JPH07229534A

JPH07229534A - 油圧緩衝器

Info

Publication number: JPH07229534A
Application number: JP2109494A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Fukui; 靖福井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】油圧緩衝器において、スプリング機構のばね
特性のチューニングの自由度を広げる。【構成】油圧緩衝器１０のシリンダ１４内には上室１
６と下室１８とを区画するピストン２０が摺動可能に嵌
装されており、下室１８とリザーバ室２２とがベースバ
ルブ機構２４を介して連通されている。ピストン２０の
上下両端部には、減衰力発生機構としてのディスクバル
ブ４０、４４が設けられている。上室１６の上端部には
スプリング機構４６が設けられており、スプリング機構
４６は、第１コイルスプリング４８、第２コイルスプリ
ング５０、ストッパ５２とで構成されている。また、第
２コイルスプリング５０には予荷重としての取付け荷重
が与えられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の懸架
装置に用いられる油圧緩衝器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両の懸架装置に用い
られる油圧緩衝器は、油液を封入したシリンダと、シリ
ンダに摺動可能に嵌装されるピストンと、ピストンに連
結され一端がシリンダの外部に延出するピストンロッド
と、シリンダ内のピストンの摺動による油液の流動を制
御して減衰力を発生する減衰力発生機構を有している。
そして、ピストンロッドの伸縮にともないシリンダ内を
ピストンが摺動することによって生じる油液の流動を制
御して減衰力を発生させるようになっている。

【０００３】また、この種の油圧緩衝器は、ピストンロ
ッドの最大伸長時にピストンがシリンダ内の端部に衝突
して衝撃を発生して乗り心地を悪化させることがある。
そこで、例えば、特開平５−１１８３７２号公報に示さ
れる油圧緩衝器がある。

【０００４】図６に示される如く、この油圧緩衝器７０
では、ピストンロッド７２のシリンダ７４内に位置する
部位に、第１ばね７６と、この第１ばね７６とは特性の
異なる第２ばね７８とを直列に配置し巻装しており、ピ
ストンロッド７２が所定ストローク伸長すると、第１ば
ね７６及び第２ばね７８が縮んでピストンロッド７２の
伸長に反発力を作用させるようになっている。この反発
力は、ピストンロッド７２の伸長に伴い、先ず、第１ば
ね７６と第２ばね７８とが縮むことにより除々に大きく
なり、次いで、第１のばね７６が縮みきった後、さら
に、第２ばね７８が縮むことにより大幅に大きくなるよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この油
圧緩衝器７０では、ピストンロッド７２のシリンダ７４
内に位置する部位に、第１ばね７６と、この第１ばね７
６とは特性の異なる第２ばね７８とを直列に配置するた
め、２つのばねのばね定数の組み合わせでしかスプリン
グ機構のばね定数の変更ができない。従って、スプリン
グ機構のばね定数をストローク伸長に応じて増加する非
線形とすることはできるが、ストローク伸長に応じてば
ね定数が下がる非線形とすることができない。このた
め、ばね特性のチューニングの自由度が狭いという不具
合がある。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、様々なバネ特
性を得ることができ、スプリング機構のばね特性のチュ
ーニングの自由度が広がる油圧緩衝器を得ることが目的
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、流体を充填し
たシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に配置されると
ともに前記シリンダ内の室を区画するピストンと、一端
が前記ピストンに連結し他端が前記シリンダの外部へ延
出したピストンロッドと、前記ピストンの摺動に伴い減
衰力を発生する減衰力発生機構と、前記ピストンの過度
の移動を規制するスプリング機構と、を有する油圧緩衝
器において、前記スプリング機構が直列に連結された複
数のスプリング部材を有し、これらのスプリング部材の
少なくとも一つに予荷重が与えられていることを特徴と
している。

