JP2006170332A - 車両用懸架装置の油圧式減衰器 - Google Patents

Abstract

【課題】伸長した状態で安定した減衰力を応答性よく発生させる。
【解決手段】油圧シリンダ６のピストン１５に設けられた減衰力発生用の第１の絞り７を備える。油圧シリンダ６のロッドカバー１３に支持されたリバウンドスプリング１８を備える。リバウンドスプリング１８の先端部に支持された可動隔壁３３を備える。可動隔壁３３は、油圧シリンダ６のシリンダチューブ１１とピストンロッド１４とにそれぞれ液密状態で移動自在に嵌合する。可動隔壁３３によって画成された二つの油室（第１の油室４と第２の油室４５）を互いに連通する連通孔４６，４７を有する。この連通孔に設けられた減衰力発生用の第２の絞り８とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、伸長量が予め定めた量より大きい状態で減衰力が相対的に増大する車両用懸架装置の油圧式減衰器に関するものである。

自動車などの車両においては、例えば車体が大きく左右方向に傾斜した場合には、懸架装置の伸長側の油圧式減衰器によって大きな減衰力を発生させることが車体の傾斜を抑制するうえで有効である。しかし、油圧式減衰器を上述したような大きな減衰力が常に発生する構造にすると、油圧式減衰器の変位が相対的に少なくなるような走行時にも不必要に大きい減衰力が発生するため、この油圧式減衰器を装備した車両は乗り心地が悪くなってしまう。

このような使用条件を満たす油圧式減衰器としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
この特許文献１に示された油圧式減衰器は、ピストンに設けられた第１の絞りと、ピストンロッドにおける前記ピストンから突出する先端部に設けられた第２の絞りとを選択的に使用することによって、発生する減衰力の異なる二つの使用形態を採ることができるように構成されている。

前記ピストンは、シリンダチューブ内をヘッドカバー側油室とロッドカバー側油室とに画成している。
前記第１の絞りは、前記ピストンに両油室を連通するように形成された連通孔を開閉する逆止弁によって構成されている。この第１の絞りは、第２の絞りに較べて発生する減衰力が大きくなるものであって、油圧式減衰器が延びきった位置またはその近傍まで伸長している状態（以下、このような状態を以下においては単に限界伸長状態という）で必要な減衰力が発生するように構成されている。

前記第２の絞りは、例えば舗装路を積載重量が少ない状態で走行するような一般的な走行状態（以下、この状態を通常走行状態という）を採るときに必要充分な大きさの減衰力が発生するものが用いられている。この第２の絞りは、前記ヘッドカバー側油室とロッドカバー側油室とをピストンロッドの内部を使用して連通するバイパス通路に設けられている。

このバイパス通路におけるロッドカバー側油室に開口する一端部は、ピストンロッドに装着された弁によって開閉される。この弁は、ピストンロッドに移動自在に保持された筒状の弁体と、この弁体のピストン側の端面が接離する円板からなりピストンロッドに固定された弁座と、前記弁体を弁座から離間した位置に保持する保持用ばねとから構成されている。この弁は、前記弁体と弁座との間に隙間が形成されることにより、この隙間を介してピストンロッド内のバイパス通路とロッドカバー油室とを連通させ、弁体が弁座に着座し前記隙間が閉じることによって、バイパス通路とロッドカバー側油室との連通部分を遮断する。

前記弁体には、リバウンドスプリングがロッドカバー側へ突出するように設けられている。このリバウンドスプリングは、油圧式減衰器がいわゆる延びきった状態に達するときの衝撃を緩和するためのもので、前記通常走行状態ではロッドカバーから離間し、弁体と、弁座およびピストンロッドとともにシリンダチューブ内を往復動する。このため、前記弁は前記通常走行状態で開く。

また、リバウンドスプリングは、油圧式減衰器が通常走行状態から伸長することにより、ロッドカバー側端部がロッドカバーに接触し、ピストンロッドに対する移動が規制される。この状態でピストンロッドがさらに伸長方向へ移動することにより、弁体に弁座が当接する。すなわち、弁は前記限界伸長状態では閉じる。

