JP3733148B2

JP3733148B2 - 油圧緩衝器

Info

Publication number: JP3733148B2
Application number: JP34438193A
Authority: JP
Inventors: 辰也政村
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: JPH07174183A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両におけるサスペンション装置等の制振装置への利用に適する油圧緩衝器の改良に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
例えば、車両の車軸と車体との間に配在されて車両におけるサスペンション装置を構成する油圧緩衝器は、走行中の車両において、路面からの振動を車体に伝達させないように構成されると共に、不必要な車体の揺れを防止するように構成される。
【０００３】
特に、近年の油圧緩衝器は、運転者が操縦に専心できるように、所謂自動的に発生減衰力を高低調整し得る構成とされることが多く、一般的には、車体に配設の各種センサからの検出値に基づいて作動するコントローラによって発生減衰力が高低調整される等のように構成されている。
【０００４】
この場合に、油圧緩衝器にあっては、例えば、減衰力発生部にコントロールバルブを有していて、該コントロールバルブがアクチュエータの駆動で所定の作動をし、減衰力発生部で発生される減衰力を高低、即ち、ハードあるいはソフトに変更調整する等のように構成されている。
【０００５】
それ故、上記した近年汎用の油圧緩衝器にあっては、該油圧緩衝器自体の構成が複雑になり易く、従って、部品点数や組立工程数の増加で油圧緩衝器自体にコスト高を招来し易くなる不具合がある。
【０００６】
また、このような油圧緩衝器をサスペンション装置に利用する場合には、センサやコントローラの配設が必須になり、装置全体としてのコスト上昇化が招来され易くなる不都合もある。
【０００７】
この発明は、前記した事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、所謂自動的に所定の減衰力調整をなし得るのは勿論のこと、それ自体のコスト高を招来せず、しかも、サスペンション装置として利用する場合にも装置全体としてのコスト上昇化を招来しないようにするに最適となる油圧緩衝器を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の手段は、車軸側部材に設定されたシリンダ体内にピストンを介して車体側部材に設定されたロッド体を出没自在に挿入し、上記ピストンはシリンダ体にロッド側室とピストン側室とを区画し、ロッド側室とピストン側室とはピストンに配設した伸側減衰バルブと圧側減衰バルブとを介して連通すると共に、伸側減衰バルブと圧側減衰バルブとをそれぞれ迂回する伸側バイパス路と圧側バイパス路とを介して連通している油圧緩衝器において、伸側バイパス路の下流側端に伸側サブバルブを配設し、圧側バイパス路の上流側端に圧側サブバルブを配設し、上記伸側バイパス路の上流側端と上記圧側バイパス路の下流側端をロッド体に上下二段に開穿した各横孔を介してそれぞれロッド側室に連通させ、更にロッド側室におけるロッド体の外周に上下に配設したスプリングの介在下にスプールを摺動可能に挿入し、シリンダ体が上下動してもロッド体とスプールとが静止状態にある時は上記スプールが上記各横孔を開口し、ロッド体が振動してスプールが共振し、且つ当該スプールが下降した時伸側バイパス路に連通する横孔を遮断すると共に上昇した時圧側バイパス路に連通する横孔を遮断するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
そして、好ましくは、スプールと上下一対のスプリングとで構成される固有振動数は、おおむね、車体と懸架バネとで構成される固有振動数（１〜２Ｈｚ）付近に設定されるとする。
【００１０】
【作用】
それ故、車体側部材とされるロッド体が静止状態にあるとき、仮に、車軸側部材たるシリンダ体が路面振動で上下動されても、ロッド体に介装のスプールは、ロッド体の外周で静止状態におかれる。
【００１１】
もっとも、このとき、相対的には、シリンダ体内でピストンが摺動する状態になり、ロッド側室とピストン側室とは、伸側減衰バルブ及び圧側減衰バルブを介して連通される一方で、伸側バイパス路及び圧側バイパス路を介してであるが、伸側サブバルブ及び圧側サブバルブを介しても連通される。