【０００８】

【作用】本発明の油圧緩衝器では、ピストンロッドが所
定ストローク伸長すると、直列に連結された複数のスプ
リング部材が、それぞれ縮んでピストンロッドの伸長に
反発力を作用させる。この反発力は、ピストンロッドの
伸長に伴って、各スプリング部材が縮むことにより発生
し、スプリング部材の少なくとも一つに予荷重が与えら
れているため、各スプリング部材のばね定数と予荷重と
をそれぞれ変更することによって、スプリング機構のば
ね定数をストローク伸長に応じて増加する非線形とする
ことができるとともに、ストローク伸長に応じて下がる
非線形とすることもできる。このため、様々なバネ特性
を得ることができ、スプリング機構のばね特性のチュー
ニングの自由度が広がる。

【０００９】

【実施例】本発明の油圧緩衝器の一実施例を図１〜図５
に従って説明する。

【００１０】図１に示される如く、本実施例の油圧緩衝
器１０は、外筒（アウタシェルとも言う）１２と、この
外筒１２内に配置されたシリンダ１４を備えた複筒式と
なっている。シリンダ１４内には、シリンダ１４内を上
室１６と下室１８とに区画するピストン２０が摺動可能
に嵌装されている。また、外筒１２とシリンダ１４との
間には、リザーバ室２２が形成されており、下室１８と
リザーバ室２２とがシリンダ１４の下室１８側の端部に
設けられたベースバルブ機構２４を介して連通されてい
る。

【００１１】ピストン２０には、一端がシリンダ１４の
外部に延出するピストンロッド２６が貫通され、ナット
２８によって連結されており、シリンダ１４の上室１６
側の端部には、ピストンロッド２６が摺動可能に挿通さ
れるロッドガイド３０及びリングナット３１が設けられ
ている。このリングナット３１内にはオイルシール３２
が圧入されている。リングナット３１の外周面には雄ね
じが切ってあり、外筒１２の上端内面に形成された雌ね
じに螺合している。また、シリンダ１４の上室１６及び
下室１８には、流体としての油液が充填されており、リ
ザーバ室２２には、油液及びガスが封入されている。

【００１２】ピストン２０には、上室１６と下室１８と
を連通する伸び側油液通路３４及び縮み側油液通路３６
が設けられている。ピストン２０の上室１６側の端部に
は、縮み行程時に縮み側油液通路３６内の油液の流動を
制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構としてのオ
リフィスを有するディスクバルブ４０が設けられてお
り、ピストン２０の下室１８側の端部には、伸び行程時
に伸び側油液通路３４内の油液の流動を制御して減衰力
を発生させる減衰力発生機構としてのオリフィスを有す
るディスクバルブ４４が設けられている。

【００１３】ベースバルブ機構２４には、下室１８とリ
ザーバ室２２とを連通する伸び側油液通路５９、縮み側
油液通路６０が設けられている。ベースバルブ機構２４
は、下室１８側の端部、リザーバ室２２側の端部に、伸
び側油液通路５９内、縮み側油液通路６０内の油液を制
御して減衰力を発生させるディスクバルブ６１、６２が
それぞれ設けられている。

【００１４】上室１６の上端部には、ピストン２０の過
度の上室１６側の移動を規制するスプリング機構４６が
設けられている。

【００１５】このスプリング機構４６は、ピストンロッ
ド２６の外周部に直列に連結された複数のスプリング部
材としての、第１コイルスプリング４８、第２コイルス
プリング５０、及びゴム等の弾性体から成る円筒状のス
トッパ５２とを有している。

【００１６】なお、第１コイルスプリング４８、第２コ
イルスプリング５０及びストッパ５２の各単体のばね定
数Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃は、Ｋ₃≫Ｋ₂＞Ｋ₁となってい
る。

【００１７】ストッパ５２のピストン２０側には、リン
グ状のストッパプレート５４が溶着、かしめ等で固定さ
れており、このストッパプレート５４にストッパ５２が
当接している。ストッパ５２のロッドガイド３０側に
は、第１コイルスプリング４８が当接しており、第１コ
イルスプリング４８のロッドガイド３０側には、リング
状のスプリングシート５６を挟んで第２コイルスプリン
グ５０が当接している。このため、スプリングシート５
６は、第１コイルスプリング４８と第２コイルスプリン
グ５０との縮みに応じて上下動するようになっている。

