JP2007146947A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧縮ストロークの終端側で圧側減衰力を高める油圧緩衝器において、ピストンを大型化することなく、ピストンに圧側減衰バルブと伸側減衰バルブを簡易に設けること。
【解決手段】 油圧緩衝器１０において、シリンダ１１内のピストン側油室３８Ａに絞りバルブ６０を設置し、絞りバルブ６０は、ピストン３３の圧縮ストロークの終端側で、該ピストン３３に当接して押込まれるように弾発支持され、ピストン側油室３８Ａから圧側流路３９を経てピストンロッド側油室３８Ｂに連通する圧側通路面積を絞るもの。
【選択図】 図４

Description

本発明は油圧緩衝器に関する。

油圧緩衝器において、圧縮ストロークの終端側で圧側減衰力を高めるため、特許文献１に記載の如く、ピストンに摺動するスリーブを設け、シリンダ側に設けた位置検出スプリングを圧縮ストロークの終端側でスリーブに当て、スリーブの摺動によって圧側減衰バルブのポート面積を狭めるものがある。
特開昭55-40385

特許文献１の油圧緩衝器には以下の問題点がある。
(1)ピストンに摺動するスリーブを設けるものであるから、ピストンが大型になる。

(2)ピストンに摺動するスリーブを設けながら、ピストンに圧側減衰バルブと伸側減衰バルブを併せ設けるため、ピストンやピストンロッドに設けるそれらのバルブ構造や流路構造が極めて複雑になる。

本発明の課題は、圧縮ストロークの終端側で圧側減衰力を高める油圧緩衝器において、ピストンを大型化することなく、ピストンに圧側減衰バルブと伸側減衰バルブを簡易に設けることにある。

請求項１の発明は、シリンダ内に挿入したピストンロッドに支持したピストンによりシリンダ内にピストンロッド側油室とピストン側油室を区画し、ピストンに圧側流路と伸側流路を形成し、圧側流路に圧側減衰バルブを、伸側流路に伸側減衰バルブを設けてなる油圧緩衝器において、シリンダ内のピストン側油室に絞りバルブを設置し、絞りバルブは、ピストンの圧縮ストロークの終端側で、該ピストンに当接して押込まれるように弾発支持され、ピストン側油室から圧側流路を経てピストンロッド側油室に連通する圧側通路面積を絞るようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記絞りバルブが、シリンダの内周を摺動するスリーブ状をなし、シリンダ側に背面支持された弾発体によりピストンの側に向けて突出する方向に弾発されるとともに、シリンダ側に固定されたストッパカラーによりその突出端位置を規制され、圧縮ストローク中のピストンとその突出端位置で当接開始するようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、前記スリーブ状絞りバルブがシリンダの内周との間に区画する環状間隙に、前記弾発体を格納してなるようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記絞りバルブが、ピストンに当接した状態で、伸側減衰バルブの外周との間に環状絞り通路を形成する絞り部を先端側内周に備えるようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項４の発明において更に、前記絞りバルブが、絞り部に続く反ピストン側の内周に、該絞り部より大径の伸側通路確保用の環状溝を備えるようにしたものである。

（請求項１）
(a)シリンダ内に設置した絞りバルブが、ピストンの圧縮ストロークの終端側で、ピストン側油室から圧側流路を経てピストンロッド側油室に連通する圧側通路面積を絞り、圧側減衰力を高める。このとき、絞りバルブはシリンダ側に設け、ピストンに設けるものでないから、ピストンが大型化しない。

(b)ピストンに絞りバルブを設けないから、ピストンの両面に圧側減衰バルブと伸側減衰バルブを簡易に設ける等、ピストンに設けるバルブ構造や流路構造を簡易にできる。

（請求項２）
(c)絞りバルブを弾発かつ位置規制する弾発体とストッパカラーをシリンダ側に設けたから、絞りバルブの周辺構造を簡素化できる。

（請求項３）
(d)スリーブ状絞りバルブがシリンダの内周との間に区画する環状間隙に、弾発体を格納したから、圧縮ストロークでピストン側油室に進入してくるピストンロッドが弾発体と干渉する等がなく、弾発体の作動性を損なうことがない。

