JP2008008483A - 油圧緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で、且つ長期に及ぶ使用において安定した減衰力が確保される油圧緩衝器を提供する。
【解決手段】伸び側減衰弁１１の弁座１３が截頭円錐形状に形成され、ポペット１５の弁座１３に対する着座位置の変位に応じてポペット１５の受圧面積を変化させてポペット１５の着座位置の変位に伴う圧縮コイルばね１６の取付け長さの変化によるばね力の変動を相殺し、ポペット１５の着座位置の変位に伴う開弁力の変動が消滅される。これにより、極めて簡素な且つ安価な構造で、長期に及ぶ使用においても安定した減衰力が得られる油圧緩衝器１を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両の懸架装置に用いられる油圧緩衝器に関するもので、特に、ポペット弁構造を有する油圧緩衝器の改良に関する。

一般に、自動車の懸架装置に用いら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、ピストンロッドに連結されたピストンが摺動可能に嵌装され、該ピストンには、伸び側減衰力と縮み側減衰力とを発生させる減衰力発生機構が設けられる。このような減衰力発生機構としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。該特許文献１に記載の減衰バルブ構造（減衰力発生機構）では、ピストンに形成された伸び側ポートと縮み側ポートとによって一方のシリンダ室と他方のシリンダ室とが連通され、該縮み側ポートの下流側端部に形成された弁座には、圧縮コイルばねによって該縮み側ポートが閉塞される側へ付勢されるスチールボールが着座される。

ところで、上記従来の減衰力発生機構においては、スチールボールが着座される弁座の座面が平坦に形成されるため、スチールボールが弁座に繰り返し当接され、スチールボール及び弁座が磨耗又は変形されるに伴い、該スチールボールの着座位置が、弁座に対して圧縮コイルばねによるスチールボールの押付け方向へ移動され、これにより、該圧縮コイルばねの取付け長さが増大し、圧縮コイルばねによってスチールボールを弁座に押付ける力、延いては油圧緩衝器の減衰力が低下する問題がある。この現象は、スチールボールの代わりにポペットを用いた減衰力発生機構においても例外ではない。そこで、減衰力が調節可能な機構を採用してもよいが、構造が複雑化し、製造コストが増大する。
特開２００２−１６１９３６号公報

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、安価で、且つ長期に及ぶ使用において安定した減衰力が確保される油圧緩衝器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、油液が封入されるシリンダと、該シリンダの内部に摺動可能に嵌装されて該シリンダの内部を２つのシリンダ室に分画するピストンと、一端部が該ピストンに接続されるピストンロッドと、該ピストンロッドの伸び工程時に、一方のシリンダ室から他方のシリンダ室への油液の流れを制御して減衰力を発生させる伸び側減衰弁と、ピストンロッドの縮み工程時に、他方のシリンダ室から一方のシリンダ室への油液の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側減衰弁と、を具備し、伸び側減衰弁と縮み側減衰弁との少なくとも一方が、ポペットが圧縮コイルばねのばね力によって弁座に押付けられるポペット弁である油圧緩衝器において、ポペット弁は、弁座が、ポペットの該弁座に対する着座位置の変位に応じてポペットの受圧面積を変化させて該ポペットの着座位置の変位に伴う圧縮コイルばねの取付け長さの変化によるポペットの開弁力の変動を消滅させる截頭円錐形状に形成されることを特徴とする。

また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、油液が封入されるシリンダと、該シリンダの内部に摺動可能に嵌装されて該シリンダの内部を２つのシリンダ室に分画するピストンと、一端部が該ピストンに接続されるピストンロッドと、該ピストンロッドの伸び工程時に、一方の前記シリンダ室から他方の前記シリンダ室への油液の流れを制御して減衰力を発生させる伸び側減衰弁と、ピストンロッドの縮み工程時に、他方の前記シリンダ室から一方の前記シリンダ室への油液の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側減衰弁と、を具備し、前記伸び側減衰弁と前記縮み側減衰弁との少なくとも一方が、ポペットが圧縮コイルばねのばね力によって弁座に押付けられるポペット弁である油圧緩衝器において、前記圧縮コイルばねの取付けた状態の長さの経年変化量ΔＬと前記ポペットの着座状態における受圧面積の経年変化量ΔＡとの関係を、ΔＬ／ΔＡの値が実質的に一定となる関係としたことを特徴とする。

