JPH04102738A - 減衰力調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧電素子を用いて減衰バルブとしてのリー
フバルブの周端撓み量を変えることにより、該リーフバ
ルブで発生される主たる減衰力を調整する減衰力調整装
置の改良に関する。

〔従来の技術とその課題〕

従来の油圧緩衝器の減衰力調整装置として、圧電素子へ
の電圧印加により減衰バルブたるリーフバルブの周端撓
み量を調節し、該リーフバルブで発生される主たる減衰
力を変更するようにしたものが、例えば、実開昭６２−
１４９６４５号に提案されている。この提案にあっては
、圧電素子の変形量に比較して減衰力の調ｍ＊を大きく
できない不都合がある。

即ち、この提案は、電歪部材たる圧電素子への電圧印加
により、該圧電素子が膨脹する時に、その膨脹、力で減
衰力発生用の減衰力バルブたるリーフバルブの周端撓み
量を直接調節し、これによって、該リーフバルブで発生
される減衰力を高低調整している。

従って、この従来技術では、圧電素子の膨脹量以上にリ
ーフバルブの周端撓み量を変更することができず、該リ
ーフバルブの周端に大きい撓み量を要求する場合には、
圧電素子の直列設置量を大幅に増大しなければならず、
この場合には、減衰力調整装置全体の軸線方向長さが大
幅に増大する不都合がある。

一方、これに対して伸側の減衰バルブたる伸側リーフバ
ルブおよび圧側の減衰バルブたる圧側リーフバルブを、
シリンダ内で摺動するピストン本体の端面にそれぞれ配
設すると共に、それぞれの背面にサブバルブを介して、
オリフィスにより立つ背圧が作用するようにし、これら
の各サブバルブをそれぞれピストンロンドの先端に連設
の先端インロー部材内に配設し、一方、各リーフバルブ
の背面へ油圧を供給すると共に、圧電素子に発生する膨
張力でそれぞれの周端撓み量を変更して。

上記背面への供給油圧を変更するようにしたものが本出
願人によって提案されている。しかしながら、かかる従
来例による場合には、パイロット部の固定絞りとして上
記オリフィスを用いているため、ピストン速度が比較的
低い場合（パイロット部を流れる油量が比較的少ない場
合）には、この絞りの効果が適度でハードの減衰力もそ
んなに高くはならない（各リーフバルブの背圧が非常に
高くはならない）ものの、ピストン速度が上がってくる
と、パイロット流量も増え、この絞りの効果が高まり、
ハードの減衰力がそれだけ高くなる（各リーフバルブの
背圧が非常に高まる）、このため、特に圧側時ピストン
側油室の油が十分にピストンロンド側油室に行けなくな
り、いわゆる油の吸い込み不良を生じてしまう。一方、
これを防ぐ意味で、オリフィス径を大きくして、絞り効
果を下げようとすると、今度はピストン低速度域での減
調幅を確保できなくなる。つまりハードの減衰力が高ま
らないなどの課題があった。また、パイロット系の部品
数が多くなり、組立性、コストの点で不利になるなどの
課題があった。

この発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは電歪部材たる圧電素子の膨脹量に
比較して、減衰バルブたるリーフバルブの周端撓み量を
大きくするようにして、発生減衰力の調整幅を大きくシ
、油圧緩衝器への利用に最適となるようにするとともに
、ピストンロンドの速度に対応した最適の減衰力特性を
得て、油の吸い込み不足を解消するとともに、さらに構
成の簡素化を図ることができる減衰力調整装置を提案す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る減衰力調整装置は、シリンダ内に挿通さ
れたピストンロンドと、該ピストンロンドに取り付けら
れて、上記シリンダ内で摺動するピストン本体の各端面
に配設された伸側減衰バルブおよび圧倒減衰バルブと、
上記ピストンロンドの先端に取り付けられた先端インロ
ー部材内に配設されて、上記伸側減衰バルブおよび圧倒
減衰バルブの背面へ背圧を供給する伸側サブバルブおよ
び圧倒サブバルブと、上記ピストン低速度域に設けられ
、自身の磁歪作用により、上記伸側サブバルブおよび圧
倒サブバルブの周辺撓み量を調整する圧電素子とを備え
て、上記背圧を受けたとき、上記伸側減衰バルブおよび
圧側減衰バルブとこれらを支承するバルブサポートとの
間に間隙部を形成して、ピストンロンドの速度に応じた
パイロット系絞り調整を実施するようにしたものである
。

