JP2009024752A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を抑制することができる油圧緩衝器を提供すること。
【解決手段】作動油が封入されたシリンダ内を画成するバルブディスク２と、バルブディスク２にて画成された油室３，４間を連通するポート６ａと、ポート６ａを閉塞して配置され、油室３，４間の圧力差が所定値を超えた場合に撓んで開弁するリーフバルブ１２，１３と、リーフバルブ１２，１３の端部に当接して配置されリーフバルブ１２，１３の撓みの支点を規定する間座１１，１４とを備え、間座１１，１４は、温度変化に伴い径方向に伸縮することによってリーフバルブ１２，１３の撓みの支点を変化させ、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を補償する。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧緩衝器に関するものである。

自動車等の車両に搭載される油圧緩衝器として、シリンダ内を二つの油室に画成するピストンと、ピストンに設けられ二つの油室を連通するポートと、ポートの出口に開閉自在に設けられたリーフバルブとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１９０７１６号公報

この種の油圧緩衝器において、作動油の温度が上昇すると、作動油の粘性が低くなるため発生する減衰力は低下傾向となる。また、作動油の温度が低下すると、作動油の粘性が高くなるため発生する減衰力は増加傾向となる。

このように、作動油の温度が変化すると、それに伴って作動油の粘性が変化するため、油圧緩衝器の発生する減衰力は変化する。したがって、温度変化によっては、所望の減衰力特性が得られない場合がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を抑制することができる油圧緩衝器を提供することを目的とする。

本発明は、作動油が封入されたシリンダ内を画成するバルブディスクと、前記バルブディスクに形成され、前記バルブディスクにて画成された油室間を連通するポートと、前記ポートを閉塞して配置され、上流側の油室と下流側の油室との圧力差が所定値を超えた場合に撓んで開弁するリーフバルブと、前記リーフバルブの端部に当接して配置され、当該リーフバルブの撓みの支点を規定する間座とを備え、前記間座は、温度変化に伴い径方向に伸縮することによって前記リーフバルブの撓みの支点を変化させ、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を補償することを特徴とする。

本発明によれば、温度変化に伴う間座の径方向への伸縮によって、リーフバルブの撓み特性が変化するため、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る油圧緩衝器１００について説明する。図１は油圧緩衝器１００の断面図である。

油圧緩衝器１００は、自動車等の車両における車体と車軸との間に介装され、車体姿勢の変化を抑制する機能を有するものである。

油圧緩衝器１００は、作動油が封入された筒状のシリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されシリンダ１内を二つの油室３，４に画成するピストン２と、一端にピストン２が固定され他端はシリンダ１の外部に延在するロッド５とを備える。本実施の形態では、ピストン２がバルブディスクに該当する。

シリンダ１内には、ロッド５の侵入、退出によるシリンダ１内の容積変化を補償するガス室（図示せず）が設けられる。

ピストン２は、ロッド５が挿通する円筒形状のコア部２ａと、外周に装着されたバンド８を介してシリンダ１の内周と摺動する環状のリング部２ｂとを有する。リング部２ｂは、軸方向の寸法がコア部２ａと比較して大きく形成される。これにより、ピストン２には、リング部２ｂにて囲まれた収容部２ｃが形成される。

ピストン２には、ロッド側の油室３に常時連通する複数の内周ポート６ａと、反ロッド側の油室４に常時連通する複数の外周ポート６ｂが形成される。シリンダ１内の作動油は、内周ポート６ａ及び外周ポート６ｂを介して油室３と油室４との間を行き来する。具体的には、内周ポート６ａは、油圧緩衝器１００の伸長動作時に油室３の作動油を油室４へと導く流路であり、外周ポート６ｂは、油圧緩衝器１００の圧縮動作時に油室４の作動油を油室３へと導く流路である。

ピストン２における内周ポート６ａの出口部には、複数の内周ポート６ａから流出した作動油が合流する環状溝２ｄが形成され、また、外周ポート６ｂの出口部には、複数の外周ポート６ｂから流出した作動油が合流する環状溝２ｅが形成される。

