JP6063312B2

JP6063312B2 - 緩衝器

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Publication number: JP6063312B2
Application number: JP2013056903A
Authority: JP
Inventors: 和隆稲満
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: JP2014181757A

Description

本発明は、緩衝器の改良に関する。

従来、この種の緩衝器にあっては、シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され当該シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、ピストンに連結されるピストンロッドと、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、上記ピストンロッドに設けられて上記減衰通路を迂回し上記伸側室と上記圧側室とを連通するバイパス路と、当該バイパス路に設けられて上記伸側室の圧力を受けて開弁するリリーフ弁とを備えるものがある（たとえば、特許文献１参照）。

このような緩衝器にあっては、伸長行程時において、リリーフ弁が開弁するまでは減衰通路を通過する液体の流れに抵抗を与えるため、リリーフ弁の開弁まではピストン速度に対する減衰力の特性において減衰力勾配が比較的大きくなる特性を示し、リリーフ弁が開弁した後は流路面積が増加するので、減衰力勾配が小さくなる特性を示す。

上記のような減衰力特性を発揮する緩衝器は、ピストン速度が高速領域に達するような伸長作動を呈する際に、リリーフ弁が開弁して伸側室から圧側室へ圧力を逃がすため、減衰力を頭打ちにして減衰力過多を抑制することができ、車両における乗り心地を向上させることができる。

特開２０１０−００７８１７号公報

このように、従来の緩衝器にあっては、車両における乗り心地を向上することができる点で非常に有用であるが、緩衝器に入力される振動の振幅が大きく、また、伸長速度が高い場合には、リリーフ弁が開弁して減衰力が頭打ちにされた状態で緩衝器が伸び切ってしまうため、緩衝器のピストンロッドに設けたクッションとピストンロッドを軸支するロッドガイドとが勢いよく衝突して、緩衝器の伸切時のショックと打音が大きくなって、車両における乗り心地を悪化させる可能性がある。

そこで、本発明は、上記した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、伸切時のショックと打音を低減して車両における乗り心地を向上させることができる緩衝器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、シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され当該シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、当該ピストンに連結されるピストンロッドと、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、上記ピストンロッドに設けられて上記減衰通路を迂回し上記伸側室と上記圧側室とを連通するバイパス路と、当該バイパス路に設けられて上記伸側室の圧力を受けて開弁するリリーフ弁とを備えた緩衝器において、径の異なる複数の筒部材で形成されて伸縮可能なテレスコピック型のシャッタ部材を備え、当該シャッタ部材の最外周に配置される最外周側筒部材を上記シリンダに固定し、当該シャッタ部材の最内周に配置される最内周側筒部材を上記ピストンロッドの外周に摺接させ、上記ピストンロッドが中立位置から上記シリンダに対して上記伸側室を圧縮方向へ所定量変位すると上記バイパス路の流路面積を上記最内周側筒部材で減じることを特徴とする。

緩衝器が伸長し、リリーフ弁が開弁状態にあって減衰力が過大となることを抑制している場合にあっても、シャッタ部材がバイパス路の流路面積を減少させる状況では、伸側の減衰力を増大させることができ、ピストン速度を減少させることができる。

よって、本発明の緩衝器によれば、伸切時のショックと打音を低減して車両における乗り心地を向上させることができる。

一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。伸切状態にある一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。一実施の形態における緩衝器のピストン速度に対する減衰力の特性を示す図である。一実施の形態の一変形例における緩衝器の縦断面図である。

以下、図に基づいて本発明を説明する。本発明の一実施の形態における緩衝器Ｄ１は、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されシリンダ１内を２つの伸側室Ｒ１および圧側室Ｒ２に区画するピストン２と、ピストン２に連結されるピストンロッド３と、上記した伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路４，５と、ピストンロッド３に設けられて減衰通路４，５を迂回し伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するバイパス路Ｂと、当該バイパス路Ｂに設けられて伸側室Ｒ１の圧力を受けて開弁するリリーフ弁６と、シャッタ部材Ｓとを備えて構成され、車両における車体と車軸との間に介装されて減衰力を発生し車体の振動を抑制する。

また、シリンダ１内の図中下方には、図示はしないがベースバルブが設けられ、シリンダ１の外周を覆う外筒１９とシリンダ１との間にリザーバＲが設けられている。そして、シリンダ１内には、作動油等の液体が充填され、リザーバＲ内には液体と気体とが充填されている。なお、液体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体を使用することもできる。

以下、各部について詳細に説明する。まず、ピストンロッド３は、その図１中下端側に小径部３ａが形成されるとともに、小径部３ａの先端側には螺子部３ｂが形成されている。また、ピストンロッド３の図１中上端側は、シリンダ１の図１中上端内周に装着された環状のロッドガイド７内に通して外方へ突出されている。ロッドガイド７は、内周に筒状のブッシュ８を備えており、ブッシュ８内に挿通されるピストンロッド３を軸支して、当該ピストンロッド３の図１中上下方向である軸方向の移動を案内する。また、ロッドガイド７の図１中上方には、シリンダ１とピストンロッド３との間をシールするシール部材Ｕが積層されており、シリンダ１内が液密に保たれている。

