JP4748017B2 - 減衰力調整式油圧緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、減衰力特性を適宜調整可能とした減衰力調整式油圧緩衝器に関するものである。

自動車等の車両の懸架装置に装着される油圧緩衝器には、路面状態、走行状態等に応じて、乗り心地や操縦安定性を向上させるために、減衰力特性を適宜調整できるようにした減衰力調整式油圧緩衝器がある。

減衰力調整式油圧緩衝器は、一般に、油液を封入したシリンダ内にピストンロッドを連結したピストンを摺動可能に嵌装してシリンダ内を２室に画成し、ピストン部にシリンダ内の２室を連通させる主油液通路及びバイパス通路を設け、主油液通路には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を設け、バイパス通路にはその通路面積を調整する減衰力調整弁を設けた構成となっている。

この構成により、減衰力調整弁によってバイパス通路を開いてシリンダ内の２室間の油液の流通抵抗を小さくすることにより減衰力を小さくし、また、バイパス通路を閉じて２室間の流通抵抗を大きくすることにより減衰力を大きくする。このように、減衰力調整弁の開閉により減衰力特性を適宜調整することができる。

しかしながら、上記のようにバイパス通路の通路面積のみによって減衰力を調整するものでは、ピストン速度の低速域においては、減衰力は油液通路のオリフィスの絞りに依存するので、減衰力特性を大きく変化させることができるが、ピストン速度の中高速域においては、減衰力が主油液通路の減衰力発生機構（ディスクバルブ等）の開度に依存するため、減衰力特性を大きく変化させることができない。

そこで、例えば特許文献１に記載されているように、主油液通路の減衰力発生機構として、ディスクバルブの背部に背圧室（パイロット室）を形成し、この背圧室を固定オリフィスを介してディスクバルブの上流側のシリンダ室に連通させ、また、流量制御弁（パイロット制御弁）を介してディスクバルブの下流側のシリンダ室に連通させてパイロット型減衰力調整弁としたものが知られている。
特開２００３−２７８８１９号公報

この減衰力調整式油圧緩衝器によれば、流量制御弁を開閉することにより、シリンダ内の２室間の連通路面積を直接調整するとともに、流量制御弁で生じる圧力損失によって背圧室の圧力を変化させてディスクバルブの開弁圧力を変化させることができる。このようにして、オリフィス特性（減衰力がピストン速度の２乗にほぼ比例する）及びバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）を調整することができ、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。

しかしながら、上述の減衰力調整式油圧緩衝器において、伸び側及び縮み側の両方にパイロット型減衰力調整弁を設けた場合、伸び側及び縮み側で独立した油液通路が必要であり、構造が非常に複雑になるので、製造コストが高くなり、また、耐久性及び信頼性を確保することも困難になる。

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、伸び側及び縮み側の両方にパイロット型減衰弁を備え、かつ、シンプルな構造の減衰力調整式油圧緩衝器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る減衰力調整式油圧緩衝器は、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、該ピストンに連結されて前記シリンダの一方の室から外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンに設けられた伸び側油路及び縮み側油路と、前記伸び側油路に設けられた伸び側メインバルブと、該伸び側メインバルブの開弁圧力を調整する伸び側背圧室と、前記縮み側油路に設けられた縮み側メインバルブと、該縮み側メインバルブの開弁圧力を調整する縮み側背圧室と、前記伸び側背圧室と前記縮み側背圧室とを連通する共通通路と、該共通通路の油液の流れを制御する減衰力調整弁とを備え、
前記共通通路の前記減衰力調整弁より前記縮み側背圧室側と前記縮み側油路側とを連通する伸び側排出通路を形成し、該伸び側排出通路には、前記共通通路から前記縮み側油路側への油液の流通を許容する伸び側逆止弁と、前記縮み側油路と前記縮み側背圧室とを連通する縮み側オリフィスとを設け、
前記共通通路の前記減衰力調整弁より前記伸び側背圧室側と前記伸び側油路側とを連通する縮み側排出通路を形成し、該縮み側排出通路には、前記共通通路から前記伸び側油路側への油液の流通を許容する縮み側逆止弁と、前記伸び側油路と前記伸び側背圧室とを連通する伸び側オリフィスとを設けたことを特徴とする。
請求項２の発明に係る減衰力調整式油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記共通通路から前記縮み側背圧室へのみの油液の流通を許容する縮み側背圧導入弁と、前記縮み側背圧室と前記共通通路とを連通する縮み側排出オリフィスと、前記共通通路から前記伸び側背圧室へのみの油液の流通を許容する伸び側背圧導入弁と、前記伸び側背圧室と前記共通通路とを連通する伸び側排出オリフィスとを設けたことを特徴とする。

