JP4733751B2 - 減衰力可変ダンパ - Google Patents
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Description
つまり、ピストンロッドの入力速度と変位により、摺動ピストンの変位が決まり、その摺動ピストンの変位量に応じて、バルブの開弁がバルブ調整手段によって調整され、連通路を介してシリンダの内部の作動室間を流動する流体の流量が、連続的に増減される。このため、減衰力特性変化時の段付き感が低減されて、乗り心地を向上させることができる。
また、ピストン部は、摺動ピストンの1つのみで構成されているので、前記した特許文献1に記載の減衰力可変ダンパと比較して部品点数及び組付工数を削減してコストを削減することができる。また、摺動ピストンが1つで、摺接部分の面積が少ないため、摺動時の摩擦抵抗の低減を図ることができる。
また、バルブ調整手段は、摺動ピストンが摺動した際に、摺動方向と反対の方向へ、ピストンロッドに対向する摺動ピストンの摺動量に応じて連続的に変化する第1弾性手段の第1付勢力によって摺動ピストンを押圧している。さらに、バルブ調整手段は、摺動ピストンの摺動量に応じて連続的に変化する第2弾性手段の第2付勢力によって前記第1付勢力と同じ方向へバルブを押圧している。そのバルブは、第2弾性手段の第2付勢力に対して、連通路を通過する流体の圧力によってバルブに働く力が大きくなると、開弁して連通路が開くように支えられている。
バルブ調整手段の第1弾性手段及び第2弾性手段は、摺動する摺動ピストンに対して共に抗して圧縮されるように軸方向に並列に設けられているので、第2弾性手段の第2付勢力で押圧されて閉弁されているバルブに働く力を、第1弾性手段によって調整可能にすると共に、減衰力を連続で可変できるようにする。
連通路を通過する流体の圧力によってバルブを開放させる力が、バルブを押圧する第2弾性手段の第2付力より大きくなって開弁させて、流体及び摺動ピストンが移動する際に、第1弾性手段は、摺動ピストンの移動を規制する。このため、第1弾性手段は、摺動ピストンの連通路に発生させる減衰力の大きさを連続的に可変させて、バルブに働く力を調圧することができる。
また、バルブ調整手段は、第1圧力が第2圧力よりも大きい場合、第2付勢力が第1付勢力未満になり、バルブが開弁して連通路を開放されて、ピストン速度が増加するのに伴って、流体の移動速度が増加し、圧力及び減衰力も増加する。
つまり、連通孔内を移動する流量と、摺動ピストン及びバルブが作動する圧力とは、比例関係にある。その流量は、流体が通過する連通孔の面積と流体速度の積によって求めることができる。このため、変位量が小さくても、ピストン速度の増加に伴い(流体速度も増加して)流れる流量が増加するので、圧力が変化する。バルブの開閉は、第2付勢力に釣り合ってバルブを開放させる圧力と、第1及び第2付勢力に釣り合って摺動ピストンが変位する圧力とのバランスによる。よって、摺動ピストンの変位量が小さくても、ピストン速度が大きい場合には、バルブを作動させる圧力が増加して、バルブが開弁される。
したがって、減衰力可変ダンパは、第1付勢手段の第1付勢力に応じて発生する減衰力が連続的に変化し、第2付勢力に応じて発生する減衰力が連続的に変化するのみならず、第1付勢力から第2付勢力の大小関係が切り換わる際にも、減衰力が、ピストン速度に応じて連続的に変化する。このため、減衰力可変ダンパの変位時に段付き感を低減させることができ、乗り心地が悪化するのを抑制して、快適な乗り心地にすることができる。
また、摺動ピストンは、摺動部によって摺動ピストンとピストンロッドとの摺動面を構成するので、摺動ピストンや開閉部の材質に係わらず摺動時に最適な部材を用いることができる。このため、摺動部は、摺動抵抗等を適宜に調整することが可能となる。
なお、本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパ1は、設置状態によって上下方向等の向きが変化する。以下、その一例としてピストンロッド3を上側、シリンダ2を下側に配置した場合を例に挙げて説明する。
