JP4729110B2 - 減衰力可変ダンパ - Google Patents

Description

本発明は、車両の懸架装置に用いられ、減衰力を可変させることができる減衰力可変ダンパに関する。

図９は、従来の減衰力可変ダンパにおける減衰力とピストン速度との関係を示すグラフである。
近年、車両の乗り心地を向上させるために、車両ダンパの減衰力特性を調整する機構が望まれている。
従来の車両用ダンパとしては、図９に示すように、シリンダ内を上下動するピストンのピストン速度が微低速の領域で減衰力を大きく変化させて、ピストン速度が低中速の領域で減衰力を小さく変化させる減衰特性を有する減衰力可変ダンパが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この減衰力可変ダンパは、微低速域で伸縮作動している際に、リーフバルブがスプリングを押し縮めることなくその外周部分のみが撓んで作動油が流れ、リーフバルブの開度に応じて減衰力を発生している。このため、図９に示すように、微低速域では、立ち上がりの傾きが大きくなっている。
低中速域以降では、スプリングを押し縮めつつリーフバルブの外周部分の撓みと併せて全体が開くことにより減衰力を発生している。このため、図９に示すように、低中速域以降は、減衰力発生時の立ち上がりの傾きが微低速時よりも小さくなり、減衰力の増加率も低下する減衰力特性となっている。

特開平９−２９１９６１号公報（請求項１及び図１）

図１０は、特許文献１に記載された減衰力可変ダンパの減衰力特性を示すグラフであり、（ａ）はピストン速度と減衰力との関係を示し、（ｂ）は時間と減衰力との関係を示す。
図１０（ａ）に示すように、前記特許文献１に記載の減衰力可変ダンパは、ピストン速度が高くなるとき、ピストンにスプリングを設けない場合と比較して、減衰力を小さくすることによって、乗り心地が悪化するのを抑制している。
しかしながら、特許文献１の減衰力可変ダンパは、図１０（ｂ）に示すように、路面に大きな凹凸がある未整備の道路を走行する場合、大きな凸凹を乗り越えるときに、ピストン速度の増加に比例して減衰力が急激に上昇するため、乗り心地性能を悪化させるという問題点があった。

前記特許文献１の技術では、急激に減衰力が立ち上がる（つまり、大入力時にすぐに大きい減衰力を発生する）ので、ダンパに減衰力の大きさに由来するいわゆる「固さ感」が出てしまうため、乗り心地を悪化させる虞があるという問題点があった。

そこで、本発明は、前記課題を解消すべく発明されたものであり、未整備の道路等の走行中に、路面の大きな凹凸を乗り越える際等に、瞬間的に入る大入力を受けた場合に、減衰力が急激に上昇するのを低減させて、乗り心地を向上させることができる減衰力可変ダンパを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の減衰力可変ダンパの発明は、車両の懸架装置に用いられ減衰力を可変にする減衰力可変ダンパであって、内部を流体で満たしたシリンダと、前記シリンダの一端を貫通するように設けられるピストンロッドと、前記シリンダの内部で前記ピストンロッドに対して相対移動可能に設けられると共に、前記シリンダの内部を第１作動室と第２作動室とに区画する摺動ピストンと、前記摺動ピストンに形成され、前記第１作動室と前記第２作動室との間を連通させる第１連通路と、前記第１連通路を開閉するバルブと、前記ピストンロッドの移動速度に応じて、前記摺動ピストンのピストン変位量を調整するピストン変位量調整手段と、を備え、前記ピストンロッドは、前記第１作動室と前記第２作動室との間を連通させる第２連通路を前記摺動ピストンの径方向内側の当該ピストンロッドの外周部に配置し、前記摺動ピストンは、当該摺動ピストンと前記バルブとを軸方向で挟持すると共に、径方向内側から両者を嵌合し、前記ピストンロッドの外周面を摺動して前記第２連通路を開閉させる摺動部を備え、前記ピストン変位量調整手段は、前記摺動ピストンまたは前記ピストンロッドに支持され、前記摺動ピストンを軸方向に付勢する付勢手段を備え、前記摺動ピストンの摺動状態に応じて前記第２連通路による前記第１作動室と前記第２作動室との間の連通状態を調整すると共に、前記ピストンロッドの移動速度に応じて、前記摺動ピストンが前記付勢手段による付勢力に抗して前記ピストンロッドに対して摺動し、前記第２連通路の前記第１作動室または第２作動室に面している開口部の面積を調整することを特徴とする。

