JP2011153661A - Damping force adjusting device of shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ショックアブソーバの減衰力調整装置に関し、特に、車両に搭載されるショックアブソーバの減衰力を調整する減衰力調整装置に係る。 The present invention relates to a shock absorber damping force adjusting device, and more particularly to a damping force adjusting device for adjusting a damping force of a shock absorber mounted on a vehicle.
車両に搭載されるショックアブソーバの一般的な構成は、筒体内にピストンが収容され、減衰力調整用のバルブが設けられている。このバルブは、減衰力がピストンの作動速度に対して一義的に決まるショックアブソーバによっては、背反関係にある乗心地と操縦安定性を充足させることができないため、ピストンが発生する減衰力を調整可能とするものであり、種々の形式のものが知られている。例えば下記の特許文献1には、「特に減衰力可変の弁の制御のための調整経費を是認できる水準に維持」することを目的とし(特許文献1の段落〔0004〕)、「減衰媒体によって満たされたシリンダーを有し、当該シリンダーにおいてピストンを有するピストン棒が軸方向に可動に構成されており且つ当該ピストンが当該シリンダーを二つの作業室に分割している減衰ダンパーにして、圧力依存して効力を生じる減衰弁を有し、前記減衰弁の減衰力がアクチュエーターによって遮断弁体への弾性力に抗して変化し得る振動ダンパーにおいて、前記減衰弁に、液圧的に一列に(直列に)、固有の減衰作用を有する流入弁が付加配置されており、それによって当該可変の減衰弁の作用が当該流入弁と作用的にオーバーラップすることによって解決される」と記載されている(同段落〔0005〕)。 In a general configuration of a shock absorber mounted on a vehicle, a piston is accommodated in a cylinder and a valve for damping force adjustment is provided. This valve can adjust the damping force generated by the piston because the damping force is determined uniquely with respect to the operating speed of the piston. Various types are known. For example, the following Patent Document 1 aims to “maintain an adjustment cost for controlling a valve with a variable damping force at an acceptable level” (paragraph [0004] of Patent Document 1). The cylinder is filled with a piston rod with a piston in the cylinder that is configured to be movable in the axial direction, and the piston is a damping damper that divides the cylinder into two working chambers and is pressure dependent. A vibration damper in which the damping force of the damping valve can be changed against the elastic force to the shut-off valve body by an actuator. In addition, an inflow valve having an inherent damping action is additionally provided, whereby the action of the variable damping valve is operatively overlapped with the inflow valve. It is described as determined by the "(same paragraph [0005]).
上記特許文献1に記載の装置においては、固有の減衰作用を有する流入弁が、シリンダーに対して横方向に付加配置された構成であるので、特に懸架コイルばねと同軸に搭載される場合には、懸架コイルばねと干渉しないように配置する必要があり、大きな搭載スペースが必要となる。 In the device described in Patent Document 1, since the inflow valve having an inherent damping action is additionally arranged in the lateral direction with respect to the cylinder, particularly when mounted coaxially with the suspension coil spring. It is necessary to arrange so as not to interfere with the suspension coil spring, and a large mounting space is required.
また、上記特許文献1に記載の装置においては、作動流体(オイル)に対するリリーフ開口面積が、前後差圧に対して1次相関に設定されているので、リリーフすべき領域でも、流速(ピストン速度)の増加に応じて減衰力が上昇することになる。このため、周波数が低い振動を抑えているとき、即ち、減衰力が高い段数を選択しているときに突起や段差等の周波数が高い、即ちピストン速度が大きい入力が急に付与された場合には、高い減衰力が発生してしまい、乗心地が悪くなる。 Further, in the apparatus described in Patent Document 1, the relief opening area for the working fluid (oil) is set to a linear correlation with the front-rear differential pressure. ) Increases the damping force. Therefore, when vibration with low frequency is suppressed, that is, when the number of steps with high damping force is selected, when the frequency of protrusions, steps, etc. is high, that is, when the input with a high piston speed is suddenly applied Causes a high damping force, resulting in poor ride comfort.