バンド８は樹脂製であり、ピストン２がバンド８を介してシリンダ１内周に沿って摺動することによって、シリンダ１内周の磨耗が抑制され、また、シリンダ１内周とピストン２外周との間の作動油の通過が防止され良好なシール性能が得られる。

ロッド５は、軸受（図示せず）を介してシリンダ１に対して摺動するロッド本体部５ａと、先端側に形成されロッド本体部５ａと比較して小径のインロー部５ｂとを有し、インロー部５ｂには、ピストン２を含む各部材が組み付けられる。

インロー部５ｂに組み付けられる部材について説明する。

ロッド５におけるロッド本体部５ａとインロー部５ｂとの境界には段部５ｃが形成され、段部５ｃには環状のバルブストッパ１０が係止される。バルブストッパ１０には、作動油が通過する複数の貫通孔１０ａが形成される。

バルブストッパ１０には環状の間座１１を介して積層リーフバルブ１２の内周側が当接して配置され、積層リーフバルブ１２にはピストン２が当接して配置される。

ピストン２の収容部２ｃには積層リーフバルブ１３がコア部２ａに当接して収容され、積層リーフバルブ１３の内周側には、環状の間座１４を介してインロー部５ｂ先端の雄ねじ部５ｄに螺合するナット１５が当接して配置される。

以上のように、インロー部５ｂには、バルブストッパ１０、間座１１、積層リーフバルブ１２、ピストン２、積層リーフバルブ１３、間座１４、及びナット１５が順次に嵌挿され、これらの各部材は、ナット１５を締め付けることによってインロー部５ｂに固定される。

積層リーフバルブ１２，１３は、複数の環状のリーフバルブが積層して構成され、上流側の油室と下流側の油室との圧力差が所定値を超えた場合に撓んで開弁するものである。なお、本実施の形態では、積層リーフバルブ１２，１３は、複数のリーフバルブを積層して構成する場合について示すが、積層するリーフバルブの枚数は、必要とする減衰力によって決められ、リーフバルブを積層せずリーフバルブ１枚のみによって構成することも可能である。

積層リーフバルブ１２は、間座１１とピストン２との間で内周側が支持されると共に、外周側である自由端側がピストン２のシート部２１に着座し外周ポート６ｂを閉塞して配置される。したがって、油圧緩衝器１００が圧縮動作し、油室４の圧力が上昇し油室３と油室４との圧力差が所定値を超えた場合には、間座１１の外径部を支点に外周側が撓み開弁する。これにより、積層リーフバルブ１２とシート部２１との間には隙間が発生し、その隙間を作動油が通過する際に生じる流れ抵抗によって減衰力が発生する。このように、積層リーフバルブ１２は、圧縮行程用の減衰バルブである。

同様に、積層リーフバルブ１３も、間座１４とピストン２との間で内周側が支持されると共に、外周側である自由端側がピストン２のシート部２２に着座し内周ポート６ａを閉塞して配置される。したがって、油圧緩衝器１００が伸長動作し、油室３の圧力が上昇し油室３と油室４との圧力差が所定値を超えた場合には、間座１４の外径部を支点に外周側が撓み開弁する。このように、積層リーフバルブ１３は、伸長行程用の減衰バルブである。なお、積層リーフバルブ１２には、内周ポート６ａに作動油を導くための貫通路１６が形成され、また、内周ポート６ａの入口部には、貫通路１６と内周ポート６ａとを連通するための環状溝２ｆが形成され、内周ポート６ａは環状溝２ｆ及び貫通路１６を介して油室３と常時連通している。

このように、積層リーフバルブ１２，１３は、間座１１，１４によって内周側である反自由端側を支持され、間座１１，１４の外径部を支点に外周側である自由端側が撓んで開弁するものである。

以下に、間座１１，１４について詳しく説明する。なお、以下では、圧縮行程用の積層リーフバルブ１２を支持する間座１１を例にとって説明する。

間座１１は、内周がインロー部５ｂの外周にぴったりと嵌合すると共に、積層リーフバルブ１２の反自由端側の端部に当接して配置され、その外径部にて積層リーフバルブ１２の撓みの支点を規定するものである。

