JP2005054925A - Damping force adjusting mechanism, and shock absorber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータリバルブを備えた減衰力調整機構の改良およびこの減衰力調整機構を搭載した緩衝器に関する。 The present invention relates to an improvement of a damping force adjusting mechanism including a rotary valve and a shock absorber equipped with the damping force adjusting mechanism.
従来、この種ロータリバルブを備えた減衰力調整機構にあっては、たとえば、緩衝器の外筒とシリンダとの補償室内に具現化され、詳しくは、外筒の側部に嵌合する円筒状のバルブハウジングと、バルブハウジング内に回動自在に挿入した有底筒状のロータリバルブとで構成され、当該ロータリバルブの筒部には、径の異なるオリフィスが複数設けられるとともに、この複数のオリフィスのうち1つを選択的にバルブハウジングの側部に設けたポートに対向させ、作動油を選択されたオリフィスのみを通過するようにして減衰力の調整を可能としている(たとえば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述のようなバルブ構造にあっては、減衰力を調整可能な点では優れているが、以下のような不具合を招来する可能性があると指摘される恐れがある。 However, the valve structure as described above is excellent in that the damping force can be adjusted, but there is a possibility that it may be pointed out that the following problems may be caused.
すなわち、従来のバルブ構造では、選択されたオリフィスで減衰力を発生しており、オリフィスによる発生される減衰力はピストン速度の2乗に比例するので、緩衝器のピストンの移動速度が微低速時には、充分な減衰力が得られず、この減衰力調整機構が適用された緩衝器では、車両がウネリ路などを通過する際に、充分な減衰力を発生できず、車両における乗り心地が悪化してしまう。 That is, in the conventional valve structure, a damping force is generated at the selected orifice, and the damping force generated by the orifice is proportional to the square of the piston speed, so that when the moving speed of the piston of the shock absorber is very low, In the shock absorber to which this damping force adjusting mechanism is applied, a sufficient damping force cannot be generated when the vehicle passes through an unwind road or the like, and the riding comfort in the vehicle deteriorates. End up.
そこで、本発明は上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、減衰力を調整可能であっても、ピストン速度に比例した減衰力を発生可能な減衰力調整機構を提供し、また、この減衰力調整機構を搭載した緩衝器を提供することである。 Therefore, the present invention was devised to improve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a damping force capable of generating a damping force proportional to the piston speed even if the damping force can be adjusted. An adjustment mechanism is provided, and a shock absorber equipped with the damping force adjustment mechanism is provided.
上記した目的を解決するために、本発明の第1の課題解決手段の減衰力調整機構は、作動流体の通過時に発生する減衰力を調整可能な減衰力調整機構において、減衰力調整機構が、中空なバルブハウジングと、バルブハウジング内外を連通する一対のポートと、一方のポートに一端が接続された円弧状チョークと、上記円弧状チョークに対向しバルブハウジングに対し円弧状チョークと同軸をもって回動自在に挿入されるロータリバルブとを備えてなり、当該ロータリバルブの円弧状チョークと同一円周上に他方のポートと円弧状チョークとを連通する孔と設けたことを特徴とする。 In order to solve the above-described object, the damping force adjusting mechanism of the first problem solving means of the present invention is a damping force adjusting mechanism capable of adjusting the damping force generated when the working fluid passes. A hollow valve housing, a pair of ports communicating with the inside and outside of the valve housing, an arc-shaped choke connected to one port at one end, and the arc-shaped choke facing the arc-shaped choke and rotating coaxially with the arc-shaped choke A rotary valve that is freely inserted is provided, and a hole that communicates the other port with the arc choke is provided on the same circumference as the arc choke of the rotary valve.
さらに、第2の課題解決手段における減衰力調整機構は、バルブハウジングが有底筒状に形成され、円弧状チョークが、バルブハウジングの底部と、バルブハウジングの底部に固定されるチョーク盤に設けた孔と、ロータリバルブのチョーク盤に対向する面とで構成されることを特徴とする。 Further, in the damping force adjusting mechanism in the second problem solving means, the valve housing is formed in a bottomed cylindrical shape, and the arc-shaped choke is provided on the bottom portion of the valve housing and the choke disc fixed to the bottom portion of the valve housing. It is characterized by comprising a hole and a surface facing the choke disc of the rotary valve.
