JP2005201398A - 油圧緩衝器のバルブ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２段バルブ機構を備える油圧緩衝器のバルブ構造において、サブバルブの組付性を向上すること。
【解決手段】 第１バルブ機構部７０と第２バルブ機構部８０の２段バルブ機構により油路３８Ｂを開閉する油圧緩衝器１０のバルブ構造において、第１バルブ機構部７０はサブバルブ７１とバルブシート７２を有し、サブバルブ７１は内環部７１Ａと外環部７１Ｂをそれらの周方向の一部で接続した２重環状体をなし、外環部７１Ｂの外縁を内周ラウンド面６１に当接してなり、バルブシート７２はサブバルブ７１の内環部７１Ａと外環部７１Ｂの間の環状隙間７１Ｄを塞ぐようにサブバルブ７１の背面に積層され、第１バルブ機構部７０のサブバルブ７１の内環部７１Ａとバルブシート７２を、第２バルブ機構部８０の構成バルブ８１〜８５とともに挟んでピストン３３に固定したもの。
【選択図】 図３

Description

本発明は車両用油圧緩衝器のバルブ構造に関する。

油圧緩衝器のバルブ構造として、特許文献１に記載の如く、ピストンに油路を設け、ピストンの油路が開口する端面の内外周に２段をなす内周ラウンド面と外周ラウンド面を設け、内周ラウンド面に設けた第１バルブ機構部と外周ラウンド面に設けた第２バルブ機構部の２段バルブ機構により油路を開閉するものがある。

ここで、第１バルブ機構部はサブバルブとバルブシートを有し、サブバルブの外縁を内周ラウンド面に載置し、かつサブバルブの内縁側の背面にバルブシートを積層することにより、サブバルブをフローティング支持する状態で、第１バルブ機構部のバルブシートを、第２バルブ機構部の構成バルブとともに挟んでピストンに固定する。これにより、ピストンの微低速時に、サブバルブを撓ませて内周ラウンド面との間に流路を形成し、更に第２バルブ機構部のスリットバルブ（又は外周ラウンド面）に設けたスリットを流路とし、これらの流路の絞り抵抗に基づく減衰力を発生する。
実開平3-22148

従来の油圧緩衝器のバルブ構造では、第１バルブ機構部を構成するサブバルブをフローティング支持するものであり、ピストンへの組込時に、内周ラウンド面に対するサブバルブのセンタリングが難しく、サブバルブの外縁がピストンと第１バルブ機構部のスリットバルブの間に噛み込んだり、サブバルブの内縁がピストンとバルブシートの間に噛み込む等のおそれがあり、サブバルブの組付性が悪い。

本発明の課題は、２段バルブ機構を備える油圧緩衝器のバルブ構造において、サブバルブの組付性を向上することにある。

請求項１の発明は、ピストンに油路を設け、ピストンの油路が開口する端面の内外周に２段をなす内周ラウンド面と外周ラウンド面を設け、内周ラウンド面に設けた第１バルブ機構部と外周ラウンド面に設けた第２バルブ機構部の２段バルブ機構により油路を開閉する油圧緩衝器のバルブ構造において、第１バルブ機構部はサブバルブとバルブシートを有し、サブバルブは内環部と外環部をそれらの周方向の一部で接続した２重環状体をなし、外環部の外縁を内周ラウンド面に当接してなり、バルブシートはサブバルブの内環部と外環部の間の環状隙間を塞ぐようにサブバルブの背面に積層され、第１バルブ機構部のサブバルブの内環部とバルブシートを、第２バルブ機構部の構成バルブとともに挟んでピストンに固定したものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記サブバルブの内環部と外環部がそれらの周方向で等分に配置された複数の接続部で接続されたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記サブバルブ又はバルブシートが、第２バルブ機構部に設けたスリットより小さなスリットを備えたものである。

（請求項１）
(a)第１バルブ機構部のサブバルブは２重環状体の内環部をピストンに固定され、内環部と周方向の一部で接続された外環部の外縁を内周ラウンド面に当接する。

(b)(a)によりサブバルブの外環部は内環部との接続部を除いてフローティングバルブと同様にやわらかに開き、ピストンの微低速から低速の範囲（0.01〜0.05m/sec）で低い減衰力を発生する。

