JP2901996B2 - 減衰力可変型液圧緩衝器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のサスペンションに用いるのに最適
な、減衰力特性を変化可能な液圧緩衝器に関する。

（従来の技術） 従来の減衰力可変型液圧緩衝器としては、例えば、特
開昭58−77943号公報に記載されているようなものが知
られている。

この従来の液圧緩衝器は、伸側の減衰力レンジ及び圧
側の減衰力のレンジを、１本の調整ロッドにより、同時
に低減衰力レンジや高減衰力レンジに切り換えるように
なっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の減衰力可変型液圧緩
衝器にあっては、上述のように、ハードモードにした際
には、伸側と圧側の両方の減衰力が高減衰力特性とな
り、また、ソフトモードにした際には、伸側と圧側の両
方の減衰力が低減衰力特性となるようにしているため、
以下に述べるような問題が生じていた。

例えば、液圧緩衝器の減衰力を伸側行程と圧側行程の
それぞれで切り換えるような電子制御サスペンションが
知られている。

このようなサスペンションに上述のような従来の液圧
緩衝器を適用した場合において、例えば、良路を高速走
行中や、車体にロール・スカット・ダイブのような姿勢
変化が生じた時のような低周波振動入力時には、一般的
に減衰力を高減衰力特性として、姿勢変化を抑制する
が、この状態では伸側も圧側も伝達力が高い状態となっ
ている。

そこで、このような低周波振動時に、路面に小さな凹
凸がある等して、低周波入力と同時に中・高周波成分の
入力がある場合に、逆行程の中・高周波が車体に入力さ
れてしまう。

そして、これにより乗り心地が悪化するという問題が
あった。

本発明は、上述の従来技術の問題に着目して成された
もので、一方の行程側の減衰力特性を高減衰力レンジと
した際の逆行程への入力を抑制することができ、車両の
サスペンションに適用した際には高減衰力レンジの乗り
心地を向上させることのできる液圧緩衝器を提供するこ
とを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上述のような目的を達成するために、本発明の減衰力
可変型液圧緩衝器では、シリンダ内に摺動自在に装填さ
れてシリンダ内を圧側液室と伸側液室に画成し、ピスト
ンロッドに連結されたピストンと、該ピストンの両端面
に形成され、内外二重に形成された内側シート面および
外側シート面、ならびに、各シート面の内側に形成され
た内側溝および外側溝と、両シート面に当接して設けら
れた圧側ディスクバルブおよび伸側ディスクバルブと、
各内側溝とピストンを挟んで反対側の液室を連通させる
圧側連通孔および伸側連通孔と、各内側シート面と各デ
ィスクバルブによる閉塞部分を迂回してピストンの中央
部を横切って径方向に形成され、各内側溝と外側溝とを
連通させる圧側バイパス路および伸側バイパス路と、前
記ピストンの中央部に各バイパス路を遮って設けられ、
各バイパス路の流路断面積を変更する調整子と、が設け
られ、前記調整子は、伸側バイパス路と圧側バイパス路
とを画成するとともに、伸側・圧側両バイパス路の一方
を絞った際には他方を開き、他方を絞った時には一方を
開くよう形成されている構成とした。

（作 用） 本発明の減衰力可変型液圧緩衝器では、調整子によ
り、伸側連通路を絞ると、圧側連通路が開かれる。即
ち、伸側行程を高減衰力（ハード）レンジとした際に
は、圧側行程が低減衰力（ソフト）レンジとなって、圧
側行程の伝達力が低下する。

また、流路断面積変更部材により、圧側連通路を絞る
と、伸側連通路が開かれる。即ち、圧側行程を高減衰力
（ハード）レンジとした際には、伸側行程が低減衰力
（ソフト）レンジとなって、伸側行程の伝達力が低下す
る。

また、圧側あるいは伸側バイパス路が開かれている時
には、ピストン速度が低速では、一方の液室の流体は、
連通孔から内側溝へ進み、内側溝からバイパス路を通っ
て内側シート面の位置でディスクバルブを開弁すること
なく外側溝へ進んだ後、外側シート面の位置でディスク
バルブを開弁して他方の液室へ流入する。この場合、調
整子における絞りにおいて、速度２乗の減衰力が発生
し、これと直列に外側シート面で速度2/3乗の減衰力が
発生するもので、したがって、線形の減衰力が得られ
る。また、ピストン速度が高くなると、バイパス路にお
ける流通抵抗が高くなるため、流体は、内側溝から内側
シート面の位置でディスクバルブを開弁して外側溝に進
みこの外側溝から他方の液室へ流体が流入する。この場
合、内側シート面と外側シート面とで直列に速度2/3乗
の減衰力が発生し、絞りによる減衰力の急激な立ち上が
りが抑えられて線形の特性が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、実施例の構成について説明する。

