JP4584820B2 - 油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置に用いられる油圧緩衝器に関わり、詳しくは、そのピストン部に設けられる減衰力発生バルブ構造に関する。

自動車等の車両のサスペンション装置に用いられる油圧緩衝器は、走行中に路面から車体へ伝達される振動を適切に緩和して乗心地、操安性を向上させるために、そのピストン部又はベースバルブ部に減衰力発生用のバルブ構造を設けている。

その具体的構造としては、種々のものを例示することができるが、ピストン部に設けられる一般的な構造としては、例えば、特許文献１に示す油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造を例示することができる。

即ち、図３に示すように、ピストンロッド１の基端部に縮径された筒状の取付部２が設けられると共に、この取付部２にバルブストッパ３、上側間座４、圧側減衰力発生バルブ６、複数の圧側及び伸側ポート７、８を備えたピストン体９、
伸側減衰力発生バルブ１１、下側間座１２及び下側バルブストッパ１３がそれらの中央に形成された取付孔を介して積層されると共に、上記取付部２の下方からナット１４を螺合させ、上記した各部材を取付部２の基端部２ａとの間で固定している。

又、上記ピストン体９に設けられた複数個の伸側及び圧側ポート８、７は、内周側が伸側ポート８、外周側が圧側ポート７となるように夫々円周上に配置されると共に、ピストン体９の背面には上記複数の伸側ポート８を連通する伸側環状溝１９と、同じく複数の圧側ポート７を連通する圧側環状溝２０とが形成されている。

このため、伸側環状溝１９と中央の取付孔９ａとの間には上部内側シート面２１が形成され、伸側環状溝１９と圧側環状溝２０との間には上部中央側シート面２２が形成され、更に圧側環状溝２０の外周側には上部外側シート面２３が夫々形成されている。

上記圧側減衰力発生バルブ６は二枚の圧側リーフバルブ５を積層することで構成されると共に、上部内側シート面２１と上記上側間座４とによって挟持されることで、内周端が固定された所謂、内周固定状態で圧側ポート７の開口端となる上部中央側シート面２２と上部外側シート面２３とに当接し、この圧側ポート７を開閉可能に閉塞している。

又、上記二枚の圧側リーフバルブ５及びバルブストッパ３の伸側ポート８と対向する部分には夫々複数の連通孔５ａ、３ａ（一個のみ図示）が形成されており、上記ピストン体９が上方へ移動する伸側行程において、ロッド側室Ｒの作動油がこれらの連通孔５ａ、３ａを通過して伸側ポート８に流入するようになっている。

このように構成された油圧緩衝器のバルブ構造においては、ピストン体９が下方へ移動する圧側行程では、圧側ポート７を通過したピストン側油室Ｐの作動油が圧側減衰力発生バルブ６を構成する圧側リーフバルブ５の外周側を撓ませ、ロッド側室Ｒに流入することで圧側の減衰力を発生させる。

又、上記伸側行程では、上記各連通孔３ａ、連通孔５ａを介して伸側ポート８を通過したロッド側室Ｒの作動油が伸側減衰力発生バルブ１１を構成する伸側リーフバルブ１０の外周側を撓ませ、ピストン側室Ｐへ流入することで伸側の減衰力を発生させる。
特開平１１−２９４５１５号公報（図１）

上記のように構成された油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造においては、その構造上、以下に示す課題の発生が考えられる場合がある。

即ち、上記ピストン体９に設けられた複数個の伸側及び圧側ポート８、７は内周側が伸側ポート８、外周側が圧側ポート７となるように夫々円周上に配置されると共に、それらのポート８、７を開閉可能に閉塞する伸側及び圧側リーフバルブ１０、６が所謂、内周固定状態で配置されているため、ピストン体９の背面では伸側ポート８の開口部となる伸側環状溝１９を覆うように上記二枚の圧側リーフバルブ５が配置され、この圧側リーフバルブ５に設けた連通孔５ａを介してのみ作動油が伸側ポート８に進入するようになっている。

従って、ロッド側室Ｒの作動油が上記伸側ポート８を通過することで発生する伸側減衰力は、この連通孔５ａの孔径や個数の影響を少なからず受けることが考えられる。

このため、発生させる圧側減衰力に影響を与えない範囲で上記圧側リーフバルブ５に設けた連通孔５ａの孔径を大きくしたり、個数を増加させたりすることで上記した影響がないようにしている。

ところで、近年、この種の油圧緩衝器が取り付けられる車両は、その種類、用途によって様々な減衰力特性を要求するようになってきており、例えば、ピストン速度の高速域における伸側減衰力を著しく低くしたいと言う要請がある。

その場合、伸側減衰力発生バルブ１１を構成する複数の伸側リーフバルブ１０がピストン速度の高速域において伸側ポート８から後退する構成を採用することで、上記伸側減衰力を低く設定することがある。

