JP2008267488A - 流体圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンロッドに２つのピストンが取付けられた流体圧緩衝器において、ピストンの摺動抵抗を低減する。
【解決手段】油液が封入されたシリンダ２内に、ピストンロッド１０が連結された第１及び第２ピストン３、４を嵌装し、シリンダ２内の第１及び第２ピストン３、４の摺動によって生じる油液の流れを伸び側及び縮み側減衰弁Ｂ１、Ｂ２によって制御して減衰力を発生させる。第２ピストン４の外周溝３９にＯリング４０を介してピストンバンド４１を装着して、Ｏリング４０の弾性によって第２ピストン４をシリンダ２の内壁に対して径方向に変位可能とする。ピストンロッド１０に横力が作用したとき、第２ピストン４が径方向に変位してピストンロッド１０の傾きを許容することにより、第１及び第２ピストン３、４の摺動抵抗の増大を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置に装着される油圧緩衝器等の流体圧緩衝器に関するものである。

一般的に、自動車等の車両の懸架装置に装着される筒型の油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンが摺動可能に嵌装され、ピストン部にオリフィス及びディスクバルブ等からなる減衰力発生機構が設けられた構造となっている。これにより、ピストンロッドの伸縮に伴うシリンダ内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをオリフィス及びディスクバルブによって制御して減衰力を発生させる。そして、ピストン速度の低速域においては、オリフィスによってオリフィス特性の減衰力を発生させ、ピストン速度の高速域においては、ディスクバルブが撓んで開弁することにより、バルブ特性の減衰力を発生させる。

また、ピストン部に複数の通路及び減衰力発生機構を設け、減衰力調整弁によってこれらの通路を開閉することにより、減衰力特性を調整可能とした減衰力調整式油圧緩衝器が知られている。減衰力調整式油圧緩衝器によれば、路面状態、走行状態等に応じて、適宜減衰力特性を調整することにより、乗り心地や操縦安定性を向上させることができる。

この種の油圧緩衝器において、所望の減衰力特性を得るため、ピストン部に複雑な油液通路を形成する必要が生じる場合がある。そのような場合、例えば特許文献１に記載されているように、ピストンロッドに２つのピストンを取付けることにより、それぞれのピストンに油液通路及び減衰力発生機構を設けることができ、油液通路の構成の自由度を高めることができる。
特開平４−１６０２４２号公報

しかしながら、上記従来のピストンロッドに２つピストンを取付けた構造の油圧緩衝器では、次のような問題がある。２つのピストンの同心を確保する必要があるため、高い寸法精度が要求されると共に、ピストンのシリンダへの組み付けも困難になる。また、ピストンロッドに横力が作用した場合に、単一のピストンのものに比して摺動抵抗が増大し易く、また、一方のピストンのみが摩耗し易くなり、耐久性が低下する虞がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ピストンロッドに２つのピストンが取付けられた流体圧緩衝器において、摺動抵抗の低減、組付性及び耐久性の向上を達成することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、流体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て前記シリンダ内を複数の室に画成する第１ピストン及び第２ピストンと、一端が前記第１及び第２ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記第１及び第２ピストンの摺動よって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた流体圧緩衝器において、
前記第１及び第２ピストンは、一方が前記シリンダの内壁に対して径方向に変位可能に設けられており、一方の変位量が他方の変位量よりも大きく設定されていることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、流体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て前記シリンダ内を複数の室に画成する第１ピストン及び第２ピストンと、一端が前記第１及び第２ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記第１及び第２ピストンの摺動よって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた流体圧緩衝器において、
前記第１及び第２ピストンの一方の外周にバンド部材が設けられており、該バンド部材の軸方向の長さが他方に設けられたピストンバンドよりも短く、前記一方のピストンの前記シリンダとのクリアランスが他方のピストンの前記シリンダとのクリアランスよりも大きいことを特徴とする。

