JP4564675B2 - 油圧緩衝器のバルブ構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の懸架装置など車体の振動を抑制する油圧緩衝器に関し、特に減衰力発生構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の油圧緩衝器としては、例えば、特開平３−１６３２３４号公報に開示された技術をピストンの上面側に適用した図４に示すようなものが知られている。まず構造の概要を図面に基づいて説明する。油圧緩衝器を車両に取り付けた状態では図４と上下関係が同じであるので、以下、図４の上下関係で油圧緩衝器の部材の位置或いは部位を説明する。
【０００３】
車体と車輪との間に結合部材を介して取付けられる油圧緩衝器は、車体側に取り付けられるピストンロッド１の下端部にピストン５と伸側減衰力を制御するピストンバルブを組み付けそれを摺動自在に収容するとともに、下端部に圧側減衰力を制御するベースバルブを装着したシリンダ２１を、車輪側に取り付けられる外筒２２に収容し、外気を遮断するシール２４とロッドガイド２３とを収容したパッキンケース２５を外筒２２の上部から嵌挿した後、外筒２２の上端部を全周溶接等により密封して形成されている。そして、シリンダ２１と外筒２２の間にはタンク室Ｄが形成される。
【０００４】
作動油の充満したシリンダ２１内をピストンロッド１が上昇する際には、密閉された上部室Ａの作動油は、ピストンロッド１の下端部に組み付けられたピストンバルブを介して下部室Ｂに流出し、この際の通路抵抗が伸側減衰力となる。ピストンロッド１の上昇によって不足するピストンロッド退出体積分の作動油は、シリンダ２１の下端部に組み付けられたベースバルブを介してタンク室Ｄに連なる底部室Ｃより補充される。
【０００５】
つぎに、伸側減衰力を制御するピストンバルブについて説明する。
【０００６】
ピストンロッド１の下端部には上部よりも小径のインロー部１Ａが設けられ、ここにリーフバルブ３からなる逆止弁ＣＶの最大撓みを規制するバルブストッパ２，外周縁が逆止弁ＣＶの撓みの支持径となる環座７，リーフバルブ３，上面がリーフバルブ３に対向するピストン５を順次嵌挿する。
【０００７】
シリンダ２１内を上部室Ａと下部室Ｂに区画し外周にガイド５Ｓを巻着したピストン５には、図２（Ｃ）に示すように、その上面側に開口面積が順に小さくなる複数の上側開口窓５Ｄ〜５Ｇが設けられ、当該各上側開口窓５Ｄ〜５Ｇは外周ポート５Ａを介して下部室Ｂに連通するとともに、各上側開口窓５Ｄ〜５Ｇの間に形成された凹部５Ｋは内周ポート５Ｂを介して円環状の下側開口窓５Ｃに連通している。上側開口窓５Ｄ〜５Ｇには、オリフィス５Ｈが例えば打刻により形成されている。
【０００８】
続いて、下側開口窓５Ｃに対向し外径が順に小さくなるリーフバルブ６Ａ，６Ｂ，６Ｃからなる伸側減衰弁ＰＶ，外周縁が伸側減衰弁ＰＶの撓みの支持径となる環座７，伸側減衰弁ＰＶの最大撓みを規制するバルブストッパ８を順次組み付け、最後にピストンナット９をインロー部１Ａのねじ部に螺着し、締付け工具により締結することによりピストンバルブが構成される。
【０００９】
作動油の充満したシリンダ２１内をピストンロッド１が上昇する所謂伸長工程において、ピストン速度が小さくピストン５の下側開口窓５Ｃと下部室Ｂ間の圧力差が小さい所謂低速域においては、伸側減衰弁ＰＶは下側開口窓５Ｃを覆窓している。このため上部室Ａの圧油は、ピストン５の外側開口窓５Ｄ〜５Ｇを包囲する窓枠に設けられたオリフィス５Ｈを通り、外周ポート５Ａを介して下部室Ｂに流出し、この際の通路抵抗により、ピストン速度のほぼ２乗に比例する低速域の伸側減衰力を発生する。
【００１０】
ピストン速度が増大するのに伴い、オリフィス５Ｈを通過する流量が増えオリフィス５Ｈ前後の圧力差が増大するとともに、内周ポート５Ｂを介して上部室Ａに連通するピストン５の下側開口窓５Ｃと下部室Ｂ間の圧力差も大きくなる。ピストン速度が中速域に近づくにつれ、下側開口窓５Ｃに対向して配設されている伸側減衰弁ＰＶの外周側が、その合成された撓み剛性に打ち勝って、下側開口窓５Ｃの外側シート部から押し開かれ、作動油が下部室Ｂに流出し、この際の通路抵抗と内周ポート５Ｂの通路抵抗とにより中速域以降の伸側減衰力を発生する。
【００１１】
リーフバルブ６Ａ，６Ｂ，６Ｃは外径が順に小さくなつているため、その合成された撓み剛性は、リーフバルブ６Ａの撓みの増加に伴い徐々に増加するので、ピストン速度に対してリニアに立ち上がる減衰力特性を得ることができる。当該リーフバルブ６Ａ，６Ｂ，６Ｃからなる伸側減衰弁ＰＶの撓み剛性と内周ポート５Ｂの通路面積を適当に選択することにより、所要の減衰力特性を得ることができる。
【００１２】
つぎに、圧側減衰力を制御するベースバルブについて説明する。まずガイド１１の軸部１１Ａに、リーフバルブ１３と切欠きリーフバルブ１４からなる吸込み弁ＤＶの最大撓みを規制するバルブストッパ１２，外周縁が吸込み弁ＤＶの撓みの支持部となる環座１７，リーフバルブ１３，当該リーフバルブ１３の下側に重畳され外周に切欠き１４Ａを設けた切欠きリーフバルブ１４，上面が切欠きリーフバルブ１４に対向するバルブケース１５を順次嵌挿する。
【００１３】