前記弁が開く状態（通常走行状態）において、作動油は、相対的に流れるときの抵抗が小さい第２の絞りを有するバイパス通路を通って前記両油室の間を流れる。このため、通常走行状態では発生する減衰力が相対的に小さくなる。一方、前記弁が閉じる状態（限界伸長状態）では、作動油は主に第１の絞りを通るようになり、通常走行状態に較べて大きな減衰力が発生する。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
特開２００１−２４１４８５号公報（第４−６頁、第１図）

しかしながら、上述したように構成された従来の油圧式減衰器の弁は、筒状の弁体の端縁が円板からなる弁座に着座することによって閉じるものであり、閉じた状態でも前記端縁の全周にわたって完全な液密状態とすることは難しく、加工精度によってはピストン速度が相対的に低い場合に作動油が漏洩することが考えられる。

そのような場合、この種の弁を備えた油圧式減衰器は、前記限界伸長状態において、ピストン速度が相対的に遅いと必要な大きさの減衰力を発生させることができない。このような油圧式減衰器を使用した車輌は、コーナリング走行時に車体が浮き上がることを抑えることができず、減衰力が不足することが原因で不快な振動が発生したり、挙動が不安定になる。

また、前記弁は、弁体と弁座との相対的な移動により開閉するものであるから、この弁を備えた従来の油圧式減衰器は、減衰力を増大させたり減少させるに当たり、前記弁の開閉に必要な時間だけ遅れが生じることも考えられる。その場合、この油圧式減衰器を装備した車両は、コーナリング時にリバウンドスプリングの作動開始から遅れて減衰力が増大するために挙動が不安定になる。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、伸長した状態で安定した減衰力が応答性よく発生する車両用懸架装置の油圧式減衰器を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る車両用懸架装置の油圧式減衰器は、車輪側と車体側との間に介装された油圧シリンダのピストンに設けられた減衰力発生用の第１の絞りと、前記油圧シリンダのロッドカバーに支持され前記ピストン側へ延びるリバウンドスプリングと、このリバウンドスプリングの先端部に支持された可動隔壁とを備え、この可動隔壁は、前記油圧シリンダのシリンダチューブとピストンロッドとにそれぞれ液密状態で移動自在に嵌合し、この可動隔壁によって画成された二つの油室を互いに連通する連通路と、この連通路に設けられた減衰力発生用の第２の絞りとを備えているものである。

請求項２に記載した発明に係る車両用懸架装置の油圧式減衰器は、請求項１に記載した車両用懸架装置の油圧式減衰器において、、第１の絞りは、ピストンに設けられた連通路の開口部を開閉する板ばねによって構成され、第２の絞りは、可動隔壁に設けられた連通路の開口部を開閉する板ばねによって構成されているものである。

請求項３に記載した発明に係る車両用懸架装置の油圧式減衰器は、請求項２に記載した車両用懸架装置の油圧式減衰器において、可動隔壁は、ピストンロッドに移動自在に嵌合する円筒部を有しかつピストンと対向する受圧壁が形成された支持部材と、前記円筒部に一端部が螺着されるとともに他端部がリバウンドスプリングに取付けられた取付用部材と、前記円筒部の外周部分に嵌合するとともに油圧シリンダのシリンダチューブに嵌合する環状の隔壁本体とを備え、この隔壁本体の両側に第２の絞り用の板ばねを配設し、これらの板ばねと隔壁本体とを前記受圧壁と取付用部材とに挟持させたものである。

本発明によれば、ピストンが可動隔壁から離間した状態でシリンダチューブ内を移動する状態では、作動油は、第１の絞りを通り、ピストンによって画成されたヘッドカバー側油室とロッドカバー側油室との間を流れる。このとき、可動隔壁は、シリンダチューブに対して移動することはなく、第２の絞りを作動油が通ることはない。