かかる構成によれば、減衰力可変ダンパは、ピストンロッドの移動速度に応じて摺動ピストンのピストン変位量を調整することができるピストン変位量調整手段を備えたことによって、車両が路面の大きな凹凸等を乗り越える際に大きな入力荷重が入った場合に、摺動ピストンのピストン変位量をピストンロッドに対して遅く設定することが可能となる。このため、摺動ピストンが摺動する際に、第１連通路を通過する流体（作動油）の流量を減少させて、減衰力の立ち上がりをなだらかにすることができる。これにより、路面に大きな凹凸がある未整備の道路等を走行する場合に、減衰力が急激に上昇するのを低減させて、乗り心地を向上させることができる。
また、減衰力可変ダンパは、摺動ピストンの摺動状態に応じて第２連通路による第１作動室と第２作動室との間の連通状態を調整するピストン変位量調整手段を備えたことによって、車両が路面の大きな凹凸等を乗り越える際の大きな入力荷重が入った場合に、摺動ピストンが摺動して第２連通路が開放されるように調整することが可能となる。これにより、立ち上がった後の減衰力の大きさを低減させて、車両の乗り心地を向上させることができる。
また、ピストン変位量調整手段は、摺動ピストンまたはピストンロッドに支持され、摺動ピストンを軸方向に付勢する付勢手段を備えている。このため、外部からの入力荷重でピストンロッドが加速度を持って移動すると、摺動ピストンが今までの位置に留まろうとするので、その加速度に応じて付勢手段が伸縮する。その結果、付勢手段の伸縮量に応じて、摺動ピストンとピストンロッドとの位置関係、さらには、摺動ピストンと開口部との位置関係が定まり、第２連通路の第１作動室または第２作動室に面している開口部の面積を調整することができる。このため、減衰力可変ダンパの減衰力の変位をなだらかにして固さ感がでるのを抑制させることができ、快適な乗り心地にすることができる。
また、減衰力可変ダンパは、摺動ピストンとバルブとを組み付けた状態で、両者を一度にピストンロッドに組み付けることができるので、組付工数を削減して、組み付け性を向上させることができる。
また、摺動ピストンは、摺動部が、摺動ピストンとピストンロッドとが摺接する摺動面の機能と、第２連通路を開閉させる弁体の機能と、第２連通路の開口部の面積を調整できる機能とを備えているので、部品点数を削減してダンパ全体の構造を簡素化することができる。

請求項２に記載の減衰力可変ダンパの発明は、請求項１に記載の減衰力可変ダンパであって、前記ピストン変位量調整手段は、前記ピストンロッドに前記第２連通路の前記開口部が開弁するバルブ開放ポイントを超える入力荷重が入ったときに、前記第１作動室または前記第２作動室内の液体が、前記摺動ピストンを前記付勢手段に抗して押圧して前記第２連通路の前記開口部を開弁させることを特徴とする。

かかる構成によれば、減衰力可変ダンパは、前記ピストン変位調整手段を備えたことによって、ダンパの減衰力を段付き感のない減衰力に変化させることができる。その結果、減衰力可変ダンパ１の減衰力の変位をなだらかにして固さ感が出るのを抑制して、快適な乗り心地にすることができる。

請求項３に記載の減衰力可変ダンパの発明は、請求項１または請求項２に記載の減衰力可変ダンパであって、前記摺動ピストンは、前記第１作動室と前記第２作動室との間を連通させる第３連通孔と、この第３連通孔を開閉する第２バルブと、前記摺動ピストンの中心部に穿設された貫通孔の内壁面に内嵌されたボビン形状のバルブ保持部材と、を有し、前記バルブ保持部材は、軸方向の両端を外側に向けて折曲してフランジ状に形成された加締部によって、前記バルブ及び第２バルブの軸心側を前記摺動ピストンに固定していることを特徴とする。

かかる構成によれば、ピストン変位量調整手段は、バルブ保持部材が、軸方向の両端を外側に向けて折曲してフランジ状に形成された加締部によって、バルブ及び第２バルブの軸心側を摺動ピストンに固定していることにより、１つの部材からなるバルブ保持部材により、２つのバルブ部材を固定することができ、部品点数を削減してコストダウンを図ることができる。

本発明に係る減衰力可変ダンパによれば、未整備の道路等の走行中に、路面の大きな凹凸を乗り越える際等に、瞬間的に入る大入力を受けた場合に、減衰力が急激に上昇するのを低減させて、乗り心地を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパを示す要部断面図である。 本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパを示す要部拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパを示す断面を有する要部拡大斜視図である。 減衰力可変ダンパに取り付ける前の第１リーフバルブの形状を示す拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ分割断面図である。 本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパの作動を示す図であり、（ａ）はピストンロッドの入力荷重が小さいときの状態を示す要部拡大断面図、（ｂ）はピストンロッドの入力荷重が大きいときの状態を示す要部拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパにおける減衰力及びピストン速度と時間の関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパにおける減衰力と時間の関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパの変形例を示す作動図であり、（ａ）はピストンロッドの入力荷重が小さいときの状態を示す要部拡大断面図、（ｂ）はピストンロッドの入力荷重が大きいときの状態を示す要部拡大断面図である。 従来の減衰力可変ダンパにおける減衰力とピストン速度との関係を示すグラフである。 特許文献１に記載された減衰力可変ダンパの減衰力特性を示すグラフであり、（ａ）はピストン速度と減衰力との関係を示し、（ｂ）は時間と減衰力との関係を示す。

まず、図１〜図７を参照して、本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパを説明する。
なお、本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパ１は、設置状態によって上下方向等の向きが変化する。以下、その一例としてピストンロッド３を上側、シリンダ２を下側に配置した場合を例に挙げて説明する。

≪減衰力可変ダンパの構成≫
図１に示す減衰力可変ダンパ１は、バイクや四輪車等の車両の懸架装置に用いられ、車両走行中に路面の凹凸等によって車両に加わった上下方向の衝撃や振動を迅速に減衰させるための緩衝装置であり、減衰力を可変にすることができるようになっている。
図２及び図３に示すように、この減衰力可変ダンパ１は、それぞれ後記するシリンダ２と、ピストンロッド３と、摺動ピストン４と、第１連通路４ａと、第２連通路３ｆと、第３連通路４ｂと、第１リーフバルブ４１と、第２リーフバルブ４２と、摺動部４３と、バルブ保持部材４４と、ピストン変位量調整手段５と、付勢手段５１と、スプリングシート６と、締結部材７と、を備えている。減衰力可変ダンパ１は、シリンダ２に挿入したピストンロッド３の上端部の車体側取付部３ａ（図１参照）が車体に取り付けられ、シリンダ２の下端部の車軸側取付部２ａ（図１参照）が車軸側に取り付けられている。