シリンダ２１の下端部に嵌着され下部室Ｂと底部室Ｃとを区画するバルブケース１５には、下部室Ｂに連通する円環状の上側開口窓１５Ｄと円環状の下側開口窓１５Ｃとを連通する内周ポート１５Ｂが穿孔されるとともに、底部室Ｃと円環状の外側開口窓１５Ｅとを連通する外周ポート１５Ａが穿孔されている。
【００１４】
続いて、ガイド１１の軸部１１Ａに、上記バルブケース１５の下側開口窓１５Ｃに対向し外径が順に小さくなるリーフバルブ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃからなる圧側減衰弁ＢＶ，更に、外周縁が圧側減衰弁ＢＶの撓みの支持径となる環座１７，圧側減衰弁ＢＶの最大撓みを規制するバルブストッパ１８を順次組み付け、最後に、ガイド１１の軸部１１Ａの下端部を工具により加締めることによりベースバルブが構成される。
【００１５】
作動油の充満したシリンダ２１内をピストンロッド１が下降する所謂収縮工程において、ピストン速度が小さくバルブケース１５の下側開口窓１５Ｃと底部室Ｃ間の圧力差が小さい所謂低速域においては、圧側減衰弁ＢＶは下側開口窓１５Ｃを覆窓している。このためピストン５を介して容積の拡大する上部室Ａに補充される分を除いた下部室Ｂの圧油は、切欠きリーフバルブ１４の切欠き１４Ａ，バルブケース１５の外側開口窓１５Ｅ，外周ポート１５Ａを介して底部室Ｃに流出し、この際の通路抵抗により、ピストン速度のほぼ２乗に比例する低速域の圧側減衰力を発生する。
【００１６】
ここで、ピストン５を介して容積の拡大する上部室Ａに補充される下部室Ｂの圧油は、ピストン速度が小さくピストン５の外側開口窓５Ｅと上部室Ａ間の圧力差が小さい所謂低速域においては、リーフバルブ３からなる逆止弁ＣＶは外側開口窓５Ｅを覆窓している。このため、下部室Ｂの圧油はピストン５の外周ポート５Ａを通り、オリフィス５Ｈを介して上部室Ａに補充される。
【００１７】
ピストン速度が増大するのに伴い、切欠き１４Ａを通過する流量が増え切欠き前後の圧力差が増大するとともに、リーフバルブ１３の通孔１３Ａ，当該通孔１３Ａと連通する切欠きリーフバルブ１４の開口部１４Ｂ，バルブケース１５の上側開口窓１５Ｄ，内周ポート１５Ｂを介して下部室Ｂに連通するバルブケース１５の下側開口窓１５Ｃと、底部室Ｃ間との圧力差も大きくなる。
【００１８】
このため、ピストン速度が中速域に近づくにつれ、下側開口窓１５Ｃに対向して配設されている圧側減衰弁ＢＶの外周側が、その合成された撓み剛性に打ち勝って下側開口窓１５Ｃの外側シート部から押し開かれ、作動油が底部室Ｃに流出し、この際の通路抵抗と内周ポート１５Ｂの通路抵抗とにより中速域以降の圧側減衰力を発生する。
【００１９】
リーフバルブ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは外径が順に小さくなつているため、その合成された撓み剛性は、リーフバルブ１６Ａの撓みの増加に伴い徐々に増加するので、ピストン速度に対してリニアに立ち上がる減衰力特性を得ることができる。当該リーフバルブ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃからなる圧側減衰弁ＢＶの撓み剛性と内周ポート１５Ｂの通路面積を適当に選択することにより、所要の減衰力特性を得ることができる。
【００２０】
ここで、容積の拡大する上部室Ａには、ピストン５の外周ポート５Ａを通り、リーフバルブ３からなる逆止弁ＣＶの合成された撓み剛性に打ち勝って、逆止弁ＣＶが、まず開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄから押し開かれ、ピストン速度が増大するに従って、開口面積の小さくなる上側開口窓５Ｅ，５Ｆ，５Ｇの順に押し開かれて、下部室Ｂから作動油が補充される。
【００２１】
逆に、ピストンロッド１が上昇する際には、底部室Ｃからバルブケース１５の外周ポート１５Ａを通り、リーフバルブ１３と切欠きリーフバルブ１４からなる吸込み弁ＤＶの撓み剛性に打ち勝って、吸込み弁ＤＶが外側開口窓１５Ｅから押し開かれ、ピストンロッド１の退出体積分の作動油が下部室Ｂに補充される。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
油圧緩衝器が収縮行程から伸長行程に切り替わる際には、逆止弁ＣＶは圧力が増大する上部室Ａと下部室Ｂ間の差圧によって速やかに閉弁するので、上部室Ａの圧油は伸側減衰弁ＰＶを介して下部室Ｂに流出し、この際の通路抵抗により伸側減衰力を発生する。一方、底部室Ｃはバルブケースの外周ポート１５Ａを介して外側開口窓１５Ｅに連通しているが、当該外側開口窓１５Ｅには吸込み弁ＤＶが対向しているので、底部室Ｃの作動油は、まず、切欠きリーフバルブ１４の切欠き１４Ａを介して、容積の拡大する下部室Ｂに流入しようとする。
【００２３】
しかし、切欠き１４Ａの通路面積Ｓは、例えば、切欠き巾＝１．５ｍｍ，切欠き数＝４，板厚＝０．１５ｍｍの場合で、Ｓ＝１．５×４×０．１５＝０．９ｍｍ^２程度と小さい。このため、特に底部室Ｃと下部室Ｂ間の差圧が小さいピストン速度の微低速域においては、吸込み弁ＤＶを押し開くことができず下部室Ｂに作動油を十分補充できないため、減衰力の不連続を生じてしまう。
【００２４】
