JP4175630B2 - 減衰力調整機構および緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、減衰力調整機構の改良およびこの減衰力調整機構を搭載した緩衝器に関する。

従来、この種減衰力調整機構にあっては、たとえば、緩衝器の外筒とシリンダとの補償室内に具現化され、詳しくは、外筒の側部に嵌合する円筒状のバルブハウジングと、バルブハウジング内に回動自在に挿入した有底筒状のロータリバルブとで構成され、当該ロータリバルブの筒部には、径の異なるオリフィスが複数設けられるとともに、この複数のオリフィスのうち１つを選択的にバルブハウジングの側部に設けたポートに対向させ、作動油を選択されたオリフィスのみを通過するようにして減衰力の調整を可能としている（たとえば、特許文献１参照）。
特開昭５２−１５１４７６号公報（第２頁右上欄第１１行目から第２頁左下欄第１８行目まで、図１）

しかしながら、上述のようなバルブ構造にあっては、減衰力を調整可能な点では優れているが、以下のような不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。

すなわち、従来のバルブ構造では、選択されたオリフィスで減衰力を発生しており、オリフィスによる発生される減衰力はピストン速度の２乗に比例するので、緩衝器のピストンの移動速度が微低速時には、充分な減衰力が得られず、この減衰力調整機構が適用された緩衝器では、車両がウネリ路などを通過する際に、充分な減衰力を発生できず、車両における乗り心地が悪化してしまう。

そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、減衰力を調整可能であっても、ピストン速度に比例した減衰力を発生可能な減衰力調整機構を提供し、また、この減衰力調整機構を搭載した緩衝器を提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明の第１の課題解決手段の減衰力調整機構は、作動流体の通過時に発生する減衰力を調整可能な減衰力調整機構において、減衰力調整機構が、バルブハウジングと、バルブハウジングに設けたポートと、バルブハウジングに摺接しながら移動可能なチョーク盤と、チョーク盤のバルブハウジングに摺接する面に設けたチョーク路と、チョーク盤に形成されてチョーク路を外部に連通する通路とを備えてなり、チョーク路が櫛状に形成されるとともに、当該チョーク盤をバルブハウジングに対しチョーク路の各先端側がポートと対向しえるように移動可能としたことを特徴とする。

また、第２の課題解決手段における減衰力調整機構は、第１の課題解決手段において、チョーク盤が円筒状に形成され、バルブハウジングにチョーク盤の外周を回動自在に摺接させたことを特徴とする。

さらに、第３の課題解決手段における緩衝器は、シリンダと、シリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、下室に連通されるリザーバ室と、上室と下室とを連通する通路の途中に設けた減衰力発生要素とを備えた緩衝器において、上室とリザーバ室とを接続するバイパス路を設け、このバイパス路の途中に減衰力調整機構を設け、減衰力調整機構が、バルブハウジングと、バルブハウジングに設けたポートと、バルブハウジングに摺接しながら移動可能なチョーク盤と、チョーク盤のバルブハウジングに摺接する面に設けたチョーク路と、チョーク盤に形成されてチョーク路をリザーバ室に連通する通路とを備えてなり、チョーク路が櫛状に形成されるとともに、当該チョーク盤をバルブハウジングに対しチョーク路の各先端側がポートと対向しえるように移動可能としたことを特徴とする。

また、さらに、第４の課題解決手段における緩衝器は、第３の課題解決手段において、チョーク盤が円筒状に形成され、バルブハウジングにチョーク盤の外周を回動自在に摺接させたことを特徴とする。

各請求項の発明によれば、ピストン速度に比例した減衰力を発生可能であり、また、その発生減衰力を調整することが可能である。

すると、従来の選択したオリフィスで減衰力を調整する減衰力調整機構に比較して、ピストン速度が微低速時から充分な減衰力を得ることができ、車両がウネリ路などを通過するような場合にも、車両における乗り心地が向上することができる。

さらに、各請求項の発明によれば、チョーク路を櫛状としており、チョーク路の任意の先端をポートに対向させてチョーク長さを変化させているので、チョーク路の先端がポートに対し、横ずれを生じても、選択された先端がポートと対向している限りにおいては、チョーク長さは変化しないので、安定した減衰力を発生することができる利点がある。

請求項２および４の発明によれば、チョーク盤を円筒状に形成したので、減衰力調整機構をコンパクト化することができる利点があるとともに、減衰力調整機構をコンパクトにすることができるので緩衝器への搭載性が向上する。

