JP2009150510A - 油圧緩衝器の減衰力調整構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 上下のバネにより挟み込まれるピストンをピストンケースに摺動可能に嵌挿し、このバネにより減衰バルブを押圧支持する油圧緩衝器において、バネ力を容易に調整し、減衰力の設定替えを容易にすること。
【解決手段】 ピストンロッド１３の挿入端に設けたピストンケース２２をシリンダ１２に摺動可能に嵌挿し、ピストンケース２２に設けた上下のバネ受２３、２４により上下のバネ２６、２７のそれぞれを支持し、上下のバネ２６、２７により挟み込まれるピストン２８をピストンケース２２に摺動可能に嵌挿し、ピストン２８の摺動によって加圧される一方の油室から他方の油室への油液の流れを上記バネ２６、２７により押圧支持されている減衰バルブ３３、３４により制御して減衰力を発生させる油圧緩衝器１０において、上下のバネ受２３、２４の少なくとも一方をピストンケース２２に対して移動可能にしたもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は油圧緩衝器の減衰力調整構造に関する。

油圧緩衝器として、特許文献１に記載の如く、シリンダの油室に油液を収容し、シリンダに挿入されたピストンロッドの挿入端に設けたピストンケースをシリンダに摺動可能に嵌挿し、ピストンケースに設けた上下のバネ受により上下のバネのそれぞれを支持し、上下のバネにより挟み込まれるピストンをピストンケースに摺動可能に嵌挿し、ピストンの摺動によって加圧される一方の油室から他方の油室への油液の流れを上記バネにより押圧支持されている減衰バルブにより制御して減衰力を発生させるものがある。

この油圧緩衝器では、ピストンロッドの高周波微小ストローク（ピストンロッドが微小ストローク、かつピストンロッド速度が高周波域）で、加圧された一方の油室の油圧によりピストンの背面側のバネを小ストロークだけ縮めてピストンを摺動させ、バネの小ストローク分の小バネ力により押圧されるに過ぎない減衰バルブによる発生減衰力を低くし、乗心地の向上を図る。

また、ピストンロッドの通常ストローク（ピストンロッド速度は低周波域〜高周波域）では、加圧された一方の油室の油圧によりピストンの背面側のバネを大ストローク縮めてピストンを摺動させ、バネの大ストローク分の大バネ力により押圧される減衰バルブによる発生減衰力を高くし、操安性の向上を図る。
特開平10-9325

しかしながら、油圧緩衝器では、減衰バルブを押圧するバネのバネ力を調整し、車種に応じて必要とされる減衰力を設定替えする必要がある。特許文献１に記載の油圧緩衝器では、バネを支持するバネ受がピストンケースに固定されており、バネ力を調整するには、ピストンケースに設けてあるバネ受を分解する必要があり、多大な手間がかかり、加えて仕様の異なるスプリングを製作する必要がある。

本発明の課題は、上下のバネにより挟み込まれるピストンをピストンケースに摺動可能に嵌挿し、このバネにより減衰バルブを押圧支持する油圧緩衝器において、バネ力を容易に調整し、減衰力の設定替えを容易にすることにある。

請求項１の発明は、シリンダの油室に油液を収容し、シリンダに挿入されたピストンロッドの挿入端に設けたピストンケースをシリンダに摺動可能に嵌挿し、ピストンケースに設けた上下のバネ受により上下のバネのそれぞれを支持し、上下のバネにより挟み込まれるピストンをピストンケースに摺動可能に嵌挿し、ピストンの摺動によって加圧される一方の油室から他方の油室への油液の流れを上記バネにより押圧支持されている減衰バルブにより制御して減衰力を発生させる油圧緩衝器の減衰力調整構造において、上下のバネ受の少なくとも一方をピストンケースに対して移動可能にしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ピストンケースに対するピストンの摺動ストロークを規制するストッパを設けてなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記ピストンの両側に減衰バルブを設けるようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記ピストンの一側に減衰バルブを設け、他側にチェックバルブを設けるようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記上下のバネのバネ定数を異ならせるようにしたものである。