そして、ピストンロッド３の小径部３ａよりも上方側の外周には、鍔状のリバウンドストッパ９が装着されており、このリバウンドストッパ９の図１中上端には、ピストンロッド３の外周に装着される環状のリバウンドクッション１０が積層される。さらに、ピストンロッド３には、図１中下端である先端から軸方向へ伸びる縦孔３ｃと、リバウンドクッション１０の図１中上方近傍から開口して伸側室Ｒ１を縦孔３ｃへ連通する伸側室側孔３ｄと、小径部３ａであって螺子部３ｂよりも図１中上方から開口して縦孔３ｃへ通じる横孔３ｅとを備えている。なお、縦孔３ｃのピストンロッド３の先端側の開口端にボールＦを打ち込んであって閉塞されている。

この伸側室側孔３ｄは、バイパス路Ｂの伸側室側の開口を構成しており、ピストンロッド３が中立位置からシリンダ１に対して伸側室Ｒ１を圧縮する方向へ所定量変位すると、シャッタ部材Ｓがこの伸側室側孔３ｄを閉塞することによってバイパス路Ｂの流路面積を減じるようになっている。

ピストン２は、環状に形成されるとともに、その内周側にピストンロッド３の小径部３ａが挿入されている。詳しくは、ピストン２は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側ポート２ｂおよび圧側ポート２ｃを備えたディスク部２ａと、ディスク部２ａの外周から図１中下方に向かって立ち上がりシリンダ１の内周面に摺接する筒状のスカート２ｄとを備えて構成されている。

また、ピストン２のディスク部２ａの図１中下端には、リーフバルブＶ１が積層されており、このリーフバルブＶ１は、内周側がピストンロッド３に固定されていて、伸側ポート２ｂの図１中下端の開口を開閉するようになっている。

リーフバルブＶ１は、環状板を複数枚積層して形成した積層リーフバルブであって、伸側室Ｒ１の圧力で撓むと伸側ポート２ｂを開いて伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れのみを許容しつつ当該流れに抵抗を与えるが、その反対の向きの液体の流れに対しては伸側ポート２ｂを閉塞して当該流れを阻止するようになっていて、伸側ポート２ｂを一方通行に設定している。そして、これら伸側ポート２ｂおよびリーフバルブＶ１で減衰通路４を構成している。なお、リーフバルブＶ１を形成する環状板の枚数は、緩衝器Ｄ１に要求される減衰力特性に応じて任意に設定することができる。

他方、ピストン２のディスク部２ａの図１中上端には、リーフバルブＶ２が積層されており、このリーフバルブＶ２は、内周側がピストンロッド３に固定されていて、圧側ポート２ｃの図１中上端の開口を開閉するようになっている。

リーフバルブＶ２は、環状板を複数枚積層して形成した積層リーフバルブであって、圧側室Ｒ２の圧力で撓むと圧側ポート２ｃを開いて圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れのみを許容しつつ当該流れに抵抗を与えるが、その反対の向きの液体の流れに対しては圧側ポート２ｃを閉塞して当該流れを阻止するようになっていて、圧側ポート２ｃを一方通行に設定している。そして、これら圧側ポート２ｃおよびリーフバルブＶ２で減衰通路５を構成している。なお、リーフバルブＶ２を形成する環状板の枚数は、緩衝器Ｄ１に要求される減衰力特性に応じて任意に設定することができる。

リーフバルブＶ１は、緩衝器Ｄ１の伸長時における伸側減衰力を発生する減衰バルブであり、他方のリーフバルブＶ２は、緩衝器Ｄ１の収縮時における圧側減衰力を発生する減衰バルブである。なお、リーフバルブＶ１，Ｖ２で伸側ポート２ｂおよび圧側ポート２ｃを閉じた状態にあっても、図示はしない周知のオリフィスによって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが連通されるようになっており、オリフィスは、たとえば、リーフバルブＶ１，Ｖ２の外周に切欠を設けたり、リーフバルブＶ１，Ｖ２が着座する弁座に凹部を設けたりするなどして形成される。また、減衰バルブは、オリフィスとリーフバルブＶ１，Ｖ２を併存させる構成以外にも、リーフバルブＶ１，Ｖ２にチョークを併存させる構成、チョークやオリフィスのみ、或いはリーフバルブのみの構成を採用することできるし、ポペット弁を採用することもできる。