請求項３および４の発明によれば、バイパス路が上室とリザーバ室とを連通し、減衰力調整機構がその途中に設けられているので、緩衝器の伸長および収縮を問わず減衰力を調整することが可能である。

以下、本発明のバルブ構造を図に基づいて説明する。図１は、減衰力調整機構が緩衝器に具現化された状態を示す縦断面図である。図２は、減衰力調整機構のチョーク盤１１の正面図である。

緩衝器は、図1に示すように、筒状のシリンダ１と、シリンダ１内を上室Ｒ１と下室Ｒ２に区画するピストン３と、ピストン３を介してシリンダ１内に移動自在に挿入されたピストンロッド２と、シリンダ１を覆う有底筒状の外筒８と、シリンダ１と外筒８との間に形成されたリザーバ室Ｒと、ピストン３に設けた上室Ｒ１と下室Ｒ２とを連通する通路４１，４２の途中に設けた減衰力発生要素５１，５２と、上室Ｒ１とリザーバ室Ｒとを連通するバイパス路たる流路６およびパイプ９と、減衰力調整機構とで構成されている。なお、減衰力発生要素としては、一定の開弁圧以上で開弁しピストン速度に比例した減衰力を発生するリーフバルブ等の公知のものが使用可能である。

そして、シリンダ１と外筒８の図1中上端には、シリンダ１および外筒８の上方開口端を封止するロッドガイド５が嵌合され、シリンダ１内および外筒８内は密封状態とされ、シリンダ１内には作動油が充填されている。また、シリンダ１の図１中下端には、ボトム部材７が嵌合し、シリンダ１は上記ロッドガイド５とボトム部材７に挟持されることにより、外筒８内に固定されている。さらに、ロッドガイド５には、その軸心部を貫通するピストンロッド２が摺動自在に挿入され、さらに、シリンダ１と外筒８との間に形成したリザーバ室Ｒに連通するバイパス路の一部を形成する流路６が設けられると同時に、この流路６の端部に接続されるパイプ９が嵌合している。なお、リザーバ室Ｒ内には、作動油とガスが封入されている。

また、ボトム部材７には、切欠７ａが設けられると同時に、通路４３，４４が設けられ、この通路４３，４４の途中にはそれぞれ減衰力発生要素５３，５４が設けられている。したがって、下室Ｒ２は上記通路４３，４４および切欠７ａを介してリザーバ室Ｒに連通されている。

他方、減衰力調整機構は、円筒状のバルブハウジング１０と、同じく円筒状のチョーク盤１１と、バルブハウジング１０の開口端に固定され、チョーク盤１１を回動自在に支持するキャップ１３とで構成されている。以下、詳細に説明すると、バルブハウジング１０は、円筒状に形成され、その側部には、バルブハウジング１０内外を連通するポート１０ａが設けられている。そして、バルブハウジング１０の図１中右方の開口端側外周には鍔部１０ｂが設けられ、外筒８に設けた孔（付示せず）に外筒８の外周に鍔部１０ｂを当接させて嵌合し、この鍔部１０ｂが外筒８に溶接されバルブハウジング１０は外筒８に固定されている。そして、ポート１０ａは、バイパス路の一部を構成するパイプ９の下端に接続されることにより、緩衝器の上室Ｒ１に接続されている。

また、バルブハウジング１０の内には、チョーク盤１１が摺動自在に挿入され、このチョーク盤１１は、肉厚の有底円筒状の本体１１ｄと、図２に示すように、本体１１ｄの外周に設けた櫛状のチョーク路１１ａと、チョーク盤１１の内周側とチョーク路１１ａの一端とを連通する孔１１ｂと、本体１１ｄの図１中左端側から延設されるロッド部１１ｅと、本体１１ｄの外周に設けた鍔部１１ｃと、で構成されている。そして、鍔部１１ｃがバルブハウジング１０の内周に設けた段部１０ｃに当接しており、これによりチョーク盤１１がバルブハウジング１０に対して図１中左方に移動することが規制されている。また、チョーク盤１１は、リザーバ室Ｒに向けて開口しているので、チョーク盤１１内とリザーバ室Ｒとは連通している。