（請求項４）
(e)絞りバルブがピストンに当接した状態で、伸側減衰バルブの外周との間に環状絞り通路を形成する絞り部を先端側内周に備えるようにしたから、ピストン側油室から圧側流路を経てピストンロッド側油室に連通する圧側通路面積を簡易に形成できる。

（請求項５）
(f)絞りバルブが絞り部に続く反ピストン側の内周に、該絞り部より大径の伸側通路確保用の環状溝を備えるようにしたから、圧縮ストロークから切換わる伸長ストロークの始端側で、伸側減衰バルブが開弁したとき、絞りバルブが未だピストンに当接していても、ピストンロッド側油室から伸側流路を経てピストン側油室に連通する伸側通路面積を、絞りバルブの内周が絞る如くがない。

図１は油圧緩衝器の最伸長ストロークを示す断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は油圧緩衝器の中間ストロークを示す断面図、図４は図３の要部拡大断面図、図５は油圧緩衝器の最圧縮ストロークを示す断面図、図６は図５の要部拡大断面図、図７はピストンを示し、図８のVII−VII線に沿う断面図、図８はピストンのピストン側室に臨む端面を示す端面図、図９はピストンのピストンロッド側油室に臨む端面を示す端面図、図１０はセパレータを示す断面図、図１１はブラダを示す断面図、図１２はストッパカラーを示す断面図、図１３は絞りバルブを示す断面図である。

油圧緩衝器１０は、図１〜図６に示す如く、シリンダ１１に中空ピストンロッド１２を挿入し、シリンダ１１とピストンロッド１２の外側部に不図示の懸架スプリング１３を介装する。

シリンダ１１は車体側取付部材１４を備え、ピストンロッド１２にロックナット１６とともに車軸側取付部材１５を備える。

シリンダ１１はピストンロッド１２が貫通するロッドガイド２１を備える。ロッドガイド２１は、Ｏリング２２を介してシリンダ１１に液密に装着されるとともに、オイルシール２３、ブッシュ２４、ダストシール２５を備える内径部にピストンロッド１２を液密に摺動自在としている。尚、シリンダ１１は、ロッドガイド２１の外側に圧側バンパ２６を備え、車軸側取付部材１５に取着したバンプストッパキャップ２７Ａによりバックアップされるバンパストッパ２７をピストンロッド１２に拘着させ、最圧縮時に、バンパストッパ２７に圧側バンパ２６を衝合して最圧縮ストロークを規制可能としている。また、シリンダ１１は、ロッドガイド２１の内側にワッシャ２８Ａ、伸側バンプラバー２８を備えている。

油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置（圧側及び伸側減衰力発生装置）３０を有している。油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置３０が発生する減衰力により、懸架スプリング１３による衝撃力の吸収に伴うシリンダ１１とピストンロッド１２の伸縮振動を抑制する。

ピストンバルブ装置３０は、シリンダ１１に挿入されたピストンロッド１２の端部にバルブストッパ３１、圧側減衰バルブ３２、ピストン３３、伸側減衰バルブ３４、バルブストッパ３５を装着し、これらをナット３６で固定してある。圧側減衰バルブ３２と伸側減衰バルブ３４のそれぞれは、複数枚の互いに外径を異にするディスクを積層した積層板バルブからなる。

ピストン３３は、外周部に備えたＯリング３７Ａ、ピストンリング３７Ｂを介してシリンダ１１の内部を液密に摺接し、シリンダ１１の内部をピストンロッド１２が収容されないピストン側油室３８Ａと、ピストンロッド１２が収容されるピストンロッド側油室３８Ｂとに区画する。ピストン３３は、図７〜図９に示す如く、圧側減衰バルブ３２を備えてピストン側油室３８Ａとピストンロッド側油室３８Ｂとを連通可能とする圧側流路３９と、伸側減衰バルブ３４を備えてピストン側油室３８Ａとピストンロッド側油室３８Ｂとを連通可能とする伸側流路４０とを備える。

また、ピストンバルブ装置３０は、減衰力調整装置４１を有している。
減衰力調整装置４１は、ピルトンロッド１２にピストン側油室３８Ａとピストンロッド側油室３８Ｂを連通可能とするバイパス流路４２を形成し、このバイパス流路４２をピストン側油室３８Ａに開口する縦孔とピストンロッド側油室３８Ｂに開口する横孔により形成している。減衰力調整装置４１は、バイパス流路４２の縦孔の開放端に弁シートを設け、弁シートに臨むニードル弁４３Ａを先端に形成したプッシュロッド４３を、ピストンロッド１２の中空部に軸方向進退自在に、且つＯリングを介して液密に挿入し、ニードル弁４３Ａにより弁シートの開口面積を調整可能とする。

