JP4777912B2 - 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３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４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。

上記の目的を解決するために、本発明の手段は、シリンダ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他方室とを連通するポートを備えたバルブディスクと、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、上記バルブディスクの軸心部から立ち上がり上記リーフバルブの内周側に挿通される軸部材とを備えた緩衝器のバルブ構造において、上記ポートの他方室側開口端と上記一方室とを連通する連通路と、上記連通路の途中に設けられた流量制御弁とを設け、上記連通路は、上記バルブディスクに形成されて上記ポートの他方室側開口端に連通するディスク側通路と、上記軸部材の内部に形成されて上記一方室に連通する内部通路と、上記軸部材に形成されて上記内部通路と上記ディスク側通路とを連通する軸ポートとで構成され、上記流量制御弁は、上記内部通路内に摺動自在に挿入されるとともに上記一方室側に向けて附勢される中空なスプールと、上記スプールの外周に形成されて当該スプール内に連通させると共に上記軸ポートに対向させた環状溝とで構成し、ピストン速度が高速領域に達したとき上記一方室内の圧力で上記スプールを附勢力に抗して後退させて上記環状溝と上記軸ポートとのラップ面積を減じることで上記連通路の流路面積を減じさせることを特徴とするものである。

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。

本発明の実施の一例に示す緩衝器は図１に示すように、シリンダ４０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１と、上記バルブディスク１の他方室側面に積層されて上記ポート２を閉塞する環状のリーフバルブ１０と、上記バルブディスク１の軸心部から立ち上がり上記リーフバルブ１０の内周側に挿通される軸部材５とを備えたものである。
そして、本発明では、上記ポート２の他方室側開口端と上記一方室４１とを連通する連通路１７と、上記連通路１７の途中に設けられた流量制御弁２０とを設け、上記連通路１７は、上記バルブディスク１に形成されて上記ポート２の他方室側開口端に連通するディスク側通路１８と、上記軸部材５の内部に形成されて上記一方室４１に連通する内部通路と、上記軸部材５に形成されて上記内部通路と上記ディスク側通路１８とを連通する軸ポート５ｆとで構成され、上記流量制御弁２０は、上記内部通路内に摺動自在に挿入されるとともに上記一方室側４１に向けて附勢される中空なスプール２１と、上記スプール２１の外周に形成されて当該スプール２１内に連通させると共に上記軸ポート５ｆに対向させた環状溝２２ｂとで構成し、ピストン速度が高速領域に達したとき上記一方室４１内の圧力で上記スプール２１を附勢力に抗して後退させて上記環状溝２２ｂと上記軸ポート５ｆとのラップ面積を減じることで上記連通路１７の流路面積を減じさせることを特徴とするものである。

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たるピストンロッド５と、内周側に上記ピストンロッド５が挿通される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、内周側にピストンロッド５が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、ポート２の他方室側開口端と一方室４１とを連通する連通路１７と、一方室４１の圧力が所定圧力以上となると連通路１７の流路面積を減じる流量制御弁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および連通路１７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の他方室側開口端に連通する環状の窓３と、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。

また、底部１ａには、ポート２の他方室側開口端となる上記窓３と挿通孔１ｂとを連通するディスク側通路１８が設けられている。このディスク側通路１８は、本実施の形態においては、複数設けられているが、一つでもよく、また、ポート２の開口端に直接的に連通されてもよいし、ポート２の開口端に窓３を通じて連通されるようにしてもよい。

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の先端５ａ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、ピストン１の軸心部から立ち上がらせてある。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の先端５ａは、その先端面５ｃから開口する縦穴５ｄが設けられて中空とされており、また、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が設けられ、これらの縦穴５ｄと横穴５ｅとでピストンロッド５の内部たる内部通路を構成し、この内部通路は一方室４１に連通している。さらに、上記縦穴５ｄは、ピストンロッド５の先端５ａの側部に設けた軸ポート５ｆと先端５ａの外周に設けた環状溝５ｇによってピストンロッド５の外方におけるディスク側通路１８に連通されている。

上記縦穴５ｄ内には、中空なスプール２１が摺動自在に挿入され、このスプール２１は、有底筒状の筒部２２と、筒部２２の図１中下端から伸びる軸部２３とを備え、筒部２２は、上端側外周が小径とされて、縦穴５ｅの内周との間に隙間が形成されている。

