JP2950964B2 - 油圧緩衝器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、車両用，例えば四輪車用ショックアブソ
ーバに利用する油圧緩衝器に関するものである。

〔従来の技術〕

四輪車の車体と車軸との間には、走行条件や路面の状
況変化等によっても車体側への振動の伝達を緩和し、安
定性のある走行ができるようにするためショックアブソ
ーバが懸架されている。

上記ショックアブソーバの減衰力発生装置としては、
例えば、第９図に示す如き構成のものが採用されてい
る。すなわち、シリンダ１内にピストン３を摺動自在に
収納してシリンダ１内を二つの上部油室４と下部油室５
に区画し、上記ピストン３はピストンロッド２の一端に
嵌着されており、上記２つの各油室4,5は、ピストン３
の外側と内側に平行に貫通したポート6,7にて通じるよ
うにしてある。上記一方の通孔６のロッド側（背面側）
のシート面８には、ノンリターンバルブ９が位置させて
あり、バルブ押え10との間に介在させたスプリング11に
より閉じ方向に附勢されており、ピストンロッド２が伸
びる方向に作動するとき上部油室４内の作動油を下部油
室５に逃すための微小のオリフィスがシート面８に打刻
により設けてある。また、他方の通孔７の下部油室５側
のシート面13には、ポート７の出口端を開閉するバルブ
V1が設けられている。

一方、シリンダ１の下部にはベースバルブのバルブケ
ース17があり、このバルブケース17にも外側と内側に平
行にポート18,19が設けてあって、各通孔18,19により下
部油室５と外部油室としての図示しないタンク室が通じ
るようにしてある。一方、通孔18の下部油室５側のシー
ト面21には、ノンリターンバルブ22がスプリング23によ
り押し付けられており、上記シート面21には打刻により
微小のオリフィスが設けてある。また、他方の通孔19の
上記タンク室側のシート面25には、バルブV2が設けられ
ている。

第10図は第９図に示すピストン３側のバルブV1を詳細
に示したものであり、32はオリフィス30を持ったメイン
リーフバルブ、33は複数個のオリフィス31を持ったメイ
ンリーフバルブ、36は複数個の環状溝35を持った間座、
34はサブリーフバルブ、35は間座であり、これらのメイ
ンリーフバルブ32〜間座35は順次接合されてシート面13
とストッパ47との間に介装されている。なお、かかるバ
ルブV1の構造は、基本的にベースバルブ側のバルブV2と
同様であるので、ここでは説明を省略する。

かかる油圧緩衝器では、間座36の下流側に微低速用の
サブリーフバルブ34が積層されており、メインリーフバ
ルブ32,33に穿ったオリフィス30を通して、間座36の環
状溝35へ上部室４からの作動油を導く。このため、この
作動油圧を受けて、サブリーフバルブ34は外周辺部が撓
み、その撓んだ間隙から下部室５へ作動油を送り出す。
このとき、サブリーフバルブ34の剛性に応じた微低速域
〜低速域の減衰力を発生し、また、メインリーフバルブ
32,33と合成された撓み合成により、中速域以上の減衰
力を発生する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の油圧緩衝器は以上のように構成されているの
で、オリフィス30を通過した作動油を間座36の環状溝35
に導くために、これらのエリフイス30と環状溝35との円
周方向の位置決めを十分に行うことが必要で、このため
組立効率が悪いばかりか、オリフィス30の径が小さい場
合には、例えば直径1mm以下ではプレス加工による打抜
き加工が困難で、電解加工などの特殊で費用の掛る加工
方法を採用しなければならないという課題があった。