【００１２】
従って、このとき、油圧緩衝器において発生される減衰力は、低い、即ち、ソフトな減衰力になる。
【００１３】
これに対して、車体側部材たるロッド体が振動で上下動されるとき、ロッド体に介装のスプールは、その慣性によってロッド側室におけるロッド体の外周で摺動状態におかれる。
【００１４】
そして、ロッド体の振動時にスプールが共振し、しかもこの共振によってスプールがロッド体の外周で下降した状態になるとき、ロッド側室におけるロッド体の外周に開口する伸側バイパス路の上流側端が閉口状態になり、伸側バイパス路が閉塞される。
【００１５】
その結果、伸側バイパス路の閉塞で伸側サブバルブを介してのロッド側室のピストン側室への連通が遮断され、伸側減衰バルブを介してのみロッド側室のピストン側室への連通が許容される。
【００１６】
また、共振によってスプールがロッド体の外周で上昇した状態になるとき、ロッド側室におけるロッド体の外周に開口する圧側バイパス路の下流側端が閉口状態になり、圧側バイパス路が閉塞される。
【００１７】
その結果、圧側バイパス路の閉塞で圧側サブバルブを介してのピストン側室のロッド側室への連通が遮断され、圧側減衰バルブを介してのみピストン側室のロッド側室への連通が許容される。
【００１８】
従って、ロッド体に介装のスプールの共振でバイパス路が閉塞状態におかれる場合には、ロッド側室とピストン側室との連通が伸側減衰バルブあるいは圧側減衰バルブを介してのみ実現されることになり、このとき、油圧緩衝器において発生される減衰力が高い、即ち、ハードな減衰力になる。
【００１９】
そして、スプールが一方のバイパス路を閉塞するときには他方のバイパス路を連通状態にすることから、伸側減衰力がハードになるときは圧側減衰力がソフトになり、圧側減衰力がハードになるときには伸側減衰力がソフトになる。
【００２０】
【実施例】
以下、図示したところに基づいてこの発明を説明するが、この発明の一実施例に係る油圧緩衝器も、基本的には、所謂従来の油圧緩衝器と同様に構成されているとし、それ故、以下には、この発明の要部となるところ中心に説明し、その他の構成については、必要に応じて説明することにする。
【００２１】
即ち、図１に示すように、この発明の一実施例に係る油圧緩衝器は、シリンダ体１に対して出没されるロッド体２の先端に連設のピストン３によって、シリンダ体１内にロッド側室Ａとピストン側室Ｂとを区画している。
【００２２】
そして、ロッド側室Ａとピストン側室Ｂは、ピストン３に配設の伸側減衰バルブ４及び圧側減衰バルブ５を介して相互に連通可能とされている一方で、伸側減衰バルブ４を迂回する伸側バイパス路の下流側端に配在の伸側サブバルブ６及び圧側減衰バルブ５を迂回する圧側バイパス路の上流側端に配在の圧側サブバルブ７を介しても相互に連通可能とされている。
【００２３】
シリンダ体１は、この実施例にあって、車軸側部材に設定されているもので、例えば、単筒構造の油圧緩衝器におけるシリンダ、あるいは、複筒構造の油圧緩衝器における内筒、を構成する。
【００２４】
そして、ロッド体２は、この実施例にあって、車体側部材に設定されており、例えば、上記シリンダ、あるいは、上記内筒に対して出没されるピストンロッドを構成する。
【００２５】
尚、図示しないが、シリンダ体１の上端内部は、ロッド体２を軸封構造に挿通させるように構成され、ロッド体２との間に必要なシール部材等も有する。
【００２６】
また、同じく図示しないが、ピストン側室Ｂは、背後にガス室を区画するフリーピストンを有していたり、内筒の外周側に配在の外筒との間に区画されるリザーバ室にベースバルブ部を介して連通されていたりする。
【００２７】
伸側減衰バルブ４及び圧側減衰バルブ５は、この実施例にあって、それぞれ環状のリーフバルブからなり、伸側減衰バルブ４は、ピストン３に開穿の伸側ポート３ａの図中で下端となる下流側端を、また、圧側減衰バルブ５は、ピストン３に開穿の圧側ポート３ｂの図中で上端となる下流側端を、それぞれ開閉可能に閉塞するように、即ち、内周端固定で外周端自由となるように配在されている。
【００２８】
尚、伸側減衰バルブ４の背後側には、後述する伸側サブバルブ６のバルブストッパを兼ねるバルブストッパ４ａが間座４ｂの介在下に配在され、圧側減衰バルブ５の背後側には、後述する振動体機構２０を構成するガイド部材を兼ねるバルブストッパ５ａが間座５ｂの介在下に配在されている。