≪シリンダの構成≫
前記シリンダ２は、内部をオイル等の液体や、空気等の気体からなる流体で満たし、上
下端部が閉塞された円筒体からなる（図１参照）。シリンダ２内は、このシリンダ２に摺動可能に内設された摺動ピストン４によって第１作動室２１と第２作動室２２との２つの部屋に区画されている。

＜第１作動室及び第２作動室の構成＞
図２及び図３に示すように、第１作動室２１及び第２作動室２２は、摺動ピストン４を間に介在して、第１作動室２１がシリンダ２内の上側に形成され、第２作動室２２が摺動ピストン４の下側に形成されている。流体は、摺動ピストン４が変位することによって、第１リーフバルブ４１が開弁した場合に、第２作動室２２から後記する第１連通路４ａを介して第１作動室２１へ流動する。また、流体は、バルブ機能を有するスライドブッシュ４５（摺動部４３）が上昇して開弁状態になった場合に、第２作動室２２から第２連通路３ｆを介して第１作動室２１へ流動する。さらにまた、流体は、第２リーフバルブ４２が開弁した場合に、第１作動室２１から摺動ピストン４に形成された第３連通路４ｂを介して第２作動室２２へ流動するようになっている。

≪ピストンロッドの構成≫
ピストンロッド３は、車体側取付部３ａ（図１参照）がある上側がシリンダ２から露出した状態に配置され、下端部側がシリンダ２の上端を貫通してシリンダ２内に配置されて、このシリンダ２に対して上下動可能な状態に内設されている。そのピストンロッド３の下端部には、それぞれ後記する段差部３ｂと、小径部３ｃと、雄ねじ部３ｄと、外周面３ｅと、第２連通路３ｆと、開口部３ｇ，３ｈ（図５（ｂ）参照）と、が形成されている。

段差部３ｂは、小径部３ｃに外嵌されたスプリングシート６が当接して係止される部位であり、小径部３ｃの上端に形成されている。
小径部３ｃは、スプリングシート６、スライドブッシュ４５及び付勢手段５１が摺動自在に外嵌される部位である。
雄ねじ部３ｄは、締結部材７の雌ねじ部が螺合する部位であり、ピストンロッド３の最下端部に形成されている。

＜外周面、第２連通路及び開口部の構成＞
外周面３ｅは、ピストンロッド３の側面全体であり、前記小径部３ｃ等を含む。
第２連通路３ｆは、ピストンロッド３の小径部３ｃに形成され、流体が流動する流路である。第２連通路３ｆは、例えば、ピストンロッド３の外周面３ｅに軸方向に形成された複数の溝からなる。この第２連通路３ｆは、第１作動室２１と第２作動室２２との間を連通させるための溝状の流路であり、摺動ピストン４の径方向内側に形成されている。
開口部３ｇ，３ｈ（図５（ｂ）参照）は、小径部３ｃに外嵌された摺動ピストン４のスライドブッシュ４５によって開閉される第２連通路３ｆの露出部分である。開口部３ｇ（図５（ｂ）参照）は、第２作動室２２に連通する第２連通路３ｆの下側開口部分である。開口部３ｈは、第１作動室２１に連通する第２連通路３ｆの上側開口部分である。

≪摺動ピストンの構成≫
図２及び図３に示すように、摺動ピストン４は、シリンダ２の内部でピストンロッド３に対してガイドされながら上下方向に相対移動可能に設けられて摺動するピストンである。この摺動ピストン４は、厚い略円盤状に形成され、複数の第１連通路４ａと、複数の第３連通路４ｂと、１つの貫通孔４ｃとが穿設されている。摺動ピストン４には、第１作動室２１側に前記第１連通路４ａを開閉する第１リーフバルブ４１が設けられ、第２作動室２２側に前記第３連通路４ｂを開閉する第２リーフバルブ４２が設けられ、中心部に穿設された貫通孔４ｃの内壁面に摺動部４３が内嵌され、外周面にピストンリング４６が外嵌されている。この摺動ピストン４は、シリンダ２内を第１作動室２１と第２作動室２２とに分離して区画している。

摺動ピストン４は、車輪がバウンドしたときに、下側の第２作動室２２内の流体が、この摺動ピストン４に押圧されて第１連通路４ａ及び第２連通路３ｆを通って上側の第１作動室２１に移動する際のオリフィス絞り効果と、後記する付勢手段５１が圧縮する弾性とで、衝撃を吸収するようになっている。そして、摺動ピストン４は、車輪がリバウンドしたときに、シリンダ２内の上側の第１作動室２１内の流体が、この摺動ピストン４に押圧されて第３連通路４ｂを通って下側の第２作動室２２に移動する際のオリフィス絞り効果で、入力を減衰するように構成されている。