図1に示す減衰力可変ダンパ1は、バイクや四輪車等の車両の懸架装置に用いられ、車両走行中に路面の凹凸等によって車両に加わった上下方向の衝撃や振動を迅速に減衰させるための緩衝装置であり、減衰力を可変することができるようになっている。減衰力可変ダンパ1は、流体を充填したシリンダ2と、下端側をシリンダ2に挿入したピストンロッド3と、このピストンロッド3の下端部に配置された摺動ピストン4と、この摺動ピストン4をピストンロッド3に対して弾性的に上下動可能に配置させると共に、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42の開弁を規制するバルブ調整手段5と、を主に備えて車両の懸架装置を構成している。減衰力可変ダンパ1は、シリンダ2に挿入したピストンロッド3の上端部の車体側取付部3aが車体に取り付けられ、シリンダ2の下端部の車軸側取付部2aが車軸側に取り付けられている。
前記シリンダ2は、内部をオイル等の液体や、空気等の気体からなる流体で満たし、上下端部が閉塞された円筒体からなる(図1参照)。シリンダ2内は、このシリンダ2に摺動可能に内設された摺動ピストン4によって第1作動室21と第2作動室22との2つの部屋に区画されている。
図2及び図3に示すように、第1作動室21及び第2作動室22は、摺動ピストン4を間に介在して、第1作動室21がシリンダ2内の上側に形成され、第2作動室22が摺動ピストン4の下側に形成されている。流体は、摺動ピストン4が摺動することによって、第1リーフバルブ41が開弁した場合に、第2作動室22から後記する第1連通路4aを介して第1作動室21へ流動し、また、第2リーフバルブ42が開弁した場合に、第1作動室21から摺動ピストン4に形成された第2連通路4bを介して第2作動室22へ流動するようになっている。
ピストンロッド3は、車体側取付部3a(図1参照)がある上側がシリンダ2から露出した状態に配置され、下端部側がシリンダ2の上端を貫通してシリンダ2内に配置されて、このシリンダ2に対して上下動可能な状態に内設されている。そのピストンロッド3の下端部には、第1支持ディスク6が当接する段差部3bと、第1支持ディスク6及びスライドブッシュ45が外嵌される小径部3cと、第2支持ディスク7に形成された雌ねじ部7aが螺合する雄ねじ部3dと、が形成されている。
図2及び図3に示すように、摺動ピストン4は、シリンダ2の内部でピストンロッド3に対してガイドされながら上下方向に相対移動可能に設けられて摺動するピストンである。この摺動ピストン4は、厚い略円盤状に形成され、複数の第1連通路4aと、複数の第2連通路4bと、1つの貫通孔4cと、バイパス通路(図示省略)が形成されている。摺動ピストン4には、第1作動室21側に前記第1連通路4aを開閉する第1リーフバルブ41が設けられ、第2作動室22側に前記第2連通路4bを開閉する第2リーフバルブ42が設けられ、中心部に穿設された貫通孔4cの内壁面に摺動部43が内嵌され、外周面にピストンリング46が外嵌されている。この摺動ピストン4は、シリンダ2内を第1作動室21と第2作動室22とに分離している。
第1連通路4a(連通路)は、摺動ピストン4の外周寄りに軸方向に穿設された連通孔であり、平常時に、上側の開口端が第1リーフバルブ41によって閉塞されている。そして、第1連通路4aは、第1リーフバルブ41が開弁することによって、第2作動室22と第1作動室21とが連通して、第2作動室22内の流体が、この第1連通路4aを通って第1作動室21側に流動するようになっている。
第2連通路4b(連通路)は、摺動ピストン4の中心側寄りに軸方向に穿設された連通孔であり、平常時に、下側の開口端が第2リーフバルブ42によって閉塞されている。そして、第2連通路4bは、第2リーフバルブ42が開弁することによって、第1作動室21と第2作動室22とが連通して、第1作動室21内の流体が、この第2連通路4bを通って第2作動室22側に流動するようになっている。
図2及び図3に示すように、第1リーフバルブ41(バルブ)は、この第1リーフバルブ41を押圧する第1ばね53(第2弾性手段)のばね力(第2付勢力)に対して、第2作動室22側から第1連通路4aを通過する流体の圧力によって第1リーフバルブ41を開弁させる方向の力が大きくなると開弁する弁体である。第1リーフバルブ41は、開弁すると、第2作動室22内の液体が第1連通路4aを通って第1作動室21側に流動するのを許容するチェックバルブである。第1連通路4aの第1作動室21側の開口端が第1リーフバルブ41の弁座となっている。
