさらに備えており、
前記ロッドの前記小断面部分は、前記中心軸に沿ってかつ前記ピストンサブアッセンブリにおける前記円筒空間部を通って端部へと延び、
前記ロッドの前記小断面部分は、前記小断面部分内においてかつ前記中心軸上に配置されるとともに、前記小断面部分の前記端部に向かって前記中心軸に沿って延びる円筒形状の中空部、を有しており、
前記ピストンサブアッセンブリは、前記中心軸と同軸状であり前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面へと軸方向に延びる円筒形状の凹部、を有しており、
流体ダンパアッセンブリは、
前記ピストンサブアッセンブリの前記凹部内に配置されるとともに前記ロッドの前記小断面部分にネジ係合によって配置されており、前記中心軸に同軸状であるとともに、前記反発円板を前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面に係合させている多角形形状のクランプナットと、
前記反発円板と前記クランプナットとの間に挟持されて前記反発円板を前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面に軸方向に挟持して、前記反発円板が前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面から次第に距離が増えるようすなわち前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面から離れるよう曲面状となるよう曲がることを可能とする下部ワッシャと、
前記ピストンサブアッセンブリの前記凹部内に配置される保持器であって、軸方向にかつ前記クランプナットの周囲に同軸状に延びる円筒部と、前記クランプナット及び前記下部ワッシャの周囲で前記円筒部から径方向外側へ延びて、前記反発円板を前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面と係合させるフランジと、を有する保持器と、
前記ロッドの前記小断面部分の前記端部と作用するとともに前記ロッドの前記小断面部分の前記端部の周囲に環状に配置されるバネであって、前記保持器の前記フランジと係合するアクティブ端部とリアクティブ端部との間で延び、前記保持器の前記フランジを前記反発円板に向かって付勢しているバネと、
前記小断面部分の前記端部とネジ係合するとともに前記バネの前記リアクティブ端部と当接する多角形形状の固定器であって、前記中心軸に同軸状であり、前記バネを前記保持器の前記フランジに対して調整可能に軸方向に予め荷重を作用させて、前記フランジを前記反発円板に付勢する固定器と、
前記ロッドによってかつ前記ロッド内に支持されるとともに、前記保持器に接続されるアクチュエータであって、制御器によって電気的に動作されるとともに前記ロッドの前記大断面部分に配置され、上端と下端との間で延び、軸方向力を前記保持器に作用させるピエゾ電気デバイスを有しているアクチュエータと、
前記ピエゾ電気デバイスの前記上端と前記ロッドの前記接続バーとの間に配置される上部圧縮リングと、前記ピエゾ電気デバイスの前記下端と当接して前記ピエゾ電気デバイスの軸方向移動を可能にしながら前記ピエゾ電気デバイスを中立位置へと付勢する下部圧縮リングと、
をさらに備えており、
前記アクチュエータは、前記ロッドの前記大断面部分に配置されるとともに前記下部圧縮リングと前記ロッドの前記肩部との間で前記中心軸に沿って軸方向に延び、前記保持器への前記ピエゾ電気デバイスの軸方向力を増大させる増幅器をさらに有しており、
前記アクチュエータは、前記増幅器と前記ロッドの前記小断面部分との間で前記中心軸に沿って切頭円錐状に内側に延びて作動油を収容するとともに前記増幅器の軸方向力を前記保持器へと伝達する隔室を有しており、
流体ダンパアッセンブリは、
前記小断面部分の前記中空部分内を、前記肩部に隣接している前記増幅器から前記小断面部分の前記端部に隣接しているジョイント端部へと延びて前記増幅器からの運動を前記保持器へと軸方向に伝達するシャフト、
をさらに備えており、
前記ロッドの前記小断面部分の前記端部には一ペアの溝が形成されており、それぞれの溝が、前記ロッドの前記小断面部分に沿って軸方向にかつ前記ロッドの前記小断面部分に対して垂直に貫通して延びる細長い矩形形状であり、
流体ダンパアッセンブリは、
前記シャフトを貫通して延びて前記シャフトとともに軸方向移動し、前記ロッドの前記小断面部分における前記溝を通って前記保持器の前記円筒部の両側の間を延びて固定され、前記保持器を軸方向に移動させるとともに前記中心軸に沿って前記バネを軸方向に圧縮して前記保持器の前記フランジを前記反発円板と非係合とし、前記反発円板が前記反発ストロークからの作動油圧力に応じて単独で曲がることを可能にして、前記ピストンサブアッセンブリの前記流入通路を開き、前記反発ストロークの際に減衰力を低減するピン、
