JP2017101825A - 油圧機械式ストロークストップを備えた油圧サスペンションダンパ - Google Patents

Abstract

【課題】コスト効率が高く、製造が簡単であり、優れたダンパ調整能力を提供可能な、簡単な構造のストロークストップ構成を備えた油圧ダンパを提供する。【解決手段】作動液が充填されたチューブ（２）内に摺動可能に配置され、ピストンロッド（４）に取り付けられ、チューブ（２）を２つのチャンバ（８、９）に分割するメインピストンアセンブリ（３）、チューブ（２）内の作動液の流れを制御するバルブアセンブリ、及びチューブ（２）の少なくとも一端に配置される、チューブ（２）への入口の開口を有し、断面積が狭窄部分に沿って入口から減少していく少なくとも一つの軸方向溝が少なくとも部分的に形成される狭窄部分と、チューブ（２）の少なくとも一端に固定されるバネ（１４）と、メインピストンアセンブリ（３）とともに移動可能であり、追加減衰力を生成するためにバネ（１４）と係合する追加ピストンアセンブリ（１３）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は概して、作動液が充填されたチューブと、チューブ内に摺動可能に配置されるとともに、封止ピストンロッドガイドを通ってダンパの外部へと案内されるピストンロッドに取り付けられており、チューブを反発チャンバと圧縮チャンバとに分割するメインピストンアセンブリと、ダンパの反発ストローク及び圧縮ストロークの際にチューブ内の作動液の流れを制御する反発・圧縮バルブアセンブリと、を備える油圧ダンパ、特に自動車用の油圧サスペンションダンパに関する。特に、油圧ダンパのチューブの少なくとも一端には、チューブの直径より直径が小さく、チューブへの入口開口を有する狭窄部分であって、断面積が前記入口から前記狭窄部分に沿って減少していく少なくとも一つの軸方向溝が少なくとも部分的に形成されている狭窄部分と、チューブの前記狭窄部分に少なくとも部分的に配置され、チューブの前記少なくとも一端に固定されるバネと、チューブの直径より直径が小さく、メインピストンアセンブリとともに移動可能であり、チューブの前記狭窄部分に摺動可能に配置されるよう構成されており、追加減衰力を生成するために前記バネと係合するよう構成されている追加ピストンアセンブリと、を有する追加ストロークストップ構成が配置されている。

入口を有する狭窄部分であって、断面積が前記入口から前記狭窄部分に沿って減少していく軸方向溝が形成された狭窄部分を備え、前記溝に作動液を流すことができ、前記追加ピストンアセンブリが前記軸方向スロットに隣接している、油圧反発ストップ構造を有する油圧ダンパが、例えば欧州特許出願公開第２３０２２５２号又は米国特許第３４４７６４４号において知られている。

英国特許出願公開第２０１４６９４号には、シリンダ内を軸方向に移動可能でありシリンダ内部を２つの流体充填作動チャンバに分割するピストンを有する、流体／機械的延設ストップを備えた減衰装置が開示されている。流体／機械的延設ストップは、シリンダとピストンロッドとの間の環状作動チャンバに配置され、バネによって作用する減衰スリーブ又はリングを有することができる。ピストンロッドには、当接リングが配置される。作動スリーブもしくはリングを有し、減衰スリーブもしくはリングと機械的に又は流体を通じて協働する。作動スリーブリングは、バネとの当接部を形成しており、バネの他端部はピストンロッドの当接リングを支持する。

本発明は、ストロークの端部における減衰力の増加がスムーズで、コスト効率が高く、製造が簡単であり、優れたダンパ調整能力を提供可能な、簡単な構造のストロークストップ構成を備えた油圧ダンパを提供することを目的とする。

本発明に係るダンパは、先に記載した種類のダンパにおいて、前記追加ピストンアセンブリが、さらに、メインピストンアセンブリに対して遠位側にある形状加工されたスリーブと、チューブの前記狭窄部分の内壁と摺動係合を形成するよう構成される封止リングと、メインピストンアセンブリに対して近位側にある支持スリーブと、を備えている。封止リングは、形状加工されたスリーブの内側軸方向リムを囲み、支持スリーブと形状加工されたスリーブの外側軸方向リムとの間で軸方向に移動可能である。内側軸方向リムは、外側軸方向リムに形成される少なくとも一つの径方向流路と流体連通状態にある、少なくとも一つの軸方向流路を有する。

