JPH10132012A - 油圧ダンパ用フロート弁付きピストン - Google Patents

油圧ダンパ用フロート弁付きピストン

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JPH10132012A
JPH10132012A JP8286688A JP28668896A JPH10132012A JP H10132012 A JPH10132012 A JP H10132012A JP 8286688 A JP8286688 A JP 8286688A JP 28668896 A JP28668896 A JP 28668896A JP H10132012 A JPH10132012 A JP H10132012A
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piston
washer
spring washer
plate
amount
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Bourcier De Carbon Laurent
ブールシエール ド カルボン ローラン
Charles Eric
シャルルー エリック
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FR DES AMORTISSEURS DE CARBON SOC
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/32—Belleville-type springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F16F9/348—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体の双方向の流れのために同じ通路を使用
し、フロート弁を備えているダンパ用ピストンを提供す
ること。 【解決手段】 油圧ダンパチューブ用の弁付きピストン
であって、流体通路を有するピストンボディ（１１６）
を有し、流体通路が、該通路の中を流れる流体の量を双
方向で制御する浮動弁要素（１１５）と相互作用するピ
ストンである。浮動弁要素は、スプリングワッシャ（１
１５）を有し、自由状態における前記スプリングワッシ
ャの偏向量（ｆ）が、ワッシャの厚さ（ｅ）の約０．１
倍ないし約２倍であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧ダンパのピスト
ンに関連し、特に、加圧単筒式の油圧ダンパのピストン
に関連する。
【０００２】
【従来の技術】油圧ダンパは、ダンパの内部空間を流体
に満たされた２つのチャンパに分割するために、筒内を
摺動可能なピストンを有している。このピストンには、
２つのチャンバを連通するために貫通通路が設けられ、
この貫通通路は、ダンパが伸長状態（伸び行程すなわち
伸び段階）或いは圧縮状態（縮み行程すなわち縮み段
階）にあるかどうかに応じた流体の流れの関連して、通
路の開きを制御する弁システムと相互に作用する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】サスペンションシステ
ムは、通常、ダンパ内でのピストンの移動速度と関連し
てダンパに加えられた力を示す曲線に基づいた特性を有
している。現在、標準的な曲線は、伸長状態および圧縮
状態のいずれにおいても、理論的な減衰直線からそれ
て、ほぼ直線的（リニア）であるが、圧縮状態に入ると
きに急速に変化する経過をたどり、最後は、速度の値に
かかわりなく力が比較的安定した状態になる。特に、あ
る種の乗り物では、特に高速、典型的には０．５ｍ／ｓ
より大きい速度で、より良い乗り心地を得るためには、
標準的な減衰法則(DAMPING LAW) 即ち減衰特性による力
より低い力を必要とすることが判ってきた。
【０００４】本発明は、特に、この問題を解決する方
法、圧縮状態用と伸長状態用の別の流体通路が設けられ
ているものではなく、流体の双方向の流れのために同じ
通路を使用し、公知のフロート弁を備えているダンパ用
ピストンを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は、弁を