【００２９】
伸側サブバルブ６及び圧側サブバルブ７も、この実施例にあっては、それぞれ環状のリーフバルブからなり、上記した伸側減衰バルブ４及び圧側減衰バルブ５と同様に、それぞれ内周端固定で外周端自由の形態に配在されている。
【００３０】
ところで、伸側サブバルブ６をその下流側端に配在させる伸側バイパス路及び圧側サブバルブ７をその上流側端に配在させる圧側バイパス路は、この実施例にあって、ロッド体２の先端インロー部２ａの近傍たる近傍部２ｂから該ロッド体２の先端螺条部２ｃに螺装されるピストンナット８との間に亙って形成されている。
【００３１】
即ち、ロッド体２は、その近傍部２ｂから先端インロー部２ａにかけての軸芯部に開穿されその下端がピストン側室Ｂ側に開口する縦孔２ｄを有してなる一方で、その近傍部２ｂに縦孔２ｄに連通すると共にロッド側室Ａに連通するように上下二段に開穿された横孔２ｅ，２ｆを有してなる。
【００３２】
因に、横孔２ｅと横孔２ｆとの間に形成される間隔は、後述する振動体機構２０における構成から適宜に設定されるが、このことについては、後述する。
【００３３】
上記に対して、ピストンナット８は、この実施例において所謂有頭円筒状に形成されてなるとするもので、これがその頭部たる上端部８ａを介してロッド体２の先端螺条部２ｃに螺装されるとき、その内空部８ｂに上記縦孔２ｄの下端を開口させるとしている。
【００３４】
そして、該ピストンナット８は、その上端部８ａに伸側ポート８ｃを有してなり、該伸側ポート８ｃの図中で上端となるその下流側端に伸側サブバルブ６を開閉可能に隣接させている。
【００３５】
尚、伸側サブバルブ６の背後側には、前記伸側減衰バルブ４のバルブストッパ４ａが間座６ａの介在下に配在されている。
【００３６】
一方、該ピストンナット８は、その下端部８ｄの内部に圧側サブバルブ７を配在させている。
【００３７】
即ち、該ピストンナット８の下端部８ｄの内周には、そこを閉塞して内空部８ｂとピストン側室Ｂとの連通を遮断するように、バルブディスク９がカシメ固着されており、該バルブディスク９に開穿の圧側ポート９ａの図中で上端となるその下流側端に圧側サブバルブ７を開閉可能に隣接させている。
【００３８】
そして、該圧側サブバルブ７背後側には、バルブストッパ７ａが間座７ｂの介在下に配在されている。
【００３９】
尚、圧側サブバルブ７，バルブストッパ７ａ及び間座７ｂは、バルブディスク９の軸芯部に挿通された固定ピン１０の外周に介装されており、かつ、固定ピン１０の下端のカシメ加工によってバルブディスク９に一体化され、所謂ブロック化されている。
【００４０】
ところで、上記ピストンナット８内、即ち、内空部８ｂ内及び前記ロッド体２に開穿の縦孔２ｄ内は、この実施例にあって、隔壁部材１１で所謂伸側と圧側に区画されている。
【００４１】
即ち、隔壁部材１１は、基本的には、内空部８ｂを上下に区画するフランジ部１１ａと、該フランジ部１１ａの軸芯部に連設されロッド体２に開穿の縦孔２ｄ内に臨在される筒状部１１ｂと、該筒状部１１ｂの上端外周に形成された膨出部１１ｃと、を有してなる。
【００４２】
そして、フランジ部１１ａの中央に筒状部１１ｂの下端が開口し、筒状部１１ｂの上端が縦孔２ｄの上端部に開口し、筒状部１１ｂの外周が縦孔２ｄの内周との間に適宜の隙間を有し、かつ、膨出部１１ｃの外周が縦孔２ｄの内周に液密状態に隣接されるとしている。
【００４３】
尚、膨出部１１ｃの外周は、ロッド体２に上下二段に開穿された前記横孔２ｅ，２ｆが縦孔２ｄの内周に開口している状態のその間に形成されるストローク部分の内周に隣接されるとしている。
【００４４】
従って、隔壁部材１１におけるフランジ部１１ａによって、ピストンナット８内の内空部８ｂが、伸側サブバルブ６に連通する伸側と、圧側サブバルブ７に連通する圧側と、に区画される。
【００４５】
また、隔壁部材１１における筒状部１１ｂによって、ロッド体２の縦孔２ｄ内が、伸側サブバルブ６に連通する伸側と、圧側サブバルブ７に連通する圧側と、に区画される。
【００４６】
尚、隔壁部材１１は、そのフランジ部１１ａの外周端がピストンナット８の下端側の内周に形成の段差部８ｅと、前記バルブディスク９の外周端にその下端が係止された筒状スペーサ１２と、の間に挟持されている。
【００４７】
