JP4883695B2

JP4883695B2 - 緩衝器のバルブ構造

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Publication number: JP4883695B2
Application number: JP2006345242A
Authority: JP
Inventors: 聡近松; 功一渡辺
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: EP1898119B1; EP1898119A2; EP1898119A3; DE602007013662D1; JP2008089170A

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を抑制して、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、本発明における課題解決手段は、緩衝器内に一方室と他方室とを隔成し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他方室側の端面に積層されて上記ポートの下流を閉塞するリーフバルブとを備えた緩衝器のバルブ構造において、上記ポートの上流に接続される第一流路および第二流路と、ピストン速度が高くなり上記一方室の圧力が上記第一流路内圧力を所定量上回ると上記第一流路を閉じる開閉弁と、上記第二流路の途中に設けたリリーフ弁とを備えたことを特徴とする。

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、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、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、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および緩衝器を図に基づいて説明する。図１は、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、減衰力の時間変化を示した図である。図４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として具現化されており、軸部材たるピストンロッド５の先端に連結されて緩衝器内に一方室たる上室４１と他方室たる下室４２とを隔成し上記上室４１と下室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の下室４２側の端面に積層されてポート２の下流を閉塞する環状のリーフバルブ１０と、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、バルブ抑え部材１１を介してポート２を閉塞する方向にリーフバルブ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の上流に接続される第一流路２０および第二流路２１と、ピストン速度が高くなり上室４１の圧力が第一流路２０内圧力を所定量上回ると第一流路２０を閉じる開閉弁１６と、第二流路２１の途中に設けたリリーフ弁１７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２つの圧力室たる上室４１と下室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、上室４１内の圧力が上昇して上室４１から下室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の軸心部に設けられ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下室４２から上室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ピストンロッド５が挿通され、ピストンロッド５の先端部はピストン１の図１中下方側に突出させてある。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、上方側と先端部との外径が異なる部分に段部５ｂが形成されている。

つづいて、ピストンロッド５の先端５ａにはピストンナット４が螺着され、このピストンナット４は、筒部４ａと、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。

そして、上記ピストンロッド５の先端５ａを、外周に筒状のシャッタ２５が摺動自在に装着されるディスク２４、ディスク２４のピストン１側の端面に積層されるリーフバルブ２６、間座１０１、圧側のリーフバルブ１００およびピストン１の順に、これらの内周に挿入し、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５ｃに螺着することによって、上記各部材はピストンロッド５の段部５ｂ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。

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、環状に形成されたリーフ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、詳しくは図示しないが、弁座１ｃに着座するリーフの外周に設け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。また、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、上記リーフの枚数は、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。

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。

さらに、図１中一番最下方に積層されるバルブ抑え部材１１は、内周側が上記したピストンナット４の小径部４ｃの外周に摺接し、外径がリーフバルブ１０の外径と略同径に設定される環状本体１１ａと、環状本体１１ａの図１中下端から下方に垂下され同じく内周側が小径部４ｃの外周に摺接する筒部１１ｂとを備えて構成されている。

また、上記環状本体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でバルブ抑え部材１１を介して上記リーフバルブ１０を弁座１ｃ側に押し付けている。

なお、筒部１１ｂを省略することも可能であるが、上記筒部１１ｂは、コイルスプリング１５をセンタリングする機能を発揮し、このセンタリング機能によってコイルスプリング１５の附勢力をバルブ抑え部材１１に偏りなく作用させることができるので、設けておくことが望ましい。

そして、上記構成によって、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およびバルブ抑え部材１１は、ピストン１が図１中上方に移動して、上室４１内の圧力と下室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の先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。

つづき、ピストン１より図１中上方に配置される各部材について詳しく説明すると、上述のようにピストン１の上方には、間座１０１を介してピストン１に対向する筒状のディスク２４が積層されており、このディスク２４は、筒状の本体２４ａと、本体２４ａの下端内周から内方へ向けて突出する内周フランジ２４ｂと、本体２４ａの下端外周から外方へ向けて突出する外周フランジ２４ｃと、本体２４ａの上下を貫通するディスクポート２４ｄと、本体２４ａの下端に設けられディスクポート２４ｄの下端開口部に連通する窓２４ｅと、窓２４ｅの外周に設けた環状弁座２４ｆと、外周フランジ２４ｃの上下を貫通するオリフィス通路２４ｇとを備えて構成されている。

