JP5648790B2

JP5648790B2 - 緩衝器

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Publication number: JP5648790B2
Application number: JP2010194903A
Authority: JP
Inventors: 村上　裕; 裕村上
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: US8584818B2; CN102384209A; US20120048666A1; JP2012052591A; DE102011081792A1; CN102384209B; KR101850337B1; KR20120021258A

Description

本発明は、流体圧を利用して減衰力を発生させる緩衝器に関するものである。

自動車等の車両のサスペンション装置に装着される緩衝器は、一般的に、流体が封入されたシリンダ内にピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、ピストンロッドのストロークに対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる流体の流れをオリフィス、ディスクバルブ等からなる減衰力調整機構によって制御して減衰力を発生させる構造となっている。

また、例えば特許文献１に記載された油圧緩衝器では、減衰力発生機構であるメインディスクバルブの背部に背圧室（パイロット室）を形成し、流体の流れの一部を背圧室に導入し、背圧室の内圧をメインディスクバルブの閉弁方向に作用させ、パイロット弁によって背圧室の内圧を調整することにより、メインディスクバルブの開弁を制御するようにしている。これにより、減衰力特性の調整の自由度を高めることができる。

特開２００６−１００６９号公報

上記特許文献１に記載された油圧緩衝器では、メインディスクバルブの背面に環状のオイルシール（弾性シール部材）を固着し、このオイルシールを有底円筒状のバルブ部材の円筒部内に摺動可能かつ気密的に嵌合することによって背圧室を形成している。このような構造では、メインディスクバルブの開閉を円滑にして安定した減衰力特性を得るためには、バルブ部材の円筒部とオイルシールとの摺動性及びシール性を高める必要がある。ここで、メインディスクバルブの内周部を軸方向にクランプして固定する構造を採用した場合（特許文献１の図４及び図１０参照）、バルブ部材の円筒部とオイルシールとの摺動性及びシール性を高めるためには、オイルシール、メインディスクバルブ及びバルブ部材の同軸度を高める必要がある。

しかしながら、オイルシール、メインディスクバルブ及びバルブ部材の３つの部材の同軸度を高めるためには、各部材を高精度で寸法管理する必要があり、これは、生産性の低下及び製造コストの上昇の原因となるという問題がある。特に、低減衰力発生時に安定した減衰力特性を得るためには、摺動抵抗を極力小さくする必要があり、オイルシールとバルブ部材の円筒部との締め代を小さくしつつ、シール性を確保しなければならないので、高い寸法精度及び同軸度が要求されることになる。

本発明は、減衰力発生機構の各部の同軸度の要求を緩和しつつ、ディスクバルブの背面に設けられて背圧室を形成するための弾性シール部材の摺動性及びシール性を高めるようにした緩衝器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る緩衝器は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結され前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備え、前記減衰力発生機構は、環状のディスクバルブと、該ディスクバルブの背面に一体的に設けられた円環状の弾性シール部材と、前記弾性シール部材が摺動可能に嵌合する内周面を有し、前記ディスクバルブの背面側に背圧室を形成する有底筒状のケース部材と、前記ディスクバルブ及び前記ケース部材の底部の中心に配置される外周が円形の軸部とを備え、前記ディスクバルブは、内周部が軸方向にクランプされて、外周部が開弁可能に前記ケース部材に対して固定され、前記ディスクバルブの内周部と前記軸部の外周との間に全周にわたって、クランプ時に前記ディスクバルブの中心と前記軸部の中心とのずれを許容するための隙間が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る緩衝器によれば、減衰力発生機構の各部の同軸度の要求を緩和しつつ、ディスクバルブの背面に設けられて背圧室を形成するための弾性シール部材の摺動性及びシール性を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る緩衝器のピストン部を拡大して示す縦断面図である。本発明の第２実施形態に係る緩衝器の縦断面図である。図２に示す緩衝器の減衰力発生機構を拡大して示す縦断面図である。図１に示す緩衝器のディスクバルブを拡大して示す縦断面図である。図３に示す減衰力発生機構のディスクバルブを拡大して示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１及び図４を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る緩衝器１は、自動車等の車両の懸架装置に装着される筒型油圧緩衝器であって、作動流体として油液が封入されたシリンダ２（側壁の一部のみ図示する）内に、ピストン３が摺動可能に嵌装され、このピストン３によってシリンダ２内がシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画成されている。ピストン３には、ピストンロッド４の一端の軸部４Ａがナット５によって連結されており、ピストンロッド４の他端側は、シリンダ２の上端部に装着されたロッドガイド（図示せず）およびオイルシール（図示せず）に挿通されて外部へ延出されている。シリンダ下室２Ｂは、適度な流通抵抗を有するベースバルブ（図示せず）を介して、リザーバ（図示せず）に接続されており、リザーバ内には、油液及びガスが封入されている。

ピストン３には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を連通させるための伸び側通路６及び縮み側通路７が設けられている。ピストン３のシリンダ下室２Ｂ側の端部には、伸び側通路６の油液の流動を制御して減衰力を発生させる伸び側減衰力発生機構８が設けられ、シリンダ上室２Ａ側の端部には、縮み側通路７の油液流動を制御して減衰力を発生させる縮み側減衰力発生機構９が設けられている。