をさらに備えている、流体ダンパアッセンブリ。
前記ハウジングの前記壁部に沿って摺動可能にかつ前記ハウジングの前記壁部と封止係合するよう配置されるピストンサブアッセンブリであって、前記中心軸から径方向に延びて、上部面と下部面とを有するともに前記上部面と前記下部面との間で軸方向に延び、反発ストロークと圧縮ストロークとの間で摺動するとともに前記ハウジングの前記壁部と封止係合する周面を形成するピストンサブアッセンブリと、
軸方向にかつ前記ピストンサブアッセンブリと同軸状に延びるとともに、前記ハウジングの前記壁部と前記ピストンサブアッセンブリの前記周面との間に配置されて、作動油が前記ハウジングの前記壁部と前記ピストンサブアッセンブリの前記周面との間を流れるのを防止する有機高分子材料のシールと、
を備える、車両において用いられる流体ダンパアッセンブリであって、
前記ピストンサブアッセンブリは、前記下部面から前記中心軸に対して離れていくとともに前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面に向かって径方向外側へと延び、前記反発ストロークの際に作動油が前記ピストンサブアッセンブリを通って軸方向に流れることが可能である複数の流入通路を有しており、
前記ピストンサブアッセンブリは、前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面と前記下部面との間で前記中心軸と平行に延び、前記圧縮ストロークの際に作動油が前記ピストンサブアッセンブリを通って軸方向に流れることが可能である複数の流出通路、をさらに有しており、
前記流入通路は、前記中心軸に向かって、前記流出通路に対して径方向内側を延びるとともに、前記流出通路から間隔を空けて配置されており、
流体ダンパアッセンブリは、
複数の圧縮円板と少なくとも一つの反発円板とを含む複数の円板であって、前記圧縮円板が前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面と同軸状に配置されるとともに前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面と当接して前記流出通路を通る作動油の流れを制限し、前記反発円板が前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面と同軸状に配置されるとともに前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面と当接して前記流入通路を通る作動油の流れを制限し、前記ピストンサブアッセンブリ及び前記円板が、前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面と前記下部面との間を前記中心軸に沿って延びる円筒形状の円筒空間部を形成している複数の円板と、
前記ハウジング内に配置されるとともに、前記中心軸に沿ってかつ前記ハウジングから前記ハウジングを貫通して外側に延び、流体ダンパアッセンブリを車両に装着するための接続バー、を有するロッドであって、前記接続バーとネジ係合する円筒形状の大断面部分及び円筒形状の小断面部分をさらに有しており、前記大断面部分と前記小断面部分との間で径方向に延び、前記ピストンサブアッセンブリを前記反発ストロークと前記圧縮ストロークとの間で作動させる肩部を形成しているロッドと、
前記ロッドの前記肩部と前記圧縮円板との間に挟持されて前記ロッドの前記肩部と前記圧縮円板との間で作用する上部ワッシャであって、前記肩部と係合する平坦な上面と、前記圧縮円板との係合から離れるよう曲面状となっており前記圧縮円板が前記ピストンサブアッセンブリの前記上部面から離れるよう曲がることを可能にする下面と、を有している上部ワッシャと、
をさらに備えており、
前記ロッドの前記小断面部分は、前記中心軸に沿ってかつ前記ピストンサブアッセンブリにおける前記円筒空間部を通って端部へと延び、
前記ロッドの前記小断面部分は、前記小断面部分内においてかつ前記中心軸上に配置されるとともに、前記小断面部分の前記端部に向かって前記中心軸に沿って延びる円筒形状の中空部、を有しており、
前記ピストンサブアッセンブリは、前記中心軸と同軸状であり前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面へと軸方向に延びる円筒形状の凹部、を有しており、
流体ダンパアッセンブリは、
前記ピストンサブアッセンブリの前記凹部内に配置されるとともに前記ロッドの前記小断面部分にネジ係合によって配置されており、前記中心軸に同軸状であるとともに、前記反発円板を前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面に係合させている多角形形状のクランプナットと、