前記摺動ピストン４は、バルブ保持部材４４及びスライドブッシュ４５を介在してピストンロッド３の小径部３ｃに軸方向へ移動可能に嵌入されている。摺動ピストン４は、その小径部３ｃの上端に形成された段差部３ｂに係止されたスプリングシート６と、小径部３ｃの下端部に固定された締結部材７との間において、第１作動室２１に面する上側が付勢手段５１によって常時押圧され、第２作動室２２に面する下側が前記付勢手段５１のばね力の反力により常時押圧されて、上下方向の動きが弾性的に規制されている。

＜第１連通路の構成＞
第１連通路４ａ（連通路）は、摺動ピストン４の外周寄りに軸方向に穿設された流路であり、平常時に、上側の開口端が第１リーフバルブ４１によって閉塞されている。そして、第１連通路４ａは、第１リーフバルブ４１が開弁することによって、第２作動室２２と第１作動室２１とが連通して、第２作動室２２内の流体が、この第１連通路４ａを通って第１作動室２１側に流動するようになっている。

＜第３連通路の構成＞
第３連通路４ｂ（連通路）は、摺動ピストン４の中心側寄りに軸方向に穿設された流路であり、平常時に、下側の開口端が第２リーフバルブ４２によって閉塞されている。そして、第３連通路４ｂは、第２リーフバルブ４２が開弁することによって、第１作動室２１と第２作動室２２とが連通して、第１作動室２１内の流体が、この第３連通路４ｂを通って第２作動室２２側に流動するようになっている。

図４は、減衰力可変ダンパに取り付ける前の第１リーフバルブの形状を示す拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ分解断面図である。

≪第１リーフバルブの構成≫
図２及び図３に示すように、第１リーフバルブ４１（バルブ）は、この第１リーフバルブ４１が有するばね力に対して、第２作動室２２側から第１連通路４ａを通過する流体の圧力によって第１リーフバルブ４１を開弁させる方向の力が大きくなると開弁する弁体である。第１リーフバルブ４１は、開弁すると、第２作動室２２内の液体が第１連通路４ａを通って第１作動室２１側に流動するのを許容するチェックバルブである。第１連通路４ａの第１作動室２１側の開口端が第１リーフバルブ４１の弁座となっている。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、この第１リーフバルブ４１には、中央部に配置されバルブ保持部材４４が嵌入される嵌入孔４１ｂと、この嵌入孔４１ｂの周辺に複数配置され第３連通路４ｂに連通する流体流動孔４１ａと、が穿設されたリング状の金属製薄板部材からなる。第１リーフバルブ４１は、例えば、外径が摺動ピストン４（図２及び図３参照）の外径と略同じ大きさで平坦な形状に形成された２枚の大径弁体４１ｃ，４１ｄと、この大径弁体４１ｃより小径で平坦な形状に形成された中径弁体４１ｅと、この中径弁体４１ｅより小径で裾広がりのスカート状（皿座金状）に形成された小径弁体４１ｆと、を重ねてなる。
図２及び図３に示すように、第１リーフバルブ４１は、大径弁体４１ｃ，４１ｄの上に重ねた中径弁体４１ｅの上に、閉弁する方向にばね性を有する小径弁体４１ｆを重ねて配置し、バルブ保持部材４４の加締部４４ａ，４４ｂによって摺動ピストン４の弁座面４ｄに押し付けて平らな状態になるように弾性変形した状態に挟持して組み付けられている。このため、摺動ピストン４に組み付けられた第１リーフバルブ４１は、小径弁体４１ｆによって第１連通路４ａを閉塞する側へ押圧する適宜な弾性力を備えている。

第１リーフバルブ４１は、さらに、液体の流れに適宜な弾性力（抵抗力）を発生させるために、金属製薄板部材を複数重ねて組み付けられて、閉弁する方向へ自動戻りする弾性を有している（図４（ｂ）参照）。第１リーフバルブ４１は、平常時、その弾性力によって摺動ピストン４の弁座面４ｄに圧接して第１連通路４ａを閉塞する閉弁状態になっている。第１リーフバルブ４１には、第３連通路４ｂに合致させて連通する状態に配置された流体流動孔４１ａが穿設されている。第１リーフバルブ４１及び後記する第２リーフバルブ４２は、軸心側に嵌入されたバルブ保持部材４４の両端の加締部４４ａ，４４ｂを加締めることによって、第１リーフバルブ４１が摺動ピストン４の上面（弁座面４ｄ）に固定され、第２リーフバルブ４２が摺動ピストン４の下面に固定されている。

≪第２リーフバルブの構造≫
第２リーフバルブ４２（バルブ）は、この第２リーフバルブ４２が有する弾性力に対して、第３連通路４ｂを通過する第１作動室２１側からの流体の圧力によって第２リーフバルブ４２に働く力が大きくなると開弁して、第１作動室２１内の液体が、第３連通路４ｂを通って第２作動室２２側に流動するのを許容する弁体である。第３連通路４ｂの第２作動室２２側の開口端が第２リーフバルブ４２の弁座となっている。
この第２リーフバルブ４２は、中央部にバルブ保持部材４４が嵌入する孔が穿設された金属製薄板部材を、前記第１リーフバルブ４１と同様に、液体の流れに適宜な弾性力（抵抗力）を発生させるために、複数重ねて組み付けられる。
第２リーフバルブ４２は、例えば、外径が第３連通路４ｂの開口端を閉塞する大きさで平坦な形状に形成された３枚の中径弁体４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、これらの中径弁体４２ａ，４２ｂ，４２ｃより小径で裾広がりのスカート状（皿座金状）に形成された小径弁体４２ｄと、を重ねてなる。
第２リーフバルブ４２は、中径弁体４２ａ，４２ｂ，４２ｃの下に、閉弁する方向にばね性を有する小径弁体４２ｄを重ねて配置し、バルブ保持部材４４の加締部４４ａ，４４ｂによって摺動ピストン４の下面に押し付けて平らな状態になるように弾性変形した状態に挟持して組み付けられている。このため、摺動ピストン４に組み付けられた第２リーフバルブ４２は、小径弁体４２ｄによって第３連通路４ｂを閉塞する方向へ自動戻りする適宜な弾性力を有し、平常時、その弾性力によって閉弁状態になっている。

