JPH07167191A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 弁機構によって、ピストンの移動速度に基づ
いてピストンの油通路の流路面積を変化させることによ
り、ピストンの移動速度が高速域と中，低速域とで減衰
力特性を変化させることができる。 【構成】 ピストン本体２２内に縮小側，伸長側の弁機
構３６，４１を設ける。弁機構３６，４１は油通路３
４，３５の途中に位置した弁体収容空間２８，２９、環
状プレート３７，４２、弁ばね３８，４３からなる。そ
して、第１，第２のオリフィス孔が穿設され、環状プレ
ート３７，４２はピストン本体２２の移動速度が高速域
のときには、第２のオリフィス孔の流れを閉じ、流路面
積を小さくし、大きい減衰力特性を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば車両の振動を緩
衝するのに好適に用いられる油圧緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここで、図１３および図１４に従来技術
による油圧緩衝器を示す。

【０００３】図中、１はシリンダ、２は該シリンダ１内
に突出させて設けたピストンロッド、３は該ピストンロ
ッド２の小径部２Ａに固着され、前記シリンダ１内に摺
動可能に挿嵌されたピストンを示す。そして、ピストン
３によりシリンダ１内は２個の油室Ａ，Ｂに画成されて
おり、ピストン３が縮小側または伸長側に変位するとき
に一方の油室から他方の油室に流れる油液に減衰力を発
生させることによって、振動の緩衝作用を行なわせるよ
うに構成されている。

【０００４】次に、前述の減衰力発生機構について説明
する。

【０００５】４，５はピストン３の両端外周部近傍に環
状に位置し、断面が台形状に形成された弁シート、６，
７はピストン３の両端内周部に設けた突部を示し、弁シ
ート４，５は突部６，７よりも僅かに軸方向に突出した
状態となっている。

【０００６】８，９はピストンロッド２の小径部２Ａに
嵌合され、その内周縁部がそれぞれ突部６，７と当接
し、外周縁部が弁シート４，５に離着座する減衰力発生
機構としての縮小側，伸長側のディスクバルブを示し、
該各ディスクバルブ８，９は前記各弁シート４，５の外
径よりも大径に形成され、縮小側のディスクバルブ８は
３枚のディスクプレートを重ね合わせることにより構成
され、伸長側のディスクバルブ９は４枚のディスクプレ
ートを重ね合わせることにより構成し、縮小側と伸長側
の減衰力を異なるようにしている。

【０００７】１０，１１は該各ディスクバルブ８，９を
それぞれ弁シート４，５から離座する方向への弾性変形
を可能ならしめるスペーサ、１２，１３は前記各ディス
クバルブ８，９の弁開度を規制する規制部材（リテー
ナ）を示し、ディスクバルブ８、スペーサ１０、規制部
材１２はピストン３とピストンロッド２に形成した段部
２Ｂとの間に配設され、またディスクバルブ９、スペー
サ１１、規制部材１３はピストン３とピストンロッド２
の小径部２Ａ先端側に配設され、ロックナット１４によ
って螺着されている。

【０００８】１５は例えば伸長側となるディスクバルブ
９のうち弁シート５に当接するディスクプレートを切欠
くことにより形成されたオリフィスを示し、該オリフィ
ス１５は後述する油通路１９を介して油室Ａ，Ｂ間を恒
常的に連通し、ディスクバルブ８，９が開弁するまでピ
ストン３の低速域での、伸長側と縮小側、双方の減衰力
を発生する。

【０００９】かくして、ピストン３を挟んで前記ロック
ナット１４によりディスクバルブ８，９を挟持すること
により、該ディスクバルブ８，９はそれぞれ突部６，７
および弁シート４，５に当接する。これにより、ディス
クバルブ８，９とピストン３の各端面との間に円環状油
室１６，１７を画成している。また、１８，１９はそれ
ぞれピストン３に設けられた縮小側，伸長側の油通路
で、縮小側の油通路１８は油室Ａと円環状油室１６とを
連通し、伸長側の油通路１９は油室Ｂと円環状油室１７
とを連通させるもので、油通路１８，１９はピストン３
の軸線に対し傾斜させて複数個設けられている。従っ
て、ディスクバルブ８，９が弁シート４，５から離座す
ることにより、縮小側、伸長側の減衰力を発生する。

