JP2007120725A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧緩衝器において、減衰力特性の急激な変化を抑制して、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させる。
【解決手段】油液が封入されたシリンダ２内に、ピストンロッド６が連結されたピストン３を摺動可能に嵌装する。ピストン３に伸び側油液１１及びシート部２０を設け、シート部２０に、オリフィス１３Ｂを有するディスクバルブ１３Ａを着座させる。ピストン３に、ディスクバルブ１３Ａの外周部に対向する円弧状の絞り部２２を突出させる。ピストン速度の低速域においては、オリフィス１３Ｂによってオリフィス特性の減衰力を発生させ、ピストン速度の高速域においては、ディスクバルブ１３Ａを開弁させてバルブ特性の減衰力を発生させる。ディスクバルブ１３Ａの開弁時に、絞り部２２によって流路を絞ることにより、流路の急激な拡大による減衰力特性の急激な変化を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のサスペンション装置等に装着される油圧緩衝器に関するものである。

自動車のサスペンション装置に装着される従来の筒型油圧緩衝器の一例について、図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０及び図１１に示すように、油圧緩衝器１は、複筒式油圧緩衝器であって、シリンダ２の外周に外筒３が設けられ、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成された二重筒構造をなしている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装され、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン５には、ピストンロッド６の一端部がナット７に連結されており、ピストンロッド６の他端側は、シリンダ２および外筒３の上端部に装着されたロッドガイド８およびオイルシール９に挿通されて外部へ延出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ１０が設けられており、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ内には、油液が封入され、リザーバ４内には、油液およびガスが封入されている。

ピストン５には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通させる伸び側油路１１及び縮み側油路１２が設けられており、伸び側および縮み側油路１１、１２には、それぞれ、その油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディスクバルブからなる伸び側及び縮み側減衰力発生機構１３、１４が設けられている。また、ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる伸び側油路１５及び縮み側油路１６が設けられている。伸び側油路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への油液の流通のみを許容する逆止弁１７が設けられ、縮み側油路１６には、シリンダ下室２Ｂ側からリザーバ４側への油液の流通に抵抗を付与するオリフィスおよびディスクバルブからなる縮み側減衰力発生機構１８が設けられている。

これにより、ピストンロッド６の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン５の摺動にともない、シリンダ上室２Ａの油液がピストン５の伸び側油路１１を通ってシリンダ下室２Ｂへ流れ、伸び側減衰力発生機構１３によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド６がシリンダ２から退出した分の油液がリザーバ４からベースバルブ１０の逆止弁１７を開いてシリンダ下室２Ｂへ流れ、リザーバ４内のガスが膨張することによって、シリンダ２内の容積変化を補償する。

縮み行程時には、シリンダ２内のピストン５の摺動にともない、シリンダ下室２Ｂの油液がピストン５の縮み側油路１２を通ってシリンダ上室２Ａへ流れ、縮み側減衰力発生機構１４の流通抵抗によって減衰力が発生し、また、ピストンロッド６がシリンダ２内へ進入することによって、シリンダ下室２Ｂの油液がベースバルブ１０の縮み側油路１６を通ってリザーバ４へ流れ、縮み側減衰力発生機構１８の流通抵抗によって減衰力が発生し、これらの減衰力の合計が縮み行程時の減衰力となる。このとき、ピストンロッド６がシリンダ２内に侵入した分だけリザーバ４内のガスが圧縮されることによって、シリンダ内の容積変化を補償する。

次に、油圧緩衝器１の減衰力特性について、伸び側減衰力発生機構１３を例にとって図１１及び図１２を参照して説明する。
図１１に示すように、伸び側減衰力発生機構１３は、ピストン５のシリンダ下室２Ｂ側の端面に伸び側油路１１に対向させて積層された常閉のディスクバルブ１３Ａと、ディスクバルブ１３Ａの外周の一部を切欠いて形成したオリフィス１３Ｂとで構成されている。

この構成により、ピストン速度の低速域においては、シリンダ上室２Ａ側の油液がオリフィス１３Ｂを通ってシリンダ下室２Ｂ側へ流れることにより、ピストン速度の２乗にほぼ比例するオリフィス特性の減衰力が発生する（図１２の領域Ａ参照）。そして、図１２に示すように、ピストン速度の高速域においては、オリフィス１３Ｂの流通抵抗の増大によってシリンダ上室２Ａ側の油液の圧力が上昇し、ディスクバルブ１３Ａの開弁圧力に達し、ディスクバルブ１３Ａが開弁して油液の流路が拡大することにより、ピストン速度にほぼ比例するバルブ特性の減衰力が発生する（図１２の領域Ｂ参照）。これにより、ピストン速度の低速域においては適度な減衰力を発生させ、ピストン速度の高速域おいては過度の減衰力の増大を抑制することができ、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。