≪摺動部の構成≫
図２及び図３に示すように、前記摺動部４３は、摺動ピストン４の貫通孔４ｃに内設されて摺動ピストン４と第１リーフバルブ４１と第２リーフバルブ４２とを軸方向で挟持するためのバルブ保持部材４４と、ピストンロッド３の外周面３ｅを摺動して第２連通路３ｆを開閉させる弁体の機能を果たすスライドブッシュ４５と、を一体形成してなる。

＜バルブ保持部材の構成＞
バルブ保持部材４４は、第１リーフバルブ４１及び第２リーフバルブ４２を第１連通路４ａ及び第３連通路４ｂに対して開閉可能に摺動ピストン４に固定するための部材である。バルブ保持部材４４は、両端部に、それぞれ加締部４４ａ，４４ｂを有するボビン形状の金属製部材からなる。このバルブ保持部材４４は、径方向内側から摺動ピストン４、第１リーフバルブ４１及び第２リーフバルブ４２内に嵌入されて、両端を外側に向けて折曲してフランジ状に形成された加締部４４ａ，４４ｂによって、第１リーフバルブ４１及び第２リーフバルブ４２の軸心側を摺動ピストン４に固定している。このため、バルブ保持部材４４は、摺動ピストン４の軸方向の全体の長さを短くして小型化することができる。

上側の加締部４４ａには、第３連通路４ｂ及び第１リーフバルブ４１の流体流動孔４１ａに連通する連通孔４４ｃと、第１リーフバルブ４１が流体に押圧されて開弁した際に湾曲する度合いを適宜に規制すると共に、第１連通路４ａ内を流動する液体の流動抵抗を調整するための規制部４４ｄと、付勢手段５１の下端を支持するばね受け面４４ｅと、が形成されている。
下側の加締部４４ｂには、第２リーフバルブ４２が流体に押圧されて開弁した際に湾曲する度合いを適宜に規制すると共に、第３連通路４ｂ内を流動する液体の流動抵抗を調整するための規制部４４ｆが形成されている。その規制部４４ｆは、第３連通路４ｂの下側開口端に僅かな隙間を介して離間して形成されている。

＜スライドブッシュの構成＞
スライドブッシュ４５は、バルブ保持部材４４に内嵌されてピストンロッド３の外周面３ｅに摺接して摺動する内周面を有する滑動部材としての機能も果たす円筒状の部材である。このスライドブッシュ４５は、例えば、４フッ化エチレン樹脂等の摺動抵抗が小さく、滑動性のよい材料によって形成されている。スライドブッシュ４５は、摺動ピストン４と一体に動くバルブ保持部材４４とピストンロッド３の小径部３ｃとの間に介在されて、両者間の摺動抵抗を低減させることができるようになっている。スライドブッシュ４５は、摺動ピストン４に対して上下動した際に、第２連通路３ｆの開口部３ｇ，３ｈの開度を可変させて開閉させる弁体の役目も果たす。なお、バルブ保持部材４４とスライドブッシュ４５とは、１つの部材で形成してもよい。

＜ピストンリングの構成＞
ピストンリング４６は、摺動ピストン４の外周面に固着されて、シリンダ２の内周面に摺接する略円柱状の部材である。ピストンリング４６は、摺動ピストン４が車両の振動に伴ってシリンダ２内を上下方向に摺動する際に、気密性を保つと共に、摩擦抵抗を低減させるための部材である。

≪ピストン変位量調整手段の構成≫
図２及び図３に示すように、ピストン変位量調整手段５は、ピストンロッド３の移動速度に応じて摺動ピストン４のピストン変位量を調整して減衰力を連続的に変化させるための装置である。ピストン変位量調整手段５は、後記する付勢手段５１と、第１リーフバルブ４１、第１連通路４ａ、前記摺動部４３等を有する摺動ピストン４と、前記第２連通路３ｆ、小径部３ｃ等を有するピストンロッド３と、を備えて構成され、第１作動室２１と第２作動室２２との間に配置されている。
このピストン変位量調整手段５は、摺動ピストン４の摺動状態に応じて第２連通路３ｆによる第１作動室２１と第２作動室２２との間の連通状態を調整することができるようになっている。また、ピストン変位量調整手段５は、ピストンロッド３の移動速度に応じて、摺動ピストン４が付勢手段５１による付勢力に抗して摺動し、第２連通路３ｆの第１作動室２１または第２作動室２２に面している開口部３ｇ，３ｈの面積（開度）を調整することができるようになっている。

