(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって油液を流通させる伸び側及び縮み側油路と、該伸び側及び縮み側油路の少なくとも一方に設けられ、前記伸び側又は縮み側油路の油液の流れを制御して減衰力を発生させるパイロット型減衰力調整弁とを備え、該パイロット型減衰力調整弁は、前記ピストンロッドの伸び行程又は縮み行程の同一行程において開弁圧の異なる複数の主減衰弁と、該複数の主減衰弁を制御する一のパイロット制御弁とからなることを特徴とする減衰力調整式油圧緩衝器。
【請求項２】
前記複数の主減衰弁は、セット荷重が異なるポペット弁であることを特徴とする請求項１に記載の減衰力調整式油圧緩衝器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車等の車両の懸架装置に装着される減衰力調整式油圧緩衝器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両の懸架装置に装着される油圧緩衝器には、路面状態、走行状態等に応じて、乗り心地や操縦安定性を向上させるために、減衰力特性を適宜調整できるようにした減衰力調整式油圧緩衝器がある。
【０００３】
減衰力調整式油圧緩衝器は、一般に、油液を封入したシリンダ内にピストンロッドを連結したピストンを摺動可能に嵌装してシリンダ内を2室に画成し、ピストン部にシリンダ内の2室を連通させる主油液通路およびバイパス通路を設け、主油液通路にはオリフィスおよびディスクバルブ等からなる減衰力発生機構を設け、バイパス通路にはその通路面積を調整する減衰力調整弁を設けた構成となっている。
【０００４】
この構成により、減衰力調整弁によってバイパス通路を開いてシリンダ内の2室間の油液の流通抵抗を小さくすることにより減衰力を小さくし、また、バイパス通路を閉じて2室間の流通抵抗を大きくすることにより減衰力を大きくする。このように、減衰力調整弁の開閉により減衰力特性を適宜調整することができる。
【０００５】
しかしながら、上記のようにバイパス通路の通路面積のみによって減衰力を調整するものでは、ピストン速度の低速域においては、減衰力は油液通路のオリフィスの絞りに依存するので、減衰力特性を大きく変化させることができるが、ピストン速度の中高速域においては、減衰力が主油液通路の減衰力発生機構（ディスクバルブ等）の開度に依存するため、減衰力特性を大きく変化させることができない。
【０００６】
そこで、例えば特開平7-332425号公報に記載されているように、伸び側および縮み側共通の主油液通路の減衰力発生機構として、ディスクバルブの背部に背圧室（パイロット室）を形成し、この背圧室を固定オリフィスを介してディスクバルブの上流側のシリンダ室に連通させ、また、可変オリフィス(パイロット制御弁）を介してディスクバルブの下流側のシリンダ室に連通させたパイロット型減衰力調整弁を設けたものが知られている。
【０００７】
この減衰力調整式油圧緩衝器によれば、可変オリフィスを開閉することにより、シリンダ内の2室間の連通路面積を直接調整するとともに、可変オリフィスで生じる圧力損失によって背圧室の圧力を変化させてディスクバルブの開弁圧力を変化させることができる。このようにして、オリフィス特性（減衰力がピストン速度の2乗にほぼ比例する）およびバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）を調整することができ、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のパイロット型減衰力調整弁を備えた減衰力調整式油圧緩衝器では、次のような問題がある。パイロット型減衰力調整弁は、圧力制御弁であり、ピストン速度にかかわらず、ほぼ一定の減衰力を発生するため、ばね上の振動を制御するのには好都合であるが、ばね下の振動に対しては減衰力が不足がちであり、また、開弁時の特性が急激に変化するため、振動、騒音を発生しやすい。さらに、パイロット型減衰力調整弁としてディスクバルブを使用しているため、セット荷重およびばね定数のばらつきが大きく、また、耐久性の点で不利である。なお、パイロット型減衰弁に対して、サブバルブ(ディスクバルブ)を直列に配置することにより、減衰力特性をある程度調整することができるが、このようにした場合、サブバルブの減衰力が加算されるため、ソフト側の減衰力を充分小さく設定することが困難になる。