JP2905492B2 - 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、実
開昭61−164836号公報に記載されているようなものが知
られている。

この従来構造は、伸行程時に減衰力を発生させる手段
として、ピストンに上部液室と下部液室とを連通するオ
リフィス孔が穿設されると共に、このオリフィス孔を開
閉するディスクバルブが設けられ、一方、ピストンロッ
ドには、前記オリフィス孔と並列に上部液室と下部液室
とを連通する連通路が形成され、この連通路の途中に、
可変オリフィスが設けられていた。そして、連通路の途
中には、伸行程と圧行程とで作動液の流通状態を異なら
せるチェックバルブが設けられていた。

この従来の圧力制御弁によれば、連通路とオリフィス
孔との２つの流路が並列に存在する構成となっているた
め、第８図に示すように、低ピストン速度域では、連通
路及び可変オリフィスによる速度２乗の減衰力特性が得
られ、一方、中高ピストン速度域では、ディスクバルブ
が開いて速度2/3乗の減衰力特性となる。

また、可変オリフィスにより流路断面積を変化させる
と、低ピストン速度域の減衰力特性の傾きが変化し、流
路断面積を絞るほど高減衰力特性となる。

（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、上述のようにピストンのオリフィス孔
に対して、並列に連通路を設けていて、低ピストン速度
域では、可変オリフィス及び連通路を主体とした特性で
減衰力が発生し、中高ピストン速度域では、ディスクバ
ルブに生じる絞りを主体として減衰力が発生するため
に、低ピストン速度域と中高ピストン速度域との減衰力
特性が異なり、全速度域において１次の直線的な減衰力
特性を得ることができないという問題があった。さら
に、このように速度域により特性が変化する液圧緩衝器
を自動車のサスペンションに適用した場合、サスペンシ
ョンの特性変化が一定して得られず、乗り心地及び操縦
安定性において、非常に具合が悪いものであった。

また、上述の従来液圧緩衝器にあっては、伸・圧両行
程において、連通路及び可変オリフィスを共用するた
め、伸側と圧側とで減衰力特性を独立して設定すること
が困難であり、減衰力特性の設定自由度が低いという問
題もあった。

加えて、連通路における、流路を可変とするのに、チ
ェックバルブが設けられた構成となっていたため、この
チェックバルブを設ける分だけ、部品点数が増加する
し、しかも、このチェックバルブを設ける分だけピスト
ンロッドの長さが長くなり、ピストンのストローク範囲
を狭めるという問題もあった。

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、全ての速度域において１次直線的な減衰力特性
を得ることが可能で、しかも、伸行程と圧行程とで独立
して減衰力特性の設定が可能であり、さらに、部品点数
の削減及びピストンのストローク範囲を拡大可能な減衰
力可変型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、ピストンにより内部を上下液室
に画成され、作動液が充填されたシリンダを備え、前記
ピストンの少なくともいずれか一方の液室側において、
前記ピストンの端面に、少なくとも部分的に円弧状であ
り内外二重に形成され、各々の外周にシート面を有する
内側溝及び外側溝と、両溝を開閉すべく両シート面に当
接状態で設けられて、シート面に当接した閉弁状態で内
外両溝の間を連通不能に画成するとともに外側溝とこの
外側溝が臨んでいる側の液室とを画成するディスクバル
ブと、前記内側溝及び外側溝のいずれか一方とピストン
を挟んで他方の液室とを連通した第１連通路及び前記内
側溝と外側溝との間で内側シート面で閉じられている部
分を迂回する流れを生じるよう前記内側溝と外側溝とを
径方向に連通した第２連通路と、この第２連通路の途中
に設けられ、第２連通路の流路断面積を選択的に切換可
能に構成された可変オリフィスとを設けた。

（作 用） 本発明の減衰力可変型液圧緩衝器では、ピストンがス
トロークすると、一方の液室内の作動液が第１連通路，
第２連通路，内側溝及び外側溝を経て、他方の液室に作
動液が流通する。

この作動液の流通により、まず、第１連通路と連通さ
れた溝から他方の溝へ流通するときに、減衰力が発生す
るもので、この減衰力特性は、作動液が内外両溝間で、
第２連通路及びこの第２連通路の途中の可変オリフィス
を通って流通するか、シート面とディスクバルブの間を
通って流通するかで特性が異なる。即ち、連通路及び可
変オリフィスを流通する低ピストン速度域では速度２乗
特性となり、シート面とディスクバルブ間を通る中・高
ピストン速度域では、速度2/3乗特性となる。