また、筒部２２の小径となる上端側にスプール２１の内外を連通する通孔２２ａ，２２ａが設けられるとともに、筒部２２の外周であって縦穴５ｄ内周に摺接する摺接部２２ｃには、スプール２１内に連通される環状溝２２ｂが設けられている。さらに、筒部２２の底部から軸部２３にかけて筒部２２の内部と軸部２３の外方とを連通する通孔２２ｄが設けられ、一方室４１側の圧力が筒部２２の背面側、すなわち、筒部２２の軸部２３側の端部側にも作用するようになっている。

そして、上記スプール２１は、軸部２３の外周側に配置されるとともに、筒部２２の下端と縦穴５ｄの図１中下方側に挿入される筒部材２４との間に介装されるバネ２５によって附勢されて、スプール２１の図１中上端は、縦穴５ｅの底部に当接されている。なお、軸部２３は、バネ２５のガイドとして機能するとともに、筒部材２４内に挿入されて筒部材２４と協働して、スプール２１の縦穴５ｄに対する軸ぶれを防止している。そして、スプール２１には、筒部２２の大径部分における断面積から軸部２３の断面積を除した面積を受圧面積として一方室４１の圧力が作用するようになっており、軸部２３の存在により、バネ２５のバネ力を小さく設定することが可能なようになっているため、その分、軸部材たるピストンロッド５の内部に設けられる流量制御弁２０を小型にすることが可能となる。

スプール２１の図１中上端が縦穴５ｅの底部に当接している状態では、上記環状溝２２ｂは、上記したピストンロッド５の先端５ａの側部に設けた軸ポート５ｆに対向し、環状溝２２ｂと軸ポート５ｆとは連通状態とされている。これに対し、スプール２１がバネ２５の附勢力に抗して図１中下方へ後退すると、筒部２２の摺接部２２ｃが軸ポート５ｆに対向するようになり、環状溝２２ｂと軸ポート５ｆのラップ面積が減少し、環状溝２２ｂが軸ポート５ｆと対向し得ないようになって摺接部２２ｃが完全に軸ポート５ｆに対向すると軸ポート５ｆは閉塞されるようになっている。

そして、上記スプール２１には、横孔５ｅを介して一方室４１内の圧力が作用し、この一方室４１内の圧力が所定圧力以上となるとバネ２５の附勢力に抗して図１中下方へ後退して環状溝２２ｂと軸ポート５ｆのラップ面積を減少させるようになっている。したがって、本実施の形態においては、流量制御弁２０は、上記したスプール２１とバネ２５とで構成されており、軸部材たるピストンロッド５の内部に設けられている。

そして、この流量制御弁２０は、一方室４１内の圧力が所定圧力となる場合に、スプール２１がバネ２５の附勢力に抗して図１中下方へ後退して上記ラップ面積を減少させるが、その所定圧力は、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、この流量制御弁２０にあっては、ピストン速度が０．６ｍ／ｓ以上となるときに発生する一方室４１内の圧力によってラップ面積を減少させるようになっている。

つづき、上記ピストンロッド５の先端５ａを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に挿入するとともに、ピストン１の図１中下方からピストンナット４をピストンロッド５の先端に設けた螺子部５ｈに螺着することによって、ピストン１はピストンロッド５の段部とピストンナット４の上端とで挟持されてピストンロッド５に固定されている。

このように、ピストンロッド５の先端５ａにピストン１を固定すると、ピストン１の底部１ａに設けたディスク側通路１８の挿通孔１ｂ側の開口端は、先端５ａの外周に設けた環状溝５ｇに対向するように設定されており、ポート２の他方室側開口端となる窓３は、ディスク側通路１８、ピストンロッド５の先端５ａに設けた環状溝５ｇ、軸ポート５ｆ、縦穴５ｄおよび横孔５ｅを通じて一方室４１に連通されることになり、これらで連通路１７が構成されている。したがって、上記流量制御弁２０は、環状溝２２ｂと軸ポート５ｆのラップ面積を変化させることで連通路１７の流路面積を調節することが可能である。

また、上記したピストンナット４は、筒部４ａと、筒部４ａの図１中下端外周から延設される鍔４ｂとを備えて構成され、筒部４ａの上端外周は小径とされて小径部４ｃが形成されている。また、上記筒部４ａの下端内周はフランジ４ｄが設けられて、そのフランジ４ｄの内周径はピストンロッド５の先端５ａの縦穴５ｄの内周径より小径とされており、このフランジ４ｄの図１中上端面には筒部材２４の下端面が当接されて、流量制御弁２０を構成するスプール２１、バネ２５が縦穴５ｄから脱落することが防止されている。