請求項１の発明に係る減衰力調整式油圧緩衝器によれば、減衰力調整弁によって、伸び側及び縮み側の減衰力を調整すると共に、これにより、伸び側及び縮み側背圧室の内圧を調整して、伸び側及び縮み側メインバルブの開弁圧力を調整することができる。このとき、伸び側と縮み側とで、油液の流路の一部を共用するので、構造をシンプルにすることができる。
請求項２の発明に係る減衰力調整式油圧緩衝器によれば、縮み側背圧導入弁と、縮み側排出オリフィスと、伸び側背圧導入弁と、伸び側排出オリフィスとを設けたことにより、伸縮行程が切換わった際の背圧室の圧力が安定する。

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１に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器１は、単筒式油圧緩衝器であり、有底円筒状のシリンダ２の開口部にロッドガイド（図示せず）及びオイルシール（図示せず）が取付けられ、シリンダ２内の底部側に、フリーピストン（図示せず）が摺動可能に嵌装されている。シリンダ２内は、フリーピストンによって底部側のガス室と他端側の油室とに画成されており、ガス室には高圧ガスが封入され、油室には油液が封入されている。なお、フリーピストンによってガス室を形成する代わりに、シリンダ２の底部に油液及びガスが封入されたリザーバを接続してもよい。

シリンダ２の油室には、ピストン３が摺動可能に嵌装されており、このピストン３によって油室内がシリンダ上室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３には、ピストンボルト４の先端部が挿通され、ナット５によって固定されている。ピストンボルト４の基端部（図中上部）には、略有底円筒状のケース６が取付けられている。ケース６の底部には、ピストンロッド７の一端部（図中下側）が連結され、ピストンロッド７の他端側は、ロッドガイド及びオイルシールに摺動可能かつ液密的に挿通されて、シリンダ２の外部へ延出されている。

ピストン３には、シリンダ上室２Ａ（一方の室）側に開口する伸び側油路８及びシリンダ下室２Ｂ（他方の室）側に開口する縮み側油路９が設けられている。ピストン３の下端部には、伸び側油路８の油液の流動を制御する伸び側減衰弁１０が設けられ、また、上端部には、縮み側油路９の油液の流動を制御する縮み側減衰弁１１が設けられている。

伸び側減衰弁１０は、ピストン３の下端面に形成されたシート部１２に着座する伸び側メインバルブ１３（ディスクバルブ）と、ナット５によってピストンボルト４に取付けられたバルブ部材１４によって伸び側メインバルブ１３の背部に形成された伸び側背圧室１５とを備えている。伸び側背圧室１５は、その内圧を伸び側メインバルブ１３に対して閉弁方向に作用させる。伸び側背圧室１５は、バルブ部材１４に設けられたオリフィス１６Ａ（切欠）を有するディスクバルブ１６を介してシリンダ下室２Ｂに接続されている。オリフィス１６Ａは伸び側背圧室１５とシリンダ下室２Ｂとを常時連通させ、ディスクバルブ１６は伸び側背圧室１５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。

伸び側背圧室１５は、バルブ部材１４に設けられた伸び側背圧導入弁１７を介してピストンボルト４の径方向油路１８に接続されており、径方向油路１８は、更に、ピストンボルト４の軸心に沿って延びる軸方向油路１９（共通通路）に連通している。伸び側背圧導入弁１７は径方向油路１８側から伸び側背圧室１５側への油液の流通を許容する逆止弁である。この伸び側背圧導入弁１７には、常時連通の伸び側排出オリフィス１７Ａが設けられており、後述のシート弁３２が開弁した際に伸び側背圧室１５の圧力を開放できるようにしている。
また、軸方向油路１９は、径方向油路２０に連通しており、径方向油路２０（縮み側排出通路）は、ピストン３に設けられた伸び側オリフィス２１Ａを有する縮み側逆止弁２１を介して伸び側油路８に接続されている。伸び側オリフィス２１Ａは径方向油路２０と伸び側油路８とを常時連通させ、縮み側逆止弁２１は径方向油路２０側から伸び側油路８側への油液の流通のみを許容する。

縮み側減衰弁１１は、ピストン３の上端面に形成されたシート部２２に着座する縮み側側メインバルブ２３（ディスクバルブ）と、ナット５によってピストンボルト４に取付けられたバルブ部材２４によって縮み側メインバルブ２３の背部に形成された縮み側背圧室２５とを備えている。縮み側背圧室２５は、その内圧を縮み側メインバルブ２３に対して閉弁方向に作用させる。縮み側背圧室２５は、バルブ部材２４に設けられたオリフィス２６Ａ（切欠）を有するディスクバルブ２６を介してシリンダ上室２Ａに接続されている。オリフィス２６Ａは縮み側背圧室２５とシリンダ上室２Ａとを常時連通させ、ディスクバルブ２６は縮み側背圧室２５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。

