JP4902470B2 - 油圧緩衝器の減衰力調整構造 - Google Patents

Description

本発明は油圧緩衝器の減衰力調整構造に関する。

油圧緩衝器の減衰力調整構造として、特許文献１に記載の如く、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、一端が前記ピストンに連結され他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる油液の流れを制御して減衰力を発生させるメインディスクバルブと、該メインディスクバルブの閉弁方向に内圧を作用させる背圧室とを備え、油液の一部を前記背圧室に導入して、前記メインディスクバルブの開弁を制御するものがある。この減衰力調整構造では、前記メインディスクバルブに、前記背圧室に油液を導入するパイロット油路を穿設し、前記メインディスクバルブの背面側に前記パイロット油路を直接開閉するサブバルブを設けている。サブバルブがパイロット油路を閉じたときには、背圧室の内圧が上昇しないので、メインディスクバルブの開弁圧力が低くなり、減衰力が低くなる。サブバルブがパイロット油路を開いたときには、背圧室の内圧が上昇し、メインディスクバルブの開弁圧力が高くなり、減衰力が高くなる。

また、この減衰力調整構造では、所定圧力に達した背圧室内の圧力をリークするリーク路を備え、このリーク路に常閉のリリーフバルブを設けている。これにより、背圧室の圧力が所定圧力に達すると、リリーフバルブが開弁して背圧室の圧力をリークし、メインディスクバルブの開弁圧力、即ち減衰力の過度の上昇を防止する。
特開2005-344734

特許文献１に記載された減衰力調整構造では、メインディスクバルブに穿設したパイロット油路を背圧室への背圧導入路とし、この背圧導入路をサブディスクバルブにより開閉するものである。サブディスクバルブのバルブ剛性とメインディスクバルブのパイロット油路の大きさにより背圧室の圧力を設定するものであり、背圧室の圧力を制御することに困難がある。

また、背圧室内の圧力をリークするリーク路に常閉のリリーフバルブを設けた。リリーフバルブのバルブ剛性により背圧室内の圧力のリーク量を設定するものであり、背圧室の圧力を制御することに困難がある。

本発明の課題は、油圧緩衝器の減衰力調整構造において、減衰バルブの背面側に設けた背圧室の圧力を制御して減衰力を調整するに際し、背圧室の圧力を容易に制御することにある。

請求項１の発明は、シリンダに油液を収容し、シリンダに挿入されたピストンロッドの挿入端に設けたピストンをシリンダに摺動可能に嵌挿し、ピストンの摺動によって生ずる油液の流れを減衰バルブにより制御して減衰力を発生させるとともに、油液の一部を減衰バルブの背面側に設けた背圧室に背圧導入路から導入し、かつ背圧室内の圧力をリーク路からリークし、背圧室の圧力を制御することにより減衰バルブの開弁圧力を制御して減衰力を調整可能にする油圧緩衝器の減衰力調整構造において、前記背圧導入路にスリット付板バルブを設け、スリット付板バルブが備えるスリットを導入側オリフィスとし、前記減衰バルブの背面にバルブストッパを設け、バルブストッパの外周にリーク路となる摺動隙間を介して摺動するバックアップカラーを設け、バックアップカラーの背面にばねを設け、ばねによりバックアップカラーの正面を減衰バルブに押し付けて背圧室を形成し、バックアップカラーが摺接するシールリングをバルブストッパの外周に設け、シールリングにリーク路の一部となるリーク側オリフィスを備えてなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ばねが板ばねからなり、バルブストッパの背面側に固定される基部と、基部の外周の複数か所から突出してバックアップカラーの背面を押さえる舌片部とを備えるようにしたものである。

（請求項１）
(a)油圧緩衝器の減衰力調整構造において、減衰バルブの背面側に設けた背圧室の圧力を制御して減衰力を調整するに際し、背圧室に油液の一部を導入する背圧導入路にスリット付板バルブを設け、スリット付板バルブが備えるスリットを導入側オリフィスとした。スリット付板バルブのスリットの大きさにより決定される導入側オリフィスを簡易に加工し、背圧室の圧力を容易に制御できる。また、圧力導入側オリフィスの調整が容易に行なえ、背圧室への圧力伝播速度を調整し、周波数応答性を調整することが容易に行なえるため、周波数依存型減衰力調整も容易に行なえる。