同様に、油圧緩衝器が伸長行程から収縮行程に切り替わる際には、吸込み弁ＤＶは圧力が増大する下部室Ｂと底部室Ｃ間の差圧によって速やかに閉弁するので、下部室Ｂの圧油は圧側減衰弁ＢＶを介して底部室Ｃに流出し、この際の通路抵抗により圧側減衰力を発生する。一方、下部室Ｂは外周ポート５Ａを介してピストンの上側開口窓５Ｄ〜５Ｇに連通しているが、当該上側開口窓には逆止弁ＣＶが対向しているので、下部室Ｂの圧油は、まず、上側開口窓に設けられたオリフィス５Ｈを介して容積の拡大する上部室Ａに流入しようとする。
【００２５】
しかし、オリフィス５Ｈの通路面積Ｓは、例えば、巾＝２ｍｍ，オリフィス数＝４，深さ＝０．１５ｍｍの場合で、Ｓ＝２×４×０．１５＝１．２ｍｍ^２程度と小さい。このため、特に下部室Ｂと上部室Ａ間の差圧が小さいピストン速度の微低速域においては、逆止弁ＣＶを押し開くことができず上部室Ａに作動油を十分補充することができないため、減衰力の不連続を生じてしまう。
【００２６】
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ピストン側の逆止弁と伸側減衰弁又はバルブケース側の吸込み弁と圧側減衰弁を小さな差圧で遅滞なく滑らかに開弁させ、減衰力の不連続に起因する異音の発生を防止することのできる油圧緩衝器を提供することである。
【００２７】
【問題を解決するための手段】
本発明は、シリンダ内に二つの油室を区画するピストン又はバルブケースからなる隔壁部材を設け、隔壁部材には二つの油室を連通するポートと、このポートの出口側開口窓を開閉する逆止弁と伸側減衰弁又は吸込み弁と圧側減衰弁とを設けている油圧緩衝器を前提とする。
【００２８】
課題を解決するため本発明の採った第１の手段は、隔壁部材の上面側に開口面積が異なる複数の上側開口窓を設け、逆止弁又は吸込み弁を、各上側開口窓に対向するリーフバルブと、リーフバルブの背面に重ねたリーフバルブより小径のサブリーフバルブと、サブリーフバルブの背面に重ねたサブリーフバルブより小径の環座とで構成し、上記サブリーフバルブと環座とは中央の取付孔を偏芯させることにより円周方向に沿って剛性を変化させ、開口面積の大きい上側開口窓から開口面積の小さい上側開口窓に対応して、それぞれ剛性の小さい部位から剛性の大きい部位を位置合わせしながらサブリーフバルブと環座とを配置したことである。
【００２９】
つぎに第２の手段は、隔壁部材の上面側に開口面積が異なる複数の上側開口窓を設け、逆止弁又は吸込み弁を、各上側開口窓に対向するリーフバルブと、リーフバルブの背面に重ねられ各上側開口窓に対応する花弁状の支持片を備えたサブリーフバルブと、サブリーフバルブの背面に重ねたサブリーフバルブより小径の環座とで構成し、上記サブリーフバルブは、各支持片の巾と板厚、或いは軸芯から各支持片の外周縁に至る距離を変えることにより各支持片の剛性を変化させるとともに、環座は中央の取付孔を偏芯させることにより円周方向に沿って剛性を変化させ、開口面積の大きい上側開口窓から開口面積の小さい上側開口窓に対応して、それぞれ剛性の小さい部位から剛性の大きい部位を位置合わせしながらサブリーフバルブと環座とを配置したことである。
【００３０】
また第３の手段は、第１および第２の手段において、隔壁部材の下面側に下側開口窓を設け、伸側減衰弁又は圧側減衰弁を、各下側開口窓に対向するリーフバルブと、リーフバルブの背面に重ねたリーフバルブより小径のサブリーフバルブと、サブリーフバルブの背面に重ねたサブリーフバルブより小径の環座とで構成し、上記サブリーフバルブと環座とは中央の取付孔を偏芯させることにより円周方向に沿って剛性を変化させ、それぞれ剛性の小さい部位から剛性の大きい部位を位置合わせしながらサブリーフバルブと環座とを配置したことである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる油圧緩衝器は、図１に示すように、図４の従来技術と同じ基本構造を備え、ピストンロッド１０１がその下端部に装着されたピストン５を介して、シリンダ２１内に移動自在に挿入されるとともに、上部室Ａと下部室Ｂを区画する。また、シリンダ２１の下端部にはバルブケース１１５が嵌着され、同じく下部室Ｂとタンク室Ｄに連通する底部室Ｃを区画している。
【００３２】
本発明は、ピストン５又はバルブケース１１５の上面側に下部室Ｂ又は底部室Ｃに連なり開口面積の異なる複数の上側開口窓５Ｄ〜５Ｇを設けるとともに、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄには逆止弁ＣＶ又は吸込み弁ＤＶの撓み剛性の最も小さい部分を対応させ、開口面積の最も小さい上側開口窓５Ｇには撓み剛性の最も大きい部分を対応できるように位置合わせをして組み付け、逆止弁ＣＶ又は吸込み弁ＤＶを、差圧が小さいピストン速度の微低速域から滑らかに開弁させ、減衰力の不連続に起因する異音の発生を防止する油圧緩衝器の構造に関するものである。
【００３３】
開弁圧力の低減効果は、特にベースバルブ側の吸込み弁ＤＶにおいて顕著であるが、ピストンバルブ側の逆止弁ＣＶについても同様な効果がある。本発明に係わる吸込み弁ＤＶと逆止弁ＣＶとは、部品の内径が異なる程度で構造，作用，効果が類似しているため、まず、本発明をピストンバルブ側に適用した第１実施形態から説明する。
【００３４】