備えた油圧ダンパチューブ用ピストンを提案しており、
このピストンは、流体通路を有するピストンボディを有
し、この流体通路は、通路中を流れる流体の量を、双方
向で、制御する浮動弁要素と相互作用する。本発明の概
略的な特徴によれば、浮動弁要素がスプリングワッシャ
を有し、スプリングワッシャの自由状態における偏向量
は、ワッシャの厚さの約０．１倍ないし約２倍である。
換言すれば、従来型の弁付きピストンでは、フロート弁
は製造公差が許す限り、平らであるワッシャを備えてい
たが、本発明では、自由状態で、所定量だけ変形した即
ち撓んだスプリングワッシャを使用してフロート弁を形
成することが提案されている。本明細書において、”自
由状態における偏向（変形）量”とは、ピストンに取付
けられていない状態でのワッシャの偏向（変形）量であ
る。
【０００６】このようなスプリングワッシャを使用する
ことにより、圧縮および／あるいは伸長状態で、１箇所
または２箇所の変曲点を有する減衰法則すなわち減衰特
性を得ることができる。換言すれば、そのような特性
（法則）は、標準的な減衰特性（減衰法則）の中にあ
り、そして、特に伸長状態では、略平坦な領域を有して
いる。したがって、本発明は、高速度域で、ダンパに加
わる力を減少させることができ、このことが、ある種の
乗り物に対する乗り心地を改善し、一方、これと同時
に、中間速度域（典型的には、０．１ｍ／ｓないし０．
５ｍ／ｓ）において、この力をあまり減少させないこと
が可能となる。スプリングワッシャの円錐高さが、厚さ
の０．１倍より小さいときには、減衰特性はほとんど変
化せず、一方、厚さの２倍より大きいときには、スプリ
ングワッシャが反転して、その結果、フロート弁の故障
が起こる危険性があることが判った。
【０００７】このワッシャの厚さとほぼ等しい偏向（変
形）量で、満足のいく結果、特に、良好な耐久性が得ら
れた。スプリングワッシャに予め荷重しておいてもよ
く、すなわち、ピストンに取付けられたときの偏向（変
形）量が、自由状態の偏向（変形）量より小さくなるよ
うにしてもよい。この予荷重は、選択された厚さを有し
ている少なくとも１枚の環状の間隙調整プレートを、ピ
ストンボディと中央プレートとの間に配置し、この中央
プレートが、中央プレートを超えて僅かに突出し（はみ
出す）ている上方環状プレートを支持し、この方向環状
プレートの外縁がスプリングワッシャに当接するように
して得られる。本発明のもう一つの目的は、上述したよ
うに、油圧ダンパのフロート弁用スプリングワッシャを
提供することである。
【０００８】本発明の他の利点および特徴は、実施形態
の詳細な説明および添付図面を参照することによって明
らかになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に示されているように、単筒
入れ子式油圧ダンパは、その一端が、孔２によって固定
されているシリンダチューブ１を備えている。ガスを液
体から分離しているピストン３が、シリンダ１の内側で
自由に摺動できるように取付けられており、ピストン３
は、Ｏリングシール４を嵌められ、且つ、シリンダを２
つの部分に分割している。一方の部分５は加圧ガスを収
容し、他の部分６は作動液を収容している。もう一つの
ピストン７が、ロッド８の端に取付けられており、留め
手段１０によってシリンダに取付けられたガイド９が、
ロッド８のシリンダ内での運動を案内する。ロッド８の
上端は、留めスタッドに取付けられている。
【００１０】ダンパには、さらに、ロッド８に固定され
且つシリンダ１の一部分を覆う保護要素１１が設けられ
ている。ダンパが作動するために、ピストン７は、作動
液用の不変通路１２を備え、これらの通路は、浮遊して
いる弁と相互に作用している。図２に示されているよう
に、ピストン７は、円筒状の全体形状を有しているピス
トンボディ１６を備え、このピストンボディは、チュー
ブ１内で摺動可能であり、且つ、例えばそれらのうちの
８つが、ピストンボディの各側面に現れている複数のキ
ャビティを有している。これらのキャビティは、上方チ
ャンバ２０と下方チャンバ６との間に作動液用の不変通
路を形成している。この図面の左側部分は、キャビティ
の対照面での長手方向断面であり、一方、右側部分は、
２つのキャビティの間での長手方向断面である。各キャ
ビティは、流体用の双方向通路を形成しているが、この