（請求項１）
(a)上下のバネ受の少なくとも一方をピストンケースに対して移動可能にした。従って、バネ受の移動によりバネ力を容易に調整し、減衰力を容易に設定替えできる。減衰バルブを押圧支持しているバネのバネ力の設定を例えば大きくすると、高周波微小ストロークでの減衰バルブによる発生減衰力が早く、かつ高目に立上る。また、通常ストロークでの減衰バルブによる発生減衰力も高目になり、結果として、高周波微小ストロークから通常ストロークへの減衰力の推移が滑らかにつながり、異音発生を防止し、乗心地の向上を図ることができ、車種毎による減衰力特性の違いも同一のスプリングで対応できる。

（請求項２）
(b)ピストンケースに対するピストンの摺動ストロークを規制するストッパを設けた。従って、ピストンの大ストロークで、ピストンがストッパに突き当たった後、ピストンの摺動が停止せしめられるから、加圧された一方の油室の油圧によりピストンの背面側のバネを一層大きく縮めてそのバネ力を一層高くし、減衰バルブの発生減衰力を一層高くすることができる。

（請求項３）
(c)ピストンの両側に伸側減衰バルブと圧側減衰バルブを設けることにより、伸側減衰バルブを押圧するバネのバネ力を容易に調整し、伸側減衰力の設定替えを容易にし、かつ圧側減衰バルブを押圧するバネのバネ力を容易に調整し、圧側減衰力の設定替えを容易にする。

（請求項４）
(d)ピストンの一側に伸側減衰バルブと圧側減衰バルブの一方を設け、他側にチェックバルブを設けることにより、伸側減衰バルブを押圧するバネのバネ力を容易に調整し、伸側減衰力の設定替えを容易にし、又は圧側減衰バルブを押圧するバネのバネ力を容易に調整し、圧側減衰力の設定替えを容易にする。これにより、小ストロークから大ストローク時の減衰力変化率を伸側行程と圧側行程で別々に設定できる。

（請求項５）
(e)上下のバネのバネ定数を異ならせることにより、伸側行程で開く伸側バルブを押圧するバネのバネ力の調整度合と、圧側行程で開く圧側バルブを押圧するバネのバネ力の調整度合とを異ならせることができる。

図１は油圧緩衝器を示す模式断面図、図２は減衰力調整構造を示す断面図である。

減衰力調整式油圧緩衝器１０は、図１に示す如く、ダンパチューブ１１にシリンダ１２を内蔵した二重管からなる複筒式であり、油液を収容したシリンダ１２にピストンロッド１３を挿入し、ダンパチューブ１１の下部に車軸側取付部を備えるとともに、ピストンロッド１３の上部に車体側取付部１４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１５と、ピストンロッド１３の上端部の車体側取付部１４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１６を介装する。

油圧緩衝器１０は、シリンダ１２に挿入されるピストンロッド１３のためのロッドガイド１７、ブッシュ１８、オイルシール１９を、ダンパチューブ１１の上端加締部１１Ａとシリンダ１２の上端部の間に挟圧固定している。

減衰力調整式油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置２０とボトムバルブ装置４０を有する。ピストンバルブ装置２０とボトムバルブ装置４０は、ピストンロッド１３のシリンダ１２への挿入端に設けた後述するピストンケース２２及びピストン２８がシリンダ１２内を移動することによって生ずる油液の流れを制御して減衰力を発生させ、それらが発生する減衰力により、懸架ばね１６による衝撃力の吸収に伴うピストンロッド１３の伸縮振動を制振する。

（ピストンバルブ装置２０）
ピストンバルブ装置２０は、図２に示す如く、シリンダ１２に挿入されたピストンロッド１３の挿入端に螺子部２１を有し、螺子部２１の外周にピストンケース２２を挿着し、これを螺子部２１に螺着されるナット２１Ａにより螺子部２１の基端段差部との間に挟圧固定する。ピストンケース２２は有天筒状のカップ体をなし、シリンダ１２に摺動可能に嵌挿される。ピストンケース２２の外周に被着されているピストンケースリング２２Ａをシリンダ１２の内周に摺接する。

このとき、ピストンケース２２は天面部分を上バネ受２３とし、下端開口に下バネ受２４とロックナット２５を螺着して備える。下バネ受２４は、ロックナット２５の締め込みによってピストンケース２２に固定化されるとともに、ロックナット２５を緩めることによってピストンケース２２に対して螺動されて適宜位置に移動できる。上バネ受２３はピストンケース２２の筒軸方向に貫通する連絡孔２３Ａを備え、下バネ受２４とロックナット２５もピストンケース２２の筒軸方向に貫通する連絡孔２４Ａ、２５Ａを備える。

