JP2008089172A - 緩衝器のバルブ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても車両における乗り心地を向上することができる緩衝器のバルブ構造を提供することである。
【解決手段】緩衝器内に一方室４１と他方室４２とを隔成し上記一方室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１と、バルブディスク１の他方室４２側の端面に積層されてポート２の下流を閉塞するリーフバルブ１０とを備えた緩衝器のバルブ構造において、一方室４１とポート２の上流とを連通する流路２０と、流路２０の途中に設けた絞り弁１６とを備え、当該絞り弁１６は、一方室４１の圧力が絞り弁１６より下流の流路２０内の圧力を所定量上回ると上記流路２０における流路面積を減じる。
【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５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６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を抑制して、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。

というのは、たとえば、上記ピストンＰが上方に移動するときのピストン速度が高速領域に達すると、従来の緩衝器のバルブ構造では、ピストン速度に応じてリーフバルブＬがピストンＰから軸方向に後退してリフトするのみで、減衰係数は大きくならない。

したがって、ピストン速度が高速領域に達する場合の減衰力が不足気味となり、振動抑制が充分に行われず、車両における乗り心地を悪化させてしまうことになる。

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、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても車両における乗り心地を向上することができる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は、緩衝器内に一方室と他方室とを隔成し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、バルブディスクの他方室側の端面に積層されてポートの下流を閉塞するリーフバルブとを備えた緩衝器のバルブ構造において、一方室とポートの上流とを連通する流路と、流路の途中に設けた絞り弁とを備え、当該絞り弁は、一方室の圧力が絞り弁より下流の流路内の圧力を所定量上回ると上記流路における流路面積を減じることを特徴とする。

本発明の緩衝器のバルブ構造によれば、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰力を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

また、緩衝器が最伸長するような振幅が大きく、かつ、ピストン速度が高速領域に達するような状況下にあっては、減衰係数を大きくして緩衝器の発生減衰力を大きくすることができるので、ピストン速度を速やかに低減することができ、最伸長時の衝撃を緩和することができる。

以下、本発明のバルブ構造および緩衝器を図に基づいて説明する。図１は、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、減衰力の時間変化を示した図である。図４は、他の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として具現化されており、ピストンロッド５の先端に連結されて緩衝器内に一方室たる上室４１と他方室たる下室４２とを隔成し上記上室４１と下室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の下室４２側の端面に積層されてポート２の下流を閉塞する環状のリーフバルブ１０と、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、バルブ抑え部材１１を介してポート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たるコイルスプリング１５と、上室４１とポート２の上流とを連通する流路２０と、流路２０の途中に設けた絞り弁１６とを備えて構成され、当該絞り弁１６は、上室４１の圧力が絞り弁１６より下流の流路２０内の圧力を所定量上回ると上記流路２０における流路面積を減じるようになっている。

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２つの圧力室たる上室４１と下室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、上室４１内の圧力が上昇して上室４１から下室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の軸心部に設けられ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下室４２から上室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ピストンロッド５が挿通され、ピストンロッド５の先端部はピストン１の図１中下方側に突出させてある。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、上方側と先端部との外径が異なる部分に段部５ｂが形成されている。

つづいて、ピストンロッド５の先端５ａにはピストンナット４が螺着され、このピストンナット４は、筒部４ａと、図１中下端外周から延設される鍔４ｂとを備えて構成され、筒部４ａの上端外周は小径とされて小径部４ｃが形成されている。

そして、上記ピストンロッド５の先端５ａを、外周側にスプール１７が摺動自在に装着される環状の封止部材２２、スペーサ２３、ピストン１より上室４１側に配置されポート２と上室４１とを遮断する環状の隔壁体２４、間座１０１、圧側のリーフバルブ１００およびピストン１の順に、これらの内周に挿入し、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の先端に設けた螺子部５ｃに螺着することによって、上記各部材はピストンロッド５の段部５ｂ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における小径部４ｃ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における小径部４ｃの外周に摺接するリーフバルブ１０より小径であって環状の間座７が複数積層され、この間座７の下方から小径部４ｃの外周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部４ｃの外周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の下方から同じく小径部４ｃの外周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、環状に形成されたリーフ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。なお、詳しくは図示しないが、弁座１ｃに着座するリーフの外周に設け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。また、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、上記リーフの枚数は、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。

