JP2011179669A

JP2011179669A - 車両用液圧緩衝器

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Publication number: JP2011179669A
Application number: JP2010047274A
Authority: JP
Inventors: Yuji Morita; 雄二森田
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: JP5555011B2

Abstract

【課題】車両における乗り心地を損なうことなく圧縮行程初期にあっても応答性良く必要十分な減衰力を発揮することができる車両用液圧緩衝器を提供することである。
【解決手段】車両用液圧緩衝器Ｄにおいて、気室側室Ｌ２を反気室側の反気室側圧力室Ｌ３と気室側の気室側圧力室Ｌ４とに仕切る仕切部材５と、反気室側圧力室Ｌ３と気室側圧力室Ｌ４とを連通する連通路６と、連通路６の途中に設けられて反気室側圧力室Ｌ３から気室側圧力室Ｌ４へ向かう液体の流れのみを許容し圧縮行程におけるピストン速度が所定速度以下で反気室側圧力室Ｌ３から気室側圧力室Ｌ４へ向かう液体の流れに抵抗を与える弁要素７と、連通路６の途中に弁要素７と並列して気室側圧力室Ｌ４から反気室側圧力室Ｌ３へ向かう液体の流れのみを許容するチェック弁８とを設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用液圧緩衝器の改良に関する。

従来、単筒型に設定される車両用液圧緩衝器にあっては、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されシリンダ内を液室と気室とに区画するフリーピストンと、シリンダ内に摺動自在に挿入され液室を反気室側室と気室に隣接する気室側室に区画するピストンと、ピストンに一端が連結されるロッドとを備えて構成され、制振対象の振動を抑制している（たとえば、特許文献１参照）。

また、この単筒型の車両用液圧緩衝器にあっては、ピストンがシリンダに対して軸方向に移動する伸縮行程にあっては、ロッドがシリンダ内に出入りする際のシリンダ内容積変化を気室の容積を拡大あるいは減少させることによって補償している。

特開平０８−１５９１９９号公報（図１）

ところで、単筒型の車両用液圧緩衝器は、伸長する行程では、ピストンが気室に面していない反気室側室を圧縮し、反対の気室側室の容積を拡大させるので、液体が圧縮側の反気室側室から拡大側の気室側室へ流れ、この液体の流れに抵抗を与えて圧縮側の反気室側室の圧力上昇を促し、反気室側室と気室側室の圧力に差を生じせしめ、当該差圧をピストンに作用させることによって伸長を妨げる減衰力を発揮する。

これに対して、圧縮される行程では、単筒型の車両用液圧緩衝器は、ピストンが気室に面している気室側室を圧縮し、反対の反気室側室の容積を拡大させるので、液体が圧縮側の気室側室から拡大側の反気室側室へ流れ、この液体の流れに抵抗を与えて気室側室と反気室側室の圧力に差を生じせしめ、当該差圧をピストンに作用させることによって圧縮を妨げる減衰力を発揮する。

このように、単筒型の車両用液圧緩衝器は、伸長行程時には、気室に面していない反気室側室を圧縮するので、ロッド周りのシールの耐久が許容する範囲において、反気室側室の圧力を幾らでも増大させることができる。

反対に、圧縮行程時では、気室に面している気室側室を圧縮することになって気室自体も圧縮されるが、気体の体積弾性係数は液体の体積弾性係数より小さく気室の圧力上昇が小さいため気室側室内の圧力上昇も小さく、さらに、気室に面していない反気室側室内は減圧されるため、シリンダ内の圧力場が低下する。

すると、液体中に溶け込んだ気体の影響もあり液柱剛性が低くなり、特に、伸長行程から圧縮行程に切換わる初期において、圧縮行程時の減衰力の立上りが時間的に不足する傾向となり、単筒型の車両用液圧緩衝器にあっては、圧縮行程時における減衰力発生応答性の更なる向上が求められている。

そのため、単筒型の車両用液圧緩衝器は、気室内に加圧されたガスを封入して、シリンダ内の液体を常時加圧状態に維持して、圧縮行程時の減衰力を高める工夫を施している。

しかしながら、気室の圧力を大きくすると、今度は、車両用液圧緩衝器のシリンダ内の液室内圧力が高くなり、ロッド周りをシールするオイルシールにもこの圧力が作用してオイルシールのロッドを締付ける緊迫力が大きくなって、ロッドの摺動抵抗が過大となり、単筒型液圧緩衝器の円滑な伸縮が妨げられて、特に、車両用途で使用する場合、車両搭乗者にゴツゴツ感を知覚させ車両における乗り心地を阻害してしまいかねない。

