JPH0658360A - 車両用油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧緩衝器自体の基本長を何ら増大すること
なく、かつ、簡単な構成により全ての振動条件に対処し
てこれらを効果的に減衰し、乗り心地の向上と操縦安定
性の確保とを図る。 【構成】 ベースバルブ５には、油圧緩衝器の伸長行程
時においてのみ開く作動油吸い込み用のチェックバルブ
６のみを設けてこれを作動シリンダ１の下底に固定す
る。一方、圧側減衰力発生バルブ１４は、ベースバルブ
５から切り離して作動シリンダ１の外壁側に摺動自在に
弾性支持することで、アキュムレータ効果と圧側減衰力
の高低自動切替え機能をもつフローティングタイプと
し、あらゆる振動に対処して効果的な制振作用を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ピストンの圧側作動
ストローク或いはピストン速度の大小に依存して圧縮行
程時に発生する圧側減衰力を高低自在に自動制御する車
両用油圧緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用懸架装置に使用される油圧緩衝器
は、路面からの外乱に起因する大小様々なばね下振動を
適切に抑制する一方、ばね上に発生する共振をも防止し
て乗り心地の向上を図ると共に、操舵時や加減速時等に
は、圧側発生減衰力を高めることによってローリングや
ピッチング等の発生を抑制し、併せて操縦安定性の向上
をも図り得るようにすることが望ましい。

【０００３】特に、近年のように、タイヤのラジアル
化，扁平化が進んできた昨今にあっては、油圧緩衝器の
圧側作動速度を増大させる傾向をもたらし、これが乗り
心地をさらに悪化させる原因となっていることから、こ
れらを油圧緩衝器によって如何に抑制するかが重要でか
つ急務な問題となっている。

【０００４】しかし、一般に、乗り心地を向上させるた
めには、ピストンストロークの小さい高周波振動発生時
には油圧緩衝器の圧側発生減衰力を低く保って路面から
の外乱がばね上である車体に伝わるのを極力防止し、ピ
ストンストロークが大きくなる共振発生時や比較的ゆっ
くりとした大きな振動発生時には、圧側発生減衰力を高
めて制振効果を充分に発揮できるようにしてやる必要が
ある。

【０００５】また、同時に、ピストン速度は比較的小さ
いがストロークの大きい操舵時や加減速時におけるロー
リングやピッチング等の振動発生時にあっても、油圧緩
衝器の圧側発生減衰力を高めてこれらの現象を抑制する
ようにしてやらなければならない。

【０００６】このように、全ての条件に対して充分な制
振効果を発揮するためには互いに相反する条件を要求さ
れることから、これら全ての条件に対応して乗り心地の
向上と操縦安定性の確保とを図ることははなかなか困難
であり、それには何らかの特殊な手段を必要とする。

【０００７】かかる観点から、これまでのところ、上記
した問題解決のための手段を施した車両用油圧緩衝器と
しては、たとえば、平成３年特許出願公告第５３５号公
報に見られるようなものが既に提案された。

【０００８】すなわち、このものは、油圧緩衝器におけ
る作動シリンダの下部内方に上下２つのストッパを対設
し、これらストッパ間に位置して圧側減衰力発生バルブ
と伸長行程時において作動する吸い込みバルブとを備え
たベースバルブを摺動可能に挿入している。

【０００９】そして、この可動型に構成したベースバル
ブの底部を圧側減衰力発生バルブより弱いばね力の支持
スプリングで支え、それにより、圧縮行程時におけるピ
ストンストロークの初期および小ストローク時の油圧上
昇をベースバルブの移動で吸収するようにしている。

【００１０】すなわち、規定の圧側減衰力発生以前の低
減衰力域をベースバルブの移動に伴うアキュムレータ効
果でカバーし、高周波振動等の比較的ピストンストロー
クの小さい振動発生時における圧側発生減衰力を低く保
ってこれら振動を吸収，減衰する。

