JP3827179B2

JP3827179B2 - 油圧緩衝器

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Publication number: JP3827179B2
Application number: JP05407397A
Authority: JP
Inventors: 健司北村
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2017-02-21
Also published as: JPH10231879A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両に搭載されて走行中の車両における車体振動の抑制に利用される油圧緩衝器の改良に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
車両に搭載されて走行中の車両における車体振動の抑制に利用される油圧緩衝器としては、従来から種々の提案があるが、具体的には、油圧緩衝器の、たとえば、ピストン部における伸側の減衰力を制御するバルブ構造の改良として提案されることが多い。
【０００３】
その場合に、油圧緩衝器に外部から取り付けるアクチュエータの駆動で、あるいは、内蔵する位置依存型や周波数依存型の調整機構の作動で、バルブに作用する作動油の流れや油量を変更したり、あるいは、バルブにおける撓み剛性を変更したりするものがあるが、総じてバルブ構造が複雑となるがゆえに、油圧緩衝器のコスト高を招き易くなる。
【０００４】
そこで、組み付けられた状態のままで所定の減衰力を発生させるバルブ構造を有する油圧緩衝器が伝統的に提案されているが、たとえば、特開平２−９３１３６号公報に開示の油圧緩衝器にあっては、以下のようなバルブ構造を有するとしている。
【０００５】
すなわち、この従来例とされる油圧緩衝器のピストン部におけるバルブ構造にあっては、図１０に示すように、シリンダ１内に摺動可能に収装されるピストン２に形成の伸側ポート２ａの下流側に高さレベルの異なる、すなわち、内周側シート部２ｂと外周側シート部２ｃとで形成される二段のバルブシート面を直列に配置し、それぞれのバルブシート面に作動油の通過に伴って開く内周端固定の環状リーフバルブからなるサブバルブ３とメインバルブ４を隣接させている。
【０００６】
そして、メインバルブ４の外周端が隣接する二段目のバルブシート面、すなわち、外周側シート部２ｃに打刻オリフィス２ｄを形成することで、作動油の流量が少ないピストン速度の微低速域では、伸側ポート２ａからの作動油がサブバルブ３のみを初期撓み剛性力に抗して押し開くと共に打刻オリフィス２ｄを通過するようになり、サブバルブ３と打刻オリフィス２ｄとで所定の減衰力を立ち上げるとしている。
【０００７】
また、作動油の流量が増える低速域以降では、打刻オリフィス２ｄの絞り効果によって、内周側シート部２ｂと外周側シート部２ｃとの間に形成の環状溝２ｅにおける油圧がメインバルブ４の初期撓み剛性力を超えることになる。
【０００８】
その結果、このピストン速度の低速域以降では、伸側ポート２ａからの作動油がサブバルブ３と共にメインバルブ４をも押し開くようになり、オリフィス特性を持たないリニアな特性の減衰力を発生させることになる。
【０００９】
しかしながら、上記した従来例としての図１０に示す油圧緩衝器にあっては、バルブ構造における耐久性を期待できなくなり、所期の目的たる車体振動の抑制を設定通りに実現し得なくなる危惧がある。
【００１０】
すなわち、上記従来のものでは、サブバルブ３の撓みを保障するためにサブバルブ３とメインバルブ４との間に間座５を配在するとしているから、ピストン速度が低速域以上となるときのサブバルブ３の撓み量は、ピストン速度が微低速域にあるときの撓み量に比較して、極めて大きくなる。
【００１１】
それゆえ、サブバルブ３に作用するいわゆる負荷が大きくなり、サブバルブ３が疲労し易くなり、したがって、サブバルブ３に耐久性、すなわち、このサブバルブ３を有するバルブ構造に耐久性を期待し得ないことになる。
