JP2022087485A - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

【課題】高速伸縮時における伸圧両側の減衰力の低減を可能とする緩衝器を提供する。【解決手段】本発明における緩衝器Ｄは、シリンダ１と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２と、シリンダ１内に設けられた二つの作動室としての伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、ロッド２の外周に設けられるとともに環状弁座３ｃと環状弁座３ｃの内周に開口して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するポート３ｅとを有するバルブディスク３と、環状であって環状弁座３ｃに離着座してポート３ｅを開閉する弁体４とを備え、弁体４が環状であってポート３ｅに対向して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通する連通孔４１ａを有する第１リーフバルブ４１と、環状であって第１リーフバルブ４１のバルブディスク３側に重ねられており連通孔４１ａを開閉する内開きの第２リーフバルブ４２とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、緩衝器に関する。

緩衝器は、たとえば、車両の車体と車輪との間に介装されて減衰力を発揮して、車体と車輪の振動を抑制する。緩衝器が発揮する減衰力は、減衰バルブによって発揮され、車両における乗り心地を左右する。

このような緩衝器に搭載される減衰バルブは、たとえば、緩衝器内に伸側室と圧側室とを区画するとともに伸側室と圧側室とを連通するポートを備えたバルブディスクと、バルブディスクの前記ポートの外周側に設けられた環状の外周弁座と、前記外周弁座に離着座する環状のリーフバルブと、リーフバルブの反バルブディスク側面の内周を支持する環状の内周弁座とを備えたものがある。

このように構成された減衰バルブでは、伸側室から圧側室へ向かう作動油の流れに対し、内周弁座によって内周が支持されたリーフバルブが外周側を撓ませて外周弁座から離座して作動油の流れを許容し、圧側室から伸側室へ向かう作動油の流れに対し、外周弁座によって外周が支持されたリーフバルブが内周側を撓ませて内周弁座から離座して作動油の流れを許容する。

つまり、この緩衝器は、リーフバルブが内外両開きに設定されており、一つのリーフバルブで伸側と圧側の減衰力を発揮できる。

特開２００４－２２５８３４号公報

このように、従来の緩衝器では、一つのリーフバルブで伸側と圧側の減衰力を発揮できるが、ポートを通過する流量が多くなる緩衝器の高速伸縮時における減衰力を低く設定したい場合、内周弁座と外周弁座との間の径方向距離を長くしてリーフバルブの撓み剛性を低くすることが考えられる。ところが、このようにリーフバルブの撓み剛性を低くすると、作動油がリーフバルブの外周を通過する場合の減衰力を低減できるものの、リーフバルブの内周径が小径化されるため内周側が撓んでポートを開放する際の流路面積が小さくなり、作動油がリーフバルブの内周を通過する際の減衰力が大きくなってしまう。

よって、従来の減衰バルブでは、作動油がポートを一方から他方へ流れる際の減衰力と、作動油がポートを他方から一方へ流れる際の減衰力の両方を低くしたくともできないという問題があった。

そこで、本発明は、高速伸縮時における伸圧両側の減衰力の低減を可能とする緩衝器の提供を目的としている。

前記した課題を解決するために、本発明の緩衝器は、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドと、シリンダ内に設けられた二つの作動室と、ロッドの外周に設けられるとともに環状弁座と環状弁座の内周に開口して二つの作動室とを連通するポートとを有するバルブディスクと、環状であって環状弁座に離着座してポートを開閉する弁体とを備え、弁体が環状であってポートに対向して二つの作動室を連通する連通孔を有する第１リーフバルブと、環状であって第１リーフバルブのバルブディスク側に重ねられており連通孔を開閉する内開きの第２リーフバルブとを備えている。このように構成された緩衝器によれば、第１リーフバルブでポートを開放して弁体の外周を液体が通過する際の減衰力を低減することによって、第２リーフバルブを開いて液体が通過する際の減衰力が大きくなるようなことはなく、個別に設定できるので、伸圧両側の減衰力の低減が可能となる。

また、緩衝器は、環状であって第１リーフバルブの反バルブディスク側に配置され、外径が第１リーフバルブの内径よりも大きく、かつ、第２リーフバルブの内径よりも小さな間座を備えていてもよい。このように構成された緩衝器によれば、弁体がポート側から圧力を受ける際に第１リーフバルブのみを撓ませて、第２リーフバルブを撓ませずに済むので、緩衝器の高速で伸長する際或いは高速で収縮する際の減衰力をより一層低減できる。

さらに、緩衝器は、環状であって第１リーフバルブのバルブディスク側に配置され、外径が第１リーフバルブの内径よりも大きく、かつ、第２リーフバルブの内径よりも小さな支持座を備え、間座と支持座との間に第１リーフバルブの内周が挿入される構造を採用してもよい。このように構成された緩衝器によれば、弁体の反バルブディスク側からポートへ向かう液体の流れに対して第２リーフバルブのみが抵抗を与えることになり、液体が弁体の反バルブディスク側からポートへ向かう際の減衰力の設定が容易となるとともに狙い通りの減衰力を発揮できる。

また、緩衝器は、第１リーフバルブの内側に嵌合する環状のシムを備えていてもよく、このようにシムを備えた緩衝器によれば、液体が弁体と環状弁座との間を通過する際に発生する減衰力を容易に調整できる。

さらに、緩衝器は、第２リーフバルブの外周が第１リーフバルブに溶接によって接合されていてもよく、このように構成された緩衝器によれば、第２リーフバルブを第１リーフバルブに一体化して内開きのリーフバルブに設定でき、弁体のロッドへの組付性も向上する。