第１図は、本発明一実施例の減衰力可変型液圧緩衝器
の主要部を示す断面図であって、図中１は円筒状のシリ
ンダを示している。このシリンダ１は、内部に摺動自在
に装填されたピストン２によって、伸側行程時に容積縮
小される上部液室（伸側液室）Ａと圧側行程時に容積縮
小される下部液室（圧側液室）Ｂとに画成され、両室A,
Bには油等の作動液が充填されている。

前記ピストン２は、ピストンロッド３の先端に取り付
けられている。

即ち、ピストンロッド３に対して下端側から、リテー
ナ4,ワッシャ5,圧側ディスクバルブ6,ピストン2,伸側デ
ィスクバルブ7,ワッシャ8,スプリングシート9,スプリン
グ10を順次装着し、最後にナット11で締結して取り付け
られている。

さらに詳述すると、前記ピストン２には、中央にピス
トンロッド３を挿通するピストン貫通孔2aが穿設され、
また、ピストンの平面図である第２図に示すように、上
部液室Ａ側である上端面には内外二重に内側溝2bと外側
溝2cが形成されている。

そして、両溝2b,2cの外周には、それぞれ内側シート
面2dと外側シート面2eが形成されている。

また、前記内側溝2bは、ピストン２に上下方向に穿設
された圧側連通孔2fにより下部液室Ｂに連通され、さら
に、この内側溝2bは、ピストン２の上端面に径方向に形
成された圧側連通溝2g,2h、及び両溝2g,2hの間に配置さ
れてピストンロッド３に形成された圧側ポート3a,3aを
介して外側溝2cに連通されている。（これら圧側連通溝
2g,2hおよび圧側ポート3a,3aが圧側バイパス路に相当す
る） 尚、両シート面2d,2eには、第１図に示すように、前
記圧側ディスクバルブ６が当接されている。また、圧側
ディスクバルブ６は、内側シート面2dの閉弁力が高くな
る設定となっている。

一方、前記ピストン２の下部液室Ｂ側の下端面も上端
面側と対称的な構成となっており、詳細な図示は省略す
るが、即ち、下端面にも、内外二重に略環状の内側溝2j
と外側溝2kが形成されている。

そして、両溝2j,2kの外周には、それぞれ内側シート
面2mと外側シート面2nが形成されている。

また、内側溝2jは、ピストン２に上下方向に穿設され
た伸側連通孔2pにより上部液室Ａに連通され、さらに、
この内側溝2jは、ピストン２の下端面に径方向に形成さ
れた伸側連通溝2q,2r、及び、両溝2q,2rの間に配置され
てピストンロッド３に形成された伸側ポート3b,3bを介
して外側溝2kに連通されている。（これら伸側連通溝2
q,2rおよび伸側ポート3b,3bが伸側バイパス路に相当す
る） 尚、両シート面2m,2nには前記伸側ディスクバルブ７
が当接され、さらに、この伸側ディスクバルブ７の内側
シート面2mに対応する位置に、スプリング10のスプリン
グ力が与えられるようにしてスプリングシート９が配置
されている。

さらに、前記ピストンロッド３の軸心に形成された貫
通孔3c内には、調整子12が設けられている。

この調整子12は、図示のように、中空部12aを有した
有底円筒形状に形成され、かつ、上側スラストブッシュ
13と、下側スラストブッシュ14に挟持されて、円周方向
に回転可能に設けられている。

そして、この調整子12内部には、中空部12aを上室12b
と下室12cに画成するセンタブッシュ15が設けられ、ま
た、上室12b側の圧側ポート3aと符合する高さ位置に圧
側連通孔12dが形成されると共に、下室12c側の伸側ポー
ト3bと符合する高さ位置には、伸側連通孔12eが形成さ
れている。

この両オリフィス孔12d,12eは、調整子12及びピスト
ンロッド３のIII−III断面である第３図及びIV−IV断面
である第４図に示すように、相互に90゜角度がずれた位
置に配置され、つまり、図示のように圧側連通孔12d,12
dと圧側ポート3a,3aとが符合して両者が連通した状態で
は、伸側連通孔12e,12eは伸側ポート3b,3bに対して直角
方向を向いて調整子12が伸側ポート3b,3b間を遮断し、
逆に、伸側連通孔12e,12eと伸側ポート3b,3bが符合した
状態では、調整子12が圧側ポート3a,3a間を遮断した状
態となるような配置となっている。

尚、前記下側スラストブッシュ14は栓を兼ねており、
前記下室12cを下部液室Ｂと画成している。

また、前記調整子15の回転は、ピストンロッド３の貫
通孔3c内に設けられたコントロールロッド16により成さ
れるもので、このコントロールロッド16は、ピストンロ
ッド３の上端部まで延在され、このピストンロッド３の
車体取付部分に設けられた図外のアクチュエータにより
回転力を与えられるようになっている。