また、キャップ１３は、肉厚円筒状のキャップ本体１３ａと、キャップ本体１３ａの外周に設けられた鍔部１３ｂとで構成され、当該鍔部１３ｂがバルブハウジング１０の鍔部１０ｂから立ち上るカシメ部１０ｆとバルブハウジング１０の端部とに挟持されることによりバルブハウジング１０に固定されており、また、その軸心部には上記チョーク盤１１のロッド部１１ｅが回動自在に挿入されている。なお、キャップ１３とバルブハウジング１０との間はシール部材Ｓ１により、また、キャップ１３とチョーク盤１１のロッド部１１ｅとの間は、シール部材Ｓ２によりそれぞれシールされており、作動油が緩衝器外部に漏洩することが防止されている。

さらに、キャップ本体１３ａの内周側には、穴（付示せず）が穿設されており、この穴の中には附勢バネ１４と、附勢バネ１４により穴（付示せず）から突出する方向に附勢された球１５が挿入されており、この球１５がチョーク盤１１のロッド部１１ｅの外周に設けたノッチ１１ｆに係合することにより、後述するように、チョーク路１１ａを作動油が通過したときにチョーク盤１１に作用するチョーク盤１１をキャップ１３およびバルブハウジング１０に対して回転させようとする力に抗してチョーク盤１１のキャップ１３に対する回動を防止している。すなわち、上記附勢バネ１４および球１５およびノッチ１１ｆはディテント機構として機能する。なお、本実施の形態では、キャップ１３のバルブハウジング１０への固定方法はカシメることによっているが、他の方法、すなわち、溶接、螺合、圧入等により固定するとしてもよい。ただし、螺合する場合には、バルブハウジング１０に対してキャップ１３が回動することを防止するために回り止めを設けるほうが望ましい。

また、チョーク盤１１の本体１１ｄは、キャップ１３がバルブハウジング１０に取付けられた状態で、キャップ１３の図１中左端が当接するので、チョーク盤１１がバルブハウジング１０に対して図１中右方に移動することが規制されている。また、上述したように、鍔部１１ｃがバルブハウジング１０の内周に設けた段部１０ｃに当接している。したがって、チョーク盤１１は、バルブハウジング１０に対して、回動のみが許容されている。

したがって、チョーク盤１１のチョーク路１１ａは、バルブハウジング１０の内周面で、囲われているので、チョークとして機能する。そして、上記チョーク路１１ａの各先端は、バルブハウジング１０に設けたポート１０ａが設けられた位置に対向するようになっており、チョーク路１１ａを介してポート１０ａと孔１１ｂとを連通することができる。すなわち、バイパス路たる流路６およびパイプ９は、減衰力調整機構のポート１０ａに接続され、また、孔１１ｂはリザーバ室Ｒに連通し、さらに、ポート１０ａと孔１１ｂはチョーク路１１ａを介して連通可能であるので、上室Ｒ１は、上記チョーク路１１ａおよびポート１０ａおよび孔１１ｂを介してリザーバ室Ｒに連通されていることとなる。なお、本実施の形態においては、チョーク路１１ａとリザーバ室Ｒとを連通するのに、孔１１ｂを設けているが、孔１１ｂの換わりにチョーク盤１１の外周にチョーク路１１ａとリザーバ室Ｒとを連通する溝を設けるとしてもよい。

減衰力調整機構は、上記のように構成されるが、上記チョーク盤１１をバルブハウジング１０に対し回動させると、チョーク盤１１のチョーク路１１ａは、バルブハウジング１０のポート１０ａに対して移動し、チョーク路１１ａの各先端Ａのうち任意の先端Ａをポート１０ａに対向させることができる。他方、孔１１ｂは、チョーク路１１ａに対して不動であり、チョーク路１１ａの一端をチョーク盤１１内に連通するのみとなっているので、チョーク盤１１を回動させて、チョーク路１１ａの任意の先端Ａとポート１０ａとを対向させることにより、チョークとして機能するチョーク長さは変化することとなる。なお、チョーク路１１ａをポート１０ａに対向させない位置にすれば、上記ポート１０ａと孔１１ｂとの連通を断つので、結果的にバイパス路を遮断することも可能である。

また、チョーク盤１１とキャップ１３との間に設けた上記ディテント機構により、チョーク路のチョーク長さを段階的に変化させることができる。ここで、上記構成ディテント機構を設ける場合には、ノッチ１１ｆと球１５が係合した状態で、上記ポート１０ａとチョーク路１１ａの先端Ａとが対向するように設定することが望ましい。また、そうすることにより、チョーク路１１ａの先端Ａとが対向していることが、ノッチ１１ｆと球１５が係合で判断できるので便利である。

