JP6872641B2 - 制御可能な緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、作動シリンダ内で往復運動可能なピストンを備え、このピストンが作動シリンダを上側の作動室（引張り室）と下側の作動室（圧縮室）に分割し、両作動室がそれぞれ圧力媒体管を介して弁装置に接続されている、特に自動車のための制御可能な緩衝器に関する。

このような制御可能な緩衝器は例えば（特許文献１）から知られており、特に車両を必要に応じて走行ルートに適合させる目的で、自動車の減衰力制御のために使用される。これは自動車の制御回路で自発的に自動で行うことができる。しかしながら、運転者が減衰力変化を手動で調節することもできる。緩衝器の構造的な実施は通常、車体と車輪懸架装置の運動の検出と、発生した減衰力の方向が車体の運動と反対に向くような運動状態における大きな減衰力の選択とが可能になるように行われる。小さな減衰力は通常、減衰力と車両の車体運動が同じ向きになるように選択される。運転者は勿論、ここでは運転者にとって所望な減衰力を、自動車内で自ら手動で頻繁に調節することができる。そのために、（特許文献１）では、作動シリンダに接続された弁装置が２個の減衰要素を備えている。この減衰要素はそれぞれ流れ経路内で個別的に又は一緒に切換え可能であり、引張り減衰及び圧縮減衰のためにそれぞれ逆並列に接続配置された２個の逆止弁を備えている。その際、逆止弁は、第１減衰要素が引張り減衰中に高い減衰力を有し、圧縮減衰中に低い減衰力を有し、逆並列に接続配置された２つの逆止弁を有する他の減衰要素が引張り減衰中に低い減衰力を発生し、圧縮減衰中に高い減衰力を発生するように設計されている。しかし、このような緩衝器では、圧縮負荷と引張り負荷時に、異なる減衰特性曲線を２つだけしか発生することができない。

（特許文献２）は制御可能な他の緩衝器を示している。そこに記載された、自動車の車輪懸架装置用の緩衝器は、弁装置を備えている。この弁装置は緩衝器シリンダ内に又は作動シリンダとして組み込まれている。この弁装置は減衰弁と呼ばれる２つの主滑り弁を備えている。この主滑り弁は往復切換え可能な切換え弁を介して接続されている。作動シリンダに接続された弁装置はさらに、複数の逆止弁を備えている。この公知の緩衝器構造の場合、２個の主滑り弁が使用され、それによって構造的に複雑であるという問題がある。

他の緩衝器が、（特許文献３）、（特許文献４）、（特許文献５）、（特許文献６）、（特許文献７）及び（特許文献８）に開示されている。

独国特許発明第３８０３８８８号明細書 欧州特許第２４７０８０９号明細書 米国特許出願公開第２０１６／０３６９８６２号明細書 特開２００９−１１５３１９号公報 米国特許第５１４７０１８号明細書 米国特許出願公開第２０１６／００９１０４４号明細書 国際公開第２０１６／０６６３１４号 米国特許出願公開第２００５／００１６０８６号明細書

本発明の目的は、公知の制御可能な緩衝器と比較して、主滑り弁を１個だけしか備えておらず、従って構造的に簡単であり、それによって低コストで製作可能である、特に自動車のための制御可能な緩衝器を提供することである。本発明に係る緩衝器はさらに、緩衝器の緩衝器特性の調節に関して高度のフレキシビリティを有するべきである。

この目的は、請求項１及び１４の特徴を有する制御可能な緩衝器によって達成される。
このような緩衝器の発展形態は従属請求項に記載されている。
本発明に係る制御可能な緩衝器は特に自動車において車輪懸架のために適しており、作動シリンダ（緩衝器管）内で往復運動可能なピストンを備え、このピストンは作動シリンダを上側の作動室（引張り室）と下側の作動室（圧縮室）に分割している。両作動室はそれぞれ圧力媒体管を介して弁装置に接続され、この弁装置は、
４個の逆止弁を有するブリッジ回路を具備し、この逆止弁は通過方向が交差するように接続配置され、互いに反対向きに接続された２個の逆止弁と第１ブリッジブランチの接続部が高圧室を形成し、互いに反対向きの２個の逆止弁と第２ブリッジブランチの接続部が低圧室を形成し、弁装置が、
低圧室と高圧室との間に配置された液圧主滑り弁と、
好ましくは第５逆止弁を介して上側の作動室（引張り室）に属する圧力媒体管に接続されたパイロット室と、
パイロット弁と、を具備し、このパイロット弁を介してパイロット室が低圧室に接続され、パイロット室がオリフィスを介して高圧室に接続されている。

本発明の優れている点は実質的に、弁装置が制御されるパイロット弁、特に制御される電磁式パイロット弁に作用連結された主滑り弁を１個だけ備えていることにある。１個だけの液圧式主滑り弁を使用できるようにするために、本発明では４個の逆止弁のブリッジ回路が設けられている。この逆止弁は通過方向が交差するように接続配置されている。パイロット弁の制御、特に電気制御によって、作動シリンダ内でのピストンの引張り運動又は圧縮運動時に、いろいろな圧力特性を生じることができる。

本発明では、パイロット室が第１オリフィスを介して高圧室に接続されている。パイロット室が第５逆止弁を介して、上側の作動室に属する圧力媒体室に接続されている場合には、好ましくは他のオリフィスが第５逆止弁とパイロット室との間に配置されている。代替的に、他のオリフィスが上側の作動室に属する圧力媒体管と第５逆止弁との間に配置されている。絞りのように作用する両オリフィスの大きさを選択することにより、パイロット室と高圧室の圧力差を調節することができ、それによって圧縮室と引張り室のための特性曲線を変更することができる。しかし、オリフィスは原理的には同じ大きさにすることができる。また、用途に応じて、異なる大きさのオリフィスを選択することができる。さらに、他のオリフィスを配置することにより、緩衝器の固有振動傾向を低減することができる。