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。

さらに、図１中一番最下方に積層されるバルブ抑え部材１１は、内周側が上記したピストンナット４の小径部４ｃの外周に摺接し、外径がリーフバルブ１０の外径と略同径に設定される環状本体１１ａと、環状本体１１ａの図１中下端から下方に垂下され同じく内周側が小径部４ｃの外周に摺接する筒部１１ｂとを備えて構成されている。

また、上記環状本体１１ａとピストンナット４の鍔４ｂ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でバルブ抑え部材１１を介して上記リーフバルブ１０を弁座１ｃ側に押し付けている。

なお、筒部１１ｂを省略することも可能であるが、上記筒部１１ｂは、コイルスプリング１５をセンタリングする機能を発揮し、このセンタリング機能によってコイルスプリング１５の附勢力をバルブ抑え部材１１に偏りなく作用させることができるので、設けておくことが望ましい。

そして、上記構成によって、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。

したがって、リーフバルブ１０およびバルブ抑え部材１１は、ピストン１が図１中上方に移動して、上室４１内の圧力と下室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の先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。

つづき、ピストン１より図１中上方に配置される各部材について詳しく説明すると、上述のようにピストン１の上方には、間座１０１およびリーフバルブ１００を介してピストン１に対向する隔壁体２４が積層されており、この隔壁体２４は、有底筒状に形成されて、その底部２４ａは、ピストンロッド５の先端５ａが挿通される挿通孔２４ｂが設けられ、また、筒部２４ｃの図１中下端がピストン１の上室４１側の端部外周に当接して、ピストン１の図１中上面を覆っており、この隔壁体２４で、上室４１とポート２とを遮断してピストン１と隔壁体２４との間に空間を仕切っている。

さらに、底部２４ａには、底部２４ａの内周側に配置され図１中上下を貫通して上室４１とポート２との連通を許容する内周孔２１ａと、底部２４ａの外周側に配置され図１中上下を貫通して上室４１とポート２との連通を許容する外周孔２１ｂとが設けられており、上記内周孔２１ａおよび外周孔２１ｂのみを介して一方室４１とポート２を連通するようになっている。また、この外周孔２１ｂは、固定絞りとして機能するようになっている。

さらに、この隔壁体２４の図１中上方には、隔壁体２４の内周孔２１ａを閉塞しない外径に設定されたスペーサ２３が積層されるとともに、このスペーサ２３には、環状の封止部材２２が積層されて、ピストンロッド５に固定され隔壁体２４およびピストン１に対して軸方向に不動とされている。

さらに、この封止部材２２の上方には、スプール１７が配置されて設けられている。このスプール１７は、外周がシリンダ内周に対向する円盤部１７ａと、円盤部１７ａから垂下される円盤部１７ａより小径な外径を持つ筒部１７ｂと、円盤部１７ａの中心部に開口される挿通孔１７ｃを備えて構成されており、この挿通孔１７ｃ内にはピストンロッド５が挿通されている。

したがって、このスプール１７は、隔壁体２４より上室４１側に配置され、ピストンロッド５に対して図１中上下方向となる軸方向に移動自在とされて隔壁体２４に対し遠近可能とされ、ピストンロッド５の外周に装着されたストップリング１８によって上方への移動限界が設定されている。

さらに、このスプール１７が図１中下方へ移動すると、その筒部１７ｂが隔壁体２４の図１中上面に接近して、筒部１７ｂは、少なくとも、隔壁体２４の内周孔２１ａと外周孔２１ｂとの間の隙間を狭めることができるようになっている。なお、スプール１７が図１中下方へ移動すると、最終的にスプール１７の筒部１７ｂが隔壁体２４の図１中上面に当接するように設定されてもよい。