(b)減衰バルブの背面のバルブストッパに摺動するバックアップカラーにより背圧室を形成し、背圧室の圧力をリークするリーク路をバルブストッパの外周に形成するに際し、バックアップカラーが摺接するシールリングをバルブストッパの外周に設け、シールリングにリーク路の一部となるリーク側オリフィスを備えた。シールリングのリーク側オリフィスを簡易に加工し、背圧室の圧力を容易に制御できる。また、リーク側オリフィスの調整が容易に行なえ、背圧室からのリーク量を調整し、導入側オリフィスと共に周波数応答性を調整することが容易に行なえるため、周波数依存型減衰力調整も容易に行なえる。

(c)リーク路からの圧力のリーク量は、バックアップカラーやバルブストッパの加工精度が影響するそれらの摺動隙間の寸法精度によらず、シールリングのリーク側オリフィスにより安定的に制御される。バルブストッパとバックアップカラーの加工精度を上げる必要なく、圧力のリーク量、ひいては背圧室の圧力を安定的に制御し、減衰バルブの減衰力特性を安定維持できる。

（請求項２）
(d)板ばねの外周の舌片部によりバックアップカラーの背面を押さえるようにしたから、板ばねのばね剛性を低くし、板ばねがバックアップカラーに及ぼす予荷重を下げることになる分だけ、減衰バルブの減衰力を下げ切ることができる。

(e)板ばねの舌片部はバックアップカラーの背面の周方向の一部を抑えるだけになるから、バルブストッパ及びバックアップカラーの摺動隙間からなるリーク路をこの舌片部が閉じることがない。従って、バルブストッパ及びバックアップカラーの背面に設けられる板ばねに格別の切欠状リーク路等を形成する必要がない。

図１は油圧緩衝器を示す断面図、図２は図１の減衰力調整構造を示す断面図、図３は板ばねを示す平面図、図４は減衰力発生状態を示し、（Ａ）は伸側行程を示す断面図、（Ｂ）は圧側行程を示す断面図である。

減衰力調整式油圧緩衝器１０は、図１に示す如く、ダンパチューブ１１にシリンダ１２を内蔵した二重管からなる複筒式であり、油液を収容したシリンダ１２にピストンロッド１３を挿入し、ダンパチューブ１１の下部に車軸側取付部を備えるとともに、ピストンロッド１３の上部に車体側取付部１４を備え、車両の懸架装置を構成する。

油圧緩衝器１０は、ダンパチューブ１１の外周の下スプリングシート１５と、ピストンロッド１３の上端部の車体側取付部１４に設けられた上スプリングシート（不図示）の間に懸架ばね１６を介装する。

油圧緩衝器１０は、シリンダ１２に挿入されるピストンロッド１３のためのロッドガイド１７、ブッシュ１８、オイルシール１９を、ダンパチューブ１１の上端加締部１１Ａとシリンダ１２の上端部の間に挟圧固定している。

減衰力調整式油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置２０とボトムバルブ装置４０を有する。ピストンバルブ装置２０とボトムバルブ装置４０は、ピストンロッド１３のシリンダ１２への挿入端に設けた後述するピストン２４がシリンダ１２を摺動することによって生ずる油液の流れを制御して減衰力を発生させ、それらが発生する減衰力により、懸架ばね１６による衝撃力の吸収に伴うピストンロッド１３の伸縮振動を制振する。

（ピストンバルブ装置２０）
ピストンバルブ装置２０は、ピストンロッド１３のシリンダ１２への挿入端の外周に螺子部２１を有し、螺子部２１の外周にスペーサ２２、バルブストッパ２３、ピストン２４、バルブストッパ２５、２６、スペーサ２７を挿着し、これらを螺子部２１に螺着されるナット２８により螺子部２１の基端段差部との間に挟圧固定する。