また、上記円周方向の位置決めを容易化するため、リ
ーフバルブおよび座金の積層体とこれらを支持する摺動
型のディスクとを備えた油圧緩衝器が、実開昭63−9633
9号公報に示されているが、上記ディスクが重量で、こ
のディスクによる機械的，油圧的衝撃音のレベルが高い
などの課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たものであり、オリフィスおよび環状溝間の位置決めが
容易で、しかも加工が面倒なオリフィスの小径化加工の
が必要をなくすることができ、かつ機械的，油圧的な騒
音が発生するのを防止できる油圧緩衝器を得ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の手段は、シリン
ダ内に摺動自在に設けられて上部油室および下部油室を
隔成するピストンと、上記シリンダ端に設けられて上記
下部油室と外部油室とを隔成するベースバルブケース
と、上記ピストンに設けられて上記上部油室および下部
油室に連通するピストン側ポートと、上記ベースバルブ
ケースに設けられて上記下部油室および外部油室に連通
するベースバルブ側ポートと、上記ピストン側ポートお
よびベースバルブ側ポートの各出口端に開閉自在に設け
られたバルブとを備えた油圧緩衝器において、上記ピス
トンおよびバルブケースの各シート面の内側に形成した
環状溝と、上記各バルブを構成し、かつ上記環状溝に連
通する第１の通路を形成しているメインリーフバルブ
と、該メインリーフバルブに当接されて上記第１の通路
に連通する第２の通路および該第２の通路に連通して内
側環と外側環とにより隔成した扇状窓を有する切欠きバ
ルブと、該切欠きバルブに当接されて上記扇状窓に連通
するように内側および外側の各円環により隔成した環状
窓を有する間座と、該間座に当接されて上記各ポートか
ら上記環状溝，第１の通路，第２の通路，扇状窓および
環状窓を介して得られる作動油を受けて撓み減衰力を発
生するサブリーフバルブとを設けたことを特徴するもの
である。

４〔作用〕 この発明における第１の通路および第２の通路は、メ
インリーフバルブに上部室からの作動油の油圧を作用さ
せず、切欠きバルブの扇状窓および間座の環状窓を通し
てサブリーフバルブに作用させることができ、所期の微
低速の減衰力設定を可能にするとともに、メインバルブ
の小径のオリフィスを設ける必要がなくなり、組み付け
作業性の向上を図れるようにするとともに、従来の摺動
型のディスクを排して、機械的，油圧的騒音の発生を防
止可能にする。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、2Aはピストンロッド２のインロー
部、6,7はピストン３に形成した上記外側および内側の
ポート、7Cはピストン３の下部室側面に形成した環状
溝、7Dはそのシート面の内側に、第２図に示すように形
成された切欠きの通路、7Eはそのシート面のさらに内側
に形成された環状溝、7Fは上記インロー部2Aに対向する
ピストン３の内側に、第３図に示すように形成した通
路、51はバルブV1を構成するメインリーフバルブ、52は
切欠バルブ、53は間座、54はサブリーフバルブ、55はバ
ルブストッパ、56はバルブストッパ55を介して、メイン
リーフバルブ51〜サブリーフバルブ54を重ねるようにピ
ストンロッド２端に結合したナットである。

また、上記メインリーフバルブ51は、第４図（ａ）に
示すように、ピストンロッド２のインロー部2Aにガイド
係合するガイド部51Aおよびピストン３の環状溝7Eに連
通する通路51Bが形成されている。上記切欠きバルブ52
は第２図（ｂ）に示す通りであり、インロー部2Aにガイ
ド係合するガイド部52Eと、環状溝7Eに連通する環状溝5
2Gと、外側環52C,内側環52Bと、これらの各環52C,52B間
に設けられた３つの扇状窓52Fと、内側環52Bを途中で破
断した幅ｂの切欠き部52Aと、各環52C,52Bを連結する幅
ｌの連結部52Dとを備えている。

上記間座53は、第２図（ｃ）に示すように、内外２つ
の円環53B,53D間に環状室53Cを設け、各円環53B,53Dを
幅Ｂの１つの連結部53Aで連結したものからなる。ま
た、サブリーフバルブ54は第２図（ｄ）に示すようにリ
ング状の板材からなる。