本発明の発展形態では、ブリッジ回路の４個の逆止弁が調節可能なばね要素、例えばばね板を備えている。このばね要素のばね力を調節することにより、それぞれの逆止弁がどのような圧力で開放するかを定めることができる。これにより、制御可能な緩衝器の緩衝状態の基本特性を定めることができる。

本発明の他の発展形態では、主滑り弁とパイロット弁がそれぞれ液圧制御管を介してパイロット室に接続されている。この液圧制御管は、力のバランスに影響を与えるために、圧力をさらに供給する目的を有する。

実施形態では本発明に従い、下側の作動室に接続された圧力媒体管がボトム弁に接続されている。さらに、両圧力媒体管の間に、それ自体知られているいわゆる吹出弁を接続配置することができる。その際、吹出弁は、緩衝器の達成可能な最大減衰力を調節する働きをする。そのために、吹出弁は例えば、それぞれ前に接続配置したオリフィスを有する逆並列に接続配置された２個の逆止弁からなっている。

作動シリンダの底に組み込まれたボトム弁は、基本減衰を発生するという目的を有する。これによってさらに、全体システムを調和させることができる。
本発明の有利な実施形態では、パイロット弁が３／３比例弁として形成され、このパイロット弁の出口と低圧室との間に、第３オリフィスが接続配置されている。この第３オリフィスは安全機能を有する。すなわち、電磁パイロット弁の電流が突然停止すると、このオリフィスに基づいて、緩衝器は「中間の減衰特性曲線」の状態になる。その条件は、勿論この第３オリフィスの適切な採寸である。類似の安全機能は、オリフィスがオリフィス−逆止弁によって置き換えられているときに達成可能である。

本発明の発展形態では、第４オリフィスが逆止弁に対して平行に、３／３比例パイロット弁の出口に設けられている。この手段により、緩衝器の減衰特性の行き過ぎが回避される。

提案に係る緩衝器の発展形態では、パイロット弁が圧力媒体を通過可能な磁石を備えている。圧力媒体が磁石を通過可能であることに基づいて、特に圧力媒体が液体であるときに、動作中に発生する熱を磁石から良好に排出することができる。

さらに進んだ発展形態では、磁石は縦軸線に沿って移動可能な突棒を備え、この突棒の第１端部が閉鎖要素を操作し、第１端部が低圧室内に達し、第２端部が磁石室内に達している。磁石とは、閉鎖要素の操作のために必要なすべてのユニット、例えば突棒、アーマチュア及びコイルであると理解される。磁石のユニットは実質的に磁石室内に配置される。突棒の両端がそれぞれ１つの他の室内に達するように、突棒が配置されていることにより、突棒に適切に作用する開閉力を発生するために、室の間の圧力差が有効利用される。これにより、突棒を動かすために磁石によって加えられる力が低減され、少なくとも一部が流体によって発生する力によって置き換え可能である。緩衝器のエネルギ消費がこのように低減される。さらに、パイロット弁の所定の開又は閉状態を調節するために、例えば所定の圧力差から開又は閉を調節するために、圧力差を利用することができる。

発展形態では、突棒が圧力媒体を流通可能な通路を有し、この通路が低圧室と磁石室を流体接続している。通路によって、熱排出のための流れが可能になるだけでなく、磁石室の圧力と低圧室の圧力との間に所定の関係を作ることもできる。例えば通路の出口の配置と直径によって、パイロット弁の所定の開又は閉状態を調節するために、突棒に作用する開閉力に影響を与えることができる。

進んだ発展形態では、突棒が円筒状に形成され、かつ第１直径を有し、閉鎖要素が第１直径と異なる第２直径を有し、突棒の通路が突棒の第１端部でオリフィスに及び／又は突棒の第２端部でオリフィスに接続されている。その際、１つ又は複数のオリフィスの大きさが第１直径及び／又は第２直径に適合している。構造的な理由から、突棒が閉鎖要素とは異なる他の直径を有することが絶対必要である。突棒を軸承するための軸受は所定の直径でのみ供され、しかし閉鎖要素はこれとは異なる直径を有する。この異なる直径に基づいて、圧力媒体と協働する面積がほとんどの場合異なっている。この面積から、閉鎖要素と突棒に作用する開閉力が生じる。面積が異なると、パイロット弁の不所望な開閉状態を生じ得る。例えば、パイロット弁が全く開放しないか又はパイロット弁を通る所定の流量から急に、従って制御できないように開放する動作状態が発生し得る。圧力媒体が通路に入る前に及び／又は出た後でオリフィスを通って流れなければならないことにより、オリフィスの大きさの選択によって、制御される開閉状態を調節することができ、特にパイロット弁が全く開放しないか又は制御できないように開放することが防止される。これから、語句「オリフィスに接続される」は特に流体接続として理解することができるので、１個又は複数のオリフィスは突棒の当該端部に作用する圧力、ひいては突棒に作用する開閉力に影響を及ぼすことができる。

代替的な実施形態は、特に自動車のための制御可能な緩衝器に関し、この緩衝器は作動シリンダ内で往復運動可能なピストンを備え、このピストンは作動シリンダを上側の作動室（引張り室）と下側の作動室（圧縮室）に分割し、両作動室はそれぞれ圧力媒体管を介して弁装置に接続され、この弁装置は、
４個の逆止弁を有するブリッジ回路を具備し、この逆止弁は通過方向が交差するように接続配置され、互いに反対向きに接続配置された２個の逆止弁との第１ブリッジブランチの接続部が高圧室を形成し、互いに反対向きの他の２個の逆止弁との第２ブリッジブランチの接続部が低圧室を形成し、弁装置はさらに、
低圧室と高圧室との間に配置された液圧主滑り弁と、
パイロット室と、
制御されるパイロット弁と、を具備し、このパイロット弁を介してパイロット室が低圧室に接続され、パイロット室がオリフィスを介して高圧室に接続されている。

この実施形態では、パイロット室は引張り室に属する圧力媒体管に直接接続されてはいない。しかし、上述の作用はこの実施形態でも同様に達成可能である。
発展する実施形態では、パイロット弁は圧力媒体が流れることができる磁石を備えている。圧力媒体が磁石を流通可能であることに基づいて、特に圧力媒体が液体であるときには、動作中発生する熱を磁石から良好に排出することができる。

