JP5284595B2

JP5284595B2 - 緩衝器のバルブ構造

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Publication number: JP5284595B2
Application number: JP2007072174A
Authority: JP
Inventors: 聡近松; 功一渡辺
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: DE602007003167D1; ES2333553T3; JP2008106930A; EP1906048A1; EP1906048B1

Description

本発明は、緩衝器のバルブ構造の改良に関する。

従来、この種緩衝器のバルブ構造にあっては、たとえば、車両用の緩衝器のピストン部等に具現化され、ピストン部に設けたポートの出口端に環状のリーフバルブを積層し、このリーフバルブでポートを開閉するものが知られている。

そして、特に、リーフバルブの内周を固定支持し外周側を撓ませることによりポートをリーフバルブで開閉する上記緩衝器のバルブ構造では、ピストン速度が中高速領域における減衰力が大きくなりすぎ車両における乗り心地を損なう場合があり、これを解消するため、図７に示すように、リーフバルブＬの内周側を固定的に支持せずに、リーフバルブＬの内周をピストンロッドＲもしくはピストンＰをピストンロッドＲに固定する筒状のピストンナットＮの外周に摺接させ、スプリングＳでメインバルブＭを介してリーフバルブＬの背面を附勢した緩衝器のバルブ構造が提案されるに至っており、図示したところでは、緩衝器の伸側減衰バルブに具現化されている（たとえば、特許文献１参照）。

このバルブ構造を適用した緩衝器にあっては、図示するところではピストンＰが上方へ移動する際のピストン速度が低速領域にあるときにはリーフバルブＬの外周側がリーフバルブＬに積層したメインバルブＭの当接部位を支点として撓むので、図８に示すように、内周が固定的に支持されるバルブ構造と略同様の減衰特性を発揮し、ピストン速度が中高速領域に達すると、ポートＰｏを通過する作動油の圧力がリーフバルブＬに作用し、スプリングＳの附勢力に抗してリーフバルブＬがメインバルブＭとともにピストンＰから軸方向にリフトして後退するので、内周が固定的に支持される緩衝器のバルブ構造に比較して流路面積が大きくなり、減衰力が過大となることを抑制して、車両における乗り心地を向上することができる。
特開平９−２９１９６１号公報（図１）

しかしながら、上述のような提案のバルブ構造にあっては、車両における乗り心地を向上できる点で有用な技術ではあるが、以下の不具合があると指摘される可能性がある。

というのは、たとえば、上記ピストンＰが上方に移動するときのピストン速度が高速領域に達すると、従来の緩衝器のバルブ構造では、ピストン速度に応じてリーフバルブＬがピストンＰから軸方向に後退してリフトするのみで、減衰係数は大きくならない。

したがって、ピストン速度が高速領域に達する場合の減衰力が不足気味となり、振動抑制が充分に行われず、車両における乗り心地を悪化させてしまうことになる。

そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても車両における乗り心地を向上することができる緩衝器のバルブ構造を提供することである。

上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、シリンダ内に一方室と他方室とを隔成し上記一方室と上記他方室とを連通するポートを備えたバルブディスクと、上記バルブディスクの他方室側の端面に積層されて上記ポートの下流を閉塞するリーフバルブとを備えた緩衝器のバルブ構造において、上記一方室と上記ポートの上流とを連通する流路と、上記流路に設けた絞り弁とを備え、
上記絞り弁は、上記バルブディスクより上記一方室側に配置され上記バルブディスクに対し遠近可能に設けられ上記バルブディスクへ接近することで上記流路の流路面積を減じるスプールを備え、
さらに、上記スプール内に収容されて上記バルブディスクに対して軸方向に不動の封止部材と、
上記封止部材の外周に上記スプールが摺動自在に装着されることにより上記スプール内に画成されて上記他方室と連通する圧力室とを備え、
上記絞り弁は、上記一方室の圧力を直接受けて上記流路を絞る方向へ附勢されるとともに、上記圧力室に導かれた上記他方室の圧力で上記一方室の圧力による附勢とは反対方向に附勢され、
上記バルブディスクの速度が高速領域に達し上記一方室の圧力が上記他方室の圧力を所定量上回ると上記流路の流路面積を減じることを特徴とする。

本発明の緩衝器のバルブ構造によれば、バルブディスクの速度（ピストン速度、以下同じ）が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰力を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる

また、緩衝器が最伸長するような振幅が大きく、かつ、ピストン速度が高速領域に達するような状況下にあっては、減衰係数を大きくして緩衝器の発生減衰力を大きくすることができるので、ピストン速度を速やかに低減することができ、最伸長時の衝撃を緩和することができる。

以下、本発明のバルブ構造および緩衝器を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。図２は、一実施の形態の緩衝器のバルブ構造が具現化した緩衝器における減衰特性を示す図である。図３は、減衰力の時間変化を示した図である。図４は、一実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。図５は、他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。図６は、他の実施の形態の緩衝器のバルブ構造が具現化した緩衝器における減衰特性を示す図である。

一実施の形態における緩衝器のバルブ構造は、図１に示すように、緩衝器のピストン部の伸側減衰バルブとして具現化されており、ピストンロッド５の先端に連結されてシリンダ内に一方室たる上室４１と他方室たる下室４２とを隔成し上記上室４１と下室４２とを連通するポート２を備えたバルブディスクたるピストン１と、ピストン１の下室４２側の端面に積層されてポート２の下流を閉塞する環状のリーフバルブ１０と、リーフバルブ１０に積層される環状のバルブ抑え部材１１と、バルブ抑え部材１１を介してポート２を閉塞する方向にリーフバルブ１０を附勢する附勢手段たるコイルスプリング１５と、上室４１とポート２の上流とを連通する第一流路２０および第二流路２１とでなる流路Ｐと、上室４１の圧力が下室４２の圧力を所定量上回ると上記流路Ｐの流路面積を減じる絞り弁１６とを備えて構成されている。