〔作用〕

この発明におけるピストンロンドがシリンダ内で摺動す
る際には、所謂上流側の油室からの作動油が各第１サブ
バルブを介して主たる減衰力を発生する各リーフバルブ
の背面側に及ぶと共に、該各リーフバルブの受圧面側に
も及ぶことになり、各リーフバルブの周端を撓ませて作
動油が通過することで、所定の各側の減衰力がそれぞれ
発生する。その際に、圧電素子に所定の電圧が印加され
ると、各サブバルブのそれぞれの周端撓み量がその印加
電圧の大きさに応じて調節されると共に、各リーフバル
ブにおける背圧がそれぞれ調整されて、各リーフバルブ
の周端撓み量が調整され、各リーフバルブで発生する各
減衰力がそれぞれ調節される。この結果、上記各リーフ
バルブで発生する減衰力は、圧電素子の膨張量以上の幅
でそれぞれ変更可能となる。

また、圧電素子への電圧の印加が解除されると、各第１
サブバルブの周端撓み量が旧状に復帰し、これによって
、各リーフバルブの背面に作用する油圧も旧状に復帰し
、各リーフバルブでの発生減衰力が当初設定の大きさに
戻される。一方、サブバルブを通過したパイロットの流
れは、各リーフバルブに背圧を与えるが、このときピス
トンシート面の切欠部に臨む部分でそのリーフバルブを
押し上げて、バルブサポートとの間に間隙を形成し、こ
の間隙を通してパイロットの流れを絞りながら送出する
。これにより、上流圧と流量の間に２７３特性を成立さ
せて、ピストンロッドの低速域では上記背圧を比較的高
くして、十分な減調幅を得ると共に、中高速域では背圧
を過大にすることなく、油の吸い込み不良を防止する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの実施例の減衰力調整装置を示す要部の断面
図であり、１はシリンダで、このシリンダ１内にロッド
側油室Ａとピストン側油室Ｂとを区画形成するピストン
部３を有する。そして、ピストンロッド２の軸芯部に開
穿された透孔２ａ内に、電歪部材たる圧電素子４が配在
されている。

この圧電素子４には、図示しないが、リード線が接続さ
れ、このリード線の端部がピストンロッド２の上端であ
る後端から外部に突出している。そして、圧電素子４は
、これに所定の電圧が印加される際に膨張し、その膨張
力で伸側及び圧倒の主たる減衰力をそれぞれ変更調整す
る。

なお、上記の膨張力は、圧電素子４の先端のみが下方に
移動するように作用する。ピストンロッド２は、その先
端部２ｂに先端インロー部材２０を連設してなり、この
先端インロー部材２０の外周に、ピストン部３を介装さ
せている。ピストン部３は、シリンダ１内で摺動するピ
ストン本体３０を有し、このピストン本体３０を挾むよ
うに配設された伸側リーフバルブ５と圧側リーフバルブ
６とを有する。そして、伸側リーフバルブ５は上記ピス
トン本体３０に開穿された伸側ポート３０ａの下端開口
を閉塞するように配設され、圧側リーフバルブ６は、上
記ピストン本体３０に開穿された圧倒ポート３０ｂの上
端開口を閉塞するように配設されている。

また、ピストン本体３０のピストンシート面は、第２図
に示すように、シート面部３０ｃおよび切欠部３０ｄを
交互に設置した構造となっており、伸側ポート３０ａお
よび圧側ポート３０ｂには、一端がピストン本体３０の
外周に開口する伸側サブポート３０ｅおよび圧側サブポ
ート３０ｆが連設されている。

