JP4849062B2 - 定常絞り特性と感圧開弁特性とを両立させたショックアブソーバピストン - Google Patents

Description

本発明は、車輌の車輪懸架装置等に組み込まれるショックアブソーバのピストンに係る。

車輌の車輪懸架装置等に組み込まれるショックアブソーバは、シリンダとピストンを組み合せ、シリンダ内に充填された流体の層を横切ってピストンがシリンダ内を摺動することにより衝撃力を吸収しつつ伸縮するシリンダ−ピストン装置であるが、流体層内を移動する物体に対し作用する抵抗力はその移動速度の増大に伴って２次元的に急上昇するので、その伸縮速度の増大に対する抵抗力の増大が適度の勾配の比例的特性を呈するよう、通常、ピストンにはその両側に作用する差圧の増大に連れて開度を増大させる感圧逃がし弁が設けられている。

更にまた、ショックアブソーバの伸縮速度がある程度以上の大きさの領域にて作動するとき伸縮速度とそれに対する抵抗値の間に所望の勾配による比例的特性が得られるよう上記の感圧逃がし弁が設計され、ピストンを横切る流体の流れがそのように設計された感圧逃がし弁のみを経て生じ得るようになっていると、シリンダとピストンの間に作用する力が或る所定値に達するまで、ショックアブソーバはまったく伸縮しないので、小さな振動に対しては作用せず、またシリンダとピストンの間に作用する力が当該所定値を横切って増減するたびに感圧逃がし弁の急激な開閉による衝撃が生ずる恐れがあるので、感圧逃がし弁をバイパスしてピストンの両側を常時連通する絞り逃がし通路を設けることが行われている。そのような絞り逃がし通路の例は下記の特許文献１に示されている。また感圧逃がし弁は、一般に環状の弁座とそれに着座する弁板よりなり、弁板の表裏に作用する差圧が所定値以下のときには弁板は弁座に着座した状態にあるが該差圧が前記所定値以上のときには弁板は弁座より浮上して弁座に囲まれたポートを弁座の外側に開くような構造になっているので、弁座の環の一部を横切る溝を形成し、弁板が弁座上に着座した状態にあっても該溝の部分にて弁座の環の内側が外側と通じた状態にあることによって上記の絞り逃がし通路を形成することが下記の特許文献２および３に記載されている。
特開２００７−１３２３８９ 特開平１１−１６６５７４ 特開２００６−１４４９５１

環状の弁座とその上に着座する弁板よりなる感圧逃がし弁に於いては、弁座の環の幅が大きいと、弁座上に弁板が着座した状態にあるときの弁板に対する弁座の吸着力が増大し、差圧の上昇に対し開弁が遅れるという問題を生ずるので、弁座の環の幅は弁板を安定して支持することができる範囲でできる限り小さくされるのが好ましい。しかし、上記の絞り逃がし通路が弁座を横切って延在する溝によって形成される場合には、弁座の環の幅が小さいと、絞り逃がし通路の長さが短くなり、その絞り性能が不安定になるという問題がある。

本発明は、感圧逃がし弁の作動性能の点からは弁座の環の幅は可及的に小さくされるのが好ましいが、弁座の環を横切る溝によって形成される絞り逃がし通路の作動性能の点からは弁座の環の幅は可及的に広くされるのが好ましいという互いに相反する要請を満たすことができるショックアブソーバピストンを提供することを課題としている。

上記の課題を解決するものとして、本発明は、環状の弁座とそれに着座する弁板よりなり該弁板の表裏に作用する差圧が所定値以下のときには前記弁板は前記弁座に着座した状態にあるが該差圧が前記所定値以上のときには前記弁板は前記弁座より浮上して該弁座に囲まれたポートを前記弁座の外側に開くようになっている感圧逃がし弁と、前記弁座の環の一部を横切る溝によって前記感圧逃がし弁をバイパスして前記ポートを前記弁座の外側に開く絞り逃がし通路とを有するショックアブソーバピストンにして、前記弁座の環の幅が前記溝によって横切られる部分にて局部的に増大されることにより前記弁板が前記弁座に着座した状態で前記溝により形成される絞り逃がし通路の長さが増大されていることを特徴とするショックアブソーバピストンを提案するものである。