さらに、緩衝器は、ロッドの外周に固定されるとともに二つの作動室を連通するメインポートを有してシリンダの内周に摺接するピストンと、ロッドの外周に装着されてメインポートを開閉するメインリーバルブを備え、バルブディスクがシリンダの内周に摺接するとともにバルブディスクにおけるポートがメインポートを介して二つの作動室を連通してもよい。このように構成された緩衝器によれば、高速で伸縮する際に弁体の液体の流れに与える抵抗を低減できるので、高速伸縮時に発生する減衰力に対して弁体が与える影響を少なくでき、メインリーフバルブにより設定された減衰力を発揮できる。したがって、高速伸縮時の減衰力の特性が弁体の特性に引きずられることがなくなって、緩衝器の高速伸縮時の減衰力と低速側の減衰力の設定が容易となる。

以上より、本発明の緩衝器によれば、高速伸縮時における伸圧両側の減衰力の低減が可能となる。

一実施の形態における緩衝器の縦断面図である。 一実施の形態における緩衝器のピストン部分の拡大断面図である。 一実施の形態の第一変形例における緩衝器のピストン部分の拡大断面図である。 一実施の形態の第二変形例における緩衝器のピストン部分の拡大断面図である。

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緩衝器Ｄは、シリンダ１と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２と、シリンダ１内に設けられた二つの作動室としての伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、ロッド２の外周に設けられるとともに環状弁座３ｃと環状弁座３ｃの内周に開口して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するポート３ｅとを有するバルブディスク３と、環状であって環状弁座３ｃに離着座してポート３ｅを開閉する弁体４とを備えている。そして、この緩衝器Ｄの場合、図示しない車両における車体と車軸との間に介装されて使用され、車体および車輪の振動を抑制する。

以下、緩衝器Ｄの各部について詳細に説明する。図１に示すように、シリンダ１の上端には、環状のロッドガイド２０が装着されており、シリンダ１の下端はキャップ２１で閉塞されている。そして、シリンダ１内には、先端にピストン５とバルブディスク３とが装着されたロッド２が移動自在に挿入されている。

ロッド２は、ロッドガイド内に摺動自在に挿通されてシリンダ１内に挿入されており、ロッドガイド２０によって軸方向への移動が案内される。また、シリンダ１内は、ピストン５およびバルブディスク３とによって、作動油等の液体が充填される伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画されている。なお、液体は、作動油以外にも、たとえば、水、水溶液といった液体の使用もできる。

なお、シリンダ１内であって圧側室Ｒ２よりも下方には、シリンダ１内に摺動自在に挿入されるフリーピストン６によって気室Ｇが区画されている。そして、気室Ｇは、シリンダ１に対してロッド２が軸方向に変位すると、シリンダ１内のロッド２の体積変化に応じてフリーピストン６がシリンダ１に対して軸方向へ変位して拡縮され、この気室Ｇの容積変化によりシリンダ１内に出入りするロッド２の体積補償がなされる。このように緩衝器Ｄは、所謂単筒型の緩衝器とされているが、シリンダ１外にリザーバを備える復筒型の緩衝器として構成されてもよい。

戻って、ロッド２は、その図１中下端となる先端に設けた小径部２ａと、小径部２ａの先端の外周に設けた螺子部２ｂと、小径部２ａを設けたことにより形成される段部２ｃとを備えており、小径部２ａの外周に環状のピストン５とバルブディスク３とが装着されている。

ピストン５は、環状であって、小径部２ａの外周に固定されており、外周がシリンダ１の内周に摺接している。また、ピストン５は、メインポートとしての圧側メインポート５ａおよび伸側メインポート５ｂを備えている。バルブディスク３は、外周がシリンダ１の内周に摺接しており、ポート３ｅを備えている。そして、ピストン５とバルブディスク３は、協同してシリンダ１内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とに区画しており、ピストン５とバルブディスク３との間には中間室Ｒ３が形成されている、この中間室Ｒ３は、ピストン５に設けられた圧側メインポート５ａおよび伸側メインポート５ｂによって圧側室Ｒ２に連通され、バルブディスク３に設けられたポート３ｅによって伸側室Ｒ１に連通される。よって、圧側メインポート５ａ、伸側メインポート５ｂ、中間室Ｒ３およびポート３ｅは、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通する通路を形成している。

そして、ロッド２における小径部２ａの外周には、図１および図２に示すように、バルブストッパ７、間座８、シム９、シム９の外周に嵌合する弁体４、支持座１０、バルブディスク３、スペーサ１１、メインリーフバルブとしての圧側メインリーフバルブ１２、ピストン５、メインリーフバルブとしての伸側メインリーフバルブ１３およびバルブストッパ１４が順に嵌合される。そして、これらバルブストッパ７、間座８、シム９、シム９の外周に配置される環状の弁体４、支持座１０、バルブディスク３、スペーサ１１、メインリーフバルブとしての圧側メインリーフバルブ１２、ピストン５、メインリーフバルブとしての伸側メインリーフバルブ１３およびバルブストッパ１４は、ロッド２の段部２ｃと螺子部２ｂに螺着されるナット１５とによって挟持されて固定される。

バルブディスク３は、本実施の形態では、環状の本体部３ａと、本体部３ａの外周に設けられてシリンダ１の内周に摺接する摺接筒３ｂと、本体部３ａの図２中上端となる伸側室Ｒ１側端に設けられた環状弁座３ｃと、本体部３ａの伸側室Ｒ１側端の環状弁座３ｃの内周側に設けられた環状窓３ｄと、本体部３ａの同一円周上に設けられて本体部３ａを軸方向に貫いて環状窓３ｄに連通する複数のポート３ｅとを備えている。ポート３ｅは、伸側室Ｒ１と中間室Ｒ３に臨んでおり、圧側室Ｒ２と中間室Ｒ３とを連通するピストン５に設けられた圧側メインポート５ａおよび伸側メインポート５ｂを介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通している。

