JPH0783265A

JPH0783265A - 減衰力調整式油圧緩衝器

Info

Publication number: JPH0783265A
Application number: JP25384793A
Authority: JP
Inventors: Akira Kashiwagi; 明柏木
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-09-16
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 1995-03-28

Abstract

(57)【要約】【目的】減衰調整式油圧緩衝器の減衰力調整弁のシャ
ッタの操作力および保持力を軽減する。【構成】油液を封入したシリンダ７にピストンロッド
９を連結したピストン８を嵌装する。ピストン８に伸び
／縮み側主油液通路11,14 （減衰力大）を設け、ピスト
ンロッド９にバイパス通路Ｂ（減衰力小）を設ける。シ
ャッタ23を回転させ、ガイドポート21,22 とシャッタポ
ート24,25 との連通路面積を変化させバイパス通路Ｂの
通路面積を調整して減衰力を切換える。シャッタ23内に
隔壁34を設けシャッタポート24，25に対向するガイド壁
部35を形成する。シャッタポート24，25からシャッタ23
内へ流入する油液をガイド壁部35により旋回させるとと
もにシャッタ23の周方向に対して略垂直方向へ向けるこ
とにより、シャッタ23の回転方向に作用する流体力を小
さくしてシャッタ23の操作力および保持力を軽減する。

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
装置に装着される減衰力調整式油圧緩衝器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両の懸架装置に装着される
油圧緩衝器には、路面状況、走行状況等に応じて乗り心
地や操縦安定性をよくするために減衰力を適宜調整でき
るようにした減衰力調整式油圧緩衝器がある。

【０００３】この種の油圧緩衝器は、一般に、油液を封
入したシリンダ内に、ピストンロッドが連結されたピス
トンを摺動可能に嵌装し、このピストンにより画成され
るシリンダ内の２室を主油液通路およびバイパス通路で
連通させ、主油液通路には大きな減衰力を発生する減衰
力発生機構（オリフィス、ディスクバルブ等）を設け、
バイパス通路には減衰力の小さい減衰力発生機構および
バイパス通路を開閉する減衰力調整弁を設けた構成とな
っている。

【０００４】そして、この構成により、減衰力調整弁を
開いた場合、ピストンロッドの伸縮にともなうピストン
の摺動によってシリンダ内の油液が主にバイパス通路を
流通して、伸び側縮み側共に小さな減衰力を発生し、減
衰力特性はソフト特性となる。また、減衰力調整弁を閉
じた場合、ピストンロッドの伸縮にともなうピストンの
摺動によって、シリンダ内の油液が主油液通路のみを流
通して、伸び側縮み側共に大きな減衰力を発生し減衰力
特性はハード特性となる。このように、減衰力調整弁を
開閉することにより減衰力特性を切換えることができ
る。

【０００５】上記のような従来の減衰力調整式油圧緩衝
器の減衰力調整弁の一例について、図５ないし図７を用
いて次に説明する。図５ないし図７に示すように、減衰
力調整弁１は、円筒状のガイド部材２と、ガイド部材２
内に回転可能に嵌合される円筒状のシャッタ３とからな
り、ガイド部材２の側壁には、ガイドポート４が設けら
れており、シャッタ２の側壁にはガイドポート４に対向
させてシャッタポート５が設けられている。そして、ガ
イドポート４およびシャッタポート５は、バイパス通路
の一部を構成しており、シャッタ３を回転させてガイド
ポート４とシャッタポート５とで形成するオリフィスの
面積を変化させることにより、バイパス通路の通路面積
を調整するようになっている。なお、図６および図７に
示すように、ガイドポート４およびシャッタポート５
は、ガイド部材２およびシャッタ３の側壁の１８０°異
なる位置に一対ずつ設けられており、シャッタ３に作用
する油液の圧力をバランスさせることによりシャッタ３
が円滑に回転できるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の減衰力調整弁１を有する減衰力調整式油圧緩衝器で
は、次のような問題がある。すなわち、ガイドポート４
とシャッタポート５とで形成されるオリフィスの面積が
小さい場合、このオリフィスを通る油液は、シャッタポ
ート５を介して径方向に向かう流れと、シャッタ３の外
周面に沿ってシャッタポート５に流入する流れとがあ
り、これらの油液の流れにより発生する力の合力によ
り、図７中の矢印で示す方向の噴流となってシャッタ３
の内部へ流入する。そして、このオリフィスを通る油液
は、流速が非常に高く、シャッタポート５のガイドポー
ト４側の端部付近（図７中にａで示す部位）では、油液
の流速の増加にともなう運動量の変化によって圧力が低
下し、また、シャッタポート５の反対側の端部付近（図
７中にｂで示す部位）では、シャッタ３内へ流入する油
液の動圧によって圧力が上昇する。そして、シャッタ３
内の圧力変化によって流体力が発生し、シャッタ３に
は、図７において時計回りの回転力が作用することにな
り、この回転力によってシャッタ３の位置決め精度が低
下するという問題を生じる。このため、流体力による回
転力に抗してシャッタ３を操作、位置決めするためにシ
ャッタ３を操作するアクチュエータ（図示せず）の出力
を大きくする必要がある。また、この流体力は、ガイド
ポート４とシャッタポート５との連通路面積によって変
化するため、通路面積の制御が困難になるという問題を
生じる。