このとき、伸側ポート８を覆うように配置された圧側リーフバルブ５の連通孔５ａの孔径や個数の設定によっては、伸側ポート８に進入する作動油に絞り抵抗が与えられ、予め設定したような低い減衰力にならない場合が想定され得る。

そこで、本発明の目的は、伸側減衰力発生バルブで発生させる減衰力を設定通りに出すことができる構造を備えた油圧緩衝器のバルブ構造を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明は、ピストンロッドの基端に設けた縮径取付部に対し、バルブストッパ、圧側減衰力発生バルブ、内側及び外側に夫々複数の伸側ポートと圧側ポートとを備えたピストン体及び伸側減衰力発生バルブを、その中央の取付孔を介して挿入して積層すると共に、上記取付部の先端からナットを螺合させて上記バルブストッパと、ピストン体と、伸側減衰力発生バルブとを縮径取付部の基端部との間で締付け固定した油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造において、上記バルブストッパを取付部と、この取付部から放射方向に延びる複数の連結脚部を介して連結した圧側バルブ収納部とから構成し、これら取付部及び圧側バルブ収納部が上記伸側ポートの鉛直上方に位置しないように上記連結脚部の長さを設定すると共に、上記圧側バルブ収納部には、背面に設けられた付勢手段の付勢力によって圧側ポートを開閉可能に閉塞する環状の上記圧側減衰力発生バルブを配置したことを特徴とするものである。

本発明によれば、バルブストッパを取付部と、この取付部に複数個の連結脚部を介して連結された圧側バルブ収納部とから構成すると共に、連結脚部の長さを圧側バルブ収納部が伸側ポートの鉛直上方に位置しない長さに設定したので、隣り合った連結脚部間に設けられた開口部から侵入した作動油は何ら抵抗を受けることなく伸側ポートに進入できる。

従って、従来例で示したような伸側ポートを覆うように配置された圧側リーフバルブの連通孔の孔径や個数の設定によっては、伸側ポートに進入する作動油に絞り抵抗が与えられ、予め設定したような低い減衰力にならないと言う可能性を完全に払拭することができる。

以下に、本発明を自動車用のサスペンション装置に使用される単筒型油圧緩衝器のピストン部に設けられた減衰力発生バルブ構造に具体化した一実施の形態を図に基づいて説明する。

その減衰力発生バルブ構造は、ピストンロッド１の基端に設けられた縮径取付部２に対し、圧側減衰力発生バルブ６が収納される圧側バルブ収納部１５を備えたバルブストッパ３、内側及び外側に夫々伸側ポート８と圧側ポート７とを有するピストン体９、外周に上部間座１７ａ、伸側減衰力発生バルブ１１、下部間座１７ｂ、下部バルブストッパ１３及び皿ばね１８が順に挿入配置されたカラー体１６がその中央の取付孔を介して挿入して積層すると共に、上記取付部２の先端たる下方からナット１４を螺合させて上記バルブストッパ３と、ピストン体９と、伸側減衰力発生バルブ１１とを縮径取付部の基端部との間で締付け固定している。

以下、更に詳述すると、上記ピストン体９の背面には複数の伸側ポート８を連通する伸側環状溝１９と、同じく複数の圧側ポート７を連通する圧側環状溝２０とが形成されており、伸側環状溝１９と中央の取付孔９ａとの間に上部内側シート面２１が形成され、伸側環状溝１９と圧側環状溝２０との間に上部中央側シート面２２が形成され、圧側環状溝２０の外周側に上部外側シート面２３が形成されている。

上記バルブストッパ３は、筒状の取付部３ｂと、その外周に三本の連結脚部３ｃを介して連結された上記圧側バルブ収納部１５とから構成されており、取付部３ｂの直径が上部内側シート面２１の直径よりも小径に設定されると共に、その上面が上記基端部２ａに当接し、下面が上記上部内側シート面２１に当接することで、このバルブストッパ３自体の位置決めがなされるようになっている。

上記連結脚部３ｃは、取付部３ｂの上部に設けられており、図２に示すように、隣り合う連結脚部３ｃ間には三個の開口部３ｄが形成されると共に、この連結脚部の長さＨを上記圧側バルブ収納部１５が伸側ポート８の鉛直上方に位置しないような長さに設定することで、連結脚部３ｃと上記伸側ポート８との間に取付部３ｂ外周面と圧側バルブ収納部１５内周面とで囲まれる大きな空間部を設け、この部分を通過する作動油に従来例で示したような絞り抵抗が生じないようになっている。

上記圧側バルブ収納部１５は、下方が開放した断面コの字状に形成されており、その内部には上記圧側減衰力発生バルブ１１を構成する環状の圧側リーフバルブ５が二枚積層配置されると共に、この圧側リーフバルブ５の背面に設けられた付勢手段としてのコイルスプリング１５ａの付勢力により、上部中央側シート面２２と、上部外側シート面２３とに当接して圧側ポート７を開閉可能に閉塞するようになっている。