【００１２】
この発明は、上記した事情を鑑みて草案されたものであって、その目的とするところは、車体振動の抑制を可能にするのはもちろんのこと、バルブ構造における耐久性を持続できて、車両への搭載に最適となる油圧緩衝器を提供することである。
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、シリンダ内にピストンを介して上下二つの油室を区画し、これらの油室をピストンに形成したポートを介して連通させ、上記ピストンの一端側に上記ポートの出口端を囲む環状の内周側シート部と、この内周側シート部の外側に当該内周側シート部より座高が高い環状の外周側シート部とを起立させ、また上記内周側シート部と外周側シート部との間に環状溝部を形成し、上記内周側シート部に内周側を固定し且つ外周側を上記環状溝部まで延ばしたサブバルブを開閉自在に当接し、上記外周側シート部に内周側を固定したメインバルブを開閉自在に当接し、上記メインバルブの背面に当該メインバルブを閉じ方向に附勢するサポートを当接させている油圧緩衝器において、上記サブバルブと上記メインバルブとの間に内周を固定した支持バルブを積層させ、上記サブバルブに上記ポートに連通する開口を形成し、上記支持バルブに上記開口に連通させる共に上記サブバルブを介して上記環状溝部に開閉される他の開口を形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
この場合、上記サポートの外径を上記メインバルブの外径とほぼ同径に設定させてなると共に、上記メインバルブの外周端又は外周側シート部に上記環状溝部を下方油室に連通させる通路を形成させていても良い。
同じく、上記サポートの外径をメインバルブの外径より小径に設定させていても良い。
【００１５】
以下本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
本発明の油圧緩衝器は図１０に示す従来例と同じく、シリンダ１内にピストン２を介して上下二つの油室Ｒ１ , Ｒ２を区画し、これらの油室Ｒ１ , Ｒ２をピストン２に形成した伸側ポート２ａを介して連通させ、上記ピストン２の一端側たる下面側に上記伸側ポート２ａの出口端を囲む環状の内周側シート部と２ｂ、この内周側シート部２ｂの外側に当該内周側シート部２ｂより座高が高い環状の外周側シート部２ｃとを起立させ、また上記内周側シート部２ｂと外周側シート部２ｃとの間に環状溝部２ｅを形成し、上記内周側シート部２ｂに内周側を固定し且つ外周側を上記環状溝部２ｅまで延ばしたサブバルブ３を開閉自在に当接し、上記外周側シート部２ｃに内周側を固定したメインバルブ４を開閉自在に当接し、上記メインバルブ４の背面に当該メインバルブ４を閉じ方向に附勢するサポート８を当接させているものである。
そして、本発明は、上記サブバルブ３と上記メインバルブ４との間に内周を固定した支持バルブ６を積層させている。
更に、上記サブバルブ６に上記伸側ポート２ａに連通する開口３ｄを形成し、上記支持バルブ６に上記開口３ｄに連通させる共に上記サブバルブ３を介して上記環状溝部２ｅに開閉される他の開口６ａを形成している。
以下更に詳しく説明する。
【００１６】
ただ、この実施の形態では、メインバルブ４は、サブバルブ３の下面に隣接された支持バルブ６の下面に隣接されるとしており、その限りでは、前記した図６に示す従来例のように、サブバルブ３との間に間座５を介在させて、両者間を空ける態様には設定されていない。
【００１７】
一方、各バルブ３，４，６の構成態様であるが、メインバルブ４が上記した従来例におけるメインバルブ４と同様に、単なる環状リーフバルブからなるに対して、サブバルブ３は、上記した従来例における単なる環状リーフバルブからなるサブバルブ３とは異なり、この実施の形態による場合には、以下のような構成とされ、また、支持バルブ６も以下のような構成とされている。
【００１８】
すなわち、まず、サブバルブ３は、図２にも示すように、環状に形成された内周側の固定部３ａと、同じく環状に形成された外周側の作動部３ｂと、固定部３ａに作動部３ｂを連設させる連結部３ｃとを有してなり、その結果として形成されるＣ字状の開口３ｄを有している。
