JP2012154405A - 車両用緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】インパクトショックを効果的に低減でき、乗り心地を向上させる車両用緩衝器を提供する。
【解決手段】車両のばね下部材に連結されるシリンダ１と、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストンと、一端がピストン２に連結されてシリンダ内に移動自在に挿入されるとともに、他端が車両のばね上部材に連結されるピストンロッド３と、リザーバＲと、伸側減衰通路４と、圧側通路５と、圧側減衰通路６と、吸込通路７とを備えた車両用緩衝器Ｄにおいて、圧側室Ｒ２に連通されて圧側室内の流体を吸収可能な緩和室Ａと、緩和室内に摺動自在に挿入されて緩和室を閉鎖する慣性弁８とを設け、慣性弁は、圧側室の圧力を開弁方向に受けるとともに、シリンダに軸方向であってピストンロッド側へ向かう方向の加速度が作用すると開弁方向への慣性力を受ける弁体２０を備え、開弁時に緩和室を圧側室に連通する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用緩衝器の改良に関する。

従来、車両用緩衝器にあっては、車両の車体と車輪との間に介装されて使用され、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、一端がピストンに連結されるとともにシリンダ内に移動自在に挿通されるロッドとを備えて構成されている。

このような車両用緩衝器にあっては、シリンダの端部に設けられて圧縮行程時にシリンダからリザーバへ排出される作動油の流れに抵抗を与えるベースバルブと、ピストンに設けられて伸長行程時に伸側室から圧側室へ向かう作動油の流れに抵抗を与えるピストンバルブとを備えており、圧縮行程時の減衰力と伸長行程時の減衰力を別個の減衰弁で発揮するようになっている。

そして、特に、車両走行時において車輪が路面上の段差に乗り上げて通過する場合に、車輪が路面から上方に突き上げられるので、圧側の減衰力を高く設定しすぎると上記路面入力を車両用緩衝器で吸収しきれずに、車体に大きな衝撃（インパクトショック）が加わってしまう。そこで、従来の車両用緩衝器によれば、圧側の減衰力をピストン速度がある程度高くなると減衰力を頭打ちとする飽和特性としてインパクトショックを低減するようになっている。このように圧側の減衰力を飽和特性とすると圧縮行程時における振動減衰率が小さくなるので、これを伸側で補うため伸側減衰力を高めに設定して振動を減衰するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。

また、一般的に、インパクトショックにあっては、車両用緩衝器に入力される振動の周波数が高くなる傾向にあるので、高周波数の入力に感応して減衰弁を迂回するバイパスを開閉するスプールを備えた車両用緩衝器の提案もあり、このような車両用緩衝器では、車輪を突き上げる振動の入力に対して伸側室と圧側室とを連通するバイパスを開放して減衰力を低減してインパクトショックを低減するようになっている（たとえば、特許文献２参照）。

特開２００１−１１６０７７号公報 特開平１１−９４００５号公報

しかしながら、上記特開２００１−１１６０７７号公報に開示されるような車両用緩衝器にあっては、圧側減衰力を飽和特性としても、路面から突き上げるようなインパクトショックが入力される場合、減衰力が大きすぎて充分にインパクトショックを低減することができず、車両における乗り心地の改善の余地がある。

また、特開平１１−９４００５号公報に開示されるような周波数感応型の車両用緩衝器にあっては、バイパスが伸側室と圧側室とを連通するようになっており、圧側減衰力の低減には限界があるとともに、周波数感応部が車軸側に振動を拾ってバイパスを開閉しているので、インパクトショックの入力に応答性よくバイパスを開くことができず、インパクトショックを充分に低減することができず、車両における乗り心地を充分に改善することができない可能性がある。

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、インパクトショックを効果的に低減でき車両における乗り心地を向上することができる車両用緩衝器を提供することである。

上記した課題を解決するために、本発明の課題解決手段は、車両のばね下部材に連結されるシリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、一端がピストンに連結されてシリンダ内に移動自在に挿入されるとともに他端が上記車両のばね上部材に連結されるピストンロッドと、リザーバと、上記伸側室から上記圧側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路と、上記圧側室から上記伸側室へ向かう流体の流れのみを許容する圧側通路と、上記圧側室から上記リザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路と、上記リザーバから上記圧側室へ向かう流体の流れのみを許容する吸込通路とを備えた車両用緩衝器において、上記圧側室に連通されて圧側室内の流体を吸収可能な緩和室と、上記緩和室内に摺動自在に挿入されて当該緩和室を閉鎖する慣性弁とを設け、上記慣性弁は、圧側室の圧力と開弁方向に受けるとともに、上記シリンダに軸方向であってピストンロッド側へ向かう方向の加速度が作用すると開弁方向への慣性力を受ける弁体を備え、開弁時に上記緩和室を上記圧側室に連通することを特徴とする。

