JP2008057685A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧緩衝器において、開弁時の応力集中によるディスクバルブの損傷を防止する。
【解決手段】油液が封入されたシリンダ内に、ピストンロッド９が連結されたピストン８を摺動可能に嵌装する。シリンダ内のピストン８の摺動によって伸び側油路１１に生じる油液の流れをオリフィス１７Ａ及びメインディスク１７によって制御して減衰力を発生させる。メインディスク１７は、開弁する際、先ず異形ディスク１９を支点として撓み、次いで他の部分が異形ディスク１９と共に撓むので、一気に開弁することなく、徐々に開弁することになり、減衰力の急激な変化を抑制して騒音の発生及び乗り心地の悪化を防止することができる。メインディスク１７は、撓みが大きくなると、撓み制限ディスク２０の突出部２５に当接して撓みが制限されるので、異形ディスク１９による支点部分に応力が集中するのを防止してメインディスク１７の耐久性を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置等に使用される油圧緩衝器に関するものである。

一般的に自動車のサスペンション装置に使用される筒型の油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダ内に、ピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、シリンダ内のピストンの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等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。このとき、図６中に二点差線で示すように、ピストン速度の低速域では、オリフィスによってピストン速度の２乗にほぼ比例するオリフィス特性の減衰力（図６中に（１）で示す）が発生し、ピストン速度が上昇すると、ディスクバルブが開弁して、ピストン速度にほぼ比例するバルブ特性の減衰力（図６中に（２）で示す）が発生する。

しかしながら、上記従来の油圧緩衝器では、ディスクバルブは、均一にシート部に押圧されているため、油液の圧力が開弁圧力に達すると、一気に開弁することになり、急激な圧力の変動（図６中に（３）で示す）を生じて、騒音を発生したり、オリフィス特性からバルブ特性への減衰力の急激な変化によって車両の乗り心地を悪化させたりするという問題がある。

そこで、例えば特許文献１に記載されているように、複数積層された円板状のディスクバルブの間に、円板の直径方向の両端部を平行な直線で切り取った２面取り形状（特許文献１の第４ａ図参照）の変形シートを介装したものが提案されている。これにより、ディスクバルブが開弁する際、先ず、変形シートの直線部分を支点としてディスクバルブが撓み始める、その後、徐々に全周が撓むように開弁するので、急激な圧力の変動を抑制して図６中実線で示すようにオリフィス特性からバルブ特性へ減衰力特性を円滑に移行（図６中に（４）で示す）することができ、騒音の発生及び乗り心地の悪化を防止することができる。
実開昭６０−９９３４１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されているように複数積層されたディスクバルブの間に変形シートを介装した油圧緩衝器では次のような問題がある。ディスクバルブが変形シートの直線部を支点として撓む際に、この支点部分に応力が集中することになるため、ピストン速度の高速域で連続作動した場合、繰返し荷重によってディスクバルブが破損する虞がある。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、開弁時の応力集中によるディスクバルブの損傷を防止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、一端部が該ピストンに連結され他端部が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって油液の流れを生じる油路と、該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は、前記油路を開閉するメインディスクと、該メインディスクの背部に積層され、切欠を有して前記メインディスクの撓みの支点を形成する異形ディスクと、前記異形ディスクの背部に積層され、前記異形ディスクの切欠に対応する部位に前記メインディスクの背部に対向する凸部が形成された撓み制限ディスクとを含むことを特徴とする。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器は、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、一端部が該ピストンに連結され他端部が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって油液の流れを生じる油路と、該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は、前記油路を開閉するメインディスクと、該メインディスクの背部に積層され、切欠を有して前記メインディスクの撓みの支点を形成する異形ディスクと、前記異形ディスクの背部に積層され前記メインディスクの撓みを規制する撓み制限ディスクとを含み、前記メインディスクの前記異形ディスクの切欠に対応する部位に、前記撓み制限ディスクに隙間をもって対向する凸部が形成されてい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又は２の構成において、前記凸部は、前記メインディスクの最外周部から離れた内周側に配置されていることを特徴とする。
請求項４の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、前記凸部は円弧状の突出部であることを特徴とする。
請求項５の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、前記凸部は、１つ又は複数の点からなる突起部であ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、メインディスクは、開弁する際、先ず異形ディスクを支点として撓み、次いで他の部分が異形ディスクと共に撓むことによって徐々に開弁するので、油液の圧力の急激な変動を抑制して、騒音の発生及び減衰力の急激な変化を防止することができる。このとき、メインディスクは、異形ディスクを支点とする撓みが大きくなると、撓み制限ディスクの凸部に当接して、その後は撓み制限ディスクと共に撓むことになり、その撓みが制限される。これにより、メインディスクの異形ディスクによる支点部分に応力が集中するのを防止することができ、メインディスクの耐久性を高めることができる。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器によれば、メインディスクは、開弁する際、先ず異形ディスクを支点として撓み、次いで他の部分が異形ディスクと共に撓むことによって徐々に開弁するので、油液の圧力の急激な変動を抑制して、騒音の発生及び減衰力の急激な変化を防止することができる。このとき、メインディスクは、異形ディスクを支点とする撓みが大きくなると、凸部が撓み制限ディスクに当接して、その後は撓み制限ディスクと共に撓むことになり、その撓みが制限される。これにより、メインディスクの異形ディスクによる支点部分に応力が集中するのを防止することができ、メインディスクの耐久性を高めることができる。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器によれば、凸部が撓み制限ディスク又はメインディスクに当接した後、メインディスクは、更に、凸部を支点としても撓んで減衰力を発生することができる。
請求項４の発明に係る油圧緩衝器によれば、メインディスクは、撓み制限ディスクの円弧状の突出部に当接することによって撓みが制限される。
請求項５の発明に係る油圧緩衝器によれば、メインディスクは、撓み制限ディスクの１つ又は複数の点からなる突起部に当接することによって撓みが制限される。

