JP5922948B2

JP5922948B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP5922948B2
Application number: JP2012036277A
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: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: JP2013170664A

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、車両における好ましい乗り心地を得られるように、たとえば、設定通りの減衰力を発生することが要求される。

そのため、油圧緩衝器は、所望の減衰力を発生する減衰バルブを備えるとしており、この減衰バルブは、たとえば、特許文献１に開示されているところを示す図４にあるように、隔壁体たるピストンＰと、このピストンＰに積層されるリーフバルブからなるバルブＶとを有してなる。

ピストンＰは、シリンダＣ内に設けられ、一端に形成されてこのピストンＰに開穿のポートＰ１の開口を囲むシート部、つまり、内側ボス部Ｐ２および外側シート部Ｐ３を有し、バルブＶは、内周側端部が内側ボス部Ｐ２に固定されて、外周側端部が外周シート部Ｐ３に着座しポートＰ１の下流側端を開口させる凹部Ｐ４を開放可能に閉塞する。

それゆえ、上記の油圧緩衝器にあっては、ポートＰ１の上流側である他方室Ｒ２が高圧側になるとき、ポートＰ１を通じての作動油がバルブＶの外周側端部と外側シート部Ｐ３との間に出現する隙間を通過して下流側である一方室Ｒ１に流出することになり、このときの圧力損失で、減衰作用をなす。

特開２０１０−１１２４６４号公報

しかしながら、上記の油圧緩衝器にあっては、作動油がバルブの外周側端部とシート部との間を通過して流出する際に、異音が発生されたり、減衰力応答性が悪化されたりし易くなると指摘される可能性がある。

すなわち、図４に示すところにあっては、作動油がバルブＶの外周側端部と外側シート部Ｐ３との間に出現する隙間を通過して一方室Ｒ１に流出するとき、図５に示すように、隙間がいわゆる横向きに開口するので、この隙間を通過する作動油は、シリンダＣに衝突するように流出する。

このことから、シリンダＣに衝突した作動油は、図５中に実線矢印ａで示す一方室Ｒ１に流れ込む流れと、図５中に実線矢印ｂで示すピストンＰとシリンダＣとの間に入り込む流れとに分流されることが予測されることになる。

そして、ピストンＰとシリンダＣとの間に入り込む流れについては、いわゆる行き場がないから、渦流となって異音発生の要因となったり、減衰力応答性悪化の要因になったりすると考えられることになる。

この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、異音の発生や減衰力応答性の悪化を低減することの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、シリンダ内に設けられる隔壁体と、上記隔壁体の一端に形成されて上記隔壁体に開穿のポートの開口を囲むシート部と、上記シート部に着座して上記ポートの開口を開放可能に閉塞するバルブとを有する緩衝器において、上記シート部は、上記シリンダと上記隔壁体との間に作動流体が流れ込むことを抑制する膨出部を上記シート部の外周に有し、上記膨出部の一方室に対向する端面が、上記膨出部の外周面まで上記シート部の上記一方室に対向する端面と面一となるように形成され、上記膨出部の外周面は、上記隔壁体の外周面と面一に形成され、上記膨出部の外周端部に上記隔壁体の一端の外方へ向けて突出する方向転換部を備え、上記方向転換部の内周面が、外方に向かうのに従い拡径されるとする。

シート部の外周に設けられる膨出部が、バルブの外周側端部とシート部との間を通過して流出する作動流体のシリンダと隔壁体との間への流れ込みを抑制する。

その結果、バルブの外周側端部とシート部との間を通過して流出する作動流体がシリンダと隔壁体との間に流れ込むことによる異音発生や減衰力応答性の悪化を低減することが可能になる。

この発明による油圧緩衝器の一実施形態を示す図で、（Ａ）は、部分半截縦断面図、（Ｂ）は、図１中に円で囲んだ部分の拡大図、（Ｃ）は、同じく拡大図でバルブが作動した状態を示す。ピストンの一方室側端面を示す半截端面図である。油圧緩衝器の他の実施形態を示す図で、（Ａ）は、シート部近傍を拡大して示す部分縦断面図で、（Ｂ）は、バルブの作動状態を示す。従来の油圧緩衝器を示す部分半截縦断面図である。図４中のバルブが作動した状態を示す部分半截縦断面図である。