また、上記各リーフバルブ５，６は、それぞれ環状リー
フバルブからなり、内周端固定で外周端自由の態様に定
着され、各外周端が撓むときに、所定の大きさの主たる
伸側及び圧倒の各減衰力を発生する。即ち、上記各リー
フバルブ５，６は。

それぞれの内周端がピストン本体３０の内周側の上下端
面と、この上下端面に対向するように配設されたスペー
サ５０及び先端インロー部材の段部３０ｇとの間に挾持
されると共に、その外周端に、ピストン本体３０の外周
側の上下端面と、この上下端面に対向するように配設さ
れたバルブストツ／＜５１．６１が隣接されている。そ
して、バルブストッパ５１．６１はそれぞれ附勢ばね５
２，６２からの附勢力で、上記各リーフバルブ５，６の
外周端をピストン本体３０の外周側の上下端面（ピスト
ンシート面）に押し付け、附勢力及び各リーフバルブ５
，６の撓み剛性の選択で、各リーフバルブ５，６によっ
て発生する主たる減衰力の大きさが設定されるようにな
っている。そして、また、この実施例にあっては、各リ
ーフバルブ５゜６の背面側にそれぞれ油圧室５３．６３
が形成されており、これらはスペーサ５０．バルブスト
ッパ５１，６１．該バルブストッパ５１．６１を収装さ
せるハウジング５４．６４により区画形成されている。

なお、上記各油圧室５３，６３はスペーサ５０゜６０に
開穿されている連通孔５０ａ、先端イン日一部材２０の
連通孔２１ｂ及び２１ｅをそれぞれ介して前記先端イン
ロー部材２０の内部に連通している７先端インロー部材
２０は、その内部に各リーフバルブ５，６の背面、即ち
、背圧通路ｔ）　ａ　？６ａ及び各油圧室５３Ｑ　６３
に油圧を供給する伸側サブバルブ７及び圧側サブバルブ
８を有している。すなわち、先端インロー部材２０は一
体に連設され、ロッド部２１ど上端側となる連結部２２
とからなる。また、ロッド部２１の内部に形成されてい
る円柱形状の内空部２１ａに、各サブバルブ７．８を収
装してなる。そして、各サブバルブ７．８は圧電素子４
に発生ずれる膨張力で、それぞれの周端撓み量が変更さ
れ、この実施例にあっては、それぞれ環状リーフバルブ
からなり、その外周端が撓むときに各サブバルブ７．８
を介しての作動油の流通を許容するように設定されてな
る。

すなわち、伸側サブバルブ７は、その背面にバルブシー
Ｉ−７〕、の環状シート部７１ａ鼾当接させている。上
記バルブシート７１は内空部２１ａ＆こ嵌装さ九ている
。なお、上記環状シー何一部７１ａは。

これが伸側サブバルブ７の背面の内周端寄りＬこ当設さ
ｊｌ、ている。また、伸側ザブバルブ７は、」一方面と
なるその受圧面にバルブスプール７２下部の内周側固定
部７２ａと外周側シート部７２１）とを当接させている
。このバルブスプール７２は、内空部２１ａに上下方向
に摺動可能１．；−嵌装され、内周側固定部７２ａと外
周側シート部７２ｂとの間に環状溝７２ｃを有する。ま
た、該環状溝’７２ｃにバルブスプール７２の」二部の
肉厚部を貫通ずるボート７２ｄを開口させている。それ
故、この実施例における伸側サブバルブ７は、その内周
端側がバルブスプール７２の内周側固定部７２ａとバル
ブシート７１の環状シーｌ一部７１ａとの間に挾持され
ると共に、その外周端が撓み可能に定着されることにな
る。従って、伸側サブバルブ７の外周端に油圧が作用す
るときには、これが図中下方側に撓むことになり、その
際に所定の作動油の流量が確保さ肛る。もっとも、伸側
サブバルブ７の内周端側は、最内方の内周側固定部７２
ａとやや外周寄りの環状シート部７１ａとの間に挾持さ
れるため、伸側ザブバルブ７の内周端が環状シート部７
１ａを支点として内周固定部７２ａに積極的に押し付け
られるときには該伸側サブバルブ７の外周端が所謂てこ
運動で、バルブスプール７２の外周側シー１一部７２ｂ
に押し付けられ、伸側サブバルブ７の外周端の撓み量が
変更され、伸側サブバルブ７の外周端を介して作動油の
流量が減少傾向に変更される。