また、前記シリンダ１の外側には外筒17が設けられて
いて、シリンダ１の外周にリザーバ室Ｃを形成してい
る。

次に、実施例の作用について説明する。

（イ）圧側ソフトレンジ・伸側ハードレンジ設定時 伸側の減衰力レンジをハードレンジ（高減衰力特性）
に設定する際には、第１図及び第４図に示すように、ピ
ストンロッド３の伸側ポート3b,3b間を調整子12で遮断
するように、両ポート3b,3bに対して調整子12の伸側連
通孔12e,12eが符合しないように、調整子12を回転させ
てその位置に固定する。

この場合、伸側行程時における作動液が流通可能な経
路は、伸側連通孔2p,2r間が調整子12により遮断されて
いるため、上部液室Ａから伸側連通孔2pを介して内側溝
2jに流入し、そこから内側シート面2mと伸側ディスクバ
ルブ７との間を通って外側溝2kに流入し、さらに、外側
シート面2nと伸側ディスクバルブ７との間を通り下部液
室Ｂに流入する経路のみとなる。

従って、伸側ディスクバルブ７の閉弁力の高い内側シ
ート面2mの位置で開弁しないとならないために、ハード
レンジ（高減衰力レンジ）の減衰力特性となる。

一方、調整子12を上述のような位置に回転配置する
と、第１図及び第３図に示すように、調整子12の圧側連
通孔12d,12dが、ピストンロッド３の圧側ポート3a,3aと
直交する位置に配置されて、圧側連通溝2g,2hが遮断さ
れた状態となる。

よって、圧側行程時における作動液が流通可能な経路
は、以下に述べる２つの経路となる。

即ち、第１の経路は、下部液室Ｂから圧側連通孔2fを
介して内側溝2bに流入し、そこから、内側シート面2dと
圧側ディスクバルブ６との間を通って外側溝2cに流入
し、この外側溝2cから外側シート面2eと圧側ディスクバ
ルブ６との間を通り上部液室Ａに流入する経路である。

そして、第２の経路は、上述の第１の経路とは内側溝
2bから外側溝2cへ至る経路が異なるもので、つまり、内
側溝2bから圧側連通溝2g〜圧側ポート3a〜圧側連通孔12
d〜上室12b〜圧側連通孔12d〜圧側ポート3a〜圧側連通
溝2hを順に経て、外側溝2cに至る経路である。尚、この
第２の経路が請求の範囲における圧側連通路を構成して
いる。

従って、上述のような経路を有する状態で圧側行程が
成された場合、低ピストン速度域では、流通抵抗の少な
い第２の経路を流通し、圧側連通孔12dにおいて一定流
路断面積の特性である速度２乗特性の低い減衰力が生じ
ると共に、それと直列に外側シート面2eにおいて速度2/
3乗特性の低い減衰力が生じる。この場合、ピストン速
度に対して変化率が低下していく速度2/3乗特性と、逆
に変化率が上昇していく速度２乗特性とが直列に得られ
ることから、両者の変化率の変化が相殺されて、ピスト
ン速度に対する変化率が一定の直線的な減衰力特性が得
られる。

また、中・高ピストン速度域になると、圧側ディスク
バルブ６を開弁して第１の経路側を流通することにな
り、内側・外側シート面2d,2eにおいて速度2/3乗特性の
減衰力が生じる。この速度2/3乗特性は、中・高ピスト
ン速度域では変化率が低下するが、この特性が減衰力が
直列に得られることで、変化率の低下が抑制され、変化
率が一定の直線的な減衰力特性が得られる。

このように、低ピストン速度域から作動液の良好な流
通が得られるために、ソフトレンジの減衰力特性とな
る。

（ロ）圧側ハードレンジ・伸側ソフトレンジ設定時 圧側の減衰力レンジをハードレンジ（高減衰力特性）
に設定する際には、第１図の状態から調整子12を略90゜
回転させる。

すると、ピストンロッド３の圧側ポート3a,3aに対し
て調整子12の圧側連通孔12d,12dが符合しなくなって、
両ポート3a,3aの間が調整子12により遮断されると同時
に、調整子12の伸側連通孔12e,12eが、ピストンロッド
３の伸側ポート3b,3bに符合して、両ポート3b,3bが連通
状態となる。

よって、圧側行程時における作動液が流通可能な経路
は、内側溝2bから、内側シート面2dと圧側ディスクバル
ブ６との間を通って外側溝2cに流入し、この外側溝2cか
ら外側シート面2eと圧側ディスクバルブ６との間を通り
上部液室Ａに流入する経路のみとなり、ハードレンジの
減衰力特性となる。

