JP6014444B2

JP6014444B2 - 緩衝器

Info

Publication number: JP6014444B2
Application number: JP2012215416A
Authority: JP
Inventors: 正博足羽
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2016-10-25
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: KR20140042744A; CN103711831A; JP2014070658A; DE102013218582A1; US9194455B2; US20140090940A1; CN103711831B

Description

本発明は、緩衝器に関する。

緩衝器において、外側シートと中間シートと内側シートのうちの中間シートの高さを低くして、この中間シートにディスクをバネで押し付けることにより、ディスクにセット荷重を与える構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平２−６６３３３号公報

上記構造では、セット荷重が高くなり開弁点が高くなってしまうため、バルブ特性が適正であるとは言えない。

したがって、本発明は、バルブ特性の適正化を図ることが可能となる緩衝器の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、外側シートよりも大径で中間シートに着座する第１ディスクが、該第１ディスクを前記外側シートに向けて押圧するバネ部材がなければ、内側シートおよび前記中間シートに当接した状態では前記外側シートから離間した状態にあって、前記バネ部材で押圧されることにより前記第１ディスクの前記中間シートに着座する面と同一面が前記外側シートに当接する構成とした。
また、外側シートよりも大径で中間シートに着座する第１ディスクと、該第１ディスクを前記外側シートに向けて押圧するバネ部材と、前記第１ディスクに積層され前記中間シートよりも大径の第２ディスクと、前記中間シートと内側シートとの間のディスク支持部と、前記中間シートよりも小径且つ前記ディスク支持部よりも大径で前記第２ディスクに積層される第３ディスクと、を備え、前記第１ディスクは、前記バネ部材がなければ、前記内側シートおよび前記中間シートに当接した状態では前記外側シートから離間した状態にあって、前記バネ部材で押圧されることにより前記外側シートに当接する構成とした。
また、外側シートよりも大径で中間シートに着座する第１ディスクと、該第１ディスクを前記外側シートに向けて押圧し、該第１ディスクを前記外側シートに当接させるバネ部材と、を備え、内側シートのシート面と前記中間シートのシート面を結んだ線の勾配が、前記中間シートのシート面と前記外側シートのシート面を結んだ線の勾配よりも大きい構成とした。

本発明によれば、バルブ特性の適正化を図ることが可能となる。

本発明に係る第１実施形態の緩衝器の部分断面図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器で用いられるバネ部材を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器の要部の部分拡大断面図である。本発明に係る第１実施形態の緩衝器の減衰力特性を示す特性線図である。本発明に係る第２実施形態の緩衝器の部分断面図である。本発明に係る第２実施形態の緩衝器の減衰力特性を示す特性線図である。本発明に係る第３実施形態の緩衝器の部分断面図である。

「第１実施形態」
本発明に係る第１実施形態の緩衝器を図１〜図４を参照して以下に説明する。

図１に示すように、第１実施形態の緩衝器は、液体あるいは気体等の作動流体が封入されるシリンダ１１を有している。このシリンダ１１は、図示は略すが一端側（図１の上側）が開口し他端側（図１の下側）が閉塞する有底筒状をなしている。シリンダ１１内には、ピストン１２が摺動可能に嵌装されている。

シリンダ１１には、一端側（図１の上側）がシリンダ１１の外部へと延出されるピストンロッド１３の他端側が挿入されており、ピストン１２は、このピストンロッド１３の他端部にナット１４によって連結されている。なお、ピストンロッド１３の一端側は、図示は略すが、シリンダ１１の一端開口部に装着されたロッドガイドおよびオイルシールに挿通されて外部へと延出されている。ピストン１２は、シリンダ１１の内部を、ピストンロッド１３が延出する側（図１の上側）のロッド室１８と、シリンダ１１の図示略の底部側（図１の下側）のボトム室１９との２室に画成している。

ピストンロッド１３は、主軸部２５と、シリンダ１１内側の端部にあって主軸部２５より小径の取付軸部２６とを有しており、これにより、主軸部２５には取付軸部２６側の端部に軸直交方向に沿う段差部２７が形成されている。取付軸部２６には、主軸部２５とは反対側の所定範囲に上記したナット１４を螺合させるオネジ２８が形成されている。

ピストン１２は、略円板状のピストン本体（バルブ本体）３１と、ピストン本体３１の外周面に装着されて、シリンダ１１内を摺接する円環状の摺接部材３２と、ピストン本体３１のボトム室１９側に配置されるリテーナ（バルブ本体）３３とを有している。なお、ピストン本体３１およびリテーナ３３は焼結により成形される。

ピストン本体３１には、径方向の中央にピストンロッド１３が挿通される挿通孔３５が軸方向に貫通するように形成されており、この挿通孔３５のボトム室１９側の開口部には、軸方向および径方向に凹む位置決め凹部３６が周方向に部分的に形成されている。また、ピストン本体３１には、そのロッド室１８側の端部に、径方向の挿通孔３５の外側にて軸方向に突出する環状の内側シート４０と、径方向の内側シート４０よりも外側にて軸方向に突出する環状の外側シート４１とが形成されている。内側シート４０および外側シート４１のロッド室１８側への突出高さは、内側シート４０の突出高さよりも外側シート４１の突出高さの方が若干高くなっている。つまり、内側シート４０の先端のシート面４０ａの突出方向の高さよりも外側シート４１の先端のシート面４１ａの高さの方が高くなっている。

ピストン本体３１には、ロッド室１８側に内側シート４０と外側シート４１との間に開口して軸方向に貫通する通路穴４３が、周方向に間隔をあけて複数カ所（図１では断面とした関係上１カ所のみ図示）形成されている。また、ピストン本体３１には、ロッド室１８側に外側シート４１よりも外側に開口して軸方向に貫通する通路穴４４が、周方向に間隔をあけて複数カ所（図１では断面とした関係上１カ所のみ図示）形成されている。通路穴４３と通路穴４４とはピストン本体３１の周方向に交互に配置されている。

