JPH1163077A - 油圧緩衝器のバルブ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 悪路走破性を向上させるために高ピストン速
度域での減衰力を高く設定できる一方、道路の継ぎ目を
通過する時などの乗り心地を悪化させないために、中速
域の減衰力がつられて上昇しないようなショックアブソ
ーバのバルブ構造を提供すること。 【解決手段】 上部室Ａからピストン１０７の内周ポー
ト１０７Ａを経てピストン下面の開口窓１０７Ｄに至る
第１通路に、ピストンロッド１０１の下端外面に開口す
る横穴１０１Ｂ及びピストンロッドの中空孔１０１Ｃを
経て迂回させた第２通路を付設する一方、当該第２通路
の横穴１０１Ｂの外面には、下方からはストッパ１２６
に支持されたサポートスプリング１２５によって付勢さ
れるとともに、上方からはリバウンドクッション１２１
の圧縮荷重を支持するリバウンドスプリング１２３を介
して挟持されるシャッタ１２４を上下動自在に嵌挿する
ことにより、リバウンドクッションの圧縮荷重に応動し
て、前記第２通路を開閉すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の懸架装置な
ど車体の振動を抑制する油圧緩衝器の減衰力を発生する
バルブ構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の油圧緩衝器としては、例えば図
３に示す実開平１−１１１８４０公報に開示されたもの
（図３は当該公報の第２図に相当）が開発されている。
まず構造の概要を図面に基づいて説明する。車体と車輪
との間に結合部材を介して取付けられる油圧緩衝器は、
ピストンロッド１にピストンバルブＰＶを組み付け、そ
れを摺動自在に収容するとともに下端部にベースバルブ
ＢＶを装着したシリンダ２を外筒３に収容し、外気を遮
断するシール１６とロッドガイド１７とを収容したパッ
キンケース１８を外筒３の上部から嵌挿した後、外筒３
の上端部を全周溶接等により密封して形成されている。
そして、シリンダ２と外筒３の間にはタンク室Ｃが形成
される。

【０００３】作動油の充満したシリンダ２内をピストン
ロッド１が上昇する際には、密閉された上部室Ａの作動
油は、ピストンバルブＰＶを介して、下部室Ｂに流出
し、この際の通路抵抗が伸長側減衰力となる。ピストン
ロッド１の上昇によって不足するピストンロッド退出体
積分の作動油は、前記シリンダ２の下端部に配設された
ベースバルブＢＶを介してタンク室Ｃより吸入される。

【０００４】次に、この油圧緩衝器のピストン部につい
て説明する。ピストンロッド１の下端部には上部よりも
小径のインロー部１Ａが設けられ、ここにバルブ押え
４，ノンリタンスプリング５，ノンリタンバルブ６，ピ
ストンリング１４及びピストンバンド１５を装着したピ
ストン７，メインリーフバルブ８，サブリーフバルブ
９，カンザ１０を順次挿入する。最後にスプリング１３
に付勢されたスプリングシート１２を上下動自在に緩挿
したピストンナット１１を螺着し、規定のトルクで締結
することによりピストンバルブＰＶが構成される。

【０００５】シリンダ２内を上部室Ａと下部室Ｂに区画
するピストン７には、内周ポート７Ａ及び外周ポート７
Ｂが形成されている。上記内周ポート７Ａの下端部には
円環状の開口窓７Ｃが形成され、当該開口窓７Ｃには、
連通窓８Ａが設けられたメインリーフバルブ８と連通窓
８Ａを覆うように積層されたサブリーフバルブ９とが対
向し，カンザ１０を介してピストンナット１１により内
周側を固定されている。ピストン速度が小さくピストン
下面の開口窓７Ｃと下部室Ｂ間の圧力差が小さい所謂微
低速〜低速域においては、スプリング１３にスプリング
シート１２を介して付勢されているメインリーフバルブ
８の外周は閉塞されている。

