JP5873353B2

JP5873353B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP5873353B2
Application number: JP2012036276A
Authority: JP
Inventors: 君嶋　和之; 和之君嶋
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: JP2013170663A

Description

この発明は、緩衝器に関し、特に、車両のサスペンションに組み込まれる油圧緩衝器の改良に関する。

車両のサスペンションに組み込まれる油圧緩衝器にあっては、車両の乗り心地を良くするために、たとえば、四輪各部で発生される減衰力が設定通りに具現化されることが要求される。

そのため、油圧緩衝器が備える減衰バルブは、たとえば、隔壁体たるピストンと、このピストンに積層されるリーフバルブとを有し、ピストンは、このピストンが区画する圧力室を連通させるポートを有し、リーフバルブは、ピストンの一端に内周側端部固定で外周側端部自由の態勢に設けられて、ポートの下流側端を開放可能に閉塞する。

一方、ピストンの一端には、たとえば、特許文献１に開示されているように、リーフバルブの内周側端部を固定的に定着させる内周側のボス部と、リーフバルブの外周側端部を離着座自在に着座させる外周側のシート部とを有してなる。

そして、ボス部とシート部との間に高低差を有するとし、この高低差は、シート部をボス部より高くすることで実現され、具体的には、圧力室に対向するボス部とシート部とが同一円錐面上にあるようにしている。

それゆえ、ピストンの一端に積層されるリーフバルブにあっては、ボス部とシート部とに高低差があるため、内周側端部がボス部に定着されて外周側端部がシート部に着座する状態になると、イニシャル荷重が付与されることになる。

したがって、油圧緩衝器にあって、高圧側からの作動流体がリーフバルブの外周側端部を撓ませてシート部との間の隙間を通過して低圧側に流出するときに、リーフバルブがイニシャル荷重を付与されてなるから、このイニシャル荷重が付与されていない場合に比較して、全体的に大きくなる圧力損失があり、高い減衰力の発生を可能にすることになる。

特開２００４−１７６７７５号公報

しかしながら、上記の油圧緩衝器にあっては、リーフバルブで発生される減衰力が設定通りにならず、減衰力の大きさが製品毎にバラツクことが危惧される。

上記の油圧緩衝器にあっては、図３に示すように、ボス部Ｐ１とシート部Ｐ２とが有する高低差Ｈは、ボス部Ｐ１と、シート部Ｐ２とが同一円錐面上にあるようにすることで具現化されている。

このことから、リーフバルブＶをピストンＰの一端に積層するのにあっては、上下方向からの力で内周側端部をボス部Ｐ１に押し付けることになるが、その際に、ボス部Ｐ１の外側縁Ｐ３が弾性変形することが考えられる。

そのため、リーフバルブＶにあっては、図３中に実線図で示すように、ボス部Ｐ１に押し付けられる内周側端部と、ボス部Ｐ１の外側縁Ｐ３よりピストンＰの外側寄りとなる部分Ｖ１との繋がり部分Ｖ２に局部的な変形が起きることになる。

そして、ボス部Ｐ１に内周側端部を定着する力が区々となったり、あるいは、ボス部Ｐ１の高さや外径に寸法誤差があったりすると、上記の繋がり部分Ｖ２における変形量が区々となり、リーフバルブＶの外周側端部に付与されるイニシャル荷重が区々になる。

その結果、油圧緩衝器において、発生される減衰力が設定通りにならず、また、減衰力の大きさが製品毎にバラツクことになって、車両における乗車フィーリングが異なることになる不具合を招く。

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、減衰力を設定通りに発生することができる緩衝器を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、この発明の構成を、圧力室を区画する隔壁体と、上記隔壁体に積層されるリーフバルブとを有し、上記リーフバルブの内周側端部を定着させるボス部と、上記リーフバルブの外周側端部を離着座させるシート部とを有し、上記ボス部と上記シート部との間に上記ボス部より上記シート部を高くする高低差を有してなる緩衝器において、上記隔壁体における上記ボス部の外周縁から上記シート部の外周縁までの間にある上記リーフバルブを着座させる面が、上記隔壁体の内側から外側に向けて徐々に高くなる同一湾曲面上あるいは同一円弧面上にあるようにし、上記ボス部が上記湾曲面上あるいは上記円弧面上にあるか、または、水平面とされてなるとする。

それゆえ、ボス部が水平面からなり、あるいは、隔壁体の内側から外側に向けて徐々に高くなる同一の湾曲面上または同一の円弧面上にあるとされるから、ボス部を水平面、あるいは、ほぼ水平面に近い状態にし得る。