他方、バルブ構造が具現化される緩衝器は、周知であるので詳細には図示して説明しないが、具体的にたとえば、シリンダ４０と、シリンダ４０の上端を封止するヘッド部材（図示せず）と、ヘッド部材（図示せず）を摺動自在に貫通するピストンロッド５と、ピストンロッド５の端部に設けた上記ピストン１と、シリンダ４０内にピストン１で隔成される２つの圧力室たる上室４１と下室４２と、シリンダ４０の下端を封止する封止部材（図示せず）と、シリンダ４０から出没するピストンロッド５の体積分のシリンダ内容積変化を補償する図示しないリザーバあるいはエア室とを備えて構成され、シリンダ４０内には流体、具体的には作動油が充填されている。

そして、上記バルブ構造にあっては、シリンダ４０に対してピストン１が図１中上方に移動するときに、上室４１内の圧力が上昇して上室４１から下室４２へポート２を介して作動油が移動するときに、その作動油の移動にリーフバルブ１０で抵抗を与えて所定の圧力損失を生じせしめて、緩衝器に所定の減衰力を発生させる減衰力発生要素として機能する。

以下、このバルブ構造について詳しく説明すると、バルブディスクたるピストン１は、有底筒状に形成され、底部１ａの軸心部に設けられ緩衝器のピストンロッド５が挿通される挿通孔１ｂと、ポート２と、ポート２に連通する窓３と、ポート２の出口端となる窓３の外周側に形成されピストン１の底部１ａよりリーフバルブ１０側に突出する環状の弁座１ｃと、外周側に延設される筒部１ｆを備えて構成されている。

なお、このピストン１には、緩衝器が収縮するときに下室４２から上室４１へと向かう作動油の流れを許容する圧側のポート１ｄが底部１ａの伸側のポート２より外周側に設けられている。

このピストン１の挿通孔１ｂ内には上述のようにピストンロッド５が挿通され、ピストンロッド５の先端部はピストン１の図１中下方側に突出させてある。なお、ピストンロッド５の先端５ａの外径は、先端５ａより図１中上方側の外径より小径に設定され、上方側と先端部との外径が異なる部分に段部５ｂが形成されている。

つづいて、ピストンロッド５の先端５ａにはピストンナット４が螺着され、このピストンナット４は、筒部４ａと、図１中下端外周から延設される鍔４ｂとを備えて構成され、筒部４ａの上端外周は小径とされて小径部４ｃが形成されている。

そして、上記ピストンロッド５の先端５ａを、外周側にスプール１７が摺動自在に装着される環状の封止部材２２、ピストン１より上室４１側に配置されポート２と上室４１とを遮断する環状の隔壁体２４、スペーサ１０２、バルブストッパ１０３、間座１０１、圧側のリーフバルブ１００およびピストン１の順に、これらの内周に挿入し、ピストン１の図１中下方からピストンナット４をピストンロッド５の先端に設けた螺子部５ｃに螺着することによって、上記各部材はピストンロッド５の段部５ｂとピストンナット４の上端とで挟持されてピストンロッド５に固定される。

なお、ピストン１の底部１ａに設けた挿通孔１ｂにおける下端開口部が拡径されて拡径部１ｅが設けられて段部が形成され、この段部に筒部４ａにおける小径部４ｃの図１中上端の挿入が可能なようになっている。

そして、ピストン１の底部１ａには、上記ピストンナット４の筒部４ａにおける小径部４ｃの外周に摺接するリーフバルブ１０より小径であって環状の間座７が複数積層され、この間座７の下方から小径部４ｃの外周に摺接するリーフバルブ１０が積層され、さらに、このリーフバルブ１０の下方からリーフバルブ１０より小径であって小径部４ｃの外周に摺接する環状の間座８が複数積層されるとともに、またさらに、この間座８の下方から同じく小径部４ｃの外周に摺接するバルブ抑え部材１１が積層されている。

なお、リーフバルブ１０は、環状に形成されたリーフを複数枚積層して積層リーフバルブとして構成されており、この図１中上面を弁座１ｃに当接させて、ピストン１のポート２を閉塞することができるようになっている。さらに、詳しくは図示しないが、弁座１ｃに着座するリーフの外周に設けた切欠あるいは弁座１ｃに打刻されて形成される周知のオリフィスが設けられている。また、この実施の形態においては、リーフバルブ１０は、積層リーフバルブとして構成されているが、上記リーフの枚数は、本バルブ構造で実現する減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の関係）によって任意とされてよく、緩衝器に発生させる減衰特性によって複数枚とされても一枚のみでも差し支えなく、また、緩衝器に発生させ減衰特性によって各リーフの外径を異なるように設定することができる。

また、上述のように、ピストン１を有底筒状の形状とすることによって、リーフバルブ等のバルブ構造を構成する部材をピストン１内に収納することが可能となって、ピストン１の図１中上端からピストンナット４の図１中下端までの長さを短くすることができ、ピストン部を小型化することができる。

さらに、図１中一番最下方に積層されるバルブ抑え部材１１は、内周側が上記したピストンナット４の小径部４ｃの外周に摺接し、外径がリーフバルブ１０の外径と略同径に設定される環状本体１１ａと、環状本体１１ａの図１中下端から下方に垂下され同じく内周側が小径部４ｃの外周に摺接する筒部１１ｂとを備えて構成されている。

