JP2009287748A - 流体圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】サクションバルブに起因する異音の発生および減衰力の応答遅れを防止した流体圧緩衝器を提供する。
【解決手段】サクションバルブ１７の弁動作に従動する摺動部材２０をバルブ本体８に固定したスリーブ１４に摺動可能に接触させてダンピング手段を構成した。これにより、摺動部材２０とスリーブ１４との間に発生する摩擦力をサクションバルブ１７に作用させることができ、サクションバルブ１７の異音（振動）を防止すると共に、サクションバルブ１７の閉じ遅れを回避して減衰力の応答性を確保することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体圧緩衝器の改良に関する。

自動車のサスペンション装置として使用されるダンパー（流体圧緩衝器）においては、伸び行程時にピストンバルブのみで減衰力を発生させ、縮み行程時にはピストンバルブとボトムバルブとの双方（又はボトムバルブのみ）で減衰力を発生させるものが知られている。このようなダンパーでは、伸び行程時に、サクションバルブが開弁してリザーバ室からシリンダ下室への油液の流通を許容するボトムバルブを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平３−２０１３３号公報

従来技術のダンパーでは、伸び行程から縮み行程に切り替わる時に、サクションバルブが閉じ遅れるために減衰力の応答遅れが発生することがあった。また、伸び行程時及び縮み行程時に、サクションバルブの振動に起因すると考えられる異音が発生することがあった。

そこで本発明は、異音の発生および減衰力の応答遅れを低減した流体圧緩衝器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の流体圧緩衝器は、ボトムバルブが、リザーバ室とシリンダ下室とを画成するバルブ本体と、該バルブ本体に設けられてリザーバ室とシリンダ下室とを連通する流路と、バルブ本体に設けられて流路が開口する着座面と、サクションバルブを着座面に向けて付勢する付勢手段と、サクションバルブの弁動作を減衰させるダンピング手段と、を含む。

本発明によれば、異音の発生および減衰力の応答遅れを低減した流体圧緩衝器を提供することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１および図２に基づき説明する。なお、第１実施形態では、自動車のサスペンション装置に使用されるツインチューブ式ダンパー１（流体圧緩衝器）を説明する。また、第１実施形態では、説明の便宜上、図１における上下方向をダンパー１の上下と規定する。

図１に示されるように、ダンパー１は、外筒２、内筒３およびリザーバ室４を有する。外筒２は、下端部が蓋体５によって閉塞される。内筒３は、外筒２に対して同軸配置されて内部に作動液（流体）が封入される。リザーバ室４は、外筒２と内筒３との間に設けられて内部に作動流体（非圧縮性流体）とガス（圧縮性流体）とが封入される。また、ダンパー１は、ピストンおよびピストンロッド（共に図示省略）を有する。ピストンは、内筒３に摺動可能に嵌装されて内筒３の内部をシリンダ上室（図示省略）とシリンダ下室６（縮み行程側圧力室）とに画成する。なお、ピストンには、伸び側減衰力を発生させる伸び側減衰力発生機構と、縮み側減衰力を発生させる縮み側減衰力発生機構と、からなるピストンバルブが構成される。

図１に示されるように、ダンパー１は、リザーバ室４とシリンダ下室６との間に設けられるボトムバルブ７を有する。ボトムバルブ７は、内筒３の下端開口部に嵌装されるバルブ本体８を有する。バルブ本体８は、下端部に形成されたフランジが、蓋体５によって支持される環状の支持部材９と内筒３の下端部とによって挟持される。バルブ本体８には、リザーバ室４とシリンダ下室６とを連通する伸び側流路１０と縮み側流路１１とが設けられる。伸び側流路１０は、バルブ本体８の外周縁部に複数個で環状に配設され、縮み側流路１１は、伸び側流路１０の内側に複数個で環状に配設される。また、ボトムバルブ７は、環形状のディスクバルブを複数枚重ねることで構成されて各縮み側流路１１のリザーバ室４側（図１における下側）の開口を閉塞するバルブ体１２を有する。さらに、ボトムバルブ７は、バルブ体１２およびバルブ本体８を軸方向（図１における上下方向）に貫通するピン１３を有する。バルブ体１２は、ピン１３の下端部に設けられたフランジとバルブ本体８の下部着座面との間に取り付けられる。