【００１０】なお、２０はピストン３の外周面に装着さ
れたピストンリングを示す。

【００１１】従来技術による油圧緩衝器は前述の構成を
有するもので、次にその作動について説明する。

【００１２】いま、ピストン３がピストンロッド２と共
に図中の矢印Ｘ方向（縮小側）に変位したとする。ピス
トン３の移動速度が低速域の場合には、オリフィス１５
および油通路１９を介して油室Ａ，Ｂが連通しているか
ら、このオリフィス１５によって初期の減衰力を発生す
る。

【００１３】さらに、ピストン３の移動速度が速くなっ
て、油室Ａ内が高圧となると油室Ａ内の圧力が上昇し、
この圧力は円環状油室１６内に導かれ、縮小側のディス
クバルブ８に作用する。そして、このディスクバルブ８
に作用する圧力が該ディスクバルブ８のばね力より大き
くなると、その外周縁部が弾性変形し、弁シート４から
離座する。この結果、円環状油室１６から油室Ｂへの流
路面積が増大し、図１４の点線で示す特性線Ｃ1 のよう
な減衰力特性が得られる。

【００１４】一方、ピストン３が前述とは反対に矢印Ｙ
方向（伸長側）に変位した場合も前述と同様の作動を行
い、減衰力を発生するようになっている。

【００１５】ただし、伸長側のディスクバルブ９のディ
スクプレートは４枚使用し、縮小側のディスクバルブ８
のディスクプレートは３枚であるから、ディスクバルブ
９の開弁圧はディスクバルブ８のそれより高く、従っ
て、ピストン３がＹ方向に変位する伸長行程の方がＸ方
向に変位する縮小行程より高い、図１４の点線で示す特
性線Ｅ1 の減衰力特性を得ることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術においては、図１４の点線で示したディスクバル
ブ８，９の開弁後の特性線Ｃ1 ，Ｅ1 の傾きはピストン
３の油通路１８，１９の流路面積によって決定されるた
め、ピストン３の移動速度が中速域における減衰力特性
が決まることにより、必然的に高速域における減衰力特
性も決まっていた。このため、中速域で比較的小さな減
衰力とし、高速域において大きな減衰力が必要な場合で
あっても、従来技術による油圧緩衝器ではそのような特
性を得ることができないという問題がある。

【００１７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明はピストン内に減衰力バルブを設
けることにより、ピストンの移動速度が高速域と中速域
のときで、減衰力特性を変化できるようにした油圧緩衝
器を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、ピストンには、
油通路の途中に位置して前記ピストン内に移動可能に設
けられ、第１のオリフィス孔と第２のオリフィス孔とが
形成された弁体と、該弁体を一方側に付勢するように前
記ピストン内に設けられた弁ばねとからなる弁機構を設
け、該弁機構は、常時は前記弁ばねにより前記弁体が一
方側に付勢され、前記第１，第２のオリフィス孔によっ
て前記油通路の流路面積を大きくし、前記ピストンの移
動によって生じる圧力により、前記弁ばねに抗して前記
弁体が他方側に移動したときには、前記第２のオリフィ
ス孔からの流れを閉じることによって前記油通路の流路
面積を小さくする構成としたことにある。

【００１９】

【作用】上記構成により、ピストンの移動速度が中速域
のときには、弁体の第１，第２のオリフィス孔によって
油通路の流路面積を大きくし、高速域のときには、第２
のオリフィス孔の流れを閉じて油通路の流路面積を小さ
くし、減衰力特性を中速域と高速域とで変化させること
ができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図１２に
基づいて説明する。なお、実施例では前述した従来技術
と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略
するものとする。

【００２１】図中、２１はピストンロッド２の小径部２
Ａにロックナット１４によって固着された本実施例によ
るピストンを示し、該ピストン２１は前述した従来技術
のピストン３と同様に油室Ａ，Ｂに画成するもので、該
ピストン２１はピストンロッド２の伸長側に位置し、そ
の外形を形成したピストン本体２２と、ピストンロッド
２の縮小側に位置し、該ピストン本体２２の底板収容部
２２Ａに設けられた円盤状の底板２３とから構成されて
いる。