リテーナ３３には、径方向の中央にピストンロッド１３が挿通される挿通孔５１が軸方向に貫通するように形成されており、この挿通孔５１のピストン本体３１側の開口部の径方向外側には、軸方向に突出する位置決め凸部５２が周方向に部分的に形成されている。また、リテーナ３３には、ピストン本体３１側に、挿通孔５１と外周部との間から外周部に抜けるようにして軸方向に凹む通路切欠部５３が周方向に間隔をあけて複数カ所（図１では断面とした関係上１カ所のみ図示）形成されている。また、リテーナ３３には、ピストン本体３１側に、挿通孔５１と外周部との間で軸方向に凹む通路凹部５４が周方向に間隔をあけて複数カ所（図１では断面とした関係上１カ所のみ図示）形成されている。通路切欠部５３と通路凹部５４とはピストン本体３１の周方向に交互に配置されている。

リテーナ３３には、ピストン本体３１とは反対側に、径方向の挿通孔５１の外側にて軸方向に突出する環状の内側シート５７と、径方向の内側シート５７よりも外側にて軸方向に突出する環状の中間シート５８と、径方向の中間シート５８よりも外側にて軸方向に突出する環状の外側シート５９とが形成されている。内側シート５７、中間シート５８および外側シート５９の軸方向のボトム室１９側への突出高さは、内側シート５７の突出高さよりも中間シート５８の突出高さの方が高く、外側シート５９の突出高さは中間シート５８の突出高さに対し同等以上となっている。ここで、外側シート５９の突出高さが中間シート５８の突出高さより高い場合でも、内側シート５７の突出先端部と中間シート５８の突出先端部との高低差を半径差で除算した勾配が、中間シート５８の突出先端部と外側シート５９の突出先端部との高低差を半径差で除算した勾配よりも大きくなっている。

言い換えれば、内側シート５７の先端のシート面５７ａの突出方向の高さよりも、中間シート５８のシート面５８ａの高さの方が高く、外側シート５９の先端のシート面５９ａの突出方向の高さは中間シート５８のシート面５８ａの高さと同等以上になっている。また、中間シート５８のシート面５８ａと内側シート５７のシート面５７ａとの高さの差が中間シート５８のシート面５８ａと外側シート５９のシート面５９ａとの高さの差（０の場合もある）よりも大きくなっている。

リテーナ３３には、一端が通路凹部５４に開口し、他端が内側シート５７と中間シート５８との間に開口して軸方向に貫通する通路穴６１が、すべての通路凹部５４の底面の位置に形成されている。

リテーナ３３は、ピストン本体３１に対し径方向位置を合わせて、位置決め凸部５２を位置決め凹部３６に嵌合させると、通路切欠部５３が周方向の位置を通路穴４３に一致させることになり、通路凹部５４が周方向の位置を通路穴４４に一致させることになる。これにより、通路切欠部５３と通路穴４３とが連通し、通路凹部５４と通路穴４４とが連通する。通路切欠部５３と通路穴４３とは内側シート４０と外側シート４１との間の室６２とともに、ロッド室１８とボトム室１９とを連通可能な通路６３を構成する。通路凹部５４と通路穴４４と通路穴６１とは、内側シート５７と中間シート５８との間の室６５とともに、ロッド室１８とボトム室１９とを連通可能な通路６６を構成する。

ピストン１２のピストン本体３１の軸方向のロッド室１８側には、ピストン本体３１側から順に、スペーサ７０、ディスク７１、スペーサ７２、規制部材７３が設けられている。また、ピストン１２のピストン本体３１の軸方向のボトム室１９側には、ピストン本体３１側から順に、第１ディスク７５、バネ部材７６、第２ディスク７７、スペーサ７８、規制部材７９が設けられている。

スペーサ７０の径方向の中央には挿通孔９０が、ディスク７１の径方向の中央には挿通孔９１が、スペーサ７２の径方向の中央には挿通孔９２が、規制部材７３の径方向の中央には挿通孔９３が、それぞれ軸方向に貫通して形成されている。また、第１ディスク７５の径方向の中央には挿通孔９５が、バネ部材７６の径方向の中央には挿通孔９６が、第２ディスク７７の径方向の中央には挿通孔９７が、スペーサ７８の径方向の中央には挿通孔９８が、規制部材７９の径方向の中央には挿通孔９９が、それぞれ設けられている。

そして、ピストンロッド１３の取付軸部２６が、規制部材７３の挿通孔９３、スペーサ７２の挿通孔９２、ディスク７１の挿通孔９１、スペーサ７０の挿通孔９０、ピストン本体３１の挿通孔３５、リテーナ３３の挿通孔５１、第１ディスク７５の挿通孔９５、バネ部材７６の挿通孔９６、第２ディスク７７の挿通孔９７、スペーサ７８の挿通孔９８、規制部材７９の挿通孔９９に、この順に挿通されて、この状態で取付軸部２６にナット１４が螺合される。すると、これら規制部材７３、スペーサ７２、ディスク７１、スペーサ７０、ピストン本体３１、リテーナ３３、第１ディスク７５、バネ部材７６、第２ディスク７７、スペーサ７８および規制部材７９は、いずれも取付軸部２６で径方向移動が規制されて積層されることになり、この積層状態でピストンロッド１３の段差部２７とナット１４とにそれぞれの内周側が挟持され、それぞれの内周側がピストンロッド１３に対し軸方向移動不可にクランプされる。

スペーサ７０は、その外径が内側シート４０のシート面４０ａの外径よりも若干大径となっている。ディスク７１は、複数枚（具体的には四枚）の同形状の単体ディスク１００が積層されて構成されており、その外径が外側シート４１のシート面４１ａの外径よりも若干大径となっている。ピストンロッド１３への組み付け前の自然状態において、単体ディスク１００は、表裏面それぞれが軸方向の一定位置に位置する平坦な形状をなしており、よってディスク７１も同様に平坦な形状をなしている。スペーサ７２は、その外径が内側シート４０のシート面４０ａの外径よりも若干小径となっている。規制部材７３は、その外径が外側シート４１のシート面４１ａの内径よりも若干小径となっている。