伸び側減衰力発生機構８について、図４を参照して説明する。
ピストン３のシリンダ下室２Ｂ側の端部には、有底筒状のケース部材であるバルブ部材１０が取付けられている。バルブ部材１０は、その底部の内側中央部に立設された円筒状の保持部１１に、ピストンロッド４の基端部に形成された外周が円形の小径の軸部４Ａが挿通されて、ナット５によって固定されている。ピストン３のシリンダ下室２Ｂ側の端面には、外周側に環状のシート部１２が突出され、内周側に環状のクランプ部１３が突出されており、シート部１２とクランプ部１３との間の環状空間に伸び側通路６が開口している。保持部１１とクランプ部１３との間に可撓性を有する環状のディスクバルブ１４の内周部がクランプされ、ディスクバルブ１４の外周部がシート部１２に着座している。ディスクバルブ１４の背面の外周部には、円環状の弾性シール部材１５が一体的に設けられており、弾性シール部材１５の外周部がバルブ部材１０の円筒部の内周面１０Ａに、摺動可能かつ気密的に当接して、バルブ部材１０の内部に背圧室１６が形成されている。

ディスクバルブ１４の内周部には、開口部１７が設けられ、この開口部１７に対向する部位に、複数の切欠１８（オリフィス）を有する切欠ディスク部材１９及びディスク部材２０が積層されて、開口部１７及び切欠１８によって、伸び側通路６と背圧室１６とを常時連通させる背圧室入口通路２１が形成されている。そして、ディスクバルブ１４は、撓んでシート部１２からリフトすると、同時に、切欠ディスク部材１９からもリフトすることになり、これにより、背圧室入口通路２１の流路面積が増大する。切欠きディスク１９及びディスク部材２０は、ディスクバルブ１４と共に、ピストン３のクランプ部１３とバルブ部材１０の保持部１１の先端部との間で軸方向にクランプされて固定されている。ここで、切欠ディスク部材１９及びディスク部材２０を総じてワッシャ１８０と称す。

弾性シール部材１５は、ゴム等の弾性体からなり、加硫接着等によってディスクバルブ１４に固着されている。弾性シール部材１５の外周部は、固着されたディスクバルブ１４側から離れるにしたがって拡径するテーパ状に形成されている。バルブ部材１０の円筒部の内周面１０Ａに摺接する外周部には、同心上に配置された複数の段部が形成され、内周面１０Ａとの摺動部を多段シールしている。弾性シール部材１５の外径は、内周面１０Ａの径よりも大きく、これらの間に締め代Ｆが形成されている。また、ディスクバルブ１４の内径は、ディスクバルブ１４及びバブル部材１０の中心に配置された軸部４Ａの外径よりも充分大きく、これらの間に全周にわたって隙間Ｃが形成されている。すなわち、ディスクバルブ１４の径方向の位置決めは、締め代Ｆをもって嵌合する弾性シール部材１５の外周部とバルブ部材１０の内周面１０Ａとの嵌め合いによって行なわれ、ディスクバルブ１４の内径とバルブ部材１０の内径との中心のずれは、隙間Ｃによって吸収される。ディスクバルブ１４は、このようにして、径方向に位置決めされた状態で、固定部材としてのナット５の締付によって内周部が軸方向にクランプされて固定される。

なお、隙間Ｃはディスクバルブ１４の内径と、軸部４Ａの外径の間に全周にわたって形成されるとしたが、現実的には、ナット５を締め付ける過程でディスクバルブ１４が若干径方向にずれることや公差等で周方向部分的に隙間０の箇所が生じるケースもあるが、設計思想として隙間Ｃが全周にわたって形成されるようになっていれば、弾性シール部材１５の摺動性及びシール性が従来に比べ、向上されるものである。

このとき、ディスクバルブ１４の内径の最小値Ｄｍｉｎは、次式により求めることができる。
Ｄｍｉｎ＝ｄｍａｘ＋（Ｚ１＋Ｚ２）
但し、ｄｍａｘ：ピストンロッド４の軸部４Ａの最大径、Ｚ１：ディスクバルブ１４の内周と弾性シール部材１５の外周との同軸度、Ｚ２：バルブ部材１０の内周面１０Ａとピストンロッド４の軸部４Ａとの嵌合部内周面１０Ｂとの同軸度である。ここで、バルブ部材１０の嵌合部内周面１０Ｂとピストンロッド４の軸部４Ａとのクリアランスについては、微小のため無視する。

バルブ部材１０の底部には、背圧室１６とシリンダ下室２Ｂとを連通させるための通路２２が設けられ、通路２２には、所定圧力に達した背圧室１６内の油液をシリンダ下室２Ｂへリリーフする常閉のディスクバルブであるリリーフ弁２３が設けられ、リリーフ弁２３には、背圧室１６とシリンダ下室２Ｂとを常時連通させる下流側オリフィス２４（切欠）が設けられている。また、リリーフ弁２３には、シリンダ下室２Ｂ側から背圧室１６側への油液の流通のみを許容する逆止弁２５が設けられている。下流側オリフィス２４はリリーフ弁２３のうち、バルブ部材１０のシート部１０Ｃと当接しているディスクバルブに切欠を設けることの他、シート部にコイニングすることによっても形成することができる。