本発明の車両用緩衝器によれば、減衰力の発揮を期待される場面ではしっかり減衰力を発揮しつつも、インパクトショックの入力に際しては圧側減衰力を低下させることができ、車両における乗り心地を向上することができる。

また、減衰力低減効果が車両用緩衝器の伸長側では発揮されないので、圧縮行程で減衰力を低減して突き上げ入力をいなした後に、伸縮方向が切り替わって車両用緩衝器が伸長に転じた場合には低減されない伸側減衰力が発揮されて、インパクトショックを低減した後は、ばね上部材及びばね下部材の振動を素早く収束させることができる。

一実施の形態における車両用緩衝器の縦断面図である。 一実施の形態における車両用緩衝器の一部拡大縦断面図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１および図２に示すように、一実施の形態における車両用緩衝器Ｄは、シリンダ１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されてシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画するピストン２と、一端がピストン２に連結されてシリンダ１内に移動自在に挿入されるピストンロッド３と、リザーバＲと、上記伸側室Ｒ１から上記圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路４と、上記圧側室Ｒ２から上記伸側室Ｒ１へ向かう流体の流れのみを許容する圧側通路５と、上記圧側室Ｒ２から上記リザーバＲへ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路６と、上記リザーバＲから上記圧側室Ｒ２へ向かう流体の流れのみを許容する吸込通路７と、上記圧側室Ｒ２に連通されて圧側室Ｒ２内の流体を吸収可能な緩和室Ａと、上記緩和室Ａ内に摺動自在に挿入されて当該緩和室Ａを閉鎖する慣性弁８とを備えて構成されており、図示しない車両の車体側のばね上部材へピストンロッド３の他端が連結されるとともに、上記車両の車輪側のばね下部材へシリンダ１が連結されて、ばね上部材とばね下部材との間に正立に介装される。

以下、各部材について詳細に説明する。シリンダ１は、筒状であって内部には、上述のようにピストン２が摺動自在に挿入されており、ピストン２の図１中上方に伸側室Ｒ１が、図１中下方には圧側室Ｒ２がそれぞれ区画され、当該伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２内には、流体として、具体的にはたとえば、作動油が充填されている。なお、流体としては、作動油のほかの液体やＭＲ流体、ＥＲ流体、水、水溶液等を充填してもよい。

また、シリンダ１は、外方に配置される有底筒状の外筒９内に収容されており、当該外筒９との間の環状隙間でリザーバＲが形成されている。このリザーバＲ内は、この場合、作動油と気体とが充填されており、流体を作動油とする場合、作動油の劣化を防止するため気体を窒素等といった不活性ガスとするとよい。

そして、シリンダ１の図１中下端には、仕切部材１０が嵌合されて設けられており、圧側室Ｒ２とリザーバＲとが仕切られており、また、シリンダ１の図１中上端には、ピストンロッド３を摺動自在に軸支するロッドガイド１１が嵌合されている。このロッドガイド１１は、外筒９の内周に嵌合され、外筒９の上端を加締めることで、ロッドガイド１１の図１中上方に積層されて外筒９、シリンダ１およびピストンロッド３のそれぞれの間をシールするシール部材１２とともに外筒９に固定される。このようにロッドガイド１１を外筒９に固定するとシリンダ１は、外筒９の底部に載置された仕切部材１０とロッドガイド１１とで挟持され、シリンダ１も仕切部材１０とともに外筒９に固定される。なお、外筒９の上端開口端を加締める代わりに、当該上端開口部にキャップを螺着して、当該キャップと外筒９の底部とで、上記したシール部材１２、ロッドガイド１１、シリンダ１および仕切部材１０を挟持して、これら部材を外筒９に一体化するようにしてもよい。

ピストン２は、ピストンロッド３の一端となる図１中下端に固定されており、ピストン２には、伸側減衰通路４と圧側通路５とが設けられている。伸側減衰通路４は、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路４ａと、通路４ａの途中に設けた減衰弁４ｂとを備えていて、減衰弁４ｂが伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容し当該流れに抵抗を与えるようになっていて、この伸側減衰通路４は一方通行の減衰通路に設定されている。

