JP4733625B2 - 緩衝器のバルブ構造 - Google Patents

Description

本発明は、緩衝器のバルブ構造の改良に関する。

従来、この種緩衝器のバルブ構造にあっては、たとえば、車両用の緩衝器のピストン部等に具現化され、ピストン部に設けたポートの出口端に環状のリーフバルブを積層し、このリーフバルブでポートを開閉するものが知られている。

そして、特に、リーフバルブの内周を固定支持し外周側を撓ませることによりポートをリーフバルブで開閉する上記緩衝器のバルブ構造では、ピストン速度が中高速領域における減衰力が大きくなりすぎ車両における乗り心地を損なう場合があり、これを解消するため、図６に示すように、リーフバルブＬの内周側を固定的に支持せずに、リーフバルブＬの内周をピストンロッドＲもしくはピストンＰをピストンロッドＲに固定する筒状のピストンナットＮの外周に摺接させ、スプリングＳでメインバルブＭを介してリーフバルブＬの背面を附勢した緩衝器のバルブ構造が提案されるに至っており、図示したところでは、緩衝器の伸側減衰バルブに具現化されている（たとえば、特許文献１参照）。

このバルブ構造を適用した緩衝器にあっては、図示するところではピストンＰが上方へ移動する際のピストン速度が低速領域にあるときにはリーフバルブＬの外周側がリーフバルブＬに積層したメインバルブＭの当接部位を支点として撓むので、図７に示すように、内周が固定的に支持されるバルブ構造と略同様の減衰特性を発揮し、ピストン速度が中高速領域に達すると、ポートＰｏを通過する作動油の圧力がリーフバルブＬに作用し、スプリングＳの附勢力に抗してリーフバルブＬがメインバルブＭとともにピストンＰから軸方向にリフトして後退するので、内周が固定的に支持される緩衝器のバルブ構造に比較して流路面積が大きくなり、減衰力が過大となること抑制して、車両における乗り心地を向上することができる。
特開平９−２９１９６１号公報（図１）

しかしながら、上述のような提案のバルブ構造にあっては、車両における乗り心地を向上できる点で有用な技術ではあるが、以下の不具合があると指摘される可能性がある。

というのは、たとえば、上記ピストンＰが上方に移動するときのピストン速度が高速領域に達すると、従来の緩衝器のバルブ構造では、ピストン速度に応じてリーフバルブＬがピストンＰから軸方向に後退してリフトするのみで、減衰係数は大きくならない。

したがって、ピストン速度が高速領域に達する場合の減衰力が不足気味となり、振動抑制が充分に行われず、車両における乗り心地を悪化させてしまうことになる。

そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても車両における乗り心地を向上することができる緩衝器のバルブ構造を提供することである。

上記した目的を解決するために、緩衝器内に一方室と他方室とを隔成するとともに上記一方室と上記他方室とを連通するポートを備えたバルブディスクと、このバルブディスクの軸心部から立ち上がる軸部材と、内周側に上記軸部材が挿通されるととともに上記バルブディスクの他方室側面に積層されて上記ポートを閉塞する環状のリーフバルブと、内周側に上記軸部材が挿通されるとともに上記リーフバルブに積層される環状のバルブ抑え部材と、このバルブ抑え部材を介して上記ポートを閉塞する方向に上記リーフバルブを附勢する附勢手段とを備えた緩衝器のバルブ構造において、上記軸部材は、上記バルブディスクの軸芯部を貫通する軸と、この軸の先端に螺着されて上記バルブディスクを上記軸に固定するとともに上記リーフバルブと上記バルブ抑え部材の内周側に摺動自在に挿入される有底筒状のガイド部材とを備えてなり、このガイド部材は、外周に段部が形成されて小径外周部と大径外周部とを備え、上記バルブ抑え部材は、内周に段部が形成されて小径内周部と大径内周部とを備え、上記ガイド部材の上記小径外周部を上記バルブ抑え部材の上記小径内周部に、上記ガイド部材の上記大径外周部を上記バルブ抑え部材の上記大径内周部に、それぞれ摺接させて形成される上記バルブ抑え部材の上記段部と上記ガイド部材の上記段部との間の隙間を圧力室とし、少なくとも上記圧力室の内部の圧力によって上記バルブ抑え部材に上記リーフバルブをバルブディスク側に押し付ける推力を与え、上記一方室と上記圧力室とを連通する連通路と、この連通路の途中に設けた圧力制御弁とを設け、上記圧力室を上記他方室にオリフィスを介して連通した。

本発明の緩衝器のバルブ構造によれば、ピストン速度が高速領域に達すると、減衰係数を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

さらに、緩衝器が最伸長するような振幅が大きく、かつ、ピストン速度が高速領域に達するような状況下にあっては、減衰係数を大きくして緩衝器の発生減衰力を大きくすることができるので、ピストン速度を速やかに低減することができ、最伸長時の衝撃を緩和することができる。

以下、本発明のバルブ構造を図に基づいて説明する。図１は、一実施の形態におけるバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。図２は、一実施の形態の緩衝器のバルブ構造が具現化した緩衝器における減衰特性を示す図である。図３は、一実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。図４は、一実施の形態の他の変形例における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。図５は、他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。

