JP2019086039A - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】 積載荷重に応じて減衰特性を変更できるとともに、搭載性の良好な緩衝器を提供する。【解決手段】 ピストンで区画される伸側室Ｒ１と圧側室とを連通する減衰通路と、ピストンロッド３に形成されて車体への積載荷重に応じて圧側室に連通されるロッド内通路３０と、ピストンロッド３の外周に装着されるとともにピストンの伸側室Ｒ１側に設けられてロッド内通路３０を伸側室Ｒ１へ連通するオリフィス５２を有するオリフィス形成部材５とを備え、オリフィス形成部材５が、ピストンロッド３との間に軸方向の一方側へ開口する凹部５０ｂが形成される第一部材５０と、凹部５０ｂの開口を塞ぐ第二部材５１とを有し、ロッド内通路３０とオリフィス５２が凹部５０ｂの内側に形成される連通隙間５３を介して連通されており、オリフィス５２は、連通隙間５３と伸側室Ｒ１との間の液体の双方向流れを許容する。【選択図】 図２

Description

本発明は、緩衝器の改良に関する。

バン又はトラックといった人又は荷物の運搬を目的とする車両にあっては、積載荷重の変化が大きい。このような車両のサスペンションに利用される緩衝器では、減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の特性）を一定にした場合、空荷時と満載時の両方で車両の操縦安定性を良好にするのが難しい。

なぜなら、例えば、空荷時等の積載荷重の小さい場合に車両の操縦安定性が最適になるように減衰特性を設定すると、満載時等の積載荷重の大きい場合に減衰力が不足して、車両の操縦安定性が悪化してしまう。そうかといって、積載荷重の大きい場合に車両の操縦安定性が最適になるように減衰特性を設定すると、今度は積載荷重の小さい場合に減衰力が過剰になって、やはり車両の操縦安定性が悪化してしまうためである。

このため、積載荷重の変化に応じて減衰特性を自動的に変化させる緩衝器が開発されている（例えば、特許文献１）。

特開平１１−１２５２９５号公報

例えは、特開平１１−１２５２９５号公報に記載の緩衝器は、図６に示すように、シリンダ１００内にピストン２００で区画された伸側室Ｒ１及び圧側室Ｒ２と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路２０１と、減衰通路２０１を迂回して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するバイパス路Ｂと、積載荷重に応じてバイパス路Ｂを開閉するシャッタ７００とを備える。

そして、積載荷重が小さく、ピストン２００が所定位置よりも上方を移動する場合には、シャッタ７００がバイパス路Ｂを開放し、減衰通路２０１とバイパス路Ｂの両方を液体が流れて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間を移動する。その一方、積載荷重が大きく、ピストン２００が所定位置よりも下方を移動する場合には、シャッタ７００がバイパス路Ｂを閉塞し、減衰通路２０１のみを液体が流れて伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間を移動する。

よって、積載荷重が小さい場合には、大きい場合と比較して減衰通路２０１を流れる液体の流量が減少するので、緩衝器Ｄ１の伸縮時に発生する減衰力が小さくなる。また、積載荷重が大きい場合には、小さい場合と比較して減衰通路２０１を流れる液体の流量が増加するので緩衝器Ｄ１の伸縮時に発生する減衰力が大きくなる。

さらに、従来の緩衝器Ｄ１は、ピストンロッド３００の外周に装着されてピストン２００の伸側室Ｒ１側に設けられる環状のディスク５００を備える。そして、バイパス路Ｂがディスク５００に形成されて伸側室Ｒ１に通じる孔５０１と、ピストンナット６００に形成されて圧側室Ｒ２に通じる連通孔６０１と、ピストンロッド３００に形成されて孔５０１と連通孔６０１とを連通するロッド内通路３０１とを有して構成されており、シャッタ７００で連通孔６０１を開閉するようになっている。

また、ディスク５００には、孔５０１を開閉するリーフバルブ５１０が積層されており、当該リーフバルブ５１０の外周部には、オリフィス５１１を形成するための切欠きが設けられている。

そして、シャッタ７００が連通孔６０１を開いた状態で緩衝器Ｄ１が伸長する場合には、リーフバルブ５１０が閉弁し、バイパス路Ｂを伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れにオリフィス５１１により抵抗が付与される。反対に、シャッタ７００が連通孔６０１を開いた状態で緩衝器Ｄ１が収縮する場合には、リーフバルブ５１０がその外周部を撓ませて開弁するのでオリフィス５１１が機能せず、液体がバイパス路Ｂを圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向けて比較的抵抗なく流れる。

しかし、上記した構成では、バイパス路Ｂを開閉するリーフバルブ５１０にオリフィス５１１を形成しているので、リーフバルブ５１０の背面側に開弁スペースを確保したり、バルブストッパ５２０を設けたりする必要がある。このため、リーフバルブ５１０及びその関連部材を装着するための取付スペースを設ける分、ピストン２００のストローク長（シリンダ１００内でピストン２００が軸方向に動ける距離）が狭められる。

また、上記した構成では、ディスク５００が軸方向に長くなる。なぜなら、ロッド内通路３０１とオリフィス５１１をディスク５００に形成した孔５０１で連通する都合上、孔５０１をディスク５００の内周側へ開口させる必要がある。そして、ディスク５００では、その内周部の上面、より詳しくは、ディスク５００においてリーフバルブ５１０に積層される間座５３０と対向する面にピストンナット締付時の荷重が加わるようになっている。よって、当該部分の強度を確保するため、ディスク５００の内周部を通る孔５０１の上側に厚みを持たせる必要があり、ディスク５００が軸方向に長くなり、その分、ピストン２００のストローク長が狭められる。

このため、従来の緩衝器Ｄ１でストローク長を確保しようとすると、シリンダ１００の軸方向長さが長くなり、緩衝器Ｄ１が軸方向に嵩張ってしまう。とはいうものの、積載荷重に応じて減衰特性を可変にしたいとの要望のある運搬用の車両では特に、緩衝器の搭載スペースを広くとれない場合があり、緩衝器のストローク長を長くするとともに、緩衝器の軸方向長さを短くしたいとの要望が強い。このため、従来の緩衝器Ｄ１では、このような要望に応えるのが難しく、運搬用の車両への搭載を断念せざるを得ないことがある。