本発明に係る油圧式減衰器の可動隔壁がピストンによってロッドカバー側へ押され、リバウンドスプリングの弾発力がピストンに作用するときには、作動油は、ピストンの第１の絞りと、可動隔壁の第２の絞りとを通る。このため、本発明に係る減衰器においては、このように可動隔壁がシリンダチューブに対して移動する状態では、前記第１および第２の絞りを作動油が通るために、発生する減衰力は相対的に大きくなる。

このため、本発明によれば、作動油が流れる絞りを選択するための弁を使用することなく、伸長時に相対的に大きな減衰力を発生させ、その他の状態では相対的に小さい減衰力を発生させることができる。
したがって、この車両用懸架装置の油圧式減衰器においては、延びきった状態に近くなるような伸長時に安定した減衰力が応答性よく発生するようになる。詳述すると、リバウンドスプリングの作動と同時に減衰力を増大させることができるようになり、しかも、製造時における寸法のばらつきや経時変化の影響もなく高い精度で所定の減衰力特性を得ることができる。

本発明に係る油圧式減衰器を使用して構成された車両は、コーナリング時などで車体の浮き上がる挙動が抑制されるとともに、減衰力が不足することに起因して不快な振動が発生したり、不安定な挙動をとることもない。
加えて、この発明に係る油圧式減衰器は、作動油が流れる絞りを選択するための弁を使用していないから、この弁を使用する従来の油圧式減衰器に較べて部品数を低減することができる。

請求項２記載の発明によれば、第１の絞りと第２の絞りの減衰力は、板ばねの弾発力の大きさに対応して増減する。このため、この発明によれば、板ばねのばね定数、形状、大きさ、厚み、枚数などを変えることによって所望の減衰力特性を容易に言えることができる。

請求項３記載の発明によれば、隔壁本体と板ばねとを共締めによって取付用部材と支持部材とに固定することができるから、組立作業が容易な車両用懸架装置の油圧式減衰器を提供することができる。

以下、本発明に係る車両用懸架装置の油圧式減衰器の一実施の形態を図１ないし図３によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る車両用懸架装置の油圧式減衰器の縦断面図、図２は要部を拡大して示す断面図、図３は動作を説明するための構成図で、同図（ａ）は通常走行状態を示し、同図（ｂ）はピストンが受圧壁に当接した状態を示し、同図（ｃ）は延びきった状態を示す

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による油圧式減衰器２を有するクッションユニット１を示す。このクッションユニット１は、図示していない自動車の懸架装置に用いられるもので、本発明に係る油圧式減衰器２と、懸架用圧縮コイルばね３などによって構成されている。このクッションユニット１の上端部は、従来からよく知られているように、マウントインシュレータ４を介して車体フレームに取付けられ、クッションユニット１の下端部（油圧式減衰器２の下端部）は、図示していない車輪側の部材に連結されている。前記圧縮コイルばね３は、前記マウントインシュレータ４と油圧式減衰器２のばね座５との間に弾装されている。

前記油圧式減衰器２は、油圧シリンダ６と、この油圧シリンダ６内に設けられた第１、第２の絞り７，８とによって構成されている。前記油圧シリンダ６は、シリンダチューブ１１と、このシリンダチューブ１１の両端部を閉塞するヘッドカバー１２およびロッドカバー１３と、ピストンロッド１４と、このピストンロッド１４の先端部に取付けられたピストン１５と、このピストン１５と前記ヘッドカバー１２との間に設けられたフリーピストン１６などによって構成されている。

前記ヘッドカバー１２は、図示していない懸架装置の例えばロアアームなどの車輪側部材に枢支される連結用ボス１２ａを備え、シリンダチューブ１１の下端部に溶接されている。
前記ロッドカバー１３は、シリンダチューブ１１の上端部に固定され、後述するストッパー１７の移動を規制することができるように構成されている。
前記ストッパー１７は、この油圧シリンダ６が延びきった状態に伸長したときにピストン側の部材が当接するもので、円筒状に形成され、これを貫通するピストンロッド１４に移動自在に保持されている。このストッパー１７とロッドカバー１３との間には、ゴムによって形成された緩衝用のディスク１７ａが配置されている。このディスク１７ａは、ピストンロッド１４に移動自在に保持させるか、またはロッドカバー１３とストッパー１７とのうちいずれか一方に固着させる。