そして、このディスク２４は、その内周フランジ２４ｂがピストンロッド５の段部５ｂと上述のピストンナット４とで挟持されることで、ピストンロッド５の外周に固定され、また、このディスク２４のピストン１側の端面に積層されるリーフバルブ２６は、上述の環状弁座２４ｆに着座してディスクポート２４ｄの下端を閉塞している。さらに、このディスク２４の本体２４ａの外周には、筒状のシャッタ２５が摺動自在に装着されている。

シャッタ２５は、詳しくは、筒状の本体２５ａと、本体２５ａの上端内周から内方へ向けて突出する内周フランジ２５ｂと、本体２５ａの上端外周から外方へ向けて突出する外周フランジ２５ｃとを備えて構成され、本体２５ａの内周をディスク２４の外周フランジ２４ｃの外周に摺接するとともに内周フランジ２５ｂの内周をディスク２４の本体２４ａの外周に摺接させてあり、シャッタ２５とディスク２４との間にできる空間、すなわち、シャッタ２５の本体２５ａとディスク２４の本体２４ａとディスク２４の外周フランジ２４ｃとシャッタ２５の内周フランジ２５ｂとで仕切られる空間で圧力室２３が形成されている。

また、シャッタ２５の外周フランジ２５ｃとピストン１の外周との間には、バネたるコイルスプリング２７が介装されており、また、ディスク２４の本体２４ａの上端外周に取付けたリング２８によってシャッタ２５のそれ以上の上方への移動が規制され、シャッタ２５はこのコイルスプリング２７によって常時ピストン１から遠ざかる方向に附勢されてその上端がリング２８に当接されている。

そして、上記したディスク２４とピストン１との間に形成される環状の隙間で第一流路２０が形成されており、この第一流路２０は、リーフバルブ１００に設けた孔１００ａを介してポート２の上流に連通されている。また、圧力室２３はオリフィス通路２４ｇを介して第一流路２０に接続されているので、圧力室２３内には第一流路２０内の圧力が導かれるようになっている。

戻って、上記したシャッタ２５が図１中下方へ移動してピストン１に積層されたリーフバルブ１００の上面外周に当接すると、このリーフバルブ１００はピストン１に積層されているため、この第一流路２０は、閉じられることになる。なお、可能であれば、シャッタ２５をピストン１に直接当接させて第一流路２０を閉じるようにしてもよい。

したがって、この場合、開閉弁１６は、シャッタ２５と、コイルスプリング２７とで構成され、また、この開閉弁１６は、上記シャッタ２５とピストン１との間の隙間で上室４１から下室４２へ向かう作動油の流れに抵抗を与える絞り弁としても機能するので、上室４１内の圧力と第一流路２０内の圧力との間に差を生じせしめる。

シャッタ２５は、コイルスプリング２７および圧力室２３内に作用する第一流路２０内の圧力を受けて図１中上方へ附勢され、逆に、シャッタ２５の内周フランジ２５ｂを受圧面積として作用する一方室たる上室４１の圧力を受けて図１中下方へ附勢されることになり、開閉弁１６の絞り弁としての機能によって上室４１内の圧力が第一流路２０内の圧力を所定量上回ると、シャッタ２５がピストン１側に移動して第一流路２０を閉じることになる。なお、圧力室２３はオリフィス通路２４ｇを介して第一流路２０に接続されているので、シャッタ２５の動きは緩慢となり、急激に第一流路２０が閉じられてしまうことが無いようになっている。

さらに、第二流路２１は、この実施の形態の場合、ディスクポート２４ｄで形成されて、第一流路２０の途中に連通され、この第二流路２１もまたリーフバルブ１００の孔１００ａを介してポート２の上流に連通されている。

したがって、この実施の形態の場合、第二流路２１に設けられるリリーフ弁１７は、ディスクポート２４ｄの図１中下端を閉塞するリーフバルブ２６で構成されている。

つづいて、上記したように構成される一実施の形態における緩衝器のバルブ構造の作用について説明する。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、上室４１内の圧力が高まり、上室４１内の作動油はポート２を通過して下室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、開閉弁１６における圧力損失は小さく、上室４１内の圧力と第一流路２０内の圧力との差が小さく、シャッタ２５は第一流路２０を閉じることが無い。また、リーフバルブ２６は、上室４１内の圧力と第一流路２０内の圧力との差が小さいので環状弁座２４ｆから離座せず、リリーフ弁１７は閉じたままとなる。さらに、第一流路２０を通過した作動油はポート２を介して下室４２へ移動するが、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おり、間座８の外周縁を支点として撓むリーフバルブ１０の撓み量も僅かで、作動油は、主として上述のリーフバルブ１０の弁座１ｃに着座するリーフ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する。

