JP2016176543A - 減衰力発生装置及び緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】高速応答の調整機構を具備するとともに、応答性を向上させることができ、走行事象での硬さ、吸収の悪さを解消することのできる減衰力発生装置及び緩衝器を提供する。
【解決手段】内部に油を収容可能とされたケースと、前記ケースの内部を、シリンダのピストン側油室に連通する第１油室と、リザーバ油室に連通する第２油室とに区画する隔壁部材と、前記隔壁部材に形成された油路と、前記油路の前記第２油室側の開口部に配設され、前記第１油室から前記第２油室への油の流れを開閉するディスクバルブと、前記ケースに配設され、前記第２油室と前記リザーバ油室を連通する開口と、前記開口の一部を閉塞するための閉塞部材と、前記閉塞部材を移動させて前記開口の開口面積を可変する移動機構と、を具備した減衰力発生装置。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、減衰力発生装置及び緩衝器に関する。

油圧緩衝器の減衰力発生装置として、特許文献１に記載の如く、緩衝器内に設けた隔壁部材により緩衝器内に２つの油室を区画し、２つの油室を連絡する油路を隔壁部材に設け、一方の油室から他方の油室への油の流れによりこの油路を開くディスクバルブを設けた構成の減衰力発生装置が知られている。また、このような減衰力発生装置において、ディスクバルブをコイルスプリングで押圧するとともに、進退可能な調整機構によってコイルスプリングの押圧力を調整可能とし、ディスクバルブの開弁圧を可変として減衰力を調整可能とすることが知られている。

図４は、このような減衰力発生装置の一例の構成を示している。図４に示すように、減衰力発生装置１００では、バルブハウジング７１の内部に隔壁部材７３が配設されており、この隔壁部材７３によってバルブハウジング７１の内部が油室７１Ａと油室７１Ｂとに区画されている。油室７１Ａは、例えばシリンダのピストン側油室に連通され、油室７１Ｂは開口９１を介して例えばリザーバ油室と連通される。隔壁部材７３には、２つの油室７１Ａと油室７１Ｂを連絡する油路７４が設けられており、油路７４には、一方の油室７１Ａから他方の油室７１Ｂへの油の流れによりこの油路７４を開く圧側ディスクバルブ７７が配設されている。

圧側ディスクバルブ７７は、コイルスプリング１０３及び、コイルスプリングガイド１０４によって弾性的に押圧された状態となっている。また、コイルスプリング１０３の他端側は、アジャストガイド１０１及びスプリングシート１０２によって支持されており、これらの部材は、アジャストレバー８３を回転させることによって、進退可能とされている。したがって、アジャストレバー８３を回転させてコイルスプリング１０３による圧側ディスクバルブ７７への初期荷重を調整し、圧側ディスクバルブ７７の開弁圧を変化させて減衰力を調整できるようになっている。

隔壁部材７３には、バイパス流路７５Ａを形成するバイパス形成ボルト７５が配設されている。また、バルブハウジング７１内には、バイパス流路７５Ａと対抗するように、バイパス流路７５Ａの開口面積を調整するニードル弁８６が配設されている。また、油路７４の部分には、図４中に矢印Ａで示すように、伸長行程において、油室７１Ｂから油室７１Ａへの油の流れを許容する伸側チェックバルブ７８が配設されている。

上記減衰力発生装置１００において、圧縮行程では、図４中に矢印Ｂで示すように、低速時にはバイパス流路７５Ａを油が流れ、この場合ニードル弁８６の位置によって減衰力が調整される。また、圧縮行程の高速時には、図４中に矢印Ｃで示すように、油圧によって圧側ディスクバルブ７７が開かれて油路７４を油が流れ減衰力が発生する。この場合、アジャストレバー８３を回転させて、コイルスプリング１０３、コイルスプリングガイド１０４等による圧側ディスクバルブ７７への初期荷重を変化させ、高速時の減衰力を調整することができる。

