JP4229377B2

JP4229377B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP4229377B2
Application number: JP2003287369A
Authority: JP
Inventors: 澄夫廣井
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: JP2005054925A

Description

本発明は、緩衝器に関し、特に、ロータリバルブを備えた減衰力調整機構を有する緩衝器の改良に関する。

従来、この種ロータリバルブを備えた減衰力調整機構は、たとえば、特許文献１に開示のように、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。
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１参照）

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有する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の課題解決手段における緩衝器は、シリンダと、このシリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、このピストンを介して上記のシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、上記の下室に連通されるリザーバ室と、上記の上室と上記の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、上記の上室と上記のリザーバ室とを接続する流路とパイプとからな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、この減衰力調整機構が、中空なバルブハウジングと、このバルブハウジングに設けられて当該バルブハウジング内と上記リザーバ室とを連通する一方のポートと、同じく上記バルブハウジングに設けられて当該バルブハウジング内と上記パイプとを連通する他方のポートと、上記一方のポートに一端が接続された円弧状チョークと、この円弧状チョークに同軸をもって対向しながら上記のバルブハウジングに回動自在に挿入されるロータリバルブとを備え、このロータリバルブが上記の円弧状チョークに照準されると共に上記他方のポートに連通する孔を設けてなるとする。

そして、第２の課題解決手段における緩衝器は、上記のバルブハウジングが有底筒状に形成され、上記の円弧状チョークが、上記のバルブハウジングの底部と、このバルブハウジングの底部に固定されるチョーク盤に設けた円弧状の孔と、上記のロータリバルブの上記のチョーク盤に対向する面とで構成されてなるとする。

この発明によれば、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り、したがって、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。

そして、この発明によれば、バルブハウジングにチョークとして機能する溝を設ける場合に比較して加工が簡易となるという利点があるとともに、チョーク盤の肉厚や孔の径方向幅を変えるだけで、発生減衰力を変化させることができるので減衰力調整機構の互換性が向上するという利点もあり、したがって、緩衝器の規格に適した減衰力調整機構をチョーク盤の選択により簡易かつ低コストで製造することが可能である。また、チョーク盤を肉厚や孔の径方向幅の異なるチョーク盤に変更することも可能となるので、便利である。

さらに、この発明によれば、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。

以下に、図示した実施形態に基づいて、本発明を説明するが、図１に示すように、本発明による緩衝器は、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Ｇとで構成されており、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６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、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、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、有底筒状のバルブハウジング１０と、バルブハウジング１０の底部に載置されるチョーク盤１１と、上記チョーク盤１１に対向しバルブハウジング１０に対しチョーク盤１１と同軸をもって回動自在に挿入されるロータリバルブ１２と、バルブハウジング１０の開口端に固定され、ロータリバルブ１２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、有底筒状に形成され、その底部には、バルブハウジング１０内外を連通するポート１０ｄが設けられるとともに、その側部には、やはりバルブハウジング１０内外を連通するポート１０ｃが設けられている。

そして、バルブハウジング１０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を当接させて嵌合され、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。

したがって、一方のポート１０ｄは、リザーバ室Ｒに接続されており、他方のポート１０ｃ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の底部には、チョーク盤１１が載置され、このチョーク盤１１は、肉厚の円板状に形成され、図２に示すように、円弧状チョークを構成する円弧状の孔１１ａが設けられるとともに、チョーク盤１１の図１中左端には、突起１１ｂが設けられ、この突起１１ｂはバルブハウジング１０の底部に設けた穴１０ｅに係合することにより、チョーク盤１１がバルブハウジング１０に対して回動してしまうことが防止されると同時に、チョーク盤１１が上記のようにバルブハウジング１０の底部に載置された状態で、上記孔１１ａの一端が上記バルブハウジング１０の底部に設けたポート１０ｄに連通するようになっている。

さらに、ロータリバルブ１２は、円柱部１２ａと、上記チョーク盤１１と同径の円板部１２ｂと、円板部１２ｂにあってチョーク盤１１の円弧状の孔１１ａと同一円周上となる、すなわち、照準される位置に設けた孔１２ｃと、円柱部１２ａの図１中右端に設けた溝１２ｅと、円柱部１２ａの外周に設けた複数のノッチ１２ｄとで構成されている。

また、キャップ１３は、軸心部が中空な独楽状に形成され、外周に設けた鍔部１３ａがバルブハウジング１０の鍔部１０ｂから立ち上る加締部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、その軸心部にはロータリバルブ１２の円柱部１２ａ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とロータリバルブ１２の円柱部１２ａ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１３の内周側には、穴（付示せず）が穿設され、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、この球１５がロータリバルブ１２の円柱部１２ａの外周に設けたノッチ１２ｄに係合することで、後述するように、チョーク通路としての孔１１ａを作動油が通過したときにロータリバルブ１２に作用するロータリバルブ１２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ロータリバルブ１２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１２ｄ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への固定方法は加締によるが、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、ロータリバルブ１２の円板部１２ｂおよびチョーク盤１１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中左端とバルブハウジング１０の底部とで挟持されているので、ロータリバルブ１２およびチョーク盤１１の図１中左右方向の移動が規制されている。