一方、圧倒ザブバルブ８は」二面としての背面にバルブ
シート８１の環状シート部８　］、、　ａを当接させて
いる。このバルブシー１−８１は、内空部２１ａに上下
動可能、即ち、前記ロッド部２１の軸線方向に収装さ九
てなる、そして、上記バルブシート８１は、その肉厚部
に形成された切欠部８１１）を有し、該切欠部８１ｂで
圧側リーフバルブ６＠と該バルブシート８】の外側との
連通を可能にしている。なお、環状シー（一部８１ａは
、これが圧倒ザブバルブ８の背面の内周端寄りに当接さ
れている。また、圧倒サブバルブ８は、下面である受圧
面にバルブスプール７２−Ｌ端の内周側固定部８２ａと
外周側シー１一部８２ｂとを当接させである。

ぞして、上記バルブスプール７２は、上記内周側固定部
８２ａと外周側シート部８２ｂとの間に環状溝８２ｃを
有し、環状溝８２ｃに該バルブスプール７２の下部の肉
厚部を貫通ずるボート８２ｄを開口させている。このた
め、この実施例における圧側ザブバルブ８は、その内周
端側がバルブスプール７２の内周側固定部８２ａとバル
ブシート８１の環状シート部８１−ａとの間に挾持され
ると共に、その外周端が撓み可能に定着されることにな
る。従）て、圧側サブバルブ８の外周端に油圧が作用す
るどきには、これが−Ｊ二方側に撓むことになり、その
際に所定の作動油の流量が確保されることになる。そし
て、圧側サブバルブ８におりる内周端側は、最内方の内
周側固定部８２ａとやや外周寄りの環状シート部８〕−
ａとの間に挾持されているので、圧倒ザブバルブ８の内
周端が環状シート部８　］、　ａを支点として内周側固
定部８２ａに積極的に押し付けられるときには、圧側サ
プバルブ８の外周端が所謂てこ運動でバルブスプール８
２の外周側シート部８２ｂに押し付けられる状態になり
、圧倒サブバルブ８の外周端の撓み量が変更される。従
って、圧側サブバルブ８の外周端を介しての作動油の流
量が減少傾向に調節される。

ところで、各サブバルブ７．８を介してそれぞれの下流
側に流出される作動油は、それぞれロッド部２１に開穿
されている連通孔２１ｂ及びスペーサ５０に設けた連通
孔５０ａと上記連通孔２１ｃとをそれぞれ介して油圧室
５３．６３内に流入さ九る。また、各サブバルブ７．８
のそれぞれの上流側には、ピストン本体３０に開穿の伸
側ポート３０ａ及び圧側ポート３０ｂを介しての作動油
がそれぞれ流入される。すなわち、ピストン本体３０に
は、このピストン本体３０の下端寄りの内周面から下端
面にかけて伸側サブポート３０ｅが開穿され、ピストン
本体３０の上端寄りの内周面からこのピストン本体３０
の上端面にかけて圧側サブポート３０ｆが開穿されてい
る。そして、各サブポート３０ｅ、３０ｆは、ピストン
本体３０の内周面が隣接するロッド部２１に開穿されて
いる連通孔２１ｄ、２１ｅに連通すると共にこれらの連
通孔２１ｄ、２１ｅを介してロッド部２１の内空部２１
ａに連通している。また、各サブポート３０ｅ、３０ｆ
は、ピストン本体３０の上下端面にそれぞれ形成された
環状溝３０ｇ、３０ｈで各ポート３０ａ、３０ｂにそれ
ぞれ連通している。