実開平７−３８７８３号公報

上述した従来の減衰力発生装置では、油の流路となる部位に、高速時の減衰力を調整するための機構を構成するコイルスプリング及びコイルスプリングガイド等の部品が配設されている。このため、これらの部品が油の流れを阻害して応答性を悪化させてしまい、走行事象での硬さ、吸収の悪さにつながってしまうという課題があった。

本発明の目的は、高速応答の調整機構を具備するとともに、従来に比べて応答性を向上させることができ、走行事象での硬さ、吸収の悪さを解消することのできる減衰力発生装置及び緩衝器を提供することにある。

実施形態の減衰力発生装置は、内部に油を収容可能とされたケースと、前記ケースの内部を、シリンダのピストン側油室に連通する第１油室と、リザーバ油室に連通する第２油室とに区画する隔壁部材と、前記隔壁部材に形成された油路と、前記油路の前記第２油室側の開口部に配設され、前記第１油室から前記第２油室への油の流れを開閉するディスクバルブと、前記ケースに配設され、前記第２油室と前記リザーバ油室を連通する開口と、前記開口の一部を閉塞するための閉塞部材と、前記閉塞部材を移動させて前記開口の開口面積を可変する移動機構と、を具備している。

本発明の減衰力発生装置及び緩衝器によれば、高速応答の調整機構を具備するとともに、従来に比べて応答性を向上させることができ、走行事象での硬さ、吸収の悪さを解消することができる。

実施形態における油圧緩衝器の全体概略構成を示す断面図。 図１のベースバルブ装置の概略構成を示す断面図。 実施形態における応答特性を示すグラフ。 従来例の概略構成を示す断面図。 従来例における応答特性を示すグラフ。

図１は、実施形態に係る油圧緩衝器の全体概略構成を示す断面図、図２はベースバルブ装置（圧側減衰力発生装置）の概略構成を示す断面図である。

図１に示すように、油圧緩衝器１０は、シリンダ１１の内部に、図１中下側からピストンロッド１２を挿入し、シリンダ１１とピストンロッド１２の外側部に懸架スプリング１３を介装して構成されている。シリンダ１１の端部（図１中上側端部）には、車体側取付部１４が配設されている。また、ピストンロッド１２の端部（図１中下側端部）には、車輪側取付部１５が配設されている。

シリンダ１１の外周部には、ばね受け調整リング１６とばね受け１７が螺着され、ピストンロッド１２には、ばね受け１８が固定されている。そして、ばね受け１７とばね受け１８の間に懸架スプリング１３を介装し、ばね受け調整リング１６とばね受け１７の螺動により懸架スプリング１３の設定長さを調整可能としている。懸架スプリング１３の弾発力が、車両が路面から受ける衝撃力を吸収する。

シリンダ１１の端部（図１中下側端部）には、ピストンロッド１２が貫通するロッドガイド２１が配設されている。ロッドガイド２１は、シリンダ１１に液密に装着されている。また、ロッドガイド２１の内径部には、ピストンロッド１２が、液密に摺動自在に配設されている。

ロッドガイド２１の外側（図１中下側）には、圧側バンパ２６が配設されている。また、ピストンロッド１２の端部（図１中下側端部）には、バンパストッパ２７が配設されており、最圧縮時に、圧側バンパ２６にバンパストッパ２７が当接することによって、最圧縮ストロークを規制可能としている。一方、ロッドガイド２１の内側には、伸側ストロークを規制するリバウンドスプリング２８が配設されている。

油圧緩衝器１０は、シリンダ１１内のピストン３３に設けられたピストンバルブ装置（伸側減衰力発生装置）３０と、シリンダ１１の外側に設けられたベースバルブ装置（圧側減衰力発生装置）６０とを有している。油圧緩衝器１０は、ピストンバルブ装置３０とベースバルブ装置６０が発生する減衰力により、懸架スプリング１３による衝撃力の吸収に伴うシリンダ１１とピストンロッド１２の伸縮振動を抑制する。

