JP2015145679A

JP2015145679A - シリンダ装置

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Publication number: JP2015145679A
Application number: JP2014017611A
Authority: JP
Inventors: 幹郎山下; Mikiro Yamashita
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-08-13
Anticipated expiration: 2034-01-31
Also published as: JP6188598B2; KR20150091243A; CN104819240B; US20150217621A1; DE102015201528A1; KR102133063B1; US9597941B2; DE102015201528B4; CN104819240A

Abstract

【課題】減衰力調整式緩衝器において、弾性シール部材が固着されたディスクバルブの平面度のばらつきを低減して安定した減衰力特性が得られるようにする。
【解決手段】ピストンロッドの伸縮に対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをディスクバルブ３３により制御して減衰力を発生させる。ディスクバルブ３３の背面側に固着した弾性シール部材５８をパイロットボディ４１の凹部５９に嵌合してパイロット室３４を形成し、パイロット室３４の内圧によってディスクバルブ３３の開弁を制御する。弾性シール部材５８をディスクバルブ３３の表面側に延長して延長部５８Ａを表面側に固着する。これにより、弾性シール部材５８の固着時の収縮によってディスクバルブ３３に作用する力が背面側と表面側とでバランスして相殺されるので、ディスクバルブ３３の反りを防止して、安定した減衰力特性を得ることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、油圧緩衝器等のシリンダ装置に関するものである。

自動車等の車両のサスペンション装置に装着されるシリンダ装置である筒型の油圧緩衝器は、一般的に、流体が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、ピストンロッドのストロークに対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる流体の流れをオリフィス、ディスクバルブ等からなる減衰力調整機構によって制御して減衰力を発生させる構造となっている。

また、特許文献１に記載された油圧緩衝器では、減衰力発生機構であるディスクバルブの背部に背圧室（パイロット室）を形成し、流体の流れの一部を背圧室に導入し、背圧室の内圧をディスクバルブの閉弁方向に作用させ、パイロット弁によって背圧室の内圧を調整することにより、ディスクバルブの開弁を制御するようにしている。これにより、減衰力特性の調整の自由度を高めることができる。

特開２００６−３８０９７号公報

上記特許文献１に記載された緩衝器では、ディスクバルブの背面外周部に、ゴム等の弾性体からなるリング状のシール部材を加硫、接着等により固着し、このシール部材をディスクバルブの背部に配置された有底円筒状の部材の円筒部に摺動可能かつ液密的に嵌合することにより、背圧室を形成している。

このような一側にリング状のシール部材を固着した構造のディスクバルブは、ディスクバルブ本体にシール部材を固着する製造過程で、シール部材の収縮によりディスクバルブ本体が僅かに撓んでその平面度が低下することがある。

ディスクバルブの平面度が低下すると、バルブシートとの密着が不充分になり、作動流体の漏れが生じて減衰力特性が不安定になる。そこで、従来は、ディスクバルブを装着する際、セット荷重（プリロード）を設定する、すなわち、バルブシートに押付けて僅かに撓ませることにより、バルブシートとの密着性を確保している。この場合、セット荷重により、ディスクバルブの開弁圧力が高くなるので、ピストン速度低速域の減衰力を充分小さくすることが困難になる。近年、自動車の等の車両のサスペンション装置に装着される減衰力調整式緩衝器においては、減衰力特性をソフト側に切換えたとき、ピストン速度低速域の減衰力を充分小さくすることが望まれているが、ディスクバルブにセット荷重を付与することは、この要求に反することになる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、シール部材が固着されたディスクバルブの平面度のばらつきを低減して安定したバルブ特性が得られるようにしたシリンダ装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明には、流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、該ピストンに連結されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御するバルブ機構とを備えたシリンダ装置において、
前記バルブ機構は、一面側に環状の弾性シール部材が固着されたディスクバルブと、前記弾性シール部材が気密的に嵌合して、前記ディスクバルブに内圧を作用させるパイロット室を形成するパイロットケースとを含み、前記弾性シール部材は、前記ディスクバルブの他面側に延ばされて該他面側に固着される延長部を有していることを特徴とする。