形状加工されたスリーブ及び封止リングは、追加ピストンアセンブリがチューブの狭窄部分にありストロークの方向が反発から圧縮に変化する時に開いて、作動液が制限されることなく狭窄部分に流れて戻ることを可能とする、リターンバルブを形成している。

好ましくは、チューブの前記狭窄部分は、好ましくはプラスチックで形成された、挿入体の態様である。

これにより、ダンパ構造を簡単化でき、このような挿入体は、ダンパのために追加的な調整オプションを提供するための、追加的な調整用の付属品となる。

好ましくは、チューブの前記狭窄部分の前記入口は、円錐状の態様である。

好ましくは、チューブの前記狭窄部分の前記入口は、好ましくは前記狭窄部分へと延びるとともに前記少なくとも一つの軸方向溝と連結される、少なくとも一つの径方向溝を有する。

このような形状により、入口の領域における減衰力の増加がスムーズになる。

好ましくは、前記追加ピストンアセンブリは、前記バネと係合するよう構成されるバンパを更に有する。

バンパだけがバネと衝突し係合するので、形状加工されたスリーブを、径方向チャネル及び軸方向チャネルを簡便に形成可能なプラスチック又は他の材料で形成できる。

好ましくは、ストロークストップ構成は反発ストロークストップ構成である。

本発明の好ましい実施形態を、添付した以下の図面を参照しながら説明し例示する。

反発ストロークの端部における、本発明の一実施形態に係るダンパの概略断面図である。 図１に示したストロークストップ構成の特定の部品を示す概略的な斜視図である。 （ａ）は図１に示したストロークストップ構成の挿入体の詳細を示すための、正面図である。（ｂ）は正面図（ａ）に示した面Ａ−Ａに沿った断面図である。（ｃ）は断面図（ｂ）に示した面Ｃ−Ｃに沿った拡大断面図である。（ｄ）は断面図（ｂ）に示した面Ｄ−Ｄに沿った拡大断面図である。 （ａ）は図１に示したストロークストップ構成の形状加工されたスリーブの詳細を示すための、底面図である。（ｂ）は底面図（ａ）の面Ｂ−Ｂに沿った側面図である。（ｃ）は図１に示したストロークストップ構成の形状加工されたスリーブの詳細を示すための、斜視図である。 反発ストロークの進行位置（ａ−ｂ）における、図１に示した反発ストロークストップ構成の動作を示す。 反発ストロークの端部における、図１に示されるストロークストップ構成を示す。 図６に示した位置から始まる、圧縮ストロークの進行位置（ａ−ｂ）における、図１に示した反発ストロークストップ構成の動作を示す。

図１に部分的に示す油圧ダンパ１は、車両サスペンションにおいて使用できるモノチューブ油圧ダンパの例である。図1に示す油圧ダンパは、反発ストロークの端部に近いほぼ完全に延出した位置にある。この油圧ダンパは、メインピストンアセンブリ３が内部に摺動可能に配置されるメインシリンダチューブ２を備える。ピストンアセンブリ３は、メインチューブ２の端部に配置される封止ピストンロッドガイド５を貫通してメインチューブ２の外部に案内されるピストンロッド４、に取り付けられている。ピストンロッド４の他方の端部（図示せず）は、車両サスペンションの上部装着器に接続可能である。チューブ２の反対側の端部には、車両ホイールを支持するステアリングナックル又はスイングアームにダンパ１を固定するために、取り付け手段６が配置されている。

作動液が充填された反発チャンバ７が、ピストンロッドガイド５とピストンアセンブリ３との間に形成される。摺動可能パーティション８が、ダンパ１の他方の端部に配置される。作動液が充填された圧縮チャンバ９は、ピストンアセンブリ３と摺動可能パーティション８との間に形成される。摺動可能パーティション８の他方の側の空間には加圧ガスが充填され、ガスチャンバ１０が形成される。

当業者には自明なこととして知られている通り、ツインチューブダンパの場合、追加ベースバルブアッセンブリがパーティション８の代わりにチューブ２の底端部に配置され、前記ベースバルブアッセンブリが、チューブ２と、チューブ２を囲む外部チューブと、の間の空間に配置された後に、追加圧縮チャンバが形成される。

