JP2008020057A - 緩衝器のバルブ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】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な緩衝器のバルブ構造を提供することである。
【解決手段】一方室４１と他方室４２とを連通するポート２を備えたバルブディスク１に積層されてポート２を閉塞する環状のリーフバルブ１０と、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１５を備え、内部の圧力によってリーフバルブ１０をバルブディスク１側に押し付ける推力を与える圧力室１６と、一方室４１と他方室４２とを連通する連通路１７と、連通路１７から分岐して圧力室１６に連通されるパイロット通路１８と、連通路１７の途中であってパイロット通路１８の分岐点より他方室４２側に設けられて圧力室１６内の圧力を制御する圧力制御弁２０を設けた。
【選択図】図１

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４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５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。

ここで、従来の緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン速度が低速領域にある場合には、ピストン速度の増加に対する減衰力の増加割合を示す減衰係数を比較的大きくし、他方、ピストン速度が中高速領域にある場合には減衰係数を極力小さくするようにすることが好ましく、これを実現するためには、スプリングＳがリーフバルブＬを附勢する初期荷重はそのままにスプリングＳのバネ定数を小さく設定することが必要となる。

しかしながら、この条件、すなわち、スプリングＳの初期荷重をそのままとしてバネ定数を小さくするという条件を満足させるためには、スプリングＳの自由長を長く設定するとともに線条径を小さく設定する必要があり、すると、スプリングＳの自然長の長大化によってバルブを含んだピストン部全体の長さが長くなり、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が短くなり、上記ストローク長を確保しようとすると、緩衝器全体の長さが長くなり、車両への搭載性が悪化してしまう。

さらに、スプリングＳの線条径の小径化によってスプリングＳの強度が弱くなってしまう。

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、車両における乗り心地と緩衝器におけるストローク長のの両方を満足させることが可能な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における緩衝器のバルブ構造は、緩衝器内に一方室と他方室とを隔成するとともに上記一方室と他方室とを連通するポートを備えたバルブディスクと、バルブディスクの軸心部から立ち上がる軸部材と、内周側に上記軸部材が挿通されるととともに上記バルブディスクの他方室側面に積層されてポートを閉塞する環状のリーフバルブと、内周側に上記軸部材が挿通されるとともにリーフバルブに積層される環状のバルブ抑え部材と、バルブ抑え部材を介してポートを閉塞する方向にリーフバルブを附勢する附勢手段とを備えた緩衝器のバルブ構造において、少なくとも内部の圧力によってバルブ抑え部材にリーフバルブをバルブディスク側に押し付ける推力を与える圧力室と、一方室と他方室とを連通する連通路と、連通路から分岐して圧力室に連通されるパイロット通路と、連通路の途中であってパイロット通路の分岐点より他方室側に設けられて圧力室内の圧力を制御する圧力制御弁とを備えた。

本発明の緩衝器のバルブ構造によれば、ピストン速度が低速領域における減衰係数を大きくしながら、ピストン速度が中高速領域における減衰係数を従来の緩衝器のバルブ構造に比較して小さくすることが可能であるので、車両における乗り心地を向上することができるのである。

また、圧力室の作用によって、附勢手段の初期荷重を従来の緩衝器のバルブ構造のスプリングにおける初期荷重より小さくしておくことが可能であり、附勢手段のバネ定数を小さくしても、附勢手段の自然長の長大化を招くことが無いから、バルブ構造を含んだピストン部の軸方向長さを従来の緩衝器のバルブ構造と同等に維持することができ、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長くなってしまうことも無く、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。

さらに、附勢手段のバネ定数を小さくしても、圧力室の作用によって、リーフバルブを後退させる力を全て該附勢手段で受け止める必要が無いので、強度面の不安も無く、緩衝器の車両への搭載性および乗心地を満足させつつ、緩衝器のバルブ構造の信頼性および実用性が向上することができる。

以下、本発明のバルブ構造を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一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、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した緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。