次に動作について説明する。

まず、ピストンロッド２が左方に伸長する伸側行程で
は、上部室４の作動油は、内側のポート７を通り下流の
環状溝7Cに導かれる。環状溝7Cの作動油の一部は、内側
シート面の一部に設けられた切欠き通路7Dを経て内側シ
ート面の内側に形成された環状溝7Eに導かれる。

ピストン内側の内外シート面に対向するメインリーフ
バルブ８には、ピストンロッド２のインロー部2Aに案内
される複数のガイド部51A間に通路51Bが形成され、下流
側に積層されている切欠きバルブ52の通路52Gと連通し
ている。

切欠きバルブ52の内側環52Bの一部は幅ｂで切欠か
れ、通路52Gの作動油は切欠き部52Aを介してのみ扇状窓
52Fと連通する。従って、切欠き通路の面積Ａは切欠き
バルブ52の板厚をｔとして、Ａ＝ｂ×ｔ×ｎとなる。こ
こで、ｎは切欠きの数で、図示の場合は３個である。切
欠きバルブ52の下流には、内外２つの円環53B,53Dを連
結部53Aで連結した形状の間座53が上記のように積層さ
れている。環状窓53Cは切欠きバルブ52の扇状窓と重な
るように設計され、下流側のサブリーフバルブ54と対向
する。サブリーフバルブ54は、切欠きバルブ52により形
成された固定オリフィスを通過した作動油が、その撓み
剛性に打ち勝って下部室5Bに流れるときの流体抵抗によ
り、減衰力を発生する。この減衰力の大きさは板厚およ
び枚数により制御できる。

間座53の内外の円環53B,53Dはピストン３内側の内外
２つのシート面の役割を果たす。

ここで、ピストンロッド２の伸長速度が早くなると、
切欠き通路7Dの流体抵抗が大きくなり、環状溝7Cおよび
下部室５間の圧力差が大きくなるので、メインリーフバ
ルブ51およびサブリーフバルブ54等により合成された撓
み剛性に打ち勝ってこれを押し開き、環状溝7Cの作動油
が下部室５に流れ、この時の流体抵抗により、中速域
（約0.3m/s）の減衰力を発生させる。中速域の減衰力は
メインリーフバルブ51の板厚および枚数により調整でき
る。高速域（約0.6m/s以上）の減衰力は、ピストン３内
側のポート７の大きさにより流体抵抗を変化させて制御
することができる。

実際の減衰力をセッチングするときは、切欠きバルブ
52の切欠き通路面積およびサブリーフバルブ54の板厚，
枚数を調整して、微低速〜低速域（焼く0.1m/s以下）の
減衰力を合わせ、中速域ではこれに更にメインリーフバ
ルブ51を積層して撓み剛性を調整することにより、減衰
力を合わせる。また、間座53と組み合わせて使用する切
欠きバルブ52の扇状窓52Fの幅Ｌは、間座53の連結部53A
の幅Ｂと切欠き幅ｂとが重なったときでも、連通路が確
保できていればよいため、第５図に示す切欠きバルブ52
Xに示すように狭くてもよい。上記の切欠き通路面積Ａ
＝ｂ×ｔ×ｎに影響しないようにするためには、Ｌ≒3B
程度に設計すればよい。また、切欠きバルブ52の連結部
の幅ｌを狭く設計すれば、扇状窓52Fは実質的に環状溝7
Cと同一の働きをするので、間座53を省略することもで
きる。

なお、シリンダ１の下端部に組付けられるベースバル
ブは、部品をガイドするインロー部14Aが細い以外は、
機能上同一であるので、ここではその重複する説明を省
略する。