(c)(a)によりサブバルブは内環部をピストンに固定されることにてピストンに対し同軸にセンタリングされ、内周ラウンド面に対するサブバルブのセンタリングが容易になり、サブバルブの組付性を向上できる。尚、サブバルブの内環部がピストンに固定されるから、フローティングバルブよりも若干撓み難く、バルブの打音は減少する。

（請求項２）
(d)サブバルブの内環部と外環部の接続部は、1つ又は複数とすることができる。接続部は内環部と外環部の周方向の２等分位置、又は３等分位置等に設けることが好ましい。サブバルブは、接続部を増やすと硬く、高剛性になる傾向を示し、接続部の数によりバルブ剛性を変化させて減衰力特性を簡易に微調整できる。

（請求項３）
(e)サブバルブ又はバルブシートにスリットを設け、サブバルブの内環部と外環部の間の環状隙間及びそれらのスリットを通る極微低速用流路を形成することができる。サブバルブ又はバルブシートに設けるスリットは、第２バルブ機構部のスリットバルブ（又は外周ラウンド面）に設けたスリットより小さく設定される。サブバルブ又はバルブシートに設けるスリットの数、大きさで極微低速をコントロールできる。

図１は油圧緩衝器を示す全体断面図、図２はバルブ構造を示す断面図、図３は図２の要部拡大図、図４はバルブ構造の変形例を示す断面図、図５はサブバルブを示す平面図、図６は第１バルブ機構部の減衰力特性を示す線図である。

油圧緩衝器１０は、図１に示す如く、ダンパチューブ１１にシリンダ１２を内蔵した二重管を構成し、シリンダ１２にダンパロッド１３を挿入し、ダンパチューブ１１の下部にアイジョイントからなる車軸側取付部１４を備えるとともに、ダンパロッド１３の上部に車体側取付部１５を備え、車両の懸架装置を構成する。

油圧緩衝器１０は、ダンパチューブ１１の外周の下スプリングシート１６と、ダンパロッド１３の上端部の車体側取付部１５に設けられた上スプリングシート（不図示）の間に懸架ばね１７を介装する。

油圧緩衝器１０は、シリンダ１２に挿入されるダンパロッド１３のためのロッドガイド２１、ブッシュ２２、オイルシール２３を、ダンパチューブ１１の上端加締部２４とシリンダ１２の上端部の間に挟圧固定している。

油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置３０とボトムバルブ装置４０を有し、それらが発生する減衰力により、懸架ばね１７による衝撃力の吸収に伴うダンパロッド１３の伸縮振動を制振する。

（ピストンバルブ装置３０）
ピストンバルブ装置３０は、ダンパロッド１３にバルブストッパ３１、減衰バルブからなる圧側バルブ装置３２、ピストン３３、ディスクバルブからなる伸側バルブ装置３４、バルブストッパ３５を装着し、これらをピストン固定ナット３６で固定している。

そして、圧縮時には、ピストン側油室３７Ａの油が、ピストン３３の圧側油路３８Ａを通り圧側バルブ装置３２を撓み変形させて開き、ロッド側油室３７Ｂに導かれる。また、伸張時には、ロッド側油室３７Ｂの油が、ピストン３３の伸側油路３８Ｂ（不図示）を通り、伸側バルブ装置３４を撓み変形させて開き、ピストン側油室３７Ａに導かれ、伸側減衰力を発生させる。

（ボトムバルブ装置４０）
油圧緩衝器１０は、ダンパチューブ１１とシリンダ１２の間隙をリザーバ室４１とし、このリザーバ室４１の内部を油室とガス室に区画している。そして、ボトムバルブ装置４０は、ダンパチューブ１１の底部１１Ａをスピニング成形により閉じ、シリンダ１２の内部のピストン側油室３７Ａとリザーバ室４１とを仕切るボトムピース４３をシリンダ１２の下端部に配置し、ピストン側油室３７Ａとリザーバ室４１とをボトムピース４３に設けた不図示の流路により連絡可能とする。ボトムピース４３にはボルト４４、ナット４５が締結され、ボルト４４とナット４５の間にはディスクバルブからなる圧側バルブ装置４６、ボトムピース４３、チェックバルブからなる伸側バルブ装置４７、バルブストッパ４８を介装している。