【００２２】ここで、前記ピストン本体２２の軸方向に
は、図２に示すように、内周側に位置して円弧状に４個
穿設された縮小側油穴２４，２４，…と、外周側に位置
して円弧状に４個穿設された伸長側油穴２５，２５，…
とが形成されている。また、前記ピストン本体２２の上
側端面には、縮小側のディスクバルブ８が着座する環状
の縮小側弁シート２６が形成され、該縮小側弁シート２
６の内周側にはディスクバルブ８によって円環状油室２
７が形成され、該円環状油室２７内には前記各縮小側油
穴２４が開口し、前記縮小側弁シート２６の外周側には
前記各伸長側油穴２５が開口するようになっている。

【００２３】さらに、前記ピストン本体２２の下側に
は、同心円状に形成された環状の弁体収容空間２８，２
９が形成され、該弁体収容空間２８は各縮小側油穴２４
と連通し、弁体収容空間２９は各伸長側油穴２５と連通
するようになる。

【００２４】一方、前記底板２３の軸方向には、図３に
示すように、内周側に位置して円弧状に４個穿設され、
前記弁体収容空間２８と連通する縮小側油穴３０，３
０，…と、外周側に位置して円弧状に４個穿設され、前
記弁体収容空間２９と連通する伸長側油穴３１，３１，
…とが形成されている。また、前記底板２３の側には、
伸長側のディスクバルブ９が着座する４個の台形部３２
Ａ，３２Ａ，…からなる伸長側弁シート３２が形成さ
れ、該伸長側弁シート３２の各台形部３２Ａ内にはディ
スクバルブ９によって台形油室３３，３３，…が形成さ
れ、該各台形油室３３内には前記各伸長側油穴３１がそ
れぞれ開口するようになっている。

【００２５】３４は縮小側油通路を示し、該縮小側油通
路３４は前記ピストン本体２２に形成された各縮小側油
穴２４，弁体収容空間２８および底板２３に形成された
各縮小側油穴３０とからなる。なお、ピストン本体２２
に形成された各縮小側油穴２４の位置と底板２３に形成
された各縮小側油穴３０の位置は同じ位置となるように
図示しない廻り止めによって保持されている。

【００２６】３５は伸長側油通路を示し、該伸長側油通
路３５は前記ピストン本体２２に形成された各伸長側油
穴２５，弁体収容空間２９および底板２３に形成された
各伸長側油穴３１とからなる。なお、ピストン本体２２
に形成された各伸長側油穴２５の位置と底板２３に形成
された各伸長側油穴３１の位置は同じ位置となるように
図示しない廻り止めによって保持されている。

【００２７】３６は縮小側の弁機構を示し、該弁機構３
６は前記弁体収容空間２８内に摺動可能に収容された弁
体としての環状プレート３７と、該環状プレート３７を
縮小側（下側）に付勢する弁ばね３８とから構成されて
いる。ここで、前記環状プレート３７は図４，図５およ
び図８に示すように、薄板状のリング部３７Ａと、該リ
ング部３７Ａの全周に亘って形成された環状凹部３７Ｂ
と、該環状凹部３７Ｂの逆側に位置して、前記リング部
３７Ａに４５度毎に交互に伸長側（上側）に向けて突出
形成された円弧状弁部３７Ｃ，３７Ｃ，…と、該各円弧
状弁部３７Ｃの内周側に位置して形成され、弁ばね３８
が付勢するばね受部３７Ｄとからなっている。

【００２８】３９，３９，…は第１のオリフィス孔を示
し、該各第１のオリフィス孔３９は前記環状プレート３
７に突出された各円弧状弁部３７Ｃ内に位置し、３個ず
つ厚さ方向に穿設されている。

【００２９】４０，４０，…は第２のオリフィス孔を示
し、該各第２のオリフィス孔４０は前記環状プレート３
７の各円弧状弁部３７Ｃの形成されていないリング部３
７Ａに位置し、３個づつ厚さ方向に穿設されている。