そこで、本発明は、上記した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、車両における乗り心地を損なうことなく圧縮行程初期にあっても応答性良く必要十分な減衰力を発揮することができる車両用液圧緩衝器を提供することである。

上記した課題を解決するために、本発明の課題解決手段は、容器と、容器内を液体が充填される液室と気体が充填される気室とに区画するフリーピストンと、容器内に摺動自在に挿入されて液室を反気室側室と気室に隣接する気室側室とに区画するピストンと、容器内に移動自在に挿入されてピストンに連結されるロッドとを備えた液圧緩衝器において、気室側室をさらに反気室側の反気室側圧力室と気室側の気室側圧力室とに仕切る仕切部材と、反気室側圧力室と気室側圧力室とを連通する連通路と、連通路の途中に設けられて反気室側圧力室から気室側圧力室へ向かう液体の流れのみを許容し圧縮行程におけるピストン速度が所定速度以下で反気室側圧力室から気室側圧力室へ向かう液体の流れに抵抗を与える弁要素と、連通路の途中に弁要素と並列して気室側圧力室から反気室側圧力室へ向かう液体の流れのみを許容するチェック弁とを設けたことを特徴とする。

本発明の単筒型液圧緩衝器によれば、圧縮行程におけるピストン速度が所定速度以下では流路面積を小さく制限するので、反気室側圧力室内の液体は気室側圧力室へ移動しづらくなって、反気室側圧力室内の圧力は速やかに増圧されて圧力場の低下を抑制でき、伸長行程から圧縮行程に切換わる初期や、圧縮行程時でピストン速度が低速時において減衰力の立上りが時間的に不足する傾向を解消でき、減衰力発生応答性が向上する。

また、気室内の圧力を高める必要も無いので、車両用液圧緩衝器の容器内の圧力が過剰に高くなることも無く、ロッド周りをシールするシール部材の緊迫力が大きくなる心配が無く、車両搭乗者にゴツゴツ感を知覚させ車両における乗り心地を阻害してしまうこともない。

したがって、本発明の車両用液圧緩衝器によれば、車両における乗り心地を損なうことなく圧縮行程初期にあっても応答性良く必要十分な減衰力を発揮することができるのである。

一実施の形態における車両用液圧緩衝器の縦断面図である。一実施の形態における車両用液圧緩衝器の一部拡大縦断面図である。一実施の形態における車両用液圧緩衝器の弁要素およびチェック弁の拡大縦断面図である。一実施の形態における車両用液圧緩衝器の減衰力の時間変化を説明する図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１および図２に示すように、一実施の形態における車両用液圧緩衝器Ｄは、容器１と、容器１内を液体が充填される液室Ｌと気体が充填される気室Ｇとに区画するフリーピストン２と、容器１内に摺動自在に挿入されて液室Ｌを反気室側室Ｌ１と気室Ｇに隣接する気室側室Ｌ２とに区画するピストン３と、容器１内に移動自在に挿入されてピストン３に連結されるロッド４と、気室側室Ｌ２をさらに反気室側の反気室側圧力室Ｌ３と気室側の気室側圧力室Ｌ４とに仕切る仕切部材５と、反気室側圧力室Ｌ３と気室側圧力室Ｌ４とを連通する連通路６と、連通路６の途中に設けた弁要素７と、連通路６の途中に弁要素７と並列してチェック弁８とを備えて構成され、車両の車体にロッド４を車軸に容器１を連結することで車体と車軸との間に正立に介装される正立型に設定されて車体の振動を抑制するものである。

以下、各部材について詳細に説明する。容器１は、ピストン３が摺動自在に挿入されるシリンダ１０と、シリンダ１０の軸線Ｖと一致しない軸線Ｗを持ちフリーピストン２が摺動自在に挿入されるとともに仕切部材５が収容されるサブシリンダ１１とを備えて構成されている。

より具体的には、シリンダ１０は、筒状であって図１中上端には、ロッド４を摺動自在に軸支するロッドガイド１２が嵌合されている。ロッドガイド１２の上方には、シール部材１３が積層され、シリンダ１０の図１中上端外周に螺着されるキャップ１４によってロッドガイド１２とともにシリンダ１０へ締め付け固定されている。なお、シール部材１３は、ロッド４の外周に摺接するリップ部１３ａと、ロッドガイド１２に密着する外周シール部１３ｂとを備えていて、ロッド４とロッドガイド１２との間が密にシールされている。