図面の左側は、点線を使って、圧縮状態（縮み行程すな
わち縮み段階）におけるフロート弁の形状を示し、この
図面の右側は、点線を使って、弛緩すなわち伸長状態
（伸び行程すなわち伸び段階）におけるフロート弁の形
状を示している。
【００１１】浮動システムと呼ばれている弁システム１
３は、ピストンボディ１６の上側面２４に配置されて、
従来通りに、（適当な浮動弁要素である）リング１５に
囲まれた中央環状プレート３０を有しており、このリン
グ１５は、一方で、ピストンボディの肩２１に当接し、
他方で、中央プレート３０から僅かに突出する（はみ出
す）ようにして中央プレート上に配置された、上方プレ
ート１４の外縁に当接している。上方プレート１４の上
にはもう一つのプレート３１が配置され、これらの積重
ねられたプレートは、ピストンの上方面２４と、ピスト
ンボディの中に固定された２つのペグを備えている上方
固定プレート３２との間に挟まれている。平らリング１
５と中央プレートとが、一緒に、空間２９を形成してい
る。このリング１５は、ダンパが圧縮状態において、１
５Ｃの位置に偏向でき、その結果、リング１５はピスト
ンの肩２１から離れて、流体が矢印ＦＣの方向へ流れる
ことが可能になる。伸長状態では、リングは、１５Ｄの
位置に配向され、上方プレート１４から離れて、流体が
矢印ＦＤの方向に流れることが可能になる。
【００１２】図２に示される従来技術のピストンでは、
リング１５は、製造公差の許す限り平らであるが、図３
に示される本発明の（適当な浮動弁要素である）スプリ
ングワッシャ１１５を備えたフロート弁システムにあっ
ては、自由状態におけるスプリングワッシャの偏向（変
形）量が、ワッシャ１１５の厚さの約０．１倍ないし約
２倍であるフロート弁システムを使用することを提案し
ている。本発明に従った弁を備えたピストンの一実施形
態を示している図３では、図２に示された要素と同様
の、或いは、同様の機能を有している要素は、図２で付
された参照番号に１００を加えた参照番号で示されてい
る。以下、図２および図３とで異なっている部分のみを
説明する。スプリングワッシャ１１５は、一方で、ピス
トンボディ１１６の肩１２１に当接し、他方で、中央プ
レート１３０を僅かに超えて突出する上方環状プレート
１１４の自由縁に当接している。圧縮状態では、平らな
ワッシャの場合のように、ワッシャ１１５は、ピストン
の肩１２１から離れ、流体を流れさせるように、偏向す
る。延び状態では、ワッシャ１１５は、上方プレート１
１４から離れる。
【００１３】スプリングワッシャ１１５の偏向量ｆは、
ワッシャの一方且つ同じ面の上方縁と下方縁との間の軸
線方向の距離として測定できる。このワッシャの偏向量
ｆが、その厚さｅの０．１倍より小さいときには、実際
に感知できるほどの心地よさの改善は無い。このワッシ
ャの偏向量ｆが、その厚さｅより大きいときには、スプ
リングワッシャ１１５が、反転する危険がある。換言す
れは、ワッシャ１１５が、永久に、上方プレート１１４
の自由縁から離れて、ピストンの下方面１２５に向かっ
て配向され、永久的な流体用の自由空間を残し、弁を作
動させなくしてしまう危険がある。ワッシャ１１５が上
方プレート１１４と肩１２１との間に取付けられたとき
の、ワッシャ１１５の円錐の角度を維持するため、選択
された厚さの少なくとも１枚の環状の間隙調整プレート
１４０を準備して、中央プレート１３０とピストン１０
７の上方面１２４との間に配置する。
【００１４】間隙調整プレート１４０の厚さは、その値
に応じて、”自由”状態における偏向量ｆと等しい”取
付け”状態における偏向量ｆを得られるよう、あるい
は、”自由”状態における偏向量ｆより小さい”取付
け”状態における偏向量ｆを得られるよう、即ち、ワッ
シャ１１５に予め荷重をかけるおくことが可能になる。
理論上は、スプリングワッシャ１１５を、”取付け”状
態において、略平坦にするために、プレート１４０を不
要にすることも可能である。もちろん、環状の間隙調整
プレートを、より厚い、或いは、より薄い厚さの中央プ
レート１３０に置き換えることによって、或いは、プレ
ートの上方面を特別な形状にすることによって、同じ効
果を得ることも可能である。スプリングワッシャ１１５
は、弾性限度が大きい材料、例えば、金属合金、複合材
料あるいはセラミックスなどで作られているのがよい。
例えば、弾性限度が、１０００乃至１３００Ｎ／mm2 の
