JP2007120726A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧緩衝器において、減衰力特性の急激な変化を抑制して、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させる。
【解決手段】油液が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストン３を嵌装する。ピストン３に複数の伸び側油路６及びシート部１４を設ける。異形ディスクバルブ１６の放射状に延びる幅の異なるアーム部２２Ａ〜２２Ｅの先端部に形成されたバルブ本体部分２３を各シート部１４に着座させる。ピストン速度の低速域においては、オリフィスによってオリフィス特性の減衰力を発生させ、ピストン速度の高速域においては、バルブ本体部分２３を開弁させてバルブ特性の減衰力を発生させる。バルブ本体部分２３は、そのアーム部２２Ａ〜２２Ｅの幅に応じて順次開弁するので、流路の急激な拡大による減衰力特性の急激な変化を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のサスペンション装置等に装着される油圧緩衝器に関するものである。

自動車のサスペンション装置に装着される従来の筒型油圧緩衝器の一例について、図１５及び図１６を参照して説明する。
図１５に示すように、油圧緩衝器１は、油液が封入されたシリンダ２内に、ピストン３が摺動可能に嵌装され、このピストン３によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン３には、ピストンロッド４の一端部がナット５に連結されており、ピストンロッド４の他端側は、シリンダ２の上端部に装着されたロッドガイド（図示せず）及びオイルシール（図示せず）に挿通されて外部へ延出されている。シリンダ下室２Ｂは、ベースバルブ（図示せず）を介して、油液及びガスが封入されたリザーバ（図示せず）に接続されている。

ピストン３には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通させる伸び側油路６及び縮み側油路７が設けられており、伸び側及び縮み側油路６、７には、それぞれ、その油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディスクバルブからなる伸び側及び縮み側減衰力発生機構８、９が設けられている。

この構成により、ピストンロッド４の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン３の摺動にともない、シリンダ上室２Ａの油液がピストン３の伸び側油路６を通ってシリンダ下室２Ｂへ流れ、伸び側減衰力発生機構８によって減衰力が発生する。このとき、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を介してシリンダ下室２Ｂへ流れ、リザーバ４内のガスが膨張することによって、シリンダ２内の容積変化を補償する。

縮み行程時には、シリンダ２内のピストン３の摺動にともない、シリンダ下室２Ｂの油液がピストン３の縮み側油路７を通ってシリンダ上室２Ａへ流れ、縮み側減衰力発生機構９の流通抵抗によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド４がシリンダ２内に侵入した分だけリザーバ内のガスが圧縮されることによって、シリンダ内の容積変化を補償する。

次に、油圧緩衝器１の減衰力特性について、伸び側減衰力発生機構８を例にとって説明する。
ピストン３のシリンダ下室２Ｂ側の端面には、内周部に環状のボス部１０が突出され、また、外周部に環状のシート部１１が突出されている。ボス部１０とシート部１１との間には、複数の伸び側油路６が開口されている（図１６参照）。そして、複数積層された円板状のディスクバルブ１２の内周部がボス部１０及びナット５によってクランプされ、外周部がシート部１１に着座している。シート部１１に着座するディスクバルブ１２の外周部には、オリフィス１３（切欠）が形成されている。

この構成により、ピストン速度の低速域においては、シリンダ上室２Ａ側の油液がオリフィス１３を通ってシリンダ下室２Ｂ側へ流れることにより、ピストン速度の２乗にほぼ比例するオリフィス特性の減衰力が発生する（図１４中の領域Ａの破線参照）。そして、ピストン速度の高速域においては、オリフィス１３の流通抵抗の増大によってシリンダ上室２Ａ側の油液の圧力が上昇してディスクバルブ１２の開弁圧力に達し、ディスクバルブ１２が撓んで開弁して油液の流路が拡大することにより、ピストン速度にほぼ比例するバルブ特性の減衰力が発生する（図１４中の領域Ｂの破線参照）。これにより、ピストン速度の低速域においては適度な減衰力を発生させ、ピストン速度の高速域おいては過度の減衰力の増大を抑制することができ、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。

このように、シリンダ内のピストン摺動によって生じる油液の流動をオリフィス及びディスクバルブからなる減衰力発生機構によって制御して減衰力を発生させるようにした油圧緩衝器については、例えば特許文献１に記載されている。
特開２００４−１２５０２３号公報