積層リーフバルブ１２における間座１１とピストン２とに支持される部位は変形が拘束される。したがって、間座１１の外径が大きい程、積層リーフバルブ１２における撓みの支点である支持径が大きくなり、間座１１の端部から積層リーフバルブ１２の自由端までの距離が短くなるため、積層リーフバルブ１２は撓み難くなる。また、間座１１の外径が小さい程、積層リーフバルブ１２における支持径が小さくなり、間座１１の端部から積層リーフバルブ１２の自由端までの距離が長くなるため、積層リーフバルブ１２は撓み易くなる。

このことから、油圧緩衝器１００が発生する減衰力は、間座１１の外径部、つまり径方向の寸法に大きな影響を受ける。

間座１１は、線膨張率が大きい材料にて構成される。したがって、間座１１は、温度変化に伴い径方向へと伸縮し、積層リーフバルブ１２における支持径を変化させる。これにより、油圧緩衝器１００が発生する減衰力は、温度変化に伴い変化することになる。

一般的に、作動油の温度が高い場合には、作動油の粘性が低下し発生する減衰力は低下傾向となり、また、作動油の温度が低い場合には、作動油の粘性が増加し発生する減衰力は増加傾向となる。

このように、作動油の温度が変化した場合、それに伴って油圧緩衝器１００が発生する減衰力も変化してしまう。しかし、間座１１は、温度変化に伴い径方向へと伸縮し、積層リーフバルブ１２における支持径を変化させるため、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように作用する。

間座１１の線膨張率は、具体的には、ピストン２の線膨張率と比較して大きく設定される。さらに具体的には、間座１１の線膨張率は、温度変化に伴う間座１１の径方向への伸縮量が、ピストン２の径方向への伸縮量と比較して大きくなるように設定される。

間座１１の線膨張率がこのように設定されることによって、積層リーフバルブ１２における間座１１とピストン２とに支持される支持径が温度変化に伴って変化する。このように、間座１１は、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように、ピストン２に対して径方向に相対変形する。

次に、温度変化に伴う間座１１の作用について説明する。

作動油の温度が上昇した場合には、間座１１は径方向へと膨張するため、積層リーフバルブ１２における支持径は、自由端側へと変位し大きくなる。これにより、積層リーフバルブ１２の自由端側は撓み難くなる。

このように、作動油の温度が上昇した場合には、作動油の粘性が低下するため発生する減衰力は低下傾向となるが、間座１１は、積層リーフバルブ１２を撓み難くするように作用するため、積層リーフバルブ１２とシート部２１との間を作動油が通過し難くなる。したがって、作動油の粘性低下による減衰力の低下は、間座１１の径方向への膨張によって補われる。

また、作動油の温度が低下した場合には、間座１１は径方向へと収縮するため、積層リーフバルブ１２における支持径は、反自由端側へと変位し小さくなる。これにより、積層リーフバルブ１２の自由端側は撓み易くなる。

このように、作動油の温度が低下した場合には、作動油の粘性が増加するため発生する減衰力は増加傾向となるが、間座１１は、積層リーフバルブ１２を撓み易くするように作用するため、積層リーフバルブ１２とシート部２１との間を作動油が通過し易くなる。したがって、作動油の粘性増加による減衰力の増加は、間座１１の径方向への収縮によって抑制される。

以上のように、間座１１は、温度変化に伴い径方向へと伸縮し、積層リーフバルブ１２における支持径を変化させるものであり、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように作用する。

本実施の形態の他の態様として、間座１１を形状記憶合金にて構成するようにしてもよい。この場合、間座１１は、基準温度（変態点）以上に上昇すると軸方向に伸長すると共に、基準温度未満に下降すると軸方向に収縮する二方向性の形状記憶合金によって構成される。このように間座１１を構成することによって、間座１１は、温度変化に伴い径方向に伸縮し、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように作用する。