（ピストンバルブ装置３０）
ピストンバルブ装置３０は、シリンダ１１に挿入されたピストンロッド１２の端部にバルブストッパ３１、圧側バルブ３２、ピストン３３、伸側バルブ３４、バルブストッパ３５を装着し、これらをナット３６で固定して構成されている。

ピストン３３は、その外周部がシリンダ１１の内壁と液密に摺接し、シリンダ１１の内部をピストンロッド１２が収容されないピストン側油室３８Ａと、ピストンロッド１２が収容されるロッド側油室３８Ｂとに区画する。

ピストン３３は、圧側バルブ３２を備えピストン側油室３８Ａとロッド側油室３８Ｂとを連通可能とする圧側流路３９と、伸側バルブ３４を備えピストン側油室３８Ａとロッド側油室３８Ｂとを連通可能とする伸側流路４０とを備える。圧側バルブ３２の支持中心（ピストン３３の中心と同じ）から圧側流路３９の流路中心までの距離Ｒａと、伸側バルブ３４の支持中心（ピストン３３の中心と同じ）から伸側流路４０の流路中心までの距離Ｒｂとは、Ｒａ＞Ｒｂに設定されており、伸側バルブ３４の撓み変形に基づく伸側減衰力の方が圧側バルブ３２の撓み変形に基づく圧側減衰力より大きくなるように設定されている。

また、ピストンロッド１２の中心部は中空とされており、このピストンロッド１２の中空部に減衰力調整ロッド４２が配設されている。減衰力調整ロッド４２は、ピストンロッド１２の端部（図１中下側端部）に配設されたスライダ装置４１により進退自在とされており、減衰力調整ロッド４２の先端のニードル弁４３により、ピストンロッド１２に設けられている、ピストン側油室３８Ａとロッド側油室３８Ｂとのバイパス流路４４の開口面積を調整できるよう構成されている。

すなわち、ピストンバルブ装置３０にあっては、スライダ装置４１によって減衰力調整ロッド４２を軸方向に進退させ、減衰力調整ロッド４２の先端のニードル弁４３の移動によりバイパス流路４４の開口面積を調整する。油圧緩衝器１０の伸長時には、シリンダ１１とピストンロッド１２の相対速度が低速のとき、ロッド側油室３８Ｂの油がニードル弁４３のあるバイパス流路４４を通ってピストン側油室３８Ａへ流れ、この間のニードル弁４３による絞り抵抗により伸側の減衰力を生ずる。この減衰力は、スライダ装置４１のアジャスタ４６の回転操作により調整される。

また、油圧緩衝器１０の伸長時で、シリンダ１１とピストンロッド１２の相対速度が高速のとき、ロッド側油室３８Ｂの油が伸側流路４０を通り伸側バルブ３４を撓み変形させてピストン側油室３８Ａへ導かれ、伸側の減衰力を生ずる。

また、油圧緩衝器１０の圧縮時には、ピストン側油室３８Ａの油が圧側流路３９を通り、圧側バルブ３２を開いてロッド側油室３８Ｂに導かれる。

（リザーバ６１）
油圧緩衝器１０では、シリンダ１１にリザーバ６１が一体化して接続されている。リザーバ６１のキャップ６２で封止される内部は、ダイヤフラム型（フリーピストン型でも可）の隔壁部材６３により、リザーバ油室６４Ａとガス室６４Ｂとに区画されている。キャップ６２には、ガス室６４Ｂに加圧ガスを封入するガス封入バルブ６５が設けられている。

（ベースバルブ装置６０）
ベースバルブ装置６０は、シリンダ１１とリザーバ６１との間に介挿されている。すなわち、シリンダ１１のピストン側油室３８Ａとリザーバ６１のリザーバ油室６４Ａとの間の連通領域にバルブハウジング（ケース）７１を設け、シリンダ１１に螺着されるプラグボルト７２（図２参照）によってこのバルブハウジング７１を固定してある。

