JP5543864B2 - バルブ構造 - Google Patents

Description

この発明は、バルブ構造に関し、特に、車両に搭載される油圧緩衝器への具現化に向くバルブ構造の改良に関する。

車両に搭載される油圧緩衝器への具現化に向くバルブ構造としては、これまでに種々の提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１に開示の提案にあっては、油圧緩衝器におけるピストン部に具現化される。

すなわち、この特許文献１に開示の提案は、図５に示すように、油圧緩衝器におけるシリンダ体内に摺動可能に収装のピストン部に具現化され、このピストン部における減衰バルブは、ピストン部を構成するピストン体Ｐに設けたポートＰ１の下流側端を開放可能に閉塞する環状のリーフバルブＬからなる。

このとき、この図５に示す提案にあっては、ピストン速度が特定の速度領域にあるときの減衰力が大きくなり過ぎないように、リーフバルブＬの内周側を固定的に支持しないで移動可能にしている。

つまり、ピストン体ＰをピストンロッドＲに固定するためにピストンロッドＲに螺着される筒状のピストンナットＮに直列するガイド筒Ｎ１の外周にリーフバルブＬの内周を摺接させ、この状態で、附勢手段たるコイルスプリングＳによってバルブ抑え部材Ｍ越しにリーフバルブＬを背面から附勢する。

それゆえ、この図５に示す提案、すなわち、特許文献１に開示の提案にあっては、ピストン部が上方へ移動する際のピストン速度が特定の速度領域以前の領域にあるときに、リーフバルブＬの外周側がリーフバルブＬに積層したバルブ抑え部材Ｍの当接部位を支点として撓むので、内周側が固定的に支持されるバルブ構造とほぼ同様の減衰特性を発揮する。

その一方で、特許文献１に開示の提案にあっては、ピストン速度が特定の速度領域に達すると、ポートＰ１を通過する作動流体たる作動油の圧力がリーフバルブＬに作用し、附勢手段たるコイルスプリングＳの附勢力に抗してリーフバルブＬがバルブ抑え部材Ｍと共にピストン体Ｐの言わば端面からからガイド筒Ｎ１に沿って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バルブ構造に比較して流路面積が大きくなり、減衰力を過大にすることが抑制されて、車両における乗り心地が悪化されることを阻止する。

特開平９‐２９１９６１号公報（図１）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、車両における乗り心地を悪化させない点で基本的に問題がある訳ではないが、その実施にあって、些かの不具合があると指摘される可能性がある。

すなわち、上記したバルブ構造の提案にあっては、附勢手段がコイルスプリングＳからなり、このコイルスプリングＳの附勢力でリーフバルブＬを附勢する構成とされるから、コイルスプリングＳにおける附勢力が区々になり易いことを勘案すると、リーフバルブＬで発生される減衰力がバラツキ易くなる不具合がある。

そして、上記したバルブ構造の提案にあっては、ピストン速度が特定の速度領域にあるときに、リーフバルブＬがコイルスプリングＳの附勢力に抗して後退して作動油の流路を確保し、減衰力を過大にしないようにする。

それゆえ、コイルスプリングＳを備えず内周側が固定的に支持されるリーフバルブを備えた旧来のバルブ構造に比較して、必然的に、コイルスプリングＳの長さ分だけピストン部全体の長さが大きくなり、その長さ分だけ緩衝器の伸縮可能範囲であるストローク長を短くする。

そして、このコイルスプリングＳを有した状態でピストン部のストローク長を旧来のバルブ構造と同様程度に確保しようとすると、緩衝器全体の長さが大きくなり、車両への搭載性を悪化させる。

また、上記したバルブ構造の提案にあっては、ピストン速度が特定の速度領域にあるときの減衰力を過大にしないようにリーフバルブＬのリフト量を確保する必要があるが、附勢手段たるコイルスプリングＳが巻きバネであるから、このコイルスプリングＳ自体の長さを切り詰めることでリーフバルブＬのリフト量を確保しようとすると、バネ力が過大となって、車両における乗り心地を向上させる好ましい減衰力の発生を望めなくなる。

この発明は、上記した事情を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、たとえば、車両に搭載される油圧緩衝器への具現化に向き、所望の減衰特性の具現化とストローク長の保障の両方を満足でき、その汎用性の向上を期待するのに最適となるバルブ構造を提供することである。

上記した目的を達成するために、この発明によるバルブ構造の構成を、シリンダ体を上流側室及び下流側室に画成すると共にこれら上流側室及び下流側室を連通するポートが形成される環状のピストン部と、上記ピストン部を保持する軸部材と、上記軸部材を内周側に挿通させると共に上記ピストン部に積層されて上記ポートの下流側端を開放可能に閉塞する環状のリーフバルブと、上記リーフバルブの背面に配設される環状のバルブストッパと、上記バルブストッパの背面に配設されながら内周側に上記軸部材を挿通させて当該バルブストッパを上記リーフバルブに向けて附勢する附勢手段とを有し、上記ピストン部、上記リーフバルブ、上記バルブストッパおよび上記附勢手段が上記軸部材に対して当該軸部材の軸方向に移動可能に保持されるバルブ構造において、上記ポートから分岐するように上記ピストン部に形成されて、上記上流側室あるいは上記下流側室を当該ピストン部の内周側に連通可能にする第１連通路と、上記軸部材に形成されて、上記下流側室あるいは上記上流側室を当該軸部材の外周側となる上記ピストン部の内周側に連通可能にする第２連通路とを有し、ピストン速度が中速領域に達すると、上記上流側室あるいは上記下流側室における圧力で上記ピストン部が上記附勢手段の附勢力に抗して移動し、上記第１連通路が上記第２連通路に連通することにより、上記上流側室と上記下流側室との連通が許容されることを特徴とする。