他の実施形態では、磁石は縦軸線に沿って移動可能な突棒を備え、この突棒の第１端部が閉鎖要素を操作し、第１端部がパイロット室内に達し、第２端部が磁石室内に達している。突棒の両端部がそれぞれ異なる室内に達するように、突棒が配置されていることにより、突棒に作用する開又は閉力を適切に発生するために、室の間の圧力差を利用することができる。これにより、突棒を動かすために磁石によって加えられる力が低減され、少なくとも一部が流体によって発生する力によって置き換え可能である。緩衝器のエネルギ消費がこのように低減される。さらに、パイロット弁の所定の開又は閉状態を調節するために、例えば所定の圧力差から開閉を調節するために、圧力差を利用することができる。

進んだ発展形態では、突棒が圧力媒体を流通可能な通路を有し、パイロット室と磁石室を流体接続している。この場合、パイロット室は通路を介して圧力媒体回路に統合可能である。この実施形態では、制御される開閉状態が達成され、かつ緩衝器の固有振動傾向が低減されることがわかった。

他の発展形態では、突棒が円筒状に形成され、かつ第１直径を有し、閉鎖要素が第１直径とは異なる第２直径を有する。突棒の通路は第１端部でパイロット室内に達し、突棒の第２端部で他のオリフィスに接続され、パイロット室と高圧室を接続するオリフィスの大きさと、他のオリフィスの大きさが第１直径と第２直径に適合している。この発展形態でも、制御される開閉状態が達成され、かつ緩衝器の固有振動傾向が低減される。

次に、図に基づいて、本発明に係る制御可能な緩衝器を、複数の実施形態に関連して詳しく説明する。

第１の実施形態に係る、減衰力制御のための弁装置を備えた制御可能な緩衝器の概略的な構造を示す。 パイロット弁と弁装置のオリフィスの作用を説明するための、圧縮室の減衰特性曲線を示す、減衰力と流量のグラフである。 図２と同様の減衰力と流量のグラフであるが、引張り室に関するものである。 制御可能な緩衝器の弁装置の第２の実施形態を示す。 制御可能な緩衝器の第３の実施形態を示す。 本発明に係る制御可能な緩衝器の第４の実施形態を示す。 本発明に係る制御可能な緩衝器の第５の実施形態を示す。 引張り動作中のパイロット弁の実施形態の原理図である。 引張り動作中の、図８に示したパイロット弁の実施形態を示す。 本発明に係る制御可能な緩衝器の第６の実施形態を示す。 圧縮動作中のパイロット弁の他の実施形態の原理図である。 不適切なオリフィス選択の場合の引張り動作における、パイロット弁内の圧力状態を、パイロット弁を通る主流量に依存して示すグラフである。 適切なオリフィス選択の場合の引張り動作における、パイロット弁内の圧力状態を、パイロット弁を通る主流量に依存して示すグラフである。 不適切なオリフィス選択の場合の圧縮動作における、パイロット弁内の圧力状態を、パイロット弁を通る主流量に依存して示すグラフである。 適切なオリフィス選択の場合の圧縮動作における、パイロット弁内の圧力状態を、パイロット弁を通る主流量に依存して示すグラフである。

図面において、特別に記載しない限り、同じ参照符号は、同じ意味を有する同じ部分を示す。
図１は、制御可能な緩衝器の実施形態を、その概略的な構造に基づいて示している。緩衝器は参照符号１０で示してある。緩衝器は、走行時に車輪懸架装置の減衰、ひいては車両の減衰を調節するために、例えば自動車の車輪の車輪懸架装置に取付けられている。緩衝器１０は以下において作動シリンダ２０と呼ぶ緩衝器管を有する。この作動シリンダ２０内において、ピストンロッド３２に固定されたピストン３０が往復運動可能である。その際、ピストン３０は自動車の車輪懸架装置に連結されている。ピストン３０の往復運動は図１において運動矢印３４によって示してある。明らかなように、ピストン３０は作動シリンダ２０内において往復運動時に下方へ又は上方へ動くことができる。以下において、ピストン３０の下方への運動をピストン３０の圧縮と言い、上方への運動をピストンの引張りと言う。従って、ピストン３０の下側に、「圧縮室」と呼ぶ作動室５０があり、ピストン３０の上側に第２作動室４０がある。この第２作動室は参照符号４０を付けられ、「引張り室」と呼ばれる。

上側の作動室４０（引張り室）と下側の作動室５０（圧縮室）はそれぞれ、圧力媒体管５２、５４を備えている。この両圧力媒体管５２、５４には、次に詳細に説明する弁装置１００が接続されている。簡単に示すために、図１では、弁装置１００が作動シリンダ２０の外に配置された弁装置として示してある。これは勿論、図示上の理由から選択されている。弁装置１００全体は実際は緩衝器の鉢状に形成されたピストン３０の中に装着されている。そのために、ピストン３０は図１に概略的に示した穴３６のみを有する。この穴を介して、ピストン３０内の構造空間３５が上側の作動室４０（引張り室）に液圧的に接続されている。さらに、上側の作動室４０（引張り室）と下側の作動室５０（圧縮室）は、ピストン３０の外周に周方向に延在する半径方向シール３８を介して封止されている。従って、ピストン３０の前側の端面は適切な開口部を介して下側の作動室５０（圧縮室）に液圧的に接続されている。

