JP4868166B2 - 流体圧緩衝器 - Google Patents

Description

本発明は、流体圧緩衝器の改良に関する。

特許文献１には、伸び側または縮み側バルブを構成する複数枚のバルブシートのうちの１枚のバルブシートをピストンの軸心に対して偏心させて配置し、これにより、減衰力特性の調整の自由度を拡大した油圧緩衝器（流体圧緩衝器の一種）の開示がある。この油圧緩衝器では、伸び側または縮み側バルブの径方向の剛性を一方を最大とすると同時に他方を最小とし、伸び側または縮み側バルブを剛性が最小の部位から順次開閉させることにより、バルブ剛性の絶対値域の分布を変化させて減衰力特性を任意に調整することが可能である。

しかしながら、特許文献１の油圧緩衝器では、減衰力特性の調整の自由度をさらに向上させるために複数枚の偏心ディスクバルブ（バルブシート）を使用した場合、偏心ディスクの相互間の軸心回りの角度位相を固定するための構造が必要になり、構造の複雑化あるいは部品点数が増加する。
特開２０００−５５１０３号公報

そこで本発明は、簡易な構造で減衰力特性の調整の自由度を向上させることが可能な流体圧緩衝器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、弁座の弁座軸方向の高さを弁座周方向へ連続して変化させた。

本発明によれば、簡易な構造で減衰力特性の調整の自由度を向上させることが可能な流体圧緩衝器を提供することができる。

本発明の第１実施形態を図１ないし図５に基いて説明する。なお、第１実施形態の流体圧緩衝器１は、自動車のサスペンション装置に組込まれる筒型油圧緩衝器１である。
図１に示される本実施形態の流体圧緩衝器１は、油液（流体の一種）が封入されたシリンダ２の内部にピストン３が摺動可能に嵌装される。シリンダ２は、内部がピストン３によってシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとに画成される。ピストン３は、ピストンロッド４の下端部にナット５によって固定される。ピストンロッド４は、先端部側がシリンダ２及びアウターシェル６の上端部に取り付けられたロッドガイド７及びオイルシール８に挿通されて外部へ延出する。なお、シリンダ下室２Ｂは、ベースバルブ１７を介してリザーバ（図示省略）に接続される。リザーバは、内部に油液及びガスが封入される。

図２に示されるように、ピストン３は、シリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとを連通させる伸び側通路９及び縮み側通路１０（共に通路）を有する。ピストン３の下端面（図２における下側端面）には、伸び側通路９の下流側（図２における下側）の端部に位置する円環状の伸び側弁座１１が形成される。また、ピストン３は、下端面の内周側に、伸び側弁座１１に対して図２における上側へ位置して伸び側ディスクバルブ群１５の内周側周縁部をクランプする伸び側内シート１３が形成される。同様に、ピストン３は、上端面（図２における上側端面）に、図３にも示されるように、縮み側通路１０の下流側（図２における上側）の端部に位置する円環状の縮み側弁座１２が形成される。また、ピストン３は、上端面の内周側に、縮み側弁座１２に対して図２における下側へ位置して縮み側ディスクバルブ群１６の内周側周縁部をクランプする縮み側内シート１４が形成される。なお、各ディスクバルブ群１５，１６は、ディスク、開口ディスク、切欠きディスクを含む従来技術の流体圧緩衝器（例えば、特開２００５−３４４９１１）と同様に構成すればよい。

そして、本実施形態の流体圧緩衝器１では、伸び側弁座１１の弁座軸方向（シリンダ軸Ｘ方向（図２における上下方向））の高さ、言い換えると、伸び側弁座１１の伸び側内シート１３に対する段差を弁座周方向へ連続して変化させている。ここで、周方向に連続して変化しているとは、周方向に隣り合う２つの弁座部分の間に大きな高さの違いがないことをいう。ただし、いわゆるオリフィス特性を出すために弁座に設けられる微小な切欠による高さの違いは含まない。このように構成することにより、伸び側弁座１１と伸び側ディスクバルブ群１５との接触圧力を弁座周方向へ連続して変化させている。これにより、伸び側ディスクバルブ群１５の開弁圧力を弁座周方向へ連続して変化させることができ、伸び側の減衰力特性の設定の自由度が向上する。

