JP2013113425A

JP2013113425A - 流体圧緩衝器

Info

Publication number: JP2013113425A
Application number: JP2011262987A
Authority: JP
Inventors: Yohei Katayama; 洋平片山; Takashi Nezu; 隆根津
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-06-10

Abstract

【課題】減衰力の調整が容易な流体圧緩衝器を提供する。
【解決手段】伸び側減衰力発生機構１３の積層ディスクバルブ２１は、小径ディスクバルブ２４を弁座ディスクバルブ２５へ押し付けて密着させるためのディスクスプリング２２（弾性部材）を含むので、小径ディスクバルブ２４によって弁座ディスクバルブ２５の連通穴２５Ａを確実に閉塞させることができる。これにより、流体圧緩衝器の伸び行程時におけるオリフィス特性領域の減衰力の低下を防ぐことが可能であり、伸び行程時のオリフィス特性と縮み行程時のオリフィス特性とを独立して調整することができる。その結果、減衰力の調整が容易な流体圧緩衝器を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体圧緩衝器に関する。

流体圧緩衝器においては、縮み行程時のオリフィス特性領域の減衰力を、伸び側積層ディスクバルブの主ディスクバルブと弁座ディスクバルブに形成された第１連通穴と切欠きディスクバルブに形成された第２連通穴とによって画定された通路（オリフィス）によって発生させ、弁座ディスクバルブの連通穴を閉じるための一方向ディスクバルブ（小径ディスクバルブ）を設けるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１２５０２３号公報

通常、このような流体圧緩衝器においては、ピストンには、積層ディスクバルブをクランプするための内周側シートと弁座ディスクバルブが着座される外周側シートとの間に段差が設けられている。すなわち、ピストンは、外周側シートに対して内周側シートが低くなるように形成されている。これにより、積層ディスクバルブ（弁座ディスクバルブ）は、予め決定されたセット荷重で外周側シート（弁座）に着座される。

前述した流体圧緩衝器においては、伸び側積層ディスクバルブのセット荷重を確保するために外周側シートと内周側シートとの段差を大きく設定した場合、一方向ディスクバルブが弁座ディスクバルブに対して浮いた状態になる。この場合、一方向ディスクバルブが一方向弁として機能せず、流体圧緩衝器の伸び行程時に、連通穴を通して第１シリンダ室（シリンダ上室）から第２シリンダ室（シリンダ下室）へ油液が移動してしまい、所望の減衰力特性にならないという課題がある。

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、減衰力の調整が容易な流体圧緩衝器を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、作動流体が封入されたシリンダと、前記シリンダに摺動可能に嵌挿されて前記シリンダの内部を２室に画成するピストンと、前記ピストンに固定されて一端が前記シリンダの外部へ突出するピストンロッドと、前記ピストンの摺動により前記作動流体が流通する通路と、前記通路の一部に設けられて前記作動流体の流通を制御することにより減衰力を発生する減衰力発生機構と、を備えて、前記減衰力発生機構は、前記通路が内部を貫通するバルブ本体と、前記バルブ本体に設けられて前記通路の開口部を囲むように突出した略円形の外周側シートと、前記外周側シートに対して内周側に突出して該突出高さが前記外周側シートの突出高さよりも低く設定された内周側シートと、前記内周側シートによってクランプされて前記バルブ本体側から弾性部材、小径ディスクバルブ、弁座ディスクバルブ、主ディスクバルブの順に積層される積層ディスクバルブと、を含み、前記小径ディスクバルブは、前記外周側シートよりも小径に形成され、前記弁座ディスクバルブは、内周側に第１連通穴が形成されるとともに外周側が前記外周側シートに着座するように設けられ、前記主ディスクバルブには、前記第１連通穴と前記室とを連通する第２連通穴が形成され、前記弾性部材は、前記小径ディスクバルブを前記弁座ディスクバルブへ向けて押圧するように構成されることを特徴とする。

本発明によれば、積層ディスクバルブの連通穴からの油液の漏れを防止することができる。

第１実施形態の流体圧緩衝器の軸平面による断面図である。図１におけるＡ部詳細図である。本実施形態のディスクスプリング（弾性部材）の平面図である。本実施形態の小径ディスクバルブの平面図である。本実施形態の弁座ディスクバルブの平面図である。本実施形態の切欠きディスクバルブ（主ディスクバルブ）の平面図である。

以下、本発明の一実施形態を添付した図面に基づき説明する。なお、以下の説明において、便宜上、図１及び図２における上方向（上側）を上方向（上側）、下方向（下側）を下方向（下側）と各々定義するが、油圧緩衝器１（流体圧緩衝器）の取付の向きはこれに限定されない。