また、このストッパー１７は、リバウンドスプリング１８を支持している。このリバウンドスプリング１８は、前記ストッパー１７よりピストン１５側へ（図中下方へ）延びる所定の長さに形成された圧縮コイルばねからなり、前記ストッパー１７の上端部の外周部分が圧入嵌合された状態でストッパー１７に固定されている。

前記ピストン１５は、シリンダチューブ１１内をヘッドカバー側油室２１とロッドカバー側油室２２とに画成している。また、前記フリーピストン１６は、ピストン１５とヘッドカバー１２との間を前記ヘッドカバー側油室２１と高圧ガス室２３とに画成している。この高圧ガス室２３には、高圧のＮ₂ ガスが充填されている。

前記ピストン１５は、図１および図２に示すように、円環状に形成され、軸心部にピストンロッド１４が嵌合されており、このピストンロッド１４に、円環板状の押圧部材２４と、後述する第１の絞り７の板ばね２５，２６とともにナット２７によって固定されている。このピストン１５の外周部には、シリンダチューブ１１との間をシールするためのシール部材２８が装着されている。

前記第１の絞り７は、従来からよく知られている懸架装置用ショックアブソーバなどで使用されているものと同等の構造のもので、ピストン１５に穿設された連通孔２９，３０に設けられており、この連通孔２９，３０の一端部の開口を開閉する前記板ばね２５，２６を備えた逆止弁３１，３２によって構成されている。この実施の形態では、ピストン１５によってシリンダチューブ１１内に画成されたヘッドカバー側油室２１からロッドカバー側油室２２へ一方向に板ばね２５の弾発力に抗して作動油が流れる第１の逆止弁３１と、ロッドカバー側油室２２からヘッドカバー側油室２１へ一方向に板ばね２６の弾発力に抗して作動油が流れる第２の逆止弁３２とが設けられている。

前記第２の絞り８は、図１および図２に示すように、前記ピストン１５とロッドカバー１３との間に位置する可動隔壁３３に設けられている。
この可動隔壁３３は、ピストンロッド１４に移動自在に装着された円筒部３４を有する支持部材３５と、この支持部材３５の上端部に螺着された取付用部材３６と、前記円筒部３４に嵌合する隔壁本体３７とから構成されている。

前記支持部材３５の下端部には、前記ピストン１５側の押圧部材２４に対向する円環状の受圧壁３８が一体に形成されている。また、この支持部材３５の円筒部３４の内周面には、ピストンロッド１４との間が略液密となるように円筒面が形成されている。
前記取付用部材３６は、ピストンロッド１４が遊嵌状態で嵌合する円筒状に形成されており、前記リバウンドスプリング１８の内周部に圧入嵌合した状態で固定されている。すなわち、この取付用部材３６は、リバウンドスプリング１８を介して前記ストッパー１７に接続されている。

前記隔壁本体３７は、前記シリンダチューブ１１と前記支持部材３５の円筒部３４とに嵌合する円環板状に形成されており、図２に示すように、後述する第２の絞り８の板ばね４１，４２とともに前記受圧壁３８と取付用部材３６とによって挟持されている。この隔壁本体３７の外周部には、シリンダチューブ１１との間をシールするためのシール部材４３が設けられている。このように隔壁本体３７がシリンダチューブ１１内に嵌合することによって、前記ロッドカバー側油室２２は、ピストン１５側に位置する第１の油室４４とロッドカバー１３側に位置する第２の油室４５とに画成される。

前記第２の絞り８は、前記第１の絞り７と同等の構成が採られており、前記隔壁本体３７に穿設された連通孔４６，４７に設けられ、この連通孔４６，４７の一端部の開口を開閉する前記板ばね４１，４２を備えた逆止弁４８，４９によって構成されている。この実施の形態では、隔壁本体３７によってシリンダチューブ１１内に画成された第１の油室４４から第２の油室４５へ一方向に板ばね４１の弾発力に抗して作動油が流れる第１の逆止弁４８と、第２の油室４５から第１の油室４４へ一方向に板ばね４２の弾発力に抗して作動油が流れる第２の逆止弁４９とが設けられている。