図２に示すように、ベースバルブ装置６０のバルブハウジング７１内には、ピストン側油室３８Ａと、リザーバ油室６４Ａを区画する環状の隔壁部材７３が固定されている。すなわち、バルブハウジング７１の内部は、隔壁部材７３によって、油室７１Ａと油室７１Ｂとに区画されており、油室７１Ａはピストン側油室３８Ａと連通され、油室７１Ｂは、リザーバ油室６４Ａと連通されている。隔壁部材７３には、油室７１Ａと油室７１Ｂとを連絡する油路７４が設けられている。なお、油室７１Ｂと、リザーバ油室６４Ａとは、バルブハウジング７１に形成された開口９１を介して連通されている。

隔壁部材７３の中央部には、バイパス形成ボルト７５がナット７６で固定されている。バイパス形成ボルト７５の中央部回りには、油室７１Ａから油室７１Ｂへの油の流れによりこの油路７４を開く圧側ディスクバルブ７７と、油室７１Ｂから油室７１Ａへの油の流れによりこの油路７４を開く環状板からなる伸側チェックバルブ７８が配設されている。圧側ディスクバルブ７７は伸側チェックバルブ７８よりも油室７１Ｂ寄りに配置されている。

バルブハウジング７１と隔壁部材７３の間で、圧側ディスクバルブ７７を囲む外側には環状板からなるチェックバルブシート８０がその外周側を挟持されて配置される。伸側チェックバルブ７８は、バルブスプリング７９により油室７１Ａ側からチェックバルブシート８０の側に付勢され、チェックバルブシート８０に対して着座及び離間する。圧側ディスクバルブ７７の外周部は、伸側チェックバルブ７８（チェックバルブシート８０に着座して閉弁位置にある）に対して着座及び離間する。

プラグボルト７２の内側には、アジャストレバー８３が液密に回転可能に嵌着されており、このアジャストレバー８３の先端側（図２中右側）外周部に形成されたねじ部に筒状のアジャストガイド８４が螺合されている。アジャストガイド８４の先端側（図２中右側）の端部８４Ａは、リザーバ６１のリザーバ油室６４Ａに連通する開口９１の部分に位置するよう配設されている。そして、アジャストレバー８３を回転操作することにより、アジャストガイド８４を軸方向に移動させ、開口９１の一部をアジャストガイド８４によって閉塞することにより、開口９１の開口面積を調整可能となっている。これによって、開口９１の部分を油が通過する際の流路抵抗を変化させ、高速域における減衰力を調整可能となっている。この場合、開口面積の調整範囲は、例えば、フルオープン状態（開口面積１００％）から最絞り状態において開口面積３０％程度となるよう設定される。

なお、前述したとおり、図４に示すように、従来は、アジャストガイド８４とは異なる形状のアジャストガイド１０１によりスプリングシート１０２を介して、圧側ディスクバルブ７７を押圧するためのコイルスプリング１０３を背面支持した構成となっていた。そして、アジャストレバー８３を回転操作することにより、アジャストガイド１０１を軸方向に移動し、コイルスプリング１０３、コイルスプリングガイド１０４による圧側ディスクバルブ７７への初期荷重を調整するようになっていた。かかる構成では、油の流路内にコイルスプリング１０３、コイルスプリングガイド１０４等の部品が存在するため、油の円滑な流れを阻害して応答特性を悪化させてしまい、走行事象での硬さ、吸収の悪さにつながってしまうという課題があった。これに対して、図２に示す実施形態の場合、油の流路内にコイルスプリング１０３、コイルスプリングガイド１０４等の部品が存在しないため、油の円滑な流れを確保することができる。