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、油圧緩衝器にあっては、隔壁体たるピストン３と、このピストン３の図１（Ａ）中で上端となる一端に積層されるバルブたる圧側のバルブ５とを備えてなり、図示するところでは、併せて、ピストン３の図１（Ａ）中で下端となる他端に積層される伸側のバルブ４を備える。

ピストン３は、環状に形成されて、作動流体たる作動油を収容するシリンダ１内に摺動自在に挿入されると共に、シリンダ１内に挿通されるロッド２の先端部２ａに保持されてシリンダ１内に一方室Ｒ１と他方室Ｒ２とを区画する。なお、作動流体は、作動油以外の流体からなるとしても良い。

そして、ピストン３は、外周に摺動部材たるピストンリング３１を嵌装させており、このピストンリング３１の外周がシリンダ１の内周に摺接することで、ピストン３のシリンダ１に対する摺動性が保障される。

また、ピストンリング３１は、適宜の肉厚を有し、したがって、このピストンリング３１がピストン３の外周に嵌装されることで、ピストン３の外周とシリンダ１の内周との間に両者の干渉を回避させる間隔Ｓが出現する。

戻って、ピストン３は、周方向に交互に形成されて一方室Ｒ１と他方室Ｒ２との連通を許容する伸側のポート３ａ（図２参照）と、圧側のポート３ｂとを有する。なお、ピストン３の一端面を示す図２にあって、中央部は、ロッド２の先端部２ａ（図１（Ａ）参照）が貫通する孔（符示せず）になる。

圧側のポート３ｂは、図１（Ａ）中で下端となる上流側端がピストン３の他端に形成の他方室Ｒ２に連通する凹部３ｃの底部（符示せず）に開口し、図１（Ａ）中で上端となる下流側端がピストン３の一端に形成の凹部たる開口窓１１の底部（符示せず）に開口している。

伸側のポート３ａは、詳しくは図示しないが、下流側端がピストン３の他端に形成の開口窓の底部に開口し、上流側端がピストン３の一端に形成の一方室Ｒ１に連通する凹部３ｄ（図２参照）の底部（符示せず）に開口している。

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。

戻って、ピストン３は、他方室Ｒ２側端たる一端に圧側のポート３ｂの下流側端たる開口を囲むシート部、つまり、圧側のバルブ５の内周側端部を定着させる内側ボス部１２、および、圧側のバルブ５の外周側端部（符示せず）を離着座自在に着座させる外側シート部１３を有し、この外側シート部１３は、内側ボス部１２との間に上記の開口窓１１を区画している。

なお、開口窓１１は、図２に示すように、内側ボス部１２と、外側シート部１３と、両者を両側で繋ぐ連結部１４とで区画されている。そして、開口窓１１は、周方向の両側に位置する伸側のポート３ａの上流側端を開口させている凹部３ｄから分離されていると共に、ピストン３の周方向に相隣する圧側のポート３ｂの下流側端を開口させる他の開口窓１１から独立するとしている。

圧側のバルブ５は、図示するところでは、同径となる複数枚の環状リーフバルブと異径となる複数枚の環状リーフバルブとを積層してなり、内周側端部がボス部１２に固定的に定着され、外周側端部が外側シート部１３に離着座自在に着座して、開口窓１１を開放可能に閉塞する。

ちなみに、圧側のバルブ５は、図示するところに代えて、図示しないが、同径の複数枚の環状リーフバルブからなるとして異径の複数枚の環状リーフバルブを積層しないとしても良く、また、同径の複数枚の環状リーフバルブからなるのに代えて、一枚からなるとしても良い。

なお、詳しくは図示しないが、伸側のバルブ４は、ピストン３の他端に内周端部固定で外周端部自由の態勢に設けられて伸側のポート３ａの下流側端を開放可能に閉塞する。

また、圧側のバルブ５および伸側のバルブ４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の外周に介装され、内周側端部がピストン３の内側ボス部１２，３ｅ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る。

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、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バルブ５の外周側端部を撓ませて、外側シート部１３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。

上記と反対に、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バルブ４の外周側端部を撓ませて、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。

以上のように、油圧緩衝器にあって、ピストン３は、一端に圧側のバルブ５を積層させるが、図示するところでは、この一端に以下のような工夫がなされている。そこで、以下には、この工夫について説明する。

すなわち、この発明にあっては、ピストン３の一端に形成の外側シート部１３が外周にシリンダ１とこのピストン３との間に作動油が流れ込むことを抑制する膨出部３２を設けてなる。