サブシリンダ１１は、筒状であって、シリンダ１０の軸線Ｖに対して傾斜して交わる軸線Ｗを持つとともに、図１中右端寄りの上方に垂設された筒状のソケット１５と、ソケット１５とは反対側の下方に垂設されてサブシリンダ１１を車両の車軸側の部材へ連結するためのブラケット１６を備えて構成されている。また、サブシリンダ１１内とソケット１５内は、ソケット１５の付け根から斜めにサブシリンダ１１の肉厚を斜めに貫く貫通孔１７を介して連通されている。

このサブシリンダ１１は、ソケット１５をシリンダ１０の下端に螺合することでシリンダ１０に結合される。このようにシリンダ１０とサブシリンダ１１とを結合すると、ソケット１５とブラケット１６はシリンダ１０に軸線Ｖ上に配置されるとともに、サブシリンダ１１は、シリンダ１０に対して傾斜姿勢で結合される。また、シリンダ１０内は、上記貫通孔１７を介してサブシリンダ１１内に連通され、サブシリンダ１１における両端は、蓋１８，１９によって密閉される。

そして、シリンダ１０内には上記ロッド４の先端に固定されるピストン３が摺動自在に挿入され、サブシリンダ１１内であって図１中左方側の挿入部１１ａには、フリーピストン２が摺動自在に挿入されていて、シリンダ１０内およびサブシリンダ１１内の一部で液室Ｌを形成しており、当該液室Ｌ内には、たとえば、作動油等の液体が充填されている。他方、サブシリンダ１１内は、上記フリーピストン２によって気室Ｇが形成され、当該フリーピストン２によって気室Ｇと液室Ｌとが仕切られている。気室Ｇ内には、たとえば、窒素等の不活性ガスが所定圧で充填される。この気室Ｇは、車両用液圧緩衝器Ｄが伸縮する際にフリーピストン２がシリンダ１０に対し図中上下に移動して、その容積を膨縮することで、ロッド４がシリンダ１０内へ出入りすることによる液室Ｌの容積変化を補償している。

また、シリンダ１０内に摺動自在に挿入されるピストン３によって、シリンダ１０内は、反気室側室Ｌ１と気室Ｇに隣接する気室側室Ｌ２とに区画され、サブシリンダ１１内であって図１中右方側の収容部１１ｂには、仕切部材５が嵌合されていて、当該仕切部材５によって気室側室Ｌ２が反気室側の反気室側圧力室Ｌ３と気室側の気室側圧力室Ｌ４とに仕切られている。なお、貫通孔１７のサブシリンダ１１側の開口端は、仕切部材５の収容位置よりもサブシリンダ１１の右端よりに設けられていて、仕切部材５よりサブシリンダ１１の右端側の空間はシリンダ１０内に連通されて反気室側圧力室Ｌ３の一部を形成している。

さらに、サブシリンダ１１は、シリンダ１０に対して傾斜姿勢で固定され、サブシリンダ１１内に形成される反気室側圧力室Ｌ３が気室Ｇより下方側に配置され、サブシリンダ１１のシリンダ１０に対する結合位置から見てサブシリンダ１１の気室Ｇ側の全長ｘをサブシリンダ１１の反気室側圧力室側Ｌ３の全長ｙより長くなるように設定してある。それゆえ、車軸側の部材への取付部材であるブラケット１６の周囲にサブシリンダ１１が配置されないように配慮され、車両用液圧緩衝器Ｄの車軸側への取付に際しサブシリンダ１１が邪魔となったり、他部材と干渉したりしないようになっている。また、サブシリンダ１１のシリンダ１０に対する結合位置から見てサブシリンダ１１の気室Ｇ側の全長ｘをサブシリンダ１１の反気室側圧力室側Ｌ３の全長ｙより長くなるように設定してあるので、貫通孔１７を短くすることができ、必要強度以上に肉厚を厚くしなくてはならないサブシリンダ１１の貫通孔設置箇所における全長を短くでき、車両用液圧緩衝器Ｄを軽量化することができる。

これに加えて、この実施の形態の場合、サブシリンダ１１の図１中右方の仕切部材５の収容側となる収容部１１ｂの外径がフリーピストン２の挿入側となる挿入部１１ａの外径以下に設定されており、フリーピストン２の挿入部１１ａにおける軸線Ｗ１に対して仕切部材５の収容部１１ｂにおける軸線Ｗ２を上方にオフセットしてある。このように、サブシリンダ１１内にあって気室Ｇより下方側に配置される反気室側圧力室Ｌ３側の端部である収容部１１ｂが上方にオフセットされるため、ブラケット１６の周囲からサブシリンダ１１をより一層遠ざけることができ、車両用液圧緩衝器Ｄの車軸側への取付に際してサブシリンダ１１がより邪魔とならず、他部材とより干渉しないことになる。