バルブディスク３の本体部３ａの伸側室Ｒ１側端の環状窓３ｄの内周面には、環状の支持座１０が積層され、支持座１０の図２中上方には、シム９および間座８が順に積層されている。間座８、シム９および支持座１０は、ともに内径が同一の円環状とされている。また、シム９の外径は、間座８および支持座１０の外形よりも小径とされており、シム９の外周であって間座８と支持座１０との間に弁体４の内周が挿入される空隙が形成されている。

弁体４は、環状であってポート３ｅに通じる連通孔４１ａを有する第１リーフバルブ４１と、環状であって第１リーフバルブ４１のバルブディスク３側に重ねられており連通孔４１ａを開閉する第２リーフバルブ４２とを備えている。より詳しくは、第１リーフバルブ４１は、円環状であって内周径が間座８および支持座１０の外径よりも小径とされてシム９の外周に嵌合されており、外径が間座８、支持座１０および環状弁座３ｃの外径よりも大径とされている。また、第１リーフバルブ４１の軸方向長さである厚みは、シム９の軸方向長さである厚み以下となっている。第１リーフバルブ４１は、環状窓３ｄに対向してポート３ｅに通じる複数の連通孔４１ａを備えている。なお、連通孔４１ａは、本実施の形態では、第１リーフバルブ４１の同一円周上に設けられた複数の丸孔で形成されているが、１つまたは複数の円弧状孔で形成されてもよい。また、第１リーフバルブ４１はポート３ｅを開閉できればよいので、第１リーフバルブ４１の外径は、間座８および支持座１０の外径より大きく、かつ、環状弁座３ｃの内径よりも大径であればよい。

第２リーフバルブ４２は、円環状であって、間座８および支持座１０の外径よりも大径な内径を持つとともに、第１リーフバルブ４１の外径と同一径の外径を持つ。そして、第２リーフバルブ４２は、第１リーフバルブ４１の図２中バルブディスク３側となる下端に重ねられると、連通孔４１ａに対向して連通孔４１ａを閉塞する。第２リーフバルブ４２は、外周が第１リーフバルブ４１の連通孔４１ａよりも外周に対して溶接によって第１リーフバルブ４１に接合されており、内周側の撓みが許容される内開きのリーフバルブとされている。

なお、バルブディスク３の本体部３ａに環状窓３ｄが設けられており、第２リーフバルブ４２が撓んだ際に第２リーフバルブ４２の内周が本体部３ａに干渉しないよう配慮されている。よって、環状窓３ｄの深さや幅は、第２リーフバルブ４２の外周が環状弁座３ｃに当接した状態で第２リーフバルブ４２の内周が最大限撓んだ場合に第２リーフバルブ４２内周とバルブディスク３とが干渉しないように設定されればよい。なお、逆に第２リーフバルブ４２の最大撓み量を所定量に規制したい場合には、第２リーフバルブ４２が所定量撓んだ際にバルブディスク３によって支承されるよう、環状窓３ｄの深さや形状を設定すればよい。

また、第２リーフバルブ４２の外周が第１リーフバルブ４１に溶接されるので、第２リーフバルブ４２を第１リーフバルブ４１に一体化して内開きのリーフバルブに設定でき、弁体４をロッド２への組付が簡単となるので組付性も向上する。

弁体４は、前述したように構成され、第１リーフバルブ４１がシム９の外周に嵌合しつつ、第１リーフバルブ４１の内周側が間座８および支持座１０に対向した状態で、ロッド２およびバルブディスク３に組み付けられる。そして、弁体４に何ら圧力が作用しない状態では、第２リーフバルブ４２が環状弁座３ｃに着座するとともに連通孔４１ａを閉塞するので、ポート３ｅと伸側室Ｒ１との連通が断たれる。間座８のバルブディスク３側端となる図２中下端と環状弁座３ｃの図２中上端との軸方向距離は、第１リーフバルブ４１と第２リーフバルブ４２のトータルの軸方向長さよりも短く設定されている。そのため、弁体４は、第１リーフバルブ４１が撓んだ状態で、図２中上端の内周が間座８によって支持されるとともに弁体４の図２中下端の外周が環状弁座３ｃによって支持される。したがって、弁体４における第１リーフバルブ４１には、初期撓みが与えられている。シム９の軸方向長さの設定によって間座８の下端の位置を調整できるので、シム９の軸方向長さの設定によって第１リーフバルブ４１に与える初期撓み量を調整できる。つまり、シム９の軸方向長さの設定によって弁体４の開弁圧を大小調整可能である。

伸側室Ｒ１の圧力が中間室Ｒ３の圧力よりも高くなると、第１リーフバルブ４１の内周が支持座１０に向けて押圧されて支持座１０に密着するとともに、第２リーフバルブの外周が環状弁座３ｃに向けた押圧されて環状弁座３ｃに密着する。また、連通孔４１ａを介して伸側室Ｒ１の圧力が第２リーフバルブ４２の連通孔４１ａに対向する面に作用するため、伸側室Ｒ１の圧力が中間室Ｒ３の圧力より高くなって両者の圧力差が第２リーフバルブ４２の開弁圧に達すると、第２リーフバルブ４２は、撓んで連通孔４１ａを開放してポート３ｅと伸側室Ｒ１とを連通させる。よって、弁体４は、伸側室Ｒ１の圧力と中間室Ｒ３の圧力の差圧が第２リーフバルブ４２の開弁圧に達すると、連通孔４１ａを開放して伸側室Ｒ１から中間室Ｒ３へ向かう液体の流れを許容しつつ当該液体の流れに抵抗を与える。なお、連通孔４１ａの全部の流路面積は、撓んだ第２リーフバルブ４２と第１リーフバルブ４１との間の環状隙間でなる流路面積より十分に大きく、液体が第２リーフバルブ４２を通過する際の減衰力に連通孔４１ａが影響を与えないよう配慮されている。