その結果、この実施例にあっては、ロッド側室Ａがロッド体２に開穿の上段の横孔２ｅ，筒状部１１ｂの内周側及びフランジ部１１ａの下方側で形成される圧側バイパス路を介して圧側サブバルブ７の下流側と連通すると共に、ロッド体２に開穿の下段の横孔２ｆ，筒状部１１ｂの外周側及びフランジ部１１ａの上方側で形成される伸側バイパス路を介してを伸側サブバルブ６の上流側と連通することになる。
【００４８】
一方、振動体機構２０は、ロッド側室Ａにおけるロッド体２の外周に摺動可能に介装されたスプール２１を有してなるもので、該スプール２１は、その上下に配設され互いにスプール２１を前進方向に附勢する一対のスプリング２２，２３に挟持されている。
【００４９】
尚、該振動体機構２０における振動体、即ち、スプール２１と上下一対のスプリング２２，２３とで構成される振動体の固有振動数は、おおむね、車体と懸架バネ（図示せず）とで構成される振動体の固有振動数（１〜２Ｈｚ）付近に設定される。
【００５０】
それ故、該振動体機構２０にあっては、スプール２１は、その静止時に伸側バイパス路の上流側端、即ち、前記横孔２ｆを開口状態におき、圧側バイパス路の下流側端、即ち、前記横孔２ｅを開口状態におくことになる。
【００５１】
そして、スプール２１は、その最上昇時に圧側バイパス路の下流側端、即ち、前記横孔２ｅを閉口状態におき、その最下降時に伸側バイパス路の上流側端、即ち、前記横孔２ｆを閉口状態におくことになる。
【００５２】
ところで、スプール２１は、その内周面に形成されその静止時に上記横孔２ｆに対向する環状溝２１ａを有してなると共に、その外周側に開穿され環状溝２１ａとロッド側室Ａとを連通させる連通孔２１ｂを有してなる。
【００５３】
そして、該スプール２１は、上記環状溝２１ａが形成されることで、その上端側の内周面に残存される所謂ランド部２１ｃが、上記横孔２ｅと横孔２ｆとの間に形成される間隔分に一致するように設定されている。
【００５４】
因に、スプール２１は、有底筒状に形成されたガイド部材、即ち、前記バルブストッパ５ａ内にその下端側の外周が摺接する状態に収装されているもので、該バルブストッパ５ａとの間にダンピング室２４を形成するとしている。
【００５５】
そして、該ダンピング室２４は、バルブストッパ５ａにおける底部に開穿のオリフィス２５を介してロッド側室Ａに連通されている。
【００５６】
尚、スプール２１に上方側から隣接されるスプリング２２は、その上端がロッド体２の外周に配設されたクッション部材１３の下端に隣接のバネ受１４に係止され、スプール２１に下方側から隣接されるスプリング２３の下端が上記バルブストッパ５ａの内底部に係止されるとしている。
【００５７】
以上のように形成されたこの実施例に係る油圧緩衝器にあっては、車体側部材とされるロッド体２が静止状態にあるとき、仮に、車軸側部材たるシリンダ体１が路面振動で上下動されても、ロッド体２に介装のスプール２１は、ロッド体２の外周で静止状態におかれる。
【００５８】
このとき、相対的には、シリンダ体１内でピストン３が摺動する状態になり、ロッド側室Ａとピストン側室Ｂとが伸側減衰バルブ４及び圧側減衰バルブ５を介して連通される一方で、伸側バイパス路及び圧側バイパス路を介してであるが、伸側サブバルブ６及び圧側サブバルブ７を介しても連通される。
【００５９】
従って、このとき、油圧緩衝器において発生される減衰力は、低い、即ち、ソフトな減衰力になる。
【００６０】
これに対して、車体側部材たるロッド体２が振動で上下動されるとき、ロッド体２に介装のスプール２１は、その慣性によってロッド側室Ａにおけるロッド体２の外周で摺動状態におかれる。
【００６１】
そして、ロッド体２の振動時にスプール２１が共振し、しかもこの共振によってスプール２１がロッド体２の外周で下降した状態になるとき、ロッド側室Ａにおけるロッド体２の外周に開口する伸側バイパス路の上流側端、即ち、ロッド体２に開穿の横孔２ｆの開口がスプール２１によって閉口状態にされ、従って、伸側バイパス路が閉塞された状態になる。
【００６２】
その結果、伸側バイパス路の閉塞で伸側サブバルブ６を介してのロッド側室Ａのピストン側室Ｂへの連通が遮断され、伸側減衰バルブ４を介してのみロッド側室Ａのピストン側室Ｂへの連通が許容されることになり、従って、このとき伸側減衰力が高く、即ち、ハードになる。
【００６３】
また、共振によってスプール２１がロッド体２の外周で上昇した状態になるとき、ロッド側室Ａにおけるロッド体２の外周に開口する圧側バイパス路の下流側端、即ち、ロッド体２に開穿の横孔２ｅの開口がスプール２１によって閉口状態にされ、従って、圧側バイパス路が閉塞された状態になる。
