JP3678830B2

JP3678830B2 - 油圧緩衝器

Info

Publication number: JP3678830B2
Application number: JP2731796A
Authority: JP
Inventors: 辰也政村; 紀久渋谷
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1996-01-22
Filing date: 1996-01-22
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JPH09196107A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両搭載用の油圧緩衝器に関し、特に、振動周波数に感応して発生減衰力が所謂ハイカット調整されるようにした油圧緩衝器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両に搭載される油圧緩衝器は、振動周波数に感応して発生減衰力が調整されるように構成されることが多い。
【０００３】
例えば、本出願人は、振動周波数に適確に感応して所定の減衰力を発生し得て車両への搭載に最適となる油圧緩衝器を開発している（特願平７−２４６７４１号）。
【０００４】
この油圧緩衝器は、図２に示すように、シリンダ１内にピストン３を介して二つの油室Ａ，Ｂが区画され、二つの油室Ａ，Ｂは、ピストン３に設けたポート３ｂを介して連通すると共に、ポート３ｂの途中に設けた減衰バルブ４を介して開閉され、更に、前記減衰バルブ４を迂回して二つの油室Ａ，Ｂを開閉するバイパス路Ｒが形成されている油圧緩衝器であり、バイパス路Ｒの途中に当該バイパス路Ｒを開閉するスプール１０を摺動自在に配設し、スプール１０の受圧面側に形成される受圧面側油室Ｒ３とスプール１０の背圧面側に形成される背圧面側油室Ｒ４とをオリフィス１７ａを介して連通させ、更に、背圧面側油室Ｒ４内にはフリーピストン１３が摺動自在に挿入され、このフリーピストン１３と前記スプール１０との間に当該スプール１０を閉じ方向に付勢するスプリング１２を介在させたとするものである。
【０００５】
上記の場合、バイパス路Ｒは、ピストンロッド２と、このピストンロッド２の下端に連設したピストンナット６内に形成され、ピストンナット内中空部にスプール１０とフリーピストン１３とが直列に配置されている。上記の油圧緩衝器によれば、シリンダ１内における振動周波数が低周波数領域にある場合には、例えば、高圧側油室Ａからの油圧がスプール１０の受圧面側に形成されている受圧面側油室Ｒ３に供給されると共に、オリフィス１７ａを介してスプール１０の背圧面側に形成されている背圧面側油室Ｒ４にも供給される。このとき、受圧面側油室Ｒ３と背圧面側油室Ｒ４との間には、油圧差が現出されず、静止状態に維持されてバイパス路Ｒが閉鎖状態に維持される。
【０００６】
その結果、高圧側油室Ａからの作動油が減衰バルブ４のみを通過して低圧側油室Ｂに流出し、減衰バルブ４で設定された所定の減衰力の発生が可能になる。
【０００７】
一方、シリンダ１内における振動周波数が低周波数領域を脱して、特に、高周波数領域になると、高圧側油室Ａからの油圧が受圧面側油室Ｒ３には供給されるが、オリフィス１７ａを介しての油圧が背圧面側油室Ｒ４には供給されなくなる。
【０００８】
このとき、受圧面側油室Ｒ３と背圧面側油室Ｒ４との間には、油圧差が現出されることになり、スプール１０が背圧面側油室Ｒ４に配在のスプリング１２の付勢力に抗して後退方向に摺動してバイパス路Ｒを開放状態にする。
【０００９】
この場合、スプール１０の後退方向への摺動時には、背圧面側油室Ｒ４に配在されているフリーピストン１３が後退しスプール１０の摺動を保障する。
【００１０】
その結果、高圧側油室Ａからの作動油がバイパス路Ｒを通過して低圧側油室Ｂに流出することになり、減衰バルブ４を通過する油量が減り、減衰力が小さくなる。
【００１１】