次に、縮み側減衰力発生機構９について説明する。
ピストン３のシリンダ上室２Ａ側の端面に環状に突出された外周側のシート部３０と内周側のクランプ部３１との間の環状空間に縮み側通路７が開口している。クランプ部３１と、ピストンロッド３の軸部４Ａの基部に形成された段部との間に、環状のリテーナ３２を介して、ディスクバルブ３３の内周部が軸方向にクランプされて、ディスクバルブ３３の外周部がシート部３０に着座している。ディスクバルブ３３は、複数積層された円板状のディスクからなり、縮み側通路７によってシリンダ下室側の圧力を受けて、撓んでシート部３０からリフトすることによって開弁し、その開度によって縮み側通路７の流路面積を調整する。ディスクバルブ３３には、シリンダ上下室２Ａ、２Ｂ間を常時連通するオリフィス３３Ａ（切欠）が設けられている。オリフィス３３Ａはディスクバルブ３３に切欠を形成する他、シート部３０をコイニングすることに連通路を形成してもよい。

以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
ピストンロッド４の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン３の摺動にともない、シリンダ上室２Ａ側の油液がピストン３の伸び側通路６を通ってシリンダ下室２Ｂ側へ流れ、伸び側減衰力発生機構８によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド４がシリンダ２から退出した分の油液がリザーバからベースバルブを介してシリンダ下室２Ｂへ流れ、リザーバ内のガスが膨張することによってシリンダ２内の油液の体積補償を行なう。

伸び側減衰力発生機構８では、ピストン速度の極低速域（ピストンロッド４の初期ストローク域）においては、背圧室入口通路２１及び下流側オリフィス２４によってオリフィス特性の減衰力が発生する。ピストン速度が上昇すると、ディスクバルブ１４が開き、バルブ特性の減衰力が発生する。ディスクバルブ１４が開弁すると、同時に、背圧室入口通路３１の流路面積が増大して、背圧室１６の背圧が上昇する。これにより、ピストン速度の上昇にともなって、ディスクバルブ１４の開弁圧力が上昇して、減衰力が大きくなる。そして、背圧室１６の圧力が所定圧力に達すると、リリーフ弁２３が開弁して背圧室１６の圧力をシリンダ下室２Ｂ側へリリーフして、ディスクバルブ１４の開弁圧力、すなわち伸び側減衰力の過度の上昇を防止する。

また、ピストンロッド４の縮み行程時には、シリンダ２内のピストン３の摺動にともない、シリンダ下室２Ｂの油液がピストン３の縮み側通路７を通ってシリンダ上室２Ａへ流れ、縮み側減衰力発生機構９によって減衰力が発生する。このとき、ピストンロッド４がシリンダ２内に侵入した分の油液がベースバルブを介してリザーバへ流れ、リザーバ内のガスを圧縮することによって、シリンダ２内の油液の体積補償を行なう。

縮み側減衰力発生機構９では、ピストン速度の低速域（ディスクバルブ３３の開弁前）においては、オリフィス３３Ａによってオリフィス特性の減衰力が発生する。ピストン速度が上昇してディスクバルブ３３の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ３３が開き、その開度に応じてバルブ特性の減衰力が発生する。

ピストンロッド４の縮み行程時において、伸び側減衰力発生機構８では、逆止弁２５が開いて、シリンダ下室２Ｂの圧力を背圧室１６に導入する。これにより、背圧室１６の圧力によりディスクバルブ１４を閉弁方向に作用する力が、シリンダ下室２Ｂの圧力による開弁方向に作用する力よりも大きくなり、伸び側のディスクバルブ１４を確実に閉弁状態に維持することができ、安定した減衰力を得ることができる。

伸び側減衰力発生機構８では、弾性シール部材１５の外径をバルブ部材１０の円筒部の内周面１０Ａの内径よりも大きくして、これらの間に締め代Ｆを形成し、また、ディスクバルブ１４の内径をピストンロッド４Ａの外径よりも充分大きくして、これらの間に隙間Ｃを形成したので、ディスクバルブ１４は、弾性シール部材１５の外周とバルブ部材１０の円筒部の内周面１０Ａとの嵌め合いによって自動的に調芯され、その位置でナット５の締付によって軸方向にクランプされて固定される。これにより、弾性シール部材１５の外周、ディスクバルブ１４の内周、バルブ部材１０の円筒部の内周面１０Ａ及び保持部１１の内周の中心のずれを隙間Ｃによって許容できるので、ディスクバルブ１４の弾性シール部材１５とバルブ部材１０の円筒部の内周面１０Ａとの摺動性及びシール性を確保することができ、安定した減衰力特性を得ることができる。また、寸法公差及び同軸度の要求が緩和されるので、生産性を高め、製造コストを低減することができる。

よって、軸部４Ａにディスクバルブ１４を組付けた状態で、バルブ部材１０の内周面１０Ａと、弾性シール部材１５とが同心円になる。さらに本実施形態ではディスクバルブ１４に弾性シール部材１５を加硫接着によって固着する構成を示している。この場合、ディスクバルブ１４に対する弾性シール部材１５の同軸度を出す加工が困難であるが、隙間Ｃによって許容することができるので、加硫接着時の加工時間の短縮を図ることができる。