前記弁板は前記弁座の環の一部に沿う部分にて該弁座上に着座した状態に固定され、該一部とは前記ポートを挟んで反対側にある部分が前記弁座より最も大きく浮き上がることができるよう湾曲可能な弾性シートよりなっており、前記弁座の環の幅の局部的増大を伴う前記溝は前記弁板の前記弁座より最も大きく浮き上がることができる部分に対応して設けられていてよい。

前記弁座の環はピストンの中心軸線に沿った軸孔の縁に沿った内側円弧状部とピストンの外周縁に沿った外側円弧状部とこれらの内側および外側の円弧状部の両端間に放射状に延在する２つの直線部とからなる扇形の環であり、前記弁板は前記環の前記内側円弧状部に沿って前記弁座上に着座した状態に固定されており、前記弁座の環の幅の局部的増大を伴う前記溝は前記環の前記外側円弧状部の中央部に設けられていてよい。

前記弁座の環は前記軸孔の回りに複数個隔置して設けられており、これらの互いに隣りあう弁座の環の間には同様の弁座と弁板よりなる感圧逃がし弁とその弁座の環を横切る溝を備えた絞り逃がし通路がピストンの軸線方向について見て逆向きに設けられていてよい。

上記の如く環状の弁座とそれに着座する弁板よりなり該弁板の表裏に作用する差圧が所定値以下のときには前記弁板は前記弁座に着座した状態にあるが該差圧が前記所定値以上のときには前記弁板は前記弁座より浮上して該弁座に囲まれたポートを前記弁座の外側に開くようになっている感圧逃がし弁と、前記弁座の環の一部を横切る溝によって前記感圧逃がし弁をバイパスして前記ポートを前記弁座の外側に開く絞り逃がし通路とを有するショックアブソーバピストンに於いて、前記弁座の環の幅が前記溝によって横切られる部分にて局部的に増大されることにより前記弁板が前記弁座に着座した状態で前記溝により形成される絞り逃がし通路の長さが増大されていれば、弁座の環の幅を可及的に小さくすることと、絞り逃がし通路の長さをその絞り性能の安定化のために望まれる長さまで増大させることを同時に達成することができる。

前記弁板が前記弁座の環の一部に沿う部分にて該弁座上に着座した状態に固定され、該一部とは前記ポートを挟んで反対側にある部分が前記弁座より最も大きく浮き上がることができるよう湾曲可能な弾性シートよりなっており、前記弁座の環の幅の局部的増大を伴う前記溝が前記弁板の前記弁座より最も大きく浮き上がることができる部分に対応して設けられていれば、上記の要領にてその一部に於いて弁座上に着座した状態に固定された弁板が開くとき、弁板の弁座より最も離れやすい部分はその固定部とはポートを挟んで反対側にある部分であるので、弁座の環の幅をその一部にて広げたことにより弁の開きやすさが受ける悪影響は最小に抑えられる。またこの場合、前記溝は弁が開き始める位置に設けられているので、この部分が前記溝によって常に吸着されていない状態に維持されることにより、開弁の開始を容易にする効果が得られる。

前記弁座の環がピストンの中心軸線に沿った軸孔の縁に沿った内側円弧状部とピストンの外周縁に沿った外側円弧状部とこれらの内側および外側の円弧状部の両端間に放射状に延在する２つの直線部とからなる扇形の環であり、前記弁板が前記環の前記内側円弧状部に沿って前記弁座上に着座した状態に固定されており、前記弁座の環の幅の局部的増大を伴う前記溝が前記環の前記外側円弧状部の中央部に設けられていれば、前記溝は扇形の中心軸線に一致した位置に配置され、弁板は扇形の弁座の中心軸線上にある一端から始まって弁座に対し正確にその対称軸線に沿って開弁し、感圧逃がし弁の開弁性能はより一層安定したものとなる。

前記弁座の環が前記軸孔の回りに複数個隔置して設けられており、これらの互いに隣りあう弁座の環の間には同様の弁座と弁板よりなる感圧逃がし弁とその弁座の環を横切る溝を備えた絞り逃がし通路がピストンの軸線方向について見て逆向きに設けられていれば、伸縮のいずれの方向の作動に於いても安定した減衰特性を有するショックアブソーバを得ることができる。