【０００６】ピストン下部の開口窓７Ｃの圧力は、メイ
ンリーフバルブ８の連通窓８Ａを介してサブリーフバル
ブ９の上面へ導かれているので、サブリーフバルブ９の
外周側がカンザ１０の外径を支持点として押し開かれ、
スプリングシート１２のバイパスポート１２Ａを経て下
部室Ｂに開放され、このときの通路抵抗により微低速〜
低速域の減衰力を発生する。微低速域では前記連通窓８
Ａを通過する作動油の流量も少ないため、連通窓８Ａ前
後の圧力差は小さいのであるが、連通窓下流のサブリー
フバルブ９を押し開く際には、少流量であっても撓み剛
性に見合った通路抵抗が発生するので、ピストン速度に
対する立上りがリニアな減衰力を得ることができる。

【０００７】ピストン速度が増大するに伴い連通窓８Ａ
を通過する流量も増え、連通窓８Ａ前後の圧力差も増大
する。ピストン速度が中速域に近づくにつれ、ピストン
下部の開口窓７Ｃと下部室Ｂの圧力差が大きくなるの
で、スプリング１３に付勢されているメインリーフバル
ブ８の外周がピストン下面の外周側シート面７Ｄから押
し開かれ、作動油が前記サブリーフバルブ９と並列に下
部室Ｂに流出し、この際の通路抵抗により、中速域以降
の減衰力を発生する。

【０００８】即ち上流側のメインリーフバルブ８と下流
側のサブリーフバルブ９とは構造的には直列に積層され
ているが、ピストン速度が増大しメインリーフバルブ８
に設けた連通窓８Ａの前後の圧力差が、スプリング１３
の付勢力とメインリーフバルブ８自身の撓み剛性により
定まる設定圧力を越えると、メインリーフバルブ８自体
がすでに開口している連通窓８Ａと並列にピストン下面
の外周側シート面７Ｄから押し開かれ、双方が共同の減
衰力発生弁として作動するため、連通窓８Ａの前後の圧
力差はそれ以上には増えず、ピストン速度が更に増大し
ても、サブリーフバルブ９を流れる流量はほぼ一定とな
る。

【０００９】この結果、微低速域から低速域にかけて減
衰力の立ち上がりをリニアで大きくすることができるた
め、ロール時などの低ピストン速度域でもしっかりと減
衰力を発生して車体の揺れを抑えることができる一方、
中速域以上のピストン速度に対する減衰力増加を小さく
設定した場合には、コンクリート舗装道路の継ぎ目を通
過する時など中速域のピストン速度が頻繁に発生する状
況では、減衰力が抑えられているために路面から車体へ
の入力が抑制され、操縦安定性と乗り心地とを両立させ
ることができる。

【００１０】以上の説明は、作動油の充満したシリンダ
２内をピストンロッド１が上昇する伸長側についてであ
るが、逆にピストンロッド１が下降する所謂圧縮行程に
おいては、ピストン７の外周ポート７Ｂを通り、ノンリ
タンスプリング５によって付勢されたノンリタンバルブ
６を押し開いて負圧となる上部室Ａに補充される分を除
いた下部室Ｂのピストンロッド進入体積分に相当する作
動油は、、シリンダ２の下端部に装着されたベースバル
ブＢＶを介してタンク室Ｃに流出し、この際の通路抵抗
が圧縮側減衰力となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で説明した
実開平１−１１１８４０にあっては、サスペンションの
ストロークは有限なため、中速域以上の減衰力を低く設
定した場合には、未舗装路等の悪路走行時においてはピ
ストンロッドの伸びきり頻度が増大して、所謂悪路走破
性が悪化してしまう。逆に悪路走破性を向上させるため
に、高ピストン速度域の減衰力を高く設定しようとする
と、内周ポート７Ａを小さな面積に設定せざるを得ない
という構造的宿命をもっているため、中速域の減衰力も
つられて上昇してしまい、道路の継ぎ目を通過する時な
どでは乗り心地が悪化してしまうという問題があった。