そして、本発明のうち請求項３に記載の発明は、請求項２の油圧緩衝器であって、次の式を満たすことを特徴とする。
ΔＬ／ΔＡ＝Ｐ０／Ｋ
ただし、前記圧縮コイルばねのばね定数をＫ、所定期間使用後の前記圧縮コイルばねの取付け長さの変化量をΔＬ、所定期間使用後の前記ポペットの受圧面積の変化量をΔＡ、前記ポペットの受圧面における差圧をＰ０とする。

したがって、請求項１〜３に記載の発明では、ポペットが弁座に繰り返し当接し、ポペット又は弁座が磨耗又は変形してポペットの着座位置が変位することで、圧縮コイルばねの取付け長さが伸びてポペットを弁座へ押付ける力が変動した場合であっても、ポペットの受圧面積を変化させることにより、ポペットの開弁力、延いては油圧緩衝器の減衰力を保持することができる。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項４に記載の発明は、油液が封入されるシリンダと、該シリンダの内部に摺動可能に嵌装されて伸び側油路及び縮み側油路が配設されるピストンと、該ピストンに連結されてシリンダの外部へ延出するピストンロッドと、伸び側油路に設けられる伸び側メインバルブと、該伸び側メインバルブの開弁圧力を調整する伸び側背圧室と、伸び側油路と伸び側背圧室とを連通する伸び側オリフィス通路と、縮み側油路に設けられる縮み側メインバルブと、該縮み側メインバルブの開弁圧力を調整する縮み側背圧室と、縮み側油路と縮み側背圧室とを連通する縮み側オリフィス通路と、伸び側背圧室と縮み側背圧室とを連通する共通通路と、該共通通路の油液の流れを制御する減衰力調整弁と、を具備し、減衰力調整弁が、弁体が圧縮コイルばねのばね力によって弁座に押付けられる圧力制御弁である減衰力調整式の油圧緩衝器において、圧縮コイルばねの取付けた状態の長さの経年変化量ΔＬと弁体の着座状態における受圧面積の経年変化量ΔＡとの関係を、ΔＬ／ΔＡの値が実質的に一定となる関係としたことを特徴とする。

そして、本発明のうち請求項５に記載の発明は、請求項４の油圧緩衝器であって、次の式を満たすことを特徴とする。
ΔＬ／ΔＡ＝Ｐ０／Ｋ
ただし、圧縮コイルばねのばね定数をＫ、所定期間使用後の圧縮コイルばねの取付け長さの変化量をΔＬ、所定期間使用後の弁体の受圧面積の変化量をΔＡ、弁体の受圧面における差圧をＰ０とする。

したがって、請求項４、５に記載の発明では、弁体が弁座に繰り返し当接し、弁体又は弁座が磨耗又は変形して弁体の着座位置が変位することで、圧縮コイルばねの取付け長さが伸びて弁体を弁座へ押付ける力が変動した場合であっても、弁体の受圧面積を変化させることにより、弁体の開弁力、延いては油圧緩衝器の減衰力を保持して、減衰力調整式の油圧緩衝器の安定した性能を確保することができる。

安価で、且つ長期に及ぶ使用において安定した減衰力が確保される油圧緩衝器を提供することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図２及び図３に示されるように、本油圧緩衝器１は、有底円筒状のシリンダ２の内部にピストン３が摺動可能に嵌装され、該ピストン３によって、シリンダ２の内部が２つのシリンダ室４ａ，４ｂに上下に分画される。該ピストン３は、上端部がシリンダ２の上部開口端に装着されたロッドガイド及びオイルシールに挿通されたピストンロッド５の下端の小径部５ａに、ボス６ａ，７ａを有する環状に形成された一対の対向するバルブハウジング６，７間に配置される。そして、ピストン３は、該ピストンロッド５の小径部５ａの先端に螺合されたナット８を締め付けることで、一対のバルブハウジング６，７の各ボス６ａ，７ａによって挟持されてピストンロッド５に固定される構造になっている。また、本油圧緩衝器１は、上記シリンダ室４ａ，４ｂに油液が充填され、各シリンダ室４ａ，４ｂが、ピストン３に形成された伸び側ポート９及び縮み側ポート１０によって連通される。