また、本実施形態では、ディスクバルブ１４の内径とピストンロッド４の軸部４Ａの外径とで形成される隙間Ｃは、ディスクバルブ１４に積層される切欠ディスク部材１９及びディスク部材２０から構成されるワッシャ１８０の内径と軸部４Ａの外径との隙間よりも、固定部材であるナット５により組付けられた状態で大きい。これにより、ワッシャ１８０は、ワッシャ１８０の内径と軸部４Ａの外径とにより内径拘束されて位置決めされ、ディスクバルブ１４は、弾性シール部材１５の外径とバルブ部材１０の円筒部内周面１０Ａにより外径拘束されて位置決めされることになる。

なお、上記第１実施形態では、伸び側減衰力発生機構８のみが背圧室１６を有する背圧型（パイロット型）となっているが、縮み側減衰力発生機構７を伸び側と同様の背圧室を有する背圧型（パイロット型）の減衰力発生機構としてもよい。

次に本発明の第２実施形態について、図２、図３及び図５を参照して説明する。
図２に示すように、本実施形態に係る緩衝器１０１は、シリンダ１０２の外側に外筒１０３を設けた複筒構造となっており、シリンダ１０２と外筒１０３との間にリザーバ１０４が形成されている。シリンダ１０２内には、ピストン１０５が摺動可能に嵌装されており、このピストン１０５によってシリンダ１０２内がシリンダ上室１０２Ａとシリンダ下室１０２Ｂとの２室に画成されている。ピストン１０５には、ピストンロッド１０６の一端がナット１０７によって連結されており、ピストンロッド１０６の他端側は、シリンダ上室１０２Ａを通り、シリンダ１０２及び外筒１０３の上端部に装着されたロッドガイド１０８およびオイルシール１０９に挿通されて、シリンダ１０２の外部へ延出されている。シリンダ１０２の下端部には、シリンダ下室１０２Ｂとリザーバ１０４とを区画するベースバルブ１１０が設けられている。

ピストン５には、シリンダ上下室１０２Ａ、１０２Ｂ間を連通させる通路１１１、１１２が設けられている。そして、通路１１２には、シリンダ下室１０２Ｂ側からシリンダ上室１０２Ａ側への流体の流通のみを許容する逆止弁１１３が設けられ、また、通路１１１には、シリンダ上室１０２Ａ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをシリンダ下室１０２Ｂ側へリリーフするディスクバルブ１１４が設けられている。

ベースバルブ１１０には、シリンダ下室１０２Ｂとリザーバ１０４とを連通させる通路１１５、１１６が設けられている。そして、通路１１５には、リザーバ１０４側からシリンダ下室１０２Ｂ側への流体の流通のみを許容する逆止弁１１７が設けられ、また、通路１１６には、シリンダ下室１０２Ｂ側の流体の圧力が所定圧力に達したとき開弁して、これをリザーバ１０４側へリリーフするディスクバルブ１１８が設けられている。作動流体として、シリンダ１０２内には、油液が封入され、リザーバ１０４内には油液及びガスが封入されている。

シリンダ１０２には、上下両端部にシール部材１１９を介してセパレータチューブ１２０が外嵌されており、シリンダ１０２とセパレータチューブ１２０との間に環状通路１２１が形成されている。環状通路１２１は、シリンダ１０２の上端部付近の側壁に設けられた通路１２２によってシリンダ上室１０２Ａに連通されている。セパレータチューブ１２０の側壁の下部には、小径の開口部１２３が突出している。また、外筒１０３の側壁には、開口１２３と略同心に大径の開口１２４が設けられ、外筒１０３の側壁の開口１２４に減衰力発生機構１２５が取付けられている。

次に、減衰力発生機構１２５について、主に図３を参照して説明する。
図３に示すように、減衰力発生機構１２５は、外筒の開口１２４に取付けられた円筒状のケース１２６内に、パイロット型（背圧型）のメインバルブ１２７及びメインバルブ１２７の開弁圧力を制御するソレノイド駆動の圧力制御弁であるパイロットバルブ１２８が設けられ、更に、パイロットバルブ１２８の下流側に、フェイル時に作動するフェイルバルブ１２９が設けられている。

ケース１２６内には、開口１２４側から順に、環状の通路プレート１３０、凸形状の通路部材１３１、環状のメインバルブ部材１３２、凸形状のオリフィス通路部材１３３、中間部に底部を有する円筒状のパイロットバルブ部材１３４、環状の保持部材１３５及び円筒状のソレノイドケース１３６が挿入され、これらは、互いに当接し、ソレノイドケース１３６をナット１３７によってケース１２６に結合することによって固定されている。

通路プレート１３０は、ケース１２６の端部に形成された内側フランジ１２６Ａに当接して固定されている。通路プレート１３０には、リザーバ１０４とケース１２６内の室１２６Ｂとを連通する複数の通路１３８（切欠）が径方向に沿って形成されている。通路部材１３１は、小径の先端部が通路プレート１３０に挿入され、大径部の肩部が通路プレート１３０に当接して固定されている。通路部材１３１の先端部は、セパレータチューブ１２０の開口１２３にシール部材１３９を介して液密的に嵌合し、通路部材１３１を軸方向に貫通する通路１４０が環状通路１２１に連通している。