そして、また、筒部１７ｂ内には、上述の封止部材２２が収容され、筒部１７ｂの内径がピストンロッド５の外径より大径とされて、筒部１７ｂと封止部材２２との間に圧力室２６が形成されるようになっており、この圧力室２６は、封止部材２２の上下を貫通するオリフィス通路２２ａで絞り弁１６より下流側の流路２０となる内周孔２１ａへ連通されている。上記圧力室２６はオリフィス通路２２ａを介して内周孔２１ａに接続されているので、圧力室２６内には内周孔２１ａ内の圧力が導かれるようになっている。

上述のように封止部材２２は、ピストンロッド５に固定されピストン１に対して軸方向に不動とされているので、スプール１７が軸方向に上下動すると、圧力室２６の容積は増減することになる。

さらに、この円盤部１７ａには、図１中上下を貫通する孔１７ｄが設けられており、この孔１７ｄを介して抵抗無く内周孔２１ａおよび外周孔２１ｂへ作動油が移動することが許容されている。

つづき、このスプール１７の円盤部１７ａの図１中下端外周と隔壁体２４との間には、バネたるコイルスプリング２５が介装されており、このコイルスプリング２５によってスプール１７は、上室４１側となる図１中上方側へ附勢されて、何ら他に力が作用しない状態ではストップリング１８で規制する位置に配置される。

なお、コイルスプリング２５の上端内周は、円盤部１７ａの下端に設けた段部１７ｅの外周に嵌め込まれ、また、下端外周は、隔壁体２４の図１中上端外周に設けた段部２４ｄの内周に嵌め込まれ、このようにすることでコイルスプリング２５の軸ぶれが防止されている。

なお、リーフバルブ１００には、孔１００ａが設けられており、この孔１００ａ、内周孔２１ａおよび外周孔２１ｂを介して作動油は上室４１から下室４２へ移動することができるようになっている。

そして、上記したスプール１７の外周とシリンダ４０との間の隙間および隔壁体２４の内周孔２１ａおよび外周孔２１ｂとで流路２０が形成され、つまり、流路２０は、途中で隔壁体２４に設けた内周孔２１ａと外周孔２１ｂに分岐されている。また、リーフバルブ１００には、孔１００ａが設けられており、したがって、作動油は、順に流路２０およびリーフバルブ１００に設けた孔１００ａおよびポート２を介して上室４１から下室４２へ移動することができるようになっている。

戻って、シリンダ４０に対してピストン１が図１中上方に移動する緩衝器の伸長行程時には、上記スプール１７が上室４１と圧力室２６の差圧に応じて図１中下方へ移動し、スプール１７が隔壁体２４に接近すると、筒部１７ｂと隔壁体２４との間の内周孔２１ａへ通じる隙間を狭めることができ、この隙間が狭められると流路２０の流路面積が減じられることになる。

すなわち、スプール１７は、コイルスプリング２５および圧力室２６内の圧力を受けて図１中上方へ附勢され、逆に、上室４１内の圧力を受けて図１中下方へ附勢されることになり、スプール１７の筒部１７ｂと隔壁体２４の底部２４ａとの間の内周孔２１ａへ通じる隙間を狭めることで流路２０の流路面積を減じて作動油の流れに抵抗を与える絞り弁１６として機能し、この絞り弁１６で絞り弁１６より下流の流路２０内の圧力と上室４１内の圧力とに差圧を生じせしめ、上室４１内の圧力が当該下流側の流路２０内の圧力を所定量上回ると、スプール１７がピストン１側に移動して隔壁体２４に接近し、最終的には、流路２０の流路面積を最小となるまで減じることになる。つまり、この絞り弁１６は、スプール１７に作用する上室４１と絞り弁１６より下流側の流路２０の差圧によって流路２０の流路面積を減じることになる。

ここで、上室４１と絞り弁１６より下流側の流路２０の差圧は、絞り弁１６を通過する作動油の圧力損失よって生じ、この差圧は、上室４１から下室４２へ移動するために絞り弁１６を通過する作動油の流量によって決せられる。

