(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンロッドの下端部に組付けられシリンダ内を上部室及び下部室に区画するピストンと、ピストンの下面に積層されたメインリーフバルブとを備えた油圧緩衝器のバルブ構造において、上部室からピストンの内周ポートを経てピストン下面の開口窓に至る第１通路と、ピストンロッドの下端外面に開口する横穴及びピストンロッドの中空孔を経てピストン下面の上記開口窓に至る第２通路と、当該第２通路の横穴の外面に上下動自在に嵌装されるシャッタと、ストッパに支持されシャッタの下方側に配設されるサポートスプリングと、リバウンドクッションの圧縮荷重を支持しシャッタの上方側に配設されるリバウンドスプリングとを備え、上記シャッタをサポートスプリングとリバウンドスプリングとで挟持してなり、リバウンドクッションの圧縮荷重に応じて、シャッタで前記第２通路を開閉することを特徴とする油圧緩衝器のバルブ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の懸架装置など車体の振動を抑制する油圧緩衝器の伸側減衰力を発生するバルブ構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の油圧緩衝器としては、例えば図３に示す実開平１−１１１８４０公報に開示されたもの（図３は当該公報の第２図に相当）が開発されている。まず構造の概要を図面に基づいて説明する。
車体と車輪との間に結合部材を介して取付けられる油圧緩衝器は、ピストンロッド１にピストンバルブＰＶを組み付け、それを摺動自在に収容するとともに下端部にベースバルブＢＶを装着したシリンダ２を外筒３に収容し、外気を遮断するシール１６とロッドガイド１７とを収容したパッキンケース１８を外筒３の上部から嵌挿した後、外筒３の上端部を全周溶接等により密封して形成されている。そして、シリンダ２と外筒３の間にはタンク室Ｃが形成される。
【０００３】
作動油の充満したシリンダ２内をピストンロッド１が上昇する際には、密閉された上部室Ａの作動油は、ピストンバルブＰＶを介して、下部室Ｂに流出し、この際の通路抵抗が伸長側減衰力となる。ピストンロッド１の上昇によって不足するピストンロッド退出体積分の作動油は、前記シリンダ２の下端部に配設されたベースバルブＢＶを介してタンク室Ｃより吸入される。
【０００４】
次に、この油圧緩衝器のピストン部について説明する。
ピストンロッド１の下端部には上部よりも小径のインロー部１Ａが設けられ、ここにバルブ押え４，ノンリタンスプリング５，ノンリタンバルブ６，ピストンリング１４及びピストンバンド１５を装着したピストン７，メインリーフバルブ８，サブリーフバルブ９，カンザ１０を順次挿入する。最後にスプリング１３に付勢されたスプリングシート１２を上下動自在に緩挿したピストンナット１１を螺着し、規定のトルクで締結することによりピストンバルブＰＶが構成される。
【０００５】
シリンダ２内を上部室Ａと下部室Ｂに区画するピストン７には、内周ポート７Ａ及び外周ポート７Ｂが形成されている。上記内周ポート７Ａの下端部には円環状の開口窓７Ｃが形成され、当該開口窓７Ｃには、連通窓８Ａが設けられたメインリーフバルブ８と連通窓８Ａを覆うように積層されたサブリーフバルブ９とが対向し，カンザ１０を介してピストンナット１１により内周側を固定されている。ピストン速度が小さくピストン下面の開口窓７Ｃと下部室Ｂ間の圧力差が小さい所謂微低速〜低速域においては、スプリング１３にスプリングシート１２を介して付勢されているメインリーフバルブ８の外周は閉塞されている。
【０００６】
ピストン下部の開口窓７Ｃの圧力は、メインリーフバルブ８の連通窓８Ａを介してサブリーフバルブ９の上面へ導かれているので、サブリーフバルブ９の外周側がカンザ１０の外径を支持点として押し開かれ、スプリングシート１２のバイパスポート１２Ａを経て下部室Ｂに開放され、このときの通路抵抗により微低速〜低速域の減衰力を発生する。
微低速域では前記連通窓８Ａを通過する作動油の流量も少ないため、連通窓８Ａ前後の圧力差は小さいのであるが、連通窓下流のサブリーフバルブ９を押し開く際には、少流量であっても撓み剛性に見合った通路抵抗が発生するので、ピストン速度に対する立上りがリニアな減衰力を得ることができる。
【０００７】