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、理想的な減衰力特性を得ることができるパイロット型減衰力調整弁を備えた減衰力調整式油圧緩衝器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る減衰力調整式油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部へ延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって油液を流通させる伸び側及び縮み側油路と、該伸び側及び縮み側油路の少なくとも一方に設けられ、前記伸び側又は縮み側油路の油液の流れを制御して減衰力を発生させるパイロット型減衰力調整弁とを備え、該パイロット型減衰力調整弁は、前記ピストンロッドの伸び行程又は縮み行程の同一行程において開弁圧の異なる複数の主減衰弁と、該複数の主減衰弁を制御する一のパイロット制御弁とからなることを特徴とする。
このように構成したことにより、パイロット型減衰力調整弁の複数の主減衰弁が順次開弁および閉弁することにより、減衰力が段階的に調整される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第1実施形態について、図1ないし図3を参照して説明する。
図3に示すように、第1実施形態に係る減衰力調整式油圧緩衝器1は、シリンダ2の外周に外筒3が設けられ、シリンダ2と外筒3との間にリザーバ4が形成された二重筒構造となっている。シリンダ2内には、ピストン5が摺動可能に嵌装され、このピストン5によってシリンダ2内がシリンダ上室2Aとシリンダ下室2Bとの2室に画成されている。ピストン5には、ピストンロッド6の一端側がナット7によって連結されており、ピストンロッド6の他端側は、シリンダ2および外筒3の上端部に装着されたロッドガイド8およびオイルシール9に挿通されて外部へ延出されている。シリンダ2の下端部には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを区画するベースバルブ10が設けられている。そして、シリンダ上下室2A,2B内には、油液が封入され、リザーバ4内には、油液およびガスが封入されている。
【００１２】
ピストン5には、シリンダ上下室2A,2B間の油液の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構11(図1参照)が設けられている。また、ベースバルブ10には、シリンダ下室2Bとリザーバ4とを連通させる伸び側および縮み側油路12,13が設けられている。伸び側油路12には、リザーバ4側からシリンダ下室2B側への油液の流通のみを許容する逆止弁14が設けられ、縮み側油路13には、シリンダ下室2B側からリザーバ4側への油液の流通に抵抗を付与するオリフィスおよびディスクバルブからなる減衰弁15が設けられている。
【００１３】
次に、減衰力発生機構11について図1を参照して説明する。なお、図1は減衰力発生機構11を模式的に示している。
図1に示すように、ピストン5には、シリンダ上下室2A,2B間を連通させる第1、第2伸び側主通路16,17(油路)および副通路18が設けられている。第1および第2主通路には、それぞれシリンダ上室2A側の油液の圧力を受けて開弁する第1および第2ポペット弁19,20(主減衰弁)が設けられている。第1および第2ポペット弁19,20には、それぞれその弁体21,22を閉弁方向に付勢する弁ばね23,24が設けられている。また、弁体21,22の背部には、それぞれその内圧を弁体21,22に対して閉弁方向に作用させる背圧室25,26が設けられている。
【００１４】
第1および第2ポペット弁19,20は、弁体21,22の受圧面積、弁ばね23,24のセット荷重等が異なっており、第1ポペット弁19の開弁圧力が第2ポペット弁20の開弁圧力より低く設定されている。
【００１５】