前記反発円板と前記クランプナットとの間に挟持されて前記反発円板を前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面に軸方向に挟持して、前記反発円板が前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面から次第に距離が増えるようすなわち前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面から離れるよう曲面状となるよう曲がることを可能とする下部ワッシャと、
前記ピストンサブアッセンブリの前記凹部内に配置される保持器であって、軸方向にかつ前記クランプナットの周囲に同軸状に延びる円筒部と、前記クランプナット及び前記下部ワッシャの周囲で前記円筒部から径方向外側へ延びて、前記反発円板を前記ピストンサブアッセンブリの前記下部面と係合させるフランジと、を有する保持器と、
前記ロッドの前記小断面部分の前記端部と作用するとともに前記ロッドの前記小断面部分の前記端部の周囲に環状に配置されるバネであって、前記保持器の前記フランジと係合するアクティブ端部とリアクティブ端部との間で延び、前記保持器の前記フランジを前記反発円板に向かって付勢しているバネと、
前記小断面部分の前記端部とネジ係合するとともに前記バネの前記リアクティブ端部と当接する多角形形状の固定器であって、前記中心軸に同軸状であり、前記バネを前記保持器の前記フランジに対して調整可能に軸方向に予め荷重を作用させて、前記フランジを前記反発円板に付勢する固定器と、
前記ロッドによってかつ前記ロッド内に支持されるとともに、前記保持器に接続されるアクチュエータであって、制御器によって電気的に動作されるとともに前記ロッドの前記大断面部分に配置され、上端と下端との間で延び、軸方向力を前記保持器に作用させるピエゾ電気デバイスを有しているアクチュエータと、
前記ピエゾ電気デバイスの前記上端と前記ロッドの前記接続バーとの間に配置される上部圧縮リングと、前記ピエゾ電気デバイスの前記下端と当接して前記ピエゾ電気デバイスの軸方向移動を可能にしながら前記ピエゾ電気デバイスを中立位置へと付勢する下部圧縮リングと、
をさらに備えており、
前記アクチュエータは、前記ロッドの前記大断面部分に配置されるとともに前記下部圧縮リングと前記ロッドの前記肩部との間で前記中心軸に沿って軸方向に延び、前記保持器への前記ピエゾ電気デバイスの軸方向力を増大させる増幅器をさらに有しており、
前記アクチュエータは、前記増幅器と前記ロッドの前記小断面部分との間で前記中心軸に沿って切頭円錐状に内側に延びて作動油を収容するとともに前記増幅器の軸方向力を前記保持器へと伝達する隔室を有しており、
流体ダンパアッセンブリは、
前記小断面部分の前記中空部分内を、前記肩部に隣接している前記増幅器から前記小断面部分の前記端部に隣接しているジョイント端部へと延びて前記増幅器からの運動を前記保持器へと軸方向に伝達するシャフト、
をさらに備えており、
前記ロッドの前記小断面部分の前記端部には一ペアの溝が形成されており、それぞれの溝が、前記ロッドの前記小断面部分に沿って軸方向にかつ前記ロッドの前記小断面部分に対して垂直に貫通して延びる細長い矩形形状であり、
流体ダンパアッセンブリは、
前記シャフトを貫通して延びて前記シャフトとともに軸方向移動し、前記ロッドの前記小断面部分における前記溝を通って前記保持器の前記円筒部の両側の間を延びて固定され、前記保持器を軸方向に移動させるとともに前記中心軸に沿って前記バネを軸方向に圧縮して前記保持器の前記フランジを前記反発円板と非係合とし、前記反発円板が前記反発ストロークからの作動油圧力に応じて単独で曲がることを可能にして、前記ピストンサブアッセンブリの前記流入通路を開き、前記反発ストロークの際に減衰力を低減するピン、
をさらに備えている、流体ダンパアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は概して、車両において用いられる流体ダンパアッセンブリに関する。
【背景技術】
【0002】
ダンパアッセンブリは、固体（ソリッド）要素を有する摩擦ダンパと、流体要素を有する油圧式ダンパとの二つのカテゴリーに分類することができる。油圧式ダンパは車両のサスペンションシステムにおいて用いられている。油圧式ダンパでは、ピストンサブアッセンブリは、反発ストロークとして流体チャンバ内を上方に移動にし、圧縮ストロークとして流体チャンバ内を下方に移動する。ピストンサブアッセンブリを通過可能な作動油の流速により、圧力低下及び減衰力が決まる。減衰力が高い場合はサスペンションが硬くなり、減衰力が低い場合はサスペンションが柔らかくなる。サスペンションが硬い場合は機敏な（active）性能特性となり、一方、サスペンションが柔らかい場合は快適な乗り心地を味わえる。