このように、シリンダ内のピストン摺動によって生じる油液の流動をオリフィス及びディスクバルブからなる減衰力発生機構によって制御して減衰力を発生させるようにした油圧緩衝器については、例えば特許文献１に記載されている。
特開２００４−１２５０２３号公報

しかしながら、上記従来の油圧緩衝器では、次のような問題がある。減衰力発生機構１３において、オリフィス特性（図１２の領域Ａ）からバルブ特性（図１２の領域Ｂ）に移行する際、すなわち、シリンダ上室２Ａ側の油液の圧力が上昇して、ディスクバルブ１３Ａが開弁する際、油液の流路が急激に拡大するため、急激な圧力変動が生じて減衰力特性が急激に変化する（図１２の開弁点Ｐ参照）。この減衰力特性の急激な変化が車両の乗り心地及び操縦安定性に悪影響を及ぼすことになる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、減衰力特性の急激な変化を抑制することができる油圧緩衝器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内のピストンの摺動によって油液が流通する油路と、前記油路の下流側に設けられた弁座と、前記弁座に離着座して前記油路の油液の流れを制御して減衰力を発生させるディスクバルブとを備えた油圧緩衝器において、
前記ディスクバルブの開弁時に、前記弁座と前記ディスクバルブとで形成される流路を絞る絞り部が設けられていることを特徴とする。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記絞り部は、前記弁座側に設けられており、前記ディスクバルブとの間に隙間を形成して流路を絞ることを特徴とする。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記絞り部は、前記ディスクバルブ側に設けられており、前記弁座との間に隙間を形成して流路を絞ることを特徴とする。

請求項１の発明に係る油圧緩衝器によれば、ディスクバルブの開弁時に絞り部が流路を絞るので、減衰力特性の急激な変化を抑制することができる。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器によれば、ディスクバルブの開弁時に、ディスクバルブと絞り部との間に形成される隙間によって流路を絞ることができる。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器によれば、ディスクバルブの開弁時に、絞り部と弁座との間に形成される隙間によって流路を絞ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、図１０及び図１１に示す従来例に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

本発明の第１実施形態について、図１乃至図３及び図９を参照して説明する。
図１乃至図３に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器１８では、ピストン３のシリンダ下室２Ｂ側（伸び側油路１１（油路）の下流側）の端面には、内周部が突出されて環状のボス部１９が形成され、また、外周部が突出されて環状のシート部２０（弁座）が形成されている。ボス部１９とシート部２０との間には、複数（図示のものでは４つ）の伸び側油路１１の開口部１１Ａが周方向に沿って等間隔で配置されている（図３参照）。そして、ディスクバルブ１３Ａの内周部がボス部１９及びナット７によってストッパリング２１と共にクランプされており、外周部がシート部２０に所定のセット荷重をもって着座している。複数（図示のものでは４つ）の縮み側油路１２の開口部１２Ａは、シート部２０の外周側に周方向に沿って等間隔で開口されている。縮み側油路１２の開口部１２Ａは、伸び側油路１１の開口部１１Ａの間の中央に等間隔で配置されている。

更に、ピストン３のシリンダ下室２Ｂ側の端面には、シート部２０の外周側に、シート部２０に着座するディスクバルブ１３Ａの外周に沿った円弧状の絞り部２２が突出されている。絞り部２２は、伸び側油路１１の開口部１１Ａの外周側で縮み側油路１２の開口部１２Ａの間の中央に等間隔で合計４つ配置されている。そして、ディスクバルブ１３Ａの開弁時に、ディスクバルブ１３Ａの外周部と絞り部２２の内周部との間に径方向の所定の隙間Ｃが形成されるようになっている。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
ピストンロッド６の伸び行程時に、シリンダ上室２Ａ側の油液の圧力がディスクバルブ１３Ａの開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１３Ａが撓んでシート部２０からリフトして開弁する。このとき、ディスクバルブ１３Ａの開弁初期において、シリンダ上室２Ａ側からシリンダ下室２Ｂ側への油液の流れは、ディスクバルブ１３Ａと絞り部２２との間の隙間Ｃによって絞られるので、その流路はディスクバルブ１３Ａの開弁にともなって徐々に拡大することになる。これにより、ディスクバルブ１３Ａの開弁時における油液の流路の急激な拡大を抑制することができ、減衰力特性の急激な変化を防止して、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。