一実施の形態における緩衝器のバルブ構造は、図１に示すように、緩衝器のピストン部の伸側減衰バルブに具現化されており、緩衝器Ｄ内に一方室４１と他方室４２とを隔成するとともに上記一方室４１と他方室４２とを連通するポート２を備えたバルブディスクたるピストン１と、ピストン１の軸心部から立ち上がる軸部材を形成する軸たるピストンロッド５の先端５ａおよび該先端５ａに螺着されるガイド部材たるピストンナット４と、内周側に上記ピストンナット４が摺動自在に挿通されるととともに上記ピストン１の他方室側面となる底部１ａに積層されてポート２を閉塞する環状のリーフバルブ１０と、内周側に上記軸部材の一部を形成するピストンナット４が摺動自在に挿通されるとともにリーフバルブ１０に積層される環状のバルブ抑え部材１１と、ポート２を閉塞する方向にバルブ抑え部材１１を介してリーフバルブ１０を附勢する附勢手段たるコイルスプリング１５と、他方室４２にオリフィス３０を介して連通されるとともに内部の圧力によってバルブ抑え部材１１にリーフバルブ１０をピストン１側に押し付ける推力を与える圧力室１６と、一方室４１と他方室４２とを連通する連通路１７と、連通路１７の途中に設けた圧力制御弁２０とを備えて構成されている。

他方、バルブ構造が具現化される緩衝器は、周知であるので詳細には図示して説明しないが、具体的にたとえば、シリンダ４０と、シリンダ４０の上端を封止するヘッド部材（図示せず）と、ヘッド部材（図示せず）を摺動自在に貫通するピストンロッド５と、ピストンロッド５の端部に設けた上記ピストン１と、シリンダ４０内にピストン１で隔成される図１中上方側の一方室４１と下方側の他方室４２と、シリンダ４０の下端を封止する封止部材（図示せず）と、シリンダ４０から出没するピストンロッド５の体積分のシリンダ内容積変化を補償する図示しないリザーバあるいはエア室とを備えて構成され、シリンダ４０内には流体、具体的には作動油が充填されている。

そして、上記バルブ構造にあっては、シリンダ４０に対してピストン１が図１中上方に移動するときに、一方室４１内の圧力が上昇して一方室４１から他方室４２へポート２を介して作動油が移動するときに、その作動油の移動にリーフバルブ１０で抵抗を与えて所定の圧力損失を生じせしめて、緩衝器に所定の減衰力を発生させる減衰力発生要素として機能する。

以下、このバルブ構造について詳しく説明すると、バルブディスクたるピストン１は、有底筒状に形成され、底部１ａの軸心部に緩衝器のピストンロッド５が挿通される挿通孔１ｂと、ポート２と、ポート２に連通する窓３と、ポート２の出口端となる窓３の外周側に形成されピストン１の底部１ａよりリーフバルブ１０側に突出する環状の弁座１ｃと、外周側に延設される筒部１ｆを備えて構成されている。

なお、このピストン１には、緩衝器が収縮するときに他方室４２から一方室４１へと向かう作動油の流れを許容する圧側のポート１ｄが底部１ａの伸側のポート２より外周側に設けられている。

このピストン１の挿通孔１ｂ内には上述のようにバルブディスクたるピストン１の軸芯部を貫通するピストンロッド５が挿通され、ピストンロッド５の先端５ａはピストン１の図１中下方側に突出させてあり、このピストンロッド５は、軸部材における軸とされている。なお、ピストンロッド５の先端５ａの外径は、先端５ａより図１中上方側の外径より小径に設定され、上方側と先端５ａとの外径が異なる部分に段部５ｂが形成されている。

また、このピストンロッド５には、その先端面５ｃから開口する縦穴５ｄと、一方室４１に面する側部から開口して上記縦穴５ｄに連通される横穴５ｅとが設けられ、この縦穴５ｄおよび横穴５ｅとで先端面５ｃから開口して一方室４１に連通される軸通路１７ａが形成されている。

つづいて、軸部材におけるガイド部材となるピストンナット４は、筒部４ａと、筒部４ａの図１中下端を閉塞する底部４ｂとを備えて有底筒状とされ、筒部４ａは、外周に段部４ｃが形成されて図１中上方側の小径外周部４ｄと下方側の大径外周部４ｅとを備えている。さらに、底部４ｂの外周からは鍔４ｆが延設されるとともに、底部４ｂの軸芯部には、底部通路１７ｂが形成されてピストンナット４の内外が連通されている。なお、この底部通路１７ｂは、後述する圧力制御弁２０を設ける都合上、ピストンナット４の底部４ｂを貫通するように形成されているが、同じく後述するパイロット通路１８とピストンロッド５に設けた軸通路１７ａとを連絡する役割を果たせばよいので、必ずしも、ピストンナット４の内外を連通するように形成されずともよい。

また、底部４ｂの下端外周の形状は、ピストンナット４をピストンロッド５の先端５ａに設けた螺子部５ｆに螺着する際におけるピストンナット４にレンチの係合が可能なように、六角形状とされている。

さらに、大径外周部４ｅには、この大径外周部４ｅを貫通して上記底部通路１７ｂに連通する横孔１８ａと、段部４ｃから開口して横孔１８ａの途中に連通される縦穴１８ｂとが設けられており、この横孔１８ａと縦穴１８ｂとによってパイロット通路１８が形成されるとともに、横孔１８ａの大径外周部４ｅ側の開口端には、オリフィス３０が設けられている。また、パイロット通路１８は、底部通路１７ｂの他、上記オリフィス３０を介して他方室４２にも連通されている。