【００１９】
そして、このサブバルブ３は、図１に示すように、これが所定の状態に配在されるときに、開口３ｄを伸側ポート２ａの下端開口に対向させる状態に維持される。
【００２０】
つぎに、支持バルブ６は、図２にも示すように、サブバルブ３と同径の環状に形成された本体（符示せず）にサブバルブ３の開口３ｄに連通すると共にサブバルブ３の作動部３ｂで外周側のほぼ半分が上方から隠蔽される開口６ａを適宜の間隔で複数（図示例では、四個）有している。
【００２１】
この開口６ａは、図示する実施の形態では、適宜の間隔で複数となる態様に現出されているが、要は、サブバルブ３の開口３ｄをメインバルブ４の上面に対向させて、メインバルブ４における必要な受圧面を確保させるためのものであり、したがって、その個数は任意とされて良く、さらには、大きさ、すなわち、広さも任意とされて良い。
【００２２】
以上のように形成された各バルブ３，４，６は、それぞれ内周端固定で外周端自由の態様に配在されるもので、その限りでは、前記した従来例と同様と言えるが、サブバルブ３は、図示する実施の形態では、外周端ではなく外周側をピストン２の下面に形成の内周側シート部２ｂに離着座可能に隣接させている。
【００２３】
支持バルブ６は、サブバルブ３の下面に隣接されていることは前述の通りであるが、上記したメインバルブ４における受圧面の確保の機能からすれば、その厚さが任意とされて良いから、ピストン２の下端面における内周側シート部２ｂと外周側シート部２ｃとの間の段差を一定に設定しておきながら、サブバルブ３の厚さを変更するときに、この支持バルブ６の厚さを変更することのみで対応できる効果を生むことになる。
【００２４】
メインバルブ４は、支持バルブ６の下面に隣接されながら、外周端をピストン２の下面に形成の外周側シート部２ｃに離着座可能に隣接させると共に、外周端の下面に背後からのばね７で附勢されたサポート８を隣接させている。
【００２５】
ちなみに、サポート８は、図示する実施の形態では、外径がメインバルブ４の外径とほぼ同径になるように設定されており、ばね７の下端は、ピストンロッド９の下端螺条部（符示せず）に螺着されて上端で間座１０の配在下にメインバルブ４の内周端を支持バルブ６およびサブバルブ３の内周端と共にピストン２の内周側端の下面との間に挟持するピストンナット１１に担持されており、また、ピストン２に形成の圧側ポート２ｇの上端開口は、ノンリタンバルブ１２で開閉可能に閉塞されている。
【００２６】
一方、外周側シート部２ｃには打刻溝からなる通路２ｆが形成されていて、内周側シート部２ｂと外周側シート部２ｃとの間に形成される環状溝２ｅをこの通路２ｆを介して下方油室Ｒ２に連通させており、サブバルブ３の外周端は、この環状溝２ｅ内に臨在されるとしている。
【００２７】
なお、通路２ｆについては、外周側シート部２ｃに打刻溝で形成されるのに代えて、図示しないが、メインバルブ４の外周端に形成される切欠溝からなるとしても良く、この場合には、所定の通路を形成するについて、ピストン２に打刻溝を形成することに比較して、作業が簡単になる点で有利となる。
【００２８】
以上のように形成されたこの実施の形態による油圧緩衝器にあっては、ピストン２がシリンダ１内を上昇する伸側行程時には、以下のようにして所定の減衰作用をすることになる。
【００２９】
まず、ピストン速度が微低速のときには、図３中に矢印ａで示すように、ピストン２に形成の伸側ポート２ａからの作動油がサブバルブ３の受圧面側に至ると共に、このサブバルブ３に形成の開口３ｄおよびこれに連通する支持バルブ６に形成の開口６ａを介してメインバルブ４の受圧面に及ぶ。
【００３０】
このとき、メインバルブ４の受圧面への油圧が低いから、メインバルブ４の外周端を撓ませるようなことはなく、支持バルブ６の開口６ａからの作動油が内周側シート部２ｂを支点にしながらサブバルブ３の外周端を上方に持ち上げるように撓ませて環状溝２ｅ内に流入する。
【００３１】