油圧緩衝器１８の伸び側の減衰力特性を図９に示す。ディスクバルブ１３Ａが開弁して、オリフィス特性（図９の領域Ａ）からバルブ特性（図９の領域Ｂ）に移行する際の開弁初期（図９の領域Ｂ´）、ディスクバルブ１３Ａと絞り部２２との間の隙間Ｃによって流路を絞ることにより、減衰力特性を緩やか変化させることができ、乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。このとき、従来の油圧緩衝器に、絞り部２２を設けるだけでよいから、構造が簡単でコストもかからない。また、絞り部２２の突出高さ、周方向の長さ及び内周面の形状等を設計段階で設定して、ディスクバルブ１３Ａとの隙間Ｃを調整することにより、ディスクバルブ１３Ａの開弁時における減衰力特性の変動を制御することができる。

絞り部２２などの設定に際し、伸び側油路１１からシリンダ下室２Ｂに生じる油液の流れに対する最小面積が減衰力特性に影響するので、ディスクバルブ１３が開弁後直ぐに、隙間Ｃの面積が、隙間Ｃと対向する部分のディスクバルブ１３とシート部２０との間に形成される面積より小さくなるように設定する（開弁の瞬間は隙間Ｃの面積の方が当然大きい）。

なお、上記第１実施形態において、図４及び図５に示すように、絞り部２２をピストン３とは別部材としてピストン３に取付ける構造とすることもできる。これにより、共通のピストン３を使用して、絞り部２２のみを適宜変更することにより、異なる減衰力特性を得ることが可能となる。

次に、本発明の第２実施形態について、図６乃至図８を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施例に対して、同様の部分には同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。

本実施形態に係る油圧緩衝器２３では、上記第１実施形態のピストン３の絞り部２２の代わりに、ピストン３のシート部２０に着座するディスクバルブ１３Ａの外周部に絞り部２４が設けられている。絞り部２４は、ディスクバルブ１３Ａをプレス加工してシート部側へ円弧状に突出させたものであり、４つのオリフィス１３Ｂの間に円周方向に等間隔で合計４つ配置されている。そして、ディスクバルブ１３Ａの開弁時に、絞り部２４とシート部２０との間に径方向に所定の隙間が形成されるようになっている。

これにより、ディスクバルブ１３Ａの開弁時に、絞り部２４とシート部２０との間に形成される隙間によって油液の流れを絞ることにより、流路の急激な拡大を防止して、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器の要部の縦断面図である。 図１に示す油圧緩衝器のピストンの図３におけるＡ−Ａ線による縦断面図である。 図２に示すピストンの下面図である。 図１に示す油圧緩衝器の変形例に使用するピストンの図５におけるＢ−Ｂ線による縦断面図である。 図４に示すピストンの下面図である。 本発明の第２実施形態に係る油圧緩衝器の要部の縦断面図である。 図６に示す油圧緩衝器のディスクバルブの図８におけるＣ−Ｃ線による縦断面図である。 図６に示す油圧緩衝器のディスクバルブの下面図である。 図１に示す油圧緩衝器の伸び側の減衰力特性を示すグラフ図である。 従来の複筒式油圧緩衝器の縦断面図である。 図１０に示す油圧緩衝器のピストン部を拡大して示す縦断面図である。 図１０に示す油圧緩衝器の減衰力特性を示すグラフ図である。

符号の説明

２ シリンダ、３ ピストン、６ ピストンロッド、１１ 伸び側油路（油路）、１３Ａ ディスクバルブ、２０ シート部（弁座）、２２ 絞り部

Claims (3)

1. 油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内のピストンの摺動によって油液が流通する油路と、前記油路の下流側に設けられた弁座と、前記弁座に離着座して前記油路の油液の流れを制御して減衰力を発生させるディスクバルブとを備えた油圧緩衝器において、
   前記ディスクバルブの開弁時に、前記弁座と前記ディスクバルブとで形成される流路を絞る絞り部が設けられていることを特徴とする油圧緩衝器。
2. 前記絞り部は、前記弁座側に設けられており、前記ディスクバルブとの間に隙間を形成して流路を絞ることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
3. 前記絞り部は、前記ディスクバルブ側に設けられており、前記弁座との間に隙間を形成して流路を絞ることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
   

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