JP4750654B2 - 減衰バルブ構造 - Google Patents

Description

この発明は、減衰バルブ構造に関し、特に、自動車などの車両におけるサスペンション装置を構成する油圧緩衝器への具現化に向く減衰バルブ構造の改良に関する。

自動車などの車両のサスペンション装置を構成する油圧緩衝器への具現化に向く減衰バルブ構造としては、従来から種々の提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１には、あらかじめ定めた減衰力の発生を可能にするとされる減衰バルブ構造が開示されている。

すなわち、特許文献１に開示の減衰バルブ構造は、油圧緩衝器におけるシリンダ内に収装のピストン部におけるバルブシート部材たるピストンが伸側ポートを有すると共に、この伸側ポートの下流側端を開閉可能に閉塞する伸側減衰バルブを有してなるとしている。

そして、この減衰バルブ構造にあって、伸側減衰バルブは、三枚以上の環状リーフバルブを積層してなるとし、この複数枚となる各環状リーフバルブは、それぞれが異なった平面形状の流路を切り欠き形成してなるとしている。

それゆえ、この減衰バルブ構造にあっては、これら複数枚の環状リーフバルブを積層することで作動油の流路を工夫し得ることになり、したがって、特に、ピストン速度が微低速域から低速域にあるときの減衰力を所望の通りに発生させることが可能になる。

そして、この減衰バルブ構造によれば、これをさらに進化させたり、あるいは、伸側減衰バルブを迂回するバイパス路を設けると共にこのバイパス路中にさらにいわゆるオンオフ作動を選択できるバルブを設けたりなどすることで、ピストン速度が中速域あるいは高速域にあるときの減衰力を制御することも可能になると言い得ることになる。
特開２００６‐１７７４６９（要約、図１から図４参照）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案自体に格別の不具合がある訳ではないが、この提案の延長として、これをさらに進化させるとしても、好ましい形で減衰力の制御を実現できないと指摘される可能性がある。

すなわち、自動車などの車両のサスペンション装置を構成する油圧緩衝器における減衰バルブ構造で発生される減衰力には、大きく看て、ピストン速度が微低速域に始まって低速域から中速域にあるいわゆる通常速度域とされる場合の制御に向くものと、ピストン速度が高速域にあるいわゆる高速速度域とされる場合の制御に向くものとがある。

そして、これまでに提案されている減衰バルブ構造にあっては、基本的には、通常速度域向きとされるか高速速度域向きとされるかのいずれか一方を優先させるとすることが多く、言わば両方に向くとされる場合が少なかった。

すなわち、少なかったというのは、前記したように、減衰バルブ自体やその周辺について様々な工夫を施せば、言わば両方に向くとされる減衰バルブ構造の提供ができない訳ではないと言い得るからである。

しかし、この通常速度域および高速速度域の両方に向くとされる減衰バルブ構造を具現化するにあっては、一般的に言って、部品点数や加工工数、さらには、組立工数の増大が危惧され、延いては、油圧緩衝器における製品コストの高騰化を招来し易くなることが危惧されることになる。

この発明は、上記した現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、既存のものに対して大幅な設計変更や多数の部品の利用を要せずして所望の減衰特性を具現化でき、自動車などの車両におけるサスペンション装置を構成する油圧緩衝器の汎用性の向上を期待できる減衰バルブ構造を提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明の手段は、シリンダと、シリンダ内にバルブシート部材を介して隔成した上流側室および下流側室と、このバルブシート部材に開穿されて上流側室と下流側室とを連通する伸側ポートおよび圧側ポートと、伸側ポートの下流側端に開閉自在に設けた伸側減衰バルブと、伸側ポートの上流側端に開閉自在に設けられると共に作動油通過用の孔を有する内周端固定で外周端自由にする環状リーフバルブからなる圧側バルブとを有してなる減衰バルブ構造において、上記圧側バルブの外周側背圧面に積層させた環状のスペーサと、このスペーサの背圧面側に積層させた補助バルブとを設け、上記補助バルブを上記スペーサに重ねた環状の外周側部と、この外周側部に単一の連結部を介して結合させた環状の内周側部と、上記外周側部と上記内周側部との間に形成して上記孔に連通するＣ字状の通孔とで構成し、ピストン速度の高速域における上流側室からの油圧作用で上記補助バルブの内周側部が上記圧側バルブの背圧面に着座するときに当該補助バルブの内周側部の外縁を上記孔に一部ラップさせてその開度を小さくさせることを特徴とするものである。