本発明に係るシリンダ装置によれば、シール部材が固着されたディスクバルブの平面度のばらつきを低減して安定したバルブ特性を得ることができる。

本発明の第1実施形態に係る減衰力調整式緩衝器の縦断面図である。図1に示す減衰力調整式緩衝器の減衰力発生機構を拡大して示す縦断面図である。図1に示す減衰力調整式緩衝器の液圧回路図である。図２に示す減衰力発生機構のディスクバルブ部分を拡大して示す図である。図４に示すディスクバルブの弾性シール部材側から見た斜視図である。図４に示すディスクバルブのディスク本体側から見た斜視図である。図1に示す減衰力調整式緩衝器の減衰力特性を示すグラフ図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るシリンダ装置である減衰力調整式緩衝器１は、シリンダ２の外側に外筒３を設けた複筒構造となっており、シリンダ２と外筒３との間にリザーバ４が形成されている。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装されており、このピストン５によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン５には、ピストンロッド６の一端がナット７によって連結されており、ピストンロッド６の他端側は、シリンダ上室２Ａを通り、シリンダ２及び外筒３の上端部に装着されたロッドガイド８およびオイルシール９に挿通されて、シリンダ２の外部へ延出されている。シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを区画するベースバルブ１０が設けられている。

ピストン５には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通させる通路１１、１２が設けられている。そして、通路１２には、シリンダ下室２Ｂ側からシリンダ上室２Ａ側への流体の流通のみを許容し、ピストンロッド６の伸び行程から縮み行程に切換った瞬間に開弁する程度のセット荷重の充分小さい逆止弁１３が設けられ、また、通路１１には、伸び行程時にシリンダ上室２Ａ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをシリンダ下室２Ｂ側へリリーフするディスクバルブ１４が設けられている。このディスクバルブ１４の開弁圧は相当に高く、通常路面走行時は開弁しない程度の開弁圧に設定されており、ディスクバルブ１４には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を常時接続するオリフィス１４Ａ（図３参照）が設けられている。

ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通させる通路１５、１６が設けられている。そして、通路１５には、リザーバ４側からシリンダ下室２Ｂ側への流体の流通のみを許容し、ピストンロッド６の縮み行程から伸び行程に切換った瞬間に開弁する程度のセット荷重の充分小さい逆止弁１７が設けられ、また、通路１６には、シリンダ下室２Ｂ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをリザーバ４側へリリーフするディスクバルブ１８が設けられている。このディスクバルブ１８の開弁圧は相当に高く、通常路面走行時は開弁しない程度の開弁圧に設定されており、ディスクバルブ１８には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４との間を常時接続するオリフィス１８Ａ（図３参照）が設けられている。作動流体として、シリンダ２内には油液が封入され、リザーバ４内には油液及びガスが封入されている。

シリンダ２には、上下両端部にシール部材１９を介してセパレータチューブ２０が外嵌されており、シリンダ２とセパレータチューブ２０との間に環状通路２１が形成されている。環状通路２１は、シリンダ２の上端部付近の側壁に設けられた通路２２によってシリンダ上室２Ａに連通されている。なお、通路２２は、仕様に応じて周方向に複数設けてもよい。セパレータチューブ２０の下部には、側方に突出して開口する円筒状の接続口２３が形成されている。また、外筒３の側壁には、接続口２３と同心で接続口よりも大径の開口２４が設けられ、この開口２４を囲むように円筒状のケース２５が溶接等によって結合されている。そして、ケース２５に減衰力発生機構２６が取付けられている。

次に、減衰力発生機構２６について、主に図２及び図３を参照して説明する。
減衰力発生機構２６は、パイロット型のバルブ機構であるメインバルブ２７及び制御バルブ２８と、ソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ２９とを備えている。

メインバルブ２７は、シリンダ上室２Ａ側の流体の圧力を受けて開弁して、その流体をリザーバ４側へ流通させるディスクバルブ３０、及び、このディスクバルブ３０に対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室３１を有している。パイロット室３１は、固定オリフィス３２を介してシリンダ上室２Ａ側に接続され、また、制御バルブ２８を介してリザーバ４側に接続されている。ディスクバルブ３０には、シリンダ上室２Ａ側とリザーバ４側とを常時接続するオリフィス３０Ａが設けられている。