【００１１】また、ピストン速度が速くかつストローク
も大きくなる共振発生時等のように大ストローク振動発
生時や、ピストン速度が小さくかつストロークが大きい
操舵時や加減速時等のローリングやピッチングの発生時
には、上記と同様にベースバルブの下降で初期作動時の
衝撃発生を防止しつつ、かつ、ベースバルブが下方のス
トッパに当たって係止された後の圧側減衰力発生バルブ
の作動で圧側発生減衰力を高め、これらの振動をも効果
的に減衰するようにしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このも
のにあっては、油圧緩衝器の作動シリンダ下部内におい
てベースバルブを摺動自在に支持する関係上、摺動スペ
ースおよび支持スプリングの格納スペース等により油圧
緩衝器としての作動ストロークが大きくとれないという
欠点がある。

【００１３】また、上記に加えて、圧側減衰力発生バル
ブと伸長行程時での吸い込みバルブとを備えた比較的質
量の大きいベースバルブ全体を可動させるようにしてい
るので作動初期の応答性に劣り、その結果、ベースバル
ブの移動に伴うアキュムレータ効果に遅れが生じて初期
動作時における衝撃吸収作用が充分に行われないばかり
か、特に高周波振動発生時の減衰作用が効果的に行い得
ない恐れがあるなどの問題点があった。

【００１４】さらに、操舵時や加減速時におけるローリ
ングやピッチング等の振動発生時にあっても、ベースバ
ルブの移動に伴うアキュムレータ効果が行われるので、
これらの振動を直ちに抑制することができないなどの不
具合点をも有する。

【００１５】したがって、この発明の目的は、油圧緩衝
器自体の基本長を何ら増大することなく、かつ、簡単な
構成により全ての振動条件に対処してこれらを効果的に
減衰し、乗り心地の向上と操縦安定性の確保とに優れた
効果を発揮し得る改良されたこの種の車両用油圧緩衝器
を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する手
段として、この発明にあっては、作動シリンダとアウタ
シェルとで両者間にリザーバ室を区画する内外二重筒か
らなるシリンダ本体を備え、作動シリンダ内には伸側減
衰力発生バルブをもつピストンを摺動自在に挿入し、か
つ、作動シリンダ内とリザーバ室とを結ぶ油路の途中に
圧側減衰力発生バルブを介装した車両用油圧緩衝器にお
いて、圧側減衰力発生バルブを作動シリンダの外周部に
作動油の流れ方向に対して変位可能に弾性支持すると共
に、この圧側減衰力発生バルブの一定量以上の変位を制
限する規制手段を設けるという構成をとったのである。

【００１７】

【作用】その結果、この発明によれば、油圧緩衝器とし
ての基本長を何ら長くすることなく、路面の凹凸等を通
過するときのように、ピストンストロークが小さい割り
にはピストン速度が速い入力に対しては、圧側減衰力発
生バルブの移動に伴うアキュムレータ効果で突き上げに
よるショックを吸収，緩和しつつ、圧側減衰力を低く保
って乗り心地を向上させる。

【００１８】一方、ピストンストロークと速度が大きい
入力に対しては、圧縮動作開始直後のショックを吸収，
緩和しつつ、以後は圧側減衰力を高めて振動を吸収，緩
衝する。

【００１９】また、操舵時のローリングや加減速時のピ
ッチング等のようにピストン速度は比較的小さいがスト
ロークの大きい入力に対しては、圧側減衰力発生バルブ
を固定した場合と同じ高い圧側減衰力を直ちに発生して
操縦安定性を確保する。

【００２０】さらに、上記に加えて可動部自体の質量が
小さくなるので、油圧緩衝器の作動開始初期におけるシ
ョックの吸収，緩和作用、および圧側減衰力の高低自動
切替え作用を応答性よく行うことができる。

【００２１】

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の好まし
い実施例を説明する。

【００２２】図１は、この発明に基づく車両用油圧緩衝
器の要部のみを示すもので、油圧緩衝器のシリンダ本体
は、内外二重に嵌挿した作動シリンダ１とアウタシェル
２とからなり、これら作動シリンダ１とアウタシェル２
の上端はロッドガイド（図示せず）で同心的に結合され
ている。

【００２３】一方、アウタシェル２の下端は取付アイ３
をもったボトムキャップ４で密閉されており、これによ
って、作動シリンダ１とアウタシェル２間にリザーバ室
Ｃを区画している。

【００２４】作動シリンダ１内には伸側減衰力発生バル
ブと圧縮行程時に作動する吸い込みバルブとを備えたピ
ストン（図示せず）が摺動自在に挿入されており、この
ピストンで作動シリンダ１内を上部作動油室Ａと下部作
動油室Ｂ（Ａは図示せず）とに区画している。