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に具現化されており、緩衝器Ｄ内に一方室４１と他方室４２とを隔成するとともに上記一方室４１と他方室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の軸心部から立ち上がる軸部材を形成する軸たるピストンロッド５の先端５ａおよび該先端５ａに螺着されるガイド部材たるピストンナット４と、内周側に上記ピストンナット４が摺動自在に挿通されるととともに上記ピストン１の他方室側面となる底部１ａに積層されてポート２を閉塞する環状のリーフバルブ１０と、内周側に上記軸部材の一部を形成するピストンナット４が摺動自在に挿通されるとともにリーフバルブ１０に積層される環状のバルブ抑え部材１１と、ポート２を閉塞する方向にバルブ抑え部材１１を介してリーフバルブ１０を附勢する附勢手段たるコイルスプリング１５と、内部の圧力によってバルブ抑え部材１１にリーフバルブ１０をピストン１側に押し付ける推力を与える圧力室１６と、一方室４１と他方室４２とを連通する連通路１７と、連通路１７から分岐して圧力室１６に連通されるパイロット通路１８と、連通路１７の途中であってパイロット通路１８の分岐点より他方室４２側に設けられて圧力室１６内の圧力を制御する圧力制御弁２０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で隔成される図１中上方側の一方室４１と下方側の他方室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、一方室４１内の圧力が上昇して一方室４１から他方室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、ポート２の内径は、従来バルブ構造のそれより小径に設定されている。

なお、このピストン１には、緩衝器が収縮するときに他方室４２から一方室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バルブディスクたるピストン１の軸芯部を貫通するピストンロッド５が挿通され、ピストンロッド５の先端５ａはピストン１の図１中下方側に突出させてあり、このピストンロッド５は、軸部材における軸とされている。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５ａとの外径が異なる部分に段部５ｂが形成されている。

また、このピストンロッド５には、その先端面５ｃから開口する縦穴５ｄと、一方室４１に面する側部から開口して上記縦穴５ｄに連通される横穴５ｅとが設けられ、この縦穴５ｄおよび横穴５ｅとで先端面５ｃから開口して一方室４１に連通される軸通路１７ａが形成されている。

さらに、上記した横穴５ｅは、その途中から内径が小さくされてオリフィス３０が形成されている。

つづいて、軸部材におけるガイド部材となるピストンナット４は、筒部４ａと、筒部４ａの図１中下端を閉塞する底部４ｂとを備えて有底筒状とされ、筒部４ａは、外周に段部４ｃが形成されて図１中上方側の小径外周部４ｄと下方側の大径外周部４ｅとを備えている。さらに、底部４ｂの外周からは鍔４ｆが延設されるとともに、底部４ｂの軸芯部には、底部通路１７ｂが形成されてピストンナット４の内外が連通されている。

また、底部４ｂの下端外周の形状は、ピストンナット４をピストンロッド５の先端５ａに設けた螺子部５ｆに螺着する際におけるピストンナット４にレンチの係合が可能なように、六角形状とされている。

さらに、大径外周部４ｅには、この大径外周部４ｅを貫通してピストンナット４の内外を連通する横孔１８ａと、段部４ｃから開口して横孔１８ａの途中に連通される縦穴１８ｂとが設けられており、この横孔１８ａと縦穴１８ｂとによってパイロット通路１８が形成されている。

そして、ピストンナット４をピストンロッド５の螺子部５ｆに螺着すると、ピストンロッド５に設けた軸通路１７ａとピストンナット４の底部４ｂに設けた底部通路１７ｂとの連通によって一方室４１と他方室４２とが連通され、上記軸通路１７ａと底部通路１７ｂとで連通路１７が形成されるとともに、パイロット通路１８が連通路１７の途中に連通される。

なお、ピストンナット４の底部４ａとピストンロッド５の先端面５ｃとの間には隙間が形成されるようになっており、この隙間の形成によってパイロット通路１８が閉塞されてしまうことが防止されている。