制御バルブ２８は、パイロット室３１側の流体の圧力を受けて開弁して、その流体をリザーバ４側へ流通させるディスクバルブ３３、及び、このディスクバルブ３３に対して閉弁方向に内圧を作用させるパイロット室３４を有している。パイロット室３４は、固定オリフィス３５を介してシリンダ上室２Ａ側に接続され、また、パイロットバルブ２９を介してリザーバ４側に接続されている。ディスクバルブ３３には、パイロット室３１側とリザーバ４側とを常時接続するオリフィス３３Ａが設けられている。

パイロットバルブ２９は、小径のポート３６によって流路を絞り、このポート３６をソレノイド３７によって駆動される弁体３８によって開閉することにより、制御バルブ２８のパイロット室３４の内圧を調整するようになっている。なお、ポート３６を小径としたことにより、受圧面積を小さくすることで、最大電流でのパイロットバルブ２９の閉弁時の圧力を大きくとることができ、これにより電流の大小での差圧が大きくなり、減衰力特性の可変幅を大きくすることが可能となっている。

次に、減衰力発生機構２６の具体的な構造について、主に図２を参照して更に詳細に説明する。
メインバルブ２７、制御バルブ２８及びパイロットバルブ２９が組込まれるメインボディ３９、制御ボディ４０及びパイロットボディ４１が通路部材４２と共にケース２５内に配置され、ソレノイドケース４３をナット４４によってケース２５の開口端部に取付けることにより、ケース２５内を密閉し、これらをケース２５に固定している。ソレノイドケース４３は、内部が中間壁４３Ａによって軸方向に仕切られた略円筒状で、一端部がケース２５内に挿入、嵌合され、他端部がケース２５から外部から突出した状態でナット４４によってケース２５に固定されている。中間壁４３Ａには、その中央部を貫通する開口４３Ｂ、及び、開口４３Ｂの一端側の周囲に形成された環状の凹部４３Ｃが形成されている。

通路部材４２は、一端部外周にフランジ部４２Ａを有する円筒状で、フランジ部４２Ａがケース２５の内側フランジ部２５Ａに当接し、円筒部がセパレータチューブ２０の接続口２３に液密的に挿入されて環状通路２１に接続している。ケース２５の内側フランジ部２５Ａには、径方向に延びる複数の通路溝２５Ｂが形成され、この通路溝２５Ｂ及び外筒３の開口２４を介してリザーバ４とケース２５内の室２５Ｃとが連通されている。

メインボディ３９及び制御ボディ４０は、環状であり、パイロットボディ４１は、中間部に大径部４１Ａを有する段付の円筒状である。パイロットボディ４１の一端側の円筒部４１Ｂがメインボディ３９及び制御ボディ４０に挿入され、他端側の円筒部４１Ｃがソレノイドケース４３の中間壁４３Ａの凹部４３Ｃに嵌合して、これらが互いに同心上に位置決めされている。

メインボディ３９には、軸方向に貫通する通路３９Ａが円周方向に沿って複数設けられている。通路３９Ａは、メインボディ３９の一端部に形成された環状凹部４５を介して通路部材４２に連通する。メインボディ３９の他端部には、複数の通路３９Ａの開口部の外周側に環状のシート部４６が突出し、内周側に環状のクランプ部４７が突出している。メインボディ３９のシート部４６には、メインバルブ２７を構成するディスクバルブ３０の外周部が着座している。ディスクバルブ３１の内周部は、環状のリテーナ４８及びワッシャ４９と共に、クランプ部４７と制御ボディ４０との間でクランプされている。ディスクバルブ３０の背面側の外周部には、ゴム等の弾性体からなる環状の弾性シール部材５０が加硫接着等の固着手段によって固着されている。ディスクバルブ３０は、所望の撓み特性が得られるように可撓性のディスク状の弁体が適宜積層され、また、外周部に通路３９Ａ側とリザーバ室２５Ｃ側とを常時連通させるオリフィス３０Ａを構成する切欠が形成されている。