そして、圧縮時には、シリンダ１２に進入するダンパロッド１３の進入容積分の油が、ピストン側油室３７Ａからボトムピース４３の圧側油路４９Ａを通って圧側バルブ装置４６を撓み変形させて開き、リザーバ室４１へ押出され、圧側減衰力を得る。伸張時には、シリンダ１２から退出するダンパロッド１３の退出容積分の油が、伸側バルブ装置４７を押し開き、リザーバ室４１からボトムピース４３の伸側油路４９Ｂ（不図示）経由でピストン側油室３７Ａに補給される。

尚、油圧緩衝器１０は、シリンダ１２のロッド側油室３７Ｂに位置するダンパロッド１３まわりで、ピストン３３の側（下側）に固定された第１カラー５１と、ロッドガイド２１の側（上側）に遊挿した第２カラー５２との間に、ダンパロッド１３の伸切り時（油圧緩衝器１０の最伸張状態）に圧縮変形せしめられるリバウンドスプリング５３を介装している。そして、ダンパロッド１３のシリンダ１２に挿入されている部分の外周にリバウンドシート５０を固定し、リバウンドスプリング５３の下端部に装填した第１カラー５１をリバウンドシート５０の上に載せて支持する。

しかるに、油圧緩衝器１０にあっては、ピストンバルブ装置３０の伸側バルブ装置３４を以下の如くに構成している。

伸側バルブ装置３４は、図２、図３に示す如く、ピストン３３の伸側油路３８Ｂが開口する端面の内外周に２段をなす内周ラウンド面６１と外周ラウンド面６２を設け、内周ラウンド面６１に設けた第１バルブ機構部７０と、外周ラウンド面６２に設けた第２バルブ機構部８０の２段バルブ機構により伸側油路３８Ｂを開閉する。

第１バルブ機構部７０は、円環ディスク状のサブバルブ７１とバルブシート７２を有する。サブバルブ７１は、図５（Ａ）に示す如く、内環部７１Ａと外環部７１Ｂをそれらの周方向の一部、本実施例では１ヵ所に設けた接続部（ブリッジ部）７１Ｃで接続した２重環状体をなす。サブバルブ７１は、内環部７１Ａをピストン３３の端面に固定され、外環部７１Ｂの外縁を内周ラウンド面６１に当接する。バルブシート７２は、サブバルブ７１の内環部７１Ａと外環部７１Ｂの間の環状隙間７１Ｄを塞ぐように、サブバルブ７１の背面（内環部７１Ａの全背面及び外環部７１Ｂの内周側背面）に積層される。内周ラウンド面６１の外周ラウンド面６２に対する段差量は、サブバルブ７１の板厚より大きく、概ねサブバルブ７１の板厚とバルブシート７２の板厚の総和に等しい。

第２バルブ機構部８０は、外周にスリットを設けたスリットバルブ８１と、複数枚（本実施例では３枚）のディスクバルブ８２と、ディスクバルブ８２より小外径のディスクバルブ８３と、ディスクバルブ８３より小外径のディスクバルブ８４と、バルブシート８５を有する。スリットバルブ８１は外縁を外周ラウンド面６２に当接し、外縁の周方向の一部にスリット８１Ａを備え、外周ラウンド面６２の内外をスリット８１Ａにより連絡する（スリット８１Ａに代え、外周ラウンド面６２の周方向の一部に該外周ラウンド面の内外を連絡するスリットを備えるものでも良い）。ディスクバルブ８２はスリットバルブ８１の背面に、ディスクバルブ８３はディスクバルブ８２の背面に、ディスクバルブ８４はディスクバルブ８３の背面に、バルブシート８５はディスクバルブ８４の背面にそれぞれ積層される。

第１バルブ機構部７０のサブバルブ７１、バルブシート７２の中心孔、第２バルブ機構部８０のスリットバルブ８１、ディスクバルブ８２、８３、８４、バルブシート８５の中心孔をダンパロッド１３に挿通し、第１バルブ機構部７０のサブバルブ７１の内環部７１Ａとバルブシート７２を、第２バルブ機構部８０の構成バルブ８１〜８５とともに、ピストン３３の端面とバルブストッパ３５の間に挟み、ダンパロッド１３に螺着されるナット３６で固定する。

第１バルブ機構部７０のサブバルブ７１は、外環部７１Ｂがバルブシート７２を支点に開き、接続部７１Ｃを除いてフローティングバルブと同様に開弁し、接続部７１Ｃだけが撓む動きになる。