本油圧緩衝器１は、上記伸び側ポート９に、図３における上側のシリンダ室４ａから下側のシリンダ室４ｂへの油液の流れを制御して伸び側の減衰力を発生させる伸び側減衰弁１１が設けられると共に、上記縮み側ポート１０に、下側のシリンダ室４ｂから上側のシリンダ室４ａへの油液の流れを制御して縮み側の減衰力を発生させる縮み側減衰弁１２が設けられる。上記伸び側減衰弁１１は、図１にも示されるように、伸び側ポート９におけるシリンダ室４ｂ側の端部に形成される弁座１３と、球面状の受圧面１４を有するポペット１５と、該ポペット１５を当該伸び側減衰弁１１の閉塞側（図３における上側）に付勢させて弁座１３に着座させる圧縮コイルばね１６と、バルブハウジング６に形成されて該圧縮コイルばね１６の一端部を保持するばね受１７と、を備えるポペット弁である。

上記伸び側減衰弁１１と同様に、上記縮み側減衰弁１２は、縮み側ポート１０におけるシリンダ室４ａ側の端部に形成される弁座１８と、球面状の受圧面１９を有するポペット２０と、該ポペット２０を当該縮み側減衰弁１２の閉塞側（図３における下側）に付勢させて弁座１８に着座させる圧縮コイルばね２１と、バルブハウジング７に形成されて該圧縮コイルばね２１の一端部を保持するばね受２２と、を備えるポペット弁である。なお、図３に示されるように、上記伸び側減衰弁１１と縮み側減衰弁１２とは、上下対称に構成されることから、以下、伸び側減衰弁１１のみを説明し、縮み側減衰弁１２の詳細な説明を省く。図１に示されるように、上記伸び側減衰弁１１は、弁座１３が所定のテーパ角θを有するテーパ状（截頭円錐形状）に形成され、該弁座１３にポペット１５の受圧面１４が当接されて当該伸び側減衰弁１１が閉塞される。

これにより、本油圧緩衝器１では、弁座１３にポペット１５が繰り返し当接し、ポペット１５又は弁座１３が磨耗又は変形して弁座１３に対するポペット１５の着座位置がピストン３側（図１における上側）に変位されても、該ポペット１５の着座位置の変位に伴い、該ポペット１５の受圧面１４の受圧面積が逓減される。そして、本油圧緩衝器１では、ポペット１５の着座位置の変位に伴い圧縮コイルばね１６の取付け長さが伸長され、該圧縮コイルばね１６のばね力が減少した場合であっても、該ばね力の変動に応じてポペット１５の受圧面積が減少されることで、ポペット１５の開弁力（圧縮コイルばね１６を圧縮させてポペット１５を押込むのに必要な力）、延いては減衰力が保持される構造になっている。言い換えると、本油圧緩衝器１では、ポペット１５の着座位置の変位に伴う開弁力の減少（圧縮コイルばね１６のばね力の減少）が、該ポペット１５の受圧面１４の受圧面積を減少させることで相殺、即ち、ポペット１５の着座位置の変位に伴うポペット１５の開弁力の変動が、該ポペット１５の着座位置に応じてポペット１５の受圧面１４の受圧面積を変化させることで消滅される構造になっている。

ここで、使用初期のポペット１５の開弁力（減衰力）をＦ１、所定期間使用後のポペット１５の開弁力（減衰力）をＦ２、圧縮コイルばね１６のばね定数をＫ、圧縮コイルばね１６の自由長をＬ０、使用初期の圧縮コイルばね１６の取付け長さをＬ１、所定期間使用後の圧縮コイルばね１６の取付け長さをＬ２、所定期間使用後の圧縮コイルばね１６の取付け長さの変化量（ポペット１５の着座位置の変位量Ｌ２−Ｌ１）をΔＬ、使用初期のポペット１５の受圧面積をＡ１、所定期間使用後のポペット１５の受圧面積をＡ２、所定期間使用後のポペット１５の受圧面積の変化量（Ａ２−Ａ１）をΔＡ、ポペット１５の受圧面１４における差圧（受圧面１４が受ける圧力と、受圧面１４と反対側の面２３が受ける圧力と、の差圧）をＰ０とすると、使用初期のポペット１５の開弁力Ｆ１は、以下の第１式で表される。
Ｆ１＝Ｐ０×Ａ１ ・・・・(１)
また、上記使用初期のポペット１５の開弁力Ｆ１は、以下の第２式で表される。
Ｆ１＝(Ｌ０−Ｌ１)×Ｋ ・・・・(２)