しかしながら、上記従来の油圧緩衝器では、次のような問題がある。オリフィス特性（図１４中の領域Ａ）からバルブ特性（図１４中の領域Ｂ）に移行する際、すなわち、シリンダ上室２Ａ側の油液の圧力が上昇して、ディスクバルブ１２が撓んで開弁する際、その全周が環状のシート部１１からリフトするため、油液の流路が急激に拡大することになり、急激な圧力変動が生じて減衰力特性が急激に変化する（図１４中の開弁点Ｐ参照）。この減衰力特性の急激な変化が車両の乗り心地及び操縦安定性に悪影響を及ぼすことになる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、減衰力特性の急激な変化を抑制することができる油圧緩衝器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、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、前記シリンダ内のピストンの摺動によって油液が流通する油路と、前記油路の下流側に設けられた弁座と、前記弁座に離着座して前記油路の油液の流れを制御して減衰力を発生させるディスクバルブとを備えた油圧緩衝器において、
前記油路及び前記弁座を複数配置し、該複数の弁座に、各弁座に対して開弁圧力が異なるように前記ディスクバルブを着座させたことを特徴とする。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記ディスクバルブは、剛性の異なる部分を有していることを特徴とする。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記ディスクバルブは、その背面に当接するリテーナによって各弁座に対して開弁圧力が異なることを特徴とする。
請求項４の発明に係る油圧緩衝器は、上記請求項１の構成において、前記ディスクバルブは、該ディスクバルブに対する前記弁座の配置によって開弁圧力が異なることを特徴とする。

請求項１の発明に係る油圧緩衝器によれば、ディスクバルブは、開弁圧力の低い弁座から高い弁座に対して順次開弁するので、開弁による流路の急激な拡大を抑制することができる。
請求項２の発明に係る油圧緩衝器によれば、ディスクバルブは、剛性の高い部分の開弁圧力が高くなり、剛性の低い部分の開弁圧力が低くなる。
請求項３の発明に係る油圧緩衝器によれば、ディスクバルブは、リテーナによって各弁座に対する開弁圧力が調整される。
請求項４の発明に係る油圧緩衝器によれば、ディスクバルブは、弁座の配置によって各弁座に対する開弁圧力が調整される。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、本実施形態の油圧緩衝器の要部であるピストン部のみを図示し、図１５及び図１６に示す従来例に対して、同様の部分には同一の符号を用いて異なる部分についてのみ詳細に説明する。

本発明の第１実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
図１乃至図３に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器では、ピストン３には、複数（図示のものでは５つ）の伸び側油路６（油路）が設けられており、ピストン３のシリンダ下室２Ｂ側の端面には、複数の伸び側油路６の開口部が半径方向ほぼ中央部に円周方向に沿って等間隔で配置されている。そして、複数の伸び側油路６の各開口部の周囲に、環状のシート部１４（弁座）が突出されている。また、ピストン３の内周部には、環状のボス部１５が突出されており、外周部には、複数の縮み側油路７が開口されている。

ボス部１５とナット５との間には、異形ディスクバルブ１６（ディスクバルブ）、円板状のディスクバルブ１７、外径がディスクバルブ１７より小径のリテーナ２０、２１、厚手のワッシャからなるスペーサ１９の内周部がクランプされている。異形ディスクバルブ１６は、複数の伸び側油路６の各開口へ向って放射状に延びるアーム部２２Ａ〜２２Ｅと、各アーム部２２Ａ〜２２Ｅの先端部に形成された円板状のバルブ本体部分２３とを備え、バルブ本体部分２３が複数の伸び側油路６の各開口部の周囲に突出されたシート部１４にそれぞれ着座するようになっている。異形ディスクバルブ１６のアーム部２２Ａ〜２２Ｅは、それぞれ幅が異なり、異なる剛性が与えられて、各バルブ本体部分２３の各シート部１４に対する開弁圧力が異なるように調整されている。

異形ディスクバルブ１６とボス部１５との間に介装されたスペーサ１９は、異形ディスクバルブ１６の初期撓み（セット荷重）を調整するもので、ボス部１５に重ねた状態で軸方向の高さが、シート部１４より低くなっている（図３中、スペーサ１９の下面がシート部１４の下端より上側に位置する）。異形ディスクバルブ１６とディスクバルブ１７との間には、リテーナ２０によって隙間が形成されており、異形ディスクバルブ１６が撓んでディスクバルブ１７に当接した後は、ディスクバルブ１７のばね力が異形ディスクバルブ１６の閉弁方向に作用するようになっている。ストッパ１８は、ディスクバルブ１７がリテーナ２１の隙間分撓んだ状態でストッパ１８に当接することにより、ディスクバルブ１７の撓み量を制限する。