そして、上記したバルブ構造にあって、より具体的には、附勢手段がワッシャスプリングからなり、このワッシャスプリングが皿バネ，ウエーブバネあるいは脚付きバネなどの変形時に平板状あるいはこれに近似する形状になるバネ力具有部材からなるとする。

それゆえ、この発明にあっては、ピストン速度が中速領域にあるときの上流側室あるいは下流側室における圧力でリーフバルブの外周側が撓んで所定の減衰力を発生すると共にピストン部が軸部材の先端部に対して摺動されて、上流側室あるいは下流側室からの作動油が上記のポートに並列する連通路からなるいわゆるバイパス路を介して下流側室あるいは上流側室に流出することになり、リーフバルブによる設定以上の減衰力の発生が回避される。すなわち、ピストン部に形成の第１連通路が軸部材の先端部に形成の第２連通路に連通し、それゆえ、これら第１，第２連通路がいわゆるバイパス路を形成して、上方室からの作動油の一部がリーフバルブを介することなく下方室に流出されることにより、作動油が流れやすくなる。したがって、リーフバルブが許容範囲以上の作動油を通過させないから、いわゆる高過ぎることになる減衰力を発生しない、つまり、いわゆるハイカット現象が発現されることにより、この油圧緩衝器を搭載する車両における乗り心地を悪化させない。

そして、この発明にあっては、附勢手段がワッシャスプリングからなり、また、このワッシャスプリングが皿バネ，ウエーブバネあるいは脚付きバネなど変形時に平板状あるいはこれに近似する形状になるバネ力具有部材からなるから、附勢手段がコイルスプリングからなる場合に比較して、バネ力が安定され易くなり、リーフバルブで発生される減衰力を安定させ易くなると共に、バルブ構造部分を軸部材の軸方向に小さくすることが可能になり、このバルブ構造部分がストロークする際の有効ストロークを大きくできる。

また、この発明にあっては、リーフバルブの内周側に軸部材を挿通させるから、リーフバルブの内周側に軸部材の外周に介装されるガイド筒を挿通させる場合に比較して、バルブ構造部分における部品点数を少なくできる。

この発明によるバルブ構造を具現化した油圧緩衝器のピストン部を示す半截縦断面図である。 図１に示すピストン部の作動状態を図１と同様に示す図である。 図１に示す実施形態における場合のピストン速度に対する減衰力の特性を示す図である。 この発明の他の実施形態によるバルブ構造を具現化した油圧緩衝器のピストン部を図１と同様に示す図である。 従来例とされるバルブ構造を図１と同様に示す図である。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明によるバルブ構造は、図示するところでは、車両に搭載される油圧緩衝器におけるピストン部に具現化される。

すなわち、車両に搭載される油圧緩衝器は、たとえば、図１に示すように、作動流体が充填されるシリンダ体１内に摺動可能に収装されるピストン部を有し、このピストン部は、シリンダ体１内に出没可能に挿通される軸部材たるロッド体２における図中で下端部となる先端部２ａに保持されながらシリンダ体１内にピストンリングＰｒの配設下に摺動可能に収装されてシリンダ体１内に上流側室たる上方室Ｒ１と下流側室たる下方室Ｒ２を画成する。

そして、この発明にあって、シリンダ体１内に収装のピストン部は、ロッド体２の先端部２ａに浮動構造下に保持され、このピストン部がシリンダ体１内で摺動するときにロッド体２の軸方向に移動可能とされて、特に、ピストン速度が特定の速度領域にあるときの減衰力、特に、図１に示すところでは、伸側の減衰力が高過ぎることにならないように配慮する。

ちなみに、図４に示すところにあっては、ピストン速度が特定の速度領域にあるときに、伸側の減衰力が高過ぎないようにすることに加えて、圧側の減衰力が高過ぎることにならないように配慮し、あるいは、上方室Ｒ１に作動油の吸入不足を生じさせないように配慮する。

なお、この発明の具現化にあって、図１に示すところでは、ピストン速度が特定の速度領域にあるときに伸側の減衰力を高過ぎないようにし、また、図４に示すところにあっては、ピストン速度が特定の速度領域にあるときに伸側の減衰力を高過ぎないようにしながら、圧側の減衰力を高過ぎないようにし、あるいは、上方室Ｒ１における作動油の吸入不足を生じさせないようにするが、これに代えて、図示しないが、ピストン速度が特定の速度領域にあるときに圧側の減衰力だけを高過ぎないようにし、あるいは、上方室Ｒ１における作動油の吸入不足を生じさせないようにするとしても良い。

少し説明すると、図１および図２に示すところにあって、先ず、シリンダ体１は、下方部材とされて、図示しないが、上端開口をヘッド部材で適宜の密封構造下に封止すると共に、このヘッド部材の軸芯部にロッド体２を適宜の密封構造下に上下動可能に貫通させる。

そして、このシリンダ体１にあっては、油圧緩衝器が車両に搭載されるとき、下端側たるボトム側が車両における車軸側に連結され、油圧緩衝器が単筒型とされる場合には、図示しないが、たとえば、シリンダ体１のボトム側に収装されたフリーピストンやブラダなどの気液分離を可能にする伸縮や膨縮を可能にする隔壁体で画成される気室を有し、また、油圧緩衝器が複筒型とされる場合には、同じく図示しないが、シリンダ体１の外方に外筒を有し、この外筒とシリンダ体１との間をリザーバに設定して、シリンダ体１に対してロッド体２が出没する際などのシリンダ体内容積変化を補償する。

次に、ロッド体２は、下端側が上記のシリンダ体１内に出没可能に挿通されると共に、図中での下端部たる先端部２ａがピストン部を保持しながら上方部材とされ、図示しないが、上端側がシリンダ体１の外に突出し、油圧緩衝器が車両に搭載されるとき、上端部たる基端部が車両における車体側に連結される。