また、上記環状本体１１ａとピストンナット４の鍔４ｂとの間には、附勢手段たるコイルスプリング１５が介装され、このコイルスプリング１５でバルブ抑え部材１１を介して上記リーフバルブ１０を弁座１ｃ側に押し付けている。

なお、筒部１１ｂを省略することも可能であるが、上記筒部１１ｂは、コイルスプリング１５をセンタリングする機能を発揮し、このセンタリング機能によってコイルスプリング１５の附勢力をバルブ抑え部材１１に偏りなく作用させることができるので、設けておくことが望ましい。

そして、上記構成によって、コイルスプリング１５の附勢力を上記バルブ抑え部材１１を介してリーフバルブ１０の内周側に作用させて、コイルスプリング１５でポート２を閉塞する方向にリーフバルブ１０を附勢している。

したがって、リーフバルブ１０およびバルブ抑え部材１１は、ピストン１が図１中上方に移動して、上室４１内の圧力と下室４２内の圧力との差が大きくなると、上記附勢力に抗してコイルスプリング１５を圧縮してリーフバルブ１０の全体がピストン１から軸方向に後退、つまり、図１中下方にリフトするようになっている。

なお、ピストン１の底部１ａから弁座１ｃの先端までの軸方向長さよりも、間座７全体の軸方向の厚みを短く設定してあり、内周側に附勢力が作用しているリーフバルブ１０に初期撓みを与えている。

この初期撓みの撓み量の設定によって、リーフバルブ１０が弁座１ｃから離れてポート２を開放する時の開弁圧を調節することができ、この初期撓みの撓み量は、間座７の全体の厚みで変更可能であるとともに、緩衝器が適用される車両に最適となるように設定されている。なお、ピストン１の底部１ａから弁座１ｃの下端までの軸方向長さによっては、間座７を省略することも可能である。

さらに、上記したところでは、附勢手段をコイルスプリング１５としているが、リーフバルブ１０に所定の附勢力を作用させればよいので、これを例えば、皿バネやリーフスプリングとしたり、ゴム等の弾性体としたりしてもよい。

つづき、ピストン１より図１中上方に配置される各部材について詳しく説明すると、上述のようにピストン１の上方には、間座１０１およびリーフバルブ１００を介してピストン１に対向する隔壁体２４が積層されており、この隔壁体２４は、環状の本体２４ａと、本体２４ａの外周に設けたスライドリング２４ｂと、スライドリング２４ｂの内周側に配置されるＯリング２４ｃとを備え、スライドリング２４ｂをシリンダ４０の内周に摺接させて、隔壁体２４とシリンダ４０との間を作動油が通過することが無いように配慮されている。したがって、隔壁体２４は、上室４１とポート２とを遮断してピストン１と隔壁体２４との間に空間を仕切っている。

さらに、本体２４ａには、本体２４ａの内周側に配置され図１中上下を貫通して上室４１とポート２との連通を許容する第一流路２０と、本体２４ａの外周側に配置され図１中上下を貫通して上室４１とポート２との連通を許容する第二流路２１とが設けられており、これら第一流路２０と第二流路２１とで上室４１とポート２の上流とを連通する流路Ｐを構成し、上記第一流路２０および第二流路２１のみを介して一方室４１とポート２を連通するようになっている。

さらに、この隔壁体２４の図１中上方には、隔壁体２４の第一流路２０を閉塞しない外径に設定された封止部材２２が積層されて、ピストンロッド５に固定されピストン１に対して軸方向に不動とされている。この封止部材２２は、筒状に形成され、図１中上端は小径とされ、この小径部２２ａには、その内外を連通するオリフィス通路２２ｂが設けられている。

そして、このオリフィス通路２２ｂは、ピストンロッド５の先端５ａに封止部材２２が固定された状態で、ピストンロッド５の図１中下端から開口して封止部材２２が配置される部位まで通じるパイロット通路５ｄに連通されている。

さらに、この封止部材２２の上方には、スプール１７が配置されて設けられている。このスプール１７は、外周がシリンダ内周に対向する円盤部１７ａと、円盤部１７ａから垂下される円盤部１７ａより小径な外径を持つ筒部１７ｂと、円盤部１７ａの中心部に開口される挿通孔１７ｃを備えて構成されており、この挿通孔１７ｃ内にピストンロッド５を摺動自在に挿通させている。

したがって、このスプール１７は、隔壁体２４より上室４１側に配置され、ピストンロッド５に対して図１中上下方向となる軸方向に移動自在とされて隔壁体２４に対し遠近可能とされ、ピストンロッド５の外周に装着されたストップリング１８によって上方への移動限界が設定されている。

さらに、このスプール１７は、図１中下方へ移動すると、最終的には、筒部１７ｂが隔壁体２４の図１中上面に当接するが、筒部１７ｂは、少なくとも、隔壁体２４の本体２４ａにおける第二流路２１と第一流路２０との間に当接して、第一流路２０を閉塞できるようになっている。

そして、また、筒部１７ｂ内には、上述の封止部材２２が収容され、筒部１７ｂの内径がピストンロッド５の外径より大径とされて、筒部１７ｂと封止部材２２との間に圧力室２６が形成されるようになっており、この圧力室２６は、封止部材２２の内外を貫通するオリフィス通路２２ｂおよびパイロット通路５ｄを介して下室４２に連通され、圧力室２６内には下室４２内の圧力が導かれるようになっている。