図１に示されるように、ボトムバルブ７は、ピン１３が軸方向へ貫通するスリーブ１４（被摺動部）を有する。スリーブ１４は、ピン１３の先端がかしめられることにより形成されたかしめ部１５によってバルブ本体８の上部に固定される。スリーブ１４の上端部にはフランジが形成されており、該フランジとかしめ部１５との間には、フランジの外径よりも大きい外径を有するワッシャ１６が介装される。ボトムバルブ７は、バルブ本体８の上部着座面側に軸方向（図１における上下方向）へ移動可能に設けられて各伸び側流路１０のシリンダ下室６側（図１における上側）の開口を閉塞するサクションバルブ１７を有する。サクションバルブ１７には、シリンダ下室６と縮み側流路１１とを連通する複数個の穴１９が配設される。

図１に示されるように、ボトムバルブ７は、サクションバルブ１７をバルブ本体８の上部着座面に向けて付勢するテーパー形状のコイルばね１８（付勢手段）を有する。図２にも示されるように、コイルばね１８は、小径側の上端部が、ワッシャ１６とスリーブ１４のフランジとによって形成される環形状の溝に係合されて、大径側の下端部がサクションバルブ１７上面に着座される。そして、サクションバルブ１７の上面には、環形状の摺動部材２０（従動部材）が接着等により固定される。摺動部材２０は、例えば、ゴム、プラスチックあるいはエラストマー等の比較的軟質の弾性体からなり、内周部がスリーブ１４の外周面に摺動可能に接触される。また、摺動部材２０は、軸断面が略平行四辺形に形成される。なお、第１実施形態においては、摺動部材２０をスリーブ１４（被摺動部）外周面に摺動可能に接触させることでダンピング手段が構成される。

次に、第１実施形態の作用を説明する。
まず、ダンパー１（流体圧緩衝器）の伸び行程時には、圧力室となるシリンダ上室の作動流体が加圧される。これにより、シリンダ上室の作動流体がピストンに設けられた伸び側流路を介してシリンダ下室６へ流通する。この時、ピストンに設けられた伸び側減衰力発生機構によって減衰力が発生する。同時に、ピストンロッドが退出したことに伴うシリンダ内部の容積変化に相当する量の作動流体が、リザーバ室４からボトムバルブ７の各伸び側流路１０を介してシリンダ下室６へ流通する。

ここで、サクションバルブ１７は、リザーバ室４からの作動流体の圧力を受けてコイルばね１８（付勢手段）を押し縮めながら持ち上げられて開弁するが、第１実施形態では、サクションバルブ１７の開弁動作に伴うサクションバルブ１７とスリーブ１４（被摺動部）との相対移動により、サクションバルブ１７に固定した摺動部材２０（従動部材）とスリーブ１４（被摺動部）外周面との間に摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が摺動部材２０を介してサクションバルブ１７に作用することにより、サクションバルブ１７の開弁時の振動（弁動作）を減衰させることができる。

そして、第１実施形態では、スリーブ１４外周面に対する摺動部材２０の開弁方向の接触角度θ1（図２参照）を調節するか、あるいは摺動部材２０の形状を変更して、サクションバルブ１７の開弁時における摺動部材２０とスリーブ１４外周面との間に発生する摩擦力を適宜調節することにより、伸び行程時における減衰力の立ち上がり特性を調整することができる。さらに、摺動部材２０とスリーブ１４外周面との間に発生する摩擦力を作用させることでサクションバルブ１７の振動が抑制される。これにより、サクションバルブ１７の開弁時における異音の発生を低減することができる。

他方、ダンパー１の縮み行程時には、圧力室となるシリンダ下室６の作動流体が加圧される。これにより、シリンダ下室６の作動流体がピストンに設けられた縮み側流路を介してシリンダ上室（図示省略）へ流通する。この時、ピストンに設けられた縮み側減衰力発生機構によって減衰力が発生する。同時に、ピストンロッドが進入したことに伴うシリンダ内部の容積変化に相当する量の作動流体が、シリンダ下室６から穴１９および縮み側流路１１を介して流通して、バルブ体１２が開弁することでリザーバ室４へ流通する。このように、縮み行程時には、ピストンバルブの減衰力発生機構とボトムバルブ７の減衰力発生機構（バルブ体１２）との双方で縮み側の減衰力を発生させる。