ピストンロッド１０１の下端部には、図１（Ａ）に示すように上部よりも小径のインロー部１０１Ａが設けられ、ここに図２（Ａ）に示すサブリーフバルブ１０３とリーフバルブ１０４からなる逆止弁ＣＶの最大撓みを規制するバルブストッパ１０２，外周縁１０９Ａが逆止弁ＣＶの撓みの支持部となる環座１０９，サブリーフバルブ１０３，リーフバルブ１０４，図２（Ｃ）に示す上面がリーフバルブ１０４に対向するピストン５を、図１（Ｂ）に示すようにインロー部１０１Ａの一部をＤ字状に切除した平坦部１０１Ｂに、各部品の内径側の位置決め用直線部Ｗを位置合わせして順次嵌挿する。
【００３５】
上記環座１０９及びサブリーフバルブ１０３は、図２（Ｄ）にサブリーフバルブで例示するように、双方とも内径の軸芯Ｚからその外周縁１０９Ａ及び１０３Ａに至る距離が、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向するＲｄが最短で、上側開口窓の開口面積が５Ｅ＞５Ｆ＞５Ｇと順に小さくなるに従って、Ｒｅ＜Ｒｆ＜Ｒｇと順に長くなるように形成する。サブリーフバルブ１０３の外周縁１０３Ａは、上記環座１０９の外周縁１０９Ａよりも大きく且つリーフバルブ１０４の外径１０４Ａよりも小さく設定されている。
【００３６】
シリンダ２１内を上部室Ａと下部室Ｂに区画し外周にガイド５Ｓを巻着したピストン５の上面側には、図２（Ｃ）に示すように、開口面積が順に小さくなる複数の上側開口窓５Ｄ〜５Ｇが設けられ、当該各上側開口窓は外周ポート５Ａを介して下部室Ｂに連通するとともに、各上側開口窓の間に形成された凹部５Ｋは、図３（Ａ）に示すように、内周ポート５Ｂを介して円環状の下側開口窓５Ｃに連通している。
【００３７】
続いて、ピストン５の下側開口窓５Ｃに対向し外径１０６Ａが内径と同芯のリーフバルブ１０６と当該リーフバルブ１０６より外周縁１０７Ａ，１０８Ａが順に小さくなるサブリーフバルブ１０７，１０８からなる伸側減衰弁ＰＶ，サブリーフバルブ１０７の外径よりも小さく外周縁１０９Ａが伸側減衰弁ＰＶの撓みの支持部となる環座１０９を、インロー部１０１Ａの一部をＤ字状に切除した平坦部１０１Ｂに、各部品の内径側の位置決め用直線部Ｗを位置合わせして順次嵌挿する。続いて、伸側減衰弁ＰＶの最大撓みを規制するバルブストッパ８を組み付け、最後にピストンナット９をインロー部１０１Ａのねじ部に螺着し、締付け工具により締結することによりピストンバルブが構成される。
【００３８】
ここでサブリーフバルブ１０７及び１０８は、図３（Ｂ）に示すように、内径の軸芯Ｚからその外周縁１０７Ａ及び１０８Ａに至る距離が、例えば、Ｘ側が最短で、反対側のＹ側に向かって徐々に長くなるように形成され、外周縁１０７Ａ及び１０８Ａが上記環座１０９の外周縁１０９Ａよりも大きく且つリーフバルブ１０６の外径１０６Ａよりも順に小さくなるように設定されている。
【００３９】
サブリーフバルブ１０３とリーフバルブ１０４、又は、リーフバルブ１０６とサブリーフバルブ１０７，１０８の基端側を背面から担持する環座１０９の外周縁１０９Ａは、上記各サブリーフバルブの外周縁よりも小さく、内径の軸芯Ｚからその外周縁に至る距離が、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向するＸ側が最短で、開口面積が小さくなるに従って徐々に長くなるように位置合わせして重畳する。
【００４０】
要求される減衰力によっては、図２（Ｂ）に示すように、逆止弁ＣＶ側のサブリーフバルブ１０３を省略してもよいし、サブリーフバルブ１０３又はリーフバルブ１０４を複数枚重畳して使用してもよい。同様に図３（Ｃ）に示すように、、伸側減衰弁ＰＶ側のリーフバルブ１０６に重畳されるサブリーフバルブ１０７，１０８のいずれか１方又は両方ともに省略してもよいし、リーフバルブ１０６又はサブリーフバルブ１０７，１０８を複数枚重畳して使用してもよい。
【００４１】
上記第１実施形態の逆止弁ＣＶ側においては、サブリーフバルブ１０３の外周縁が円形の場合について説明したが、図２（Ｅ）に示す第２実施形態のように、サブリーフバルブ２０３に形成した花弁状の各支持片２０３Ｄ，２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇの基端部２０３Ｈから外周縁にかけての同心円上で測った巾Ｗを、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向するＸ側の２０３Ｄが最小で、開口面積が５Ｅ，５Ｆ，５Ｇと小さくなるに従って、２０３Ｅ，２０３Ｆ，２０３Ｇと段階的に大きくなるように形成してもよい。サブリーフバルブ２０３の撓み剛性は、上記各支持片の巾Ｗと板厚とによって調整することができる。
【００４２】
また、図２（Ｆ）に示す第２実施形態の他の実施例は、サブリーフバルブ３０３の内径の軸芯Ｚから各支持片３０３Ｄ，３０３Ｅ，３０３Ｆ，３０３Ｇの外周縁に至る距離Ｒを、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向するＸ側の３０３Ｄが最小で、開口面積が５Ｅ，５Ｆ，５Ｇと小さくなるに従って、３０３Ｅ，３０３Ｆ，３０３Ｇと段階的に大きくなるように形成したものである。サブリーフバルブ３０３の撓み剛性は、上記各支持片の距離Ｒと板厚とによって調整することができる。
【００４３】