したがって、上記第１式と第２式とにより、
Ｐ０×Ａ１＝(Ｌ０−Ｌ１)×Ｋ
が成立し、以下の第３式が導かれる。
Ｌ１＝Ｌ０−(Ｐ０×Ａ１)／Ｋ ・・・・(３)
一方、所定期間使用後のポペット１５の開弁力Ｆ２は、以下の第４式で表される。
Ｆ２＝Ｐ０×Ａ２ ・・・・(４)
また、該開弁力Ｆ２は、以下の第５式で表される。
Ｆ２＝(Ｌ０−Ｌ２)×Ｋ ・・・・(５)
そして、上記第４式と第５式とにより、
Ｐ０×Ａ２＝(Ｌ０−Ｌ２)×Ｋ
が成立し、以下の第６式が導かれる。
Ｌ２＝Ｌ０−(Ｐ０×Ａ２)／Ｋ ・・・・(６)
また、
ΔＬ＝Ｌ２−Ｌ１
即ち、
Ｌ２＝Ｌ１＋ΔＬ
であることから、第６式から、以下の第７式が導かれる。
Ｌ１＝Ｌ０−(Ｐ０×Ａ２)／Ｋ−ΔＬ ・・・・(７)
そして、上記第３式と第７式とにより、
Ｌ０−(Ｐ０×Ａ１)／Ｋ＝Ｌ０−(Ｐ０×Ａ２)／Ｋ−ΔＬ
が成立し、
ΔＬ＝(Ｐ０×(Ａ１−Ａ２))／Ｋ
が導かれ、
ΔＡ＝Ａ１−Ａ２
であることから、以下の第８式が導かれる。
ΔＬ＝(Ｐ０×ΔＡ)／Ｋ ・・・・(８)
そして、Ｐ０／Ｋは定数であるので、結局、以下の第９式となる。
ΔＬ／ΔＡ＝Ｐ０／Ｋ＝Ｃ （一定）・・・・(９)

そして、本油圧緩衝器１では、弁座１３のテーパ角θ並びにポペット１５の形状を上記第８式が満たされるように設定することで、弁座１３にポペット１５が繰り返し当接して弁座１３又はポペット１５が磨耗又は変形し、弁座１３に対するポペット１５の着座位置がピストン３側（図１における上側）に変位した場合であっても、ポペット１５の開弁力、延いては減衰力が保持される構造になっている。なお、図３に示されるように、各ポート９，１０は、弁座１３，１８と反対側の端部も該弁座１３，１８と同一形状のテーパが形成される。また、各減衰弁１１，１２は、ピストンロッド５の回りに必要な数が配設される。

次に、第１実施形態の作用を説明する。本油圧緩衝器１に伸び側の力が入力、即ち、ピストンロッド５に上向きの力が入力されると、上側のシリンダ室４ａの油液の液圧、即ち、伸び側減衰弁１１のポペット１５の受圧面１４が受ける圧力が高まり、該圧力と受圧面１４の面積との積（ポペット１５を圧縮コイルばね１６のばね力に反して押込もうとする力）が圧縮コイルばね１６のばね力を超えた時点で、ポペット１５が圧縮コイルばね１６のばね力に反して押込まれる。これにより、上側のシリンダ室４ａに充填された油液が伸び側ポート９を介して下側のシリンダ室４ｂへ流出し、本油圧緩衝器１は伸び側の減衰力を発生する。反対に、本油圧緩衝器１に縮み側の力が入力、即ち、ピストンロッド５に下向きの力が入力されると、下側のシリンダ室４ｂの油液の液圧、即ち、縮み側減衰弁１２のポペット２０の受圧面１９が受ける圧力が高まり、該圧力と受圧面１９の面積との積が圧縮コイルばね２１のばね力を超えた時点で、ポペット２０が圧縮コイルばね２１のばね力に反して押込まれる。これにより、下側のシリンダ室４ｂに充填された油液が縮み側ポート１０を介して上側のシリンダ室４ａへ流出し、本油圧緩衝器１は縮み側の減衰力を発生する。

