JP4491284B2

JP4491284B2 - 油圧緩衝器

Info

Publication number: JP4491284B2
Application number: JP2004174116A
Authority: JP
Inventors: 辰也政村
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2024-06-11
Also published as: JP2005351419A

Description

本発明は、自動車等の車両の懸架装置として利用される減衰力調整式油圧緩衝器に関する。

この種の油圧緩衝器としては、例えば、特許文献１に開示されたものが開示されている。

この油圧緩衝器は、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストン棒と、シリンダ内にピストンを介して区画した第１、第２の油室たる作業室と、ピストンとピストン棒内に形成されて上記第１、第２の作業室を連通するメイン通路と、メイン通路の途中に設けた減衰バルブと、同じく上記メイン通路の途中に上記減衰バルブと直列に設けた減衰力調整機構とからなるものである。

そして、上記減衰力調整機構がメイン通路を開閉するスプール型の弁体と、この弁体の背部に設けられて当該弁体を閉じ方向に附勢するばねエレメントと、ばねエレメントには対向するソレノイドと、弁体の背面にパイロット圧を作用するパイロット室たる伸側コントロールチャンバと、弁体内に形成されて上記コントロールチャンバを作業室側に連通させるパイロット通路と、上記ばねエレメントで閉じ方向に附勢されながら上記パイロット通路を開閉するポペット型の弁エレメントとで構成している。

上記の構成により、弁体がばねエレメントで閉じ方向に直接附勢され、又この弁体はばねエレメントと対応する作業室の減衰流動体の圧力によって附勢されている。

そして、伸び行程ではスプール型弁体がポペット型の弁エレメントで設定されるコントロールチャンバ内のパイロット圧で附勢され、圧行程ではばねエレメントで直接附勢され、ソレノイドの吸引力でばねエレメントの附勢力を減少させる方向に作用させ、ソレノイドに対する通電電流に応じて減衰力を可変可能としている。
特開平１１-７２１３３号公報（図２）

上記従来の油圧緩衝器では、メイン通路を開閉するスプール型の弁体に対して伸行程でコントロールチャンバのパイロット圧で附勢し、圧行程ばねエレメントで直接附勢しているため、パイロット圧力は伸行程で作用する一つのコントロールチャンバのみとなる。このため、圧行程での減衰力可変範囲がばねエレメントのみに依存し、調整巾を大きくとれない不具合がある。

そこで、本発明の目的は、伸行程のみならず、圧行程においても減衰力可変範囲を大きくとれるようにした油圧緩衝器を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明の手段は、シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンを介して区画した第１、第２の油室と、ピストンに形成されて第１、第２の油室を連通する伸ポートと圧ポートと、伸ポートと圧ポートの出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸リーフバルブと圧リーフバルブとを備えた油圧緩衝器において、ピストンとピストンロッド内に設けられて上記伸リーフバルブと圧リーフバルブとを迂回するパイロット通路と、パイロット通路から分岐して上記伸リーフバルブと圧リーフバルブの背面側に設けた伸背圧室と圧背圧室に連通する伸連通路と圧連通路と、パイロット通路の途中に設けられて当該パイロット通路を開閉するポペット型の弁体と、弁体の背部に設けられて当該弁体を閉じ方向に附勢するスプリングと、スプリングに対向して設けたソレノイドとを有し、上記ソレノイドに印加する電流に応じて上記弁体のクラッキング圧を調整しながら減衰力を調整し、上記ポペット型の弁体が上記パイロット通路に連通するシート孔と横穴とを備えた中空な第１の弁体と、第１の弁体内に移動自在に挿入されて上記シート孔と横穴とを開閉する第２の弁体とからなり、第２の弁体の背部にスプリングを当接して第１、第２の弁体を閉じ方向に附勢させ、更に弁体の背面側に背圧室を設け、この背圧室を第２の弁体内に形成した連通孔を介して上記シート孔に連通させることを特徴とするものである。