また、圧側通路５は、圧側室Ｒ２と伸側室Ｒ１を連通する通路５ａと、通路５ａの途中に設けたチェックバルブ５ｂとを備えていて、チェックバルブ５ｂが圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう作動油の流れのみを許容するようになっていて、この圧側通路５は一方通行の通路に設定されている。

仕切部材１０は、シリンダ１の下端に嵌合する小径な小径部１０ａと、下端外周に設けた筒状のスカート１０ｂと、スカート１０ｂに設けられてスカート１０ｂ内外を連通する切欠１０ｃと、圧側室Ｒ２に臨む図２中上端となる圧側室端からスカート１０ｂ内に臨む反圧側室端へと通じる圧側減衰ポート１０ｄおよび吸込ポート１０ｅと、圧側室端から反圧側室端へ軸心部を貫く貫通孔１０ｆとを備えて構成されている。なお、この実施の形態の場合、圧側減衰ポート１０ｄは、仕切部材１０に同一円周上に複数設けられており、吸込ポート１０ｅについても同様に仕切部材１０に圧側減衰ポート１０ｄが設けられる円より大径な円の円周上に複数設けられているが、これらポートのそれぞれの設置数は任意であり単数であってもよい。

そして、仕切部材１０は、シリンダ１の端部に小径部１０ａを嵌合してスカート１０ｂの下端を外筒９の底部に当接させて、外筒９とシリンダ１とで挟持されて外筒９に固定されるとともに、この仕切部材１０で、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを仕切っている。また、上記圧側減衰ポート１０ｄおよび吸込ポート１０ｅは、上端開口端がともに圧側室Ｒ２に臨んでおり、また、下端開口端がスカート１０ｂに設けた切欠１０ｃを介してリザーバＲに通じており、これら圧側減衰ポート１０ｄおよび吸込ポート１０ｅは、圧側室Ｒ２とリザーバＲとを連通している。

さらに、この仕切部材１０の圧側室側端となる図２中上端には、環状のチェックバルブ１３が積層されるとともに、仕切部材１０の反圧側室側端となる図２中下端には、環状のリーフバルブ１４が積層され、これらが、仕切部材１０とともに、仕切部材１０の貫通孔１０ｆに挿入されるガイドロッド１５の外周に装着されて、緩和室Ａを形成するケース１６によって固定される。

具体的には、ガイドロッド１５は、上記貫通孔１０ｆ内に挿入される軸部１５ａと、軸部１５ａの図２中下端外周に設けたフランジ１５ｂと、軸部１５ａを上下に貫通する中空部１５ｃと、軸部１５ａの図２中上端外周に設けた螺子部１５ｄとを備えて構成されており、ケース１６が上記した螺子部１５ｄに螺着されると、フランジ１５ｂとケース１６とで上記のチェックバルブ１３、仕切部材１０およびリーフバルブ１４を挟持してこれらを一体化できるようになっている。

そして、チェックバルブ１３は、上記したようにガイドロッド１５によって内周側が固定されて外周側の撓みが許容され、上記の吸込ポート１０ｅの圧側室側の開口を開閉するようになっている。このチェックバルブ１３と吸込ポート１０ｅとで吸込通路７を形成しており、チェックバルブ１３がリザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容して、吸込通路７をリザーバＲから圧側室Ｒ２へ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の通路に設定している。なお、チェックバルブ１３は、透孔１３ａを備えていて、圧側減衰ポート１０ｄの圧側室側の開口端を閉塞しないように配慮されている。

また、リーフバルブ１４は、この場合、複数の環状板を重ねて構成されており、ガイドロッド１５によって内周側が固定されて外周側の撓みが許容され、上記の圧側減衰ポート０ｄの反圧側室側の開口を開閉するようになっている。このリーフバルブ１４と圧側減衰ポート１０ｄとで圧側減衰通路６を形成しており、リーフバルブ１４が圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう作動油の流れのみを許容して当該流れに抵抗を与え、圧側減衰通路６を圧側室Ｒ２からリザーバＲへ向かう作動油の流れのみを許容する一方通行の減衰通路に設定している。なお、この場合、リーフバルブ１４の外径は、吸込ポート１０ｅを閉塞しない外径に設定されていて、吸込ポート１０ｅに影響を与えないようになっている。

なお、仕切部材１０の形状および構造は、上記したところに限定されるものではなく、適宜設計変更することができ、圧側減衰通路６、吸込通路７を仕切部材１０にではなく他所に設けることも可能である。