ディスク７１は、図１に示すように、ピストンロッド１３に組み付けられ且つロッド室１８およびボトム室１９に圧力差がない非作動状態にあるとき、ピストン本体３１の外側シート４１のシート面４１ａに着座してピストン本体３１およびリテーナ３３に設けられた通路６３を閉じている。そして、ピストンロッド１３がシリンダ１１への進入量を増やす縮み側に移動したときに、ピストンロッド１３とともに移動するピストン１２によってボトム室１９の圧力がロッド室１８の圧力よりも高められると、ディスク７１は、外側シート４１から離座して通路６３を開く。これにより、ボトム室１９からロッド室１８に、通路６３を介してディスク７１と外側シート４１との開弁量に応じた流量で作動流体が流れる。つまり、通路６３には、ピストンロッド１３が縮み側に移動しこれと一体にピストン１２がシリンダ１１内を摺動すると、この摺動により作動流体がボトム室１９からロッド室１８に向け流れることになる。

上記通路６３がその内部を貫通するピストン本体３１およびリテーナ３３と、ピストン本体３１に通路６３の開口部を囲むように突出される環状の外側シート４１と、ピストン本体３１のディスク７１を一体に保持する内側シート４０と、通路６３のロッド室１８側を開閉するディスク７１とが、通路６３の一部に設けられて作動流体の流れを制御して減衰力を発生する縮み側の減衰力発生機構１０１を構成している。

第１ディスク７５は、複数枚（具体的には二枚）の同形状の単体ディスク１０４が積層されて構成されており、その外径が、外側シート５９の着座するシート面５９ａの外径よりも大径となっている。ピストンロッド１３への組み付け前の自然状態において、単体ディスク１０４は、表裏面それぞれが軸方向の一定位置に位置する平坦な形状をなしており、よって、第１ディスク７５も同様に平坦な形状をなしている。第１ディスク７５の最もリテーナ３３側の単体ディスク１０４の外周部には、軸方向に貫通し外周縁部に抜ける形状のディスク切欠部１０５が形成されている。また、この最もリテーナ３３側の単体ディスク１０４には、外周部の外周縁部よりも内側にディスク通路穴１０６が形成されている。

バネ部材７６は、ピストンロッド１３への組み付け前の自然状態にあるとき、図２に示す形状をなしている。バネ部材７６は、板状をなしており、中央に挿通孔９６が形成された円板状の基板部１１０と、基板部１１０の周方向の等間隔位置から径方向外方に延出する複数（具体的には六箇所）の同形状のバネ板部１１１とを有している。複数のバネ板部１１１は、基板部１１０側の基端板部１１２と基板部１１０とは反対側の先端板部（当接部）１１３とからなっている。

基板部１１０は、自然状態にあるとき、表裏面それぞれが軸方向の一定位置に位置する平坦な形状をなしている。バネ板部１１１の基端板部１１２は、自然状態にあるとき、表裏面それぞれが基板部１１０と同一平面に配置される平坦な形状をなしている。バネ板部１１１の先端板部１１３は、自然状態にあるとき、径方向外側（先端側）ほど基板部１１０の軸方向における位置を基板部１１０から離間させるように基板部１１０および基端板部１１２に対し傾斜している。よって、バネ部材７６には、バネ板部１１１が周方向に部分的に設けられており、よってバネ板部１１１の先端板部１１３も周方向に部分的に設けられている。なお、バネ部材７６は、図３に示すように、バネ板部１１１の軸方向に突出する先端板部１１３が第１ディスク７５に当接する向きで第１ディスク７５に積層されてピストンロッド１３に組み付けられる。

図１に示すように、第２ディスク７７は、複数枚（具体的には三枚）の同形状の単体ディスク１１４が積層されて構成されており、その外径が、第１ディスク７５が着座する中間シート５８のシート面５８ａの外径よりも大径となっている。ピストンロッド１３への組み付け前の自然状態において、単体ディスク１１４は、表裏面それぞれが軸方向の一定位置に位置する平坦な形状をなしており、よって、第２ディスク７７も同様に平坦な形状をなしている。

スペーサ７８は、その外径が内側シート５７のシート面５７ａの外径と略同径の円環状をなしている。規制部材７９は、その外径が中間シート５８のシート面５８ａの内径と略同径の円環状をなしている。

第１ディスク７５は、図１に示すように、ピストンロッド１３に組み付けられ且つロッド室１８およびボトム室１９に圧力差がない非作動状態にあるとき、図３にも示すようにリテーナ３３の内側シート５７のシート面５７ａに密着し、中間シート５８のシート面５８ａに当接することになる。上記したように、内側シート５７の突出高さよりも中間シート５８の突出高さの方が高いため、第１ディスク７５は、径方向の外側ほど軸方向のピストン本体３１とは反対側に位置するようにテーパ状に弾性変形する。

なお、内側シート５７の突出先端部および中間シート５８の突出先端部を結んだ線（より詳しくはシート面５７ａの外周部とシート面５８ａの内周部とを結んだ線）の勾配が、中間シート５８の突出先端部および外側シート５９の突出先端部を結んだ線の勾配（０の場合もあり）よりも大きいことから、第１ディスク７５は、バネ部材７６がなければ、内側シート５７および中間シート５８を結んだ方向に延出し、図３に二点鎖線で示すように外側シート５９から離間した状態となる。