また、フリーピストン２は、サブシリンダ１１の挿入部１１ａに挿入されるが、収容部１１ｂの内周と挿入部１１ａの内周の境に形成される段部１１ｃによって、それ以上、液室Ｌを圧縮しないように移動が規制されていて、後述する仕切部材５への干渉を避けるため、液室Ｌ側に凹部２ａを持つ形状とされている。

ピストン３は、上記反気室側室Ｌ１と上記気室側室Ｌ２とを連通する減衰通路２０を備えており、該減衰通路２０は、減衰弁２１を備えてこれを通過する液体の流れに抵抗を与えるようになっており、車両用液圧緩衝器Ｄの伸縮時に反気室側室Ｌ１から気室側室Ｌ２へ、あるいは、気室側室Ｌ２から反気室側室Ｌ１へ移動する液体の流れに抵抗を与えてこれら反気室側室Ｌ１と気室側室Ｌ２の圧力に差を生じさせるようになっている。

なお、減衰弁２１は、液体が通過する際にこの液体の流れに抵抗を与え、所定の圧力損失を生じさせるものであればよく、具体的にはたとえば、オリフィスやリーフバルブといった減衰バルブを採用することができる。また、反気室側室Ｌ１から気室側室Ｌ２へ向かう流れのみを許容する減衰通路と、気室側室Ｌ２から反気室側室Ｌ１へ向かう流れのみを許容する減衰通路を設けておいて、それぞれに、減衰弁を設ける構成を採用してもよいし、また、減衰通路は、ピストン３以外にも、ロッド４に設けたり、シリンダ１０外に設けたりするようにしてもよい。

仕切部材５は、図１および図２に示すように、連通路６と環状弁座２２とを備えており、詳しくは、連通路６と環状弁座２２とを備えるディスク部２３と、ディスク部２３から立ち上がる軸部２４ａを備えて構成されている。

ディスク部２３は、環状であって肉厚を軸方向に貫く複数の貫通孔でなる連通路６と、気室側圧力室Ｌ４側の端部であって上記貫通孔の全てを囲む、つまり連通路６を取り囲む環状弁座２２とを備えて構成されている。

そして、軸部２４ａは、ディスク部２３の内周に挿通されるボルト部材２４によって構成されている。詳しくは、ボルト部材２４は、ディスク部２３の内周に挿通されるとともに先端に螺子部２４ｂが形成される軸部２４ａと、ディスク部２３の反気室側圧力室Ｌ３側の端部に当接する軸部２４ａより大径な頭部２４ｃとを備えている。なお、軸部２４ａは、ディスク部２３に一体に直接形成するようにしてもよい。

また、この実施の形態の場合、仕切部材５は、軸部２４ａの螺子部２４ｂに螺着されるケース２５を備えていて、当該ケース２５は、軸部２４に螺合する内筒２５ａと、内筒２５ａの外周に設けた鍔部２５ｂと、鍔部２５ｂの外周から立ち上がってディスク部２３の外周に嵌合する外筒２５ｃと、外筒２５ｃに設けた複数の孔２５ｄとを備えて構成されている。なお、内筒２５ａ内には、軸部２４ａの螺子部２４ｂの他に、ボルト部材２４とは反対側から螺子部材３３が螺着されていて、螺子部材３３の先端が軸部２４ａの先端に衝き合せてあって、ボルト部材２４とケース２５の弛み止めがなされている。

このケース２５を軸部２４ａに螺着すると、ディスク部２３がボルト部材２４とケース２５によって挟持されるようになり、これら各部材が一体化される。

また、ケース２５の外筒２５ｃの外周に段部２５ｅを設けてあり、この段部２５ｅがサブシリンダ１１における収容部１１ｂの内周に設けた段部１１ｄにかみ合うようになっており、サブシリンダ１１の収容部１１ｂの開口端に蓋１９を螺着すると蓋１９と段部１１ｄによって仕切部材５が挟持されてサブシリンダ１１に一体化されるようになっている。このように、仕切部材５をサブシリンダ１１に収容した際に、貫通孔１７を通過してサブシリンダ１１内に流入或いは連通路６を通過して貫通孔１７へ抜けていく液体の流れをディスク部２３とサブシリンダ１１の間の環状隙間で絞ってしまって妨げないように、ディスク部２３の反気室側圧力室Ｌ３側端となる図２中下端の外周を面取りして面取部２３ａを設けてある。このようにディスク部２３の反気室側圧力室Ｌ３側端の外周に面取部２３ａを設けることで、流路面積の確保が容易となるので、サブシリンダ１１の全長を短縮化することができる。