このように車両用緩衝器Ｄは、片ロッド型の緩衝器とされており、基本的には、伸長行程時には、ピストン２がシリンダ１に対して図１中上方側へ移動して、伸側室Ｒ１が圧縮されて伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ作動油が上記伸側減衰通路４を介して移動し、当該伸側減衰通路４が作動油の流れに抵抗を与えるので伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力に差が生じて、当該差圧に応じて伸長作動を抑制する減衰力を発生する。また、この伸長行程時には、シリンダ１からピストンロッド３が退出する体積分の作動油がシリンダ１内で不足するが、この不足分の作動油は、吸込通路７を介してリザーバＲから圧側室Ｒ２へ吸い込むことで補償される。反対に、圧縮行程時には、ピストン２がシリンダ１に対して図１中下方側へ移動して、圧側室Ｒ２が縮小し伸側室Ｒ１が拡大されるので圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ作動油が上記圧側通路５を介して移動し、シリンダ１内へピストンロッド３が侵入することによってシリンダ１内で過剰となる作動油が上記圧側減衰通路６を介してリザーバＲへ排出される。このとき、圧側減衰通路６が作動油の流れに抵抗を当て得るのでシリンダ１内の圧力が上昇し、この圧力上昇に応じて圧縮作動を抑制する減衰力を発生する。

つづいて、緩和室Ａおよび慣性弁８について説明する。車両用緩衝器Ｄの基本作動は上述の通りであるが、この車両用緩衝器Ｄにあっては、上記圧側室Ｒ２に連通されて圧側室Ｒ２内の流体である作動油を吸収可能な緩和室Ａと、上記緩和室Ａ内に摺動自在に挿入されて当該緩和室Ａを閉鎖する慣性弁８とを備えており、上記慣性弁８は、圧側室Ｒ２の圧力を開弁方向に受けるとともに、上記シリンダ１に軸方向であってピストンロッド３側へ向かう方向の加速度が作用すると開弁方向への慣性力を受ける弁体２０を備え、開弁時に上記緩和室Ａを上記圧側室Ｒ２に連通するようになっている。そして、シリンダ１に車輪が路面突起に乗り上げるような突き上げ入力があると、弁体２０がこれによって開弁方向へ移動して慣性弁８が開弁し、上記緩和室Ａを上記圧側室Ｒ２に連通して、圧側室Ｒ２からの作動油を吸収するようになっている。

なお、この慣性弁８が開弁する際の加速度は、圧側室Ｒ２の圧力を無視すれば、車両走行中に路面の突起に乗り上げるときに作用する程度の大きさに設定されており、具体的には、たとえば、９８ｍ／ｓ^２（１０Ｇ（重力加速度））程度に設定されており、この加速度以上の加速度がシリンダ１に作用すると慣性弁８が開弁して、緩和室Ａが圧側室Ｒ２へ通じるようになっている。また、このシリンダ１に作用する加速度に上記値に到達しない場合でも、圧側室Ｒ２内の圧力の作用によって弁体２０が開弁方向へ押圧され、当該圧側室Ｒ２の圧力の助成を受けることができるので、車両用緩衝器Ｄが圧縮行程にあって圧側室Ｒ２の圧力が高い場合、上記加速度に到達せずとも弁体２０が開弁することになる。他方、シリンダ１に作用する加速度が小さく、圧側室Ｒ２の圧力の助成を受けても弁体２０が開弁方向へ移動しない場合、緩和室Ａは慣性弁８によって閉鎖されて圧側室Ｒ２との連通は断たれるようになっている。なお、上記弁体２０が圧側室Ｒ２の圧力とは無関係に開弁する加速度の値は、上記したところに限定されるものではないが、インパクトショックの入力時にシリンダ１に作用する加速度の値に設定されればよい。