ちなみに、図示するところでは、油圧緩衝器がシリンダ体１を下方部材にすると共にロッド体２を上方部材にする正立型に設定されてなるとするが、この発明が意図するところからすると、これに代えて、図示しないが、シリンダ体１が上方部材とされると共にロッド体２が下方部材とされる倒立型に設定されてなるとしても良い。

一方、ピストン部は、この発明にあって、浮動構造下にロッド体２に保持されるもので、図示するところでは、ロッド体２における段部２ｂ、すなわち、ロッド体２の本体部たる軸部（符示せず）と先端部２ａとの境界部となる段部２ｂと、ロッド体２の先端部２ａの螺条部（符示せず）に螺合されるピストンナット４との間にあって、ロッド体２に対してロッド体２の図中で上下方向となる軸方向に摺動可能に保持される。

このとき、ピストン部は、ロッド体２における先端部２ａの外周に直に、すなわち、筒状のガイド部材などを配在させずして介装されるとし、ピストン部の配設の際に筒状のガイド部材などを要しないことによる部品点数の削減を可能にしている。

そして、このピストン部は、外周にピストンリングＰｒを有しながらシリンダ体１内に摺動可能に収装されてこのシリンダ体１内に上方室Ｒ１および下方室Ｒ２を画成する環状のバルブディスクたるピストン体３を有すると共に、このピストン体３の下方室Ｒ２に対向する下端面に伸側減衰バルブを構成するリーフバルブ５を有してなる。

また、このピストン部にあっては、リーフバルブ５の背面に配設されるバルブストッパ６を有すると共に、このバルブストッパ６の背面に配設される附勢手段を有する。

先ず、ピストン体３は、図示するところにあって、図中で上端側部となる厚肉の頭部（符示せず）とこの頭部から垂下する図中で下端側部となる筒部（符示せず）とを有する有頭筒状に形成されながら、ロッド体２の先端部２ａに図中で上下方向となるロッド体２の軸方向に摺動可能な状態に保持される。

ちなみに、ピストン体３を有頭筒状に形成することで、後述する伸側減衰バルブ等のいわゆるバルブ構造を構成する部材を言わばピストン体３内に収装することが可能になり、ピストン部を小型化する上で有利になる。

また、前記したピストン部におけるピストンリングＰｒは、このピストン体３における外周、すなわち、頭部の外周と筒部の外周とに亘って、たとえば、モールド成形などで合口を有しない態様に配設され、あるいは、割りリング状に形成されて合口を有する態様に配設される。

そして、このピストン体３は、頭部にこの頭部をロッド体２の軸方向に沿って貫通する伸側のポート３ａを有し、この伸側のポート３ａによって上方室Ｒ１の下方室Ｒ２への連通を可能にする。

このとき、図示するところにあって、ポート３ａの上下端は、ピストン体３における頭部の上下端面を切削するようにして形成される環状溝３ｂ，３ｃに連通し、言わば上方の環状溝３ｂが形成されることで、上方室Ｒ１からの作動油のポート３ａへの流入を保障し、また、言わば下方の環状溝３ｃが形成されることで、ポート３ａからの油圧が作用する後述の伸側減衰バルブにおける受圧面を大きくする。

次に、伸側減衰バルブは、ピストン体３における伸側のポート３ａの図中で下端となる下流側端を開放可能に閉塞するように配設され、図示するところでは、ピストン体３の頭部の下方に、つまり、筒部の内側に配設される。

そして、この伸側減衰バルブは、環状のリーフバルブ５からなり、下方室Ｒ２側からピストン体３の頭部の下端面に、すなわち、頭部の下端面にあって、上記の環状溝３ｃを画成するように設けられるバルブシート部（符示せず）に着座して、ポート３ａの下流端となる環状溝３ｃを開放可能に閉塞し、外周側が撓んでバルブシート部の下端面から離座するときにこのバルブシート部の下端面との間に作動油が通過する隙間を出現させる。

また、このリーフバルブ５は、径を同一にしあるいは異にする複数枚のリーフバルブ体を積層してなり、このとき、リーフバルブ５の内周側にはロッド体２が挿通するが、このリーフバルブ５の内周側は、同じく内周側にロッド体２を挿通させるピストン体３における頭部の下端内周側部となるいわゆる固定部に固定されない、つまり、浮動状態に維持される。

なお、図示するところでは、リーフバルブ５は、複数枚のリーフバルブ体を積層してなるが、リーフバルブ体の枚数は、この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良く、また、複数枚とされるのに代えて、図示しないが、発生させる減衰特性によって一枚のみとされても良い。

一方、バルブストッパ６は、肉厚の環状に形成されていわゆる油圧作用で変形などしない機械的強度を有し、リーフバルブ５が油圧作用で外周側を撓ませてポート３ａの下流側端を開放するときに、リーフバルブ５の外周側の撓み量を設定し、図示するところでは、上記のリーフバルブ５の動きに追従できるように、ロッド体２を内周側に挿通させた状態で、浮動状態に維持される。

なお、このバルブストッパ６の内周側とリーフバルブ５の内周側との間には、凡そこの種のバルブストッパとリーフバルブとの間における場合と同様に、間座（符示せず）が配設されている。

そして、附勢手段は、図示するところでは、ワッシャスプリング７からなり、このワッシャスプリング７は、内周側にロッド体２の先端部２ａを挿通させると共に具有するバネ力でバルブストッパ６を図中で下端側となる背面側からリーフバルブ５側に向けて附勢する。

すなわち、このワッシャスプリング７は、ピストン速度が特定の速度領域に至るまでは、図１中に示すように、所定のバネ力を具有して湾曲する状態にあってバルブストッパ６を持ち上げるようにして、バルブストッパ６の内周側をリーフバルブ５の内周側に密着させ、つまり、リーフバルブ５の内周側をピストン体３の下端に密接させて、このリーフバルブ５によるポート３ａの下流側端の閉塞を可能にする。