図１に示されるように、油圧緩衝器１は、いわゆるツインチューブ型油圧緩衝器であり、シリンダ２の外周にアウタチューブ３が設けられ、シリンダ２とアウタチューブ３との間には環状のリザーバ４が形成される。シリンダ２内には、ピストン５（バルブ本体）が摺動可能に嵌装され、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成される。ピストン５は、ピストンロッド６の一端の小径部６Ａにナット７によって固定される。ピストンロッド６の他端側は、シリンダ２及びアウタチューブ３の上端部に設けられたロッドガイド８及びオイルシール９を摺動可能且つ液密的に貫通して外部へ突出される。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ１０が設けられる。なお、リザーバ４内には、油液及びガス（窒素ガス）が封入される。

ピストン５は、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通する伸び側油液通路１１及び縮み側油液通路１２を有する。また、ピストン５は、油圧緩衝器１の伸び行程時に、伸び側油液通路１１をシリンダ上室２Ａ側からシリンダ下室２Ｂ側へ流れる油液（作動流体）の流れを制御して減衰力を発生させる伸び側減衰力発生機構１３と、油圧緩衝器１の縮み行程時に、縮み側油液通路１２をシリンダ下室２Ｂ側からシリンダ上室２Ａ側へ流れる油液（作動流体）の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側減衰力発生機構１４とを備える。

ベースバルブ１０は、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる伸び側油液通路１５及び縮み側油液通路１６を有する。ベースバルブ１０には、伸び側油液通路１５におけるリザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への油液（作動流体）の流通のみを許容するチェックバルブ１５Ａが設けられる。また、ベースバルブ１０は、縮み側油液通路１６をシリンダ下室２Ｂ側からリザーバ４側へ流れる油液（作動流体）の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側ディスクバルブ１６Ａを備える。

図２を参照して、伸び側減衰力発生機構１３を説明する。
伸び側減衰力発生機構１３は、ピストン５のシリンダ下室２Ｂ側の端面の外周側（図２における右側）に突設される環状の外周シート１８と、ピストン５のシリンダ下室２Ｂ側の端面の内周側（図２における左側）に突設される環状の内周シート１９とを備え、外周シート１８と内周シート１９との間の環状の空間は、伸び側油液通路１１によってシリンダ上室２Ａに連通されている。また、伸び側減衰力発生機構１３は、ピストンロッド６の小径部６Ａが貫通して内周シート１９とワッシャ２０との間にナット７よって固定（クランプ）される積層ディスクバルブ２１を有する。

積層ディスクバルブ２１は、内周シート１９側からワッシャ２０側へ向けて順に配置されるディスクスプリング２２（弾性部材）、リテーナ２３、小径ディスクバルブ２４、弁座ディスクバルブ２５、切欠きディスクバルブ２６（主ディスクバルブ）、第１ディスクバルブ２７、第２ディスクバルブ２８、第３ディスクバルブ２９、第１リテーナ３０、第２リテーナ３１、及びバックアップディスク３２を含む。

弁座ディスクバルブ２５は、弁座ディスクバルブ２５に対して同心円上に配置される円弧状の２つの連通穴２５Ａ（第１連通穴）と、これら連通穴２５Ａに対して外周側に形成されて円形の外周シート１８に着座される外周部２５Ｂとを有する。切欠きディスクバルブ２６は、直径が弁座ディスクバルブ２５と同一であるとともに切欠きディスクバルブ２６に対して同心円上に等配された複数個（本実施形態では８個）の切欠き部３３（第２連通穴）を有する。各切欠き部３３は、弁座ディスクバルブ２５の連通穴２５Ａに一致するように形成された円弧部３３Ａと、切欠きディスクバルブ２６の半径方向へ延びて円弧部３３Ａと切欠きディスクバルブ２６の円周部２６Ａとを連通する先端部３３Ｂとを含む。

小径ディスクバルブ２４は、直径が弁座ディスクバルブ２５よりも小さく形成され、弁座ディスクバルブ２５の各連通穴２５Ａは、小径ディスクバルブ２４の外周部２４Ａによって閉塞される。そして、積層ディスクバルブ２１は、切欠きディスクバルブ２６の切欠部３３の先端部３３Ｂ、第１ディスクバルブ２７、及び弁座ディスクバルブ２５の外周部２５Ｂによって画定される通路の面積が、いくつかの通路の面積の中で最も小さく設定されており、油圧緩衝器１の縮み行程時に、油液がこの通路（オリフィス）を通過してシリンダ下室２Ｂからシリンダ上室２Ａへ流れることにより、縮み側のオリフィス特性領域の減衰力が発生するように構成されている。ここで、小径ディスクバルブ２４は、抜き孔２４Ｂによって撓み剛性が調節されているため、シリンダ下室２Ｂからシリンダ上室２Ａへ流れる油液に対して抵抗なく開弁し、その逆に、シリンダ上室２Ａからシリンダ下室２Ｂへの油液の流れを阻止することが可能である。