【０００７】なお、ガイドポート４とシャッタポート５
とで形成されるオリフィスを流通する油液によって生じ
るシャッタ３の周方向の定常流体力Ｆは、油液の密度
ρ、流量Ｑ、流速Ｖ、ガイド部材２とシャッタ３との摺
動面と油液の流れの角度θとすると近似的に次式のよう
に表すことができる。Ｆ＝ρＱＶ・cos θ …（１）そして、ガイドポート４およびシャッタポート５は、一
対ずつ設けられているので、シャッタ３の直径をｄとす
ると、シャッタ３には流体力によって回転力Ｆ・ｄが作
用することになる。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、減衰力調整弁のシャッタに作用する流体力を軽
減するようにした減衰力調整式油圧緩衝器を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、２つのシリンダ室を主油液通路および
バイパス通路で連通させ、シリンダ内のピストンの摺動
によって前記主油液通路およびバイパス通路内に生じる
油液の流動を制御して減衰力を発生させ、前記バイパス
通路の通路面積を減衰力調整弁によって調整することに
より減衰力を調整可能とした減衰力調整式油圧緩衝器に
おいて、前記減衰力調整弁は、側壁にガイドポートを有
する円筒状のガイド部材と、該ガイド部材に回転可能に
嵌合され側壁に前記ガイドポートに対向するシャッタポ
ートを有するシャッタとからなり、前記シャッタの回転
により前記ガイドポートとシャッタポートとで形成する
オリフィス面積を変化させて前記バイパス通路の通路面
積を調整し、さらに、前記シャッタ内に、前記シャッタ
ポートから流入する油液の流れに旋回流を発生させると
ともに該油液の流れが前記シャッタの周方向に対して略
垂直方向に向くように油液を案内するガイド壁部を備え
ていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】このように構成したことにより、ガイドポート
とシャッタポートとで形成したオリフィスからシャッタ
内へ流入した油液は、ガイド壁部によって旋回流を形成
し、その流入方向がシャッタの周方向に対して略垂直方
向となるので、シャッタの回転方向に作用する流体力が
小さくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１２】図３に示すように、本実施例の減衰力調整
式油圧緩衝器６は、油液が封入されたシリンダ７内にピ
ストン８が摺動可能に嵌装されており、このピストン８
によってシリンダ７内がシリンダ上室7aとシリンダ下室
7bの２室に画成されている。ピストン８には、ピストン
ロッド９の一端側が貫通されており、ピストンロッド９
は、その先端部に円筒状の通路部材10が螺着されてピス
トン８に固定されている。ピストンロッド９の他端側
は、シリンダ７の端部に設けられたロッドガイド（図示
せず）およびシール部材（図示せず）に挿通されてシリ
ンダ７の外部まで延ばされている。また、シリンダ７に
は、ピストンロッド９の侵入、退出ともなうシリンダ７
内の容積変化をガスの圧縮、膨張によって補償するリザ
ーバ室（図示せず）が設けられている。