シリンダ１内における振動周波数が低周波数領域から高周波数領域になると、それまで発生されていた減衰力の発生状態がより低い減衰力の発生状態に変更調整され、減衰力が所謂ハイカット調整される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の油圧緩衝器によれば、上記のようなすぐれた効果があり、機能上は全く問題は無いが、ポート３ｂとバイパスＲとが並列に設けられ、ポートの途中に減衰バルブ４を設けると共に減衰バルブ４とは別にバイパスＲの途中のフリーピストン１０を設けている為に減衰バルブ４とフリーピストンとを独立に収容する軸方向のスペースが必要となる。この為に、減衰バルブ４を収容するスペース分ピストンナット６を下方に配置させる必要がある。従って、ピストンナット６が下方に配置された分十分なストロークをとるためにはシリンダ１の長さも長くなり、油圧緩衝器の全長も長くなり、油圧緩衝器の設置スペースが制約を受けるおそれが生じるという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、減衰バルブとフリーピストンとの収容スペースを小さくし、全長の短縮化が図れる油圧緩衝器を提供することである。
【００１４】
【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ロッド側油室とピストン側油室とを区画し、ピストンロッドの下部にピストンを支えるピストンナットが結合されている油圧緩衝器において、ピストンとピストンナットとにロッド側油室とピストン側油室とを連通する通路を形成し、ピストンナットには上記通路に連通する中空部を形成し、当該中空部内には移動自在なスプールとフリーピストンとを直列に挿入させ、スプールは中空部内に上面側油室と背面側油室とを区画し、上記スプールには上記中空部の上壁に着脱自在に当接するシート部を上部に起立して設けたディスクと、上記上面側油室と背面側油室とを連通するオリフィスを設け、上記ディスクには上記通路に連通するポートを形成し、このポートの上記シート部と反対側の出口端に減衰バルブを開閉自在に設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
この場合、スプールとフリーピストンとの間に弾性な材料で成形されたストッパを設け、下方から付勢されたフリーピストンをストッパが支持しているのが好ましい。
【００１６】
同じく、背面側油室内に設けた弾性部材によりスプールが常時上方に付勢され、ディスクの本体外側上端に設けたシート部が中空部の上壁に当接して減衰バルブを迂回するバイパスを閉じているのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１にもとづいて説明するが、本発明の油圧緩衝器は、シリンダ１内にピストン３を介してピストンロッド２が移動自在に挿入され、ピストン３はシリンダ１内にロッド側油室Ａとピストン側油室Ｂとを区画し、ピストンロッド２の下部にピストン１を支えるピストンナット６が結合されているものである。更に、ピストン３とピストンナット６とにロッド側油室Ａとピストン側油室Ｂとを連通する通路Ｃを形成し、ピストンナット６には上記通路Ｃに連通する中空部Ｄを形成し、当該中空部Ｄ内には移動自在なスプール１０とフリーピストン１３とを直列に挿入させ、スプール１０は中空部Ｄ内に上面側油室Ｄ１と背面側油室Ｄ２とを区画している。
【００１８】
上記スプール１０には、上記中空部Ｄの上壁に着脱自在に当接するシート部１５ a を上部に起立して設けたディスク１５と、上記上面側油室Ｄ１と背面側油室Ｄ２とを連通するオリフィス１０ａを設け、上記ディスク１５には上記通路Ｃに連通するポート５を形成し、このポート５の上記シート部１５ a と反対側の出口端に減衰バルブ４を開閉自在に設けている。
【００１９】
ピストンロッド２のインロー部にはスプリングシート１６ａとスプリング１６と、チェックバルブ１７と、ピストン３とが直列に挿入され、これらのの部材は中空なピストンナット６を締結されている。
【００２０】
ピストン３にはロッド側油室Ａとピストン側油室Ｂとを連通する圧ポート１８が形成され、この圧ポート１８の上側出口端にチェックバルブ１７が開閉自在に配設されている。
【００２１】
ピストン３とピストンナット６に形成した上記通路Ｃは、ピストン３に設けた伸ポート１９と、ピストンナット６に形成した縦ポート２０及び横ポート２１とで構成され、ピストンナット６内の中空部Ｄは上記縦ポート２０と横ポート２１に連通している。
【００２２】
中空部Ｄの下方内周には環状のスプリング受け２２と、筒状のガイド２３とが挿入され、スプリング受け２２とガイド２３とは下端にかしめで固定されたキャップ２５で支持されている。
【００２３】
スプリング受け２２上には板ばね，コイルばね等からなる弾性部材たるスプリング１２が支持され、このスプリング１２は中空部Ｄの上方に上下移動自在に挿入されたスプール１０を常時上方に押し上げている。