そして、ピストンナット４をピストンロッド５の螺子部５ｆに螺着すると、ピストンロッド５に設けた軸通路１７ａとピストンナット４の底部４ｂに設けた底部通路１７ｂとが連通されて、上記軸通路１７ａとパイロット通路１８とが連通される。したがって、連通路１７は、上記した軸通路１７ａと底部通路１７ｂとパイロット通路１８とで形成されている。

さらに、ピストンナット４の底部４ｂに設けた底部通路１７ｂの途中であってパイロット通路１８の分岐点より一方室４１側には圧力制御弁２０が設けられている。詳しくは、圧力制御弁２０は、底部通路１７ｂの途中から外方側となる図１中下方側が拡径されて設けられる段部の内周縁で形成される環状弁座２１と、この底部通路１７ｂ内であって環状弁座２１より外方側となる図１中下方側に収容されるポペット型の弁体２２と、この弁体２２より外方側となる底部通路１７ｂの開口端部に螺着されて当該開口端部を閉塞するキャップ状のバネ受け２３と、弁体２２とバネ受け２３との間に介装されて底部通路１７ｂ内に収容されるバネ２４とを備えて構成され、このバネ２４によって弁体２２は附勢されて上記環状弁座２１に着座している。

また、弁体２２の図１中上端には、底部通路１７ｂの小径部内周に摺接するスプール２２ａが連設され、また、弁体２２の外周は底部通路１７ｂの大径部内周に摺接しており、弁体２２は、底部通路１７ｂに対して軸ぶれすることなく、スムーズに環状弁座２１から後退して軸通路１７ａとパイロット通路１８を連通することができる。

さらに、弁体２２の図１中上面側となる前面と図１中下面側となる背面側とは、通孔２２ｂによって連通され、背面側にも圧力制御弁２０で減圧された圧力が作用するようになっており、弁体２２の開弁速度が急にならないように配慮されている。

すなわち、この実施の形態における圧力制御弁２０は、直動型のポペット弁とされており、この圧力制御弁２０が連通路１７、本実施の形態において具体的には、底部通路１７ｂを開放しない場合、すなわち、弁体２２が環状弁座２１に着座した状態では、パイロット通路１８には、一方室４１内の圧力が導かれることが無いようになっている。

そして、この圧力制御弁２０は、一方室４１内の圧力が所定の圧力となる場合に、スプール２２ａの上端に当該圧力が作用して弁体２２が環状弁座２１から後退して離座すると、パイロット通路１８に一方室４１内の圧力が導かれ、この弁体２２が環状弁座２１から離座する開弁圧は、ピストン１がシリンダ４０に対して図１中上方側に移動する場合のピストン速度が高速領域に達するときに生じる一方室４１内の圧力に設定されており、具体的にはたとえば、この圧力制御弁２０にあっては、ピストン速度が、たとえば、０．６ｍ／ｓ以上となるときに発生する一方室４１内の圧力によって開弁するように設定されるとよい。

つづき、上記ピストンロッド５の先端５ａは、圧側のリーフバルブ１００、間座１０１、バルブストッパ１０２とともにピストン１の挿通孔１ｂに挿入される。そして、ピストン１の図１中下方からピストンナット４をこのピストンロッド５の先端５ａに設けた螺子部５ｆに螺着することによって、ピストン１がピストンロッド５の段部とピストンナット４の上端とで挟持されピストンロッド５に固定される。

なお、ピストン１の底部１ａに設けた挿通孔１ｂにおける下端開口部が拡径されて拡径部１ｅが設けられて段部が形成され、この段部に筒部４ａにおける小径外周部４ｄの図１中上端の挿入が可能なようになっている。

そして、ピストン１の底部１ａには、上記ピストンナット４の筒部４ａにおける小径外周部４ｄに摺接するリーフバルブ１０より小径であって環状の間座７が複数積層され、この間座７の下方から小径外周部４ｄに摺接するリーフバルブ１０が積層され、さらに、このリーフバルブ１０の下方からリーフバルブ１０より小径であって小径外周部４ｄに摺接する環状の間座８が複数積層されるとともに、またさらに、この間座８の下方から小径外周部４ｄおよび大径外周部４ｅに摺接するバルブ抑え部材１１が積層されている。

なお、リーフバルブ１０は、環状に形成された板を複数枚積層して積層リーフバルブとして構成されており、この図１中上面を弁座１ｃに当接させて、ピストン１のポート２を閉塞することができるようになっている。この実施の形態においては、リーフバルブ１０は、積層リーフバルブとして構成されているが、上記環状の板の枚数は、本バルブ構造で実現する減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の関係）によって任意とされてよく、緩衝器に発生させる減衰特性によって複数枚とされても一枚のみでも差し支えなく、また、緩衝器に発生させ減衰特性によって各リーフの外径を異なるように設定することができる。さらに、詳しくは図示しないが、弁座１ｃに着座するリーフバルブ１０の外周に形成した切欠あるいは弁座１ｃに打刻されて形成される周知のオリフィスが設けられている。