アジャストレバー８３の中心部分には、軸方向に沿って貫通孔８３Ａが形成されており、この貫通孔８３Ａにアジャストロッド８５が回転可能に装着されている。このアジャストロッド８５の先端部に、回転方向には係合し軸方向には相対移動できるニードル弁８６が配設されている。このニードル弁８６は、アジャストレバー８３の先端側にかしめ固定されたナット８７に、ニードル弁８６の外周ねじ部を螺合して係止されている。

アジャストロッド８５は、アジャストロッド８５の外周方向にセットスプリング８８で付勢されて、アジャストレバー８３の周方向複数位置に設けてある係合凹部８９に係合可能とされたボール９０を備えている。これにより、アジャストロッド８５の操作溝８５Ａに係着される工具によりアジャストロッド８５を回転操作し、ボール９０をアジャストレバー８３の周方向複数位置に配置（等配）してある係合凹部８９のそれぞれに順に係合させ、アジャストロッド８５をそれらの回転操作位置のいずれかに設定することができる。これにより、ニードル弁８６をバイパス形成ボルト７５のバイパス流路７５Ａに対して進退させ、バイパス流路７５Ａの開口面積を調整することができる。

ベースバルブ装置６０において、油圧緩衝器１０の圧縮時には、シリンダ１１に進入したピストンロッド１２の進入容積分の油が、ピストン側油室３８Ａからバイパス形成ボルト７５のバイパス流路７５Ａ、もしくは隔壁部材７３の油路７４を通ってリザーバ６１のリザーバ油室６４Ａに排出される。このとき、シリンダ１１とピストンロッド１２の相対速度が低速のときには、バイパス流路７５Ａに設けてあるニードル弁８６による絞り抵抗により圧側の減衰力を得る。この減衰力は、アジャストロッド８５によるニードル弁８６の位置調整により調整することができる。

また、シリンダ１１とピストンロッド１２の相対速度が高速のときには、ピストン側油室３８Ａから油路７４を通る油が圧側ディスクバルブ７７を撓み変形させ、この後、流路面積を絞られた開口９１を通過して、リザーバ６１のリザーバ油室６４Ａに導かれ、圧側の減衰力を生ずる。この減衰力は、アジャストレバー８３により、アジャストガイド８４を進退させ、リザーバ６１のリザーバ油室６４Ａに連通する開口９１の開口面積を変更することによって調整する。

油圧緩衝器１０の伸長時には、シリンダ１１から退出するピストンロッド１２の退出容積分の油が、リザーバ６１のリザーバ油室６４Ａから、バイパス流路７５Ａ、もしくは伸側チェックバルブ７８を開き油路７４を通ってピストン側油室３８Ａに転送される。

なお、リザーバ６１のガス室６４Ｂに封入された加圧ガスは、シリンダ１１内の作動油を加圧し、圧縮時に、ピストン側油室３８Ａからリザーバ油室６４Ａに油が吹き上がるのを防止し、これにより油中にエア等が混入するキャビテーションの発生を防止し、また伸長時に続く圧縮時の減衰力発生の遅れ（さぼり）も回避する。

図３のグラフは、実施形態における圧縮行程と伸長行程における減衰力の特性を示すグラフである。また、図５のグラフは、図４に示す構成の減衰力発生装置１００を使用した場合の圧縮行程と伸長行程における減衰力の特性を示すグラフである。図５のグラフに矢印で示すように、図４に示す構成の減衰力発生装置１００の場合、圧縮行程と伸長行程において減衰力に差が生じ応答性が悪くなる。これに対して図３のグラフに矢印で示すように、実施形態においては、圧縮行程と伸長行程における減衰力の差が図５のグラフより少なくなっており、応答性が改善されている。