ピストンアセンブリ３は、ダンパの反発・圧縮ストロークの際にそれぞれ、圧縮チャンバ９と反発チャンバ７との間を流れる作動液の流れを制御する、反発バルブ３１及び圧縮バルブ３２を有する。バルブ３１，３２のそれぞれは、ピストンアセンブリ３の周辺に等角度に配置される複数の流路と、その流路を覆うとともに作動液の圧力により偏向又は移動する、複数の弾性的に偏向可能なディスク又は移動可能なディスクと、を備える。流路の数及び断面積等と同様に、ディスクの数、形状、直径及び厚さも、特に、ダンパ作動特性に影響を与えるように利用可能なパラメータである。

ダンパ１は、ストロークストップ構成１１を更に備える。ストロークストップ構成１１は、反発チャンバ内に配置されるチューブ２の狭窄部分と、ピストンロッドガイド５とピストンアセンブリ３との間でピストンロッド４に取り付けられるとともに、前記狭窄部分１２４内において摺動可能に配置されるよう構成されている追加ピストンアセンブリ１３と、ピストンロッドガイド５と前記追加ピストンアセンブリ１３との間に配置されるバネ１４と、を備える。

本実施形態においては、ストロークストップ構成１１は反発ストロークストップ構成として機能しているが、ストロークストップ構成を、追加的に又は代替的に圧縮チャンバ９の端部に（モノチューブの場合には摺動可能パーティション８の上方に、ツインチューブダンパの場合にはベースバルブアッセンブリの上方に）配置して、圧縮ストロークストップ構成として機能させることができることは明らかであろう。

次に図２を参照して、追加ピストンアセンブリ１３を示す。追加ピストンアセンブリ１３は、ピストンロッド４上に固定されるとともにバネ１４と係合するように構成されたバンパ１３５と、プラスチック製の形状加工スリーブ１３４と、ある程度の径方向隙間（ラジアルクリアランス）でスリーブ１３４を囲む金属製の封止リング１３３と、支持スリーブ１３２と、ピストンロッド４上に固定された保持リング１３１と、で構成される。バンパ１３５及び保持リング１３１は、それぞれ、メインピストンアセンブリ３に対して遠位側及び近位側にある。

本実施形態において、チューブ２の狭窄部分１２４は、チューブ２内でピストンロッドガイド５に固定された追加プラスチック挿入体（インサート）１２の態様を有する（図１参照）。このような狭窄部分は、反発チャンバ７又は圧縮チャンバ９領域においてチューブ２自体の内部を適切に成形することによっても容易に形成できることは、当業者にとって自明であろう。

チューブ２の狭窄部分１２４を形成する図３に示す挿入体１２は、プラスチック製であり、チューブ２内へと延びる円錐状部分として形成された入口１２５を有する。この円錐状部分１２５には、６つの等角度に間隔を空けて配置された半円形の径方向の溝１２１が、円形の狭窄部分１２４内へと延びるとともに６つの円形の軸方向溝１２２と連結するペアとして形成される。軸方向溝１２２は、挿入体１２の内面でその長手方向軸に沿ったある点で消失するよう、挿入体１２の軸に対して多少傾斜した対称軸を有する。それでもなお、その点から、比較的小さいクリアランスを有し、挿入体１２の他端部へと延びる、図３ｄに示す、３つの等角度に間隔を空けて配置された安全溝１２３が、挿入体には形成されている。

図４に示す通り、形状加工スリーブ１３４は、内側軸方向リム１３４３と外側軸方向リム１３４４とを有する。内側軸方向リム１３４３は、ピストンロッド４を囲むとともに、スリーブ１３４の基部１３５５へと延びる、８つの等角度に間隔を空けて配置された軸方向チャンネル１３４１で分割されている。外側軸方向リム１３４４は、封止リング１３３を支持するよう機能するとともに、前記軸方向チャンネル１３４１と流体連通状態にある８つの等角度に間隔を空けて配置された径方向チャンネル１３４２で分割されている。

図５〜図７に、反発ストロークストップ構成１１の動作を示す。図５ａに示す通り、反発ストロークの際に、追加ピストンアセンブリ１３は、反発チャンバ７の主要部分とチューブの狭窄部分１２４とを分けている円錐状部分１２５に近づく。この時、作動液は、矢印で示す通り、狭窄部分１２４の内部から容易に流れ出ることができる。