両圧力媒体管５２、５４に接続された弁装置１００は、４個の逆止弁１１０、１１２、１１４、１１６を有するブリッジ回路を備えている。この逆止弁１１０、１１２、１１４、１１６はその通過方向が交差するように接続配置されている。この場合、互いに反対向きに接続された２個の逆止弁１１０、１１４と第１ブリッジブランチの接続部は高圧室１２０を形成し、互いに反対向きに接続された他の２個の逆止弁１１２、１１６と第２ブリッジブランチの接続部は低圧室１２２に通じている。図１に明瞭に示すように、第１逆止弁１１０と第４逆止弁１１６は下側の圧力媒体管５４に接続され、従って下側の作動室５０（圧縮室）に接続されている。第１逆止弁１１０は通過方向が下側の作動室５０（圧縮室）に接続されている。それに対して、第４逆止弁１１６は遮断方向が下側の作動室５０に接続されている。第２逆止弁１１２と第３逆止弁１１４は上側の圧力媒体管５２に接続されている。この場合、第２逆止弁１１２は遮断方向が上側の作動室４０（引張り室）に接続され、第３逆止弁１１４は通過方向が上側の作動室に接続されている。

図１にさらに示すように、４個の逆止弁１１０、１１２、１１４、１１６に対して直列にそれぞれオリフィス１１１、１１３、１１５、１１７が設けられている。第１オリフィス１１１は第１逆止弁１１０と高圧室１２０との間にある。第２オリフィス１１３は圧力媒体管５２と第２逆止弁１１２との間にある。第３オリフィス１１５は高圧室１２０と第３逆止弁１１４との間にある。第４オリフィス１１７は圧力媒体管５４と第４逆止弁１１６との間にある。好ましくは、ブリッジ回路の４個の逆止弁１１０、１１２、１１４、１１６が調節可能なばね要素１２４を備えている。これにより、調節可能なばね要素１２４のばね力がどのように設計されているかに応じて、個々の逆止弁１１０、１１２、１１４、１１６の開放状態を予め調節して選定することができる。

弁装置１００はさらに、主滑り弁１４０と、制御可能なパイロット弁１６０と、パイロット圧力室又はパイロット室１３０を備えている。このパイロット弁は好ましくは、特に電磁石として形成された磁石１３４を有する、電気制御式の電磁パイロット弁１６０である。パイロット室１３０は第５逆止弁１３２を介して上側の圧力媒体管５２に接続されている。この第５逆止弁１３２は、第３逆止弁１１４のように、通過方向が上側の作動室４０（引張り室）に通じている。パイロット室１３０は第５オリフィス１７０を介して高圧室１２０に液圧的に接続されている。第６オリフィス１７２が第５逆止弁１３２とパイロット室１３０との間に接続配置されている。

既に述べたパイロット弁１６０は低圧室１２２とパイロット室１３０との間で管１５０を介して接続されている。パイロット弁１６０は本実施形態では、比例動作する電気制御式の２／２電磁弁として形成されている。これは、このパイロット弁１６０の磁石１３４の通電に応じて、多少の流量が低圧室１２２とパイロット室１３０との間で管１５０を通過し得ることを意味する。パイロット弁１６０はばね装置１６１に抗して及びパイロット室１３０から来る圧力に抗して動作する。これは図１において、制御管１８２によって示してある。

既に述べた主滑り弁１４０は同様に２／２弁であるが、専ら液圧で作動する弁である。この主滑り弁１４０は低圧室１２２と高圧室１２０を接続する。主滑り弁１４０は一方では、ばね装置１４２に抗して及び制御管１４４を経て来るパイロット室１３０の圧力に抗して動作する。主滑り弁１４０は他方では、その反対側で、高圧室１２０から来る制御管１４６によって影響を受ける。

念のために述べると、図１に示した制御可能な緩衝器は、作動シリンダ２０の底の範囲内にボトム弁１９０を付加的に備えている。このボトム弁１９０は緩衝器においてそれ自体知られており、下側の圧力媒体管５４とタンク１９９との間に接続配置されている。そのために、ボトム弁１９０は例えば下側の圧力媒体管５４とタンク１９９との間にオリフィス１９１を有する。このオリフィスは下側の圧力媒体管５４に接続されている。このオリフィス１９１には、圧力媒体管５４とは反対の側に、逆並列接続された２個の逆止弁１９２、１９３が設けられている。この場合さらに、他のオリフィス１９４が並列に接続配置されている。

両圧力媒体管５２、５４の間には、それ自体知られているいわゆる吹出弁２００が接続配置されている。この吹出弁２００は、緩衝器の達成可能な最大減衰力を調節する働きをする。そのために、図示のように、吹出弁２００は例えば逆並列接続された２個の逆止弁２０１、２０２からなっている。この逆止弁の前にはそれぞれオリフィス２０３、２０４が接続配置されている。

図１の制御可能な緩衝器の作用は次の通りである。
先ず、ピストン３０が上方に移動し、それによって作動室４０（引張り室）が縮小することから出発する。この動作は以下において引張り動作と呼ぶ。これにより、作動室４０（引張り室）内の圧力は、ピストン３０がさらに移動するにつれて上昇する。圧力媒体管５２内の圧力が上昇する。第２逆止弁１１２が遮断方向に配置されているので、この圧力は低圧室１２２には達しない。第３逆止弁１１４が通過方向に接続配置されているので、逆止弁１１４の調節可能なばね要素１２４のばね力に打ち勝つと、この逆止弁が開放し、圧力媒体管５２の圧力が高圧室１２０に達する。付加的に、第５逆止弁１３２がパイロット室１３０に対して通過方向に配置されている。高圧室１２０とパイロット室１３０との間の接続に基づいて、オリフィス１７０、１７２を介して決定される圧力がパイロット室１３０内に生じる。この場合、低圧室１２２からパイロット弁１６０を経て来る圧力はパイロット室１３０内で背圧として作用する。電磁石１３４に適切に通電することにより、パイロット弁１６０を制御することができるので、最終的にパイロット室１３０内に生じる圧力はパイロット弁１６０の通電に依存して調節される。パイロット室１３０内で作用するこの圧力は、制御管１４４を経て主滑り弁１４０に供給される。それによって、パイロット室１３０内の圧力が主滑り弁１４０の位置に影響を及ぼす。これにより、パイロット弁１６０に適切に通電することにより、ピストン３０の引張り負荷時に、緩衝器の緩衝器特性を調節することができる。