このようにすることで、車両用緩衝器Ｄが圧縮行程にある際に、慣性弁８が開弁すると緩和室Ａが圧側室Ｒ２に連通されると、シリンダ１内でピストンロッド３の侵入体積分の作動油が過剰となるが、この過剰分の作動油の一部または全部が緩和室Ａで吸収され、圧側減衰通路６を通過する作動油の流量が減少し、圧側減衰力を低下させることができる。慣性弁８が開弁するのは、車両のばね下部材に連結されるシリンダ１にピストンロッド３側へ向かう方向の大きな加速度が作用する場合であるから、車両走行中に車輪が路面状の突起に乗り上げる等して大きな加速度がシリンダ１に作用すると慣性弁８が開弁して圧側減衰力を低下させて突き上げ入力をいなして、車体に衝撃的な振動が伝達されるのを抑制することができる、つまり、インパクトショックを低減することができる。このような衝撃的な加速度は、ばね下部材に入力されるとシリンダ１に伝達され、さらに、作動油を介してピストンロッド３へ伝達されるのであるが、車両用緩衝器Ｄの減衰力や懸架ばねによってピストンロッド３へ当該加速度がすぐには伝達しないので、ピストンロッド３に作用する加速度を拾って減衰力を低下させるような構造では、減衰力の低減に時間がかかりインパクトショックを充分に低減できないが、上記したようにばね下部材に連結されるシリンダ１に作用する加速度によって慣性弁８が開く構成としてので、減衰力低減効果がインパクトショックの入力に遅れることなく発現されて、インパクトショックを充分に低減することができる。

他方、車両が旋回したり、良路を走行する場合では、大きな加速度がシリンダ１に作用せず、慣性弁８は開弁しないので、緩和室Ａを圧側室Ｒ２に連通させない。この場合は、車両用緩衝器Ｄは、圧側減衰力を低下させることなく、上記の基本的な作動で説明したように、シリンダ１からリザーバＲへ向かう作動油の全流量が圧側減衰通路６を通過して圧側減衰力を発生することになって、旋回中にあっては車体のロールを抑制して車体姿勢を安定させることができる。

また、車両用緩衝器Ｄが伸長行程にある際に、慣性弁８が開弁すると緩和室Ａが圧側室Ｒ２に連通される場合、ピストン２によって圧縮される伸側室Ｒ１から伸側減衰通路４を介して圧側室Ｒ２へ作動油が移動し、当該伸側減衰通路４が作動油の流れに抵抗を与えて伸側減衰力を発揮する。つまり、伸長行程にある場合には、緩和室Ａが圧側室Ｒ２へ連通されていても、車両用緩衝器Ｄは、これに影響されずに伸側減衰力を発揮するので、減衰力の低減は行われない。なお、緩和室Ａが圧側室Ｒ２から遮断させていても同様である。このように、緩和室Ａは、車両用緩衝器Ｄの伸側減衰力には影響を与えることがない。

したがって、この車両用緩衝器Ｄによれば、減衰力の発揮を期待される場面ではしっかり減衰力を発揮しつつも、インパクトショックの入力に際しては圧側減衰力を低下させて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。

そして、慣性弁８における弁体２０は、シリンダ１に作用する加速度による慣性力のみで開弁することも可能であるが、当該慣性力のみならず圧側室Ｒ２の圧力の助成をも受けて開弁するようになっているので、弁体２０の開弁動作を促すことができ、慣性弁８を確実に開弁させてインパクトショックを確実に低減することができる。

また、減衰力低減効果が車両用緩衝器Ｄの伸長側では発揮されないので、圧縮行程で減衰力を低減して突き上げ入力をいなした後に、伸縮方向が切り替わって車両用緩衝器Ｄが伸長に転じた場合には低減されない伸側減衰力が発揮されて、インパクトショックを低減した後は、ばね上部材及びばね下部材の振動を素早く収束させることができる。

さらに、緩和室Ａと慣性弁８の具体的な構造を説明する。緩和室Ａは、ガイドロッド１５の図２中上端に設けた螺子部１５ｄに螺着される中空なケース１６で形成されており、慣性弁８は、当該ケース１６内に上記シリンダ１の軸方向に一致する方向へ摺動自在に挿入される弁体２０と、当該弁体２０を附勢するばね要素２１とを備えて構成されている。

ケース１６は、有頂筒状のケース本体１７と、ケース本体１７の開口端に螺着されるとともにガイドロッド１５の図２中上端に設けた螺子部１５ｄに螺着されるナット部１８とを備えて構成され、ケース本体１７の頂部に設けたポート１９によって、ケース１６の内外が連通されている。また、この実施の形態の場合、ケース１６が圧側室Ｒ２内に配置されていて、ポート１９を設けることでケース１６内が圧側室Ｒ２へ連通されている。なお、ケース本体１７とナット部１８との一体化に際してこれらを溶接してもよいし、ケース本体１７内にナット部１８を圧入してこれらを一体化してもよいし、他の手段によってもよい。