そして、ボス部の外側縁からシート部の外側縁の間が隔壁体の内側から外側に向けて徐々に高くなる同一湾曲面上あるいは同一円弧面上にあるとされるから、ボス部とシート部とに架け渡されるリーフバルブにあって、ボス部に定着される内周側端部と、ボス部の外側縁より外周側となる部分との繋がり部分に局部的な変形が発現されなくなる。

したがって、リーフバルブの内周側端部をボス部に定着する力が区々となったりしても、あるいは、ボス部の高さや外径に寸法誤差があったりしても、上記の繋がり部分に局部的な変形が発現されず、また、変形が発現されるとしても変形量が大きくならず、リーフバルブに付与されるイニシャル荷重が区々とならないことになる。

その結果、緩衝器において、減衰力が設定通りに発生され、減衰力の大きさが製品毎にバラツクことにならず、たとえば、車両のサスペンションに組み込まれる油圧緩衝器とされるとき、乗車フィーリングを安定させてバラツキをなくし、また、乗車フィーリングの再現性を良くすることが可能になる。

この発明の一の実施形態によるピストン部分を示す部分縦断面図である。図１中のリーフバルブシート部を拡大して示す縦断面図である。従来例とされるリーフバルブシート部を拡大して示す縦断面図である。

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、この発明による緩衝器は、たとえば、車両のサスペンションに組み込まれる油圧緩衝器とされ、伸縮作動時に所定の減衰作用をなして、車両の車体と車軸の振動を抑制する。

そして、油圧緩衝器は、作動流体たる作動油を収容するシリンダ１内に出入自在に挿通のロッド２の先端部２ａに保持されてシリンダ１内に摺動自在に挿入される環状に形成の隔壁体たるピストン３を有し、このピストン３に伸側のリーフバルブ４と圧側のリーフバルブ５を積層してなる。なお、作動流体については、作動油以外の流体からなるとしても良い。

詳しく説明すると、ピストン３は、シリンダ１内に摺動自在に挿入されてシリンダ１内に図１中で下方側の圧力室たる一方室Ｒ１と、図１中で上方側の圧力室たる他方室Ｒ２とを区画すると共に、一方室Ｒ１と他方室Ｒ２との連通を可能にする内周側に開穿の伸側のポート３ａおよび外周側に開穿の圧側のポート３ｂを有する。

それゆえ、油圧緩衝器にあって、ピストン３がシリンダ１内を移動して一方室Ｒ１および他方室Ｒ２が広狭されるときには、作動油が伸側のポート３ａおよび圧側のポート３ｂを通じて一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを往復し得ることになる。

一方、ピストン３は、他方室Ｒ２側端たる一端に伸側のリーフバルブ４を積層させるために、内周側に環状に形成されてリーフバルブ４の内周側端部（符示せず）を固定的に着座させるボス部１２と、外周側に環状に形成されてリーフバルブ４の外周側端部（符示せず）を離着座自在に着座させるシート部１３とを有し、図示するところでは、ボス部１２とシート部１３との間に凹部たる環状溝１１を区画している。

なお、ピストン３は、一方室Ｒ１側端たる他端に圧側のリーフバルブ５を積層させるために、内周側に環状に形成のボス部３ｄと、外周側に環状に形成のシート部３ｅとを有し、ボス部３ｄおよびシート部３ｅとの間に環状溝３ｃを有している。

各側のリーフバルブ４，５は、図示するところでは、それぞれが同径となる環状のリーフバルブ（符示せず）を複数枚積層し、さらに、異径となる環状のリーフバルブ（符示せず）を複数枚積層してなり、内周側端部固定で外周側端部自由の態勢にピストン３に積層されている。

そして、各側のリーフバルブ４，５は、ピストン３をいわゆる上下から挟む態勢でロッド２の先端部２ａに介装され、内周側端部がピストン３のボス部１２，３ｄに着座された状態でロッド２の段差部２ｂとロッド２の先端螺条部２ｃに螺装のピストンナット６との間に挟持されて定着され、外周側端部がシート部１３，３ｅに離着座自在に着座されて、各側のポート３ａ，３ｂの下流側端を開放可能に閉塞している。

ちなみに、圧側のリーフバルブ５は、図示するところでは、同径の複数枚と異径の複数枚とを積層してなるが、これに代えて、図示しないが、同径の複数枚のみからなるとして異径の複数枚を積層しないとしても良く、また、同径の複数枚からなるのに代えて、一枚からなるとしても良い。