この膨出部３２は、図示するところでは、外側シート部１３の外周をシリンダ１に向けて膨出させるようにして形成され、しかも、図２にも示すように、膨出部３２の外周が間隔Ｓを有してシリンダ１の内周に近づくように位置決めされるとしている。なお、図２中の破線は、圧側のバルブ５の外周を示す。

膨出部３２が外側シート部１３をシリンダ１側に向けて膨出させるようにして形成される場合には、ピストン３を型成形する際に、膨出部３２を併せて成形できる点で有利になる。

また、この膨出部３２は、外側シート部１３を外周側に膨出させて形成されることで、一方室Ｒ１に対向する端面Ｘ（図１（Ｂ）参照）を外側シート部１３の同じく一方室Ｒ１に対向する端面と面一することが容易になり、外側シート部１３との間を通過してこの膨出部３２の端面を流れる作動油の流れを阻害しないようにすることが可能になる。

一方、この膨出部３２にあっては、シリンダ１に対向する外周面Ｙ（図１（Ｂ）参照）が、図示するところでは、ピストン３の外周面と面一になるとしている。これによって、シリンダ１とピストン３との間に出現する間隔Ｓがこの膨出部３２とシリンダ１との間にも出現することになる。

このように、膨出部３２の外周面Ｙがシリンダ１に間隔Ｓを有して近づくことで、膨出部３２の端面Ｘを流れる作動油は、膨出部３２とシリンダ１との間に流れ込むことを抑制され、図１（Ｃ）中に実線矢印で示すように、一方室Ｒ１に流入するようになる。

そして、膨出部３２とシリンダ１との間への作動油の流入が抑制されるから、従前であれば、ピストンとシリンダとの間に入り込む流れが渦流となって異音発生の要因となったり、減衰力応答性悪化の要因になったりしたことに比較して、油圧緩衝器において、異音の発生や、減衰力応答性の悪化が抑制されることになる。

以上からすると、ピストン３の外周に嵌装されるピストンリング３１については、ピストン３の外周面からシリンダ１に向けて突出する部分における肉厚が可能な限りに、つまり、ピストン３とシリンダ１との干渉を回避し得る限りに薄く形成されているのが良く、この場合には、外側シート部１３の端面を流れる作動油がシリンダ１とピストン３との間の間隙Ｓに流れ込むことが抑制されることになる。

図３に示すところは、膨出部３２の他の実施形態を示す。この実施形態にあっては、膨出部３２が図３（Ａ）中で右端部となる外周側端部（符示せず）にピストン３の一端の外方に向けて突出する、つまり、外側シート部１３に連続する膨出部３２の端面Ｘ（図１（Ｂ）参照）の外周側端部（符示せず）に一方室Ｒ１（図１（Ａ）参照）に向けて突出する方向転換部３３を有してなる。

この実施形態による場合には、膨出部３２の上端を流れる作動油は、図３（Ｂ）中に実線矢印で示すように、方向転換部３３によって言わば強制的に一方室Ｒ１に流出されるようになり、膨出部３２とシリンダ１との間に流れ込むことが一層効果的に抑制されることになる。

このことからすると、この実施形態の場合には、方向転換部３３の内周面（符示しない）が方向転換部３３の上端に向かうのに従い拡径されるように形成されたり、方向転換部３３と膨出部３２との連結部分が球面処理されたりして、作動油の流れの円滑を図るのが好ましい。

また、この方向転換部３３は、図示するところでは、膨出部３２に一体に形成されてなるとするが、これに代えて、図示しないが、たとえば、機械的強度が保障される限りにおいて、膨出部３２の外周側端部に接着材利用などで後付けされるとしても良い。

そして、この方向転換部３３は、作動油の流れの向きを転回させるものであるから、たとえば、絞り効果を発揮させない限りにおいて、膨出部３２の端面Ｘ（図１（Ｂ）参照）上において、外側シート部１３に近づくように設けられるとしても良い。

以上のように形成される膨出部３２にあっては、作動油が圧側のバルブ５の外周側端部と外側シート部１３との間に出現する隙間を通過して一方室Ｒ１に流出するときに、膨出部３２の端面Ｘに沿いながら一方室Ｒ１に向けて流出する。