上述のように封止部材２２は、ピストンロッド５に固定されピストン１に対して軸方向に不動とされているので、スプール１７が軸方向に上下動すると、圧力室２６の容積は増減することになる。

さらに、この円盤部１７ａには、図１中上下を貫通する孔１７ｄが設けられており、この孔１７ｄを介して抵抗無く第一流路２０および第二流路２１へ作動油が移動することが許容されている。

つづき、このスプール１７の円盤部１７ａの図１中下端外周と隔壁体２４との間には、バネたるコイルスプリング２５が介装されており、このコイルスプリング２５によってスプール１７は、上室４１側となる図１中上方側へ附勢されて、何ら他に力が作用しない状態ではストップリング１８で規制する位置に配置される。

なお、コイルスプリング２５の上端内周は、円盤部１７ａの下端に設けた段部１７ｅの外周に嵌め込まれ、また、下端内周は、隔壁体２４の図１中上端外周側に設けたソケット２４ｄの外周に嵌め込まれ、このようにすることでコイルスプリング２５の軸ぶれが防止されている。

なお、リーフバルブ１００には、孔１００ａが設けられており、この孔１００ａ、第一流路２０および第二流路２１を介して作動油は上室４１から下室４２へ移動することができるようになっている。

戻って、シリンダ４０に対してピストン１が図１中上方に移動する緩衝器が伸長行程時には、上記スプール１７が上室４１と圧力室２６に作用する下室４２の差圧に応じて図１中下方へ移動し、隔壁体２４に接近することでスプール１７の筒部１７ｂと隔壁体２４の本体２４ａとの間の隙間を狭めて第一流路２０の流路面積を減じて流路Ｐの流路面積を減じるようになっており、この実施の形態における絞り弁１６は、スプール１７と隔壁体２４とで構成されていることになる。

このスプール１７の動作について詳しく説明すると、スプール１７は、コイルスプリング２５および下室４２内の圧力を受けて図１中上方へ附勢されるとともに、逆に、上室４１内の圧力を受けて図１中下方へ附勢されることになり、スプール１７に作用する上室４１の圧力が下室４２の圧力を所定量上回ると、スプール１７は、隔壁体２４に近付いてスプール１７の筒部１７ｂと隔壁体２４との間の隙間を狭めて第一流路２０へ通じる通路の開口面積を減じて第一流路２０を絞ることになり、絞り弁１６として機能することになる。

このように、スプール１７が第一流路２０の流路面積を減じるようになると、第一流路２０内の圧力は、筒部１７ｂと隔壁体２４との間の隙間の大きさに依存して変化することになる。すなわち、筒部１７ｂと隔壁体２４との間の隙間が小さくなると上室４１の圧力と第一流路２０内の圧力との差は増加することになる。

したがって、上室４１の圧力が下室４２の圧力を所定量上回るようになるとスプール１７が隔壁体２４側へ移動するようになり、筒部１７ｂと隔壁体２４との間の隙間が小さくなって上室４１の圧力と第一流路２０内の圧力との差は増加し、スプール１７はますますピストン１側へ附勢されて隔壁体２４に当接することになる。つまり、上室４１の圧力が下室４２の圧力を所定量上回るようになると、スプール１７は、隔壁体２４の本体２４ａに当接するまで図１中下方へ移動して第一流路２０を閉塞し、この移動過程ではスプール１７の筒部１７ｂと隔壁体２４の本体２４ａとの間の隙間を狭める絞り弁として機能することになる。

なお、圧力室２６はオリフィス通路２２ｂを介して下室４２に接続されているので、スプール１７の動きは緩慢となり、急激に第一流路２０がスプール１７によって閉塞されてしまうことが無いようになっている。

つまり、この絞り弁１６は、スプール１７に作用する上室４１と下室４２の差圧が大きくなればなるほど第一流路２０を大きく絞るように作用し、最終的には上室４１の圧力が下室４２の圧力を所定量上回ると第一流路２０を閉塞して流路Ｐの流路面積を減じるように設定されている。

また、ピストン１がシリンダ４０に対して図１中下方に移動する緩衝器の圧縮行程時には、ポート１ｄを介して作動油が下室４２から上室４１へ移動するが圧側のリーフバルブ１００はバルブストッパ１０３によって最大撓み量が規制されて、隔壁体２４に当接することがないので、リーフバルブ１００が隔壁体２４に設けられる第一流路２０および第二流路２１を閉塞してしまう事態が防止されている。

つづいて、上記したように構成される一実施の形態における緩衝器のバルブ構造の作用について説明する。上述したように、ピストン１がシリンダ４０に対して図１中上方側に移動すると、上室４１内の圧力が高まり、上室４１内の作動油はポート２を通過して下室４２内に移動しようとする。

そして、緩衝器の伸縮速度となるピストン速度が低速領域にある場合、絞り弁１６における圧力損失は小さいため、上室４１内の圧力と下室４２内の圧力との差が小さく、スプール１７をコイルスプリング２５の附勢力に抗して隔壁体２４側へ移動させることができないので、第一流路２０は閉塞されることがない。

また、第一流路２０および第二流路２１を通過した作動油はポート２を介して下室４２へ移動するが、ピストン速度が低速領域にある場合、作動油は、ピストン速度が極低速のうちは、上述のリーフバルブ１０の弁座１ｃに着座するリーフの外周に設けた切欠あるいは弁座１ｃに打刻によって形成されるオリフィスを通過し、その後の速度の上昇に伴って、リーフバルブ１０の外周を撓ませるが、リーフバルブ１０をコイルスプリング１５の附勢力に抗してピストン１から後退させてリフトさせることができず、リーフバルブ１０はコイルスプリング１５によって附勢されてポート２を閉塞するように押し付けられて間座８の外周縁を支点として撓むのみとなる。したがって、このときの減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の関係）は、図２中実線で示すが如くとなり、この低速領域では、減衰係数は比較的大きいものとなる。