ピストン３には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を常時連通させてオリフィス特性の減衰力を発生させるためのオリフィス（図示せず）が設けられている。このオリフィスは、例えば、縮み側減衰力発生機構９（図１５参照）に切欠を設けることによって形成することができる。また、ピストン３のシリンダ下室２Ｂ側の端面には、異形ディスクバルブ１６を位置決めするための位置決めピン２４が突出されている。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
ピストンロッド４の伸び行程時に、シリンダ上室２Ａ側の油液の圧力が異形ディスクバルブ１６の開弁圧力に達すると、アーム部２２Ａ〜２２Ｅが撓んでバルブ本体部分２３がシート部１４からリフトして開弁する。このとき、バルブ本体部分２３は、幅（剛性）の異なるアーム部２２Ａ〜２２Ｅによってそれぞれ開弁圧力が異なっているので、開弁圧力の低いものから高いものへ順次開弁することになる。これにより、油液の流路を徐々に拡大することができるので、流路の急激な拡大による減衰力特性の急激な変化を防止して、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。

そして、バルブ本体部分２３がディスクバルブ１７に当接した後は、ディスクバルブ１７のバネ力によってバルブ本体部分２３の開度が調整され、ピストン速度に略比例した減衰力を発生する。また、ストッパ１８によってディスクバルブ１７の撓み量を制限することにより、異形ディスクバルブ１６及びディスクバルブ１７の損傷を防止する。

本実施形態に係る油圧緩衝器の伸び側の減衰力特性を図１４中に実線で示す。オリフィス特性（図１４の領域Ａ）から異形ディスクバルブ１６が開弁して異形バルブ特性（図１４の領域Ｂ’）に移行し、幅（剛性）の異なるアーム部２２Ａ〜２２Ｅによってバルブ本体部分２３が順次開弁して油液の流路を徐々に拡大するので、流路の急激な拡大による減衰力特性の急激な変化を防止することができ、車両の乗り心地及び操縦安定性を向上させることができる。
そして、異形ディスクバルブ１６がディスクバルブ１７と当接し、ディスクバルブ１７が開弁を開始する（図１４の開弁点Ｐ’）。その後、従来と同様のピストン速度に比例したバルブ特性となる。

次に、本発明の第２実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施例に対して、同様の部分には同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図４及び図５に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器では、複数の伸び側油路６の周囲のシート部１４には、ボス部１５及びナット５によって内周部がクランプされた円板状のディスクバルブ２５の外周部が着座している。ディスクバルブ２５には、異形リテーナ２６（リテーナ）が積層され、更に、リテーナ２０、ディスクバルブ１７及びリテーナ２１が積層されている。

異形リテーナ２６は、内周部がボス部１５及びナット５によってクランプされており、複数の伸び側油路６の各開口部へ向って放射状に延びるアーム部２６Ａ〜２６Ｅを有している。アーム部２６Ａ〜２６Ｅは、異なる幅及び径方向長さを有しており、ディスクバルブ２５の背面側に当接して、ディスクバルブ２５の各部の撓み剛性に変化を与えて、複数の伸び側油路６の各シート部１４に対する開弁圧力が異なるように調整している。

このように構成したことにより、ピストンロッド４の伸び行程時に、シリンダ上室２Ａ側の油液の圧力がディスクバルブ２５の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ２５と共に異形リテーナ２６のアーム部２６Ａ〜２６Ｅが撓んでディクスバルブ２５がシート部１４からリフトして開弁する。このとき、アーム部２６Ａ〜２６Ｅによってディスクバルブ２５の各部の撓み剛性が異なっているので、ディスクバルブ２５は、剛性の低い部分から高い部分へ順次撓んで開弁することになる。これにより、油液の流路を徐々に拡大することができ、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

次に、本発明の第３実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記第２実施例に対して、同様の部分には同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図６及び図７に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器では、ディスクバルブ２５には、上記第２実施形態の異形リテーナ２６の代りに、異形ディスク２７（リテーナ）が積層されている。異形ディスク２７は、円板状の部材に切欠２７Ａを設けたものであり、切欠２７Ａによってディスクバルブ２５の撓み剛性に変化を与えることにより、伸び側油路６の各シート部１４に対する開弁圧力が異なるようにしている。

これにより、ディスクバルブ２５は、その開弁時に、開弁圧力が低い部分すなわち切欠２７Ａと対向する位置から高い部分へ順次開弁することになる。その結果、油液の流路を徐々に拡大することができ、上記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