ちなみに、拡径部１ｅを設けることによって、ピストンナット４をピストン１に対して半径方向に位置決めることができ、上記したリーフバルブ１０、間座７、８、バルブ抑え部材１１をピストンナット４に組み付けた後にこれら部材をピストン１とともにいっぺんにピストンロッド５の先端５ａに取付けることが可能となって製造上便利であるが、拡径部１ｅを省略するとしても差し支えない。

また、上述のように、ピストン１を有底筒状の形状とすることによって、リーフバルブ等のバルブ構造を構成する部材をピストン１内に収納することが可能となって、ピストン１の図１中上端からピストンナット４の図１中下端までの長さを短くすることができ、ピストン部を小型化することができる。

戻って、図１中一番最下方に積層されるバルブ抑え部材１１は、環状であって、内周に段部１１ａが形成されて図１中上方側の小径内周部１１ｂと下方側の大径内周部１１ｃとを備えるとともに、図１中上端外周にフランジ１１ｄが設けられている。

このバルブ抑え部材１１は、その小径内周部１１ｂをピストンナット４の小径外周部４ｄに、その大径内周部１１ｃをピストンナット４の外径外周部４ｅにそれぞれ摺接させて、ピストンナット４の外周に摺動自在に嵌合されており、バルブ抑え部材１１の段部１１ａとガイド部材たるピストンナット４の段部４ｃとの間の隙間で圧力室１６が形成されている。

この圧力室１６は、上記したパイロット通路１８の縦穴１８ｂを介して横孔１８ａに連通され、これによって、連通路１７に連通されるとともに、この連通路１７を介して一方室４１内に連通されている。

なお、上記したところでは、圧力室１６は、上記の如くに区画されているが、この圧力室１６を環状としない場合、たとえば、ピストンナット４の軸方向に沿う縦溝を形成し、バルブ抑え部材１１に該縦溝内に挿入される凸部を設け、この縦溝と凸部とで圧力室を区画するようにしてもよい。

また、上記フランジ１１ｄとピストンナット４の鍔４ｆとの間には、附勢手段たるコイルスプリング１５が介装され、このコイルスプリング１５で上記リーフバルブ１０を弁座１ｃ側に押し付けている。

すなわち、コイルスプリング１５の附勢力を上記バルブ抑え部材１１を介してリーフバルブ１０の内周側に作用させて、コイルスプリング１５でポート２を閉塞する方向にリーフバルブ１０を附勢している。

したがって、リーフバルブ１０は、ピストン１が図１中上方に移動して、一方室４１内の圧力と他方室４２内の圧力との差が大きくなると、上記附勢力に抗してコイルスプリング１５を圧縮してリーフバルブ１０の全体がピストン１から軸方向に後退、つまり、図１中下方にリフトするようになっている。

なお、ピストン１の底部１ａから弁座１ｃの下端までの軸方向長さよりも、間座７全体の軸方向の厚みを短く設定してあり、内周側に附勢力が作用しているリーフバルブ１０に初期撓みを与えている。

この初期撓みの撓み量の設定によって、リーフバルブ１０が弁座１ｃから離れてポート２を開放する時の開弁圧を調節することができ、この初期撓みの撓み量は、間座７の全体の厚みで変更可能であるとともに、緩衝器が適用される車両に最適となるように設定されている。なお、ピストン１の底部１ａから弁座１ｃの下端までの軸方向長さによっては、間座７を省略することも可能である。

さらに、上記したところでは、附勢手段をコイルスプリング１５としているが、リーフバルブ１０に所定の附勢力を作用させればよいので、これを例えば、皿バネやリーフスプリングとしたり、ゴム等の弾性体としたりしてもよい。

つづいて、バルブ構造の作用について説明すると、上述したように、ピストン１がシリンダ４０に対して図１中上方側に移動すると、一方室４１内の圧力が高まり、一方室４１内の作動油はポート２を通過して他方室４２内に移動しようとする。

そして、緩衝器の伸縮速度となるピストン速度が低速領域にある場合、作動油は、ピストン速度が極低速のうちは、上述の弁座１ｃに着座するのリーフバルブ１０の外周に設けた切欠あるいは弁座１ｃに打刻によって形成されるオリフィスを通過し、その後の速度の上昇に伴って、リーフバルブ１０の外周を撓ませて、リーフバルブ１０と弁座１ｃと間の隙間を通過する。

このピストン速度が低速領域にある場合、リーフバルブ１０をコイルスプリング１５の附勢力に抗してピストン１から後退させてリフトさせることができず、リーフバルブ１０はコイルスプリング１５によって附勢されてポート２を閉塞するように押し付けられているので、リーフバルブ１０の外周縁が間座８の外周縁を支点として撓むのみとなり、リーフバルブ１０が弁座１ｃから離座してできるリーフバルブ１０と弁座１ｃと間の隙間を作動油が通過する。なお、この場合、ピストン速度が低速領域にあり、一方室４１内の圧力は圧力制御弁２０の開弁圧に達しないので、連通路１７が圧力制御弁２０よって閉塞されたままとなり、圧力室１６には、一方室４１内の圧力が作用しないので、上記圧力室１６内の圧力によってはバルブ抑え部材１１をピストン１側に向けて附勢しない状態になっている。