それゆえ、この発明にあっては、上流側室からの作動油が、たとえば、圧側バルブに開穿の作動油通過用の孔、伸側ポートおよび伸側減衰バルブを介して下流側室に流出することになるとき、ピストン速度が低速から中速となるいわゆる通常速度域にある場合には、上流側室からの油圧作用によっては補助バルブが圧側バルブの背圧面に着座せずして、圧側バルブが有する作動油通過用の孔がいわゆる全開状態に維持されることになり、伸側減衰バルブで設定の減衰力が発生されることになる。

一方、上流側室からの作動油が圧側バルブに開穿の作動油通過用の孔、伸側ポートおよび伸側減衰バルブを介して下流側室に流出するときに、ピストン速度が高速となるいわゆる高速速度域にある場合には、補助バルブの内周側部が上記圧側バルブの背圧面に着座すると共に当該補助バルブの内周側部の外縁が孔に一部ラップさせてその開度を小さくさせるので、このときの減衰力が伸側減衰バルブで設定の減衰力と合成されていわゆる高い減衰力が発生されることになる。

その結果、この発明によれば、伸側減衰バルブおよび圧側バルブの構成を変更せずして補助バルブを設けるだけで、ピストン速度がいわゆる通常速度域からいわゆる高速速度域に移行する場合に、伸側減衰バルブによる以上の高い減衰力が可能になり、既存のものに対して大幅な設計変更や多数の部品の利用を要せずして所望の減衰特性を具現化できることになる。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明による減衰バルブ構造は、自動車などの車両におけるサスペンション装置を構成する油圧緩衝器への具現化に向くとされている。
この油圧緩衝器における減衰バルブ構造は、シリンダ１と、シリンダ１内にバルブシート部材たるピストン３を介して隔成した上流側たる上流側室Ｒ１および下流側たる下流側室Ｒ２と、このピストン３に開穿されて上流側室Ｒ１と下流側室Ｒ２とを連通する伸側ポート３ａおよび圧側ポート３ｂと、伸側ポート３ａの下流側端に開閉自在に設けた伸側減衰バルブ４と、伸側ポート３ａの上流側端に開閉自在に設けられると共に作動油通過用の孔５ａを有する内周端固定で外周端自由にする環状リーフバルブからなる圧側バルブ５とを有している。
本発明では、上記圧側バルブ５の外周側背圧面に積層させた環状のスペーサ１４と、このスペーサ１４の背圧面側に積層させた補助バルブ１０とを設けている。
そして、上記補助バルブ１０を上記スペーサ１４に重ねた環状の外周側部１１と、この外周側部１１に単一の連結部１３を介して結合させた環状の内周側部１２と、上記外周側部１１と上記内周側部１２との間に形成して上記孔５ａに連通するＣ字状の通孔１０ａとで構成し、ピストン速度の高速域における上流側室Ｒ１からの油圧作用で上記補助バルブ１０の内周側部１１が上記圧側バルブ１０の背圧面に着座するときに当該補助バルブ１０の内周側部１２の外縁を上記孔５ａに一部ラップさせてその開度を小さくさせるようになっている。以下詳細に説明する。

そこで、まず、油圧緩衝器について説明すると、図１に示すように、油圧緩衝器は、シリンダ１内に出没可能に挿通されるピストンロッド２の図中で下端部となる先端部２ａに保持されるピストン部を構成するピストン３を有してなり、このピストン３をこの発明に言うバルブシート部材にして、このバルブシート部材でシリンダ１内に図中で上方室となるロッド側室Ｒ１と図中で下方室となるピストン側室Ｒ２とを画成するとしている。