【0003】
従来のダンパアッセンブリの主な欠点は、硬いサスペンションと柔らかいサスペンションとの間での折り合い（compromise）である。硬いサスペンションでは、減衰が大きく機敏な性能が得られ、柔らかいサスペンションでは、減衰が小さく快適な乗り心地が得られる。硬いサスペンションでは、機敏な操作性（ハンドリング）となるが、ノイズや防振（isolation）には良くない影響を与える。柔らかいサスペンションでは、防振が改善されるが、機敏なハンドリングには悪影響を与える。
【0004】
従来の流体ダンパアッセンブリにおけるピストンサブアッセンブリは、複数の円板（disks）を有しており、円板を曲げることで複数の通路を開くのに必要な力によって、ピストンサブアッセンブリを通る流体の流れを制御する。円板及び通路は、硬いサスペンションと柔らかいサスペンションとの間での折り合い（compromise）を最適とするよう設計されて調整される。硬いサスペンション設定から柔らかいサスペンション設定へとダンパ調整を変えるには、流体ダンパアッセンブリの分解及び円板を曲げるのに必要な力（つまり円板の剛性）の変更が必要となる。
【0005】
分解することなく硬いサスペンションと柔らかいサスペンションとの間で素早く調整するために、作動油圧力に応じて円板が曲がって通路を開き、これによりサスペンションを調整し柔らかくすることができるよう、通路から円板への減衰力を調整するアクチュエータが組み込まれている。
【0006】
このような流体ダンパアッセンブリは、山岡らの米国特許第５，０５４，８０９号に開示されており、作動油を収容する流体チャンバを形成するよう中心軸回りにかつ中心軸に沿って環状に延びる壁部を有するハウジングを含む。ピストンサブアッセンブリは、上部面と下部面とを有し、上部面と下部面との間で軸方向に延びる周面を形成しており、反発ストロークと圧縮ストロークとの間でハウジングの壁部に沿って摺動可能である。複数の流入通路により、反発ストロークの際に作動油がピストンサブアッセンブリを通って流れることが可能になる。また、少なくとも一つの反発円板が、流入通路を通る作動油の流れを制限するために、ピストンサブアッセンブリの下部面に配置されている。反発円板は保持器（retainer）に配置される。そして、バネが保持器を反発円板に向かって付勢する。固定器がバネに当接し、保持器に対して軸方向にバネに調整可能に予め荷重を加えて、反発円板に対して保持器を付勢する。ロッドは、反発円板にバネの付勢力とは反対方向に軸方向力を直接作用させて硬いサスペンションと柔らかいサスペンションとの間で調整する圧電アクチュエータを有する。
【発明の概要】
【0007】
本発明は、保持器に接続されるアクチュエータを有する、車両で用いられるそのような流体ダンパアッセンブリを提供する。アクチュエータは、前記保持器を軸方向に移動させて中心軸に沿ってバネを圧縮して保持器を反発円板から非係合とし、これにより、反発ストロークからの作動油圧力に応じて反発円板が単独で曲がることが可能とし、ピストンサブアッセンブリの流入通路を開き、反発ストロークの際に減衰力を低減することができる。
【0008】
本発明は、その最も広い面では、リアルタイムに流体ダンパアッセンブリを制御可能にし、乗り心地及びハンドリング性能を向上させるようにアクチュエータを用いる、流体ダンパアッセンブリを提供する。さらに、アクチュエータの変位能力により二つ以上のダンパを備える必要がないので、本発明のアクチュエータを使用することにより複雑化を回避でき、その結果、全体的なダンパサイズ及びコストを最小化することができる。また、本発明は、機敏な性能を提供する硬いサスペンションと、より快適な乗り心地を提供する柔らかいサスペンションと、の間で流体ダンパアッセンブリを素早く調整することが可能になり、ハンドリングと振動防止との間で妥協せずともよい。
【0009】
本発明の他の利点は、添付図面を考慮して以下の詳細な説明を参照してより理解され、明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】流体ダンパアッセンブリの実施可能な形態の部分斜視図である。
【図3】流体ダンパアッセンブリの鉛直部分断面図である。
【図5】ピストンサブアッセンブリの斜視図である。
【図8】ピストンサブアッセンブリの上部面の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図３に概略的に示す通り、中心軸Ａ回りにかつ中心軸Ａに沿って環状に延びる管状形状の壁部によって規定されるキャップ及び底部を有するハウジング２０は、作動油を収容するために、壁部のキャップと底部との間を延びる流体チャンバを形成している。ハウジング２０を車両の下側装着部に接続するための底部において、ハウジング２０は閉じられている。図２〜図４Ｃに概略的に示す通り、流体ダンパアッセンブリは、ハウジング２０の流体チャンバ内に配置され、流体ダンパアッセンブリを車両の上側装着部（例えば車両のサスペンション）に接続するよう、ハウジング２０のキャップを通って延びる。