そこで、本発明は、積載荷重に応じて減衰特性を変更できるとともに、車両への搭載性の良好な緩衝器の提供を目的とする。

上記課題を解決する緩衝器は、ピストンで区画された伸側室と圧側室とを連通する減衰通路と、ピストンロッドに形成されて車体への積載荷重に応じて圧側室に連通されるロッド内通路と、ピストンロッドの外周に装着されるとともにピストンの伸側室側に設けられてロッド内通路を伸側室へ連通するオリフィスを有するオリフィス形成部材とを備える。

そして、上記緩衝器において、オリフィス形成部材は、ピストンロッドとの間に軸方向の一方側へ開口する凹部が形成される第一部材と、第一部材に積層されて凹部の開口を塞ぐ第二部材とを有し、ロッド内通路とオリフィスは、凹部の内側に形成される連通隙間を介して連通されており、オリフィスは、連通隙間と伸側室との間の液体の双方向流れを許容する。

上記構成によれば、積載荷重に応じて減衰特性を変更できる。さらに、オリフィスを固定オリフィスにできるので、従来のようにバルブにオリフィスを形成する必要がなく、バルブ、及びそのバルブの開閉分を含むバルブの取付スペースが不要になり、その分、ストローク長を長くとれる。また、凹部により、第一部材の内周部には、ピストンナット締付時の荷重を受けない部分ができるので、その分、ストローク長を長くとれる。よって、ストローク長を確保しつつ緩衝器が軸方向に嵩張るのを抑制できるので、緩衝器の搭載性を良好にできる。

なお、上記緩衝器では、減衰通路がピストンに形成された伸側通路と圧側通路とを有して構成されており、伸側通路がピストンの圧側室側に積層された伸側リーフバルブで開閉されるとともに、圧側通路がピストンの伸側室側に積層された圧側リーフバルブで開閉されて、オリフィス形成部材が圧側リーフバルブのバルブストッパとして機能するとよい。

当該構成によれば、圧側リーフバルブのバルブストッパをオリフィス形成部材と別に設ける場合と比較して、バルブストッパを省略した分、ストローク長を長くとれるので、ストローク長を確保し易く、緩衝器の搭載性を一層良好にできる。

また、上記緩衝器では、凹部が第一部材の中心側から外周側へ向けて延びる一以上の径方向凹部を含んで構成されており、径方向凹部の深さが第一部材の外周へ向かうに従って浅くなり、径方向凹部の幅が第一部材の外周へ向かうに従って狭くなり、オリフィスが径方向凹部における第一凹部の外周側端に連なるとよい。当該構成によれば、連通隙間を通ってロッド内通路からオリフィスへ向かう液体が滞りなく流れやすい。

また、上記緩衝器では、凹部がピストンロッドとの間に環状隙間を形成し、径方向凹部に連なる環状凹部を含んで構成されているとよい。当該構成によれば、第一部材とピストンロッドとの周方向の位置合わせをしなくても、製品ごとの減衰力のバラツキを抑制できる。

本発明の緩衝器によれば、積載荷重に応じて減衰特性を変更できるとともに、車両への搭載性の良好にできる。

本発明の一実施の形態に係る緩衝器を示した縦断面図である。 図１の一部を拡大して示した部分拡大縦断面図である。 （ａ）は、本発明の一実施の形態に係る緩衝器のオリフィス形成部材における第一部材を示した平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。（ｃ）は、（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。 本発明の一実施の形態に係る緩衝器のオリフィス形成部材における第一部材を示した平面図であり、第一部材がピストンロッドに取り付けられた状態を示す。 本発明の一実施の形態に係る緩衝器の第一の変形例を示し、変更部を拡大して示した部分拡大縦断面図である。 従来の緩衝器を示した縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態の緩衝器について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

図１に示す本発明の一実施の形態に係る緩衝器Ｄは、バン又はトラックといった人又は荷物の運搬を目的とする車両のサスペンションに利用されている。以下の説明では、本実施の形態に係る緩衝器Ｄが車両に取り付けられた状態での上下を、単に緩衝器Ｄの「上」「下」という。

本実施の形態において、緩衝器Ｄは、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１の外周に配置された外筒１０と、外筒１０の下端開口を塞ぐボトムキャップ１１と、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるピストン２と、下端がピストン２に連結されて上端がシリンダ１外へ突出するピストンロッド３と、シリンダ１の上端に嵌合してシリンダ１と外筒１０の上端開口を塞ぐとともにピストンロッド３を摺動自在に軸支する環状のヘッド部材１２と、シリンダ１の下端に嵌合してシリンダ１とボトムキャップ１１との間に挟まれて固定されるバルブケース４とを備える。

ボトムキャップ１１には、車軸側取付部材（図示せず）が固定されており、シリンダ１がバルブケース４、ボトムキャップ１１、及び車軸側取付部材を介して車輪の車軸に連結される。その一方、ピストンロッド３の上端部には、車体側取付部材（図示せず）が固定されており、ピストンロッド３が車体側取付部材を介して車体に連結される。そして、車両が凹凸のある路面を走行する等して車輪が上下に振動すると、ピストンロッド３がシリンダ１に出入りして緩衝器Ｄが伸縮し、ピストン２がシリンダ１内を上下に移動する。

シリンダ１内には、ピストン２で区画される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とが形成されている。伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２には、作動油等の液体が充填されている。伸側室Ｒ１とは、ピストン２で区画される二つの部屋のうち、緩衝器Ｄの伸長時にピストン２で圧縮される方の部屋のことであり、本実施の形態ではピストン２の上側に位置する。また、圧側室Ｒ２とは、ピストン２で区画される二つの部屋のうち、緩衝器Ｄの収縮時にピストン２で圧縮される方の部屋のことであり、本実施の形態ではピストン２の下側に位置する。