そこで、本発明は、ショックアブソーバの減衰力調整装置において、車両の良好な乗心地を確保し得ると共に、確実な操縦安定性を確保し得るショックアブソーバの減衰力調整装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a shock absorber damping force adjusting device capable of ensuring a good riding comfort of a vehicle and ensuring reliable steering stability in a shock absorber damping force adjusting device. To do.
上記の課題を達成するため、本発明は、作動流体を収容する筒体と、該筒体内を摺動するピストンと、該ピストンに接続するピストンロッドとを備え、前記筒体内に配設した固定絞り弁及び可変絞り弁を介して前記ピストンの両側の作動流体が連通するように構成したショックアブソーバの減衰力調整装置において、前記筒体内の前記固定絞り弁と前記可変絞り弁との間に、前記固定絞り弁の前後の圧力差に応じて移動する弁部材を有し、該弁部材の移動距離の増加に応じて前記作動流体の流量が急増するように構成したリリーフ弁を設け、前記固定絞り弁と前記可変絞り弁を介して前記ピストンの両側を連通する第1の流路を形成すると共に、前記固定絞り弁と前記リリーフ弁を介して前記ピストンの両側を連通する第2の流路を形成することとしたものである。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a cylinder body that contains a working fluid, a piston that slides within the cylinder body, and a piston rod that is connected to the piston, and is disposed within the cylinder body. In the damping force adjusting device of the shock absorber configured so that the working fluid on both sides of the piston communicates through the throttle valve and the variable throttle valve, between the fixed throttle valve and the variable throttle valve in the cylinder, A relief valve configured to have a valve member that moves in accordance with a pressure difference before and after the fixed throttle valve, and configured to rapidly increase a flow rate of the working fluid in accordance with an increase in a moving distance of the valve member; A first flow path that communicates both sides of the piston via the throttle valve and the variable throttle valve, and a second flow path that communicates both sides of the piston via the fixed throttle valve and the relief valve Form It is obtained by and.
前記リリーフ弁は、前記弁部材を閉弁方向に付勢するリターンスプリングを具備すると共に、該リターンスプリングの付勢力に抗して前記固定絞り弁の前後の圧力差に応じて前記弁部材が移動し、前記弁部材の移動距離に対して比例関係を超える増加割合で、前記弁部材による前記第2の流路に対する連通面積が増加する異形形状の開口を有し、該開口を介して前記第2の流路内を流れる前記作動流体の流量を調整するように構成するとよい。 The relief valve includes a return spring that urges the valve member in the valve closing direction, and the valve member moves according to a pressure difference between the front and rear of the fixed throttle valve against the urging force of the return spring. And an irregularly shaped opening that increases the communication area of the valve member to the second flow path at an increasing rate exceeding a proportional relationship with respect to the moving distance of the valve member. The flow rate of the working fluid flowing in the two flow paths may be adjusted.
上記異形形状の開口は、例えば、正面視台形、複次曲線の輪郭部分を有する正面視形状、あるいは、弁部材の初期位置からの軸方向移動距離に対して開口面積が比例して増加する部分と、その後に開口面積が急増する部分を有する正面視形状とすることができる。 The irregularly shaped opening may be, for example, a trapezoidal shape in front view, a front view shape having a contour portion of a multi-curve curve, or a portion in which the opening area increases in proportion to the axial movement distance from the initial position of the valve member. And it can be set as the shape of a front view which has a part where an opening area increases rapidly after that.
また、前記固定絞り弁は、前記ピストン内に形成され前記第1の流路の一部を構成する流路に配設し、前記可変絞り弁は、前記ピストンロッド内に形成され前記第1の流路の一部を構成する流路に配設するとよい。そして、前記リリーフ弁は、前記固定絞り弁と一体的に形成することもできる。 The fixed throttle valve is disposed in a flow path formed in the piston and constituting a part of the first flow path, and the variable throttle valve is formed in the piston rod and the first throttle valve. It is good to arrange | position to the flow path which comprises a part of flow path. The relief valve can be formed integrally with the fixed throttle valve.