また、ケース本体１７内には、慣性弁８の弁体２０が摺動自在に挿入されていて、この弁体２０は、ケース１６内を緩和室Ａと反緩和室側となる背圧室Ｂとに区画している。弁体２０は、この場合、頂部２０ａと頂部２０ａの外周から図２中垂下される筒部２０ｂとを備えて有頂筒状とされていて、頂部２０ａの上端に設けた凸部２０ｃと、頂部２０ａの下端には突起２０ｄとを備えている。

そして、この弁体２０とケース１６のナット部１８との間には、コイルばねでなるばね要素２１が圧縮された状態で介装されていて、弁体２０は、当該ばね要素２０で附勢されて、無負荷状態では、凸部２０ｃがケース本体１７の頂部に当接する最上方へ位置決められている。突起２０ｄは、ばね要素２１を径方向に位置決めする機能を備えるとともに、弁体２０がケース１６内でばね要素２１の附勢力に抗して図２中下方へ移動すると、ガイドロッド１５の図２中上端となる先端に接近して中空部１５ｃと背圧室Ｂとの連通を徐々に遮断するようになっており、弁体２０が突起２０ｄをロッドガイド１５の上端に当接する寸前にまで移動すると当該突起２０ｄとガイドロッド１５の上端とが絞り弁として機能して、弁体２０のそれ以上の最下方位置への移動を抑制して、弁体２０の突起２０ｄがガイドロッド１５へ当接しても、当接時に発生する音を小さくすることができる。

また、弁体２０は、上記最上方位置に位置決めされた状態では、上記ポート１９を緩和室Ａ側の摺動方向端である凸部２０ｃの図２中上端を対向させて閉塞しており、ポート１９を介して圧側室Ｒ２の圧力が弁体２０を開弁する方向、つまり、当該弁体２０をケース１６内で背圧室Ｂ側へ押圧するようになっている。上記のようにポート１９を弁体２０で閉塞するので、凸部２０ｃ内側の受圧面積で圧側室Ｒ２の圧力による弁体２０を開弁する方向へ押圧する力を調節することができる。

そして、弁体２０が最上方位置からケース１６内を図２中下方となる緩和室Ａを拡大する方向へ移動すると、緩和室Ａが圧側室Ｒ２に連通するようになっている。なお、弁体２０がポート１９を開放すると緩和室Ａ内に圧側室Ｒ２内の圧力が伝搬し、開弁後は、弁体２０は、図２中上面全体を受圧面積として圧側室Ｒ２の圧力を受けるため大きく押し下げられる。このように、弁体２０は、慣性力のみならず開弁後は圧側室Ｒ２の圧力の作用によって大きく押し下げられるから、ばね要素２１の附勢力に抗して慣性弁８の閉弁を遅らせることができ、減衰力低減効果がインパクトショックを充分に低減しない状態で消失してしまわないよう配慮されている。

また、ばね要素２１は圧縮された状態で、つまり、初期荷重を与えられた状態で、弁体２０とナット部１８との間に介装されているが、ばね要素２１に与えられた初期荷重は、上記所定の加速度がシリンダ１に作用した際に、弁体２０に作用する慣性力との関係によって決定される。つまり、弁体２０に当該慣性力が作用すると、ばね要素２１が押し縮められてポート１９を開放して開弁するように設定されるので、初期荷重は、上記弁体２０の開弁する際の移動距離とばね定数との関係から決定される。また、弁体２０がケース１６に対して最上方位置からどの程度移動するとポート１９を開放するかは、ばね要素２１のばね定数、初期荷重とともに車両用緩衝器１が適用される車両に最適となるように定められるが、この移動距離を経験的に或いは実験的に求めてもよい。

また、弁体２０の質量とばね要素２１のばね定数は、弁体２０とばね要素２１の系の共振周波数がばね下部材の共振周波数に一致しないように設定されている。ばね下部材は、ばね下共振周波数で振動すると共振してしまうので、車両用緩衝器Ｄは、このような振動に対して減衰力を発揮して当該共振を抑制するのが好ましいが、弁体２０とばね要素２１の系の共振周波数がばね下部材の共振周波数に一致していると、弁体２０も共振して開弁してしまい緩和室Ａを圧側室Ｒ２に連通して減衰力低減効果を発揮して、上記共振を効果的に抑制できなくなる場合があるので、上記のように、弁体２０とばね要素２１の系の共振周波数がばね下部材の共振周波数に一致しないように設定しておくことで、インパクトショックの低減効果を享受しつつもばね下部材の共振やバタつきを効果的に抑制することができる。