【００３０】なお、前記オリフィス孔３９，４０の径寸
法は第１のオリフィス孔３９の方が小さくなっている。

【００３１】さらに、各オリフィス孔３９，４０の合計
開口面積Ｓ01は、縮小側油穴２４（３０）の開口面積Ｓ
1 （Ｓ2 ）より小さくなっている。

【００３２】このように構成される縮小側の弁機構３６
においては、ピストン２１の縮小速度が低，中速域の場
合には、図９に示すように、縮小側油通路３４を介して
環状プレート３７に加わる油圧（油室Ａ，Ｂの差圧）よ
りも弁ばね３８の付勢力の方が勝っているから、該環状
プレート３７は底板２３に付勢したままの状態であり、
縮小側油通路３４を流れる油液は環状プレート３７の第
１，第２のオリフィス孔３９，４０を流通する。これに
より、縮小側油通路３４の流路面積を大きく確保して、
油室Ａからの油液を油室Ｂに流通させる。

【００３３】一方、縮小速度が高速域の場合には、図１
０に示すように、縮小側油通路３４を介して環状プレー
ト３７に加わる油圧（油室Ａ，Ｂの差圧）が弁ばね３８
の付勢力よりも勝り、該環状プレート３７は弁体収容空
間２８内を摺動して、各円弧状弁部３７Ｃが弁体収容空
間２８の底部に当接して閉弁する。このとき、各円弧状
弁部３７Ｃに対応する位置が各縮小側油穴２４となって
いるから、縮小側油通路３４を流れる油液は環状プレー
ト３７の第１のオリフィス孔３９のみを流通する。これ
により、縮小側油通路３４の流路面積を小さくして、油
室Ａからの油液を油室Ｂに流通させる。

【００３４】４１は伸長側の弁機構を示し、該弁機構４
１は前記弁体収容空間２９内に摺動可能に収容された弁
体としての環状プレート４２と、該環状プレート４２を
伸長側（上側）に付勢する弁ばね４３とから構成されて
いる。ここで、前記環状プレート４２は図６，図７およ
び図８に示すように、薄板状のリング部４２Ａと、該リ
ング部４２Ａの全周に亘って形成された環状凹部４２Ｂ
と、該環状凹部４２Ｂの逆側に位置して、前記リング部
４２Ａに４５度毎に交互に縮小側（下側）に突出形成さ
れた円弧状弁部４２Ｃ，４２Ｃ，…と、該各円弧状弁部
４２Ｃの外周側に位置して形成され、弁ばね４３が付勢
するばね受部４２Ｄとからなる。

【００３５】４４，４４，…は第１のオリフィス孔を示
し、該各第１のオリフィス孔４４は前記環状プレート４
２に突出形成された各円弧状弁部４２Ｃ内に位置し、３
個ずつ厚さ方向に穿設されている。

【００３６】４５，４５，…は第２のオリフィス孔を示
し、該各第２のオリフィス孔４５は前記環状プレート４
２の各円弧状弁部４２Ｃの形成されていないリング部４
２Ａに位置し、３個ずつ厚さ方向に穿設されている。

【００３７】なお、前記オリフィス孔４４，４５の径寸
法は第１のオリフィス孔４４の方が小さくなっている。

【００３８】さらに、各オリフィス孔４４，４５の合計
開口面積Ｓ02は、伸長側油穴２５（３１）の開口面積Ｓ
3 （Ｓ4 ）より小さくなっている。

【００３９】このように構成される伸長側の弁機構４１
においては、ピストン２１の伸長速度が低，中速域の場
合には、図１１に示すように、伸長側油通路３５を介し
て環状プレート４２に加わる油圧（油室Ａ，Ｂの差圧）
よりも弁ばね４３の付勢力の方が勝っているから、該環
状プレート４２は弁体収容空間２９の底部に付勢したま
まで、伸長側油通路３５を流れる油液は環状プレート４
２の第１，第２のオリフィス孔４４，４５を流通する。
これにより、伸長側油通路３５の流路面積を大きく確保
して、油室Ｂからの油液を油室Ａに流通させる。

