JP2909749B2

JP2909749B2 - 油圧緩衝器

Info

Publication number: JP2909749B2
Application number: JP21660489A
Authority: JP
Inventors: 博中西
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1989-08-23
Filing date: 1989-08-23
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JPH0379831A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、車輌用サスペンシヨン機構への利用に最
適な周波数依存型の油圧緩衝器に関する。

［従来の技術］周知のように、車両の車軸懸架における振動形態は、
２自由度の振動系であり、それ故、走行中の路面からの
振動入力によつて、該振動系における特定の振動周波数
領域で共振動作が起きる。

そして、該共振動作のピーク時たる共振点には、比較
的低周波数領域での一次共振点と比較的高周波数領域で
の二次共振点とがある。

ところで、上記共振動作を制御しないと、一次共振点
附近では、ばね上の振動が大きくなつて走行中の車輌の
乗心地が損なわれ、二次共振点付近では、ばね下の振動
が大きくなつて車輪の接地性及び操縦安定性が悪化され
る。

以上の状況を防ぐには、サスペンシヨン機構における
減衰力を上記各共振点付近の周波数域で変化させるよう
にした加振周波数応答型の減衰力調整式の油圧緩衝器の
採用が望まれる。

しかして、かかる減衰力調整式油圧緩衝器の数種がす
でに提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、従来提案の減衰力調整式油圧緩衝器の内、
減衰バルブの減衰係数を加振周波数に応じて切換変更す
るものにあつては、周波数検出機構やアクチユエータ機
構等の附加で緩衝器自体の構造が複雑となり、組立工程
数の増大や生産性の低下等によるコスト高を招来する不
都合がある。

また、環状リーフバルブからなる減衰バルブの撓み剛
性を変更して発生減衰力を変更するものにあつては、単
一の環状リーフバルブに異なる大きさの撓みが繰り返さ
れることから、その金属疲労などによるバルブ折損事故
が起き易くなり、機能安定性に欠ける不都合がある。

そこで、この発明は、機構上並びに機能上において従
来手段の不都合なところを一挙に解決し得るようにした
周波数依存型の減衰力調整式油圧緩衝器を提供すること
を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するために、本発明の構成は、シリ
ンダ内にピストンを介してピストンロッドが移動自在に
挿入され、ピストンはシリンダ内に上下二つの油室を区
画し、二つの油室はピストンに設けた伸ポートと圧ポー
トと各ポートの出口端にそれぞれ設けた伸リーフバルブ
と圧リーフバルブを介して開閉される油圧緩衝器に於
て、ピストンロッド内の上方にリザーバを設け、同じく
ピストンロッド内の下方に圧力室を設け、リザーバと圧
力室との間に圧力室側方向に付勢されたスプールを上下
移動自在に挿入すると共に当該スプールにはリザーバと
圧力室を通じさせるポートを形成し、このポートの圧力
室側出口には閉じ方向に付勢されたチェックバルブが開
閉自在に設けられ、前記圧力室内には下方に付勢された
プランジャが上下移動自在に設けられ、プランジャの下
方背部側は通孔を介して下部油室に開口し、更にピスト
ンとピストンロッドには上下二つの油室を連通するバイ
パスを設け、当該バイパスは前記スプールの上下動に伴
なって開閉されることを特徴とするものである。

［作用］外部加振によって上下動するピストン及びそのピスト
ンロツドの動作に連れて、該ピストンで区分される上下
油室の作動油がピストンに設けた減衰バルブ機構を通つ
て移動する間に減衰力が発生する一方、ピストンロツド
の出入によるシリンダ内容室の増減相当分の作動油を外
筒との間の油室から補充又は戻すように作用する。

そして、加振周波数に応答する圧力室内のプランジヤ
は、ピストンで区分される下部油室の室内を受けて動作
する。

上記プランジヤの上下動作で内圧が変化する圧力室に
は、その室圧の低下で開弁するチエツクバルブを介して
リザーバー室からの作動油が流入すると共に若干遅れて
スプールが下降し、内圧上昇初期で該チエツクバルブに
よるリザーバー室への連通ポートが絞られるので、スプ
ールが圧力室の内圧で上昇する。