上記サブリーフバルブ２０３，３０３とリーフバルブ１０４の基端側を背面から担持する環座１０９の外周縁１０９Ａは、上記各サブリーフバルブの基端部２０３Ｈ（３０３Ｈ）よりも小さく、内径の軸芯Ｚからその外周縁に至る距離が、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向するＸ側が最短で、開口面積が小さくなるに従って徐々に長くなるように位置合わせして重畳する。
【００４４】
この結果、逆止弁ＣＶの撓み剛性は、いずれの実施形態においても開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向する部分が最小で、開口面積が小さくなるに従って大きくなる一方、伸側減衰弁ＰＶの撓み剛性は、図３（Ｂ）に示すＸ側が最小で、Ｙ側にかけて徐々に大きくなる。
【００４５】
上記花弁状のサブリーフバルブ２０３及び３０３は、図３（Ｂ）に示すリーフバルブ１０６に合せてサイズを小さくすれば、伸側減衰弁ＰＶ側にも使用することができる。この場合は、所要の減衰力に合せてリーフバルブ１０６を何枚か重ねて使用し、その下側にサイズを小さくした花弁状のサブリーフバルブと前記環座１０９とを位置合わせして重畳する。作用及び効果は上述した逆止弁ＣＶ側と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４６】
作動油の充満したシリンダ２１内をピストンロッド１が下降する収縮行程から、ピストンロッド１が上昇する伸長行程に切り替わる際に、ピストン速度が小さくピストン５の下側開口窓５Ｃと下部室Ｂ間の圧力差が小さい微低速域においては、伸側減衰弁ＰＶの撓み剛性はＸ側が最小であるため、上部室Ａに連通する下側開口窓５Ｃの圧油は、当該下側開口窓５Ｃから伸側減衰弁ＰＶのＸ側を小さい差圧で押し開いて下部室Ｂに流出し、この際の通路抵抗により、ピストン速度に対してリニアに立ち上がる低速域の伸側減衰力を発生する。
【００４７】
従来構造の伸側減衰弁は撓み剛性が全周に亘り一様であるため、下側開口窓５Ｃの外側シート部から一気に開弁するのに対して、本発明の伸側減衰弁ＰＶは撓み剛性が最小であるＸ側から徐々に開弁する。伸側減衰弁の外側シート部に対する吸着力は、一気に開弁するよりも徐々に開弁した方が小さいので、この点も開弁圧力を低下させる要因となる。
【００４８】
ピストン速度が増大するのに伴い、内周ポート５Ｂを介して上部室Ａに連通するピストン５の下側開口窓５Ｃと下部室Ｂ間の圧力差も大きくなるので、伸側減衰弁ＰＶは、撓み剛性の小さいＸ側から撓み剛性の大きいＹ側にかけて徐々に且つ連続的に押し開かれる。このため、ピストン速度の低速域から中速域にかけて、ピストン速度に対してリニアに立ち上がる減衰力特性を得ることができる。
【００４９】
リーフバルブ１０６とサブリーフバルブ１０７，１０８からなり、ピストン速度の中速域までの減衰力を制御する伸側減衰弁ＰＶの撓み剛性と、中速域を越える減衰力を制御する内周ポート５Ｂの通路面積とを適当に選択することにより、所要の減衰力特性を得ることができる。
【００５０】
つぎに、ピストンバルブ側の第１実施形態と同様な構造をベースバルブ側に適用したベースバルブ側の第１実施形態について説明する。ピストンバルブに対する主な変更点は、ピストン５及びピストンロッド１０１のインロー部がバルブケース１１５及びガイド１１１に置き換わり、それに伴い各部品の内径が小さくなることである。ベースバルブ側の部品はピストンバルブ側の部品と形状が類似しているので、図２の各図面を流用して（ ）付きで表示する。
【００５１】
まずガイド１１１の軸部１１１Ａに、図２（Ａ）に示すように、外径が内径と同心のリーフバルブ１１４とサブリーフバルブ１１３とからなる吸込み弁ＤＶの撓みの支持部となる環座１１９，サブリーフバルブ１１３，リーフバルブ１１４，図２（Ｃ）に示す上面がリーフバルブ１１４に対向するバルブケース１１５を、図１（Ｂ）に示すように軸部１１１Ａの一部をＤ字状に切除した平坦部１１１Ｂに、各部品の内径側の位置決め用直線部Ｗを位置合わせして順次嵌挿する。
【００５２】
上記環座１１９及びサブリーフバルブ１１３は、図２（Ｄ）にサブリーフバルブで例示するように、双方とも内径の軸芯Ｚからその外周縁１１９Ａ及び１１３Ａに至る距離が、開口面積の最も大きい上側開口窓１１５Ｄに対向するＲｄが最短で、上側開口窓の開口面積が１１５Ｅ＞１１５Ｆ＞１１５Ｇと順に小さくなるに従って、Ｒｅ＜Ｒｆ＜Ｒｇと順に長くなるように形成する。サブリーフバルブ１１３の外周縁１１３Ａは、上記環座１１９の外周縁１１９Ａよりも大きく且つリーフバルブ１１４の外径１１４Ａよりも小さく設定されている。
【００５３】
要求される減衰力によっては、図２（Ｂ）に示すように、逆止弁ＣＶ側のリーフバルブ１１４に重畳されるサブリーフバルブ１１３を省略してもよいし、サブリーフバルブ１１３又はリーフバルブ１１４を複数枚重畳して使用してもよい。
同様に図３（Ｃ）に示すように、伸側減衰弁ＰＶ側のリーフバルブ１１６に重畳されるサブリーフバルブ１１７，１１８のいずれか１方又は両方ともに省略してもよいし、リーフバルブ１１６又はサブリーフバルブ１１７，１１８を複数枚重畳して使用してもよい。
【００５４】
シリンダ２１内を上部室Ａと下部室Ｂに区画するバルブケース１１５には、図２（Ｃ）に示すように、その上面側に開口面積が順に小さくなる複数の上側開口窓１１５Ｄ〜１１５Ｇが設けられ、当該各上側開口窓は外周ポート１１５Ａを介して下部室Ｂに連通するとともに、各上側開口窓の間に形成された凹部１１５Ｋは、図３（Ａ）に示すように、内周ポート１１５Ｂを介して円環状の下側開口窓１１５Ｃに連通している。