上記したところから、緩衝器Ｄ１は、ピストンロッド３の先端にピストン２が連結される、いわゆる片ロッド型に設定されている。そのため、緩衝器Ｄ１の伸縮に伴って、シリンダ１内に進退するピストンロッド３の体積によって伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の合計容積が変化するが、この合計容積変化見合いでリザーバＲ内から液体がシリンダ１へ供給或いはシリンダ１からリザーバＲへ排出されることによって、上記合計容積の変化分が補償されるようになっている。このように緩衝器Ｄ１は、複筒型に設定されているのでリザーバＲを設置することで上記容積変化の補償を行っているが、単筒型に設定される場合にはシリンダ１の下方に摺動隔壁を設けて気室の設置し、上記容積変化の補償を行うようにしてもよい。なお、この場合、緩衝器Ｄ１は、片ロッド型ではなく、両ロッド型に設定されてもよい。

ピストンロッド３の小径部３ａには、図１中上方から、リーフバルブＶ２の撓み量を制限するバルブストッパ１２、リーフバルブＶ２、ピストン２、リーフバルブＶ１が組付けられて、当該小径部３ａに固定される。

さらに、上記リーフバルブＶ１の図１中下方には、順に、環状のスペーサ１１、圧側バルブディスク１６、環状板を積層して形成した圧側リリーフ弁１５、環状のスペーサ１４、バルブディスク１３、環状板を積層して形成したリリーフ弁６、が積層されて、これら各部材がピストンロッド３の小径部３ａの外周に組み付けられる。そして、バルブストッパ１２、リーフバルブＶ２、ピストン２、リーフバルブＶ１を含め、ピストンロッド３の小径部３ａに組み付けられる各部材は、螺子部３ｂに螺着されるピストンナット１７によって、ピストンロッド３に固定されている。なお、縦孔３ｃのピストンロッド３の先端側の開口端をボールＦで閉塞することに代えて、ピストンナット１７を袋ナットとしておき縦孔３ｃの開口部を閉塞するようにしてもよい。

バルブディスク１３は、環状であってピストンロッド３の小径部３ａの外周であってスペーサ１４の図１中下方に積層されて組み付けられており、その図１中下端となる反ピストン側端に形成されて圧側室Ｒ２に臨む環状窓１３ａと、図１中上端となるピストン側端から開口して上記環状窓１３ａへ連通される通路１３ｂと、内周に設けられた環状溝１３ｃと、環状溝１３ｃと通路１３ｂとを連通する連通溝１３ｄとを備えて構成されている。そして、環状溝１３ｃは、上記のようにバルブディスク１３をピストンロッド３の小径部３ａに組み付けると、ピストンロッド３に形成した横孔３ｅに対向して、環状窓１３ａが通路１３ｂ、連通溝１３ｄ、環状溝１３ｃ、横孔３ｅ、縦孔３ｃおよび伸側室側孔３ｄを介して伸側室Ｒ１内に連通されるようになっている。

そして、環状窓１３ａは、バルブディスク１３の反ピストン側端に積層されるリリーフ弁６によって、開閉されるようになっている。このリリーフ弁６は、複数の環状板を積層することで構成されており、内周側がピストンロッド３に固定されて外周側の撓みが許容されている。また、リリーフ弁６には、初期撓みが与えられていて、この初期撓みによって環状窓１３ａを開放する際の開弁圧が設定されている。リリーフ弁６は、環状窓１３ａ側から伸側室Ｒ１の圧力を受けて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧が開弁圧に達すると、撓んで通路１３ｂを開放して、伸側室Ｒ１を圧側室Ｒ２へ連通し、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れを許容する。これに対して、リリーフ弁６は、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れに対しては、環状窓１３ａを閉塞してこれを遮断するようになっている。上記したところから、この実施の形態にあっては、バイパス路Ｂは、バルブディスク１３に形成の環状窓１３ａ、通路１３ｂ、連通溝１３ｄおよび環状溝１３ｃと、ピストンロッド３に形成の横孔３ｅ、縦孔３ｃおよび伸側室側孔３ｄによって構成されている。なお、リリーフ弁６を構成する環状板の枚数とリリーフ弁６に与える初期撓みについては、リリーフ弁６に所望される特性と開弁圧に応じて任意に設定することができる。

つづいて、このバルブディスク１３のピストン側端である図１中上端には、環状のスペーサ１４が積層され、スペーサ１４の図１中上方に圧側リリーフ弁１５が積層され、圧側リリーフ弁１５の図１中上方に圧側バルブディスク１６が積層される。

圧側バルブディスク１６は、環状であってピストンロッド３の小径部３ａの外周であって、その図１中下端となる反ピストン側端に形成された環状窓１６ａと、図１中上端となるピストン側端から開口して圧側室Ｒ２を環状窓１６ａへ連通する通路１６ｂと、反ピストン側端外周から立ち上がる隔壁筒１６ｃとを備えて構成されている。