図５ｂに示す通り、ある点において、封止リング１３３は、円錐状部分１２５を通って狭窄部分１２４へと入り、その内壁と摺動係合する。この点において、流体圧力が封止リング１３３の上方で高まり、作動液は、一セットの軸方向溝１２２のみを通って流れることになり、反発ストロークが進行するにつれて溝１２２の断面積が減少するので、ピストンロッド４の速度だけでなくその位置にも比例して追加減衰力が生成される。これが、封止リング１３３の上部面に関して「Ｈ」として図５ｂにおいて示した油圧減衰区域である。反発ストロークの際には、封止リング１３３の上方の圧力がリング１３３を支持スリーブ１３２へと押圧する。

ストロークの、更なるある点においては、バンパ１３５は、バネ１４の端部と接触し、バネの押圧力に抗して押圧する。この区域において、溝１２２の減少によって作動液の流れが制限されて生じる油圧減衰は、バネ１４の反力によって更に増加することになる。これが、「Ｈ／Ｅ_１」として図５ｂに示した第一油圧／弾性減衰区域である。

最後に、作動液は軸方向溝１２２を通じて流れることができなくなり、図６に示した終端反発ストローク位置まで、３つの安全溝１２３によるものだけではなく、ほとんどバネ１４だけによるその縮みに比例した大きな減衰反力が得られる。これが、「Ｈ／Ｅ_２」として図５ｂに示した第二油圧／弾性減衰区域である。

図７ａに示す通り、戻る方向の圧縮ストロークの際に、封止リング１３３の下方の圧力はリング１３３を形状加工スリーブ１３４の軸方向リム１３４３へと押圧し、図７ｂに示すように追加ピストンアセンブリが狭窄部分１２４から離れるまで、形状加工スリーブ１３４の径方向チャンネル１３４２及び軸方向チャンネル１３４１を通じて、作動液が狭窄部分１２４へと戻るよう流れることができる。

したがって、形状加工スリーブ１３４及び封止リング１３３は、ストロークの方向が反発から圧縮に変化した場合にのみ開き、圧縮ストロークの際にほぼ制限されることなく狭窄部分１２４に作動液を充填可能な一種のリターンバルブを形成する。そうでない場合、反発ストロークストップ構成１１がもはや必要ではない、戻る方向の圧縮ストロークの際の減衰力が、反発ストロークストップ構成１１が必要な反発ストロークの際の減衰力と同等となる。

本発明に係るストロークストップ構成を有するダンパにより、ダンパ用途、さらには所望の減衰特性に応じて、油圧区域、弾性区域及び油圧／弾性区域（「Ｈ」、「Ｅ」、「Ｈ／Ｅ」）の種々の構成を可能にする。

例えば、バネ１４を、狭窄部分１２４より長くすることもできる。このような場合、バンパ１３５がバネ１４と接触する点から始まる弾性区域と、封止リング１３３が狭窄部分１２４内へと入り込む点から始まる油圧／弾性区域と、の２つの減衰区域が得られる。

ニュートラルの付勢されていない位置にあるバネ１４が狭窄部分１２４の高さに対応する場合、封止リング１３３が狭窄部分１２４内へと入り込む点であると同時にバンパ１３５がバネ１４と係合する点から始まる１つの油圧／弾性区域しかない。

最後に、バネ１４が狭窄部分１２４より短い場合、油圧減衰区域「Ｈ」が油圧／弾性区域「Ｈ／Ｅ」に先行し、図５〜図７に示したようにダンパは動作する。

本発明の上述の実施形態において、バネ１４は、ピストンロッドガイド５に固定され、追加ピストンアセンブリ１３のバンパ１３５によって作動される。しかしながら、代替的に、バネを追加ピストンアセンブリ１３に固定できることは自明であろう。このような場合、ピストンロッドガイド５がバンパとして機能することになる。

本発明の上記の実施形態は単なる例示である。図は必ずしも一定の基準で拡大縮小されたものではなく、一部の特徴が誇張又は極小化されていることもある。ただし、これらの因子及び他の因子は、本発明の精神や添付の特許請求の範囲に示した保護しようとする範囲を限定するものではない。