そして、この油圧緩衝器にあっては、バルブシート部材たるピストン３がロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の連通を許容する内側ポートたる伸側ポート３ａと、外側ポートたる圧側ポート３ｂとを有してなるとしており、伸側ポート３ａの図中で下端となる下流側端を伸側減衰バルブ４が開閉可能に閉塞し、圧側ポート３ｂの図中で上端となる下流側端を圧側バルブ５が開閉可能に閉塞するとしている。

また、この油圧緩衝器にあって、伸側減衰バルブ４は、内周端固定で外周端自由にする積層された環状リーフバルブからなりながら、図示するところでは、外周部の図中で下面となる背圧面にバルブ受４１を隣接させると共に、図中で上面となる受圧面に内周端固定で外周端自由にする環状リーフバルブ４２を隣接させるとしている。

このとき、バルブ受４１は、筒状部４１ａの上端にフランジ部４１ｂを有する構造に形成されてなると共に、フランジ部４１ｂを伸側減衰バルブ４における外周部の背圧面に隣接させるとしている。

また、環状リーフバルブ４２は、外周部に切り欠きからなるオリフィス４２ａを有してなるとしており、このオリフィス４２ａがピストン速度を微低速域にするときのロッド側室Ｒ１からの作動油の伸側ポート３ａを介してのピストン側室Ｒ２への通過を許容するとしている。

なお、バルブ受４１は、ピストンナット６に下端が担持された附勢バネ７の上端をフランジ部４１ｂの図１中で下面となるいわゆる背面に当接させるとしており、したがって、伸側減衰バルブ４は、バルブ受４１のフランジ部４１ｂが附勢バネ７のバネ力に抗して図中で下降するように後退するときに外周部を下降させていわゆるバルブ開の状態になるとしている。

一方、この油圧緩衝器にあって、圧側バルブ５は、内周端固定で外周端自由にする環状リーフバルブからなりながら、図中で下方となる上記した伸側ポート３ａの図中で上端となる上流側端に対向する作動油通過用の孔５ａを有してなると共に、図示するところでは、図中で下面となる受圧面に内周端固定で外周端自由にする環状リーフバルブ５１を隣接させてなるとしている。

このとき、環状リーフバルブ５１は、上記の圧側バルブ５における作動油通過用の孔５ａに連通する作動油通過用の孔５１ａを有すると共に、外周部に切り欠きからなるオリフィス５１ｂを有してなるとしており、このオリフィス５１ｂがピストン速度を微低速域にするときのピストン側室Ｒ２からの作動油の圧側ポート３ｂを介してのロッド側室Ｒ１への通過を許容するとしている。

ちなみに、環状リーフバルブ５１における作動油通過用の孔５１ａの形状についてだが、図示しないが、圧側バルブ５における作動油通過用の孔５ａと同様に円形に形成されるとしても良く、また、同じく図示しないが、円弧状に形成されてなるとしても良い。

また、環状リーフバルブ５１に形成されるオリフィス５１ｂについてだが、このオリフィス５１ｂが機能するところを勘案すると、このオリフィス５１ｂを形成することに代えて、バルブシート部材たるピストン３のバルブシート面に打刻オリフィスを形成するとしても良く、そして、この打刻オリフィスを形成する場合には、環状リーフバルブ５１の配設を省略することが可能になる。

なお、図示するように、圧側バルブ５に環状リーフバルブ５１を積層する場合には、同じく環状リーフバルブからなる圧側バルブ５における撓みに対する耐久性の向上を期待できる点で有利となる。

そして、図示するところでは、圧側バルブ５がいわゆる減衰バルブとされるとしているが、この発明が意図するところからすると、この圧側バルブ５は、減衰バルブとされる必要はなく、環状リーフバルブ５１を積層させずして、圧側バルブ５のみからなる吸い込みバルブに設定されてなるとしても良いことはもちろんである。

また、ピストン３たるバルブシート部材で画成される上流側および下流側についてだが、図示する油圧緩衝器にあっては、シリンダ１内にピストン３で画成されるロッド側室Ｒ１あるいはピストン側室Ｒ２が相応することになり、シリンダ１内をピストン３が上昇するときには、ロッド側室Ｒ１が上流側になり、シリンダ１内をピストン３が下降するときには、ピストン側室Ｒ２が上流側になる。