ディスクスプリング２２は、直径が小径ディスクバルブ２４の抜き孔２４Ｂの内周側よりも小さいリング部２２Ａと、リング２２Ａの外周部から突出する複数本（本実施形態では３本）の脚部２２Ｂ（弾性脚）とを有する。ディスクスプリング２２は、脚部２２Ｂの基部がリング部２２Ａに対して小径ディスクバルブ２４側へ折り曲げられており、伸び側減衰力発生機構１３は、小径ディスクバルブ２４がディスクスプリング２２の各脚部２２Ｂによって弁座ディスクバルブ２５へ押し付けられるように構成される。なお、本実施形態において、ディスクスプリング２２の各脚部２２Ｂは、基部から先端部へ向けて先細りに形成される。また、ディスクスプリング２２のリング部２２Ａに対する各脚部２２Ｂの高さは、リテーナ２３の高さ（厚さ）よりも高く設定される。これにより、小径ディスクバルブ２４を弁座ディスクバルブ２５へ十分な押圧力で押し付けることができる。また、リテーナ２３の外径は、小径ディスクバルブ２４の抜き孔２４Ｂの内周側よりも小さい必要がある。なお、本実施の形態では、直径が小径ディスクバルブ２４の抜き孔２４Ｂの内周側よりも小さいリング部２２Ａとしたが、抜き孔２４Ｂの内周側よりも大きいリング部２２Ａとしてもよい。

次に、本実施形態の作用を説明する。
（伸び行程）
油圧緩衝器１の伸び行程時には、加圧されたシリンダ上室２Ａ側の油液が、ピストン５（バルブ本体）の伸び側油液通路１１を通ってシリンダ下室２Ｂ側へ流れる。これにより、油圧緩衝器１は、伸び側減衰力発生機構１３が発生するバルブ特性又はポート特性領域の伸び側減衰力を得ることができる。この時、ピストンロッド６がシリンダ２から退出した分の油液が、リザーバ４からベースバルブ１０の伸び側油液通路１５のチェックバルブ１５Ａを開弁させてシリンダ下室２Ｂへ流れる。これにより、リザーバ４内のガスが膨張し、シリンダ２内の油液の体積補償が行われる。

この油圧緩衝器１の伸び行程において、ピストン５の速度（以下、ピストン速度という）が超低速で移行される場合、小径ディスクバルブ２４によって弁座ディスクバルブ２５の連通穴２５Ａ（第１連通穴）が閉塞されることにより、伸び側油液通路１１を通過するシリンダ上室２Ａ側からシリンダ下室２Ｂ側への油液の流れが阻止される。これにより、ピストン速度が超低速で移行される場合、油圧緩衝器１は、縮み側減衰力発生機構１４が発生するオリフィス特性領域の伸び側減衰力を得ることができる。

（縮み行程）
一方、油圧緩衝器１の縮み行程時には、加圧されたシリンダ下室２Ｂ側の油液が、ピストン５の縮み側油液通路１２を通ってシリンダ上室２Ａ側へ流れるとともに、ピストンロッド６がシリンダ２内へ進入した分の油液が、シリンダ下室２Ｂからベースバルブ１０の縮み側油液通路１６の縮み側ディスクバルブ１６Ａを開弁させてリザーバ４へ流れる。これにより、油圧緩衝器１は、縮み側減衰力発生機構１４及びベースバルブ１０が発生する縮み側減衰力（バルブ特性又はポート特性領域の減衰力）を得ることができる。この時、リザーバ４内のガスが圧縮され、シリンダ２内の油液の体積補償が行われる。

この油圧緩衝器１の縮み行程において、ピストン速度が超低速で移行される場合、縮み側減衰力発生機構１４の縮み側ディスクバルブは閉弁されたままである。この場合、シリンダ下室２Ｂ側の油液は、切欠きディスクバルブ２６の切欠部３３、第１ディスクバルブ２７、及び弁座ディスクバルブ２５の外周部２５Ｂによって画定される通路（オリフィス）を通過し、弁座ディスクバルブ２５の連通穴２５Ａを介して小径ディスクバルブ２４を開弁させてシリンダ上室２Ａへ流れる。これにより、ピストン速度が超低速で移行される場合、油圧緩衝器１は、伸び側減衰力発生機構１３が発生するオリフィス特性領域の縮み側減衰力を得ることができる。