メインバルブ部材１３２は、一端部が通路部材１３１の大径部に当接して固定され、メインバルブ部材１３２と通路部材１３１との当接部は、シール部材１４３によってシールされている。メインバルブ部材１３２には、軸方向に貫通する通路１４４が円周方向に沿って複数配置され、通路１４４は、通路部材１３１の通路に連通している。メインバルブ部材１３２の他端部には、複数の通路１４４の開口部の外周側に環状のシート部１４５が突出し、内周側に環状のクランプ部１４６が突出している。

メインバルブ部材１３２のシート部１４５には、メインバルブ１２７を構成するディスクバルブ１４７の外周部が着座している。ディスクバルブ１４７の内周部は、クランプ部１４６とオリフィス通路部材１３３の大径部の肩部とによって軸方向にクランプされて固定されている。ディスクバルブ１４７の背面側外周部には、円環状の弾性シール部材１４８が一体的に設けられている。凸形状のオリフィス通路部材１３３は、一端側の小径の軸部１３３Ａがメインバルブ部材１３２の中心の開口部内に嵌合し、大径部の肩部がディスクバルブ１４７に当接し、他端側の小径の軸部１３３Ｂがパイロットバルブ部材１４３の中心のポート１５２内に嵌合して固定されている。オリフィス通路部材１３３には、軸方向に沿って通路１４９が貫通し、通路１４９は、軸部１３３Ａの先端部に形成された固定オリフィス１５０を介して通路部材１３１の通路１４０に連通している。

パイロットバルブ部材１３４は、中間部に底部１３４Ａを有する有底筒状で、底部１３４Ａの一端部がオリフィス通路部材１３３に当接して固定されている。パイロットバルブ部材１３４の一端側の円筒部の内周面１３４Ｂにディスクバルブ１４７の弾性シール部材１４８の外周部が摺動可能かつ液密的に嵌合して、ディスクバルブ１４７の背部にパイロット室１５１を形成している。ディスクバルブ１４７は、通路１４４側の圧力を受けて開弁し、通路１４４を下流側のケース１２６内の室１２６Ｂに連通する。パイロット室１５１の内圧は、ディスクバルブ１４７に対して閉弁方向に作用する。パイロットバルブ部材１３４の底部１３４Ａの中心にポート１５２が貫通しており、ポート１５２は、オリフィス通路部材１３３の通路１４９に連通している。パイロット室１５１は、オリフィス通路部材１３３の大径部を径方向に貫通する通路１５３を介して通路１４９に連通しており、これらの通路１５３、通路１４９及び固定オリフィス１５０がパイロット室１５１に油液を導入する導入通路を構成している。

保持部材１３５は、その一端側の外周部に形成された環状凸部１５４がパイロットバルブ部材１３４の他端側の円筒部の端部に当接して固定され、パイロット通路部材１３４の円筒部の内部に弁室１５５を形成している。パイロットバルブ部材１３４及び保持部材１３５は、ケース１２６内に嵌合されたソレノイドケース１３６の円筒部が外周部に嵌合して径方向に位置決めされている。弁室１５５は、保持部材１３５とソレノイドケース１３６との間に形成された通路１５６及びパイロット弁部材１３４とソレノイドケース１３６の円筒部との間に形成された通路１５７を介してケース１２６内の室１２６Ｂに連通している。そして、ポート１５２、弁室１５５及び通路１５６、１５７によってパイロット室１５１をディスクバルブ１４７（メインバルブ１２７）の下流側の室１２６Ｂに連通するパイロット通路を構成している。弁室１５５内には、ポート１５２を開閉する圧力制御弁であるパイロットバルブ１２８の弁体１５８が設けられている。

ソレノイドケース１３６には、コイル１５９と、コイル１５９内に挿入されたコア１６０、１６１と、コア１６０、１６１に案内されたプランジャ１６２と、プランジャ１６２に連結された中空の作動ロッド１６３が組込まれている。これらによってソレノイドアクチュエータＳを構成し、作動ロッド１６３の先端部が保持部材１３５を貫通して弁室１５５内の弁体１５８に連結している。そして、リード線１６４を介してコイル１５９に通電することにより、通電電流に応じてプランジャ１６２に軸方向の推力を発生させるようになっている。

弁体１５８は、パイロットバルブ部材１３４のポート１５２に対向するテーパ状の先端部に環状のシート部１６５が形成され、シート部１６５がポート１５２の周囲のシート面１６６に離着座することにより、ポート１５２を開閉するようになっている。そして、弁体１５８は、弁体１５８とパイロットバルブ部材１３４の底部１３４Ａとの間に介装された付勢手段であるバルブスプリング１６７（圧縮コイルバネ）のバネ力によって付勢されて、通常は、後退位置にあって開弁状態となっており、コイル１５９への通電によるプランジャ１６２の推力によってバルブスプリング１６７のバネ力に抗して前進し、図３に示すようにシート部１６５がシート面１６６に着座してポート１５２を閉じ、プランジャ１６２の推力、すなわち、コイル１５９への通電電流によって開弁圧力を調整することにより、ポート１５２すなわちパイロット室１５１の内圧を制御する。