又、これら二枚の圧側リーフバルブ５のうち、圧側ポート７と対向するよう配置された圧側リーフバルブ５にはその外周に複数個の切欠き５ｂが形成されており、ピストン速度の低速域における減衰力を発生させるようになっている。

上記圧側バルブ収納部１５の外周側には四箇所の切欠部１５ｂが形成されており、圧側ポート７を通過して圧側リーフバルブ５を開かせた作動油がこの切欠部１５ｂからロッド側油室Ｒに流れるようになっている。

上記ピストン体９の内面には上記カラー体１６の先端部を挿入可能とする取付凹部９ｂと、上記複数の伸側ポート８を連通する伸側環状溝２４と、複数の圧側ポート７を連通する圧側環状溝２５とが形成されており、取付凹部９ｂと伸側環状溝２４との間に下部内側シート面２７が形成されると共に、伸側環状溝２４と圧側環状溝２５との間に下部中央側シート面２６が形成されている。

上部間座１７ａは、二枚積層されてカラー体１６に沿って上下動可能とされると共に、その上面が下部内側シート面２７に当接するよう配置され、その下面には伸側減衰力発生バルブ１１を構成する三枚の伸側リーフバルブ１０が積層されている。

上記伸側リーフバルブ１０は、カラー体１６に沿って上下動可能とされると共に、その外周側上面が上記下部中央側シート面２６に当接して伸側ポート８を開閉可能に閉塞し、その下面には下部間座１７ｂが配置されている。

下部間座１７ｂは、二枚積層されて上記カラー体１６に沿って上下動可能とされると共に、下面には同じく、カラー体１６に沿って上下動可能とされる上記下側バルブストッパ１３が配置されている。

下側バルブストッパ１３の下面には、下端がナット１４で規制されることで付勢部材としての上記皿ばね１８が圧縮状態で配置されており、常にはその付勢力によって伸側ポート８を上記伸側リーフバルブ１０で開閉可能に閉塞している。

尚、本実施の形態では下部内側シート面２７と上部間座１７ａとを加えた高さが下部中央側シート面２６の高さよりも低くなるよう設定されており、上記伸側リーフバルブ１０がこれらのシート面２６、２７に当接した状態では、伸側リーフバルブ１０にイニシャル荷重が加わるようになっている。

このように構成された減衰力発生バルブ構造は、シリンダ２９内に摺動可能に収装されることで、ピストン体９によってシリンダ２９内をロッド側油室Ｒと、ピストン側油室Ｐとに画成している。

従って、このシリンダ２９内でピストン体９が上方へ移動する伸側行程においては、ピストン速度の低速域では、伸側ポート８を通過した作動油は伸側減衰力発生バルブ１１を構成する伸側リーフバルブ１０の外周を撓ませることでバルブ特性の減衰力を発生させると共に、ピストン速度の高速域では、上部間座１７ａ、伸側リーフバルブ１０、下部間座１７ｂ及び下側バルブストッパ１３が後退して伸側ポート８の孔径で決まる比較的低い減衰力を発生させる。

このとき、伸側ポート８に進入する作動油は、バルブストッパ３の連結脚部３ｃ間に設けられた大きな開口部３ｄを通過すると共に、連結脚部３ｃ、伸側ポート８、取付部２外周及び圧側バルブ収納部１５内周との間に形成された大きな空間部を通ることになるので、この部分では、従来例で示したような絞り抵抗は生じない。

又、このシリンダ２９内でピストン体９が下方へ移動する圧側行程においては、ピストン速度の低速域では、圧側ポート７を通過した作動油は圧側減衰力発生バルブ６を構成する圧側リーフバルブ５に形成された切欠き５ｂを通過することでオリフィス特性の減衰力を発生させると共に、ピストン速度の高速域では、上記コイルスプリング１５ａの付勢力に抗して持ち上げることでポート特性の減衰力を発生させる。

以上のように構成された減衰力発生バルブ構造においては、上記バルブストッパ３を上部内側シート面２１の直径より小径の取付部２と、この取付部２に三個の連結脚部３ｃを介して連結された圧側バルブ収納部１５とから構成すると共に、連結脚部３ｃの長さＨを圧側バルブ収納部が伸側ポートの鉛直上方に位置しない長さに設定したので、隣り合った連結脚部３ｃ間に設けられた開口部３ｄから侵入した作動油は何ら抵抗を受けることなく伸側ポート８に進入することになる。

従って、従来例で示したような伸側ポートを覆うように配置された圧側リーフバルブの連通孔の孔径や個数の設定によって、伸側ポート８に進入する作動油に絞り抵抗が与えられ、予め設定したような低い減衰力にならないと言う可能性を完全に払拭することができる。