図4(a)、(b)に示すように、この第1リーフバルブ41は、中央部に配置されバルブ保持部材44が嵌入される嵌入孔41bと、この嵌入孔41bの周辺に複数配置され第2連通路4bに連通する流体流動孔41aと、が穿設されたリング状の金属製薄板部材からなる。第1リーフバルブ41は、例えば、外径が摺動ピストン4(図2及び図3参照)の外径と略同じ大きさで平坦な形状に形成された2枚の大径弁体41c,41dと、この大径弁体41cより小径で平坦な形状に形成された中径弁体41eと、この中径弁体41eより小径で裾広がりのスカート状(皿座金状)に形成された小径弁体41fと、を重ねてなる。
図2及び図3に示すように、第1リーフバルブ41は、大径弁体41c,41dの上に重ねた中径弁体41eの上に、閉弁する方向にばね性を有する小径弁体41fを重ねて配置し、バルブ保持部材44の加締部44a,44bによって摺動ピストン4の弁座面4dに押し付けて平らな状態になるように弾性変形した状態に挟持して組み付けられている。このため、摺動ピストン4に組み付けられた第1リーフバルブ41は、小径弁体41fによって第1連通路4aを閉塞する側へ押圧する適宜な弾性力を備えている。さらに、第1リーフバルブ41は、液体の流れに適宜な抵抗力を発生させるために、板ばね状の金属製薄板部材を複数重ねて組み付けられて、閉弁する方向へ自動戻りする弾性を有している。
第2リーフバルブ42(バルブ)は、第2ばね54に対して、第2連通路4bを通過する第1作動室21側からの流体の圧力によって第2リーフバルブ42に働く力が大きくなると開弁する弁体である。第2リーフバルブ42は、開弁すると(図示省略)、第1作動室21内の液体が、第2連通路4bを通って第2作動室22側に流動するのを許容するチェックバルブである。第2連通路4bの第2作動室22側の開口端が第2リーフバルブ42の弁座となっている。
この第2リーフバルブ42は、中央部にバルブ保持部材44が嵌入する孔が穿設された金属製薄板部材を、前記第1リーフバルブ41と同様に、液体の流れに適宜な弾性力(抵抗力)を発生させるために、複数重ねて組み付けられる。第2リーフバルブ42は、例えば、外径が第2連通路4bの開口端を閉塞する大きさで平坦な形状に形成された3枚の中径弁体42a,42b,42cと、これらの中径弁体42a,42b,42cより小径で裾広がりのスカート状(皿座金状)に形成された小径弁体42dと、を重ねてなる。
第2リーフバルブ42は、中径弁体42a,42b,42cの下に、閉弁する方向にばね性を有する小径弁体42dを重ねて配置し、バルブ保持部材44の加締部44a,44bによって摺動ピストン4の下面に押し付けて平らな状態になるように弾性変形した状態に挟持して組み付けられている。このため、摺動ピストン4に組み付けられた第2リーフバルブ42は、小径弁体42dによって閉弁する方向へ自動戻りする適宜な弾性力を有している。さらに、第2リーフバルブ42の下面の外周部寄りの部位は、第2ばね54のばね力で付勢された第2スプリングシート9によって常に押圧されている。このため、第2リーフバルブ42は、平常時、第2ばね54によって閉弁状態になっている。
図2及び図3に示すように、摺動部43は、摺動ピストン4の貫通孔4cに内設されて摺動ピストン4と第1リーフバルブ41と第2リーフバルブ42とを軸方向で挟持するためのバルブ保持部材44と、このバルブ保持部材44に内嵌されてピストンロッド3の外周面に摺接する内周面の摺動性が良好なスライドブッシュ45と、から構成されている。
バルブ保持部材44は、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42を第1連通路4a及び第2連通路4bに対して開閉可能に摺動ピストン4に固定するための部材であり、両端部にそれぞれ加締部44a,44bを有する金属製筒体からなる。このバルブ保持部材44は、径方向内側から摺動ピストン4、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42内に嵌入されて、両端を外側に向けて折曲してフランジ状に形成された加締部44a,44bによって、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42を固定している。このため、バルブ保持部材44は、摺動ピストン4の軸方向の全体の長さを短くして小型化することができる。