また、第3の課題解決手段における緩衝器は、シリンダと、シリンダ内を上室と下室に区画するピストンと、ピストンを介してシリンダ内に移動自在に挿入されたピストンロッドと、下室に連通されるリザーバ室と、上室と下室とを連通する通路の途中に設けた減衰力発生要素とを備えた緩衝器において、上室とリザーバ室とを接続するバイパス路を設け、このバイパス路の途中に減衰力調整機構を設け、減衰力調整機構が、中空なバルブハウジングと、バルブハウジング内とバイパス路とを連通する一対のポートと、一方のポートに一端が接続された円弧状チョークと、上記円弧状チョークに対向しバルブハウジングに対し円弧状チョークと同軸をもって回動自在に挿入されるロータリバルブとを備えてなり、当該ロータリバルブの円弧状チョークと同一円周上に他方のポートと円弧状チョークとを連通する孔と設けたことを特徴とする。 The shock absorber in the third problem solving means includes a cylinder, a piston that divides the inside of the cylinder into an upper chamber and a lower chamber, a piston rod that is movably inserted into the cylinder via the piston, and a lower chamber. In a shock absorber provided with a reservoir chamber communicated with and a damping force generating element provided in the middle of a passage communicating the upper chamber and the lower chamber, a bypass path is provided to connect the upper chamber and the reservoir chamber. A damping force adjusting mechanism is provided in the middle of the path, and the damping force adjusting mechanism includes a hollow valve housing, a pair of ports communicating with the inside of the valve housing and the bypass path, and an arc choke with one end connected to one port. And a rotary valve that is opposed to the arc-shaped choke and is rotatably inserted coaxially with the arc-shaped choke with respect to the valve housing. The Yoku and on the same circumference and the other ports and arcuate choke is characterized by providing a hole communicating.
そして、第4の課題解決手段における緩衝器は、バルブハウジングが有底筒状に形成され、円弧状チョークが、バルブハウジングの底部と、バルブハウジングの底部に固定されるチョーク盤に設けた孔と、ロータリバルブのチョーク盤に対向する面とで構成されることを特徴とする。 The shock absorber in the fourth problem solving means has a valve housing formed in a bottomed cylindrical shape, and an arc-shaped choke includes a bottom portion of the valve housing and a hole provided in a choke disc fixed to the bottom portion of the valve housing. And a surface of the rotary valve facing the chalk board.
各請求項の発明によれば、ピストン速度に比例した減衰力を発生可能であり、また、その発生減衰力を調整することが可能である。 According to the invention of each claim, a damping force proportional to the piston speed can be generated, and the generated damping force can be adjusted.
すると、従来の選択したオリフィスで減衰力を調整する減衰力調整機構に比較して、ピストン速度が微低速時から充分な減衰力を得ることができ、車両がウネリ路などを通過するような場合にも、車両における乗り心地が向上することができる。 Then, compared to the conventional damping force adjustment mechanism that adjusts the damping force with the selected orifice, sufficient damping force can be obtained even when the piston speed is very low, and the vehicle passes through a sunk path, etc. In addition, the ride comfort in the vehicle can be improved.
請求項2および4の発明によれば、バルブハウジングにチョークとして機能する溝を設ける場合に比較して加工が簡易となるという利点があるとともに、チョーク盤の肉厚や孔の径方向幅を変えるだけで、発生減衰力を変化させることができるので減衰力調整機構の互換性が向上するという利点もある。したがって、緩衝器の規格に適した減衰力調整機構をチョーク盤の選択により簡易かつ低コストで製造することが可能である。また、チョーク盤を肉厚や孔の径方向幅の異なるチョーク盤に変更することも可能となるので、便利である。 According to the second and fourth aspects of the present invention, there is an advantage that the machining is simplified as compared with the case where a groove functioning as a choke is provided in the valve housing, and the thickness of the choke board and the radial width of the hole are changed. Therefore, since the generated damping force can be changed, there is an advantage that the compatibility of the damping force adjusting mechanism is improved. Therefore, a damping force adjusting mechanism suitable for the standard of the shock absorber can be manufactured easily and at low cost by selecting a choke board. In addition, it is possible to change the chalk board to a chalk board having a different wall thickness or radial width of the hole, which is convenient.