上記したように、バルブディスク１３をスペーサ１４および圧側リリーフ弁１５を介して圧側バルブディスク１６に積層すると、バルブディスク１３が圧側バルブディスク１６の外周に設けた隔壁筒１６ｃの内周に嵌合して圧側バルブディスク１６と協働して圧側室Ｒ２から区画される部屋１８を形成する。この部屋１８は、上記した連通溝１３ｄに面しており、伸側室Ｒ１に連通されている。また、圧側バルブディスク１６に設けた環状窓１６ａが部屋１８に臨んでいる。よって、圧側バルブディスク１６に設けられた通路１６ｂは、部屋１８に通じる環状窓１６ａを介して伸側室Ｒ１に連通されている。圧側バルブディスク１６と隔壁筒１６ｃとの間にシール性を完全ならしめるためにシールリングを介装してもよい。なお、隔壁筒１６ｃは、圧側バルブディスク１６ではなく、バルブディスク１３に一体化してもよいし、バルブディスク１３および圧側バルブディスク１６とは別体として両者の外周に装着するようにしてもよい。

そして、圧側バルブディスク１６における環状窓１６ａは、圧側バルブディスク１６の反ピストン側端に積層される圧側リリーフ弁１５によって、開閉されるようになっている。

この圧側リリーフ弁１５は、複数の環状板を積層することで構成されており、内周側がピストンロッド３に固定されて外周側の撓みが許容されている。また、圧側リリーフ弁１５には、初期撓みが与えられていて、この初期撓みによって環状窓１６ａを開放する際の開弁圧が設定されている。そして、圧側リリーフ弁１５は、環状窓１６ａ側から圧側室Ｒ２の圧力を受けて圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１の差圧が開弁圧に達すると、撓んで通路１６ｂを開放して、部屋１８を介して圧側室Ｒ２を伸側室Ｒ１へ連通し、圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れを許容する。これに対して、圧側リリーフ弁１５は、伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに対しては、環状窓１６ａを閉塞してこれを遮断するようになっている。上記したところから、この実施の形態にあっては、バイパス路Ｂにリリーフ弁６に並列して圧側リリーフ弁１５が設けられている。圧側リリーフ弁１５は、不要であれば廃止することができる。また、圧側リリーフ弁１５を構成する環状板の枚数と圧側リリーフ弁１５に与える初期撓みについては、圧側リリーフ弁１５に所望される特性と開弁圧に応じて任意に設定することができる。

スペーサ１４は、この場合、バルブディスク１３に一体化されてもよく、圧側リリーフ弁１５の内周を抑えつつ、撓んだ圧側リリーフ弁１５がバルブディスク１３へ干渉させないようにしている。

シャッタ部材Ｓは、この実施の形態では、径の異なる四つの筒部材２０，２１，２２，２３で形成されてテレスコピック型に形成されて伸縮可能とされている。詳しくは、筒部材２０，２１，２２，２３のうち、最外周に配置される最外周側筒部材２０は、筒状であって径が途中にテーパ部２０ｂを有して図１中上方側に大径部２０ｃと下方側に小径部２０ｄとを備えた胴部２０ａと、大径部２０ｃの図１中上端である反ピストン側端の外周に設けられて外方へ向けて突出する外フランジ２０ｅと、小径部２０ｄの図１中下端であるピストン側端の内周に設けられて内方へ突出する内フランジ２０ｆと、テーパ部２０ｂに胴部２０ａを貫くように設けたオリフィス孔２０ｇとを備えて構成されている。そして、この最外周側筒部材２０は、外フランジ２０ｅをシリンダ１の図１中上端とロッドガイド７との間で挟持させることで、シリンダ１に固定される。また、この実施の形態では、オリフィス孔２０ｇが閉塞されずに伸側室Ｒ１内に連通されるようにするため、胴部２０ａの外径はシリンダ１の内径よりも小径に設定されており、最外周側筒部材２０の胴部２０ａとシリンダ１との間には環状隙間が形成されるようになっている。オリフィス孔２０ｇと伸側室Ｒ１とが連通されていればよいので、最外周側筒部材２０の胴部２０ａの形状は適宜設計変更することができ、胴部の断面形状も円形に限られない。

なお、この場合、最外周側筒部材２０をシリンダ１に直接固定するようにしているが、ロッドガイド７に固定して間接的にシリンダ１に固定するようにしてもよい。

また、筒部材２１，２２は、共に、筒状の胴部２１ａ，２２ａと、図１中上端である反ピストン側端の外周に設けられて外方へ向けて突出する外フランジ２１ｂ，２２ｂと、図１中下端であるピストン側端の内周に設けられて内方へ突出する内フランジ２１ｃ，２２ｃとを備えて構成されている。