ちなみに、チョーク盤１１を回動させやすいように、溝１１ｇが設けられており、この溝１１ｇにマイナスドライバ等を係合してロータリバルブ１２を回動させることができる。なお、溝１１ｇを十字状にしたり、六角レンチ等が挿入できる形状としたり、溝１１ｇではなく、スパナ等で把持で切るように六角形状の突起を形成するとしてもよい。

つづいて、図１に基づいて、作用について説明する。まず、緩衝器が伸長する場合、すなわち、シリンダ１に対しピストン３が図１中上方に移動すると、上室Ｒ１が収縮し上室Ｒ１内の圧力が高まる。すると、上室Ｒ１内の作動油は通路４２および減衰力発生要素５２を通過し、下室Ｒ２内に流入する。他方、下室Ｒ２内では、シリンダ１からピストンロッド２が退出する体積分の作動油が不足するので、作動油は、リザーバ室Ｒから通路４３および減衰力発生要素５３を通過し下室Ｒ２内に流入する。したがって、基本的には、減衰力発生要素５２，５３で発生する圧力損失に見合った減衰力が発生するが、伸長速度、すなわち、シリンダ１に対するピストン３の移動速度（以下、「ピストン速度」という）が減衰力発生要素５２の開弁圧に達しないような低速の場合には、上室Ｒ１内の作動油は、通路４２を通過せず、バイパス路たる流路６およびパイプ９および減衰力調整機構を介してリザーバ室Ｒ内に流入する。すると、この場合に緩衝器が発生する減衰力は、減衰力調整機構の上記チョーク路１１ａで発生される。したがって、緩衝器は、ピストン速度が微低速域から高速域にわたりピストン速度に比例する減衰力を発生することができる。ここで、チョーク路１１ａのチョーク長さは、チョーク盤１１の回動により変化させることができるので、ピストン速度が微低速時の減衰力を変化させることが可能となる。

つぎに、緩衝器が収縮する場合、すなわち、シリンダ１に対しピストン３が図１中下方に移動すると、下室Ｒ２が収縮し下室Ｒ２内の圧力が高まる。すると、下室Ｒ２内の作動油は通路４１および減衰力発生要素５１を通過し、上室Ｒ１内に流入するとともに、シリンダ１からピストンロッド２が侵入する体積分の作動油が過剰するので、作動油は、下室Ｒ２から通路４４および減衰力発生要素５４を通過しリザーバ室Ｒ内に流入する。したがって、基本的には、減衰力発生要素５１，５４で発生する圧力損失に見合った減衰力が発生するが、収縮速度、すなわち、ピストン速度が減衰力発生要素５４の開弁圧に達しないような低速の場合には、下室Ｒ２内の作動油は、通路４４を通過せず、作動油は下室Ｒ２から上室Ｒ１内に流入し、バイパス路たる流路６およびパイプ９および減衰力調整機構を介して上室Ｒ１からリザーバ室Ｒ内に流入する。すると、この場合に緩衝器が発生する減衰力は、減衰力調整機構の上記チョーク路１１ａで発生される。したがって、緩衝器は、ピストン速度が微低速域から高速域にわたりピストン速度に比例する減衰力を発生することができる。ここで、チョーク路１１ａのチョーク長さＬは、チョーク盤１１の回動により変化させることができるので、ピストン速度が微低速時の減衰力を変化させることが可能となる。

また、本実施の形態では、チョーク路１１ａを櫛状としており、チョーク路１１ａの任意の先端Ａをポート１０ａに対向させてチョーク長さを変化させているので、チョーク路１１ａの先端Ａがポート１０ａに対し、図２中横ずれを生じても、選択された先端Ａがポート１０ａと対向している限りにおいては、チョーク長さは変化しないので、安定した減衰力を発生することができる利点がある。

さらに、上記したところでは、バルブハウジングを円筒状とし、チョーク盤１１を円筒状としているが、たとえば、バルブハウジングに平面部分を設けて、この平面にスライド自在に板状のチョーク盤を積層し、当該チョーク盤のバルブハウジングに対向する側の面にチョーク路を形成するとしてもよい。ただし、上記したようにバルブハウジングおよびチョーク盤を円筒状に形成するほうが減衰力調整機構をコンパクト化することができる利点があるとともに、減衰力調整機構をコンパクトにすることができるので緩衝器への搭載性が向上する。