このときの減衰特性（ピストン速度に対する減衰力の関係）は、図２中実線で示すが如くとなり、この低速領域では、減衰係数は比較的大きいものとなる。

他方、ピストン１の速度が中速領域に達して、一方室４１内の圧力と他方室４２内の圧力との差が大きくとなると、ポート２を通過する作動油のリーフバルブ１０を図１中下方へ押し下げる力が大きくなる。しかしながら、この場合にあっても、圧力制御弁２０は開弁しないので、圧力室１６内には一方室４１内の圧力は作用しない。

したがって、ポート２を通過する作動油のリーフバルブ１０を図１中下方へ押し下げる力がコイルスプリング１５の附勢力に打ち勝って、リーフバルブ１０の全体をピストン１から軸方向に後退させるようになって、リーフバルブ１０を図１中下方へ移動させることになる。

なお、圧力室１６は、バルブ抑え部材１１がリーフバルブ１０とともに後退することから、圧縮されることになるが、連通路１７がオリフィス３０を介して他方室４２に連通されている、具体的には、圧力室１６がパイロット通路１８とオリフィス３０を介して直接に他方室４２に連通されているので、上記バルブ抑え部材１１のピストンナット４に対して後退しても、圧力室１６内の圧力はさほど上昇せず、バルブ抑え部材１１にその後退を妨げる力を作用させることがない。

すなわち、リーフバルブ１０の全体がピストン１の底部１ａから離れ、弁座１ｃとリーフバルブ１０との間の隙間は、ピストン速度が低速領域にあるときよりも大きくなるとともに、また、ピストン速度が中速領域ある場合には、圧力室１６内の圧力も上昇しないためピストン速度に比例して隙間が大きくなる。したがって、ピストン速度が中速領域にあるときの減衰特性は、図２中実線で示すが如くとなり、ピストン速度の増加に対して比例はするものの低速領域より減衰係数は低くなり、減衰特性の傾きが小さくなる。

そして、ピストン速度が高速領域に達すると、作動油のリーフバルブ１０を図１中下方へ押し下げる力はさらに大きくなる。これに対し、一方室４１内の圧力も大きくなって、連通路１７を閉塞していた圧力制御弁２０が連通路１７を開放して、この連通路１７を介して圧力室１６内に一方室４１内の圧力が導かれる。なお、圧力室１６と他方室４２とはオリフィス３０を介して連通されているので、上記オリフィス３０による圧力損失によって、圧力室１６内の圧力が他方室４２に逃げてしまって、圧力室１６内の圧力上昇が不能となってしまう事態が防止されている。

したがって、圧力室１６内の圧力は上昇し、この圧力室１６内の圧力は、バルブ抑え部材１１にピストン１側に押し付ける方向の推力を与えることになり、バルブ抑え部材１１のピストン１からの後退を妨げるようになる。

そして、上記オリフィス３０の圧力損失は、流量の二乗に比例するような特性を備えており、圧力制御弁２０が一方室４１と圧力室１６とを連通する状態にある場合、ピストン速度の上昇度合いに対して圧力室１６内の圧力の上昇度合いが大きくなり、圧力室１６内の圧力によってバルブ抑え部材１１に与える推力もこれに応じてより一層大きくなる。なお、上記バルブ抑え部材１１のピストンナット４に対する後退、すなわち、図１中下方への移動によっても、大径内周部１１ｃがパイロット通路１８の横孔１８ａを閉塞しないように設定されていることは当然である。

したがって、ピストン速度が高速領域にある場合、リーフバルブ１０の後退を妨げる力は、コイルスプリング１５の附勢力に圧力室１６内の圧力による推力が付加されることになって、ピストン速度が中側領域にある場合におけるリーフバルブ１０の後退を妨げる力より大きくなり、その分リーフバルブ１０の後退が抑制される。

すなわち、ピストン速度が高速領域にある場合におけるリーフバルブ１０のピストン１からの後退量のピストン速度に対する増加割合は、ピストン速度が中速領域にある場合におけるリーフバルブ１０のピストン１からの後退量のピストン速度に対する増加割合より小さくなる。

つまり、ピストン速度が高速領域にあるときは、ピストン速度が高くなるにつれて弁座１ｃとリーフバルブ１０との間の隙間が大きくなりづらくなることになり、ピストン速度が高速領域にあるときの減衰特性は、図２中実線で示すように、中速領域より減衰係数は大きくなるので、傾きが大きくなる。

そして、ピストン速度が大きくなるにつれて、ピストン速度の上昇度合いに対する圧力室１６内の圧力上昇の度合いは大きくなるので、圧力室１６内の圧力がバルブ抑え部材１１に与えるリーフバルブ１０をピストン１側に押し付ける推力も大きくなって、ますます、ピストン速度の増加に対するリーフバルブ１０の後退量の増加を抑制するから、上記減衰係数の傾きはピストン速度の上昇に対して大きくなる傾向を示す。

したがって、本実施の形態における緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰係数を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

また、圧力制御弁２０における弁体２２に通孔２２ｂを設けているので、弁体２２の開弁速度が急にならないようになっているので、徐々に圧力室１６内の圧力を上昇させることになり、減衰力が急激に変化することがないので、この点においても車両における乗心地が向上する。