同様に、本実施形態の流体圧緩衝器１では、縮み側弁座１２のシリンダ軸Ｘ方向（図２における上下方向）の高さ、言い換えると、縮み側弁座１２の縮み側内シート１４に対する段差を弁座周方向（図３におけるＲ方向）へ連続して変化させることにより、縮み側弁座１２と縮み側ディスクバルブ群１６との接触圧力を弁座周方向へ連続して変化させている。これにより、縮み側ディスクバルブ群１６の開弁圧力を弁座周方向へ連続して変化させることができ、縮み側の減衰力特性の設定の自由度が向上する。

具体的には、本実施形態の流体圧緩衝器１では、図３に示されるように、縮み側弁座１２上の任意の点のＡ点を始点として、その周上に、図３における時計回り方向へ90°の角度位相で、Ｂ点、Ｃ点及びＤ点を設定すると同時に、縮み側弁座１２上のＡ点、Ｂ点、Ｃ点及びＤ点に相対する伸び側弁座１１上の位置に、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点及びＤ点を設定し、図４に示されるように、縮み側弁座１２の縮み側内シート１４に対する段差のうち、段差が最大となるＣ点と段差が最小となるＡ点との段差を0.40mmに設定し、Ａ点からＢ点を経由してＣ点までの間、及びＣ点からＤ点を経由してＡ点までの間の段差を一定の増加率あるいは減少率で増加あるいは減少させる。

一方、伸び側弁座１１の伸び側内シート１３に対する段差のうち、段差が最大となるＣ点と段差が最小となるＡ点との段差を0.65mmに設定し、Ａ点からＢ点を経由してＣ点までの間、及びＣ点からＤ点を経由してＡ点までの間の段差を一定の増加率あるいは減少率で増加あるいは減少させた。つまり、伸び側弁座１１及び縮み側弁座１２上における、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点及びＤ点は、それぞれ同一平面上に配置される。なお、従来の流体圧緩衝器の一例を図４に示すと、伸び側弁座１１の伸び側内シート１３に対する段差、縮み側弁座１２の縮み側内シート１４に対する段差は、共に0.25mmで弁座周方向に一定である。

次に、本実施形態の流体圧緩衝器１の作用を説明する。
まず、伸び行程時には、ピストン３がシリンダ２に対して図１における上方へ移動する。これにより、シリンダ上室２Ａの油液が伸び側通路９を通ってシリンダ下室２Ｂに向けて流出する。この時、ピストンロッド４がシリンダ２から退出した分の油液がリザーバからベースバルブ１７を経由してシリンダ下室２Ｂへ供給され、リザーバ内部のガスが膨張することにより、シリンダ２内部の容積変化が補償される。そして、伸び側通路９の液圧を受けて伸び側ディスクバルブ群１５がその撓みによって開弁し、その伸び側ディスクバルブ群１５の開度に相応の減衰力が発生する。

一方、縮み行程時には、ピストン３がシリンダ２に対して図１における下方へ移動する。これにより、シリンダ下室２Ｂの油液が縮み側通路１０を通ってシリンダ上室２Ａに向けて流出する。この時、ピストンロッド４がシリンダ２の内部へ進入した分の油液がシリンダ下室２Ｂからベースバルブ１７を経由してリザーバへ供給され、リザーバ内部のガスが圧縮されることにより、シリンダ２内部の容積変化が補償される。そして、縮み側通路１０の液圧を受けて縮み側ディスクバルブ群１６がその撓みによって開弁し、その縮み側ディスクバルブ群１６の開度に相応の減衰力が発生する。

そして、本実施形態の流体圧緩衝器１は、伸び側弁座１１の伸び側内シート１３に対する段差を弁座周方向へ連続して変化させることで、伸び側ディスクバルブ群１５の開弁圧力を弁座周方向へ連続して変化させたので、伸び側ディスクバルブ群１５が接触圧力の低い部分から順次開弁するため減衰力特性の変化がなだらかになる。したがって、図５に示されるように、伸び側弁座１１の伸び側内シート１３に対する段差が一定である従来の流体圧緩衝器に対して、伸び側の減衰力特性の設定の自由度（調整幅）を拡大することができ、さらに、図５に示される伸び側の減衰力特性が直線に近似していることからも理解できるように、ピストン速度の上昇時あるいは下降時における伸び側の減衰力特性をより安定させることが可能となり、好ましい伸び側減衰力特性を容易に得ることができる。