さらに、ピストンナット４の底部４ｂに設けた底部通路１７ｂの途中には圧力制御弁２０が設けられている。詳しくは、圧力制御弁２０は、底部通路１７ｂの途中から外方側となる図１中下方側が拡径されて設けられる段部の内周縁で形成される環状弁座２１と、この底部通路１７ｂ内であって環状弁座２１より外方側となる図１中下方側に収容されるポペット型の弁体２２と、この弁体２２より外方側となる底部通路１７ｂの開口端部に螺着される環状のバネ受け２３と、弁体２２とバネ受け２３との間に介装されて底部通路１７ｂ内に収容されるバネ２４とを備えて構成され、このバネ２４によって弁体２２は附勢されて上記環状弁座２１に着座している。

すなわち、この実施の形態における圧力制御弁２０は、直動型のポペット弁とされている。なお、弁体２２には、孔２２ａが設けられており、弁体２２が環状弁座２１から離座して、圧力制御弁２０が底部通路１７ｂを開放した場合、底部通路１７ｂを流れる作動油は、孔２２ａを通過して弁体２２の背面側に流れてそのまま他方室４２内に移動することができるようになっている。

そして、上記ピストンロッド５の先端５ａを圧側のリーフバルブ１００、間座１０１、バルブストッパ１０２とともにピストン１の挿通孔１ｂに挿入するとともに、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５ａに設けた螺子部５ｆに螺着することによって、ピストン１はピストンロッド５の段部とピストンナット４の上端とで挟持されてピストンロッド５に固定されている。

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における小径外周部４ｄ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における小径外周部４ｄに摺接してリーフバルブ１０より小径な環状の間座７が複数積層され、この間座７の下方から小径外周部４ｄ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外周部４ｄ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の下方から小径外周部４ｄおよび大径外周部４ｅ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、環状に形成された板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。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、上記環状の板の枚数は、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。さらに、詳しくは図示しないが、弁座１ｃに着座するリーフバルブ１０の外周に形成し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。

ちなみに、拡径部１ｅを設けることによって、ピストンナット４をピストン１に対して半径方向に位置決めることができ、上記したリーフバルブ１０、間座７、８、バルブ抑え部材１１をピストンナット４に組み付けた後にこれら部材をピストン１とともにいっぺんにピストンロッド５の先端５ａに取付けることが可能となって製造上便利であるが、拡径部１ｅを省略するとしても差し支えない。

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。

戻って、図１中一番最下方に積層されるバルブ抑え部材１１は、環状であって、内周に段部１１ａが形成されて図１中上方側の小径内周部１１ｂと下方側の大径内周部１１ｃとを備えるとともに、図１中上端外周にフランジ１１ｄが設けられている。

このバルブ抑え部材１１は、その小径内周部１１ｂをピストンナット４の小径外周部４ｄに、その大径内周部１１ｃをピストンナット４の外径外周部４ｅにそれぞれ摺接させて、ピストンナット４の外周に摺動自在に嵌合されており、バルブ抑え部材１１の段部１１ａとガイド部材たるピストンナット４の段部４ｃとの間の隙間で圧力室１６が形成されている。

この圧力室１６は、上記したパイロット通路１８の縦穴１８ｂを介して横孔１８ａに連通され、これによって、連通路１７に連通されるとともに、この連通路１７を介して一方室４１内に連通されている。

また、上述の横孔１８ａは、バルブ抑え部材１１の大径内周部１１ｃに対向して、常時閉塞された状態とされ、バルブ抑え部材１１の図１中上下方向の移動によっても開放されることが無いようになっている。

なお、上記したところでは、圧力室１６は、上記の如くに区画されているが、この圧力室１６を環状としない場合、たとえば、ピストンナット４の軸方向に沿う縦溝を形成し、バルブ抑え部材１１に該縦溝内に挿入される凸部を設け、この縦溝と凸部とで圧力室を区画するようにしてもよい。