以上の本実施の形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

間座１１は、線膨張率が大きい材料にて構成される。したがって、作動油の温度が上昇した場合には、間座１１は径方向に膨張するため、積層リーフバルブ１２における支持径が大きくなる。これにより、発生する減衰力は大きくなり、作動油の粘性低下による減衰力の低下が補われる。また、作動油の温度が低下した場合には、間座１１は径方向に収縮するため、積層リーフバルブ１２における支持径が小さくなる。これにより、発生する減衰力は小さくなり、作動油の粘性増加による減衰力の増加が抑制される。

このように、温度変化に伴う間座１１の径方向への伸縮によって、積層リーフバルブ１２の撓み特性が変化するため、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を抑制することができ、作動油の温度変化が大きい場合でも、所望の減衰力特性を得ることができる。

なお、以上では、圧縮行程用の積層リーフバルブ１２を支持する間座１１について説明したが、伸長行程用の積層リーフバルブ１３を支持する間座１４も同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。

（第２の実施の形態）
図２を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る油圧緩衝器２００について説明する。図２は油圧緩衝器２００の断面図である。なお、以下の説明において、上記第１の実施の形態に用いた符号と同一の符号は、第１の実施の形態にて説明した部材と同一の部材を指すものとする。

本第２の実施の形態の油圧緩衝器２００は、シリンダ１の底部に固定して配置されるベースバルブ３０によって減衰力を発生させるものである。

ベースバルブ３０は、油室４内に配置され、外周縁がシリンダ１の端部に圧入されることによってシリンダ１の底部に固定され、シリンダ１の底部に油室２９を画成する。本実施の形態では、ベースバルブ３０がバルブディスクに該当する。

油室２９は、ベースバルブ３０の端部に形成された切り欠き通路３０ａを介して、シリンダ１外周と外筒３２内周とで画成されたタンク室３３に連通している。

タンク室３３内には、ロッド５の侵入、退出によるシリンダ１内の容積変化を補償するガス室（図示せず）が設けられる。

ベースバルブ３０には、油室４に常時連通する複数の内周ポート３４ａと、タンク室３３に常時連通する複数の外周ポート３４ｂが形成される。内周ポート３４ａは、油圧緩衝器１００の圧縮動作時に油室４の作動油をタンク室３３へと導く流路であり、外周ポート３４ｂは、油圧緩衝器１００の伸長動作時にタンク室３３の作動油を油室４へと導く流路である。

ベースバルブ３０の軸心に形成された貫通孔には、各部材が組み付けられるガイド部材３１が挿通される。

ガイド部材３１は、ベースバルブ３０を挿通するロッド部３１ａと、ロッド部３１ａと比較して大径の大径部３１ｂと、大径部３１ｂと比較してさらに大径のフランジ部３１ｃとを有する。

ガイド部材３１に組み付けられる部材について説明する。

大径部３１ｂには、外周ポート３４ｂを閉塞した状態でベースバルブ３０に当接して配置されるノンリタンバルブ３６と、ノンリタンバルブ３６をベースバルブ３０に対して付勢するノンリタンスプリング３７とが嵌挿される。なお、ノンリタンバルブ３６の内周側には、内周ポート３４ａに作動油を導くための貫通路３６ａが形成され、内周ポート３４ａは貫通路３６ａを介して油室４と常時連通している。

ロッド部３１ａには、大径部３１ｂとの境界に形成された段部３１ｄにベースバルブ３０が当接して配置される。ベースバルブ３０には、内周ポート３４ａを閉塞した状態で積層リーフバルブ３８が重畳される。そして、積層リーフバルブ３８の内周側には、間座３９を介してバルブストッパ４０が当接して配置される。このように、積層リーフバルブ３８は、ベースバルブ３０と間座３９との間で、その内周側を支持されると共に、外周側である自由端側が内周ポート３４ａを閉塞して配置されるものである。

このように、ロッド部３１ａには、積層リーフバルブ３８、間座３９、及びバルブストッパ４０が嵌挿され、ロッド部３１ａの端部に設けられたかしめ部４２をバルブストッパ４０に対してかしめることによって、各部材がガイド部材３１に固定される。