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。
図７に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器１は、単筒式油圧緩衝器であり、有底円筒状のシリンダ２の開口部にロッドガイド３及びオイルシール４が取付けられ、シリンダ２内の底部側に、フリーピストン５が摺動可能に嵌装されている。シリンダ２内は、フリーピストン５によって底部側のガス室６と他端側の油室７とに画成されており、ガス室６には高圧ガスが封入され、油室７には油液が封入されている。

シリンダ２の油室７には、ピストン８が摺動可能に嵌装され、このピストン８によって、油室７内がシリンダ上室７Ａとシリンダ下室７Ｂとの２室に画成されている。ピストン８には、ピストンロッド９の一端がナット１０によって連結されており、ピストンロッド９の他端側は、ロッドガイド３及びオイルシール４に摺動可能かつ液密的に挿通されて外部へ延出されている。

ピストン８には、シリンダ上下室７Ａ、７Ｂ間を連通させる伸び側油路１１（油路）及び縮み側油路１２が設けられている。伸び側油路１１及び縮み側油路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及びディスクバルブ等からなる伸び側減衰力発生機構１３及び縮み側減衰力発生機構１４が設けられている。

次に、本発明の要部である伸び側減衰力発生機構１３について、図１乃至図４を参照して更に詳細に説明する。
図１に示すように、ピストン８のシリンダ下室７Ｂ側の端面には、内周側に環状の内周シート部１５が突出され、外周側に外周シート部１６が突出されており、これらの間に複数の伸び側油路１１（図１には１つのみ示す）が開口されている。内周シート部１５と外周シート部１６とは同心上に配置されて、ピストン８の端面からほぼ同じ高さ、あるいは、外周シート部１６が内周シート部１５よりも高く突出されている。