ピストンバルブ装置２０は、ピストンケース２２に設けた上下のバネ受２３、２４により上下のバネ（本実施例ではコイルバネ）２６、２７のそれぞれを支持し、上下のバネ２６、２７により挟み込まれるピストン２８をピストンケース２２にフローティング支持状態で摺動可能に嵌挿する。上下のバネ２６、２７のバネ定数は、例えば150N／mmの如くの大きなものが採用される。上下のバネ２６、２７のバネ定数は互いに異ならせることができる。また、上下のバネ２６、２７は、下バネ受２４の移動によって初期圧縮長を微調整され、その初期荷重（バネ力）を微調整でき、例えば50Nの如くの小バネ力に設定して用いられる。ピストン２８の外周に被着されているピストンリング２８Ａをピストンケース２２の内周に摺接する。

このとき、ピストン２８は、シリンダ１２内（連絡孔２３Ａ、２４Ａ、２５Ａによりシリンダ１２内に常時連通するピストンケース２２の内部空間を含む）を、ピストンロッド１３が収容されるロッド側室１２Ａと、ピストンロッド１３が収容されないピストン側室１２Ｂに区画する。ピストン２８は、ロッド側室１２Ａとピストン側室１２Ｂを連通する伸側流路３１と圧側流路３２を設け、伸側流路３１を開閉するディスクバルブ状の伸側減衰バルブ３３をピストン側室１２Ｂに臨む端面に設け、圧側流路３２を開閉するディスクバルブ状の圧側減衰バルブ３４をロッド側室１２Ａに臨む端面に設ける。即ち、ピストン２８はピストンボルト２９に挿着され、ピストンボルト２９の上端フランジ２９Ａとピストン２８のロッド側室１２Ａに臨む端面との間に、圧側減衰バルブ３４、バルブ押えガイド３５が挟圧されて配置され、圧側減衰バルブ３４のバルブ押え３４Ａがバルブ押えガイド３５の外周にスライド可能に装填される。ピストンボルト２９の下端螺子部２９Ｂに螺着されたナット３０とピストン２８のピストン側室１２Ｂに臨む端面との間に、伸側減衰バルブ３３、バルブ押えガイド３６が挟圧されて配置され、伸側減衰バルブ３３のバルブ押え３３Ａがバルブ押えガイド３６の外周にスライド可能に装填される。

従って、ピストンバルブ装置２０は、上下のバネ２６、２７によりピストン２８を自由状態から上下にフローティング自在に支持するとともに、下バネ２７によりバルブ押え３３Ａを介して伸側減衰バルブ３３を押圧支持し、上バネ２６によりバルブ押え３４Ａを介して圧側減衰バルブ３４を押圧支持する。そして、下バネ受２４のピストンケース２２に対する螺動によって上下のバネ２６、２７の初期荷重を前述の如くに微調整でき、上下のバネ２６、２７が伸側減衰バルブ３３、圧側減衰バルブ３４に加えるプリセット荷重、ひいてはそれらによる減衰力特性も設定替えできる。

ピストンバルブ装置２０は、ピストンロッド１３の伸長時には、ロッド側室１２Ａの油液が昇圧してピストン２８をピストンケース２２に対する下方（ピストン側室１２Ｂの側）へ摺動させ、下バネ２７を縮めながら、伸側減衰バルブ３３を撓み変形させて開き、ピストン側室１２Ｂに流出し、伸側減衰力を発生させる。また、ピストンロッド１３の圧縮時には、ピストン側室１２Ｂの油液が昇圧してピストン２８をピストンケース２２に対する上方（ロッド側室１２Ａの側）へ摺動させ、上バネ２６を縮めながら、圧側減衰バルブ３４を撓み変形させて開き、ロッド側室１２Ａに流出し、圧側減衰力を発生させる。

ピストンバルブ装置２０は、ピストンケース２２に対するピストン２８の摺動ストロークを規制する上下のストッパ３７、３８を設けてある。ピストン２８の図２に示す自由状態からの伸側ストロークＡは、ピストンボルト２９の下端面が下バネ受２４の上端面たる下ストッパ３８に衝合して規制される。ピストン２８の図２に示す自由状態からの圧側ストロークＢは、ピストンボルト２９の上端面がピストンロッド１３の下端面たる上ストッパ３７に衝合して規制される。尚、ピストン２８の自由状態からの伸側ストロークは、下バネ２７の密着によっても規制でき、ピストン２８の自由状態からの圧側ストロークは上バネ２６の密着によっても規制できる。