油圧緩衝器２００が圧縮動作し、油室４の圧力が上昇し油室４と油室２９との圧力差が所定値を超えた場合には、積層リーフバルブ３８は、外周側が撓み開弁する。これにより、積層リーフバルブ３８とベースバルブ３０のシート部３０ｂとの間には隙間が発生し、ロッド５の進入体積分の作動油が油室４から油室２９を通じてタンク室３３に排出される。作動油が積層リーフバルブ３８とシート部３０ｂとの間を通過する際に生じる流れ抵抗によって減衰力が発生する。このように、積層リーフバルブ３８は、圧縮行程用の減衰バルブである。

また、油圧緩衝器２００が伸長動作した場合には、作動油は外周ポート３４ｂを通り、ノンリタンバルブ３６をノンリタンスプリング３７の付勢力に抗して押し開く。これにより、ロッド５の退出体積分の作動油がタンク室３３から油室２９を通じて油室４に流入する。

このように、積層リーフバルブ３８は、間座３９によって内周側である反自由端側を支持され、間座３９の外径部を支点に外周側である自由端側が撓んで開弁するものである。

本実施の形態においても、油圧緩衝器１００が発生する減衰力は、間座３９の外径部、つまり径方向の寸法に大きな影響を受ける。

間座３９は、上記第１の実施の形態と同様に、内周がロッド部３１ａの外周にぴったりと嵌合すると共に、積層リーフバルブ３８の反自由端側の端部に当接して配置され、その外径部にて積層リーフバルブ３８の撓みの支点を規定するものである。

本実施の形態においても、間座３９は、線膨張率が大きい材料にて構成される。具体的には、間座３９の線膨張率は、ベースバルブ３０の線膨張率と比較して大きく設定される。さらに具体的には、間座３９の線膨張率は、温度変化に伴う間座３９の径方向への伸縮量が、ベースバルブ３０の径方向への伸縮量と比較して大きくなるように設定される。

間座３９の線膨張率がこのように設定されることによって、積層リーフバルブ３８における間座３９とベースバルブ３０とに支持される支持径が温度変化に伴って変化する。このように、間座３９は、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように、ベースバルブ３０に対して径方向に相対変形する。

以上の第２の実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様に、間座３９は、温度変化に伴い径方向へと伸縮し、積層リーフバルブ３８における支持径を変化させるものであり、温度変化に伴う減衰力の変化を温度補償するように作用する。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明は、車両に搭載される緩衝器に適用することができる。

本発明の実施の形態における油圧緩衝器１００を示す断面図である。 本発明の実施の形態における油圧緩衝器２００を示す断面図である。

符号の説明

１００，２００ 油圧緩衝器
１ シリンダ
２ ピストン
３，４ 油室
５ ロッド
６ａ 内周ポート
６ｂ 外周ポート
１０ バルブストッパ
１１，１４ 間座
１２，１３ 積層リーフバルブ
３０ ベールバルブ
３１ ガイド部材
３１ａ ロッド部
３３ タンク室
３４ａ 内周ポート
３４ｂ 外周ポート
３８ 積層リーフバルブ
３９ 間座

Claims (4)

1. 作動油が封入されたシリンダ内を画成するバルブディスクと、
   前記バルブディスクに形成され、前記バルブディスクにて画成された油室間を連通するポートと、
   前記ポートを閉塞して配置され、上流側の油室と下流側の油室との圧力差が所定値を超えた場合に撓んで開弁するリーフバルブと、
   前記リーフバルブの端部に当接して配置され、当該リーフバルブの撓みの支点を規定する間座と、を備え、
   前記間座は、温度変化に伴い径方向に伸縮することによって前記リーフバルブの撓みの支点を変化させ、作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を補償することを特徴とする油圧緩衝器。
2. 前記間座の線膨張率は、前記バルブディスクの線膨張率と比較して大きいことを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。
3. 前記間座の線膨張率は、温度変化に伴う前記間座の径方向への伸縮量が、前記バルブディスクの径方向への伸縮量と比較して大きくなるように設定されることを特徴とする請求項２に記載の油圧緩衝器。
4. 前記間座は、形状記憶合金によって構成され、温度変化に伴い径方向に伸縮することによって作動油の温度変化に伴う減衰力の変化を補償することを特徴とする請求項１に記載の油圧緩衝器。

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