【００１３】ピストン８には、シリンダ上室7aとシリン
ダ下室7bとを連通させる伸び側主油液通路11および縮み
側主油液通路12が設けられている。そして、ピストン８
のシリンダ下室7b側の端面には、伸び側主油液通路11の
油液の流動を制御して減衰力を発生するオリフィスおよ
びディスクバルブからなる減衰力発生機構13が設けられ
ており、ピストン８のシリンダ上室7a側の端面には、縮
み側主油液通路12の油液の流動を制御して減衰力を発生
するディスクバルブからなる減衰力発生機構14が設けら
れている。

【００１４】ピストンロッド９には、一端側がシリンダ
上室7aに連通し、他端側がシリンダ下室7b側の通路部材
10内に連通する油液通路15が設けられており、油液通路
15と通路部材10とでシリンダ上室7aとシリンダ下室7bと
を連通させるバイパス通路Ｂが構成されている。

【００１５】通路部材10内には、略円筒状のガイド部材
16が嵌合されている。そして、ガイド部材16の一端部に
は、ガイド部材16内からシリンダ上室7a側への油液の流
通を許容し、その反対方向の流通を阻止する逆止弁17が
設けられ、他端部には、ガイド部材16内からシリンダ下
室7b側への油液の流通を許容し、その反対方向の流通を
阻止する逆止弁18が設けられている。

【００１６】通路部材10とガイド部材16との間には、バ
イパス通路Ｂ内において、シリンダ上室7a側に連通する
油液通路19と、シリンダ下室7b側に連通する油液通路20
とが形成されており、ガイド部材16の側壁には、油液通
路19に連通する１８０°異なる位置に配置された一対の
ガイドポート21および油液通路20に連通する１８０°異
なる位置に配置された一対のガイドポート22が設けられ
ている。そして、油液通路19とガイドポート21とで逆止
弁17をバイパスし、油液通路20とガイドポート22とで逆
止弁18をバイパスしている。

【００１７】ガイド部材16内には、円筒状のシャッタ23
が回転可能に嵌合されている。シャッタ23の側壁には、
ガイド部材16のガイドポート21に対向させて一対のシャ
ッタポート24が設けられ、また、ガイドポート22に対向
させて一対のシャッタポート25が設けられている。シャ
ッタポート24，25は、それぞれ、シャッタ23の周方向に
沿って延ばされて、シャッタポート24は一側にいくにつ
れて拡径される略くさび形に形成されており、シャッタ
ポート25は、これと反対側にいくにつれて拡径される略
くさび形に形成されている。そして、シャッタ23を回転
させることにより、ガイドポート21とシャッタポート24
との整合によって形成されるオリフィスの面積が変化し
て逆止弁17をバイパスする油液通路の通路面積が調整さ
れ、また、ガイドポート22とシャッタポート25との整合
によって形成されるオリフィスの面積が変化して逆止弁
18をバイパスする油液通路の通路面積が調整されるよう
になっている。

【００１８】この場合、ガイドポート21とシャッタポー
ト24とのオリフィスが全開のときガイドポート22とシャ
ッタポート25とのオリフィスが全閉となり、この状態か
らシャッタ23を一側に回転させるにつれてガイドポート
21とシャッタポート24とのオリフィスの面積が小さくな
ると同時に、ガイドポート22とシャッタポート25とのオ
リフィスの面積が大きくなり、ガイドポート21とシャッ
タポート24とのオリフィスが全閉のときガイドポート22
とシャッタポート25とのオリフィスが全開となるように
なっている。

【００１９】シャッタ23には、操作ロッド26が連結さ
れ、操作ロッド26は逆止弁17を貫通してピストンロッド
９に沿ってその外部まで延ばされており、減衰力調整式
油圧緩衝器６の外部からアクチュエータ（図示せず）等
により操作ロッド26を介してシャッタ23を回転させられ
るようになっている。また、シャッタ23は、３つの部材
23a ，23b ，23c を操作ロッド26により接合して構成さ
れている。なお、図中、27はシャッタ23を小さいトルク
で回転可能に支持する軸受であり、その内周部には油液
通路が形成されている。