スライドブッシュ45は、摺動ピストン4に一体化されたバルブ保持部材44の内壁に固着された円筒状の部材である。例えば、4フッ化エチレン樹脂等の摺動抵抗が小さく、滑動性のよい材料によって形成されている。つまり、スライドブッシュ45は、摺動ピストン4と一体に動くバルブ保持部材44とピストンロッド3の小径部3cとの間に介在されて、両者間の摺動抵抗を低減させることができるようになっている。なお、バルブ保持部材44とスライドブッシュ45とは、1つの部材で形成してもよい。
ピストンリング46は、摺動ピストン4の外周面に固着されて、シリンダ2の内周面に摺接する略円柱状の部材である。ピストンリング46は、摺動ピストン4が、ピストンロッド3にかかる車両の振動等の入力荷重に伴ってシリンダ2内を上下方向に摺動する際に、気密性を保つと共に、摩擦抵抗を低減させるための部材である。
図2及び図3に示すように、バルブ調整手段5は、摺動ピストン4のピストン速度に応じて第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42の開閉状態を調整して減衰力を連続的に変化させるための装置である。バルブ調整手段5は、第1リーフバルブ41の開閉状態を調整するための第1バルブ調整手段5Aと、第2リーフバルブ42の開閉状態を調整するための第2バルブ調整手段5Bと、を備えている。
バルブ調整手段5は、摺動ピストン4のピストン速度がバルブ開放ポイントP1,P2(図6参照)の所定速度S1,S2(図6参照)以下の場合、第1ばね53,54のばね力(第2付勢力)が第1ラバー51及び第2ラバー52の弾性力(第1付勢力)より大きくなり、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42が第1連通路4a及び第2連通路4bを閉塞するようになっている。
また、摺動ピストン4のピストン速度がバルブ開放ポイントP1,P2(図6参照)の所定速度S1,S2(図6参照)より大きい場合は、第2付勢力が第1付勢力未満になり、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42が第1連通路4a及び第2連通路4bを開放するようになっている。
第1バルブ調整手段5Aは、第1ラバー51と、第1ばね53と、第1リーフバルブ41と、第1連通路4aと、第1支持ディスク6と、第1スプリングシート8とを備えて構成され、摺動ピストン4の第1作動室21側に配置されている。
第2バルブ調整手段5Bは、第2ラバー52と、第2ばね54と、第2リーフバルブ42と、第2連通路4bと、第2支持ディスク7と、第2スプリングシート9とを備えて構成され、摺動ピストン4の第2作動室22側に配置されている。
第1ラバー51(第1弾性手段)及び第2ラバー52は、摺動ピストン4が摺動した際に、摺動方向と反対の方向へ、ピストンロッド3に対向する摺動ピストン4の摺動量に応じて連続的に変化する第1付勢力で、摺動ピストン4を押圧するための弾性部材である。
なお、前記第1リーフバルブ41及び前記第2リーフバルブ42の開閉は、第1ラバー51及び第2ラバー52のばね定数と、第1ばね53及び第2ばね54のばね定数に差があってもなくても、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42(第2付勢力)に抗して開弁する圧力と、摺動ピストン4、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42を押圧する圧力(第1及び第2付勢力)に抗して摺動ピストン4が変位する圧力との圧力バランスによって決まる。
これにより、減衰力可変ダンパ1は、第1ラバー51及び第2ラバー52の弾性(第1付勢力)に応じて発生する減衰力が連続的に変化し、第1ばね53及び第2ばね54のばね力(第2付勢力)に応じて発生する減衰力が連続的に変化するのみならず、第1ラバー51及び第2ラバー52の弾性(第1付勢力)から第1ばね53及び第2ばね54のばね力(第2付勢力)の大小関係が切り換わる際にも、減衰力は、摺動ピストン4のピストン速度に応じて連続的に変化するようになっている。
第1ばね53(第2段性手段)及び第2ばね54は、第1ラバー51のばね力(第1付勢力)及び第2ラバー52のばね力と同じ方向へ、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42を摺動ピストン4の摺動量に応じて連続的に変化する付勢力で押圧する弁ばねであり、例えば、円筒コイルばねからなる。