それゆえ、後述する補助バルブ１０の配設を度外視すると、この油圧緩衝器にあっては、シリンダ１内をピストン３が上昇する伸側作動時には、上流側となるロッド側室Ｒ１からの作動油が圧側バルブ５の孔５ａ、環状リーフバルブ５１の孔５１ａ、伸側ポート３ａおよび伸側減衰バルブ４を介してピストン側室Ｒ２に流出することになり、このときの伸側減衰バルブ４が作動するところによって所定の大きさの伸側減衰力が発生されることになる。

そして、同じく後述する補助バルブ１０の配設を度外視するが、この油圧緩衝器にあっては、シリンダ１内をピストン３が下降する圧側作動時には、上流側となるピストン側室Ｒ２からの作動油が圧側ポート３ｂおよび圧側バルブ５を介してロッド側室Ｒ１に流出することになり、このときの圧側バルブ５が作動するところによって所定の大きさの圧側減衰力が発生されることになる。

ところで、上記したところは、シリンダ１内におけるピストン速度が低速域から中速域にある場合のことであって、ピストン速度が高速域にある場合については後述するが、ピストン速度が微低速域にある場合には、伸側減衰バルブおよび圧側バルブにそれぞれ積層されている各環状リーフバルブ４２，５１に形成のオリフィス４２ａ，５１ｂを作動油が通過することで、所定の減衰力が発生されることになる。

そして、上記したところに対して、ピストン速度が高速域にある場合については、この発明では、補助バルブ１０の作動によって所定の減衰力が発生されることになるとしている。

そこで、以下には、この補助バルブ１０およびこの補助バルブ１０が作動するところについて説明するが、まず、補助バルブ１０は、図示するところでは、図２にも示すように、外径を圧側バルブ５の外径と同一にする環状リーフバルブからなりながら圧側バルブ５の図１中で上面側となる背圧面側に浮動構造下に対向配置されて遠近可能とされてなるとしている。

そして、この補助バルブ１０は、ピストン３がシリンダ１内を上昇する伸長作動時にピストン速度が高速域にあるときに、上流側たるロッド側室Ｒ１からの油圧作用で下降して圧側バルブ５の背圧面に着座するとき（図３参照）に圧側バルブ５に開穿の作動油通過用の孔５ａにおける開度を規制する（図２参照）とするものである。

そのため、この補助バルブ１０は、外周側部１１と、内周側部１２と、外周側部１１と内周側部１１とを連結する連結部１３（図２参照）と、外周側部１１と内周側部１２との間に形成されながら圧側バルブ５に開穿の作動油通過用の孔５ａに対向する作動油通過用の孔１０ａが形成されてなるとしている。

それゆえ、この補助バルブ１０にあっては、ピストン速度が高速域にある上流側となるロッド側室Ｒ１からの作動油が下流側たるピストン側室Ｒ２に向けて流通することになるとき、すなわち、ロッド側室Ｒ１からの作動油が圧側バルブ５の孔５ａ、伸側ポート３ａおよび伸側減衰バルブ４を介してピストン側室Ｒ２に流出することになるとき、ピストン速度が高速域にあるがゆえの油圧作用によって、補助バルブ１０が下降するように下方の圧側バルブ５の図１中で上面となる背圧面に着座することになる。

また、この補助バルブ１０は、圧側バルブ５の背圧面に対向する外周側部１１の図１中で下面となる背圧面に環状に形成されて積層されるスペーサ部１４を有してなり、内周側部１２の背圧面が圧側バルブ５の背圧面との間にスペーサ部１４の肉厚に相当する隙間を出現させると共に、補助バルブ１０とこの補助バルブ１０における図１中で上面となる受圧面が対向するバルブストッパ８との間に隙間Ｓ（図１参照）を有してなる。

それゆえ、この補助バルブ１０にあっては、これが圧側バルブ５の受圧面に着座することになるとき、外周側部１１がスペーサ部１４を間におくようにして圧側バルブ５の受圧面の外周側部に着座し、したがって、内周部１１は、連結部１３の撓み作動で圧側バルブ５の受圧面の内周側部に着座することになる（図３参照）。