プッシュロッド４３は、その基端部をピストンロッド１２から取付部材１５の側に延在している。そして、プッシュロッド４３は、ピストン側油室３８Ａの油圧に基づくスラスト力により、その基端部をアジャストロッド４４に当接する方向に突出せしめられている。

アジャストロッド４４は、ピストンロッド１２の外端部に固定されている取付部材１５に設けられ、プッシュロッド４３の軸方向に交差する方向に穿設された装着孔に螺着されて外部から螺動操作可能に支持され、プッシュロッド４３の基端部に直接当接して該プッシュロッド４３を軸方向に進退させ、プッシュロッド４３のニードル弁４３Ａによりバイパス流路４２の弁シートの開口面積を調整し、伸び側減衰力を調整可能とする。

また、油圧緩衝器１０は、図１〜図６に示す如く、シリンダ１１のピストン側油室３８Ａに対し体積補償室５０を区画するセパレータ５１を備える。セパレータ５１は、図１０に示す如くに構成され、シリンダ１１の内径に設けた突条部５２に保持される。体積補償室５０は、油溜室５０Ａと、この油溜室５０Ａと可動隔壁部材５４により区画される気体室５０Ｂとからなり、ピストン側油室３８Ａと油溜室５０Ａとを連通するオリフィス孔５５がセパレータ５１の中心軸上に穿設されている。可動隔壁部材５４は図１１に示す如くのブラダからなるが、フリーピストンでも良い。

従って、油圧緩衝器１０は以下の如くに減衰作用を行なう。
（圧縮時）
ピストン側油室３８Ａの油が圧側流路３９を通ってロッド側油室３８Ｂに流れ、この油が圧側バルブ３２を撓み変形させて圧側の減衰力を得る。これに続き、シリンダ１１に進入したピストンロッド１２の進入容積分の油が余剰になり、この余剰油がピストン側油室３８Ａからセパレータ５１のオリフィス孔５５を通って体積補償室５０の油溜室５０Ａに排出されるものとなる。

（伸長時）
シリンダ１１とピストンロッド１２の相対速度が低速のとき、ロッド側油室３８Ｂの油がプッシュロッド４３のニードル弁４３Ａにより開度調整されているピストンロッド１２のバイバス流路４２を通ってピストン側油室３８Ａに流れ、この間のニードル弁４３Ａによる絞り抵抗により伸側減衰力を得る。また、シリンダ１１とピストンロッド１２の相対速度が中高速のとき、ロッド側油室３８Ｂの油が伸側流路４０を通り、伸側バルブ３４を撓み変形させてピストン側油室３８Ａへ流れ、伸側の減衰力を得る。そしてこのとき、シリンダ１１から退出するピストンロッド１２の退出体積分の油が不足し、この不足油が体積補償室５０の油溜室５０Ａからセパレータ５１のオリフィス孔５５を通ってピストン側油室３８Ａへ速やかに補給される。

これらの圧側と伸側の減衰力により、油圧緩衝器１０の伸縮振動が抑制される。
尚、油圧緩衝器１０の最圧縮時には、シリンダ１１の側のバンパ２６とピストンロッド１２の側のバンパストッパ２７との衝合により最圧縮時の緩衝作用を果たす。また、油圧緩衝器１０の最伸長時には、シリンダ１１の側のバンパラバー２８とピストンロッド１２の側のバルブストッパ３１との衝合により、伸び切り時の緩衝作用を果たす。

しかるに、油圧緩衝器１０は、圧縮ストロークの終端側で圧側減衰力を高めるため、以下の構成を有する。

油圧緩衝器１０は、図１〜図６に示す如く、シリンダ１１内のピストン側油室３８Ａに絞りバルブ６０を設置してある。絞りバルブ６０は、ピストン３３の圧縮ストロークの周端側の一定範囲（図３、図４の中間ストロークから図５、図６の最圧縮ストロークまでの範囲）で、ピストン３３のピストン側油室３８Ａに臨む外周側端面に当接して押込まれるように弾発支持され、ピストン側油室３８Ａから圧側流路３９、圧側減衰バルブ３２を経てピストンロッド側油室３８Ｂに連通する圧側通路面積を絞り、圧側減衰力を高める。