そして、このワッシャスプリング７は、詳しくは図示しないが、皿バネ，ウエーブバネあるいは脚付きバネなどの変形時に平板状あるいはこれに近似する形状になるバネ力具有部材からなる。

すなわち、このワッシャスプリングが皿バネ，ウエーブバネあるいは脚付きバネなどの変形時に平板状あるいはこれに近似する形状になるバネ力具有部材からなる場合には、その油圧作用で、バネ力を具有したまま平板状態あるいはそれに近似する状態になって、このワッシャスプリング７が附勢するバルブストッパ６に直列する上方の各部材の下降を許容する（図２参照）。

このように、附勢手段が皿バネ，ウエーブバネあるいは脚付きバネなどの変形時に平板状あるいはこれに近似する形状になるバネ力具有部材からなるワッシャスプリング７とされる場合には、たとえば、前記した特許文献１に開示されているように、附勢手段がコイルスプリングからなる場合に比較して、ピストン部におけるロッド体２の軸方向となる全体長さを小さくでき、したがって、シリンダ体１内におけるピストン部の摺動ストロークを大きくでき、好ましい減衰特性の発現を可能にし得る。

そして、附勢手段がワッシャスプリング７からなることでシリンダ体１内におけるピストン部の摺動ストロークを大きくできるから、油圧緩衝器における全体長さをいたずらに大きくさせずして、車両への搭載性を悪化させない点で有利となる。

そしてまた、図示するところにあって、ピストン部をいわゆる浮動構造に有するのに際して、ピストン部を構成する各構成部材をロッド体２の先端部２ａの外周に直接介装すれば足りるから、前記した特許文献１に開示の提案のように、筒状のガイド部材の配設を要せず、部品点数の削減の上からも有利になる。

ちなみに、附勢手段たるウエーブバネあるいは脚付きバネなどからなるワッシャスプリング７は、内周側がロッド体２の先端部２ａの外周から離れているので、これに起因してワッシャスプリング７の外周がバルブストッパ６に対して安定されなくなる危惧がある。

そこで、図示するところでは、バルブストッパ６の外周側部に段差からなる位置決め部６ａを有して、この位置決め部６ａ（図１参照）にワッシャスプリング７の外周端を係止させている。

なお、上記の位置決め部６ａは、その肉厚をワッシャスプリング７の肉厚にほぼ一致する設定とするが、その肉厚をワッシャスプリング７の肉厚より大きくし、かつ、端面を対向するナット４の端面に接触し得る設定とする場合には、平板状に変形するワッシャスプリング７に過度の疲労を招来させない上で有利になる。

この発明による緩衝器のバルブ構造を具現化する油圧緩衝器にあって、ピストン部は、先ずは、以上のように形成されるが、さらには、前記したように、この発明にあって、ピストン部がロッド体２の先端部２ａに浮動構造下に保持され、したがって、シリンダ体１内で摺動時に、特に、ピストン速度が特定の速度領域にあるときの伸側作動時の減衰力が高過ぎることにならないようにする配慮がなされている。

そこで、以下には、これについて少し説明するが、先ず、図示するところにあって、ピストン体３は、上方室Ｒ１に上流側端が連通する第１連通路たる連通路３ｄを有し、この連通路３ｄの下流側端をピストン体３の内周側、すなわち、このピストン体３の軸芯部に開穿されてロッド体２の先端部２ａを挿通させる挿通孔３ｅに連通させる。

このとき、上記の連通路３ｄは、上流側端をピストン体３における頭部の上端面に形成の環状溝３ｂに開口させ、伸側ポート３ａに流入し得る態勢にある上方室Ｒ１からの作動油が伸側ポート３ａから分岐して連通路３ｄにも流入し易くなるように配慮している。

そして、ピストン体３が以上のように連通路３ｄを有するのに対して、上記の挿通孔３ｅに先端部２ａを挿通させるロッド体２は、先端部２ａに開穿されて下流側端を下方室Ｒ２に連通させる連通路２ｃと、同じく先端部２ａに開穿されて上流側端を上記の挿通孔３ｅに連通させる第２連通路たる連通路２ｄとを有し、この連通路２ｄの下流側端を上記の連通路２ｃの上流側端に連通させている。

このとき、連通路２ｃは、ロッド体２における先端部２ａの軸芯部に開穿される縦穴からなり、また、連通路２ｄは、ロッド体２における先端部２ａを放射方向に開穿した横孔からなる。

そしてまた、ピストン体３に形成の連通路３ｄは、このピストン体３が図１に示す上昇位置にあるときには、ロッド体２に形成に連通路２ｃ，２ｄに連通しないが、ピストン体３が図２に示す下降位置にあるときには、ロッド体２に形成に連通路２ｃ，２ｄに連通する設定とされている。

それゆえ、上記の連通路３ｄ、すなわち、ロッド体２に形成の連通路２ｃ，２ｄに選択的に連通可能とされる連通路３ｄを有するピストン体３にあっては、これが、図２に示すように、図中で下降するとき、連通路３ｄを連通路２ｃ，2ｄに連通する。

ちなみに、上記した横孔からなる連通路２ｄの外側端、すなわち、ピストン体３の挿通孔３ｅに連通する開口端は、連通路２ｃの径より大径に設定されて、連通路３ｄを照準させ易くすると共に、いわゆる不感帯の形成に際しての調整を可能にしている。

それゆえ、ピストン部がシリンダ体１内を上昇する伸長作動時にあって、上記の連通路３ｄと連通路２ｃ，２ｄとが連通するときには、これら連通路３ｄ，２ｃ，２ｄがいわゆるバイパス路を形成して、上方室Ｒ１から作動油の一部がリーフバルブ５を介することなく下方室Ｒ２に流出することになり、この限りにおいて、リーフバルブ５で発生される減衰力が高過ぎることにならないように抑制される。