本発明によれば、伸リーフバルブと圧リーフバルブの背面側の各背圧室にそれぞれ独立したパイロット圧を導くようにし、このパイロット圧が一つのソレノイドで二つの弁体のクラッキング圧を制御して調整させるので伸行程のみならず圧行程においても減衰力可変範囲を大きく取れ、しかも伸行程と圧行程の可変範囲を独立して設定できる。

本発明に係る油圧緩衝器は、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内にピストン２を介して移動自在に挿入したピストンロッド３と、シリンダ１内にピストン２を介して区画した第１、第２の油室Ａ，Ｂと、シリンダ１内にフリーピストンＦを介して区画したガス室Ｇと、ピストン２とピストンロッド３に組込んだピストンバルブＶＡとからなるものである。

図２乃至図４はピストンバルブＶＡの拡大断面図であり、図２は本発明の要部に符号を付した断面図であり、図３は図２と同じであるが、各部材に詳しくそれぞれ符号を付した断面図である。

理解しやすいように、図２に基づいて本発明の基本的な構造を説明する。

本発明の油圧緩衝器は、シリンダ１内にピストン２を介して移動自在に挿入したピストンロッド３と、シリンダ１内にピストン２を介して区画した第１、第２の油室Ａ、Ｂと、ピストン２に形成されて第１、第２の油室Ａ、Ｂを連通する伸ポート４と圧ポート５と、伸ポート４と圧ポート５の出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸リーフバルブ６と圧リーフバルブ７とを備えたものである。更にピストン２とピストンロッド３内に設けられて上記伸リーフバルブ６と圧リーフバルブ７とを迂回するパイロット通路Ｐと、パイロット通路Ｐから分岐して上記伸リーフバルブ６と圧リーフバルブ７の背面側に設けた伸背圧室１７と圧背圧室１８に連通する伸連通路９と圧連通路１０と、パイロット通路Ｐの途中に設けられて当該パイロット通路Ｐを開閉するポペット型の弁体１２，１３と、弁体１２，１３の背部に設けられて当該弁体１２，１３を閉じ方向に附勢するスプリング１１と、スプリング１１に対向して設けたソレノイドＳとを有し、上記ソレノイドＳに印加する電流に応じて上記弁体１２，１３のクラッキング圧を調整しながら減衰力を調整する。

この場合、ポペット型の弁体がパイロット通路Ｐに連通するシート孔ａと横穴ｂとを備えた中空な第１の弁体１２と、第１の弁体１２内に移動自在に挿入されて上記シート孔ａと横穴ｂとを開閉する第２の弁体１３とからなる。第２の弁体１３の背部にスプリング１１を当接して第１，第２の弁体１２，１３を閉じ方向に附勢させ、更に第２の弁体１３の背面側に背圧室１４を設け、この背圧室１４を第２の弁体１３内に形成した連通孔１５を介して上記シート孔ａに連通させている。

伸連通路９と圧連通路１０の入口が第１、第２の弁体１２，１３より上流側の伸側パイロット室２２と圧側パイロット室２３にそれぞれ開口し、第１、第２の弁体１２，１３に作用するパイロット通路Ｐの前圧をそれぞれ伸背圧室１７と圧背圧室１８に導入させている。

ソレノイドＳはステ−タ１９と、ステ−タ１９の外周に設けたコイル２０と、コイル２０の内側に移動自在に設けたプランジャ２１とプランジャ２１をポペット型の弁体１２，１３と連動させている。

以下詳細な構造を図３にもとづいて説明する。

ピストンロッド３の先端にはハウジング２４が接合され、キャップ２５、ガイド２６、非磁性体のフィラーパイプ２７、ガイド２８が挿入され、ボス２９とハウジング２４をネジ締結することにより、各部品は固定されている。また、ガイド２６、フィラーパイプ２７、ガイド２８の各嵌合部は溶接等の手段によりガイドアッセンブリーとして構成され、機密性が確保できるようになっている。ハウジング２４上端面には放射状に溝が彫られ、リバウンドストッパ７９が押し当てられても、この溝により通路３０が形成されるようになっている。また、ハウジング２４には通路３０からハウジング内部に連通する通路３１が設けられている。キャップ２５にはハウジングに当接する面に環状溝があり、ガイド２６に設けた通路３２に連通するように、通路３３が小孔３４を介して設けてある。