つづいて、弁要素７は、図２および図３に示すように、上記仕切部材５の連通路６の開口端の外周に設けた環状弁座２２と、当該仕切部材５におけるディスク部２３に軸方向に遠近自在とされて環状弁座２２に離着座する弁体２６と、弁体２６を環状弁座２２側へ附勢するとともに収縮行程におけるピストン速度が所定速度を超えると圧縮して弁体２６の仕切部材５におけるディスク部２３からの離間を許容する附勢手段としてのばね２７とを備えて構成されている。

より詳細に説明すると、弁体２６は、環状であって軸部２４ａの外周に軸方向移動可能に装着されており、同心円上に複数の透孔２６ａを備え、外周を環状弁座２２に当接させている。また、弁体２６とディスク部２３との間には、ディスク部２３側から順に、軸部材２４ａの外周に装着されるそれぞれ環状のばね部材２８、スペーサ２９およびチェック弁体３０が介装され、さらに、弁体２６の気室側圧力室Ｌ４側には弁体２６よりも外径が小径であってばね２７の一端が着座する間座３１と、同じく、軸部材２４ａの外周に装着される環状のスペーサ３２が介装されている。これら弁体２６およびスペーサ３２は、軸部２４ａの螺子部２４ｂ以外の外周に装着されており、弁体２６の軸方向の移動を妨げることが無いようになっている。なお、透孔２６ａの設置数は、任意であるが、透孔２６ａの全部の開口面積が通過する液体の流れに抵抗を与えて反気室側圧力室Ｌ３と気室側の気室側圧力室Ｌ４とに減衰力を発揮する上で無視できない程度の差圧を与えてしまわないように設定されていればよい。

また、ばね２７は、この場合、コイルばねとされており内径が上記したスペーサ３２の外径より大径に設定されて、弁体２６の内周側と上記したケース２５の鍔部２５ｂとの間に圧縮状態で介装されており、常時、弁体２６を環状弁座２２側へ向けて附勢している。ケース２５は、ばね２７を圧縮状態に維持するばね受としても機能しており、ばね２７の初期荷重（プリロード）の調整は、鍔部２５ｂにワッシャ等を介装するなどして行ってもよい。

そして、反気室側圧力室Ｌ３内の圧力が気室側圧力室Ｌ４内の圧力を上回るものの弁体２６をばね２７の附勢力に打ち勝って後退させるまでは、弁体２６の外周が撓んで環状弁座２２から離座して連通路６を開放し、反気室側圧力室Ｌ３内の圧力と気室側圧力室Ｌ４内の圧力の差が大きくなってばね２７を圧縮されるようになると、弁体２６の全体がディスク部２３から離間して環状弁座２２との間の隙間を大きくして連通路６を開放するようになる。なお、弁体２６のディスク部２３から後退して離間した際の後退量は、スペーサ３２とケース２５の内筒２５ａとの軸方向隙間によって決定されており、スペーサ３２の厚み或いは内筒２５ａの軸方向長さによって決定される。また、本実施の形態では、軸部２４ａをボルト部材２４で構成し、ケース２５をナットとして機能させるとともに軸部２４ａの外周を弁体２６が軸方向に移動することから、ケース２５に外筒２５ｃを設けてディスク部２３をこれらボルト部材２４とケース２５で挟み込むといった構造を採用しているが、軸部２４ａをディスク部２３に他の手段によって固定したりディスク部２３に直接設けるようにする場合には、ケース２５はばね２７のばね受として機能すればよいので、外筒２５ｃを設ける必要はない。

チェック弁８は、図２および図３に示すように、上記弁体２６に設けた透孔２６ａと、上記軸部２４ａに装着されるとともに上記弁体２６のディスク部２３側端部に積層されて透孔２６ａを開閉する環状のチェック弁体３０と、上記軸部２４ａに装着されてチェック弁体３０を上記弁体２６へ向けて附勢する附勢手段としてのばね部材２８とを備えて構成されている。このチェック弁体３０は、ばね２７とスペーサ２９によって挟持されており、弁体２６に設けた複数の透孔２６ａの内接円よりも外径が小径に設定されるスペーサ２９の外縁を撓みの始点として外周が撓むことが許容されている。