本実施形態によれば、伸び側減衰力発生機構１３の積層ディスクバルブ２１は、小径ディスクバルブ２４を弁座ディスクバルブ２５へ押し付けて密着させるためのディスクスプリング２２（弾性部材）を含むので、外周側シート１８に対する積層ディスクバルブ２１のセット荷重を確保するために、外周側シート１８と内周側シート１９との段差を大きく設定した場合であっても、小径ディスクバルブ２４が弁座ディスクバルブ２５に対して浮くことを防止することが可能であり、小径ディスクバルブ２４によって弁座ディスクバルブ２５の連通穴２５Ａ（第１連通穴）を確実に閉塞させることができる。

これにより、小径ディスクバルブ２４が弁座ディスクバルブ２５に対して浮いてしまうことに起因して、油圧緩衝器１の伸び行程時に、弁座ディスクバルブ２５の連通穴２５Ａを通してシリンダ上室２Ａからシリンダ下室２Ｂへ油液が移動してしまうことがなく、オリフィス特性領域の減衰力の低下を防ぐことができ、伸び行程時のオリフィス特性領域の減衰力と縮み行程時のオリフィス特性領域の減衰力とを独立して調整することが可能である。その結果、各々のオリフィス特性領域の減衰力のセッティングが容易であり、車両の快適性（乗り心地）と操縦安定性とを高いレベルで両立させることができる。

また、本実施形態は、ピストン５の内周側シート１９と小径ディスクバルブ２４との間にディスクスプリング２２及びリテーナ２３とを挿入するだけで実施することができるので、製造及び組み付けが容易であり、その結果、製造コストの増大を抑制することができる。さらに、ディスクスプリング２２を採用したことで、他のスプリング（例えば、圧縮コイルばね）を採用した場合と比較して、積層ディスクバルブ２１の厚さ（軸線方向長さ）を短くすることができる。

本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように構成することができる。
ディスクスプリング２２を含む積層ディスクバルブ２１の構造を、ピストン５（バルブ本体）の縮み側減衰力発生機構１４又はベースバルブ１０（バルブ本体）の縮み側ディスクバルブ１６Ａに採用して油圧緩衝器１を構成することができる。
表裏がない６本の脚部２２Ｂを設けてディスクスプリング２２（弾性部材）を構成することにより、ディスクスプリング２２の組み付けミスを防止することが可能であり、油圧緩衝器１の品質を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、作動流体として油液を用いた例を示したが、油液に限らず他の流体、または気体としてもよい。
また、本実施の形態では、外周シート１８は円形のものを示したが、略円形で環状であればよく、例えば楕円形でもよい。
また、本実施の形態では、ピストン５の縮み側減衰バルブ１３に適用した例を示したが、伸び側減衰バルブ１４に適用してもよく、また、ベースバルブ１０などに適用してもよい。

１油圧緩衝器（流体圧緩衝器）、２シリンダ、２Ａシリンダ上室、２Ｂシリンダ下室、５ピストン、６ピストンロッド、１０ベースバルブ、１１伸び側油液通路、１２縮み側油液通路、１３伸び側減衰力発生機構、１８外周側シート、１９内周側シート、２１積層ディスクバルブ、２２ディスクスプリング（弾性部材）、２２Ｂ脚部（弾性脚）、２４小径ディスクバルブ、２５弁座ディスクバルブ、２５Ａ連通穴（第１連通穴）、２６切欠きディスクバルブ（主ディスクバルブ）、３３切欠部（第２連通穴）

Claims

作動流体が封入されたシリンダと、前記シリンダに摺動可能に嵌挿されて前記シリンダの内部を２室に画成するピストンと、前記ピストンに固定されて一端が前記シリンダの外部へ突出するピストンロッドと、前記ピストンの摺動により前記作動流体が流通する通路と、前記通路の一部に設けられて前記作動流体の流通を制御することにより減衰力を発生する減衰力発生機構と、を備えて、
前記減衰力発生機構は、前記通路が内部を貫通するバルブ本体と、前記バルブ本体に設けられて前記通路の開口部を囲むように突出した略円形の外周側シートと、前記外周側シートに対して内周側に突出して該突出高さが前記外周側シートの突出高さよりも低く設定された内周側シートと、
前記内周側シートによってクランプされて前記バルブ本体側から弾性部材、小径ディスクバルブ、弁座ディスクバルブ、主ディスクバルブの順に積層される積層ディスクバルブと、を含み、
前記小径ディスクバルブは、前記外周側シートよりも小径に形成され、前記弁座ディスクバルブは、内周側に第１連通穴が形成されるとともに外周側が前記外周側シートに着座するように設けられ、前記主ディスクバルブには、前記第１連通穴と前記室とを連通する第２連通穴が形成され、
前記弾性部材は、前記小径ディスクバルブを前記弁座ディスクバルブへ向けて押圧するように構成されることを特徴とする流体圧緩衝器。
前記弾性部材は、前記小径ディスクバルブに向けて屈曲した弾性脚を周方向に複数備える板状のばねであることを特徴とする請求項１に記載の流体圧緩衝器。