ピストン３０が反対向きに、すなわち下方へ移動すると（圧縮動作）、下側の圧力媒体管５４内の圧力が上昇する。この場合、第４逆止弁１１６はその遮断位置にあり、第１逆止弁１１０は高圧室１２０に対して通過方向にある。この場合、高圧室１２０はオリフィス１７０を介してパイロット室１３０に接続され、上記と類似の作用メカニズムが圧縮負荷の場合に生じる。

図２と図３には、作動シリンダ２０内のピストン３０の引張り負荷又は圧縮負荷（引張り動作又は圧縮動作）の際の力と流量の特性曲線がパイロット弁１６０の通電に依存して示してある。図２は圧縮負荷の際の特性曲線を示し、図３は引張り負荷の際の特性曲線を示している。制御可能なパイロット弁１６０は本実施形態ではいわゆる常時開放弁として形成されている。これは、このパイロット弁１６０の電磁石１３４の非通電時に、弁が開放していることを意味する。この場合、低圧室１２２は絞られることなくパイロット室１３０に接続されている。従って、制御管１４４を経て主滑り弁１４０に案内される液圧の力は最小であり、それによって引張り負荷時に最小の減衰特性曲線が生じる。引張り負荷時のこの最小の減衰特性曲線は図２において最も下側の特性曲線である。これに対して、制御されるパイロット弁１６０が最も強く通電されると、パイロット弁１６０がほとんど閉鎖され、制御管１４４を経て最大圧力が主滑り弁１４０に生じる。その結果、圧縮負荷に関して図２の最大値ｍａｘ１を有する上側のカーブが生じる。通電の変更により、いろいろな特性曲線を生じることができる。

同様なことが、引張り負荷時の図３の図示にも当てはまる。最も下側のカーブは、引張り負荷時の最も弱い減衰特性を示している。パイロット弁１６０が最も強く、例えば１．６Ａで通電されると、上側の減衰変化が生じる（ｍａｘ２参照）。

図２と図３の両カーブの比較から、両特性曲線の最大減衰値が異なっていることが判る。これは弁装置１００のオリフィス１７０、１７２の適切なオリフィス選択によって達成される。

図４には、制御可能な緩衝器１０の第２の実施形態が示してある。この第２の実施形態は大部分が図１の緩衝器と類似するように構成されている。次に、図１の実施形態との違いについてのみ説明する。

図４の緩衝器は、パイロット弁の実施形態とこのパイロット弁の切換えが異なっている。パイロット弁は参照符号４６０を付けられている。このパイロット弁４６０は同様に電磁弁として形成されている。パイロット弁４６０は本実施形態では電気制御され、従って電磁石１３４を新たに備えている。パイロット弁４６０は図４において回路記号で示すように、比例動作する３／３弁として形成されている。低圧室１２２とパイロット弁４６０との間において、管１５０は２本の接続管に分割されている。この接続管の一方はオリフィス４６２を備え、並列に延在する他の接続管は他の部品を備えていない。図１の実施形態の場合のように、このパイロット弁４６０は同様に、ばね装置１６１に抗して及びパイロット室１３０から来る圧力に抗して作動する。この圧力は制御管１８２を経てばね装置１６１のばね力に対して平行に向けられている。パイロット弁４６０はこのばね装置のばね力に抗して作動する。オリフィス４６２の目的は、停電時に中間の減衰特性、すなわち中間の特性曲線（図２と図３参照）を調節することである（フェイルセーフ）。中間の特性曲線はそれぞれ破線で示してある。

図５は制御可能な緩衝器の他の変形を示している。パイロット弁４６０は、図４で設けられたオリフィス４６２の代わりに、他の逆止弁４６４を備えている。これにより、良好なフェイルセーフ特性曲線を発生することができる。

図６は第４の実施形態を示す。この第４の実施形態の場合にも、図４と図５に示した既知のパイロット弁４６０が使用されている。図５に示した逆止弁４６４と並列に他のオリフィス４６６が接続配置され、そして他のオリフィス４６８が逆止弁４６４と低圧室１２２との間に接続配置されている。最後に述べたオリフィス４６８は減衰オリフィスとしての働きをする。

図７には、制御可能な緩衝器１０の第５の実施形態が示してある。この第５の実施形態は大部分が第４の実施形態に一致している。第５の実施形態に係る緩衝器１０は特に、異なるように構成されたパイロット弁５６０を備えている。このパイロット弁の場合、圧力媒体が電磁石１３４を流通できるように形成されている。そのために、制御管１８４が圧力媒体管５２から分岐し、電磁石１３４へ延びている。制御管１８４内にはオリフィス４７０が配置されている。制御管１８４を経て電磁石１３４に作用する圧力がこのオリフィスによって調節可能である。

さらに、電磁石１３４と低圧室１２２との間に他の制御管１８６が延在している。この制御管１８６内にはオリフィス４７２が配置されている。
図８と図９には、パイロット弁５６０の構造が原理的な図で詳細に示してある。パイロット弁５６０は通電可能なコイル５６２を備えている。このコイルによって、アーマチュア５６４をパイロット弁５６０の縦軸線Ｌに沿って移動させることができる。アーマチュア５６４には、時として軸とも呼ぶ突棒５６６が固定連結されているので、突棒５６６はアーマチュア５６４と同じ運動をする。アーマチュア５６４と突棒５６６が縦軸線Ｌに沿って移動することができるようにするために、第１軸受５６８と第２軸受５７０が設けられている。この軸受は例えば滑り軸受として形成可能である。制御管１８４と制御管１８６との間で流体接続を行うことができるようにするために、突棒５６６は通路５７２を有する。第１軸受５６８と第２軸受５７０も、制御管１８４と制御管１８６との間で流体接続を行うことができるようにするように形成可能である。突棒５６６は閉鎖要素５７４と協働する。この閉鎖要素は主滑り弁１４０の一部である。閉鎖要素５７４によって、パイロット室１３０と低圧室１２２との間の管１５０を開閉することができる。図示した例では、閉鎖要素５７４は球状に形成されている。突棒５６６は、閉鎖要素５７４の方に向いたその端部が低圧室１２２内にあり、一方、閉鎖要素５７４から離れたその端部が磁石室５７６内に配置されるように形成されている。その結果、いろいろな圧力、すなわち低圧室１２２の圧力ｐＴと磁石室５７６の圧力ｐ３が突棒５６６に作用する。これについて次に詳しく説明する。磁石室５７６が通過穴５７８を介して、コイル５６２を取り巻くコイル室５８０に接続されているので、コイル室５８０内と磁石室５７６内には同じ圧力が存在している。