この第２の絞り８が設けられた可動隔壁３３は、作動油が第２の絞り８を通って第１の油室４４と第２の油室４５との間で流れることがない限りシリンダチューブ１１内の一定の位置に保持される。すなわち、この可動隔壁３３がシリンダチューブ１１内で移動するためには、作動油が前記第１の逆止弁４８または第２の逆止弁４９の弾発力に抗して連通路４６または連通路４７を通らなければならない。

このように構成された可動隔壁３３のシリンダチューブ１１内の位置は、図３（ａ）に示す車両静止状態において、ピストン１５側の押圧部材２４と前記受圧壁３８との間に間隔ｄ１が形成されるように位置付けられている。また、この油圧式減衰器２においては、図３（ａ）に示す前記車両静止状態で可動隔壁３３の前記取付用部材３６と前記ストッパー１７との間に前記間隔ｄ１より広い間隔ｄ２が形成されるように構成されている。

上述したように構成された油圧式減衰器２は、図３（ａ）に示す車両静止状態から油圧シリンダ６が収縮する場合、同図中に二点鎖線で示すように、第１の絞り７を作動油が通過することによりピストン１５がシリンダチューブ１１に対して下方に移動する。この収縮時に前記可動隔壁３３は、第２の油室４５の容積が変化しないためにシリンダチューブ１１に対して移動することなく一定の位置に保持される。
このため、このような収縮行程では、前記第１の絞り７の板ばね２５の弾発力に抗して作動油がヘッドカバー側油室２１からロッドカバー側油室２２に流れることによって、相対的に小さい減衰力が発生する。

このように収縮した油圧シリンダ６が伸長する行程では、ピストン１５側の押圧部材２４が可動隔壁３３の受圧壁３８に当接するまでは第１の絞り７の板ばね２６の弾発力に抗して作動油がロッドカバー側油室２２からヘッドカバー側油室２１に流れることによって相対的に小さい減衰力が発生する。この伸長行程において、図３（ｂ）に示すように、前記押圧部材２４が前記受圧壁３８に当接し、これを上方へ押圧するようになると、可動隔壁３３の第２の逆止弁４９の弾発力に抗して作動油が第２の油室４５から第１の油室４４に流入し、可動隔壁３３がピストン１５とともに上方へ移動する。

この場合は、ピストン１５の第１の絞り７によって発生する減衰力と、可動隔壁３３の第２の絞り８によって発生する減衰力との総和からなる相対的に大きな減衰力が発生する。この伸長行程で油圧シリンダ６は、図３（ｃ）に示すように、可動隔壁３３の取付用部材３６がロッドカバー１３側に位置するストッパー１７に当接するまで伸長する。この伸長行程では、リバウンドスプリング１８が圧縮され、リバウンドスプリング１８によって緩衝されることにより、前記取付用部材３６が前記ストッパー１７に当たるときの衝撃が小さくなる。

油圧シリンダ６が前記延びきった状態から収縮する行程では、可動隔壁３３はリバウンドスプリング１８の弾発力によってピストン１５側に押し戻される。すなわち、ピストン１５が図３において下側へ高速で移動する場合、可動隔壁３３の移動速度は、リバウンドスプリング１８の弾発力の大きさに依存して決まり、移動初期には相対的に速く、弾発力の低下に伴って徐々に低下する。可動隔壁は、上記収縮行程においてはリバウンドスプリング１８の弾発力によって最終的に図３（ａ）に示す初期位置に戻される。このため、この収縮行程では、第１の絞り７を作動油が通過することによって相対的に小さな減衰力が発生する。

したがって、この実施の形態による油圧式減衰器２によれば、作動油が流れる絞りを選択するための弁を使用することなく、伸長時に相対的に大きな減衰力が発生するように減衰力の大きさを大小に切換えることができる。
したがって、この実施の形態による油圧式減衰器２によれば、延びきった状態に近くなるような伸長時に安定した減衰力が応答性よく発生するようになる。詳述すると、この油圧式減衰器２によれば、リバウンドスプリング１８の作動と同時に減衰力を増大させることができるようになり、しかも、製造時における寸法のばらつきや経時変化の影響もなく高い精度で所定の減衰力特性を得ることができる。