また、スプール１７が隔壁体２４に近付くことによってスプール１７の筒部１７ｂと隔壁体２４との間の隙間が狭める絞り弁として機能するので、絞り弁１６より下流側の流路２０内の圧力は、筒部１７ｂと隔壁体２４との間の隙間の大きさに依存して変化することになる。すなわち、筒部１７ｂと隔壁体２４との間の隙間が小さくなると絞り弁１６より下流側の流路２０内の圧力は減少することになる。なお、外周孔２１ｂは、固定絞りとして機能するので絞り弁１６より下流側の流路２０内の圧力が絞り弁１６の前後で同圧となってしまうような事態が回避されている。

なお、圧力室２６はオリフィス通路２２ａを介して絞り弁１６より下流側の流路２０である内周孔２１ａに接続されているので、スプール１７の動きは緩慢となり、急激に流路２０の流路面積がスプール１７によって減じられてしまうことが無いようになっている。

また、ピストン１がシリンダ４０に対して図１中下方に移動する緩衝器が圧縮行程時には、ポート１ｄを介して作動油が下室４２から上室４１へ移動するが圧側のリーフバルブ１００は隔壁体２４の底部２４ａによって最大撓み量が規制されるが、リーフバルブ１００が隔壁体２４の底部２４ａの外周側に設けられる外周孔２１ｂを閉塞してしまうことがないようになっている。

つづいて、上記したように構成される一実施の形態における緩衝器のバルブ構造の作用について説明する。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、上室４１内の圧力が高まり、上室４１内の作動油はポート２を通過して下室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、絞り弁１６における圧力損失は小さいため、上室４１内の圧力と絞り弁１６より下流側の流路２０内の圧力との差が小さく、スプール１７をコイルスプリング２５の附勢力に抗して隔壁体２４側へ移動させることができないので、当該絞り弁１６は流路２０の流路面積を減じることがない。

また、流路２０を通過した作動油はポート２を介して下室４２へ移動するが、リーフバルブ１０をコイルスプリング１５の附勢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ており、間座８の外周縁を支点として撓むリーフバルブ１０の撓み量も僅かで、作動油は、主として上述のリーフバルブ１０の弁座１ｃに着座するリーフ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する。

上述のように、リーフバルブ１０と弁座１ｃとの間に生じる環状隙間は非常に僅かで作動油は、上記オリフィスを通過するので、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中実線で示すが如くとなり、この低速領域では、減衰係数は比較的大きいものとなる。

他方、ピストン１の速度が中速領域に達すると、上室４１内の圧力と絞り弁１６より下流側の流路２０内の圧力との差が大きくなるので、ピストン１の速度が低速領域にあった場合に比較すると、スプール１７に作用するピストン１側へ移動させる推力は大きくなるが、このピストン速度が中速領域にある場合にあっても、スプール１７は筒部１７ｂと隔壁体２４との間の隙間を狭めないように設定されており、流路面積を減じない。

さらに、ピストン１の速度が中速領域に達した状態では、上室４１内の圧力と下室４２内の圧力との差が大きくなり、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ので、該力がコイルスプリング１５の附勢力に打ち勝って、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る、すなわち、図１中下方へ移動させてリーフバルブ１０をリフトさせることになり、弁座１ｃとリーフバルブ１０との間の隙間は、ピストン速度の上昇とともに大きくなる。

すなわち、ピストン速度が中速領域にあるときの減衰特性は、図２中実線で示すように、ピストン１より図１下方に配置される部材のみで構成されるバルブ構造におけるリーフバルブ１０の全体がピストン１の底部１ａから離れる場合の図２中破線で示す減衰特性に、ピストン１より上方側に配置される流路２０の途中に設けた絞り弁１６および固定絞りとしての外周孔２１ｂによる圧力損失分が重畳される。

さらに、ピストン速度が高速領域に達すると、作動油のリーフバルブ１０を図１中下方へ押し下げる力はさらに大きくなって、リーフバルブ１０のピストン１から図１中下方へ後退する後退量は大きくなり、リーフバルブ１０と弁座１ｃとの間の隙間はピストン速度が中速領域にあるときよりも大きくなる。

これに対し、上室４１内の圧力と絞り弁１６より下流側の流路２０内の圧力との差がますます大きくなるので、スプール１７はコイルスプリング２５および絞り弁１６より下流側の流路２０内の圧力による附勢力に打ち勝ってピストン１側に移動して隔壁体２４に最接近して、絞り弁１６は、流路２０の流路面積を最小とする。なお、絞り弁１６におけるスプール１７が隔壁体２４に最接近した場合に、スプール１７が隔壁体２４に当接する場合には、内周孔２１ａが完全に塞がれることになる。