さらに、各筒部材２０，２１，２２，２３のうち、最内周に配置される最内周側筒部材２３は、筒状の胴部２３ａと、図１中上端である反ピストン側端の外周に設けられて外方へ向けて突出する外フランジ２３ｂとを備えて構成されており、胴部２３ａをピストンロッド３の外周に摺接させている。したがって、最内周側筒部材２３は、ピストンロッド３の外周に摺動自在に装着されており、ピストンロッド３に対して軸方向に移動することができる。そして、最内周側筒部材２３の内周を伸側室側孔３ｄの伸側室Ｒ１に臨む開口に対向させて当該伸側室側孔３ｄの一部或いは全部を閉塞することができるようになっている。

また、各筒部材２０，２１，２２，２３のうち、最外周に配置される最外周側筒部材２０は、筒状の胴部２０ａと、図１中上端である反ピストン側端の外周に設けられて外方へ向けて突出する外フランジ２０ｅと、図１中下端であるピストン側端の内周に設けられて内方へ突出する内フランジ２０ｆと、胴部２０ａを貫くオリフィス孔２０ｇとを備えて構成されている。そして、この最外周側筒部材２０は、外フランジ２０ｅをシリンダ１の図１中上端とロッドガイド７との間で挟持させることで、シリンダ１に固定される。なお、この場合、最外周側筒部材２０をシリンダ１に直接固定するようにしているが、ロッドガイド７に固定して間接的にシリンダ１に固定するようにしてもよい。

このように構成された最外周側筒部材２０内に、筒部材２１を挿入し、筒部材２１内に筒部材２２を挿入し、筒部材２２内に最内周側筒部材２３を挿入してある。最外周側筒部材２０の内フランジ２０ｆの内周は、筒部材２１の胴部２１ａの外周に摺接しており、筒部材２１の外フランジ２１ｂの外周は最外周側筒部材２０の小径部２０ｄの内周に摺接しており、最外周側筒部材２０に対して筒部材２１がガタなく出入りすることができるようになっている。また、最外周側筒部材２０に対して筒部材２１が図１中下方へ移動して、最外周側筒部材２０の内フランジ２０ｆと筒部材２１の外フランジ２１ｂとが衝合すると、最外周側筒部材２０に対する筒部材２１のそれ以上の図１中下方への移動が規制される。

筒部材２１の内フランジ２１ｃの内周は、筒部材２２の胴部２２ａの外周に摺接しており、筒部材２２の外フランジ２２ｂの外周は筒部材２１の胴部２１ａの内周に摺接しており、筒部材２１に対して筒部材２２がガタなく出入りすることができるようになっている。また、筒部材２１に対して筒部材２２が図１中下方へ移動して、筒部材２１の内フランジ２１ｃと筒部材２２の外フランジ２２ｂとが衝合すると、筒部材２１に対する筒部材２２のそれ以上の図１中下方への移動が規制される。

筒部材２２の内フランジ２２ｃの内周は、最内周側筒部材２３の胴部２３ａの外周に摺接しており、最内周側筒部材２３の外フランジ２３ｂの外周は筒部材２２の胴部２２ａの内周に摺接しており、筒部材２２に対して最内周側筒部材２３がガタなく出入りすることができるようになっている。また、筒部材２２に対して最内周側筒部材２３が図１中下方へ移動して、筒部材２２の内フランジ２２ｃと最内周側筒部材２３の外フランジ２３ｂとが衝合すると、筒部材２２に対する最内周側筒部材２３のそれ以上の図１中下方への移動が規制される。

よって、このシャッタ部材Ｓは、シリンダ１に固定される最外周側筒部材２０に対して筒部材２１が軸方向に移動可能であり、筒部材２１に対して筒部材２２が軸方向に移動可能であり、筒部材２２に対して最内周側筒部材２３が軸方向に移動可能であるので、伸縮することができる。

また、この場合、シャッタ部材Ｓを構成する各筒部材２０，２１，２２，２３のうち、リバウンドクッション１０に対向して、シャッタ部材Ｓが最収縮するとリバウンドクッション１０に衝合する筒部材２１，２２および最内周側筒部材２３は、軸方向長さが等しく、シャッタ部材Ｓが最収縮した状態で、筒部材２１，２２および最内周側筒部材２３の図１中上端である反ピストン側端がロッドガイド７の図１中下面に当接する。この状態では、筒部材２１，２２および最内周側筒部材２３の図１中下端面であるピストン側端面が面一となる。なお、この実施の形態では、最外周側筒部材２０の図１中下端面も筒部材２１，２２および最内周側筒部材２３の図１中下端面であるピストン側端面と面一となるように設定されている。

さらに、シャッタ部材Ｓは、最内周側筒部材２３がピストンロッド３の外周に摺接しており、最外周側筒部材２０がシリンダ１に固定されているので、シャッタ部材Ｓの内方に伸側室Ｒ１にオリフィス孔２０ｇを介して連通される空間２４を区画している。そのため、シャッタ部材Ｓが収縮する場合には液体を空間２４から伸側室Ｒ１へオリフィス孔２０ｇを介して排出し、その際の液体の流れに対してオリフィス孔２０ｇが抵抗を与えるので、シャッタ部材Ｓを外力で収縮させる場合に当該伸縮を妨げる反力が生じることになる。