以上のとおり、実施形態のベースバルブ装置（圧側減衰力発生装置）６０及び油圧緩衝器１０によれば、高速応答の調整機構を具備するとともに、従来に比べて応答性を向上させることができ、走行事象での硬さ、吸収の悪さを解消することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…油圧緩衝器、１１…シリンダ、１２…ピストンロッド、１３…懸架スプリング、１４…車体側取付部、１５…車輪側取付部、１６…ばね受け調整リング、１７…ばね受け、１８…ばね受け、２１…ロッドガイド、２６…圧側バンパ、２７…バンパストッパ、２８…リバウンドスプリング、３０…ピストンバルブ装置（伸側減衰力発生装置）、３１…バルブストッパ、３２…圧側バルブ、３３…ピストン、３４…伸側バルブ、３５…バルブストッパ、３６…ナット、３８Ａ…ピストン側油室、３８Ｂ…ロッド側油室、３９…圧側流路、４０…伸側流路、４１…スライダ装置、４２…減衰力調整ロッド、４３…ニードル弁、４４…バイパス流路、４６…アジャスタ、６０…ベースバルブ装置（圧側減衰力発生装置）、６１…リザーバ、６２…キャップ、６３…隔壁部材、６４Ａ…リザーバ油室、６４Ｂ…ガス室、７１…バルブハウジング、７１Ａ…油室、７１Ｂ…油室、７２…プラグボルト、７３…隔壁部材、７４…油路、７５…バイパス形成ボルト、７６…ナット、７７…圧側ディスクバルブ、７８…伸側チェックバルブ、７９…バルブスプリング、８０…チェックバルブシート、８３…アジャストレバー、８３Ａ…貫通孔、８４…アジャストガイド、８４Ａ…端部、８５…アジャストロッド、８６…ニードル弁、８７…ナット、８８…セットスプリング、８９…係合凹部、９０…ボール、９１…開口、１００…減衰力発生装置、１０１…アジャストガイド、１０２…スプリングシート、１０３…コイルスプリング、１０４…コイルスプリングガイド

Claims (5)

1. 内部に油を収容可能とされたケースと、
   前記ケースの内部を、シリンダのピストン側油室に連通する第１油室と、リザーバ油室に連通する第２油室とに区画する隔壁部材と、
   前記隔壁部材に形成された油路と、
   前記油路の前記第２油室側の開口部に配設され、前記第１油室から前記第２油室への油の流れを開閉するディスクバルブと、
   前記ケースに配設され、前記第２油室と前記リザーバ油室を連通する開口と、
   前記開口の一部を閉塞するための閉塞部材と、
   前記閉塞部材を移動させて前記開口の開口面積を可変する移動機構と、
   を具備したことを特徴とする減衰力発生装置。
2. 前記ディスクバルブは、初期荷重を変化させて減衰力を調整するためコイルスプリングを有しない
   ことを特徴とする請求項１記載の減衰力発生装置。
3. 前記隔壁部材に設けられたバイパス流路と、
   前記バイパス流路の出口部分に設けられ、前記バイパス流路の開口面積を調整するニードルと
   を具備したことを特徴とする請求項１又は２に記載の減衰力発生装置。
4. 前記油路に配設され、前記第２油室から前記第１油室への油の流れを選択的に許容するチェックバルブを具備したことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の減衰力発生装置。
5. シリンダと、
   前記シリンダ内に摺動可能に嵌装され、前記シリンダ内をピストン側油室とロッド側油室とに区切るピストンと、
   前記ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、
   リザーバ油室を有するリザーバと、
   前記シリンダと前記リザーバとの間に介挿された減衰力発生装置であって、
   内部に油を収容可能とされたケースと、
   前記ケースの内部を、前記ピストン側油室に連通する第１油室と、前記リザーバ油室に連通する第２油室とに区画する隔壁部材と、
   前記隔壁部材に形成された油路と、
   前記油路の前記第２油室側の開口部に配設され、前記第１油室から前記第２油室への油の流れを開閉するディスクバルブと、
   前記ケースに配設され、前記第２油室と前記リザーバ油室を連通する開口と、
   前記開口の一部を閉塞するための閉塞部材と、
   前記閉塞部材を移動させて前記開口の開口面積を可変する移動機構と、
   を有する減衰力発生装置と、
   を具備したことを特徴とする緩衝器。

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