【００１２】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、悪路走破性を
向上させるために高ピストン速度域での減衰力を高く設
定できる一方、道路の継ぎ目を通過する時などの乗り心
地を悪化させないために、中速域の減衰力がつられて上
昇しないようなショックアブソーバのバルブ構造を提供
することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに本発明の採った手段は、「上部室からピストンの内
周ポートを経てピストン下面の開口窓に至る第１通路
に、ピストンロッドの下端外面に開口する横穴及びピス
トンロッドの中空孔を経て迂回させた第２通路を付設す
る一方、当該第２通路の横穴の外面には、下方からはス
トッパに支持されたサポートスプリングによって付勢さ
れるとともに、上方からはリバウンドクッションの圧縮
荷重を支持するリバウンドスプリングを介して挟持され
るシャッタを上下動自在に嵌挿することにより、リバウ
ンドクッションの圧縮荷重に応動して、前記第２通路を
開閉すること」である。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明に係る油圧緩衝器のバ
ルブ構造を図１に基づいて説明する。ショックアブソー
バ全体の構成は従来技術と同様であるため、図１におい
ては従来技術と異なるピストン部のみを表示している。
ピストンロッド１０１の下端インロー部１０１Ａにバル
ブストッパ１０３，リーフスプリング１０４，カンザ１
０５，ノンリタンバルブ１０６，ピストンバンド１２０
がモールドされたピストン１０７，メインリーフバルブ
１０８，サブリーフバルブ１０９，サポート１１０の順
に組み込まれ、スプリングシート１１３を上下動自在に
緩挿したピストンナット１１１で締結されている。ピス
トンナット１１１の下端フランジ部にはメインバルブス
プリング１１２が着座し、当該メインバルブスプリング
１１２の上端はスプリングシート１１３を介してメイン
リーフバルブ１０８を付勢している。

【００１５】ピストン１０７は、シリンダ１０２内を上
部室Ａと下部室Ｂとに区画するとともに、下面にはメイ
ンリーフバルブ１０８が対向する下面開口窓１０７Ｄ，
背面にはノンリタンバルブ１０６が対向する背面開口窓
１０７Ｅ，ピストン１０７の内径側中央部には環状溝１
０７Ｆが設けられている。背面開口窓１０７Ｅは外周ポ
ート１０７Ｂを介して下部室Ｂに開口し、上部室Ａは第
１通路としての内周ポート１０７Ａを介して下面開口窓
１０７Ｄに開口している。下面開口窓１０７Ｄの内外シ
ート面のほぼ中間には、圧縮側の減衰力に相当する逆圧
に耐えられるようにするため、メインリーフバルブ１０
８を内側から支持する補助突起が円周上に数カ所分散し
て配設されている。

【００１６】ピストンロッド１０１の下部には中空孔１
０１Ｃが穿設されるとともに、その下端開口部はプラグ
１１４を加締め等によって固定することにより封止され
る一方、当該中空孔１０１Ｃの上部は横孔１０１Ｂを介
してピストンロッド１０１の下端外面に開口している。
横孔１０１Ｂの近傍には基端部をストッパ１２６に支持
されたサポートスプリング１２５が配設され、当該サポ
ートスプリング１２５の上端部には、内径側にブッシュ
を圧入したシャッタ１２４がピストンロッド１０１の下
端外面に上下動自在に嵌挿されている。

【００１７】当該シャッタ１２４の上側には、リバウン
ドスプリング１２３が配設され、サポートスプリング１
２５の上端部にはスライダ１２２が嵌着されるととも
に、スライダに載置されたリバウンドクッション１２１
が当該スライダ１２２と共にピストンロッド外面に上下
動自在にされている。下面開口窓１０７Ｄにサブポート
１０７Ｃを介して連通する環状溝１０７Ｆは、横孔１０
１Ｄ，中空孔１０１Ｃ，横孔１０１Ｂにより上部室Ａに
連通し、上部室Ａから下面開口窓１０７Ｄに至る第２通
路を形成している。