副通路18には、その上流側(シリンダ上室2A側)に固定オリフィス27が設けられ、下流側(シリンダ下室2B側)にパイロット制御弁28が設けられている。そして、副通路の固定オリフィス27とパイロット制御弁28との間の部分が第1および第2ポペット弁19,20の背圧室25,26に連通されている。パイロット制御弁28(圧力制御弁)は、弁体29が弁ばね30によって閉弁位置へ付勢されており、副通路18のシリンダ上室2A側の圧力が制御圧力に達したとき、弁体29が弁ばね30の付勢力に抗して開弁するようになっており、比例ソレノイド31のプランジャ32の推力、すなわち、コイル33への通電電流によって弁ばね30のセット荷重を変化させることにより制御圧力を調整することができる。
【００１６】
なお、ここでは図示を省略するが、ピストン5には、シリンダ上下室2A,2B間を連通させる縮み側通路およびピストンロッド6の縮み行程時に縮み側通路の油液の流動を制御して減衰力を発生させるオリフィス、ディスクバルブ等からなる縮み側減衰弁が設けられている。
【００１７】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
ピストンロッド7の伸び行程時には、シリンダ上室2A側の油液が加圧されて、副通路18を通ってシリンダ下室2B側へ流れ、固定オリフィス27およびパイロット制御弁28の制御圧力に応じて減衰力が発生し、シリンダ上室2A側の圧力が第1、第2ポペット弁19,20の開弁圧力に達すると、第1および第2ポペット弁19,20が順次開弁して、シリンダ上室2A側の油液が第1、第2主通路16,17を通ってシリンダ下室2B側へ流れ、第1、第2ポペット弁19,20によって減衰力が発生する。このとき、リザーバ4内のガスが膨張して、ピストンロッド6がシリンダ2から退出した分の油液がリザーバ4側からベースバルブ10の伸び側油路12を通り、逆止弁14を開いてシリンダ下室2B側へ流入する。
【００１８】
比例ソレノイド31のコイル33への通電電流によって、弁ばね30のセット荷重を変化させ、パイロット制御弁28の制御圧力を調整することにより、減衰力を直接制御することができる。このとき、パイロット制御弁28の制御圧力を高めると、副通路18において、パイロット制御弁28の上流側の圧力が高まり、この圧力が第1および第2ポペット弁19,20の背圧室25,26に伝達されて、第1および第2ポペット弁19,20の開弁圧力も高められることになる。このようにして、パイロット制御弁28の制御圧力を調整することによって、同時に第1および第2ポペット弁19,20の開弁圧力を制御することができるので、減衰力の調整範囲を広くすることができる。
【００１９】
第1および第2ポペット弁19,20は、開弁特性が異なり、シリンダ上室2A側の圧力の上昇、すなわちピストン速度の上昇によって、先ず、第1ポペット弁19が開弁し、次いで第2ポペット弁19,20が開弁する。このように、第1、第2ポペット弁19,20が順次開弁することにより、ピストン速度に対する減衰力の立上りを段階的にして円滑に上昇させることができる。その結果、減衰力特性の設定の自由度を高めることができ、理想的な減衰力特性を得ることができるとともに、開弁点による振動、騒音の発生を軽減することができる。
【００２０】
ピストンロッド6の伸び行程時の減衰力特性を図2に示す。図2において、点A、点Bおよび点Cは、それぞれソフト側のパイロット制御弁28、第1ポペット弁19および第2ポペット弁20の開弁点を示し、点A´、点B´および点C´は、それぞれハード側のパイロット制御弁28、第1ポペット弁19および第2ポペット弁20の開弁点を示す。
【００２１】
また、パイロット型減衰力調整弁の主減衰弁をポペット弁として弁ばねにコイルばねを使用したことにより、ディスクバルブを使用した従来のものに対して、強度を高めるとともに、セット荷重のばらつきを抑制して安定した減衰力を得ることができる。
【００２２】
ピストンロッド6の縮み行程時には、通常の油圧緩衝器と同様、シリンダ下室2B側の油液が加圧されて、ピストン5の縮み側油路を通ってシリンダ上室2A側へ流れ、縮み側減衰力発生弁によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド6がシリンダ2内に侵入した分の油液がシリンダ下室2Bからベースバルブ10の縮み側油路13を通り、縮み側減衰力発生機構15を介してリザーバ4へ流れて、リザーバ4内のガスが圧縮される。
【００２３】