上述のように、リーフバルブ１０と弁座１ｃとの間に生じる環状隙間は非常に僅かで作動油は、上記オリフィスを通過するので、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すると、上室４１内の圧力と第一流路２０内の圧力との差が大きくなるので、ピストン１の速度が低速領域にあった場合に比較すると、シャッタ２５に作用する推力は大きくなるが、このピストン速度が中速領域にある場合にあっても、シャッタ２５は第一流路２０の流路面積を減じないよう設定されており、第一流路２０は上室４１との連通を保っている。また、リーフバルブ２６は、ピストン１の速度が中速領域にある場合には、環状弁座２４ｆから離座せず、リリーフ弁１７は閉じたままである。すなわち、ピストン速度が中速領域にある場合、上室４１内の圧力が第一流路２０内の圧力より所定量上回ることがないように、その所定量が設定されており、ピストン速度が中速領域にある場合では、開閉弁１６が第一流路２０を閉塞することがないように設定されている。

さらに、ピストン１の速度が中速領域に達した状態では、上室４１内の圧力と下室４２内の圧力との差が大きくなり、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ので、該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、すなわち、図１中下方へ移動させてリーフバルブ１０をリフトさせることになり、弁座１ｃとリーフバルブ１０との間の隙間は、ピストン速度の上昇とともに大きくなる。

すなわち、ピストン速度が中速領域にあるときの減衰特性は、図２中実線で示すように、ピストン１より図１下方に配置される部材のみで構成されるバルブ構造におけるリーフバルブ１０の全体がピストン１の底部１ａから離れる場合の図２中破線で示す減衰特性に、ピストン１より上方側に配置される開閉弁１６による圧力損失分が重畳される。

さらに、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、上室４１内の圧力と第一流路２０内の圧力との差がますます大きくなるので、シャッタ２５はコイルスプリング２７および圧力室２３内に作用する圧力による附勢力に打ち勝ってピストン１に積層されたリーフバルブ１００の図１中上端外周に当接して第一流路２０を閉じる。すると、今度は、第二流路２１を形成するディスクポート２４ｄを閉塞していたリーフバルブ２６が撓んでリリーフ弁１７が第二流路２１をリリーフする。すなわち、ピストン速度が高速領域にある場合、上室４１内の圧力が第一流路２０内の圧力より所定量上回るように、その所定量が設定されており、ピストン速度が高速領域にある場合では、開閉弁１６が第一流路２０を閉塞するように設定されている。

したがって、ピストン１の速度が高速領域にある場合、上室４１内の作動油は第二流路２１およびポート２を介して下室４２へ移動するようになり、リリーフ弁１７とリーフバルブ１０が直列されることになり、これらリリーフ弁１７とリーフバルブ１０を通過するときの圧力損失は非常に大きくなる。

つまり、ピストン速度が高速領域にあるときは、第一流路２０が閉じられる換わりに第二流路２１を閉塞していたリリーフ弁１７が第二流路２１を開放し、リリーフ弁１７とリーフバルブ１０を通過するときの圧力損失は非常に大きくなるので、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、中速領域より減衰力が急激に高まり、減衰力の傾きはリリーフ弁１７がリーフバルブ２６で構成されているから、リーフバルブ２６の特性に依存するので小さくなる。

なお、図２の減衰特性はピストン速度に対する定常的な減衰力を示しているので、ピストン速度が高速領域となると、急激に減衰力が大きくなるように見えるが、圧力室２３はオリフィス通路２４ｇを介して第一流路２０に連通されているので、シャッタ２５が第一流路２０を閉塞するには、ある程度の時間を要することになる。

したがって、時間を横軸にとり、減衰力およびピストン速度を縦軸にとると、図３に示すように、一点差線で示すピストン速度が中速領域から高速領域に変化すると、実線で示す減衰特性は、時間経過とともに減衰力が増大することになり、実際には、急激に減衰力が変化してしまうことがなく、車両搭乗者に急激な減衰力変化による違和感を抱かせたり、ショックを感じさせたりすることが無い。なお、オリフィス通路２４ｇを設けず、単に圧力室２３を下室４２に連通する場合には、その減衰特性は図３中破線で示すように、ピストン速度が中速領域から高速領域に変化すると減衰力が急激に変化することになる。