また、上記フランジ１１ｄとピストンナット４の鍔４ｆ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で上記リーフバルブ１０を弁座１ｃ側に押し付けている。

すなわち、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。なお、コイルスプリング１５の附勢力は、従来のバルブ構造におけるスプリングＳの附勢力より小さくなるように設定されている。

したがって、リーフバルブ１０は、ピストン１が図１中上方に移動して、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の下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。

つづいて、バルブ構造の作用について説明すると、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、一方室４１内の圧力が高まり、一方室４１内の作動油はポート２を通過して他方室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、作動油は、ピストン速度が極低速のうちは、上述の弁座１ｃに着座するリーフバルブ１０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の外周を撓ませて、リーフバルブ１０と弁座１ｃと間の隙間を通過する。

このピストン速度が低速領域にある場合、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、また、圧力室１６内は、連通路１６およびパイロット通路１８を介して一方室４１に連通されて、一方室４１内の圧力が作用するから、この圧力室１６内の圧力によってリーフバルブ１０がピストン１側に押し付けられて、リーフバルブ１０をコイルスプリング１５および圧力室１６内の圧力による推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の外周縁が間座８の外周縁を支点として撓むのみとなり、リーフバルブ１０が弁座１ｃから離座してできるリーフバルブ１０と弁座１ｃと間の隙間を作動油が通過する。

なお、ピストン速度が低速領域にある場合、コイルスプリング１５の附勢力に圧力室１６内の圧力による推力を付加して、リーフバルブ１０およびバルブ抑え部材１１のピストン１からの図１中下方への後退を阻止することができるように、圧力制御弁２０は、圧力室１６内の圧力を制御する。具体的には、圧力制御弁２０は、ピストン速度が低速領域にある場合、底部通路１７ｂを開放しないように設定されてもよいし、この底部通路１７ｂを作動油が通過するときに生じる圧力損失によって圧力室１６内の圧力を上記の如く調節することを条件に底部通路１７ｂを開放してもよい。

そして、上述のように、ピストン速度が低速領域にある場合、リーフバルブ１０をコイルスプリング１５および圧力室１６内の圧力による推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、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に示すが如くとなり、この低速領域では、減衰係数は比較的大きいものとなる。

ここで、上述したように、附勢手段たるコイルスプリング１５のバネ定数は、従来の緩衝器のバルブ構造のスプリングＳよりも小さく設定されているのであるが、圧力室１６内の圧力によってリーフバルブ１０にピストン１側へ押し付ける方向の推力を与えることによって、コイルスプリング１５の初期荷重、すなわち、リーフバルブ１０がピストン１に当接した状態におけるコイルスプリング１５の附勢力を従来の緩衝器のバルブ構造におけるスプリングＳよりも小さく設定しておくことができる。

したがって、附勢手段たるコイルスプリング１５の自然長の長大化を招くことなく、ピストン速度が低速領域にある場合の減衰係数を大きくすることができるのである。

また、コイルスプリング１５のバネ定数を小さく設定しているので、線条径が小径化することになるが、圧力室１６内の圧力による推力がリーフバルブ１０に作用するので、強度不足となるような事態が回避されることになる。

他方、ピストン１の速度が中高速領域に達して、一方室４１内の圧力と他方室４２内の圧力との差が大きくとなると、ポート２を通過する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。この場合、圧力制御弁２０は、底部通路１７ｂを開放して、底部通路１７ｂを作動油が通過するときに生じる圧力損失に見合った圧力を圧力室１６内に作用させる。なお、圧力室１６へ作用する圧力は、軸通路１７ａの途中に設けたオリフィス３０によって減圧されるので、ピストン速度が速くなればなるほど、圧力室１６内の圧力は一方室４１内の圧力よりも小さくなる傾向となって、リーフバルブ１０をピストン１側へ押し付ける推力はピストン速度の上昇によって大きくなるもののその上昇度合いは減少していく。また、このオリフィス３０によって連通路１７を通過する作動油の流量は、ポート２を通過する作動油の流量に比較して少ないため、このバルブ構造が発生する減衰力に与える連通路１７の影響は小さくすることが可能となっている。