一方、以上のように形成されたバルブ構造については、図示するところでは、さらに以下のようにも構成されているので、これについて少し説明する。

まず、図示するところでは、ピストン体３が頭部に前記した伸側のポート３ａに並列するように開穿される圧側のポート３ｆを有し、この圧側のポート３ｆの下流側端を上方室Ｒ１側から開放可能に閉塞するバルブたる圧側バルブを有する。

そして、この圧側バルブは、環状のリーフバルブ８からなり、このリーフバルブ８は、外周側が撓むときにピストン体３の頭部の上端面、すなわち、頭部の上端面にあって、ポート３ｆの下流側端を開口させながらリーフバルブ８に対する受圧面積を大きくするように設けられるバルブシート部（符示せず）に着座して、ポート３ｆの下流端を開放可能に閉塞し、外周側が撓んでバルブシート部の上端面から離座するときにこのバルブシート部の上端面との間に作動油が通過する隙間を出現させる。

ちなみに、この圧側バルブたるリーフバルブ８にあっては、上記の隙間を作動油が通過するときに所定の減衰力を発生させる圧側の減衰バルブに設定されても良いし、専ら上方室Ｒ１にあって、作動油の吸入不足を発現させないようにするための吸込みバルブに設定されても良い。

ところで、この圧側バルブたるリーフバルブ８は、内周側の肉厚を貫通する開口８ａを有し、この開口８ａを介しての上方室Ｒ１からの作動油の伸側のポート３ａへの流入を保障する。

このように、ピストン部が圧側のポート３ｆおよび圧側バルブたるリーフバルブ８を有することで、図示するところにあって、シリンダ体１内でのピストン部を挟んでの上方室Ｒ１と下方室Ｒ２との間における作動油の往復、すなわち、油圧緩衝器における伸縮作動が可能になる。

そしてまた、圧側バルブたるリーフバルブ８の背面には、バルブストッパ９が配設され、このバルブストッパ９は、リーフバルブ８の外周側部の撓み量たるリフト量を設定すると共に、リーフバルブ８の開口に照準される透孔９ａを有して上方室Ｒ１から伸側のポート３ａへ向けての作動油の流れを保障する。

さらに、このバルブストッパ９の背面には、附勢手段たるワッシャスプリング１０が配設され、このワッシャスプリング１０は、前記したワッシャスプリング７と同様の形態を呈する、すなわち、皿バネ，ウエーブバネあるいは脚付きバネなどの変形時に平板状あるいはこれに近似する形状になるバネ力具有部材からなる。

ちなみに、このワッシャスプリング１０は、バルブストッパ９をリーフバルブ８に向けて押圧するが、このバルブストッパ９をリーフバルブ８に向けて押圧する機能からすれば、これが上記したところに代えて、ゴム材などの凡そバネ力あるいは弾性力を具有するものであれば、任意の構成のものとされて良い。

そして、このワッシャスプリング１０が変形時に平板状あるいはこれに近似する形状になるとしても、このとき、バルブストッパ９の透孔９ａおよび後述するバネ受１１の透孔１１ａを完全閉塞しないように変形されるのが好ましい。

なお、このワッシャスプリング１０にあっても、前記したワッシャスプリング７と同様に、内周側がロッド体２の先端部２ａの外周から離れているので、これに起因してワッシャスプリング７の外周がバネ受１１に対して安定されなくなる危惧がある。

そこで、図示するところでは、前記したバルブストッパ６と同様に、バネ受１１の外周側部に段差からなる位置決め部１１ｂを有して、この位置決め部１１ｂ（図１参照）にワッシャスプリング１０の外周端を係止させている。

そして、上記の位置決め部１１ｂは、その肉厚をワッシャスプリング１０の肉厚にほぼ一致する設定とするが、その肉厚をワッシャスプリング７の肉厚より大きくし、かつ、端面を対向するバルブストッパ９の端面に接触し得る設定とする場合には、平板状に変形するワッシャスプリング１０に過度の疲労を招来させない上で有利になる。

このワッシャスプリング１０の配設で、ピストン体３が下降する際の初期作動を円滑に実現させることが可能になり、また、一旦下降したピストン体３が旧状に復するように上昇する際の衝撃を緩和することが可能になると共にその際の衝撃音の発生を阻止することが可能になる。

そして、前記したワッシャスプリング７との協働となるが、このワッシャスプリング１０の配設で、たとえば、ロッド体２に軸方向となる上下方向の微振動が入力されるとき、この微振動を附勢手段たる二つのワッシャスプリング７およびワッシャスプリング１０で吸収することが可能になり、シリンダ体１にロッド体２からの微振動を伝播させないことが、また、逆に、シリンダ体１からの微振動をロッド体２に伝播させないことが可能になる。

そしてまた、前記したワッシャスプリング７との協働となるが、このワッシャスプリング１０の配設で、ピストンナット４とロッド体２における段部２ｂとの間に配設されるバルブ構造を構成する各部品間におけるいわゆるガタツキ阻止が可能になる。

ちなみに、以上の観点からすれば、前記したワッシャスプリング７にあっても、このワッシャスプリング１０と同様に機能し、また、同様の効果を発揮するのはもちろんである。

そして、このワッシャスプリング１０の背面には、環状のバネ受１１が配設され、このバネ受１１は、自らがロッド体２における段部２ｂに係止されて固定状態に維持されながらワッシャスプリング１０の外周側を係止させる一方で、その肉厚を貫通する透孔１１ａを有して、作動油の流れを保障する。

ところで、上記のワッシャスプリング１０についてであるが、図示するところでは、前記したワッシャスプリング７と外観上で同じ向きに配設される、すなわち、ワッシャスプリング１０の湾曲する外周端が背後の環状に形成のバネ受１１に当接されるが、このワッシャスプリング１０が機能するところを鑑みると、図示しないが、上記のワッシャスプリング７と外観上で反対向きに配設されるとしても良い。