ガイドアッセンブリー外側にはハーネス７５に接続されたコイル２０が嵌装されている。また、ガイドアッセンブリー内部には、油路たる切欠きを設けた切欠プレート３５、弁体１２，１３に附勢力を与えるスプリング１１、弁体１２，１３、プランジャ２１が挿入されている。プランジャ２１は中央部の穴とガイド２６の突出した円筒部との間で通路３６を形成し、弁体１３の鍔部に当接する端面部には通路３７たる穴が設けもられている。弁体１２の中央には弁体１３のテーパー部が当接するシート孔ａが設けられ、円筒部にはパイロット通路たる横穴ｂが設けられている。弁体１３はテーパー部と反対側に円筒部を有し、ガイド２６の中央部の穴に嵌装され、背圧室１４を形成している。弁体１３の中央には先端と背圧室側を連通する連通孔１５が設けられ、円筒部の径は弁体１２のシート穴径（弁体１３のシート径）より大きな径に設定されている。即ち、弁体１２の円筒部の径をＤ１、弁体１２のシート穴径（弁体１３のシート径）をＤ２とすると、Ｄ１，＞Ｄ２の関係にある。（図４）
弁体１２は筒状のボス２９の中空部に螺合されたプラグ３８端面のシート部に当接され、ガイドアッセンブリー内は伸側パイロット室２２を構成している。また、プラグ３８端面のシート穴部の径Ｄ３はＤ３＞Ｄ１の関係に設定されている。ボス２９のハウジング内部側には環状の溝が掘られ、その中にリテーナー３９、キャップ４０、ノンリタンスプリング４１、リーフバルブ４２、切欠リーフバルブ４３、ディスク４４がホルダー４５でボス２９に圧入固定され、油室Ａからの油の流れを阻止するようにチェック弁６５Ａを構成している。ボス２９の端面にはパイロット通路たる穴４６が設けられ、ディスク４４にはパイロット通路たる穴４７が設けられている。

ボス２９の外側には圧キャップ４８、圧スペーサー４９、圧カンザ５０、圧リーフバルブ７、ピストン２、伸リーフバルブ６、伸カンザ５１、伸スペーサー５２、伸キャップ５３がピストンナット５４で締結されている。ピストン２は外周にテフロン（登録商標）バンドが巻かれ、このピストン２には油室Ａ，油室Ｂを連通する伸ポート４、圧ポート５が設けられている。伸ポート４の油室Ｂ側は伸リーフバルブ６で閉塞され、圧ポート５の油室Ａ側は圧リーフバルブ７で閉塞されている。すなわち、圧キャップ４８〜圧リーフバルブ７の部材で圧減衰力バルブＶ１を、伸リーフバルブ６〜伸キャップ５３の部材で伸減衰力バルブＶ２を構成している。圧キャップ４８と圧リーフバルブ７の間には、圧キャップ４８の内側を摺動する圧スライダー５５が圧メインバルブスプリング５６により圧リーフバルブ７側に附勢されるとともに圧背圧室１８を形成している。伸側も同様に、伸キャップ５３と伸リーフバルブ６の間には、伸キャップ５３の内側を摺動する伸スライダー５７が伸メインバルブスプリング５８により伸リーフバルブ６に附勢されるとともに、伸背圧室１７を形成している。

ピストンナット５４先端には穴が掘られ、その中にディスク５９、切欠リーフバルブ６０、リーフバルブ６１、ノンリタンスプリング６２、キャップ６３、リング６４がカシメ固定され、油室Ｂからの油の流れを阻止するようにチェック弁６５Ｂを構成している。