そして、圧力制御弁２０は、ポート２を通過する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コイルスプリング１５の附勢力と圧力室１６内の圧力によるリーフバルブ１０をピストン１側に押し付ける推力に打ち勝つように、圧力室１６内の圧力を調節し、結果、ピストン速度が中高速領域にある場合、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ようになって、リーフバルブ１０を図１中下方へ移動させることになる。

なお、圧力室１６は、バルブ抑え部材１１がリーフバルブ１０とともに後退することから、圧縮されることになるが、圧力制御弁２０は底部通路１７ｂを開弁して連通路１７が一方室４１および圧力室１６を他方室４２に連通されるので、圧力室１６が閉空間となってバルブ抑え部材１１の後退が不能となることはない。

すなわち、ピストン速度が中高速領域ある場合には、リーフバルブ１０の全体がピストン１の底部１ａから離れ、弁座１ｃとリーフバルブ１０との間の隙間は、ピストン速度が低速領域にあるときよりも大きくなる。したがって、ピストン速度が中高速領域にあるときの減衰特性は、図２に示すが如くとなり、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低くなり、減衰特性の傾きが小さくなる。

このように、ピストン速度が速くなるにつれて、圧力室１６の圧力がリーフバルブ１０に与える推力の上昇の程度は小さくなるので、コイルスプリング１５のバネ定数を小さくしておくことと相まって、本実施の形態のバルブ構造にあっては、従来の緩衝器のバルブ構造に比較して、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やすく、ピストン速度が中高速領域にあるときの減衰係数を従来の緩衝器のバルブ構造に比較して小さくすることが可能である。

したがって、本実施の形態の緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン速度が低速領域における減衰係数を大きくしながら、ピストン速度が中高速領域における減衰係数を従来の緩衝器のバルブ構造に比較して小さくすることが可能であるので、車両における乗り心地を向上することができるのである。

また、圧力室１６の作用によって、附勢手段たるコイルスプリング１５の初期荷重を従来の緩衝器のバルブ構造のスプリングＳにおける初期荷重より小さくしておくことが可能であり、附勢手段たるコイルスプリング１５のバネ定数を小さくしても、附勢手段たるコイルスプリング１５の自然長の長大化を招くことが無いから、バルブ構造を含んだピストン部の軸方向長さを従来の緩衝器のバルブ構造と同等に維持することができ、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長くなってしまうことも無く、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。

さらに、附勢手段たるコイルスプリング１５の線条径の小径化しても、圧力室１６の作用によって、リーフバルブ１０を後退させる力を全て該コイルスプリング１５で受け止める必要が無いので、強度面の不安も無く、緩衝器の車両への搭載性および乗心地を満足させつつ、緩衝器のバルブ構造の信頼性および実用性が向上することができる。なお、附勢手段をコイルスプリング以外のもの、たとえば、筒状のゴム等の弾性体とする場合にも、バネ定数を小さくするには、断面積を小さくすることから、強度的に低下する傾向となるが、本発明では、附勢手段のバネ定数を小さくする必要が無いので、附勢手段の強度低下を招くようなことが無い。

なお、バルブ抑え部材１１をピストン１から軸方向に後退させ始めるピストン速度、すなわち、低速領域と中高速領域との境を、具体的にはたとえば、０．２ｍ／ｓ程度に設定するとよく、車両に適した減衰特性を得ることができ、ピストン速度が中高速領域にあるときには、減衰係数を比較的小さく保ち、減衰力が大きくなり過ぎることがなく、車両における乗り心地を確保でき、実用性が向上することになる。