このように、本実施の形態の緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン速度が中速領域にある場合には、減衰力を低く抑えつつ、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、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。

つぎに、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。この変形例における緩衝器のバルブ構造は、図４に示すように、ピストン１とディスク２４との間に第一流路２０を形成することが容易なように、キャップ２９を介装させている。なお、説明が重複するので、一実施の形態における緩衝器のバルブ構造と同様の部材については、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ととする。

以下、一実施の形態における緩衝器のバルブ構造と異なる点について詳しく説明すると、このキャップ２９は、有底筒状に形成され、ピストン１の上室４１側の端部たる図４中上端に、内側を向けて積層されており、底部には、キャップ２９の内外を連通する孔２９ａを備えている。

そして、第一流路２０は、このキャップ２９の底部とディスク２４との間およびキャップ２９の孔２９ａとで形成され、第一流路２０は、やはり、一実施の形態と同様に、リーフバルブ１００の孔１００ａを介してポート２の上流に接続されている。

さらに、シャッタ２５を附勢するバネたるコイルスプリング２７は、キャップ２９の底部たる図４中上端と外周フランジ２５ｃとの間に介装され、この変形例にあっても、開閉弁は、シャッタ２５とコイルスプリング２７とで構成され、また、この変形例の場合、シャッタ２５の本体２５ａの図４中下端がキャップ２９の図４中上端外周に当接することで第一流路２０を閉じることができるようになっている。

この変形例における他の構成は、一実施の形態におけるバルブ構造の構成と同様であって、その動作作用においても、一実施の形態におけるバルブ構造と同様である。

したがって、この一実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造にあっても、ピストン速度が中速領域にある場合には、減衰力を低く抑えつつ、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、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、この変形例におけるバルブ構造にあっては、シャッタ２５が当接するのはキャップ２９であるので、リーフバルブ１００を痛めることがなく、耐久性に優れ、また、リーフバルブ１００が、シャッタ２５あるいはコイルスプリング２７に干渉する恐れが無いので、より安定した減衰力を発生することができる。

最後に、他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造について説明する。この他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造は、図５に示すように、ピストン１から図５中上方の構成が上述した一実施の形態におけるバルブ構造と異なる。

すなわち、図５に示すように、ピストン１の図５中上方には、リーフバルブ２００および間座１０１が積層されるほか、環状板５０、スペーサ５１、リーフバルブ５２、ストッパ５３が順に積層され、また、スペーサ５１の外周であって環状板５０とストッパ５３との間にはシャッタ５４が介装され、さらに、このシャッタ５４と環状板５０との間には環状板バネ５５が介装されてシャッタ５４をストッパ５３側へ向けて附勢している。

以下、各部について詳しく説明すると、スペーサ５１は筒状であって内周側にはピストンロッド５の先端５ａが挿通されている。

さらに、このスペーサ５１の図５中上方にはリーフバルブ５２が積層され、さらに、このリーフバルブ５２の図５中上方には、環状のストッパ５３が積層され、このストッパ５３には上下を貫通する孔５３ａが設けられリーフバルブ５２で上記孔５３ａが閉塞されている。

そして、環状板５０、スペーサ５１、リーフバルブ５２、ストッパ５３は、上記したピストンロッド５の段部５ｂとピストンナット４とで挟持されてピストンロッド５の先端５ａに固定されている。

つづき、環状板５０は、筒部５０ａと、筒部５０ａの図５中下端から外方へ突出するフランジ５０ｂと、筒部５０ａの内外を連通する孔５０ｃと、フランジ５０ｂの外周に設けられる堰５０ｄとを備えて構成され、筒部５０ａをピストンロッド５の先端５ａの外周に嵌め込んで、リーフバルブ２００に積層された間座１０１と上記スペーサ５１との間に介装される。