そして、このようにして他方の溝に流れ込んだ作動液
が、さらに、シート面とディスクバルブ間を通り他方の
液室に流通する際に、速度2/3乗特性の減衰力が発生す
る。

このようにして、速度の上昇に対応して増加率が増し
ていく速度２乗特性の減衰力と、逆に速度の上昇に対応
して増加率が減少していく速度2/3乗特性の減衰力とが
直列に発生するため、１次の直線的な減衰力特性を得る
ことが可能となる。

また、可変オリフィスの流量を絞ると、減衰力特性は
高減衰力特性となり、流量を増大させると低減衰力特性
となる。そして、この場合にも、減衰力可変の全レンジ
において、この直線的な特性が得られる。

（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、本発明第１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、摺動自在に装
填されたピストン２によって、上部液室Ａと下部液室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
けられており、即ち、スプリング4,スプリングシート5,
ワッシャ6,第１圧側ディスクバルブ7,第２圧側ディスク
バルブ8,ピストン2,第１伸側ディスクバルブ9,第２伸側
ディスクバルブ10,ワッシャ11,スプリングシート12,ス
プリング13を順次装着し、最後にナット14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、上部液室Ａ側である上端面に内外二重に圧側内側
溝2bと圧側外側溝2cが形成されている。両溝2b,2cは、
ピストン２の平面図である第２図に示すように、ほぼ環
状に形成され、その外周には、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。そして、第１図に
示すように、前記圧側内側溝2bは、ピストン２に上下方
向に穿設された４つの圧側連通孔（第１連通路）2fによ
り下部液室Ｂに連通され、さらに、この圧側内側溝2b
は、ピストン２の上端面に形成された圧側連通溝2g,2h
とピストン貫通孔2a及びピストンロッド３に形成された
圧側ポート3a,3aを介して圧側外側溝2cと連通されてい
る。即ち、この圧側連通溝2g,2hとピストン貫通孔2a及
び圧側ポート3a,3aにより請求の範囲の第２連通路を構
成している。

尚、両シート面2d,2eには前記第１圧側ディスクバル
ブ７が当接され、さらに、内側シート面2dの位置に対し
て、第２圧側ディスクバルブ８の外周部が配設されると
共に、スプリング４のスプリング力が与えられている。

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いて、即ち、下端面には、
内外二重に伸側内側溝2jと伸側外側溝2kが形成されてい
る。両溝2j,2kは、ピストン２の底面図である第３図に
示すように、ほぼ環状に形成され、その外周には、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。そして、第１図に示すように、前記伸側内側溝2j
は、ピストン２に上下方向に穿設された６つの伸側連通
孔（第１連通路）2pにより上部液室Ａに連通され、さら
に、この伸側内側溝2jは、ピストン２の下端面に形成さ
れた伸側連通溝2q,2rとピストン貫通孔2a及びピストン
ロッド３に形成された伸側ポート3b,3bを介して伸側外
側溝2kと連通されている。即ち、この伸側連通溝2q,2r
とピストン貫通孔2a及び伸側ポート3b,3bにより請求の
範囲の第２連通路を構成している。

尚、両シート面2m,2nには前記第１伸側ディスクバル
ブ９が当接され、さらに、内側シート面2mの位置に第２
伸側ディスクバルブ10の外周部が配設されると共に、ス
プリング13のスプリング力が与えられている。

さらに、前記ピストンロッド３の先端には、可変オリ
フィスとしての調整子15が、上側スラストブッシュ16
と、下側スラストブッシュ17に挟持されて、回転可能に
設けられている。

この調整子15は、上下に画成された中空部15a15bを有
して筒状に形成され、かつ、前記圧側ポート3aに符合す
る位置に、複数の圧側オリフィス孔15cが形成されると
共に、伸側ポート3bと符合する位置にも複数の伸側オリ
フィス孔15dが形成されていて、上部ポート3a,3a間及び
下部ポート3b,3b間の流路断面積を変更可能に形成され
ている。

尚、前記中空部15bは、前記下側スラストブッシュ17
により下面を塞がれている。また、前記調整子15の回転
は、ピストンロッド３内に設けられたコントロールロッ
ド18により成されるもので、このコントロールロッド18
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。

次に、実施例の作用について説明する。

（イ）伸行程時 ピストン２の伸行程時には、上部液室Ａの液圧上昇に
伴ない、上部液室Ａの作動液が下部液室Ｂに流入する
が、この際に作動液が流れる経路は、以下のようにな
る。

まず、上部液室Ａ内の作動液は伸側連通孔2pを通り伸
側内側溝2jに流入する。そして、この伸側内側溝2jから
下部液室Ｂに対し２系統の経路を介して作動液が流通す
る。