ピストンボルト４の基端側には、軸方向に沿って延びる弁室２７が形成されており、弁室２７は、軸方向油路１９よりも大径で、その先端部が軸方向油路１９に連通されている。縮み側背圧室２５は、バルブ部材２４に設けられた縮み側背圧導入弁２８を介してピストンボルト４の径方向油路２９に接続されており、径方向油路２９は弁室２７の側壁に開口している。縮み側背圧導入弁２８は径方向油路２９側から縮み側背圧室２５側への油液の流通を許容する逆止弁である。この縮み側背圧導入弁２８には、常時連通の縮み側排出オリフィス２８Ａが設けられており、後述のシート弁３２が開弁した際に縮み側背圧室２５の圧力を開放できるようにしている。
また、弁室２７の側壁には、径方向油路３０（伸び側排出通路）が開口されており、径方向油路３０は、ピストン３に設けられた縮み側オリフィス３１Ａを有する伸び側逆止弁３１を介して縮み側油路９に接続されている。縮み側オリフィス３１Ａは径方向油路３０と縮み側油路９とを常時連通させ、伸び側逆止弁３１は径方向油路３０側から縮み側油路９側への油液の流通を許容する。

弁室２７には、シート弁３２（弁体、減衰力調整弁）が摺動可能に嵌装されている。図２に示すように、シート弁３２は、弁室２７の側壁に嵌合する基部に対して先端側が小径になっている。シート弁３２の先端部は、外周部がテーパ状に縮径されてテーパ部３３が形成され、また、先端面にテーパ状の凹部３４が形成されており、テーパ部３３と凹部３４との間に環状のシート部３５が形成されている。そして、シート部３５が弁室２７の先端部のシート面２７Ａに離着座することによって軸方向油路１９と弁室２７との間の流路を開閉する。このとき、シート弁３２は、シート部３５の内周側の円形の受圧面Ａによって軸方向油路１９側の圧力を受け、また、シート部３５の外周側の環状の受圧面Ｂによって径方向油路２９、３０側の圧力を受ける。

シート弁３２の基端部は、ケース６内に設けられたソレノイドアクチュエータ３６のプランジャ３７に連結されており、コイル３８への通電電流によってプランジャ３７の推力を調整することにより、シート弁３２の開弁圧力を制御するようになっている。コイル３８に通電するためのリード線３９は、中空のピストンロッド７に挿通されて、外部へ延ばされている。プランジャ３７は、バルブスプリング４０によって、シート弁３２をシート面２７Ａに押圧する方向に付勢されており、バルブスプリング４０のセット荷重を調整するための調整ねじ４１が設けられている。プランジャ３７には、その両端部の作用する液圧をバランスさせるためのバランス通路４２が軸方向に貫通されている。ケース６の底部（最上部）には、製造行程において油液を充填する際に、ケース６内に溜まる気泡を排出するためのオリフィス通路４３が設けられている。

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７の伸び行程時には、シリンダ上室２Ａ側の油液は、伸び側メインバルブ１３の開弁前には、伸び側油路８、伸び側オリフィス２１Ａ、径方向油路２０、軸方向油路１９、弁室２７、径方向油路３０を通り、伸び側逆止弁３１を開き、縮み側油路９を通ってシリンダ下室２Ｂへ流れる。シリンダ上室２Ａ側の圧力が伸び側メインバルブ１３の開弁圧力に達すると、これが開弁して伸び側油路８からシリンダ下室２Ｂへ直接油液が流れる。このとき、ピストンロッド７がシリンダ２内から退出した分、ガス室又はリザーバのガスが膨張してシリンダ２内の容積変化を補償する。

そして、ソレノイドアクチュエータ３６のコイル３８への通電電流によってシート弁３２の開弁圧力を調整することにより、軸方向油路１９から弁室２７への油液の流れを直接制御して減衰力を調整する。このとき、軸方向油路１９の圧力が径方向油路１８及び背圧導入弁１７を介して伸び側背圧室１５に導入されるので、伸び側メインバルブ１３の開弁圧力を同時に制御することができる。

ピストンロッド７の縮み行程時には、シリンダ下室２Ｂ側の油液は、縮み側メインバルブ２３の開弁前には、縮み側油路９、縮み側オリフィス３１Ａ、径方向油路３０、弁室２７、軸方向油路１９、径方向油路２０を通り、縮み側逆止弁２１を開き、伸び側油路８を通ってシリンダ上室２Ａへ流れる。シリンダ下室２Ｂ側の圧力が縮み側メインバルブ２３の開弁圧力に達すると、これが開弁して縮み側油路９からシリンダ上室２Ａへ直接油液が流れる。このとき、ピストンロッド７がシリンダ２内に侵入した分、ガス室又はリザーバのガスが圧縮されてシリンダ２内の容積変化を補償する。