ピストン２には、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路として伸側通路２ａと圧側通路２ｂが形成されている。そして、ピストン２の下側には、伸側リーフバルブ２０、間座２２、及びバルブストッパ２４がピストン２側からこの順に積層されている。その一方、ピストン２の上側には、圧側リーフバルブ２１、間座２３、及びオリフィス形成部材５がピストン２側からこの順に積層されている。

ピストン２と、ピストン２に積層される伸側リーフバルブ２０、圧側リーフバルブ２１、間座２２，２３、バルブストッパ２４、及びオリフィス形成部材５を、以下、ピストン２等とする。これらピストン２等は、それぞれ環状に形成されており、ピストンロッド３の取付部３ｂの外周にピストンナット６で固定されている。

より詳しくは、ピストンロッド３は、ヘッド部材１２で軸方向へ摺動自在に支持されるロッド本体３ａと、シリンダ１内に挿入されたロッド本体３ａの先端から下方へ突出する取付部３ｂとを有する。取付部３ｂの外径は、ロッド本体３ａの外径よりも小さく、これらの境界に環状の段差３ｃが形成されている。また、取付部３ｂの先端部には、外周に螺子溝が形成された螺子部３ｄが設けられている。そして、ピストン２等の内周側にピストンロッド３の取付部３ｂを挿通し、ピストン２等から下方へ突出させた螺子部３ｄの外周にピストンナット６を螺合すると、ピストン２等がピストンナット６と段差３ｃとの間に挟まれて固定される。

伸側リーフバルブ２０と圧側リーフバルブ２１は、それぞれの内周部を間座２２，２３とピストン２との間に挟まれた状態でピストンロッド３の外周に固定され、間座２２，２３よりも外周側の撓みが許容されている。

伸側リーフバルブ２０は、その外周部で伸側通路２ａの出口を開閉するようになっており、伸側室Ｒ１の圧力が上昇すると、当該伸側室Ｒ１の圧力により撓んで伸側通路２ａを開放し、伸側通路２ａを伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れに抵抗を与える。しかし、圧側室Ｒ２の圧力が上昇しても伸側リーフバルブ２０は開かず、伸側通路２ａを閉塞した状態に維持される。

その一方、圧側リーフバルブ２１は、その外周部で圧側通路２ｂの出口を開閉するようになっており、圧側室Ｒ２の圧力が上昇すると、当該圧側室Ｒ２の圧力により撓んで圧側通路２ｂを開放し、圧側通路２ｂを圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れに抵抗を与える。しかし、伸側室Ｒ１の圧力が上昇しても圧側リーフバルブ２１は開かず、圧側通路２ｂを閉塞した状態に維持される。

つづいて、シリンダ１外には、外筒１０との間にリザーバＲ３が形成されている。リザーバＲ３には、液体が貯留されるとともに、その液面上方に気体が封入されて気室Ｇが形成されている。リザーバＲ３は、シリンダ１の下端に嵌合するバルブケース４により圧側室Ｒ２と区画されている。

バルブケース４には、圧側室Ｒ２とリザーバＲ３とを連通する吸込通路４ａと排出通路４ｂが形成されるとともに、吸込通路４ａを開閉する吸込バルブ４０と、排出通路４ｂを開閉するベースバルブ４１が取り付けられている。吸込バルブ４０は、チェックバルブであり、吸込通路４ａをリザーバＲ３から圧側室Ｒ２へ向かう液体の流れを許容するとともに、その逆向きの流れを阻止する。その一方、ベースバルブ４１は、排出通路４ｂを圧側室Ｒ２からリザーバＲ３へ向かう液体の流れに抵抗を与えるとともに、その逆向きの流れを阻止する。

上記構成によれば、ピストンロッド３がシリンダ１から退出する緩衝器Ｄの伸長時に、ピストン２がシリンダ１内を上方へ移動して伸側室Ｒ１が圧縮されると、当該伸側室Ｒ１の液体が伸側リーフバルブ２０を押し開き、伸側通路２ａを通って圧側室Ｒ２へ移動する。当該液体の流れに対しては、伸側リーフバルブ２０によって抵抗が付与されるので、伸側室Ｒ１の圧力が上昇し、緩衝器Ｄが伸長作動を妨げる伸側減衰力を発揮する。

また、緩衝器Ｄの伸長時には、吸込バルブ４０が開き、シリンダ１から退出したピストンロッド体積分の液体が吸込通路４ａを通ってリザーバＲ３から圧側室Ｒ２へ供給される。このため、本実施の形態のように緩衝器Ｄが片ロッド型に設定されていて、緩衝器Ｄの伸長時にシリンダ１から退出したピストンロッド３の体積分シリンダ１内の容積が拡大しても、当該シリンダ内容積変化をリザーバＲ３で補償できる。

反対に、ピストンロッド３がシリンダ１内へ進入する緩衝器Ｄの収縮時に、ピストン２がシリンダ１内を下方へ移動して圧側室Ｒ２が圧縮されると、当該圧側室Ｒ２の液体が圧側リーフバルブ２１とベースバルブ４１を押し開き、圧側通路２ｂと排出通路４ｂを通って伸側室Ｒ１とリザーバＲ３へ移動する。これらの液体の流れに対しては、圧側リーフバルブ２１とベースバルブ４１によってそれぞれ抵抗が付与されるので、圧側室Ｒ２の圧力が上昇し、緩衝器Ｄが収縮作動を妨げる圧側減衰力を発揮する。

また、緩衝器Ｄの収縮時には、前述のようにベースバルブ４１が開き、シリンダ１内に進入したピストンロッド体積分の液体が排出通路４ｂを通って圧側室Ｒ２からリザーバＲ３へ排出される。このため、本実施の形態のように緩衝器Ｄが片ロッド型に設定されていて、緩衝器Ｄの収縮時にシリンダ１内へ進入したピストンロッド３の体積分シリンダ１内の容積が縮小しても、当該シリンダ内容積変化をリザーバＲ３で補償できる。