【００５５】
続いて、下側開口窓１１５Ｃに対向し外径１１６Ａが内径と同芯のリーフバルブ１１６と当該リーフバルブ１１６より外周縁１１７Ａ，１１８Ａが順に小さくなるサブリーフバルブ１１７，１１８とからなる圧側減衰弁ＢＶ，サブリーフバルブ１１８よりも小さく外周縁１１９Ａが圧側減衰弁ＢＶの撓みの支持部となる環座１１９を、ガイドの軸部１１１Ａの一部をＤ字状に切除した平坦部１１１Ｂに、各部品の内径側の位置決め用直線部Ｗを位置合わせして順次嵌挿する。更に、圧側減衰弁ＢＶの最大撓みを規制するバルブストッパ１８を組み付け、最後にナット１２０を軸部１１１Ａのねじ部に螺着し、締付け工具により締結することによりベースバルブが構成される。
【００５６】
サブリーフバルブ１１３とリーフバルブ１１４からなる吸込み弁ＤＶ、又は、リーフバルブ１１６とサブリーフバルブ１１７，１１８からなる圧側減衰弁ＢＶを背面から担持する環座１１９の外周縁１１９Ａは、上記各リーフバルブの外径よりも小さく、内径の軸芯Ｚからその外周縁に至る距離が、開口面積の最も大きい上側開口窓１１５Ｄに対向するＸ側が最短で、開口面積が小さくなるに従って徐々に長くなるように位置合わせして重畳する。
【００５７】
上記第１実施形態の吸込み弁ＤＶ側においては、サブリーフバルブ１１３の外周縁が円形の場合について説明したが、図２（Ｅ）に示すベースバルブ側の第２実施形態のように、サブリーフバルブ２１３に形成した花弁状の各支持片２１３Ｄ，２１３Ｅ，２１３Ｆ，２１３Ｇの基端部２１３Ｈから外周縁にかけての同心円上で測った巾Ｗを、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向するＸ側の２１３Ｄが最小で、開口面積が１１５Ｅ，１１５Ｆ，１１５Ｇと小さくなるに従って、２１３Ｅ，２１３Ｆ，２１３Ｇと段階的に大きくなるように形成してもよい。サブリーフバルブ２１３の撓み剛性は、上記各支持片の巾Ｗと板厚とによって調整することができる。
【００５８】
また、図２（Ｆ）に示す第２実施形態の他の実施例は、サブリーフバルブ３１３の内径の軸芯Ｚから各支持片３１３Ｄ，３１３Ｅ，３１３Ｆ，３１３Ｇの外周縁に至る距離Ｒを、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向するＸ側の３１３Ｄが最小で、開口面積が１１５Ｅ，１１５Ｆ，１１５Ｇと小さくなるに従って、３１３Ｅ，３１３Ｆ，３１３Ｇと段階的に大きくなるように形成したものである。サブリーフバルブ３１３の撓み剛性は、上記各支持片の距離Ｒと板厚とによって調整することができる。
【００５９】
上記サブリーフバルブ２１３，３１３とリーフバルブ１１４の基端側を背面から担持する環座１１９の外周縁１１９Ａは、上記各サブリーフバルブの基端部２１３Ｈ（３１３Ｈ）よりも小さく、内径の軸芯Ｚからその外周縁に至る距離が、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向するＸ側が最短で、開口面積が小さくなるに従って徐々に長くなるように位置合わせして重畳する。
【００６０】
この結果、吸込み弁ＤＶ又は圧側減衰弁ＢＶの撓み剛性は、いずれの実施形態においても開口面積の最も大きい上側開口窓１１５Ｄに対向するＸ側が最小で、開口面積が小さくなるＹ側にかけて徐々に大きくなる。
【００６１】
上記花弁状のサブリーフバルブ２１３及び３１３は、図３（Ｂ）に示すリーフバルブ１１６に合せてサイズを小さくすれば、圧側減衰弁ＢＶ側にも使用することができる。この場合は、所要の減衰力に合せてリーフバルブ１１６を何枚か重ねて使用し、その下側にサイズを小さくした花弁状のサブリーフバルブと前記環座１１９とを位置合わせして重畳する。作用及び効果は上述した吸込み弁ＤＶ側と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００６２】
ここで、外周縁が内径の軸芯Ｚから偏芯しているピストン又はバルブケース側の環座１０９又は１１９，逆止弁ＣＶ側のサブリーフバルブ１０３，２０３，３０３、又は、吸込み弁ＤＶ側のサブリーフバルブ１１３，２１３，３１３は、ピストン５又はバルブケース１１５に対して周方向の位置合わせをして組み付ける必要がある。
【００６３】
また、伸側減衰弁ＰＶ側の環座１０９とサブリーフバルブ１０７，１０８、又は、圧側減衰弁ＢＶ側の環座１１９とサブリーフバルブ１１７，１１８は、相互に位置合わせして組み付ける必要がある。このため、上記各部品は内径側に位置決め用直線部Ｗを形成する必要があるが、これ以外の部品は外径が内径の軸芯Ｚと同心であり周方向の位置合わせが不要であるので、位置決め用直線部Ｗを形成する必要はない。
【００６４】
油圧緩衝器が伸長行程から収縮行程に切り替わる際に、ピストン速度が小さくバルブケース１１５の下側開口窓１１５Ｃと底部室Ｃ間の圧力差が小さい微低速域においては、上述したように、圧側減衰弁ＢＶの撓み剛性はＸ側が最小である。このため、ピストン５を介して容積の拡大する上部室Ａに補充される分を除いた下部室Ｂの圧油は、下部室Ｂに連通する下側開口窓１１５Ｃから圧側減衰弁ＢＶのＸ側を小さい差圧で押し開いて底部室Ｃに流出し、この際の通路抵抗により、ピストン速度に対してリニアに立ち上がる低速域の圧側減衰力を発生する。