反対に、中間室Ｒ３の圧力が伸側室Ｒ１内の圧力よりも高い場合、第２リーフバルブ４２は第１リーフバルブ４１のバルブディスク３側面に密着して連通孔４１ａとポート３ｅの連通を断つ。そして、中間室Ｒ３の圧力と伸側室Ｒ１の圧力の差圧が弁体４の開弁圧に達すると、第１リーフバルブ４１は、撓んで第２リーフバルブ４２を環状弁座３ｃから離間させてポート３ｅを開放し、中間室Ｒ３と伸側室Ｒ１とを連通させる。よって、弁体４は、中間室Ｒ３の圧力と伸側室Ｒ１の圧力の差圧が弁体４の開弁圧に達すると、環状弁座３ｃから離座してポート３ｅを開放して中間室Ｒ３から伸側室Ｒ１へ向かう液体の流れを許容しつつ当該液体の流れに抵抗を与える。

つづいて、圧側メインリーフバルブ１２は、複数の環状板を積層して構成された積層リーフバルブとされており、ピストン５の図２中上端に重ねられて圧側メインポート５ａの出口端を開閉する。圧側メインリーフバルブ１２のピストン５に対面する環状板の外周には切欠で形成されるオリフィス１２ａが設けられている。そして、圧側メインリーフバルブ１２は、内外周ともにピストン５に当接した状態では、圧側室Ｒ２と中間室Ｒ３とをオリフィス１２ａのみで連通させる一方、圧側メインポート５ａを通じて受ける圧側室Ｒ２の圧力が中間室Ｒ３の圧力よりも高くなり、両者の差圧が開弁圧に達すると外周側を撓ませて圧側メインポート５ａを開放する。

伸側メインリーフバルブ１３は、複数の環状板を積層して構成された積層リーフバルブとされており、ピストン５の図２中下端に重ねられて伸側メインポート５ｂの出口端を開閉する。伸側メインリーフバルブ１３のピストン５に対面する環状板の外周には切欠で形成されるオリフィス１３ａが設けられている。そして、伸側メインリーフバルブ１３は、内外周ともにピストン５に当接した状態では、中間室Ｒ３と圧側室Ｒ２をオリフィス１３ａのみで連通させる一方、伸側メインポート５ｂを通じて中間室Ｒ３の圧力が圧側室Ｒ２の圧力よりも高くなり、両者の差圧が開弁圧に達すると撓んで伸側メインポート５ｂを開放する。

緩衝器Ｄは、以上のように構成され、以下に、緩衝器Ｄの作動について説明する。まず、シリンダ１に対してロッド２が図１中上方へ移動して緩衝器Ｄが伸長作動する場合の作動について説明する。緩衝器Ｄが伸長作動すると、ピストン５およびバルブディスク３がシリンダ１に対して図１中上方へ移動するので、伸側室Ｒ１が圧縮され圧側室Ｒ２が拡大される。

すると、伸側室Ｒ１内の液体は、圧側室Ｒ２へ移動する。緩衝器Ｄの伸長速度が微低速であって、伸側メインリーフバルブ１３が開弁しない状態では、第１リーフバルブ４１が伸側室Ｒ１の圧力を受けて支持座１０と環状弁座３ｃに密着するが、第２リーフバルブ４２に連通孔４１ａを介して伸側室Ｒ１の圧力が作用して、第２リーフバルブ４２の内周が撓んで第１リーフバルブ４１から離間し連通孔４１ａを開放する。

よって、伸側室Ｒ１の液体は、連通孔４１ａおよびポート３ｅを通過し中間室Ｒ３を経て、圧側および伸側のメインポート５ａ，５ｂおよびオリフィス１２ａ，１３ａを通過して圧側室Ｒ２へ移動する。このように、伸長作動時であって緩衝器Ｄの伸長速度が微低速域にある場合、オリフィス１２ａ，１３ａを通過する流量がごく少量であるので、液体がオリフィス１２ａ，１３ａを通過する際に生じる圧力損失よりも第２リーフバルブ４２を通過する際に生じる圧力損失の方が大きい。よって、緩衝器Ｄは、微低速域で伸長する場合、主として第２リーフバルブ４２によって減衰力を発揮する。

また、緩衝器Ｄの伸長速度が低速域になると、伸側メインリーフバルブ１３は開弁しないが、オリフィス１２ａ，１３ａにおける圧力損失が大きくなるので、緩衝器Ｄは、第２リーフバルブ４２およびオリフィス１２ａ，１３ａによって減衰力を発揮する。

さらに、この伸長作動時において緩衝器Ｄの伸長速度が高速になると、伸側メインリーフバルブ１３が撓んで開弁して伸側メインポート５ｂが大きく開放され、緩衝器Ｄは、主として第２リーフバルブ４２および伸側メインリーフバルブ１３によって減衰力を発揮する。

つづいて、シリンダ１に対してロッド２が図１中下方へ移動して緩衝器Ｄが収縮作動する場合の作動について説明する。緩衝器Ｄが収縮作動すると、ピストン５およびバルブディスク３がシリンダ１に対して図１中下方へ移動するので、圧側室Ｒ２が圧縮され伸側室Ｒ１が拡大される。

すると、圧側室Ｒ２内の液体は、伸側室Ｒ１へ移動する。緩衝器Ｄの収縮速度が微低速であって、圧側メインリーフバルブ１２が開弁しない状態では、第１リーフバルブ４１が圧側室Ｒ２の圧力を受けて撓んで第２リーフバルブ４２が環状弁座３ｃから離座して、弁体４と環状弁座３ｃとの間に環状隙間が形成されてポート３ｅが開放される。