尚、フローティングバルブ（サブバルブ７１）とベンディングバルブ（撓みバルブ）の相違は以下の通りである。ベンディングバルブでは、円板の内周側が保持されているから、曲げ剛性による減衰力になる。フローティングバルブでは、円板（外環部７１Ｂ）の内周は保持されず、バルブシート７２に当接しているだけであり、板全体が浮き上がる如くに撓むため、ベンディングバルブよりもやわらかく撓むことができる。これにより、フローティングバルブの方が減衰力を低く設定できる。サブバルブ７１は、微低速から、低速までの間（0.01〜0.05m/sec）を制御するためのバルブであり、低い減衰力を制御する必要がある。また、ベンディングバルブがバルブの板厚で剛性を変化させるものに比し、フローティングバルブでは、接続部７１Ｃの巾サイズ、数の変更により、同じ板厚のサブバルブ７１で剛性を変化させることができ、より細かい減衰力の設定が可能になる。

従って、伸側バルブ装置３４にあっては、ピストン３３の微低速から低速の範囲では、ロッド側油室３７Ｂの油が第1バルブ機構部７０のサブバルブ７１の外環部７１Ｂを撓ませて内周ラウンド面６１から離隔させ、この油を第２バルブ機構部８０のスリットバルブ８１のスリット８１Ａからピストン側油室３７Ａに導き、低減衰力を発生させる。ピストン３３の低速から中高速の範囲では、ロッド側油室３７Ｂの油が第２バルブ機構部８０の構成バルブ８１〜８４を撓ませて開き、この油をピストン側油室３７Ａに導き、高減衰力を発生させる。

尚、第１バルブ機構部７０にあっては、サブバルブ７１の内環部７１Ａと外環部７１Ｂがそれらの周方向で等分に配置された複数の接続部７１Ｃで接続されたものとすることが好ましい。

また、第１バルブ機構部７０にあっては、図４に示す如く、サブバルブ７１（図５（Ｂ））及び／又はバルブシート７２が、第２バルブ機構部８０のスリットバルブ８１に設けたスリット８１Ａより小さなスリット７１Ｅ、７２Ａを備えるものとし、油がサブバルブ７１の環状隙間７１Ｄから、スリット７１Ｅ、７２Ａを抜ける極微低速用流路を設けるものとすることもできる。尚、スリット７１Ｅはサブバルブ７１の外周側に設けても良い。スリット７１Ｅ、７２Ａの流路面積はスリット８１Ａの流路面積より小さく設定される。スリット７１Ｅ、７２Ａのサイズ、数により、極微低速の減衰力を制御できる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)第１バルブ機構部７０のサブバルブ７１は２重環状体の内環部７１Ａをピストン３３に固定され、内環部７１Ａと周方向の一部で接続された外環部７１Ｂの外縁を内周ラウンド面６１に当接する。

(b)(a)によりサブバルブ７１の外環部７１Ｂは内環部７１Ａとの接続部７１Ｃを除いてフローティングバルブと同様にやわらかに開き、ピストン３３の微低速から低速の範囲（0.01〜0.05m/sec）で低い減衰力を発生する。

(c)(a)によりサブバルブ７１は内環部７１Ａの中心孔がピストン３３に挿通されて固定されることにてピストン３３に対し同軸にセンタリングされ、内周ラウンド面６１に対するサブバルブ７１のセンタリングが容易になりサブバルブ７１の組付性を向上できる。尚、サブバルブ７１の内環部７１Ａがピストン３３に固定されるから、フローティングバルブよりも若干撓み難く、バルブの打音は減少する。

(d)サブバルブ７１の内環部７１Ａと外環部７１Ｂの接続部７１Ｃは、1つ又は複数とすることができる。接続部７１Ｃは内環部７１Ａと外環部７１Ｂの周方向の２等分位置、又は３等分位置等に設けることが好ましい。サブバルブ７１は、接続部７１Ｃを増やすと硬く、高剛性になる傾向を示し、接続部７１Ｃの数によりバルブ剛性を変化させて減衰力特性を簡易に微調整できる。