また、ばね部材２８は、軸部２４ａの外周に装着される環状の座部２８ａと、座部２８ａの外周からチェック弁体３０へ向けて放射状に伸びる複数の薄板ばね部２８ｂとから構成されていて、薄板ばね部２８ｂの撓みによって弾発力を発揮しチェック弁体３０を弁体２６へ向けて附勢している。なお、薄板ばね部２８ｂの設置数は任意であるが、チェック弁体３０を偏り無く附勢する都合上、三つ以上を等間隔に設けることが好ましい。ばね部材２８のチェック弁体３０を附勢する附勢力は、薄板ばね部２８ｂの弾発力や設置数のみならず、スペーサ２９の軸方向の厚みによっても調整することも可能である。

そして、上記チェック弁８は、気室側圧力室Ｌ４から反気室側圧力室Ｌ３へ向けて透孔２６ａを通過する液体の流れに対しては、チェック弁体３０が外周を撓ませて当該流れを許容し、反対に反気室側圧力室Ｌ３から気室側圧力室Ｌ４へ向く方向の液体の流れに対しては、弁体２６に密着して透孔２６ａを閉塞する。この反気室側圧力室Ｌ３から気室側圧力室Ｌ４へ向く方向の液体の流れに対しては、弁要素７における弁体２６が撓むなり仕切部材５から離間するなりし連通路６を開放するのであるが、チェック弁体３０は弁体２６に密着して弁体２６とともに撓むことになるので、当該液体の流れを阻害することはない。

このように反気室側圧力室Ｌ３から気室側圧力室Ｌ４へ向かい液体の流れのみを許容する弁要素７と、気室側圧力室Ｌ４から反気室側圧力室Ｌ３へ向かう液体の流れのみを許容するチェック弁８は、連通路６に対して並列して設けられている。なお、チェック弁８が弁要素７の弁体２６に設けた透孔２６ａを利用しており、チェック弁８と弁要素７とが不可分とされているが、これらを全く別個に設けるようにしてもよい。しかしながら、上記の如く、弁要素７における上記弁体２６に透孔２６ａを設けて、上記軸部２４ａに装着されるとともに上記弁体２６の仕切部材５側端部に積層されて透孔２６ａを開閉する環状のチェック弁体３０と、上記軸部２４ａに装着されてチェック弁体３０を上記弁体２６へ向けて附勢する附勢手段としてのばね部材２８とでチェック弁８を構成することで、チェック弁８をコンパクトに構成できる利点がある。

また、上記したところでは、弁要素７およびチェック弁８における附勢手段は、それぞればねとされているが附勢力を発揮できればよいので弾性体を用いてもよい。

つづいて、上述のように構成された車両用液圧緩衝器Ｄに作用について説明する。まず、図１中でピストン３が上方へ移動する車両用液圧緩衝器Ｄが伸長する場合、ピストン３の上昇によって反気室側室Ｌ１が圧縮されて、当該反気室側室Ｌ１の液体が減衰弁２１を介して下方の気室側室Ｌ２の反気室側圧力室Ｌ３へ流入する。その際、ロッド４がシリンダ１０から退出するのでシリンダ１０内でロッド４が退出する体積分の液体が不足するので、この不足する分の液体は、チェック弁８が連通路６を開放して気室側圧力室Ｌ４から反気室側圧力室Ｌ３へ供給され、フリーピストン２が気室Ｇを膨張させる方向へ移動してこれを吸収する。

なお、チェック弁８は、ばね部材２８によって附勢されているが、当該附勢力は極弱く設定されており、この場合、液体はチェック弁８を殆ど抵抗を受けずに通過し気室側圧力室Ｌ４から反気室側圧力室Ｌ３へ移動する。

したがって、この伸長行程時には、車両用液圧緩衝器Ｄは、液体がピストン３に設けた減衰弁２１を通過する際に生じる反気室側室Ｌ１と気室側室Ｌ２の圧力差に応じた伸側減衰力を発揮する。

他方、図１中でピストン３が下方へ移動する車両用液圧緩衝器Ｄが圧縮する場合、ピストン３の下降によって気室側室Ｌ２における反気室側圧力室Ｌ３が圧縮されて当該反気室側圧力室Ｌ３の液体が減衰弁２１を介して上方の反気室側室Ｌ１へ流入する。その際、ロッド４がシリンダ１０内へ侵入するのでシリンダ１０内でロッド４が侵入する体積分の液体が過剰となるので、この過剰分の液体は、弁要素７が連通路６を開放して反気室側圧力室Ｌ３から気室側圧力室Ｌ４へ排出され、フリーピストン２が気室Ｇを収縮させる方向へ移動してこれを吸収する。