そして、スプールの中立、上下動に伴なつてバイパス
が開閉され、バイパスの開閉による高減衰力と低減衰力
が発生する。

［実施例］以下、図示した実施例に基いて、この発明を詳細に説
明する。

第１図に示すように、この発明の一実施例に係る油圧
緩衝器は、シリンダ１内にピストンロツド２に支持され
たピストン３を摺動自在に収装する一方で、シリンダ１
外周の外筒４の上下端をキヤツプによつて閉塞した構成
とし、即ち、シリンダ体を上記シリンダ１と外筒４とで
形成した複筒ガス式のシヨツクアブソーバとなしてあ
る。

そして、上記シリンダ１内はピストン３によつて作動
油の充填された上部油室６と下部油室７とに区分され、
これら両室６及び７間を該ピストン３に配置した減衰バ
ルブ機構によつて連通してある。

一方、前記ピストンロツド２は中空軸体で構成され、
その外端施栓下に密封された中空部に油室９と空気室と
が形成されている。

そして、該油室９は前記減衰バルブ機構における絞り
開度を制御するための作動油回路におけるリザーバー室
として機能し、後述する作動時の該油室９におけるわず
かな体積変化を前記空気室の圧縮膨張により吸収して、
上記リザーバー室の内圧を常に略一定に保持するように
なしてある。

尚、この作動油回路は、その流路系が前記上部油室６
及び下部油室７に対して独立した閉回路として構成され
ている。

他方、外筒４とシリンダ１との間には、油室11とガス
室とが形成され、前記下部油室７との間に圧側減衰力発
生用のベースバルブ機構を介在させて連通した上記油室
11の作動油で、ピストン３のストローク動作時における
ピストンロツド２のシリンダ１内への出没によるシリン
ダ内容積変化分を補うと共に、上記ガス室並びに先の空
気室の高圧下での圧縮膨張によつて作動時における各流
路でのキヤビテーシヨンの発生を防ぐようになしてあ
る。

次に、前記減衰バルブ機構について少しく説明する
が、その際、上述の図示構成と共通する各部分について
は、同一の記号を符す。

即ち、第２図に示すように、該減衰バルブ機構を構成
する前記ピストン３は筒状体からなると共に、これをピ
ストンロッド２の先端に嵌装し、基部カラーと先端のピ
ストンナツト19との間で挟持してある。

ピストン３には上下二つの油室6,7を連通する伸側ポ
ート31と圧側ポート32が縦方向に形成され、伸側ポート
31の下部出口シートには伸側リーフバルブ33が開閉自在
に設けられ、圧側ポート32の上部出口シートには圧側リ
ーフバルブ34が開閉自在に設けられ、伸長時上部油室６
の油が伸側ポート31より伸側リーフバルブ33を押し開い
て伸側減衰力を発生させ、圧縮時には下部油室７の油が
圧側ポート32より圧側リーフバルブ34を押し開いて上部
油室６に流出して圧側減衰力を発生させる。

ピストン３とピストンロツド２には半径方向に向けて
バイパスＡたる通路36,37,38と上下二つの通孔39a,39b
とが形成され、このバイパスＡは後述するピストンロツ
ド２内のスプール20で開閉され、バイパスＡの開閉に伴
なつてリーフバルブ33,34と協働する合成の高減衰力又
は低減衰力が発生するようになつている。

ピストンロツド２内には隔壁部材40,41,42が設けら
れ、隔壁部材40より上方にリザーバ側の油室９が区画さ
れ、隔壁部材40,41との間に油室43が区画され、隔壁部
材41,42の間に圧力室29が区画され、油室9,43は隔壁部
材40の通孔ａを介して連通し、油室43と圧力室29は隔壁
部材41の通孔ｂを介して連通し、圧力室29は隔壁部材42
の通孔ｃを介して下部油室７に連通している。

油室43内にはスプリング44で下方に付勢されたスプー
ル20が上下移動自在に挿入され、このスプール20には中
央に上下に貫通するポートたる通孔45と外周の環状溝46
とが形成されている。