【００４０】一方、伸長速度が高速域の場合には、図１
２に示すように、伸長側油通路３５を介して環状プレー
ト４２に加わる油圧（油室Ａ，Ｂの差圧）が弁ばね４３
の付勢力よりも勝り、該環状プレート４２は弁体収容空
間２９内を摺動して、各円弧状弁部４２Ｃが底板２３に
当接して閉弁する。このとき、各円弧状弁部４２Ｃに対
応する位置が各伸長側油穴３１となっているから、伸長
側油通路３５を流れる油液は環状プレート４２の第１の
オリフィス孔４４のみを流通する。これにより、伸長側
油通路３５の流路面積を小さくして、油室Ｂからの油液
を油室Ａに流通させる。

【００４１】かくして、本実施例による油圧緩衝器は、
前述した如く、ピストン２１に油室Ａ，Ｂを連通するよ
うに形成した縮小側油通路３４または伸長側油通路３５
の途中に、流路面積をピストン２１の移動速度が高速域
になったときに、流路面積を小さくする弁機構３６，４
１を設けているから、図１４に示す特性線Ｃ2 ，Ｅ2の
ような減衰力特性を得ることができる。

【００４２】即ち、ピストン２１の縮小速度が低速域の
ときには、前述したように、図９の如く、弁機構３６の
環状プレート３７に加わる油室Ａ，Ｂの差圧は弁ばね３
８の付勢力に抗して作用するが、低速域においては弁ば
ね３８のばね力よりも大きくならない。このため、環状
プレート３７は底板２３に付勢したままの状態（開弁状
態）であるから、縮小側油通路３４を流れる油液は環状
プレート３７の第１，第２のオリフィス孔３９，４０を
流通し、縮小側油通路３４の流路面積を大きく確保し
て、油液が油室Ｂに流出するときに、縮小側のディスク
バルブ８が撓むことによって、図１４中の特性線Ｃ2 の
低速域における小さい減衰力特性を発生させる。

【００４３】さらに、ピストン２１の縮小速度が高速域
のときには、図１０の如く、縮小側油通路３４を介して
環状プレート３７に加わる油室Ａ，Ｂの差圧が弁ばね３
８の付勢力よりも大きくなり、該環状プレート３７は弁
体収容空間２８内を摺動して、各円弧状弁部３７Ｃが弁
体収容空間２８の底部に当接して閉弁する。このとき、
縮小側油通路３４を流れる油液は環状プレート３７の第
１のオリフィス孔３９のみが流通し、縮小側油通路３４
の流路面積を小さくでき、図１４中の特性線Ｃ2 の高速
域における大きい減衰力特性を発生させることができ
る。

【００４４】一方、ピストン２１の伸長速度が低速域の
ときにおいても同様に、図１１のように、開弁状態とし
て伸長側油通路３５を流れる油液は環状プレート４２の
第１，第２のオリフィス孔４４，４５を流通し、伸長側
油通路３５の流路面積を大きく確保して、油液が油室Ａ
に流出するときに、伸長側のディスクバルブ９が撓むこ
とによって、図１４中の特性線Ｅ2 の低速域における小
さい減衰力特性を発生させる。

【００４５】さらに、ピストン２１の伸長速度が高速域
のときにおいても同様に、図１２のように、閉弁状態と
して伸長側油通路３５を流れる油液は環状プレート４２
の第１のオリフィス孔４４のみが流通し、伸長側油通路
３５の流路面積を小さくでき、図１４中の特性線Ｅ2 の
高速域における大きい減衰力特性を発生させる。

【００４６】この結果、本実施例における油圧緩衝器で
は、図１４の実線で示す特性線Ｃ2，Ｅ2 の如く、ピス
トンの移動速度に基づいて減衰力特性を大きく変化させ
ることができ、ピストン２１の高速域における大きな減
衰力を得ることができる。

【００４７】なお、前記実施例では、ピストン２１に縮
小側の弁機構３６と伸長側の弁機構４１の両方を設ける
ようにしたが、本発明はこれに限らず、伸長側または縮
小側のどちらか一方だけを設けるようにしてもよい。