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、上記のショックアブソーバの減衰力調整装置においては、上記のリリーフ弁により、固定絞り弁の前後の圧力差に応じて弁部材が移動し、その移動距離の増加に応じて作動流体の流量が急増するので、ピストン速度の変化に左右されることなく安定した減衰力を維持することができる。例えば、ピストン速度の変化が大きい入力が急に付与された場合にも、弁部材の移動距離の増加に応じて作動流体の流量が急増し、ピストン速度に対する減衰力の変化を小さくすることができるので、良好な乗り心地を確保することができると共に、確実な操縦安定性を確保することができる。 Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects. In other words, in the damping device for adjusting the damping force of the shock absorber, the relief valve moves the valve member according to the pressure difference before and after the fixed throttle valve, and the flow rate of the working fluid is increased according to the increase of the moving distance. Since it increases rapidly, a stable damping force can be maintained without being affected by changes in the piston speed. For example, even when an input with a large change in piston speed is suddenly applied, the flow rate of the working fluid increases rapidly as the moving distance of the valve member increases, and the change in the damping force with respect to the piston speed can be reduced. Therefore, it is possible to ensure a good riding comfort and to ensure reliable steering stability.
しかも、ショックアブソーバの筒体内に固定絞り弁、可変絞り弁及びリリーフ弁が収容されており、これらが減衰力調整に必要な全てのバルブ機能を有するので、小型に構成することができ、従来装置のような筒体に対し横方向に装着される構造に比べ、特に懸架コイルばねとショックアブソーバが同軸に配置される場合において、良好な搭載性を確保することができる。更に、リリーフ弁を固定絞り弁と一体的に形成することもできるので、一層の小型化が可能となる。 In addition, a fixed throttle valve, a variable throttle valve and a relief valve are housed in the cylinder of the shock absorber, and these have all the valve functions necessary for adjusting the damping force, so that it can be configured in a small size. Compared to the structure that is mounted laterally with respect to such a cylindrical body, particularly when the suspension coil spring and the shock absorber are arranged coaxially, it is possible to ensure good mountability. Furthermore, since the relief valve can be formed integrally with the fixed throttle valve, further miniaturization becomes possible.
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。本発明の一実施形態に係るショックアブソーバの全体構成を図3に示し、その減衰力調整装置を構成する部分を図1に示している。本実施形態のショックアブソーバ1は、図3に示すように、作動流体を収容する筒体10が内筒11及び外筒12から成り、両者間に環状室CCが形成されている。内筒11内にはピストン20が摺動自在に収容され、このピストン20を介して内筒11内が上室UC及び下室LCに分離されている。ピストン20には上室UCに連通する流路P0が形成されており、ピストン20の両側の上室UC及び下室LC内の作動流体は、図1に示す可変絞り弁40、固定絞り弁50、リリーフ弁60並びにリーフバルブ71及び72を介して流量が調整されるように構成されている。ピストン20は円筒状のピストンロッド30の先端部に装着され、ピストンロッド30内に、可変絞り弁40の一部を構成するコントロールロッド41が収容され、その端部に接続されたモータM(図3に示す)によって軸を中心に回転可能に支持されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows an overall configuration of a shock absorber according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows a portion constituting the damping force adjusting device. In the shock absorber 1 of this embodiment, as shown in FIG. 3, a