【００１８】つぎに、伸長行程における作動について説
明する。ピストン速度が低速域のときは、上部室Ａの作
動油は内周ポート１０７Ａを通り下面開口窓１０７Ｄに
至る第１通路と、横孔１０１Ｂ，中空孔１０１Ｃ，横孔
１０１Ｄ，環状溝１０７Ｆ，サブポート１０７Ｃを通り
下面開口窓１０７Ｄに至る第２通路とに分かれて下面開
口窓１０７Ｄに合流する。下面開口窓に合流した作動油
は、メインリーフバルブ１０８の連通窓１０８Ａを介し
てサブリーフバルブ１０９を押し開き、スプリングシー
ト１１３の連通窓１１３Ａを通って下部室Ｂへ流れる。
サブリーフバルブ１０９を通過するときの圧力損失によ
り、図２のＡ部に示すようなリニアな立ち上がりの低速
域の減衰力を発生させることができる。

【００１９】ピストン速度が中速域になって下面開口窓
１０７Ｄ部の圧力が高くなると、メインバルブスプリン
グ１１２に付勢されたメインリーフバルブ１０８の外周
部が押し開かれ、ここからも下部室Ｂに作動油が流れ
る。これは前記サブリーフバルブ１０９を通る流れと並
列な流れとなるため、前記第２通路が開いていることも
あって、第２通路が存在しない場合の図２の点線で示す
減衰力に比べ、実線で示すように伸長側減衰力のピスト
ン速度に対する増加割合は小さく抑えられ、道路の継ぎ
目走行などにおける乗り心地を悪化させないという特性
が具現される（図２のＢ部）。

【００２０】次に悪路等を走行した結果、油圧緩衝器の
温度が上昇して内圧が上がり、ピストンロッド１０１が
通常の作動域より上方に変移した状態について説明す
る。この状態になると、リバウンドクッション１２１が
図示を省略したロッドガイドに当接し、スライダ１２２
を介してリバウンドスプリング１２３及びサポートスプ
リング１２５を圧縮しながら両スプリングに挟持された
シャッタ１２４を下方に押し下げ、リバウンドクッショ
ン１２１に付加される圧縮荷重に応動して横孔１０１Ｂ
の連通面積を制御する。リバウンド荷重が増加すると最
終的にはシャッタ１２４の下端部がストッパ１２６に当
たって停止するとともに横孔１０１Ｂは閉じられ、ピス
トンロッドの伸縮に対してはリバウンドスプリング１２
３のみが撓むことになる。

【００２１】この状態においては横孔１０１Ｂが閉じら
れるので、ピストンロッドの中空孔１０１Ｃを通る第２
通路は遮断され、上部室Ａから下面開口窓１０７Ｄに至
る通路は内周ポート１０７Ａのみとなるが、低速域では
内周ポート１０７Ａの圧力損失は小さいので、その時の
減衰力特性は、通常位置とほぼ同様の図２のＡ部のよう
になる。ピストン速度が速くなり、中速域から高速域の
状態になると、内周ポート１０７Ａでの圧力損失が大き
くなり、ピストン速度に対する減衰力の増加割合の大き
い図２のＣに示すような特性となる。

【００２２】すなわち、悪路走行等により油圧緩衝器内
の温度が上昇して内圧が上がり、ピストンロッド１０１
が通常の作動域より上方にある状態においては、通路が
第１通路に限定され圧力損失が大きくなるために、高速
域の減衰力を高くすることができるので、悪路での走破
性を向上させることができるのである。ピストンロッド
１０１が退出した分の作動油は、図示していないリザー
バからベースバルブを通って、下部室Ｂに吸入される。

【００２３】ピストンロッド１０１が下降する所謂圧縮
行程においては、ピストンの外周ポート１０７Ｂを通
り、ノンリタンスプリング１０４によって付勢されたノ
ンリタンバルブ１０６を押し開いて負圧となる上部室Ａ
に補充される分を除いた下部室Ｂのピストンロッド進入
体積分に相当する作動油は、図示を省略したベースバル
ブを介してタンク室に流出し、この際の通路抵抗が圧縮
側減衰力となる。