ピストン２４は、シリンダ１２に摺動可能に嵌挿され、伸側流路３１と圧側流路３２を設け、ピストン２４とバルブストッパ２５の間にディスクバルブ状の伸側減衰バルブ３３の環状中央部を挟圧し、ピストン２４とバルブストッパ２３の間にディスクバルブ状の圧側減衰バルブ３４の環状中央部を挟圧する。即ち、ピストンバルブ装置２０は、ピストン２４によりシリンダ１２内をロッド側室１２Ａとピストン側室１２Ｂに区画し、ロッド側室１２Ａとピストン側室１２Ｂはピストン２４に設けた伸側流路３１及び該伸側流路３１を開閉する伸側減衰バルブ３３と、圧側流路３２及び該圧側流路３２を開閉する圧側減衰バルブ３４のそれぞれを介して連通される。圧側減衰バルブ３４はロッド側室１２Ａを伸側流路３１に連通する孔３４Ａを備える。

従って、伸長時には、図４（Ａ）に示す如く、ロッド側室１２Ａの油が、圧側減衰バルブ３４の孔３４Ａからピストン２４の伸側流路３１を通り、伸側減衰バルブ３３を撓み変形させて開き、ピストン側室１２Ｂに導かれ、伸側減衰力を発生させる。また、圧縮時には、図４（Ｂ）に示す如く、ピストン側室１２Ｂの油が、ピストン２４の圧側流路３２を通り、圧側減衰バルブ３４を撓み変形させて開き、ロッド側室１２Ａに導かれ、圧側減衰力を発生させる。

（ボトムバルブ装置４０）
油圧緩衝器１０は、ダンパチューブ１１とシリンダ１２の間隙をリザーバ室１２Ｃとし、このリザーバ室１２Ｃの内部を油室とガス室に区画している。そして、ボトムバルブ装置４０は、シリンダ１２の内部のピストン側室１２Ｂとリザーバ室１２Ｃとを仕切るボトムピース４１をシリンダ１２の下端部とダンパチューブ１１の底部との間に配置し、ダンパチューブ１１の底部とボトムピース４１の間の空間をボトムピース４１に設けた流路によりリザーバ室１２Ｃに連絡可能にする。

ボトムバルブ装置４０は、ボトムピース４１に設けた圧側流路４１Ａと伸側流路（不図示）をそれぞれ開閉するボトムバルブとしての、ディスクバルブ４２とチェックバルブ４３を備える。

そして、伸長時には、シリンダ１２から退出するピストンロッド１３の退出容積分の油が、チェックバルブ４３を押し開き、リザーバ室１２Ｃからボトムピース４１の伸側流路（不図示）経由でピストン側室１２Ｂに補給される。圧縮時には、シリンダ１２に進入するピストンロッド１３の進入容積分の油が、ピストン側室１２Ｂからボトムピース４１の圧側流路４１Ａを通ってディスクバルブ４２を撓み変形させて開き、リザーバ室１２Ｃへ押出され、圧側減衰力を得る。

尚、油圧緩衝器１０にあっては、シリンダ１２のロッド側室１２Ａに位置するピストンロッド１３まわりで、ピストン２４の側（下側）に固定されたリバウンドシート４６の上に、ピストンロッド１３の伸切り時（油圧緩衝器１０の最伸長状態）に圧縮変形せしめられるリバウンドラバー４７を備えている。

しかるに、油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置２０の伸側減衰力を調整するための減衰力調整装置５０を以下の如くに備える。