弁体１５８には、中空の作動ロッド１６３が貫通しており、閉弁時、すなわち、シート部１６５がシート面１６６に着座したとき、作動ロッド１６３内の通路１６３Ａをポート１５２内に開口させ、通路１６３Ａによってポート１５２とコア１６１内の作動ロッド１６３の背部の室１６１Ａとを連通することにより、弁体１５８に作用するポート１５２部圧力の受圧面積を小さくして、プランジャ１６２の推力に対する弁体１５８の開弁圧の可変幅を大きくとれるようにしている。

フェイルバルブ１２９は、コイル１５９への非通電時に、弁体１５８がバルブスプリング１６７のバネ力によって後退して、パイロットバルブ部材１３４と保持部材１３５との間で外周部が支持された環状のフェイルディスク１７０の内周部に当接することにより、弁室１５５内において、ポート１５２と通路１５６との間の流路を閉じようになっている。この状態では、フェイルディスク１７０の内周縁部に形成されたオリフィス１７０Ａによってポート１５２と通路１５６との間の流路が連通され、弁室１５５内のポート１５２側の流体の圧力が上昇して所定圧力に達すると、フェイルディスク１７０が撓み、弁体１５８の後退位置がストッパ１７１によって制限された後、弁体１５８から離間してポート１５２と通路１５６との間の流路を開く。

コイル１５９への通電によって弁体１５８のシート部１６５をシート面１６６に着座させたパイロットバルブ１２８による圧力制御状態では、弁体１５８がフェイルディスク１７０から離間して、弁室１５５内のポート１５２と通路１５６との間の流路は、フェイルディスク１７０の中央の開口を介して連通状態となる。

次に、メインバルブ１２７について、主に図５を参照して説明する。
上記第１実施形態と同様、弾性シール部材１４８は、ゴム等の弾性体からなり、加硫接着等によってディスクバルブ１４７の背面に固着され、外周部がテーパ状に形成されている。また、弾性シール部材１４８の外周部には、パイロットバルブ部材１３４の円筒部の内周面１３４Ｂとの摺動部を多段シールするための複数の段部が形成されている。弾性シール部材１４７の外径は、パイロットバルブ部材１３４の円筒部の内周面１３４Ｂの内径よりも大きく、これらの間に締め代Ｆが形成されている。ディスクバルブ１４７の内径は、オリフィス通路部材１３３の軸部１３３Ａの外径よりも充分大きく、これらの間に全周にわたって隙間Ｃが形成されている。すなわち、ディスクバルブ１４７の径方向の位置決めは、締め代Ｆをもって嵌合される弾性シール部材１４７の外周部とパイロットバルブ部材１３４の円筒部の内周面１３４Ｂの嵌め合いによって行なわれ、ディスクバルブ１４７の内径とオリフィス通路部材１３３の軸部１３３Ａの外周との中心のずれは、隙間Ｃによって吸収することができる。ディスクバルブ１４７は、このようにして、径方向に位置決めされた状態で、ナット１３７の締付によって内周部が軸方向にクランプされて固定される。

このとき、上記第１実施形態と同様、ディスクバルブ１４７の内径の最小値Ｄ´ｍｉｎは、次式により求めることができる。
Ｄ´ｍｉｎ＝ｄ´ｍａｘ＋（Ｚ１´＋Ｚ２´）
但し、ｄｍａｘ´：オリフィス通路部材１３３の軸部１３３Ａの最大径、Ｚ１´：ディスクバルブ１４７の内周と弾性シール部材１４８の外周との同軸度、Ｚ２´：パイロットバルブ部材１３４の円筒部の内周面１３４Ｂとオリフィス通路部材１３３の軸部１３３Ａとの同軸度である。

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
減衰力調整式緩衝器１０１は、車両のサスペンション装置のバネ上バネ下間に装着され、リード線１６４が車載コントローラ等に接続され、通常の作動状態では、コイル１５９に通電して、弁体１５８のシート部１６５をシート面１６６に着座させて、パイロットバルブ１２８による圧力制御を実行する。

ピストンロッド１０６の伸び行程時には、シリンダ２内のピストン１０５の移動によって、ピストン１０５の逆止弁１１３が閉じ、ディスクバルブ１１４の開弁前には、シリンダ上室１０２Ａ側の流体が加圧されて、通路１２２及び環状通路１２１を通り、セパレータチューブ１２０の開口１２３から減衰力発生機構１２５の通路部材１３１の通路１４０へ流入する。

このとき、ピストン１０５が移動した分の流体がリザーバ１０４からベースバルブ１１０の逆止弁１１７を開いてシリンダ下室１０２Ｂへ流入する。なお、シリンダ上室１０２Ａの圧力がピストン１０５のディスクバルブ１１４の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１１４が開いて、シリンダ上室１０２Ａの圧力をシリンダ下室１０２Ｂへリリーフすることにより、シリンダ上室１０２Ａの過度の圧力の上昇を防止する。

減衰力発生機構１２５では、通路部材１３１の通路１４０から流入した流体は、メインバルブ１２７のディスクバルブ１４７の開弁前（ピストン速度低速域）においては、オリフィス通路部材１３３の固定オリフィス１５０、通路１４９及びパイロットバルブ部材１３４のポート１５２を通り、パイロットバルブ１２８の弁体１５８を押し開いて弁室１５５内へ流入する。更に、フェイルディスク１７０の開口を通り、通路１５６、１５７、ケース１２６内の室１２６Ｂ及び通路プレート１３０の通路１３８を通ってリザーバ１０４へ流れる。そして、ピストン速度が上昇してシリンダ上室１０２Ａ側の圧力がディスクバルブ１４７の開弁圧力に達すると、通路１４０に流入した流体は、通路１４４を通り、ディスクバルブ１４７を押し開いてケース１２６内の室１２６Ｂへ直接流れる。