すなわち、ピストン速度が高速領域にある場合、上室４１内の圧力が流路２０内の圧力より所定量上回るように、その所定量が設定されており、ピストン速度が高速領域にある場合では、絞り弁１６が流路２０の流路面積を最小とするように設定されている。

したがって、ピストン１の速度が高速領域にある場合、上室４１内の作動油は流路面積が最小の流路２０とおよびポート２のみを介して下室４２へ移動するようになり、流路面積が制限されるので、ピストン１の速度の増加に伴って圧力損失も比例的に増加することになる。

つまり、ピストン速度が高速領域にあるときの減衰特性は、図２に示すように、流路面積が制限されるので、中速領域にあるときよりも傾きが大きくなり、ピストン１の速度の増加に伴って減衰力も増加するようになる。

なお、図２の減衰特性はピストン速度に対する定常的な減衰力を示しているので、ピストン速度が高速領域となると、急激に減衰力が大きくなるように見えるが、圧力室２６はオリフィス通路２２ａを介して絞り弁１６より下流側の流路２０に連通されているので、スプール１７が流路２０の流路面積を最小とするには、ある程度の時間を要することになる。

したがって、時間を横軸にとり、減衰力およびピストン速度を縦軸にとると、図３に示すように、一点差線で示すピストン速度が中速領域から高速領域に変化すると、実線で示す減衰特性は、時間経過とともに減衰力が増大することになり、実際には、急激に減衰力が変化してしまうことがなく、車両搭乗者に急激な減衰力変化による違和感を抱かせたり、ショックを感じさせたりすることが無い。なお、オリフィス通路２２ａを設けず、単に圧力室２６を下室４２に連通する場合には、その減衰特性は図３中破線で示すように、ピストン速度が中速領域から高速領域に変化すると減衰力が急激に変化することになる。

このように、本実施の形態の緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン速度が中速領域にある場合には、減衰力を低く抑えつつ、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰力を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

また、緩衝器が最伸長するような振幅が大きく、かつ、ピストン速度が高速領域に達するような状況下にあっては、減衰係数を大きくして緩衝器の発生減衰力を大きくすることができるので、ピストン速度を速やかに低減することができ、最伸長時の衝撃を緩和することができる。

なお、上述したところでは、隔壁体２４をキャップ状に形成してピストン１の図１中上面を覆うようにしてポート２と一方室たる上室４１とを遮断するようにしているが、隔壁体２４を円盤状に形成してその外周をシリンダ４０の内周に摺接させてポート２と一方室たる上室４１とを遮断するようにしてもよい。

つぎに、他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造について説明する。この他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造は、図４に示すように、ピストン１から図４中上方の構成が上述した一実施の形態におけるバルブ構造と異なる。

なお、説明が重複するので、一実施の形態における緩衝器のバルブ構造と同様の部材については、同様の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略することとする。

すなわち、図４に示すように、ピストン１の図４中上方には、圧側のリーフバルブ１００と、バルブディスクたるピストン１の一方室たる上室４１側に積層され上室４１側の端部外周に筒部３０ａを備えた第一円盤部材３０と、第一円盤部材３０にスペーサ３１を介して積層されピストン１側の端部外周に第一円盤部材３０の筒部３０ａに対向する筒部３２ａを備えた第二円盤部材３２と、第一円盤部材３０にポート２に対向するように設けた通孔３０ｂと、第二円盤部材３２の上室４１側端部とピストン１側端部とを連通する開口３２ｂと、第二円盤部材３２とスペーサ３１との間に介装されて第二円盤部材３２の筒部３２ａの端部に当接するリーフバルブ３３とを備えて構成されている。

また、この実施の形態の場合、流路は第一円盤部材３０とリーフバルブ３３との間の隙間およびリーフバルブ３３を貫通する貫通孔３３ａで形成され、絞り弁はリーフバルブ３３と第一円盤部材３０の筒部３０ａとで構成されてリーフバルブ３３が第一円盤部材３０の筒部３０ａに当接して流路における流路面積を減じるようになっている。