スプール20のランドはそれぞれバイパスＡたるピスト
ンロツド２の通孔39a,39bをそれぞれ上下動又は中立時
に開閉する。図の実施例ではスプリング44で下方に押し
下げられた中立時に上方のランドが通孔39aを閉じてい
る。スプール20が若干上昇すると通孔39a,39bが環状溝4
6を介して連通し、スプール20の位置に応じて通孔39a,3
9bの開度が自動的に調整され、減衰力もその開度に応じ
た大きさとなる。

スプール20の通孔45の下部出口にはわずかな切欠きが
形成されると共に出口シートにスプリングで上方に付勢
されたチエツクバルブ24が開閉自在に設けられている。
スプリングはスプール20の下部に挿入されたスプリング
シートで支えられている。

圧力室29内にはスプリング47で下方に付勢されたポペ
ツト型のプランジヤ27が上下移動自在に挿入され、プラ
ンジヤ27の背部側たる下端には通孔ｃを介して下部油室
７の内圧が作用し、この下部油室７の内圧の上昇又は下
降によりプランジヤ27が上下動する。

プランジヤ27は通常スプリング47で最下方に押圧され
ており、下部油室７の内圧が上昇するスプリング47に抗
して押し上げられ、この時、圧力室29内の油が通孔ｂよ
りスプール20下方に導かれ、チエツクバルブ24を通じる
と共に切欠きで絞られながら通孔45よりリザーバ側の油
室９に排出され、圧力室29の内圧でスプール20が上昇す
る。他方、上記の状態から、下部油室７の内圧が下降す
ると前記と逆にプランジヤ27が下降し、圧力室29の拡大
に伴つてリザーバ側油室９の油がチエツクバルブ24を開
いて吸い込まれる。この時、スプール20は慣性があり、
又スプリング44を弱く設定しておくことによりプランジ
ヤ27の動きに対して少し遅れて下降し、その際バイパス
Ａを開く。

以下作用を詳しく説明する。

実施例によれば、油圧緩衝器に加わる振動で、そのシ
リンダ１とピストン３との間の相対移動により、先ず、
ピストン３が伸方向への変位を開始すると、これによつ
て上部油室６の室圧が高くなる。

その結果、上部油室６の作動油は、第１の流路たるポ
ート31を通りリーフバルブ33を押し開き減衰力を発生し
ながら下部油室７に流入すると共に、ピストンロツド２
のシリンダ１内からの退出によつて該下部油室７内で不
足する作動油が外筒４内の油室からベースバルブ機構の
チエツク弁を開いて該下部油室７に流入する。

これに対して、加振周波数感応の第２の流路たるピス
トンロツド２内では、それまで下部油室７の高い室圧に
よる作用圧を受けスプリング47の拡圧力に抗して作動域
の上死点位置に占位していたプランジヤ27が、下部油室
７の室圧低下とスプリング47が拡圧力とによつて、第２
図の下方向に押されて、その受圧面が隔壁部材42の上端
に当接する下死点位置に移動する。

この移動で、圧力室29の室圧が低下することになるの
で、油室９のリザーバー室圧を受けているチエツクバル
ブ24が付勢スプリングの作用力に抗して同じく下方向に
押し下げられ、通孔45が開放され、これによつて、該圧
力室29内には油室９からの作動油が補充される。

次に、ピストン３が圧側方向への変位を開始すると、
上部油室６の室圧が逆に低下し下部油室７の室圧が高く
なるのでリーフバルブ34を押し開いてボート32における
第１の流路と、外筒４内の油室に向かう作動油の戻し流
路とが形成される一方、プランジヤ27がその下端面たる
受圧面に下部油室７の高い室圧を受けてスプリング47の
拡圧力に抗して、先の下死点位置から上方向に押し上げ
られる。

これによつて、圧力室29の室圧は、該プランジヤ27の
侵入による体積減り分に対応して上昇し、チエツクバル
ブ24を上昇復帰させて先の通孔45を閉じる。

即ち、油圧緩衝器本体に対する１サイクルの加振によ
つて、これに応答するプランジヤ27の変位によるポンプ
作用で、圧力室29には常に一定量の作動油が送り込ま
れ、しかも、この加振に対するプランジヤ27の応答性
は、加振速度の広い変化範囲で保たれる。

