JP4356016B2 - Hydraulic shock absorber - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置に装着される油圧緩衝器に関し、特に、減衰力を発生させるメインバルブの開弁圧力を制御するパイロット室を有する油圧緩衝器に関するものである。 The present invention relates to a hydraulic shock absorber mounted on a suspension device of a vehicle such as an automobile, and more particularly to a hydraulic shock absorber having a pilot chamber for controlling a valve opening pressure of a main valve that generates a damping force.
一般的に、自動車等の車両の懸架装置に装着される筒型の油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装され、ピストン部に油液油路、オリフィス及びディスクバルブ等からなる減衰力発生機構が設けられた構造となっている。これにより、ピストンロッドのストロークに伴うシリンダ内のピストンの摺動によって油液油路に生じる油液の流れをオリフィス及びディスクバルブによって制御して減衰力を発生させる。そして、ピストン速度の低速域においては、オリフィスによってオリフィス特性の減衰力を発生させ、ピストン速度の高速域においては、ディスクバルブが撓んで開弁することにより、バルブ特性の減衰力を発生させるようにしている。 In general, a cylindrical hydraulic shock absorber mounted on a suspension device of a vehicle such as an automobile is slidably fitted with a piston connected to a piston rod in a cylinder in which oil is sealed, and a piston portion Is provided with a damping force generating mechanism including an oil liquid passage, an orifice, a disk valve, and the like. Thereby, the flow of the oil liquid generated in the oil liquid oil passage by the sliding of the piston in the cylinder accompanying the stroke of the piston rod is controlled by the orifice and the disk valve to generate the damping force. In the low speed region of the piston speed, an orifice characteristic damping force is generated by the orifice, and in the high piston speed region, the disk valve is bent and opened to generate the valve characteristic damping force. ing.
ところが、上記従来の油圧緩衝器では、ピストン速度の低速域の減衰力は、オリフィスの流路面積に依存し、高速域の減衰力は、予め設定されたディスクバルブの開弁圧力に依存することになるため、減衰力特性の設定の自由度が低く、ピストン速度の低速域において小さい減衰力を得ようとすると、高速域の減衰力が不足し、高速域において、大きい減衰力を得ようとすると、低速域の減衰力が過大となってしまうという問題がある。 However, in the conventional hydraulic shock absorber, the damping force in the low speed region of the piston speed depends on the flow area of the orifice, and the damping force in the high speed region depends on the valve opening pressure set in advance. Therefore, if the damping force characteristics are set with a low degree of freedom and a small damping force is obtained in the low speed region of the piston speed, the damping force in the high speed region is insufficient, and a large damping force is obtained in the high speed region. Then, there is a problem that the damping force in the low speed region becomes excessive.
そこで、例えば特許文献1に示されるように、ディスクバルブの背面側にパイロット室を設け、油液の一部をパイロット室に導入し、パイロット室の圧力をディスクバルブに対して閉弁方向に作用させて、ディスクバルブの開弁圧力を制御することにより、減衰力特性の設定の自由度を高めるようにした油圧緩衝器が提案されている。
特許文献1に記載の油圧緩衝器では、ディスクバルブの背面側に、パイロット室側に固定した弾性シール部材を直接当接させることによってパイロット室をシールしている。このほか、ディスクバルブ側に固着したシール部材をパイロット室側に液密的に摺動嵌合することによってパイロット室をシールすることも考えられるが、このようにした場合、シール部材の摺動抵抗が大きく、かつ、不安定になりやすいため、ディスクバルブの開閉圧力及びリフト量が不安定となって安定した減衰力を得ることが困難である。
In the hydraulic shock absorber described in
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、パイロット室のシール性を確保すると共に、安定した減衰力を得ることができる油圧緩衝器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a hydraulic shock absorber capable of ensuring the sealing performance of the pilot chamber and obtaining a stable damping force.
上記の課題を解決するために、本発明は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させるメインバルブと、該メインバルブの閉弁方向に圧力を作用させるパイロット室とを備え、前記油液の流れの一部を前記パイロット室に導入して前記パイロット室の圧力によって前記メインバルブの開弁を制御する油圧緩衝器において、
前記メインバルブの背面側外周部に環状のシール部材を固着して設け、該シール部材を円筒状のパイロットケースに摺動可能かつ液密的に嵌合して前記パイロット室を形成し、前記メインバルブは、内周側がクランプされ外周側が開くバルブとし、前記シール部材の外周部は、前記メインバルブ側から前記パイロットケース側に向けて大径となるテーパ状のリップ部を形成することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cylinder in which oil is sealed, a piston slidably fitted in the cylinder, one end connected to the piston, and the other end of the cylinder. A piston rod extended to the outside, a main valve that generates a damping force by controlling the flow of oil produced by sliding of the piston, and a pilot chamber that applies pressure in the valve closing direction of the main valve. A hydraulic shock absorber for introducing a part of the flow of the oil liquid into the pilot chamber and controlling the opening of the main valve by the pressure of the pilot chamber;
An annular seal member is fixedly provided on the outer peripheral portion of the back side of the main valve, and the seal member is slidably and liquid-tightly fitted into a cylindrical pilot case to form the pilot chamber, The valve is a valve that is clamped on the inner peripheral side and opened on the outer peripheral side, and the outer peripheral portion of the seal member forms a tapered lip portion having a large diameter from the main valve side toward the pilot case side. To do.