前記したように第1支持ディスク6は、第1ラバー51及び第1ばね53の上端部をそれぞれ支持するための部材であり、ピストンロッド3の小径部3c及び段差部3bに当接するように外嵌される略円板状の部材からなる。第1支持ディスク6には、前記内筒部6aと、前記外筒部6bと、液体を流動し易くするための複数の連通孔6cとが形成されている。
前記したように第2支持ディスク7は、第2ラバー52及び第2ばね54の下端部をそれぞれ支持するための略円板状の部材からなる。第2支持ディスク7は、ピストンロッド3の雄ねじ部3dに螺着される雌ねじ部7aを有して、ピストンロッド3の小径部3cに外嵌された各部材を段差部3bとこの第2支持ディスク7とで挟持する機能も果たす。第2支持ディスク7には、それぞれ前記した雌ねじ部7aと、内筒部7bと、外筒部7cとが形成されている。
第1スプリングシート8及び第2スプリングシート9は、第1ばね53及び第2ばね54を支持して、この第1ばね53及び第2ばね54のばね力で第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42を押圧して閉弁させるためのばね受けである。第1スプリングシート8及び第2スプリングシート9は、この第1スプリングシート8及び第2スプリングシート9の伸縮を軸方向にガイドして座屈するのを防止するための円筒部と、この円筒部の摺動ピストン側をフランジ状に折曲形成された受け部と、を有する断面L字状の略環状の金属製板部材からなる。
次に、図2及び図3を主に参照しながら本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパ1の組付け及び作用を説明する。
次に、図5(a)、(b)を主に参照しながら本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパ1の動作をピストンロッド3の変位が減少している圧縮状態を例に挙げて説明する。
図5は本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパの作動を示す図であり、(a)はピストンロッドの変位量が小さいときの状態を示す要部拡大断面図、(b)はピストンロッドの変位量が大きいときの状態を示す要部拡大断面図である。
始めに、図5(a)を参照して、減衰力可変ダンパ1のピストンロッド3の下方向への変位量(入力荷重)が小さく、第1リーフバルブ41が開弁するバルブ開放ポイントP1に達していないときの状態について説明する。
図5(a)に示すように、この場合、摺動ピストン4の下方向への摺動量は、ピストンロッド3の変位量が、第1支持ディスク6を介在して第1ばね53及び第1ラバー51の圧縮量に変換されて吸収される長さであり、小さい。このため、第2作動室22内の流体が摺動ピストン4を上方向へ向けて押圧する押圧力(反力)も、小さい。
換言すると、減衰力可変ダンパ1は、第1ラバー51及び第1ばね53の付勢力(第1付勢力及び第2付勢力)に釣り合って第1リーフバルブ41を開弁させる圧力が、第1リーフバルブ41の閉弁する付勢力(第2付勢力)に釣り合って第1リーフバルブ41を開弁させる圧力よりも小さい場合、第1リーフバルブ41が第1連通路4aを閉塞した閉弁状態で摺動ピストン4が摺動する。
なお、バルブ調整手段5は、摺動ピストン4の摺動量が所定値未満の場合、第1ばね53のばね力(第2付勢力)が第1ラバー51の弾発力(第1付勢力)より大きくなり、第1リーフバルブ41が閉弁して、第1連通路4aを閉塞した状態を維持する。このとき、第1ラバー51は、ピストンロッド3が下方向へ変位するのに伴って、押圧されることで発生する圧縮力が連続的に増大し、ピストンロッド3の変位を妨げる方向に力が連続的に増大する。
次に、図5(b)を参照して、減衰力可変ダンパ1のピストンロッド3の変位量(入力荷重)が大きく、第1リーフバルブ41が開弁するバルブ開放ポイントP2に達したときの状態について説明する。
図5(b)に示すように、ピストンロッド3の下方向への変位量が大きい場合、ピストンロッド3が下方向へ大きく移動することによって、第1ラバー51及び第1ばね53がさらに圧縮されて、この第1ラバー51及び第1ばね53を介して摺動ピストン4を下方向へ押圧し、第2作動室22内の流体が摺動ピストン4を上方向へ押圧する押圧力(反力)が大きくなる。