＜付勢手段の構成＞
図２及び図３に示すように、付勢手段５１は、摺動ピストン４を摺動方向と反対の方向へピストンロッド３の軸方向に押圧する弾性部材であり、例えば、円筒コイルばねからなる。付勢手段５１は、ピストンロッド３の小径部３ｃに伸縮自在に遊嵌されて、上端部が、ピストンロッド３の段差部３ｂに係止されたスプリングシート６を上側方向へばね力で押圧した状態に設けられて、下端側が、バルブ保持部材４４の上側の加締部４４ａを下方向へ押圧した状態に組み付けられている。この付勢手段５１は、摺動ピストン４の上側のスプリングシート６とバルブ保持部材４４との間に圧縮された状態に介在されているので、ピストンロッド３に、この付勢手段５１を圧縮させる方向の入力荷重がかかった際の減衰力を可変可能にしている。

＜スプリングシートの構成＞
前記スプリングシート６は、付勢手段５１の上端部を支持するばね受けであり、ピストンロッド３の小径部３ｃ及び段差部３ｂに当接するように外嵌される略円板状の金属製部材からなる。スプリングシート６には、小径部３ｃに摺動可能に外嵌される筒部６ａと、段差部３ｂに当接して付勢手段５１の上端を受け止めるフランジ部６ｂとが形成されている。

＜締結部材の構成＞
前記締結部材７は、前記小径部３ｃに移動可能に外嵌したスプリングシート６、付勢手段５１及び摺動ピストン４を、段差部３ｂとで挟持するための部材である。この締結部材７は、第２連通路３ｆの開口部３ｇを開閉するバルブ機能を果たす摺動ピストン４の下方への移動を抑制するストッパの機能も備えている。締結部材７は、ピストンロッド３の雄ねじ部３ｄに螺合されるナットからなる。

≪減衰力可変ダンパの作用≫
次に、図２及び図３を主に参照しながら本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパの組付け及び作用を説明する。

図２及び図３に示すように、減衰力可変ダンパ１を組み付ける場合、バルブ保持部材４４は、予め、スライドブッシュ４５を内嵌させておくと共に、上側の加締部４４ａをフランジ状に折曲加工しておく。このバルブ保持部材４４に下側から第１リーフバルブ４１、ピストンリング４６を一体成形した摺動ピストン４、第２リーフバルブ４２を順に嵌入して下側の加締部４４ｂを加締める。これにより、摺動ピストン４には、上面に第１リーフバルブ４１が固定され、下面に第２リーフバルブ４２が固定される。

次に、ピストンロッド３の小径部３ｃに下側からスプリングシート６、付勢手段５１、前記摺動ピストン４を順に外嵌させ、締結部材７の雌ねじ部をピストンロッド３の雄ねじ部３ｄに螺着する。これにより、減衰力可変ダンパ１のピストン部位の組み付けが完了する。

このように、減衰力可変ダンパ１は、ピストンロッド３に対して摺動ピストン４等の各部品を同じ軸方向に向けて組み付けて、１つの締結部材７で締結する構造になっているため、自動組付機械によって容易に自動組み付けすることが可能である。
また、減衰力可変ダンパ１は、減衰力可変ダンパ１用のピストンが１つの摺動ピストン４のみからなるので、部品点数及び組付工数が少なく、摺動ピストン４の軸方向の長さを短くすることができる。
さらに、第１リーフバルブ４１及び第２リーフバルブ４２は、金属製板部材を折曲して形成したバルブ保持部材４４の加締部４４ａ，４４ｂで固定されているため、摺動ピストン４の厚さを薄くして、軸方向の長さを短くすることができる。

≪減衰力可変ダンパの動作≫
次に、図５〜図７を主に参照しながら本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパ１の動作に関して、圧縮状態を例に挙げて説明する。
図５は本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパの作動を示す図であり、（ａ）はピストンロッドの入力荷重が小さいときの状態を示す要部拡大断面図、（ｂ）はピストンロッドの入力荷重が大きいときの状態を示す要部拡大断面図である。図６は、本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパにおける減衰力及びピストン速度と時間の関係を示すグラフである。図７は、本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパにおける減衰力と時間の関係を示すグラフである。

≪ピストンロッドの入力荷重が小さい場合のピストン速度≫
始めに、図５（ａ）及び図６を参照して、減衰力可変ダンパ１のピストンロッド３の下方向への入力荷重（変位速度）が小さいときの状態について説明する。
図５（ａ）に示すように、ピストンロッド３の下方向への入力荷重が小さい場合、ピストンロッド３が、スプリングシート６を介在して付勢手段５１を圧縮する押圧力が小さいため、付勢手段５１が圧縮されてピストン変位量調整手段５の第２連通路３ｆの開口部３ｇを開放させるバルブ開放ポイントに達していない。
このため、第２作動室２２内の流体が摺動ピストン４を上方向へ向けて押圧する押圧力（反力）も小さく、摺動ピストン４はピストンロッド３に対して停止したままの状態であり、第２連通路３ｆの第１作動室２１側の開口部３ｇが閉塞された閉弁状態になっている。

このため、摺動ピストン４は、ピストンロッド３と共に僅かに下降して第２作動室２２側の流体を押圧する。その第２作動室２２側の流体は、摺動ピストン４の移動量に伴って反力が小さく、第１リーフバルブ４１を開弁させる上方向へ弱い押圧力で押圧する。第１リーフバルブ４１は、第２作動室２２内の流体の反力で押圧されて開弁する。第２作動室２２側の流体は、第１リーフバルブ４１の開弁によって、この第１リーフバルブ４１自体が備えている閉弁方向の弾性力に抗して、第１リーフバルブ４１を上方向へ押圧して湾曲させて、第１作動室２１側に流れる。