【００２０】通路部材10のシリンダ下室7b側の開口部に
は、バルブ本体28が嵌合されており、ねじ部材29によっ
て固定されている。バルブ本体28には、通路部材10の内
側とシリンダ下室7bとを連通させる油液通路30および油
液通路31が設けられている。そして、バルブ本体28の両
端部には、油液通路30内の油液の流動を制御して減衰力
を発生させるオリフィスおよびディスクバルブからなる
減衰力発生機構32および油液通路31のシリンダ下室7b側
から通路部材10の内側への油液の流通を許容する逆止弁
33が設けられている。

【００２１】次に、本実施例の要部である減衰力調整弁
を構成するガイド部材16およびシャッタ23についてさら
に詳しく説明する。

【００２２】シャッタ23には、シャッタ23内を２つに画
成する隔壁34が設けられており、この隔壁34によって、
シャッタ23内に、１８０°異なる位置に配置された一対
のシャッタポート24，25のそれぞれに対向する一対のガ
イド壁部35が形成されている。ガイド壁部35は、図１に
示すように、ガイドポート21，22とシャッタポート24，
25と（図１ではガイドポート21およびシャッタポート24
のみ図示する）によって形成されたオリフィスからシャ
ッタ23内に流入する油液が壁面に沿って流れて旋回流を
発生するような形状および容積の空間を形成するととも
に、前記オリフィスからシャッタ23内に流入する油液の
流れがシャッタ23の周方向に対して略垂直方向（図１中
に矢印で示す油液の流れ方向とシャッタ23の周方向との
なす角度θが略直角）に向くように油液の流れを案内す
るようになっている。

【００２３】以上のように構成した本実施例の作用につ
いて次に説明する。

【００２４】操作ロッド26を外部から操作してシャッタ
23を回転させることにより減衰力特性を切換えることが
できる。

【００２５】シャッタ23を回転させてガイドポート21と
シャッタポート24とのオリフィスを全開、ガイドポート
22とシャッタポート25とのオリフィスを全閉とした場
合、ピストンロッド９の伸び行程時は、バイパス通路Ｂ
内において、シリンダ上室7a側の油液は、逆止弁17を閉
じて油液通路19、ガイドポート21およびシャッタポート
24を流通し、さらに、逆止弁18を開いてバルブ本体28の
油液通路30を通ってシリンダ下室7b側へ流れる。よっ
て、ガイドポート21とシャッタポート24とのオリフィス
の面積および減衰力発生機構32によって小さな減衰力が
発生する。一方、ピストンロッド９の縮み行程時は、逆
止弁18が閉じ、ガイドポート22とシャッタポート25との
オリフィスが閉じているのでバイパス通路Ｂが閉鎖され
る。よって、油液がピストン８の縮み側主油液通路12の
みを流通して減衰力発生機構14によって大きな減衰力が
発生する。したがって、減衰力特性は、伸び側はソフト
特性となり、縮み側はハード特性となる。

【００２６】シャッタ23を上記の位置から一側へ回転さ
せ、ガイドポート21とシャッタポート24とのオリフィス
の面積を小さくし、ガイドポート22とシャッタポート25
とのオリフィスを開いた場合、ピストンロッドの伸び行
程時は、上記と同様にして、バイパス通路Ｂ内におい
て、シリンダ上室7a側の油液がシリンダ下室7b側へ流
れ、ガイドポート21とシャッタポート24とのオリフィス
の面積が小さくなった分だけ減衰力が大きくなる。一
方、ピストンロッド９の縮み行程時は、バイパス通路Ｂ
内において、シリンダ下室7b側の油液は、バルブ本体28
の逆止弁33を開き、ガイド部材16の逆止弁18を閉じて油
液通路20、ガイドポート22およびシャッタポート25を流
通し、さらに、逆止弁17を開いてシリンダ上室7a側へ流
れる。よって、ガイドポート22とシャッタポート25によ
り開口された部分がオリフィスとなり、そのオリフィス
面積に応じた小さな減衰力（オリフィス特性）が発生す
る。したがって、減衰力特性は、伸び側、縮み側ともに
ミディアム特性となる。