このように、本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、伸縮作動に伴い減衰力を発揮するとともに、シリンダ１に出入りするピストンロッド体積分をリザーバＲ３で補償するようになっている。

そして、本実施の形態において緩衝器Ｄは複筒型であり、シリンダ１と外筒１０とでリザーバＲ３のタンクを構成する。しかし、リザーバＲ３の構成は、適宜変更できる。例えば、外筒１０を廃してシリンダ１とは別置き型のタンクを設け、当該タンクの内側にリザーバＲ３を形成してもよい。また、本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、片ロッド型であるのでリザーバＲ３を備えているが、緩衝器Ｄを両ロッド型にしてもよい。

さらに、本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、正立型であり、シリンダ１を車軸側に、ピストンロッド３を車体側に設けているが、緩衝器Ｄを倒立型にして、シリンダ１を車体側に、ピストンロッド３を車軸側に設けてもよい。また、緩衝器Ｄがバン、又はトラック以外の車両に利用されていてもよいのは勿論である。このように、緩衝器Ｄの様式及び用途は、適宜変更できる。

また、本実施の形態に係る緩衝器Ｄは、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路として、伸側通路２ａと圧側通路２ｂとを備える。そして、伸側リーフバルブ２０と圧側リーフバルブ２１は、減衰通路を通過する液体の流れに抵抗を与える減衰要素として機能する。

さらに、伸側リーフバルブ２０の外周部、又は、当該外周部が離着座するピストン２の弁座には切欠き（図示せず）が形成されており、当該切欠きによってオリフィス又はチョークが形成されている。そして、伸側リーフバルブ２０が伸側通路２ａを閉じた状態であっても、伸側通路２ａがオリフィス又はチョークを介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通し、伸側通路２ａを通過する液体の流れにオリフィス又はチョークにより抵抗が付与される。

同様に、圧側リーフバルブ２１の外周部、又は、当該外周部が離着座するピストン２の弁座には切欠き（図示せず）が形成されており、当該切欠きによってオリフィス又はチョークが形成されている。そして、圧側リーフバルブ２１が閉じた状態であっても、圧側通路２ｂがオリフィス又はチョークを介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通し、圧側通路２ｂを通過する液体の流れにオリフィス又はチョークにより抵抗が付与される。

このため、緩衝器Ｄの伸縮時において、シリンダ１内を移動するピストン２の速度（ピストン速度）が低く、伸側リーフバルブ２０と圧側リーフバルブ２１が開弁しない低速域では、緩衝器Ｄの発生する減衰力の特性（減衰特性）がオリフィス又はチョーク特性となる。

また、伸側リーフバルブ２０の撓み量は、ピストン速度の上昇に伴い大きくなるが、その撓み量がある程度大きくなると、伸側リーフバルブ２０の外周部がバルブストッパ２４に当接し、それ以上の撓みが阻止される。同様に、圧側リーフバルブ２１の撓み量もピストン速度の上昇に伴い大きくなるが、その撓み量がある程度大きくなると、圧側リーフバルブ２１の外周部がオリフィス形成部材５に当接し、それ以上の撓みが阻止される。このように、本実施の形態では、オリフィス形成部材５がバルブストッパとして機能する。

つづいて、ピストンロッド３には、ロッド内通路３０が形成されている。ロッド内通路３０は、ピストンロッド３の軸方向に沿って形成される縦穴３ｅと、ピストンロッド３の径方向に沿って形成されて縦穴３ｅに連なる上下の横孔３ｆ，３ｇとを有して構成される。

上側の横孔３ｆは、取付部３ｂの側方であってオリフィス形成部材５の内周に対向する位置に開口し、オリフィス形成部材５に形成されたオリフィス５２を通じて常に伸側室Ｒ１に連通される。その一方、下側の横孔３ｇは、取付部３ｂの側方であって螺子部３ｄの上側に開口し、ピストンナット６に形成された連通孔６ａを通じて圧側室Ｒ２に連通される。

連通孔６ａは、ピストンナット６に装着されたシャッタ７で開閉されるので、シャッタ７が連通孔６ａを開くと、下側の横孔３ｇと圧側室Ｒ２が連通孔６ａを介して連通されるが、シャッタ７が連通孔６ａを閉じると、下側の横孔３ｇと圧側室Ｒ２との連通が遮断される。

オリフィス形成部材５は、本実施の形態において、第一部材５０と、第一部材５０の上側に積層される第二部材５１とを有して構成される。第一部材５０と第二部材５１は、それぞれ環状に形成されており、それぞれの中心部にピストンロッド３の取付部３ｂの挿通を許容する挿通孔５０ａ，５１ａが形成されている（図２）。

そして、第一部材５０の中心部を貫通する孔のうち、その壁面が取付部３ｂの外周に摺接可能な部分を挿通孔５０ａとすると、当該挿通孔５０ａは、第一部材５０の下部に形成されている。図３（ａ）−（ｃ）に示すように、第一部材５０において、挿通孔５０ａが形成される部分の上側には、挿通孔５０ａに連なる凹部５０ｂが形成されている。さらに、第一部材５０の上端部には、凹部５０ｂの外周縁から第一部材５０の外周端にかけて細い溝状の切欠き５０ｃが形成されている。

凹部５０ｂとは、第一部材５０において第二部材５１と接触する接触面５０ｄを基準に、当該接触面５０ｄよりも窪んだ部分のことである。凹部５０ｂの底には、挿通孔５０ａの上縁が連なるものの、第一部材５０がピストンロッド３の取付部３ｂの外周に装着されると、取付部３ｂが挿通孔５０ａを塞いで凹部５０ｂの中心部に起立する（図２）。このため、ピストンロッド３に第一部材５０が装着された状態では、凹部５０ｂの底が塞がれて、凹部５０ｂが上側にのみ開口する。

このように、ピストンロッド３の外周に形成された凹部５０ｂの上側開口は、第二部材５１で塞がれる。より詳しくは、本実施の形態において、第二部材５１は、ピストンロッド３の取付部３ｂの外周に第一部材５０の上側に積層された状態で装着される。そして、ピストンナット６を締め付けると、取付部３ｂの末端に形成される段差３ｃと第二部材５１との接触面、第二部材５１と第一部材５０との接触面、及び第一部材５０と間座２３との接触面に荷重がかかる。