【００２５】ピストンを担うピストンロッド（図示せ
ず）は上端ロッドガイドを貫通して外方に延び、その上
端がばね上である車体側に連結されると共に、ボトムキ
ャップ４側は取付アイ３を介してばね下である車輪側に
連結される。

【００２６】シリンダ１の上部作動油室Ａと下部作動油
室Ｂは作動油で充満されており、また、リザーバ室Ｃに
は、上部に気体部分を残して作動油が封入してある。

【００２７】作動シリンダ１の底部には、ボトムキャッ
プ４との間に挟まれてベースバルブ５が配置されてお
り、このベースバルブ５には伸長行程時において開く吸
い込みバルブ６のみが設けられている。

【００２８】また、リザーバ室Ｃ内に位置してベースバ
ルブ５からは筒状のスプリングガイド７が起立してお
り、このスプリングガイド７とアウタシェル２との間は
伸長行程時における作動油吸い込み通路８となってい
る。

【００２９】上記作動油吸い込み通路８の上端は直接リ
ザーバ室Ｃ内の作動油部分に通じており、下端はベース
バルブ５の下部に穿った切欠き９を通して吸い込みバル
ブ６のポート１０へと通じている。

【００３０】一方、スプリングガイド７と作動シリンダ
１との間はバルブ室１１となっており、このバルブ室１
１の上部は、スプリングガイド７の上半部分に穿ったス
リット１２を通してリザーバ室Ｃの作動油部分に通じ、
かつ、下端はベースバルブ５の外周部分に形成した切欠
き１３を通して作動シリンダ１内の下部作動油室Ｂへと
連通している。

【００３１】前記バルブ室１１内には、作動シリンダ１
の外壁に沿って圧側減衰力発生バルブ１４が摺動自在に
設けられており、この圧側減衰力発生バルブ１４とスプ
リングガイド７との間で圧側減衰力発生用の絞り通路１
５を形成している。

【００３２】また、圧側減衰力発生バルブ１４は、通常
スプリングガイド７の上端との間にワッシャ１６を介し
て介装した支持スプリング１７の復元力でベースバルブ
５上に押し付けられており、この支持スプリング１７に
よってフローティング状態を保っている。

【００３３】以上述べた実施例の構造説明から分かるよ
うに、この発明は、アキュムレータ効果をもつフローテ
ィングタイプの圧側減衰力発生バルブ１４を、ベースバ
ルブ５から切り離して作動シリンダ１の外壁側に摺動自
在に配置した構成をとった点に特徴がある。

【００３４】次に、上記油圧緩衝器の作用について説明
する。

【００３５】油圧緩衝器の圧縮行程時にあっては、ピス
トンの下降運動に伴い作動シリンダ１の下部作動油室Ｂ
内にある作動油がピストンの吸い込みバルブを押し開い
て上部作動油室Ａに流入すると共に、作動シリンダ１内
へのピストンロッド侵入体積分に相当する量の作動油
が、ベースバルブ５の切欠き１３から絞り通路１５およ
びスプリングガイド７のスリット１２を通してリザーバ
室Ｃへと流れる。

【００３６】その結果、下部作動油室Ｂ内には絞り通路
１５の流動抵抗によってピストン速度に対応した油圧が
発生し、この油圧が圧側減衰力としてピストンロッドか
ら車体側へと作用する。

【００３７】一方、上記の場合において、ピストン速度
が一定値を越えるようになると、絞り通路１５の流動抵
抗で圧側減衰力発生バルブ１４の上下には所定値以上の
圧力差が生じ、この圧力差で当該圧側減衰力発生バルブ
１４が支持スプリング１７を撓ませつつ上昇することに
なる。

【００３８】この圧側減衰力発生バルブ１４の上昇は、
上記下部作動油室Ｂからリザーバ室Ｃに向かって流れる
作動油に対してアキュムレータ効果をもたらし、その結
果、絞り通路１５を通過する作動油の流量がその分減少
して、圧側減衰力は圧側減衰力発生バルブ１４が動作し
ない固定の場合に比べて低くなる。