突棒５６６は直径ｄ１を有し、球状の閉鎖要素５７４は直径ｄ２を有する。直径ｄ１は例えば３ｍｍ又は４ｍｍであり、直径ｄ２は２．３ｍｍである。いかなる場合でも、直径ｄ１が直径ｄ２よりも大きい。さらに、オリフィス４７０の直径はオリフィス４７２の直径よりも小さい。

緩衝器１０が圧縮動作中であるか又は引張り動作中であるかに関係なく、主滑り弁１４０が開放している限りは、高圧室１２０から低圧室１２２を通って主流量Ｑが生じる。圧縮動作中では圧力媒体が低圧室１２２からさらに引張り室４０に流れ、引張り動作中は圧縮室５０に流れる（図８と図９参照）。

既に説明したように、オリフィス４７０の直径はオリフィス４７２の直径よりも小さい。図８に示した圧縮動作中は、圧力媒体が低圧室１２２から制御管１８６とオリフィス４７２を通って通路５７２に流れ、続いて磁石室５７６へ、そしてそこから制御管１８４とオリフィス４７０を通って引張り室４０に流れる。

図９に示した引張り動作中は、圧力媒体は引張り室４０から制御管１８４とオリフィス４７０を通って磁石室５７６に流れ、そこから通路５７２を通って及び制御管１８６とオリフィス４７２を通って低圧室１２２に流れる。主流量Ｑについて説明したように、圧力媒体は低圧室から圧縮室５０に流れる。

圧縮動作中は、閉鎖力が突棒５６６に生じる。というのは、オリフィス４７２がオリフィス４７０と比較して大きな直径を有するという事実に基づいて、磁石室５７６内の動圧が上昇するからである。これにより、閉鎖要素５７４に向いた突棒５６６の環状面に作用する開放力がより多く相殺され、突棒５６６が主流量Ｑを介して弱い液圧付勢によって開放制御される。これにより、コイル５６２によって加える磁力を小さくすることができる。これは制御される緩衝器１０のエネルギ効率を改善する。

引張り動作中は、通路５７２を逆方向に通過する。ここでも、閉鎖力が突棒５６６に生じる。というのは、高圧室１２０の圧力ｐ１が磁石室５７６内に達し、圧力媒体がオリフィス４７０を通過しないときに、この圧力ｐ１が圧力ｐ３に等しくなるからである。オリフィス４７０が設けられていないと、閉鎖力が非常に大きくなり、パイロット弁５６０が開放しないという危険が生じる。オリフィス４７０の大きさを適切に選択することにより、閉鎖力が所望な値を有するように、圧力ｐ３を調節することができる。

主流量Ｑが増大するにつれて、低圧と、磁石室５７６内の圧力ｐ３が上昇する。それによって、パイロット弁５６０は自動的に安定する。
図１０は制御可能な緩衝器１０の第６の実施形態を示す。この第６の実施形態の場合、緩衝器は第５の実施形態の場合のように、流通可能なパイロット弁５６０を備えている。この実施形態においても、制御管１８４が圧力媒体管５２から分岐し、電磁石１３４に達している。この実施形態において、第５逆止弁１３２は上側の作動室４０とパイロット室１３０との間ではなく、上側の作動室４０と電磁石１３４との間において制御管１８４内に配置されている。制御管１８４はさらに、上側の作動室４０と第５逆止弁１３２との間に他のオリフィス１７２を備えている。

さらに、他の制御管１８８が電磁石１３４とパイロット室１３０との間に配置されている。
図１１には、パイロット弁５６０の構造が原理図に基づいて詳細に示してある。次に、図８と図９に示したパイロット弁５６０と、図１１に示したパイロット弁５６０との違いについてのみ説明する。この実施形態では、閉鎖要素５７４が球状に形成されないで、突棒５６６に連結された封止ディスク５８２を備えている。この場合、管１５０は有効直径ｄ２を定める。管１５０と、この管を介して提供される、パイロット室１３０と低圧室１２２との間の接続部とが、コイル５６２に適切に通電することにより、封止ディスク５８２によって開閉可能である。他の制御管１８８が通路５７２によって形成される。

緩衝器１０が圧縮動作中であるか又は引張り動作中であるかどうかに関係なく、主滑り弁１４０が開放している限りは、主流量Ｑが高圧室１２０から低圧室１２２を通って生じる。圧力媒体は圧縮動作中低圧室１２２から引張り室４０に流れ、引張り動作中圧縮室５０に流れる。

図１１には、圧縮動作中のパイロット弁が示してある。この場合、圧力媒体はさらに高圧室１２０からオリフィス１７０を通ってパイロット室１３０に流れ、そして圧力媒体の圧力が逆止弁１３２を開放するのに十分な高さである限り、制御管１８８を形成する通路５７２と、制御管１８４と、オリフィス１７２とを通って引張り室４０に流れる。制御管１８４内の圧力媒体の圧力は、オリフィス１７０によって影響を受ける。

図示していない引張り動作中、圧力媒体は引張り室４０から制御管１８４とオリフィス１７２を通って流れる。このオリフィスでは圧力が低下させられる。逆止弁１３２は管１８４を通る圧力媒体のそれ以上の流れを停止する。この実施形態においても、オリフィス１７０と他のオリフィス１７２の大きさを適切に選択することによって、突棒５６６に作用する閉鎖力が所望な値を有するように、圧力ｐ３が調節される。

図１２〜図１５には、それぞれオリフィス４７０、４７２の適切な選択と不適切な選択に関して、引張り動作中と圧縮動作中の、低圧室１２２内に生じる圧力ｐＴと磁石室５７６内の圧力ｐ３が、主流量Ｑに依存して示してある。