そして、弁要素７は、車両用液圧緩衝器Ｄが圧縮行程におけるピストン速度が所定速度以下では、附勢手段としてのばね２７が弁体２６を仕切部材５のディスク部２３へ向けて附勢する附勢力を、圧縮される反気室側圧力室Ｌ３内の圧力の作用によって弁体２６を上記ばね２７の附勢力に抗して押す力が打ち勝つことができず、ばね２７は圧縮せずに弁体２６の内周のディスク部２３からの浮き上がりを阻止し、弁体２６はその外周のみを撓ませて環状弁座２２から離座して連通路６を開放する。つまり、ばね２７の初期荷重を反気室側圧力室Ｌ３内の圧力の作用によって弁体２６を上記ばね２７の附勢力に抗して押す力が上回るまでは、弁体２６は外周のみを撓ませて環状弁座２２から離座して連通路６を開放するのである。

さらに、車両用液圧緩衝器Ｄが圧縮行程におけるピストン速度が所定速度を超えると、反気室側圧力室Ｌ３内の圧力の作用によって弁体２６を上記ばね２７の附勢力に抗して押す力がばね２７の初期荷重を上回って、ばね２７も圧縮され弁体２６の全体がディスク部２３から離間して弁体２６と環状弁座２２との間に大きな環状隙間が形成され、弁体２６の外周のみの撓みによって連通路６を開放するときよりも非常に大きな流路面積で連通路６を開放することになる。

このように、弁要素７は、車両用液圧緩衝器Ｄが圧縮行程におけるピストン速度が所定速度以下では、流路面積を小さく制限するので、反気室側圧力室Ｌ３内の液体は気室側圧力室Ｌ４へ移動しづらくなって、反気室側圧力室Ｌ３内の圧力は速やかに増圧されることになる。

すなわち、車両用液圧緩衝器Ｄは、反気室側圧力室Ｌ３内の圧力を速やかに増圧させて、反気室側室Ｌ１と反気室側圧力室Ｌ３における圧力場の低下を抑制しつつ圧縮側の減衰力を発揮することができるので、伸長行程から圧縮行程に切換わる初期や、圧縮行程時でピストン速度が低速時において減衰力の立上りが時間的に不足する傾向を解消でき、減衰力発生応答性が向上する。つまり、従来の単筒型液圧緩衝器では、図４中破線で示すように、伸長行程から圧縮行程に切換わる初期に減衰力の発生応答性が立ち遅れる傾向にあるが、本発明の車両用液圧緩衝器Ｄでは、図４中実線で示すように、減衰力の発生応答遅れを解消することができるのである。なお、図４は、ピストン速度が伸長行程から圧縮行程に切換わって、圧縮方向へのピストン速度が徐々に上昇する状態における減衰力の応答を示している。

また、気室内の圧力を高める必要も無いので、車両用液圧緩衝器Ｄの容器１内の圧力が過剰に高くなることも無く、ロッド４周りをシールするシール部材１３の緊迫力が大きくなる心配が無く、車両搭乗者にゴツゴツ感を知覚させ車両における乗り心地を阻害してしまうこともない。

したがって、本発明の車両用液圧緩衝器Ｄによれば、車両における乗り心地を損なうことなく圧縮行程初期にあっても応答性良く必要十分な減衰力を発揮することができるのである。なお、弁要素７の流路面積が大きくなる上記所定速度は、車両に適するように任意に決定することができる。

他方、ピストン速度が所定速度を超えると流路面積が大きくなって、抵抗が小さくなって、液体は反気室側圧力室Ｌ３から気室側圧力室Ｌ４へ差ほど制限されずに移動することができるようになるので、この場合は、従来の単筒型液圧緩衝器と同等の減衰力を発揮することになる。

なお、上記したところでは、シリンダ１０とサブシリンダ１１とがＴ字状に結合されているが、サブシリンダ１１をシリンダ１０の横に設けてもよいし、シリンダ１０とサブシリンダ１１とをホースにて接続するような構成を採用してもよい。また、容器１は、上記したシリンダ１０とサブシリンダ１１とで構成される以外にも他の構成で実現するようにしてもよい。