また、この孔５０ｃは、ピストンロッド５の先端５ａに設けた内部通路５ｄと、ピストン１の上端内周部に設けた切欠５６を介してポート２に連通されている。

さらに、シャッタ５４は、外筒部５４ａと、外筒部５４ａの内周から突出する段付きのフランジ５４ｂと、フランジ５４ｂの段部より内周側の上下を連通するシャッタポート５４ｃと、フランジ５４ｂの段部より外周側の上下を連通するオリフィス通路５４ｄとを備えて構成され、フランジ５４ｂの内周をスペーサ５１の外周に摺接させるとともに、外筒部５４ａの上端内周を、ストッパ５３の外周に設けた切欠５３ｂに摺接させている。

したがって、シャッタ５４は、スペーサ５１および環状板５０に対して図５中上下移動することが可能であるとともに、ストッパ５３によって図５中上方側への移動が規制されるようになっている。そして、シャッタ５４の上端とストッパ５３の下端との間の空間で圧力室６１が形成されている。

また、シャッタ５４は、環状板５０の筒部５０ａの図５中上端内周とシャッタ５４のフランジ５４ｂとの間に介装される環状板バネ５５によって、図５中上方となるストッパ５３側へ附勢されている。

なお、環状板バネ５５の外径は、フランジ５４ｂの段部径より大径とされており、上述のように環状板バネ５５を配置すると、環状板バネ５５の図５中上端となるシャッタ５４側の面は、フランジ５４ｂの段部の頂部に当接することになり、該環状板バネ５５は、フランジ５４ｂの段部より内周側の上下を貫通するシャッタポート５４ｃを閉塞することになる。

そして、この他の実施の形態における緩衝器のバルブ構造の場合、第一流路２０は、上記環状板５０とシャッタ５４との間の隙間６０と、内部通路５ｄとピストン１の上端内周部に設けた切欠５６とで形成され、開閉弁は、シャッタ５４と、シャッタ５４の上室４１側への移動を規制するストッパ５３と、上記シャッタ５４と環状板５０との間に介装されてシャッタ５４をストッパ５３側へ向けて附勢する環状板バネ５５とで構成され、第二流路２１は、シャッタ５４に設けられて環状板５０とシャッタ５４との間の隙間６０に連通される孔たるシャッタポート５４ｃによって形成され、リリーフ弁は、シャッタポート５４ｃを上記環状板バネ５５で閉塞することによって構成されている。

このように構成される緩衝器のバルブ構造にあっては、ピストン１がシリンダ４０に対して図５中上方へ移動する際のピストン速度が低速領域にある場合には、上室４１との圧力と第一流路２０内の圧力との差は大きくないので、シャッタ５４は、環状板５０の外周に形成される堰５０ｄに当接せず第一流路２０を閉じることが無い。

ピストン速度が中速領域にある場合、上室４１内の圧力と第一流路２０内の圧力との差が大きくなり、シャッタ５４には、ピストン１の速度が低速領域にあった場合に比較するより大きな推力が作用するが、環状板５０側へ移動せず第一流路２０の流路面積を減じない。このように、ピストン１の速度が中速領域にある場合には、開閉弁は、第一流路２０を閉じないように設定されており、第一流路２０は上室４１との連通を保っている。また、環状板バネ５５は、ピストン１の速度が中速領域にある場合には、シャッタポート５４ｃを閉じたままである。

ピストン速度が高速領域に達すると、シャッタ５４は、上室４１内の圧力を受けて図５中下方へ移動し、環状板５０の堰５０ｄに当接して第一流路２０を閉じ、これに対して、リーフバルブ５２は撓んで孔５３ａを開放し、環状板バネ５５も撓んでシャッタポート５４ｃを開放する。したがって、ピストン速度が高速領域に達する状態では、作動油は上室４１から第二流路２１およびポート２を介して下室４２へ移動するようになる。

すなわち、この他の実施の形態の緩衝器のバルブ構造にあっても、第一流路２０、第二流路２１、開閉弁およびリリーフ弁は、上述の一実施の形態と同様の動作で同様の機能を発揮するから、一実施の形態における緩衝器のバルブ構造と同様の作用効果を奏することができる。

したがって、他の実施の形態の変形例における緩衝器のバルブ構造にあっても、ピストン速度が中速領域にある場合には、減衰力を低く抑えつつ、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、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、圧力室６１はオリフィス通路５４ｄを介して第一流路２０に連通されているので、シャッタ５４が第一流路２０を閉塞するには、ある程度の時間を要することになる。したがって、ピストン速度が中速領域から高速領域に変化する際に急激に減衰力が変化してしまうことがなく、車両搭乗者に急激な減衰力変化による違和感を抱かせたり、ショックを感じさせたりすることが無い。