制御ボディ４０の一端側には環状の凹部５１が形成され、この凹部５１内にディスクバルブ３０に固着された弾性シール部材５０の外周部が摺動可能かつ液密的に嵌合されて、凹部５１内にパイロット室３１が形成されている。ディスクバルブ３０は、通路３９Ａ側の圧力を受けてシート部４６からリフトして開弁して、通路３９Ａをケース２５内の室２５Ｃに連通させる。パイロット室３１の内圧は、ディスクバルブ３０に対して閉弁方向に作用する。パイロット室３１は、リテーナ４８の側壁に設けられた固定オリフィス３２及びパイロットボディ４１の円筒部４１Ｂの側壁に設けられた通路５２を介して円筒部４１Ｂ内に連通し、更に、通路部材４２に連通している。また、制御ボディ４０の環状の凹部５１を形成する底部は、中心側、すなわちパイロットボディ４１側に向けて厚みが増すように形成される。これは、中心側、すなわちパイロットボディ４１側は、軸力が加わるので剛性が必要であるため底部の厚みを確保しているのに対して、外周側はパイロット室３１のボリュームを確保するため中心側に比して底部を薄く形成したことによる。

制御ボディ４０には、軸方向に貫通して一端がパイロット室３１に連通する通路５３が円周方向に沿って複数設けられている。制御ボディ４０の他端部には、複数の通路５３の開口部の外周側に環状の内側シート部５４が突出し、内側シート部５４の外周側に外側シート部５５が突出し、また、複数の通路５３の内周側に環状のクランプ部５６が突出している。内側及び外側シート部５４、５５には、制御バルブ２８を構成するディスクバルブ３３が着座している。ディスクバルブ３３の内周部は、ワッシャ５７と共に、クランプ部５６とパイロットボディ４１の大径部４１Ａとの間でクランプされている。ディスクバルブ３３の背面側外周部には、ゴム等の弾性体からなる環状の弾性シール部材５８が加硫接着等の固着手段によって固着されている。ディスクバルブ３３は、所望の撓み特性が得られるように可撓性のディスク状の弁体が適宜積層されている。ディスクバルブ３３の更なる詳細については後述する。

パイロットボディ４１の大径部４１Ａの一端側には、パイロット室３４を形成するパイロトケースとなる環状の凹部５９が形成され、この凹部５９内にディスクバルブ３３に固着された弾性シール部材５８の外周部が摺動可能かつ液密的に嵌合されて、凹部５９内にパイロット室３４が形成されている。ディスクバルブ３３は、メインバルブ２７のパイロット室３１に連通する通路５３側の圧力を受けて外側及び内側シート部５５、５４から順次リフトして開弁し、通路５３をケース２５内の室２５Ｃに連通させる。パイロット室３４の内圧は、ディスクバルブ３３に対して閉弁方向に作用する。パイロット室３４は、パイロットボディ４１の側壁に設けられた通路６０を介して円筒部４１Ｂ内の通路４１Ｄに連通し、更に、円筒部４１Ｂ内に設けられた固定オリフィス３５及びフィルタ６１を介して通路部材４２内に連通している。固定オリフィス３５及びフィルタ６１は、円筒部の先端部にネジ込まれた円筒状のリテーナ６２及びスペーサ６３によって円筒部４１Ｂ内の段部６４に固定されている。スペーサ６３の側壁には、固定オリフィス３０を円筒部４１Ｂ内の通路４１Ｄに連通させるための切欠６３Ａが設けられている。

パイロットボディ４１の他端の円筒部４１Ｃ、ソレノイドケース４３の開口４３Ｂ及び凹部４３Ｃには、ガイド部材６５が挿入されている。ガイド部材６５は、一端側に小径のポート圧入部６５Ａを有し、他端側に小径のプランジャ案内部６５Ｂを有し、中間部に大径部６５Ｃを有する段付の円筒状に形成されている。ガイド部材６５は、ポート圧入部６５Ａがパイロットボディ４１の円筒部４１Ｃ内に隙間をもって挿入され、プランジャ案内部６５Ｂがソレノイドケース４３の開口４３Ｂに挿通されて、ソレノイドケース４３の他端側の内部に突出し、大径部６５Ｃがソレノイドケース４３の凹部４３Ｃ内に嵌合し、凹部４３Ｃに挿入、嵌合されたパイロットボディ４１の円筒部４１Ｃに当接して固定されている。

ガイド部材６５のポート圧入部６５Ａ内には、略円筒状のポート部材６７が圧入されて固定されている。ポート圧入部６５Ａの先端部には、環状のリテーナ６６が取付けられている。ポート部材６５の外周面とパイロットボディ４１の円筒部４１Ｃの内周面との間は、Ｏリング７０によってシールされ、ポート部材６７内の通路６８は、パイロット部材４１内の通路４１Ｄに連通している。