又、上記連結脚部３ｃを取付部２の上部に設けたので、連結脚部３ｃ、伸側ポート８、取付部２外周及び圧側バルブ収納部１５内周との間に大きな空間部が形成でき、伸側ポート８進入時の作動油に従来例で示したような絞り抵抗が生じるのを確実に防止することができる。

又、上記取付部２の上面及び下面を夫々、上記基端部２ａ及び上部内側シート面２１に当接させたので、バルブストッパ３自体の位置決めを容易に行なうことができる。

尚、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように変更することも可能である。

１）本実施の形態では、バルブストッパ３の連結脚部３ｃを三個としたが、これに限定されるものではなく、二個でも一個でも良い。

２）本実施の形態では、圧側バルブ収納部１５における圧側リーフバルブ５の背面にコイルスプリング１５ａを配置して付勢力を与えたが、これに限定されるものではなく、ウエブスプリング等の弾性体を用いても良い。

３）本実施の形態では、伸側リーフバルブ８と下部内側シート面２７との間に上部間座１７ａを設けて伸側リーフバルブ８にイニシャル荷重を加えるようにしたが、これに限定されるものではなく、上部間座１７ａの枚数を変更して伸側リーフバルブ８にイニシャル荷重が加わらないような設定にしても良い。

４）本実施の形態では、単筒型油圧緩衝器のピストン部に使用する減衰力発生バルブ構造に具体化したが、これに限定されるものではなく、複筒型油圧緩衝器のピストン部に使用する減衰力発生バルブ構造に具体化しても良い。

本発明の最良の実施形態を示し、単筒型油圧緩衝器のピストンに使用する減衰力発生バルブ構造の中心線より右側を示す要部断面図である。 図１のバルブストッパを示す平面図である。 本発明の従来例を示す減衰力発生バルブ構造を示す要部断面図である。

符号の説明

１ ピストンロッド
２ 縮径取付部
２a 縮径取付部の基端部
３ バルブストッパ
３ｂ 取付部
３ｃ 連結脚部
５ 圧側リーフバルブ
６ 圧側減衰力発生バルブ
７ 圧側ポート
８ 伸側ポート
９ ピストン体
９ａ ピストン体の取付孔
１１ 伸側減衰力発生バルブ
１３ 下側バルブストッパ
１４ ナット
１５ 圧側バルブ収納部
１５ａ コイルスプリング（付勢手段）
１６ カラー体
１８ 皿ばね（付勢部材）
２１ 上部内周シート面
Ｈ 脚部の長さ

Claims (5)

1. ピストンロッドの基端に設けた縮径取付部に対し、バルブストッパ、圧側減衰力発生バルブ、内側及び外側に夫々複数の伸側ポートと圧側ポートとを備えたピストン体及び伸側減衰力発生バルブを、その中央の取付孔を介して挿入して積層すると共に、上記取付部の先端からナットを螺合させて上記バルブストッパと、ピストン体と、伸側減衰力発生バルブとを縮径取付部の基端部との間で締付け固定した油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造において、上記バルブストッパを取付部と、この取付部から放射方向に延びる複数の連結脚部を介して連結した圧側バルブ収納部とから構成し、これら取付部及び圧側バルブ収納部が上記伸側ポートの鉛直上方に位置しないように上記連結脚部の長さを設定すると共に、上記圧側バルブ収納部には、背面に設けられた付勢手段の付勢力によって圧側ポートを開閉可能に閉塞する環状の上記圧側減衰力発生バルブを配置したことを特徴とする油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造。
2. 上記取付部はその直径がピストン体の背面に設けられた上部内側シート面の直径よりも小径に設定された筒状に形成されると共に、上面が上記基端部に当接し、下面が上記上部内側シート面に当接することで、上記バルブストッパ自体の位置決め固定がなされている請求項１記載の油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造。
3. 上記連結脚部は取付部の上部に三個設けられており、連結脚部と上記伸側ポートとの間に、取付部外周面と圧側バルブ収納部内周面とで囲まれた空間部が設けられている請求項１記載の油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造。
4. 上記圧側バルブ収納部は下方が開放した断面コの字状に形成されており、その内部には背面に設けられたコイルスプリングの付勢力によって圧側ポートを開閉可能に閉塞する環状の圧側減衰力発生バルブを配置した請求項１記載の油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造。
5. 上記伸側減衰力発生バルブは上記縮径取付部との間にカラー体を介在させており、このカラー体に沿って移動することで伸側減衰力発生バルブが上記伸側ポートから離間可能となるように伸側減衰力発生バルブと、上記ナットとの間に下側バルブストッパを介して付勢部材を設けた請求項１記載の油圧緩衝器の減衰力発生バルブ構造。

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