図1に示すように、ピストンロッド30の先端部には、スペーサ81、リーフバルブ71、ピストン20、バルブボデー21及び22、リーフバルブ72並びにスペーサ82が支持され、これらがナット83によって固定されている。尚、バルブボデー21及び22はピン26によって位置決めされる。また、ピストンロッド30の先端部内側には、先端で開口するバルブ孔31と、これに連通する開口32が形成されている。バルブボデー21及び22には、ピストンロッド30のバルブ孔31と平行に有底円筒形状のバルブ孔23が形成され、バルブ孔23の上方が開口しピストン20内の流路P0に連通すると共に、バルブボデー21の外側面及び内側面に、夫々開口24及び25が形成されている。これにより、バルブ孔23が開口24を介して下室LCに連通すると共に、開口25を介してピストンロッド30の開口32に連通し、更に、可変絞り弁40を介してバルブ孔31に連通するように構成されている。ピストンロッド30のバルブ孔31内には有底円筒形状の弁部材42が収容され、その底部にコントロールロッド41が固着され、弁部材42の側面には、異形形状の開口43がピストンロッド30の開口32に対向可能な位置に形成されている。而して、図7に示すピストンロッド30の開口32と図8に示すコントロールロッド41の弁部材42によって、ロータリバルブ機構の可変絞り弁40が構成される。
As shown in FIG. 1, a
一方、バルブボデー21のバルブ孔23の上方開口部には固定絞り弁50が設けられている。即ち、バルブ孔23内に、後述のリリーフ弁60を構成する有底円筒形状の弁部材61が収容されており、その底部に形成された開口62によってオリフィス(固定絞り)が構成され、リリーフ弁60が固定絞り弁50としても機能するように構成されている。
On the other hand, a fixed
更に、バルブ孔23内には、弁部材61の下方側にリターンスプリング63が収容されており、このリターンスプリング63によって、バルブ孔23の上方開口部に設けられた環状のバルブストッパ64に対し、弁部材61が押接する方向(閉弁方向)に付勢されている。そして、バルブボデー21の側面に形成された開口24は、その開口面積が弁部材61の軸方向(図1の上下方向)の移動距離に対して比例関係を超える増加割合で、弁部材61による第2の流路P2に対する連通面積が増加する異形形状に形成されており、例えば、図4に示すように開口24が正面視台形に形成されている。而して、この開口24、弁部材61及びリターンスプリング63によって本実施形態のリリーフ弁60が構成され、開口24を介して第2の流路P2内を流れる作動流体の流量が調整される。
Further, a
上記バルブボデー21の開口24の形状は、図4に示す正面視台形に限らず、図5に示すように、複次曲線の輪郭部分を有する正面視形状の開口24aとしてもよく、あるいは、図6に示すように、弁部材61の初期位置からの軸方向移動距離に対して開口面積が比例して増加する部分と、その後に開口面積が急増する部分を有する正面視形状の開口24bとしてもよい。
The shape of the
上記可変絞り弁40、固定絞り弁50及びリリーフ弁60は図2に示す関係にあり、図1及び図2に示すように、固定絞り弁50と可変絞り弁40を介してピストン20の両側(上室UC及び下室LC)を連通する第1の流路P1と、固定絞り弁50とリリーフ弁60を介してピストン20の両側(上室UC及び下室LC)を連通する第2の流路P2が形成される。ここで、リリーフ弁60の開度(開口24の開口面積)は、固定絞り弁50に対する前後の圧力差とリターンスプリング63の荷重(付勢力)によって決まり、固定絞り弁50に対する前後の圧力差は、開口62の開口面積とこれを通過する作動流体の流量によって決まり、この固定絞り弁50を通過する作動流体の流量は、ピストン20の移動速度、可変絞り弁40及びリリーフ弁60の開度(開口面積)によって決まる。
The
上記の実施形態に係る減衰力調整装置の構造の理解を一層容易にするため、図9に主断面図を示し、図9におけるA−A線断面を図10に示し、B−B線断面を図11に示し、C−C線断面を図12に示す。これらの図から明らかなように、ピストン20内に形成される流路は、ピストン20の両側の上室UC及び下室LC間がリーフバルブ72を介して連通する流路と、両者間が固定絞り弁50及びリリーフ弁60を介して連通する流路(P0)があり、図1においては前者を実線で示し、後者を破線で示している。