つまり、ワッシャスプリング１０の内周側がバネ受１１の内周側に隣接される一方で湾曲する外周側がバルブストッパ９の外周側に当接されるとしても、このワッシャスプリング１０が機能するところに差異はない。

そして、ワッシャスプリング１０がワッシャスプリング７と外観上で反対向きに配設される場合には、同じく図示しないが、ワッシャスプリング１０の内周側端を隣接させるバネ受１１についてはその配設を省略して、ワッシャスプリング１０の内周側をロッド体２における段部２ｂに隣接させる、すなわち、担持させるとしても良く、この場合には、部品点数を削減できるので、バルブ構造部分に軸長さ、つまり、ロッド体２の軸方向となる長さを短くできる点で有利となる。

以上のように形成された油圧緩衝器におけるピストン部にあっては、これがロッド体２の段部２ｂとピストンナット４との間に浮動構造下に配設されてなり、そのため、このピストン部がシリンダ体１内で摺動するときには、以下のように作動する。

すなわち、図示する油圧緩衝器にあって、ピストン部がシリンダ体１内を図中で上昇するように移動する伸長作動時には、上方室Ｒ１の圧力が上昇して上方室Ｒ１からの作動油が伸側のポート３ａを介して下方室Ｒ２へ移動することになり、このときに、伸側減衰バルブたるリーフバルブ５がこの移動する作動油に抵抗を与えて所定の圧力損失を生じせしめ、油圧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。

なお、ピストン部がシリンダ体１内を図中で下降するように移動する収縮作動時には、下方室Ｒ２の圧力が上昇して下方室Ｒ２からの作動油が圧側のポート３ｆを介して上方室Ｒ１へ移動することになり、このときに、圧側バルブたるリーフバルブ８は、たとえば、この移動する作動油に抵抗を与えることなくして、吸入バルブとして機能するか、あるいは、移動する作動油に抵抗を与えて、所定の圧力損失を生じせしめ、油圧緩衝器に所定の圧側減衰力を発生させる減衰力発生要素として機能するかは、圧側バルブたるリーフバルブ８における設定如何による。

先ず、ピストン部がシリンダ体１内で上昇すると、上方室Ｒ１の圧力が高まり、上方室Ｒ１の作動油がピストン体３に形成の伸側のポート３ａを通過して下方室Ｒ２に移動しようとする。

そして、このとき、油圧緩衝器における伸縮速度となるピストン速度が、たとえば、０．１ｍ／秒近辺に至らない微低速領域にある場合には、上方室Ｒ１からの作動油が伸側減衰バルブたるリーフバルブ５が有する切欠オリフィス５ａ（図１参照）を介して下方室Ｒ２に流出し、このとき、オリフィス特性の減衰力が発生される。

また、このとき、リーフバルブ５が附勢手段たるワッシャスプリング７の附勢力に抗してピストン体３から離れるようにリフトすることはなく、したがって、リーフバルブ５は、ワッシャスプリング７で附勢されてポート３ａの下流側端を開放可能に閉塞するように押し付けられた態勢に維持される。

ついで、ピストン速度が、上記の微低速領域から、たとえば、０．３ｍ／秒近辺に至る前となる低速領域にあっては、上方室Ｒ１からの油圧がリーフバルブ５の外周側を撓ませるようにしてピストン体３における頭部の下端面との間に隙間を出現させ、したがって、作動油がこの隙間を介して下方室Ｒ２に流出し、このとき、所定のバルブ特性の減衰力が発生される。

このピストン速度が微低速領域にあるときと、ピストン速度が低速領域にあるときの減衰力を図３に示す特性図で見ると、先ず、ピストン速度が図３中に符号ａで示す領域、すなわち、ピストン速度が０．１ｍ／秒近辺に至らない微低速領域にあるときには、オリフィス特性の減衰力が発生する。

そして、ピストン速度が図３中に符号ｂで示す領域、すなわち、ピストン速度が０．１ｍ／秒近辺から０．３ｍ／秒近辺に至らない低速領域にあるときには、図３中に実線Ａで示すバルブ特性の減衰力が発生する。

一方、ピストン速度が上昇して、ピストン速度が図３中に符号ｃで示す領域、すなわち、ピストン速度が０．３ｍ／秒近辺にあるときには、上方室Ｒ１の圧力と下方室Ｒ２の圧力との差が大きくなり、上方室Ｒ１からの作動油のリーフバルブ５を下方へ押し下げようとする力が大きくなる。

そして、この力がリーフバルブ５の外周側を上記より大きく撓ませるようになると共に、上記より多量の作動油を通過させようとするが、このときには、作動油の圧力がワッシャスプリング７の附勢力に打ち勝つようになる。

つまり、従前のピストン部にあっては、リーフバルブが固定されているから、図３中に実線Ａで示すバルブ特性にリニアに連続する破線Ａ１で示すポート特性の減衰力が発生されることになる。

しかし、この発明にあっては、ピストン速度が０．３ｍ／秒近辺にあるときには、すなわち、この速度領域を特定の速度領域とすれば、上方室Ｒ１の圧力と下方室Ｒ２の圧力との差が大きくなることから、図２に示すように、ワッシャスプリング７が平板状に変形してバルブストッパ６を介してであるがリーフバルブ５全体の下方への移動を可能にする、すなわち、ピストン部を下方に移動させる。

このとき、リーフバルブ５の外周側は、ピストン体３における頭部の下端面から離れるようになるが、その一方で、ピストン体３に形成の連通路３ｄがロッド体２の先端部２ａに形成の連通路２ｃ，２ｄに連通し、それゆえ、これら連通路３ｄ，２ｃ，２ｄがいわゆるバイパス路を形成して、上方室Ｒ１からの作動油の一部がリーフバルブ５を介することなく下方室Ｒ２に流出され、したがって、リーフバルブ５が許容範囲以上の作動油を通過させないから、いわゆる高過ぎることになる減衰力発生しない、つまり、いわゆるハイカット現象が発現される。