一方、伸側行程時における作動液が流通可能な経路
は、内側溝2jから内側シート面2mと伸側ディスクバルブ
７との間を通って外側溝2kに流入する経路と、調整子12
の伸側連通孔12e,12eを介する経路との２経路になり、
ソフトレンジの減衰力特性となる。

以上のように、本実施例減衰力可変型液圧緩衝器は、
伸側と圧側の一方をハードレンジとした際に、他方はソ
フトレンジとなる。

従って、例えば、良路を走行している場合やロール・
スカット・ダイブ等のような車両の姿勢変化が生じる場
合のように、低周波振動時にはこの振動を抑制すべく、
行程方向の減衰力特性をハードレンジとして、車体の姿
勢変化を抑さえることができるが、このような制御を行
っている時に、同時に路面の細かな凹凸等により高周波
数の入力もある際に、従来では逆方向の特性もハードレ
ンジとなっているために車体に入力されて乗り心地が悪
化していたが、この実施例緩衝器では、逆方向の特性が
ソフトレンジとなって伝達力が低くなっていることで、
車体への入力の抑制して、良い乗り心地を得ることがで
きる。

以上本発明の実施例を図面により詳述してきたが、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における設計変更等があっ
ても本発明に含まれる。

例えば、実施例では、調整子として、回転することに
より流路断面積を切り換える構造のものを示したが、軸
方向のスライドにより流路断面積を変更させる構造のも
のであってもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の減衰力可変型液圧
緩衝器では、流路断面積変更部材を、伸側連通路と圧側
連通路の一方を絞った際には同時に他方の連通路を開
き、他方の連通路を絞った際には同時に一方の連通路を
開くように形成したために、例えば、一方の行程を制振
すべくハードレンジとしているときに、他方の行程の伝
達力が低下して中・高周波の入力が抑制されるもので、
車両のサスペンションに適用した際に、ハードレンジ制
御時の乗り心地を向上させることができるという効果が
得られる。

また、ピストンの端面に内外二重に、内側溝および外
側溝、ならびに内側シート面および外側シート面を設け
て、両シート面に圧側ディスクバルブおよび外側ディス
クバルブを当接させ、さらに、内側シート面を迂回して
内側溝と外側溝とを連通させる圧側バイパス路および外
側バイパス路をピストンの径方向に形成し、各バイパス
路の流路断面積を変更する調整子を設けた構成としたた
めに、ピストン速度が低速では、各バイパス路の絞りに
おける速度２乗特性と、外側シート面の速度2/3乗特性
とが直列に得られ、中・高速では、内外のシート面にお
いて速度2/3乗の特性が直列に得られるものであり、こ
れにより、線形の減衰力特性が得られる。また、各バイ
パス路は、チェックバルブを設けなくても一方の行程方
向でしか流体が流通しないためチェックバルブが不要で
あり、各、減衰力を変更する構成をピストンの軸方向内
に収めることが可能となり、構成のコンパクト化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明一実施例の減衰力可変型液圧緩衝器の要
部を示す断面図、第２図は実施例のピストンの上面を示
す平面図、第３図は第１図III−III断面図、第４図は第
１図のIV−IV断面図である。 Ａ……上部液室（伸側液室） Ｂ……下部液室（圧側液室） １……シリンダ ２……ピストン 2b……内側溝（圧側連通路） 2c……外側溝（圧側連通路） 2f……圧側連通孔（圧側連通路） 2g……圧側連通溝（圧側連通路） 2h……圧側連通溝（圧側連通路） 2j……内側溝（伸側連通路） 2k……外側溝（伸側連通路） 2p……伸側連通孔（伸側連通路） 2q……伸側連通溝（伸側連通路） 2r……伸側連通溝（伸側連通路） ３……ピストンロッド 12……調整子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内に摺動自在に装填されてシリン
   ダ内を圧側液室と伸側液室に画成し、ピストンロッドに
   連結されたピストンと、 該ピストンの両端面に形成され、内外二重に形成された
   内側シート面および外側シート面、ならびに、各シート
   面の内側に形成された内側溝および外側溝と、 両シート面に当接して設けられた圧側ディスクバルブお
   よび伸側ディスクバルブと、 各内側溝とピストンを挟んで反対側の液室を連通させる
   圧側連通孔および伸側連通孔と、 各内側シート面と各ディスクバルブによる閉塞部分を迂
   回してピストンの中央部を横切って径方向に形成され、
   各内側溝と外側溝とを連通させる圧側バイパス路および
   伸側バイパス路と、 前記ピストンの中央部に各バイパス路を遮って設けら
   れ、各バイパス路の流路断面積を変更する調整子と、 が設けられ、 前記調整子は、伸側バイパス路と圧側バイパス路とを画
   成するとともに、伸側・圧側両バイパス路の一方を絞っ
   た際には他方を開き、他方を絞った時には一方を開くよ
   う形成されていることを特徴とする減衰力可変型液圧緩
   衝器。