鋼を使用できる。
【００１５】弾性スプリングワッシャ１１５の典型的な
厚さは０．１乃至５mmであり、典型的な内径は１０乃至
５０mm、典型的な外径は１５乃至７０mmである。偏向量
に関しては、厚さの１倍の値であることが、弁に良好な
耐久性を与える。図４では、曲線Ｃ０が、図２に示され
たタイプのフロート弁で得られる減衰状態を示し、曲線
Ｃ１が、図３に示されたようなタイプのスプリングワッ
シャフロート弁で得られた減衰曲線を示す。曲線Ｃ１は
曲線Ｃ０の内側に位置し、この曲線Ｃ０は、同じ速度に
対して、ダンパへの低い力に対応する。特に、弛緩状態
では、或る速度より上および超えると、曲線Ｃ１は、ほ
ぼ平らな領域ＰＬを有し、この領域では、速度が増加し
ても、ダンパへかかる力は、微小量しか増加しない。得
られた変曲点に至るこの平坦部ＰＬは、中間速度域で
は、力が小さくなり過ぎないようにすると同時に、高速
度域での、力の減少を保証する。
【００１６】スプリングワッシャへの予荷重は、曲線Ｃ
２、Ｃ３に示されるように平坦領域を保ちつつ、減衰特
性を変化させること可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、先行技術によるフロート弁を有するピ
ストンを備えたダンパチューブの長手方向の断面図であ
る。
【図２】図２は、図１のフロート弁を有するピストンの
より詳細な図面である。
【図３】図３は、本発明によるフロート弁を有するピス
トンの断面図である。
【図４】図４は、種々の減衰特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１１４ 上方環状プレート １１５ スプリングワッシャ １１６ ピストンボディ １２１ 肩 １３０ 中央プレート １４０ 間隙調整プレート ｆ 偏向量 ｅ ワッシャの厚さ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 油圧ダンパチューブ用の弁付きピストン
    であって、 流体通路を有するピストンボディ（１１６）を有し、前
    記流体通路が、該通路の中を流れる流体の量を、双方向
    で、制御する浮動弁要素（１１５）と相互作用するピス
    トンにおいて、 前記浮動弁要素が、スプリングワッシャ（１１５）を有
    し、自由状態における前記スプリングワッシャの偏向量
    （ｆ）が、該ワッシャの厚さ（ｅ）の約０．１倍ないし
    約２倍であることを特徴とするピストン。
  2. 【請求項２】 前記スプリングワッシャ（１１５）が予
    め荷重されていることを特徴とする請求項１に記載のピ
    ストン。
  3. 【請求項３】 前記ピストンのボディ（１１６）が、上
    方環状プレート（１１４）を支持する中央プレート（１
    ３０）を含んだプレート積層体を支持し、前記上方環状
    プレート（１１４）が前記中央プレート（１３０）を超
    える僅かにはみ出していること、 前記スプリングワッシャ（１１５）が、一方では、ピス
    トンのボディ（１１６）に当接し、他方では、前記上方
    環状プレート（１１４）の自由縁に当接していること、
    および、 ダンパが圧縮状態のときに、前記ワッシャ（１１５）
    は、該ワッシャがピストンのボディから離れるように、
    変形可能であり、一方、弛緩状態のときに、前記スプリ
    ングワッシャが前記上方プレート（１１４）から離れる
    ことができること、を特徴とする請求項１または請求項
    ２のいずれか１項に記載のピストン。
  4. 【請求項４】 少なくとも１枚の選択された厚さの環状
    間隙調整プレート（１４０）が、前記中央環状プレート
    （１３０）と前記ピストンボディ（１１６）との間に配
    置されていることを特徴とする請求項３に記載のピスト
    ン。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４の１項に記載さ
    れた、油圧ダンパのフロート弁用スプリングワッシャ。
JP8286688A 1995-08-31 1996-10-29 油圧ダンパ用フロート弁付きピストン Pending JPH10132012A (ja)

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