このピストン速度が中速領域にあるときの減衰力を図３に示す特性図で見ると、図３中に実線Ｂで示すように、それまでリニアに上昇していた減衰力を一旦低下させるように、図中での傾斜角度を低くするようにして、高い減衰力の発生状態から低い減衰力の発生状態に変え、すなわち、ピストン速度が中速領域になると一旦発生減衰力が低くなるように、あるいは低くならないまでも、低速領域からリニアに連続するように漸増せず、減衰力が高くなり過ぎることを回避し得ることになる。

これによって、ピストン速度が低速領域にあるときと、低速領域から中速領域に至る前にあるときには、リーフバルブ５の内周側が固定的に支持される旧来のバルブ構造が適用された緩衝器とほぼ同様の減衰特性を発揮し、ピストン速度が中速領域に達すると、ポート３ａを通過する作動油の圧力がリーフバルブ５に作用し、ワッシャスプリング７の附勢力に抗してリーフバルブ５がバルブストッパ６と共にピストン体３から軸方向にリフトして後退する。

このとき、この発明のバルブ構造にあっては、ピストン部がシリンダ体１内を上昇する伸長作動時にあって、ピストン体に形成の連通路３ｄとロッド体２に形成の連通路２ｃ，２ｄとが連通するときには、これら連通路３ｄ，２ｃ，２ｄがいわゆるバイパス路を形成して、上方室Ｒ１から作動油の一部がリーフバルブ５を介することなく下方室Ｒ２に流出することになり、この限りにおいて、リーフバルブ５で発生される減衰力が高過ぎることにならないように抑制される。

したがって、この中速領域の発生減衰力に連続するようにして発生する高速領域における減衰力がいたずらに高くなることがなく（図３中の符号ｄで示す領域参照）、この油圧緩衝器を搭載する車両における乗り心地をいたずらに悪化させないことになる。

なお、図３中にあって、実線Ｃで示すところは、ピストン速度が中速領域を超えて高速領域に至った場合の減衰力の発生状態を示すもので、図３中の破線Ａ１にほぼ沿う傾斜になる。

また、リーフバルブ５がリフトするときのピストン速度は、ワッシャスプリング７がリーフバルブ５に作用させる附勢力によって調節することが可能である。

そして、ピストン速度の中速領域（図３中の符号ｃ参照）については、図１に示す実施形態にあっては、いわゆるバイパス路を形成する連通路における径の大きさ、特に、たとえば、連通路２ｄの径の大きさを変更することで調整可能になる。

そしてまた、このバルブ構造にあっては、コイルスプリングによってリーフバルブ５を附勢するのではなく、ワッシャスプリング７で附勢するので、コイルスプリングを使用する場合に比較して、リーフバルブ５を附勢する附勢手段の軸方向長さが飛躍的に短くなり、バルブ構造を構成する各部を含んだ全体のピストン部も短くなり、油圧緩衝器の伸縮可能範囲であるストローク長が短くなる不具合がなく、車両への搭載性が悪化することがない。

したがって、この実施形態によるバルブ構造にあっては、ピストン速度が中高速領域にあるときの減衰力が過大とならないようにして車両における乗り心地を向上することができると共に、油圧緩衝器の伸縮可能範囲であるストローク長も確保することができる、すなわち、車両における乗り心地とストローク長の両方を満足させることが可能である。

また、ワッシャスプリング７の附勢力の調節を皿バネ，ウエーブバネあるいは脚付きバネにおける板厚の選択で調節でき、附勢力の調節に際して油圧緩衝器のストローク長を犠牲にすることがない。

さらに、附勢力の発生源は、ワッシャスプリング７とされているので、リーフバルブ５の背面に配設されるバルブストッパ６における当接面の全周に亘り均一に附勢力を作用させることができるので、製品単位でバラつきのない安定した減衰力の発生を期待することができる。

ところで、上記したところでは、ピストン部におけるバルブ構造が伸側の減衰作用をする場合を中心に説明したが、この発明が意図するところからすれば、ピストン部におけるバルブ構造が圧側の減衰作用を具現化する場合であっても同様に作動させることが可能になるし、また、同様に機能させることが可能になる。

そして、図示した実施形態にあっては、ピストン部がロッド体２の先端部２ａに浮動構造下に保持されるから、バルブディスクたるピストン体３がロッド体２の先端部２ａ対して図中での上下方向に前進および後退し得ることになり、このことから、ピストン速度が特定の速度領域になるときに、圧側バルブたるリーフバルブ８の作動を制御することが可能になる。

図４に示すところは、この発明の他の実施形態を示すものであるが、この図４に示すところにあって、バルブディスクたるピストン体３および軸部材たるロッド体２が伸側のポート３ａのいわゆるバイパス路となる連通路３ｄおよび２ｃ，２ｄを設けるの共に、圧側のポート３ｆのいわゆるバイパス路となる連通路３ｇおよび２ｆ，２ｇを設けてなる。

ちなみに、この図４に示すところに代えて、図示しないが、他の実施形態としては、バルブディスクたるピストン体３および軸部材たるロッド体２が伸側のポート３ａのいわゆるバイパス路となる連通路を設けないが、圧側のポート３ｆのいわゆるバイパス路となる連通路３ｇおよび２ｆ，２ｇを設けるとしても良い。

以下に、この図４に基づいて、少し説明するが、以下の説明において、その構成が前記した図１に示すところと同様となるところについては、要する場合を除き、図中に同一の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略する。

すなわち、この図４に示すところにあって、ピストン体３は、圧側のポート３ｆのいわゆるバイパス路となる連通路３ｇを有すると共に、ロッド体２が連通路２ｆ，２ｇを有してなる。

そして、ピストン体３に開穿の連通路３ｇは、圧側ポート３ｆの上流側端に連通すると共にピストン体３の内周側たる挿通孔３ｅに連通するもので、ピストン体３に形成の伸側のポート３ａとは交差して連通することはない。