それゆえ、油圧緩衝器にあっては、ピストン３がシリンダ１内を移動して、たとえば、一方室Ｒ１が狭くなるときには、一方室Ｒ１からの作動油が伸側のリーフバルブ４の外周側端部を撓ませて、シート部１３との間に出現する隙間を通過して他方室Ｒ２に流出することになり、このときの圧力損失で所定の減衰作用がなされることになる。

上記と反対に、他方室Ｒ２が狭くなるときには、他方室Ｒ２からの作動油が圧側のリーフバルブ５の外周側端部を撓ませて、シート部３ｅとの間に出現する隙間を通過して一方室Ｒ１に流出することになり、このときの圧力損失で所定の減衰作用がなされることになる。

以上のように、油圧緩衝器にあって、ピストン３は、一端に伸側のリーフバルブ４を積層させるが、図示するところでは、図２に示すように、一端にあって、ボス部１２の内側縁ａの高さ位置Ｈ１に対して、シート部１３の外側縁ｂの高さ位置Ｈ２が一端の外方、つまり、他方室Ｒ２側に高くなるとして、ボス部１２よりシート部１３を高くする高低差を有してなる。

なお、図２にあっては、説明の都合上、リーフバルブ４を二点鎖線図で示す一枚からなるとし、また、図２中の符号３ｆは、ピストン３の軸芯部に設けられてロッド２の先端部２ａの貫通を許容する孔を示す。

このように、ピストン３の一端にあって、ボス部１２に対してシート部１３が高くなる高低差を有する場合には、この一端に積層されるリーフバルブ４にあって、内周側端部のボス部１２への定着の際に外周側端部がシート部１３の上端に押し付けられるようになり、イニシャル荷重を付与することが可能になる。

したがって、リーフバルブ４による圧力損失、つまり、一方室Ｒ１からの作動油がリーフバルブ４の外周側端部を撓ませてシート部１３との間に出現する隙間を通過して他方室Ｒ２に流出する際の圧力損失が、リーフバルブ４にイニシャル荷重が付与されない場合に比較して、大きくなり、高い減衰力の発生が可能とされることになる。

ちなみに、図示しないが、圧側のリーフバルブ５を積層させるピストン３の他端にあっても、ボス部３ｄよりシート部３ｅを高くする高低差を有してなるとしても良いことはもちろんである。

次に、ピストン３の一端は、図示するところにあって、ボス部１２の内側縁ａからシート部１３の外側縁ｂまで連続する面が図２中で左側となるピストン３の内側から図２中で右側となるピストン３の外側に向けて徐々に高くなる同一湾曲面上にあるとされている。

ピストン３の一端にあって、ボス部１２の内側縁ａとシート部１３の外側縁ｂとの間の面が内側から外側に向けて徐々に高くなる同一湾曲面上にあるとされるから、ボス部１２がほぼ水平面に近い状態になる。

そして、ピストン３の一端にあって、ボス部１２の外側縁ｃからシート部１３の外側縁ｂとの間の面が内側から外側に向けて徐々に高くなる同一湾曲面上にあるとされるから、リーフバルブ４がピストン３の一端に積層されるとき、ボス部１２に定着される内周側端部と、ボス部１２の外側縁ｃより外側となる部分４ａとの繋がり部分４ｂに局部的な変形が発現されなくなる。

すなわち、前記したように、図３に示す従来例では、ボス部Ｐ１とシート部Ｐ２とが有する高低差は、ボス部Ｐ１とシート部Ｐ２とで形成される円錐面で具現化されるから、積層されるリーフバルブＶにあっては、ボス部Ｐ１に積層される内周側端部と、ボス部Ｐ１の外側縁Ｐ３より外側となる部分Ｖ１との繋がり部分Ｖ２に局部的な変形が起きる。

それに対して、この発明にあっては、図２に示すように、リーフバルブ４の内周側端部を定着させるボス部１２を水平面に近くするから、リーフバルブ４の内周側端部がボス部１２に定着されるとき、リーフバルブ４の内周側端部と、ボス部１２の外側縁ｃより外側となる部分４ａとの繋がり部分４ｂに局部的な変形が発現されなくなる。

そして、一端に積層されたリーフバルブ４を全体として見ると、ボス部１２の内側縁ａとシート部１３の外側縁ｂとの間の面を内側から外側に向けて徐々に高くなる同一湾曲面上にあるとするから、リーフバルブ４がボス部１２からシート部１３にかけて変局部的な変形なくして連続する自然な変形状態になる。