第一部材５０と第二部材５１は、ピストンナット締付時の荷重を受けても大きく変形しない強度を有する。そして、当該荷重を受けると、第一部材５０の接触面５０ｄに第二部材５１が押し付けられて、これらの間にピストンロッド３、第一部材５０、及び第二部材５１で囲われる連通隙間５３が形成される（図２）。図４には、第一部材５０の接触面５０ｄに網掛けを記載している。図４からもわかるように、第一部材５０の接触面５０ｄは、ピストンロッド３の周りに形成された凹部５０ｂの上側開口を、切欠き５０ｃ部分を除き、全周に亘って取り囲むように形成されている。

このため、ピストンロッド３に第一部材５０と第二部材５１を装着すると、第一部材５０の凹部５０ｂが第二部材５１で蓋される。さらに、第一部材５０に形成された切欠き５０ｃにより、第一部材５０と第二部材５１との間に連通隙間５３と伸側室Ｒ１とを連通するオリフィス５２が形成される（図２）。

また、本実施の形態において、第一部材５０の接触面５０ｄの高さは、第一部材５０の外周側が内周側より低くならないように配慮されている。具体的には、例えば、第一部材５０の接触面５０ｄは、第一部材５０の外周へ向かうに従って高くなる（第二部材５１側へ突出する）ように、若干の傾斜を持つように形成される。

このため、ピストンナット締付時の荷重を接触面５０ｄで受けたとき、接触面５０ｄの外周側が第二部材５１へより強く押し付けられて、連通隙間５３内の液体がオリフィス５２以外の部分から伸側室Ｒ１へ漏れ出るのを防止できる。なお、第二部材５１において第一部材５０に接触する接触面の外周側の高さを若干高くした場合にも同様の効果を得られるので、そのようにしてもよい。

つづいて、凹部５０ｂは、図３（ａ）−（ｃ）に示すように、第一部材５０の内周部に形成される環状凹部５４と、環状凹部５４から第一部材５０の外周側へ放射状に延びる複数の径方向凹部５５とを有する。図３（ａ）に示すように、環状凹部５４の底５４ａは、環状であり、当該底５４ａの内周縁が挿通孔５０ａの上縁に連なる。そして、環状凹部５４の底５４ａの外周縁から起立する周壁５４ｂの径は、挿通孔５０ａの径よりも大きい。

このため、ピストンロッド３の取付部３ｂの外周に第一部材５０を装着した状態で、取付部３ｂの外周に周方向に沿って環状の隙間ができる（図４）。また、取付部３ｂに形成された上側の横孔３ｆは、径方向視で環状凹部５４と対向する位置に形成されている（図２）。よって、ピストンロッド３と第一部材５０の周方向の位置合わせをしなくても、横孔３ｆを常に開いた状態に維持できる。

その一方、径方向凹部５５は、図３（ａ）に示すように、環状凹部５４から第一部材５０の外周部にかけて第一部材５０の半径方向に沿って形成されている。本実施の形態では、径方向凹部５５は四本設けられており、これらが平面視で十字状に配置されている。径方向凹部５５において、第一部材５０の中心側端（環状凹部５４側端）を末端、第一部材５０の外周側端を先端とすると、径方向凹部５５の深さは、先端へ向かうに従って浅くなり、径方向凹部５５の幅は、先端へ向かうに従って狭くなる。

そして、各径方向凹部５５の先端に連なるように切欠き５０ｃが形成されている。このため、連通隙間５３の流路面積がオリフィス５２へ向かうに従って徐々に小さくなる。よって、ロッド内通路３０からオリフィス５２へ向けて液体が連通隙間５３を滞りなく流れ、連通隙間５３に液体の滞留が生じ難い。

さらに、第一部材５０において、径方向凹部５５の形成されない部分では、接触面５０ｄが環状凹部５４の周壁５４ｂまで形成されており、当該部分で第二部材５１の内周部を支えられる。よって、第一部材５０と第二部材５１の内周側に隙間があっても第二部材５１の変形を抑制できるので、第二部材５１の厚みを薄くできる。

また、径方向凹部５５は、前述のように、第一部材５０の外周へ向かうに従って、深さが浅く、幅が狭くなっている。このため、第一部材５０の軸方向長さが短くても、第一部材５０の強度を確保しやすい。

つづいて、ピストンナット６に形成される連通孔６ａを開閉するシャッタ７は、図１に示すように、段付き筒状となっており、小径筒部７ａと、小径筒部７ａの下側に連なる大径筒部７ｂと、小径筒部７ａと大径筒部７ｂの境界に形成される段差部７ｃとを有する。また、ピストンナット６は、下部内周が螺子部３ｄに螺合する筒部６ｂと、筒部６ｂの下端部から径方向外方へ突出する環状のストッパ６ｃとを有し、筒部６ｂの上部に連通孔６ａが形成されている。

そして、ピストンナット６における筒部６ｂの外周にシャッタ７の小径筒部７ａが摺接し、ストッパ６ｃの外周にシャッタ７の大径筒部７ｂが摺接する。また、シャッタ７の段差部７ｃとバルブストッパ２４との間には、シャッタ７を常に下方へ附勢する附勢部材としてコイルばね８が介装されている。

そして、コイルばね８の附勢力に従ってシャッタ７が下方へ移動し、シャッタ７の段差部７ｃがピストンナット６のストッパ６ｃに当接すると、シャッタ７がそれ以上下方へ移動しなくなる。このように、シャッタ７が下限位置にある場合には、連通孔６ａが開放されて、ロッド内通路３０と圧側室Ｒ２が連通孔６ａを介して連通する。

反対に、コイルばね８の附勢力に抗してシャッタ７が上方へ移動し、シャッタ７の上端がバルブストッパ２４に当接すると、シャッタ７がそれ以上上方へ移動しなくなる。このように、シャッタ７が上限位置にある場合には、小径筒部７ａが連通孔６ａに被さり連通孔６ａを閉じる。よって、ロッド内通路３０と圧側室Ｒ２との連通が遮断される。