また、通路7F,7Dは通常は金型で成形され、切欠きバ
ルブ52の切欠き通路Ａ＝ｂ×ｔ×ｎよりは大きい通路面
積を確保する。第１図はメインリーフバルブ51が１枚、
サブリーフバルブ54が３枚の場合を示したが、メインリ
ーフバルブ51が２枚、サブリーフバルブ54が２枚として
もよく、また、第１図に示すバルブストッパ55は、微低
速〜低速域の減衰力を制御するサブリーフバルブ54の撓
み応力を低減するために、サブリーフバルブ54との接触
部をテーパ面状に形成しているが、バルブストッパ55の
接触部を円弧状に形成すれば、撓み応力をさらに低くす
ることができる。

伸側の減衰力が低い場合などには、ピストンロッド２
のインロー部2Aを細くすることができれば、圧側ベース
バルブに示すように、撓み応力が低く設計できるので、
間座57の外径部をサブリーフバルブ58の撓み支持点とす
ることもできる。

第６図はピストン３の環状溝7Eへの上部室４の案内通
路が、ピストンロッド２インロー部2Aに加工されたキー
溝状通路2Bである場合を示す。この案内通路の役割は、
下半分断面図に示すピストン３の内径部に加工された上
記通路7Fの場合と同様である。また、第２図の間座53は
内外の円環53B,52Dの連続部53Aが１箇所である場合を例
示しているが、中速域以上のメインリーフバルブ51の撓
みを全周にわたり一様にするためには、円周方向の撓み
剛性をほぼ一様にすればよい。第７図はこの場合を例示
している。

第１図に示すメインリーフバルブ51のガイド部51Aと
切欠きバルブ52のガイド部52Eは、通路51Bの幅が各幅が
各ガイド部51A,52Eの幅より十分大きく設計されている
ので、円周方向の位置決めは必ずしも必要ではなく、ず
れていても差し支えない。

また、第１図は微低速〜低速域用のサブリーフバルブ
54と中速域以上用のメインリーフバルブ51が順次積層さ
れる構造を示しているが、第８図に示すように、両者が
伸側はバルブストッパ61、圧側はバルブストッパ62によ
り分離された構造としてもよい。このように、両者を分
離することにより、サブリーフバルブ54とメインリーフ
バルブ51の撓み剛性を独立して調整できるため、減衰力
のセッチングの自由度が増大する。上部室４から切欠き
通路7Dを経て環状溝7Eに導かれた作動油は、メインリー
フバルブ51,バルブストッパ62の右側面に沿って撓むの
で、撓み応力を低く押えることができる。一方、ピスト
ン内側の内外２段のシート面と直接対向するメインリー
フバルブ51は、間座64の外径により撓みの支持径を、ま
た、間座の厚みにより撓み代を制御できるので、通常の
バルブ構造と同様に中速域以降の減衰力を精度よく制御
できる。つまり、第１図の場合は、サブリーフバルブ54
の支持方式によりメインリーフバルブ51の支持方式も決
まってしまい、間座外径のような正確な支持径が得にく
いので、サブリーフバルブ54の撓み応力低減のため、こ
の様にサブリーフバルブ54の撓み応力の低減と減衰力セ
ッチングの自由度・正確度の向上とを両立させることが
できる。圧側減衰力を制御するベースバルブでは、伸側
のバルブストッパ61の様に片面がテーパ面や円弧面では
なく、平板状のバルブストッパ62である場合を示す。こ
の場合は、平面度の保証されたバルブ用帯鋼より打ち抜
いて成形できるので、直接間座65と積層することができ
る。サブリーフバルブ66を支持するバルブストッパ67は
テーパ状および円弧状のいずれでもよく、撓み応力が低
ければ第１図と同じ円板状の間座57とバルブストッパの
組み合わせでも差支えない。