さらに、緩衝器が最伸長するような振幅が大きく、かつ、ピストン速度が高速領域に達するような状況下にあっては、減衰係数を大きくして緩衝器の発生減衰力を大きくすることができるので、ピストン速度を速やかに低減することができ、最伸長時の衝撃を緩和することができる。なお、ピストン速度が非常に高くなって圧力室１６が最圧縮される状態となる場合、段部４ｃと段部１１ａが当接することによって、バルブ抑え部材１１のピストンナット４に対する図１中下方への移動を規制するようになっており、緩衝器に大きな減衰力を発生させて最伸長時の衝撃を緩和することを確実なものとしている。

なお、減衰係数が大きくなるピストン速度を中速領域と高速領域との境に設定することで、ピストン速度が中速領域にあるときには、圧力室１６内の圧力が大きくならないので、バルブ抑え部材１１にリーフバルブ１０の後退を妨げる推力を作用させずに、減衰係数を比較的小さく保っておくことができるので、減衰力が大きくなり過ぎることがなく、車両における乗り心地を確保することができる。

さらに、上述のように本実施の形態におけるバルブ構造にあっては、従来のバルブ構造に対して、軸部材のガイド部材となるピストンナット４の外周に設けた段部４ｃとバルブ抑え部材１１の内周側に設けた段部１１ａとの間に圧力室１６を設け、軸部材の軸となるピストンロッド５に連通路１７を構成する軸通路１７ａを設け、軸部材のガイド部材となるピストンナット４内に圧力制御弁２０と連通路１７を構成する底部通路１７ｂ、パイロット通路１８を設けるようにしたので、その他の構成は、従来緩衝器におけるバルブ構造の各部と略同様の構成としておけばよいことになり、部品の互換性も高くなるという製造上の利点がある。

さらに、軸部材のガイド部材となるピストンナット４の外周に設けた段部４ｃとバルブ抑え部材１１の内周側に設けた段部１１ａとの間に圧力室１６を設けたので、圧力室１６の形成が容易であり、ピストンナット４にこれの外周に摺接するリーフバルブ１０、間座７，８、バルブ抑え部材１１およびコイルスプリング１５を組みつけてアッセンブリ化しておいて、ピストンロッド５に組み付けることが可能であるので、組み付け加工が複雑となることが無く便利である。

また、圧力制御弁２０もガイド部材たるピストンナット４内に収容されて一体とされているので、圧力制御弁２０もアッセンブリ化しておくことが可能であるから、この点においても組み付け加工が複雑となることが無く便利である。

つづいて、一実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造について説明する。このバルブ構造においては、図３に示しように、上記した圧力制御弁の構成のうち、ポペット型の弁体２２を球状弁体５１に変更したものである。なお、上述した一実施の形態における緩衝器と同様の構成については、説明が重複するので、同様の符号を付するのみとして、その詳しい説明を省略する。

この圧力制御弁５０は、やはり、さらに、ピストンナット４の底部４ｂに設けた底部通路１７ｂの途中であってパイロット通路１８の分岐点より一方室４１側に設けられている。詳しくは、圧力制御弁５０は、底部通路１７ｂの途中から外方側となる図１中下方側が拡径されて設けられる段部の内周縁で形成される環状弁座２１と、この底部通路１７ｂ内であって環状弁座２１より外方側となる図３中下方側に収容される球状弁体５１と、この球状弁体５１より外方側となる底部通路１７ｂの開口端部に螺着されるキャップ状のバネ受け５２と、球状弁体５１とバネ受け５２との間に介装されて底部通路１７ｂ内に収容されるバネ２４とを備えて構成され、このバネ２４によって球状弁体５１は附勢されて上記環状弁座２１に着座している。また、この場合、球状弁体５１が図３中上方から圧力を受けて底部通路１７ｂを開放して圧力室１６内に圧力を作用させることが可能なように、バネ受け５２には、底部通路１７ｂを他方室４２に連通する小孔５２ａが穿設されている。

なお、バネ受け５２は、小孔５２ａを備えているので、球状弁体５１の背面側となる図３中下方側の底部通路１７ｂは他方室４２に向けて開放され、一方室４１内の圧力は開弁圧に達すると球状弁体５１はスムーズに環状弁座２１から後退して軸通路１７ａとパイロット通路１８を連通することができる。

したがって、この変形例における圧力制御弁５０にあっても、一方室４１と圧力室１６とを連通する状態にある場合、ピストン速度の上昇度合いに対して圧力室１６内の圧力の上昇度合いが大きくなり、圧力室１６内の圧力によってバルブ抑え部材１１に与える推力もこれに応じてより一層大きくなるので、上記した一実施の形態におけるバルブ構造と同様の作用効果を奏し、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰係数を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

さらに、一実施の形態の他の変形例における緩衝器のバルブ構造について説明する。このバルブ構造においては、図４に示しように、圧力制御弁の構成を変更したものである。

この圧力制御弁６０は、ガイド部材たるピストンナット４の底部６１ａに設けられた凹部６１ｂの底面とピストンナット４の内部とを連通する底部通路６３を板状弁体たるリーフバルブ６４で開閉するようにして構成されている。また、底部６１ａの中心部には螺子孔６１ｃが設けてあり、この螺子孔６１ｃに螺着されるボルト６５で凹部６１ｂの底面に積層されるリーフバルブ６４と、間座６６と、凹部６１ｂを閉塞するキャップ６７とがピストンナット４に固定される。