(e)サブバルブ７１又はバルブシート７２にスリット７１Ｅ、７２Ａを設け、サブバルブ７１の内環部７１Ａと外環部７１Ｂの間の環状隙間７１Ｄ及びそれらのスリット７１Ｅ、７２Ａを通る極微低速用流路を形成することができる。サブバルブ７１又はバルブシート７２に設けるスリット７１Ｅ、７２Ａは、第２バルブ機構部８０のスリットバルブ８１（又は外周ラウンド面６２）に設けたスリット８１Ａより小さく設定される。サブバルブ７１又はバルブシート７２に設けるスリット７１Ｅ、７２Ａの数、大きさで極微低速をコントロールできる。

図６は伸側バルブ装置３４の第１バルブ機構部７０による低速段階の減衰力特性を示すものである（Ｖｐ：ピストン速度、ＤＦ：減衰力）。図６において、Ａ特性は１個の接続部７１Ｃを備えたサブバルブ７１（図５（Ａ））を用いたもの、Ｂ特性は直径上に位置する２個の接続部７１Ｃを備えたサブバルブ７１を用いたもの、Ｃ特性は１個の接続部７１Ｃを備えたサブバルブ７１であって、スリット７１Ｅを備えたサブバルブ７１（図５（Ｂ））を用いたもの、Ｄ特性はサブバルブ７１に代えて従来のフローティングバルブを用いたものである。Ａ特性は、Ｄ特性に概ね一致する。Ｂ特性は、Ａ特性より少し高い減衰力を発生する。Ｃ特性は、Ａ特性に比し、極微低速の減衰力を制御できる。

尚、従来技術（実公昭62-31699）として、チェックバルブ（ノンリターンバルブ）をフローティング構造から２重円環構造に変更し、センタリング性を向上させたものがあり、本発明に比し、センタリング性の向上においては同様であるが、減衰バルブとチェックバルブの違いがあり、減衰バルブ特性の変化をもたらすように内環部と外環部の接続部の数を代える思想はない。即ち、従来技術と本発明では、バルブ剛性を変化させて減衰力の微調整を行なう必要のないチェックバルブと減衰バルブの違いがある。

本発明のバルブ構造は、ピストンバルブ装置３０の圧側バルブ装置３２に適用しても良く、ボトムバルブ装置４０の圧側バルブ装置４６、伸側バルブ装置４７に適用しても良い。

図１は油圧緩衝器を示す全体断面図である。 図２はバルブ構造を示す断面図である。 図３は図２の要部拡大図である。 図４はバルブ構造の変形例を示す断面図である。 図５はサブバルブを示す平面図である。 図６は第１バルブ機構部の減衰力特性を示す線図である。

符号の説明

１０ 油圧緩衝器
３３ ピストン
３８Ｂ 油路
６１ 内周ラウンド面
６２ 外周ラウンド面
７０ 第１バルブ機構部
７１ サブバルブ
７１Ａ 内環部
７１Ｂ 外環部
７１Ｃ 接続部
７１Ｄ 環状隙間
７１Ｅ スリット
７２ バルブシート
７２Ａ スリット
８０ 第２バルブ機構部

Claims (3)

1. ピストンに油路を設け、ピストンの油路が開口する端面の内外周に２段をなす内周ラウンド面と外周ラウンド面を設け、内周ラウンド面に設けた第１バルブ機構部と外周ラウンド面に設けた第２バルブ機構部の２段バルブ機構により油路を開閉する油圧緩衝器のバルブ構造において、
   第１バルブ機構部はサブバルブとバルブシートを有し、サブバルブは内環部と外環部をそれらの周方向の一部で接続した２重環状体をなし、外環部の外縁を内周ラウンド面に当接してなり、バルブシートはサブバルブの内環部と外環部の間の環状隙間を塞ぐようにサブバルブの背面に積層され、
   第１バルブ機構部のサブバルブの内環部とバルブシートを、第２バルブ機構部の構成バルブとともに挟んでピストンに固定したことを特徴とする油圧緩衝器のバルブ構造。
2. 前記サブバルブの内環部と外環部がそれらの周方向で等分に配置された複数の接続部で接続された請求項１に記載の油圧緩衝器のバルブ構造。
3. 前記サブバルブ又はバルブシートが、第２バルブ機構部に設けたスリットより小さなスリットを備えた請求項１又は２に記載の油圧緩衝器のバルブ構造。

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