絞りバルブ６０は、シリンダ１１の内周を摺動するスリーブ状をなし、セパレータ５１側に背面支持されたコイルスプリングからなる弾発体８０によりピストン３３の側に向けて突出する方向に弾発されるとともに、セパレータ５１側に固定されたストッパカラー７０によりその突出端位置を規制され、圧縮ストローク中のピストン３３の上述した外周側端面とその突出端位置で当接開始する。

具体的には、絞りバルブ６０は、図１３に示す如く、円筒体６１の一端部に外径を拡径したスライド部６２を形成し、他端部に内径を縮径したストッパ部６３を形成する。ストッパカラー７０は、図１２に示す如く、円筒体７１の一端部に外径を拡径したストッパ部７２を形成し、他端部に内周にねじ部７３を形成する。そして、シリンダ１１の突条部５２にかしめ固定されて保持される前述のセパレータ５１のピストン側油室３８Ａに臨んで突出する環状突部５１Ａの外周ねじ部にストッパカラー７０のねじ部７３を螺着する。このとき、ストッパカラー７０の円筒体７１の外周側に絞りバルブ６０の円筒体６１の内周側を嵌合し、絞りバルブ６０のスライド部６２をシリンダ１１の内周に摺接せしめる。更にこのとき、絞りバルブ６０の円筒体６１とストッパカラー７０の円筒体７１がシリンダ１１の内周との間に区画する環状間隙８１内で、セパレータ５１の環状突部５１Ａが突出する基端面と絞りバルブ６０のスライド部６２の段差面（スライド部６２が円筒体６１の外周に対してなす段差面）との間に、弾発体８０を弾発状態で格納する。弾発体８０によりピストン３３の側に向けて突出する方向に弾発されている絞りバルブ６０は、絞りバルブ６０のストッパ部６３をストッパカラー７０のストッパ部７２に係止させる状態で、その突出端位置を規制される。絞りバルブ６０の円筒体６１とストッパカラー７０の円筒体７１はそれぞれ油孔６１Ａ、７１Ａを穿設され、それらが区画する環状間隙８１をピストン側油室３８Ａに連通し該ピストン側油室３８Ａの一部とする。

絞りバルブ６０は、圧縮ストロークの終端側でピストン３３の前述した外周側端面に当接して押込まれる状態で、図３〜図６に示す如く、伸側減衰バルブ３４の外周との間に環状絞り通路６４Ａを形成する絞り部６４をスライド部６２の先端側内周に備え、結果としてピストン側油室３８Ａから圧側流路３９、圧側減衰バルブ３２を経てピストンロッド側油室３８Ｂに連通する圧側通路面積を絞る。但し、絞りバルブ６０は、ピストン３３の外周側端面に開口する圧側流路３９の入口面積を絞る絞り部を先端面に備えることにて、ピストン側油室３８Ａから圧側流路３９、圧側減衰バルブ３２を経てピストンロッド側油室３８Ｂに連通する圧側通路面積を絞るものとしても良い。

絞りバルブ６０は、絞り部６４に続く反ピストン側の内周に、絞り部６４より大径の伸側通路確保用の環状溝６５を備える。環状溝６５は伸側減衰バルブ３４の背面に臨み、伸側減衰バルブ３４が開弁したときに伸側通路面積を確保する。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)シリンダ１１内に設置した絞りバルブ６０が、ピストン３３の圧縮ストロークの終端側で、ピストン側油室３８Ｂから圧側流路３９を経てピストンロッド側油室３８Ｂに連通する圧側通路面積を絞り、圧側減衰力を高める。このとき、絞りバルブ６０はシリンダ１１側に設け、ピストン３３に設けるものでないから、ピストン３３が大型化しない。

(b)ピストン３３に絞りバルブ６０を設けないから、ピストン３３の両面に圧側減衰バルブ３２と伸側減衰バルブ３４を簡易に設ける等、ピストン３３に設けるバルブ構造や流路構造を簡易にできる。