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。

本発明の車両用液圧緩衝器は、車両の制振用途に利用することができる。

１容器
２フリーピストン
２ａフリーピストンにおける凹部
３ピストン
４ロッド
５仕切部材
６連通路
７弁要素
８チェック弁
１０シリンダ
１１サブシリンダ
１１ａサブシリンダにおける挿入部
１１ｂサブシリンダにおける収容部
１１ｃ，１１ｄサブシリンダにおける段部
１２ロッドガイド
１３シール部材
１３ａシール部材におけるリップ部
１３ｂシール部材における外周シール部
１４キャップ
１５ソケット
１６ブラケット
１７貫通孔
１８，１９蓋
２０減衰通路
２１減衰弁
２２環状弁座
２３ディスク部
２３ａディスク部における面取部
２４ボルト部材
２４ａ軸部
２４ｂ螺子部
２４ｃ頭部
２５ケース
２５ａケースにおける内筒
２５ｂケースにおける鍔部
２５ｃケースにおける外筒
２５ｄケースにおける孔
２５ｅケースにおける段部
３３螺子部材
２６弁体
２６ａ透孔
２７附勢手段としてのばね
２８ばね部材
２８ａばね部材における座部
２８ｂばね部材における薄板ばね部
２９，３２スペーサ
３０チェック弁体
３１間座
Ｄ車両用液圧緩衝器
Ｇ気室
Ｌ液室
Ｌ１反気室側室
Ｌ２気室側室
Ｌ３反気室側圧力室
Ｌ４気室側圧力室
Ｖシリンダの軸線
Ｗサブシリンダの軸線
Ｗ１サブシリンダの挿入部における軸線
Ｗ２サブシリンダの収容部における軸線

Claims

容器と、容器内を液体が充填される液室と気体が充填される気室とに区画するフリーピストンと、容器内に摺動自在に挿入されて液室を反気室側室と気室に隣接する気室側室とに区画するピストンと、容器内に移動自在に挿入されてピストンに連結されるロッドとを備えた液圧緩衝器において、気室側室をさらに反気室側の反気室側圧力室と気室側の気室側圧力室とに仕切る仕切部材と、反気室側圧力室と気室側圧力室とを連通する連通路と、連通路の途中に設けられて反気室側圧力室から気室側圧力室へ向かう液体の流れのみを許容し圧縮行程におけるピストン速度が所定速度以下で反気室側圧力室から気室側圧力室へ向かう液体の流れに抵抗を与える弁要素と、連通路の途中に弁要素と並列して気室側圧力室から反気室側圧力室へ向かう液体の流れのみを許容するチェック弁とを設けたことを特徴とする車両用液圧緩衝器。
上記仕切部材が上記連通路を備え、上記弁要素は、仕切部材の連通路の開口端の外周に設けた環状弁座と、仕切部材に遠近自在とされて環状弁座に離着座する弁体と、弁体を環状弁座側へ附勢するとともに収縮行程におけるピストン速度が所定速度を超えると圧縮して弁体の仕切部材からの離間を許容する附勢手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用液圧緩衝器。
上記仕切部材は、連通路と環状弁座とを備えるディスク部と、ディスク部から立ち上がる軸部とを備え、弁要素における上記弁体が環状であって上記軸部の外周に摺動自在に装着され、チェック弁は、上記弁体に設けた透孔と、上記軸部に装着されるとともに上記弁体の仕切部材側端部に積層されて透孔を開閉する環状のチェック弁体と、上記軸部に装着されてチェック弁体を上記弁体へ向けて附勢する附勢手段とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両用液圧緩衝器。
容器は、ピストンが摺動自在に挿入されるシリンダと、シリンダの軸線と一致しない軸線を持ちフリーピストンが摺動自在に挿入されるとともに仕切部材が収容されるサブシリンダとを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用液圧緩衝器。
正立型に設定されるとともに、上記シリンダの下端にサブシリンダが傾斜姿勢で結合されることを特徴とする請求項４に記載の車両用液圧緩衝器。
サブシリンダ内に形成される反気室側圧力室を気室より下方側へ設けるとともに、サブシリンダのシリンダに対する結合位置から見てサブシリンダの気室側の全長をサブシリンダの反気室側圧力室側の全長より長くしたことを特徴とする請求項５に記載の車両用液圧緩衝器。
サブシリンダが筒状であって、当該サブシリンダにおける仕切部材の収容側の外径をフリーピストンの挿入側の外径以下に設定するとともに、フリーピストンの挿入側における軸線に対して仕切部材の収容側における軸線を上方にオフセットしたことを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の車両用液圧緩衝器。