そして、シャッタ部材Ｓが最伸長状態にある際に、ピストンロッド３が中立位置からシリンダ１に対して伸側室Ｒ１を圧縮する方向へ所定量変位すると、シャッタ部材Ｓの最内周側筒部材２３が伸側室側孔３ｄに対向して閉塞し始めるようになっており、それ以上、ピストンロッド３が図１中上方へ移動すると、最内周側筒部材２３が伸側室側孔３ｄの開口を閉塞する度合いが多くなり、このシャッタ部材Ｓによってバイパス路Ｂの流路面積が減じられる。なお、上記所定量変位は任意に設定することができる。また、ピストンロッド３のシリンダ１に対する中立位置は、緩衝器Ｄ１を車両に取り付けた際のストローク中心の位置であり、必ずしもピストンロッド３の先端に取り付けたピストン２がシリンダ１の中央に来る位置を中立位置に設定せずともよい。

上述のように、緩衝器Ｄ１は構成されており、以下にその動作について説明する。まず、シャッタ部材Ｓがバイパス路Ｂの流路面積を減少させない範囲内で緩衝器Ｄ１が伸縮する場合、つまり、この実施の形態では最内周側筒部材２３の内周に伸側室側孔３ｄが対向しない範囲内で緩衝器Ｄ１が伸縮する場合について説明する。

緩衝器Ｄ１が伸長作動を呈すると、ピストン２がシリンダ１に対して図１中上方へ移動し、伸側室Ｒ１が圧縮されるため、伸側室Ｒ１内から液体が減衰通路４におけるリーフバルブＶ１を開いて伸側ポート２ｂを通過して拡大される圧側室Ｒ２へ移動する。リーフバルブＶ１が液体の流れに抵抗を与えるため、伸側室Ｒ１内の圧力が上昇し、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに差圧が生じてピストン２に作用し、緩衝器Ｄ１は伸長作動を抑制する伸側減衰力を発揮する。そして、ピストン速度が速くなり、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに差圧がリリーフ弁６の開弁圧に達するとリリーフ弁６が開弁してバイパス路Ｂを介して伸側室Ｒ１内の圧力を圧側室Ｒ２へ逃がすようになり、緩衝器Ｄ１の減衰力はピストン速度の増加に対して頭打ちとなり、リリーフ弁６の開弁後の減衰係数は小さくなる。この伸長作動時には、ピストンロッド３がシリンダ１内から退出するため、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の合計容積の減少によってシリンダ１内で不足する液体がリザーバＲから供給され、シリンダ１内で液体不足を生じさせないよう補償する。

緩衝器Ｄ１が収縮作動を呈すると、ピストン２がシリンダ１に対して図１中下方へ移動し、圧側室Ｒ２が圧縮されるため、圧側室Ｒ２内から液体が減衰通路５におけるリーフバルブＶ２を開いて圧側ポート２ｃを通過して拡大される伸側室Ｒ１へ移動する。リーフバルブＶ２が液体の流れに抵抗を与えるため、圧側室Ｒ２内の圧力が上昇し、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とに差圧が生じてピストン２に作用し、緩衝器Ｄ１は収縮作動を抑制する圧側減衰力を発揮する。そして、ピストン速度が速くなり、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１とに差圧が圧側リリーフ弁１５の開弁圧に達すると圧側リリーフ弁１５が開弁してバイパス路Ｂを介して圧側室Ｒ２内の圧力を伸側室Ｒ１へ逃がすようになり、緩衝器Ｄ１の減衰力はピストン速度の増加に対して頭打ちとなり、圧側リリーフ弁１５の開弁後の減衰係数は小さくなる。

よって、この緩衝器Ｄ１の伸圧両方の減衰力特性（ピストン速度に対する減衰力の特性）は、図３に示すように、リリーフ弁６、圧側リリーフ弁１５が開弁するまでは減衰係数が大きいが、開弁後は減衰係数が小さくなる特性となる。なお、図３中、ピストン速度が低速域において、減衰力が大きく立ち上がる特性になっているが、これは、リーフバルブＶ１、Ｖ２に並列される図示しないオリフィスによる特性であり、リーフバルブＶ１，Ｖ２が開弁するまではオリフィスを通過するので、オリフィスによる特性が現れる。

このように緩衝器Ｄ１では、伸長側のピストン速度が速くなってリリーフ弁６の開弁する状態となると、それ以上のピストン速度の増加に対して伸側の減衰力の増加割合を減少させるので、伸長行程時において減衰力過多を抑制することができ、車両における乗り心地を向上させることができる。なお、この実施の形態では、緩衝器Ｄ１は、バイパス路Ｂの途中にリリーフ弁６に並列して圧側リリーフ弁１５を設けているので、収縮側のピストン速度が速くなって圧側リリーフ弁１５の開弁する状態となると、それ以上のピストン速度の増加に対して圧側の減衰力の増加割合を減少させるので、収縮行程時においても、減衰力過多を抑制することができ、車両における乗り心地を向上させることができる。