そして、上記流路は、第一円盤部材３０の通孔３０ｂとリーフバルブ１００の孔１００ａを介してポート２に連通され、他方、流路たる貫通孔３３ａも第一円盤部材３０の通孔３０ｂとリーフバルブ１００の孔１００ａを介してポート２に連通されている。

以下、各部について詳しく説明すると、上記した第一円盤部材３０、スペーサ３１、第二円盤部材３２およびリーフバルブ３３は、いずれも環状とされて内周にはピストンロッド５の先端５ａが挿入され、一実施の形態と同様に、ピストンナット４でピストン１とともにピストンロッド５の先端５ａに固定されている。

そして、第一円盤部材３０の筒部３０ａと第二円盤部材３２の筒部３２ａとは、所定の隙間を介して対向させてある。また、リーフバルブ３３は、内周側がスペーサ３１と第二円盤部材３２とで挟持されて固定されており、リーフバルブ３３の外周が、上記隙間内に突出して第二円盤部材３２の筒部３２ａの内周縁に撓んで当接するようになっている。

したがって、リーフバルブ３３に何ら力が作用しない状態では、リーフバルブ３３の外周が第二円盤部材３２の筒部３２ａに当接し、このリーフバルブ３３と第一円盤部材３０の筒部３０ａとの間に隙間ができるようになっており、この状態では流路面積は最大となり、上室４１とポート２とが流路を介して連通状態にされている。また、この状態では、リーフバルブ３３に設けた貫通孔３３ａおよび第二円盤部材３２の開口３２ｂを介して上室４１がポート２に連通されることになる。

他方、リーフバルブ３３が第二円盤部材３２の開口３２ｂを介して上室４１から流入する作動油の圧力を受けてその外周が図４中下方へ撓んで第一円盤部材３０の筒部３０ａの図４中上端に当接するようになると、流路面積が減じられて最小となり、この実施の形態の場合、貫通孔３３ａのみを介して上室４１がポート２に連通されるようになる。

なお、絞り弁の弁体となるリーフバルブ３３の図４中上面には上室４１内の圧力が作用し、リーフバルブ３３の図４中下面には当該絞り弁より下流側の流路内の圧力を受けることになるので、本実施の形態における絞り弁もまた、一実施の形態における絞り弁１６と同様に、上室４１内の圧力が当該絞り弁より下流側の流路内の圧力を所定量上回ると流路における流路面積を減じることになる。

このように構成される緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン１がシリンダ４０に対して図４中上方へ移動する際のピストン速度が低中速領域にある場合には、上室４１との圧力と当該絞り弁より下流側の流路内の圧力との差は大きくないので、リーフバルブ３３は、流路面積を減じることが無く、ピストン速度が高速領域に達すると、リーフバルブ３３が大きく撓んで流路面積を最小とするようになる。これに対して、リーフバルブ１０の動作は一実施の形態と同様となる。

したがって、この他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造は、一実施の形態における緩衝器のバルブ構造と同様に、ピストン速度が中速領域にある場合には、減衰力を低く抑えつつ、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰力を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

また、緩衝器が最伸長するような振幅が大きく、かつ、ピストン速度が高速領域に達するような状況下にあっては、減衰係数を大きくして緩衝器の発生減衰力を大きくすることができるので、ピストン速度を速やかに低減することができ、最伸長時の衝撃を緩和することができる。

なお、この実施の形態の場合には、第一円盤部材３０にはある程度の弾性を持たせており、緩衝器の収縮時には、下室４２からポート１ｄを介して上室４１へ移動する作動油の圧力によって、外周が図４中上方へリーフバルブ１００とともに撓むことができるようになっているので、緩衝器の収縮時にポート１ｄを閉塞してしまう事態が防止されている。