ポート部材６７のガイド部材６５内に圧入された端部には、通路６８の内径を絞ったポート３６が形成され、ポート３６は、ガイド部材６５内に形成された弁室７３内に開口している。弁室７３は、ガイド部材６５のポート圧入部６５Ａ内に形成された軸方向溝７４、ポート圧入部６５Ａの開口の内周縁部に形成された環状凹部６９、リテーナ６６に形成された径方向通路７５、ガイド部材６５のポート圧入部６５Ａとパイロットボディ４１の円筒部４１Ｃとの間の環状の隙間７６及び円筒部４１Ｃの側壁を貫通する通路７７を介してケース２５内の室２５Ｃに連通している。ポート部材６７内の通路６８は、通路６０を介してパイロット室３４に連通し、固定オリフィス３５及びフィルタ６１を介して通路部材４２内に連通している。

ガイド部材６５のプランジャガイド部６５Ｂ内には、プランジャ７８が挿入され、軸方向に沿って摺動可能に案内されている。プランジャ７８の先端部には、先細り形状の弁体３８が設けられ、弁体３８は、ガイド部材６５内の弁室７３に挿入されて、ポート部材６７の端部のシート部３６Ａに離着してポート３６を開閉する。プランジャ７８の基端部には、大径のアーマチャ７９が設けられ、アーマチャ７９は、プランジャガイド部６５Ｂの外部に配置されている。プランジャガイド部６５Ｂには、アーマチャ７９を覆う略有底円筒状のカバー８０が取付けられており、カバー８０は、アーマチャ７９を軸方向に沿って移動可能に案内している。

ソレノイドケース４３内には、その中間壁４３Ａから突出したプランジャガイド部６５Ｂ及びカバー８０の周囲にソレノイド３７が配置され、ソレノイド３７は、ソレノイドケース４３の開口部に取付けられた閉止部材８１によって固定されている。ソレノイド３７に結線されたリード線（図示せず）は、閉止部材８１の切欠８１Ａを通して外部に延ばされている。プランジャ７８は、ポート部材６７との間に設けられた戻しバネ８４のバネ力により、弁体３８がシート部３６Ａから離間してポート３６を開く開弁方向に付勢されており、ソレノイド３７への通電により、推力を発生し、戻しバネ８４のバネ力に抗して、弁体３８がシート部３６Ａに着座してポート３６を閉じる閉弁方向に移動する。

次に、図４乃至図６を参照して、制御バルブ２８のディスクバルブ３３について、さらに詳細に説明する。
図４に示すように、ディスクバルブ３３は、金属製のディスク本体９０の一面側、すなわち、背面側（パイロット室３４側）に弾性シール部材５８を固着したものである。ディスクバルブ３３の他面側、すなわち、表面側（内側及び外側シート部５４、５５側）には、ディスク状のスペーサ９１及びシートディスク９２が重ねられている。

ディスクバルブ３３は、図５及び図６も参照して、ディスク本体９０の背面側の外周部に、ゴム等の弾性体からなる環状の弾性シール部材５８が固着されている。弾性シール部材５８は、外周部が薄肉化され、ディスク本体９０の外周面を超えて表面側の外周部まで延ばされて表面側に固着された延長部５８Ａを有しており、ディスク本体９０を両面にわたって被覆している。弾性シール部材５８の延長部５８Ａを含む薄肉化された外周部は、肉厚がほぼ均一になっている。弾性シール部材５８の延長部５８Ａのディスク本体９０の表面側に固着された部分には、径方向に貫通する切欠５８Ｂが設けられている。本実施形態では、切欠５８Ｂは、円周方向に沿って等間隔で４ヶ所に配置されているが、このほかの配置でもよい。弾性シール部材５８は、本実施形態では、ゴム製であり、加硫接着によりディスク本体９０に固着されている。