そして、膨出部３２は、外周側端部に一方室Ｒ１に向けて突出する方向転換部３３を有してなるから、膨出部３２の端面Ｘに沿う流れの作動油が強制的に一方室Ｒ１に流出されるようになり、膨出部３２とシリンダ１との間の間隔Ｓに作動油が流れ込むことが一層効果的に抑制されることになる。

以上からすると、膨出部３２に形成される方向転換部３３は、上記したところでは、外側シート部１３が独立型の開口窓１１を区画することから、この開口窓１１を区画する部位に、つまり、外側シート部１３の周方向長さと同じ長さになる範囲内に設けられることで足りる。

それに対して、図示しないが、外側シート部１３が凹部たる環状溝を区画する場合には、上記の方向転換部３３は、膨出部３２が外側シート部１３の全周に形成されることから、この膨出部３２の外周側端部の全周に形成されるのが良い。

もっとも、この方向転換部３３が機能するところからすれば、凹部が環状溝からなる場合であっても、方向転換部３３が膨出部３２の全周に設けられず、たとえば、ポート３ｂの開口に最も近くなる外側シート部１３に設けられる膨出部３２の外周側端部にのみ設けられる、つまり、間欠形成されるとしても良い。

なぜなら、この発明における外側シート部１３の外周に設けられる膨出部３２は、方向転換部３３が無い状態でも、膨出部３２の外周面Ｙがシリンダ１の内周面に近隣することで、その間への作動油の流入を抑制し、方向転換部３３は、この作動油の流入抑制を一層効果良く実現させるものであるから、これが間欠形成されるとしても良いことになる。

そして、膨出部３２に方向転換部３３が形成されることで、ピストン３の一端が凹状を呈するようになり、したがって、圧側のバルブ５は、この凹状となる内側に収容されるから、たとえば、針山からバルブが積層された状態のピストンを抜き取る際に、バルブがピストンに載置された状態を維持し易くなり、緩衝器の組立作業を効率良く実行させることが可能になる点で有利となる。

そしてまた、方向転換部３３が間欠形成される場合には、方向転換部３３が全周に亙って形成される場合に比較して、材料の歩留りを良くする上で有利になる。

前記したところでは、ピストン３の一端において、圧側のバルブ５を着座させる外側シート部１３が外周に膨出部３２を有す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れば、上記したところに代えて、あるいは、加えて、伸側のバルブ４を積層させるピストン３の他端にあって、伸側のバルブ４の外周側端部を離着座させる外側シート部に膨出部が設けられるとしても良い。

また、前記したところでは、膨出部３２が外側シート部１３の外周に一体に設けられるとしたが、この発明が意図するところからすると、この膨出部３２が接着材利用や捻子込みなどのいわゆる後付けで外側シート部１３の外周に設けられるとしても良く、この場合には、既存のピストン３にこの発明を具現化できる利点がある。

そして、前記したところでは、隔壁体がシリンダ１内のピストン３であるとして説明したが、これに代えて、図示しないが、隔壁体がシリンダ１内のベースバルブを構成するバルブディスクであるとしても良い。

１シリンダ
２ロッド
２ａ先端部
２ｂ段差部
２ｃ先端ネジ部
３隔壁体たるピストン
３ａ，３ｂポート
３ｃ，３ｄ凹部
３ｅ，１２ボス部
４，５バルブ
６ピストンナット
１１開口窓
１３外側シート部
１４連結部
３１ピストンリング
３２膨出部
３３方向転換部
Ｒ１一方室
Ｒ２他方室
Ｓ間隔
Ｘ端面
Ｙ外周面

Claims

シリンダ内に設けられる隔壁体と、上記隔壁体の一端に形成されて上記隔壁体に開穿のポートの開口を囲むシート部と、上記シート部に着座して上記ポートの開口を開放可能に閉塞するバルブとを有し、上記ポートの開口面積が一方室側に向けて徐々に小さく設定される緩衝器において、
上記シート部は、上記シリンダと上記隔壁体との間に作動流体が流れ込むことを抑制する膨出部を上記シート部の外周に有し、
上記膨出部の上記一方室に対向する端面は、上記シート部の上記一方室に対向する端面と面一となるように形成され、
上記膨出部の外周面は、上記隔壁体の外周面と面一に形成され、
上記膨出部の外周端部に上記隔壁体の一端の外方へ向けて突出する方向転換部を備え、
上記方向転換部の内周面が、外方に向かうのに従い拡径されていることを特徴とする緩衝器。
上記方向転換部と上記膨出部との連結部分が球面処理されていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。