したがって、リーフバルブ４の内周側端部をボス部１２に定着する力が区々となったり、あるいは、ボス部１２の高さや外径に寸法誤差があったりしても、上記の繋がり部分４ｂにおける変形量が大きくならず、リーフバルブ４の外周側端部に付与されるイニシャル荷重が区々にならないようにすることが可能になり、油圧緩衝器において、減衰力を設定通りに発生して、乗車フィーリングを安定させてバラツキをなくし、また、乗車フィーリングの再現性を良くすることが可能になる。

上記したところでは、ピストン３の一端において、ボス部１２の内側縁ａからシート部１２の外側縁ｂまで連続する面が内側から外側に向けて徐々に高くなる同一湾曲面上にあるとしたが、これに代えて、図示しないが、内側から外側に向けて徐々に高くなる同一円弧面上にあるとしても良い。ちなみに、円弧面は、曲率を同じにして曲がる面であるが、湾曲面は、曲率を同じにしないで曲がる面であり、二次曲線からなる面や楕円を形成する面を含む。

そして、ボス部１２の内側縁ａからシート部１３の外側縁ｂまで連続する面が内側から外側に向けて徐々に高くなる同一円弧面上にある場合にも、ボス部１２は、極めて水平面に近いほぼ水平面とされることになり、上記した繋がり部分４ｂにおける局部的な変形を発現させないようにすることが可能になる。

そして、このことからすると、ボス部１２は、上記した同一湾曲面上や同一円弧面上にあることに代えて、図示しないが、水平面からなるとしても良く、この場合であっても、ボス部１２の外側縁ｃとシート部１３の外側縁ｂとの間が内側から外側に向けて徐々に高くなる同一湾曲面上あるいは同一円弧面上にあるから、ボス部１２に積層される伸側のリーフバルブ４における内周側端部と、この内周側端部に外側となる部分４ａとの繋がり部分４ｂに局部的な変形を発現させないようにすることが可能になる。ちなみに、シート部１３については、図示しないが、上記した同一湾曲面あるいは同一円弧面からなるのに代えて、水平面からなるとしても良い。

前記したところでは、隔壁体がシリンダ１内に挿入のピストン３とされる場合を例にして説明したが、この発明が意図するところからすると、図示しないが、隔壁体がシリンダ１内に設けられるベースリーフバルブにおけるリーフバルブディスクとされるとしても良い。

そして、前記したところでは、ピストン３の一端にボス部１２とシート部１３とで間に凹部たる環状溝１１が形成されるとしたが、この発明の具現化の観点からすると、これに代えて、図示しないが、上記の凹部がボス部１２とシート部１３およびボス部１２とシート部１３とを左右で連結する連結部とで区画される独立型の開口窓からなるとしても良い。そして、この場合には、ボス部１２の内側縁ｃとシート部１３の外側縁ｂとの間となる同一湾曲面あるいは同一円弧面に上記の連結部の上面を含むことになる。

また、図示したところでは、油圧緩衝器が倒立型に設定されてなるとしたが、油圧緩衝器が正立型に設定されてなるとしても、この発明の具現化が可能になることはもちろんである。

１シリンダ
２ロッド
２ａ先端部
２ｂ段差部
２ｃ先端螺条部
３隔壁体たるピストン
３ａ，３ｂポート
３ｃ，１１環状溝
３ｄ，１２ボス部
３ｅ，１３シート部
３ｆ孔
４，５リーフバルブ
４ａ外側となる部分
４ｂ繋がり部分
５ａ透孔
６ピストンナット
ａ内側縁
ｂ，ｃ外側縁
Ｈ１，Ｈ２高さ位置
Ｒ１圧力室たる一方室
Ｒ２圧力室たる他方室

Claims

圧力室を区画する隔壁体と、上記隔壁体に積層されるリーフバルブとを有し、上記リーフバルブの内周側端部を定着させるボス部と、上記リーフバルブの外周側端部を離着座させるシート部とを有し、上記ボス部と上記シート部との間に上記ボス部より上記シート部を高くする高低差を有してなる緩衝器において、
上記隔壁体における上記ボス部の外周縁から上記シート部の外周縁までの間にある上記リーフバルブを着座させる面が、上記隔壁体の内側から外側に向けて徐々に高くなる同一湾曲面上あるいは同一円弧面上にあるようにし、
上記ボス部が上記湾曲面上あるいは上記円弧面上にあるか、または、水平面とされてなることを特徴とする緩衝器。
上記シート部と上記ボス部との間に凹部が設けられ、
上記凹部は、上記ボス部と、上記シート部と、上記ボス部と上記シート部を連結する連結部とで区画される開口窓からなり、
上記湾曲面あるいは上記円弧面は、上記連結部を含んでなる請求項１に記載の緩衝器。