減衰力調整装置５０は、図２に示す如く、伸側減衰バルブ３３の伸側流路３１に対する背面側に、伸側背圧室５１を設ける。本実施例では、伸側背圧室５１が、伸側減衰バルブ３３の背面に設けたバルブストッパ２５の外周縮径部と、バルブストッパ２５、２６の外周に後述のリーク路７０となる摺動隙間を介して摺動するように設けたバックアップカラー５２により形成され、バックアップカラー５２の背面に設けた環状板ばね５３（ばね）によりバックアップカラー５２の正面を伸側減衰バルブ３３に付勢されて押し当てられる。このとき、伸側減衰バルブ３３が伸側流路３１に臨む受圧面積は、伸側背圧室５１に臨む受圧面積に同じ、又はわずかに大きくすることが好ましい。

減衰力調整装置５０は、ピストンロッド１３の挿入端にロッド側室１２Ａを伸側背圧室５１に連絡する背圧導入路６０を設ける。背圧導入路６０は、スペーサ２２とバルブストッパ２３の間に挟持される後述のスリット付板バルブ６１のスリット６１Ａ、ピストンロッド１３の挿入端に設けた縦溝６２、バルブストッパ２５に設けた横孔６３を順に連絡し、スリット付板バルブ６１のスリット６１Ａをロッド側室１２Ａに開口し、横孔６３を伸側背圧室５１に開口して形成される。

減衰力調整装置５０は、ロッド側室１２Ａの油液の一部を伸側減衰バルブ３３の背面側に設けた伸側背圧室５１に背圧導入路６０から導入し、かつ背圧室５１内の圧力をリーク路７０からピストン側室１２Ｂにリークし、伸側背圧室５１の圧力を制御することにより伸側減衰バルブ３３の開弁圧力を制御して伸側減衰力を調整する。

ここで、減衰力調整装置５０にあっては、背圧導入路６０にスリット付板バルブ６１を設けている。本実施例のスリット付板バルブ６１は、複数枚の薄板の積層状をなしてスペーサ２２とバルブストッパ２３の間に挟持され、バルブストッパ２３に直に接する最も下層側の薄板の外縁の周方向１か所又は複数か所にスリット６１Ａを設けて構成される。スリット付板バルブ６１のスリット６１Ａは、ロッド側室１２Ａの油液を伸側背圧室５１に導入するときの導入側オリフィス６０Ａになる。

油圧緩衝器１０のピストン速度（ピストン２４の移動速度）が高周波入力となるとき、ロッド側室１２Ａの油液はスリット６１Ａの導入側オリフィス６０Ａの抵抗により伸側背圧室５１に導入され難く、背圧室５１の圧力は上昇しない。油圧緩衝器１０のピストン速度が低周波入力となるとき、図４（Ａ）に示す如く、ロッド側室１２Ａの油液はスリット６１Ａの導入側オリフィス６０Ａを容易に通過して伸側背圧室５１に導入され易く、背圧室５１の圧力は上昇する。

また、減衰力調整装置５０にあっては、バックアップカラー５２がバルブストッパ２５、２６との間に摺動隙間を形成し、この摺動隙間により伸側背圧室５１の圧力をピストン側室１２Ｂにリークするリーク路７０を構成する。このとき、バルブストッパ２５、２６は同一の外周を備え、バルブストッパ２６のバルブストッパ２５の端面に接する合面の側に設けてある外周縮径部をバルブストッパ２５の上記端面により閉じることにより、バルブストッパ２６の外周に環状溝２６Ａを形成する。そして、バックアップカラー５２が摺接するシールリング７１をバルブストッパ２６の外周の環状溝２６Ａに設ける。シールリング７１はバックアップカラー５２が摺接する外周と、環状溝２６Ａの溝底との間に環状隙間を形成する内周を備え、環状溝２６Ａの溝底を挟む両溝側面に臨む上下面の周方向１か所又は複数か所にオリフィス用溝を形成し、これらの環状隙間とオリフィス用溝によりリーク側オリフィス７０Ａを形成し、このリーク側オリフィス７０Ａをリーク路７０の一部とする。

減衰力調整装置５０は、リーク側オリフィス７０Ａの流路面積を導入側オリフィス６０Ａより小さくし、導入側オリフィス６０Ａを介して導入された伸側背圧室５１の圧力をリーク側オリフィス７０Ａの抵抗により一定に維持する。