このように具体的に構成された慣性弁８および緩和室Ａは、弁体２０の摺動方向が上記シリンダ１の軸方向と一致しており、ケース１６が仕切部材１０およびガイドロッド１５を介してシリンダ１に連結されているので、シリンダ１に軸方向であってピストンロッド３側へ向かう方向の加速度が作用し、弁体２０にケース１６内でばね要素２１を押し縮めて図２中下方へ後退するだけの慣性力が作用するか、この慣性力に加えて弁体２０を後退させるだけの圧側室Ｒ２内の圧力が作用すると、慣性弁８は開弁してポート１９が開放されるので、上記緩和室Ａを上記圧側室Ｒ２に連通して、圧側室Ｒ２からの作動油を吸収することができる。したがって、上記したところと同様に、車両用緩衝器Ｄが圧縮行程にある際に、シリンダ１にピストンロッド３側となる図１中上方へ向かう所定の加速度以上の加速度が作用すると、弁体２０が慣性力によってケース１６内を移動して慣性弁８が開弁し、圧側減衰力を低下させて、インパクトショックを低減することができる。また、この減衰力低減は車両用緩衝器Ｄの伸長行程では発現しないので、圧縮行程で減衰力を低減して突き上げ入力をいなした後に、伸縮方向が切り替わって車両用緩衝器Ｄが伸長に転じた場合には低減されない伸側減衰力が発揮されて、インパクトショックを低減した後は、ばね上部材及びばね下部材の振動を素早く収束させることができる。

したがって、減衰力の発揮を期待される場面ではしっかり減衰力を発揮しつつも、インパクトショックの入力に際しては圧側減衰力を低下させて車両における乗り心地を向上することができる。また、慣性弁８における弁体２０は、シリンダ１に作用する加速度による慣性力のみで開弁することも可能であるが、当該慣性力のみならず圧側室Ｒ２の圧力の助成をも受けて開弁するようになっているので、弁体２０の開弁動作を促すことができ、慣性弁８を確実に開弁させてインパクトショックを確実に低減することができる。

そして、この実施の形態では、背圧室Ｂがガイドロッド１５の中空部１５ｃを介してリザーバＲへ連通され、閉鎖空間とされていないので、弁体２０の開弁および閉弁を妨げることがないので、減衰力低減効果の発現と解消が緩慢となってしまうことがなく、インパクトショックのみを効果的に低減することができる。なお、弁体２０の頂部２０ａを貫く透孔を設けておき、緩和室Ａを圧側室Ｒ２に連通した後は、圧側室Ｒ２を緩和室Ａおよび背圧室Ｂを経由してリザーバＲへ連通して、シリンダ１内の作動油をリザーバＲへ逃がすことも可能である。

なお、背圧室ＢをリザーバＲに連通する通路の途中、たとえば、ガイドロッド１５の中空部１５ｃの途中等に、絞り弁を設けておき、たとえば、弁体２０の振動がばね下共振周波数以上となると、弁体２０の動きを抑制して、減衰力低減効果を減殺させてばね下部材のバタつきを抑制するようにしてもよい。

また、緩和室Ａは、圧側室Ｒ２に連通されるが、背圧室ＢはリザーバＲへ連通しなくとも、上記したようにインパクトショックを低減することができるので、背圧室Ｂを閉空間としてもよいし、大気開放するようにしてもよい。なお、ばね要素２１は、上記したコイルばね以外のも弾性体で構成されてもよく、上記したように背圧室Ｂを閉空間とする場合には、ばね要素２１を気体バネで構成することもできる。

さらに、この実施の形態では、緩和室Ａを形成するケース１６を圧側室Ｒ２内に収容しているが、シリンダ１に作用するばね下部材の加速度が伝達するようにシリンダ１に連結されていればよいので、これをシリンダ１の側方や外筒９の外方に設置することも可能である。ただし、上記したように、ケース１６を仕切部材１０にチェックバルブ１３、リーフバルブ１４を固定するナットとして機能させることで、部品点数の削減と車両用緩衝器Ｄの大型化の回避が可能となる。