よって、圧側室Ｒ２の液体は、圧側および伸側のメインポート５ａ，５ｂ、オリフィス１２ａ，１３ａおよび中間室Ｒ３を経て、第１リーフバルブ４１の外周を撓ませてポート３ｅを通過して伸側室Ｒ１へ移動する。このように、収縮作動時であって緩衝器Ｄの収縮速度が微低速域にある場合、オリフィス１２ａ，１３ａを通過する流量がごく少量であるので、液体がオリフィス１２ａ，１３ａを通過する際に生じる圧力損失よりも弁体４を通過する際に生じる圧力損失の方が大きい。この場合、弁体４の外周と環状弁座３ｃとの間の環状隙間の大きさで液体が弁体４を通過する際の圧力損失が決まるが、環状隙間の大きさは第１リーフバルブ４１の撓み剛性と初期撓み量によって決まる。よって、緩衝器Ｄは、微低速域で収縮する場合、主として第１リーフバルブ４１の撓み剛性と初期撓み量に依存した減衰力を発揮する。

また、緩衝器Ｄの収縮速度が低速域になると、圧側メインリーフバルブ１２は開弁しないが、オリフィス１２ａ，１３ａにおける圧力損失が大きくなるので、緩衝器Ｄは、弁体４およびオリフィス１２ａ，１３ａによって減衰力を発揮する。

さらに、この収縮作動時において緩衝器Ｄの収縮速度が高速になると、圧側メインリーフバルブ１２が撓んで開弁して圧側メインポート５ａが大きく開放され、緩衝器Ｄは、主として弁体４および圧側メインリーフバルブ１２によって減衰力を発揮する。

なお、このように本実施の形態の緩衝器Ｄでは、主として弁体４で減衰力を発生する速度域を微低速とし、主としてオリフィス１２ａ，１３ａで減衰力を発生する速度域を低速とし、主として圧側メインリーフバルブ１２或いは伸側メインリーフバルブ１３で減衰力を発生する速度域を高速としている。なお、微低速、低速および高速の区分する速度については設計者が任意に設定できる。また、オリフィス１２ａ，１３ａのいずれか一方は省略でき、さらに、オリフィス１２ａ，１３ａは、伸側メインリーフバルブ１３および圧側メインリーフバルブ１２にではなく、ピストン５に設けられてもよい。

前述したように、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、液体が伸側室Ｒ１から圧側室Ｒ２へ向かう場合、第２リーフバルブ４２が連通孔４１ａを開放し、液体が圧側室Ｒ２から伸側室Ｒ１へ向かう場合、第１リーフバルブ４１が撓んでポート３ｅを開放する。ここで、第１リーフバルブ４１でポート３ｅを開放して弁体４の外周を液体が通過する際の減衰力を低減したい場合、第１リーフバルブ４１の撓みの支点となる間座８の外径を可能な限り小径化し、環状弁座３ｃの内径を可能な限り大径化して第１リーフバルブの撓み量に対する環状弁座３ｃと第２リーフバルブ４２との間の環状隙間の大きさを大きくすればよい。環状隙間の大きさは、環状隙間の直径が大きくなるほど、また、第１リーフバルブ４１の撓み剛性が低くなるほど、大きくなる。よって、第１リーフバルブ４１の撓みの支点となる間座８の外径を可能な限り小径化し、環状弁座３ｃの内径を可能な限り大径化すると、緩衝器Ｄが高速で収縮して第１リーフバルブ４１が撓んだ際に弁体４と環状弁座３ｃとの間に形成される環状隙間が大きくなるため、弁体４が液体の流れに与える抵抗を圧側メインリーフバルブ１２に比較して極小さくすることができる。

そして、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、液体が反対側に流れて第２リーフバルブ４２を撓ませて連通孔４１ａを通過する際の減衰力の大きさは、第１リーフバルブ４１の撓み剛性には関係せず、第２リーフバルブ４２の内周が撓んだ際の第２リーフバルブ４２の内周と第１リーフバルブ４１との間の環状隙間の大きさに依存する。第２リーフバルブ４２の内周径と撓み剛性は、第１リーフバルブ４１に対して独立に設定できるので、第２リーフバルブ４２を撓ませて連通孔４１ａを通過する際の減衰力は、第１リーフバルブ４１の設定に関係なく別個に設定できる。そして、第２リーフバルブ４２の内周と第１リーフバルブ４１との間の環状隙間の大きさは、この環状隙間の直径が大きくなるほど、また、第２リーフバルブ４２の撓み剛性が低くなるほど、大きくなる。よって、第２リーフバルブ４２の内周径を大きくして、第２リーフバルブ４２の撓み剛性を小さくすると、緩衝器Ｄが高速で収縮して第２リーフバルブ４２が撓んだ際に第２リーフバルブ４２の内周と第１リーフバルブ４１との間に形成される環状隙間が大きくなるため、弁体４が液体の流れに与える抵抗を伸側メインリーフバルブ１３に比較して極小さくすることができる。

このように、第１リーフバルブ４１でポート３ｅを開放して弁体４の外周を液体が通過する際の減衰力を低減したことによって、第２リーフバルブ４２を開いて液体が通過する際の減衰力が大きくなるようなことはなく、連通孔４１ａの位置や第１リーフバルブ４１の外径により多少制限はあるものの第２リーフバルブ４２で発生する減衰力を従来のバルブに比べると自由に設定できる。

このように本実施の形態の緩衝器Ｄは、シリンダ１と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２と、シリンダ１内に設けられた二つの作動室としての伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、ロッド２の外周に設けられるとともに環状弁座３ｃと環状弁座３ｃの内周に開口して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するポート３ｅとを有するバルブディスク３と、環状であって環状弁座３ｃに離着座してポート３ｅを開閉する弁体４とを備え、弁体４が環状であってポート３ｅに対向して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通する連通孔４１ａを有する第１リーフバルブ４１と、環状であって第１リーフバルブ４１のバルブディスク３側に重ねられており連通孔４１ａを開閉する内開きの第２リーフバルブ４２とを備えている。このように構成された緩衝器Ｄによれば、第１リーフバルブ４１でポート３ｅを開放して弁体４の外周を液体が通過する際の減衰力を低減したことによって、第２リーフバルブ４２を開いて液体が通過する際の減衰力が大きくなるようなことはなく、自由に設定できるので、伸圧両側の減衰力の低減が可能となる。以上より、本実施の形態の緩衝器Ｄによれば、弁体４が影響する高速伸縮時における伸圧両側の減衰力を低減できる。