他方、ピストン１の速度が中速領域に達すると、上室４１内の圧力と下室４２内の圧力との差が大きくなるが、スプール１７をコイルスプリング２５の附勢力に抗して隔壁体２４側へ移動させることができないので、第一流路２０は閉塞されることがない。すなわち、ピストン速度が中速領域にある場合、上室４１内の圧力が下室４２内の圧力より所定量上回ることがないように、その所定量が設定されており、ピストン速度が中速領域にある場合では、絞り弁１６が第一流路２０を閉塞することがないように設定されている。

また、ピストン１の速度が中速領域に達した状態では、一方室４１内の圧力と他方室４２内の圧力との差が大きくなり、作動油のリーフバルブ１０を図１中下方へ押し下げる力が大きくなるので、該力がコイルスプリング１５の附勢力に打ち勝って、リーフバルブ１０の全体をピストン１から軸方向に後退させる、すなわち、図１中下方へ移動させてリーフバルブ１０をリフトさせることになり、弁座１ｃとリーフバルブ１０との間の隙間は、ピストン速度の上昇とともに大きくなる。

すなわち、ピストン速度が中速領域にあるときの減衰特性は、図２に示すように、リーフバルブ１０の全体がピストン１の底部１ａからリフトするので、ピストン速度の増加に対して比例はするものの低速領域より減衰係数は小さくなり、減衰特性の傾きが小さくなる。

さらに、ピストン速度が高速領域に達すると、作動油のリーフバルブ１０を図１中下方へ押し下げる力はさらに大きくなって、リーフバルブ１０のピストン１から図１中下方へ後退する後退量は大きくなり、リーフバルブ１０と弁座１ｃとの間の隙間はピストン速度が中速領域にあるときよりも大きくなる。

これに対し、上室４１内の圧力と下室４２内の圧力との差がますます大きくなるので、スプール１７はコイルスプリング２５および下室４２内の圧力による附勢力に打ち勝ってピストン１側に移動して隔壁体２４に当接して第一流路２０を閉じる。

すなわち、ピストン速度が高速領域にある場合、上室４１内の圧力が下室４２内の圧力より所定量上回るように、その所定量が設定されており、ピストン速度が高速領域にある場合では、絞り弁１６が第一流路２０を閉塞するように設定されている。

したがって、ピストン１の速度が高速領域にある場合、上室４１内の作動油は第二流路２１およびポート２のみを介して下室４２へ移動するようになり、流路Ｐにおける流路面積が制限されるので、ピストン１の速度の増加に伴って圧力損失も比例的に増加することになる。

つまり、ピストン速度が高速領域にあるときの減衰特性は、図２に示すように、流路面積が制限されるので、中速領域にあるときよりも傾きが大きくなり、ピストン１の速度の増加に伴って減衰力も増加するようになる。

なお、図２の減衰特性はピストン速度に対する定常的な減衰力を示しているので、ピストン速度が高速領域となると、急激に減衰力が大きくなるように見えるが、圧力室２６はオリフィス通路２２ｂを介して下室４２に連通されているので、スプール１７が第一流路２０を閉塞するには、ある程度の時間を要することになる。

したがって、時間を横軸にとり、減衰力およびピストン速度を縦軸にとると、図３に示すように、一点差線で示すピストン速度が中速領域から高速領域に変化すると、実線で示す減衰特性は、時間経過とともに減衰力が増大することになり、実際には、急激に減衰力が変化してしまうことがなく、車両搭乗者に急激な減衰力変化による違和感を抱かせたり、ショックを感じさせたりすることが無い。なお、オリフィス通路２２ｂを設けず、単に圧力室２６を下室４２に連通する場合には、その減衰特性は図３中破線で示すように、ピストン速度が中速領域から高速領域に変化すると減衰力が急激に変化することになる。

このように、本実施の形態の緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン速度が中速領域にある場合には、減衰力を低く抑えつつ、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰力を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

なお、上述したところでは、隔壁体２４をシリンダ４０の内周に摺接させてポート２と一方室たる上室４１とを遮断しピストン１と隔壁体２４との間に空間を仕切るようにしているが、隔壁体２４をシリンダ４０の内壁に摺接させずにキャップ状として隔壁体２４でピストン１の図１中上面を覆うようにしてポート２と一方室たる上室４１とを遮断するようにしてもよい。この場合には、隔壁体２４がシリンダ４０の内周に摺接しないので、緩衝器の摺動摩擦が低減され円滑に伸縮することが可能となる。

また、本実施の形態にあっては、絞り弁１６は、最終的に第一流路２０を閉塞するように設定されているが、流路Ｐの流路面積を減じる機能を発揮すればよいので、スプール１７の図１中下方への移動の下限を設けて、第一流路２０を完全に閉塞することが無いように設定することも可能である。

つぎに、一実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造について説明する。この一実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造は、図４に示すように、ピストン１から図４中上方の構成が上述した一実施の形態におけるバルブ構造と異なる。

なお、説明が重複するので、一実施の形態における緩衝器のバルブ構造と同様の部材については、同様の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略することとする。

一実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造では、上記ピストンロッド５の先端５ａには、図４中上から順に、外周側にスプール３０が摺動自在に装着される筒状の封止部材３１、スペーサ３２、環状の円盤３３、間座１０１および圧側のリーフバルブ１００がピストン１の上室４１側の端面に積層されて、これらの部材は、一実施の形態と同様に、ピストンナット４をピストンロッド５の先端に設けた螺子部５ｃに螺着することによってピストンロッド５の段部５ｂとピストンナット４の上端とで挟持されてピストンロッド５に固定される。