さらに、上述のように本実施の形態におけるバルブ構造にあっては、従来のバルブ構造に対して、軸部材のガイド部材となるピストンナット４の外周に設けた段部４ｃとバルブ抑え部材１１の内周側に設けた段部１１ａとの間に圧力室１６を設け、軸部材の軸となるピストンロッド５に連通路１７を構成する軸通路１７ａを設け、軸部材のガイド部材となるピストンナット４内に圧力制御弁２０と連通路１７を構成する底部通路１７ｂ、パイロット通路１８を設けるようにしたので、その他の構成は、従来緩衝器におけるバルブ構造の各部と略同様の構成としておけばよいことになり、部品の互換性も高くなるという製造上の利点がある。

そしてさらに、軸部材のガイド部材となるピストンナット４の外周に設けた段部４ｃとバルブ抑え部材１１の内周側に設けた段部１１ａとの間に圧力室１６を設けたので、圧力室１６の形成が容易であり、ピストンナット４にこれの外周に摺接するリーフバルブ１０、間座７，８、バルブ抑え部材１１およびコイルスプリング１５を組みつけてアッセンブリ化しておいて、ピストンロッド５に組み付けることが可能であるので、組み付け加工が複雑となることが無く便利である。

また、圧力制御弁２０もガイド部材たるピストンナット４内に収容されて一体とされているので、圧力制御弁２０もアッセンブリ化しておくことが可能であるから、この点においても組み付け加工が複雑となることが無く便利である。

つづき、上述の圧力制御弁は、図３に示すように、構成してもよい。一実施の形態に変形例におけるバルブ構造の圧力制御弁５０は、ガイド部材たるピストンナット６０の底部６０ａの外面に積層されて底部通路６０ｂの出口端を閉塞する板状弁体たるリーフバルブ５１を備えて構成されている。詳しく説明すると、ガイド部材たるピストンナット６０は、有底筒状に形成されて、底部６０ａにはピストンナット６０の内外を連通する底部通路６０ｂと、底部６０ａの他方室４２側となる外方側に設けられて底部通路６０ｂの他方室４２側の出口端に連通される環状窓６０ｃと、底部６０ａの軸芯部に螺着されてピストンナット６０の底部６０ａの他方室４２側面となる外面に積層される環状のリーフバルブ５１を該底部６０ａに固定する螺子軸６０ｄとを備えて構成され、上記したリーフバルブ５１は、環状窓６０ｃを閉塞している。なお、ピストンナット６０における他の構成は、上述したピストンナット４と同様である。

このように圧力制御弁５０を構成しても、上述した一実施の形態におけるバルブ構造と同様の作用効果を奏することが可能であり、ピストン速度が低速領域にある場合の減衰係数を大きくしつつ、ピストン速度が中高速領域にある場合の減衰係数を従来のバルブ構造のそれより小さくすることができ、車両における乗り心地を向上することができるとともに、車両への搭載性が悪化することがない。さらには、圧力室１６の作用によって、附勢手段のバネ定数を小さくしても、強度面の不安も無く、緩衝器の車両への搭載性および乗心地を満足させつつ、緩衝器のバルブ構造の信頼性および実用性が向上することができる。

以上で緩衝器および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。すなわち、バルブ構造がベースバルブ部に具現化される場合には、一方室をピストン側室あるいはリザーバ室の一方とし、他方室をピストン側室あるいはリザーバ室の他方とすればよい。また、圧側減衰バルブに具現化する場合には、原理的には図１中のバルブ構造の天地を逆とするような構成とし、圧力制御弁については、ピストンロッド５内に設けるようにすればよい。