従つて、該圧力室29に送り込まれる作動油流量は、そ
の単位時間平均では加振周波数に比例することになる。

そして、この圧力室29の圧力を受けるスプール20の変
位域における通孔39a,39bに達する部分のスプール外周
に、これ等の通孔39a,39b間を橋架する環状溝46を設け
ておくことにより、加振動作の低周波数域でのスプール
変位における通孔39a側の閉鎖状態（第３図（Ａ）図
示）、同中間周波数域のスプール変位での通孔39a,39b
の連結絞り込み状態（第３図（Ｂ）図示）、同高周波数
域のスプール変位での通孔39b側の閉鎖状態（第３図
（Ｃ）図示）の各変位に対して、通孔39a,39bにおける
通路開閉と絞り開口面積を第４図示（Ａ）に示す如く変
化させることが出来る。

しかして、この通孔39a,39bにより流量規制される第
３の流路では、加振下のピストン３の動作に対する減衰
力が、第４図（Ｂ）に示す如く、加振周波数に応じて変
化する。

尚、この第２、第３の流路における通路開閉並びに絞
り開口面積の変化は、前記スプール20の移動占位状態に
おける通孔39a,39bの開口位置並びにそれ等の形状によ
つて決定されるもので、しかも、該スプール20が加振周
波数に応じて移動するので、前記位置及び形状の選択設
定よつて、この流路の周波数依存特性をハイカツト、ロ
ーカツト又は中間カツトのいづれにも変換することが出
来る。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、次の効果が得られ
る。

加振周波数によつて減衰力が変化する加振周波数依存
型の油圧緩衝器を得ることが出来る。

絞り開口面積可変のためのスプールと流路開口部との
配置並びにそれ等の形状を適宜選択決定することによ
り、任意の加振周波数の複数個所の領域で減衰力を低減
させ、他の領域において減衰力の増大を計ることも可能
であるので、これを車輌用サスペンシヨンに用いて従来
の両共振点周波数域で大きい減衰力を維持して、該サス
ペンシヨン系における共振動作を抑制し、且つ、それ以
外の周波数領域で減衰力を低下させて、該系にソフトな
スプリング性能を発揮するシヨツクアブソーバとするこ
とが出来る。

スプールやプランジヤをピストンロツド内に組み込ん
であるのでピストンが小型となり、全体の基本長を短か
くできる。

周波数感応機構を設けたことにより通常の油圧緩衝器
のピストン構造にそれ程影響を与えず、リーフバルブ剛
性などの設計が比較的自由である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る油圧緩衝器を示す縦
断面図、第２図はそれぞれ減衰バルブ機構部分拡大して
示す縦断面図、第３図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はこの発明の
油圧緩衝器における周波数依存型流路構造部の各作動状
況を示す断面図、第４図（Ａ）（Ｂ）はこの発明の油圧
緩衝器における要部の作動特性図である。１…シリンダ、２…ピストンロツド、３…ピストン、４
…外筒、６…上部油室、７…下部油室、９…油室、20…
スプール、24…チエツクバルブ、27…プランジヤ、29…
圧力室、39a,39b…通孔、Ａ…バイパス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16F 9/50,9/34 B60G 17/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダ内にピストンを介してピストンロ
ッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダ内に上
下二つの油室を区画し、二つの油室はピストンに設けた
伸ポートと圧ポートと各ポートの出口端にそれぞれ設け
た伸リーフバルブと圧リーフバルブを介して開閉される
油圧緩衝器に於て、ピストンロッド内の上方にリザーバ
を設け、同じくピストンロッド内の下方に圧力室を設
け、リザーバと圧力室との間に圧力室側方向に付勢され
たスプールを上下移動自在に挿入すると共に当該スプー
ルにはリザーバと圧力室を通じさせるポートを形成し、
このポートの圧力室側出口には閉じ方向に付勢されたチ
ェックバルブが開閉自在に設けられ、前記圧力室内には
下方に付勢されたプランジャが上下移動自在に設けら
れ、プランジャの下方背部側は通孔を介して下部油室に
開口し、更にピストンとピストンロッドには上下二つの
油室を連通するバイパスを設け、当該バイパスは前記ス
プールの上下動に伴なって開閉される油圧緩衝器。