これにより、減衰力可変ダンパ１は、図６の減衰力特性曲線Ａ１に示すように、流体が第１リーフバルブ４１を通るときの流路抵抗によって、ピストンロッド３の入力荷重に応じた小さな減衰力が発生する。この場合、第１リーフバルブ４１の弁座部分の開口面積（開度）が、規制部４４ｆによって規制されて小さく、そこを流れる流体の流量が少ない。このため、摺動ピストン４の下側の第２作動室２２側の流体が、上側の第１作動室２１側へ流れて移動するのに時間がかかるため、摺動ピストン４のピストン速度は、図６のピストン速度特性曲線Ｂ１に示すように、流体の流動抵抗によって遅くなっている。

≪ピストンロッドの入力荷重が大きい場合のピストン速度≫
次に、図５（ｂ）及び図６を参照して、減衰力可変ダンパ１のピストンロッド３の入力荷重（変位速度）が大きく、ピストン変位量調整手段５の第２連通路３ｆの開口部３ｇが開弁するバルブ開放ポイントに達したときの状態について説明する。
図５（ｂ）に示すように、ピストンロッド３の下方向への入力荷重が大きい（移動速度が速い）場合、ピストンロッド３及びスプリングシート６が下方向へ移動することによって、付勢手段５１を介して摺動ピストン４を下方向へ押圧し、第２作動室２２内の流体が摺動ピストン４を上方向へ押圧する押圧力（反力）が大きくなる。このため、第２作動室２２の流体が摺動ピストン４を上側へ押圧する反力が大きくなって、付勢手段５１のばね力に打ち勝つと、付勢手段５１が圧縮されて、摺動ピストン４がピストンロッド３に対して上昇する。

このように、ピストン変位量調整手段５の付勢手段５１は、ピストンロッド３に対向する摺動ピストン４の摺動量に応じて圧縮されて、付勢力が連続的に変化する（図６の減衰力特性曲線Ａ１，Ａ２参照）。このため、減衰力特性変化時の固さ感が抑制されて、乗り心地を向上させることができる。

このとき、第１リーフバルブ４１は、第１連通路４ａを流動する流体によって押し曲げられて、前記した開弁状態が維持されている。そして、前記第２作動室２２内の流体の上方向への押圧力（反力）は、付勢手段５１に抗して摺動ピストン４をピストンロッド３に対して上昇させる。
すると、摺動ピストン４は、締結部材７から離間して、第２連通路３ｆの下側の開口部３ｇを閉塞していたスライドブッシュ４５がその開口部３ｇを開口させて開弁させ、第２作動室２２内の流体を、第２連通路３ｆを通って第１作動室２１側に流動させる。
また、摺動ピストン４がピストンロッド３に対して摺動したことによって、摺動ピストン４のピストン速度は、その摺動した分だけ、ピストンロッド３の移動速度に対してピストン速度が遅くなる。

つまり、摺動ピストン４が流体の反力で上方向へ摺動しているときに、第２作動室２２側の流体が第２連通路３ｆを通って第１作動室２１側に流れることによって、摺動ピストン４の第１連通路４ａ内を上方向へ流動する流体のバルブ流量が瞬間的に減少する。これに伴って、ピストンロッド３の移動速度に対してピストン速度も遅くなる。
このため、減衰力の立ち上がりは、図６に示すように、減衰力特性曲線Ａ３が緩やかなカーブを描くようになだらかに変化するため、乗り心地を向上させることができる。

車両が路面の大きな凹凸等を乗り越える際に、所定値（付勢手段５１を圧縮させて開口部３ｇを開放させるバルブ開放ポイント）を超える大きな入力荷重が入って、摺動ピストン４が摺動する場合に、流体を第２連通路３ｆにも流れるようにさせることによって、第１連通路４ａを通過する流体の流量を瞬間的に減少させることができる。このため、摺動ピストン４の摺動速度をピストンロッド３に対して遅くさせて、減衰力の立ち上がりをなだらかにすることができる。これにより、路面に大きな凹凸がある未整備の道路等を走行中に凹凸を乗り越えるときに、ピストン速度と減衰力とが急激に上昇するのを低減させて、乗り心地を向上させることができる。

このように、減衰力可変ダンパ１は、車両が路面の大きな凹凸等を乗り越える際の大きな入力荷重が入った場合に、摺動ピストン４の摺動状態に応じて第２連通路３ｆを開放させて、第１作動室２１と第２作動室２２との間の連通状態を調整するピストン変位量調整手段５を備えたことによって、立ち上りの傾きを低減させることができる。このため、図７に示すように、減衰力特性曲線Ｃは、前記特許文献１の示すような従来のダンパの減衰力特性曲線Ｄと比較して、緩やかなカーブを描く段付き感のない減衰力に変化させることができ、段付き感を低減させることができる。

また、減衰力可変ダンパ１は、摺動ピストン４を軸方向に付勢して摺動ピストン４の動きを規制する付勢手段５１を備えたことによって、付勢手段５１の伸縮量に応じて、摺動ピストン４とピストンロッド３との位置関係、さらには、摺動ピストン４と開口部３ｇとの位置関係が定まるようになっている。このため、第２連通路３ｆの第２作動室２２に面している開口部３ｇの面積（開度）を調整して、開口部３ｇの開き具合によって、流体が開口部３ｇを流れる流量、流動抵抗及びピストン変位量を調整することができる。
その結果、減衰力可変ダンパ１の減衰力の変位をなだらかにして固さ感が出るのを抑制して、快適な乗り心地にすることができる。