【００２４】
スプリング受け２２とガイド２３との間には弾性な材料、例えば、ゴム，板ばね等からなる弾性なストッパ１４が内方に向けて設けられている。ガイド２３内には外周のシールを介してフリーピストン１３が上下移動自在に挿入され、このフリーピストン１３はキャップ２５との間に介装したスプリング２４で押し上げられ、静止時には、その上端が上記ストッパ１４の下面に支持されている。
【００２５】
フリーピストン１３は、スプール１０と連動し、スプール１０が下降すると背面側油室Ｄ２の内圧でスプリング２４に抗して下降し、フリーピストン１３の背面側の油はキャップ２５に形成した通孔２６を介してピストン側油室Ｂに流出するようになっている。
【００２６】
スプール１０の中央には大きなくぼみ１０ｂとこのくぼみ１０ｂに開口するオリフィス１０ａが形成され、くぼみ１０ｂとオリフィス１０ａを介して上面側油室Ｄ１と背面側油室Ｄ２とが連通している。
【００２７】
スプール１０の中央には円筒部２７が起立し、この円筒部２７の外周にディスク１５とリーフバルブからなる減衰バルブ４と間座２８とが直列に挿入され、これらの部材は円筒部２７の上端をかしめて定着されている。
【００２８】
ディスク１５の本体にはポート５が形成され、このポート５は中空部Ｄを介してピストンナット６の縦ポート２０と横ポート２１に連通し、当該ポート５の下方出口端に上記減衰バルブ４が開閉自在に配設されている。
【００２９】
ディスク１５の本体外側上部には環状のシート部１５ａが起立し、このシート部１５ａはスプリング１２でスプール１０自体が上方に付勢されていることにより静止時中空部Ｄの上壁に当接し、通路Ｃ、即ち、縦ポート２０と横ポート２１との連通を遮断している。他方スプール１０が下降するとシート部１５ａが同時に下降し、減衰バルブ４を迂回するバイパスを中空部Ｄによって形成させる。
【００３０】
以上のように形成されたこの実施の態様に係る油圧緩衝器では、ピストン３がシリンダ１内を上昇する伸側行程時には、基本的には、高圧側油室となるロッド側油室Ａからの作動油がポート１９−縦ポート２０−中空部Ｄ−ポート５−減衰バルブ４−中空部Ｄ−横ポート２１を介して低圧側油室たるピストン側油室Ｂに流出される。そして、作動油が伸側バルブ４を通過するときに、所定の大きさの伸側減衰力が発生されることになる。
【００３１】
ところで、上記の伸側行程時には、ロッド側油室Ａからの油圧がスプール１０の受圧面側に形成されている上面側油室Ｄ１内に作用する。
【００３２】
このとき、ピストン３の振動周波数が低周波数領域にあるときには、上面側油室Ｄ１に供給された油圧がオリフィス１０ａを介してスプール１０の背圧面側に形成されている背圧面側油室Ｄ２にも供給される。このため、上面側油室Ｄ１と背圧面側油室Ｄ２との間は同圧となって油圧差が現出されなくなり、それ故、スプール１０がスプリング１２で中立状態に維持されていることと相俟って静止状態に維持され、シート部１５ａが中空部Ｄの上壁に当接しているため減衰バルブ４を迂回するバイパスが閉鎖状態に維持されることになる。
【００３３】
その結果、上記の伸側行程時には、ロッド側油室Ａからの作動油が減衰バルブ４のみを通過して低圧側油室たるピストン側油室Ｂに流出することになり、減衰バルブ４で設定された所定の高い減衰力の発生が可能になる。
【００３４】
上記伸側行程時において、ピストン３の振動周波数が低周波数領域を脱して、特に、高周波数領域になると、ロッド側油室Ａからの油圧が上面側油室Ｄ１には供給されるが、オリフィス１０ａの絞りにより背圧面側油室Ｄ２には供給されなくなる。
【００３５】
その結果、このときには、上面側油室Ｄ１と背圧面側油室Ｄ２との間では上面側油室Ｄ１の内圧の方が高くなり、その結果、油圧差が現出されることになり、スプール１０が背圧面側油室Ｄ２に配在のスプリング１２の付勢力に抗して図中で下降方向となる後退方向に摺動する。この為、シート部１５ａが下降して中空部Ｄによるバイパスを開放状態にする。
【００３６】
尚、スプール１０の後退方向への摺動時には、フリーピストン１３がこれを付勢するスプリング２４の付勢力に抗して図中で下降するように後退してスプール１０の摺動を保障する。
【００３７】
その結果、ロッド側油室Ａからの作動油がシート部１５ａの上方に開口したバイパスを通過してピストン側油室Ｂに流出することになり、伸側減衰バルブ４を通過する油量が減り、該伸側減衰バルブ４で設定された所定の低い減衰力が発生される。
【００３８】