この変形例にあっては、円盤３３は、バルブディスクたるピストン１の上室４１側に対向しており、上室４１とピストン１とを完全に仕切ることが無く、円盤３２の外周とシリンダ４０との間には作動油の通過が可能なように隙間が形成されている。

そして、円盤３３は、軸方向に貫通する貫通孔３３ａが設けられており、この貫通孔３３ａで第一流路が形成され、第二流路は、円盤３３とシリンダ４０との間および円盤３３とピストン１との間の隙間で形成されている。そして、これら第一流路と第二流路とで流路が構成されているのは上記した一実施の形態と同様である。

さらに、スプール３０は筒状に形成され、また、その上端には外周側に突出する鍔部３０ａが設けられ、この鍔部３０ａと円盤３３の外周に設けた段部３３ｂとの間にバネたるコイルスプリング３４が介装されている。

また、このスプール３０の内周は、図４中下方側が大径とされている。そして、このスプール３０内周に、ピストンロッド５に固定される封止部材３１が摺動自在に挿入されている。詳しくは、封止部材３１は筒状に形成されており、内周に設けた内周フランジ３１ａがピストンロッド５の先端５ａに固定され、また、図４中外周下端には、外方へ突出する外周フランジ３１ｂが設けられており、この外周フランジ３１ｂの外周をスプール３０の大径な内周に、外周フランジ３１ｂ以外の部位をスプール３０の小径な内周に摺接させている。

したがって、スプール３０の内周の小径部位と大径部位で形成される段差と封止部材３１の外周と外周フランジ３１ｂで形成される段差とで、図４に示すように、圧力室３５が形成され、この圧力室３５は、封止部材３１の肉厚を貫いてその外周から開口して内周フランジ３１ａの内周まで連通されるオリフィス通路３１ｃと、このオリフィス通路３１ｃに対向するピストンロッド５に設けたパイロット通路５ｄを介して下室４２に連通されている。

すなわち、スプール３０は、円盤３３より上室４１側に配置され、ピストンロッド５に対して図４中上下方向となる軸方向に移動自在とされて円盤３３に対し遠近可能とされ、封止部材３１の外周に装着されたストップリング３６によって上方への移動限界が設定されている。

したがって、スプール３０は、上室４１の圧力によって図４中下方へ附勢される一方、圧力室３５に作用する下室４２の圧力およびコイルスプリング３４によって図４中上方へ附勢されており、上室４１の圧力が下室４２の圧力を所定量上回るとスプール３０が円盤３３側へ移動し当接して、第一流路となる貫通孔３３ａを閉塞することになり、このスプール３０と円盤３３とで絞り弁３７が構成されている。

このように構成される変形例における緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン１がシリンダ４０に対して図４中上方へ移動する際のピストン速度が低中速領域にある場合には、上室４１の圧力と下室４２の圧力との差は大きくないので、スプール３０は、第一流路たる貫通孔３３ａを閉塞することが無く、ピストン速度が高速領域に達すると、スプール３０は円盤３３の貫通孔３３ａより外周側に当接して第一流路たる貫通孔３３ａを閉塞するようになる。これに対して、リーフバルブ１０の動作は一実施の形態と同様となる。

したがって、この変形例における緩衝器のバルブ構造は、一実施の形態における緩衝器のバルブ構造と同様に、ピストン速度が中速領域にある場合には、減衰力を低く抑えつつ、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰力を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

また、この実施の形態においても、圧力室３５はオリフィス通路３１ｃを介して下室４２に連通されているので、スプール３０が第一流路たる貫通孔３３ａを閉塞するには、ある程度の時間を要することになり、ピストン速度が中速領域から高速領域に変化しても、時間経過とともに減衰力が増大することになるので、急激に減衰力が変化してしまうことがなく、車両搭乗者に急激な減衰力変化による違和感を抱かせたり、ショックを感じさせたりすることが無い。

最後に、他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造について説明する。この他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造は、図５に示すように、ピストン１から図５中上方の構成が上述した一実施の形態におけるバルブ構造と異なる。

他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造では、上記ピストンロッド５の先端５ａには、図５中上から順に、筒状のスプール５０と、ピストンロッド５に固定され外周側に装着されるスプール５０を摺動自在に保持する筒状の封止部材５１と、間座１０１および圧側のリーフバルブ１００がピストン１の上室４１側の端面に積層されて、これらの部材は、一実施の形態と同様に、ピストンナット４をピストンロッド５の先端に設けた螺子部５ｃに螺着することによってピストンロッド５の段部５ｂとピストンナット４の上端とで挟持されてピストンロッド５に固定される。

この他の実施の形態では、スプール５０は筒状に形成され、また、その上端には内周側に突出するフランジ部５０ａが設けられ、このフランジ部５０ａと封止部材５１との間にバネたるコイルスプリング５３が介装されている。

また、このスプール５０の内周径は、図５中下方側が大径とされて、大径部５０ｂが形成されている。そして、このスプール５０の内周に、ピストンロッド５に固定される封止部材５１が収容されており、スプール５０は、この封止部材５１の外周に摺動自在とされて図５中上下方向に移動することが可能なようになっている。また、封止部材５１も筒状に形成されており、内周に設けた内周フランジ５１ａがピストンロッド５の先端５ａに固定され、さらに、図５中外周下端には外方へ突出する外周フランジ５１ｂが設けられており、この外周フランジ５１ｂの外周をスプール５０の大径部５０ｂの内周面に、封止部材５１の外周フランジ５１ｂ以外の外周部位をスプール５０の小径な内周に摺接させている。