添付の図１は、本発明によるショックアブソーバピストンを、その一つの実施の形態について、ショックアブソーバに組み込まれた状態に於いて示す概略断面図であり、図２は、図１の切断面ＩＩ−ＩＩによりピストンを矢印方向に見たピストンの弁座部の端面図である。尚、図１に於けるピストンの図は，図２の切断面Ｉ−Ｉによりピストンを矢印方向に見たピストンの縦断面図に相当している。

図示の例では、ピストン１０は、それがシリンダ１２に対し図にて下方へ移動するときピストンの下方より上方へ流体を逃がす感圧逃がし弁１４を４個と、それがシリンダ１２に対し図にて上方へ移動したときピストンの上方より下方へ流体を逃がす感圧逃がし弁１６を４個備えており、これらの感圧逃がし弁１４と１６とはピストンの中心軸線の周りに交互に配置されている。

感圧逃がし弁１４の各々は、ピストンを貫通するポート１８と、それを囲む環状の弁座２０と、その上に着座する弁板２２とを備えている。弁板２２は、図にはその平面輪郭は現れてはいないが、４個の感圧逃がし弁１４の各々の環状弁座２０に着座しまた該弁座より浮上することができる部分を含む全体としては環状の弾力性を有するシート部材であり、環状の押さえ部材２４および２６を介してピストンロッド２８の環状顎部３０によりピストンロッドの先端部３２を通す軸孔３４の縁に沿って弁座上に着座した状態に固定されている。環状の弁座２０は、軸孔３４の縁に沿った円環状部の一部によりなる内側の円弧状部３６と、ピストンの外周に沿った外側の円弧状部３８と、これら内側および外側の円弧状部の両端間に放射状に延在する一対の側縁部４０とを含んでいる。

弁板２２は、その下側に作用する圧力と上側に作用する圧力の差圧が或る所定値を越えて増大すると、環状弁座の外側円弧状部３８上に着座したその外縁部から始まって弁座より浮上し、ピストンの下側から上側へ流体を逃がすようになっている。弁座よりの弁板の浮上は、弁板に作用する差圧の増大に応じて弁板が固定された根元部より外側の自由端部へ向けて湾曲する度合がより増大するように生じ、これによってピストンの移動速度の増大に応じた流体抵抗の２次元的増大に対し、弁の開口度を大きくしてより多くの量の流体をポート１８から環状弁座２０を通って逃がし、ピストンの移動速度の増大に対するショックアブソーバの減衰力の増大が所望の勾配による比例的特性を呈するようにする。

更に、ピストンには、上記の所定値には達しない範囲の低い差圧が弁板に作用するような緩やかな速度にてピストンが移動するときにも、ピストンの移動に対して流体の流動による抵抗を与えてショックアブソーバに減衰作用を行わせるよう、感圧逃がし弁 １４をバイパスしてピストンの下側より上側へ流体を逃す絞り逃がし通路が設けられており、この絞り逃がし通路は、環状弁座２０の一部、特に図示の実施の形態の於いては、環状弁座の外側円弧状部３８の中央部を横切って設けられた溝４２により構成されている。そして、本発明によれば、円弧状弁座２０は、この溝４２が設けられる部分にて、その幅が局部的に増大され、これによって弁板２２が弁座２０上に着座した状態にあるとき溝４２によって得られる絞り逃がし通路の長さを増大することが図られている。

上記の通り、図示の如き環状の弁座２０とその上に着座する弁板２２よりなる感圧逃がし弁に於いては、弁座の環の幅が大きいと、弁座上に弁板が着座した状態にあるときの弁板に対する弁座の吸着力が増大し、弁板に作用する差圧の上昇に対し開弁が遅れるという問題を生ずるので、弁座２０の環の幅は弁板２２を安定して支持することができる範囲でできる限り小さくされるのが好ましいが、一方では、絞り逃がし通路を構成する溝４２の長さが小さいと、その絞り抵抗が不安定となり、安定した絞り逃がし通路の絞り性能を得ることができない。この点に関し、図２に示されている如く、弁座の環の幅が溝４２を設ける部分に於いて局部的に増大されれば、弁座の環の幅を実質的に増大させることなく溝４２によって構成される絞り逃がし通路の長さを所望の長さに増大させ、感圧逃がし弁の開弁特性を安定させると同時に、絞り逃がし通路の作動特性を安定させることができる。