さらに、第８図に示す組み合わせ以外に、伸側に示す
バルブの組み合わせと圧側に示すバルブの組み合わせを
入れ替えることも勿論可能である。環状溝7Eへの通路
は、内径側通路7Fの他に第６図の伸側に例示したキー環
状通路2Bまたは圧側に示す連通穴14Bであってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ピストンおよびバ
ルブケースの各シート面の内側に環状溝を形成し、上記
各バルブを構成するメインリーフバルブによって、上記
環状溝に連通する第１の通路をピストンロッドのインロ
ー部との間に形成し、該メインリーフバルブに当接され
た切欠きバルブに、上記第１の通路に連通する第２の通
路、および該第２の通路に連通して内側環と外側環とに
より隔成した扇状窓を設け、該切欠バルブに当接された
間座に、上記扇状窓に連通するように内側および外側の
各円環により隔成した環状窓を設け、該間座に当接され
たサブリーフバルブにより、上記各ポートから上記環状
溝，第１の通路，第２の通路，扇状窓および環状窓を介
して得られる作動油を受けて撓み減衰力を発生するよう
に構成したので、バルブをノンリターンスプリングによ
って押圧された従来のディスクの使用を回避して、機械
的，油圧的騒音の発生を防止できるとともに、微低速と
して動作させるバルブ用の流路をピストンやベースバル
ブケースの内側に形成した環状溝や通路として使用し
て、作動油をサブリーフバルブに作用させることで、メ
インリーフバルブや切欠きバルブなどにオリフィスを形
成するものに比べて、そのオリフィスの位置合わせなど
の組付作業を省けるので、組付能率が著しく向上し、し
かもオリフィスを持たない上記メインリーフバルブや切
欠きバルブを迅速かつ容易に加工できるものが得られる
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による油圧緩衝器を示す要
部の断面図、第２図は第１図のピストンを示す右側面
図、第３図は第１図のピストンを示す左側面図、第４図
は第１図のバルブの構成部品を分解して示す正面図、第
５図は第４図の切欠きバルブの他の実施例を示す正面
図、第６図はこの発明の油圧緩衝器の他の実施例を示す
要部の断面図、第７図は第４図の間座の他の実施例を示
す正面図、第８図はこの発明の油圧緩衝器のさらに他の
実施例を示す要部の断面図、第９図は従来の油圧緩衝器
を示す断面図、第10図は第９図のバルブ付近を拡大して
示す断面図である。 １……シリンダ、２……ピストンロッド、2A……インロ
ー部、３……ピストン、４……上部油室、５……下部油
室、７……ピストン側ポート、7C……環状溝、17……バ
ルブケース、19……ベースバルブ側ポート、51……メイ
ンリーフバルブ、51B……第１の通路、52……切欠きバ
ルブ、52B……内側環、52D……外側環、52F……扇状
窓、52G……第２の通路、53……間座、53C……環状窓、
53B,53D……円環、54……サブリーフバルブ、V1,V2……
バルブ。

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設けられて上部油
   室および下部油室を隔成するピストンと、上記シリンダ
   端に設けられて上記下部油室と外部油室とを隔成するベ
   ースバルブケースと、上記ピストンに設けられて上記上
   部油室および下部油室に連通するピストン側ポートと、
   上記ベースバルブケースに設けられて上記下部油室およ
   び外部油室に連通するベースバルブ側ポートと、上記ピ
   ストン側ポートおよびベースバルブ側ポートの各出口端
   に開閉自在に設けられたバルブとを備えた油圧緩衝器に
   おいて、上記ピストンおよびバルブケースの各シート面
   の内側に形成した環状溝と、上記各バルブを構成し、か
   つ上記環状溝に連通する第１の通路を形成しているメイ
   ンリーフバルブと、該メインリーフバルブに当接されて
   上記第１の通路に連通する第２の通路および該第２の通
   路に連通して内側環と外側環とにより隔成した扇状窓を
   有する切欠きバルブと、該切欠きバルブに当接されて上
   記扇状窓に連通するように内側および外側の各円環によ
   り隔成した環状窓を有する間座と、該間座に当接されて
   上記各ポートから上記環状溝，第１の通路，第２の通
   路，扇状窓および環状窓を介して得られる作動油を受け
   て撓み減衰力を発生するサブリーフバルブとを設けたこ
   とを特徴とする油圧緩衝器。