また、このように構成された緩衝器Ｄによれば、ポート３ｅを開放して弁体４の外周を液体が通過する際の減衰力は、第１リーフバルブ４１の撓み剛性と間座８の外径と環状弁座３ｃの外径の設定で調整でき、第２リーフバルブ４２が開いて液体が通過する際の減衰力については第２リーフバルブ４２の内外径差と内径の設定で調整でき、両者は独立して調整できるから伸側の減衰力と圧側の減衰力を独立して設定できる。なお、間座８の外径が第２リーフバルブ４２の内径よりも大径である場合、中間室Ｒ３側の圧力で弁体４が開弁する場合、第１リーフバルブ４１と第２リーフバルブ４２との内周が間座８によって支持されて両者が撓むようになる構造となる。この場合でも、ポート３ｅを開放して弁体４の外周を液体が通過する際の減衰力は、第１リーフバルブ４１および第２リーフバルブ４２の撓み剛性と間座８の外径と環状弁座３ｃの外径の設定で調整でき、第２リーフバルブ４２が開いて液体が通過する際の減衰力については第２リーフバルブ４２の内外径差と内径の設定で調整できるから、伸側の減衰力と圧側の減衰力を個別に設定できる。

また、第１リーフバルブ４１と第２リーフバルブ４２は、ともに単一の環状板で構成されているが、ともに積層される複数枚の環状板で構成されてもよい。第２リーフバルブ４２を複数枚の環状板で構成する場合、これら環状板の外周を溶接して第１リーフバルブ４１の一体化すればよい。

なお、前述した弁体４では、第１リーフバルブ４１と第２リーフバルブ４２の外径が同一であるが、第２リーフバルブ４２の外径を環状弁座３ｃの内径よりも小径に設定して第１リーフバルブ４１に一体に取付けて、第１リーフバルブ４１が環状弁座３ｃに離着座するようにしてもよい。ただし、第１リーフバルブ４１と第２リーフバルブ４２の外径を同一にする方が、第２リーフバルブ４２の内外径差を大きくでき撓み剛性の低減に有利となって減衰力をより低減できる。

また、図３に示した一実施の形態の第１変形例の緩衝器Ｄ１のように、第１リーフバルブ４１の内周側のシム９と支持座１０を廃止して、第１リーフバルブ４１の内周をバルブディスク３と間座８とで挟持して第１リーフバルブ４１の外周側の撓みを許容する構成されてもよい。このように構成されても、第１リーフバルブ４１および第２リーフバルブ４２は前述と同様に作動して緩衝器Ｄ１の高速伸縮時における減衰力を低減できるとともに、伸側の減衰力と圧側の減衰力を別個独立に設定できる。

また、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、環状であって第１リーフバルブ４１の反バルブディスク側に配置され、外径が第１リーフバルブ４１の内径よりも大きく、かつ、第２リーフバルブ４２の内径よりも小さな間座８を備えている。このように構成された緩衝器Ｄでは、間座８の外径が第１リーフバルブ４１の内径よりも大きく、かつ、第２リーフバルブ４２の内径よりも小さいので、弁体４がポート３ｅ側から圧力を受ける際に、間座８が第１リーフバルブ４１のみの内周を支持して第１リーフバルブ４１のみを撓ませ、第２リーフバルブ４２を撓ませずに済む。間座８の外径が第２リーフバルブ４２の内径よりも大径であると、弁体４と環状弁座３ｃとの間を液体が通過する際に、第１リーフバルブ４１のみならず第２リーフバルブ４２も撓むために弁体４の全体の撓み剛性が大きくなるが、前述のように構成された本実施の形態の緩衝器Ｄにおける弁体４は、環状弁座３ｃから離間する際に第１リーフバルブ４１のみを撓ませて開弁できるので、緩衝器Ｄの高速収縮時の減衰力をより一層低減できる。図２の配置からバルブディスク３と弁体４を天地逆にして取付ければ、緩衝器Ｄの高速伸長時の減衰力をより一層低減できる。なお、第２リーフバルブ４２の内径よりも間座８の外径を大きくする場合、弁体４が環状弁座３ｃから離間する際に第１リーフバルブ４１と第２リーフバルブ４２との双方を撓ませることができ、この場合、弁体４の撓み剛性を第１リーフバルブ４１と第２リーフバルブ４２との撓み剛性で設定することができる。

さらに、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、環状であって第１リーフバルブ４１のバルブディスク側に配置され、外径が第１リーフバルブ４１の内径よりも大きく、かつ、第２リーフバルブ４２の内径よりも小さな支持座１０を備え、間座８と支持座１０との間に第１リーフバルブ４１の内周が挿入されている。このように構成された緩衝器Ｄでは、第１リーフバルブ４１が反バルブディスク側となる伸側室Ｒ１側から圧力を受けた際に、支持座１０で内周側の撓みが阻止されるので、第１リーフバルブ４１の内周が撓んで第１リーフバルブ４１の内周を液体が通過してポート３ｅへ流れるのを阻止できる。よって、本実施の形態の緩衝器Ｄによれば、弁体４の反バルブディスク側からポート３ｅへ向かう液体の流れに対して第２リーフバルブ４２のみが抵抗を与えることになり、液体が弁体４の反バルブディスク側からポート３ｅへ向かう際の減衰力の設定が容易となるとともに狙い通りの減衰力を発揮できる。