(c)絞りバルブ６０を弾発かつ位置規制する弾発体８０とストッパカラー７０をシリンダ１１側に設けたから、絞りバルブ６０の周辺構造を簡素化できる。

(d)スリーブ状絞りバルブ６０がシリンダ１１の内周との間に区画する環状間隙８１に、弾発体８０を格納したから、圧縮ストロークでピストン側油室３８Ｂに進入してくるピストンロッド１２が弾発体８０と干渉する等がなく、弾発体８０の作動性を損なうことがない。

(e)絞りバルブ６０がピストン３３に当接した状態で、伸側減衰バルブ３４の外周との間に環状絞り通路６４Ａを形成する絞り部６４を先端側内周に備えるようにしたから、ピストン側油室３８Ｂから圧側流路３９を経てピストンロッド側油室３８Ｂに連通する圧側通路面積を簡易に形成できる。

(f)絞りバルブ６０が絞り部６４に続く反ピストン３３側の内周に、該絞り部６４より大径の伸側通路確保用の環状溝６５を備えるようにしたから、圧縮ストロークから切換わる伸長ストロークの始端側で、伸側減衰バルブ３４が開弁したとき、絞りバルブ６０が未だピストン３３に当接していても、ピストンロッド側油室３８Ｂから伸側流路４０を経てピストン側油室３８Ｂに連通する伸側通路面積を、絞りバルブ６０の内周が絞る如くがない。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１は油圧緩衝器の最伸長ストロークを示す断面図である。 図２は図１の要部拡大断面図である。 図３は油圧緩衝器の中間ストロークを示す断面図である。 図４は図３の要部拡大断面図である。 図５は油圧緩衝器の最圧縮ストロークを示す断面図である。 図６は図５の要部拡大断面図である。 図７はピストンを示し、図８のVII−VII線に沿う断面図である。 図８はピストンのピストン側室に臨む端面を示す端面図である。 図９はピストンのピストンロッド側油室に臨む端面を示す端面図である。 図１０はセパレータを示す断面図である。 図１１はブラダを示す断面図である。 図１２はストッパカラーを示す断面図である。 図１３は絞りバルブを示す断面図である。

符号の説明

１０ 油圧緩衝器
１１ シリンダ
１２ ピストンロッド
３２ 圧側減衰バルブ
３３ ピストン
３４ 伸側減衰バルブ
３８Ａ ピストン側油室
３８Ｂ ピストンロッド側油室
３９ 圧側流路
４０ 伸側流路
６０ 絞りバルブ
６４ 絞り部
６４Ａ 環状絞り通路
６５ 環状溝
７０ ストッパカラー
８０ 弾発体
８１ 環状間隙

Claims (5)

1. シリンダ内に挿入したピストンロッドに支持したピストンによりシリンダ内にピストンロッド側油室とピストン側油室を区画し、
   ピストンに圧側流路と伸側流路を形成し、圧側流路に圧側減衰バルブを、伸側流路に伸側減衰バルブを設けてなる油圧緩衝器において、
   シリンダ内のピストン側油室に絞りバルブを設置し、
   絞りバルブは、ピストンの圧縮ストロークの終端側で、該ピストンに当接して押込まれるように弾発支持され、ピストン側油室から圧側流路を経てピストンロッド側油室に連通する圧側通路面積を絞ることを特徴とする油圧緩衝器。
2. 前記絞りバルブが、シリンダの内周を摺動するスリーブ状をなし、シリンダ側に背面支持された弾発体によりピストンの側に向けて突出する方向に弾発されるとともに、シリンダ側に固定されたストッパカラーによりその突出端位置を規制され、圧縮ストローク中のピストンとその突出端位置で当接開始する請求項１に記載の油圧緩衝器。
3. 前記スリーブ状絞りバルブがシリンダの内周との間に区画する環状間隙に、前記弾発体を格納してなる請求項２に記載の油圧緩衝器。
4. 前記絞りバルブが、ピストンに当接した状態で、伸側減衰バルブの外周との間に環状絞り通路を形成する絞り部を先端側内周に備える請求項１〜３のいずれかに記載の油圧緩衝器。
5. 前記絞りバルブが、絞り部に続く反ピストン側の内周に、該絞り部より大径の伸側通路確保用の環状溝を備える請求項４に記載の油圧緩衝器。

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