これに対し、図３に実線で示すように、バネ部材７６の周方向に部分的に設けられたバネ板部１１１の先端板部１１３がその先端部において第１ディスク７５の中間シート５８への当接位置よりも径方向外側に当接して第１ディスク７５を軸方向のピストン本体３１側に押圧しており、この状態で第１ディスク７５の外径が外側シート５９のシート面５９ａの外径よりも若干大径となっている結果、第１ディスク７５が外側シート５９のシート面５９ａに当接する。つまり、第１ディスク７５は、内側シート５７および中間シート５８に当接した状態ではバネ部材７６で押圧されて始めて外側シート５９に当接する。

なお、この状態で、バネ部材７６は、バネ板部１１１の先端板部１１３の外径が外側シート５９のシート面５９ａと同径となっている。また、このとき、バネ部材７６は、第１ディスク７５に積層されるとともに径方向の一部に第１ディスク７５から離間する離間部１１５を有している。具体的に、離間部１１５は、先端板部１１３と基端板部１１２との屈曲位置となっている。非作動状態にあるとき、バネ部材７６の基板部１１０は、第１ディスク７５の中間シート５８よりも径方向内側部分に倣って径方向外側ほど軸方向のピストン本体３１とは反対側に位置するようにテーパ状に弾性変形している。また、このとき、バネ部材７６のバネ板部１１１の先端板部１１３は、径方向外側ほど軸方向の第１ディスク７５側に位置するように傾斜している。

第２ディスク７７は、非作動状態では、バネ部材７６の基板部１１０に当接しており、バネ部材７６の基板部１１０が当接する第１ディスク７５の中間シート５８よりも径方向内側部分に倣って径方向外側ほど軸方向のピストン本体３１とは反対側に位置するように弾性変形している。第２ディスク７７は、バネ部材７６を介して第１ディスク７５を中間シート５８に向けて押圧する。この状態でも、第２ディスク７７は、その外径がリテーナ３３の中間シート５８のシート面５８ａの外径よりも若干大径で外側シート５９のシート面５９ａの内径よりも小径となっている。なお、第２ディスク７７は、第１ディスク７５を中間シート５８に向けて押圧することができれば良く、その外径がリテーナ３３の中間シート５８のシート面５８ａの外径以下であっても良い。

非作動状態にあるとき、第１ディスク７５の外側シート５９に当接する単体ディスク１０４に形成されたディスク通路穴１０６は、中間シート５８との当接位置を径方向内側から径方向外側に越えて形成されている。つまり、このディスク通路穴１０６は、第１ディスク７５が中間シート５８に当接した状態にあるとき、中間シート５８および外側シート５９の間の室１２０と通路６６の室６５とを連通させる連通路（連通手段）１２１を構成している。言い換えれば、ディスク通路穴１０６によって室１２０と通路６６とが常時連通している。なお、ディスク通路穴１０６を設けずに、図３に二点鎖線で示すように、リテーナ３３に通路凹部５４から室１２０に連通する通路穴１２２を設けて、室１２０と通路６６とを連通させる連通路を形成しても良い。

また、非作動状態にあるとき、第１ディスク７５の外側シート５９に当接する単体ディスク１０４に形成されたディスク切欠部１０５は、外側シート５９との当接位置を径方向内側から径方向外側に越えており、よって、中間シート５８および外側シート５９の間の室１２０を常にボトム室１９に連通させている。つまり、このディスク切欠部１０５は、第１ディスク７５が外側シート５９に当接した状態にあるとき、通路６６つまりロッド室１８を連通路１２１を介してボトム室１９に連通させる固定オリフィス１２５を構成している。

ここで、第１ディスク７５が中間シート５８および外側シート５９の両方に当接した状態において、ディスク切欠部１０５で形成される固定オリフィス１２５の流路面積よりも、ディスク通路穴１０６で形成される連通路１２１の流路面積の方が大きくなっている。なお、ディスク切欠部１０５を設けず、外側シート５９にシート面５９ａを含んで切り欠くシート切欠部を形成して、固定オリフィスを形成しても良い。

図１に示す非作動状態にあるとき、第１ディスク７５は、ピストン本体３１の中間シート５８と外側シート５９とに当接して通路６６を閉じている。なお、この状態でも、通路６６、連通路１２１および固定オリフィス１２５を介してロッド室１８とボトム室１９とが連通している。そして、非作動状態から、ピストンロッド１３がシリンダ１１からの突出量を増やす伸び側に移動すると、ピストンロッド１３とともに移動するピストン１２によってロッド室１８の圧力がボトム室１９側の圧力よりも高められる。

このとき、図４に示すように、ピストン１２の移動速度であるピストン速度が遅い所定範囲０〜ｖ１にあると、第１ディスク７５は、その弾性力で中間シート５８に当接するとともにバネ部材７６の付勢力で外側シート５９に当接した状態が維持され、通路６６、連通路１２１および固定オリフィス１２５を介して固定オリフィス１２５の一定の流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れる。これにより、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）の図４に示す０〜ｆ１の減衰力を発生させることになる。

また、ピストン速度が中間の所定範囲ｖ１〜ｖ２にあると、第１ディスク７５は、第２ディスク７７の付勢力により中間シート５８への当接状態を維持したまま、バネ部材７６の付勢力に抗して中間シート５８のシート面５８ａの外周部を起点として変形して外周側が外側シート５９から離れる。すると、通路６６および連通路１２１を介して、固定オリフィス１２５よりも広く第１ディスク７５と外側シート５９との開弁量に応じて広くなる流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れる。これにより、ピストン速度が中速の状態で、外側シート５９と第１ディスク７５との開弁量に応じた第１段目のバルブ特性（減衰力がピストン速度にほぼ比例する）の図４に示すｆ１〜ｆ２の減衰力を発生させることになる。

なお、バネ部材７６の力を、第１ディスク７５が真っ直ぐに復元しようとする力より少し大きな力に設定すれば、第１段目のバルブ特性の最小減衰力ｆ１を０近くとすることができ、これに対して、バネ部材７６の力を強くすれば、それに応じて最小減衰力ｆ１を大きくすることができる。また、中間シート５８を跨ぐ連通路１２１の面積を変えることで第１段目のバルブ特性の傾きを変えることができる。