さらに、請求項3および4の発明によれば、バイパス路が上室とリザーバ室とを連通し、減衰力調整機構がその途中に設けられているので、緩衝器の伸長および収縮を問わず減衰力を調整することが可能である。 Further, according to the third and fourth aspects of the present invention, the bypass passage connects the upper chamber and the reservoir chamber, and the damping force adjusting mechanism is provided in the middle of the bypass chamber. It is possible to adjust the force.
以下、本発明のバルブ構造を図に基づいて説明する。図1は、減衰力調整機構が緩衝器に具現化された状態を示す縦断面図である。図2は、減衰力調整機構のP−P’断面図である。 The valve structure of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a damping force adjusting mechanism is embodied in a shock absorber. FIG. 2 is a P-P ′ cross-sectional view of the damping force adjusting mechanism.
緩衝器は、図1に示すように、筒状のシリンダ1と、シリンダ1内を上室R1と下室R2に区画するピストン3と、ピストン3を介してシリンダ1内に移動自在に挿入されたピストンロッド2と、シリンダ1を覆う有底筒状の外筒8と、シリンダ1と外筒8との間に形成されたリザーバ室Rと、ピストン3に設けた上室R1と下室R2とを連通する通路41,42の途中に設けた減衰力発生要素51,52と、上室R1とリザーバ室Rとを連通するバイパス路たる流路6およびパイプ9と、減衰力調整機構Gとで構成されている。なお、減衰力発生要素としては、一定の開弁圧以上で開弁しピストン速度に比例した減衰力を発生するリーフバルブ等の公知のものが使用可能である。
As shown in FIG. 1, the shock absorber is movably inserted into the
そして、シリンダ1と外筒8の図1中上端には、シリンダ1および外筒8の上方開口端を封止するロッドガイド5が嵌合され、シリンダ1内および外筒8内は密封状態とされ、シリンダ1内には作動油が充填されている。また、シリンダ1の図1中下端には、ボトム部材7が嵌合し、シリンダ1は上記ロッドガイド6とボトム部材7に挟持されることにより、外筒8内に固定されている。さらに、ロッドガイド6には、その軸心部を貫通するピストンロッド2が摺動自在に挿入され、さらに、シリンダ1と外筒8との間に形成したリザーバ室Rに連通するバイパス路の一部を形成する流路6が設けられると同時に、この流路6の端部に接続されるパイプ9が嵌合している。なお、リザーバ室R内には、作動油とガスが封入されている。
A
また、ボトム部材7には、切欠7aが設けられると同時に、通路43,44が設けられ、この通路43,44の途中にはそれぞれ減衰力発生要素53,54が設けられている。したがって、下室R2は上記通路43,44および切欠7aを介してリザーバ室Rに連通されている。
Further, the
他方、減衰力調整機構は、有底筒状のバルブハウジング10と、バルブハウジング10の底部に載置されるチョーク盤11と、上記チョーク盤11に対向しバルブハウジング10に対しチョーク盤11と同軸をもって回動自在に挿入されるロータリバルブ12と、バルブハウジング10の開口端に固定され、ロータリバルブ12を回動自在に支持するキャップ13とで構成されている。以下、詳細に説明すると、バルブハウジング10は、有底筒状に形成され、その底部には、バルブハウジング10内外を連通するポート10dが設けられるとともに、その側部には、やはりバルブハウジング10内外を連通するポート10cが設けられている。そして、バルブハウジング10の開口端側外周には鍔部10bが設けられ、外筒8に設けた孔(付示せず)に外筒8の外周に鍔部10bを当接させて嵌合され、この鍔部10bが外筒8に溶接されバルブハウジング10は外筒8に固定されている。したがって、一方のポート10dは、リザーバ室Rに接続されており、他方のポート10cは、バイパス路の一部を構成するパイプ9の下端に接続されることにより、緩衝器の上室R1に接続されている。