ディスクバルブ３３の表面側に重ねられたスペーサ９１は、弾性シール部材５８の延長部５８Ａの内径よりも小径で、延長部５８Ａの肉厚とほぼ同じ板厚、又は、延長部５８Ａの肉厚よりも薄くなっている。スペーサ９１の表面側に重ねられたシートディスク９２は、弾性シール部材５８によって被覆されたディスクバルブ３３と同径、又は、ディスクバルブ３３よりも大径（本実施形態では、ディスクバルブ３３よりも大径）となっている。また、シートディスク９２には、内側及び外側シート部５４、５５にそれぞれ対向する位置にオリフィス穴９２Ａ、９２Ｂが設けられており、オリフィス穴９２Ａ、９２Ｂによってパイロット室３１と室２５Ｃとを常時連通させるオリフィス３３Ａを形成している。

ディスクバルブ３３、スペーサ９１及びシートディスク９２は、平板状であり、制御ボディ４０のクランプ５６、内側シート部５４及び外側シート部５５の突出高さは、ほぼ等しくなっている。これにより、ディスクバルブ３３（シートディスク９２）は、セット荷重（プリロード）が充分小さく（ほぼ０）、すなわち、撓むことなく内側シート部５４及び外側シート部５５に着座している。

以上のように構成した減衰力調整式緩衝器１の作用について次に説明する。
減衰力調整式緩衝器１は、車両のサスペンション装置のバネ上、バネ下間に装着され、車載コントローラ等からの指令により、通常の作動状態では、ソレノイド３７に通電して、プランジャ７８に推力を発生させ、弁体３８をシート部３６Ａに着座させて、パイロットバルブ２９による圧力制御を実行する。

ピストンロッド６の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン５の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が閉じ、ディスクバルブ１４の開弁前には、上流室となるシリンダ上室２Ａ側の流体が加圧されて、通路２２及び環状通路２１を通り、セパレータチューブ２０の接続口２３から減衰力発生機構２６の通路部材４２に流入する。

このとき、ピストン５が移動した分の油液がリザーバ４からベースバルブ１０の逆止弁１７を開いてシリンダ下室２Ｂへ流入する。なお、シリンダ上室２Ａの圧力がピストン５のディスクバルブ１４の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１４が開いて、シリンダ上室２Ａの圧力をシリンダ下室２Ｂへリリーフすることにより、シリンダ上室２Ａの過度の圧力の上昇を防止する。

ピストンロッド６の縮み行程時には、シリンダ２内のピストン５の移動によって、ピストン５の逆止弁１３が開き、ベースバルブ１０の通路１５の逆止弁１７が閉じて、ディスクバルブ１８の開弁前には、ピストン下室２Ｂの流体がシリンダ上室２Ａへ流入し、ピストンロッド６がシリンダ２内に侵入した分の流体が上流室となるシリンダ上室２Ａから、上記伸び行程時と同様の経路を通ってリザーバ４へ流れる。なお、シリンダ下室２Ｂ内の圧力がベースバルブ１０のディスクバルブ１８の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１８が開いて、シリンダ下室２Ｂの圧力をリザーバ４へリリーフすることにより、シリンダ下室２Ｂの過度の圧力の上昇を防止する。

減衰力発生機構２６では、通路部材４２から流入した油液は、主に次の３つの流路を通って下流室となるリザーバ４へ流れる。
（１）メイン流路
通路部材４２から流入した油液は、メインボディ３９の通路３９Ａを通り、メインバルブ２７のディスクバルブ３０を開いてケース２５内の室２５Ｃへ流れ、通路溝２５Ｂ及び開口２４を通ってリザーバ４へ流れる。

（２）制御流路
通路部材４２に流入した油液は、パイロットボディ４１の円筒部４１Ｂに取付けられたリテーナ６２及びスペーサ６３の内部、スペーサ６３の切欠６３Ａ、円筒部４１Ｂの側壁の通路５２及び固定オリフィス３２を通ってパイロット室３１へ流れ、更に、パイロット室３１から制御ボディ４０の通路５３を通り、制御バルブ２８のディスクバルブ３３を開いてケース２５内の室２５Ｃへ流れ、通路溝２５Ｂ及び開口２４を通ってリザーバ４へ流れる。

（３）パイロット流路
通路部材４２に流入した油液は、パイロットボディ４１の円筒部４１Ｂに取付けられたリテーナ６２及びスペーサ６３の内部、フィルタ６１、固定オリフィス３５、通路４１Ｄを通り、更に、ポート部材６７の通路６８、ポート３６を通り、パイロットバルブ２９の弁体３８を開いて弁室７３へ流れ、軸方向溝７４、環状凹部６９、径方向通路７５、隙間７６、通路７７を通ってケース２５内の室２５Ｃへ流れ、通路溝２５Ｂ及び開口２４を通ってリザーバ４へ流れる。