ピストン速度が増大するに伴い連通窓８Ａを通過する流量も増え、連通窓８Ａ前後の圧力差も増大する。ピストン速度が中速域に近づくにつれ、ピストン下部の開口窓７Ｃと下部室Ｂの圧力差が大きくなるので、スプリング１３に付勢されているメインリーフバルブ８の外周がピストン下面の外周側シート面７Ｄから押し開かれ、作動油が前記サブリーフバルブ９と並列に下部室Ｂに流出し、この際の通路抵抗により、中速域以降の減衰力を発生する。
【０００８】
即ち上流側のメインリーフバルブ８と下流側のサブリーフバルブ９とは構造的には直列に積層されているが、ピストン速度が増大しメインリーフバルブ８に設けた連通窓８Ａの前後の圧力差が、スプリング１３の付勢力とメインリーフバルブ８自身の撓み剛性により定まる設定圧力を越えると、メインリーフバルブ８自体がすでに開口している連通窓８Ａと並列にピストン下面の外周側シート面７Ｄから押し開かれ、双方が共同の減衰力発生弁として作動するため、連通窓８Ａの前後の圧力差はそれ以上には増えず、ピストン速度が更に増大しても、サブリーフバルブ９を流れる流量はほぼ一定となる。
【０００９】
この結果、微低速域から低速域にかけて減衰力の立ち上がりをリニアで大きくすることができるため、ロール時などの低ピストン速度域でもしっかりと減衰力を発生して車体の揺れを抑えることができる一方、中速域以上のピストン速度に対する減衰力増加を小さく設定した場合には、コンクリート舗装道路の継ぎ目を通過する時など中速域のピストン速度が頻繁に発生する状況では、減衰力が抑えられているために路面から車体への入力が抑制され、操縦安定性と乗り心地とを両立させることができる。
【００１０】
以上の説明は、作動油の充満したシリンダ２内をピストンロッド１が上昇する伸長側についてであるが、逆にピストンロッド１が下降する所謂圧縮行程においては、ピストン７の外周ポート７Ｂを通り、ノンリタンスプリング５によって付勢されたノンリタンバルブ６を押し開いて負圧となる上部室Ａに補充される分を除いた下部室Ｂのピストンロッド進入体積分に相当する作動油は、、シリンダ２の下端部に装着されたベースバルブＢＶを介してタンク室Ｃに流出し、この際の通路抵抗が圧縮側減衰力となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明した実開平１−１１１８４０にあっては、サスペンションのストロークは有限なため、中速域以上の減衰力を低く設定した場合には、未舗装路等の悪路走行時においてはピストンロッドの伸びきり頻度が増大して、所謂悪路走破性が悪化してしまう。逆に悪路走破性を向上させるために、高ピストン速度域の減衰力を高く設定しようとすると、内周ポート７Ａを小さな面積に設定せざるを得ないという構造的宿命をもっているため、中速域の減衰力もつられて上昇してしまい、道路の継ぎ目を通過する時などでは乗り心地が悪化してしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、悪路走破性を向上させるために高ピストン速度域での減衰力を高く設定できる一方、道路の継ぎ目を通過する時などの乗り心地を悪化させないために、中速域の減衰力がつられて上昇しないようなショックアブソーバのバルブ構造を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために本発明の油圧緩衝器のバルブ構造は、ピストンロッドの下端部に組付けられシリンダ内を上部室及び下部室に区画するピストンと、ピストンの下面に積層されたメインリーフバルブと、上部室からピストンの内周ポートを経てピストン下面の開口窓に至る第１通路と、ピストンロッドの下端外面に開口する横穴及びピストンロッドの中空孔を経てピストン下面の上記開口窓に至る第２通路と、当該第２通路の横穴の外面に上下動自在に嵌装されるシャッタと、ストッパに支持されシャッタの下方側に配設されるサポートスプリングと、リバウンドクッションの圧縮荷重を支持しシャッタの上方側に配設されるリバウンドスプリングとを備え、上記シャッタをサポートスプリングとリバウンドスプリングとで挟持してなり、リバウンドクッションの圧縮荷重に応じて、シャッタで前記第２通路を開閉することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る油圧緩衝器のバルブ構造を図１に基づいて説明する。ショックアブソーバ全体の構成は従来技術と同様であるため、図１においては従来技術と異なるピストン部のみを表示している。ピストンロッド１０１の下端インロー部１０１Ａに、ストッパ１２６、カンザ１２７、バルブストッパ１０３、リーフスプリング１０４、カンザ１０５、ノンリタンバルブ１０６、ピストンバンド１２０がモールドされたピストン１０７、メインリーフバルブ１０８、サブリーフバルブ１０９、サポート１１０の順に組み込まれ、スプリングシート１１３を上下動自在に緩挿したピストンナット１１１で締結されている。ピストンナット１１１の下端フランジ部にはメインバルブスプリング１１２が着座し、当該メインバルブスプリング１１２の上端はスプリングシート１１３を介してメインリーフバルブ１０８を付勢している。