On the other hand, the damping force adjusting mechanism includes a bottomed
また、バルブハウジング10の底部には、チョーク盤11が載置され、このチョーク盤11は、肉厚の円板状に形成され、図2に示すように、円弧状の孔11aが設けられるとともに、チョーク盤11の図1中左端には、突起11bが設けられ、この突起11bはバルブハウジング10の底部に設けた穴10eに係合することにより、チョーク盤11がバルブハウジング10に対して回動してしまうことが防止されると同時に、チョーク盤11が上記のようにバルブハウジング10の底部に載置された状態で、上記孔11aの一端が上記バルブハウジング10の底部に設けたポート10dに連通するようになっている。
A
さらに、ロータリバルブ12は、円柱部12aと、上記チョーク盤11と同径の円板部12bと、円板部12bのチョーク盤11の円弧状の孔11aと同一円周上となる位置に設けた孔12cと、円柱部12aの図1中右端に設けた溝12eと、円柱部12aの外周に設けた複数のノッチ12dとで構成されている。
Further, the
また、キャップ13は、軸心部が中空な独楽状に形成され、外周に設けた鍔部13aがバルブハウジング10の鍔部10bから立ち上るカシメ部10fとバルブハウジング10の端部とに挟持されることによりバルブハウジング10に固定されており、また、その軸心部にはロータリバルブ12の円柱部12aが回動自在に挿入されている。なお、キャップ13とバルブハウジング10との間はシール部材S1により、また、キャップ13とロータリバルブ12の円柱部12aとの間は、シール部材S2によりそれぞれシールされており、作動油が緩衝器外部に漏洩することが防止されている。
Further, the
さらに、キャップ13の内周側には、穴(付示せず)が穿設されており、この穴の中には附勢バネ14と、附勢バネ14により穴(付示せず)から突出する方向に附勢された球15が挿入されており、この球15がロータリバルブ12の円柱部12aの外周に設けたノッチ12dに係合することにより、後述するように、チョーク通路としての孔11aを作動油が通過したときにロータリバルブ12に作用するロータリバルブ12をキャップ13およびバルブハウジング10に対して回転させようとする力に抗してロータリバルブ12のキャップ13に対しする回動を防止している。すなわち、上記附勢バネ14および球15およびノッチ12dはディテント機構として機能する。なお、本実施の形態では、キャップ13のバルブハウジング10への固定方法はカシメることによっているが、他の方法、すなわち、溶接、螺合、圧入等により固定するとしてもよい。ただし、螺合する場合には、バルブハウジング10に対してキャップ13が回動することを防止するために回り止めを設けるほうが望ましい。
Further, a hole (not shown) is formed on the inner peripheral side of the
また、ロータリバルブ12の円板部12bおよびチョーク盤11は、キャップ13がバルブハウジング10に取付けられた状態で、キャップ13の図1中左端とバルブハウジング10の底部とで挟持されているので、ロータリバルブ12およびチョーク盤11の図1中左右方向の移動が規制されている。
Further, the
したがって、チョーク盤11の孔11aは、バルブハウジング10の底部とロータリバルブ12の円板部12bの図1中左端面で、囲われているので、チョーク通路として機能する。そして、上記孔11aは、円板部12aに設けた孔12cが孔11aと同一円周上に設けられているので、この孔12cを介して他方のポート10cと連通することができる。ここで、他方のポート10cの設けられる位置は、チョーク盤11とロータリバルブ12の円板部12bと干渉しない位置に設けられている。すなわち、バイパス路たる流路6およびパイプ9は、減衰力調整機構Gの他方のポート10cに接続され、また他方のポート10cは、上記チョーク通路および一方のポート10dを介してリザーバ室Rに連通されていることとなる。ちなみに、本実施の形態においては、バルブハウジング10の底部にチョーク盤11を設けているが、チョーク盤11を設ける換わりに、バルブハウジング10の底部に孔11aと同様な形状の溝を設け、この溝の一端に連通するように一方のポート10dを設けるとしてもよい。ただし、チョーク盤11を用いると、バルブハウジング10に溝を設ける場合に比較して加工が簡易となるという利点があるとともに、チョーク盤の肉厚や孔の径方向幅を変えるだけで、発生減衰力を変化させることができるので減衰力調整機構の互換性が向上するという利点もある。したがって、緩衝器の規格に適した減衰力調整機構をチョーク盤の選択により簡易かつ低コストで製造することが可能である。また、キャップ13がバルブハウジング10に着脱自在に取付けられる場合には、チョーク盤を肉厚や孔の径方向幅の異なるチョーク盤に変更することも可能となるので、便利である。