また、本発明のバルブ構造は、リーフバルブ１０が附勢手段たるコイルスプリング１５によって附勢されると共にバルブディスクたるピストン１に遠近可能に積層されており、ピストン速度が中速領域において、リーフバルブ１０をピストン１からリフトさせて減衰力を低く抑えて車両における乗心地を向上する事が可能なバルブに適用されているが、附勢手段によって附勢されるか否かに限らずリーフバルブ１０の内周がピストンロッド５の先端５ａに固定されて外周側が撓んで弁座１ｃから離座してポート２を開放するバルブに適用されてもよく、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰力を大きくすることができ、本発明の効果は失われない。

以上で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。

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。 減衰力の時間変化を示した図である。 他の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，１７ｃ，２４ｂ 挿通孔
１ｃ 弁座
１ｄ，２ ポート
１ｅ 拡径部
１ｆ，４ａ，１１ｂ，１７ｂ，２４ｃ，３０ａ，３２ａ 筒部
３ 窓
４ ピストンナット
４ｂ 鍔
４ｃ 小径部
５ ピストンロッド
５ａ ピストンロッドの先端
５ｂ，１７ｅ，２４ｄ 段部
５ｃ 螺子部
７，８，１０１ 間座
１０，３３ リーフバルブ
１１ バルブ抑え部材
１１ａ 環状本体
１５ 附勢手段たるコイルスプリング
１６ 絞り弁
１７ スプール
１７ａ 円盤部
１７ｄ，１００ａ 孔
１８ ストップリング
２０ 流路
２１ａ 内周孔
２１ｂ 外周孔
２２ 封止部材
２２ａ オリフィス通路
２３，３１ スペーサ
２４ 隔壁体
２４ａ 底部
２５ バネたるコイルスプリング
２６ 圧力室
３０ 第一円盤部材
３０ｂ 通孔
３２ 第二円盤部材
３２ｂ 開口
３３ａ 貫通孔
４０ シリンダ
４１ 一方室たる上室
４２ 他方室たる下室
１００ 圧側のリーフバルブ

Claims (5)

1. 緩衝器内に一方室と他方室とを隔成し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、バルブディスクの他方室側の端面に積層されてポートの下流を閉塞するリーフバルブとを備えた緩衝器のバルブ構造において、一方室とポートの上流とを連通する流路と、流路の途中に設けた絞り弁とを備え、当該絞り弁は、一方室の圧力が絞り弁より下流の流路内の圧力を所定量上回ると上記流路における流路面積を減じることを特徴とする緩衝器のバルブ構造。
2. バルブディスクより一方室側に配置されポートと一方室とを遮断する隔壁体を設け、流路は、隔壁体の内周側に設けた一方室とポートとを連通する内周孔と、隔壁体の外周側に設けた一方室とポートとを連通する外周孔とに分岐され、絞り弁は、隔壁体より一方室側に配置され隔壁体に対し遠近可能に設けられるスプールと、隔壁体とスプールとの間に介装されるバネとを備え、スプールを隔壁体へ接近させることで内周孔へ通じる流路の流路面積を減じる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. スプールは、外周がシリンダ内周に対向する円盤部と円盤部から垂下される筒部とを備え、筒部内に隔壁体に対して軸方向に不動の封止部材を摺動自在に挿入して筒部と封止部材とで圧力室を画成し、当該圧力室を封止部材に設けたオリフィス通路を介して流路の絞り弁より下流に連通した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. バルブディスクの一方室側に積層され一方室側の端部外周に筒部を備えた第一円盤部材と、第一円盤部材にスペーサを介して積層されバルブディスク側の端部外周に第一円盤部材の筒部に対向する筒部を備えた第二円盤部材と、第一円盤部材にポートに対向するように設けた通孔と、第二円盤部材の一方室側端部とバルブディスク側端部とを連通する開口と、第二円盤部材とスペーサとの間に介装されて第二円盤部材の筒部の端部に当接するリーフバルブとを備え、流路は第一円盤部材の筒部とリーフバルブとの間の隙間とリーフバルブを貫通する貫通孔とで形成され、絞り弁はリーフバルブと第一円盤部材の筒部とで構成されてリーフバルブが第一円盤部材の筒部に接近して流路面積を減じる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。
5. リーフバルブはバルブディスクに遠近可能に積層されると共に、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を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の緩衝器のバルブ構造。

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