また、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、第１リーフバルブ４１の内側に嵌合する環状のシム９を備えている。このようにシム９を備えた緩衝器Ｄでは、シム９の厚みの変更で、間座８の位置を調整できるので、第１リーフバルブ４１の初期撓み量を調整でき、弁体４がバルブディスク３側から圧力を受けて液体が弁体４と環状弁座３ｃとの間を通過する際に発生する減衰力を容易に調整できる。なお、シム９は、図示したところでは、１枚の環状板であるが、複数枚の環状板を積層して構成されてもよく、その場合、環状板の積層枚数の変更で前記減衰力の調整が可能となる。

さらに、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、第２リーフバルブ４２の外周が第１リーフバルブ４１に溶接によって接合されている。このように構成された緩衝器Ｄでは、第２リーフバルブ４２の外周が第１リーフバルブ４１に溶接されるので、第２リーフバルブ４２を第１リーフバルブ４１に一体化して内開きのリーフバルブに設定できる。また、第１リーフバルブ４１に第２リーフバルブ４２を一体化できるので、弁体４のロッド２への組付性も向上する。

さらに、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、ロッド２の外周に固定されるとともに伸側室（作動室）Ｒ１と圧側室（作動室）Ｒ２とを連通するメインポートとしての圧側メインポート５ａおよび伸側メインポート５ｂを有してシリンダ１の内周に摺接するピストン５と、ロッド２の外周に装着されて圧側メインポート５ａおよび伸側メインポート５ｂを開閉するメインリーバルブとしての圧側メインリーフバルブ１２および伸側メインリーフバルブ１３を備え、バルブディスク３がシリンダ１の内周に摺接するとともにバルブディスク３におけるポート３ｅはメインポート５ａ，５ｂを介して伸側室（作動室）Ｒ１と圧側室（作動室）Ｒ２とを連通している。このように構成された緩衝器Ｄによれば、高速で伸縮する際に弁体４の液体の流れに与える抵抗を低減できるので、高速伸縮時に発生する減衰力に対して弁体４が与える影響を少なくでき、圧側メインリーフバルブ１２および伸側メインリーフバルブ１３により設定された減衰力を発揮できる。したがって、このように構成された緩衝器Ｄによれば、高速伸縮時の減衰力の特性が弁体４の特性に引きずられることがなくなるため、高速伸縮時の減衰力と低速側の減衰力の設定が容易となる。

さらに、本実施の形態の緩衝器Ｄでは、弁体４は、第１リーフバルブ４１と、第２リーフバルブ４２とで構成されており、単一の弁体４で伸縮両側の減衰力を発揮でき、ピストン部の全長を短くでき、その分、緩衝器Ｄのストローク長も確保しやすくなる。

なお、弁体４は、本実施の形態では、バルブディスク３の図２中上方の伸側室Ｒ１側に配置されているが、バルブディスク３の図２中下方の中間室Ｒ３側に配置されてもよい。この場合、バルブディスク３を図２に示したところとは天地逆向きに配置すればよい。

また、図４に示した一実施の第２変形例の緩衝器Ｄ２のように、バルブディスク３のみをピストンとして利用した構成も採用可能である。この例の緩衝器Ｄ２では、緩衝器Ｄのピストン５、伸側メインリーフバルブ１３および圧側メインリーフバルブ１２を省略した構成となっている。この場合、バルブディスク３は、本体部３ａの図４中下端であってポート３ｅよりも外周側から開口して環状弁座３ｃより外周側の摺接筒３ｂの肩に通じるオリフィス通路３ｆを備えている。よって、オリフィス通路３ｆは、ポート３ｅに並列して伸側室Ｒ１と中間室Ｒ３とを連通しており、圧側メインポート５ａおよび伸側メインポート５ｂを介して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通している。

このように構成された緩衝器Ｄ２が伸長作動すると、バルブディスク３がシリンダ１に対して図４中上方へ移動するので、伸側室Ｒ１が圧縮され圧側室Ｒ２が拡大される。

すると、伸側室Ｒ１内の液体は、圧側室Ｒ２へ移動する。緩衝器Ｄ２の伸長速度が低速である場合、第１リーフバルブ４１が伸側室Ｒ１の圧力を受けて支持座１０と環状弁座３ｃに密着するが、第２リーフバルブ４２に連通孔４１ａを介して伸側室Ｒ１の圧力が作用して、第２リーフバルブ４２の内周が撓んで第１リーフバルブ４１から離間し連通孔４１ａを開放する。

よって、伸側室Ｒ１の液体は、連通孔４１ａおよびポート３ｅを通過し圧側室Ｒ２へ移動するとともにポート３ｅに並列されるオリフィス通路３ｆを通過して圧側室Ｒ２へ移動する。このように、伸長作動時であって緩衝器Ｄ２の伸長速度が低速域にある場合、緩衝器Ｄ２は、第２リーフバルブ４２およびオリフィス通路３ｆによって減衰力を発揮する。

さらに、この伸長作動時において緩衝器Ｄの伸長速度が高速になると、オリフィス通路３ｆが通過液体の流れに与える抵抗が非常に大きくなって液体がオリフィス通路３ｆを流れにくくなるため、第２リーフバルブ４２によって減衰力を発揮する。

つづいて、シリンダ１に対してロッド２が図４中下方へ移動して緩衝器Ｄ２が収縮作動する場合の作動について説明する。緩衝器Ｄ２が収縮作動すると、バルブディスク３がシリンダ１に対して図４中下方へ移動するので、圧側室Ｒ２が圧縮され伸側室Ｒ１が拡大される。