そして、図１に示されるように、長期に及ぶ使用により弁座１３及びポペット１５が磨耗又は変形し、弁座１３に対するポペット１５の着座位置がピストン３側（図１における上方）へ変位すると、圧縮コイルばね１６の取付け長さがＬ１からＬ２へΔＬだけ伸び、圧縮コイルばね１６がポペット１５を弁座１３に押付ける力が、使用初期と比較してΔＬ×Ｋだけ減少する。ここで、弁座１３に対するポペット１５の着座位置がピストン３側（上方）へΔＬだけ変位すると、ポペット１５の受圧面積がＡ１からＡ２へΔＡだけ減少する。そして、弁座１３は、上記第８式（ΔＬ＝(Ｐ０×ΔＡ)／Ｋ）を満たすようにテーパ（截頭円錐形状）が形成されていることで、圧縮コイルばね１６のばね力の減少がポペット１５の受圧面積の減少によって相殺され、これによりポペット１５の開弁力の変動が消滅し、油圧緩衝器１の減衰力が保持される。なお、縮み側減衰弁１２におけるポペット２０の着座位置の変位においても、伸び側減衰弁１１同様に減衰力が保持される。

第１実施形態では以下の効果を奏する。
本油圧緩衝器１は、各減衰弁１１，１２の各弁座１３，１８がテーパ状（截頭円錐形状）に形成され、各ポペット１５，２０の各弁座１３，１８に対する着座位置の変位に応じて各ポペット１５，２０の受圧面積を変化させて各ポペット１５，２０の着座位置の変位に伴う各圧縮コイルばね１６，２１の取付け長さの変化によるばね力（各ポペット１５，２０を各弁座１３，１８に押付ける力）の変動を相殺し、各ポペット１５，２０の着座位置の変位に伴う開弁力の変動が消滅される。
ここで、本油圧緩衝器１は、所定期間使用後の圧縮コイルばねの取付け長さの変化量をΔＬ、所定期間使用後のポペットの受圧面積の変化量をΔＡ、ポペットの受圧面における差圧をＰ０、圧縮コイルばねのばね定数をＫ、とした場合に、次の式を満たす。
ΔＬ／ΔＡ＝Ｐ０／Ｋ

したがって、本油圧緩衝器１では、各ポペット１５，２０が各弁座１３，１８に繰り返し当接し、各ポペット１５，２０又は各弁座１３，１８が磨耗又は変形して各ポペット１５，２０の着座位置がピストン３側へ変位することで、各圧縮コイルばね１６，２１の取付け長さが伸びて各ポペット１５，２０を各弁座１３，１８へ押付ける力が減少した場合であっても、各ポペット１５，２０の受圧面積を減少させることにより、各ポペット１５，２０の開弁力、延いては当該油圧緩衝器１の減衰力を保持することができる。また、本油圧緩衝器１では、従来の油圧緩衝器の各ポート９，１０の端部にテーパを設けるだけで実施することが可能であるため、極めて簡素な且つ安価な構造で、油圧緩衝器１の減衰力を安定させることができる。

なお、第１実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本油圧緩衝器１では、各減衰弁１１，１２にきのこ形のポペット１５，２０を用いたが、これらポペット１５，２０の代わりに、例えば、スチールボールを用いて各減衰弁１１，１２を構成してもよい。
外部にリザーブタンクを備えるタイプの油圧緩衝器に本油圧緩衝器１の構造を採用してもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４及び図５に基づいて説明する。図４に示されるように、本油圧緩衝器３１は、単筒式油圧緩衝器であって、有底円筒状のシリンダ３２の開口部にロッドガイド及びオイルシールが設けられると共に、シリンダ３２内の底部側には、フリーピストンが摺動可能に嵌装される。シリンダ３２は、内部がフリーピストンによって底部側のガス室と他端側の油室とに画成され、ガス室に高圧ガスが封入されると共に油室に油液が封入される。シリンダ３２の油室には、油室内をシリンダ上室３２Ａとシリンダ下室３２Ｂとの２室に画成するピストン３３が摺動可能に嵌装される。ピストン３３は、ナット５によってピストンボルト３４に固定される。ピストンボルト３４の基端部（図４における上側部分）には、略有底円筒状のケース３６が設けられる。該ケース３６の底部には、ピストンロッドの一端部（図４における下側部分）が連結される。ピストンロッドの他端側は、ロッドガイド及びオイルシールに摺動可能且つ液密に挿通され、シリンダ３２の外部へ延出する。