ピストンロッド１０６の縮み行程時には、シリンダ１０２内のピストン１０５の移動によって、ピストン１０５の逆止弁１１３が開き、ベースバルブ１１０の通路１１５の逆止弁１１７が閉じて、ディスクバルブ１１８の開弁前には、ピストン下室１０２Ｂの流体がシリンダ上室１０２Ａへ流入し、ピストンロッド１０６がシリンダ１０２内に侵入した分の流体がシリンダ上室１０２Ａから、上記伸び行程時と同様の経路を通ってリザーバ１０４へ流れる。なお、シリンダ下室１０２Ｂ内の圧力がベースバルブ１１０のディスクバルブ１１８の開弁圧力に達すると、ディスクバルブ１１８が開いて、シリンダ下室１０２Ｂの圧力をリザーバ１０４へリリーフすることにより、シリンダ下室１０２Ｂの過度の圧力の上昇を防止する。

これにより、ピストンロッド１０６の伸縮行程時共に、減衰力発生機構１２５において、メインバルブ１２７のディスクバルブ１４７の開弁前（ピストン速度低速域）においては、固定オリフィス１５０及びパイロットバルブ１２８の弁体１５８の開弁圧力によって減衰力が発生し、ディスクバルブ１４７の開弁後（ピストン速度高速域）においては、その開度に応じて減衰力が発生する。そして、コイル１５９への通電電流によってパイロットバルブ１２８の開弁圧力を調整することにより、ピストン速度にかかわらず、減衰力を直接制御することができる。このとき、パイロットバルブ１２８の開弁圧力によって、その上流側の通路１４９に連通する背圧室１５５の内圧が変化し、背圧室１５５の内圧は、ディスクバルブ１４７の閉弁方向に作用するので、パイロットバルブ１２８の開弁圧力を制御することにより、ディスクバルブ１４７の開弁圧力を同時に調整することができ、これにより、減衰力特性の調整範囲を広くすることができる。

このとき、コイル１５９への通電電流を小さくして、プランジャ１６２の推力を小さくすると、パイロットバルブ１２８の開弁圧力が低下して、ソフト側の減衰力が発生し、通電電流を大きくして、プランジャ１６２の推力を大きくすると、パイロットバルブ１２８の開弁圧力が上昇して、ハード側の減衰力が発生するので、一般的に使用頻度の高いソフト側の減衰力を低電流で発生させることができ、消費電力を低減することができる。

コイル１５９の断線、車載コントローラの故障等のフェイルの発生により、プランジャ６２の推力が失われた場合には、バルブスプリング１６７のバネ力によって弁体１５８が後退して、ポート１５２が開き、弁体１５８がフェイルディスク１７０に当接して、弁室１５５内のポート１５２と通路１５６との間の流路を閉じる。この状態では、弁室１５５内におけるポート１５２から通路１５６への流体の流れは、フェイルバルブ１２９、すなわち、オリフィス１７０Ａ及びフェイルディスク１７０によって制御されることになるので、オリフィス１７０Ａの流路面積及びフェイルディスク１７０の開弁圧力の設定によって所望の減衰力を発生させると共に、パイロット室１５１の内圧、すなわち、メインバルブ１２７の開弁圧力を調整することができる。その結果、フェイル時においても適切な減衰力を得ることができる。

メインバルブ１２７では、弾性シール部材１４８の外径をパイロットバルブ部材１３４の円筒部１３４Ｂの内径よりも大きくして、これらの間に締め代Ｆを形成し、また、ディスクバルブ１４７の内径をオリフィス通路部材１３３の軸部１３３Ａの外径よりも充分大きくして、これらの間に隙間Ｃを形成したので、ディスクバルブ１４７は、弾性シール部材１４８の外周と円筒部１３４Ａの内周との嵌め合いによって自動的に調芯され、その位置でナット１３７の締付によって軸方向にクランプされて固定される。これにより、弾性シール部材１４８の外周、ディスクバルブ１４７の内周、パイロットバルブ部材１３４のポート１５５の内周及びオリフィス通路部材１３３の中心のずれを隙間Ｃによって許容できるので、ディスクバルブ１４７の弾性シール部材１４８とパイロットバルブ部材１３４の円筒部の内周面１３４Ｂとの摺動性及びシール性を確保することができ、安定した減衰力特性を得ることができる。また、寸法公差及び同軸度の要求が緩和されるので、生産性を高め、製造コストを低減することができる。

よって、軸部１３３Ａにディスクバルブ１４７を組付けた状態で、ケース部材としてのパイロットバルブ部材１３４の一端側の円筒部の内周面１３４Ｂと、弾性シールｂ材１４８とが同心円になる。さらに本実施形態ではメインバルブ１２７に弾性シール部材１４８を加硫接着によって固着する構成を示している。この場合、メインバルブ１２７に対する弾性シール部材１４８の同軸度を出す加工が困難であるが、隙間Ｃによって許容することができるので、加硫接着時の加工時間の短縮を図ることができる。