【００１８】スプリングシート５６の第１コイルスプリ
ング４８の当接側は、シリンダ１４の内周面に固定され
たスプリングプレート５８に係合しており、第２コイル
スプリング５０のロッドガイド３０側端部５０Ｂは、ロ
ッドガイド３０に当接している。これにより、第２コイ
ルスプリング５０には、予荷重として、第１コイルスプ
リング４８が所定量撓んだ時の反力以上の取付け荷重Ｗ
_Oが与えられている。

【００１９】次に、本実施例の作用を説明する。本実施
例の油圧緩衝器１０の伸び行程時には、ピストン２０の
移動に伴って、上室１６の油液が、伸び側油液通路３４
を通って下室１８へ流れ、オリフィス及びディスクバル
ブ４４によって減衰力が発生する。この時、ピストンロ
ッド２６が上室１６内から退室した分の油液がリザーバ
室２２からベースバルブ機構２４の伸び側油液通路５９
を通って下室１８へ流れる。その際、ディスクバルブ６
１によって減衰力が発生する。

【００２０】一方、油圧緩衝器１０の縮み行程時には、
ピストン２０の移動に伴って、下室１８の油液が、縮み
側油液通路３６を通って上室１６へ流れ、オリフィス及
びディスクバルブ４０によって減衰力が発生する。この
時、ピストンロッド２６が上室１６内に侵入した分の油
液が下室１８からベースバルブ機構２４の縮み側油液通
路６０を通ってリザーバ室２２へ流れ、ディスクバルブ
６２によって減衰力が発生する。

【００２１】また、本実施例の油圧緩衝器１０の伸び行
程時には、ピストンロッド２６が図２に示す状態となっ
ている。この状態では、第２コイルスプリング５０は、
スプリングプレート５８とロッドガイド３０との間にあ
り、第２コイルスプリング５０は、第１コイルスプリン
グ４８が所定量撓んだ時の反力以上の取付け荷重Ｗ_Oを
持っている。このため、第２コイルスプリング５０は、
スプリングプレート５８とロッドガイド３０との間で取
付状態以上の縮みを生じていない。

【００２２】ここで、第１コイルスプリング４８、第２
コイルスプリング５０及びストッパ５２の各単体のばね
定数Ｋ₁、Ｋ₂、Ｋ₃は、Ｋ₃≫Ｋ₂＞Ｋ₁となってい
るため、図５の領域Ｐ１内でのスプリング機構４６のば
ね定数Ｋは略Ｋ₁となる（Ｋ≒Ｋ₁）。

【００２３】さらに、ピストンロッド２６が図２の矢印
Ａ方向へ移動し、第１コイルスプリング４８の反力が増
加して、第２コイルスプリング５０の取付け荷重Ｗ_O以
上になると、図３に示される如く、第２コイルスプリン
グ５０にも縮みが生じる。この時の状態が、図５の領域
Ｐ２内の状態で、領域Ｐ２内でのスプリング機構４６の
ばね定数Ｋは、第１コイルスプリング４８と第２コイル
スプリング５０とが直列であるため、Ｋ≒１／（１／Ｋ
₁＋１／Ｋ₂）となり、領域Ｐ１のばね定数より低下す
る。

【００２４】さらに、ピストンロッド２６が図３の矢印
Ａ方向へ移動し、図４に示される如く、第１コイルスプ
リング４８と第２コイルスプリング５０とがそれぞれ線
間密着すると、ストッパ５２に撓みが生じる。この時の
状態が、図５の領域Ｐ３内の状態で、領域Ｐ３内でのス
プリング機構４６のばね定数Ｋは、略Ｋ₃となる（Ｋ≒
Ｋ₃）。

【００２５】従って、ピストンロッド２６の変位が小さ
いところ（領域Ｐ１）では、ばね定数を高くし、車両の
変位を押さえ、操安性を向上させるとともに、ピストン
ロッド２６の変位が大きいところ（領域Ｐ２）では、ば
ね定数を低くし、乗り心地を向上させることができる。
さらに、大荷重が入るところ（領域Ｐ３）では、スプリ
ング機構４６のばね定数を再び高くして、エネルギーを
効率良く吸収することができる。