即ち、第１の経路は、伸側内側溝2jから、伸側連通溝
2q〜伸側ポート3b〜調整子15の伸側オリフィス孔15d及
び中空部15b〜伸側ポート3b〜伸側連通溝2r〜伸側外側
溝2kを経て、外側シート面2nの位置で第１伸側ディスク
バルブ９を開弁して下部液室Ｂに至る経路である。一
方、第２の経路は、伸側内側溝2jから、内側シート面2m
の位置で第１伸側ディスクバルブ９を開弁して伸側外側
溝2kに流入し、そこからさらに、外側シート面2nの位置
で第１伸側ディスクバルブ９を開弁して下部液室Ｂに至
る経路である。

以上のような経路の作動液の流通が成されることで、
伸側内側溝2jと伸側外側溝2kとの間では、第４図に示す
ような液圧差が生じて減衰力が発生するもので、即ち、
この伸側両溝2j,2k間にあっては、低ピストン速度域で
は、調整子15の伸側オリフィス15dを介して作動液が流
通して、速度２乗の減衰力特性となり、一方、中・高ピ
ストン速度域では、内側シート面2mの位置で両ディスク
バルブ9,10及びスプリング13の閉弁力に抗して第１伸側
ディスクバルブ９を開弁する流通が生じて、速度2/3乗
の減衰力特性となる。

また、伸側外側溝2kと下部液室Ｂとの間では、第５図
に示すような液圧差が生じて減衰力が発生するもので、
即ち、外側シート面2nの位置で第１伸側ディスクバルブ
９を開弁する流通により第１伸側ディスクバルブ９の特
性である、速度2/3乗の減衰力特性となる。

従って、実施例の液圧緩衝器全体では、第４図と第５
図に示す特性が直列に加わった特性が得られるもので、
この特性は、第６図に示すように、１次の直線に近い特
性となる。

尚、上述の減衰力特性は、調整子15を回転させて、伸
側ポート3bに符合する伸側オリフィス孔15dの径を変え
ることで、変更させることができる。即ち、第４〜６図
において、，及びは、それぞれ、伸側オリフィス
孔15dのうちで最小の径のものを符合させて高減衰力特
性とした場合，中間の径のものを符合させて中減衰力特
性とした場合及び最大の径のものを符合させて低減衰力
特性とした場合を示している。

（ロ）圧行程時 ピストン２の圧行程時には、上述の伸行程の場合とほ
ぼ対称的な作動となる。即ち、圧行程が成されると、下
部液室Ｂの作動液が圧側連通孔2fを通り圧側内側溝2bに
流入する。そして、この圧側内側溝2bから上部液室Ａに
対し２系統の経路を介して作動液が流通する。

つまり、第１の経路は、圧側内側溝2bから、圧側連通
溝2g〜圧側ポート3a〜調整子15の圧側オリフィス孔15c
及び中空部15a〜圧側ポート3a〜圧側連通溝2h〜圧側外
側溝2cを経て、外側シート面2eの位置で第１圧側ディス
クバルブ８を開弁して上部液室Ａに至る経路である。一
方、第２の経路は、圧側内側溝2bから、内側シート面2d
の位置で、両圧側ディスクバルブ7,8及びスプリング４
の閉弁力に抗して第１圧側ディスクバルブ８を開弁して
圧側外側溝2cに流入し、そこからさらに、外側シート面
2dの位置で第１圧側ディスクバルブ８を開弁して上部液
室Ａに至る経路である。

以上のような経路の作動液の流通が成されることで、
伸行程時と同様にして、両溝2b,2c間にあっては、低ピ
ストン速度域で、速度２乗の減衰力特性となり、中・高
ピストン速度域で、速度2/3乗の減衰力特性となる。ま
た、圧側外側溝2cと上部液室Ａとの間では、速度2/3乗
の減衰力特性となる。

従って、伸行程と同様に１次の直線に近い減衰力特性
が得られる。

尚、この圧行程の場合も、調整子15を回転させて、圧
側ポート3aに符合する圧側オリフィス孔15cの径を変え
ることで、減衰力特性を変更させることができる。

以上説明したきたように、第１実施例の減衰力可変型
液圧緩衝器では、伸圧両行程において、１次の直線的な
減衰力特性を得ることができるという特徴を有してい
る。そして、このように、直線的な特性が得られること
で、途中で特性が急変することがなく、自動車のサスペ
ンションに適用した場合には、乗り心地と操縦安定性の
両立を図ることができるという特徴が得られる。

尚、この特性は、オリフィス孔15c,15dの絞り量を変
化させても同様であるから、減衰力可変の全レンジにお
いて、この直線的な特性が得られる。

加えて、伸行程と圧行程とで、作動液の流通経路が異
なるため、伸側と圧側とで独立した減衰力特性が得ら
れ、このため、伸側と圧側とで独立して減衰力特性の設
定ができ、設定自由度が高いという特徴を有している。