また、本発明の緩衝器では、バイパス路が上室Ｒ１とリザーバ室Ｒとを連通し、減衰力調整機構がその途中に設けられているので、緩衝器の伸長および収縮を問わず減衰力を調整することが可能である。すなわち、バイパス路を上室Ｒ１と下室Ｒ２とを、もしくは、下室Ｒ２リザーバ室Ｒとを連通するように設けた場合には、減衰力調整機構が減衰力発生要素５１，５２もしくは減衰力発生要素５３，５４と並列の関係となり、伸長工程のみ、もしくは、収縮行程のみの減衰力調整でしか十分機能しなくなるからであるが、どちらか一方のみの減衰力を調整することで充分な場合には、減衰力調整機構をピストン部あるいはベースバルブ部に設けてもよい。この場合、減衰力調整機構がピストン部に設けられるのであれば、バルブハウジングをピストンロッドとし、ピストンロッドの軸心部にロータリバルブを回動させるためのコントロールロッドを設けるとすればよく、また、減衰力調整機構がベースバルブ部に設けられるのであれば、ベースバルブの軸心部に上記減衰力調整機構の構成を設け、さらに、緩衝器のボトム端を封止する封止部材をキャップ１３として機能させればよい。

なお、チョーク盤１１のチョーク路１１ａをポート１０ａに対向させない位置にすれば、バイパス路を遮断することとなるので、この場合には、上記減衰力発生要素５１，５２，５３，５４によってのみ減衰力が発生されることとなり、発生される減衰力は、最もハードとなる。

したがって、本発明によれば、ピストン速度に比例した減衰力を発生可能であり、また、その発生減衰力を調整することが可能である。

すると、従来の選択したオリフィスで減衰力を調整する減衰力調整機構に比較して、ピストン速度が微低速時から充分な減衰力を得ることができ、車両がウネリ路などを通過するような場合にも、車両における乗り心地が向上することができる。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

減衰力調整機構が緩衝器に具現化された状態を示す縦断面図である。 減衰力調整機構のチョーク盤の正面図である。

符号の説明

１ シリンダ
２ ピストンロッド
３ ピストン
６ 流路
９ パイプ
１０ バルブハウジング
１０ａ ポート
１１ チョーク盤
１１ａ チョーク路
１１ｂ 孔
１３ キャップ
Ｌ チョーク長さ
Ｒ１ 上室
Ｒ２ 下室
Ｒ リザーバ室

Claims (4)

1. 作動流体の通過時に発生する減衰力を調整可能な減衰力調整機構において、減衰力調整機構が、バルブハウジングと、バルブハウジングに設けたポートと、バルブハウジングに摺接しながら移動可能なチョーク盤と、チョーク盤のバルブハウジングに摺接する面に設けたチョーク路と、チョーク盤に形成されてチョーク路を外部に連通する通路とを備えてなり、チョーク路が櫛状に形成されるとともに、当該チョーク盤をバルブハウジングに対しチョーク路の各先端側がポートと対向しえるように移動可能としたことを特徴とする減衰力調整機構。
2. チョーク盤が円筒状に形成され、バルブハウジングにチョーク盤の外周を回動自在に摺接させたことを特徴とする請求項１に記載の減衰力調整機構。
3. シリンダと、シリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、下室に連通されるリザーバ室と、上室と下室とを連通する通路の途中に設けた減衰力発生要素とを備えた緩衝器において、上室とリザーバ室とを接続するバイパス路を設け、このバイパス路の途中に減衰力調整機構を設け、減衰力調整機構が、バルブハウジングと、バルブハウジングに設けたポートと、バルブハウジングに摺接しながら移動可能なチョーク盤と、チョーク盤のバルブハウジングに摺接する面に設けたチョーク路と、チョーク盤に形成されてチョーク路をリザーバ室に連通する通路とを備えてなり、チョーク路が櫛状に形成されるとともに、当該チョーク盤をバルブハウジングに対しチョーク路の各先端側がポートと対向しえるように移動可能としたことを特徴とする緩衝器。
4. チョーク盤が円筒状に形成され、バルブハウジングにチョーク盤の外周を回動自在に摺接させたことを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。

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