以上のように減衰力可変ダンパ１の動作をピストンロッド３の圧縮状態を例に挙げて説明したが、引っ張り状態のときは、第２リーフバルブ４２が作動して減衰力を調整する。

［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
図８は、本発明の実施形態に係る減衰力可変ダンパの変形例を示す作動図であり、（ａ）はピストンロッドの入力荷重が小さいときの状態を示す要部拡大断面図、（ｂ）はピストンロッドの入力荷重が大きいときの状態を示す要部拡大断面図である。

前記実施形態では、図２及び図３に示すように、ピストンロッド３に形成された第２連通路３ｆの一例として、ピストンロッド３の小径部３ｃの外周面３ｅに形成した溝状の第２連通路３ｆを設けたことを説明したが、これに限定されるものではない。
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、第２連通路３ｉは、ピストンロッド３に断面エ字状に形成して、下側の横穴状の開口部３ｊと上側の横穴状の開口部３ｋとを縦穴状の連通孔３ｍで連通させてもよい。つまり、第２連通路３ｉは、下側の開口部３ｊと上側の開口部３ｋとがあればよく、ピストンロッド３の内部を通過するように形成しても構わない。
この場合、下側の開口部３ｊは、図８（ａ）に示すように、平常時及びピストンロッド３の入力荷重が小さいときに、摺動ピストン４の摺動部４３のスライドブッシュ４５で閉塞され、図７（ｂ）に示すように、ピストンロッド３の入力荷重が大きいときに、開放されるようにすればよい。

また、第１リーフバルブ４１及び第２リーフバルブ４２は、第１連通路４ａ及び第２連通路４ｂを適宜な押圧力で押圧して閉塞させる適宜な弾性を有するものであればよく、その形状及び材質等は特に限定されるものではない。

１ 減衰力可変ダンパ
２ シリンダ
３ ピストンロッド
３ｅ 外周面
３ｆ，３ｉ 第２連通路
３ｇ，３ｈ，３ｊ，３ｋ 開口部
４ 摺動ピストン
４ａ 第１連通路
４ｂ 第３連通路
５ ピストン変位量調整手段
２１ 第１作動室
２２ 第２作動室
４１ 第１リーフバルブ（バルブ）
４２ 第２リーフバルブ（バルブ）
４３ 摺動部
４４ バルブ保持部材（摺動部）
４５ スライドブッシュ（摺動部）
５１ 付勢手段

Claims (3)

1. 車両の懸架装置に用いられ減衰力を可変にする減衰力可変ダンパであって、
   内部を流体で満たしたシリンダと、
   前記シリンダの一端を貫通するように設けられるピストンロッドと、
   前記シリンダの内部で前記ピストンロッドに対して相対移動可能に設けられると共に、前記シリンダの内部を第１作動室と第２作動室とに区画する摺動ピストンと、
   前記摺動ピストンに形成され、前記第１作動室と前記第２作動室との間を連通させる第１連通路と、
   前記第１連通路を開閉するバルブと、
   前記ピストンロッドの移動速度に応じて、前記摺動ピストンのピストン変位量を調整するピストン変位量調整手段と、を備え、
   前記ピストンロッドは、前記第１作動室と前記第２作動室との間を連通させる第２連通路を前記摺動ピストンの径方向内側の当該ピストンロッドの外周部に配置し、
   前記摺動ピストンは、当該摺動ピストンと前記バルブとを軸方向で挟持すると共に、径方向内側から両者を嵌合し、前記ピストンロッドの外周面を摺動して前記第２連通路を開閉させる摺動部を備え、
   前記ピストン変位量調整手段は、前記摺動ピストンまたは前記ピストンロッドに支持され、前記摺動ピストンを軸方向に付勢する付勢手段を備え、前記摺動ピストンの摺動状態に応じて前記第２連通路による前記第１作動室と前記第２作動室との間の連通状態を調整すると共に、
   前記ピストンロッドの移動速度に応じて、前記摺動ピストンが前記付勢手段による付勢力に抗して前記ピストンロッドに対して摺動し、前記第２連通路の前記第１作動室または第２作動室に面している開口部の面積を調整することを特徴とする減衰力可変ダンパ。
2. 前記ピストン変位量調整手段は、前記ピストンロッドに前記第２連通路の前記開口部が開弁するバルブ開放ポイントを超える入力荷重が入ったときに、前記第１作動室または前記第２作動室内の液体が、前記摺動ピストンを前記付勢手段に抗して押圧して前記第２連通路の前記開口部を開弁させることを特徴とする請求項１に記載の減衰力可変ダンパ。
3. 前記摺動ピストンは、前記第１作動室と前記第２作動室との間を連通させる第３連通孔と、
   この第３連通孔を開閉する第２バルブと、
   前記摺動ピストンの中心部に穿設された貫通孔の内壁面に内嵌されたボビン形状のバルブ保持部材と、を有し、
   前記バルブ保持部材は、軸方向の両端を外側に向けて折曲してフランジ状に形成された加締部によって、前記バルブ及び第２バルブの軸心側を前記摺動ピストンに固定していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の減衰力可変ダンパ。

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