【００３９】なお、上記の場合における圧側減衰力の大
きさは、支持スプリング１７のセット荷重とばね定数お
よび絞り通路１５の流動抵抗を適宜に選ぶことによって
予め設定することができる。

【００４０】このことから、ピストン速度が速くかつ微
小ストロークの高周波振動発生時等にあっては、圧側減
衰力発生バルブ１４の移動に伴うアキュムレータ効果で
圧側減衰力を低く保ちつつ、比較的質量の小さい圧側減
衰力発生バルブ１４で応答性よく高周波振動の車体側へ
の伝達を抑制する。

【００４１】上記の場合に反して、ピストンストローク
とピストン速度が共に一定値を越えるような振動が発生
したとすると、圧側減衰力発生バルブ１４の上下におけ
る圧力差が所定値を越え、圧側減衰力発生バルブ１４
は、支持スプリング１７を最圧縮する位置まで押し上げ
られ、以後はそれ以上の変位を制限される最上昇位置を
保つ。

【００４２】これにより、圧側減衰力発生バルブ１４
は、最上昇位置への移動に伴ってストローク初期の衝撃
発生を吸収，緩衝しつつ、以後は圧側減衰力発生バルブ
１４を固定した場合と同様に、ピストンロッドの侵入体
積分に相当する量の作動油の全てが絞り通路１５を通し
て流れ、圧側での発生減衰力は高くなる。

【００４３】このことから、共振発生時や高速での大突
起乗り越え時のように、ピストンストロークとピストン
速度が共に大きい振動発生時にあっては、圧側減衰力発
生バルブ１４の移動で初期衝撃の発生を防止しつつ、以
後圧側減衰力発生バルブ１４の最上昇位置での係止に伴
い所定の高い圧側減衰力を発生してそれらの振動を効果
的に吸収，緩衝する。

【００４４】なお、このときの圧側減衰力の大きさは、
絞り通路１５の流動抵抗を調節することによって行い得
るばかりでなく、スプリングガイド７におけるスリット
１２の長さを調節することによっても設定可能である。

【００４５】すなわち、支持スプリング１７が最圧縮し
てもスプリングガイド７に対する圧側減衰力発生バルブ
１４の嵌合長が変わらないようにスリット１２の長さを
短くすれば、最も高い圧側減衰力が得られ、逆に、支持
スプリング１７が最圧縮した場合に圧側減衰力発生バル
ブ１４の嵌合長が短くなるようにスリット１２の長さを
長くすれば、その分圧側減衰力は低くなる。

【００４６】一方、操舵時や加減速時に発生するローリ
ングやピッチング等のように、ピストン速度の遅い振動
発生時にあっては、圧側減衰力発生バルブ１４が移動す
ることなく最下方位置を保ったまま始めから所定の高い
圧側減衰力を発生してそれらの振動を効果的に吸収，緩
衝する。以上の圧縮行程に対して油圧緩衝器の伸長行程
時にあっては、圧側減衰力発生バルブ１４が支持スプリ
ング１７の復元力で速やかに元の最下端位置まで戻ると
共に、上部作動油室Ａ内の作動油がピストンの伸側減衰
力発生バルブを押し開いて下部作動油室Ｂへと流入し、
このときの伸側減衰力発生バルブを押し開く作動油の流
動抵抗でピストン速度に応じた伸側減衰力を発生する。

【００４７】また、作動シリンダ１からピストンロッド
が退出することによって生じる作動油の不足分は、リザ
ーバ室Ｃから作動油吸い込み通路８，ベースバルブ５の
切欠き９，ポート１０を通して吸い込みバルブ６を押し
開きつつ下部作動油室Ｂへと吸い込まれる作動油によっ
て補償される。

【００４８】以上、図１の構造例に基づいてその作用を
説明してきたが、ここで今少しこの発明の理解を深める
ために減衰力特性について説明を加える。

【００４９】車両が路面の突起を通過する際の油圧緩衝
器（以下、ダンパという。）の変位と速度を模式的に表
せば図２のようになり、圧側ダンパ速度の増加は乗り心
地を悪化させる原因となる。