【0013】
ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６は、ハウジング２０の壁部に沿って摺動可能に、かつ、ハウジング２０の壁部と封止係合するよう配置される。ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６は、中心軸Ａから径方向に延びて、上部面２４及び下部面２６を有するとともに上部面２４と下部面２６との間で軸方向に延び、図４Ｂに示す反発ストロークと図４Ｃに示す圧縮ストロークとの間でハウジング２０の壁部と摺動するとともに、ハウジング２０の壁部と封止係合する周面２２を形成する。シール２８が、軸方向にかつピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６と同軸状に延びるとともに、ハウジング２０の壁部とピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の周面２２との間に配置されて、作動油がハウジング２０の壁部とピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の周面２２との間に流れるのを防止している。シール２８は、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６に係合固定されるよう、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の環状溝の周囲に形成される。図７からよく分かる通り、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６は、下部面２６から中心軸Ａに対して離れていくとともにピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の上部面２４に向かって径方向外側へと延びる複数の流入通路３０を有する。流入通路３０により、図４Ｂに示す反発ストロークの際に、作動油がピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６を通って軸方向に流れることが可能である。図６からよく分かる通り、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６はさらに、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の上部面２４と下部面２６との間で中心軸Ａと平行に延びる複数の流出通路３２を有する。流出通路３２により、図４Ｃに示す圧縮ストロークの際に、作動油がピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６を通って軸方向に流れることが可能である。流入通路３０は、中心軸Ａに向かって、流出通路３２に対して径方向内側を延びるとともに、流出通路３２から間隔を空けて配置されている。
【0014】
複数の円板（disks）３４，３６は、複数の圧縮円板３４と、少なくとも一つの反発円板３６と、を含む。圧縮円板３４は、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の上部面２４と同軸状に配置されるとともにピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の上部面２４に当接しており、流出通路３２を通る作動油の流れを制限している。反発円板３６は、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６と同軸状に配置されるとともにピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６に当接しており、流入通路３０を通る作動油の流れを制限している。ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６と円板３４，３６とは、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の上部面２４と下部面２６との間で中心軸Ａに沿って円板３４，３６を通って延びる円筒形状の円筒空間部を形成する。
【0015】