（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１２Ｃとし、このリザーバ室１２Ｃ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、シリンダ１２の内部のピストン側室１２Ｂとリザーバ室１２Ｃとを仕切るボトムピース４１をシリンダ１２の下端部とダンパチューブ１１の底部との間に配置し、ダンパチューブ１１の底部とボトムピース４１の間の空間をボトムピース４１に設けた流路によりリザーバ室１２Ｃに連絡可能にする。

ボトムバルブ装置４０は、ボトムピース４１に設けた圧側流路４１Ａと伸側流路（不図示）をそれぞれ開閉するボトムバルブとしての、ディスクバルブ４２とチェックバルブ４３を備える。

そして、伸長時には、シリンダ１２から退出するピストンロッド１３の退出容積分の油が、チェックバルブ４３を押し開き、リザーバ室１２Ｃからボトムピース４１の伸側流路（不図示）経由でピストン側室１２Ｂに補給される。圧縮時には、シリンダ１２に進入するピストンロッド１３の進入容積分の油が、ピストン側室１２Ｂからボトムピース４１の圧側流路４１Ａを通ってディスクバルブ４２を撓み変形させて開き、リザーバ室１２Ｃへ押出され、圧側減衰力を得る。

尚、油圧緩衝器１０にあっては、シリンダ１２のロッド側室１２Ａに位置するピストンロッド１３まわりで、ピストンケース２２の側（下側）に固定されたリバウンドシート４６の上に、ピストンロッド１３の伸切り時（油圧緩衝器１０の最伸長状態）に圧縮変形せしめられるリバウンドラバー４７を備えている。

しかるに、油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置２０を前述の如くに備えるから、伸側減衰力と圧側減衰力を以下の如くに制御する。

(1)伸側行程
(1-1)高周波微小ストローク
ピストンロッド１３及びピストンケース２２が伸側方向へ移動する高周波微小ストローク（ピストンロッド１３が微小ストローク、かつピストンロッド１３の移動速度が高周波域）で、加圧されたロッド側室１２Ａの油圧によりピストン２８の背面側の下バネ２７を小ストロークだけ縮めてピストン２８を摺動させ、下バネ２７の小ストローク分の小バネ力により押圧されるに過ぎない伸側減衰バルブ３３による発生減衰力を低くし、乗心地の向上を図ることができる。

(1-2)通常ストローク
ピストンロッド１３の通常ストローク（ピストンロッド１３の移動速度は低周波域〜高周波域）では、加圧されたロッド側室１２Ａの油圧によりピストン２８の背面側の下バネ２７を大ストローク縮めてピストン２８を下ストッパ３８により規制されるまで摺動させ、下バネ２７の大ストローク分の大バネ力により押圧される伸側減衰バルブ３３による発生減衰力を高くし、操安性の向上を図ることができる。

(2)圧側行程
(2-1)高周波微小ストローク
ピストンロッド１３及びピストンケース２２が圧側方向へ移動する高周波微小ストローク（ピストンロッド１３が微小ストローク、かつピストンロッド１３の移動速度が高周波域）で、加圧されたピストン側室１２Ｂの油圧によりピストン２８の背面側の上バネ２６を小ストロークだけ縮めてピストン２８を摺動させ、上バネ２６の小ストローク分の小バネ力により押圧されるに過ぎない圧側減衰バルブ３４による発生減衰力を低くし、乗心地の向上を図ることができる。

(2-2)通常ストローク
ピストンロッド１３の通常ストローク（ピストンロッド１３の移動速度は低周波域〜高周波域）では、加圧されたピストン側室１２Ｂの油圧によりピストン２８の背面側の上バネ２６を大ストローク縮めてピストン２８を上ストッパ３７により規制されるまで摺動させ、上バネ２６の大ストローク分の大バネ力により押圧される圧側減衰バルブ３４による発生減衰力を高くし、操安性の向上を図ることができる。

上述(1)、(2)において、油圧緩衝器１０は、下バネ受２４の前述の螺動操作により、伸側減衰バルブ３３、圧側減衰バルブ３４を押圧する上下のバネ２６、２７の初期荷重を容易に微調整し、伸側減衰バルブ３３による伸側減衰力と圧側減衰バルブ３４による圧側減衰力を車種に応じて必要とされる特性に容易に設定替えできる。