なお、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、隙間Ｃはメインバルブ１２７の内径と、軸部１３３Ａの外径の間に全周にわたって形成されるとしたが、現実的には、ナット１３７を締め付ける過程でメインバルブ１２７が若干径方向にずれることや公差等で周方向部分的に隙間０の箇所が生じるケースもあるが、設計思想として隙間Ｃが全周にわたって形成されるようになっていれば、弾性シール部材１４８の摺動性及びシール性が従来に比べ、向上されるものである。

また、本実施形態ではディスクバルブ１４７の内周とオリフィス通路部材１３３の軸部１３３Ａとの隙間Ｃは、ディスクバルブ１４７に積層されるリテーナ１７１、１７０及びディスク部材１７３から構成されるワッシャ１８０´の内径と軸部１３３Ａとの隙間よりも、固定部材としてのナット１３７により組みつけられた状態で大きい。これにより、ワッシャ１８０´はワッシャ１８０´の内径と軸部１３３Ａの外径とにより内径拘束されて位置決めされ、ディスクバルブ１４７は弾性シール部材１４８の外径と軸部１３３Ａにより外径拘束されて位置決めされることになる。

なお、上記第２実施形態において、ディスクバルブ１４７の内周部とオリフィス通路部材１３３の軸部１３３Ａとの間に隙間Ｃの代りに、または、隙間Ｃに加えて、パイロットバルブ部材１３４の底部のポート１５２の内周部と、これに嵌合するオリフィス通路部材１３３の軸部１３３Ｂの外周部との間に、全周にわたって隙間を形成して、上述の中心のずれを許容するようにしてもよい。また、上記第２実施形態では、パイロットバルブ部材１３４とオリフィス通路部材１３３とを別体としているが、これらを一体に形成してもよい。

上記第１及び２実施形態において、作動流体は、作動の安定性及び取扱いの便宜から、油液及びガスを用いているが、本発明は、これに限らず、他の流体を単独又は組合わせて使用することも可能である。さらに、上記第２実施形態においては、パイロットバルブ１２８を圧力制御弁とした例を示したが、流量制御する流量制御弁であってもよい。

１緩衝器、２シリンダ、３ピストン、４ピストンロッド、４Ａ軸部、８伸び側減衰力発生機構（減衰力発生機構）、１０バルブ部材（ケース部材）、１０Ａ内周面、１４ディスクバルブ、１５弾性シール部材、１６背圧室、Ｃ隙間

Claims

作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結され前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備え、
前記減衰力発生機構は、環状のディスクバルブと、該ディスクバルブの背面に一体的に設けられた円環状の弾性シール部材と、前記弾性シール部材が摺動可能に嵌合する内周面を有し、前記ディスクバルブの背面側に背圧室を形成する有底筒状のケース部材と、前記ディスクバルブ及び前記ケース部材の底部の中心に配置される外周が円形の軸部とを備え、
前記ディスクバルブは、内周部が軸方向にクランプされて、外周部が開弁可能に前記ケース部材に対して固定され、前記ディスクバルブの内周部と前記軸部の外周との間に全周にわたって、クランプ時に前記ディスクバルブの中心と前記軸部の中心とのずれを許容するための隙間が形成されていることを特徴とする緩衝器。
作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結され前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備え、
前記減衰力発生機構は、環状のディスクバルブと、該ディスクバルブの背面に一体的に設けられた円環状の弾性シール部材と、前記弾性シール部材が摺動可能に嵌合する内周面を有し、前記ディスクバルブの背面側に背圧室を形成する有底筒状のケース部材と、前記ディスクバルブ及び前記ケース部材の底部の中心に配置される外周が円形の軸部とを備え、
前記ディスクバルブの内周部と前記ケース部材とは、軸方向にクランプされて固定され、前記ディスクバルブの内周部及びケース部材の底部の内周部の少なくとも一方と前記軸部の外周との間にクランプ時に互いの中心ずれを許容可能に全周にわたって隙間が形成されていることを特徴とする緩衝器。
前記軸部は、前記ケース部材と別体で、該ケース部材の底部に挿入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝器。
前記軸部は、前記ケース部材と一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝器。
前記軸部に前記ディスクバルブを組付けた状態で、前記ケース部材の内周面と、前記弾性シール部材とが同心円となることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の緩衝器。
作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、該ピストンに連結され前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記ピストンの摺動によって生じる作動流体の流れを制御して減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備え、
前記減衰力発生機構は、環状のディスクバルブと、該ディスクバルブの背面に一体的に設けられた円環状の弾性シール部材と、前記弾性シール部材が摺動可能に嵌合する内周面を有し前記ディスクバルブの背面側に背圧室を形成する有底筒状のケース部材と、前記ディスクバルブ及び前記ケース部材の底部の中心に配置される外周が円形の軸部とを備え、
前記ディスクバルブの少なくとも一方の面に設けられたワッシャと、
前記ワッシャ及び前記ディスクバルブを前記軸部に固定する固定部材とを有し、
前記ワッシャの内径より前記ディスクバルブの内径を大きくして、該ディスクバルブの内周と前記軸部の外周との間に全周にわたって隙間を形成し、前記ディスクバルブと前記軸部との中心のずれを許容したことを特徴とする緩衝器。