接続バー３７を有するロッド３７，３８，４０が、ハウジング２０内に配置され、ハウジング２０を通って中心軸Ａに沿って延び、流体ダンパアッセンブリを車両の上側装着部に装着する。ロッド３７，３８，４０はさらに、接続バー３７とネジ係合する円筒形状の大断面部分３８と、円筒形状の小断面部分４０と、を有する。ロッド３７，３８，４０の大断面部分３８と小断面部分４０とにより、大断面部分３８と小断面部分４０との間に径方向に延びる肩部４２が形成される。上部ワッシャ４４は、肩部４２と圧縮円板３４との間に挟持されて、肩部４２と圧縮円板３４との間で作用する。上部ワッシャ４４は、肩部４２と係合する平坦な上面と、圧縮円板３４との係合から離れるよう曲面状となっている下面４６と、を有する。図４Ｃに示す通り、下面４６は、圧縮円板３４がピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の上部面２４から次第に距離が増えるようすなわちピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の上部面２４から離れるよう曲がることを可能にする。ロッド３７，３８，４０の小断面部分４０は、中心軸Ａに沿ってピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６における円筒空間部を通って端部へと延び、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６を反発ストロークと圧縮ストロークとの間で作動させる。ロッド３７，３８，４０の小断面部分４０は、小断面部分４０内において中心軸Ａ上に配置されるとともに、固定器４８をネジ係合によって支持する小断面部分４０の端部に向かって中心軸Ａに沿って延びる、円筒形状の中空部を有する。
【0016】
ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６はさらに、中心軸Ａと同軸状でありピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６へと軸方向に延びる円筒形状の凹部５０を有する。多角形形状のクランプナット５２が、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の凹部５０内に配置され、中心軸Ａと同軸状となるようロッド３７，３８，４０の小断面部分４０上にネジ係合によって配置されている。クランプナット５２は、反発円板３６をピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６と係合させる。ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６は、流入通路３０が終端する環状の空洞を有する。反発円板３６はこの環状の空洞を覆っている。下部ワッシャ５４は、反発円板３６とクランプナット５２との間に挟持され、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６の周囲において、かつ、環状の空洞から径方向内側において、反発円板３６をピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６に軸方向に挟持して、反発円板３６がピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６から次第に距離が増えるようすなわちピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６から離れるよう曲がることを可能にする。
【0017】
保持器５６，５８は、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の凹部５０に配置されており、そして円筒部（barrel）５６及びフランジ５８を有する。円筒部５６は、軸方向に延びるとともに、クランプナット５２の周囲で同軸状に配置される。フランジ５８は、クランプナット５２及び下部ワッシャ５４の周囲で円筒部５６から径方向外側へと延び、反発円板３６をピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の下部面２６と係合させる。バネ６０は、ロッド３７，３８，４０の小断面部分４０の端部の周囲に環状に配置されて、ロッド３７，３８，４０の小断面部分４０の端部に作用する。バネ６０は、保持器５６，５８のフランジ５８と係合するアクティブ端部とロッド３７，３８，４０のリアクティブ端部における固定器４８との間で延び、反発円板３６に隣接する保持器５６，５８のフランジ５８を反発円板３６に向かって付勢する。固定器４８は、バネ６０に保持器５６，５８のフランジ５８に対して調整可能に軸方向に予め荷重を作用させて、フランジ５８を反発円板３６に向かって付勢する。
【0018】