さらに、ピストン速度が速い所定範囲ｖ２以上にあると、第１ディスク７５は、バネ部材７６および第２ディスク７７の付勢力に抗して内側シート５７のシート面５７ａの外周部を起点として変形して中間シート５８からも離れる。すると、通路６６を介して、連通路１２１よりも広く第１ディスク７５と中間シート５８との開弁量に応じて広くなる流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れる。これにより、中間シート５８と第１ディスク７５との開弁量に応じた第２段目のバルブ特性の図４に示すｆ２以上の減衰力を発生させることになる。

なお、第２段目のバルブ特性は、第１段目のバルブ特性よりも、ピストン速度に対する減衰力の増加率が低くなっている。第２段目のバルブ特性の最小減衰力ｆ２は、中間シート５８と内側シート５７との段差量、バネ部材７６および第２ディスク７７の弾性力（単体ディスクの板厚や枚数等）によって変更することができる。

以上により、ピストン本体３１およびリテーナ３３に設けられた通路６６には、ピストンロッド１３が伸び側に移動しこれと一体にピストン１２がシリンダ１１内を摺動すると、この摺動により作動流体がロッド室１８からボトム室１９に向け流れることになる。

上記通路６６がその内部を貫通するピストン本体３１およびリテーナ３３と、リテーナ３３に突出される環状の外側シート５９と、リテーナ３３の外側シート５９の内側に突出される内側シート５７と、リテーナ３３の外側シート５９と内側シート５７との間に通路６６の開口部を囲むように突出される中間シート５８と、外側シート５９よりも大径で中間シート５８に着座する第１ディスク７５と、第１ディスク７５を外側シート５９に向けて押圧するバネ部材７６と、第１ディスク７５に積層される第２ディスク７７と、中間シート５８および外側シート５９の間の室１２０および通路６６を連通する連通路１２１とが、通路６６の一部に設けられて作動流体の流れを制御して減衰力を発生する伸び側の減衰力発生機構１３１を構成している。

上記した特許文献１に記載の緩衝器は、外側シートと中間シートと内側シートのうちの中間シートの高さを内側シートおよび外側シートよりも低くして、内側シートに密着するようにクランプされたディスクを、この中間シートにバネで押し付けることにより、ディスクにセット荷重を与えるようになっている。この構造では、ディスクの外周シートへのセット荷重が高くなり開弁点が高くなってしまうため、バルブ特性が適正であるとは言えない。つまり、中間シートよりも外側シートを高くして上記した複数段階の減衰力特性を得るものにおいては、内側シート、中間シートおよび外側シートを有する部材を例えば焼結により製造すると、製造上のバラツキ（公差）により、内側シート、中間シートおよび外側シートの高さ関係がずれる可能性がある。内側シート、中間シートおよび外側シートの高さ関係がずれると、ディスクが中間シートと外側シートとに同時に当接することができず、隙間ができて作動流体が漏れ、所望の減衰力特性を得られない可能性がある。このため、特許文献１のように、中間シートを内側シートおよび外側シートよりも低くして、バネでディスクを押し付けて中間シートおよび外側シートの両方に当接させる。しかしながら、ディスクをバネで押圧して外側シートおよびこれより高さの低い中間シートに当接させる構造であると、外側シートへのディスクのセット荷重が高くなり開弁点が高くなってしまう。

これに対して、第１実施形態の緩衝器によれば、第１ディスク７５が、内側シート５７および中間シート５８に当接した状態ではバネ部材７６で押圧されなければ外側シート５９から離間し、バネ部材７６で押圧されて始めて外側シート５９に当接するため、製造上のバラツキ（公差）により、内側シート５７、中間シート５８および外側シート５９の高さ関係がずれたとしても、バネ部材７６で第１ディスク７５を外側シート５９に確実に当接させることができる上、第１ディスク７５のセット荷重を低く抑えることができる。よって、第１ディスク７５が外側シート５９から離れやすくなり、開弁点が高くなることを抑制できるため、バルブ特性の適正化を図ることが可能となる。

また、バネ部材７６が、第１ディスク７５に積層されるとともに径方向の一部に第１ディスク７５から離間する離間部１１５を有する板状であるため、コイルスプリングを用いる場合のように第１ディスク７５を付勢する部材の軸方向長さが長くなることがなく、軸方向に小型化することができる。

また、第１ディスク７５（外側シート５９であっても良い）に固定オリフィス１２５が設けられ、中間シート５８および外側シート５９の間の室１２０と通路６６とを連通する連通路１２１の流路面積が固定オリフィス１２５の流路面積よりも大きくされているため、第１ディスク７５が外側シート５９に当接した状態でオリフィス特性の減衰力特性を得た上で、第１ディスク７５が外側シート５９から離間するとバルブ特性の減衰力特性を良好に得ることができる。

また、バネ部材７６には、第１ディスク７５に当接する先端板部１１３が周方向に部分的に設けられているため、第１ディスク７５への押圧力が周方向に断続的に発生し、よって第１ディスク７５は、例え外側シート５９に密着していたとしても、押圧力が弱い部分が先に外側シート５９から離れ、全体として良好に離れることになる。

「第２実施形態」
次に、第２実施形態を主に図５および図６に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第２実施形態においては、図５に示すように、リテーナ３３が第１実施形態に対し一部相違している。第２実施形態のリテーナ３３は、中間シート５８と内側シート５７との間に、これらと同方向に突出されるディスク支持部１５０が周方向に等間隔で複数形成されている。内側シート５７、ディスク支持部１５０および中間シート５８の軸方向のボトム室１９側への突出高さは、内側シート５７の突出高さよりもディスク支持部１５０の突出高さの方が高く、ディスク支持部１５０の突出高さよりも中間シート５８の突出高さの方が高くなっている。ただし、内側シート５７のシート面５７ａとディスク支持部１５０のシート面１５０ａとの高低差を半径差で除算した勾配が、ディスク支持部１５０のシート面１５０ａと中間シート５８のシート面５８ａとの高低差を半径差で除算した勾配と同等になっている。