また、減衰力調整装置５０にあっては、バックアップカラー５２の背面に設けられる前述の環状板ばね５３が、図３に示す如く、バルブストッパ２６の背面側でバルブストッパ２６とスペーサ２７の間に挟圧固定される環状中央基部５３Ａと、基部５３Ａの外周の複数か所（本実施例では十字状をなす４か所）から外方に突出してバックアップカラー５２の背面を押さえる舌片部５３Ｂを備える。板ばね５３の舌片部５３Ｂはバックアップカラー５２の背面の周方向複数か所に対し、予圧接する弾性曲がり状態で当接する。板ばね５３はバックアップカラー５２の背面を押さえる舌片部５３Ｂのばね剛性を低くし、バックアップカラー５２に及ぼす予荷重を下げるものである。

従って、減衰力調整装置５０は以下の如くに動作する。
(1)油圧緩衝器１０のピストン速度（ピストン２４の移動速度）が高周波入力となるとき、ロッド側室１２Ａの油液はスリット６１Ａの導入側オリフィス６０Ａの抵抗により伸側背圧室５１に導入され難く、背圧室５１の圧力は上昇しないから伸側減衰バルブ３３の開弁圧力は低くなり、伸側減衰バルブ３３は開き易くなり、伸側減衰バルブ３３の伸側減衰力が低くなる。

(2)油圧緩衝器１０のピストン速度が低周波入力となるとき、図４（Ａ）に示す如く、ロッド側室１２Ａの油液はスリット６１Ａの導入側オリフィス６０Ａを容易に通過して伸側背圧室５１に導入され易く、背圧室５１の圧力は上昇して伸側減衰バルブ３３の開弁圧力は高くなり、伸側減衰バルブ３３は開き難くなり、伸側減衰バルブ３３の伸側減衰力が高くなる。

(3)伸側背圧室５１の圧力はバルブストッパ２５、２６の外周に設けたバックアップカラー５２のためのシールリング７１が形成するリーク路７０のリーク側オリフィス７０Ａからピストン側室１２Ｂにリークされる。伸側背圧室５１の圧力のリーク量がリーク側オリフィス７０Ａにより安定的に制御され、背圧室５１の圧力を一定に維持し、伸側減衰バルブ３３の減衰力特性を安定維持できる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)油圧緩衝器１０の減衰力調整構造において、伸側減衰バルブ３３の背面側に設けた背圧室５１の圧力を制御して減衰力を調整するに際し、背圧室５１に油液の一部を導入する背圧導入路６０にスリット付板バルブ６１を設け、スリット付板バルブ６１が備えるスリット６１Ａを導入側オリフィス６０Ａとした。スリット付板バルブ６１のスリット６１Ａの大きさにより決定される導入側オリフィス６０Ａを簡易に加工し、背圧室５１の圧力を容易に制御できる。また、圧力導入側オリフィス６０Ａの調整が容易に行なえ、背圧室５１への圧力伝播速度を調整し、周波数応答性を調整することが容易に行なえるため、周波数依存型減衰力調整も容易に行なえる。

(b)伸側減衰バルブ３３の背面のバルブストッパ２５、２６に摺動するバックアップカラー５２により背圧室５１を形成し、背圧室５１の圧力をリークするリーク路７０をバルブストッパ２５、２６の外周に形成するに際し、バックアップカラー５２が摺接するシールリング７１をバルブストッパ２５、２６の外周に設け、シールリング７１にリーク路７０の一部となるリーク側オリフィス７０Ａを備えた。シールリング７１のリーク側オリフィス７０Ａを簡易に加工し、背圧室５１の圧力を容易に制御できる。また、リーク側オリフィス７０Ａの調整が容易に行なえ、背圧室５１からのリーク量を調整し、導入側オリフィス６０Ａと共に周波数応答性を調整することが容易に行なえるため、周波数依存型減衰力調整も容易に行なえる。