In order to make it easier to understand the structure of the damping force adjusting device according to the above embodiment, FIG. 9 shows a main cross-sectional view, FIG. 10 shows a cross section taken along line AA in FIG. FIG. 12 shows a cross section taken along the line CC in FIG. As is clear from these drawings, the flow path formed in the
以上の構成になるショックアブソーバの減衰力調整装置による減衰力の調整例について、リバウンド側であるピストン20の上昇行程の減衰力特性を示す図13を参照し、従来技術(例えば特許文献1)による減衰力の調整例と比較しながら説明する。先ず、従来技術おけるリリーフ開口面積はピストンのストローク(移動距離)に対し1次関数で変化するので、ピストン速度の急変に対して流路の開口面積が不足し、圧力損失が減衰力に現れ、図13に破線で示すように、減衰力が急変することになる。このため、例えば走行中に突起入力があった場合には、ピストン速度(図13の横軸)が急増するが、このとき、減衰力(図13の縦軸)も増加しショックアブソーバとしての特性が固くなるので、ばね上側(車体側)に入力が伝わりやすく、乗員は乗心地として固さを感ずることになる。
With respect to an example of adjusting the damping force by the shock absorber damping force adjusting device having the above configuration, referring to FIG. 13 showing the damping force characteristic of the ascending stroke of the
これに対し、本実施形態のリリーフ弁60によれば、第2の流路P2に対する連通面積が弁部材61の軸方向移動距離に対して比例関係を超える増加割合(本実施形態では2次関数)で増加する異形形状の開口24を有するので、リリーフ弁60部分での圧損を少なくすることができ、図13に実線で示すように、ピストン20の移動速度の変化に伴う減衰力の急変を防止し、安定した減衰力を維持することができる。例えば、周波数が低い振動を抑えた走行状態にあるとき、即ち、減衰力が高い段数を選択しているときに、突起等により急に周波数が高い入力が付加され、ピストン20の速度が急増した場合にも、本実施形態によれば減衰力が急変することがないため、ばね上側への振動伝達急増に起因する乗心地悪化といった課題を適切に解決することができる。尚、図13において、上側の実線及び破線FOは可変絞り弁40が全開時の特性を示し、下側の実線及び破線FCは可変絞り弁40が全閉時の特性を示している。
On the other hand, according to the
また、本実施形態によれば、図14に示すように、作動流体が流れる方向が図1とは逆の行程、即ち、ピストン20の下降行程においても、可変絞り弁40の開口面積に応じた減衰力の可変幅を得ることができる。図14においては、上側の実線FCは可変絞り弁40が全閉時の特性を示し、下側の実線FOは可変絞り弁40が全開時の特性を示す。
Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 14, the flow direction of the working fluid corresponds to the opening area of the
上記の実施形態によれば、固定絞り弁50がリリーフ弁60と一体的に形成され、リリーフ弁60が固定絞り弁50としても機能するように構成されているが、これらを別個に構成することもでき、その一例を図15に示す。尚、本実施形態については、図15において、前掲の実施形態と対比する上で直接関係しない部品は二点鎖線で示し、また、図1に示す構成部品と実質的同じ機能を有する部品には同じ符号を付して説明を省略する。
According to the above embodiment, the fixed
1 ショックアブソーバ
10 筒体
20 ピストン
21,22 バルブボデー
30 ピストンロッド
40 可変絞り弁
41 コントロールロッド
42 弁部材
50 固定絞り弁
60 リリーフ弁
61 弁部材
63 リターンスプリング
71,72 リーフバルブ
81,82 スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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JP2010015184A JP2011153661A (en) | 2010-01-27 | 2010-01-27 | Damping force adjusting device of shock absorber |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104404896A (en) * | 2014-12-02 | 2015-03-11 | 四川大学 | Intelligent magneto-rheological deceleration strip |
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2010
- 2010-01-27 JP JP2010015184A patent/JP2011153661A/en active Pending
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