同様に、本実施形態の流体圧緩衝器１は、縮み側弁座１２の縮み側内シート１４に対する段差を弁座周方向へ連続して変化させることで、縮み側ディスクバルブ群１６の開弁圧力を弁座周方向へ連続して変化させたので、図５に示されるように、縮み側弁座１２の縮み側内シート１４に対する段差が一定である従来の流体圧緩衝器に対して、縮み側の減衰力特性の設定の自由度（調整幅）を拡大することができ、さらに、図５に示される縮み側の減衰力特性が直線に近似していることからも理解できるように、ピストン速度の上昇時あるいは下降時における縮み側の減衰力特性をより安定させることが可能となり、好ましい縮み側減衰力特性を容易に得ることができる。

本実施形態によれば、伸び側弁座１１の伸び側内シート１３に対する段差を弁座周方向へ連続して変化させて伸び側ディスクバルブ群１５の開弁圧力を弁座周方向へ連続して変化させたので、伸び側弁座１１の伸び側内シート１３に対する段差が一定である従来の流体圧緩衝器に対して、伸び側の減衰力特性の設定の自由度（調整幅）を拡大することができると共に、ピストン速度の上昇あるいは下降に対する伸び側の減衰力特性をより安定させることができる。
同様に、縮み側弁座１２の縮み側内シート１４に対する段差を弁座周方向へ連続して変化させて縮み側ディスクバルブ群１６の開弁圧力を弁座周方向へ連続して変化させたので、縮み側弁座１２の縮み側内シート１４に対する段差が一定である従来の流体圧緩衝器に対して、縮み側の減衰力特性の設定の自由度（調整幅）を拡大することができると共に、ピストン速度の上昇あるいは下降に対する縮み側の減衰力特性をより安定させることができる。
また、本実施形態では、伸び側弁座１１の伸び側内シート１３に対する段差あるいは縮み側弁座１２の縮み側内シート１４に対する段差を弁座周方向へ連続して変化させるだけの極めて簡易な構造により実施が可能であり、さらに、例えば、ディスクバルブの位相合せ等の煩雑な調整もないので、製造が容易で、延いては、製造コストをも削減することが可能である。

なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施形態では、ピストン３の上下両端面に形成される弁座１１及び１２の内シート１３及び１４に対する段差を弁座周方向へ連続して変化させたが、例えば、背圧室を含む減衰力発生機構を有する流体圧緩衝器において、該減衰力発生機構のバルブ部材の弁座の、該バルブ部材の内シートに対する段差を、弁座周方向へ連続して変化させるように構成してもよい。また、ベースバルブの弁座の内シートに対する段差を弁座周方向に連続して変化させてもよい。

本実施形態の流体圧緩衝器の断面図である。 図１における要部の拡大図である。 本実施形態の流体圧緩衝器のピストンの平面図である。 本実施形態の流体圧緩衝器及び従来技術の流体圧緩衝器におけるピストンの弁座と内シートとの段差の設定の一例を示す図である。 本実施形態の流体圧緩衝器及び従来技術の流体圧緩衝器における減衰力特性の一例を示す図である。

符号の説明

１ 流体圧緩衝器、２ シリンダ、２Ａ シリンダ上室、２Ｂ シリンダ下室、３ ピストン、４ ピストンロッド、９ 伸び側通路（通路）、１０ 縮み側通路（通路）、１１ 伸び側弁座（弁座）、１２ 縮み側弁座（弁座）、１５ 伸び側ディスクバルブ群（ディスクバルブ）、１６ 縮み側ディスクバルブ群（ディスクバルブ）

Claims (1)

1. 流体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て前記シリンダ内を２室に画成するピストンと、
   一端が前記ピストンに接続されて他端が前記シリンダの外部へ突出するピストンロッドと、
   前記ピストンの移動時に前記２室間の流体の流れを許容する通路と、
   前記通路の下流側端部に設けられる円環状の弁座と、
   該弁座と同心に配置されて前記弁座に当接されるディスクバルブと、
   を含む流体圧緩衝器において、
   前記弁座の弁座軸方向の高さを弁座周方向へ連続して変化させたことを特徴とする流体圧緩衝器。

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