ボス２９内に螺合されたプラグ３８に、中央部に貫通穴たるパイロット通路６４を有し、外周部には伸連通路６５たる環状溝が設けられ、ねじ部に設けられたスリット状の伸連通路６６により伸側パイロット室に連通されている。また、ボス２９のピストンが装着されている小径部には軸方向に伸連通路６７たるスリットが設けられ、半径方向の穴たる伸連通路６８により伸連通路６５と連通すると共に、伸スペーサー５２に設けられた伸連通路６９により伸背圧室１７に連通している。即ち、これらの伸連通路６７，６８，６９を介して、伸背圧室１７と伸側パイロット室２２は同じ圧力になるようになっている。

プラグ３８とチェック弁６５Ｂの間のボス中空部は圧側パイロット室２３となっており、ボス２９の半径方向の穴たる圧連通路７０、軸方向のスリットである圧連通路７１、圧スペーサー４９に設けられた穴の圧連通路７２により、圧背圧室１８に連通している。即ち、これらの圧連通路７０，７１，７２を介して、圧背圧室１８と圧側パイロット２３は同じ圧力になるようになっている。

また、各部の嵌合部や合わせ面で外部への油洩れにつながるところ、及び内部洩れを極力抑えたい部位はＯリング７３，７４でシールされている。

次に作動について説明する。

まずコイル２０に通電されていない場合の作動について説明する。伸行程では油室Ａの油の一部がパイロット通路４６、切欠リーフバルブ４３の切欠部（オリフィス）、パイロット通路４７、伸側パイロット室２２、パイロット通路たる横穴ｂを通り弁体１３を開き、パイロット通路６４、圧側パイロット室２３を経て、チェック弁６５Ｂを開き油室Ｂに流れる。弁体１３はスプリング１１により附勢されているので、このとき伸側パイロット室２２の圧力は弁体１３のクラッキング圧に保たれる。残りの油は伸ポート４を通り、伸リーフバルブ６を開いて油室Ｂに流れるが、伸背圧室１７には伸側パイロット室２２の弁体１３のクラッキング圧が作用しており、伸リーフバルブ６を開くには大きな圧力が必要となる。即ち、油室Ａと油室Ｂとの間に大きな圧力差を生じ、ピストンロッド３を引き下げようとする大きな伸側減衰力を発生する。

圧行程では、油室Ｂの油の一部が切欠リーフバルブ６０の切欠部（オリフィス）、圧側パイロット室２３、パイロット通路６４、弁体１２を開き、伸側パイロット室２２、パイロット通路４７、チェック弁６５Ａを開き、パイロット通路４６を通って油室Ａに流れる。弁体１２は弁体１３を介してスプリング１１で附勢されているので、このときパイロット通路６４及び圧側パイロット室２３の圧力は弁体１２のクラッキング圧に保たれる。弁体１３にも圧側パイロット室２３の圧力が作用するが、弁体１３の連通孔１５を介して背圧室も同圧になっているので、Ｄ１＞Ｄ２の関係により常に弁体１２に押付けられ、弁体１３のみ開くことはない。油室Ｂの残りの油は圧ポート５を通り、圧リーフバルブ７を開いて油室Ａに流れるが、圧背圧室１８には圧側パイロット室２３の弁体１２のクラッキング圧が作用しており、圧リーフバルブを開くには大きな圧力が必要となる。即ち、油室Ｂと油室Ａの間に大きな圧力差を生じ、ピストンロッド３を押し上げようとする大きな圧側減衰力が発生する。