そして、パイロット通路１８は、ピストンナット４に内設されて圧力室１６と上記凹部６１ｂとキャップ６７との間の空間とを連通しており、圧力制御弁６０が底部通路６３を開放するとパイロット通路１８を介して圧力室１６内に圧力を作用させることが可能なようになっている。

したがって、この他の変形例における圧力制御弁６０にあっても、一方室４１と圧力室１６とを連通する状態にある場合、ピストン速度の上昇度合いに対して圧力室１６内の圧力の上昇度合いが大きくなり、圧力室１６内の圧力によってバルブ抑え部材１１に与える推力もこれに応じてより一層大きくなるので、上記した一実施の形態におけるバルブ構造と同様の作用効果を奏し、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰係数を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

最後に、他の実施の形態に置ける緩衝器のバルブ構造について説明する。このバルブ構造においては、図５に示しように、圧力制御弁７０を連通路１７の上流側、すなわち、一方室４１側に設けたものである。

詳しくは、圧力制御弁７０は、軸部材を形成する軸たるピストンロッド５の先端５ａの外周にバルブディスクたるピストン１より一方室４１側に配置して設けた第一環状部材７１と第二環状部材７２と、第一環状部材７１と第二環状部材７２との間に介装されて内開きに設定されるリーフバルブ７３とを備えて構成され、連通路１７の一部をなす軸通路１７ａでピストンロッドの先端５ａにおける先端面５ｃと上記第一環状部材７１と第二環状部材７２との間とを連通するようにしてある。

そして、第一環状部材７１は、上記先端５ａに嵌合する筒部７１ａと、筒部７１ａの図５中上端側から延設されるフランジ７１ｂと、筒部７１ａの外周に設けた段部７１ｃと、筒部７１ａの段部７１ｃより図５中下方に設けた通孔７１ｄとを備えて構成され、他方の第二環状部材７２は、先端５ａに嵌合する環状板７２ａと、環状板７２の外周縁から立ち上がる筒部７２ｂとを備えて構成され、第一環状部材７１と第二環状部材７２は、第一環状部材７１の段部７１ｃを第二環状部材７２側に臨ませるとともに第二環状部材７２の筒部７２ｂを第一環状部材７１へ臨ませるようにして対向させてある。

したがって、また、第一環状部材７１の筒部７１ａの上下方向長さは、第二環状部材７２の筒部７２ｂの上下方向長さより長くなるように設定されて、第一環状部材７１のフランジ７１ｂと第二環状部材７２の環状板７２ａとの間に隙間が形成されるとともに、フランジ７１ｂと筒部７２ｄとの間にも隙間が形成され、第一環状部材７１と第二環状部材７２との間の空間が一方室４１に連通されるようになっている。

そして、環状のリーフバルブ７３は、第一環状部材７１の段部７１ｃに内周側を、第二環状部材７２の筒部７２ｂの上面に外周側をそれぞれ当接させてあり、一方室４１内の圧力が上昇すると、内周側が撓んで、一方室４１を通孔７１ｄに連通するようになっている。

さらに、軸通路１７ａは、上記通孔７１ｄに連通され、これによって、ピストンロッド５の先端５ａの図５中下端たる先端面５ｃと上記第一環状部材７１と第二環状部材７２との間とが連通されるようになっている。

したがって、この他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造の圧力制御弁７０にあっても、一方室４１と圧力室１６とを連通する状態にある場合、つまり、リーフバルブ７３が撓んで一方室４１と通孔７１ｄとを連通する状態にあっては、ピストン速度の上昇度合いに対して圧力室１６内の圧力の上昇度合いが大きくなり、圧力室１６内の圧力によってバルブ抑え部材１１に与える推力もこれに応じてより一層大きくなるので、上記した一実施の形態におけるバルブ構造と同様の作用効果を奏し、ピストン速度が高速領域に達すると、ピストン速度が中速領域にある場合よりも減衰係数を大きくすることができ、ピストン速度が高速領域に達する場合にあっても減衰力が不足することがなく、振動抑制が充分に行われ、車両における乗り心地を向上することができる。

以上で緩衝器および緩衝器のバルブ構造の一実施の形態についての説明を終えるが、本発明のバルブ構造が緩衝器のピストン部の圧側減衰バルブに具現化することも、また、ベースバルブ部に具現化することも可能であり、およそ減衰力を発生する減衰力発生要素として機能する緩衝器のバルブに適用することが可能なことは勿論である。すなわち、バルブ構造がベースバルブ部に具現化される場合には、一方室をピストン側室あるいはリザーバ室の一方とし、他方室をピストン側室あるいはリザーバ室の他方とすればよい。また、圧側減衰バルブに具現化する場合には、原理的には図１中のバルブ構造の天地を逆とするような構成とし、圧力制御弁については、ピストンロッド５内に設けるようにすればよい。

なお、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。

一実施の形態における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。 一実施の形態の緩衝器のバルブ構造が具現化した緩衝器における減衰特性を示す図である。 一実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。 一実施の形態の他の変形例における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。 他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の一部における縦断面図である。 従来の緩衝器のバルブ構造が具現化された緩衝器のピストン部の縦断面図である。 従来の緩衝器のバルブ構造が具現化した緩衝器における減衰特性を示す図である。