即ち、シリンダ１内における振動周波数が低周波数領域から高周波数領域になると、それまで発生されていた減衰力の発生状態がより低い減衰力の発生状態に変更調整される。即ち、減衰力が所謂ハイカット調整されることになる。
【００３９】
上記した所謂ハイカット調整は、同じ構造のものを使用することにより、油圧緩衝器におけるベースバルブ部にも利用できることはいうまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果がある。
【００４１】
各請求項の発明によれば、ピストン内の振動周波数が低周波数領域にあるときに、ディスクがシート部を介して閉じ状態に維持されて減衰バルブを迂回するバイパスを閉鎖しているから減衰バルブによる言わば高い減衰力の発生を可能にする一方で、ピストン内の振動周波数が低周波数領域を脱し、特に、高周波数領域になるときには、スプールとディスクが摺動して減衰バルブを迂回するバイパスを開放するから減衰バルブを通過する油量が減り、言わば低い減衰力の発生を可能にし、両者の減衰力差を大きくできる。入力振動が低周波数と高周波数とを混在する重畳波振動の場合であっても、高周波要素に感応して発生減衰力を低くする調整、即ち、所謂ハイカット調整が確実に実現されることになる利点がある。
【００４２】
▲２▼同じく、スプールとディスクは、振動周波数が低周波数領域にあるときには、スプリングの付勢力によって中立状態におかれバイパスを閉じ状態におかれるように構成されてなるから、ピストン速度が低速域にあり、減衰力が低く、内圧が小さい時であっても、確実にバイパスを閉鎖して所定の高減衰力の発生状態を実現できることになる利点がある。
【００４３】
▲３▼同じく、油圧緩衝器が静止状態から極微低速で伸縮を開始するような場合にあっても、ディスクによるバイパスの閉鎖が予め実現されているから、高圧側油室からの作動油がバイパスを介して低圧側油室に流出されることがなく、確実に所定の高減衰力の発生を期待できる利点がある。従って、この発明に係る油圧緩衝器は、振動周波数に適確に感応して所定の減衰力を発生し得て、車両への搭載に最適となる。
【００４４】
▲４▼ピストンナット内に減衰バルブとフリーピストンとを収容しているから、ピストンとピストンナットとの間に減衰バルブを配設するスペースを設ける必要が無く、これによりピストンロッドの軸方向の長さを短かくでき、併せてシリンダを短かくでき、油圧緩衝器の全長の短縮化が図れる。
【００４５】
▲５▼請求項２の発明によれば、フリーピストンが弾性なストッパで支持されているからフリーピストンの復帰時に衝撃音の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る油圧緩衝器を示す一部縦断面図である。
【図２】従来の油圧緩衝器を示す一部縦断面図である。
【符号の説明】
１シリンダ
２ピストンロッド
３ピストン
４減衰バルブ
６ピストンナット
１０スプール
１０ａオリフィス
１２スプリング
１３フリーピストン
１４ストッパ
１５ディスク
１５ａシート部
Ａロッド側油室
Ｂピストン側油室
Ｃ通路
Ｄ中空部
Ｄ１上面側油室
Ｄ２背圧面側油室

Claims

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ロッド側油室とピストン側油室とを区画し、ピストンロッドの下部にピストンを支えるピストンナットが結合されている油圧緩衝器において、ピストンとピストンナットとにロッド側油室とピストン側油室とを連通する通路を形成し、ピストンナットには上記通路に連通する中空部を形成し、当該中空部内には移動自在なスプールとフリーピストンとを直列に挿入させ、スプールは中空部内に上面側油室と背面側油室とを区画し、上記スプールには上記中空部の上壁に着脱自在に当接するシート部を上部に起立して設けたディスクと、上記上面側油室と背面側油室とを連通するオリフィスを設け、上記ディスクには上記通路に連通するポートを形成し、このポートの上記シート部と反対側の出口端に減衰バルブを開閉自在に設けたことを特徴とする油圧緩衝器。
スプールとフリーピストンとの間に弾性な材料で成形されたストッパを設け、下方から付勢されたフリーピストンをストッパが支持している請求項１記載の油圧緩衝器。
背面側油室内に設けた弾性部材によりスプールが常時上方に付勢され、ディスクの本体外側上端に設けたシート部が中空部の上壁に当接して減衰バルブを迂回するバイパスを閉じている請求項１記載の油圧緩衝器。