Therefore, since the
減衰力調整機構は、上記のように構成されるが、上記ロータリバルブ12をバルブハウジング10に対し回動させると、ロータリバルブ12の孔12cはチョーク盤11の孔11aが設けられている円周上に沿って位置を変えることができる。他方、一方のポート10dは、チョーク盤11に対して不動であり、孔11aの一端に接続された状態となっているので、ロータリバルブ12の孔12cの位置を変えることで、一方のポート10dとロータリバルブ12の孔12cとを接続する孔11aのチョーク通路として機能するチョーク長さLは変化することとなる。なお、ロータリバルブ12の孔12cをチョーク盤11の孔11aに対向させない位置にすれば、上記一方のポート10dと他方のポート10cとの連通を断つので、結果的にバイパス路を遮断することも可能である。
Although the damping force adjusting mechanism is configured as described above, when the
また、ロータリバルブ12とキャップ13との間に設けた上記ディテント機構により、チョーク通路のチョーク長さLを段階的に変化させることができる。ちなみに、ロータリバルブ12を回動させやすいように、溝12eが設けられており、この溝12eにマイナスドライバ等を係合してロータリバルブ12を回動させることができる。なお、溝12eは十字状にしたり、六角レンチ等が挿入できる形状としたり、溝12eではなく、スパナ等で把持で切るように六角形状の突起を形成するとしてもよい。
Further, the choke length L of the choke passage can be changed stepwise by the detent mechanism provided between the
つづいて、図1に基づいて、作用について説明する。まず、緩衝器が伸長する場合、すなわち、シリンダ1に対しピストン3が図1中上方に移動すると、上室R1が収縮し上室R1内の圧力が高まる。すると、上室R1内の作動油は通路42および減衰力発生要素52を通過し、下室R2内に流入する。他方、下室R2内では、シリンダ1からピストンロッド2が退出する体積分の作動油が不足するので、作動油は、リザーバ室Rから通路43および減衰力発生要素53を通過し下室R2内に流入する。したがって、基本的には、減衰力発生要素52,53で発生する圧力損失に見合った減衰力が発生するが、伸長速度、すなわち、シリンダ1に対するピストン3の移動速度(以下、「ピストン速度」という)が減衰力発生要素52の開弁圧に達しないような低速の場合には、上室R1内の作動油は、通路42を通過せず、バイパス路たる流路6およびパイプ9および減衰力調整機構Gを介してリザーバ室R内に流入する。すると、この場合に緩衝器が発生する減衰力は、減衰力調整機構Gの上記チョーク通路で発生される。したがって、緩衝器は、ピストン速度が微低速域から高速域にわたりピストン速度に比例する減衰力を発生することができる。ここで、チョーク通路のチョーク長さLは、ロータリバルブ12の回動により変化させることができるので、ピストン速度が微低速時の減衰力を変化させることが可能となる。
Next, the operation will be described with reference to FIG. First, when the shock absorber extends, that is, when the