感圧逃がし弁の感圧開き特性を安定させるためには、弁座からの弁板の剥離が弁座の外周部の中央から始まるのが好ましいと考えられる。この点に関し、図示の実施の形態に於ける如く、溝４２が弁座の外側円弧状部３８の中央部に設けられ、この部分に於いて弁座の環の幅が増大されることは、一見、弁の開き始めの部分での着座面積を増大させて吸着力を増大させるようであるが、弁板はこの部分にて溝４２により常時吸着より解除された状態にあり、溝４２は弁座からの弁板の剥離を促す作用を有し、しかも、溝４２は、開弁に際して弁板の湾曲が進行する方向に長くされているので、弁板の外縁部がその端縁から剥離を進行させることを助け、着座面積の増大に凌駕してし、感圧逃がし弁の開弁特性をより一層安定させると考えられる。

感圧逃がし弁１６についても、感圧逃がし弁１４について上に説明した構成と同様の構成が採用されてよく、それによってピストン１０がシリンダ１２に対し図にて上向きに移動するとき、同様に感圧逃がし弁の開弁特性と絞り逃がし通路の作動特性の両方を安定させる作用効果が得られることは明らかであろう。

以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

本発明によるショックアブソーバピストンをその一つの実施の形態についてショックアブソーバに組み込まれた状態に於いて示す概略断面図であり、図２の切断面Ｉ−Ｉによりピストンを矢印方向に見たピストンの縦断面を示す図。 図１の切断面ＩＩ−ＩＩによりピストンを矢印方向に見たピストンの弁座部の端面図。

符号の説明

１０…ピストン、１２…シリンダ、１４．１６…感圧逃がし弁、１８…ポート、２０…弁座、２２…弁板、２４，２６…押さえ部材、２８…ピストンロッド、３０…環状顎部、３２…ピストンロッドの先端部、３４…軸孔、３６…弁座の内側円弧状部、３８…弁座の外側円弧状部、４０…座の側縁部、４２…溝

Claims (4)

1. 環状の弁座とそれに着座する弁板よりなり該弁板の表裏に作用する差圧が所定値以下のときには前記弁板は前記弁座に着座した状態にあるが該差圧が前記所定値以上のときには前記弁板は前記弁座より浮上して該弁座に囲まれたポートを前記弁座の外側に開くようになっている感圧逃がし弁と、前記弁座の環の一部を横切る溝によって前記感圧逃がし弁をバイパスして前記ポートを前記弁座の外側に開く絞り逃がし通路とを有するショックアブソーバピストンにして、前記弁座の環の幅が前記溝によって横切られる部分にて局部的に増大されることにより前記弁板が前記弁座に着座した状態で前記溝により形成される絞り逃がし通路の長さが増大されていることを特徴とするショックアブソーバピストン。
2. 前記弁板は前記弁座の環の一部に沿う部分にて該弁座上に着座した状態に固定され、該一部とは前記ポートを挟んで反対側にある部分が前記弁座より最も大きく浮き上がることができるよう湾曲可能な弾性シートよりなっており、前記弁座の環の幅の局部的増大を伴う前記溝は前記弁板の前記弁座より最も大きく浮き上がることができる部分に対応して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のショックアブソーバピストン。
3. 前記弁座の環はピストンの中心軸線に沿った軸孔の縁に沿った内側円弧状部とピストンの外周縁に沿った外側円弧状部とこれらの内側および外側の円弧状部の両端間に放射状に延在する２つの直線部とからなる扇形の環であり、前記弁板は前記環の前記内側円弧状部に沿って前記弁座上に着座した状態に固定されており、前記弁座の環の幅の局部的増大を伴う前記溝は前記環の前記外側円弧状部の中央部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のショックアブソーバピストン。
4. 前記弁座の環は前記軸孔の回りに複数個隔置して設けられており、これらの互いに隣りあう弁座の環の間には同様の弁座と弁板よりなる感圧逃がし弁とその弁座の環を横切る溝を備えた絞り逃がし通路がピストンの軸線方向について見て逆向きに設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のショックアブソーバピストン。

Images