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における小径部４ｃの外周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の下方から小径部４ｃの外周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部４ｃの外周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の下方から同じく小径部４ｃの外周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。なお、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。

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における小径部４ｃの図１中上端の挿入が可能なようになっている。

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。

そして、図１中一番最下方に積層されるバルブ抑え部材１１は、鍔１１ａを備えて筒状に形成され、この鍔１１ａとピストンナット４の鍔４ｂ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、上記バルブ抑え部材１１を介してコイルスプリング１５の附勢力をリーフバルブ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が、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内の圧力が連通路１７の途中に設けた流量制御弁２０におけるスプール２１に作用しても、一方室４１内の圧力は所定圧力に達しておらず、スプール２１をバネ２５の附勢力に抗して後退させるだけの推力をスプール２１に与えることができず、スプール２１は縦穴５ｄの底部に当接したままとなって、環状溝２２ｂと軸ポート５ｆとが対向して連通路１７の流路面積は減じられることがない。

したがって、作動油は、ポート２のみならず連通路１７をも介して一方室４１から他方室４２へ移動することになる。

そして、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、リーフバルブ１０がピストン１から図１中下方に後退しないので、図２に示すが如くとなり、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。

そして、ポート２および連通路１７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。

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、一方室４１内の圧力は所定圧力まで上昇しておらず、流量制御弁２０は連通路１７の流路面積を減少させない。したがって、ピストン速度が中速領域にあるときの緩衝器Ｄの発生減衰力は、低速領域にある場合に比較して、リーフバルブ１０の全体がピストン１から後退して弁座１ｃとリーフバルブ１０との間の隙間が大きくなる分、ピストン速度の増加に対して比例はするものの減衰係数は低くなって、その減衰特性は、図２に示すが如く、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って、リーフバルブ１０のピストン１から図１中下方へ後退する後退量は大きくなり、リーフバルブ１０と弁座１ｃとの間の隙間はピストン速度が中速領域にあるときよりも大きくなる。

これに対し、一方室４１内の圧力も大きくなって、所定圧力に達し、流量制御弁２０のスプール２１はバネ２５の附勢力に打ち勝つようになって図１中下方へ後退し、一方室４１内の圧力上昇に比例して環状溝２２ｂと軸ポート５ｆのラップ面積を減少させて連通路１７の流路面積を減少させるようになる。

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の後退量は増加するが、連通路１７の流路面積が減少することになり、作動油がポート２および連通路１７を通過する時の圧力損失が増大することになる。

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るが、ピストン速度が高くなるにつれて連通路１７の流路面積が流量制御弁２０によって減少させられることになり、ピストン速度が高速領域にあるときの減衰特性は、図２に示すように、中速領域より減衰係数は大きくなるので、減衰係数の傾きが大きくなる。

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連通路１７の流路面積が流量制御弁２０によって減少度合いは大きくなるので、作動油が一方室４１から他方室４２へ移動する時に生じる圧力損失も大きくなって、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。

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一方室４１内の圧力が非常に大きくなる場合、流量制御弁２０が連通路１７を閉塞する、本実施の形態の場合には、スプール２１の摺接部２２ｃを軸ポート５ｆに対向させるようにしておけば、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することができる。

なお、具体的にはたとえば、減衰係数が大きくなるピストン速度の中速領域と高速領域との境を０．６ｍ／ｓ程度となるように設定するとよく、そのためには、上述したように、流量制御弁２０が連通路１７の流路面積を減少させはじめる所定圧力は、ピストン速度が上記０．６ｍ／ｓ程度となるときの一方室４１内の圧力に設定しておけばよい。そうすることで、ピストン速度が中速領域にあるときには、連通路１７における流路面積は最大とされて圧力損失が大きくならないので、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、軸部材たるピストンロッド５とバルブディスクたるピストン１に連通路１７を設けるとともに、ピストンロッド５内に流量制御弁１０を設ける構成としているので、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、連通路１７は、ポート２の出口端となる他方室側開口端に連通されるようにしたので、作動油は、必ずリーフバルブ１０と弁座１ｃとの間の隙間を介して一方室４１から他方室４２へ移動するので、作動油を連通路１７で直接的に他方室４２に連通させてリーフバルブ１０を迂回させるような構成のバルブ構造に比較して、減衰特性の調節が簡単となると同時に、流量制御弁２０は、連通路１７の流路面性を一方室４１内の圧力の上昇によって減少させる機能のみを発揮すればよいことになり、流量制御弁２０の構造を簡単にすることが可能となる。すなわち、リーフバルブ１０を連通路１７が迂回する場合には、本実施の形態と同様の減衰特性を得ようとすると、流量制御弁は、ピストン速度が低速領域にある場合には流路面積を小さくし、ピストン速度が中速領域にある場合には流路面積を大きくし、さらに、ピストン速度が高速領域にある場合には再び流路面積を小さくするような動作をしなければならず、構造が複雑となってしまうのである。