すると、圧側室Ｒ２内の液体は、伸側室Ｒ１へ移動する。緩衝器Ｄ２の収縮速度が低速である場合、第１リーフバルブ４１が圧側室Ｒ２の圧力を受けて撓んで第２リーフバルブ４２が環状弁座３ｃから離座して、弁体４と環状弁座３ｃとの間に環状隙間が形成されてポート３ｅが開放される。

よって、圧側室Ｒ２の液体は、第１リーフバルブ４１の外周を撓ませてポート３ｅを通過して伸側室Ｒ１へ移動するとともにポート３ｅに並列されるオリフィス通路３ｆを通過して伸側室Ｒ１へ移動する。このように、収縮作動時であって緩衝器Ｄ２の収縮速度が低速域にある場合、緩衝器Ｄ２は、弁体４およびオリフィス通路３ｆによって減衰力を発揮する。

さらに、この伸長作動時において緩衝器Ｄ２の伸長速度が高速になると、オリフィス通路３ｆが通過液体の流れに与える抵抗が非常に大きくなって液体がオリフィス通路３ｆを流れにくくなるため、弁体４によって減衰力を発揮する。

なお、このように本実施の形態の緩衝器Ｄ２では、主としてオリフィス通路３ｆと弁体４とで減衰力を発生する速度域を低速とし、主として弁体４のみで減衰力を発生する速度域を高速としている。なお、低速および高速の区分する速度については設計者が任意に設定できる。また、オリフィス通路３ｆは省略でき、低速域で緩衝器Ｄ２が伸縮する際にも弁体４で減衰力を発生してもよい。

このように構成された緩衝器Ｄ２もシリンダ１と、シリンダ１内に移動自在に挿入されるロッド２と、シリンダ１内に設けられた二つの作動室としての伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２と、ロッド２の外周に設けられるとともに環状弁座３ｃと環状弁座３ｃの内周に開口して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２とを連通するポート３ｅとを有するバルブディスク３と、環状であって環状弁座３ｃに離着座してポート３ｅを開閉する弁体４とを備え、弁体４が環状であってポート３ｅに対向して伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２を連通する連通孔４１ａを有する第１リーフバルブ４１と、環状であって第１リーフバルブ４１のバルブディスク３側に重ねられており連通孔４１ａを開閉する内開きの第２リーフバルブ４２とを備えている。よって、緩衝器Ｄ２によれば、緩衝器Ｄと同様に、第１リーフバルブ４１でポート３ｅを開放して弁体４の外周を液体が通過する際の減衰力を低減したことによって、第２リーフバルブ４２を開いて液体が通過する際の減衰力が大きくなるようなことはなく、自由に設定できるので、伸圧両側の減衰力の低減が可能となる。以上より、本実施の形態の緩衝器Ｄ２によれば、弁体４が影響する高速伸縮時における伸圧両側の減衰力を低減できる。

なお、緩衝器Ｄ，Ｄ２がシリンダ１の外方にロッド２がシリンダ１に出入りする体積を補償するためにリザーバを備えており、圧側室Ｒ２とリザーバとを仕切るバルブケースとベースバルブを備えている場合、前記したバルブディスク３をバルブケースとして利用し、前記弁体４をベースバルブとして利用する形態も採り得る。このように緩衝器を構成しても本願発明の効果は失われない。

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、および変更が可能である。

１・・・シリンダ、２・・・ロッドと、３・・・バルブディスク、３ｃ・・・環状弁座、３ｅ・・・ポート、４・・・弁体、５・・・ピストン、５ａ・・・圧側メインポート（メインポート）、５ｂ・・・伸側メインポート（メインポート）、８・・・間座、９・・・シム、１０・・・・支持座、１２・・・伸側メインリーフバルブ（メインリーフバルブ）、１３・・・圧側メインリーフバルブ（メインリーフバルブ）、４１・・・第１リーフバルブ、４１ａ・・・連通孔、４２・・・第２リーフバルブ、Ｄ，Ｄ１，Ｄ２・・・緩衝器、Ｒ１・・・伸側室（作動室）、Ｒ２・・・圧側室（作動室）

Claims (6)

1. シリンダと、
   前記シリンダ内に移動自在に挿入されるロッドと、
   前記シリンダ内に設けられた二つの作動室と、
   前記ロッドの外周に設けられるとともに、環状弁座と、前記環状弁座の内周に開口して前記二つの作動室同士を連通するポートとを有するバルブディスクと、
   環状であって前記環状弁座に離着座して前記ポートを開閉する弁体とを備え、
   前記弁体は、
   環状であって前記ポートに通じる連通孔を有する第１リーフバルブと、
   環状であって前記第１リーフバルブの前記バルブディスク側に重ねられており前記連通孔を開閉する内開きの第２リーフバルブとを備えた
   ことを特徴とする緩衝器。
2. 環状であって前記第１リーフバルブの反バルブディスク側に配置され、外径が前記第１リーフバルブの内径よりも大きく、かつ、前記第２リーフバルブの内径よりも小さな間座を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝器。
3. 環状であって前記第１リーフバルブのバルブディスク側に配置され、外径が前記第１リーフバルブの内径よりも大きく、かつ、前記第２リーフバルブの内径よりも小さな支持座を備え、
   前記間座と前記支持座との間に前記第１リーフバルブの内周が挿入されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の緩衝器。
4. 前記第１リーフバルブの内側に嵌合する環状のシムを備えた
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の緩衝器。
5. 前記第２リーフバルブの外周が前記第１リーフバルブに溶接によって接合されている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の緩衝器。
6. 前記ロッドの外周に固定されるとともに前記二つの作動室を連通するメインポートを有して前記シリンダの内周に摺接するピストンと、
   前記ロッドの外周に装着されて前記メインポートを開閉するメインリーフバルブとを備え、
   前記バルブディスクにおける前記ポートは前記メインポートを介して前記二つの作動室を連通する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の緩衝器。

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