アクチュエータ６２，６４は、ロッド３７，３８，４０によってロッド３７，３８，４０内に支持される。アクチュエータ６２，６４は、保持器５６，５８に接続されて、保持器５６，５８を軸方向に移動させて、保持器５６，５８のフランジ５８を反発円板３６と非係合とし、反発ストロークからの作動油圧力に応じて反発円板３６が曲がることを可能とする。アクチュエータ６２，６４は、制御器によって電気的に動作されるピエゾ電気デバイス６２と、増幅器６４と、を有する。ピエゾ電気デバイス６２は、ロッド３７，３８，４０の大断面部分３８内に配置されるとともに、上端６６と下端６８との間で延び、軸方向力を保持器５６，５８に作用させる。上部圧縮リング７０が、ピエゾ電気デバイス６２の上端６６とロッド３７，３８，４０の接続バー３７との間に配置される。下部圧縮リング７２は、ピエゾ電気デバイス６２の下端６８と当接する。上部圧縮リング７０及び下部圧縮リング７２は、ピエゾ電気デバイス６２の軸方向移動を可能にしながら中立位置（ニュートラル・ポジション）へとピエゾ電気デバイス６２を付勢する。増幅器６４は、ロッド３７，３８，４０の大断面部分３８内に配置され、下部圧縮リング７２とロッド３７，３８，４０の肩部４２との間で中心軸Ａに沿って軸方向に延びる。増幅器６４は、保持器５６，５８へのピエゾ電気デバイス６２の軸方向力を増大させる。アクチュエータ６２，６４は、増幅器６４とロッド３７，３８，４０の小断面部分４０との間で中心軸Ａに沿って切頭円錐状に内側に延び、作動油を収容するとともに増幅器６４の軸方向力を保持器５６，５８へと伝達する隔室（コンパートメント）７４を有する。実施可能な形態において、増幅器６４は非圧縮性流体の態様である。ただ、限定するものではないが、増幅器６４を、プランジャー又はあらゆる油圧ストローク増幅器などの他の態様とすることもできる。例えば、エラストマー材料のゴム円錐体を増幅器６４として用いることができる。
【0019】
ピン８０を受けるために内部に溝７８を有する小断面部分４０の中空部分内において、シャフト７６がアクチュエータ６２，６４の増幅器６４から延びる。シャフト７６は、肩部４２に隣接している増幅器６４から、小断面部分４０の端部に隣接しているジョイント端部へと延び、増幅器６４から保持器５６，５８へと軸方向に運動を伝達する。ロッド３７，３８，４０の小断面部分４０の端部には一ペアの溝７８が形成されている。それぞれの溝７８は、中心軸Ａに沿った細長い矩形形状である。一ペアの溝７８は、ロッド３７，３８，４０の小断面部分４０に沿って軸方向にかつロッド３７，３８，４０の小断面部分４０に対して垂直に貫通して延びる。ピン８０は、断面が長方形又は円形であり、シャフト７６、ロッド３７，３８，４０の溝７８を通って、保持器５６，５８の円筒部５６の両側の間を延びて固定され、保持器５６，５８を軸方向に移動させる。その結果、図４Ｂに示す通り、ピン８０は、バネ６０を中心軸Ａに沿って軸方向に圧縮し、保持器５６，５８を反発円板３６から非係合とし、反発ストロークからの作動油圧力に応じて反発円板３６が単独で曲がることを可能とし、ピストンサブアッセンブリ２２，２４，２６の流入通路３０を開いて、反発ストロークの際の減衰力を低減する。
【0020】
動作時には、アクチュエータ６２，６４は、アクチュエータ６２，６４に電圧を供給する制御器によって電気的に動作され、保持器５６，５８を下方へと押圧し、これにより、反発円板３６に予め作用させられた予荷重を低減する。アクチュエータ６２，６４に供給された電圧に応じて、ピエゾ電気デバイス６２は、拡張するとともに中心軸Ａに沿って延び、保持器５６，５８を中心軸Ａに沿って押圧する。したがって、図４Ｂに示す通り、反発円板３６は反発ストロークの際に小さい減衰力で曲げられることになり、その結果、快適な乗り心地のために振動を防止する柔らかいサスペンションを提供する。一方、アクチュエータ６２，６４がオフにされると、ロッド３７，３８，４０は保持器５６，５８に力を作用させず、その結果、減衰力は利用可能な最大レベルとなり、反発ストロークの際に硬いサスペンションを提供する。図４Ａでは、アクチュエータ６２，６４がオフにされ、流体ダンパアッセンブリは中立動作状態にある。図４Ｃでは、アクチュエータ６２，６４がオフで、作動油が流出通路３２を軸方向に流れて圧縮円板３４が流出通路３２から離れるよう曲がっている圧縮ストロークにおいて、流体ダンパアッセンブリが動作している。
【0021】
もちろん、本発明に多くの変形及び変更を上記の教示に基づいて行うことができ、詳細な説明以外にも添付の特許請求の範囲内で実現できる。上記の記載が本発明の新規性が有用となるあらゆる組み合わせにわたることは理解されよう。装置の請求項における語「said」の使用は、それが前出されていて、その請求項又はその請求項が従属する請求項の範囲に含まれていることを意味する明確な引用である。「the」を使用する場合でも、その請求項又はその請求項が従属する請求項の範囲に含まれている場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0022】
【特許文献1】米国特許第５，０５４，８０９号