そして、大径のメインディスク１７の内周部がリテーナ１８を介して内側シート部１５に着座し、外周部が外側シート部１６に着座している。更に、メインディスク１７の背部に、異形ディスク１９、撓み制限ディスク２０、中径ディスク２１、小径ディスク２２、リテーナ２３及びストッパ２４が順次積層されて、これらは内側シート部１５とナット１０との間でクランプされている。

メインディスク１７の外周部には、シリンダ上下室７Ａ、７Ｂ間を常時連通させるオリフィス１７Ａ（切欠）が形成されている。異形ディスク１９は、円板の直径方向の両端部を平行な直線で切取った切欠を有する２面取り形状（小判形）であり、メインディスク１７は、開弁する際、先ず、異形ディスク１９の直線部分を支点として撓んでその部分の外周部が外側シート部１６からリフトし、次いで、他の部分が異形ディスク１９と共に撓んで全周が外側シート部１６からリフトする。

撓み制限ディスク２０は、メインディスク１７とほぼ同径であり、一対の円弧状の突出部２５（凸部）が同心上に直径方向に沿って配置されている。一対の突出部２５は、図４に示すように、異形ディスク１９の切欠部分に対応する部位でメインディスク１７の最外周部から離れた内周側に配置されている。突出部２５の突出高さＨ（図３参照）は、異形ディスク１９の板厚よりも小さく、メインディスク１７の背面に所定の隙間をもって対向するようになっている。撓み制限ディスク２０の突出部２５は、例えばプレス成形によって容易に成形することができる。

メインディスク１７、リテーナ１８、異形ディスク１９、撓み制限ディスク２０、中径ディスク２１、小径ディスク２２、リテーナ２３及びストッパ２４の板厚、積層枚数、直径、剛性等は所望する減衰力特性に応じて適宜変更することができる。

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９の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン８の摺動にともない、シリンダ上室７Ａの油液がピストン８の伸び側油路１１を通ってシリンダ下室７Ｂ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。また、縮み行程時には、シリンダ下室７Ｂの油液が縮み側油路１３を通ってシリンダ上室７Ａへ流れ、縮み側減衰力発生機構１４によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド９の侵入、退出による油室７の容積変化をフリーピストン５が移動してガス室６の高圧ガスを圧縮、膨張することによって補償する。

次に、本発明の要部である伸び側減衰力発生機構１３の作用について更に詳細に説明する。
伸び側減衰力発生機構１３では、ピストンロッド９の伸び行程時において、ピストン速度の低速域では、シリンダ上室７Ａ側の油液が伸び側油路１１からメインディスク１７のオリフィス１７Ａを通ってシリンダ下室７Ｂ側へ流れることによってオリフィス特性の減衰力が発生する。ピストン速度が上昇して、シリンダ上室７Ａ側の圧力がメインディスク１７の開弁圧力に達すると、メインディスク１７が開弁してバルブ特性の減衰力が発生する。

メインディスク１７は、開弁する際、先ず、異形ディスク１９の直線部分を支点として撓んでその部分の外周部が外側シート部１６からリフトし、次いで、他の部分が異形ディスク１９と共に撓んで全周が外側シート部１６からリフトする。これにより、メインディスク１７は、一気に開弁することなく、徐々に開弁することになるので、油液の圧力の急激な変動を抑制して、図６中に実線で示すように、オリフィス特性からバルブ特性へ減衰力特性を円滑に移行せることができ、騒音の発生及び乗り心地の悪化を防止することができる。

そして、図２に示すように、メインディスク１７は、異形ディスク１９の直線部分を支点とする撓みが大きくなると、撓み制限ディスク２０の突出部２５に当接して、その後は撓み制限ディスク２０と共に撓むことになり、その撓みが制限される。これにより、メインディスク１７の異形ディスク１９の直線部分による支点部分に応力が集中するのを防止することができ、メインディスク１７の耐久性を高めることができる。また、突出部２５がメインディスク１７の最外周部から離れた内周側に配置されているので、メインディスク１７は、突出部２５に当接して後、更に、突出部２５を支点としても撓んで減衰力を発生することができる。