なお、この実施の形態の場合、圧側減衰通路６は、リーフバルブ１４とされているが、これ以外の弁要素を用いることも可能であることは無論である。

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。

本発明の車両用緩衝器は、車両の制振用途に利用することができる。

１ シリンダ
２ ピストン
３ ピストンロッド
４ 伸側減衰通路
４ａ，５ａ 通路
４ｂ 減衰弁
５ 圧側通路
５ｂ チェックバルブ
６ 圧側減衰通路
７ 吸込通路
８ 慣性弁
９ 外筒
１０ 仕切部材
１１ ロッドガイド
１２ シール部材
１０ａ 小径部
１０ｂ スカート
１０ｃ 切欠
１０ｄ 圧側減衰ポート
１０ｅ 吸込ポート
１０ｆ 貫通孔
１３ チェックバルブ
１３ａ 透孔
１４ リーフバルブ
１５ ガイドロッド
１５ａ 軸部
１５ｂ フランジ
１５ｃ 中空部
１５ｄ 螺子部
１６ ケース
１７ ケース本体
１８ ナット部
１９ ポート
２０ 弁体
２０ａ 頂部
２０ｂ 筒部
２０ｃ 凸部
２０ｄ 突起
２１ ばね要素
Ａ 緩和室
Ｂ 背圧室
Ｄ 車両用緩衝器
Ｒ リザーバ
Ｒ１ 伸側室
Ｒ２ 圧側室

Claims (6)

1. 車両のばね下部材に連結されるシリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されてシリンダ内を伸側室と圧側室とに区画するピストンと、一端がピストンに連結されてシリンダ内に移動自在に挿入されるとともに他端が上記車両のばね上部材に連結されるピストンロッドと、リザーバと、上記伸側室から上記圧側室へ向かう流体の流れに抵抗を与える伸側減衰通路と、上記圧側室から上記伸側室へ向かう流体の流れのみを許容する圧側通路と、上記圧側室から上記リザーバへ向かう流体の流れに抵抗を与える圧側減衰通路と、上記リザーバから上記圧側室へ向かう流体の流れのみを許容する吸込通路とを備えた車両用緩衝器において、上記圧側室に連通されて圧側室内の流体を吸収可能な緩和室と、上記緩和室内に摺動自在に挿入されて当該緩和室を閉鎖する慣性弁とを設け、上記慣性弁は、圧側室の圧力を開弁方向に受けるとともに、上記シリンダに軸方向であってピストンロッド側へ向かう方向の加速度が作用すると開弁方向への慣性力を受ける弁体を備え、開弁時に上記緩和室を上記圧側室に連通することを特徴とする車両用緩衝器。
2. 中空であって内外を連通するポートを通じて内部が上記圧側室に連通されるケースを設け、上記慣性弁は、上記ケース内に上記シリンダの軸方向に一致する方向へ摺動自在に挿入されて当該ケース内に上記ポートに連通される緩和室を区画する上記弁体と、当該弁体を附勢するばね要素とを備え、上記弁体は、当該弁体の緩和室に面する摺動方向端を上記ポートに対向させることで当該ポートを遮断するとともに、上記ばね要素の附勢力に抗して上記ケース内を上記緩和室を拡大する方向へ移動することで上記ポートを開放することを特徴とする請求項１に記載の車両用緩衝器。
3. 上記弁体は、上記ケース内であって上記緩和室の反対側に上記リザーバに連通される背圧室を区画することを特徴とする請求項２に記載の車両用緩衝器。
4. 上記シリンダの端部に上記圧側室と上記リザーバとを仕切る仕切部材を設け、上記圧側減衰通路が上記仕切部材を貫通して上記圧側室と上記リザーバとを連通する圧側減衰ポートと当該仕切部材のリザーバ側に積層されて当該圧側減衰ポートを開閉する環状のリーフバルブとを備え、上記吸込通路が上記仕切部材を貫通して上記リザーバと上記圧側室とを連通する吸込ポートと当該仕切部材の圧側室側に積層されて当該吸込ポートを開閉する環状のチェックバルブとを備え、上記リーフバルブと上記チェックバルブとが仕切部材を貫通するガイドロッドの外周に装着して上記ケースをガイドロッドの先端に螺着することで、上記仕切部材、上記リーフバルブおよび上記チェックバルブが一体化されることを特徴とする請求項２または３のいずれかに一項に記載の車両用緩衝器。
5. 上記ガイドロットは中空部を備え、上記ケース内に設けられる上記背圧室が上記ガイドロッドの中空部を介して上記リザーバへ連通されることを特徴とする請求項４に記載の車両用緩衝器。
6. 上記弁体と上記ばね要素の系の共振周波数を上記ばね下部材の共振周波数に一致させないことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載の車両用緩衝器。

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