【００４８】また、環状プレート３７，４２には複数個
の第１，第２のオリフィス３９，４０，４４，４５を形
成したが、本発明はこれに限らず、円弧状弁部３７Ｃ，
４２Ｃに１個づつのオリフィスを形成するようにしても
よい。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明による油圧緩
衝器のピストンには、油通路の途中に位置して前記ピス
トン内に移動可能に設けられ、第１のオリフィス孔と第
２のオリフィス孔とが形成された弁体と、該弁体を一方
に付勢するように前記ピストン内に設けられた弁ばねと
からなる弁機構を設け、該弁機構は、常時は前記弁ばね
により前記弁体が一方側に付勢され、前記第１，第２の
オリフィス孔による前記油通路の流路面積を大きくし、
前記ピストンの移動によって生じる圧力により、前記弁
ばねに抗して前記弁体が他方側に移動したときには、前
記第２のオリフィス孔からの流れを閉じることによって
前記油通路の流路面積を小さくする構成としたから、ピ
ストンの移動速度が中速域のときには、弁体の第１，第
２のオリフィス孔によって油通路の流路面積を大きくし
て小さい減衰力特性を発生でき、高速域のときには、第
２のオリフィス孔の流れを閉じて油通路の流路面積を小
さくして大きい減衰力特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す油圧緩衝器の要部縦断面
図である。

【図２】ピストンの縮小側端面を示す平面図である。

【図３】ピストンの伸長側端面を示す平面図である。

【図４】縮小側の弁機構を構成する環状プレートの平面
図である。

【図５】図４中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた断面図であ
る。

【図６】伸長側の弁機構を構成する環状プレートの平面
図である。

【図７】図６中の矢示VII −VII 方向からみた断面図で
ある。

【図８】ピストン本体に環状プレートを組立てる前の状
態を示す斜視図である。

【図９】ピストンロッドの縮小速度が中速域のときの減
衰力の発生機構の要部を拡大して示す縦断面図である。

【図１０】ピストンロッドの縮小速度が高速域のときの
減衰力の発生機構の要部を拡大して示す縦断面図であ
る。

【図１１】ピストンロッドの伸長速度が中速域のときの
減衰力の発生機構の要部を拡大して示す縦断面図であ
る。

【図１２】ピストンロッドの伸長速度が高速域のときの
減衰力の発生機構の要部を拡大して示す縦断面図であ
る。

【図１３】従来技術による油圧緩衝器の要部縦断面図で
ある。

【図１４】油圧緩衝器の減衰力特性を示す特性線図であ
る。

【符号の説明】

１ シリンダ ８ 縮小側のディスクバルブ ９ 伸長側のディスクバルブ ２１ ピストン ２４，３０ 縮小側油穴 ２５，３１ 伸長側油穴 ２８，２９ 弁体収容空間 ３４ 縮小側油通路 ３５ 伸長側油通路 ３６，４１ 弁機構 ３７，４２ 環状プレート（弁体） ３８，４３ 弁ばね ３９，４４ 第１のオリフィス孔 ４０，４５ 第２のオリフィス孔 Ａ，Ｂ 油室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダと、該シリンダ内に摺動可能に
   挿嵌され、該シリンダ内を２つの油室に画成したピスト
   ンと、該ピストンに形成され、前記各油室間を連通する
   油通路と、該油通路を開，閉するように、前記ピストン
   の端面に設けられたディスクバルブとからなる油圧緩衝
   器において、前記ピストンには、前記油通路の途中に位
   置して前記ピストン内に移動可能に設けられ、第１のオ
   リフィス孔と第２のオリフィス孔とが形成された弁体
   と、該弁体を一方側に付勢するように前記ピストン内に
   設けられた弁ばねとからなる弁機構を設け、該弁機構
   は、常時は前記弁ばねにより前記弁体が一方側に付勢さ
   れ、前記第１，第２のオリフィス孔によって前記油通路
   の流路面積を大きくし、前記ピストンの移動によって生
   じる圧力により、前記弁ばねに抗して前記弁体が他方側
   に移動したときには、前記第２のオリフィス孔からの流
   れを閉じることによって前記油通路の流路面積を小さく
   する構成としたことを特徴とする油圧緩衝器。