次に、本発明の第2実施形態について、図4および図5を参照して説明する。なお、第2実施形態は、上記第1実施形態の構造をより具体的に示すものであるから、以下の説明において、対応する部分には同一の符号を付して、同様の部分については適宜説明を省略する。
【００２４】
図4および図5に示すように、第2実施形態において、ピストン5は、軸方向に2分割されたピストン部材34,35からなり、ピストン部材34,35は、円筒状のピストンボルト36の小径部37が挿通され、その先端部にナット7が螺着されて一体に結合されている。ピストンボルト36の基端側の大径部38には、比例ソレノイド31を収容する略有底円筒状のケース39が螺着されており、ケース39の底部にピストンロッド6の一端部が連結されている。
【００２５】
第1伸び側主通路16は、ピストン部材34に設けられた軸方向の開口40と、ピストン部材34のピストン部材35との接合面に形成された溝41と、ピストン部材35に設けられた軸方向の油路42とによって構成されている。ピストン部材34の開口40とピストン部材35の油路42とは、中心角にしてほぼ90°の間隔をもって配置されている。同様に、第2伸び側主通路17は、ピストン部材34に設けられた軸方向の開口43と、ピストン部材34のピストン部材35との接合面に形成された溝44と、ピストン部材35に設けられた軸方向の油路(図示せず)とによって構成されている。
【００２６】
第1ポペット弁19は、開口40に対向させてピストン部材35に形成されたバルブボア45に弁体21が嵌装され、弁体21が開口40の縁部に形成された弁座に離着座することにより第1伸び側主通路16を開閉するようになっている。ピストン部材35の端部に取付けられたプレート46によって、バルブボア45の一端が閉塞されて、弁体21の背部に背圧室25が形成されている。弁体21とプレート46との間に弁ばね23が設けられている。
【００２７】
同様に、第2ポペット弁20(ここでは図示せず)は、開口43に対向させてピストン部材35に形成されたバルブボアに弁体22が嵌装され、弁体22が開口43の縁部に形成された弁座に離着座して第2伸び側主通路17を開閉する。また、プレート46によって背圧室26が形成され、弁体22とプレート46との間に弁ばね24が介装されている。
【００２８】
ピストン部材34の溝41,44内には、それぞれ弁体21,22の外周部を支持する3つの案内突起47,48が形成されており、弁体21,22の支持剛性を高めて弁体21,22の移動を円滑にしている。
【００２９】
ピストン部材34には、第1伸び側油路16を構成するピストン部材35の油路42に溝41を介して連通するように、縮み側通路49が軸方向に貫通されている。同様に、第2伸び側油路17を構成するピストン部材35の油路に溝44を介して連通するように、縮み側油路50(図5参照)が軸方向に貫通されている。そして、ピストン部材34の端部には、縮み側通路49,50の油液の流れを制御して減衰力を発生させるオリフィスおよびディスクバルブからなる縮み側減衰力弁51が設けられている。
【００３０】
ピストン部材34,35は、ピストン部材35に設けられた位置決めピン(図示せず)をピストン部材34の位置決め穴52に挿入して一体に結合され、この状態で、各シリンダボア、開口、弁座、案内突起、通路等を機械加工することにより、容易に所望の同軸度および仕上げ精度を得ることができる。
【００３１】
副通路18は、ケース39の底部に設けられた油路53と、ケース39内に収容された比例ソレノイド31のリテーナ54に設けられた固定オリフィス55と、比例ソレノイド31のプランジャ32に形成された油路56と、ピストンボルト36の内部と、ピストンボルト36の小径部37の側壁に設けられてピストン部材34の溝41に連通する油路57とによって構成されている。
【００３２】
パイロット制御弁28は、ピストンボルト36内に配置されており、弁体29が小径部37内に案内されて、大径部38内に嵌合された環状の弁座58に離着座することによって、副通路18を開閉する。小径部37の先端部には、ばね受59がねじ込まれており、ばね受59と弁体29との間に弁ばね60が介装されている。比例ソレノイド31のプランジャ32の先端部と弁体29の先端部との間に弁ばね61が介装されており、比例ソレノイド31のプランジャ32の推力、すなわち、コイル33への通電電流によって弁ばね61のセット荷重を変化させることにより制御圧力を調整する。ここで、プランジャ32と弁体29との間に弁ばね61を介装することにより、弁体29の質量を小さくして応答性を高めている。