つづいて、緩衝器Ｄ１が伸長して、シャッタ部材Ｓがバイパス路Ｂの流路面積を減少させる場合、つまり、この実施の形態では最内周側筒部材２３の内周に伸側室側孔３ｄが対向して閉塞される場合について説明する。

緩衝器Ｄ１が伸長して、ピストンロッド３が中立位置からシリンダ１に対して伸側室Ｒ１を圧縮する方向へ所定量変位してシャッタ部材Ｓにおける最内周側筒部材２３に伸側室側孔３ｄが対向するようになると、最内周側筒部材２３の内周面で伸側室側孔３ｄが閉塞されはじめ、最内周側筒部材２３の内周面に伸側室側孔３ｄの全部が対向するとバイパス路Ｂが完全に遮断される。そうすると、リリーフ弁６が開弁状態にあって減衰力が過大となることを抑制している場合にあっても、シャッタ部材Ｓがバイパス路Ｂの流路面積を減少させる状況では、伸側の減衰力を増大させることができる。すると、緩衝器Ｄ１が最伸長するような状況にあっては、リリーフ弁６の開弁による減衰力低減が行われていても、バイパス路Ｂの流路面積を減少させて伸側減衰力を大きくすることができるため、ロッドガイド７とリバウンドクッション１０が衝突する前に減衰力を大きくしてピストン速度を減少させることができ、緩衝器Ｄ１の伸切時（最伸長時）のロッドガイド７とリバウンドクッション１０の衝突によるショックと打音を低減して車両における乗り心地を向上させることができる。さらに、シャッタ部材Ｓの最内周側筒部材２３がリバウンドクッション１０に衝合し、ピストンロッド３がシリンダ１に対して更に伸側室Ｒ１を圧縮する方向へ移動すると、ピストンロッド３の図１中上昇に伴ってシャッタ部材Ｓがリバウンドクッション１０によって下方側から押圧されて収縮するようになる。このような状況となるとシャッタ部材Ｓが収縮するので、当該シャッタ部材Ｓの収縮を抑制する反力が発生され、この反力がピストンロッド３の図１中上昇を抑制する減衰力として負荷されることになる。よって、この緩衝器Ｄ１は、ピストンロッド３の位置に依存した減衰力を発揮することが可能であり、バイパス路Ｂの流路面積を減少させることで減衰力を大きくすることに加えて、シャッタ部材Ｓが収縮し始めることで上記反力による減衰力を付加することができ、より大きな減衰力を発揮してピストンロッド３の伸長側のストロークエンドへ到達する前に充分にピストンロッド３の速度を低減することができる。

最終的に、ピストンロッド３が伸長側にストロークエンドまでシリンダ１に対して変位すると、図２に示すように、リバウンドクッション１０がシャッタ部材Ｓを最収縮させるが、シャッタ部材Ｓを構成する各筒部材２０，２１，２２，２３のうちリバウンドクッション１０に衝合する筒部材２１，２２，２３のピストン側端面が面一となるので、リバウンドクッション１０のシャッタ部材Ｓへの接触面積が大きくなって、リバウンドクッション１０へ偏荷重を与えることがなく摩耗も低減でき、リバウンドクッション１０の耐久性を悪化させることもなくなる。また、シャッタ部材Ｓにおけるリバウンドクッション１０が衝合する筒部材２１，２２および最内周側筒部材２３の軸方向長さを同じにしており、リバウンドクッション１０からの押圧力を各筒部材２１，２２，２３で受けることができるので、シャッタ部材Ｓが大きな軸荷重にも耐えることができ、変形してしまうこともない。なお、シャッタ部材Ｓを構成する筒部材の数は、任意に設定することができるが、少なくとも、リバウンドクッション１０に対向する筒部材の軸方向長さを等しくしておけば、リバウンドクッション１０の耐久性を悪化させることがない。また、図４に示した一実施の形態の一変形例における緩衝器Ｄ２のように最内周側筒部材２３の胴部２３ａを図１中下方となるピストン側へ延長して、その下端に、リバウンドクッション１０に衝合可能な環状のリバウンドプレート２５を設けるようにしてもよい。このようにすることで、リバウンドクッション１０に対向する面が平滑なリバウンドプレート２５をリバウンドクッション１０に衝合させることができ、このようにしても、リバウンドクッション１０の耐久性の悪化を防止することができる。

なお、最内周側筒部材２３とロッドガイド７との間にコイルスプリングを介装するようにしておけば、シャッタ部材Ｓが収縮した状態とされてもピストンロッド３から押圧されなくなるとシャッタ部材Ｓを速やかに伸長させることができ、ピストンロッド３の伸長側への移動の際に常に中立位置から所定量変位するとバイパス路Ｂを閉塞することができる。