さらに、上述のように、伸側と圧側とで作動液の流路
が異なるから、チェックバルブを設ける必要がないた
め、このチェックバルブの分だけ部品点数を削減できる
と共に、チェックバルブを設けるスペースを省略してピ
ストンロッド３の長さを短くでき、それによって、ピス
トン２の実用ストローク範囲を拡大することができると
いう特徴を有している。

次に、第７図に示すよ第２実施例について説明する。
尚、この第２実施例を説明するにあたり、第１実施例と
同様の構成には第１実施例と同じ符合を付け説明を省略
する。

この第２実施例は、下側スラストブッシュ217に貫通
孔201が形成されていて、調整子15の中空部15bがナット
14により下部液室Ｂと区画されている点で第１実施例と
異なる。

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、伸側・圧側の両方に本発明を適
用したが、いずれか一方のみに適用してもよい。

（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、ピストンの少なくとも一方の液室側におい
て、二重に内側溝と外側溝を設け、両溝の一方と他方の
液室を連通する第１連通路及び両溝を連通する第２連通
溝を設け、さらに、第２連通路の途中に可変オリフィス
を設けた構成としたことにより、速度２乗特性と速度2/
3乗特性の減衰力が直列に得られ、これにより１次の直
線的な減衰力特性を得ることができるという効果が得ら
れる。尚、この特性は、可変オリフィスの絞り量を変化
させても同様であるから、減衰力可変の全レンジにおい
て、この直線的な特性が得られるという効果が得られ
る。

さらに、この直線的な特性が得られるという効果によ
り、ピストン速度によって特性が急変することがなく自
動車のサスペンションに適用した場合には、乗り心地と
操縦安定性の両立を図ることができるという効果が得ら
れる。

加えて、本発明では、ピストンの一側に内外両溝やデ
ィスクバルブを設ける構成としたため、伸行程用と圧行
程用のディスクバルブや内外両溝や連通路を、ピストン
の両側にそれぞれ独立して設けることができ、これによ
り伸側と圧側とで独立した減衰力特性が得られる。この
ため、伸側と圧側とで独立して減衰力特性の設定ができ
るという効果が得られる。

両連通路の途中にチェックバルブを設ける必要がない
ため、このチェックバルブの分だけ部品点数を削減でき
ると共に、チェックバルブを設けるスペースを省略して
ピストンロッドの長さを短くでき、それによって、ピス
トンの実用ストローク範囲を拡大することができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１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図はピストンの下面を示す底面図、第
４図は実施例の伸側内側溝と伸側外側との間の液圧差と
ピストン速度との関係を示すグラフ、第５図は実施例の
伸側外側溝と下部液室との間の液圧差とピストン速度と
の関係を示すグラフ、第６図は実施例の伸行程時の発生
減衰力とピストン速度との関係を示すグラフ、第７図は
第２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８図は従来例の減衰力特性を示すグラフである。 Ａ……上部液室 Ｂ……下部液室 １……シリンダ ２……ピストン 2a……ピストン貫通孔（第２連通路） 2b……圧側内側溝 2c……圧側外側溝 2f……圧側連通孔（第１連通路） 2g……圧側連通溝（第２連通路） 2h……圧側連通溝（第２連通路） 2j……伸側内側溝 2k……伸側外側溝 2p……伸側連通孔（第１連通路） 2q……伸側連通溝（第２連通路） 2r……伸側連通溝（第２連通路） 3a……圧側ポート（第２連通路） 3b……伸側ポート（第２連通路） ７……第１圧側ディスクバルブ ８……第２圧側ディスクバルブ ９……第１伸側ディスクバルブ 10……第２伸側ディスクバルブ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンにより内部を上下液室に画成さ
   れ、作動液が充填されたシリンダを備え、前記ピストン
   の少なくともいずれか一方の液室側において、 前記ピストンの端面に、少なくとも部分的に円弧状であ
   り内外二重に形成され、各々の外周にシート面を有する
   内側溝及び外側溝と、 両溝を開閉すべく両シート面に当接状態で設けられて、
   シート面に当接した閉弁状態で内外両溝の間を連通不能
   に画成するとともに外側溝とこの外側溝が臨んでいる側
   の液室とを画成するディスクバルブと、 前記内側溝及び外側溝のいずれか一方とピストンを挟ん
   で他方の液室とを連通した第１連通路及び前記内側溝と
   外側溝との間で内側シート面で閉じられている部分を迂
   回する流れを生じるよう前記内側溝と外側溝とを径方向
   に連通した第２連通路と、 この第２連通路の途中に設けられ、第２連通路の流路断
   面積を選択的に切換可能に構成された可変オリフィス
   と、 を備えていることを特徴とする減衰力可変型液圧緩衝
   器。