上記実施形態に変形例として、図５に示すように、撓み制限ディスク２０に、円弧状の突出部２５を設ける代わりに、同心上に配置された１つ又は複数（図示のものでは異形ディスク１９の各切欠部分に対応して３つずつ合計６つ）の突起部２６（凸部）を設けてもよい。これにより、メインディスク１７が突起部２６に当接することによって、その撓みを制限することができ、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。このとき、突起部２６の数及び配置は、所望する特性に応じて適宜変更することができる。

また、上記実施形態の他の変形例として、図８に示すように、撓み制限ディスク２０に突出部２５を形成する代わりに、メインディスク１７の異形ディスク１９の切欠部分に対応する部位に撓み制限ディスク２０に隙間をもって対向する突出部２５と同様の突出部２７を形成するようにしてもよい。これにより、突出部２７が撓み制限ディスク２０に当接することにより、上記実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。同様に、図５に示す変形例に対して、突起部２６を撓み制限ディスク２０に設ける代わりに、メインディスク側に設けるようにしてもよい。

なお、上記実施形態及びその変形例では、一例として本発明をピストン８の伸び側減衰力発生機構１３に適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、縮み側減衰力発生機構１４にも同様に適用することができ、あるいは、複筒式油圧緩衝器のベースバルブ等の他のディスクバルブを用いた減衰力発生機構にも同様に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る油圧緩衝器の要部である伸び側減衰力発生機構においてメインディスクが閉弁した状態を拡大して示す縦断面図である。 図１に示す伸び側減衰力発生機構においてメインディスクが開弁した状態を拡大して示す縦断面図である。 図１の伸び側減衰力発生機構の撓み制限ディスクを拡大して示す縦断面図である 図１の伸び側減衰力発生機構の異形ディスク及び撓み制限ディスクを示す平面図である。 図１の伸び側減衰力発生機構の変形例を示す異形ディスク及び撓み制限ディスクの平面図である。 本発明の一実施形態に係る油圧緩衝器の減衰力特性を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係る油圧緩衝器を示す縦断面図である。 図１に示す伸び側減衰力発生機構の他の変形例の縦断面図である。

符号の説明

１ 油圧緩衝器、２ シリンダ、８ ピストン、９ ピストンロッド、１１ 伸び側油路（油路）、１３ 伸び側減衰力発生機構（ディスクバルブ）、１７ メインディスク、１９ 異形ディスク、２０ 撓み制限ディスク、２５ 突出部（凸部）、２６ 突起部（凸部）、２７ 突出部（凸部）

Claims (5)

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、一端部が該ピストンに連結され他端部が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって油液の流れを生じる油路と、該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は、前記油路を開閉するメインディスクと、該メインディスクの背部に積層され、切欠を有して前記メインディスクの撓みの支点を形成する異形ディスクと、前記異形ディスクの背部に積層され、前記異形ディスクの切欠に対応する部位に前記メインディスクの背部に隙間をもって対向する凸部が形成された撓み制限ディスクとを含むことを特徴とする油圧緩衝器。
2. 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、一端部が該ピストンに連結され他端部が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記シリンダ内の前記ピストンの摺動によって油液の流れを生じる油路と、該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は、前記油路を開閉するメインディスクと、該メインディスクの背部に積層され、切欠を有して前記メインディスクの撓みの支点を形成する異形ディスクと、前記異形ディスクの背部に積層され前記メインディスクの撓みを規制する撓み制限ディスクとを含み、前記メインディスクの前記異形ディスクの切欠に対応する部位に、前記撓み制限ディスクに隙間をもって対向する凸部が形成されていることを特徴とする油圧緩衝器。
3. 前記凸部は、前記メインディスクの最外周部から離れた内周側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の油圧緩衝器。
4. 前記凸部は円弧状の突出部であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の油圧緩衝器。
5. 前記凸部は、１つ又は複数の点からなる突起部であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の油圧緩衝器。

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