これにより、ピストンロッド６の伸縮行程時共に、減衰力発生機構２６のメインバルブ２７、制御バルブ２８及びパイロットバルブ２９によって減衰力が発生する。このとき、メインバルブ２７のディスクバルブ３０は、通路３９側の圧力を受けて開弁し、背面側に設けられたパイロット室３１の内圧が閉弁方向に作用する、すなわち、通路３９側とパイロット室３１側との差圧によって開弁するので、パイロット室３１の内圧に応じて、内圧が低いと開弁圧力が低く、内圧が高いと開弁圧力が高くなる。

また、制御バルブ２８のディスクバルブ３３は、通路５３側の圧力を受けて開弁し、背面側に設けられたパイロット室３４の内圧が閉弁方向に作用する、すなわち、通路５３側とパイロット室３４側との差圧によって開弁するので、パイロット室３４の内圧に応じて、内圧が低いと開弁圧力が低く、内圧が高いと開弁圧力が高くなる。

ピストン速度が低速域にあるとき、メインバルブ２７及び制御バルブ２８が閉弁し、油液は、主に上述の（３）のパイロット流路及び制御バルブ２８のディスクバルブ３３に設けられたオリフィス穴９２Ａ、９２Ｂ（オリフィス３３Ａ）を通ってリザーバ４へ流れ、パイロットバルブ２９及びオリフィス３３Ａによって減衰力が発生する。そして、ピストン速度が上昇すると、パイロットバルブ２９の上流側の圧力が上昇する。このとき、パイロットバルブ２９の上流側のパイロット室３１、３４の内圧は、パイロットバルブ２９によって制御され、パイロットバルブ２９の開弁により、パイロット室３１、３４の内圧が低下する。これにより、先ず、制御バルブ２８のディスクバルブ３３が開弁して、油液が上述の（３）のパイロット流路に加えて（２）の制御流路を通ってリザーバ４へ流れることにより、ピストン速度の上昇による減衰力の増大が抑制される（図７の点Ａ参照）。

制御バルブ２８のディスクバルブ３３が開弁すると、パイロット室３１の内圧が低下する。パイロット室３１の内圧の低下により、メインバルブ２７のディスクバルブ３０が開弁して、油液が上述の（３）のパイロット流路及び（２）の制御流路に加えて（１）のメイン流路を通ってリザーバ４へ流れることにより、ピストン速度の上昇による減衰力の増大が抑制される（図７の点Ｂ参照）。

このようにして、ピストン速度の上昇による減衰力の増大を２段階に抑制することにより、適切な減衰力特性を得ることができる。そして、ソレノイド３７への通電により、パイロットバルブ２９の制御圧力を調整することにより、制御バルブ２８のパイロット室３４の内圧、すなわち、ディスクバルブ３３の開弁圧力を制御することができ、更に、ディスクバルブ３３の開弁圧力により、メインバルブ２７のパイロット室３１の内圧、すなわち、ディスクバルブ３０の開弁圧力を制御することができる。

これにより、メインバルブ２７の閉弁領域において、パイロットバルブ２９に加えて制御バルブ２８のディスクバルブ３３が開弁することにより、充分な油液の流量を得ることができるので、パイロットバルブ２９の流量（ポート３６の流路面積）を小さくすることができ、パイロットバルブ２９（ソレノイドバルブ）の小型化及びソレノイド３７の省電力化が可能になる。また、メインバルブ２７及び制御バルブ２８により、減衰力を２段階に変化させることができるので、減衰力特性の調整の自由度を高めて適切な減衰力特性を得ることができる。減衰力調整式緩衝器１の減衰力特性を図７に示す。