そして、この環状溝２ｅ内に流入した作動油は、外周側シート部２ｃに形成の通路２ｆを介して下方油室室Ｒ２に流出することになり、このとき、上記の内周側シート部２ｂを支点にするサブバルブ３の外周端の上方撓みによって所定の伸側減衰力が発生される。
【００３２】
一方、ピストン速度が低速以上になると、外周側シート部２ｃに形成の通路２ｆにおける絞り効果で、支持バルブ６の開口６ａにおける油圧が高くなり、したがって、メインバルブ４の外周端がばね７で附勢されたサポート８を押し下げるようにして下方に撓み、そこに形成される隙間を介して作動油が下方油室Ｒ２に流出することになり、このときのメインバルブ４の外周端の撓み作動で所定の伸側減衰力が発生されることになる。
【００３３】
このとき、サブバルブ３は、メインバルブ４の作動に一切関与せず、したがって、外周端における撓み現象も発現されないことになる。
【００３４】
その結果、この実施の形態では、ピストン速度の微低速域ではサブバルブ３によるバルブ特性の減衰力を、また、ピストン速度が低速域以上になると、メインバルブ４によるバルブ特性の減衰力をそれぞれ独立に、しかも、任意の大きさに発生させることが可能になる。
【００３５】
そしてまた、この実施の形態では、メインバルブ４の作動時にサブバルブ３が一切作動しないから、サブバルブ３における撓み作動の繰り返しによるバルブ耐久力の早期の劣化が危惧されない、すなわち、バルブ構造における耐久性の低下を危惧しなくて済むことになる。
【００３６】
以上のように、この実施の形態では、ピストン速度の微低速域では、サブバルブ３が外周端を上方に撓ませるようにして減衰作用し、ピストン速度の低速域以上では、メインバルブ４の外周端を下方に撓ませることで減衰作用をすることになるが、この減衰作用を前記した従来の場合と比較すると、従来の場合がサブバルブ３およびメインバルブ４が直列配置された状態での減衰力作用であるのに対して、この実施の形態による場合には、サブバルブ３およびメインバルブ４が並列配置された状態での減衰力作用である点で異なることになる。
【００３７】
その結果、図５に示すように、たとえば、仮想線で示す特性が図１０に示す従来の油圧緩衝器による場合と仮定するとき、破線で示す特性のように、ピストン速度の微低速域での減衰力の立ち上がりを良くしようとすると、ピストン速度の低速域以上での減衰力が異常に高くなり、仮に、操縦安定性が良くなっても、乗り心地が極めて悪化されることになる。
【００３８】
それに対して、この実施の形態による場合には、各バルブ３，４が並列されていて、それぞれの発生減衰力を独立に設定できるから、ピストン速度の微低速域での減衰力の立ち上がりを良くする設定にしても、ピストン速度の低速域以上での減衰力が異常に高くなる危惧はなく、ピストン速度が微低速域にあるときの操縦安定性を向上させると共に、ピストン速度が低速域以上になるときの乗り心地の改善をも可能にすることになる。
【００３９】
図６は、この発明の他の実施の形態による油圧緩衝器のピストン部におけるバルブ構造を示すものであるが、基本的には、前記した図１に示す実施の形態の場合と同様の構成となっている。
【００４０】
したがって、その構成の同一なるところについては、要する場合を除いて、図中に同一の符号を付するのみとして、以下には、この実施の形態において特徴となるところを中心に説明する。
【００４１】
すなわち、この実施の形態では、メインバルブ４の下面に隣接されるサポート８の外径がメインバルブ４の外径より小径に設定されており、サポート８の外周端がメインバルブ４の外周端ではなく、より内側となる外周側の下面に隣接するとしている。
【００４２】
一方、この実施の形態では、メインバルブ４の外周端が離着座可能に隣接するピストン２の下面に形成の外周側シート部２ｃに打刻溝からなる通路２ｆが形成されていないとし、さらには、この通路２ｆに代わる切欠溝もメインバルブ４の外周端に形成されないとしている。
【００４３】
それゆえ、この実施の形態にあっては、ピストン２がシリンダ１内を上昇する伸側行程時には、以下のようにして所定の減衰作用をすることになる。
【００４４】