【００２７】シャッタ23を上記の位置からさらに一側へ
回転させ、ガイドポート21とシャッタポート24とのオリ
フィスを全閉、ガイドポート22とシャッタポート25との
オリフィスを全開とした場合、ピストンロッド９の伸び
行程時は、逆止弁17が閉じ、ガイドポート21とシャッタ
ポート24とのオリフィスが閉じているのでバイパス通路
Ｂが閉鎖される。よって、油液がピストン８の伸び側主
油液通路11のみを流通して減衰力発生機構13によって大
きな減衰力が発生する。一方、ピストンロッド９の縮み
行程時は、上記と同様にして、バイパス通路Ｂ内におい
て、シリンダ下室7b側の油液がシリンダ上室7a側へ流
れ、ガイドポート22とシャッタポート25とのオリフィス
の面積が大きくなった分だけ減衰力（オリフィス特性）
が小さくなる。したがって、減衰力特性は、伸び側はハ
ード特性となり、縮み側はソフト特性となる。

【００２８】このように、伸び側と縮み側とで異なる減
衰力特性を設定することができ、さらに、シャッタ23の
回転角に応じてガイドポート21とシャッタポート24、ガ
イドポート22とシャッタポート25で形成されるオリフィ
スの面積を連続的に変化させることができるので、伸び
側および縮み側のバイパス通路Ｂの通路面積を変化させ
て減衰力特性を連続的に調整することができる。なお、
シャッタ23によりガイドポート21およびガイドポート22
を閉じてバイパス通路Ｂを閉鎖することにより、伸び縮
み両側でハード特性とすることもできる。

【００２９】次に、本発明の要部である減衰力調整弁の
シャッタ23に設けられたガイド壁部35の作用について説
明する。なお、ガイド壁部35は、ガイドポート21とシャ
ッタポート24とで形成するオリフィスおよびガイドポー
ト22とシャッタポート25とで形成するオリフィスに対し
て同様に作用するので、以下、ガイドポート21およびシ
ャッタポート24についてのみ説明する。

【００３０】図１および図２に示すように、シャッタ23
を一側へ回転させ、ガイドポート21とシャッタポート24
とのオリフィスの面積を小さくした場合、ピストンロッ
ド９の伸び行程時に、油液通路19内の油液がガイドポー
ト21とシャッタポート24とで形成されたオリフィスを通
り噴流となってシャッタ23内へ流入する。この噴流は、
図１中に矢印で示すように、隔壁34に沿って流れガイド
壁部35内に旋回流を発生する。そして、ガイド壁部35内
を旋回する油液の流れによりオリフィスからの噴流の流
入方向がシャッタ23の周方向に対して略垂直方向（ほぼ
θ＝９０°）となる。よって、（１）式において、ほぼ
θ＝９０°となるためシャッタ23に作用する流体力Ｆは
ほぼ０となり、シャッタ23に流体力による回転力がほと
んど作用しないので、シャッタ23の操作力および保持力
が軽減される。

【００３１】なお、シャッタ23に形成した隔壁34および
ガイド壁部35の形状は、図１に示すものに限らず、ガイ
ドポート21とシャッタポート24とで形成されたオリフィ
スからシャッタ23内に流入する油液の噴流を旋回させ、
その流入方向をシャッタ23の周方向に対して略垂直方向
とするものであればよい。