ピストン３３には、シリンダ上室３２Ａ側に開口する伸び側油路３８とシリンダ下室３２Ｂ側に開口する縮み側油路３９とが設けられる。ピストン３３の下端部には、伸び側油路３８の油液の流動を制御する伸び側減衰弁４０が設けられ、また、上端部には、縮み側油路３９の油液の流動を制御する縮み側減衰弁４１が設けられる。伸び側減衰弁４０は、ピストン３３の下端面に形成されたシート部４２に着座する伸び側メインバルブ４３（ディスクバルブ）と、ナット３５によってピストンボルト３４に取付けられたバルブ部材４４によって伸び側メインバルブ４３の背部に形成された伸び側背圧室４５とを備える。伸び側背圧室４５は、その内圧を伸び側メインバルブ４３に対して閉弁方向に作用させる。伸び側背圧室４５は、バルブ部材４４に設けられたオリフィス４６Ａ（切欠）を有するディスクバルブ４６を介してシリンダ下室３２Ｂに接続される。オリフィス４６Ａは、伸び側背圧室４５とシリンダ下室３２Ｂとを常時連通させる。ディスクバルブ４６は、伸び側背圧室４５の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、その圧力をシリンダ下室３２Ｂへリリーフする。

伸び側背圧室４５は、バルブ部材４４に設けられた背圧導入弁４７を介してピストンボルト３４の径方向油路４８に接続される。径方向油路４８は、ピストンボルト３４の軸心に沿って延びる軸方向油路４９（共通通路）に連通する。背圧導入弁４７は、径方向油路４８側から伸び側背圧室４５側への油液の流通を許容する逆止弁である。背圧導入弁４７は、径方向油路４８と伸び側背圧室４５とを常時連通させるオリフィス４７Ａを備える。軸方向油路４９は径方向油路５０に連通し、該径方向油路５０はピストン３３に設けられた伸び側オリフィス５１Ａを有する縮み側逆止弁５１を介して伸び側油路３８に接続される。伸び側オリフィス５１Ａは、径方向油路５０と伸び側油路３８とを常時連通させる。縮み側逆止弁５１は、径方向油路５０側から伸び側油路３８側への油液の流通のみを許容する。

縮み側減衰弁４１は、ピストン３３の上端面に形成されたシート部５２に着座する縮み側メインバルブ５３（ディスクバルブ）と、ナット３５によってピストンボルト３４に取付けられたバルブ部材５４によって縮み側メインバルブ５３の背部に形成された縮み側背圧室５５とを備えている。縮み側背圧室５５は、その内圧を縮み側メインバルブ５３に対して閉弁方向に作用させる。また、縮み側背圧室５５は、バルブ部材５４に設けられたオリフィス５６Ａ（切欠）を有するディスクバルブ５６を介してシリンダ上室３２Ａに接続される。オリフィス５６Ａは、縮み側背圧室５５とシリンダ上室３２Ａとを常時連通させる。また、ディスクバルブ５６は、縮み側背圧室５５の圧力が所定圧力に達したとき開弁し、その圧力をシリンダ上室３２Ａへリリーフする。

ピストンボルト３４の基端側には、軸方向に沿って延びる弁室５７が形成される。該弁室５７は、軸方向油路４９よりも大径で、その先端部が軸方向油路４９に連通される。縮み側背圧室５５は、バルブ部材５４に設けられた背圧導入弁５８を介してピストンボルト３４の径方向油路５９に接続される。該径方向油路５９は、弁室５７の側壁に開口する。背圧導入弁５８は、径方向油路５９側から縮み側背圧室５５側への油液の流通を許容する逆止弁である。また、背圧導入弁５８は、径方向油路５９と縮み側背圧室５５とを常時連通させるオリフィス５８Ａを有する。弁室５７の側壁には径方向油路６０が開口し、該径方向油路６０は、ピストン３３に設けられた縮み側オリフィス６１Ａを有する伸び側逆止弁６１を介して縮み側油路３９に接続される。縮み側オリフィス６１Ａは、径方向油路６０と縮み側油路３９とを常時連通させる。伸び側逆止弁６１は、径方向油路６０側から縮み側油路３９側への油液の流通を許容する。