請求項１の発明に係る流体圧緩衝器によれば、ピストンロッドに横力が作用したとき、変位量が大きく設定されたピストンのシリンダに対する摺動抵抗の増大を抑制することができる。
請求項２の発明に係る流体圧緩衝器によれば、ピストンロッドに横力が作用したとき、一方のピストンのシリンダに対する摺動抵抗の増大を抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る減衰力調整式油圧緩衝器１（流体圧緩衝器）は、筒型油圧緩衝器であり、シリンダ２内に、第１ピストン３及び第２ピストン４が摺動可能に嵌装され、これらの第１及び第２ピストン３、４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に画成され、更に、第１、第２ピストン３、４間にピストン室２Ｃが形成されている。第１及び第２ピストン３、４は、その間に挟まれたバルブ部材６と共に、中空のピストンボルト７の先端部が挿通されて、ナット８によって一体的に固定されている。ピストンボルト７の基端部（図中上部）には、略有底円筒状のケース９が取付けられている。ケース９の底部には、ピストンロッド１０の一端部が連結され、ピストンロッド１０の他端側は、シリンダ２の上端部に装着されたロッドガイド（図示せず）及びオイルシール（図示せず）に摺動可能かつ液密的に挿通されて、シリンダ２の外部へ延出されている。

シリンダ２の下端部には、ベースバルブ（図示せず）を介してリザーバ（蓄圧手段）が接続されている。そして、シリンダ２内には油液（流体）が封入され、リザーバ内には油液及びガスが封入されている。あるいは、シリンダ２の底部側にフリーピストンを摺動可能に嵌装してガス室を形成し、ガス室内に高圧ガスを封入してもよい。

第１ピストン３には、シリンダ上室２Ａとピストン室２Ｃとを連通させる伸び側油路１１及び縮み側油路１２が設けられている。第１ピストン３の下端部には、伸び側油路１１の油液の流動を制御する伸び側減衰弁Ｂ１（減衰力発生機構）が設けられている。また、第１ピストン３の上端部には、縮み側油路１２のピストン室２Ｃ側からシリンダ上室２Ａ側への油液の流通のみを許容する縮み側逆止弁１３Ａ及び縮み側サブ減衰弁１３Ｂが設けられている。第２ピストン４には、シリンダ下室２Ｂとピストン室２Ｃとを連通させる縮み側油路１４及び伸び側油路１５が設けられている。第２ピストン４の上端部には、縮み側油路１４の油液の流動を制御する縮み側減衰弁Ｂ２（減衰力発生機構）が設けられている。また、第２ピストン３の下端部には、伸び側油路１５のピストン室２Ｃ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伸び側逆止弁１６Ａ及び伸び側サブ減衰弁１６Ｂが設けられている。

伸び側減衰弁Ｂ１は、第１ピストン３の下端面に形成された環状のシート部１７に着座する伸び側メインバルブ１８（ディスクバルブ）と、バルブ部材６によって伸び側メインバルブ１８の背部に形成された伸び側背圧室１９とを備えている。伸び側メインバルブ１８は、伸び側油路１１（シリンダ上室２Ａ）の油液の圧力を受けて撓んで開弁する。伸び側背圧室１９は、伸び側メインバルブ１８の背面に固着された環状の合成樹脂製のパッキン２０がバルブ部材６の上端部に設けられた環状溝の内周部に摺動可能かつ液密的に嵌合されて形成されており、その内圧を伸び側メインバルブ１８に対して閉弁方向に作用させる。

縮み側側減衰弁Ｂ２は、第２ピストン４の上端面に形成された環状のシート部２２に着座する縮み側メインバルブ２３（ディスクバルブ）と、バルブ部材６によって縮み側メインバルブ２３の背部に形成された縮み側背圧室２４とを備えている。縮み側メインバルブ２３は、縮み側油路１４（シリンダ下室２Ｂ）の油液の圧力を受けて撓んで開弁する。縮み側背圧室２４は、縮み側メインバルブ２３の背面に固着された環状の合成樹脂製のパッキン２１がバルブ部材６の下端部に設けられた環状溝の内周部に摺動可能かつ液密的に嵌合されて形成されており、その内圧を縮み側メインバルブ２３に対して閉弁方向に作用させる。