【００６５】
従来構造の圧側減衰弁は撓み剛性が全周に亘り一様であるため、下側開口窓１５Ｃの外側シート部から一気に開弁するのに対して、本発明の圧側減衰弁ＢＶは撓み剛性が最小であるＸ側から徐々に開弁する。圧側減衰弁の外側シート部に対する吸着力は、一気に開弁するよりも徐々に開弁した方が小さいので、この点も開弁圧力を低下させる要因となる。
【００６６】
ピストン速度が増大するのに伴い、内周ポート１１５Ｂを介して下部室Ｂに連通するバルブケース１１５の下側開口窓１１５Ｃと底部室Ｃ間の圧力差も大きくなるので、圧側減衰弁ＢＶは、撓み剛性の小さいＸ側から撓み剛性の大きいＹ側側にかけて徐々に且つ連続的に押し開かれる。このため、ピストン速度の低速域から中速域にかけて、ピストン速度に対してリニアに立ち上がる減衰力特性を得ることができる。
【００６７】
リーフバルブ１１６とサブリーフバルブ１１７，１１８からなり、ピストン速度の中速域までの減衰力を制御する圧側減衰弁ＢＶの撓み剛性と、中速域を越える減衰力を制御する内周ポート１１５Ｂの通路面積とを適当に選択することにより、所要の減衰力特性を得ることができる。
【００６８】
この場合、上側開口窓５Ｄ〜５Ｇに対向している逆止弁ＣＶの撓み剛性は、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄに対向するＸ側が最小になっているので、油圧緩衝器が伸長行程から収縮行程に切り替わる際に、下部室Ｂと上部室Ａ間の差圧の小さいピストン速度の微低速域においては、ピストンの外周ポート５Ａを介して上側開口窓５Ｄ〜５Ｇに連通している下部室Ｂの作動油は、まず、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄを小さい差圧で押し開いて上部室Ａに補給される。
【００６９】
ピストン速度の増大につれて、下部室Ｂと上部室Ａ間の差圧が増加するので、開口面積の最も大きい上側開口窓５Ｄから開口面積の小さい５Ｇにかけて順々に押し開かれ、下部室Ｂの作動油が差圧の小さいピストン速度の微低速域からスムーズに上部室Ａに補充される。このように、下部室Ｂから小さい差圧で上部室Ａに作動油が補充されるため、減衰力の不連続を発生しにくく、減衰力の不連続に起因する異音の発生を防止することができる。
【００７０】
同様に、バルブケース１１５の上側開口窓に対向している吸込み弁ＤＶの撓み剛性は、開口面積の最も大きい上側開口窓１１５Ｄに対向する部分が最小になっているので、油圧緩衝器が収縮行程から伸長行程に切り替わる際に、底部室Ｃと下部室Ｂ間の差圧の小さいピストン速度の低速域においては、バルブケースの外周ポート１１５Ａを介して開口面積が順に小さくなる上側開口窓１１５Ｄ〜１１５Ｇに連通している底部室Ｃの作動油は、まず、開口面積の最も大きい上側開口窓１１５Ｄを小さい差圧で押し開いて下部室Ｂに補給される。
【００７１】
ピストン速度の増大につれて、底部室Ｃと下部室Ｂ間の差圧が増加するので、開口面積の最も大きい上側開口窓１１５Ｄから開口面積の小さい１１５Ｇにかけて順々に押し開かれ、底部室Ｃの作動油が差圧の小さいピストン速度の微低速域からスムーズに下部室Ｂに補充される。このように、底部室Ｃから小さい差圧で下部室Ｂに作動油が補充されるため、減衰力の不連続を発生しにくく、減衰力の不連続に起因する異音の発生を防止することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述した通り本発明に係わるピストンバルブとベースバルブは、いずれの実施形態においても構造，作用，効果が類似しているので、まず、発明の効果を収縮行程から伸長行程に切り替わる場合から説明する。油圧緩衝器が収縮行程から伸長行程に切り替わる際には、バルブケースの外周ポートを介して底部室に連通する上側開口窓に対向している吸込み弁の撓み剛性が、開口面積の最も大きい上側開口窓に対向する部分が最小になっているので、底部室と下部室間の差圧の小さいピストン速度の微低速域においては、底部室の作動油は、まず、開口面積の最も大きい上側開口窓を小さい差圧で押し開いて下部室に補給される。
【００７３】
ピストン速度の増大につれて、底部室と下部室間の差圧が増加するので、開口面積の最も大きい上側開口窓から開口面積の小さい上側開口窓にかけて順々に押し開かれ、底部室の作動油が差圧の小さいピストン速度の微低速域からスムーズに下部室に補充される。このため減衰力の不連続を発生しにくく、減衰力の不連続に起因する異音の発生を防止することができる。
【００７４】
同様に、油圧緩衝器が伸長行程から収縮行程に切り替わる場合には、ピストンの外周ポートを介して下部室に連通する上側開口窓に対向している逆止弁の撓み剛性が、開口面積の最も大きい上側開口窓に対向する部分が最小になっているので、下部室と上部室間の差圧の小さいピストン速度の低速域においては、下部室の作動油は、まず、開口面積の最も大きい上側開口窓を小さい差圧で押し開いて上部室に補給される。
【００７５】
ピストン速度の増大につれて、下部室と上部室間の差圧が増加するので、開口面積の最も大きい上側開口窓から開口面積の小さい上側開口窓にかけて順々に押し開かれ、下部室の作動油が差圧の小さいピストン速度の微低速域からスムーズに上部室に補充される。このため減衰力の不連続を発生しにくく、減衰力の不連続に起因する異音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）本発明の第１実施形態に係わる油圧緩衝器の要部断面図である。