弁室５７には、弁体６２（減衰力調整弁）が摺動可能に嵌装される。また、図５に示されるように、弁室５７の先端部には、所定のテーパ角θを有するテーパ状（截頭円錐形状）の弁座６４が形成される。弁体６２は、弁室５７の側壁に嵌合する基部に対して先端側が小径に形成され、先端部に球面状の受圧面６３が形成される。そして、弁体６２が、弁座６４に離着座することによって軸方向油路４９と弁室５７との間の流路を開閉する。弁体６２の基端部は、ケース３６内に設けられたソレノイドアクチュエータ６６のプランジャ６７に連結され、コイル６８への通電電流によってプランジャ６７の推力を調整することにより、弁体６２の開弁圧力を制御する構造になっている。コイル６８に通電するためのリード線６９は、中空のピストンロッドに挿通されて外部へ延びている。

プランジャ６７は、圧縮コイルばね７０によって弁体６２を弁座６４に押圧する方向へ付勢され、圧縮コイルばね７０のセット荷重は調整ねじ７１によって調整される。プランジャ６７には、両端部に作用する液圧をバランスさせるためのバランス通路７２が軸方向へ貫通される。ケース３６の底部（最上部）には、製造行程において油液を充填するに際して、ケース３６内の気泡を排出するためのオリフィス通路７３が設けられる。

次に、第２実施形態の作用を説明する。ピストンロッドの伸び行程時には、シリンダ上室３２Ａ側の油液は、伸び側メインバルブ４３が開弁前の状態では、伸び側油路３８、伸び側オリフィス５１Ａ、径方向油路５０、軸方向油路４９、弁室５７、径方向油路６０を通って伸び側逆止弁６１を開き、縮み側油路３９を通ってシリンダ下室３２Ｂへ流れる。シリンダ上室３２Ａ側の圧力と伸び側背圧室４５の圧力との圧力バランスが伸び側メインバルブ４３の開弁圧力に達すると、該伸び側メインバルブ４３が開弁し、伸び側油路３８からシリンダ下室３２Ｂへ直接油液が流れる。このとき、ピストンロッドがシリンダ３２内から退出した分、ガス室又はリザーバのガスが膨張してシリンダ３２内の容積変化を補償する。そして、ソレノイドアクチュエータ６６のコイル６８への通電電流によって弁体６２の開弁圧力を調整することにより、軸方向油路４９から弁室５７への油液の流れを直接制御して減衰力を調整する。

ピストンロッドの縮み行程時には、シリンダ下室３２Ｂ側の油液は、縮み側メインバルブ５３が開弁前の状態では、縮み側油路３９、縮み側オリフィス６１Ａ、径方向油路６０、弁室５７、軸方向油路４９、径方向油路５０を通って縮み側逆止弁５１を開き、伸び側油路３８を通ってシリンダ上室３２Ａへ流れる。シリンダ下室３２Ｂ側の圧力と縮み側背圧室５５の圧力との圧力バランスが縮み側メインバルブ５３の開弁圧力に達すると、該縮み側メインバルブ５３が開弁して縮み側油路３９からシリンダ上室３２Ａへ直接油液が流れる。そして、ソレノイドアクチュエータ６６のコイル６８への通電電流によって弁体６２の開弁圧力を調整することにより、弁室５７から軸方向油路４９への油液の流れを直接制御して減衰力を調整する。

そして、図５に示されるように、長期に及ぶ使用により弁体６２及び弁座６４が磨耗又は変形し、弁座６４に対する弁体６２の着座位置が図５における下方へ変位すると、圧縮コイルばね７０の取付け長さがΔＬだけ伸び、圧縮コイルばね７０が弁体６２を弁座６４に押付ける力が、使用初期と比較してΔＬ×Ｋだけ減少する。ここで、弁座６４に対する弁体６２の着座位置が図５における下方へΔＬだけ変位すると、弁体６２の受圧面積がＡ１からＡ２へΔＡだけ減少する。そして、弁座６４は、ΔＬ＝(Ｐ０×ΔＡ)／Ｋ（第１実施形態第８式参照）を満たすようにテーパ（截頭円錐形状）が形成されていることで、圧縮コイルばね７０のばね力の減少が弁体６２の受圧面積の減少によって相殺される。これにより、弁体６２の開弁力の変動が消滅し、弁体６２の開弁力、延いては油圧緩衝器３１の減衰力を保持して、当該減衰力調整式の油圧緩衝器３１の安定した性能を確保することができる。

第１実施形態の油圧緩衝器の伸び側減衰弁の説明図である。 第１実施形態の油圧緩衝器の全体図である。 図２における主要部（ピストンロッドの先端部）を拡大して示した図である。 第２実施形態の油圧緩衝器の減衰力調整弁の説明図である。 図４における主要部（弁室の先端部分）を拡大して示した図である。