まず、ピストン速度が微低から低速域にあるときには、図７に示すように、伸側ポート２ａからの作動油が内周側シート部２ｂを支点にしてサブバルブ３の外周端を上方に撓ませるようにして環状溝２ｅ内に流入すると共に、この環状溝２ｅ内の作動油が、外周側シート部２ｃに通路２ｆ（図１参照）が形成されていないがゆえに、また、サポート８の外周端がメインバルブ４の外周側の下面に隣接して、すなわち、担持してメインバルブ４の外周端のサポート８を附勢するばね７のばね力に影響されない撓みを許容しているから、このメインバルブ４の外周端を撓ませるようにして下方油室Ｒ２へ流出することになる。
【００４５】
そして、このときのサブバルブ３およびメインバルブ４におけるそれぞれの外周端の撓みで所定の伸側減衰力が発生されることになる。
【００４６】
一方、ピストン速度が中速以上になると、支持バルブ６の開口６ａにおける油圧が高くなり、したがって、図８に示すように、メインバルブ４がばね７で附勢されたサポート８を押し下げるようにして下方に撓み、そこに形成される隙間を介して下方油室Ｒ２に流出することになり、このときのメインバルブ４の撓み作動で所定の伸側減衰力が発生されることになる。
【００４７】
このとき、サブバルブ３は、メインバルブ４の作動に一切関与せず、したがって、外周端における撓み現象も発現されないこともちろんである。
【００４８】
したがって、この実施の形態にあっても、ピストン速度の微低速から低速域では、サブバルブ３およびメインバックル４によるバルブ特性の減衰力を、また、ピストン速度が中速域以上になると、メインバルブ４のみによるバルブ特性の減衰力をそれぞれ独立に発生させることが可能になる。
【００４９】
そして、この実施の形態にあっても、メインバルブ４の作動時にはサブバルブ３が一切作動しないから、サブバルブ３における撓み作動の繰り返しによるバルブ耐久力の早期の劣化が危惧されないことになる。
【００５０】
一方、上記したところに代えて、外周側シート部２ｃに通路２ｆが形成されてなるとする場合には、ピストン速度の微低速域時に、図９に示すように、支持バルブ６の開口６ａからの作動油がサブバルブ３の外周端を上方に撓ませて環状溝２ｅに流出した後、通路２ｆを介して下方油室Ｒ２に流出することになり、このとき、図７に示す場合と異なり、メインバルブ４の外周端を撓ませないから、より低い伸側の減衰力発生に止まることになる。
【００５１】
なお、この図９に示す実施の形態の場合に、ピストン速度が中速以上になるときには、前記した図８に示す場合と同様に、メインバルブ４がばね７で附勢されたサポート８を押し下げるようにして下方に撓むことになり、このときのメインバルブ４の撓み作動で所定の伸側減衰力が発生されることになる。
【００５２】
前記したところは、各バルブ３，４，６がシリンダ１内のピストン２に配在されている場合を例にして説明したものであるが、この発明の意図するところからすれば、図示しないが、各バルブ３，４，６がシリンダ１内のベースバルブ部に配在されているとして、圧側減衰力の制御に利用されるとしても良く、その場合の作用効果も異ならないこともちろんである。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明にあっては、ピストン速度の微低速域時には、サブバルブの外周端がメインバルブに干渉することなく上方に撓んで所定の減衰作用をすると共に、ピストン速度が低速域以上になると、メインバルブがサブバルブに関与することなく下方に撓んで所定の減衰作用をすることになるから、この減衰作用を従来の場合と比較すると、従来の場合が各バルブが直列配置された状態での減衰作用であるのに対して、この発明では、各バルブが並列配置された状態での減衰作用となる。
【００５４】
その結果、サブバルブとメインバルブによるそれぞれの発生減衰力を独立に設定することが可能になり、特に、微低速域での減衰力の立ち上がりを良くして操縦安定性を向上させながら、ピストン速度の低速域以上では、全体的に低い減衰力発生に抑えて乗り心地を改善することが可能になる。
【００５５】