【００２４】

【発明の効果】以上、詳述した通り本発明においては、
ピストン速度が中速域以下のときは、上部室Ａの作動油
はピストンの内周ポート１０７Ａを通り下面開口窓１０
７Ｄに至る第１通路と、横孔１０１Ｂ，中空孔１０１
Ｃ，横孔１０１Ｄ，環状溝１０７Ｆ，サブポート１０７
Ｃを通り下面開口窓１０７Ｄに至る第２通路とに分かれ
て下面開口窓に合流し、メインリーフバルブ１０８の連
通窓１０８Ａを通り、サブリーフバルブ１０９を押し開
き、スプリングシート１１３の連通窓１１３Ａを通って
下部室Ｂへ流れる。サブリーフバルブを通過するときの
圧力損失により、リニアな立ち上がりの低速域の減衰力
を発生させることができるため、ロール等の車体の揺れ
が抑制される。ピストン速度が中速域になって下面開口
窓部の圧力が高くなると、メインバルブスプリング１１
２に付勢力されたメインリーフバルブの外周部が押し開
かれて下部室に作動油が流れる。これはメインリーフバ
ルブの連通窓に対向する前記サブリーフバルブを通る流
れと並列な流れとなるため、ピストン速度に対する中速
域の減衰力の増加が比較的小さく抑えられ、道路の継ぎ
目走行などにおける乗り心地の悪化を防止することがで
きる。

【００２５】悪路走行等により油圧緩衝器の温度が上昇
して内圧が上がり、ピストンロッド１０１が通常の作動
域より上方に変移した状態になると、リバウンドクッシ
ョン１２１がロッドガイドに当接し、スライダ１２２を
介してリバウンドスプリング１２３及びサポートスプリ
ング１２５を圧縮しながら両スプリングに挟持されたシ
ャッタ１２４を下方に押し下げ、リバウンドクッション
に付加されるリバウンド荷重に応動して横孔１０１Ｂの
連通面積を制御する。リバウンド荷重が増加すると最終
的には第２通路は遮断され、上部室Ａから下面開口窓１
０７Ｄに至る通路は内周ポート１０７Ａのみとなる。こ
のためピストン速度が中速域から高速域になると、内周
ポート１０７Ａでの圧力損失が大きくなり、ピストン速
度に対する減衰力の増加割合を大きくすることができ
る。すなわち、舗装道路の継ぎ目等を走行する場合の乗
り心地を悪化させないという特性を維持したまま、悪路
走行等の際のピストン速度の高速域における減衰力を高
くすることができるので、悪路での走破性を向上させる
ことができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる油圧緩衝器のピストン部の断
面図である。

【図２】 本発明に係わる油圧緩衝器の減衰力特性であ
る。

【図３】 従来技術に係わる油圧緩衝器の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ 上部室 Ｂ 下部室 １０１ ピストンロッド １０１Ｂ ピストンロッドの下端外面に開口する横孔 １０１Ｃ ピストンロッドの中空孔 １０２ シリンダ １０７ ピストン １０７Ａ ピストンの内周ポート（第１通路） １０７Ｄ ピストン下面の開口窓 １２１ リバウンドクッション １２３ リバウンドスプリング １２４ シャッタ １２５ サポートスプリング １２６ ストッパ １０１Ｂ〜１０１Ｃ〜１０１Ｄ〜１０７Ｆ〜１０７Ｃ
第２通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンロッドの下端部に組付けられシ
   リンダ内を上部室及び下部室に区画するとともに、シリ
   ンダ内を摺動自在に案内されて伸長側減衰力を発生する
   ピストンバルブを有する油圧緩衝器において、上部室か
   らピストンの内周ポートを経てピストン下面の開口窓に
   至る第１通路に、ピストンロッドの下端外面に開口する
   横穴及びピストンロッドの中空孔を経て迂回させた第２
   通路を付設する一方、当該第２通路の横穴の外面には、
   下方からはストッパに支持されたサポートスプリングに
   よって付勢されるとともに、上方からはリバウンドクッ
   ションの圧縮荷重を支持するリバウンドスプリングを介
   して挟持されるシャッタを上下動自在に嵌挿することに
   より、リバウンドクッションの圧縮荷重に応動して、前
   記第２通路を開閉することを特徴とする油圧緩衝器のバ
   ルブ構造。