また、第２実施形態においては、第２ディスク７７とスペーサ７８との間に、これらに積層されて設けられる第３ディスク１５５を有している。第３ディスク１５５にも、第２ディスク７７と同様、径方向中央に挿通孔１５６が形成されており、この挿通孔１５６にピストンロッド１３の取付軸部２６が挿通されている。

第３ディスク１５５は、複数枚（具体的には三枚）の同形状の単体ディスク１５７が積層されて構成されており、その外径が、ディスク支持部１５０のシート面１５０ａの外径よりも大径となっている。ピストンロッド１３への組み付け前の自然状態において、単体ディスク１５７は、表裏面それぞれが軸方向の一定位置に位置する平坦な形状をなしており、よって、第３ディスク１５５も同様に平坦な形状をなしている。

非作動状態にあるとき、第３ディスク１５５は、第２ディスク７７に当接しており、第２ディスク７７と同様、バネ部材７６の基板部１１０が当接する第１ディスク７５の中間シート５８よりも径方向内側部分に倣って径方向外側ほど軸方向のピストン本体３１とは反対側に位置するように弾性変形している。この状態でも、第３ディスク１５５は、その外径がリテーナ３３のディスク支持部１５０のシート面１５０ａの外径よりも若干大径で中間シート５８のシート面５８ａの内径よりも小径となっている。

図５に示す非作動状態から、ピストンロッド１３がシリンダ１１からの突出量を増やす伸び側に移動すると、ピストンロッド１３とともに移動するピストン１２によってロッド室１８の圧力がボトム室１９側の圧力よりも高められる。

このとき、図６に示すように、ピストン速度が遅い所定範囲０〜ｖ１にあると、第１実施形態と同様に、第１ディスク７５が外側シート５９に当接した状態が維持され、通路６６、連通路１２１および固定オリフィス１２５を介して固定オリフィス１２５の一定の流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れ、オリフィス特性の図６に示す０〜ｆ１の減衰力を発生させる。

また、ピストン速度が中間の所定範囲ｖ１〜ｖ２にあっても、第１実施形態と同様に、第１ディスク７５が中間シート５８への当接状態を維持したまま、中間シート５８のシート面５８ａの外周部を起点として変形して外周側が外側シート５９から離れ、通路６６および連通路１２１を介して、第１ディスク７５と外側シート５９との開弁量に応じて広くなる流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れ、外側シート５９と第１ディスク７５との開弁量に応じた第１段目のバルブ特性の図６に示すｆ１〜ｆ２の減衰力を発生させる。

さらに、ピストン速度が中間であって上記よりも速い所定範囲ｖ２〜ｖ３にあると、第１ディスク７５は、ディスク支持部１５０への当接状態を維持したまま、バネ部材７６および第２ディスク７７の付勢力に抗してディスク支持部１５０のシート面１５０ａの外周部を起点として変形して中間シート５８からも離れる。すると、通路６６を介して、連通路１２１よりも広く第１ディスク７５と中間シート５８との開弁量に応じて広くなる流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れる。これにより、中間シート５８と第１ディスク７５との開弁量に応じた第２段目のバルブ特性の図６に示すｆ２〜ｆ３の減衰力を発生させる。第２段目のバルブ特性は、第１段目のバルブ特性よりも、ピストン速度に対する減衰力の増加率が低くなっている。

さらに、ピストン速度が大きい所定範囲ｖ３以上にあると、第１ディスク７５は、バネ部材７６、第２ディスク７７および第３ディスク１５５の付勢力に抗して内側シート５７のシート面５７ａの外周部を起点に変形してディスク支持部１５０から離れ、中間シート５８からさらに離れる。すると、通路６６を介して、連通路１２１よりも広く第１ディスク７５と中間シート５８との開弁量に応じて広くなる流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れる。これにより、中間シート５８と第１ディスク７５との開弁量に応じた第３段目のバルブ特性の図６に示すｆ３以上の減衰力を発生させる。第３段目のバルブ特性は、第２段目のバルブ特性よりも、ピストン速度に対する減衰力の増加率が低くなっている。

このような構成の第２実施形態によれば、リテーナ３３の中間シート５８と内側シート５７との間にディスク支持部１５０を設けるとともに中間シート５８よりも小径且つディスク支持部１５０よりも大径の第３ディスク１５５を第２ディスク７７に積層させて設けたため、多段階のバルブ特性の減衰力特性を得ることができる。

「第３実施形態」
次に、第３実施形態を主に図７に基づいて第１実施形態との相違部分を中心に説明する。なお、第１実施形態と共通する部位については、同一称呼、同一の符号で表す。

第３実施形態においては、図７に示すように、ピストンロッド１３の取付軸部２６の長さが長くされるとともに、第１実施形態のスペーサ７８および規制部材７９にかえて押さえ部材１７０が設けられている。この押さえ部材１７０は、円筒状部１７１と円筒状部１７１の軸方向一端から径方向外側に延出するフランジ部１７２とを有しており、円筒状部１７１の内側の挿通孔１７３に取付軸部２６を挿通させた状態で、円筒状部１７１のフランジ部１７２とは反対側の端部においてリテーナ３３の内側シート５７のシート面５７ａに当接し、軸方向のフランジ部１７２側の端部がナット１４に当接している。

そして、第１実施形態のバネ部材７６は設けられておらず、押さえ部材１７０の円筒状部１７１が第１ディスク７５の挿通孔９５および第２ディスク７７の挿通孔９７に挿通されている。ここで、第１ディスク７５および第２ディスク７７は円筒状部１７１上を軸方向に摺動可能となっており、第１ディスク７５および第２ディスク７７は全体として軸方向に移動可能なフローティングタイプとなっている。