図１２には、オリフィス４７０、４７２の不適切な設計についての引張り動作の例が示してある。磁石室５７６内の圧力ｐ３が主流量Ｑの増大につれて１０Ｌ／ｍｉｎの値から非常に急激に上昇することがわかる。それによって、きわめて強い閉鎖力が突棒５６６に作用する。この閉鎖力は磁石１３４によって非常に限定的にのみ相殺可能である。従って、パイロット弁５６０は少なくとも約１０Ｌ／ｍｉｎの主流量Ｑ以降閉じたままであり、低圧室１２２内の圧力ｐＴはほぼ零のままである。

図１３には、オリフィス４７０、４７２の適切な設計についての引張り動作の例が示してある。磁石室５７６内の圧力ｐ３は、図示した主流量Ｑ全体にわたって、低圧室１２２内の圧力ｐＴよりも幾分高い。これにより、主流量Ｑの値に関係なく、磁石１３４によって発生する力によって、パイロット弁５６０を制御して開放し得ることが保証される。

図１４にはオリフィス４７０、４７２の不適切な設計についての圧縮運転の例が示してある。図１０及び図１１と比較して、磁石室５７６内の圧力ｐ３が低圧室１２２内の圧力ｐＴよりも低いことがわかる。オリフィス４７０、４７２が図１２に示すように設計されると、磁石室５７６内に低すぎる圧力ｐ３が生じるので、十分な大きさの閉鎖力が突棒５６６に作用しない。図８と図９に示すように、突棒５６６の直径ｄ１が閉鎖要素５７４の直径ｄ２よりも大きいときに、パイロット弁５６０は約５Ｌ／ｍｉｎの主流量以降急激に開放する。

図１５はオリフィス４７０、４７２の適切な設計についての圧縮運転の例が示してある。低圧室１２０内の圧力ｐＴは流量Ｑ全体にわたって、磁石室５７６内の圧力ｐ３にほぼ等しい。これにより、パイロット弁５６０はきわめて良好に制御して開放可能である。

オリフィス１７０とパイロット弁５６０の液圧抵抗がオリフィス４７０とオリフィス４７２の抵抗よりも小さいと、次の式が生じる。
ｐ１＞ｐ２＞ｐ３＞ｐＴ
オリフィス１７０とパイロット弁５６０の液圧抵抗がオリフィス４７０とオリフィス４７２の抵抗よりも大きいと、次の式が生じる。

ｐ１＞ｐ３＞ｐ２＞ｐＴ
緩衝器１０の引張り動作中、オリフィス４７０が高圧室１２０に直接流体接続されているので、これによってオリフィス１７２の作用を付加的に強めることができる。

１０…制御可能な緩衝器、２０…作動シリンダ、３０…ピストン、３２…ピストンロッド、３４…運動矢印、３５…構造空間、３６…穴、３８…シール、４０…作動室（引張り室）、５０…作動室（圧縮室）、５２…圧力媒体管、５４…圧力媒体管、１００…弁装置、１１０…第１逆止弁、１１１…第１オリフィス、１１２…第２逆止弁、１１３…第２オリフィス、１１４…第３逆止弁、１１５…第３オリフィス、１１６…第４逆止弁、１１７…第４オリフィス、１２０…高圧室、１２２…低圧室、１２４…調節可能なばね要素、１３０…パイロット室、１３２…第５逆止弁、１３４…磁石、１４０…主滑り弁、１４２…ばね装置、１４４…制御管、１４６…制御管、１５０…管、１６０…パイロット弁、１６１…ばね装置、１７０…第５オリフィス、１７２…第６オリフィス、１８２…制御管、１８４…制御管、１８６…他の制御管、１８８…他の制御管、１９０…ボトム弁、１９１…オリフィス、１９２…逆止弁、１９３…逆止弁、１９４…オリフィス、１９９…タンク、２００…吹出弁、２０１…逆止弁、２０２…逆止弁、２０３…オリフィス、２０４…オリフィス、４６０…パイロット弁、４６２…オリフィス、４６４…逆止弁、４６６…オリフィス、４６８…オリフィス、４７０…オリフィス、４７２…オリフィス、５６０…パイロット弁、５６２…コイル、５６４…アーマチュア、５６６…突棒、５６８…第１軸受、５７０…第２軸受、５７２…通路、５７４…閉鎖要素、５７６…磁石室、５７８…通過穴、５８０…コイル室、５８２…封止ディスク、ｄ１…直径、ｄ２…直径、Ｌ…縦軸線、ｐ１…圧力、ｐ２…圧力、ｐ３…圧力、ｐＴ…圧力。

Claims (19)