このように、バルブ調整手段5の第1ラバー51及び第1ばね53は、ピストンロッド3に対向する摺動ピストン4の摺動量に応じて圧縮されて、付勢力が連続的に変化する。このため、減衰力特性変化時の段付き感が低減されて、乗り心地を向上させることができる。
換言すると、第1バルブ調整手段5Aは、第1ラバー51及び第1ばね53の付勢力(第1付勢力及び第2付勢力)に抗して摺動ピストン4を摺動させる圧力(第2圧力)が、第1ばね53の付勢力(第2付勢力)に抗して第1リーフバルブ41が第1連通路4aを開放させる圧力(第1圧力)よりも大きい場合、第1ばね53の付勢力(第2付勢力)が第1ラバー51の付勢力(第1付勢力)未満になり、第1リーフバルブ41が開弁して第1連通路4aを開放される。つまり、第2作動室22側の第1連通路4a内の流体が、第1リーフバルブ41のバルブ開放ポイントP2に達すると、第1ばね53に抗して、第1リーフバルブ41を上方向へ押圧して湾曲させて開弁させ、第1作動室21側に流れる。
この場合、流体が第1リーフバルブ41を通るときの流路抵抗によって減衰力が発生し、第1リーフバルブ41を押えている第1ばね53の圧縮量も、第1ラバー51の圧縮量も、摺動ピストン4の摺動量も、第1連通路4a内を流れる流体の流量もそれぞれが大きいため、減衰力可変ダンパ1による減衰力も大きい。
このように、バルブ調整手段5は、ピストンロッド3の変位量に応じて圧縮するので、第1リーフバルブ41が開弁する際に、摺動ピストン4に対する第1ばね53及び第1ラバー51のばね力(第1付勢力)が連続的に増大する。このばね力の連続的な増大に伴い、流体は、第2作動室22と第1作動室21との間の移動が抑制されて、ピストンロッド3の変位を抑制する方向に減衰力が連続的に増大する。このため、減衰力特性変化時の段付き感が低減されて、乗り心地を向上させることができる。
次に、摺動ピストン4の摺動に対して、摺動ピストン4が流体から受ける圧力と、バルブ調整手段5の第1ラバー51の弾発力と、第1ばね53のばね力と、第1リーフバルブ41の弁体が流体から受ける圧力の関係を説明する。
第1ラバー51の弾発力(第1付勢力)は、摺動ピストン4によって区画された第1作動室21と第2作動室22との間の圧力差と、摺動ピストン4が流体の圧力を受ける受圧面積との積に比例する関係にある。
また、第1ばね53のばね力(第2付勢力)は、摺動ピストン4によって区画された第1作動室21と第2作動室22との間の圧力差と、第1リーフバルブ41が流体の圧力を受ける受圧面積との積に比例する関係にある。
次に、摺動ピストン4のピストン速度に対する減衰力可変ダンパ1に生じる減衰力の関係を説明する。
図6は、本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパにおける摺動ピストンのピストン速度と減衰力の関係を示すグラフである。
図6において、バルブ開放ポイントP1,P2は、第1リーフバルブ41が完全に開き切った状態に開弁したときを示す。図6に細線で図示した曲線aのように、ピストンロッド3の変位量(入力荷重)が小さい場合、第1リーフバルブ41が開き切るバルブ開放ポイントP1までの減衰力特性は、第1リーフバルブ41にかかる押圧力に依存した状態となっている。
そして、摺動ピストン4のピストン速度が所定速度S1まで上昇すると、ピストン速度に応じたピストンロッド3の変位がバルブ調整手段5を介して摺動ピストン4に伝達される。このため、第2作動室22内の流体は、ピストン速度の増加に伴って反力が増し、速い速度で第1連通路4a内に流れ込んで第1リーフバルブ41を押圧する。第1連通路4a内を流れる流体は、摺動ピストン4の変位量が小さくても、ピストン速度が速ければ、ピストン速度に応じて、移動する流量及び圧力が増大する。このため、流体の押圧力が第1リーフバルブ41を閉弁させる付勢力に押し勝って、第1リーフバルブ41を開弁させる。
換言すると、摺動ピストン4の変位量が小さくても、ピストン速度が大きい場合、減衰力可変ダンパ1は、第1リーフバルブ41の閉弁する付勢力(第2付勢力)に釣り合って第1リーフバルブ41を開弁させる圧力が、第1ラバー51及び第1ばね53の付勢力(第1付勢力及び第2付勢力)に釣り合って第1リーフバルブ41を開弁させる圧力よりも大きくなり、第1リーフバルブ41が開弁状態となる。この第1リーフバルブ41の開弁で、第2作動室22側の液体が第1作動室21側に流動する。
このときの曲線aは、第1リーフバルブ41を閉弁させる側に、第1ラバー51と第1ばね53とがあることによって、減衰力が連続的に変化するため、なだらかに折れ曲がる減衰力特性曲線となり、段付き感を減少させることができる。