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の一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。 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の一部における縦断面図である。 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 挿通孔
１ｃ 弁座
１ｄ 圧側のポート
１ｅ 拡径部
１ｆ 筒部
２ ポート
３ 窓
４，６０ ガイド部材たるピストンナット
４ａ 筒部
４ｂ，６０ａ 底部
４ｃ，１１ａ 段部
４ｄ 小径外周部
４ｅ 大径外周部
４ｆ 鍔
５ 軸たるピストンロッド
５ａ ピストンロッドの先端
５ｂ ピストンロッドの段部
５ｃ 先端面
５ｄ 縦穴
５ｅ 横穴
５ｆ 螺子部
１０，５１ リーフバルブ
１１ バルブ抑え部材
１１ｂ 小径内周部
１１ｃ 大径内周部
１１ｄ フランジ
１５ 附勢手段たるコイルスプリング
１６ 圧力室
１７ 連通路
１７ａ 軸通路
１７ｂ，６０ｂ 底部通路
１８ パイロット通路
１８ａ 横孔
１８ｂ 縦穴
２０，５０ 圧力制御弁
２１ 環状弁座
２２ 弁体
２３ バネ受け
２４ バネ
３０ オリフィス
４０ シリンダ
４１ 一方室
４２ 他方室
６０ｃ 環状窓
６０ｄ 螺子軸
Ｄ 緩衝器

Claims (7)

1. 緩衝器内に一方室と他方室とを隔成するとともに上記一方室と他方室とを連通するポートを備えたバルブディスクと、バルブディスクの軸心部から立ち上がる軸部材と、内周側に上記軸部材が挿通されるととともに上記バルブディスクの他方室側面に積層されてポートを閉塞する環状のリーフバルブと、内周側に上記軸部材が挿通されるとともにリーフバルブに積層される環状のバルブ抑え部材と、バルブ抑え部材を介してポートを閉塞する方向にリーフバルブを附勢する附勢手段とを備えた緩衝器のバルブ構造において、少なくとも内部の圧力によってバルブ抑え部材にリーフバルブをバルブディスク側に押し付ける推力を与える圧力室と、一方室と他方室とを連通する連通路と、連通路から分岐して圧力室に連通されるパイロット通路と、連通路の途中であってパイロット通路の分岐点より他方室側に設けられて圧力室内の圧力を制御する圧力制御弁とを備えたことを特徴とする緩衝器のバルブ構造。
2. 軸部材は、バルブディスクの軸芯部を貫通する軸と、軸の先端に螺着されてバルブディスクを軸に固定するとともにリーフバルブとバルブ抑え部材の内周側に摺動自在に挿入される有底筒状のガイド部材とを備えてなり、ガイド部材は、外周に段部が形成されて小径外周部と大径外周部とを備え、バルブ抑え部材は、内周に段部が形成されて小径内周部と大径内周部とを備え、ガイド部材の小径外周部をバルブ抑え部材の小径内周部に、ガイド部材の大径外周部をバルブ抑え部材の大径内周部に、それぞれ摺接させて形成されるバルブ抑え部材の段部とガイド部材の段部との間の隙間を圧力室とした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。
3. 連通路は、軸の先端面から開口して一方室に連通される軸通路と、ガイド部材の底部を貫く底部通路とで形成されるとともに、パイロット通路は、ガイド部材の段部から開口してガイド部材内方に連通され、圧力制御弁は、底部通路の途中に設けら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。
4. 圧力制御弁は、底部通路の途中に設けた環状弁座と、附勢されて該環状弁座に着座するポペット型弁体とを備えてなることを特徴とする請求項３に記載の緩衝器のバルブ構造。
5. 圧力制御弁は、ガイド部材の底部外面に積層されて底部通路の出口端を閉塞する板状弁体を備えてなることを特徴する請求項３に記載の緩衝器のバルブ構造。
6. 連通路の途中にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の緩衝器のバルブ構造。
7. バルブディスクは軸心部にピストンロッドが挿通されるピストンであって、軸部材はピストンロッドおよび筒状に形成されるとともにピストンロッドの先端に螺着されてピストンをピストンロッドに固定するピストンナットとされ、附勢部材はバルブ抑え部材とピストンナットとの間に介装されるコイルスプリングである請求項１から６のいずれかに記載の緩衝器のバルブ構造。

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