その結果、圧側バルブ５にあっては、作動油通過用の孔５ａの開口面積、すなわち、バルブ開度が規制されることになり、その分高い減衰力を発生することになる。

そして、この補助バルブ１０は、図示するところにあって、内周側部１２にその肉厚を貫通する複数のオリフィス１０ｂを有してなるとしており、このオリフィス１０ｂの形成によって、内側部１２が圧側バルブ５における受圧面に着座した後の離座作動を容易にするとしている。

なお、上記の孔１０ａについては、図示するところでは、連結部１３が一箇所とされることからＣ字状に形成されてなるとしているが、この孔１０ａの開口面積を制限する目的で連結部１３の配設個数を複数に増やし、したがって、孔１０ａが複数の円弧状に形成されてなるとしても良いことはもちろんである。

それゆえ、以上のように形成された補助バルブ１０をいわゆる上流側に対向配置させる圧側バルブ５にあっては、ピストン速度が低速から中速となるいわゆる通常速度域にある上流側たるロッド室Ｒ１からの作動油が圧側バルブ５に開穿の作動油通過用の孔５ａ、伸側ポート３ａおよび伸側減衰バルブ４を介して下流側たるピストン側室Ｒ２に流出することになるとき、補助バルブ１０が圧側バルブ５に着座せずして、圧側バルブ５が有する作動油通過用の孔５ａがいわゆる全開状態に維持されることになり、伸側減衰バルブ４で設定の減衰力が発生されることになる。

それに対して、ピストン速度が高速速度域にあるロッド側室からの作動油が圧側バルブ５に開穿の作動油通過用の孔５ａ、伸側ポート３ａおよび伸側減衰バルブ４を介して下流側たるピストン側室Ｒ２に流出するときに、補助バルブ１０がロッド側室Ｒ１からの油圧作用によって圧側バルブ５に着座して圧側バルブ５が有する作動油通過用の孔５ａにおける作動油の通過量を規制することになり、したがって、このときの減衰力が伸側減衰バルブ４で設定の減衰力と合成されていわゆる高い減衰力が発生されることになる。

その結果、この発明によれば、伸側減衰バルブ４および圧側バルブ５の構成を変更せずして補助バルブ１０を設けるだけで、ピストン速度がいわゆる通常速度域からいわゆる高速速度域に移行する場合に、伸側減衰バルブ４による以上の高い減衰力が可能になり、既存のものに対して大幅な設計変更や多数の部品の利用を要せずして所望の減衰特性を具現化できることになる。

以上からすれば、この発明の具現化にあって、要は、ピストン速度が高速域にあるときの油圧作用で補助バルブ１０が下降して圧側バルブ５における作動油通過用の孔５ａのいわゆるバルブ開度を規制し得る構成であることであり、その限りでは、以下のような配慮をするとしても良い。

すなわち、図４に示すように、補助バルブ１０とこの補助バルブ１０における受圧面が対向するバルブストッパ８との間に補助バルブ１０を圧側バルブ５に向けて附勢するバルブ抑え１５が配設されてなるとするものである。

と言うのも、前記したように図１に示すところでは、補助バルブ１０とバルブストッパ８との間には隙間Ｓが形成されてなるとしているが、この隙間Ｓを形成するのは、ピストン速度が高速域にあるときの上流側たるロッド側室Ｒ１からの油圧作用が補助バルブ１０の受圧面に言わば万遍なく作用し得ることになるようにするためである。

したがって、補助バルブ１０を油圧作用で下降させるについては、この隙間Ｓの存在は有意義であるが、その反面、この補助バルブ１０が油圧作用の解除で上昇することになるときには、この隙間Ｓが消滅するほどに上昇することを阻止できなくなる可能性がある。

そして、実際に、隙間Ｓが消滅するほどに上昇する場合には、反転し圧側バルブ５に着座しようとする場合に、いわゆる作動遅れを惹起させることになる危惧がある。

そのとき、バルブ抑え１５が言わば上記の隙間Ｓ部分に配設されているとなれば、上記した補助バルブ１０におけるいわゆる作動遅れを回避することが可能になる。

このことからすれば、図４に示すところでは、抑え部材１５がいわゆる人手形に形成されてなるとすることに代えて、図５に示すように、押さえ部材１６がコニカルスプリングからなるとしても良い。