さらに、リリーフ弁６を設けるにあたって、伸側室側孔３ｄをピストン２と緩衝器Ｄ１のストローク長を決するリバウンドストッパ９との間に設ける必要がなくなるので、つまり、伸側室側孔３ｄをリバウンドストッパ９よりも図１中上方に設けることができ、リバウンドストッパ９とピストン２との間隔を狭めることができ、緩衝器Ｄ１のストローク長を犠牲にすることがない。

なお、シャッタ部材Ｓが、この場合、最内周側筒部材２３で伸側室側孔３ｄを閉塞するようにしており、ピストンロッド３のシリンダ１に対する図１中上方への移動に伴い伸側室側孔３ｄを徐々に閉塞するので、リリーフ弁６が開弁して伸側の減衰力を低減している場合であっても、伸側室側孔３ｄが徐々に閉塞されることに伴って緩衝器Ｄ１が発生する伸側の減衰力を徐々に大きくしていくことができ、減衰力の急変の緩和することができ、車両の車体に減衰力急変によるショックを与えることも阻止することができる。

シャッタ部材Ｓは、ピストンロッド３が中立位置からシリンダ１に対して伸側室Ｒ１を圧縮する方向へ所定量変位すると、バイパス路Ｂの流路面積を減少し始めるようになっていて、上記所定量変位は任意に設定することができるが、少なくとも、緩衝器Ｄ１が最伸長する際には、伸側室側孔３ｄの一部または全部が閉塞されるように設定される。

また、伸側室側孔３ｄのピストンロッド３の外周に臨む開口の縁の角を面取りしておくと、最内周側筒部材２３へ侵入した際に、最内周側筒部材２３の内周面の齧りを防止することができる。さらに、伸側室側孔３ｄは、この実施の形態の場合、一つのみを設けているが、複数設けるようにしてもよく、たとえば、ピストンロッド３に対して軸方向にずれた位置に一つずつ設けて、ピストンロッド３がシリンダ１に対して伸側室Ｒ１を圧縮する図１中上方へ移動することに伴ってバイパス路Ｂの流路面積が減少する度合いをチューニングすることができる。二つ以上の伸側室側孔３ｄを軸方向にずらしてピストンロッド３に設ける場合、軸方向にて伸側室側孔３ｄを完全にずらして設けてもよいし、重なるように設けることもできる。またさらに、伸側室側孔３ｄをピストンロッド３の外周側から見た開口の形状は、円形以外の形状とされてもよく、軸方向或いは周方向に沿う長孔とされてもよいし、菱形や楔形といった形状なども採用することができ、たとえば、ピストンロッド３の移動に対してバイパス路Ｂの流路面積が減じられることによる圧力損失が比例するように設定するようにしてもよい。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、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ことは勿論である。

本発明の緩衝器は、車両の制振用途に利用することができる。

１シリンダ
２隔壁部材としてのピストン
３ピストンロッド
３ｄ伸側室側孔
４，５減衰通路
６リリーフ弁
７ロッドガイド
１０リバウンドクッション
２０最外周側筒部材
２１，２２筒部材
２３最内周側筒部材
２５リバウンドプレート
Ｂバイパス路
Ｄ１，Ｄ２緩衝器
Ｒ１伸側室
Ｒ２圧側室
Ｓシャッタ部材

Claims

シリンダと、上記シリンダ内に摺動自在に挿入され当該シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、当該ピストンに連結されるピストンロッドと、上記伸側室と上記圧側室とを連通する減衰通路と、上記ピストンロッドに設けられて上記減衰通路を迂回し上記伸側室と上記圧側室とを連通するバイパス路と、当該バイパス路に設けられて上記伸側室の圧力を受けて開弁するリリーフ弁とを備えた緩衝器において、径の異なる複数の筒部材で形成されて伸縮可能なテレスコピック型のシャッタ部材を備え、当該シャッタ部材の最外周に配置される最外周側筒部材を上記シリンダに固定し、当該シャッタ部材の最内周に配置される最内周側筒部材を上記ピストンロッドの外周に摺接させ、上記ピストンロッドが中立位置から上記シリンダに対して上記伸側室を圧縮方向へ所定量変位すると上記バイパス路の流路面積を上記最内周側筒部材で減じることを特徴とする緩衝器。
上記シャッタ部材を構成する上記筒部材のうち、当該シャッタ部材の最収縮時に上記ピストンロッドの外周に装着されるリバウンドクッションに衝合する筒部材は、上記最収縮時において、ピストン側端面が面一となるとともに、反ピストン側端面が面一となって上記シリンダの伸側室側端内周に装着され上記ピストンロッドを軸支するロッドガイドに当接することを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
上記最内周側筒部材のピストン側端に上記ピストンロッドの外周に装着されるリバウンドクッションに衝合する環状のリバウンドプレートを設けたことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。