1. 自動車のための制御可能な緩衝器（１０）であって、作動シリンダ（２０）内で往復運動可能なピストン（３０）を備え、このピストンが前記作動シリンダ（２０）を上側の作動室（４０）（引張り室）と下側の作動室（５０）（圧縮室）に分割し、前記両作動室（４０、５０）がそれぞれ圧力媒体管（５２、５４）を介して弁装置（１００）に接続されており、この弁装置（１００）が、
   ４個の逆止弁（１１０、１１２、１１４、１１６）を有するブリッジ回路を具備し、この逆止弁は通過方向が交差するように接続配置され、互いに反対向きに接続された２個の逆止弁（１１０、１１４）と第１ブリッジブランチの接続部が高圧室（１２０）を形成し、互いに反対向きの他の２個の逆止弁（１１２、１１６）と第２ブリッジブランチの接続部が低圧室（１２２）を形成し、
   前記弁装置が、
   前記低圧室（１２２）と前記高圧室（１２０）との間に配置された液圧主滑り弁（１４０）と、
   第５逆止弁（１３２）を介して前記上側の作動室（４０）（引張り室）に属する圧力媒体管（５２）に接続されたパイロット室（１３０）と、
   制御されるパイロット弁（１６０、４６０、５６０）と、を具備し、このパイロット弁を介して前記パイロット室（１３０）が前記低圧室（１２２）に接続され、前記パイロット室（１３０）がオリフィス（１７０）を介して前記高圧室（１２０）に接続されている、
   制御可能な緩衝器（１０）。
2. 前記第５逆止弁（１３２）と前記パイロット室（１３０）との間に、他のオリフィス（１７２）が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
3. 前記上側の作動室（４０）（引張り室）に属する前記圧力媒体管（５２）と前記第５逆止弁（１３２）との間に、他のオリフィス（１７２）が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
4. 前記オリフィス（１７０）と前記他のオリフィス（１７２）が異なる大きさに形成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
5. 前記ブリッジ回路の４個の逆止弁（１１０、１１２、１１４、１１６）が調節可能なばね要素（１２４）を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
6. 前記主滑り弁（１４０）と前記パイロット弁（１６０、４６０、５６０）がそれぞれ液圧制御管（１４４、１８２）を介して前記パイロット室（１３０）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
7. 前記下側の作動室（５０）に接続された圧力媒体管（５４）がボトム弁（１９０）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
8. 前記両圧力媒体管（５２、５４）の間に、吹出弁（２００）が接続配置されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
9. 前記パイロット弁（４６０、５６０）が３／３比例弁として形成され、このパイロット弁（４６０、５６０）の出口と前記低圧室（１２２）との間に、他のオリフィス（４６６）又は他の逆止弁（４６４）が接続配置されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
10. 前記パイロット弁（５６０）が圧力媒体を流通可能な磁石（１３４）を備えていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
11. 前記磁石（１３４）が縦軸線（Ｌ）に沿って移動可能な突棒（５６６）を備え、この突棒の第１端部が閉鎖要素（５７４）を操作し、前記第１端部が前記低圧室（１２２）内に達し、第２端部が磁石室（５７６）内に達していることを特徴とする、請求項１０に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
12. 前記突棒（５６６）が圧力媒体を流通可能な通路（５７２）を有し、この通路が前記低圧室（１２２）と前記磁石室（５７６）を流体接続していることを特徴とする、請求項１１に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
13. 前記突棒（５６６）が円筒状に形成され、かつ第１直径（ｄ１）を有し、
    前記閉鎖要素（５７４）が前記第１直径（ｄ１）とは異なる第２直径（ｄ２）を有し、
    前記突棒（５６６）の通路（５７２）が前記突棒（５６６）の第１端部でオリフィス（４７２）に接続され、かつ前記突棒（５６６）の第２端部でオリフィス（４７０）に接続され、前記オリフィス（４７０、４７２）の大きさが前記第１直径（ｄ１）と前記第２直径（ｄ２）に適合していることを特徴とする、請求項１２に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
14. 自動車のための制御可能な緩衝器（１０）であって、作動シリンダ（２０）内で往復運動可能なピストン（３０）を備え、このピストンが前記作動シリンダ（２０）を上側の作動室（４０）（引張り室）と下側の作動室（５０）（圧縮室）に分割し、前記両作動室（４０、５０）がそれぞれ圧力媒体管（５２、５４）を介して弁装置（１００）に接続され、この弁装置（１００）が、
    ４個の逆止弁（１１０、１１２、１１４、１１６）を有するブリッジ回路を具備し、この逆止弁は通過方向が交差するように接続配置され、互いに反対向きに接続配置された２個の逆止弁（１１０、１１４）と第１ブリッジブランチの接続部が高圧室（１２０）を形成し、互いに反対向きの他の２個の逆止弁（１１２、１１６）と第２ブリッジブランチの接続部が低圧室（１２２）を形成し、前記弁装置が、
    前記低圧室（１２２）と前記高圧室（１２０）との間に配置された液圧主滑り弁（１４０）と、
    パイロット室（１３０）と、
    制御されるパイロット弁（１６０、４６０、５６０）と、を具備し、このパイロット弁を介して前記パイロット室（１３０）が前記低圧室（１２２）に接続され、前記パイロット室（１３０）がオリフィス（１７０）を介して前記高圧室（１２０）に接続されている、制御可能な緩衝器（１０）において、
    前記パイロット弁（４６０、５６０）が３／３比例弁として形成され、このパイロット弁（４６０、５６０）の出口と前記低圧室（１２２）との間に、他のオリフィス（４６６）又は他の逆止弁（４６４）が接続配置されていることを特徴とする、
    制御可能な緩衝器（１０）。
15. 前記パイロット弁（５６０）が圧力媒体を流通可能な磁石（１３４）を備えていることを特徴とする、請求項１４に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
16. 前記磁石（１３４）が縦軸線（Ｌ）に沿って移動可能な突棒（５６６）を備え、この突棒の第１端部が閉鎖要素（５７４）を操作し、前記第１端部が前記パイロット室（１３０）内に達し、第２端部が磁石室（５７６）内に達していることを特徴とする、請求項１５に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
17. 前記突棒（５６６）が圧力媒体を流通可能な通路（５７２）を有し、前記通路が前記パイロット室（１３０）と前記磁石室（５７６）を流体接続していることを特徴とする、請求項１６に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
18. 前記突棒（５６６）が円筒状に形成され、かつ第１直径（ｄ１）を有し、
    前記閉鎖要素（５７４）が前記第１直径とは異なる第２直径（ｄ２）を有し、
    前記突棒（５６６）の通路（５７２）が前記第１端部で前記パイロット室（１３０）に達し、前記突棒（５７６）の第２端部で前記他のオリフィス（４７２）に接続され、前記パイロット室（１３０）と前記高圧室（１２０）を接続する前記オリフィス（１７０）の大きさと、前記他のオリフィス（１７２）の大きさが前記第１直径（ｄ１）と前記第２直径（ｄ２）に適合していることを特徴とする、請求項１６に記載の制御可能な緩衝器（１０）。
19. 前記弁装置（１００）が前記ピストン（３０）又は前記ピストン（３０）のピストンロッド（３２）或いはこの両方に組み込まれていることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の制御可能な緩衝器（１０）。

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