したがって、チョーク盤１１に開穿の円弧状の孔１１ａは、バルブハウジング１０の底部とロータリバルブ１２の円板部１２ｂの図１中左端面で、囲われているので、チョーク通路として機能する。

そして、上記孔１１ａは、円板部１２ａに設けた孔１２ｃが孔１１ａと同一円周上に設けられているので、この孔１２ｃを介して他方のポート１０ｃと連通することができる。

ここで、他方のポート１０ｃの設けられる位置は、チョーク盤１１とロータリバルブ１２の円板部１２ｂと干渉しない位置に設けられ、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Ｇの他方のポート１０ｃに接続され、また他方のポート１０ｃは、上記チョーク通路および一方のポート１０ｄを介してリザーバ室Ｒに連通されている。

ちなみに、本実施の形態においては、バルブハウジング１０の底部にチョーク盤１１を設けているが、チョーク盤１１を設ける代りに、バルブハウジング１０の底部に孔１１ａと同様な形状の溝を設けるとし、この溝の一端に連通するように一方のポート１０ｄを設けてもよい。

ただし、チョーク盤１１を用いると、バルブハウジング１０に溝を設ける場合に比較して加工が簡易となるという利点があるとともに、チョーク盤の肉厚や孔の径方向幅を変えるだけで、発生減衰力を変化させることができるので減衰力調整機構の互換性が向上するという利点もある。

したがって、緩衝器の規格に適した減衰力調整機構をチョーク盤の選択により簡易かつ低コストで製造することが可能であり、また、キャップ１３がバルブハウジング１０に着脱自在に取付けられる場合には、チョーク盤を肉厚や孔の径方向幅の異なるチョーク盤に変更することも可能になり、便利である。

減衰力調整機構は、上記のように構成されるが、上記ロータリバルブ１２をバルブハウジング１０に対し回動させると、ロータリバルブ１２の孔１２ｃはチョーク盤１１の孔１１ａが設けられている円周上に沿って位置を変えられる。

他方、一方のポート１０ｄは、チョーク盤１１に対して不動であり、孔１１ａの一端に接続された状態となっているので、ロータリバルブ１２の孔１２ｃの位置を変えることで、一方のポート１０ｄとロータリバルブ１２の孔１２ｃとを接続する孔１１ａのチョーク通路として機能するチョーク長さＬは変化する。

なお、ロータリバルブ１２の孔１２ｃをチョーク盤１１の孔１１ａに対向させない位置にすれば、上記一方のポート１０ｄと他方のポート１０ｃ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、ロータリバルブ１２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、チョーク通路のチョーク長さＬを段階的に変化させることができる。ちなみに、ロータリバルブ１２を回動させやすいように、溝１２ｅが設けられており、この溝１２ｅ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１２ｅは十字状にしたり、六角レンチ等が挿入できる形状としたり、溝１２ｅではなく、スパナ等で把持でき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と、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内の圧力が高まり、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、作動油がリザーバ室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Ｇを介してリザーバ室Ｒ内に流入する。

この場合に緩衝器が発生する減衰力は、減衰力調整機構Ｇの上記チョーク通路で発生され、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し、このとき、チョーク通路のチョーク長さＬは、ロータリバルブ１２の回動で変化できるので、ピストン速度が微低速時の減衰力を変化させ得る。

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内の圧力が高まり、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Ｇを介して上室Ｒ１からリザーバ室Ｒ内に流入し、この場合に緩衝器が発生する減衰力は、減衰力調整機構Ｇの上記チョーク通路で発生される。

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し、チョーク通路のチョーク長さＬは、ロータリバルブ１２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得る。

なお、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し得る。

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とリザーバ室Ｒとを連通するように設ける場合には、減衰力調整機構Ｇ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Ｇ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、ロータリバルブ１２の孔１２ｃをチョーク盤１１の孔１１ａに対向させない位置にすれば、上記一方のポート１０ｄと他方のポート１０ｃ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り、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Ｐ−Ｐ’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
６流路
９パイプ
１０バルブハウジング
１０ｃ他方のポート
１０ｄ一方のポート
１１チョーク盤
１１ａ円弧状チョークを構成する円弧状の孔
１２ロータリバルブ
１２ｃ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

シリンダと、このシリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、このピストンを介して上記のシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、上記の下室に連通されるリザーバ室と、上記の上室と上記の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、上記の上室と上記のリザーバ室とを接続する流路とパイプとからな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、この減衰力調整機構が、中空なバルブハウジングと、このバルブハウジングに設けられて当該バルブハウジング内と上記リザーバ室とを連通する一方のポートと、同じく上記バルブハウジングに設けられて当該バルブハウジング内と上記パイプとを連通する他方のポートと、上記一方のポートに一端が接続された円弧状チョークと、この円弧状チョークに同軸をもって対向しながら上記のバルブハウジングに回動自在に挿入されるロータリバルブとを備え、このロータリバルブが上記の円弧状チョークに照準されると共に上記他方のポートに連通する孔を設けてなることを特徴とする緩衝器。
上記のバルブハウジングが有底筒状に形成され、上記の円弧状チョークが、上記のバルブハウジングの底部と、このバルブハウジングの底部に固定されるチョーク盤に設けた円弧状の孔と、上記のロータリバルブの上記のチョーク盤に対向する面とで構成されてなる請求項１に記載の緩衝器。