従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)下バネ受２４をピストンケース２２に対して移動可能にした。従って、バネ受２４の移動によりバネ力を容易に調整し、減衰力を容易に設定替えできる。減衰バルブ３３、３４を押圧支持しているバネ２６、２７のバネ力の設定を例えば大きくすると、高周波微小ストロークでの減衰バルブ３３、３４による発生減衰力が早く、かつ高目に立上る。また、通常ストロークでの減衰バルブ３３、３４による発生減衰力も高目になり、結果として、高周波微小ストロークから通常ストロークへの減衰力の推移が滑らかにつながり、異音発生を防止し、乗心地の向上を図ることができ、車種毎による減衰力特性の違いも同一のスプリングで対応できる。

(b)ピストンケース２２に対するピストン２８の摺動ストロークを規制するストッパ３７、３８を設けた。従って、ピストン２８の大ストロークで、ピストン２８がストッパ３７、３８に突き当たった後、ピストン２８の摺動が停止せしめられるから、加圧された一方の油室１２Ａ、１２Ｂの油圧によりピストン２８の背面側のバネ２６、２７を一層大きく縮めてそのバネ力を一層高くし、減衰バルブ３３、３４の発生減衰力を一層高くすることができる。

(c)ピストン２８の両側に伸側減衰バルブ３３と圧側減衰バルブ３４を設けることにより、伸側減衰バルブ３３を押圧する下バネ２７のバネ力を容易に調整し、伸側減衰力の設定替えを容易にし、かつ圧側減衰バルブ３４を押圧する上バネ２６のバネ力を容易に調整し、圧側減衰力の設定替えを容易にする。

(d)上下のバネ２６、２７のバネ定数を異ならせることにより、伸側行程で開く伸側減衰バルブ３３を押圧する下バネ２７のバネ力の調整度合と、圧側行程で開く圧側減衰バルブ３４を押圧する上バネ２６のバネ力の調整度合とを異ならせることができる。例えば、圧側減衰バルブ３４を押圧支持する上バネ２６のバネ定数を小さく設定することにより、圧側減衰バルブ３４をチェックバルブとして機能させることもできる。

尚、本発明の実施にあっては、ピストンの一側に伸側減衰バルブと圧側減衰バルブの一方を設け、他側にチェックバルブを設けることにより、伸側減衰バルブを押圧するバネのバネ力を容易に調整し、伸側減衰力の設定替えを容易にし、又は圧側減衰バルブを押圧するバネのバネ力を容易に調整し、圧側減衰力の設定替えを容易にする。これにより、小ストロークから大ストローク時の減衰力変化率を伸側行程と圧側行程で別々に設定できる。

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は油圧緩衝器を示す模式断面図である。 図２は減衰力調整構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ 油圧緩衝器
１２ シリンダ
１２Ａ、１２Ｂ 油室
１３ ピストンロッド
２２ ピストンケース
２３ 上バネ受
２４ 下バネ受
２６ 上バネ
２７ 下バネ
２８ ピストン
３３ 伸側減衰バルブ
３４ 圧側減衰バルブ
３７、３８ ストッパ

Claims (5)

1. シリンダの油室に油液を収容し、
   シリンダに挿入されたピストンロッドの挿入端に設けたピストンケースをシリンダに摺動可能に嵌挿し、
   ピストンケースに設けた上下のバネ受により上下のバネのそれぞれを支持し、上下のバネにより挟み込まれるピストンをピストンケースに摺動可能に嵌挿し、ピストンの摺動によって加圧される一方の油室から他方の油室への油液の流れを上記バネにより押圧支持されている減衰バルブにより制御して減衰力を発生させる油圧緩衝器の減衰力調整構造において、
   上下のバネ受の少なくとも一方をピストンケースに対して移動可能にしたことを特徴とする油圧緩衝器の減衰力調整構造。
2. 前記ピストンケースに対するピストンの摺動ストロークを規制するストッパを設けてなる請求項１に記載の油圧緩衝器の減衰力調整構造。
3. 前記ピストンの両側に減衰バルブを設ける請求項１又は２に記載の油圧緩衝器の減衰力調整構造。
4. 前記ピストンの一側に減衰バルブを設け、他側にチェックバルブを設ける請求項１又は２に記載の油圧緩衝器の減衰力調整構造。
5. 前記上下のバネのバネ定数を異ならせる請求項１〜４のいずれかに記載の油圧緩衝器の減衰力調整構造。

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