次に、本発明の第４実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記第３実施例に対して、同様の部分には同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図８及び図９に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器では、複数の伸び側油路６の開口部の周囲のシート部１４は、それぞれ径方向に異なる位置に配置されている。また、異形ディスク２７及びリテーナ２０の代りに複数の円板状のディスクバルブ２５（ディスク１７もディスク２５と同様のディスクである）が積層されている。

これにより、径方向外側に配置された伸び側油路６Ａのシート部１４Ａに着座するディスクバルブ２５の部分は、撓み易く開弁圧力が低くなり、径方向内側に配置された伸び側油路６Ｂのシート部１４Ｂに着座するディスクバルブ２５の部分は、撓み難く開弁圧力が高くなる。その結果、ディスクバルブ２５は、その開弁時に、開弁圧力が低い部分から高い部分へ順次開弁することになり、油液の流路を徐々に拡大することができ、上記第３実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。

次に、本発明の第５実施形態について、図１０乃至図１３を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記第３実施例に対して、同様の部分には同一の符号を付して異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図１０乃至図１３に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器では、上記第３実施形態の異形ディスク２７の代りに、リテーナ２０と押圧ディスク２８が積層されている。押圧ディスク２８は、円板状の部材であり、ディスクバルブ２５の背面に当接する複数の突起２８Ａが形成されている。突起２８Ａは、不均一に分布されており、ディスクバルブ２５を閉弁方向に押圧することによって、複数の伸び側油路６の各シート部１４に対するディスクバルブ２５の開弁圧力が異なるようにしている。この場合、突起２８Ａの位置、数、高さ、面積によってディクスバルブ２５の各部の開弁圧力を調整することができる。

これにより、ディスクバルブ２５は、その開弁時に、開弁圧力が低い部分から高い部分へ順次開弁することになる。その結果、油液の流路を徐々に拡大することができ、上記第３実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。
なお、押圧ディスク２８の突起２８Ａをディスクバルブ２５側に突出させ、リテーナ２０を押圧ディスク２８とディスクバルブ１７の間に設けてもよい。
また、リテーナ２０は必ずしも必要ではなく、押圧ディスク２８やディスクバルブ１７の内周がピストン側にたわむようにナット５を強く締めることにより、リテーナ２０を廃止しても良い。

上記第１乃至第５実施形態では、一例として伸び側減衰力発生機構について説明しているが、本発明は、これに限らず、縮み側減衰力発生機構にも同様に適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるピストン及び伸び側減衰力発生機構の平面図である。 図１に示すピストン及び伸び側減衰力発生機構の縦断面図である。 図２に示す減衰力発生機構の拡大縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるピストン及び伸び側減衰力発生機構の平面図である。 図４に示す減衰力発生機構の拡大縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるピストン及び伸び側減衰力発生機構の平面図である。 図６に示す減衰力発生機構の拡大縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるピストン及び伸び側減衰力発生機構の平面図である。 図８に示す減衰力発生機構の拡大縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係る油圧緩衝器の要部であるピストン及び伸び側減衰力発生機構の平面図である。 図１０に示す油圧緩衝器の押圧ディスクの平面図である。 図１１に示す押圧ディスクの縦断面図である。 図１０に示す減衰力発生機構の拡大縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る油圧緩衝器の減衰力特性を示すグラフ図である。 従来の筒型油圧緩衝器の要部を示す縦断面図である。 図１５に示す油圧緩衝器のピストン及び伸び側減衰力発生機構の平面図である。

符号の説明

２ シリンダ、３ ピストン、４ ピストンロッド、６ 伸び側油路（油路）、１４ シート部（弁座）、１６ 異形ディスクバルブ（ディスクバルブ）

Claims (4)

1. 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、前記シリンダ内のピストンの摺動によって油液が流通する油路と、前記油路の下流側に設けられた弁座と、前記弁座に離着座して前記油路の油液の流れを制御して減衰力を発生させるディスクバルブとを備えた油圧緩衝器において、
   前記油路及び前記弁座を複数配置し、該複数の弁座に、各弁座に対して開弁圧力が異なるように前記ディスクバルブを着座させたことを特徴とする油圧緩衝器。
2. 前記ディスクバルブは、剛性が異なる部分を有していることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
3. 前記ディスクバルブは、その背面に当接するリテーナによって各弁座に対して開弁圧力が異なることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
4. 前記ディスクバルブは、該ディスクバルブに対する前記弁座の配置によって開弁圧力が異なることを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
   

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