符号の説明

１ 油圧緩衝器、２シリンダ、３ ピストン、４ａ，４ｂ シリンダ室、５ ピストンロッド、９ 伸び側ポート、１０ 縮み側ポート、１１ 伸び側減衰弁、１２ 縮み側減衰弁、１３，１８ 弁座、１５，２０ ポペット、１６，２１ 圧縮コイルばね

Claims (5)

1. 油液が封入されるシリンダと、該シリンダの内部に摺動可能に嵌装されて該シリンダの内部を２つのシリンダ室に分画するピストンと、一端部が該ピストンに接続されるピストンロッドと、該ピストンロッドの伸び工程時に、一方の前記シリンダ室から他方の前記シリンダ室への油液の流れを制御して減衰力を発生させる伸び側減衰弁と、ピストンロッドの縮み工程時に、他方の前記シリンダ室から一方の前記シリンダ室への油液の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側減衰弁と、を具備し、前記伸び側減衰弁と前記縮み側減衰弁との少なくとも一方が、ポペットが圧縮コイルばねのばね力によって弁座に押付けられるポペット弁である油圧緩衝器において、前記ポペット弁は、前記弁座が、前記ポペットの該弁座に対する着座位置の変位に応じて前記ポペットの受圧面積を変化させて該ポペットの着座位置の変位に伴う前記圧縮コイルばねの取付け長さの変化による前記ポペットの開弁力の変動を消滅させる截頭円錐形状に形成されることを特徴とする油圧緩衝器。
2. 油液が封入されるシリンダと、該シリンダの内部に摺動可能に嵌装されて該シリンダの内部を２つのシリンダ室に分画するピストンと、一端部が該ピストンに接続されるピストンロッドと、該ピストンロッドの伸び工程時に、一方の前記シリンダ室から他方の前記シリンダ室への油液の流れを制御して減衰力を発生させる伸び側減衰弁と、ピストンロッドの縮み工程時に、他方の前記シリンダ室から一方の前記シリンダ室への油液の流れを制御して減衰力を発生させる縮み側減衰弁と、を具備し、前記伸び側減衰弁と前記縮み側減衰弁との少なくとも一方が、ポペットが圧縮コイルばねのばね力によって弁座に押付けられるポペット弁である油圧緩衝器において、前記圧縮コイルばねの取付けた状態の長さの経年変化量ΔＬと前記ポペットの着座状態における受圧面積の経年変化量ΔＡとの関係を、ΔＬ／ΔＡの値が実質的に一定となる関係としたことを特徴とする油圧緩衝器。
3. 請求項２の油圧緩衝器であって、実質的な一定値が、開弁時の前記ポペットの受圧面における差圧Ｐ０を前記圧縮コイルばねのばね定数Ｋで割った値としたことを特徴とする油圧緩衝器。
4. 油液が封入されるシリンダと、該シリンダの内部に摺動可能に嵌装されて伸び側油路及び縮み側油路が配設されるピストンと、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、前記伸び側油路に設けられる伸び側メインバルブと、該伸び側メインバルブの開弁圧力を調整する伸び側背圧室と、前記伸び側油路と前記伸び側背圧室とを連通する伸び側オリフィス通路と、前記縮み側油路に設けられる縮み側メインバルブと、該縮み側メインバルブの開弁圧力を調整する縮み側背圧室と、前記縮み側油路と前記縮み側背圧室とを連通する縮み側オリフィス通路と、前記伸び側背圧室と前記縮み側背圧室とを連通する共通通路と、該共通通路の油液の流れを制御する減衰力調整弁と、を具備し、前記減衰力調整弁が、弁体が圧縮コイルばねのばね力によって弁座に押付けられる圧力制御弁である減衰力調整式の油圧緩衝器において、
   前記圧縮コイルばねの取付けた状態の長さの経年変化量ΔＬと前記弁体の着座状態における受圧面積の経年変化量ΔＡとの関係を、ΔＬ／ΔＡの値が実質的に一定となる関係としたことを特徴とする油圧緩衝器。
5. 請求項４の油圧緩衝器であって、実質的な一定値が、開弁時の前記弁体の受圧面における差圧Ｐ０を前記圧縮コイルばねのばね定数Ｋで割った値としたことを特徴とする油圧緩衝器。

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