したがって、スプール５０の内周の小径部位と大径部５０ｂとで形成される段差と封止部材５１の外周と外周フランジ５１ｂで形成される段差とで、図５に示すように、圧力室５４が形成され、この圧力室５４は、封止部材５１の肉厚を貫いてその外周から開口して内周フランジ５１ａの内周まで連通される通路５１ｃと、この通路５１ｃに対向するピストンロッド５に設けたパイロット通路５ｄを介して下室４２に連通されている。なお、上記した通路５１ｃは途中にオリフィス５１ｄを備えている。

すなわち、スプール５０は、ピストン１より上室４１側に配置され、ピストンロッド５に対して図５中上下方向となる軸方向に移動自在とされてバルブディスクたるピストン１に対し遠近可能とされ、ピストンロッド５の外周に装着されたストップリング５５によって上方への移動限界が設定されている。また、この実施の形態の場合、流路６０は、上記スプール５０とピストン１との間の隙間によって形成されている。また、スプール５０の下端にはスプール５０がバルブディスクたるピストン１に当接しても、流路６０が閉塞されないように切欠５０ｃが設けられている。

上述したところから理解できるように、スプール５０は、上室４１の圧力によって図５中下方へ附勢される一方、圧力室５４に作用する下室４２の圧力およびコイルスプリング５３によって図５中上方へ附勢され、すなわち、スプール５０には、構造上、圧力室５４の断面積を受圧面積として上室４１と下室４２の圧力が作用することになり、上室４１の圧力が下室４２の圧力を所定量上回るとスプール５０がピストン１側へ移動しピストン１の図５中上面の外周に当接すると、流路６０が切欠５０ｃのみを介して上室４１に連通されることになって流路６０の流路面積を減じる。したがって、絞り弁は、この実施の形態の場合、このスプール５０とバルブディスクたるピストン１とで構成されている。なお、スプール５０の内径をリーフバルブ１００の外径より小さくして、リーフバルブ１００に直接当接するようにして流路６０の流路面積を減じるようにしてもよい。

この実施の形態の場合、スプール５０がピストン１の図５中上端外周に当接するように設定されており、そうすると流路６０が完全に閉塞されてしまうので、上記切欠５０ｃを設けて流路６０による上室４１と下室４２との連通を確保しているが、スプール５０の下限まで移動した場合に、スプール５０とピストン１との間に隙間が生じるように設定しておくようにすれば、上記切欠５０ｃを省略するようにしても差し支えない。

また、スプール５０のフランジ部５０ａには、ピストンロッド５によって閉塞されるスプール５０内と上室４１とを連通する通孔５０ｄが設けられており、スプール５０内が閉塞されてスプール５０の図５中上下方向の移動を妨げることがないようになっている。

このように構成される他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン１がシリンダ４０に対して図５中上方へ移動する際のピストン速度が低中速領域にある場合には、上室４１の圧力と下室４２内の圧力との差は大きくないので、スプール５０は、流路６０の流路面積を減じることが無く、ピストン速度が高速領域に達すると、上室４１の圧力が下室４２内の圧力を所定量上回ってスプール５０がピストン１側へ移動しピストン１に当接して流路６０を減じるようになる。なお、この実施の形態においても、圧力室５４は下室４２にオリフィス５１ｄを介して連通されているので、スプール５０の動きは緩慢となり、急激に流路６０の流路面積を最小にしてしまうことが無いようになっている。

そして、ピストン速度が高速領域となって、流路６０の流路面積をスプール５０で減じて最小として、切欠５０ｃを介してのみ上室４１と下室４２とが連通する状態となると、減衰特性は、図６に示すように、中速領域から高速領域になると減衰力が大きく立ち上がり、その後は流路面積が切欠５０ｃの面積に制限され、切欠５０ｃがオリフィスのように作用して、ピストン１の速度の増加に伴って圧力損失もピストン速度の自乗に比例するように増加することになる。なお、図６の減衰特性はピストン速度に対する定常的な減衰力を示しているので、ピストン速度が高速領域となると、急激に減衰力が大きくなるように見えるが、圧力室５４はオリフィス５１ｄを介して下室４２に連通されているので、他の実施の形態におけるバルブ構造においても、急激に減衰力が変化してしまうことがなく、車両搭乗者に急激な減衰力変化による違和感を抱かせたり、ショックを感じさせたりすることが無い。

すなわち、この他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造にあっても、一実施の形態における緩衝器のバルブ構造と同様に、ピストン速度が中速領域にある場合には、減衰力を低く抑えつつ、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰力を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

なお、本発明のバルブ構造は、リーフバルブ１０が附勢手段たるコイルスプリング１５によって附勢されると共にバルブディスクたるピストン１に遠近可能に積層されており、ピストン速度が中速領域において、リーフバルブ１０をピストン１からリフトさせて減衰力を低く抑えて車両における乗心地を向上する事が可能なバルブに適用されているが、附勢手段によって附勢されるか否かに限らずリーフバルブ１０の内周がピストンロッド５の先端５ａに固定されて外周側が撓んで弁座１ｃから離座してポート２を開放するバルブに適用されてもよく、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰力を大きくすることができ、本発明の効果は失われない。

以上で緩衝器のバルブ構造の各実施の形態についての説明を終えるが、本発明のバルブ構造が緩衝器のピストン部の圧側減衰バルブに具現化することも、また、ベースバルブ部に具現化することも可能であり、およそ減衰力を発生する減衰力発生要素として機能する緩衝器のバルブに適用することが可能なことは勿論である。