本発明に係る油圧緩衝器によれば、ピストンロッドのストロークによる油液の流れをメインバルブによって制御して減衰力を発生させ、パイロット室の圧力によってメインバルブの開弁を制御することにより、減衰力特性の設定の自由度を高めることができる。メインバルブの背面側外周部に固着したテーパ状のリップ部を有するシール部材によってパイロット室のシール性を確保すると共に、シール部材の摺動抵抗を低減して、安定した減衰力を得ることができる。 According to the hydraulic shock absorber according to the present invention, the flow of the oil liquid caused by the stroke of the piston rod is controlled by the main valve to generate a damping force, and the opening of the main valve is controlled by the pressure in the pilot chamber, thereby damping. The degree of freedom in setting the force characteristics can be increased. The seal member having a tapered lip portion fixed to the outer peripheral portion on the back side of the main valve can secure the sealing performance of the pilot chamber and can reduce the sliding resistance of the seal member to obtain a stable damping force. .
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図3に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器1は、油液が封入されるシリンダ2の外周部に外筒3を設けた二重筒構造となっており、シリンダ2と外筒3との間に環状油路4が形成されている。シリンダ2の下端部には、ガス室ユニット5が接続されており、ガス室6内に封入された高圧ガスによって、フリーピストン7を介して、シリンダ2内の油液が常時加圧されている。シリンダ2、外筒3及びガス室ユニット5を備えた油圧緩衝器本体の側部には減衰力発生機構8が取付けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 3, the hydraulic shock absorber 1 according to the present embodiment has a double cylinder structure in which an
シリンダ2内には、ピストン9が摺動可能に嵌装され、このピストン9によってシリンダ2内がシリンダ上室2Aとシリンダ下室2Bとの2室に画成されている。ピストン9には、ピストンロッド10の一端部がナット11によって連結されており、ピストンロッド10の他端側は、シリンダ2及び外筒3の上端部に装着されたロッドガイド12及びオイルシール13に挿通されてシリンダ2の外部へ延出されている。
A
ピストン9には、シリンダ上下室2A、2B間を連通させる伸び側油路14及び縮み側油路15が設けられている。伸び側油路14には、シリンダ上室2Aの圧力が所定圧力に達したとき、開弁してその圧力をシリンダ下室2Bへリリーフする常閉のリリーフ弁16(ディスクバルブ)が設けられ、また、縮み側油路15には、シリンダ下室2Aの圧力が所定圧力に達したとき、開弁してその圧力をシリンダ上室2Aへリリーフする常閉のリリーフ弁17(ディスクバルブ)が設けられている。
The
減衰力発生機構8は、有底円筒状のケース18内にバルブ部材19が嵌合、固定され、このバルブ部材19によって、ケース18内が上室18A及び下室18Bの2室に画成されている。上室18Aは、ケース18の側壁に設けられた油路20、環状油路4及びシリンダ2の上端部側壁に設けられた油路21を介してシリンダ上室2Aに連通されている。下室18Bは、ケース18の側壁に設けられた油路22を介してシリンダ下室2Bに連通されている。バルブ部材19には、上室18Aと下室18Bとを連通させるための伸び側油路23及び縮み側油路24が設けられており、伸び側油路23には、伸び側減衰力発生機構25が設けられ、縮み側油路24には、縮み側減衰力発生機構26が設けられている。
In the damping
伸び側減衰力発生機構25と縮み側減衰力発生機構26とは、同様の構造であるから、以下、伸び側減衰力発生機構25を例にとって図1を参照して説明し、縮み側減衰力発生機構26の詳しい説明は省略する。
図1に示すように、伸び側減衰力発生機構25は、伸び側油路23からの油液の圧力を受けて開弁して減衰力を発生するメインバルブ27(ディスクバルブ)と、メインバルブ27の背面側に設けられ、その圧力をメインバルブ27の閉弁方向に作用させるパイロット室28とを備えている。パイロット室28は、オリフィス油路29及びポート31を介して上流側の伸び側油路23に連通されており、また、スプール弁30(流量制御弁)の切欠30aは、ポート31と32とを連通し、逆止弁33を介して、下流側の下室18Bにパイロット室28を連通するようにしている。
Since the expansion side damping
As shown in FIG. 1, the extension-side damping
そして、ソレノイドアクチュエータ34(図3参照)によってスプール弁30を移動させ、ポート31、32間の流路面積を変化させることにより、上下室18A、18B間の流路面積を直接調整すると共に、これによってパイロット室28の圧力を調整してメインバルブ27の開弁圧力を制御するようになっている。
Then, by moving the
縮み側減衰力発生機構26は、上述の伸び側減衰力発生機構25と同様、スプール弁30の切欠30aの重複具合によってポート35、36間の流路面積を変化させることにより、上下室18A、18B間の流路面積を直接調整すると共に、これによってパイロット室37の圧力を調整して、縮み側油路24の圧力を受けて開弁するメインバルブ38の開弁圧力を制御するようになっている。