【００５０】この図２において、最初の１サイクルであ
る符号Ｔの範囲に注目してダンパ変位と発生減衰力との
関係を示せば図３のようになる。

【００５１】図３において、破線は圧側減衰力発生バル
ブ１４を固定した場合の減衰力特性を示すもので、実線
はこの発明による減衰力特性である。

【００５２】図３の特性ａは、圧側ピストン速度が小さ
くて圧側減衰力発生バルブ１４が動くまで減衰力が上昇
しない場合の減衰力特性で、圧側減衰力発生バルブ１４
を固定した場合と同じ減衰力が発生する。

【００５３】圧側ピストン速度が一定値を越えると減衰
力はｂ特性となり、圧側減衰力発生バルブ１４が動くこ
とによるアキュムレータ効果で圧縮動作開始直後の減衰
力の急激な上昇が防止され、突き上げによるショックが
緩和される。

【００５４】さらに圧側でのピストン速度が上昇すると
今度は減衰力がｃ特性を示し、圧縮作動開始直後は前記
ｂ特性の場合と同様にして突き上げによるショックが緩
和されるが、以後は支持スプリング１７が最圧縮される
位置まで圧側減衰力発生バルブ１４が上昇して高い減衰
力を発生する。

【００５５】なお、ｂ，ｃ特性の場合にあっては、圧側
ストローク後半において圧縮された支持スプリング１７
により圧側減衰力発生バルブ１４が押し戻されて減衰力
が上昇する領域があるので、吸収エネルギーの総計は圧
側減衰力発生バルブ１４を固定した場合とそれ程変わり
がなく、したがって、圧側ストロークが増大することは
ない。

【００５６】これにより、路面の凹凸等を通過するとき
のように、ダンパストロークが小さい割りには速度が大
きい入力に対しては、突き上げによるショックを吸収，
緩和しつつ乗り心地を向上させる。

【００５７】一方、ダンパストロークと速度が共に大き
い入力に対しては、圧縮動作開始直後のショックを吸
収，緩和しつつ、以後は圧側減衰力を高めて振動を吸
収，緩衝する。

【００５８】また、操舵時のローリングや加減速時のピ
ッチング等のようにダンパ速度の小さい入力に対して
は、圧側減衰力発生バルブ１４を固定した場合と同じ減
衰力を発生して操縦安定性を確保する。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、アキ
ュムレータ効果をもつフローティングタイプの圧側減衰
力発生バルブを、ベースバルブから切り離して作動シリ
ンダの外壁側に対し摺動自在に配置した構成をとったの
で、油圧緩衝器自体の基本長を何ら増大することなく、
かつ、簡単な構成により全ての振動条件に対処してこれ
らを効果的に減衰することができる。

【００６０】また、同時にこの圧側減衰力発生バルブの
質量自体も小さくなるので作動初期の応答性が高まり、
これによって、乗り心地の向上と操縦安定性の確保とに
優れた効果を発揮し得る。

【００６１】さらに、ピストン速度の小さい操舵時や加
減速時のローリングやピッチング等の振動に対しては、
圧側減衰力発生バルブを移動させることなく、すなわ
ち、アキュムレータ効果を発生することなく、最初から
高い圧側減衰力でもってそれらの振動発生を効果的に抑
制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である車両用油圧緩衝器の
要部を縦断して示す正面図である。

【図２】車両が路面の突起を通過する際の油圧緩衝器の
変位と速度を模式的に示す図である。

【図３】油圧緩衝器の変位と減衰力の関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

Ｂ 下部作動油室 Ｃ リザーバ室 １ 作動シリンダ ２ アウタシェル ５ ベースバルブ ６ 吸い込みバルブ ７ スプリングガイド １１ バルブ室 １２ スリット １３ 切欠き １４ 圧側減衰力発生バルブ １５ 絞り通路 １７ 支持スプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動シリンダとアウタシェルとで両者間
   にリザーバ室を区画する内外二重筒からなるシリンダ本
   体を備え、作動シリンダ内には伸側減衰力発生バルブを
   もつピストンを摺動自在に挿入し、かつ、作動シリンダ
   内とリザーバ室とを結ぶ油路の途中に圧側減衰力発生バ
   ルブを介装した車両用油圧緩衝器において、圧側減衰力
   発生バルブを作動シリンダの外周部に作動油の流れ方向
   に対して変位可能に弾性支持すると共に、この圧側減衰
   力発生バルブの一定量以上の変位を制限する規制手段を
   設けたことを特徴とする油圧緩衝器。