また、シャッタ７の大径筒部７ｂとピストンナット６の筒部６ｂとの間であって、段差部７ｃとストッパ６ｃとの間には、液溜室Ｒ４が形成されている。液溜室Ｒ４は、シャッタ７の小径筒部７ａとピストンナット６の筒部６ｂとの摺動隙間と、シャッタ７の小径筒部７ａに形成された絞り通路７ｄを介して圧側室Ｒ２に連通されている。そして、シャッタ７が上下に動いて液溜室Ｒ４が拡縮するのに伴い、液溜室Ｒ４と圧側室Ｒ２との間を移動する液体の流れに摺動隙間と絞り通路７ｄで抵抗を与え、シャッタ７の急峻な変位を抑制するようになっている。

つづいて、シャッタ７の下側には、コントロールばね９が設けられている。コントロールばね９は、コイルばねであり、その上端部には、シリンダ１内に摺動自在に挿入される環状のガイドリング９０が嵌合する。また、コントロールばね９の下端は、バルブケース４で支えられている。

そして、ピストン２がシリンダ１内を下方（圧側室Ｒ２側）へ移動して所定位置より下方へ移動すると、シャッタ７がガイドリング９０に突き当たり、コントロールばね９がコイルばね８の附勢力に抗してシャッタ７を押し上げ、連通孔６ａを閉塞させる。その一方、ピストン２が所定位置よりも上側（伸側室Ｒ１）に位置する場合には、シャッタ７がガイドリング９０から離れるので、コイルばね８がシャッタ７を押し下げて連通孔６ａを開放させる。

上記構成によれば、空積時等の車体への積載荷重が小さい場合であって、緩衝器Ｄの伸縮時にピストン２が所定位置よりも上方を移動する場合には、シャッタ７がガイドリング９０から離れて連通孔６ａを開放し、圧側室Ｒ２とロッド内通路３０が連通される。

よって、車体への積載荷重が小さい場合において、緩衝器Ｄが伸長する場合には、伸側室Ｒ１の液体が伸側通路２ａを通って圧側室Ｒ２へ移動するとともに、オリフィス５２、連通隙間５３、ロッド内通路３０、及び連通孔６ａをこの順に通って圧側室Ｒ２へ移動する。反対に、車体への積載荷重が小さい場合において、緩衝器Ｄが収縮する場合には、圧側室Ｒ２の液体が圧側通路２ｂを通って伸側室Ｒ１へ移動するとともに、連通孔６ａ、ロッド内通路３０、連通隙間５３、及びオリフィス５２をこの順に通って伸側室Ｒ１へ移動する。

つまり、減衰通路である伸側通路２ａと圧側通路２ｂを迂回して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路をバイパス路Ｂとすると、本実施の形態におけるバイパス路Ｂは、ピストンロッド３に形成されたロッド内通路３０と、オリフィス形成部材５に形成された連通隙間５３及びオリフィス５２と、ピストンナット６に形成された連通孔６ａを有して構成されている。そして、積載荷重が小さい場合には、シャッタ７がバイパス路Ｂを開き、緩衝器Ｄの伸縮時に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間を行き来する液体が減衰通路とバイパス路Ｂの両方を通過できるようになる。

これに対して、満載時等の車体への積載荷重が大きい場合であって、緩衝器Ｄの伸縮時にピストン２が所定位置よりも下方へ移動し、シャッタ７がコントロールばね９で押し上げられて連通孔６ａが閉塞を閉塞した場合には、圧側室Ｒ２とロッド内通路３０との連通が遮断される。つまり、積載荷重が大きい場合には、シャッタ７がバイパス路Ｂを閉じるので、緩衝器Ｄの伸縮時に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間を行き来する液体が減衰通路のみを通過するようになる。

よって、積載荷重が小さい場合には、大きい場合と比較して減衰通路を流れる液体の流量が減少するので緩衝器Ｄの伸縮時に発生する減衰力が小さくなる。換言すると、積載荷重が小さい場合の減衰特性を小さな減衰力を発揮する特性にできる。また、積載荷重が大きい場合には、小さい場合と比較して減衰通路を流れる液体の流量が増加するので緩衝器Ｄの伸縮時に発生する減衰力が大きくなる。換言すると、積載荷重が大きい場合の減衰特性を大きな減衰力を発生する特性にできる。

このように、本実施の形態に係る緩衝器Ｄでは、積載荷重に応じて減衰力の特性を変化させている。このため、空荷時に減衰力が過剰になったり、満載時に減衰力が不足したりすることが無く、積載荷重の大小によらず車両の操縦安定性を良好にできる。

以下、本実施の形態に係る緩衝器Ｄの作用効果について説明する。

本実施の形態において、緩衝器Ｄは、車両における車体と車軸との間に介装されており、シリンダ１と、シリンダ１内に軸方向へ移動可能に挿入されるピストンロッド３と、ピストンロッド３に連結されてシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２に区画するピストン２と、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する伸側通路（減衰通路）２ａ及び圧側通路（減衰通路）２ｂと、ピストンロッド３に形成されて車体への積載荷重に応じて圧側室Ｒ２に連通されるロッド内通路３０と、ピストンロッド３の外周に装着されるとともにピストン２の上側（伸側室Ｒ１側）に設けられてロッド内通路３０を伸側室Ｒ１へ連通するオリフィス５２を有するオリフィス形成部材５とを備える。

さらに、本実施の形態において、オリフィス形成部材５は、ピストンロッド３との間に上方（ピストンロッド３の軸方向の一方側）へ開口する凹部５０ｂが形成される第一部材５０と、第一部材５０に積層されて凹部５０ｂの開口を塞ぐ第二部材５１とを有する。そして、ロッド内通路３０とオリフィス５２は、凹部５０ｂの内側に形成される連通隙間５３を介して連通されており、オリフィス５２は、連通隙間５３と伸側室Ｒ１との間の液体の双方向流れを許容する。