The contraction-side damping force generation mechanism 26, like the above-described extension-side damping
次に、パイロット室28のシール構造について図1、図2及び図4を参照して説明する。
図1に示すように、パイロット室28は、バルブ部材19に隣接して配置された略有底円筒状のパイロットケース39と、メインバルブ27の背面側に積層された可撓性のシールディスク40によって形成されている。シールディスク40の背面側外周部には、環状のシール部材41が固着されている。シールディスク40は、シール部材41がパイロットケース39の円筒部39Aの内周面に摺動可能かつ液密的に嵌合され、また、シールディスク40は、内周部が、パイロットケース39の底部中央に突出された内側円筒部39Bとバルブ部材19との間で、メインバルブ27と共にクランプされて、撓むことによって外周側をシール部材41と共に移動可能として、パイロット室を28シールしている。
Next, the seal structure of the
As shown in FIG. 1, the
シール部材41は、フッ素ゴム等の粘弾性を有するゴム、合成樹脂等とすることができ、シールディスク40に接着又は焼付等によって固着されている。図2及び図4に示すように、シール部材41の外周部は、テーパ状のリップ部42が形成され、さらに、リップ部42には、その周方向に沿って複数の環状突起43が平行に形成されている。図2及び図4に示す例では、環状突起43は、断面形状が半径Rの円形で、間隔L(等間隔)で4つ配置されて、高さHだけ突出されている。シール部材41の一端部には、パイロットケース39との組付性を考慮して逆テーパ面44が形成されている。本実施形態では、一例としてリップ部42の小径側の端部の直径d=23.2mm、大径側の端部(環状突起43の先端)の直径D=24.7mmに対して、環状突起の断面の半径R=0.2mm、高さH=0.07mm、間隔L=0.4mmとなっている。
The
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
ピストンロッド10の伸び行程時には、シリンダ2内のピストン9の摺動にともない、シリンダ上室2A側の油液が油路21、環状油路4及び油路20を通って減衰力発生機構8の上室18Aへ流れ、上室18Aから伸び側油路23等を介して下室18Bへ流れ、更に、下室18Aから油路22を通ってシリンダ下室2Bへ流れて、伸び側減衰力発生機構25によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド10がシリンダ2から退出した分だけガス室6内の高圧ガスが膨張してシリンダ2内の容積変化を補償する。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
During the extension stroke of the
伸び側減衰力発生機構25では、ピストン速度の低速域においては、オリフィス油路29及びスプール弁30によって調整されるポート31、32間の流路面積により、オリフィス特性の減衰力が発生し、ピストン速度が上昇すると、メインバルブ27が開いてバルブ特性の減衰力が発生する。そして、ソレノイドアクチュエータ34によってスプール弁30を移動させ、ポート31、32間の流路面積を調整することにより、オリフィス特性を調整すると共に、パイロット室28の圧力を調整してバルブ特性を調整することができる。なお、シリンダ上室2Aの圧力が所定圧力に達すると、ピストン9のリリーフ弁16が開弁し、シリンダ上室2Aの圧力をシリンダ下室2Bへリリーフして、減衰力の過度の上昇を防止する。
In the extension side damping
ピストンロッド10の縮み行程時には、シリンダ2内のピストン9の摺動にともない、シリンダ下室2B側の油液が油路22を通って減衰力発生機構8の下室18Bへ流れ、下室18Bから縮み側油路24等を介して上室18Aへ流れ、さらに、上室18Aから油路20、環状油路4及び油路21を通ってシリンダ上室2Aへ流れて、縮み側減衰力発生機構26によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド10がシリンダ2内へ侵入した分だけガス室6内の高圧ガスが圧縮されてシリンダ2内の容積変化を補償する。
During the contraction stroke of the
縮み側減衰力発生機構26では、ピストン速度の低速域においては、オリフィス油路(図示せず)、スプール弁30によって調整されるポート35、36間の流路面積により、オリフィス特性の減衰力が発生し、ピストン速度が上昇すると、メインバルブ38が開いてバルブ特性の減衰力が発生する。そして、ソレノイドアクチュエータ34によってスプール弁30を移動させ、ポート35、36間の流路面積を調整することにより、オリフィス特性を調整すると共に、パイロット室37の圧力を調整してバルブ特性を調整することができる。なお、シリンダ下室2Bの圧力が所定圧力に達すると、ピストン9のリリーフ弁17が開弁し、シリンダ下室2Bの圧力をシリンダ上室2Aへリリーフして、減衰力の過度の上昇を防止する。
In the compression-side damping force generating mechanism 26, in the low piston speed range, the orifice characteristic damping force is reduced by the orifice oil passage (not shown) and the flow passage area between the
パイロット室28をシールするシール部材41は、そのリップ部42に複数の環状突起43を形成したことにより、パイロットケース39の円筒部39Aの内周面との間に多段シールを形成することができ、これらの間を確実にシールすると共に、これらの間の摺動抵抗を低減及び安定化することができる。これにより、パイロット室28の漏れを防止すると共に、メインバルブ27を円滑に開弁させることができ、安定した減衰力を得ることができる。また、パイロットケース39にシールディスク40を組付ける際、逆テーパ面44によって摺動抵抗が小さくなるので、組付作業性が向上すると共に、シール部材41が損傷しにくくなり、製造品質を向上させることができる。