また、ロッド体２における連通路２ｆは、前記したロッド体２の軸芯部に形成の縦穴からなる連通路２ｃとは分離されるが、ロッド体２の軸芯部に形成される縦孔からなる。

そしてまた、ロッド体２における連通路２ｇは、上記の連通路２ｆに連通しながらロッド体２の軸部の外周に開口して上方室Ｒ１に連通するもので、ロッド体２の軸部を放射方向に開穿して形成される。

以上のようにピストン体３に連通路３ｇおよびロッド体２に連通路２ｆ，２ｇが設けられることで、前記した連通路３ｄをピストン体３が有し、同じく連通路２ｃ，２ｄをロッド体２が有する場合と同様に、このピストン体３がロッド体２の先端部２ａにおいてロッド体２の軸方向に移動すると、下方室Ｒ２が連通路３ｇおよび２ｆ，２ｇからなるいわゆるバイパス路を介して上方室Ｒ１に連通することになる。

このとき、圧側バルブたるリーフバルブ８が吸込みバルブに設定されてなる場合には、上方室Ｒ１における作動油の吸入不足が発現されなくなり、リーフバルブ８が減衰バルブに設定される場合には、それまで高かった減衰力が一旦低下され、たとえば、ピストン速度が中速領域にあるときの発生減衰力を高過ぎないようにすることが可能になる。

前記したところでは、いわゆるバイパス路の連通時には、上流側室Ｒ１あるいは下流側室Ｒ２からの作動油がピストン体３に形成の連通路３ｄあるいは３ｇを介してロッド体２に形成の連通路２ｄおよび２ｃあるいは２ｅおよび２ｆに流入し、その後に反対側の室Ｒ１あるいはＲ２に流出するとしたが、これに代えて、図示しないが、上記のいわゆるバイパス路の連通時には、上流側室Ｒ１あるいは下流側室Ｒ２からの作動油がロッド体２に形成の連通路２ｄおよび２ｃあるいは２ｅおよび２ｆに流入し、その後にピストン体３に別途形成の連通路を通過して反対側の室Ｒ１あるいはＲ２に流出するとしても良い。

そして、前記したところでは、この発明によるバルブ構造が油圧緩衝器におけるピストン部に具現化されるとしたが、この発明が意図するところからすると、これに代えて、図示しないが、油圧緩衝器におけるシリンダ体１内に収装のベースバルブ部や、シリンダ体１の外となるいわゆる緩衝器本体の外に配設される減衰部に具現化されるとしても良い。

なお、この発明の範囲は、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のはもちろんである。

車両に搭載される油圧緩衝器にあって、最適な減衰特性の具現化とストローク長の保障の両方を満足でき、その汎用性の向上を期待するのに向く。

１ シリンダ体
２ 軸部材たるロッド体
２ａ 先端部
２ｂ 段部
２ｃ，２ｄ，２ｆ，２ｇ，３ｄ，３ｇ 連通路
３ バルブディスクたるピストン体
３ａ，３ｆ ポート
３ｂ，３ｃ 環状溝
３ｅ 挿通孔
４ ピストンナット
５ 伸側減衰バルブたるリーフバルブ
６，９ バルブストッパ
６ａ，１１ｂ 位置決め部
７，１０ 附勢手段たるワッシャスプリング
８ 圧側バルブたるリーフバルブ
８ａ 開口
９ａ，１１ａ 透孔
１１ バネ受
Ｐｒ ピストンリング
Ｒ１ 上流側室たる上方室
Ｒ２ 下流側室たる下方室

Claims (5)

1. シリンダ体を上流側室及び下流側室に画成すると共にこれら上流側室及び下流側室を連通するポートが形成される環状のピストン部と、
   上記ピストン部を保持する軸部材と、
   上記軸部材を内周側に挿通させると共に上記ピストン部に積層されて上記ポートの下流側端を開放可能に閉塞する環状のリーフバルブと、
   上記リーフバルブの背面に配設される環状のバルブストッパと、
   上記バルブストッパの背面に配設されながら内周側に上記軸部材を挿通させて当該バルブストッパを上記リーフバルブに向けて附勢する附勢手段とを有し、
   上記ピストン部、上記リーフバルブ、上記バルブストッパおよび上記附勢手段が上記軸部材に対して当該軸部材の軸方向に移動可能に保持されるバルブ構造において、
   上記ポートから分岐するように上記ピストン部に形成されて、上記上流側室あるいは上記下流側室を当該ピストン部の内周側に連通可能にする第１連通路と、
   上記軸部材に形成されて、上記下流側室あるいは上記上流側室を当該軸部材の外周側となる上記ピストン部の内周側に連通可能にする第２連通路とを有し、
   ピストン速度が中速領域に達すると、上記上流側室あるいは上記下流側室における圧力で上記ピストン部が上記附勢手段の附勢力に抗して移動し、上記第１連通路が上記第２連通路に連通することにより、上記上流側室と上記下流側室との連通が許容されることを特徴とするバルブ構造。
   
2. 上記附勢手段は、ワッシャスプリングからなり、このワッシャスプリングは、変形時に平板状になるバネ力具有部材からなる請求項１に記載のバルブ構造。
   
3. 上記ポートの上下端面には環状溝が形成されており、上記第１連通路は上記環状溝に開口することにより、上記ポートから分岐していることを特徴とする請求項１または２に記載のバルブ構造。
   
4. 上記第２連通路は、上記軸部材の軸心部に開穿された竪穴と、上記軸部材に放射方向に開穿された横孔とを有し、上記横孔は、上記軸部材の外周側の径が上記軸部材の軸芯部側の径よりも大径に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブ構造。
   
5. 上記リーフバルブは、ピストン速度が上記中速領域よりも低い低速領域において上記ポートの下流側端を開放する請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブ構造。
   

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