【００２６】このように、本実施例の油圧緩衝器１０で
は、スプリング機構４６のばね定数をストローク伸長に
応じて増加する非線形とすることができるとともに、図
５の領域Ｐ１に対する領域Ｐ２の如く、ストローク伸長
に応じてばね定数が下がる非線形とすることもできる。
このため、様々なバネ特性を得ることができ、スプリン
グ機構４６のばね特性のチューニングの自由度が広が
る。

【００２７】また、第１コイルスプリング４８、第２コ
イルスプリング５０及びストッパ５２の各単体のばね定
数、取付荷重、取付長さをチューニングすることによ
り、操作性と乗り心地を高次元で両立させることができ
る。

【００２８】なお、本実施例では、スプリング機構４６
のばね特性を図５に示す非線形としたが、スプリング機
構４６のばね特性はこれに限定されない。

【００２９】また、本実施例では、スプリング機構４６
の第２コイルスプリング５０にのみ予荷重としての取付
け荷重Ｗ_Oを与えたが、これに代えて、第１コイルスプ
リング４８またはストッパ５２に予荷重を与えても良
く、第１コイルスプリング４８、第２コイルスプリング
５０及びストッパ５２の２つ以上に予荷重を与えても良
い。

【００３０】また、本実施例では、スプリング機構４６
を第１コイルスプリング４８、第２コイルスプリング５
０、ストッパ５２の３つのスプリング部材で構成した
が、スプリング機構を構成するスプリング部材の数はこ
れに限定されず。また、スプリング部材の種類もこれに
限定されない。

【００３１】また、本実施例では本発明のスプリング機
構をリバウンドスプリング機構に適用したものを示した
が、本発明のスプリング機構はバウンドスプリング機構
に用いても良い。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、流体を充填したシリンダと、
シリンダ内に摺動可能に配置されるとともにシリンダ内
の室を区画するピストンと、一端がピストンに連結し他
端がシリンダの外部へ延出したピストンロッドと、ピス
トンの摺動に伴い減衰力を発生する減衰力発生機構と、
ピストンの過度の移動を規制するスプリング機構と、を
有する油圧緩衝器において、スプリング機構が直列に連
結された複数のスプリング部材を有し、これらのスプリ
ング部材の少なくとも一つに予荷重が与えられた構成と
したので、様々なバネ特性を得ることができ、スプリン
グ機構のばね特性のチューニングの自由度が広がるとい
う優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の油圧緩衝器を示す側断面図
である。

【図２】本発明の一実施例の油圧緩衝器の作用を説明す
る拡大側断面図である。

【図３】本発明の一実施例の油圧緩衝器の作用を説明す
る拡大側断面図である。

【図４】本発明の一実施例の油圧緩衝器の作用を説明す
る拡大側断面図である。

【図５】本発明の一実施例の油圧緩衝器のスプリング機
構のばね特性を示すグラフである。

【図６】従来例の油圧緩衝器を示す側断面図である。

【符号の説明】

１０油圧緩衝器１４シリンダ１６上室１８下室２０ピストン２４ベースバルブ機構２６ピストンロッド４０ディスクバルブ（減衰力発生機構）４４ディスクバルブ（減衰力発生機構）４６スプリング機構４８第１コイルスプリング（スプリング部材）５０第２コイルスプリング（スプリング部材）５２ストッパ（スプリング部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体を充填したシリンダと、該シリンダ
内に摺動可能に配置されるとともに前記シリンダ内の室
を区画するピストンと、一端が前記ピストンに連結し他
端が前記シリンダの外部へ延出したピストンロッドと、
前記ピストンの摺動に伴い減衰力を発生する減衰力発生
機構と、前記ピストンの過度の移動を規制するスプリン
グ機構と、を有する油圧緩衝器において、前記スプリン
グ機構が直列に連結された複数のスプリング部材を有
し、これらのスプリング部材の少なくとも一つに予荷重
が与えられていることを特徴とする油圧緩衝器。