（Ｂ）ピストンロッドのインロー部（ガイドの軸部）の断面図である。
【図２】（Ａ）本発明のピストンバルブ側（ベースバルブ側）の第１実施形態に係わる逆止弁（吸込み弁）を重畳した平面図である。
（Ｂ）上記第１実施形態の他の実施例に係わる逆止弁（吸込み弁）を重畳した平面図である。
（Ｃ）ピストン（バルブケース）の上面図である。
（Ｄ）上記第１実施形態に係わるサブリーフバルブの軸芯から外周縁に至る距離の変化を示す説明図である。
（Ｅ）本発明のピストンバルブ側（ベースバルブ側）の第２実施形態に係わる逆止弁（吸込み弁）を重畳した平面図である。
（Ｆ）上記第２実施形態の他の実施例に係わる逆止弁（吸込み弁）を重畳した平面図である。
【図３】（Ａ）ピストン（バルブケース）の下面図である。
（Ｂ）本発明のピストンバルブ側（ベースバルブ側）の第１実施形態に係わる伸側減衰弁（圧側減衰弁）を重畳した平面図である。
（Ｃ）上記第１実施形態の他の実施例に係わる伸側減衰弁（圧側減衰弁）を重畳した平面図である。
【図４】従来技術に係る油圧緩衝器の縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ 上部室
Ｂ 下部室
Ｃ 底部室
Ｄ タンク室
ＢＶ 圧側減衰弁
ＣＶ 逆止弁
ＤＶ 吸込み弁
ＰＶ 伸側減衰弁
Ｒ 軸芯から各支持片の外周縁に至る距離
Ｗ 各支持片の巾
Ｚ 軸芯
２１ シリンダ
１０１ ピストンロッド
１０３，２０３，３０３ サブリーフバルブ（逆止弁側）
１１３，２１３，３１３ サブリーフバルブ（吸込み弁側）
１０３Ａ，１１３Ａ サブリーフバルブの外周縁（逆止弁側，吸込み弁側）
１０４，１１４ リーフバルブ（逆止弁側，吸込み弁側）
１０６，１１６ リーフバルブ（伸側減衰弁側，圧側減衰弁側）
１０７，１０８ サブリーフバルブ（伸側減衰弁側）
１０７Ａ，１０８Ａ サブリーフバルブの外周縁（伸側減衰弁側）
１０９，１１９ 環座（ピストン側，バルブケース側）
１０９Ａ，１１９Ａ 環座の外周縁（ピストン側，バルブケース側）
１１５ バルブケース
１１７，１１８ サブリーフバルブ（圧側減衰弁側）
１１７Ａ，１１８Ａ サブリーフバルブの外周縁（圧側減衰弁側）
２０３Ｄ〜２０３Ｇ，３０３Ｄ〜３０３Ｇ 支持片（逆止弁側）
２１３Ｄ〜２１３Ｇ，３１３Ｄ〜３１３Ｇ 支持片（吸込み弁側）

Claims (3)

1. シリンダ内に二つの油室を区画するピストン又はバルブケースからなる隔壁部材を設け、隔壁部材には二つの油室を連通するポートと、このポートの出口側開口窓を開閉する逆止弁と伸側減衰弁又は吸込み弁と圧側減衰弁とを設けている油圧緩衝器において、隔壁部材の上面側に開口面積が異なる複数の上側開口窓を設け、逆止弁又は吸込み弁を、各上側開口窓に対向するリーフバルブと、リーフバルブの背面に重ねたリーフバルブより小径のサブリーフバルブと、サブリーフバルブの背面に重ねたサブリーフバルブより小径の環座とで構成し、上記サブリーフバルブと環座とは中央の取付孔を偏芯させることにより円周方向に沿って剛性を変化させ、開口面積の大きい上側開口窓から開口面積の小さい上側開口窓に対応して、それぞれ剛性の小さい部位から剛性の大きい部位を位置合わせしながらサブリーフバルブと環座とを配置したことを特徴とする油圧緩衝器のバルブ構造。
2. シリンダ内に二つの油室を区画するピストン又はバルブケースからなる隔壁部材を設け、隔壁部材には二つの油室を連通するポートと、このポートの出口側開口窓を開閉する逆止弁と伸側減衰弁又は吸込み弁と圧側減衰弁とを設けている油圧緩衝器において、隔壁部材の上面側に開口面積が異なる複数の上側開口窓を設け、逆止弁又は吸込み弁を、各上側開口窓に対向するリーフバルブと、リーフバルブの背面に重ねられ各上側開口窓に対応する花弁状の支持片を備えたサブリーフバルブと、サブリーフバルブの背面に重ねたサブリーフバルブより小径の環座とで構成し、上記サブリーフバルブは、各支持片の巾と板厚、或いは軸芯から各支持片の外周縁に至る距離を変えることにより各支持片の剛性を変化させるとともに、環座は中央の取付孔を偏芯させることにより円周方向に沿って剛性を変化させ、開口面積の大きい上側開口窓から開口面積の小さい上側開口窓に対応して、それぞれ剛性の小さい部位から剛性の大きい部位を位置合わせしながらサブリーフバルブと環座とを配置したことを特徴とする油圧緩衝器のバルブ構造。
3. 隔壁部材の下面側に下側開口窓を設け、伸側減衰弁又は圧側減衰弁を、各下側開口窓に対向するリーフバルブと、リーフバルブの背面に重ねたリーフバルブより小径のサブリーフバルブと、サブリーフバルブの背面に重ねたサブリーフバルブより小径の環座とで構成し、上記サブリーフバルブと環座とは中央の取付孔を偏芯させることにより円周方向に沿って剛性を変化させ、それぞれ剛性の小さい部位から剛性の大きい部位を位置合わせしながらサブリーフバルブと環座とを配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の油圧緩衝器のバルブ構造。

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