ダンパー１の伸び行程から縮み行程への行程反転後は、リザーバ室４とシリンダ下室６との間の圧力差がコイルばね１８（付勢手段）のばね力を下回った時点で、サクションバルブ１７がバルブ本体８の上部着座面に着座して閉弁する。ここで、図２に示されるように、スリーブ１４外周面に対する摺動部材２０の閉弁方向の接触角度θ2をθ1よりも小さく設定して、サクションバルブ１７の閉弁時における摺動部材２０とスリーブ１４外周面との間に発生する摩擦力を開弁時の摩擦力よりも小さくすることにより、サクションバルブ１７の閉じ遅れを低減でき、減衰力の応答性を改善することができる。

この第１実施形態では以下の効果を奏する。
第１実施形態によれば、サクションバルブ１７の弁動作に従動する摺動部材２０（従動部材）をバルブ本体８に固定したスリーブ１４（被摺動部）の外周面に摺動可能に接触させてダンピング手段を構成した。
したがって、ダンパー１の伸び行程時には、サクションバルブ１７の開弁動作に伴うサクションバルブ１７とスリーブ１４との相対移動により、摺動部材２０（従動部材）とスリーブ１４（被摺動部）外周面との間に摩擦力が発生して、この摩擦力を摺動部材２０を介してサクションバルブ１７に作用させることにより、サクションバルブ１７の開弁時の振動（弁動作）を減衰させることができる。
これにより、サクションバルブ１７の開弁動作が安定して、この結果、サクションバルブ１７の開弁時における異音の発生を低減することができる。さらに、スリーブ１４外周面に対する摺動部材２０の開弁時の接触角度θ1を調節するか、あるいは摺動部材２０の形状を変更することで、サクションバルブ１７の開弁時における摺動部材２０とスリーブ１４外周面との間に発生する摩擦力を適宜調節することにより、伸び行程時における減衰力の立ち上がり特性を調整することができる。
そして、ダンパー１の伸び行程から縮み行程への行程反転後は、リザーバ室４とシリンダ下室６との間の圧力差がコイルばね１８（付勢手段）のばね力を下回った時点で、サクションバルブ１７がバルブ本体８の上部着座面に着座して閉弁する。ここで、第１実施形態では、スリーブ１４外周面に対する摺動部材２０の閉弁方向の接触角度θ2をθ1よりも小さく設定して、サクションバルブ１７の閉弁時における摺動部材２０とスリーブ１４外周面との間に発生する摩擦力を開弁時の摩擦力よりも小さくすることにより、サクションバルブ１７の閉じ遅れを低減して、減衰力の応答性を改善することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図３に基づき説明する。なお、上述した第１実施形態と同一あるいは相当する構成には、同一の名称を付与すると共に、その詳細な説明を省いて明細書の記載を簡約する。なお、第１実施形態では、サクションバルブ１７と摺動部材２０（従動部材）とを接着等して一体に構成したが、第２実施形態では、サクションバルブ１７と摺動部材２０とが別体に構成される。

図３に示されるように、第２実施形態においては、ハット形状のシート部材２２に収容した摺動部材２０をスリーブ１４（被摺動部）外周面に摺動可能に接触させることでダンピング手段が構成される。また、第２実施形態では、シート部材２２のフランジとワッシャ１６との間に外径が一定のコイルばね１８が設けられて、該コイルばね１８のばね力により、摺動部材２０がサクションバルブ１７に押し付けられると同時に、サクションバルブ１７がバルブ本体８の上部着座面に着座する。

次に、第２実施形態の作用を説明する。
まず、ダンパー２１（流体圧緩衝器）の伸び行程時には、サクションバルブ１７は、リザーバ室４からの作動流体の圧力を受けてコイルばね１８（付勢手段）を押し縮めながら持ち上げられて開弁するが、第２実施形態では、サクションバルブ１７の開弁動作に伴うサクションバルブ１７とスリーブ１４（被摺動部）との相対移動により、サクションバルブ１７に押し付けられた摺動部材２０（従動部材）とスリーブ１４（被摺動部）外周面との間に摩擦力が発生する。そして、この摩擦力が摺動部材２０を介してサクションバルブ１７に作用することにより、サクションバルブ１７の開弁時の振動（弁動作）を減衰させることができる。