符号の説明

１ バルブディスクたるピストン
１ａ 底部
１ｂ 挿通孔
１ｃ 弁座
１ｄ 圧側のポート
１ｅ 拡径部
１ｆ 筒部
２ ポート
３ 窓
４ ガイド部材たるピストンナット
４ａ 筒部
４ｂ 底部
４ｃ，１１ａ 段部
４ｄ 小径外周部
４ｅ 大径外周部
４ｆ 鍔
５ 軸たるピストンロッド
５ａ ピストンロッドの先端
５ｂ ピストンロッドの段部
５ｃ 先端面
５ｄ 縦穴
５ｅ 横穴
５ｆ 螺子部
１０，７３ リーフバルブ
１１ バルブ抑え部材
１１ｂ 小径内周部
１１ｃ 大径内周部
１１ｄ フランジ
１５ 附勢手段たるコイルスプリング
１６ 圧力室
１７ 連通路
１７ａ 軸通路
１７ｂ 底部通路
１８ パイロット通路
１８ａ 横孔
１８ｂ 縦穴
２０，５０，６０ 圧力制御弁
２１ 環状弁座
２２ 弁体
２２ａ スプール
２３，５２ バネ受け
２４ バネ
３０ オリフィス
４０ シリンダ
４１ 一方室
４２ 他方室
５１ 球状弁体
６４ 板状弁体たるリーフバルブ
７１ 第一環状部材
７２ 第二環状部材
Ｄ 緩衝器

Claims (7)

1. 緩衝器内に一方室と他方室とを隔成するとともに上記一方室と上記他方室とを連通するポートを備えたバルブディスクと、このバルブディスクの軸心部から立ち上がる軸部材と、内周側に上記軸部材が挿通されるととともに上記バルブディスクの他方室側面に積層されて上記ポートを閉塞する環状のリーフバルブと、内周側に上記軸部材が挿通されるとともに上記リーフバルブに積層される環状のバルブ抑え部材と、このバルブ抑え部材を介して上記ポートを閉塞する方向に上記リーフバルブを附勢する附勢手段とを備えた緩衝器のバルブ構造において、上記軸部材は、上記バルブディスクの軸芯部を貫通する軸と、この軸の先端に螺着されて上記バルブディスクを上記軸に固定するとともに上記リーフバルブと上記バルブ抑え部材の内周側に摺動自在に挿入される有底筒状のガイド部材とを備えてなり、このガイド部材は、外周に段部が形成されて小径外周部と大径外周部とを備え、上記バルブ抑え部材は、内周に段部が形成されて小径内周部と大径内周部とを備え、上記ガイド部材の上記小径外周部を上記バルブ抑え部材の上記小径内周部に、上記ガイド部材の上記大径外周部を上記バルブ抑え部材の上記大径内周部に、それぞれ摺接させて形成される上記バルブ抑え部材の上記段部と上記ガイド部材の上記段部との間の隙間を圧力室とし、少なくとも上記圧力室の内部の圧力によって上記バルブ抑え部材に上記リーフバルブをバルブディスク側に押し付ける推力を与え、上記一方室と上記圧力室とを連通する連通路と、この連通路の途中に設けた圧力制御弁とを設け、上記圧力室を上記他方室にオリフィスを介して連通したことを特徴とする緩衝器のバルブ構造。
2. 上記連通路は、上記軸の先端面から開口して上記一方室に連通される軸通路と、上記ガイド部材の底部に設けた底部通路と、上記ガイド部材の上記段部から開口して上記底部通路に連通されるパイロット通路とで形成され、上記圧力制御弁は、上記底部通路の途中に設けられることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器のバルブ構造。
3. 上記圧力制御弁は、上記底部通路の途中に設けた環状弁座と、附勢されて該環状弁座に着座するポペット型弁体とを備えてなることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器のバルブ構造。
4. 上記圧力制御弁は、上記底部通路の途中に設けられて上記底部通路を開閉する板状弁体を備えてなることを特徴する請求項２に記載の緩衝器のバルブ構造。
5. 上記圧力制御弁は、上記底部通路の途中に設けた環状弁座と、附勢されて該環状弁座に着座する球状弁体とを備えてなることを特徴とする請求項２に記載の緩衝器のバルブ構造。
6. 上記圧力制御弁は、上記軸部材の一方室側の外周に設けられた第一環状部材および第二環状部材と、上記第一環状部材と上記第二環状部材との間に介装されて内開きに設定される環状のリーフバルブとを備え、上記連通路は、軸の先端から上記一方室に臨む上記第一環状部材と上記第二環状部材との間とを連通する軸通路と、上記ガイド部材の底部に設けた底部通路と、上記ガイド部材の上記段部から開口して上記底部通路に連通されるパイロット通路とで形成されることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器のバルブ構造。
7. 上記バルブディスクは軸心部にピストンロッドが挿通されるピストンであって、上記軸部材は上記ピストンロッドおよび筒状に形成されるとともに上記ピストンロッドの先端に螺着されて上記ピストンを上記ピストンロッドに固定するピストンナットとされ、上記附勢部材は上記バルブ抑え部材と上記ピストンナットとの間に介装されるコイルスプリングである請求項１から６のいずれかに記載の緩衝器のバルブ構造。

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