つぎに、緩衝器が収縮する場合、すなわち、シリンダ1に対しピストン3が図1中下方に移動すると、下室R2が収縮し下室R2内の圧力が高まる。すると、下室R2内の作動油は通路41および減衰力発生要素51を通過し、上室R1内に流入するとともに、シリンダ1からピストンロッド2が侵入する体積分の作動油が過剰するので、作動油は、下室R2から通路44および減衰力発生要素54を通過しリザーバ室R内に流入する。したがって、基本的には、減衰力発生要素51,54で発生する圧力損失に見合った減衰力が発生するが、収縮速度、すなわち、ピストン速度が減衰力発生要素54の開弁圧に達しないような低速の場合には、下室R2内の作動油は、通路44を通過せず、作動油は下室R2から上室R1内に流入し、バイパス路たる流路6およびパイプ9および減衰力調整機構Gを介して上室R1からリザーバ室R内に流入する。すると、この場合に緩衝器が発生する減衰力は、減衰力調整機構Gの上記チョーク通路で発生される。したがって、緩衝器は、ピストン速度が微低速域から高速域にわたりピストン速度に比例する減衰力を発生することができる。ここで、チョーク通路のチョーク長さLは、ロータリバルブ12の回動により変化させることができるので、ピストン速度が微低速時の減衰力を変化させることが可能となる。なお、バイパス路が上室R1とリザーバ室Rとを連通し、減衰力調整機構がその途中に設けられているので、緩衝器の伸長および収縮を問わず減衰力を調整することが可能である。すなわち、バイパス路を上室R1と下室R2とを、もしくは、下室R2リザーバ室Rとを連通するように設けた場合には、減衰力調整機構Gが減衰力発生要素51,52もしくは減衰力発生要素53,54と並列の関係となり、伸長工程のみ、もしくは、収縮行程のみの減衰力調整でしか十分機能しなくなるからであるが、どちらか一方のみの減衰力を調整することで充分な場合には、減衰力調整機構Gをピストン部あるいはベースバルブ部に設けてもよい。この場合、減衰力調整機構がピストン部に設けられるのであれば、バルブハウジングをピストンロッドとし、ピストンロッドの軸心部にロータリバルブを回動させるためのコントロールロッドを設けるとすればよく、また、減衰力調整機構がベースバルブ部に設けられるのであれば、ベースバルブの軸心部に上記減衰力調整機構の構
成を設け、さらに、緩衝器のボトム端を封止する封止部材をキャップ13として機能させればよい。
Next, when the shock absorber contracts, that is, when the
なお、ロータリバルブ12の孔12cをチョーク盤11の孔11aに対向させない位置にすれば、上記一方のポート10dと他方のポート10cとの連通を断つので、結果的にバイパス路を遮断することとなるので、この場合には、上記減衰力発生要素51,52,53,54によってのみ減衰力が発生されることとなり、発生される減衰力は、最もハードとなる。
If the
したがって、本発明によれば、ピストン速度に比例した減衰力を発生可能であり、また、その発生減衰力を調整することが可能である。 Therefore, according to the present invention, a damping force proportional to the piston speed can be generated, and the generated damping force can be adjusted.
すると、従来の選択したオリフィスで減衰力を調整する減衰力調整機構に比較して、ピストン速度が微低速時から充分な減衰力を得ることができ、車両がウネリ路などを通過するような場合にも、車両における乗り心地が向上することができる。 Then, compared to the conventional damping force adjustment mechanism that adjusts the damping force with the selected orifice, sufficient damping force can be obtained even when the piston speed is very low, and the vehicle passes through a sunk path, etc. In addition, the ride comfort in the vehicle can be improved.
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
1 シリンダ
2 ピストンロッド
3 ピストン
6 流路
9 パイプ
10 バルブハウジング
10c 他方のポート
10d 一方のポート
11 チョーク盤
11a,12c 孔
12 ロータリバルブ
13 キャップ
L チョーク長さ
R1 上室
R2 下室
R リザーバ室
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