The
次に、上記実施形態のシール部材41の変形例について、図5乃至図7を参照して説明する。なお、図2に示すシール部材41に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
Next, a modification of the
図5に示す第1変形例では、シール部材41のリップ部42には、環状突起43の代りに、複数の環状溝45が形成されている。これにより、パイロットケース39の円筒部39Aとの間に多段シールを形成することができ、図2のものと同様の作用、効果を奏することができる。
In the first modification shown in FIG. 5, a plurality of
図6に示す第2変形例では、シール部材41のリップ部42は、第1リップ部46及び第2リップ部47の2段構造となっており、第1リップ部46及び第2リップ部47の両方に環状突起43が形成されている。また、図7に示す第3変形例では、上記第2変形例と同様、シール部材41のリップ部42は、第1リップ部46及び第2リップ部47の2段構造となっているが、断面形状が円形の環状突起43は、第1リップ部46のみに形成されている。このように、リップ部42に複数段のリップ部を形成して、これらのリップ部の全部又は一部に環状突起43を形成することができる。また、第2及び第3変形例において、環状突起43の代りに環状溝45を形成してもよい。
In the second modification shown in FIG. 6, the
なお、上記実施形態では、減衰力発生機構を油圧緩衝器本体の側部に配置したものについて説明しているが、本発明は、これに限らず、減衰力発生機構をピストン部に配置したものにも同様に適用することができる。 In the above embodiment, the damping force generating mechanism is described on the side of the hydraulic shock absorber body. However, the present invention is not limited to this, and the damping force generating mechanism is disposed on the piston portion. It can be similarly applied to.
1 油圧緩衝器、2 シリンダ、9 ピストン、10 ピストンロッド、27、38 メインバルブ、28、37 パイロット室、41 シール部材、43 環状突起、45 環状溝
1 Hydraulic shock absorber, 2 cylinder, 9 piston, 10 piston rod, 27, 38 main valve, 28, 37 pilot chamber, 41 sealing member, 43 annular protrusion, 45 annular groove
Claims (3)
前記メインバルブの背面側外周部に環状のシール部材を固着して設け、該シール部材を円筒状のパイロットケースに摺動可能かつ液密的に嵌合して前記パイロット室を形成し、前記メインバルブは、内周側がクランプされ外周側が開くバルブとし、前記シール部材の外周部は、前記メインバルブ側から前記パイロットケース側に向けて大径となるテーパ状のリップ部を形成することを特徴とする油圧緩衝器。 A cylinder filled with oil, a piston slidably fitted in the cylinder, a piston rod having one end connected to the piston and the other end extending outside the cylinder, A main valve that generates a damping force by controlling a flow of oil liquid generated by sliding; and a pilot chamber that applies pressure in a valve closing direction of the main valve, and a part of the flow of oil liquid is the pilot In a hydraulic shock absorber that is introduced into a chamber and controls the opening of the main valve by the pressure of the pilot chamber,
An annular seal member is fixedly provided on the outer peripheral portion of the back side of the main valve, and the seal member is slidably and liquid-tightly fitted into a cylindrical pilot case to form the pilot chamber, The valve is a valve that is clamped on the inner peripheral side and opened on the outer peripheral side, and the outer peripheral portion of the seal member forms a tapered lip portion having a large diameter from the main valve side toward the pilot case side. Hydraulic shock absorber.
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