【００１５】
ピストン１０７は、シリンダ１０２内を上部室Ａと下部室Ｂとに区画するとともに、下面にはメインリーフバルブ１０８が対向する下面開口窓１０７Ｄ，背面にはノンリタンバルブ１０６が対向する背面開口窓１０７Ｅ，ピストン１０７の内径側中央部には環状溝１０７Ｆが設けられている。背面開口窓１０７Ｅは外周ポート１０７Ｂを介して下部室Ｂに開口し、上部室Ａは第１通路としての内周ポート１０７Ａを介して下面開口窓１０７Ｄに開口している。下面開口窓１０７Ｄの内外シート面のほぼ中間には、圧縮側の減衰力に相当する逆圧に耐えられるようにするため、メインリーフバルブ１０８を内側から支持する補助突起が円周上に数カ所分散して配設されている。
【００１６】
ピストンロッド１０１の下部には中空孔１０１Ｃが穿設されるとともに、その下端開口部はプラグ１１４を加締め等によって固定することにより封止される一方、当該中空孔１０１Ｃの上部は横孔１０１Ｂを介してピストンロッド１０１の下端外面に開口している。横孔１０１Ｂの近傍には基端部をストッパ１２６に支持されたサポートスプリング１２５が配設され、当該サポートスプリング１２５の上端部には、内径側にブッシュを圧入したシャッタ１２４がピストンロッド１０１の下端外面に上下動自在に嵌挿されている。
【００１７】
当該シャッタ１２４の上側には、リバウンドスプリング１２３が配設され、リバウンドスプリング１２３の上端部にはスライダ１２２が嵌着されるとともに、スライダ１２２に載置されたリバウンドクッション１２１が当該スライダ１２２と共にピストンロッド１０１外面に上下動自在にされている。下面開口窓１０７Ｄにサブポート１０７Ｃを介して連通する環状溝１０７Ｆは、横孔１０１Ｄ，中空孔１０１Ｃ，横孔１０１Ｂにより上部室Ａに連通し、上部室Ａから下面開口窓１０７Ｄに至る第２通路を形成している。
【００１８】
つぎに、伸長行程における作動について説明する。ピストン速度が低速域のときは、上部室Ａの作動油は内周ポート１０７Ａを通り下面開口窓１０７Ｄに至る第１通路と、横孔１０１Ｂ、中空孔１０１Ｃ、横孔１０１Ｄ、環状溝１０７Ｆ、サブポート１０７Ｃを通り下面開口窓１０７Ｄに至る第２通路とに分かれて下面開口窓１０７Ｄに合流する。下面開口窓１０７Ｄに合流した作動油は、メインリーフバルブ１０８の連通窓１０８Ａを介してサブリーフバルブ１０９を押し開き、スプリングシート１１３の連通窓１１３Ａを通って下部室Ｂへ流れる。サブリーフバルブ１０９を通過するときの圧力損失により、図２のＡ部に示すようなリニアな立ち上がりの低速域の減衰力を発生させることができる。
【００１９】
ピストン速度が中速域になって下面開口窓１０７Ｄ部の圧力が高くなると、メインバルブスプリング１１２に付勢されたメインリーフバルブ１０８の外周部が押し開かれ、ここからも下部室Ｂに作動油が流れる。これは前記サブリーフバルブ１０９を通る流れと並列な流れとなるため、前記第２通路が開いていることもあって、第２通路が存在しない場合の図２の点線で示す減衰力に比べ、実線で示すように伸長側減衰力のピストン速度に対する増加割合は小さく抑えられ、道路の継ぎ目走行などにおける乗り心地を悪化させないという特性が具現される（図２のＢ部）。
【００２０】
次に悪路等を走行した結果、油圧緩衝器の温度が上昇して内圧が上がり、ピストンロッド１０１が通常の作動域より上方に変移した状態について説明する。この状態になると、リバウンドクッション１２１が図示を省略したロッドガイドに当接し、スライダ１２２を介してリバウンドスプリング１２３及びサポートスプリング１２５を圧縮しながら両スプリング１２３，１２５に挟持されたシャッタ１２４を下方に押し下げ、リバウンドクッション１２１に付加される圧縮荷重に応じて横孔１０１Ｂの連通面積を制御する。リバウンド荷重が増加すると最終的にはシャッタ１２４の下端部がストッパ１２６に当たって停止するとともに横孔１０１Ｂは閉じられ、ピストンロッド１０１の伸縮に対してはリバウンドスプリング１２３のみが撓むことになる。
【００２１】