そして、ソレノイドアクチュエータ３６のコイル３８への通電電流によってシート弁３２の開弁圧力を調整することにより、弁室２７から軸方向油路１９への油液の流れを直接制御して減衰力を調整する。このとき、弁室２７の圧力が径方向油路２９及び背圧導入弁２８を介して縮み側背圧室２５に導入されるので、縮み側メインバルブ２３の開弁圧力を同時に制御することができる。

このようにして、伸び側及び縮み側の減衰力を共通のシート弁３２によって調整することができ、同時に、伸び側及び縮み側背圧室１５、２５の内圧によって伸び側及び縮み側メインバルブ１３、２３の開弁圧力を調整することができるので、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。このとき、シート弁３２は、図２に示すように、ピストンロッド７の伸び行程時には、軸方向油路１９側の油液の圧力を内周側の受圧面Ａによって受け、また縮み行程時には、弁室２７側の油液の圧力を外周側の受圧面Ｂによって受けて油液の流動を制御するので、受圧面Ａ、Ｂの面積をそれぞれ適当に設定することにより、伸び側及び縮み側の減衰力を所望の特性に設定することができる。

また、ピストンロッド７の伸び及び縮み行程において、油液の流路を一部共用としているので、構造をシンプルにすることができ、製造コストを低減すると共に、耐久性及び信頼性を高めることができる。また、このシンプル化に伴い、ピストンの軸方向寸法を小さくできるので、油圧緩衝器として充分なストロークを確保することができる。
また、上記実施の形態では、伸び側背圧導入弁１７、縮み側逆止弁２１、縮み側背圧導入弁２８、伸び側逆止弁３１を設けたことにより、伸縮行程が切換わる際に、背圧の圧力が安定して変化させることができる。

本発明の一実施形態に係る減衰力調整式油圧緩衝器の要部を示す縦断面図である。 図１に示す減衰力調整式油圧緩衝器のシート弁を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１ 減衰力調整式油圧緩衝器、２ シリンダ、３ ピストン、７ ピストンロッド、８ 伸び側油路、９ 縮み側油路、１３ 伸び側メインバルブ、１５ 伸び側背圧室、１９ 軸方向油路（共通通路）、２１ 縮み側逆止弁、２１Ａ 伸び側オリフィス、２３ 縮み側メインバルブ、２５ 縮み側背圧室、２７Ａ シート面、３１ 伸び側逆止弁、３１Ａ 縮み側オリフィス、３２ シート弁（弁体、減衰力調整弁）、３５ シート部、Ａ、Ｂ 受圧面

Claims (2)

1. 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、該ピストンに連結されて前記シリンダの一方の室から外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンに設けられた伸び側油路及び縮み側油路と、前記伸び側油路に設けられた伸び側メインバルブと、該伸び側メインバルブの開弁圧力を調整する伸び側背圧室と、前記縮み側油路に設けられた縮み側メインバルブと、該縮み側メインバルブの開弁圧力を調整する縮み側背圧室と、前記伸び側背圧室と前記縮み側背圧室とを連通する共通通路と、該共通通路の油液の流れを制御する減衰力調整弁とを備え、
   前記共通通路の前記減衰力調整弁より前記縮み側背圧室側と前記縮み側油路側とを連通する伸び側排出通路を形成し、該伸び側排出通路には、前記共通通路から前記縮み側油路側への油液の流通を許容する伸び側逆止弁と、前記縮み側油路と前記縮み側背圧室とを連通する縮み側オリフィスとを設け、
   前記共通通路の前記減衰力調整弁より前記伸び側背圧室側と前記伸び側油路側とを連通する縮み側排出通路を形成し、該縮み側排出通路には、前記共通通路から前記伸び側油路側への油液の流通を許容する縮み側逆止弁と、前記伸び側油路と前記伸び側背圧室とを連通する伸び側オリフィスとを設けたことを特徴とする減衰力調整式油圧緩衝器。
2. 前記共通通路から前記縮み側背圧室へのみの油液の流通を許容する縮み側背圧導入弁と、前記縮み側背圧室と前記共通通路とを連通する縮み側排出オリフィスと、前記共通通路から前記伸び側背圧室へのみの油液の流通を許容する伸び側背圧導入弁と、前記伸び側背圧室と前記共通通路とを連通する伸び側排出オリフィスとを設けたことを特徴とする請求項１に記載の減衰力調整式油圧緩衝器。

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