なお、図４および図５に示す各実施形態にあって、いわゆる静止時には、補助バルブ１０の内周側部１２と圧側バルブ５の内周側部との間にスペーサ部１４の厚さに相当する間隔の隙間が出現するのはもちろんである。

この発明による減衰バルブ構造をシリンダ内のピストン部に具現化した油圧緩衝器を一部破断して示す部分縦断面図である。 図１のＸ−Ｘ線位置から見る補助バルブの平面図である。 図１中の補助バルブの作動状態を拡大して示す部分断面図である。 この発明による減衰バルブ構造の他の実施形態を図３と同様に示す図である。 この発明による減衰バルブ構造のさらに他の実施形態を図３と同様に示す図である。

符号の説明

１ シリンダ
２ ピストンロッド
３ バルブシート部材たるピストン
３ａ 伸側ポート
３ｂ 圧側ポート
５ 圧側バルブ
１０ 補助バルブ
１１ 外周部
１２ 内周部
１３ 連結部
１４ スペーサ部
１５ バルブ抑え
５１ 環状リーフバルブ
５１ａ オリフィス
１１ 連通孔（開口部）
Ｒ１ ロッド側室
Ｒ２ ピストン側室
Ｓ 隙間

Claims (7)

1. シリンダと、シリンダ内にバルブシート部材を介して隔成した上流側室および下流側室と、このバルブシート部材に開穿されて上流側室と下流側室とを連通する伸側ポートおよび圧側ポートと、伸側ポートの下流側端に開閉自在に設けた伸側減衰バルブと、伸側ポートの上流側端に開閉自在に設けられると共に作動油通過用の孔を有する内周端固定で外周端自由にする環状リーフバルブからなる圧側バルブとを有してなる減衰バルブ構造において、上記圧側バルブの外周側背圧面に積層させた環状のスペーサと、このスペーサの背圧面側に積層させた補助バルブとを設け、上記補助バルブを上記スペーサに重ねた環状の外周側部と、この外周側部に単一の連結部を介して結合させた環状の内周側部と、上記外周側部と上記内周側部との間に形成して上記孔に連通するＣ字状の通孔とで構成し、ピストン速度の高速域における上流側室からの油圧作用で上記補助バルブの内周側部が上記圧側バルブの背圧面に着座するときに当該補助バルブの内周側部の外縁を上記孔に一部ラップさせてその開度を小さくさせることを特徴とする減衰バルブ構造。
2. 補助バルブの内周側部に複数のオリフィスが形成されている請求項１に記載の減衰バルブ構造。
3. 補助バルブが外径を圧側バルブの外径と同一に形成した環状リーフバルブからなり、当該環状リーフバルブがスペーサの上面側背圧面に浮動自在に積層されている請求項１又は２に記載の減衰バルブ構造。
4. 補助バルブとこの補助バルブにおける受圧面が対向するバルブストッパとの間に隙間を有してなる請求項１、２又は３に記載の減衰バルブ構造。
5. 補助バルブとこの補助バルブにおける受圧面が対向するバルブストッパとの間に補助バルブを圧側バルブに向けて附勢するバルブ抑えが配設されてなる請求項１、２、３、又は４に記載の減衰バルブ構造。
6. 圧側バルブが内周端固定で外周端自由にしながら外周部に切り欠きオリフィスを有して圧側ポートの下流側端を開閉可能に閉塞する環状リーフバルブを積層させてなる請求項１、２，３、４又は５に記載の減衰バルブ構造。
7. バルブシート部材が油圧緩衝器におけるシリンダ内にピストンロッドに保持された状態で摺動可能に収装のピストン部におけるピストンとされ、上流側室がシリンダ内にピストンで画成されるロッド側室とされ、下流側室がシリンダ内にピストンで画成されるピストン側室とされてなる請求項１、２、３、４、５又は６に記載の減衰バルブ構造。

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