また、この発明にあっては、各バルブの作動領域が限定されるから、各バルブに設定通りの耐久性を期待できることになり、したがって、各バルブの耐久性が維持されることでバルブ構造全体の耐久性を持続できることになる。
【００５６】
そして、この発明にあっては、各バルブの作動領域が限定されるから、各バルブの減衰特性を任意に設定し得ることになり、この場合に、サブバルブとメインバルブとの間に支持バルブを配在させる構成としたから、この支持バルブの構成を種々に設定することで、任意の減衰特性に設定できることになる。
【００５７】
さらに、この発明にあっては、メインバルブを下方から担持するサポートの外径をメインバルブの外径より小さく設定することで、メインバルブの外周端をサポートを附勢するばねのばね力に影響されずに撓ませることが可能になり、ピストン速度の低速域に相応する低い減衰力の発生を期待し得ることになる。
【００５８】
その結果、この発明によれば、車体振動を抑制するについて、バルブ構造における耐久性を持続しながら好ましい減衰力の発生を期待できることになり、車両への搭載に最適となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による油圧緩衝器におけるピストン部の構造を示す部分縦断面図である。
【図２】ピストン部に配在されるサブバルブ，支持バルブおよびメインバルブの積層された状態を示す平面図である。
【図３】図１におけるピストン部でのサブバルブの作動状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図４】図１におけるピストン部でのメインバルブの作動状態を図３と同様に示す図である。
【図５】図１の油圧緩衝器によるピストン速度に対する伸側減衰力の特性を従来例としての油圧緩衝器による場合の特性との比較で示す図である。
【図６】この発明の他の実施の形態による油圧緩衝器におけるピストン部の構造を図１と同様に示す図である。
【図７】図６のピストン部におけるピストン速度の低速域でのバルブの作動状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図８】図６のピストン部におけるピストン速度の中速域でのバルブの作動状態を図７と同様に示す図である。
【図９】この発明のさらに他の実施の形態による油圧緩衝器におけるピストン部でのピストン速度の微低速域でのバルブの作動状態を図７と同様に示す図である。
【図１０】従来例としての油圧緩衝器におけるピストン部の構造を図１と同様に示す図である。
【符号の説明】
２ピストン
２ａ伸側ポート
２ｂ内周側シート部
２ｃ外周側シート部
２ｅ環状溝部
２ｆ通路
３サブバルブ
３ｄ，６ａ開口
４メインバルブ
６支持バルブ
７ばね
８サポート
Ｒ１上方油室
Ｒ２下方油室

Claims

シリンダ内にピストンを介して上下二つの油室を区画し、これらの油室をピストンに形成したポートを介して連通させ、上記ピストンの一端側に上記ポートの出口端を囲む環状の内周側シート部と、この内周側シート部の外側に当該内周側シート部より座高が高い環状の外周側シート部とを起立させ、また上記内周側シート部と外周側シート部との間に環状溝部を形成し、上記内周側シート部に内周側を固定し且つ外周側を上記環状溝部まで延ばしたサブバルブを開閉自在に当接し、上記外周側シート部に内周側を固定したメインバルブを開閉自在に当接し、上記メインバルブの背面に当該メインバルブを閉じ方向に附勢するサポートを当接させている油圧緩衝器において、上記サブバルブと上記メインバルブとの間に内周を固定した支持バルブを積層させ、上記サブバルブに上記ポートに連通する開口を形成し、上記支持バルブに上記開口に連通させる共に上記サブバルブを介して上記環状溝部に開閉される他の開口を形成したことを特徴とする油圧緩衝器。
サポートの外径をメインバルブの外径とほぼ同径に設定させてなると共に、メインバルブの外周端又は外周側シート部に環状溝部を下方油室に連通させる通路を形成させてなる請求項１の油圧緩衝器
サポートの外径をメインバルブの外径より小径に設定させてなる請求項１の油圧緩衝器