なお、本実施の形態においては、リーフバルブ１０やバルブ抑え部材１１をガイドする役割をバルブディスクたるピストン１を軸部材たるピストンロッド５に固定するピストンナット４に果たさせるようにしているが、ピストンロッド５の外周にリーフバルブ１０やバルブ抑え部材１１を摺接させるようにしてもよく、また、また、本実施の形態においては、ピストン１に挿入孔１ｂを設けてピストンロッド５の先端５ａを軸部材としてこれを挿入するようにして、ピストンロッド５を突出させているが、バルブボディたるピストン１と一体な軸部材をピストン１の軸心部に設けるようにしてもよい。

また、本発明のバルブ構造は、リーフバルブ１０が附勢手段たるコイルスプリング１５によって附勢されると共にバルブディスクたるピストン１に遠近可能に積層されており、ピストン速度が中速領域において、リーフバルブ１０をピストン１からリフトさせて減衰力を低く抑えて車両における乗心地を向上する事が可能なバルブに適用されているが、附勢手段によって附勢されるか否かに限らずリーフバルブ１０の内周がピストンロッド５の先端５ａに固定されて外周側が撓んで弁座１ｃから離座してポート２を開放するバルブに適用されてもよく、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力を大きくすることができ、本発明の効果は失われない。

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。 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 ピストンナット
４ａ 筒部
４ｂ 鍔
４ｃ 小径部
４ｄ フランジ
５ 軸部材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 軸ポート
５ｇ 環状溝
５ｈ 螺子部
１０ リーフバルブ
１１ バルブ抑え部材
１１ａ 鍔
１５ コイルスプリング
１７ 連通路
１８ ディスク側通路
２０ 流量制御弁
２１ スプール
２２ 筒部
２２ａ，２２ｄ 通孔
２２ｂ 環状溝
２２ｃ 摺接部
２３ 軸部
２４ 筒部材
２５ バネ
４０ シリンダ
４１ 一方室
４２ 他方室
Ｄ 緩衝器

Claims (3)

1. シリンダ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他方室とを連通するポートを備えたバルブディスクと、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、上記バルブディスクの軸心部から立ち上がり上記リーフバルブの内周側に挿通される軸部材とを備えた緩衝器のバルブ構造において、上記ポートの他方室側開口端と上記一方室とを連通する連通路と、上記連通路の途中に設けられた流量制御弁とを設け、上記連通路は、上記バルブディスクに形成されて上記ポートの他方室側開口端に連通するディスク側通路と、上記軸部材の内部に形成されて上記一方室に連通する内部通路と、上記軸部材に形成されて上記内部通路と上記ディスク側通路とを連通する軸ポートとで構成され、上記流量制御弁は、上記内部通路内に摺動自在に挿入されるとともに上記一方室側に向けて附勢される中空なスプールと、上記スプールの外周に形成されて当該スプール内に連通させると共に上記軸ポートに対向させた環状溝とで構成し、ピストン速度が高速領域に達したとき上記一方室内の圧力で上記スプールを附勢力に抗して後退させて上記環状溝と上記軸ポートとのラップ面積を減じることで上記連通路の流路面積を減じさせることを特徴とする緩衝器のバルブ構造。
2. バルブディスクがピストンで構成され、軸部材が上記ピストンの軸芯部から立ち上がるピストンロッドで構成され、ポートを閉塞する方向にリーフバルブを附勢する附勢手段が設けられている請求項１に記載の緩衝器のバルブ構造。
3. 軸部材に形成した内部通路は、一方室に開口する横穴と、上記横穴に連通する縦穴とで構成され、上記縦穴内にスプールが摺動自在に挿入されている請求項１又は２に記載の緩衝器のバルブ構造。

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