第１ディスク７５とフランジ部１７２との間には、第１実施形態のバネ部材７６にかえてコイルスプリングからなる外側スプリング（バネ部材）１７５が介装されており、また、第２ディスク７７とフランジ部１７２との間には、この外側スプリング１７５よりも小径のコイルスプリングからなる内側スプリング１７６が内側に介装されている。外側スプリング１７５は外側シート５９のシート面５９ａと略同径となっており、内側スプリング１７６は内側シート５７のシート面５７ａと略同径となっている。内側スプリング１７６のバネ力は外側スプリング１７５のバネ力よりも所定値大きくなっている。内側スプリング１７６はその内側の円筒状部１７１によって径方向移動が規制されることになり、外側スプリング１７５はフランジ部１７２に形成された切欠部１７８に軸方向の一端が嵌合することによって径方向移動が規制されることになる。

このような構成の第３実施形態によれば、第１ディスク７５は、図７に示す非作動状態にあるとき、内側スプリング１７６の付勢力によってリテーナ３３の内側シート５７および中間シート５８に当接することになり、外側スプリング１７５がなければ、第１実施形態と同様、外側シート５９から離間した状態となる。そして、外側スプリング１７５の付勢力によって、第１ディスク７５が外側シート５９のシート面５９ａに当接する。つまり、第１ディスク７５は、内側シート５７および中間シート５８に当接した状態では外側スプリング１７５で押圧されて始めて外側シート５９に当接する。

非作動状態から、ピストンロッド１３がシリンダ１１からの突出量を増やす伸び側に移動すると、ピストンロッド１３とともに移動するピストン１２によってロッド室１８の圧力がボトム室１９側の圧力よりも高められる。

このとき、ピストン速度が遅い所定範囲にあると、第１実施形態と同様に、第１ディスク７５が外側シート５９に当接した状態が維持され、通路６６、連通路１２１および固定オリフィス１２５を介して固定オリフィス１２５の一定の流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れ、オリフィス特性の減衰力を発生させる。

ピストン速度が上記よりも速い中間の所定範囲にあると、第１ディスク７５が、内側スプリング１７６および第２ディスク７７の付勢力により中間シート５８への当接状態を維持したまま、外側スプリング１７５を縮長させながら中間シート５８のシート面５８ａの外周部を起点として変形して外周側が外側シート５９から離れ、通路６６および連通路１２１を介して、第１ディスク７５と外側シート５９との開弁量に応じて広くなる流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れ、外側シート５９と第１ディスク７５との開弁量に応じた第１段目のバルブ特性の減衰力を発生させる。

さらに、ピストン速度が上記よりも速い所定範囲にあると、第１ディスク７５は、外側スプリング１７５、第２ディスク７７および内側スプリング１７６の付勢力に抗して外側シート５９、中間シート５８および内側シート５７から離れる。すると、通路６６を介して、連通路１２１よりも広く第１ディスク７５と中間シート５８との開弁量に応じて広くなる流路面積でロッド室１８から作動流体がボトム室１９側へ流れる。これにより、中間シート５８と第１ディスク７５との開弁量に応じた第２段目のバルブ特性の減衰力を発生させる。この場合も、第２段目のバルブ特性は、第１段目のバルブ特性よりも、ピストン速度に対する減衰力の増加率が低くなる。

上記実施形態は、ピストンの伸び側の減衰力発生機構に本発明を適用する例を示したが、これに限らず、ピストンの縮み側の減衰力発生機構に本発明を適用することも可能である。また、上記実施形態は、単筒式の緩衝器に本発明を適用する例を示したが、シリンダの外周に、間にリザーバ室を形成する外筒を設ける複筒式の緩衝器に適用することも可能であり、あらゆる緩衝器に用いることができる。例えば複筒式の緩衝器に本発明を適用する場合、リザーバ室とボトム室との間に設けられるボトムバルブの減衰力発生機構に本発明を適用することも可能である。

以上に述べた実施形態は、作動流体が封入されるシリンダと、該シリンダに摺動可能に挿入されて該シリンダの内部を２室に画成するピストンと、該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出するピストンロッドと、前記ピストンの摺動により作動流体が流れる通路と、該通路の一部に設けられて作動流体の流れを制御して減衰力を発生する減衰力発生機構とを備え、該減衰力発生機構は、前記通路がその内部を貫通するバルブ本体と、該バルブ本体に突出される環状の外側シートと、前記バルブ本体の前記外側シートの内側に突出される内側シートと、前記バルブ本体の前記外側シートと前記内側シートとの間に前記通路の開口部を囲むように突出される中間シートと、前記外側シートよりも大径で前記中間シートに着座する第１ディスクと、該第１ディスクを前記外側シートに向けて押圧するバネ部材と、前記第１ディスクに積層される第２ディスクと、前記中間シートおよび前記外側シートの間と前記通路とを連通する連通手段と、を備え、前記第１ディスクは、前記内側シートおよび前記中間シートに当接した状態では前記バネ部材で押圧されて始めて前記外側シートに当接することを特徴とする。これにより、第１ディスクのセット荷重を低く抑えることができるため、第１ディスクが外側シートから離れやすくなり、開弁点が高くなることを抑制できる。よって、バルブ特性の適正化を図ることが可能となる。

また、前記バネ部材は、前記第１ディスクに積層されるとともに径方向の一部に該第１ディスクから離間する離間部を有する板状であるため、コイルスプリングを用いる場合のように軸方向長さが長くなることがなく、軸方向に小型化することができる。

また、前記バルブ本体の前記中間シートと前記内側シートとの間に突出されるディスク支持部と、前記中間シートよりも小径且つ前記ディスク支持部よりも大径で前記第２ディスクに積層される第３ディスクと、を備えるため、多段階のバルブ特性の減衰力特性を得ることができる。