(c)リーク路７０からの圧力のリーク量は、バックアップカラー５２やバルブストッパ２５、２６の加工精度が影響するそれらの摺動隙間の寸法精度によらず、シールリング７１のリーク側オリフィス７０Ａにより安定的に制御される。バルブストッパ２５、２６とバックアップカラー５２の加工精度を上げる必要なく、圧力のリーク量、ひいては背圧室５１の圧力を安定的に制御し、伸側減衰バルブ３３の減衰力特性を安定維持できる。

(d)板ばね５３の外周の舌片部５３Ｂによりバックアップカラー５２の背面を押さえるようにしたから、板ばね５３のばね剛性を低くし、板ばね５３がバックアップカラー５２に及ぼす予荷重を下げることになる分だけ、伸側減衰バルブ３３の減衰力を下げ切ることができる。

(e)板ばね５３の舌片部５３Ｂはバックアップカラー５２の背面の周方向の一部を抑えるだけになるから、バルブストッパ２５、２６及びバックアップカラー５２の摺動隙間からなるリーク路７０をこの舌片部５３Ｂが閉じることがない。従って、バルブストッパ２５、２６及びバックアップカラー５２の背面に設けられる板ばね５３に格別の切欠状リーク路７０等を形成する必要がない。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。本発明の減衰力調整構造は、伸側減衰バルブ３３の背面側に上記実施例の如くに伸側背圧室５１を設けて実施するものに限らず、圧側減衰バルブ３４の背面側に圧側背圧室を設け、又は伸側減衰バルブ３３、圧側減衰バルブ３４両者の背面側に伸側背圧室と圧側背圧室のそれぞれを設けることにより、上記実施例と同様に実施することができる。

図１は油圧緩衝器を示す断面図である。 図２は図１の減衰力調整構造を示す断面図である。 図３は板ばねを示す平面図である。 図４は減衰力発生状態を示し、（Ａ）は伸側行程を示す断面図、（Ｂ）は圧側行程を示す断面図である。

符号の説明

１０ 油圧緩衝器
１２ シリンダ
１３ ピストンロッド
２４ ピストン
２５、２６ バルブストッパ
３３ 伸側減衰バルブ（減衰バルブ）
５１ 伸側背圧室（背圧室）
５２ バックアップカラー
５３ 板ばね（ばね）
５３Ａ 基部
５３Ｂ 舌片部
６０ 背圧導入路
６０Ａ 導入側オリフィス
６１ スリット付板バルブ
６１Ａ スリット
７０ リーク路
７０Ａ リーク側オリフィス
７１ シールリング

Claims (2)

1. シリンダに油液を収容し、シリンダに挿入されたピストンロッドの挿入端に設けたピストンをシリンダに摺動可能に嵌挿し、ピストンの摺動によって生ずる油液の流れを減衰バルブにより制御して減衰力を発生させるとともに、
   油液の一部を減衰バルブの背面側に設けた背圧室に背圧導入路から導入し、かつ背圧室内の圧力をリーク路からリークし、背圧室の圧力を制御することにより減衰バルブの開弁圧力を制御して減衰力を調整可能にする油圧緩衝器の減衰力調整構造において、
   前記背圧導入路にスリット付板バルブを設け、スリット付板バルブが備えるスリットを導入側オリフィスとし、
   前記減衰バルブの背面にバルブストッパを設け、バルブストッパの外周にリーク路となる摺動隙間を介して摺動するバックアップカラーを設け、バックアップカラーの背面にばねを設け、ばねによりバックアップカラーの正面を減衰バルブに押し付けて背圧室を形成し、
   バックアップカラーが摺接するシールリングをバルブストッパの外周に設け、シールリングにリーク路の一部となるリーク側オリフィスを備えてなることを特徴とする油圧緩衝器の減衰力調整構造。
2. 前記ばねが板ばねからなり、バルブストッパの背面側に固定される基部と、基部の外周の複数か所から突出してバックアップカラーの背面を押さえる舌片部とを備える請求項１に記載の油圧緩衝器の減衰力調整構造。

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