また、バルブシート８１と圧電素子４端に係止されたブ
ロック４２との間にはスチールボール４３が配在されて
おり、このスチールボール４３による調芯構造下に、圧
電素子４への所定電圧の印加時に、圧電素子４が発生す
る膨脹量が上記各部材に作用する。

以上のように形成された油圧緩衝器にあっては、ピスト
ン本体３０の各ポート３０ａ、３０ｂを作動油が通過す
る際には、作動油が各リーフバルブ５．６の受圧面側に
流入する一方で、各サブポート３０ａ、３０ｆを介して
各サブバルブ７．８の受圧面側に及ぶことになる。また
、該各側サブバルブ７．８を介しての作動油が、各リー
フバルブ５．６の背面側に形成されている油圧室５３，
６３に流入し、従って、各リーフバルブ５，６の外周端
の撓み量を抑制することになる。そして、各サブバルブ
７．８の外周端撓み量は、圧電素子４への所定電圧で制
御されることになり、この実施例にあっては、圧電素子
４への電圧印加で各側サブバルブ７．８の外周端撓み量
が変更される場合には、それまで各リーフバルブ５，６
の背面に供給されていた油量、即ち、油圧が減少するこ
とになり、従って、各リーフバルブ５，６の外周端撓み
量が増大し、各リーフバルブ５，６で発生する減衰力が
低下傾向に調整されることになる。そして、油圧緩衝機
の伸縮作動時に所定の減衰力を発生させる各減衰バルブ
たる各リーフバルブ５，６は圧電素子４への電圧印加時
に、その内周端撓み量が変更され、その発生減衰力が高
傾向に調整されることになる。この場合に、圧電素子４
への電圧印加時に、この圧電素子４に発生する膨脹量は
。

−旦、各サブバルブ７．８の外周端撓み量を変更して各
側サブバルブ７．８の外周端を通過する作動油の流量を
制限し、これによって各リーフバルブ５，６の背面側に
流入する作動油の流量を変更し、各リーフバルブ５，６
で発生する主たる各減衰力を変更することになる。この
結果、圧電素子４の膨脹量に比較して各リーフバルブ５
，６の外周端撓み量を極めて大きくすることが可能にな
り、従って、各リーフバルブ５，６で発生する各減衰力
を圧電素子４の膨脹量に比較して広い範囲で調整し得る
。

また、上記ピストンロッド２が伸側および圧側に移動す
るときのパイロットの流れ、すなわち。

伸側サブバルブ７および圧側サブバルブ８へ流れる油は
、これらを押し開いて通過した後、上記各リーフバルブ
５，６の背面に回り込む、すなわち。

メインの流れの油は１例えば第３図の点線矢印で示すよ
うに、ピストン本体３０の伸側ポート３０ａを下方へ下
り、リーフバルブ５の外周部を押し下げて流出する。一
方、このとき、伸側ポート３０ａからサブポート３０ｅ
、連通孔２１ｄ、ポート７２ｄ、連通孔２１ｂ、連通孔
５０ａ、油圧室５３をそれぞれ介して作られるパイロッ
１−の流わ５がリーフバルブ５の背面を押し上げ、上記
のような背圧を供給するとともに、上記シート面部３０
ｃｎ！ｉの切欠部３０ｄに臨む位りのこのリーフバルブ
５を、第３図のように波形ｔこ撓ませ１．これによりバ
ルブサポ−！−５１との間に生じた間隙Ｇから油を、実
線矢印で示すようにピストン側油室Ｂに流出させる。そ
して、このときの」二流圧Ｐと流量Ｑの間には２／３乗
特性が成立するようにされている７つまり、このリーフ
バルブ５は主たる減衰バルブ＠能とパイロット系の下段
絞りの機能の百方を合わせ持つことになる。なお、圧倒
のメイン油の流れおよびその制御も上記同様にしてなさ
れる。