この実施の形態による油圧式減衰器２を使用して構成された車両は、コーナリング時などで車体の浮き上がる挙動が抑制されるとともに、減衰力が不足することに起因して不快な振動が発生したり、不安定な挙動をとることもない。
また、この実施の形態による油圧式減衰器２は、作動油が流れる絞りを選択するための弁を使用していないから、この弁を使用する従来の油圧式減衰器に較べて部品数を低減することができた。

この実施の形態による油圧式減衰器２の第１の絞り７と第２の絞り８とは、ピストン１５または可動隔壁３３に設けられた連通孔２９，３０，４６，４７の開口部を開閉する板ばね２５，２６，４１，４２によって構成されている。このため、これらの絞り７，８の減衰力は、板ばねの弾発力の大きさに対応して増減する。したがって、この実施の形態による油圧式減衰器２は、前記板ばねのばね定数、形状、大きさ、厚み、枚数などを変えることによって所望の減衰力特性を容易に得ることができる。
さらに、この実施の形態による油圧式減衰器２は、隔壁本体３７と板ばね２５，２６，４１，４２とを共締めによって取付用部材３６と支持部材３５とに固定することができるから、容易に組立てることができる。

本発明に係る車両用懸架装置の油圧式減衰器の縦断面図である。 要部を拡大して示す断面図である。 動作を説明するための構成図である。

符号の説明

２…油圧式減衰器、６…油圧シリンダ、７…第１の絞り、８…第２の絞り、１１…シリンダチューブ、１２…ヘッドカバー、１３…ロッドカバー、１４…ピストンロッド、１５…ピストン、２５，２６，４１，４２…板ばね、１８…リバウンドスプリング、２１…ヘッドカバー側油室、２２…ロッドカバー側油室、２４…押圧部材、２９，３０，４６，４７…連通孔、３１，４８…第１の逆止弁、３２，４９…第２の逆止弁、３３…可動隔壁、３４…円筒部、３５…支持部材、３６…取付用部材、３７…隔壁本体、３８…受圧壁、４４…第１の油室、４５…第２の油室。

Claims (3)

1. 車輪側と車体側との間に介装された油圧シリンダのピストンに設けられた減衰力発生用の第１の絞りと、前記油圧シリンダのロッドカバーに支持され前記ピストン側へ延びるリバウンドスプリングと、このリバウンドスプリングの先端部に支持された可動隔壁とを備え、この可動隔壁は、前記油圧シリンダのシリンダチューブとピストンロッドとにそれぞれ液密状態で移動自在に嵌合し、この可動隔壁によって画成された二つの油室を互いに連通する連通路と、この連通路に設けられた減衰力発生用の第２の絞りとを備えていることを特徴とする車両用懸架装置の油圧式減衰器。
2. 請求項１記載の車両用懸架装置の油圧式減衰器において、第１の絞りは、ピストンに設けられた連通路の開口部を開閉する板ばねによって構成され、第２の絞りは、可動隔壁に設けられた連通路の開口部を開閉する板ばねによって構成されている車両用懸架装置の油圧式減衰器。
3. 請求項２に記載した車両用懸架装置の油圧式減衰器において、可動隔壁は、ピストンロッドに移動自在に嵌合する円筒部を有しかつピストンと対向する受圧壁が形成された支持部材と、前記円筒部に一端部が螺着されるとともに他端部がリバウンドスプリングに取付けられた取付用部材と、前記円筒部の外周部分に嵌合するとともに油圧シリンダのシリンダチューブに嵌合する環状の隔壁本体とを備え、この隔壁本体の両側に第２の絞り用の板ばねを配設し、これらの板ばねと隔壁本体とを前記受圧壁と取付用部材とに挟持させてなる車両用懸架装置の油圧式減衰器。
   

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