【００３３】
副通路18の固定オリフィス55とパイロット制御弁29との間の部分は、弁体29に形成された油路62と、小径部37の内部と、小径部の側壁に設けられた油路63と、ピストン部材35のプレート46との接合面に形成された溝64とによって、第1および第2ポペット弁21,22の背圧室25,26に連通されている。
【００３４】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
上記第1実施形態と同様、ピストンロッド6の伸び行程時には、比例ソレノイド31のコイル33への通電電流によって、パイロット制御弁28の制御圧力を調整することによって、減衰力を直接制御し、同時に、第1および第2ポペット弁19,20の開弁圧力を制御することができる。このとき、第1、第2ポペット弁19,20が順次開弁および閉弁することにより、ピストン速度に対する減衰力の立上りを段階的にして円滑に上昇させることができる。その結果、減衰力特性の設定の自由度を高めることができ、理想的な減衰力特性を得ることができるとともに、開弁点による振動、騒音の発生を軽減することができる。
【００３５】
ピストンロッド6の縮み行程時には、縮み側通路49,50の油液の流れを縮み側減衰弁51によって制御して減衰力を発生させる。
【００３６】
さらに、ピストン5を分割構造として、第1、第2伸び側主通路16,17、第1および第2ポペット19,20、縮み側通路49,50および縮み側減衰弁51を上述のようにピストン部に配置したことにより、スペース効率を高めることができ、ピストン部を小型化することができる。
【００３７】
なお、上記第1および第2実施形態では、伸び側主通路に異なる2つのポペット弁を設けた場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、順次開弁および閉弁する3つ以上のポペット弁を設けて、これらを1つのパイロット制御弁によって制御するようにしてもよい。また、上記第1および第2実施形態では、伸び側に減衰力調整機構を設けた場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、縮み側のみ、または、伸び側および縮み側の両方に減衰力調整機構を設けるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る減衰力調整式油圧緩衝器によれば、パイロット型減衰力調整弁を開弁圧の異なる複数の主減衰弁と、これらを制御する一のパイロット制御弁とから構成したので、複数の主減衰弁が順次開弁および閉弁することにより、減衰力を段階的に調整することができる。その結果、減衰力特性の設定の自由度を高めることができ、ピストン速度に対する減衰力の立上りを円滑にて理想的な減衰力特性を得ることができる。また、主減衰弁の開弁による振動、騒音の発生を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1実施形態に係る減衰力調整式油圧緩衝器の要部であるピストン部を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図1の減衰力調整式油圧緩衝器の伸び側の減衰力特性を示すグラフ図である。
【図３】図1に示す減衰力調整式油圧緩衝器の縦断面図である。
【図４】本発明の第2実施形態に係る減衰力調整式油圧緩衝器の要部であるピストン部の図5におけるB-B線による縦断面図である。
【図５】図4に示す減衰力調整式油圧緩衝器のピストン部材のA-A線による矢視図である。
【符号の説明】
1  減衰力調整式油圧緩衝器
2  シリンダ
5  ピストン
6  ピストンロッド
19,20  ポペット弁(主減衰弁)
28  パイロット制御弁
【図１】
0004038654.tif 000002
【図２】
0004038654.tif 000003
【図３】
0004038654.tif 000004
【図４】
0004038654.tif 000005
【図５】
0004038654.tif 000006