なお、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。

一実施の形態における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。一実施の形態の緩衝器のバルブ構造が具現化した緩衝器における減衰特性を示す図である。減衰力の時間変化を示した図である。一実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部における縦断面図である。他の実施の形態の緩衝器のバルブ構造が具現化した緩衝器における減衰特性を示す図である。従来の緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の縦断面図である。従来の緩衝器のバルブ構造が具現化した緩衝器における減衰特性を示す図である。

符号の説明

１バルブディスクたるピストン
１ａ底部
１ｂ，１７ｃ，２４ｂ挿通孔
１ｃ弁座
１ｄ，２ポート
１ｅ拡径部
１ｆ，４ａ，１１ｂ，１７ｂ筒部
３窓
４ピストンナット
４ｂ鍔
４ｃ小径部
５ピストンロッド
５ａピストンロッドの先端
５ｂ，１７ｅ，３３ｂ段部
５ｃ螺子部
５ｄパイロット通路
７，８，１０１間座
１０リーフバルブ
１１バルブ抑え部材
１１ａ環状本体
１５附勢手段たるコイルスプリング
１６，３７絞り弁
１７，３０，５０スプール
１７ａ円盤部
１７ｄ，１００ａ孔
１８，３６，５５ストップリング
２０第一流路
２１第二流路
２２，３１，５１封止部材
２２ａ小径部
２２ｂ，３１ｃオリフィス通路
２４隔壁体
２４ａ本体
２４ｂスライドリング
２４ｃＯリング
２４ｄソケット
２５，３４，５３バネたるコイルスプリング
２６，３５，５４圧力室
３０ａ鍔部
３２，５２，１０２スペーサ
３３円盤
３３ａ貫通孔
３１ａ，５１ａ内周フランジ
３１ｂ，５１ｂ外周フランジ
４０シリンダ
４１一方室たる上室
４２他方室たる下室
５０ａフランジ部
５０ｂ大径部
５０ｃ切欠
５１ｃ通路
５１ｄオリフィス
５５ストップリング
６０，Ｐ流路
１００圧側のリーフバルブ
１０３バルブストッパ

Claims

シリンダ内に一方室と他方室とを隔成し上記一方室と上記他方室とを連通するポートを備えたバルブディスクと、上記バルブディスクの他方室側の端面に積層されて上記ポートの下流を閉塞するリーフバルブとを備えた緩衝器のバルブ構造において、上記一方室と上記ポートの上流とを連通する流路と、上記流路に設けた絞り弁とを備え、
上記絞り弁は、上記バルブディスクより上記一方室側に配置され上記バルブディスクに対し遠近可能に設けられ上記バルブディスクへ接近することで上記流路の流路面積を減じるスプールを備え、
さらに、上記スプール内に収容されて上記バルブディスクに対して軸方向に不動の封止部材と、
上記封止部材の外周に上記スプールが摺動自在に装着されることにより上記スプール内に画成されて上記他方室と連通する圧力室とを備え、
上記絞り弁は、上記一方室の圧力を直接受けて上記流路を絞る方向へ附勢されるとともに、上記圧力室に導かれた上記他方室の圧力で上記一方室の圧力による附勢とは反対方向に附勢され、
上記バルブディスクの速度が高速領域に達し上記一方室の圧力が上記他方室の圧力を所定量上回ると上記流路の流路面積を減じることを特徴とする緩衝器のバルブ構造。
上記流路が第一流路と第二流路とを備え、上記絞り弁は上記第一流路の流路面積を減じることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器のバルブ構造。
上記バルブディスクより一方室側に配置され上記ポートと上記一方室とを遮断する隔壁体と、当該隔壁体の内周側に設けた上記一方室と上記ポートとを連通する上記第一流路と、上記隔壁体の外周側に設けた上記一方室と上記ポートとを連通する上記第二流路と、上記隔壁体より一方室側に配置され当該隔壁体に対し遠近可能に設けられ当該隔壁体へ接近すると上記流路の流路面積を減じるスプールと、上記隔壁体と上記スプールとの間に介装されるバネを設け、上記スプールと上記隔壁体とで上記絞り弁を構成してなることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器のバルブ構造。
上記バルブディスクより一方室側に配置され上記バルブディスクに対向する円盤と、上記円盤より一方室側に配置され当該円盤に対し遠近可能に設けられたスプールと、上記円盤と上記スプールとの間に介装したバネとを備え、上記第一流路が上記円盤を軸方向に貫通する貫通孔で形成され、上記第二流路を上記円盤の外周および上記円盤と上記バルブディスクとの間の隙間で形成し、上記絞り弁が当該スプールと当該円盤とで構成されて当該スプールを当該円盤に接近させることで上記第一流路の流路面積を減じるように設定されることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器のバルブ構造。
上記絞り弁は上記バルブディスクを備えてなり、上記スプールに上記流路と上記一方室との連通を確保する切欠を設け、当該切欠は、上記スプールが上記流路を閉じた際にオリフィスとして機能することを特徴とする請求項１に記載のバルブ構造。
上記スプールは筒状に形成され、上記圧力室をオリフィスを介して上記他方室へ連通したことを特徴とする請求項３、４又は５に記載の緩衝器のバルブ構造。
上記リーフバルブは上記バルブディスクに遠近可能に積層されると共に、上記ポートを閉塞する方向に上記リーフバルブを附勢する附勢手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、又は６に記載の緩衝器のバルブ構造。