他方、ダンパー２１の伸び行程から縮み行程への行程反転後は、サクションバルブ１７が摺動部材２０と離反する、すなわち、摺動部材２０とスリーブ１４外周面との間に発生する摩擦力の影響を受けることなく、バルブ本体８の上部着座面に着座して閉弁する。これにより、サクションバルブ１７の閉じ遅れが低減されて減衰力の応答性を改善することができる。

この第２実施形態では以下の効果を奏する。
第２実施形態によれば、前述した第１実施形態のダンパー１（流体圧緩衝器）と同様の作用効果を得ることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図４および図５に基づき説明する。なお、上述した第１実施形態または第２実施形態と同一あるいは相当する構成には、同一の名称を付与すると共に、その詳細な説明を省いて明細書の記載を簡約する。

第３実施形態は、図４に示される減衰力調整式ダンパー３１（流体圧緩衝器）にダンピング手段を採用したものである。このようなダンパー３１では、シリンダ上室３２とリザーバ室４との間に減衰力調整機構３３が設けられる。これにより、ダンパー３１の縮み行程時におけるピストンロッド３４が進入したことに伴うシリンダ内部の容積変化に相当する量の作動流体は、シリンダ上室３２から減衰力調整機構３３を経由してリザーバ室４へ流通する。したがって、このようなダンパー３１では、作動流体をシリンダ下室６からリザーバ室４へ流通させる必要がないことから、バルブ本体８の縮み側流路（１１）を廃止して、伸び行程時のみリザーバ室４からボトムバルブ７の各伸び側流路１０を介してシリンダ下室６へ流通させている。

図５に示されるように、サクションバルブ１７の直上（シリンダ下室６側）には、有蓋円筒形状のケース部材３５が設けられる。ケース部材３５は、蓋部中央を貫通したピン１３の先端がかしめられることにより形成されたかしめ部１５によってスリーブ１４の先端面に固定される。ケース部材３５の開口部３５ａには、サクションバルブ１７が摺動可能に挿入される。これにより、ケース部材３５の内部（サクションバルブ１７とケース部材３５の蓋部および内周面とによって囲まれる空間）には、背圧室３６（ダンピング室）が形成される。そして、ケース部材３５の開口部３５ａとサクションバルブ１７との間には、複数個のオリフィス３７が設けられる。

図５に示されるように、ケース部材３５の蓋部には、背圧室３６とシリンダ下室６とを連通する複数個の連通路３８が設けられる。また、ケース部材３５の蓋部内側の着座面には、シリンダ下室６から背圧室３６への作動流体の流通のみを許容するディスクバルブ３９（チェックバルブ）が着座している。さらに、背圧室３６にはテーパー形状のコイルばね１８が収容される。コイルばね１８は、小径側の上端部がディスクバルブ３９の内周縁部に着座して、大径側の下端部がサクションバルブ１７の外周縁部に着座している。なお、第３実施形態では、背圧室３６、オリフィス３７、連通路３８およびディスクバルブ３９によってダンピング手段が構成される。

次に、第３実施形態の作用を説明する。
まず、ダンパー３１（流体圧緩衝器）の伸び行程時には、圧力室となるシリンダ上室３２の作動流体が加圧される。これにより、シリンダ上室３２の作動流体がピストン４０に設けられた伸び側流路４１を介してシリンダ下室６へ流通する。この時、ピストン４０に設けられた伸び側減衰力発生機構によって減衰力が発生する。同時に、ピストンロッド３４が退出したことに伴うシリンダ内部の容積変化に相当する量の作動流体が、リザーバ室４からボトムバルブ７の各伸び側流路１０を介してシリンダ下室６へ流通する。

詳細に説明する。シリンダ下室６の圧力減少に伴い、オリフィス３７を介してシリンダ下室６に連通する背圧室３６の圧力も減少する。リザーバ室４との圧力差がコイルばね１８のばね力を上回るとサクションバルブ１７が開弁する。オリフィス３７が背圧室３６からシリンダ下室６へ流出する作動液の量を制限するため、サクションバルブ１７は、開弁時における振動が抑制される。