１ ダンパ
２ メインチューブ
３ メインピストンアセンブリ
３１ 反発バルブ
３２ 圧縮バルブ
４ ピストンロッド
５ ピストンロッドガイド
６ 取り付け手段
７ 反発チャンバ
８ 摺動可能パーティション
９ 圧縮チャンバ
１０ ガスチャンバ
１１ ストロークストップ構成
１２ 挿入体
１２１ 径方向溝
１２２ 軸方向溝
１２３ 安全溝
１２４ 狭窄部分
１２５ 入口（円錐状部分）
１３ 追加ピストンアセンブリ
１３１ 保持リング
１３２ 支持スリーブ
１３３ 封止リング
１３４ 形状加工スリーブ
１３４１ 軸方向チャネル
１３４２ 径方向チャネル
１３４３ 内側軸方向リム
１３４４ 外側軸方向リム
１３５５ 基部
１３５ バンパ
１４ バネ

欧州特許出願公開第２３０２２５２号明細書 米国特許第３４４７６４４号明細書 英国特許出願公開第２０１４６９４号明細書

Claims (6)

1. 油圧ダンパ（１）、特に自動車用油圧サスペンションダンパであって、
   作動液が充填されたチューブ（２）と、
   前記チューブ（２）内に摺動可能に配置されるとともに、封止ピストンロッドガイド（５）を通って前記油圧ダンパ（１）の外部へと案内されるピストンロッド（４）に取り付けられており、前記チューブ（２）を反発チャンバ（７）と圧縮チャンバ（９）とに分割するメインピストンアセンブリ（３）と、
   前記油圧ダンパ（１）の反発ストローク及び圧縮ストロークの際に前記チューブ（２）内の作動液の流れを制御する反発バルブアセンブリ（３１）及び圧縮バルブアセンブリ（３２）と、
   前記チューブ（２）の少なくとも一端に配置される追加ストロークストップ構成（１１）と、
   を備え、
   前記追加ストロークストップ構成（１１）は、
   前記チューブ（２）の直径より直径が小さく、前記チューブ（２）への入口（１２５）の開口を有する狭窄部分（１２４）であって、断面積が前記狭窄部分（１２４）に沿って前記入口（１２５）から減少していく少なくとも一つの軸方向溝（１２２）が少なくとも部分的に形成される狭窄部分（１２４）と、
   前記チューブ（２）の前記狭窄部分（１２４）に少なくとも部分的に配置され、前記チューブ（２）の前記少なくとも一端に固定されるバネ（１４）と、
   前記チューブ（２）の直径より直径が小さく、前記メインピストンアセンブリ（３）とともに移動可能であり、前記チューブ（２）の前記狭窄部分（１２４）において摺動可能に配置されるよう構成されており、追加減衰力を生成するために前記バネ（１４）と係合するよう構成されている追加ピストンアセンブリ（１３）と、
   を有し、
   前記追加ピストンアセンブリ（１３）は、
   前記メインピストンアセンブリ（３）に対して遠位側にある形状加工スリーブ（１３４）と、
   前記チューブ（２）の前記狭窄部分（１２４）の内壁で摺動係合を形成するよう構成される封止リング（１３３）と、
   前記メインピストンアセンブリ（３）に対して近位側にある支持スリーブ（１３２）と、
   を更に有し、
   前記封止リング（１３３）は、前記形状加工スリーブ（１３４）の内側軸方向リム（１３４３）を囲み、前記支持スリーブ（１３２）と前記形状加工スリーブ（１３４）の外側軸方向リム（１３４４）との間で軸方向に移動可能であり、
   前記内側軸方向リム（１３４３）は、前記外側軸方向リム（１３４４）が形成する少なくとも一つの径方向チャネル（１３４２）と流体連通状態にある、少なくとも一つの軸方向流路（１３４１）を形成する、
   油圧ダンパ。
2. 前記チューブ（２）の前記狭窄部分（１２４）は、挿入体（１２）の態様であり、好ましくはプラスチック製である、
   請求項１に記載の油圧ダンパ。
3. 前記チューブ（２）の前記狭窄部分（１２４）の前記入口（１２５）は、円錐形状である、
   請求項１又は２に記載の油圧ダンパ。
4. 前記チューブ（２）の前記狭窄部分（１２４）の前記入口（１２５）は、好ましくは前記狭窄部分（１２４）へと延びるとともに前記少なくとも一つの軸方向溝（１２２）と連結される少なくとも一つの径方向溝（１２１）を有する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の油圧ダンパ。
5. 前記追加ピストンアセンブリ（１３）は、前記バネ（１４）と係合するよう構成されるとともに、前記ピストンロッド（４）に固定されるバンパ（１３５）を更に有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の油圧ダンパ。
6. 前記ストロークストップ構成（１１）は反発ストロークストップ構成である、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の油圧ダンパ。

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