伸び側背圧室１９は、伸び側メインバルブ１８に設けられたオリフィス油路２５を介して伸び側油路１１に連通されており、逆止弁２６によって伸び側油路１１側から伸び側背圧室１９側への油液の流通のみが許容されている。縮み側背圧室２４は、縮み側メインバルブ２３に設けられたオリフィス油路２７を介して縮み側油路１４に連通されており、逆止弁２８によって縮み側油路１４側から縮み側背圧室２４側への油液の流通のみが許容されている。また、伸び側背圧室１９と縮み側背圧室２４とは連通路２９によって互いに連通されている。

伸び側背圧室１９及び縮み側背圧室２４は、ピストンボルト７の側壁に設けられた共通のポート３０によってピストンボルト７内の案内ボア３１に連通されている。ピストンボルト７の側壁には、更にポート３２が設けられ、バルブ部材６には、ポート３２に連通する径方向油路３３が設けられており、ポート３２及び径方向油路３３によって案内ボア３１がピストン室２Ｃに連通されている。

案内ボア３１内には、ポート３０、３２間を連通、遮断（開閉）する弁体３３が摺動可能に嵌装されている。弁体３３は、案内ボア３１内の先端部に取付けられたシート部材３４に着座してポート３０、３２間を遮断し、ポート３０側の圧力を受けてシート部材３４から離座することによってポート３０、３２間を連通する。弁体３３には、ケース９内に設けられたソレノイドアクチュエータ３５の作動ロッド３６が連結されており、コイル３７への通電電流に応じて弁体３３の開弁圧力を調整できるようになっている。コイル３７に通電するためのリード線４８は、中空のピストンロッド１０に挿通されて、外部へ延ばされている。

第１ピストン３には、複数の外周溝によって凹凸状に形成された外周部に、フッ素樹脂等からなる幅広のピストンバンド３８が装着されており、ピストンバンド３８によって、シリンダ上室２Ａとピストン室２Ｃとの間をシールすると共に、ピストン３をシリンダ２に対して摺動可能に案内している。また、第２ピストン４には、外周溝３９が形成されており、外周溝３９内の内側に弾性を有するＯリング４０（バックアップ部材）が嵌合され、その外側に略矩形断面のバンド部材４１が嵌合されている。バンド部材４１の軸方向の長さはピストンバンド３８よりも短く設定されている。そして、Ｏリング４０の弾性力によってバンド部材４１をシリンダ２の内壁に押圧して、第２ピストン４のシリンダ２に対する摺動性を確保しつつシリンダ下室２Ｂとピストン室２Ｃとの間をシールしている。

ここで、第１ピストン３は、シリンダ２の内壁とのクリアランスが小さく、シリンダ２の内壁に対する径方向の変位量が小さく設定されているのに対して、第２ピストン４は、シリンダ２の内壁とのクリアランスが大きく、Ｏリング４０の弾性によってシリンダ２の内壁に対する径方向の変位量が大きく設定されている。なお、ここでは、クリアランスとは、ピストンバンドを含まないピストンの側面からシリンダ内壁までの距離をいう。

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１０の伸び行程時には、シリンダ上室２Ａ側の油液は、伸び側メインバルブ１８の開弁前には、伸び側油路１１、逆止弁２６、オリフィス油路２５、伸び側背圧室１９、連通路２９、縮み側背圧室２４、ポート３０、ポート３２、径方向油路３３、ピストン室２Ｃ、伸び側油路１５、逆止弁１６Ａ及び伸び側サブ減衰弁１６Ｂを通ってシリンダ下室２Ｂに流れ、伸び側サブ減衰弁１６Ｂにより、また、ポート３０、３２間の油液の流れを弁体３３によって制御することにより減衰力を発生する。シリンダ上室２Ａ側の圧力が伸び側メインバルブ１８の開弁圧力に達すると、これが開弁して、油液が伸び側油路１１からピストン室２Ｃへ直接流れて、その開度に応じて減衰力が発生する。

そして、ソレノイドアクチュエータ３５のコイル３７への通電電流によって弁体３３の開弁圧力を調整することにより、ポート３０、３２間の油液の流れを直接制御して減衰力を調整し、これにより、伸び側背圧室１９の圧力が調整されるので、同時に伸び側メインバルブ１８の開弁圧力を調整することができる。