この結果、流量Ｑが小さいとき、つまりピスト、ン速度
が低い領域では、上流圧Ｐが２乗Ｐ−Ｑ特性を有するオ
リフィスの場合に比べて高くなり（リーフバルブ５９６
の背圧が高くなり）、流量Ｑが大きくなると、つまりピ
ストン速度が高くなってくると、オリフィスのときより
も」二流圧Ｐが低くなる。従って、ピスト・ン低速度域
では滅調幅が広くなり、中高速域では、滅調幅が狭くな
るものの、ハードの減衰力はさほど高まらず、油の吸い
込み不良が生じにくくなる、また５各サブバルブ７゜８
は一体形成さｊｌ、た単一のスプールに支持するように
設げられることで、圧電素子４の動き髪、高感度でこれ
らの各サブバルブ７．８に伝えることができ、構成の簡
素化とローロス１−化を図れる。

〔発明の効果〕

以−にのよ）に、この発明によればシリンダ内に挿通さ
れたピストンロッドと、該ピストンロッドに取り付けら
れて、上記シリンダ内で摺動するピストン本体の各端面
に配設された伸側減衰バルブおよび圧側減衰バルブと、
」−２ビスＩ・ンロッドの先端に取り付し」ら力４た先
端インロー部材内に配設されて、」１記伸側減衰バルブ
および圧側減衰バルブの背面へ背圧を供給する伸側サブ
バルブおよび圧側サブバルブと、上記ピストンロッド内
に設けられ、自身の磁歪作用により、上記伸側サブバル
ブおよび圧側サブバルブの周辺撓み量を調整する圧電素
子とを備えて、滋餐機背圧を受りたとき、上記伸側減衰
バルブおよび圧側減衰バルブとこれらを支承するバルブ
サポートどの間に間隙部製形成して、ピストンロッドの
速度に応じたパイロット系絞り調整を実施するように構
成したので、圧電素子の膨張量に比較して各側リーフバ
ルブの周端撓み量を極めて大きくすることが可能になり
、従って、各側リーフバルブで発生される各側の減衰力
を圧電素子の膨張量に比較して広い範囲で調整し得る利
点がある。

また、ピストンロッドの低速域でも十分な減調整を確保
し、中高速域ではハードの減衰力が油の吸い込み不良を
惹き起すほど高くならず、しかも構成の簡素化を図れる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１．図はこの発明の一実施例に係る油圧緩衝機転示す
部分縦断面図、第２図は第１図のピストンシート面を示
す平面図、第３図は第１図のピストンシート面の一部を
拡大して示す正面図である。 １・・・シリンダ、２・・・ピストンロッド、４・・・
圧電素子、５・・・伸側減衰バルブ、６・・・圧側減衰
バルブ５ａ、６ａ・・・背圧通路、７・・・伸側サブバ
ルブ、８・・・圧側サブバルブ、Ｇ・・・間隙部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ内に挿通されたピストンロッドと、該ピストン
   ロッドに取り付けられて、上記シリンダ内で摺動するピ
   ストン本体の各端面に配設された伸側減衰バルブおよび
   圧側減衰バルブと、上記ピストンロッドの先端に取り付
   けられた先端インロー部材内に配設されて、上記伸側減
   衰バルブおよび圧側減衰バルブの背面に背圧を供給する
   伸側サブバルブおよび圧倒サブバルブと、上記ピストン
   ロッド内に設けられ、自身の磁歪作用により上記伸側サ
   ブバルブおよび圧側サブバルブの周辺撓み量を調整する
   圧電素子と、上記背圧を受けた際に上記伸側減衰バルブ
   および圧倒減衰バルブとこれらを支承する各バルブサー
   ポートとの間に形成され、かつピストンロッドの速度に
   応じたパイロット系絞り調整を行う間隙部とを備えた減
   衰力調整装置。