図6に太線で図示した曲線bのように、ピストンロッド3の変位量(入力荷重)が前記曲線aの状態よりもさらに大きい場合、第1リーフバルブ41が開き切るバルブ開放ポイントP2までの減衰力特性は、ピストンロッド3の変位量に応じて第1ラバー51及び第1ばね53が、変位量の小さいときと比較して、大きく圧縮して第1リーフバルブ41にかかる押圧力も、摺動ピストン4の摺動量も増大するため、その分だけ減衰力可変ダンパ1に生じる減衰力が全範囲にわたって大きくなっている。
そして、減衰力特性の曲線bも前記曲線aと同様に、バルブ開放ポイントP1,P2の所定速度S1,S2を超えると、ピストンロッド3の変位量に係わらず、傾きが一定となる。
なお、減衰力の可変幅は、第1ラバー51のバネレートを適宜に変えることによって、その幅の範囲を増減させることができる。
例えば、第1ラバー51及び第2ラバー52は、円筒コイルばね等のスプリングであっても構わない。
また、第1リーフバルブ41及び第2リーフバルブ42は、第1連通路4a及び第2連通路4bを適宜な押圧力で押圧して閉塞させる適宜な弾性を有するものであればよく、その形状及び材質等は特に限定されるものではない。
2 シリンダ
3 ピストンロッド
4 摺動ピストン
4a 第1連通路(連通路)
4b 第2連通路(連通路)
41 第1リーフバルブ(バルブ)
42 第2リーフバルブ(バルブ)
5 バルブ調整手段
5A 第1バルブ調整手段
5B 第2バルブ調整手段
21 第1作動室(作動室)
22 第2作動室(作動室)
43 摺動部
44 バルブ保持部材(摺動部)
45 スライドブッシュ(摺動部)
51 第1ラバー(第1弾性手段)
52 第2ラバー
53 第1ばね(第2弾性手段)
54 第2ばね
Claims (4)
- 車両の懸架装置に用いられ減衰力を可変にする減衰力可変ダンパであって、
内部を流体で満たしたシリンダと、
前記シリンダの一端を貫通するように設けられるピストンロッドと、
前記シリンダの内部で前記ピストンロッドに対して相対移動可能に設けられると共に、前記シリンダの内部を区画して作動室を形成する摺動ピストンと、
前記摺動ピストンに形成され、前記作動室間を連通させる連通路と、
前記連通路を開閉するバルブと、
前記摺動ピストンの変位量に応じて、前記バルブの開閉状態を調整するバルブ調整手段と、を備え、
前記バルブ調整手段は、
前記摺動ピストンが摺動した際に、摺動方向と反対の方向へ、前記ピストンロッドに対向する前記摺動ピストンの摺動量に応じて連続的に変化する第1付勢力で、前記摺動ピストンを押圧する第1弾性手段と、
前記第1付勢力と同じ方向へ、前記バルブを前記摺動量に応じて連続的に変化する第2付勢力で押圧する第2弾性手段と、を備え、
前記バルブは、前記第2付勢力に対して、前記連通路を通過する前記流体の圧力によって前記バルブに働く力が大きくなると、前記連通路を開け、
前記第1弾性手段及び前記第2弾性手段は、摺動する前記摺動ピストンに対して共に抗して圧縮されるように軸方向に並列に配置されていることを特徴とする減衰力可変ダンパ。 - 前記第1弾性手段は、円筒状のゴム部材からなり、
前記第2弾性手段は、円筒コイルばねからなることを特徴とする請求項1に記載の減衰力可変ダンパ。 - 前記バルブ調整手段は、
前記第2付勢力に抗して前記バルブが前記連通路を開放させる圧力を第1圧力とし、
前記第1付勢力及び前記第2付勢力に抗して前記摺動ピストンを摺動させる圧力を第2圧力とした場合に、
前記第1圧力が前記第2圧力よりも小さい場合、前記バルブが前記連通路を閉塞した状態で前記摺動ピストンが摺動し、
前記第1圧力が前記第2圧力よりも大きい場合、前記バルブが前記連通路を開放させることを特徴とする請求項2に記載の減衰力可変ダンパ。 - 前記摺動ピストンは、当該摺動ピストンと前記バルブとを軸方向で挟持すると共に、前記バルブを前記連通路に対して開閉可能に前記摺動ピストンに固定するバルブ保持部材と、
前記バルブ保持部材に径方向内側から嵌合され、前記ピストンロッドと内周面が接触して摺動する摺動部と、を備えていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の減衰力可変ダンパ。
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