上記構成によれば、ロッド内通路３０、連通隙間５３、及びオリフィス５２により、減衰通路を迂回して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するバイパス路Ｂを構成できる。そして、積載荷重に応じてロッド内通路３０と圧側室Ｒ２とを連通すると、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２との間を行き来する液体が減衰通路とバイパス路Ｂの両方を通過できるようになって、減衰特性が変化する。

このように、上記構成によれば、緩衝器Ｄの減衰特性を積載荷重に応じて変更できるので、積載荷重が大きく変化する車両に緩衝器Ｄが利用される場合であっても、空荷時と満載時の両方で車両の操縦安定性を良好にできる。

さらに、上記構成によれば、オリフィス５２の双方向流れが許容されており、オリフィス５２が固定オリフィスとなっている。このため、本実施の形態に係る緩衝器Ｄでは、従来の緩衝器Ｄ１のようにリーフバルブ５１０にオリフィス５１１を形成する必要がなく、リーフバルブ５１０、リーフバルブ５１０の開閉スペース、及びバルブストッパ５２０等が不要になる分、部品数が減って組付性が良好になるとともに、シリンダ１内でピストン２が軸方向に動ける距離が長くなり、緩衝器Ｄのストローク長を長くとれる。

また、上記構成によれば、第一部材５０に形成した凹部５０ｂにより伸側室Ｒ１とロッド内通路３０とを連通する連通隙間５３を形成し、第一部材５０の内周部上端面には、ピストンナット締付時の荷重を受けない部分ができる。このため、本実施の形態に係る緩衝器Ｄの第一部材５０は、内周部上端面でピストンナット締付時の荷重を受ける従来の緩衝器Ｄ１のディスク５００と比較して、軸方向長さを短くできるので、その分、緩衝器Ｄのストローク長を長くとれる。

このように、上記構成によれば、積載荷重に応じて減衰特性を変更する場合であっても、シリンダ１を長くせずにストローク長を確保できるので、ストローク長を確保しつつ緩衝器Ｄが軸方向に嵩張るのを抑制できる。よって、上記構成によれば、積載荷重に応じて減衰特性を変更できるとともに、緩衝器Ｄの車両への搭載性を良好にできる。

なお、本実施の形態では、第一部材５０の上側（伸側室Ｒ１側）に第二部材５１が積層されているが、これらの配置は逆であってもよく、その場合にも、同様の効果を得られる。

また、本実施の形態の緩衝器Ｄは、ピストンロッド３の先端部外周に螺合されてロッド内通路３０を圧側室Ｒ２へ連通可能な連通孔６ａが形成されたピストンナット６と、ピストンナット６の外周に装着されて連通孔６ａを開閉するシャッタ７と、連通孔６ａを開放する方向へシャッタ７を常に附勢するコイルばね（附勢部材）８と、ピストン２が所定位置よりも下方（圧側室Ｒ２側）へ移動した場合にコイルばね８の附勢力に抗してシャッタ７を押し上げて連通孔６ａを閉塞させるコントロールばね９とを備えている。

上記構成によれば、積載荷重が小さい場合の減衰特性を小さな減衰力を発生する特性にできるとともに、積載荷重が大きい場合の減衰特性を大きな減衰力を発生する特性にできる。よって、空荷時に減衰力が過剰になったり、満載時に減衰力が不足したりすることが無く、積載荷重の大小によらず車両の操縦安定性を良好にできる。さらに、上記構成によれば、電気的な制御によらず、機械的に減衰特性を切り換えられるので、緩衝器Ｄを安価にできる。

しかし、積載荷重に応じてロッド内通路３０と圧側室Ｒ２とを連通するための構成は、適宜変更できる。例えば、電気的な制御により積載荷重に応じてロッド内通路３０と圧側室Ｒ２を連通してもよい。

また、本実施の形態において、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する減衰通路がピストン２に形成された伸側通路２ａと圧側通路２ｂとを有して構成されている。そして、伸側通路２ａは、ピストン２の下側（圧側室Ｒ２側）に積層された伸側リーフバルブ２０で開閉される。その一方、圧側通路２ｂは、ピストン２の上側（伸側室Ｒ１側）に積層された圧側リーフバルブ２１で開閉されるようになっており、オリフィス形成部材５が圧側リーフバルブ２１のバルブストッパとして機能する。

伸側リーフバルブ２０、及び圧側リーフバルブ２１は、薄い環状板であるので、軸方向に嵩張らない。また、オリフィス形成部材５は、圧側リーフバルブ２１のバルブストッパとして機能するので、バルブストッパをオリフィス形成部材５とは別に設ける必要がない。よって、上記構成によれば、ストローク長の確保がより容易であり、緩衝器Ｄの搭載性を一層良好にできる。

しかし、減衰通路に設けるバルブは、リーフバルブ以外のバルブであってもよく、オリフィス形成部材５とは別に圧側リーフバルブ２１のバルブストッパを設けてもよい。そして、これらに変更は、第一部材５０と第二部材５１の配置、及び積載荷重に応じてロッド内通路３０と圧側室Ｒ２とを連通するための構成によらず可能である。

また、本実施の形態において、凹部５０ｂは、第一部材５０の中心側から外周側へ向けて延びる一以上の径方向凹部５５を含む。そして、径方向凹部５５の深さは、第一部材５０の外周へ向かうに従って浅くなり、径方向凹部５５の幅は、第一部材５０の外周へ向かうに従って狭くなり、当該径方向凹部５５の先端（第一部材５０の外周側端）にオリフィス５２が連なる。

このため、ロッド内通路３０の液体が連通隙間５３をオリフィス５２へ向けて流れやすい。さらに、本実施の形態では、第一部材５０に形成した切欠き５０ｃによりオリフィス５２が形成されるので、オリフィス５２と連通隙間５３を連通するに当たり位置合わせが不要であり、オリフィス形成部材５の組付性が良好である。