また、前記外側シートまたは前記第１ディスクに固定オリフィスが設けられ、前記連通手段の流路面積が前記固定オリフィスの流路面積よりも大きいため、第１ディスクが外側シートに当接した状態でオリフィス特性の減衰力特性を得た上で、第１ディスクが外側シートから離間するとバルブ特性の減衰力特性を良好に得ることができる。

また、前記バネ部材には、前記第１ディスクに当接する当接部が周方向に部分的に設けられているため、第１ディスクへの押圧力が周方向に断続的に発生し、よって第１ディスクを良好に外側シートから離すことができる。

１１シリンダ
１２ピストン
１３ピストンロッド
１８ロッド室
１９ボトム室
３１ピストン本体（バルブ本体）
３３リテーナ（バルブ本体）
５７内側シート
５８中間シート
５９外側シート
６６通路
７５第１ディスク
７６バネ部材
７７第２ディスク
１１３先端板部（当接部）
１１５離間部
１２１連通路（連通手段）
１２５固定オリフィス
１３１減衰力発生機構
１５０ディスク支持部
１５５第３ディスク
１７５外側スプリング（バネ部材）

Claims

作動流体が封入されるシリンダと、
該シリンダに摺動可能に挿入されて該シリンダの内部を２室に画成するピストンと、
該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出するピストンロッドと、
前記ピストンの摺動により作動流体が流れる通路と、
該通路の一部に設けられて作動流体の流れを制御して減衰力を発生する減衰力発生機構と、を備え、
該減衰力発生機構は、
前記通路がその内部を貫通するバルブ本体と、
該バルブ本体から突出する環状の外側シートと、
前記バルブ本体の前記外側シートの内側に位置して前記バルブ本体から突出する内側シートと、
前記バルブ本体の前記外側シートと前記内側シートとの間に位置して前記通路の開口部を囲むように前記バルブ本体から突出する中間シートと、
前記中間シートおよび前記外側シートの間と前記通路とを連通する連通手段と、
前記外側シートよりも大径で前記中間シートに着座する第１ディスクと、
該第１ディスクを前記外側シートに向けて押圧するバネ部材と、
を備え、
前記第１ディスクは、前記バネ部材がなければ、前記内側シートおよび前記中間シートに当接した状態では前記外側シートから離間した状態にあって、前記バネ部材で押圧されることにより前記第１ディスクの前記中間シートに着座する面と同一面が前記外側シートに当接することを特徴とする緩衝器。
作動流体が封入されるシリンダと、
該シリンダに摺動可能に挿入されて該シリンダの内部を２室に画成するピストンと、
該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出するピストンロッドと、
前記ピストンの摺動により作動流体が流れる通路と、
該通路の一部に設けられて作動流体の流れを制御して減衰力を発生する減衰力発生機構と、を備え、
該減衰力発生機構は、
前記通路がその内部を貫通するバルブ本体と、
該バルブ本体から突出する環状の外側シートと、
前記バルブ本体の前記外側シートの内側に位置して前記バルブ本体から突出する内側シートと、
前記バルブ本体の前記外側シートと前記内側シートとの間に位置して前記通路の開口部を囲むように前記バルブ本体から突出する中間シートと、
前記中間シートおよび前記外側シートの間と前記通路とを連通する連通手段と、
前記外側シートよりも大径で前記中間シートに着座する第１ディスクと、
該第１ディスクを前記外側シートに向けて押圧するバネ部材と、
前記第１ディスクに積層され前記中間シートよりも大径の第２ディスクと、
前記バルブ本体の前記中間シートと前記内側シートとの間に位置して前記バルブ本体から突出するディスク支持部と、
前記中間シートよりも小径且つ前記ディスク支持部よりも大径で前記第２ディスクに積層される第３ディスクと、
を備え、
前記第１ディスクは、前記バネ部材がなければ、前記内側シートおよび前記中間シートに当接した状態では前記外側シートから離間した状態にあって、前記バネ部材で押圧されることにより前記外側シートに当接することを特徴とする緩衝器。
作動流体が封入されるシリンダと、
該シリンダに摺動可能に挿入されて該シリンダの内部を２室に画成するピストンと、
該ピストンに連結されて前記シリンダの外部へ延出するピストンロッドと、
前記ピストンの摺動により作動流体が流れる通路と、
該通路の一部に設けられて作動流体の流れを制御して減衰力を発生する減衰力発生機構と、を備え、
該減衰力発生機構は、
前記通路がその内部を貫通するバルブ本体と、
該バルブ本体から突出する環状の外側シートと、
前記バルブ本体の前記外側シートの内側に位置して前記バルブ本体から突出する内側シートと、
前記バルブ本体の前記外側シートと前記内側シートとの間に位置して前記通路の開口部を囲むように前記バルブ本体から突出する中間シートと、
前記中間シートおよび前記外側シートの間と前記通路とを連通する連通手段と、
前記外側シートよりも大径で前記中間シートに着座する第１ディスクと、
該第１ディスクを前記外側シートに向けて押圧し、該第１ディスクを前記外側シートに当接させるバネ部材と、を備え、
前記内側シートのシート面と前記中間シートのシート面を結んだ線の勾配が、前記中間シートのシート面と前記外側シートのシート面を結んだ線の勾配よりも大きいことを特徴とする緩衝器。
前記バネ部材は、円板状の基板部と該基板部から径方向外方に延出する複数のバネ板部とを有し、該バネ板部には、前記第１ディスクに当接する当接部が設けられ、
前記バネ部材は、前記第１ディスクに積層されるとともに径方向の一部に前記第１ディスクから離間する離間部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の緩衝器。
前記外側シートは、前記内側シートと前記中間シートとを結ぶ延長線よりも低い位置にあり、前記バネ部材は、前記第１ディスクの前記中間シートよりも径方向外側を押圧することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の緩衝器。