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。

以上でバルブ構造の各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。

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。減衰力の時間変化を示した図である。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，２ポート
１ｅ拡径部
１ｆ，４ａ，１１ｂ，５０ａ筒部
３窓
４ピストンナット
４ｂ鍔
４ｃ小径部
５ピストンロッド
５ａピストンロッドの先端
５ｂ段部
５ｃ螺子部
５ｄ内部通路
７，８，１０１間座
１０，２６，５２リーフバルブ
１１バルブ抑え部材
１１ａ環状本体
１５附勢手段たるコイルスプリング
１６開閉弁
１７リリーフ弁
２０第一流路
２１第二流路
２３，６１圧力室
２４ディスク
２４ａ，２５ａ本体
２４ｂ，２５ｂ内周フランジ
２４ｃ，２５ｃ外周フランジ
２４ｄディスクポート
２４ｅ窓
２４ｆ環状弁座
２４ｇ，５４ｄオリフィス通路
２５，５４シャッタ
２７バネたるコイルスプリング
２８リング
２９キャップ
２９ａ，５０ｃ，５１ａ，５３ａ，１００ａ孔
４０シリンダ
４１一方室たる上室
４２他方室たる下室
５０環状板
５０ｂ，５４ｂフランジ
５０ｄ堰
５１スペーサ
５３ストッパ
５３ｂ，５６切欠
５４ａ外筒部
５４ｃシャッタポート５４ｃ
５５環状板バネ
６０隙間
１００，２００圧側のリーフバルブ

Claims

緩衝器内に一方室と他方室とを隔成し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他方室側の端面に積層されて上記ポートの下流を閉塞するリーフバルブとを備えた緩衝器のバルブ構造において、上記ポートの上流に接続される第一流路および第二流路と、ピストン速度が高くなり上記一方室の圧力が上記第一流路内圧力を所定量上回ると上記第一流路を閉じる開閉弁と、上記第二流路の途中に設けたリリーフ弁とを備えたことを特徴とする緩衝器のバルブ構造。
上記第一流路がバルブディスクとこのバルブディスクに対向するディスクとの間で形成され、上記開閉弁は、上記ディスクの外周に摺動自在に装着されて上記バルブディスクに当接して上記第一流路を閉じることが可能なシャッタと、このシャッタを上記バルブディスクから離れる方向に附勢するバネとを備えて構成され、上記第二流路は、上記ディスクに形成されるディスクポートで形成され、上記リリーフ弁は、上記ディスクポートを閉塞するように上記ディスクのバルブディスク側の端面に積層されるリーフバルブであ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。
上記バルブディスクの一方室側端部に内側を向けて積層される有底筒状のキャップを設け、上記第一流路が上記キャップの底部とこのキャップの底部に対向するディスクとの間および上記キャップ底部に設けた孔とで形成され、上記開閉弁は、上記ディスクの外周に摺動自在に装着されて上記キャップの底部に当接して上記第一流路を閉じることが可能なシャッタと、このシャッタを上記キャップの底部から離れる方向に附勢するバネとを備えて構成され、上記第二流路は、上記ディスクに形成されるディスクポートで形成され、上記リリーフ弁は、上記ディスクポートを閉塞するように上記ディスクのキャップ側の端面に積層されるリーフバルブであ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。
上記シャッタと上記ディスクとの間に圧力室を形成し、当該圧力室に上記第一流路内の圧力を導くオリフィス通路を上記ディスクに設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の緩衝器のバルブ構造。
上記第一流路は、上記バルブディスクから伸びる軸部材の一方室側の外周に設けた環状板とこの環状板より一方室側に設けられて上記軸部材の外周に摺動自在に装着されるシャッタとの間の隙間と、上記軸部材に設けられて該隙間と上記ポートとを連通する内部通路とで形成され、上記開閉弁は、シャッタと、このシャッタの一方室側への移動を規制するストッパと、上記シャッタと上記環状板との間に介装されて上記シャッタをストッパ側へ向けて附勢する環状板バネとで構成され、上記第二流路は、上記シャッタに設けられて上記環状板と上記シャッタとの間の隙間に連通される孔によって形成され、該孔を上記環状板バネで閉塞することによって上記リリーフ弁を構成した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。
上記リーフバルブは上記バルブディスクに遠近可能に積層されると共に、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を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の緩衝器のバルブ構造。