次にコイル電流を流した場合について説明する。コイル２０に電流を流すとコイル２０の回りに磁力が発生し、磁力の大きさは電流の大きさにより変わる。磁力はガイド２６、キャップ２５、ハウジング２４、ガイド２８、フランジャ２１を通るループ状に発生する。ガイド２６とプランジャ２１の間には隙間があるので、磁力によりプランジャ２１はガイド２２に引き付けられるように吸引力が働く。吸引力は弁体１３の鍔部を介してスプリング１１を縮める方向に作用するが、スプリング１１にはイニシャル力が作用しているので、吸引力がイニシャル力を超えない間はスプリング１１は撓まず、イニシャル力から吸引力を減じた力が弁体１３の鍔部に附勢力として作用することになる。即ち、非通電時のスプリング１１の附勢力を減少されたことと同じになる。伸行程では弁体１３のクラッキング圧が圧行程では弁体１２のクラッキング圧が減少することとなり、伸背圧室１７及び圧背圧室１８の圧力も減少し、伸及び圧のリーフバルブ６，７は低い圧力で開き、油室Ａ〜Ｂ間の圧力差も小さくなって低い減衰力を発生することとなる。以上から分かるように、吸引力がスプリング１１のイニシャル力と等しくなる電流値にした時に最も低い減衰力が得られ、非通電磁には最も高い減衰力が得られることになる。この間で電流値を連続的に変化させることにより、それに応じて減衰力も連続的に変化させることができる。

ガイドアッセンブーの内部から油室Ａに連通する通路３１〜３６があるが、通路中の小孔は極めて小さく設定されており、減衰力には殆ど影響は与えないようになっている。組立時にガイドアッセンブリーの中に空気が残ったときに、この通路を通って油室Ａに抜けて行き、ピストンバルブ内は油で満たされる状態となる。

本発明に係る油圧緩衝器の縦断面図である図１の油圧緩衝器のピストンバルブ部の拡大断面図である。符号を詳しく記入した図２と同じピストンバルブ部の拡大断面図である。図３の一部拡大断面図である。

符号の説明

１シリンダ
２ピストン
３ピストンロッド
４伸ポート
５圧ポート
６伸リーフバルブ
７圧リーフバルブ
９伸連通路
１０圧連通路
１１スプリング
１２，１３弁体
１７伸背圧室
１８圧背圧室
Ａ第１の油室
Ｂ第２の油室
Ｐパイロット通路
Ｓソレノイド

Claims

シリンダ内にピストンを介して移動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンを介して区画した第１、第２の油室と、ピストンに形成されて第１、第２の油室を連通する伸ポートと圧ポートと、伸ポートと圧ポートの出口端にそれぞれ開閉自在に設けた伸リーフバルブと圧リーフバルブとを備えた油圧緩衝器において、ピストンとピストンロッド内に設けられて上記伸リーフバルブと圧リーフバルブとを迂回するパイロット通路と、パイロット通路から分岐して上記伸リーフバルブと圧リーフバルブの背面側に設けた伸背圧室と圧背圧室に連通する伸連通路と圧連通路と、パイロット通路の途中に設けられて当該パイロット通路を開閉するポペット型の弁体と、弁体の背部に設けられて当該弁体を閉じ方向に附勢するスプリングと、スプリングに対向して設けたソレノイドとを有し、上記ソレノイドに印加する電流に応じて上記弁体のクラッキング圧を調整しながら減衰力を調整し、上記ポペット型の弁体が上記パイロット通路に連通するシート孔と横穴とを備えた中空な第１の弁体と、第１の弁体内に移動自在に挿入されて上記シート孔と横穴とを開閉する第２の弁体とからなり、第２の弁体の背部に上記スプリングを当接して第１、第２の弁体を閉じ方向に附勢させ、更に弁体の背面側に背圧室を設け、この背圧室を第２の弁体内に形成した連通孔を介して上記シート孔に連通させていることを特徴とする油圧緩衝器。
伸連通路と圧連通路の入口が第１、第２の弁体より上流側に開口し、第１、第２の弁体に作用するパイロット通路の前圧をそれぞれ伸背圧室と圧背圧室に導入させている請求項１の油圧緩衝器。
ソレノイドはステ−タと、ステ−タの外周に設けたコイルと、コイルの内側に移動自在に設けたプランジャとからなり、プランジャをポペット型の弁体と連動させている請求項１又は２の油圧緩衝器。