この状態においては横孔１０１Ｂが閉じられるので、ピストンロッドの中空孔１０１Ｃを通る第２通路は遮断され、上部室Ａから下面開口窓１０７Ｄに至る通路は内周ポート１０７Ａのみとなるが、低速域では内周ポート１０７Ａの圧力損失は小さいので、その時の減衰力特性は、通常位置とほぼ同様の図２のＡ部のようになる。ピストン速度が速くなり、中速域から高速域の状態になると、内周ポート１０７Ａでの圧力損失が大きくなり、ピストン速度に対する減衰力の増加割合の大きい図２のＣに示すような特性となる。
【００２２】
すなわち、悪路走行等により油圧緩衝器内の温度が上昇して内圧が上がり、ピストンロッド１０１が通常の作動域より上方にある状態においては、通路が第１通路に限定され圧力損失が大きくなるために、高速域の減衰力を高くすることができるので、悪路での走破性を向上させることができるのである。
ピストンロッド１０１が退出した分の作動油は、図示していないリザーバからベースバルブを通って、下部室Ｂに吸入される。
【００２３】
ピストンロッド１０１が下降する所謂圧縮行程においては、ピストンの外周ポート１０７Ｂを通り、ノンリタンスプリング１０４によって付勢されたノンリタンバルブ１０６を押し開いて負圧となる上部室Ａに補充される分を除いた下部室Ｂのピストンロッド進入体積分に相当する作動油は、図示を省略したベースバルブを介してタンク室に流出し、この際の通路抵抗が圧縮側減衰力となる。
【００２４】
【発明の効果】
以上、詳述した通り本発明においては、ピストン速度が中速域以下のときは、上部室Ａの作動油はピストンの内周ポート１０７Ａを通り下面開口窓１０７Ｄに至る第１通路と、横孔１０１Ｂ，中空孔１０１Ｃ，横孔１０１Ｄ，環状溝１０７Ｆ，サブポート１０７Ｃを通り下面開口窓１０７Ｄに至る第２通路とに分かれて下面開口窓に合流し、メインリーフバルブ１０８の連通窓１０８Ａを通り、サブリーフバルブ１０９を押し開き、スプリングシート１１３の連通窓１１３Ａを通って下部室Ｂへ流れる。サブリーフバルブを通過するときの圧力損失により、リニアな立ち上がりの低速域の減衰力を発生させることができるため、ロール等の車体の揺れが抑制される。
ピストン速度が中速域になって下面開口窓部の圧力が高くなると、メインバルブスプリング１１２に付勢力されたメインリーフバルブの外周部が押し開かれて下部室に作動油が流れる。これはメインリーフバルブの連通窓に対向する前記サブリーフバルブを通る流れと並列な流れとなるため、ピストン速度に対する中速域の減衰力の増加が比較的小さく抑えられ、道路の継ぎ目走行などにおける乗り心地の悪化を防止することができる。
【００２５】
悪路走行等により油圧緩衝器の温度が上昇して内圧が上がり、ピストンロッド１０１が通常の作動域より上方に変移した状態になると、リバウンドクッション１２１がロッドガイドに当接し、スライダ１２２を介してリバウンドスプリング１２３及びサポートスプリング１２５を圧縮しながら両スプリング１２３，１２５に挟持されたシャッタ１２４を下方に押し下げ、リバウンドクッション１２１に付加されるリバウンド荷重に応じて横孔１０１Ｂの連通面積を制御する。リバウンド荷重が増加すると最終的には第２通路は遮断され、上部室Ａから下面開口窓１０７Ｄに至る通路は内周ポート１０７Ａのみとなる。このためピストン速度が中速域から高速域になると、内周ポート１０７Ａでの圧力損失が大きくなり、ピストン速度に対する減衰力の増加割合を大きくすることができる。すなわち、舗装道路の継ぎ目等を走行する場合の乗り心地を悪化させないという特性を維持したまま、悪路走行等の際のピストン速度の高速域における減衰力を高くすることができるので、悪路での走破性を向上させることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる油圧緩衝器のピストン部の断面図である。
【図２】  本発明に係わる油圧緩衝器の減衰力特性である。
【図３】  従来技術に係わる油圧緩衝器の縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ  上部室
Ｂ  下部室
１０１  ピストンロッド
１０１Ｂ  ピストンロッドの下端外面に開口する横孔
１０１Ｃ  ピストンロッドの中空孔
１０２  シリンダ
１０７  ピストン
１０７Ａ  ピストンの内周ポート（第１通路）
１０７Ｄ  ピストン下面の開口窓
１２１  リバウンドクッション
１２３  リバウンドスプリング
１２４  シャッタ
１２５  サポートスプリング
１２６  ストッパ
１０１Ｂ〜１０１Ｃ〜１０１Ｄ〜１０７Ｆ〜１０７Ｃ  第２通路
【図１】
0003907283.tif 000002
【図２】
0003907283.tif 000003
【図３】
0003907283.tif 000004