ピストンロッド１０の縮み行程時には、シリンダ下室２Ｂ側の油液は、縮み側メインバルブ２３の開弁前には、縮み側油路１４、逆止弁２８、オリフィス油路２７、縮み側背圧室２４及びポート３０、ポート３２、径方向油路３３、ピストン室２Ｃ、縮み側油路１２、逆止弁１３Ａ及び縮み側サブ減衰弁１３Ｂを通ってシリンダ上室２Ａに流れ、縮み側サブ減衰弁１３Ｂにより、また、ポート３０、３２間の油液の流れを弁体３３によって制御することにより減衰力を発生する。シリンダ下室２Ｂ側の圧力が縮み側メインバルブ２３の開弁圧力に達すると、これが開弁して、油液が縮み側油路１４からピストン室２Ｃへ直接流れて、その開度に応じて減衰力が発生する。

そして、伸び行程時と同様、ソレノイドアクチュエータ３５のコイル３７への通電電流によって弁体３３の開弁圧力を調整することにより、ポート３０、３２間の油液の流れを直接制御して減衰力を調整し、これにより、縮み側背圧室２４の圧力が調整されるので、同時に縮み側メインバルブ２３の開弁圧力を調整することができる。このように、単一の弁体３３によって伸び側及び縮み側の減衰力を同時に調整することができる。

第１ピストン３は、シリンダ２の内壁とのクリアランスが小さく、シリンダ２の内壁に対する径方向の変位量が小さく設定されているのに対して、第２ピストン４は、シリンダ２の内壁とのクリアランスが大きく、Ｏリング４０の弾性によってシリンダ２の内壁に対する径方向の変位量が大きく設定されているので、ピストンロッド１０に横力が作用した場合でも、第２ピストン４が径方向に移動することにより、ピストンロッド１０の傾きを許容して、第１及び第２ピストン３、４のシリンダ２に対する摺動抵抗の増大を抑制することができる。これにより、第１及び第２ピストン３、４の一方が偏摩耗することがないので、安定した減衰力を発生させることができると共に、耐久性を高めることができる。また、第１及び第２ピストン３、４の寸法精度を緩和することができ、シリンダ２への組付性を向上させると共に製造コストを低減することができる。

なお、上記実施形態では、第１ピストン３に対して第２ピストン４のシリンダ２の内壁に対する径方向の変位量が大きく設定されているが、第２ピストン４に対して第１ピストン３の変位量を大きく設定しても良い。また、上記実施形態では、Ｏリング４０の外側にバンド部材４１を設けたが、シール性を重視しない場合は、Ｏリングを省略して外周溝３９にバンド部材４１を直接設けることができる。また、上記実施形態では、油液の流れを制御することによって減衰力を発生させる油圧緩衝器について説明しているが、本発明は、これに限らず、ガス等の他の流体の流れを制御して減衰力を発生させるものにも同様に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る減衰力調整式油圧緩衝器の要部を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 減衰力調整式油圧緩衝器（流体圧緩衝器）、２ シリンダ、３ 第１ピストン、４ 第２ピストン、１０ ピストンロッド、Ｂ１ 伸び側減衰弁（減衰力発生機構）、Ｂ２ 縮み側減衰弁（減衰力発生機構）

Claims (2)

1. 流体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て前記シリンダ内を複数の室に画成する第１ピストン及び第２ピストンと、一端が前記第１及び第２ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記第１及び第２ピストンの摺動よって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた流体圧緩衝器において、
   前記第１及び第２ピストンは、一方が前記シリンダの内壁に対して径方向に変位可能に設けられており、一方の変位量が他方の変位量よりも大きく設定されていることを特徴とする流体圧緩衝器。
2. 流体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て前記シリンダ内を複数の室に画成する第１ピストン及び第２ピストンと、一端が前記第１及び第２ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記第１及び第２ピストンの摺動よって生じる流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えた流体圧緩衝器において、
   前記第１及び第２ピストンの一方の外周にバンド部材が設けられており、該バンド部材の軸方向の長さが他方に設けられたピストンバンドよりも短く、前記一方のピストンの前記シリンダとのクリアランスが他方のピストンの前記シリンダとのクリアランスよりも大きいことを特徴とする流体圧緩衝器。

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