【００３２】隔壁34およびガイド壁部35の形状の他の実
施例について図４を用いて説明する。図４に示すよう
に、隔壁34のシャッタポート24との対向面は平坦面で、
ガイド壁部35の幅W₂はシャッタポート24の開口部の幅W₁
よりも僅かに大きく、また、ガイド壁部35の底部の角部
には丸み（R₁，R₂）が設けられており、旋回流が円滑に
形成されるようになっている。ここで、ガイド壁部35の
幅W₂は、W₁とW₂との差がW₁の７％程度のとき、すなわ
ち、ほぼ（W₂−W₁）／W₁ ＝０．０７となるようにした場合に効果的に旋回流を発生すること
ができる。また、バケットの深さＤが、シャッタ23の内
部の半径Ｒの２分の１程度のとき、すなわち、おおむねＤ／Ｒ＝０．５となるようにした場合に効果的に旋回流を形成すること
あができ、これよりも浅いと効果は少なく、これよりも
深くても効果はあまり変わらない。

【００３３】なお、本実施例では、伸び側と縮み側とで
異なる減衰力特性を設定できる減衰力調整式油圧緩衝器
に本発明を適用した場合について説明したが、本発明
は、このほか、バイパス通路の通路面積を調整すること
により減衰力を調整する通常の減衰力調整式油圧緩衝器
にも同様にして適用することができる。

【００３４】また、本実施例では、減衰力調整弁をピス
トン部に設けた場合について説明したが、本発明は、こ
れに限らず、バイパス通路をシリンダの外部に設け、減
衰力調整弁をシリンダの外部に設けたものに適用するこ
ともできる。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の減衰力調
整式油圧緩衝器は、減衰力調整弁のシャッタにガイド壁
部を設けたことにより、ガイドポートとシャッタポート
とで形成したオリフィスからシャッタ内へ流入した油液
は、ガイド壁部によって旋回流を発生するとともに、そ
の流入方向がシャッタの周方向に対して略垂直方向に案
内されるので、シャッタの回転方向に作用する流体力が
小さくなる。その結果、シャッタの位置決め精度を向上
させることができ、また、シャッタを操作するためのア
クチュエータの出力が小さくてすみ、アクチュエータの
小型化を図ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部である減衰力調整弁の
横断面を示す図であり、図３のガイド部材およびシャッ
タのＡ−Ａ線による横断面図である。

【図２】図３の装置のガイド部材およびシャッタのポー
ト部の正面図である。

【図３】本発明の一実施例を示す減衰力調整式油圧緩衝
器の縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施例のシャッタのガイド壁を拡
大して示す横断面図である。

【図５】従来の減衰力調整式油圧緩衝器の減衰力調整弁
であるガイド部材およびシャッタの分解斜視図である。

【図６】従来の減衰力調整式油圧緩衝器の減衰力調整弁
であるガイド部材およびシャッタの縦断面図である。

【図７】図６のガイド部材およびシャッタのポート部の
横断面図である。

【符号の説明】

６減衰力調整式油圧緩衝器７シリンダ 7a シリンダ上室（シリンダ室） 7b シリンダ下室（シリンダ室）８ピストン 11 伸び側主油液通路（主油液通路） 12 縮み側主油液通路（主油液通路） 16 ガイド部材 21,22 ガイドポート 23 シャッタ 24,25 シャッタポート 35 ガイド壁部Ｂバイパス通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つのシリンダ室を主油液通路およびバ
イパス通路で連通させ、シリンダ内のピストンの摺動に
よって前記主油液通路およびバイパス通路内に生じる油
液の流動を制御して減衰力を発生させ、前記バイパス通
路の通路面積を減衰力調整弁によって調整することによ
り減衰力を調整可能とした減衰力調整式油圧緩衝器にお
いて、前記減衰力調整弁は、側壁にガイドポートを有す
る円筒状のガイド部材と、該ガイド部材に回転可能に嵌
合され側壁に前記ガイドポートに対向するシャッタポー
トを有するシャッタとからなり、前記シャッタの回転に
より前記ガイドポートとシャッタポートとで形成するオ
リフィス面積を変化させて前記バイパス通路の通路面積
を調整し、さらに、前記シャッタ内に、前記シャッタポ
ートから流入する油液の流れに旋回流を発生させるとと
もに該油液の流れが前記シャッタの周方向に対して略垂
直方向に向くように油液を案内するガイド壁部を備えて
いることを特徴とする減衰力調整式油圧緩衝器。