しかし、オリフィス５２の形成方法は、適宜変更できる。例えば、第二部材５１の外周部に細い溝状のオリフィス５２を形成するための切欠きを設け、当該切欠きが第一部材の径方向凹部５５の先端と向かい合うように第一部材５０と第二部材５１の周方向の位置合わせをしてもよい。さらに、切欠きに替えて、第一部材５０又は第二部材５１に孔を設け、当該孔によりオリフィスを形成してもよい。

また、図５に示すオリフィス形成部材５Ａのように、第一部材５０と第二部材５１との間に、薄いプレート状の第三部材５６を介装し、当該第三部材５６の外周部にオリフィス５２を形成するための切欠き５６ａを設け、当該切欠き５６ａが第一部材５０の径方向凹部５５の先端と向かい合うように第一部材５０と第三部材５６の周方向の位置合わせをしてもよい。

そして、前述のようなオリフィス５２の変更は、第一部材５０と第二部材５１の配置、積載荷重に応じてロッド内通路３０と圧側室Ｒ２とを連通するための構成、減衰通路に設けるバルブの構成、及び第一部材５０がバルブストッパとして機能するか否かによらず可能である。

さらに、本実施の形態では、先端へ向かうに従って、深く、狭くなる径方向凹部５５が四本設けられ、これらが平面視で十字状に配置されている。このため、径方向凹部５５部分の流路面積を確保しつつ、隣り合う径方向凹部５５，５５の間に形成される接触面５０ｄの面積を広くできる。よって、第一部材５０と第二部材５１の軸方向長さが短くても、これらの強度を確保しやすい。つまり、上記構成によれば、オリフィス形成部材５の軸方向長さを一層短くして、その分ストローク長を長くできるので、ストローク長を一層確保し易い。よって、緩衝器Ｄの搭載性を一層良好にできる。

また、本実施の形態において、凹部５０ｂは、ピストンロッド３との間に環状隙間を形成し、径方向凹部５５に連なる環状凹部５４を含む。このため、ロッド内通路３０と径方向凹部５５の内側が環状凹部５４により形成される筒状隙間を介して連通される。よって、第一部材５０とピストンロッド３の周方向の位置合わせをしなくても、ロッド内通路３０の上側の横孔３ｆを常に全開にできる。よって、バイパス路Ｂ連通時における製品ごとの減衰力のバラツキを抑制できる。

しかし、凹部５０ｂの構成は、適宜変更できる。例えば、径方向凹部５５の深さ及び幅を一定にしてもよい。また、径方向凹部５５の数は適宜変更できるのは勿論、径方向凹部５５を廃し、環状凹部５４の内側とオリフィスを直接連通してもよい。また、凹部５０ｂが径方向凹部５５を有する場合には、環状凹部５４を廃するとしてもよい。この場合、減衰力のバラツキを抑制する上では、ピストンロッド３の外周に沿って環状溝を形成するか、ピストンロッド３と第一部材５０の周方向の位置合わせをするのが好ましい。

そして、前述のような凹部５０ｂの変更は、第一部材５０と第二部材５１の配置、積載荷重に応じてロッド内通路３０と圧側室Ｒ２とを連通するための構成、減衰通路に設けるバルブの構成、第一部材５０がバルブストッパとして機能するか否か、及びオリフィス５２の構成によらず可能である。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形及び変更が可能である。

Ｄ・・・緩衝器、Ｒ１・・・伸側室、Ｒ２・・・圧側室、１・・・シリンダ、２・・・ピストン、２ａ・・・伸側通路（減衰通路）、２ｂ・・・圧側通路（減衰通路）、３・・・ピストンロッド、５・・・オリフィス形成部材、２０・・・伸側リーフバルブ、２１・・・圧側リーフバルブ、３０・・・ロッド内通路、５０・・・第一部材、５０ｂ・・・凹部、５１・・・第二部材、５２・・・オリフィス、５３・・・連通隙間、５４・・・環状凹部、５５・・・径方向凹部

Claims (4)

1. 車両における車体と車軸との間に介装される緩衝器であって、
   シリンダと、
   前記シリンダ内に軸方向へ移動可能に挿入されるピストンロッドと、
   前記ピストンロッドに連結されて前記シリンダ内を伸側室と圧側室に区画するピストンと、
   前記伸側室と前記圧側室とを連通する減衰通路と、
   前記ピストンロッドに形成されて前記車体への積載荷重に応じて前記圧側室に連通されるロッド内通路と、
   前記ピストンロッドの外周に装着されるとともに前記ピストンの伸側室側に設けられて前記ロッド内通路を前記伸側室へ連通するオリフィスを有するオリフィス形成部材とを備え、
   前記オリフィス形成部材は、前記ピストンロッドとの間に軸方向の一方側へ開口する凹部が形成される第一部材と、前記第一部材に積層されて前記凹部の開口を塞ぐ第二部材とを有し、
   前記ロッド内通路と前記オリフィスは、前記凹部の内側に形成される連通隙間を介して連通されており、
   前記オリフィスは、前記連通隙間と前記伸側室との間の液体の双方向流れを許容する
   ことを特徴とする緩衝器。
2. 前記減衰通路は、前記ピストンに形成された伸側通路と圧側通路とを有して構成されており、
   前記伸側通路は、前記ピストンの圧側室側に積層された伸側リーフバルブで開閉され、
   前記圧側通路は、前記ピストンの伸側室側に積層された圧側リーフバルブで開閉され、
   前記オリフィス形成部材は、前記圧側リーフバルブのバルブストッパとして機能する
   ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
3. 前記凹部は、前記第一部材の中心側から外周側へ向けて延びる一以上の径方向凹部を含み、
   前記径方向凹部の深さは、前記第一部材の外周へ向かうに従って浅くなり、
   前記径方向凹部の幅は、前記第一部材の外周へ向かうに従って狭くなり、
   前記オリフィスは、前記径方向凹部における前記第一部材の外周側端に連なる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝器。
4. 前記凹部は、前記ピストンロッドとの間に環状隙間を形成し、前記径方向凹部に連なる環状凹部を含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の緩衝器。
   

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