このとき、制御バルブ２８のディスクバルブ３３は、セット荷重（プリロード）が充分小さく、開弁圧力が小さく設定されているので、ピストン速度の極低速域において、開弁が可能であり、減衰力の立ち上がり時において、安定して小さい減衰力を発生させることができる。ここで、ディスクバルブ３３は、延長部５８Ａを有する弾性シール部材５８が両面にわたって固着されているので、加硫接着等による固着時の弾性シール部材５８の収縮によってディスク本体９０に作用する力が背面側と表面側とでバランスして相殺されることになり、弾性シール部材５８の収縮によるディスク本体９０の反りを防止して、ディスク本体９０の平面度を高めることができる。その結果、ディスクバルブ３３のセット荷重を小さく設定した場合、あるいは、セット荷重を設定しない場合でも、ディスクバルブ３３（シートディスク９２）の内側及び外側シート部５４、５５との密着性を確保することができ、ピストン速度極低速域においても安定した減衰力特性を得ることができる。そして、ディスクバルブ３３の開弁圧力を充分低くすることができ、ソフト時により小さな減衰力を設定することが可能になる。

特に、本実施形態のように、パイロット型のメインバルブ２９の開弁をパイロット型の制御バルブ２８によって制御する場合、制御バルブ２８の開弁圧力を低く設定することにより、ピストン速度極低速域の減衰力をスムースに立ち上げることができ、車両のサスペンション装置において理想的な減衰力特性を得ることが可能になる。

シートディスク９２の外径をディスクバルブ３３の外径以上とすることにより、シートディスク９の外周縁部（エッジ）によって弾性シール部材５８の延長部５８Ａを損傷するのを防止することができる。また、延長部５８Ａに設けた切欠５８Ｂは、ディスクバルブ３３とシートディスク９との間を制御バルブ２８の下流側に連通させるエア抜き通路となるので、エア抜きを円滑に行うことができる。

なお、上記実施形態において、制御バルブ２８のディスクバルブ３３と同様、メインバルブ２７のディスクバルブ３０の弾性シール部材５０に延長部を設けてもよい。また、上記実施形態において、延長部は、弾性シール部材５８と一体的にディスク本体９０の外周面を超えて表面側の外周部まで延ばされて表面側に固着された延長部５８Ａを有し、ディスク本体９０を両面にわたって被覆する構造を説明したが、弾性シール部材５８と、延長部５８Ａとは別体としてもよい。つまり、ディスク本体９０の外周部には弾性シール部材５８が固着されていなくてもよい。本発明は、減衰力調整機構を上記実施形態のようにシリンダの側部に配置したもののほか、ピストン部に減衰力調整機構を配置したものにも適用することができる。また、上記実施形態では、シリンダ装置の一例として油液を作動流体とした減衰力調整式緩衝器について説明しているが、本発明は、これに限らず、弾性シール部材を固着したパイロット型減衰バルブを用いたディスクバルブを備えたものであれば、減衰力を調整しない緩衝器やガススプリング、ロック装置、サスペンション用油圧シリンダ等の他のシリンダ装置にも同様に適用することができる。

１…減衰力調整式緩衝器、２…シリンダ、５…ピストン、６…ピストンロッド、２８…制御バルブ（バルブ機構）、３３…ディスクバルブ、３４…パイロット室、５８…弾性シーシール部材、５８Ａ…延長部、５９…凹部（パイロットケース）

Claims

流体が封入されたシリンダと、
該シリンダ内に摺動可能に挿入されたピストンと、
該ピストンに連結されたピストンロッドと、
前記ピストンの摺動によって生じる流体の流れを制御するバルブ機構とを備えたシリンダ装置において、
前記バルブ機構は、一面側に環状の弾性シール部材が固着されたディスクバルブと、前記弾性シール部材が気密的に嵌合して、前記ディスクバルブに内圧を作用させるパイロット室を形成するパイロットケースとを含み、
前記弾性シール部材は、前記ディスクバルブの他面側に延ばされて該他面側に固着される延長部を有していることを特徴とするシリンダ装置。
前記ディスクバルブの他面側には、シートディスクが重ねられ、該シートディスクが前記バルブ機構のシート部に着座することを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
前記シートディスクの外径は、前記弾性シール部材が固着された前記ディスクバルブの外径以上であることを特徴とする請求項２に記載のシリンダ装置。
前記ディスクバルブと前記シートディスクとの間には、前記延長部の内周側にスペーサが介装されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のシリンダ装置。
前記ディスクバルブと前記シートディスクとの間を前記バルブ機構の下流側に連通するエア抜き通路が設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のシリンダ装置。
前記スペーサの厚さは、前記延長部の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項４又は５に記載のシリンダ装置。