他方、ダンパー３１の伸び行程から縮み行程への行程反転後は、リザーバ室４とシリンダ下室６との間の圧力差がコイルばね１８（付勢手段）のばね力を下回った時点で、サクションバルブ１７がバルブ本体８の上部着座面に着座して閉弁する。ここで、ダンパー３１の縮み行程時には、圧力室となるシリンダ下室６の作動流体が加圧される。これにより、シリンダ下室６の作動流体がピストン４０に設けられた縮み側流路４２を介してシリンダ上室３２へ流通する。この時、ピストン４０に設けられた縮み側減衰力発生機構によって減衰力が発生する。

詳細に説明する。行程反転の前後でシリンダ下室６の圧力が増大すると、、加圧されたシリンダ下室６の作動流体は、ディスクバルブ３９を押圧することで連通路３８を通過して背圧室３６へ流通する。これにより、背圧室３６内部の圧力が増大して、サクションバルブ１７は、背圧室３６の圧力を受圧して閉弁する。連通路３８の流路面積はオリフィス３７と比較して大きくしてあるので、サクションバルブ１７の閉じ遅れが低減されて、減衰力の応答性を改善することができる。

この第３実施形態では以下の効果を奏する。
第３実施形態によれば、前述した第１実施形態のダンパー１および第２実施形態のダンパー２１（流体圧緩衝器）と同様の作用効果を得ることができる。

第１実施形態のダンパーの要部を断面で示した図である。 図１における一部を拡大して示した図で、特に、摺動部材とスリーブとの接触状態を示す図である。 第２実施形態のダンパーの要部を断面で示した図である。 第３実施形態のダンパーの断面図である。 第３実施形態のダンパーの要部を断面で示した図である。

符号の説明

１ ダンパー（流体圧緩衝器）、４ リザーバ室、６ シリンダ下室、１４ スリーブ（被摺動部）、１７ サクションバルブ、１８ コイルばね（付勢手段）、２０ 摺動部材（従動部材）

Claims (3)

1. 流体が封入されたシリンダと、該シリンダに嵌装されて前記シリンダ内部を伸び行程側圧力室としてのシリンダ上室と縮み行程側圧力室としてのシリンダ下室とに画成するピストンと、一端部が前記ピストンに固定されて他端部が前記シリンダ外部へ突出するピストンロッドと、該ピストンロッドの伸縮に伴う前記シリンダ内部の容積変化を補償するリザーバ室と、該リザーバ室と前記シリンダ下室との間に設けられるボトムバルブと、該ボトムバルブに設けられて前記リザーバ室から前記シリンダ下室への流体の流通のみを許容するサクションバルブと、を含む流体圧緩衝器であって、
   前記ボトムバルブは、
   前記リザーバ室と前記シリンダ下室とを画成するバルブ本体と、
   該バルブ本体に設けられて前記リザーバ室と前記シリンダ下室とを連通する流路と、
   前記バルブ本体の前記シリンダ下室側に設けられて前記流路が開口する着座面と、
   前記サクションバルブを前記着座面に向けて付勢する付勢手段と、
   前記サクションバルブの弁動作を減衰させるダンピング手段と、を含むことを特徴とする流体圧緩衝器。
2. 前記ダンピング手段は、
   弾性体からなり前記サクションバルブの開弁動作に従動する従動部材と、
   前記バルブ本体に設けられて前記従動部材が前記サクションバルブの弁動作方向へ摺動可能に接触する被摺動部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体圧緩衝器。
3. 前記ダンピング手段は、
   有蓋筒状に形成されて開口部に前記サクションバルブが摺動可能に挿入されるケース部材と、
   該ケース部材の内部に形成されて前記サクションバルブによって区画されるダンピング室と、
   該ダンピング室と前記シリンダ下室との間に設けられるオリフィスと、
   前記ケース部材に設けられて前記ダンピング室と前記シリンダ下室とを連通する連通路と、
   該連通路に設けられて前記シリンダ下室から前記ダンピング室への流体の流通のみを許容するチェックバルブと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の流体圧緩衝器。

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