【００６４】
その結果、圧側バイパス路の閉塞で圧側サブバルブ７を介してのピストン側室Ｂのロッド側室Ａへの連通が遮断され、圧側減衰バルブ５を介してのみピストン側室Ｂのロッド側室Ａへの連通が許容されることになり、従って、このとき圧側減衰力が高く、即ち、ハードになる。
【００６５】
以上のように、この実施例にあっては、スプール２１がバイパス路を閉塞するときには発生減衰力がハードになり、スプール２１がバイパス路を開口するときは発生減衰力がソフトになる。
【００６６】
従って、この限りにおいては、図示しないが、ロッド体２に形成される横孔が一つとされると共に、隔壁部材１１の配設が省略され、かつ、スプール２１の静止時に横孔とロッド側室とが連通される形態とすることでも、バイパス路の閉塞時に発生減衰力をハードにし、バイパス路の開口時に発生減衰力をソフトにすることが可能になる。
【００６７】
ただ、そのように設定する場合には、一方側の減衰力がハードになるときには他方側の減衰力もハードになり、一方側の減衰力がソフトになるときには他方側の減衰力もソフトになり、この発明の実施例の場合のように、いずれか一方側の減衰力がハードとされるとき、他方側の減衰力がソフトにされるように設定することが不可能になる。
【００６８】
その結果、この実施例による場合には、一方側の減衰力をハードにするとき反対側の減衰力がソフトになることから、ばね上の振動を抑えるためにハードな減衰力になっているときに、路面からの入力でロッド体２側たるピストン３とシリンダ体１との相対的な動きの方向が逆転して、却ってばね上の振動を増長する事態となるときに、ソフトな減衰力の発生状態になって、路面からの入力の車体への伝達を最小限に止めることが可能になる。
【００６９】
従って、この実施例による場合には、路面からの入力、即ち、振動の車体への伝達防止と車体の揺れ防止が同時に達成できることになる。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、バネ上共振時に自動的に所定の減衰力が発生されて、例えば、車両においては、運転者に操縦に専心させながら、路面からの振動を車体に伝達させず、かつ、不必要な車体の揺れを防止することが可能になる利点がある。
【００７１】
また、この発明によれば、油圧緩衝器自体の構成を複雑にしないから、それ自体のコスト高を招来せず、しかも、例えば、車両におけるサスペンション装置として利用する場合にも、車体側への各種センサやコントローラ等の配設を要しないことになり、装置全体としてのコスト上昇化を招来しない利点がある。
【００７２】
さらに、この発明によれば、例えば、車両におけるサスペンション装置以外の制振装置に利用する場合にも、その取付側に各種センサやコントローラ等の配設やそのための設計変更等が要請されず、従って、油圧緩衝器の交換のみで足りることになり、その汎用性を期待できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る油圧緩衝器を一部破断して示す断面図である。
【符号の説明】
１シリンダ体
２ロッド体
２ｅ，２ｆ横孔
３ピストン
４伸側減衰バルブ
５圧側減衰バルブ
６伸側サブバルブ
７圧側サブバルブ
２１スプール
２２，２３スプリング
Ａロッド側室
Ｂピストン側室

Claims

車軸側部材に設定されたシリンダ体内にピストンを介して車体側部材に設定されたロッド体を出没自在に挿入し、上記ピストンはシリンダ体にロッド側室とピストン側室とを区画し、ロッド側室とピストン側室とはピストンに配設した伸側減衰バルブと圧側減衰バルブとを介して連通すると共に、伸側減衰バルブと圧側減衰バルブとをそれぞれ迂回する伸側バイパス路と圧側バイパス路とを介して連通している油圧緩衝器において、伸側バイパス路の下流側端に伸側サブバルブを配設し、圧側バイパス路の上流側端に圧側サブバルブを配設し、上記伸側バイパス路の上流側端と上記圧側バイパス路の下流側端をロッド体に上下二段に開穿した各横孔を介してそれぞれロッド側室に連通させ、更にロッド側室におけるロッド体の外周に上下に配設したスプリングの介在下にスプールを摺動可能に挿入し、シリンダ体が上下動してもロッド体とスプールとが静止状態にある時は上記スプールが上記各横孔を開口し、ロッド体が振動してスプールが共振し、且つ当該スプールが下降した時伸側バイパス路に連通する横孔を遮断すると共に上昇した時圧側バイパス路に連通する横孔を遮断させるようにしたことを特徴とする油圧緩衝器。